KR20020086221A

KR20020086221A - 노광장치

Info

Publication number: KR20020086221A
Application number: KR1020020015018A
Authority: KR
Inventors: 모모세가쯔미; 아사미마사토시
Original assignee: 가부시키가이샤 아도테크 엔지니어링
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2002-11-18
Also published as: KR100890133B1; US6552352B2; TW517178B; JP2002333721A; US20020166978A1

Abstract

본 발명은 다층회로기판의 제조에 있어서, 정밀도가 우수한 위치맞춤이 가능한 노광장치를 제공하는 것으로, 포토마스크(4)를 후퇴시킨 상태에서 X선 발생기(1)에서 X선을 조사하여 프린트기판 얼라인먼트마크(7)를 CCD카메라(2)로 촬영하고, 프린트기판 얼라인먼트마크(7)의 위치를 기억시킨 다음 포토마스크(4)를 프린트기판(6) 위에 설정하고, 마스크얼라인먼트마크(5)를 촬영하여 기억된 프린트기판 얼라인먼트마크(7)의 위치를 비교한 다음 그 위치 어긋남이 0이 되도록 프라틴(8)을 이동시켜 마스크 얼라인먼트마크(5)와 프린트기판(6)과의 위치맞춤을 하여 노광시키는것을 특징으로 하는 노광장치에 관한 것이다.

Description

노광장치{Aligner}

본 발명은 다층 회로기판의 제조에 있어서, 고 정밀도의 위치맞춤이 가능한 노광장치에 관한 것이다.

오늘날 휴대용 전화기는 가볍고, 얇고 작으며 고 기능화의 것이 요구되어진다. 따라서 프린트 기판은 보다 고 정밀, 미세화쪽으로 개선되고 있다. 특히 기판 위에 탑재하는 전자 부품의 수를 늘리기 위해 종래에 "드루홀(through hole)이라 불리어지는 기판의 전면에 형성된 구멍을 없앤 소위 "빌드업(build up)제법"의 기판이 시판되고 있다. 이는 코어기판이라 불리어지는 내층판의 상하에 수지절연층과 구리등의 도전패턴을 교호로 순차적으로 형성한 것으로 층간의 도통은 "비어홀(via hole)"이라 불리어지는 구멍을 형성하고 구리도금등을 하여 도통하도록 되어 있다. 여기서 코어기판의 상하에 "빌드업 층"의 패턴을 형성시킬 때 코어기판상에 이미 형성된 패턴과 "빌드업층"의 패턴과의 상호위치관계를 확보하기 위해 코어기판상의 얼라인먼트마크와 "빌드업층"의 포토마스크에 설치된 얼라인먼트 마크의 위치를 서로 맞출 필요가 있다. 그러나 "빌드업층"의 패턴을 형성하기 이전에는 전면이 동박으로 피복되어 있어 통상 코어기판 위의 얼라인먼트마크가 잘 보이지 않는다. 그 때문에 종래에는 "빌드업층"의 동박을 도금으로 형성하는 방법으로서 코어기판상의 마크에 상당하는 부분에 도금이 되지 않도록 머스킨 테이프를 발라두었다가 도금이 끝난 후 떼어내는 등의 방법을 사용하고 있다. 또는 다른 방법으로는 코어기판의마크에 패턴을 사용하지 않고 구멍을 사용하는 방법이 있다.

이 방법으로는 "빌드업층"의 수지 절연층을 도포할때에 다음번 도금시 구멍이 덮혀지지 않도록 코어기판에 수지가 들어가지 않도록 하거나 들어간 수지를 제거할 필요가 있다. 또 동박을 첨부하여 형성하는 방법으로는 마크에 상당하는 동박부를 한번에 에칭하여 제거하는 등의 방법이 있으나 모두가 그 처리가 까다롭고 처리공정의 효율화에 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본발명 출원인은 X선을 써서 코어기판등에 형성된 기판 얼라인먼트 마크를 읽어 두었다가 위치맞춤을 하는 기술이 개발되어 있다. 그러나 X선을 사용하는 경우 이 X선에 의해서 포토마스크의 조성에 변화가 일어나고 특히 유리포토마스크의 경우에는 X선이 조사된 부분의 투명도가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기 X선을 사용하여 위치맞춤을 하는 노광장치에 대해서 새로운 개량을 시도하여 얻은 것이다. 본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 여러개의 절연층과 도전패턴을 그린 여러개의 도전층을 갖는 다층 회로기판을 제조하기 위한 노광장치로서 다층 회로를 형성하는 기판의 일면에 배치 가능하고 이 기판에 도전패턴을 그린 포토마스크와, 상기 기판의 적어도 한 개의 층에 형성된 X선에 의해 촬영 가능한 기판 얼라인먼트 마크와, 상기 포토마스크 위에 그려진 마스크 얼라인먼트 마크와, 상기 포토마스크가 조사 범위 밖에 있을 때 상기 기판 얼라인먼트마크를 포함하는 영역에 X선을 조사하는 X선 발생기와, X선을 가시광 또는 자외선 또는 적외선으로 변환시킬수 있고 이 X선에 조사된 기판 얼라인먼트 마크의 상을 투영하는 투영체와, 이 투영체에 투영된 기판 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 검출수단과, 상기 기판의 일면에 배치된 상태에서 포토마스크의 마스크 얼라인먼트 마크 위치를 검출하는 수단과, 상기 검출된 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크에 근거하여 이 기판과 포토마스크의 위치맞춤을 할 수 있도록 이 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 이동장치와 위치맞춤을 한 뒤에 상기 포토마스크에 그려진 패턴을 기판 위에 노광시키는 노광광원으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 구성에 있어서는 X선에 의해 코어기판등에 형성된 기판얼라인먼트 마크의 영상을 투영체에 투영할 수가 있고, 이 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라이먼크 마크에 의해서 기판과 포토마스크의 위치결정을 할 수 있게 되어 있다. 그러나 X선의 조사는 포토마스크가 조사범위 밖에 있을때에 이루어지기 때문에 X선에 의한 포토마스크의 조성상의 변화는 일어나지 않는다.

