KR101167783B1 - 기판 처리 방법 및 이를 위한 마스크 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은, 기판 제조 공정에 있어서 최외층 회로 형성 후 솔더-레지스트 공정인 롤-코터 작업시 기포에 의한 구리 깨짐 현상으로 인한 이물질 발생의 증가에 따른 문제점을 해결하기 위한 기판 처리 방법 및 이에 사용되는 마스크 패널에 관한 것이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 기판 내의 기포를 제거하기 위한 기판 처리 방법은, 기판상에 소정의 회로 패턴을 제공하도록 회로가 형성된 패터닝 활성 영역 및 상기 활성 영역의 주위에 형성되며 기판상으로 소정의 회로 패턴을 제공하지 않도록 형성된 패터닝 비활성 영역으로 구성되며, 상기 패터닝 비활성 영역은 기판상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있는 더미 패턴을 포함하는 기판 회로 형성용 마스크 패널을 제공하는 단계; 및 상기 마스크 패널을 통과하여 상기 기판을 노광하여 기판상 회로를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 노광 단계는, 상기 기판상의 회로 형성과 동시에, 상기 마스크 패널의 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴을 통과하는 광이 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점의 동 도금층을 제거하도록 구성되는 것이다.

Description

기판 처리 방법 및 이를 위한 마스크 패널{A METHOD OF PROCESSING A SUBSTRATE AND A MASK PANEL USED THEREIN}

본 발명은, 기판 제조 공정에 있어서 최외층 회로 형성 후 솔더-레지스트 공정인 롤-코터 작업시 기포에 의한 구리 깨짐 현상으로 인한 이물질 발생의 증가에 따른 문제점을 해결하기 위한 기판 처리 방법 및 이에 사용되는 마스크 패널에 관한 것이다.

현재 패키지용 FGBGA(Flip Chip Ball Grid Array) 제품의 기술 수준이 향상됨에 따라 집적화 정도 또한 요구되는 수준이 향상되고 있는 추세에 있다. 이에 따라 미세한 이물에 대한 불량 또한 제품의 품질에 상당한 영향을 미치고 있는 것이 현실이다.

종래에 있어서의 인쇄회로기판 제조 공정 중 기판상에 소정의 회로를 형성하기 위하여는, 도 1에 도시된 바와 같은 마스크에 의한 패널 디자인이 적용돼 왔다.

이러한 도 1에 의한 기판 제조용 마스크 패널(10)은 기판의 최외층 회로 형성용 마스크에 해당하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판상에 회로를 패터닝하기 위하여 대응하는 회로가 비교적 중심 영역에 형성된 부분인 패터닝 활성 영역(10A)과, 회로가 형성되지 않는 기타 외곽 영역에 형성된 부분인 패터닝 비활성 영역(10B)으로 크게 나눌 수 있다.

패터닝 활성 영역(10A)은 노광 공정에 의하여 기판(20)에 형성될 회로 패턴이 포함된 영역으로서 이러한 회로 패턴을 광이 통과하여 그 패턴 그대로 기판(20)에 전사되도록 구성되며, 패터닝 비활성 영역(10B)은 통상적으로 기판(20) 상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정시 광이 통과되지 못하도록 구성되어 있다.

한편, 이와 같은 도 1과 같은 종래의 외층 레이어 패널 디자인이 바-타입(bar type)으로 적용되어 사용되는 경우, 대응하는 기판(20)의 외곽 테두리 부위에 기포(bubble)가 발생하는 현상이 자주 발생하게 된다.

도 2 (a) 및 (b)는 이러한 외곽부에서의 기포 발생을 촬영한 사진으로서, 각각 기포 발생 부위의 정면 사진 및 단면 사진에 해당한다.

