KR20090033383A - 비아 천공의 품질 관리 및 분석을 위한 프로세스 및 시스템 - Google Patents

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레오 볼드윈
제프리 이 호워톤
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일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드
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Abstract

가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아(blind via)를 레이저로 형성하기 위한 프로세스는 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 형성되는 적어도 하나의 블라인드에 대하여, 천공 위치(drilling location)로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 상기 천공 위치에서 형성될 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)을 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프로세스는 또한 블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하기 위해 상기 평가의 결과에 기초하여 적어도 하나의 레이저 동작 파라미터를 세팅하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프로세스는 또한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내의 블라인드 비아 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 영역으로서 정의되는 기하구조 값을 이미지화하는(imaging) 단계; 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 적어도 하나의 외관 값을 정량화하는 단계; 및 상기 정량화된 외관 값에 기초하여 상기 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도(acceptability)를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비아 천공의 품질 관리 및 분석을 위한 프로세스 및 시스템{PROCESS AND SYSTEM FOR QUALITY MANAGEMENT AND ANALYSIS OF VIA DRILLING}
본 발명은 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아들을 레이저로 형성하기 위한 프로세스 및 시스템에 관한 것이다.
다중-층 회로 보드 내에 블라인드 비아들을 레이저로 천공하기 위해 미리 에칭된(pre-eched) 윈도우를 마스크로서 사용하는 것이 일반적으로 공지되어 있다. 다중-층 회로 보드들 상의 밀집된 핀 카운트 및/또는 밀집된 컴포넌트 배치 또는 다중-칩 모듈들에 기초한 중합체는 산업계에서 "비아 결핍(starvation)"이라 지칭되는 상호연결부 밀도 문제를 야기시킬 수 있다. "비아 결핍"의 문제에 대한 한가지 해결책은 다중-층 회로 보드 또는 다중-칩 모듈 내에서 하나 이상의 층들을 상호 연결하는 블라인드 비아들을 형성하는 것이다.
블라인드 비아 형성시 한가지 품질 기준은 구리 캡처 패드 외관이다. 캡처 패드 외관은 때때로 "빛나는(shiny)", "너무 녹은(melted too much)", 또는 "어두운(dark)"으로 언급되며, 매우 주관적인 기준이 되는 경향이 있다. 일부 고객들은 상기 주관적인 측정 이외에도 산출량(throughput) 고려사항들에 의해 원하는 프로 세스 파라미터들을 규정한다. 레이저 작동 파라미터들은 구리 캡처 패드의 외관에 영향을 미치는 것으로 관찰되었다. 높은 에너지밀도(fluence) 프로세스의 경우에서, 패드는 "빛나는" 외관을 나타낼 때 용해되는 경향이 있다. 에너지밀도가 매우 낮도록 세팅될 때, 외관은 약간 "어둡게" 된다. 재료에 가해지는 펄스들의 갯수는 외관에 영향을 줄 수 있다. 추가로 펄스 폭과 같은 레이저 작동 파라미터 또는 특성에 따라 외관이 변화하는 것이 관찰된다. 또한, 동일한 레이저 처리 파라미터들이 사용될 때에도 외관이 캡처 패드 기하구조에 따라 변화하는 것이 추가로 관찰된다. 품질의 변화가 전체 패널 프로세스에서 관찰될 때, 컴퓨터 원용 설계(CAD) 시스템으로부터 산출되는 데이터는 단지 원하는 천공 위치에만 관련되기 때문에, 때때로 품질 변화의 원인을 해결하는 것은 어렵다.
자외선(UV) 레이저 및 이미지 투사 처리가 집적 회로(IC) 패키징 기판들 내에 블라인드 비아를 천공하기 위해 사용되었다. 현재 프로세스는 일반적으로 인쇄 회로 설계내에 2개의 층들 사이에 동일한 기하구조를 산출하도록 의도된 단일 세트의 레이저 작동 파라미터들을 모든 비아들 또는 홀들에 적용한다. 그러나, 가변되는 캡처 패드 기하구조로 인해, 최종 결과들은 때때로 요구에 부응하지 못할 수 있다. 고정된 세트의 레이저 작동 파라미터들을 적용하는 경우, 상기 결과들은 고체 동판 내에 천공할 때의 "어두운" 구리에서부터 110 마이크로미터(㎛)의 구리 캡처 패드들 상의 층분리된(delaminate) 구리로 변화한다.
