KR100983748B1 - 불균일하게 수정된 이미지를 이용하여 인쇄 회로 보드를제조하는 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 회로(40)의 표현을 불균일하게 수정함으로써 디지털 제어 이미지(46)가 생성되는 전기 회로를 제작하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 디지털 제어 이미지(46)를 이용하여 기판(12) 위에 기록된 전기 회로 패턴(72)은 이미 형성된 전기 회로부(62)와 정확하게 맞게 된다.

Description

불균일하게 수정된 이미지를 이용하여 인쇄 회로 보드를 제조하는 시스템 및 방법{A SYSTEM AND METHOD FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUIT BOARDS EMPLOYING NON-UNIFORMLY MODIFIED IMAGES}

본 발명은 인쇄 회로 보드의 제조에 관한 것으로, 특히 기판에 전기 회로 패턴부를 정확히 기록하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

전기 회로 기판의 감광층 상에 전기 회로 패턴을 기록하기에 적합한 LDI(laser direct imaging) 시스템은 이스라엘 야브네 지방의 Orbotech Ltd.에서 DP-100^TM 이라는 상품명으로 구입할 수 있다.

다층 인쇄 회로 보드의 제조시 발생할 수 있는 중요한 문제는 기판 층에 기록되어지는 전기 회로 패턴부가 정확한 치수를 가져야 하고 또한 기판 층에 정확히 배열되어야 하는 점이며, 이로 인해 다른 기판 층에 형성된 전기 회로 패턴부와 쉽게 결합될 수 있게 된다. 공동 계류 중인 미국 특허 출원 09/708,160 , 09/792,498, 및 10/045,651 은 인쇄 회로 보드 기판에 기록된 전기 회로 패턴부가 필수적인 치수 및 배열을 가져야 함을 보장하는데 도움이 될 수 있는 다양한 시스템 및 방법을 설명한다.

다층 인쇄 회로 보드의 제조에 있어서, 다수의 독립된 전기 회로 패턴부들이 전기 회로 기판 위에 형성된다. 일반적으로, 상기 각 독립된 패턴부들은 서로 다른 전기 회로 디바이스에 포함될 수 있다. 인쇄 회로 보드 제조의 한 방법에 따라, 몇몇 기판 층(각 기판 층은 적절한 전기 회로부 배열을 가짐)은 인쇄 회로 보드를 형성하도록 결합된다. 인쇄 회로 보드 제조의 또 다른 방법에 따라, 전기 회로의 몇몇 층은 동일한 전기 회로 기판 코어 상에서 순차적인 층 형성 단계로 구축되어 진다.

제조 과정에서, 프로세스 오류 및 취급 상의 이유로 전기 회로 기판의 절대적인 치수, 모양, 또는 위치와 관련하여 치수, 모양, 또는 위치에 있어서 변화가 나타날 수 있다. 이러한 변화는 기판 위에 이미 형성되어 있는 하나 이상의 전기 회로부에 영향을 줄 수 있고, 따라서, 뒤이어 형성되는 전기 회로부도 적절히 적용되어야 할 필요가 있다.

본 발명은 전기 회로 기판 위에 불균일하게 수정된 전기 회로 패턴부를 기록하기 위하여, 패턴 기록 시스템 및 이 시스템에 사용된 패턴 기록 방법들을 제공한다. 불균일하게 수정된 전기 회로 패턴부는 단일 전기 회로에 사용된 패턴부를 포함할 수 있다. 대안으로, 불균일하게 수정된 전기 회로 패턴부는, 비록 상기 패턴부가 비록 동일한 기판 위에 형성되어 있더라도, 몇 개의 독립된 전기 회로에 사용된 패턴부들을 포함할 수 있다.

본 발명은 전기 회로 패턴을 기록하기 위한 패턴 기록 시스템 및 이 시스템 에 사용된 방법들을 추가로 제공하며, 이때 패턴의 치수 및/또는 모양은 이미 기록된 전기 회로 패턴에 상응하도록 주어진 입력에 관하여 불균일한 방법으로 적절히 수정되어 있다.

본 발명은 여전히 불균일하게 패턴을 수정하도록 동작하는 패턴 기록 시스템 및 이 시스템에 사용된 방법들을 제공하는 것으로서, 기록된 패턴들은 이미 형성된 상응하는 전기 회로부에 관하여 적절히 치수화되고, 배열되고, 그리고/또는 위치가 정해지게 된다.

본 발명은 여전히 스캐너를 사용한 직접 이미징 시스템에서 상기 각 기능을 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따라, 전기 회로 패턴의 불균일하게 수정된 버전을 기록하기 위한 이미징 기록 시스템은 가령, 직접 이미징 시스템이다. 이 시스템은 가령 레이저에 의해 제공되는 간섭광, 또는 가령 LED에 의해 제공되는 비간섭광을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따라, 패턴의 컴퓨터화된 이미지의 불균일하게 수정된 버전은 기판 위에 기록된다. 이를 행하는 한 방법은 가령, 표면을 가로지르는 빛의 조절된 빔을 스캐닝하는 것이다.

본 발명의 한 실시예의 또 다른 일 형태에 따라, 레이저 직접 이미징 시스템은 전기 회로 기판의 감광 표면 상에 패턴을 기록하는 것으로서, 제 1 전기 회로 패턴부는 이미 형성된 제 1 전기 회로 패턴부에 관하여 배열되고, 제 2 전기 회로 패턴부는 이미 형성된 제 2 전기 회로 패턴부에 관하여 배열된다. 감광 표면 위에 기록된 패턴의 버전은 불균일하게 수정됨으로써 기록된 패턴의 적어도 한 부분은 상기 기록된 패턴의 다른 부분들과는 독립적으로 수정되어 있는 실제 확대 배율, 실제 모양, 또는 실제 위치를 갖는다.

본 발명의 실시예의 또 다른 일 형태에 따라, 패턴이 기록될 기판은 다수의 배열 타겟을 포함한다. 선택된 배열 타겟들의 각 위치는 가령, 그 위치를 광학적으로 감지함으로써 확인된다. 감광 기판을 노출시키도록 LDI 시스템에서 사용되는 전기 회로 패턴의 표시는 불균일하게 수정되어서 전기 회로의 표현에서의 기준점을 배열 타겟들의 감지된 위치로 맞추게 한다.

본 발명의 또 다른 일 형태에 따라, 전기 회로 패턴 표시의 불균일한 수정은 비선형 변환에 의한다.

전기 회로 표시의 불균일한 수정은 전체적으로 이루어질 수 있으며, 즉, 상기 표시의 수정은 전기 회로 기판의 거의 모든 부분에 분포되어 있는 배열 타겟들의 실제 위치에 관하여 계산된다.

대안으로, 상기 표시의 불균일 변환은 섹터 단위로 이루어진다. 이러한 대안적 동작 모드에서, 각 섹터는 가령, 전기 회로 기판 위에 형성된 독립된 전기 회로부에 상응한다. 형성될 각 전기 회로부는 이미 증착된 전기 회로부에 관하여 독립적으로 치수가 결정되고, 배열되고, 위치한다. 만일 섹터가 독립적으로 고려된다면, 각 섹터는 기준 위치에 관하여 균일하게 치수가 결정되고, 배열되고, 그리고 위치가 정해질 수 있지만, 서로 다른 스케일, 배열, 및 위치 인자가 서로 다른 섹터에 적용되기 때문에, 상기 패턴의 모든 섹터들이 함께 고려될 경우, 상기 패턴은 전체적으로 불균일하게 수정된다. 전체적인 변환 함수, 또는 섹터별 변환 함수는 오프라인으로 또는 실시간으로 적절히 계산될 수 있다.

본 발명의 한 실시예의 또 다른 일 형태에 따라, LDI 시스템은 감광 기판 위에서 몇 개의 반복된 단계로 주어진 전기 회로 패턴을 노출시키는데 사용된다. LDI 시스템을 작동시키는 컴퓨터 제어 파일이 생성되며, 이때 상기 제어 파일에서 전기 회로 패턴이 반복적으로 각각 생성되는 확대, 배열, 또는 위치는 이미 형성된 전기 회로 패턴의 하나 이상의 배열 타겟의 실제 위치에 대하여 개별적으로 조정된다.

대안으로, LDI 시스템을 작동시키는 컴퓨터 제어 파일이 형성된다. 상기 컴퓨터 제어 파일은 주어진 전기 회로 패턴의 다수의 반복적 발생을 포함한다. 상기 제어 파일에서 주어진 전기 회로 패턴의 각 반복적 발생은 기판 위에 노출될 주어진 전기 회로 패턴의 반복적 발생에 대응한다. 상기 컴퓨터 제어 파일이 불균일하게 수정되어, 주어진 전기 회로 패턴의 각 반복적 발생은 배열 타겟들에 관한 실제 위치와 들어맞게 된다.

