CN100410811C - 光刻胶剥离除去方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种光刻胶剥离除去方法及装置，利用传送装置(C)传送包括带有光刻胶的基板的电路板(K)，来自激光发生装置(10)的所定强度的短脉冲激光被传往光刻胶，通过照射头(12)将激光变换到所定宽度和长度的带状激光并照射到光刻胶上，加宽调整此时的照射激光，使该激光的强度足以在光刻胶和基板的界面上产生热冲击剥离现象，让电路板(K)移动从而使得在光刻胶的全长的范围内将其剥离除去。利用上述光刻胶剥离除去方法及装置，在用光电技术加工处理电路板之类的电子产品时通过光学手段能够把光刻胶全部剥离除去而不会导致环境污染和水资源的浪费等，同时能够提高生产效率。

Description

光刻胶剥离除去方法及装置
技术领域
本发明涉及在加工电子部件等的光电加工(photo fabrication)技术中将光刻胶(photo resist)用光学的方法剥离除去的光刻胶剥离除去方法及装置。
背景技术
在大多数电器里含有的电路板或与IT机器相关的微电子部件等各种加工部件中采用光刻胶技术，并且对其的需求正逐渐增大。对于光电加工的加工工序，比如制作电路板时，首先将硅、碳纤维或者金属的基板充分洗净后涂敷上光刻胶，然后通过印刷有所需电路图案的模板利用紫外光曝光而得到光刻胶的图案。
这时，被曝光的部分留下来的光刻胶称之为负型，而被曝光的部分溶解的光刻胶则称之为正型。在任意的残留有光刻胶的状态下，通过腐蚀，或者通过离子的掺杂或者金属的蒸镀而进行图形加工，最后将光刻胶剥离。根据不同的情况，以上工序需要反复操作。
对于所述的光电加工的加工工序，在光刻胶的剥离除去工序中采用通过药品的溶解除去、或者溶胀剥离除去的方法，特别是在最后工序中为了剥离光刻胶而使用大量的药品和水，从而随之而来的药品废液的处理或水资源的浪费等问题，将伴随生产量的增大，而变得日益严重。
为了解决此问题，人们希望的是由紫外线曝光形成电路图形后将残留的光刻胶不用化学方法而用光学的方法进行剥离的方法，然而到目前为止还未有人对此方法提出具体方案，在此，本发明人等经过积极努力发现通过激光的光学方法能够使光刻胶得到剥离的现象，并基于此现象而提出本发明。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种，用光学的方法将光刻胶剥离除去，而既能够防止环境污染和水资源的浪费，又能够提高生产率的光刻胶的剥离除去方法及装置。
作为解决上述问题的方法，本发明的光刻胶剥离除去方法是将短脉冲的激光从激光光源传送出来，被传送出来的激光被调整到涂敷或层压在基板上的光刻胶的长度或甚至更长并照射到光刻胶上，这时调整照射激光的宽度，以使照射激光的强度相应于光刻胶的厚度以及材质而足以在光刻胶和基板的界面上产生热冲击剥离现象并把光刻胶剥离，该被调整过的激光对光刻胶进行所定时间的照射，同时，使基板相对移动从而将光刻胶从基板上剥离除去。
作为实施上述方法的光刻胶的剥离除去装置，可以是以下的装置：即配置有产生短脉冲激光的激光发生装置；将产生的激光经由光学传送路径传送出去并把该激光的长度、宽度调整到所定的长度和宽度后将其照射到对象物上的照射头；以及用于搬送对象物的涂敷或者层压了光刻胶的基板的传送装置，并且上述照射头的构成使得它将被调整到光刻胶的宽度甚至更宽的激光的光强度调整到相应于光刻胶的厚度以及材质而足以在光刻胶和基板的界面上产生热冲击剥离现象并把光刻胶剥离，将该被调整过的激光以所定的时间照射到光刻胶，同时移动基板而将光刻胶从基板上剥离除去。
采用所述的光刻胶的剥离除去方法及装置，则能够用光学的方法剥离除去光刻胶，不必为了除去光刻胶而使用大量的水资源和处理药品废液。被传送的激光在被照射到光刻胶上之前需进行扩宽调整。该扩宽调整是将激光的宽度增大从而使得细带状的激光能够沿光刻胶宽度的方向上均匀地照射在光刻胶上，而且还对该扩散照射的激光的强度进行了调整使得其能量足以在基板与光刻胶的界面产生下述的热冲击剥离现象。