그런데, 도 3에 도시된 바와 같이 이러한 기판(20)상에 형성되어 있는 기포는 도 1과 같은 종래의 마스크 패널을 이용하여 최외층 회로를 형성하는 공정들을 거친 후에도 여전히 잔존하게 된다. [참고로, 도 3에 도시된 기판(20)은 회로 형성을 위한 통상적인 PCB용 기판으로서 21은 동 도금층, 22는 ABF, 23은 화학동 및 24는 Dry Film에 해당한다.]

즉, 후속 공정인 솔더-레지스트(SR) 공정에서 기판(20) 외곽 부위에서의 기포의 발생은 그 후 롤 코터(roll coater) 작업시 기포에 의한 구리층 깨짐 현상을 야기하게 되며, 이는 이물질의 증가, SR 디라미네이션의 증가 및 SR 표면의 불량 등의 문제점을 발생시키게 되므로, 이러한 기포 발생에 의한 문제점을 보다 근본적으로 처리하여 기판의 불량율을 감소시킬 대책이 요구된다.

본 발명은 구리층 깨짐 현상과 이로 인한 이물질의 증가, SR 디라미네이션의 증가 및 SR 표면의 불량 등의 문제점의 원인이 되는 기판 외곽부에서의 기포를 원천적으로 제거할 수 있는 기판 처리 방법 및 이에 사용되는 회로 형성용 마스크 패널을 제공하는 것을 그 주된 목적으로 한다.

한편, 본 발명에 의한 기판 처리 방법 등은 이상과 같은 주요 목적을 염두에 두고 창안된 것이지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 구체적인 목적에 대한 기재가 후술하는 본 발명의 구성으로부터 창출되거나 예측 가능한 새로운 목적 내지 효과를 배제하는 것은 아님에 주의하여야 한다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 기판 회로 형성용 마스크 패널은, 기판상에 소정의 회로 패턴을 제공하도록 회로가 형성된 패터닝 활성 영역; 및 상기 활성 영역의 주위에 형성되며 기판상으로 소정의 회로 패턴을 제공하지 않도록 형성된 패터닝 비활성 영역을 포함하여 이루어지고, 상기 패터닝 비활성 영역은 기판상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있는 더미 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴을 통과하는 광은 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점의 동 도금층을 제거하도록 구성된다.

또한, 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점은 기판의 외곽 테두리 부분이다. 이는 종래의 외층 레이어 패널 디자인이 바-타입(bar type)으로 적용되어 사용되는 경우, 대응하는 기판의 외곽 테두리 부위에 기포(bubble)가 발생하는 현상이 자주 발생하기 때문이다.

한편, 상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 상기 활성 영역의 적어도 하나의 측부에 길이방향으로 배열 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 길이 방향으로 하나 또는 그 이상의 직사각형 형상으로 연속적 또는 이산적으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한, 기판 내의 기포를 제거하기 위한 기판 처리 방법은, 기판상에 소정의 회로 패턴을 제공하도록 회로가 형성된 패터닝 활성 영역 및 상기 활성 영역의 주위에 형성되며 기판상으로 소정의 회로 패턴을 제공하지 않도록 형성된 패터닝 비활성 영역으로 구성되며, 상기 패터닝 비활성 영역은 기판상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있는 더미 패턴을 포함하는 기판 회로 형성용 마스크 패널을 제공하는 단계; 및 상기 마스크 패널을 통과하여 상기 기판을 노광하여 기판상 회로를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 노광 단계는, 상기 기판상의 회로 형성과 동시에, 상기 마스크 패널의 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴을 통과하는 광이 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점의 동 도금층을 제거하도록 구성되는 것이다.

여기서, 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점은 기판의 외곽 테두리 부분이다.

바람직하게는, 상기 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 상기 활성 영역의 적어도 하나의 측부에 길이방향으로 배열 형성된다.