본 발명의 여전히 또 다른 일 형태에 따라, LDI 시스템은 회로 단위로 회로의 감광 기판 위에 주어진 전기 회로 패턴을 노출시키는데 사용된다. 배열 타겟들의 각 위치는 제 1 위치에서 확인되고, 주어진 전기 회로 패턴의 확대, 위치, 및 방향은 상기 배열 타겟들의 위치에 대응하여 조정된다. 필요할 경우, 전기 회로 패턴부가 형성될 기판을 잡고 있는 스테이지가 회전된다. 이러한 과정은 전기 회로 패턴부의 각 반복적 발생에 대하여 반복된다.

본 발명의 한 실시예의 여전히 또 다른 일 형태에 따라, LDI 시스템은 CAM 이미지의 불균일한 버전을 생성하기 위해, 기판의 노광 중 CAM 이미지를 불균일하게 수정하는데 사용된다. CAM 이미지를 불균일하게 수정하는 방법은 상기 CAM 이미지 및 CAM 이미지가 기록되는 기판 상의 위치 사이의 데이터 클럭 동기화를 수정시키는 제어 파일을 이용한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 기판의 감광 표면 상의 패턴을 노출시키는 시스템을 단순 도시.

도 2A는 도 1의 시스템을 이용한 기판의 부분 단면도.

도 2B는 도 1의 시스템을 이용하여 노출 후의 기판을 도시.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 도 1의 시스템을 이용하여 전기 회로를 노출시키는 방법을 나타낸 흐름도.

도 4A-4K는 도 3의 방법을 이해하는데 유용한 전기 회로의 컴퓨터 제어 파일을 도시한 개략도.

도 5는 도 1의 시스템을 이용한 또 다른 기판의 부분 단면도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 1의 시스템을 이용하여 전기 회로를 노출시키는 방법을 나타낸 흐름도.

도 7A-7E는 도 6의 방법을 이해하는데 유용한 전기 회로의 컴퓨터 제어 파일을 도시한 개략도.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 인쇄 회로 보드 상의 패턴을 노출시키는 방법의 단순 흐름도.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 인쇄 회로 보드 상의 패턴을 노출시키는 방법의 단순 흐름도.

도 10은 도 9의 방법을 이용하여 본 발명의 한 실시예에 따라 기판을 불균일하게 노출시키기 위한 LDI 시스템의 단순 블록도.

도 11은 도 10의 시스템에 사용된 제어 파일(546)의 구조를 나타낸 개략도.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 전기 회로 기판과 같은 기판(12)의 감광 표면 상의 패턴을 노출시키는 시스템(10)을 단순 도시하고 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 전기 회로들은 인쇄 회로 보드, 볼 그리드 어레이 기판, 멀티 칩 모듈, 집적 회로 등을 포함한 전기 회로들의 적절한 형태를 포함한다. 직접 이미징 시스템은 가령, 레이저 직접 이미징(LDI) 시스템, 또는 가령, 공간적 빛 모듈레이터 및 간섭광이나 비간섭광의 조정된 빔을 스캔하는 스캐너를 사용하는 대안적인 직접 이미징 시스템을 포함한다. 기판은 직접 이미징 시스템을 이용하여 패턴이 기록될 수 있는 어떤 적절한 기판을 포함한다. 기판은 전기 회로 제조 과정에서 사용될 수 있는 임의의 적절한 기판을 포함한다.

도 1에서, 시스템(10)은 패턴(14)에 따라 기판(12) 상에 증착된 감광 층(가령, 포토레지스트)을 노출시키는 LDI 방식의 직접 이미징 시스템이다. 시스템(10)은 비록 적절한 임의의 직접 이미징 시스템이 사용될 수 있더라도, 본원에서는 LDI 시스템 환경에서 설명된다. 패턴(14)은 참조 번호 16으로 표시된 다수의 패턴부를 일반적으로 포함한다. 도 1의 실시예에서, 각 패턴부(16)는 독립된 인쇄 회로 보드 디바이스(도시되지 않음)에 포함될 전기 회로부에 상응한다. 일반적으로, 기판(12) 위에 이미 형성되어 있거나 또는 기판(12) 위에 형성될 적어도 일부 패턴부(16)는 동일하지만, 반드시 그렇지만은 않다.

LDI 시스템(10)은 일반적으로 레이저 빔(22)을 생성하는 레이저(20), 조정된 레이저 빔(26)을 형성하도록 레이저 빔(22)을 수신하여 조정하는 모듈레이터(24), 데이터 변조된 레이저 빔(26)을 수용하고 기판(12)의 표면을 가로지르는 스캔 축을 따라 상기 빔을 스캔하는 회전용 다면체(28)와 같은 스캐너 또는 음향-광학 편향기나 검류계와 같은 다른 스캐닝 디바이스, 상기 스캔 축에 가로로 놓여있는 크로스 스캔 축을 따라 기판(12)을 옮겨놓는 변위 어셈블리(도시되지 않음), 회전용 다면체(28)에 의한 스캐닝을 위해 데이터 변조된 레이저 빔(26)을 적절히 형상화하도록 레이저(20)와 회전용 다면체(28) 사이에 위치하는 프리-스캔 광학 수단(pre-scan optics)(30), 및 포토레지스트와 같이 감광 처리된 기판(12) 표면 상의 이미지를 기록하기 위해 데이터 변조된 레이저 빔(26)을 적절히 형상화하도록 회전용 다면체(28)와 기판(12) 사이에 위치하는 포스트-스캔 광학 수단(post-scan optics)(32) 등을 포함한다. 시스템(10)은 상기 크로스 스캔 축을 따른 기판의 위치뿐만 아니라, 상기 스캔 축을 따른 조정된 레이저 빔(26)의 순간적 위치를 일반적으로 결정하는 어셈블리(도시되지 않음)를 추가로 포함한다. 상기 스캔 축을 따라 변조된 레이저 빔(26)의 위치를 결정하는 어셈블리를 포함하는 적절할 시스템은 공동 계류 중인 미국 특허 출원 10/038,061에 설명되어 있으며, 그 내용은 본 원에서 참조로 인용된다.

본 발명의 한 실시예에 따라, 시스템(10)은 브릿지(36)에 장착되어 있는 추가 어셈블리(가령, 센서(34)를 포함)를 가지며, 이 어셈블리의 출력은 위치 결정기(38)에 의하여 다양한 인코더의 출력과 결합하여 사용됨으로써 기판(12) 상의 패턴(14)을 기록하기 위하여 시스템(10)에서 사용되는 좌표 시스템에서 기판(12)의 실제 위치와 방향을 결정하게 된다. 비록 시스템(10)의 도시되어 있지만, 센서(34) 및 위치 결정기(38)는 시스템(10)과의 통신 과정에서 독립형 X-Y 측정 시스템의 일부로 포함될 수 있다.

선택적으로, 센서(34) 및 인코더의 출력은 위치 결정기(38)에서 추가로 사용됨으로써, 기판(12) 위에 이미 형성되어 있는 가령 전기 회로부(56)와 같은 다양한 부분들(16)의 실제 위치를 결정하게 된다. 기판(12)의 위치 및 방향을 결정하는데 유용한 적절한 어셈블리의 구조와 동작은 공동 계류 중인 미국 특허 출원 09/581,377, 09/708,160, 09/792,498, 및 10/045,651 에 상세히 설명되어 있으며, 그 내용은 본원에서 참조로 인용된다.

본 발명의 한 실시예에 따라, 기판(12)의 표면 위로 패턴(14)을 기록하기 위하여 모듈레이터(24)에서 레이저 빔(22)을 조정하는 데이터의 초기 소스는 CAM 시스템(42)에서 사용된 CAM 이미지(40)이다. CAM 이미지(40)는 적절한 컴퓨터 파일이 될 수 있으며, 본 발명의 한 실시예에서 상기 CAM 이미지(40)는 가령, 다수 픽셀의 2차원 어레이에 의해 정의된 래스터 이미지이다. 전기 회로 패턴의 일반적인 CAM 이미지(40)에 포함된 대용량의 정보로 인하여, CAM 이미지(40)는 가령, 한 라인에서 벡터로서 픽셀과 같은 시퀀스를 나타냄으로써 압축된 포맷으로 주어질 수 있다. 캠 이미지(40)에서, 각 픽셀은 기판(12)의 표면상 위치에 대응하며 그리고 조정된 레이저 빔(26)으로부터 레이저 에너지가 이러한 위치에서 전송될 것이지 혹은 전송되지 않을지를 나타낸다.