상기 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라이먼크 마크의 검출된 위치관계는 미리 결정된 소정의 위치관계로부터 어느정도 어긋났는지를 검출하는 수단을 또한 갖추고 있으며, 이 어긋남의 차이에 근거하여 기판과 포토마스크와의 위치맞춤을 할 수 있도록 되어 있다.

예를 들면 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라이먼크마크가 일치하도록 이동시키면 된다. 이 이동은 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시킬수 있고 또 이동장치의 제어는 자동으로 이루어질수도 있고 수동으로 이루어질수도 있다.

상기 검출된 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라이먼크 마크의 위치를 화상으로 표시하는 수단을 추가로 가지며, 여기에 표시된 화상에 근거하여 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크가 미리 결정된 위치관계를 유지할 수 있도록 기판 또는 포토마스크의 한쪽 또는 양쪽을 이동시키면 된다. 그러나 상기 기판 얼라인먼트마크를 검출하는 수단과 마스크 얼라인먼트 마크를 검출하는 수단으로는 통상 CCD카메라를 포함하여 이 카메라에 의해 찍혀진 화상신호에 의해서 기판 얼라인먼트 마크와 마스크 얼라인먼트 마크의 위치를 검출한다. 또한 상기 구성은 포토마스크가 유리 마스크 또는 필름베이스의 포토마스크를 붙인 유리인 경우에는 효과가 크다.

도 1은 본 발명의 1 실시예를 나타내는 개략사시도,

도 2는 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 개략사시도,

도 3은 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 개략사시도,

도 4는 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 개략사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: X선 발생기 2: CCD카메라

3: 형광체 4: 포토마스크

5: 마스크 얼라이먼크 마크 6: 프린트 기판

7: 프린트기판 얼라인먼트 마크 8: 프라틴

9: 연산제어장치10: 구동제어장치

11: 표시장치20: 화상처리장치

30: 진퇴장치80: 이동기구

이하 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다. 도 1에 있어서, 회로등의 패턴이 그려진 포토마스크(4)를 프린트기판(6) 위에 접근시키거나 밀착시켜 포토마스크(4)의 위로부터 노광광원(도시 생략)에 의한 노광을 실시하여 프린트기판(6) 위에 회로등의 패턴을 인화하도록 구성되어 있다. 다층기판의 경우에는 이 노광조작을 층수만큼 반복하도록 한다. 이 노광을 실시함에 있어서는 포토마스크(4)와 프린트기판(6)의 위치맞춤이 먼저 이루어진다. 프린트기판(6)은 프라틴(8) 위에 올려져 있고 이동기구(80)에 의해서 XYZ 및 θ방향으로 이동할 수있게 되어 있다.

프린트기판(6)에는 프린트기판 얼라인먼트마크(7)가 형성되어 있고, 포토마스크(4)에는 마스크 얼라인먼트마크(5)가 그려져 있어서 이 프린트기판 얼라인먼트마크(7)와 포토마스크(4)를 CCD 카메라(2)로 촬영을 한 다음 양자가 서로 일치하도록 프라틴(8)을 이동시켜서 위치를 맞춘다.