가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아(blind via)를 레이저로 형성하기 위한 프로세스는 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 형성될 적어도 하나의 블라인드 비아에 대하여, 천공 위치(drilling location)로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 상기 천공 위치에서 형성되는 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)을 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프로세스는 또한 블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하기 위해 상기 평가의 결과에 기초하여 적어도 하나의 레이저 동작 파라미터를 세팅하는 단계를 포함할 수 있다.
가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아를 레이저로 형성하기 위한 프로세스는 회로 기판의 적어도 하나의 층 내의 블라인드 비아 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 영역으로서 정의되는 캡처 패드 영역을 이미지화하는(imaging) 단계; 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 외관 값을 정량화하는 단계; 및 상기 정량화된 외관 값에 기초하여 상기 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도(acceptability)를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 응용들은 본 발명을 실행하기 위해 고려되는 최적 모드의 하기 설명이 첨부된 도면들과 결합하여 판독될 때 당업자에게 인식될 것이다.
본 명세서의 설명은 첨부된 도면들을 참조하며, 상기 도면들에서 동일한 도면 부호들은 몇몇 도면들에서 동일한 부분들을 지칭한다.
도 1은 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 비아들을 레이저로 형성하기 위한 시스템의 간단한 개략도이다.
도 2는 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 CAD/CAM 회로 레이아웃 패턴의 세부도이며, 상기 도면에서 블라인드 비아는 캡처 패드의 중심에 천공되고, 가상선(phantom circle)은 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내에 있는 캡처 패드 영역을 정의한다.
도 3은 도 2에 도시된 대로 절단하여 바라볼 때의 단면도로서, 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들 내에 천공된 비아들 및 적층된(stacked) 비아들을 도시한다.
도 4a 내지 4e는 서로 다른 레이저 작동 파라미터들을 사용하거나 고정된 세트의 레이저 작동 파라미터들을 가변 기하구조의 캡처 패드들에 적용할 때 천공된 블라인드 비아 내의 구리 외관의 비교를 설명하며, 도 4a는 주관적으로 "빛나는" 표면 텍스처에 해당하고, 도 4c는 주관적으로 "무광택의" 또는 "낟알 모양의" 표면 텍스처에 해당하고, 도 4e는 주관적으로 "어두운" 표면 텍스처에 해당한다.
도 5는 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아를 레이저로 형성하는 프로세스의 간단하고 개략적인 흐름도를 설명한다.
이제 도 1을 참조하면, 블라인드 비아의 품질 관리 및 분석을 위한 프로세스 또는 방법은 회로 레이아웃 설계 데이터를 포함하는 CAD/CAM 시스템(10)을 포함할 수 있다. CAD 설계 데이터는 기판내에 비아들 및/또는 블라인드 비아들을 형성하기 위한 천공 위치 및 크기를 포함하여, 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. CAD 설계 데이터는 화살표(12)로서 개략적으로 나타나는 바와 같이, 임의의 적절한 수단에 의해 레이저 처리 시스템(14)으로 전송될 수 있다. 천공될 비아 및/또는 블라인드 비아의 위치 및 패드 위치 및/또는 기하구조를 참조 이미지로서 사용하여, 레이저 작동 파라미터들은 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 비아 또는 블라인드 비아를 레이저로 형성하기 위해 CAD/CAM 시스템으로부터 수신된 CAD 설계 데이터로 세팅되거나 이와 연계될 수 있다. 그 후에 프로세스는 품질 지수(index) 또는 외관 값을 생성하도록 패드 및 비아 위치를 분석하기 위해 라인-내에(또는 라인-상에) 또는 라인-밖에 위치한 이미지화 디바이스 또는 스테이션(16)을 포함할 수 있다. 품질 지수값 정보는 레이저 작동 파라미터 확인, 조정 또는 최적화를 위해 화살표(18)로서 개략적으로 나타나는 바와 같이, 임의의 적절한 수단들을 통해 레이저 처리 시스템(14)에 다시 제공될 수 있고 및/또는 형성된 비아 및 캡처 패드들의 위치/기하구조의 확인, 조정 또는 최적화 및 각각의 위치/기하구조에 상응하여 품질 지수 또는 외관 값들을 맵핑하기 위해 화살표(20)로서 개략적으로 나타나는 바와 같이, 임의의 적절한 수단들을 통해 CAD/CAM 시스템(10)으로 다시 제공될 수 있다.