상기 설명된 시스템(10)은 본 발명을 이해하는데 도움이 되는 단순 개략도이다. 시스템(10)으로 사용하기 위한 직접 이미징 시스템은 이스라엘 야브네의 Orbotech Ltd.로부터 유용하다. DP-100^TM LDI 시스템의 부가적인 구조 및 동작상 상세 내용은 공동 계류 중인 미국 특허 출원 09/581,377, 09/735,872, 09/708,160, 09/792,498, 10/038,061 및 10/045,651 에 설명되어 있으며, 본 원에서 참조로 인용된다.

전기 회로의 제조 분야에서는 몇 개의 기판 층으로부터 한개의 전기 회로를 만드는 것이 일반적이고, 각 층은 완전한 전기 회로부의 일부분을 포함하도록 이루어진다. 각 층은 독립적으로 형성된 후 결합될 수 있다. 대안으로, 순차적인 구축 방식으로 즉, 동일한 전기 회로 코어 상에 전기 회로의 후속 층을 순차적으로 형성함으로써, 기판층들이 순서에 따라 형성될 수도 있다(순차적 빌드-업). 따라서, 패턴부(16)의 상응하는 전기 회로부가 이미 형성된 전기 회로부를 보완하는 것과 어울릴 수 있도록 기판(12)의 표면 상에 패턴(14)을 기록하는 것이 선호된다.

실제로 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부의 치수, 위치, 또는 심지어 모양은 가령, CAM 이미지(40)에 표시될 수 있는 절대적 치수, 위치, 및 모양과 비교하여 차이가 생길 수 있다. 전기 회로를 제조하는 과정에서, 여러 기판 층 각각이 다수의 전기 회로부를 포함하기 때문에 전기 회로 제작 프로세스에 대한 상기 차이점의 영향은 종종 나타나게 된다. 기판 층 위의 각 전기 회로부는 서로 다른 인쇄 회로 보드에 결합될 것이다. 게다가, 완성된 기판으로부터 제작되는 각각의 인쇄 회로 보드 디바이스는, 몇 개의 분리된 층에 의해 형성되거나 혹은 순차적 빌드업(build-up)에 의해 형성되든 간에, 일반적으로 다른 층들로부터 분리되어 형성된 몇 개의 층들을 포함한다. 결국, 몇 개의 인쇄 회로 보드는 일반적으로 기판 층의 동일한 집합으로부터 제작된다.

앞서 언급한 바와 같이, 일부 전기 회로 제작 과정에서 전기 회로 패턴부는 기판의 분리된 층 위에 형성되고, 이후 상기 기판의 분리된 층은 인쇄 회로 보드를 형성하도록 함께 결합된다. 대안으로, 전기 회로의 적어도 일부 층들은 순차적 빌드업 방식으로 구축되어 기판 코어 상에 이미 형성된 기존의 전기 회로부 바로 위로 형성된다.

본 발명의 한 실시예의 특징에서 상기 시스템(10)은 초기 이미지(가령, CAM 이미지(40))의 불균일하게 수정된 버전을 기판(12) 위에 기록한다. 이는 가령, 스캐닝 직접 이미징 시스템을 사용하여 이루어진다. 본 발명의 한 실시예에서, 초기 이미지를 불균일하게 수정하는 적절한 회로는 가령 범용 컴퓨터 상에서 운영되는 소프트웨어적으로 구현된다. 따라서 도 1에서와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따라, 기판(12) 위에 형성될 패턴을 표현하는 CAM 이미지(40)가, 불균일한 패턴 컴퓨터(44)로 제공되어, 불균일하게 수정된 제어 이미지(46)를 생성하게 된다. CAM 이미지(40)의 불균일한 수정에 의해, 기판(12) 위에 기록될 패턴(14)이, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로 패턴부와, 또는 다른 기판 층위에 이미 형성된 전기 회로 패턴부와, 또는, 전기 회로 패턴부의 이미지와 매우 정확한 방법으로 잘 들어맞게 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 불균일하게 수정된 제어 이미지(46)(가령, CAM 이미지(40)의 불균일한 버전)가 최초에 생성되고 이후 기판(12) 위에 기록된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 시스템(10)으로 하여금 상기 CAM 이미지(40)를 기판(12) 위에 불균일하게 기록하도록 하는 제어 파일이 생성된다. 상기 실시예에서, 상기 제어 파일은 시스템(10)에 적절한 제어 명령어를 제공함으로써, 모듈레이터(24)가 빔(22)를 조정할 때의 불균일 비율을 제어하고, 또한 선택적으로, 기판(12)과 시스템(10) 사이의 상대적 변위의 불균일 비율을 제어한다.

CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전을 기록하게 되면, 여러 전기 회로 층 위에 놓인 전기 회로부에 상응하는 일부 패턴부(16)가 다른 패턴부(16)에 대하여(즉, 다른 패턴부(16)의 변화없이) 이동하거나, 확대/축소되거나, 모양이 변화되는 결과를 가져온다. 기판(12)의 또 다른 층 위에 이미 형성되어 있는 패턴(가령, 전기 회로부)의 일부분이 그 절대적 위치, 배율, 또는 형태 측면에서 이동되거나, 확대/축소되거나, 모양이 변경된 경우, 또는, (앞서 언급한 일부분이 아닌) 이 패턴의 다른 부분에 대해 이동되거나, 확대/축소되거나, 모양이 변경된 경우, 위 결과가 유용하게 도움이 된다. 입력 제어 이미지(가령, CAM 이미지(40))의 불균일한 수정으로 인하여 각 패턴부(16)를 적절히 이동시키거나, 확대/축소하거나, 또는 모양을 변화시킬 수 있다. 다양한 패턴부들이 타 패턴부들에 대해 독립적으로 수정되도록 이러한 수정이 이루어진다. CAM 이미지의 버전이 시스템(10)에 의해 기판(12)의 표면에 기록될 때, 그에 따른 각 패턴부(16)는 이미 형성되어 있는 패턴부가 필요로 하는 실제 위치에 정확히 맞추어지게 된다.

도 2A는 시스템(10)에 사용하기에 적합한 기판(가령, 기판(12))의 부분 단면도이다. 도 2A 및 도 1에서와 같이, 기판(12)은 다수의 전기 회로부(56)을 포함한다. 각 전기 회로부(56)는 절연 기판(가령, 유전체 기판) 위의 도전성 금속 패턴에 의해 구획되고, 서로 다른 인쇄 회로 보드 디바이스의 회로 층이 될 것이다. 기판(12)은 전기 회로부(56)를 덮고 있는 표면 층(58)을 추가로 포함한다. 표면 층(58)은 가령, 유전체 섬유글래스 및 에폭시 기판과 같은 절연 베이스와, 구리와 같이 감광 포토레지스트로 씌워진 금속 포일의 복합 층이다. 전기 회로부(56)가 표면 층(58) 아래에 있기 때문에, 상기 전기 회로부(56)는 도 1에서 점선(60)으로 표시되고 있다.

다시 도 1에서, CAM 이미지(40)내의 유사한 패턴부(16)들은 일반적으로 균일한 크기, 위치, 형태를 가지지만, 기판(12) 상의 상응하는 전기 회로부(56)의 배치는 균일하지 않다. 일부 전기 회로부(56)는 CAM 이미지(40)에서 예상되는 위치, 크기, 또는 모양과 관련하여, 예상되는 위치에 있지 않거나, 또는 그 크기가 변화되거나, 또는 그 전체 모양이 바뀌어 있다. 예를 들어, 전기 회로 부분들(56) 중 한 부분(62)은 정 위치에서 벗어나 있고 크기가 축소되어 있다. 전기 회로 부분들(56) 중 또 다른 한 부분(64)은 정 위치에 벗어나 있으며 크기가 확대되어 있다. 전기 회로 부분들(56) 중 또 다른 한 부분(66)은 직사각형이 아니라 사다리꼴에 가까운 형태를 보인다.

본 발명의 실시예의 기초가 되는 개념을 분명히 보여주기 위하여, 전기 회로 부분(56)에서, 그리고, 전기 회로 부분(56)에 대하여 기록된 이미지 부분에서, 일어나는 변형이 매우 과장되어 도시되어 있다. 실제로, 전기 회로 부분(56)에서 일어나는 변형은 비교적 작고 시스템적인 거동(가령, 위치에서의 시스템적 드리프트 및/또는 크기에 있어서의 드리프트)을 보여주는데, 이는 기판(12)의 스트레칭으로부터 예상될 수 있거나 혹은 이미 형성된 전기 회로부의 노광 중 광학적 왜곡으로 인한 것이다.