프린트기판(6)이 다층기판인 경우 프린트 기판 얼라인먼트마크(7)가 형성되는 층(통상적으로 최하층의 코아기판) 위에 있는 층에 의해서 프린트기판 얼라인먼트마크(7)는 가시광으로는 촬영할 수 없다. 그 때문에 X선 발생기(1)를 프라틴(8)의 아래쪽에 설치하고, 또 형광체(3)를 프린트기판(6)과 포토마스크(4)와의 사이에 설치하여 X선 발생기(1)로부터 X선을 조사하여 X선에 의해서 프린트 기판 얼라인먼트마크(7)의 상을 얻어서 형광체(3) 위에 투영하도록 구성되어 있다. 형광체(3)에는 포토마스크(4)쪽에 형광도료가 도포되어 있고, 여기서 X선이 가시광선으로 변환되어 형광체(3) 표면에는 프린트기판 얼라이먼크마크(7)의 상이 가시광으로 촬영된다.

이 형광체(3) 위에 투영된 상을 CCD카메라(2)로 촬영하고, 위치맞춤을 하게 되어 있다. 그러나 X선 발생기(1)로부터 X선은 동시에 포토마스크(4)에도 조사하게 된다. 도면중 마스크얼라인먼트마크(5)의 근방에 있는 사선부분은 X선에 의한 조사범위이다.

이와 같이 X선 조사가 이루어지면 이 부분이 조직변화를 일으키게 된다. 즉 포토마스크(4)가 유리인 경우 또는 필름 베이스의 포토마스크가 유리에 붙어 있는경우에는 포토마스크(4)에 서서히 착색되는 등의 변화가 일어난다. 이 때문에 얼라인먼트 마크의 화상을 인식하는데는 시간이 걸리고 정밀도가 떨어지는 등의 문제가 발생한다. 또한 착색이 심하게 되면 유리마스크의 교환이 필요하게 되는 등의 문제가 생기게 된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 표시한 것처럼 X선 발생기(1)로부터 X선을 조사할때에는 포토마스크(4)를 프린트기판(6) 위에 배치되지 않도록 구성한다. 즉 프린트기판 얼라인먼트마크(7)의 위치를 CCD카메라(2)에 의해서 촬영하고, 화상처리장치(20)에 의해서 처리를 한 다음 마이크로 컴퓨터를 주체로 하는 연산제어장치(9')에 기억시키도록 한다.

이와 같은 실시형태는 도 2에 나타난 것과 같이 가상프린트기판(6')을 설정하고 여기에 프린트 기판 얼라인먼트마크(7')의 위치를 기록하도록 되어 있다. 다음에 도 3에 나타나 있는 것 같이 포토마스크(4)를 프린트기판(6) 위에 설정하고 형광체(3)를 진퇴장치(30)에 의해서 진퇴시킨 후 도 4에 도시된 바와 같이 CCD카메라(2)에 의해서 포토마스크(4)에 마스크 얼라인먼트마크(5)를 촬영하고 이 마스크 얼라인먼트마크(5)를 프린트기판 얼라인먼트마크(7')와의 위치 어긋남을 연산제어장치(9)에 의해서 구한 다음 이 위치 어긋남이 되도록 구동제어장치(10)를 사용하여 이동기구(80)를 움직여 프라틴(8)의 위치를 조정하도록 구성되어 있다. 상기 동작은 자동화되어도 좋고 수동에 의하더라도 좋다. 수동으로 하는 경우에는 표시장치(11)를 설치하고 여기에 가상프린트기판(6') 위에 있는 프린트기판얼라인먼트마크(7')와 마스크 얼라인먼트마크(5)를 표시하여 조작자가 화상을 보면서 위치를맞추도록 구성되어 있다.

프린트기판(6)과 포토마스크(4)의 위치맞춤이 끝나면 노광광원(도시 생략)으로부터 빛을 조사하여 노광을 행한다. 이후 각층의 노광을 행할경우에는 상기 동작을 반복한다. 그러나 위에서는 프라틴(8) 프린트기판(6) 포토마스크(4) CCD카메라(2)등의 위치관계를 상하방향의 관계로 설명했지만 여기에 한정되는 것이 아니고 수평방향으로 배치할 수도 있다. 이상의 구성에 있어서는 X선 발생기(1)로부터 X선을 조사하여 프린트기판 얼라인먼트마크(7)를 촬영할때에는 도 2에 나타난 바와 같이 포토마스크(4)를 프린트기판(6) 위에 올려놓지 않는 상태에서 실시하기 때문에 포토마스크(4)에 X선이 조사되지 않고, 포토마스크(4)가 X선에 의한 조성의 변화를 일으키지 않게 된다. 따라서 포토마스크(4)가 유리마스크 또는 필름베이스의 포토마스크를 점착한 유리마스크라도 착색되는 문제는 일어나지 않는다.