上述所谓热冲击剥离现象，是指通过激光照射，在不导致基板损伤、变形的情况下，光刻胶从基板上剥离、变质或者破损的现象，这种现象是最先被本发明人等观察到并被定义的现象，它被定义为伴有如下现象发生的现象。
1、在基板与光刻胶的界面由于激光照射而引起温度急剧上升，而且由于两者的热膨胀系数的差别而导致光刻胶急剧膨胀而从基板上剥离下来。
2、光刻胶里所含有的粘接成分由于发生气化而在界面产生气泡，由于该气泡的压力使光刻胶膨胀变形而剥离下来。
3、由于光刻胶的变质使其不能确保与基板的密接性(结合性)并且变脆弱而剥离下来。
因为激光以细带状照射光刻胶，为了除去贯穿于全部基板长度上的光刻胶，就要移动照射激光、或者移动基板以使激光照射全长范围内的光刻胶。被剥离的光刻胶，从基板分离且变质剥离，用空气吹拂后而向上飞扬。如用抽吸装置吸引的话就可以对光刻胶做机械处理。
附图说明
图1是实施方式的光刻胶剥离除去装置的整体示意结构图。
图2是光刻胶的剥离除去处理的说明图。
图中：10-激光发生装置；11-传送径路；12-照射头；13-吹气喷嘴；14-抽吸装置。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是实施方式的光刻胶剥离除去装置的整体示意结构图。如图所示，光刻胶的剥离除去装置形成：一边传送被放置于传送装置C(传送带)上的涂敷或者层压有光刻胶的基板K(K1-K3)，一边照射激光从而使光刻胶从基板剥离除去的结构。激光是从激光发生装置10以所定的波长和强度被传出，经由传送径路11的反射镜11a和光传送管11b而被送到设置在所定位置的照射头12，然后从该照射头12照射到基板K上的光刻胶。
图示的激光发生装置10使用的是Nd:YAG固体激光器。它产生振荡波长是532nm的短脉冲激光，并具有Q开关，能以10Hz的频率输出光能为800mJ/cm2的激光。在包括反射镜11a在内的传送径路11传送的激光于照射头12处聚光，经过扩宽后以带状(线状)的激光照射在光刻胶上。对于该照射头12，没有示意出详细的结构，它是被设置成位置可以移动，其目的是使激光的强度分布均一化以及把激光的强度调整成与基板的尺寸相适应的长度和宽度的平面光束。
处于上述传送径路最下游位置的反射镜11a，是设置在未图示的可动臂(arm)套内，移动该可动臂套不仅能够传送来自于激光发生装置的激光，并且还可以移动照射头，能够让激光照射在指定的位置上。
在照射头12的下游侧设有将被剥离的光刻胶吹向下游方向的吹气喷嘴13和位于其后方的将因吹拂而飞扬的光刻胶粉尘吸引而进行回收的抽吸装置14(吸尘器)。还有，传送装置C只要是适合于装载电路板K(K1-K3)的比如类似传送带的形式就可以。另外，激光发生装置10、吹气喷嘴13、抽吸装置14、传送装置C的电机M，是通过控制装置20而对激光的发光时机、照射时间、各装置的电机的驱动进行控制。
作为上述结构的实施方式的光刻胶剥离除去装置，是基于激光照射所产生的热冲击剥离现象而将电路板K上的光刻胶剥离除去。作为该装置处理对象的光刻胶，是通过未图示的其它的处理工序，如在背景技术中曾说明的，把光刻胶涂敷或者层压在电路板K上的。在该处理工序中，预先的光刻胶，涂敷在电路板K上后，作为与电子电路的图形相等的正型或者负型的光刻胶而残留。
将电路板搬送到本实施形态中的除去装置上并进行光刻胶的剥离除去处理，其前提是对该电路板进行腐蚀加工等必要的加工处理后的光刻胶已不需要，而把该残留的光刻胶从基板表面全部除去。
作为进行这种处理的目的，具有光刻胶的电路板K1由传送装置C，在如图所示的例子中，以60cm/分钟的速度被传送，当移动到照射头12的正下方时激光对其进行照射，就开始了对光刻胶的剥离除去作业。以下的处理参照图2进行说明。对(a)图的截面上的包括基板B上的光刻胶R在内的电路板K(加工前)，如(b)图所示，进行所定强度的短脉冲的激光照射。这时，所定强度是指对光刻胶能够产生热冲击剥离现象的激光强度。所谓热冲击剥离现象是按上述所定义的现象。