도 1에서, 불균일하게 수정된 제어 이미지(46)는 패턴(14)에 비하여 불균일하게 수정되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이러한 불균일한 수정은 각 전기 회로부(56)의 실제 크기, 위치 및 모양을 수용한다. 본 발명의 한 실시예에서, 각 전기 회로부(56)의 실제 크기, 위치 및 모양을 수용하는 과정은 각 부분(56)에 대하여 독립적으로 실행된다. 대안의 방식에서는, 전체 이미지가 불균일하게 수정된다.

결과적으로, 시스템(10)을 이용한 노광 후의 기판을 도시하고 있는 도 2B에서와 같이, CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전이 표면(58) 상에 기록(recording)된다. 기록된 이미지(70)는 이미 형성된 전기 회로부(56)를 보완하는 새로운 전기 회로부(72)를 구획하고 있다. CAM 이미지(40)와 비교하여 기록된 이미지(70)의 불균일한 수정으로 인해, 기록된 이미지(70)는 기판(12)(순차적 빌드업 모드) 또는 다른 기판 위에 위치하고 있는 이미 형성된 전기 회로부(56)와 정확히 들어맞게 된다. 따라서, 각각의 새로운 전기 회로부(72)는 이미 형성된 전기 회로부(56)의 위치, 크기, 및 모양과 정확히 부합하게 되며, 이는, 가령, 기판(12)의 스트레칭으로부터 발생하는, 서로에 대한, 또는 이상적 이미지에 대한 전기 회로 부분들의 위치, 크기, 모양에서의 실제 변화와는 무관하다.

이제 도 3 및 도 4A-4K를 참조할 것이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 도 1의 시스템에서 전기 회로 이미지를 기록하는데 사용된 CAM 이미지(40)를 불균일하게 수정하는 방법(110)을 나타낸 단순 흐름도이고, 도 4A-4K는 도 3의 방법을 이해하는데 유용한 전기 회로 패턴의 단순 개략도이다.

방법(110)은 전기 회로 패턴을 기록하기에 앞서서, 가령 도 1의 CAM 이미지(40)에서 기준 위치(78)를 정의하는 동작(대개 오프라인으로 이루어짐)과 함께 시작된다. 상기 기준 위치(78)는 가령, 각 패턴부(16)를 둘러싸는 코너(80)와 같이 CAM 이미지내의 특별히 정의된 위치가 될 수 있으며, 기준 위치는 주어진 어레이에 배열되어 있거나 또는 다르게 위치할 수도 있다. 기준 위치는 단일 패턴부(16)와 특별히 관련되거나, 또는 둘 이상의 패턴부(16)에 의해 공유될 수 있다. 기판(12) 위에 기록될 패턴(14)의 CAM 이미지(40)의 한 예가 도 4A에 주어져 있으며, 이는 기준 위치(78)가 코너(80)에서 정의된 위치를 지시하고 있다. 기준 위치는 특별 목적의 위치로서 가령 코너(80)에서와 같이 CAM 이미지(40)를 통해 산재되어 있거나, 혹은 전기 회로 패턴부의 CAM 이미지(40)내에서 가령 패드(pads)나 비아(vias)와 같이 선택된 특징부에 상응하는 위치이다.

다음으로, 시스템(10)에서 기판(12) 상의 이미지를 기록하기 전에, 타겟의 위치(도 4B-4K에 참조 번호 82로 표시됨)가 패턴(14)이 기록되어질 기판(12)에서 결정된다.

도 4B는 가령, 기판(12)의 이미 형성된 층 위에서 이미 형성된 전기 회로부(56)에 대한 타겟(82)의 위치를 보여주고 있다. 도 4C는 구리 층 및 시스템(10)에서 노출 이전의 포토레지스트(도시되지 않음)로 덮인 기판(12)에서 발견될 수 있으며 전기 회로부(56)가 없는 타겟(82)의 위치를 보여주고 있다. 타겟(82)의 위치는 파일에 저장될 수 있다. 도 4B에서, 타겟(82)은 전기 회로부(56)와의 주어진 관계에 따라 기판(12)의 표면을 따라 분포되어 있다. 방법(110)의 목적은 CAM 이미지(40)의 버전을 기록하는 것이며, CAM 이미지(40)에서의 기준 위치(80)는 기판(12) 상에서 상응하는 배열 타겟(82)에 정확히 맞게 된다. 이러한 불균일한 수정의 결과는 기록된 이미지(70) 및 가령 기판(12)의 이미 형성된 층에 이미 형성되어 있는 전기 회로부(56)를 정확히 배열하도록 한다.

도 2A 및 도 4B에서, 기판(12)의 각 타겟(82)은 전기 회로부(56)에 대하여 정확한 방향으로 기판(12)의 표면에 형성되는 마이크로비아(microvias)(84)의 배열이다. 가령, 도 2A에서와 같이 마이크로비아(84)는 전기 회로부(56)에 관한 정확한 위치에서 형성되는 것 이외에도 기판(12)의 표면으로부터 쉽게 보여지기 때문에, 비록 가끔씩 표면 층(58)과 같은 불투명한 오버레이에 의해 덮여지더라도, 마이크로비아(84)는 타겟(82)으로 사용하기에 편리하다. 그러나, 이미 형성된 전기 회로부(56)에 대하여 정확히 위치하고 있다면 어떤 다른 적절한 타겟들(82)도 사용될 수 있다. 또 다른 적절한 형태의 타겟(82)의 한 예는 가령, 전기 회로를 따라 형성된 주어진 형태의 구리(도시되지 않음) 타겟을 포함한다.

층(58)은 이러한 타겟들을 벗겨내기 위하여 가령, 스카이빙(skiving)에 의해 선택적으로 제거될 필요가 있을 것이다. 선택적으로, 이러한 타겟들의 정확한 위치는 가령, X-레이 이미징, 음향 위치 또는 다른 적절한 방법에 의하여 확인될 수 있을 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따라, 기판(12) 위의 각 타겟들(82)의 위치는 위치 결정기(38)와 결합하여 센서(34)를 사용하여 결정된다. 대안으로, 기판(12) 위의 타겟들(82)의 위치는 독립적인 X-Y 측정 테이블을 사용하여 결정되고, 이 테이블은 각 타겟들(82)의 위치를 나타내는 적절한 파일을 출력한다. 타겟들(82)의 위치는 특히 각 기판(12)에 대하여 결정될 수 있고, 또는 각 경우마다(각 기판마다) 결정될 수 있다. 선택적으로, 각 타겟들(82)의 위치는 유사한 기판(12)의 전체에 대하여 한번 결정된다. 각 기판에 대한 타겟들의 위치를 결정할 것인가 혹은 일괄 기판에 대한 타겟들의 위치를 결정할 것인가의 선택의 문제는 가령, 패턴(14)이 기판(12) 위에 기록되어야 할 정밀성 및 가용 시간의 함수이다.

선택적으로, 각 타겟들(82)의 위치 결정은 검사되는 기판 위의 어떤 패턴 변형을 나타내는 자동 광학 검사 시스템(도시되지 않음)의 검사 출력(86)을 이용하여 결정된다. 상기 검사 출력(86)은 인쇄 회로 보드 제작에서 흔히 이루어지는 것으로서, 전기 회로부(56)의 자동 광학 검사 과정에서 얻어진다. 적절한 검사 출력(86)의 한 예는 공동 계류 중인 미국 특허 출원 60/376,872 "Systems and Method for inspecting Electrical Circuit Patterns for Deformations" 에 설명되어 있고, 그 내용은 본원에서 참조로 인용된다. 상기 검사 출력(86)을 사용할 경우, 센서(34)는 기판(12)의 위치를 결정하는데 사용되는 선택된 타겟들의 위치를 감지한다. 검사 출력(86)은 기판(12) 위의 CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전을 기록하는데 사용된다.

도 3에서, 선택된 패턴부에 대하여 기준 위치(78)는 기판(12) 위의 상응하는 타겟들(82)에 관련된다. 도 4D에서, 각각 이상적인 전기 회로에서의 위치를 나타내는 기준 위치들은, CAM 이미지(40)의 기록된 버전이 정렬되어지는 곳에 대하여, 부분적으로 제조된 전기 회로에서의 실제 위치를 나타내는 타겟들(82)과 오버레이된다. 기준 위치들(78)과 타겟들(82) 사이의 위치에서의 차이가 분명히 나타난다.

본 발명의 한 실시예에 따라, CAM 이미지(40)의 불균일한 수정은 가령, CAM 이미지(40)에서 선택된 패턴부(16) 각각을 독립적으로 변환시킴으로써 이루어지게 되고, 그 결과 각 패턴부(16)는 기판(12) 위에 이미 형성되어 있는 상응하는 전기 회로부에 잘 맞게 된다.

