Оборудование для производства фотошаблонов.

СОДЕРЖАНИЕ

Цель работы
Теоретические сведения
Контрольные вопросы
Литература
Лабораторное задание
Порядок выполнения лабораторного задания
Требования к отчету
Условные обозначения
Приложение (таблицы)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Изучить технологические процессы изготовления фотошаб­лонов для производства ПП и МПП.

2. Ознакомиться с принципами работы оборудования для из­готовления фотошаблонов.

3. Изучить характеристики и типы фотоматериалов для фото-­
шаблонов.

4. Изучить методы контроля фотошаблонов.

5. Изучить методы структурного формирования комплектов
фотошаблонов для различных технологических вариантов
производства ПП.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Основным технологическим методом производства ПП явля­ется фотолитография, а основным инструментом фотолитографиче­ского процесса - фотошаблон (ФШ), посредством которого форми­руется рисунок топологии слоев в резисте.

В современной технологии для изготовления ФШ применяют­ся фотоматериалы, обладающие высокой разрешающей способно­стью и высокой контрастностью.

Для изготовления фотошаблонов применяют специальное высокопрецизионное оборудование - фотокоординатографы и генера­торы изображений, с помощью которых в эмульсионном слое фото­материала формируется скрытое (латентное) изображение.

Фотохимическую обработку, проэкспонированного фотошаб­лона проводят в проявочных автоматах - «процессорах».

Ниже на рис.1 приведена схема типового технологического процесса изготовления фотошаблонов в современном производстве ПП.

Оборудование для производства фотошаблонов.

Разработка оригинала фотошаблона, включающего всю необходимую графическую информацию для изготовления ПП, осуществляется, главным образом, с применением ЭВМ следующими двумя способами:

1. «DA» (Design Automation - Автоматизированное проектирование). Данный способ эффективен при массовом проектировании стандартизованных ПП. При этом способе ЭВМ проводит все процессы обработки в соответствии с проектными данными.

2. «CAD» (Computer Aided Design - проектирование с помощью ЭВМ). Этот способ заключается в проектировании проводимом проектировщиком с проведением диалога с ЭВМ через графический дисплей. Данный способ применяется для проектирования стандартных печатных плат, требую­щих специальной обработки. Система CAD получила наи­более широкое применение. В стадии проектирования схе­мы соединений получают данные, необходимые для изго­товления оригинала фотошаблона при помощи экспозици­онного графопостроителя - фотокоординатографа, генера­тора изображений и др.

Фотокоординатограф - фотооптическое устройство для вы­черчивания световым лучом топологии и другой необходимой ин­формации на фотоматериале, используемом для изготовления фо­тошаблона. Фотокоординатограф состоит из следующих основных узлов:

· фотоголовки с объективом и набором апертурных диафрагм

· источника света с блоком конденсаторов

· механизма привода для перемещения фотоголовки

· механизма привода для перемещения координатного стола

· блока управления механизмами координатного перемещения

· устройства ввода и обработки информационных данных.

Ниже приведены некоторые основные характеристики современных фотокоординатографов:

1. Скорость рисования, мм/с 100 - 150

2. Точность позиционирования, мкм 25-30

3. Разрешающая способность, лин/мм 40-50

4. Число апертур до 50

На рис.2 приведена типовая схема фотокоординатографа.

Рис.2.

1. Устройство управления приводами.

2. Специализированная ЭВМ.

3. Механизм привода фотоголовки.

4. Объектив.

5. Зеркало.

6. Затвор с механизмом привода.

7. Блок апертур с механизмом привода.

8. Блок конденсаторов.

9. Источник света.

10. Фотоматериал.

11. Координатный стол.

12. Привод координатного стола.

Более высокие технические параметры имеют генераторы изображений, в которых в качестве источника света используется лазер.

Монохроматичность и высокая интенсивность лазерного из­лучения, в сочетании с сканирующей разверткой сфокусированного луча по поверхности фотоматериала, позволяют на порядок увели­чить производительность изготовления фотошаблонов в сравнении с производительностью достигаемой на фотокоординатографах.

В лазерных генераторах изображения (ЛГИ) в основном ис­пользуются два типа лазеров:

· гелий-неоновый (1 = 633нм.)

· аргоновый (1 = 470 - 540нм.)

ЛГИ имеют следующие основные характеристики:

1. Время экспонирования фотоматериала размером 500х600мм., мин. - 3-7

2. Информативная разрешающая способность(пиксель), мкм. -
6,5 - 12,5

3. Разрешающая способность реализуемая на фотоматериале,
лин/мм. - 40 - 50

4. Точность позиционирования, мкм. - 6,5 - 12,5

В настоящее время нашли применение два типа ЛГИ, отли­чающихся способами осуществления развертки лазерного луча:

· цилиндрового типа, в которых развертка осуществляется за
счет вращения цилиндра и шагового перемещения объекти­ва, фокусирующего излучение вдоль образующей цилиндра.

· с плоским координатным столом, движущимся по одной из
осей координат и разверткой с помощью вращающегося
зеркального полигона по другой оси координат.

На рис.3 показана схема ЛГИ цилиндрового типа.

Рис.3.

1. Устройство управления приводами.

2. Специализированная ЭВМ.

3. Механизм привода объектива.

4. Объектив.

5. Зеркало.

6. Модулятор.

7. Лазер.

8. Сфокусированный луч лазера.

9. Цилиндр растровой развертки.

10. Фотоматериал.

11. Растр.

12. Механизм привода цилиндра.

На рис.4 показана схема ЛГИ с плоским столом.

Рис.4.

1. Устройство управления приводами.

2. Специализированная ЭВМ.

3. Механизм привода стола.

4. Фотоматериал.

5. Координатный стол.

6. Растр развертки лазерного луча.

7. Плоское зеркало.

8. Сфокусированный луч лазера.

9. Объектив.

10. Зеркало.

11. Зеркальный полигон развертки лазерного луча.

12. Модулятор.

13. Привод полигона.

14. Лазер.

В состав производственного участка для изготовления фото­шаблонов входят так же процессор для фотохимической обработки экспонированного фотоматериала, контактное устройство для полу­чения копий с черно-белых фотоматериалов, контактное устройство для получения копий на диазопленках (ДП), проявочное устройство для ДП, а так же контрольное измерительное оборудование - денси­тометры и микроскопы.

Фотохимическая обработка в процессоре состоит из совокуп­ности операций, которым подвергается экспонированный фотома­териал с целью превращения скрытого изображения в видимое.

Обязательные операции фотохимической обработки:

· проявление, в результате которого в фотослое образуется
видимое изображение,

· фиксирование, в ходе которого это изображение закрепля­ется и становится устойчивым к действию света.

В современной технологии эти процессы осуществляют с по­мощью проявочных автоматов («процессоров»), в которых строго регламентированы условия фотохимической обработки - постоянст­во химического состава реагентов, температура и время процесса.

При работе на установках для изготовления фотошаблонов должны выполняться «Правила технической эксплуатации электро­установок потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

При фотохимической обработке фотошаблонов должны со­блюдаться правила техники безопасности, предусмотренные типо­выми отраслевыми нормами.

Дата добавления: 2015-09-02