发生这种现象的情况下，上述的短脉冲激光以一定的频率周期反复照射的同时，利用传送装置C将电路板K从图(c)向图(d)一点一点传送，其间由于热冲击剥离使得光刻胶R一点一点从基板B上被剥离。对于光刻胶的这样的剥离，随着电路板K从传送方向的开端一直到终端的传送而连续进行，如(e)图、(f)图所示，能够使光刻胶的全长剥离下来。
如(g)图所示，变质的光刻胶R被剥离下来而成为细微的剥离片，为了使它离开基板B，如果从空气喷嘴13喷出空气，则剥离片向空间上方飞舞，并向传送方向的下游侧移动。由于被设置在喷嘴13的后方的抽吸装置14所吸引，从而光刻胶的细微的剥离片被处理。因而，不需要像以往那样为了光刻胶的剥离而使用被称作溶液溶解的湿处理工序，这样就能够高效率地剥离光刻胶，并且不会发生环境污染的现象。
另外，在上述实施形态中对基板的材料没有特别的限制，在图示的例子里所使用的材料是金属(Ni合金)，也可以采用诸如半导体、玻璃、碳纤维、陶瓷等各种材料。还有，短脉冲激光的发生装置，只要它所产生的激光其能量强度能够在照射位置得到上述热冲击剥离现象就可以、无论是固体激光、准分子激光那样的气体激光，还是半导体激光等的激光发振形式，采用任何形式的激光发生装置都可以。
实施例
如下所述是通过实施上述的光刻胶的剥离除去方法的装置来处理电路板K的例子。
·激光发生装置10：Nd:YAG激光、Q开关
              振荡波长532nm
              频率    10Hz
              光能    800mJ/cm2
·照射头12的照射面积：500mm×1mm
·传送速度：          60cm/min
上述激光发生装置10所产生的激光，照射到光刻胶上时其照射面积为500×1mm2＝5cm2。因此，照射在光刻胶上的激光的平均强度为800/5＝160mJ/cm2，该水平的激光能量足以将光刻胶剥离除去。
以上，如详细所说明的那样，本发明的光刻胶的剥离除去方法以及装置，是将照射到光刻胶上的激光的强度调整到必要的强度以在光刻胶与基板的界面发生热冲击剥离现象，并移动激光或者基板其中之一以使激光能够照射到全部长度上的光刻胶，从而能够用光学方法将光刻胶更加有效地剥离除去，因此具有能够防止环境污染以及对水资源的浪费，使得剥离除去光刻胶的作业可以实现机械化生产从而使其生产性产生飞跃性的进步的显著效果。

Claims (3)

1. 一种光刻胶剥离除去方法，从激光源传出短脉冲激光，将传送出来的激光扩宽调整到涂敷或层压在基板上的光刻胶的宽度甚至更宽的细长带状并照射到光刻胶上，并调整激光的长度，使此时照射的激光强度相应于光刻胶的膜厚以及材质而足以从基板上剥离除去光刻胶，对光刻胶照射该激光以规定时间，同时使基板相对地移动，把光刻胶作为剥离片从基板上整体地剥离除去，其中所述热冲击剥离现象是指在光刻胶与基板的界面上由于温度急剧上升而导致光刻胶的膨胀变形、以及由于光刻胶和基板的密接性消失而光刻胶从基板上剥离的现象。
2. 一种光刻胶剥离除去装置，设有产生短脉冲激光的激光发生装置、将所产生的激光经由光学路径传送并将该传送来的激光调整到具有规定的长度和涂敷或层压在基板上的光刻胶的宽度甚至更宽的宽度的细长带状再照射到光刻胶上的照射头、搬送涂敷或层压有光刻胶的基板的搬送装置；使来自上述照射头的激光的激光强度相应于光刻胶的膜厚以及材质而足以从基板上剥离除去光刻胶，对光刻胶照射激光以规定时间，同时使基板相对地移动，把光刻胶作为剥离片从基板上整体地剥离除去，其中所述热冲击剥离现象是指在光刻胶与基板的界面上由于温度急剧上升而导致光刻胶的膨胀变形、以及由于光刻胶和基板的密接性消失而光刻胶从基板上剥离的现象。
3. 根据权利要求2所记载的光刻胶剥离除去装置，其特征在于，在所述照射头的搬送方向的下游侧具有将剥离的光刻胶用空气吹走的吹气装置，同时在其下游侧还具有将吹离的光刻胶的剥离片吸引的抽吸装置。
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