도 4E에서, CAM 이미지(40)의 제 1 패턴부(90)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 치수가 결정(크기가 축소)되고 이동됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

도 4F에서, CAM 이미지(40)의 제 2 패턴부(92)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 치수가 결정(크기가 확대)되고 이동됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

도 4G에서, CAM 이미지(40)의 제 3 패턴부(94)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 치수가 결정(크기가 축소)되고 이동되고 회전됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

도 4H에서, CAM 이미지(40)의 제 4 패턴부(96)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 치수가 결정되고 이동됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

도 4I에서, CAM 이미지(40)의 제 5 패턴부(98)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 이동되고 회전됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

도 4J에서, CAM 이미지(40)의 제 6 패턴부(100)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 치수가 결정(크기가 축소)되고 이동됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

도 4K에서, CAM 이미지(40)의 제 7 패턴부(102)는 이동 후 실선으로 주어져 있으며, 치수가 결정(크기가 축소)되고 이동되고 회전됨으로써 기준 위치(78)가 가령, 기판(12) 위에 이미 형성된 전기 회로부와 관련된 타겟들(82)의 상응하는 위치와 정확히 매칭하게 된다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 변환, 이동, 스케일링 및 회전 모두가 각 패턴부에서 이루어지는 것은 아니다. 대신, 적절한 이동, 스케일링 및 회전이 이미 형성된 전기 회로부의 보완 부분에 각 패턴부를 독립적으로 맞추도록 이루어진다. 예를 들어, 본 발명의 한 실시예에서, CAM 이미지와 이미 형성된 패턴부 사이의 차이는 매우 작아서, CAM 이미지(40)의 불균일한 수정 버전에서의 패턴부(90-102)를 단순히 이동함으로써 기록될 이미지와 이미 형성된 패턴부 사이에 적절한 맞춤이 이루어질 수 있다. 이러한 동작 모드에서, CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전에서 각 패턴부와 관련된 수타자의 위치들(78)은 상응하는 타겟들(82)의 상응하는 위치와 가장 잘 맞도록(반드시 정확히 맞을 필요는 없음) 기록된다.

본 발명의 한 실시예에서, 각 패턴부는 스케일링 및 회전이 없이 단순히 이동이 이루어진다. 패턴부를 이동하기 위한 이동 인자는 배열 타겟들의 실제 측정된 위치와 배열 타겟들이 있어야 하는 예상 위치 사이의 차이에 대하여 각 선택된 패턴부(16)에 대응하여 계산된다. 기판(12) 위의 타겟들은 측정되고, CAM 이미지(40)는 초기에 상기 선택된 타겟들의 측정된 위치에 대응하여 균일하게 치수가 결정된다. 본 발명의 한 실시예에서, 기판(12)의 모서리에 가까이 위치하고 있는 각 타겟들은 균일한 스케일링 동작에 대하여 사용된다. 이동될 각 패턴부는 중심 지점으로 할당된다. 상기 중심 지점의 위치는 이후, 타겟들의 실제 측정된 위치와 상응하는 예상 위치(균일하게 스케일링된 CAM 이미지(40)에서의 기준 위치로 표시됨) 사이의 차이의 가중 효과의 함수로 변환된다. 실제 타겟 위치와 예상 위치의 쌍은 전체 기판 혹은 어떤 보조 세트 위에 쌍으로 주어질 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 측정된 타겟 위치와 상응하는 예상 위치의 각 쌍에 인가된 가중치(weight)는 주어진 패턴부의 이동에 대하여, 이동될 패턴부의 중심 지점으로부터의 거리 함수이다.

아래의 소프트웨어 부분은 C++ 프로그래밍 언어로서, 스케일링 및 회전 없이 선택된 패턴부(16)를 독립적으로 이동하기 위하여 본 발명의 실시예의 최선의 모드로 사용되며 발명자에게 현재 공지되어 있다.

앞선 설명에서는, 각 패턴부(90-102)의 기준 위치가 기판(12) 위의 상응하는 타겟들(82)의 위치와 맞도록 각 패턴부(90-102)를 독립적으로 변환하는 과정은 CAM 이미지(40)를 불균일하게 수정되게 표현하는 것이 논의되었다. 본 발명의 한 실시 예에서, CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 표현은 파일(가령, 래스터 파일)로 생성되고 불균일하게 수정된 제어 이미지(46)로 저장된다. 상기 불균일하게 수정된 제어 이미지(46)는 CAM 이미지(40) 대신에 사용됨으로써, 기판(12) 위로 새로운 전기 회로부(72)의 기록된 이미지(70)를 기록하도록 한다.

대안으로, 기준 위치들(78) 및 타겟들(82)의 각 위치들 사이의 차이는 제어 파일을 생성하는데 사용되고, 이때 상기 제어 파일은 데이터 전송이나 기판(12)의 이동 속도를 불균일하게 제어함으로써 CAM 이미지(40)의 불균일한 버전이 기판(12) 위에 기록된다.

도 5-7E에 관하여, 도 5는 도 1의 시스템을 사용한 또 다른 기판(112)의 부분 단면도이다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 1의 시스템을 사용하여 기판 위에 불균일하게 수정된 CAM 이미지(40)를 기록하기 위한 방법(210)의 흐름도이다. 도 7A-7E는 도 6의 방법을 이해하는데 유용한 전기 회로 패턴의 단순 개략도이다.

방법(210)은 기판(112) 위에 전기 회로 패턴의 기록을 시작하기에 앞서, 가령 CAM 이미지(40)(도 1)에서의 기준 위치(178)를 정의하는 동작(대개 오프라인으로 실행됨)과 함께 시작된다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 기준 위치(178)는 전기 회로에 형성될 가령, 비아 또는 패드와 같은 소자들의 위치에 상응한다. 따라서, 가령 기준 위치(178)는 비아(180)가 형성될 위치에 상응하는 CAM 이미지(40)에서의 위치로 할당된다. 대안으로 및 부가적으로, 기준 위치(178)는 가령 다른 위치(181)에서와 같이 어떤 특정 전기 회로에서 형성될 특징부와 관련되거나 혹은 관련 되지 않는 구체적으로 정의된 다른 위치로 할당된다. 기판(12) 위에 기록될 패턴(14)의 CAM 이미지(40)는 도 7A에 도시되어 있으며, 기준 위치(178)를 전기 회로에서 비아(180) 형성 위치로 및 다른 위치(181)에서 할당하는 것을 보여주고 있다.

다음 동작에서는, 시스템(10)에서 이미지를 기록하기 전에, 패턴(14)이 기록될 기판(112) 상에서의 타겟들(참조 번호(182))의 위치가 결정된다. 타겟들(182)은 가령, 센서(34)에 의해서, X-레이에 의해서, 외부의 자동 검사 시스템(도시되지 않음)에 의해서, 또는 다른 적절한 센서에 의해서 보여질 수 있도록 기판(112) 위에 분포되어 있다. 타겟들(182)은 전기 회로 층 위에 형성될 수 있으며, 이 전기 회로 층은 가령 순차적 빌드업 배열 방식으로 표면 층(158)에 의해 덮여진다. 대안으로, 타겟들은 인쇄 회로 보드를 형성하도록 기판(112)과 함께 결합되는 독립적인 전기 회로 기판 층(도시되지 않음) 위에 형성된다. 각 타겟들(182)은 가령, 비아(180) 또는 CAM 이미지(40)에서의 다른 위치(181)에서 기준 위치에 상응한다.

도 5 및 7B에서, 기판(112) 위의 일부 타겟들(182)은 비아(180)와 관련되어 있고, 그리고 기판(112) 위의 일부 타겟들(182)은 다른 위치(181)와 관련되어 있다. 비아(180)는 표면 층(158) 상의 전기 회로 패턴과 완성된 인쇄 회로 보드에서의 전기 회로부(156) 사이에서 서로 연결된다. 다른 위치(181)와 관련된 다른 타겟들(182)은 가령 마이크로비아(184) 어레이로서 형성된다. 마이크로비아(184)는 완성된 전기 회로에서 어떤 기능에 반드시 도움이 되지는 않지만, 가령 공지된 레이저 마이크로머시닝 장비를 사용함으로써 전기 회로부(156)에 대하여 정확한 방향으로 기판(112)의 표면에 형성된다.