또한, 상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 길이 방향으로 하나 또는 그 이상의 직사각형 형상으로 연속적 또는 이산적으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 1은 종래 방식에 의한 최외층 회로 형성용 마스크 패널을 나타내고,
도 2 (a) 및 (b)는 도 1에 의한 종래 마스크 패널을 이용한 기판에 있어서의 기포 발생 현상에 대한 사진이며,
도 3은 도 1에 의한 종래 마스크 패널을 이용한 기판으로의 회로 형성 공정의 모식도를 나타내며
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 변경된 더미부를 포함하는 마스크 패널을 나타내고,
도 5는 도 4에 의한 마스크 패널을 이용한 기판으로의 회로 형성 및 기포 제거 공정의 모식도를 나타냄.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 "마스크 패널"은 패터닝 디바이스로서, 이 용어는 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선과 같은 노광 빔의 단면에 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 노광용 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부 내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선과 같은 노광용 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부 내에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 해당할 것이다.

이러한 패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이 및 프로그램가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 형식도 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예인 패터닝 디바이스 중 하나인 마스크 패널(10)을 나타낸다.

도 4에 의한 기판 제조용 마스크 패널(10)은 기판의 최외층 회로 형성용 마스크에 해당하는 것으로서, 도시된 바와 같이, 기판 상에 회로를 패터닝하기 위하여 대응하는 회로가 비교적 중심 영역에 형성된 부분인 패터닝 활성 영역(10A)과, 회로가 형성되지 않는 기타 외곽 영역에 형성된 부분인 패터닝 비활성 영역(10B)으로 크게 나눌 수 있다.

패터닝 활성 영역(10A)은, 도 4의 중심부 영역에 해당하며, 노광 공정에 의하여 타겟부인 기판에 형성될 회로 패턴이 포함된 영역으로서 이러한 회로 패턴을 광이 통과하여 가능하면 그 패턴 그대로 기판에 전사되도록 구성된다.

이에 비해 패터닝 비활성 영역(10B)은, 도 4의 중심부 외곽 영역(즉, 마스크의 테두리 부분)에 해당하며, 통상적으로 기판 상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정시 광이 통과되지 못하도록 구성되어 있다.

여기서, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 기판 회로 형성용 마스크 패널(10)의 패터닝 비활성 영역(10B)에는 더미 패턴(11)이 형성되어 있다. 이러한 더미 패턴(11)은 광 투과성으로서 기판상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있도록 되어 있다.

이는, 도 5에 도시된 바와 같이, 패터닝 비활성 영역(10B)에 포함된 더미 패턴(11)을 통과하는 광으로 하여금 기판(20) 내에 형성된 기포(21) 형성 지점의 동 도금층을 제거하도록 하기 위함이다. 도 5는 도 4에 의한 마스크 패널을 이용하여 기판(20)으로의 회로 형성과 동시에 기포를 제거하는 공정의 모식도로서, 도 5의 (a)는 최외층 노광공정이며, (b)는 동 도금 이후의 박리/에칭공정을 나타낸다. 참고로, 도 5에 도시된 기판(20)은 회로 형성을 위한 통상적인 PCB용 기판으로서 21은 동 도금층, 22는 ABF, 23은 화학동 및 24는 Dry Film에 해당한다.

여기서, 더미 패턴(11)을 통과한 광의 타겟부는 기판(20) 내에 형성된 기포 발생 지점으로서, 통상적으로 기판(20)의 외곽 테두리 부분에 해당할 것이다. 이는 종래의 외층 레이어 패널 디자인이 바-타입으로 적용되어 사용되는 경우, 대응하는 기판(20)의 외곽 테두리 부위에서 기포가 주로 발생하기 때문이다.

즉, 도 5에서와 같이, 기판(20)상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있는 더미 패턴(11)을 추가적으로 포함하는 기판 회로 형성용 마스크 패널(10)을 제공한 후, 이러한 마스크 패널(10)을 이용하여 기판(20)을 노광하여 기판상 회로를 형성함에 따라, 기판상의 패터닝 활성 영역(10A)에 소정 회로 형성과 동시에, 마스크 패널의 패터닝 비활성 영역(10B)에 포함된 더미 패턴(11)을 통과하는 광이 기판(20) 내에 형성된 기포 형성 지점에 대응하는 위치에 조사되어 추후 박리/에칭 공정을 통하여 이 부분이 제거되게 된다.

