[發明專利]脈沖光圖形記錄器

無效

• 申請號: 01100504.1
• 申請日: 2001-01-05
• 公開（公告）號: CN1304282A
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: 伊加爾·凱茲爾;鮑里斯·克林;阿維·格羅斯;沃爾夫岡·雷奇凱
• 申請（專利權）人: 奧博泰克有限公司
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00;H01L21/027;H01S3/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 蹇煒

本發明一般涉及一種用脈沖光束來記錄圖形的裝置，特別是用鎖模激光。印刷電路板的制造是本發明的一個重要應用。

在印刷電路板(PCB)制造的應用中，在覆銅板上涂敷光致抗蝕層，激光可以用來將光致抗蝕層曝光成圖形。在一個典型的曝光系統中，如德國LIS的DP100(從以色列Yavne的Orbotetch有限公司可以買到)，CW紫外線(UV)激光束從PCB表面掃描過去，其強度根據即將產生的光柵圖形來調制，調制裝置接收由控制電路所供給的電子象素數據，在現代PCB制造中，人們在高數據速率下操作來提高制造速度，實際的數據率則受制于調制率和/或可用的激光功率。

在使用對紫外線敏感的光致抗蝕劑來制造PCB時，通常使用CW氬離子激光器。雖然它們被當成紫外線光源廣泛地使用，但氬激光器為氣體激光器，這種激光器有許多缺點，例如復雜、要小心操作、可維修性差和/或價格高。

產生紫外線激光輻射的各種方法是公知的。比如，用紅外線(IR)固態激光振蕩器來產生鎖模高重復率的激光脈沖。將鎖模紅外線光脈沖通過一非線性介質，而使紅外線鎖模激光的波長轉變成紫外線。然而，在高數據率下，使用這種激光將光致抗蝕劑曝光是相當受限制的，矛盾存在于頻率轉換過程中，它是極度非線性的。頻率轉換在功率增強時變得更加有效。

雖然鎖模對得到激光脈沖有用，每一脈沖有一高峰值功率，在加快高效率頻率轉換時是非常需要的，但是，當激光脈沖重復率增加時，例如為了達到數據率的增加，單獨脈沖的峰值功率降低，因而使紫外線的平均功率大幅度下降，因此對于給定的平均紅外線功率而言，在頻率轉換后的平均峰值功率隨激光脈沖的重復率增加而下降，導致降低紫外線產生效率。

實際上，使用脈沖激光來記錄光柵圖形存在許多問題，其理由各異。以完全等于鎖模激光的脈沖重復率的調制率來調制數據的話，問題出在高脈沖與數據同步化的困難上。反過來說，以不同于鎖模激光的脈沖重復率的調制率來調制數據的話，問題出在定時誤差，其中脈沖無法在所需求的時間精確地記錄象素或使象素曝光，該象素應該被記錄或曝光。在當記錄象素的數據率接近或是超過曝光輻射源(如鎖模激光器)的脈沖率時，后者的問題特別普遍。

美國專利US3,447,856公開了一種光脈沖倍增器，它使進入的脈沖光束分開，使一個光路相對于另一個光路延伸，以及再使光路組合。

英國專利GB2,245,790A公開了一種結構，該結構包括平行的平面鏡，由進入的脈沖串產生一組相互時間延遲的脈沖串。隨后，這些相互時間延遲的脈沖串又組合起來。

美國專利US5,462,433公開了一種使用于電子戰爭的裝置，用一個可調式延時單元來延遲相干的射頻(RF)信號。此相干的射頻信號可分成多個信號路徑，有一些路徑相對于其它路徑來說被延遲，然后被延遲的與未被延遲的路徑再重新組合，來增加脈沖重復率。

美國專利US4,205,348公開了一種激光掃描器，使用一聲光調制器，利用所謂的Scophony效應來同時進行信息調制和使得入射的CW激光束偏轉，因而使得光束跟蹤多邊形掃描器的側平面(facet)。該系統降低了記錄表面影像的模糊程度。

J.B.Lowry等人在“光學與激光科技”雜志第20卷第5號(1988年10月)發表的題為“脈沖的Scophony激光投射系統”的文章，公開了使用脈沖激光照明來達到“凍結”效應，而非如傳統的Scophony調制器那樣的掃描動作。在影像平面無掃描動作的情況下，激光脈沖重復率等于數據調制率，也與數據調制率同步。

國際專利WO00/11766和美國專利US6,037,967所公開的內容結合起來，描述了直接的掃描系統，分別用于印刷電路和半導體掩模，其中，所用的激光脈沖率等于或高于數據率。

在本發明的一些實施例的廣泛的方面，使用高重復率單脈沖光束的振幅調制來傳送信息，特別是對光敏表面進行曝光，例如使用脈沖紫外線激光束。在本發明的一些實施例中，用光柵圖形對該表面進行曝光，而信息調制與光脈沖的脈沖重復率不同步。

在本發明的一些實施例中，用脈沖重復率倍增器將光脈沖的脈沖重復率增加至脈沖重復率，該脈沖重復率高于光束脈沖率(當由其光源發射時)。在本發明的另一些實施例中，比脈沖率高的整個數據率通過提供數據通道的倍增性而獲得，其每一數據通道以低于整個數據率的數據率而工作，其中每一數據通道獨立地調制數據，這些數據被導向由光束定址的空間各個區域。這些數據通道可以與多通道的調制器或與多個分別的調制器相關聯。