비아(180) 및 마이크로비아(184)는

가령, 도 5에서와 같이 비아(180) 및 마이크로비아(84)는 전기 회로부(156)에 대한 정확한 위치에서 형성되는 것 이외에도 기판(112)의 표면에서 보일 수 있기 때문에, 비록 표면 층(158)과 같은 불투명한 오버레이에 의해 덮여지더라도, 비아(180) 및 마이크로비아(84)는 타겟(182)으로 사용하기에 특히 편리하다. 비록 비아(180) 및 마이크로비아(184)가 타겟들(182)의 예로 주어져 있지만, 만일 이미 형성된 전기 회로부(156)에 대하여 정확히 위치하고 있다면 다른 적절한 형태의 타겟도 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 회로부(156)의 부분으로서 또는 전기 회로부와 함께 형성된 다양한 패턴 형태가 타겟으로서 적당할 수 있다. 층(158)은 이러한 타겟들을 벗겨내기 위해 가령, 스카이빙에 의하여 선택적으로 제거될 필요가 있을 것이다. 선택적으로, 이러한 타겟들의 정확한 위치는 가령, X-레이 이미징, 음향 위치, 또는 다른 적절한 방법에 의하여 확인될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기판(112) 위 타겟들(182)의 각 위치는 위치 결정기(38)(도 1)와 결합한 센서(34)를 사용하여 결정된다. 타겟들(182)의 위치는 각 기판(112)에 있어서 개별적으로 결정될 수 있다. 선택적으로, 타겟들(182)의 각 위치는 유사한 기판(112)의 전체에 대하여 일괄적으로 한번 결정된다. 각 기판 혹은 일괄 기판에 대한 타겟들의 위치를 결정할 것인가의 선택은 가령, 패턴(14)이 기판(112) 위에 기록되어야 할 정밀성 및 가용 시간의 함수이다. 타겟들(182)의 각 위치를 보여주는 파일은 도 7C에 도시되어 있다.

선택적으로, 타겟들(182)의 각 위치는 시스템(10)에서의 독립적인 X-Y 측정 시스템을 이용하여, 또는 검사되는 기판의 패턴 변형을 나타내는 자동 광학 검사 시스템(도시되지 않음)에서의 검사 출력(86)(도 1)을 이용하여 결정된다. 상기 검사 출력(86)은 전기 회로부(156)의 자동 광학 검사 동안에 획득될 수 있다. 적절한 검사 출력(86)의 한 예는 공동 계류 중인 미국 특허 출원 60/376,872 "System and Method for Inspecting Electrical Circuit Patterns for Deformations"에 설명되어 있고, 그 내용은 검사 시스템의 설명에 관하여 본원에서 참조로 인용된다. 상기 검사 출력(86)을 이용할 경우, 센서(34)는 기판(112)의 위치를 결정하는데 사용되는 선택된 타겟들의 위치를 감지한다. 검사 출력(86)은 CAM 이미지(40)을 불균일하게 수정하는데 사용된다.

도 6에서는, 다음 동작에서 CAM 이미지(40)의 다양한 패턴부에서의 기준 위치(178)는 기판(112) 상의 대응하는 타겟(182)에 관련된다. 본 동작은 도 7D에 도시되어 있으며, 여기서 CAM 이미지(40)는 타겟들(182) 위치의 표현과 오버레이되어 있다. 기준 위치들(178) 사이의 차이가 분명히 보여지는데, 여기서 각 기준 위치는 이상적인 전기 회로에서의 주어진 위치를 나타내고, 그리고 가령 CAM 이미지(40) 및 타겟(182)에 의해 표현되며, 부분적으로 제조되는 전기 회로에서의 실제 위치를 나타낸다.

본 발명의 한 실시예에서, CAM 이미지(40)의 불균일한 수정은 기준 위치(178) 및 타겟들(182) 사이의 차이를 바탕으로하고 가령, CAM 이미지(40)의 불균일한 스트레칭(또는 수축)에 의하여 CAM 이미지(40)를 불균일하게 변환함으로써 이루어진다. CAM 이미지(40)의 불균일한 변환은 CAM 이미지(40) 내의 타겟들(182)이 기 판(112) 상의 타겟들(182)의 실제 위치에 잘 맞도록 한다. 이는 가령, 기준 위치들(178) 및 상응하는 타겟들(182)의 집합 각 위치를 입력함으로써 그리고 적절한 복소수 변환 함수에 따라 CAM 이미지(40)를 비선형적으로 스트레칭함으로써 이루어질 수 있다. 상기 변환은 전체적으로 실행될 수 있거나 또는 CAM 이미지(40)의 선택된 부분에 대하여 부분적으로 실행될 수 있다.

도 7E에서, 기준 위치(178)를 타겟(182)에 적합하도록 하는 과정은 상기 시스템(10)에 의하여 기판(12)(도 1) 위에 기록될 수 있는 CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전(190)을 생성한다. 본 발명의 한 실시예에서, CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전(190)은 기판(12)의 표면으로 이송되는 제어 이미지(46)로 작용함으로써, 새로운 전기 회로부(72)의 기록된 이미지(70)는 기판(112) 위에 이미 형성된 전기 회로부(156)(도 5)에 매우 가깝게 배열되어 있다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 인쇄 회로 보드 위의 패턴들을 노출시키기 위한 방법(310)의 단순 흐름도이다. 방법(310)은 두 개의 부분을 포함하는데, 하나는 학습(learn) 모드(320)로서 CAM 이미지(40)(도 1)의 불균일하게 수정된 버전이 생성되며, 다른 하나는 이미징 모드(330)로서 기록 파일(346)로 표시되어 있는 CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전이 추가 수정 없이 기판(12) 상의 기록된 이미지(370)를 기록하도록 전송된다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 기록 파일(346)은 비록 압축되지 않은 래스터 이미지가 사용될 수 있지만, CAM 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전의 압축된 래스터 이미지이다.

학습 모드(320)에서 높은 분해능의 기록 파일(346)은 컴퓨터 자원에서 매우 집약적으로 생성될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 기록 이미지는 전기 회로 패턴부(56)와 관련된 타겟들의 각 위치를 평균하는 것을 바탕으로 생성되며, 이때 상기 패턴부(56)는 기판(12)과 같이 이미 형성된 가령, 10개 이상의 전기 회로층 위에 형성되어 있다. 다양한 기판에서 타겟들의 평균 위치는 이후 기록 파일(346)을 생성하는데 사용된다. 이러한 동작 모드는 가령, 동일한 기록 파일이 일괄 기판내의 모든 기판들 위에 기록되는 일괄 모드 동작에 적합하다.

방법(310)의 학습 모드(320)의 초기 동작에서, 기판 위의 타겟들의 각 위치는 측정되고 예상 위치와 비교된다. 상기 예상 위치는 가령, CAM 이미지(40)를 포함하는 파일에 의해 제공된다. 다음으로, 상기 측정된 위치는 몇 개의 서로 다른 기판 위에서 발견되는 각 타겟의 평균 위치를 쉽게 결정하기 위해, 측정 결과들로부터 스케일링, 오프셋, 및 회전을 제거함으로써 표준화된다. 본 발명의 한 실시예에서, 아래의 함수는 타겟들의 위치를 표준화하는데 사용되며, 미국 메사추세츠의 Mathworks에서 구입할 수 있는 MATLAB 프로그래밍 언어 버전 6.1에 있다.

이제 도 8로 되돌아와서, 타겟 좌표의 표준화는, 예를 들어 위에서 설명된 함수들을 이용하는, 기판의 원하는 양에서 각 타겟 좌표가 표준화 될 때까지 반복된다. 다음 작동에서, 선택된 타겟들의 표준화 된 위치들은, 반드시 모든 타겟에서 필요한 것은 아니나, 측정된 기판 상에서, 각 대응하는 타겟의 각 지점을 표현하는 평균화된 출력(350)을 생성하기 위해 평균화된다.

연속하는 작동 방법에서(310), 기록 파일(346)과 같은 비-균일 적으로 수정된 제어 파일이 CAM 이미지(40)를 따라 평균화된 출력(350)에서 발생된다. 예를 들어, 도 3-7E와 관련하여 위에서 설명된 방법을 이용하는 것이다. 기록 파일(346)은 메모리 내에 저장되고 그 결과 그것은 기판 보드를 노출하기 위해 시스템(10)에 의해 사용되기에 적합해진다. 본 발명의 실시예에 따라, 상기 파일(346)은 압축된 또는 압축되지 않은 래스터 이미지이고 그리고 CAM 이미지(40)의 비-균일화된 수정된 버전을 정의한다.