한편, 패터닝 비활성 영역(10B)에 포함된 더미 패턴(11)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 패터닝 활성 영역(10A)의 적어도 하나의 측부인 상하좌우측 중 적어도 하나 이상에 길이방향으로 배향되도록 배열 형성되는 것이 바람직하며, 이는 가능한 기포 발생 구역을 최대한 커버할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 도 4에서와 같이, 패터닝 비활성 영역(10B)에 포함된 더미 패턴(11)은 길이 방향으로 하나 또는 그 이상의 직사각형 형상으로 연속적 또는 이산적으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 마스크 패널 및 이를 사용한 기판 처리 방법에 의하면, 구리층 깨짐 현상과 이로 인한 이물질의 증가, SR 디라미네이션의 증가 및 SR 표면의 불량 등과 같은 문제점의 원인이 되는 기판 외곽부에서의 기포를 원천적으로 제거할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이상에서 설명된 내용은 본 발명의 바람직한 실시예의 형태로 제공되었으므로, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10 마스크 패널 11 더미 패턴
10A 패터닝 활성 영역 10B 패터닝 비활성 영역
20 기판

Claims (9)

1. 기판 회로 형성용 마스크 패널에 있어서,
   기판상에 소정의 회로 패턴을 제공하도록 회로가 형성된 패터닝 활성 영역; 및
   상기 활성 영역의 주위에 형성되며 기판상으로 소정의 회로 패턴을 제공하지 않도록 형성된 패터닝 비활성 영역을 포함하여 이루어지고,
   상기 패터닝 비활성 영역은 기판상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있는 더미 패턴을 포함하며,
   상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴을 통과하는 광은 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점에 대응하는 위치에 조사되고, 박리/에칭에 의해 상기 기포 형성 지점의 동 도금층이 제거되는 기판 회로 형성용 마스크 패널.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점은 기판의 외곽 테두리 부분인 것을 특징으로 하는 기판 회로 형성용 마스크 패널.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 상기 활성 영역의 적어도 하나의 측부에 길이방향으로 배열 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 회로 형성용 마스크 패널.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 길이 방향으로 하나 또는 그 이상의 직사각형 형상으로 연속적 또는 이산적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 회로 형성용 마스크 패널.
   
6. 기판 내의 기포를 제거하기 위한 기판 처리 방법에 있어서,
   기판상에 소정의 회로 패턴을 제공하도록 회로가 형성된 패터닝 활성 영역 및 상기 활성 영역의 주위에 형성되며 기판상으로 소정의 회로 패턴을 제공하지 않도록 형성된 패터닝 비활성 영역으로 구성되며, 상기 패터닝 비활성 영역은 기판상에 회로를 형성하기 위한 노광 공정 시 광이 투과될 수 있는 더미 패턴을 포함하는 기판 회로 형성용 마스크 패널을 제공하는 단계; 및
   상기 마스크 패널을 통과하여 상기 기판을 노광하여 기판상 회로를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지고,
   상기 노광 단계는, 상기 기판상의 회로 형성과 동시에, 상기 마스크 패널의 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴을 통과하는 광이 상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점에 대응하는 위치에 조사되고, 박리/에칭에 의해 동 도금층을 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 기판 내에 형성된 기포 형성 지점은 기판의 외곽 테두리 부분인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 상기 활성 영역의 적어도 하나의 측부에 길이방향으로 배열 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 패터닝 비활성 영역에 포함된 더미 패턴은 길이 방향으로 하나 또는 그 이상의 직사각형 형상으로 연속적 또는 이산적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.

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