본 발명은 블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하도록 현재 위치, 기하구조 및/또는 동작 파라미터를 확인 및/또는 조정하기 위한 종래의 설계 및/또는 처리 시스템에 대한 품질 관리 및 분석 및/또는 피드백 신호로서 사 용될 수 있음을 알아야 한다.
이제 도 2 및 3을 참조하면, 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들(24)이 상기 캡처 패드와 연관된 천공 위치 내의 블라인드 비아(26)와 함께 형성될 CAD/CAM 회로 레이아웃 패턴(22)이 상세하게 설명된다. 외부 가상선(28)은 분석을 위한 반경 거리 또는 다른 미리 결정된 거리를 나타내며, 상기 경우에 구리 캡처 패드 외관은 상기 가상선(28)의 경계 밖에서는 영향을 받지 않는다. 구리 패드 기하구조 데이터는, 비아 천공 크기와 함께, 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내에서의 천공 위치에 관계되는 캡처 패드 기하구조 값 대 천공 위치에 형성될 블라인드 비아 기하구조 값을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 상기 평가는 값의 비교, 및/또는 검색 테이블들 및/또는 계산 등등을 포함할 수 있다. 예를 들어(이에 제한되지 않고), 캡처 패드 기하구조 값 대 블라인드 비아 기하구조 값의 비율을 서로 다른 레이저 처리 파라미터들의 사용과 연관된 미리 결정된 범위들 내로 상기 비율들을 랭크시키기 위해 계산될 수 있다. CAD 시스템(10)은 블라인드 비아 천공 위치/기하구조 정보, 캡처 패드 위치/기하구조 정보, 및/또는 패드/비아 기하구조 비율 또는 상응하는 레이저 작동 파라미터들을 레이저 천공 시스템(14)으로 전송할 수 있다. 선택적으로, 캡처 패드 기하구조 값 대 블아인드 비아 기하구조 값의 평가가 수행될 수 있고 및/또는 이 값들은 레이저 천공 시스템에 의해 랭크될 수 있으며, 따라서 서로 다른 레이저 작동 파라미터들이 적용될 수 있다. 선택적으로, CAD 시스템은 단일-도구 천공 파일과 같은 기하구조 값을 CAD 시스템에서 평가되는 것과 같이 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)의 평가에 기초하여 다중-도구 천공 파일로 분리할 수 있다. 분석은 또한 적층된 비아들(도 3의 좌측에 도시된 것과 같이)이 존재하는지를 판단하기 위해 이전 천공 단계들과의 비교를 포함할 수 있다. 예를 들어(이에 제한되지 않고), 개별 레이저 천공 파일들은 목적지 층, 레이저 에너지밀도, 펄스들의 갯수, 펄스 폭 또는 이들의 조합과 같은, 각각의 그룹에 대해 서로 다른 레이저 작동 파라미터들을 세팅하기 위해 서로 다른 그룹들 내로 랭크된 캡처 패드 기하구조 값 대 블라인드 비아 기하구조 값 비율들에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어(이에 제한되지 않고), 적층된 블라인드 비아들에는 14의 목적지 층 값이 할당될 수 있고; 1% 내지 13%의 범위 내의 비율들에는 15의 목적지 층 값이 할당될 수 있고; 13% 이상 17%까지의 범위 내의 비율들에는 16의 목적지 층 값이 할당될 수 있고; 17% 이상 20%까지의 범위 내의 비율들에는 17의 목적지 층 값이 할당될 수 있고; 20% 이상 100%까지의 범위 내의 비율들에는 18의 목적지 층 값이 할당될 수 있다. 다중 도구 천공 파일은 CAD 시스템 내 또는 레이저 처리 시스템 내, 또는 이들의 조합 내에서 평가되는 것과 같이 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 또는 부피) 대 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 또는 부피)의 비율에 기초하여 생성된다.