방법(310)의 이미징 모드(330)에서, 전기적 회로 패턴의 부분이 노출되는 기판(12)과 같은 각 새로운 기판 보드는 시스템(10) 상에 배치된다. 기판(12) 상의 기록 타겟들이, 예를 들어 센서들(34)을 이용하여 배치된다. 그리고 기판(12)은 연속적인 노출을 위해 정렬되고 기록된다. 기판(12)은 기록 파일(346)을 이용하여 노출되고 그 결과 LDI 시스템(10)은 CAM 이미지(40)의 비-균일화된 수정 버전을 기록한다. 그와 같은 것은 거기서부터 편차 없이 실질적으로 기판(12)의 표면상으로 기록 파일(346) 내에 포함된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인쇄 회로 기판(PCB)상의 패턴을 노출하는 방법(410)에 대한 간략화된 흐름 다이어그램이 도 9에 도시되었다. 방법(410)에 따라, 제어 파일(446)은 CAM 파일(440)에 의해 기판(12)상의 타겟의 실제 위치를 측정하는 과정으로부터 생성되며, 이는 예를 들어, 각각 표시된 것과 같이 예측된 위치들이다.

제어 파일(446)은 비-균일 방식으로 LDI 시스템(10)이 기록되도록 작동하는 명령들, CAM 파일(440) 내에 포함된 이미지를 포함하기 때문에, 제어 파일(446)은 기록 파일(346)(도 8)과 다르다. CAM 파일(440) 내에 포함된 이미지는 일반적으로 기록되어야 하는 패턴의 비-수정된 버전에 대응한다. 방법(410)은 CAM 이미지(40)(도 1)의 비-균일 버전을 초기에 발생시키는 작동을 피하고 그리고 그 후 CAM 이미지의 비-균일 버전을 기판(12)의 표면으로 전달한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제어 파일(446)의 발생은 기판 내의 타겟의 실제 위치의 측정으로부터 입력과 CAM 파일에 의해 제공되는 상기 타겟의 예상 위치를 이용하여 수행된다. 본 발명의 실시예에 따라, 제어 파일(446)은 조회 테이블에 저장되고, LDI 시스템에 의해 기록된 이미지(470)를 기록하는 동안 선택적으로 적용 되는 오프셋을 표시한다. 타겟들의 측정에 따른 입력이 단일 타겟의 측정으로부터 또는 도 8에서 모드를 배우는 것에 관련되어 서술된 것과 같은 다수의 타겟으로부터일 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예에 따라, 방법(410)에서, 전기적 회로 패턴의 일부분이 노출되는 기판(12)과 같은 각 새로운 기판 보드에 시스템(10)(도 1)상에 배치된다. 기록 타겟들은 기판(12) 상에, 예를 들어 센서들(34)을 이용하여 배치되고 그 후 기판(12)은 배열되며 그에 따라 연속적인 노출을 위해 기록된다. 노출 CAM 파일(440)이 제어 파일(446)에 의해 제공되는 정보를 이용하여 비-균일 적으로 수정되는 동안, 기판(12)은 CAM 파일(440)을 이용하여 노출된다.

본 발명의 실시예에 따라, 기록 빔이 일반적으로 균일한 비율(또는 그 반대로)로 스캔되는 동안 비-균일 비율에서 제어 파일(446)은 CAM 파일(440) 내에 포함된 데이터가 기판(12)으로 전송되도록 하거나 그리고/또는 노출동안 비-균일 비율에서 기판이 이동되도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 기판을 비-균일 적으로 노출하기 위해 도 9의 방법을 이용한 기준이 LDI 시스템(510)의 간략화된 블록 다이어그램이 도 10과 관련하여 도시되며, 도 10의 시스템 내에서 사용되는 제어 파일(546)의 구조에 대한 구조적 설명이 도 11과 관련하여 도시된다.

LDI 시스템(510)은 일반적으로 다음의 부분들을 포함 한다; 레이저 빔(522)을 생성하는 레이저(520), 독립적으로 수정된 단편들을 지니는 수정된 레이저 빔 또는 하나 이상의 데이터 수정된 레이저 빔(526)을 형성하기 위해 레이저 빔(522) 을 수신하고 수정하는 변조기(modulator)(524), 수정된 레이저 빔(526)을 수신하고 그것을 기판(512)의 표면을 가로질러 스캔 축(530)을 따라 스캔하는 회전 다각형(528), 또는 일반적으로 고안된(532) 축, 크로스 스캔 축(534)을 따른 이동 기판(512)으로서, 이는 일반적으로 스캔 축(530), 그리고 상기 스캔 축(530)을 따라 수정된 레이저 빔(526)의 순간적인 위치를 결정하는 빔 위치 결정 어셈블리(550)를 횡단하는 다른 적합한 스캐닝 장치, 상기 스캔 축을 따라 수정된 레이저 빔(526)의 위치를 결정하기 위한 어셈블리들을 포함하는 적합한 시스템들이 함께 계류 중인 미국 특허 출원 09/581,377 및 10/038,061에 설명되어 있으며, 이 주제에 대한 그들의 논의를 참고자료로서 여기에 통합한다.

기록된 이미지(570)의 노출동안이 본 발명의 실시예의 일 특징이다. 이는 CAM 파일(40)에 의해 표현되는 패턴의 비-균일 적으로 수정된 버전이 노출되도록 구성되고, 기판(512)은 (a)크로스 스캔 축(534)을 따라 비-균일 비율로 배치되고 그리고/또는 (b) 수정된 빔(526)은 그것이 스캔 축(530)을 따라 기판을 가로지르는 것과 같이, 비-균일 방법으로 CAM 파일(40)로부터 데이터와 함께 수정된다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 11로부터 빔(526)의 수정이 상기 스캔 축(530)을 따라 수정된 빔(526)의 위치 및 상기 크로스 스캔 축(534)을 따른 기판(512)의 위치 모두에 의존적인 것을 알 수 있다. 이는 기록되는 패턴에서 다른 오프셋들이 연속적인 통행, 또는 기판(512)의 표면을 가로지르는 수정된 빔(526)의 스와드(swath)(560)동안 적용될 수 있기 때문이다. 따라서 다른 오프셋이 연속적 스와드 또는 그곳에서의 일부분에 제공되는 동안, 제 1 스캔 속도로부터 야기되는 제 1 오프셋은 제 1 스와드(560)(도 11) 또는 한 스와드의 일부에 적용될 수 있다.

크로스 스캔 축(512)을 따른 비-균일 비율에서 기판(512)의 이동이 설명된다. 도 10에 도시되는 것과 같이, 이동 어셈블리(532)는 조회 테이블(547)을 지닌 양측의 통신 내에 있다. 상기 이동 어셈블리(532)는 인코더를 수단으로 하는 것과 같이, 상기 크로스 스캔 축(534)을 따라 상기 위치의 지표를 제공하며, 그곳에서 수정된 빔(526)은 CAM 파일(40)에 의해 정의되는 패턴의 일부분으로 기록되고 있다. 주어진 크로스 스캔 위치에서, 예를 들어, 도 11에서 스와드(560)에서, 룩-업 테이블(547)은 이동 어셈블리가 크로스 스캔 축을 따라 특정 이동 비율로 기판을 이동하기 위해 이동 어셈블리를 유발하는 적합한 지시를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따라, 각 스와드(560)에서 기판(512)의 이동 비율은 독립적으로 제어할 수 있으며, 가속 및 관성등과 같은 기계적 제한에 영향을 받으며, 본질적으로 이동 어셈블리(532)의 작동과 관련된다. 따라서 정해진 스와드(560)에서, 기판이 이동되는 곳에서 크로스 스캔 속도는 수정 빔(526)에 상대적으로 또 다른 스와드(560)에 배치된 기판에서 크로스 스캔 속도와 일반적으로 같거나 또는 다르다.

스캔 방향 내의 수정된 빔(526)의 비-균일 수정이 설명될 것이다. 본 발명의 일실시예에 따라, 도 10에 도시된 것과 같이, 수정된 빔(526)의 수정은, 그것이 스캔 방향에서 기판(12)의 표면을 가로지르는 것과 같이, 데이터 클럭에 의해 제어된다. CAM 파일(40) 내에 포함된 데이터의 기록은 상기 데이터 클럭에 의해 동기화 되고 그 결과 CAM 파일(40)내에 주어진 위치에서 표현되는 데이터는 기판(512)의 표면상의 기록된 이미지(570)에서 대응하는 적합한 위치에서 기록된다.