또한 위치맞춤은 가상프린트기판(6')의 프린트기판 얼라인먼트마크(7')와 마스크 얼라인먼트마크(5)의 어긋남 차이에 의해서 이루어지기 때문에 형광체(3)의 프린트기판 얼라인먼트마크(7)와 마스크얼라인먼트마크(5)에 의해 직접 위치 맞춤을 하는 경우에도 같은 수준의 정밀도를 유지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 노광장치에 따르면 X선을 사용하여 다층기판의 제조에 있어 프린트기판(6)과 포토마스크(4)에 위치맞춤을 효과적으로 할 수 있고, 더욱이 X선 조사에 따르는 포토마스크의 조정변화등을 제거할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

여러개의 절연층과 도전패턴을 그린 복수개의 도전층을 갖는 다층회로기판을 제조하기 위한 노광장치로서, 다층회로를 형성하는 기판의 1면에 배치 가능하고 이 기판에 형성되는 도전패턴을 그린 포토마스크와,

상기 기판의 적어도 1개층에 형성된 X선에 의해 촬영 가능한 기판 얼라인먼트마크와,

상기 포토마스크 위에 그려진 마스크 얼라인먼트마크와 상기 포토마스크가 조사범위 밖에 있을 때 상기 기판 얼라인먼트 마크를 포함하는 영역에 X선을 조사하는 X선 발생기와,

X선을 가시광 또는 자외선, 적외선으로 변환시킬 수 있고, 이 X선에 조사된 기판 얼라이먼크 마크상을 투영하는 투영체와,

이 투영체에 투영된 기판 얼라이먼크 마크의 위치를 검출하는 수단과,

상기 기판의 1면에 배치된 상태에서 포토마스크의 마스크 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 수단과,

상기 검출된 기판 얼라인먼트 마크와 마스크얼라인먼트 마크에 의해서 이 기판과 포토마스크의 위치를 맞출수 있도록 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 이동장치와,

이 위치맞춤 뒤에 상기 포토마스크에 그려진 패턴을 기판 위에 노광시키는 노광광원을 가지는 것을 특징으로 하는 노광장치
청구항 1에 있어서,

상기 기판 얼라인먼트마크와 마스크 얼라인먼트마크의 검출된 위치관계가 미리 정해진 소정의 위치와 얼마나 어긋났는지를 검출하는 수단을 가지며,

상기 이동장치가 이 위치관계의 차이에 의해서 기판과 포토마스크의 위치를 맞출수 있도록 이 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치
청구항 1 또는 2에 있어서,

검출된 기판 얼라인먼트마크의 위치를 기억하기 위한 수단을 가지며,

상기 이동장치는 기억된 기판 얼라인먼트마크와 검출된 기판 얼라인먼트마크에 의해서, 이 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 2에 있어서,

상기 기판 얼라인먼트 마크의 위치를 기억하기 위한 수단을 가지며, 상기 위치 차이 검출수단은 기억된 기판 얼라인먼트마크와 검출된 기판 얼라인먼트의 위치 관계에 의해서 위치의 차이를 검출하는 것을 특징으로 하는 노광장치
청구항 1에 있어서,

상기 기판의 위치를 기억하기 위한 수단과, 검출된 기판 얼라인먼트마크의 위치를 기억된 기판에 관하여 기억하기 위한 수단을 가진 것을 특징으로 하는 노광장치
청구항 1에 있어서,

상기 이동장치는 기억된 기판에 관하여 기억되어진 기판 얼라인먼트마크와 검출된 마스크 얼라인먼트마크에 의해서, 이 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치
청구항 2에 있어서,

상기 위치 차이 검출수단은 기억된 기판에 관하여 기억되어진 기판 얼라인먼트마크와 검출된 마스크 얼라인먼트마크의 위치관계에 의해서 위치의 차이를 검출하는 것을 특징으로 하는 노광장치
청구항 1에 있어서,

검출된 기판 얼라인먼트마크와 마스크얼라인먼트마크를 화상으로 하여 표시하는 수단을 겸비하고, 이 표시된 화상에 의해 기판 얼라인먼트마크와 마스크얼라인먼트마크등이 미리 결정된 위치관계를 유지하도록 상기 이동장치가 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 8에 있어서,

상기 표시수단은 기억된 기판에 관하여 기억되어진 기판얼라인먼트마크와 검출된 마스크얼라인먼트마크를 화상으로 하여 표시하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 9에 있어서,

상기 이동장치는 기판 얼라인먼트마크와 상기 표시수단에서 표시된 마스크얼라인먼트마크의 위치관계가 지정된 위치관계에 도달하도록 기판 또는 포토마스크의 어느 한쪽 또는 양쪽을 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 1에 있어서,

기판 얼라인먼트마크 검출수단과 마스크얼라인먼트마크검출수단이 CCD카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 1에 있어서,

상기 포토마스크가 유리마스크인 것을 특징으로 하는 노광장치.
청구항 1에 있어서,

상기 포토마스크가 유리에 필름베이스의 포토마스크를 점착시킨 유리마스크임을 특징으로 하는 노광장치.