이미지화 디바이스 또는 스테이션(16)은 비아 형성 이후에 캡처 패드의 외관을 평가하여 정량화할 수 있다. 도 4a 내지 4e에 도시될 수 있는 것과 같이, 고정된 세트의 레이저 처리 파라미터들을 적용할 때, 캡처 패드의 외관은 고체 동판 내에 천공할 때의 "어두운" 구리(도 4e에 도시)에서부터 110 마이크로미터(㎛)의 구 리 패드 상의 층분리된 구리(도 4a에 도시)로 변화할 수 있다. 구리 외관은 서로 다른 레이저 파라미터들을 사용하여 천공된 블라인드 비아 내에서 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 외관은 일반적으로 주관적 설명 용어인 "빛나는(shiny)" 표면 텍스터로서 불리어진다. 도 4c에 도시된 구리 외관은 주관적 설명 용어 "무광택의(matt)" 또는 "낟알 모양의(grainy)" 표면 텍스처로서 불리어진다. 도 4e에 도시된 구리 외관은 일반적으로 주관적 설명 용어 "어두운(dark)" 표면 텍스처로서 불리어진다. 도 4b는 "빛나는" 표면 텍스처와 "무광택의" 표면 텍스처로서 주관적으로 불리어지는 외관들 사이에 놓이는 구리 외관을 설명한다. 도 4d는 "어두운" 표면 텍스처와 "무광택의" 표면 텍스처의 주관적인 설명들 사이에 놓이는 구리 외관을 설명한다. 블라인드 비아 형성 이후의 구리 캡처 패드 외관을 설명하는데 사용되는 용어들의 주관적인 특성묘사는 품질 제어 및 처리 제어 노력들을 방해한다. 일 실시예에 따라 본 발명은 캡처 패드의 외관을 정량화하기 위해 시각 시스템(16)을 사용할 수 있다. 상기 시스템은 사용자가 구리 외관을 주관적 설명 용어로서 보다는 수치로서 참조할 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법 또는 프로세스는 적어도 하나의 수치 외관 값을 제공하기 위해 히스토그램 분석 및/또는 프랙탈 차원(fractal dimension) 분석을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 만약 구리 캡처 패드의 "무광택의" 또는 "낟알 모양의" 표면 텍스처가 블라인드 비아의 레이저 기계가공(machining) 동안 유지되면, 프랙탈 차원은 높을 것이며[솔트 앤 페퍼 효과(salt and pepper effect)], 히스토그램 내의 강도 분포는 각각의 강도 그룹 내에서 거의 동일한 영역을 갖는 이중모드(bimodal) 형태가 될 것이다. 캡처 패드의 이미지 특성들은 프랙탈 차원 수치 및 히스토그램 내의 2개 집단들 사이의 대칭성 수치에 의해 정량화될 수 있다. 보다 높은 프랙탈 차원 값은 구리 캡처 패드의 "무광택의" 또는 "낟알 모양의" 표면 텍스처에 상응한다. 보다 낮은 프랙탈 차원 값은 구리 캡처 패드의 "빛나는" 표면 텍스터에 상응할 수 있다. 1에 근사한 히스토그램 값은 구리 캡처 패드의 "무광택의" 또는 "낟알 모양의" 표면 텍스처에 상응할 수 있다. 1 보다 작은 히스토그램 값은 구리 캡처 패드의 "빛나는" 표면 텍스처에 상응할 수 있다. 1 보다 큰 히스토그램 값은 구리 캡처 패드의 "어두운" 표면 텍스처에 상응할 수 있다. 정량화된 수치들은 전체 회로 패턴에 걸쳐 천공 결과들에서의 품질 변동을 최소화하도록 레이저 처리 파라미터들을 확인, 조정 및/또는 최적화하기 위해 레이저 처리 시스템(14) 및/또는 CAD/CAM 시스템(10)으로 반송될 수 있다. CAD/CAM 시스템은 시각 이미지화 디바이스 또는 스테이션(16)으로부터 정량화된 수치들을 사용하여 패드 기하구조와 비아 품질 간의 관계를 분석할 수 있다. 시각 이미지화 디바이스 또는 스테이션(16)은 상부/하부 직경 및 회로 측정들과 같은 다른 측정들을 수행할 수 있다.