예를 들어, 제어 파일(546)에 의해, 스캔 축(530)을 따라 주어진 불균일한 방법으로 CAM 파일(40)에 포함된 데이터를 기록하기 위해 데이터 클럭이 수정되는 것이 본 발명의 일 실시예의 특징이다. 스캔 축(530)을 따라 CAM 파일(40) 내에 포함된 데이터의 비-균일 기록은 스캔 축 내의 원하는 오프셋을 제공하기 위해 작동된다. 도 11에 도시된 것과 같이, 제어 파일(546)은 CAM 파일(40) 내에 포함된 이미지가 스와드(560) 내의 스캔 축(530)을 따라 다양한 단편들 각각에서 다른 속도로 스캔되도록 유도한다. 연속한 스와드에서, 다른 제어 파일은 상기 이미지의 대응하는 연속적인 부분들이 다른, 그리고 개별적으로 제어될 수 있는 속도에서 스캔되도록 한다. 주의할 것은 상기 스캔 속도는 기록된 이미지에서 픽셀 폭을 제어하고 그리고 결과적으로 기록된 이미지의 다양한 부분들의 개개의 오프셋을 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 테스트 빔(580)은 빔 분리기(523)에 의해 빔(522)으로부터 분리된다. 상기 테스트 빔(580)은 수정된 빔(526)이 기판(512)의 표면상에 부딪히는 것에 대하여 스캔 축(530)을 따른 위치에 일반적으로 대응하는 위치에서 자(ruler)(582)상에 부딪히기 위해 스캔된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 자(582)는 다수의 마킹(marking)(584)을 포함한다. 마킹(584)들은 본질적으로 반사적이거나 또는 회절성일 수 있다. 센서는 자(582)와 함께 상호 작용한 이후에 테스트 빔(580)을 수신하고 신호를 출력하며, 이는 마킹(584)에 일반적으로 대응하는 피크들(589)을 포함하고, 상대적으로 낮은 해상도 광학 클럭(588)을 정의한다.

광학 클럭(588)은 광학 클럭(588)에서 각 피크(589)를 위해 다수의 비트(beat)들에 의해 정의된 상대적 고 해상도 데이터 클럭(572)을 발생하는 데이터 클럭 발생기(590)에 제공된다. 데이터 클럭(572)을 정의하는 비트들(591)은 위상 고정 루프(PLL)와 같은 적합한 회로를 이용하는 광학 클럭(588)에 동기화 된다.

데이터 클럭(572)은 제어 파일(546)을 따라 클럭 변조기(592)에 제공된다. 클럭 변조기(592)는 예를 들어 데이터 클럭(572)에서 비트들(591)간의 거리를 수정함으로써 클럭(572)을 수정하기 위해 작동한다. 상기 수정된 데이터 클럭(574)은 CAM 파일(40) 그리고 상기 스캔 축을 따른 기판(512)의 위치의 지표를 따라 변조기(524)로 제공된다. 변조기(524)는 CAM 파일(40)에 의해 제공되는 이미지 데이터에 기초한 수정된 빔(526)을 수정한다. 이 때 상기 이미지 데이터간의 동기화 및 수정된 빔(526)의 위치는 이동 어셈블리(532) 및 상기 수정된 데이터 클럭(574)에 의해 제공된다.

데이터 클럭 발생기(590) 및 클럭 변조기(592)의 기능이 동일한 회로 내에서 처음 클럭 발생 및 연속한 클럭의 변조 간의 명백한 차이 없이 통합될 것이다. 또한, 비트들(591) 간의 거리를 수정하는 것을 대신하여, 클럭 회로는 광학 클럭(589)의 피크들 간의 비트들(591)의 다양한 양들을 끼워 넣기 위하여 작동될 것이며, 그 결과로 제어 가능한 거리에서 비트들(591)을 효율적으로 생산하는 것이다. 본 발명의 한 실시예에서 이용에 적합한 변조기(524)를 구동하기 위한 적합한 클럭 발생 회로의 다양한 기능적 작동성에 대한 상세점들은 함께 계류 중인 미국 특허 출원 09/581,377에 설명되었으며, 그러한 회로의 대한 이점들은 참고로 통합된다.

주의할 것은 미국 출원 09/581,377에서, 위상 잠금 루프(PLL) 회로는 그것이 스캔 축을 따라 수정된 빔의 위치 함수로서 조회테이블을 따라 비트들의 주어진 양을 삽입함으로써 편평한 필드를 따라 스캔하는 것과 같이, 수정된 빔의 가속화 및 감속화를 제공하기 위해 이용된다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 룩 업 테이블을 이용하는 개념은 하나의 스와드 내에 기록되는 패턴의 일부분이 선택적으로 오프셋 되는 이 차원적 모델로 확장되고, 그리고 다른 오프셋들이 연속적인 스와드에 적용된다.

수정된 데이터 클럭(574)을 생성한 결과로서, CAM 파일(40)에 의해 표현되는 이미지를 정의하는 대응하는 픽셀에 대하여, 기록된 이미지(570) 내의 픽셀의 폭은 스캔 축(530)을 따라 비-균일하다. 도 10에서, 이것은 픽셀 설계 마커(593)들 간의 다른 거리로서 도시된다. 그러한 불균일성은 오프셋으로의 기록된 이미지(570)의 기록동안, 기록된 이미지(570)의 일부부분의 위치에 적용된다.

Claims (12)

1. 전기 회로를 제작하는 방법에 있어서, 상기 전기 회로 제작 방법은

   - 전기 회로 기판(12) 상에 분포되어 있는 다수의 배열 타겟들(82) 중 선택된 각 타겟에 대한 실제 위치를 감지(38)하고,

   - 상기 기판(12) 위에 기록될 전기 회로 패턴(80)의 부분(16)을 포함하는 이미지(40)를 제공하며, 그리고

   - 상기 이미지(40)의 불균일하게 수정된 버전(46)을 상기 전기 회로 기판(12)에 기록하고, 이때 상기 이미지(40)의 상기 불균일하게 수정된 버전(46)은 감지(38)에 대응하여 불균일하게 수정되는

   단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 회로 제작 방법.
2. 회로 제작 방법에 있어서, 상기 회로 제작 방법은

   - 회로 패턴의 불균일하게 수정된 버전(46)을 제공하기 위해 실제(82) 및 계획된(78) 배열 타겟들 사이의 차이에 기초하여, 회로 패턴의 계획된 버전(40)을 수정하고, 그리고 이후

   - 회로 패턴을 제작할 때 상기 계획된 버전(40) 대신에 상기 수정된 버전(46)을 사용하는

   단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 배열 타겟들은 비아들(180)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 수정된 버전(46)은 불균일한 변환에서 상기 계획된 버전(40)을 전체적으로 수정함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 수정된 버전(46)은 섹터 별로(90, 92, 94, 96, 98, 100, 102) 상기 계획된 버전(40)을 수정함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 실제 및 계획된 배열 타겟들의 차이는 다수의 테스트 회로 보드에 대한 실제 및 계획된 배열 타겟들 사이의 차이들(320)을 바탕으로한 불균일한 변환을 계산함으로써 결정되고,

   상기 수정된 버전(46)은 제어 파일(346)로 표현되고, 그리고

   상기 수정된 버전(46)을 이용한 제작(330)은 다수의 회로 보드에 대하여 동일한 제어 파일(346)을 사용하여 이루어지는

   것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 수정된 버전(46)은 제어 파일(446)로 생성되고, 그리고 조회 테이블(447)은 상기 제어 파일(446)을 바탕으로 준비되며, 그리고

   상기 조회 테이블(447)은 노출 환경을 조정하기 위해 회로 패턴의 제작에 사용되는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
8. 회로 제작 방법에 있어서, 상기 회로 제작 방법은

   - 회로 패턴의 계획된 버전(40)에서 실제(82) 및 계획된(78) 배열 타겟들 사이의 차이를 바탕으로한 조회 테이블(547)을 생성하고, 그리고

   - 회로 패턴의 계획된 버전(40)이 수정된 버전(46)으로서 기판(12) 위에 스캔되도록 스캐닝 조건을 수정하기 위해 조회 테이블(547)을 사용하고, 이때 상기 계획된(78) 배열 타겟들은 상기 실제(82) 배열 타겟들에 상응하는 위치들로 스캔되는

   단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 스캐닝 방향(530)에서 스캐닝 하는 조건은

   - 클럭 신호(588, 572)를 입력하고,

   - 수정된 클럭 신호(574)를 생성하기 위하여 상기 조회 테이블(547)에 따라 상기 클럭 신호를 수정하며,

   - 데이터 신호(526)를 생성하기 위해 상기 수정된 클럭 신호(574)에 따라 회로 패턴의 계획 버전(40)을 모듈레이팅하고, 그리고

   - 상기 수정된 클럭 신호(574)를 사용하여 클럭 처리된 데이터 신호(526)를 스캐닝하는

   것에 의해 수정되는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 크로스 스캐닝 방향(534)에서의 스캐닝 조건은 상기 조회 테이블(547)의 콘텐츠를 바탕으로한 속도로 기판(512)을 상기 크로스 스캐닝 방향(534)으로 이동시킴으로써 수정되는 것을 특징으로 하는 회로 제작 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제작된 전기 회로(70).
12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 동작하는 전기 회로 제작 시스템(10).

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