동작시, 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아를 레이저로 형성하기 위한 프로세스는, 회로 기판의 적어도 하나의 층내에 형성될 적어도 하나의 블라인드 비아에 대하여, 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 상기 천공 위치에서 형성되는 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)을 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 프로세스는 또한 블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하기 위해 상기 평가의 결과에 기초하여 적어도 하나의 레이저 동작 파라미터를 세팅하는 단계를 포함할 수 있다. 세팅될 적어도 하나의 레이저 프로세스 파라미터는 레이저 에너지밀도, 레이저 펄스들의 갯수, 레이저 펄스 폭 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 프로세스는 블라인드 비아들이 서로 상하로 연속해서 적층되는지를 판단하기 위해 주어진 천공 층을 인접하는 천공 층과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스는 천공 층을 정의하는 단계; 상기 정의된 천공 층 내의 천공 위치와 인접한 스캔 영역을 정의하는 단계; 평가 범위들의 세트를 정의하는 단계를 포함하는데, 상기 평가 범위들은 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 상기 천공 위치에 형성될 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)으로서 정의된 계산된 비율들을 포함할 수 있고, 상기 비율 범위들의 특정 세트에 상응하는 천공 도구들을 위한 목적지 층을 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 프로세스는 회로 기판의 적어도 하나의 층 내의 블라인드 비아 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 영역으로서 정의된 캡처 패드 영역을 이미지화하는 단계; 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 외관 값을 정량화하는 단계; 및 상기 정량화된 외관 값에 기초하여 상기 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도를 판단하는 단계를 포함한다. 상기 외관 값은 상기 이미지화된 캡처 패드 영역 내의 레이저로 형성된 블라인드 비아의 품질 판단시 주관성을 최소 화하도록 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 수치 외관 값으로서 정량화될 수 있다. 수치 외관 값은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 프랙탈 차원(fractal dimension)의 수치 값을 획득하기 위해 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대해 프랙탈 차원 분석을 수행함으로써 획득될 수 있고, 이 경우 보다 높은 값은 이미지화된 캡처 패드 영역에 대하여, 주관적인 "무광택의" 또는 "낟알 모양의" 표면 텍스처에 상응하고, 보다 낮은 값은 주관적인 "빛나는" 표면 텍스처에 상응한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 수치 외관 값은, 히스토그램 내의 집단들 사이의 대칭성에 관한 수치 값을 획득하기 위해 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 히스토그램 분석을 수행함으로써 획득될 수 있고, 이 경우, 1(unity)에 근사한 값은 이미지화된 캡처 패드 영역의 주관적으로 "무광택의" 또는 "낟알 모양의" 표면 텍스처에 상응하고, 1보다 작은 값은 주관적으로 "빛나는" 표면 텍스처에 상응하고, 1보다 큰 값은 주관적으로 "어두운" 표면 텍스처에 상응한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수치 외관 값은 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 하나 이상의 수치 외관 값을 정량화하기 위해 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대해 히스토그램 분석 및 프랙탈 차원 분석을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도는 정량화된 외관 값에 기초할 수 있다. 프로세스는, 전체 회로 패턴에 걸쳐 레이저로 형성된 블라인드 비아의 품질에서의 변동을 최소화하기 위해, 평가/비교를 위한 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)과 다수의 이미지화된 캡처 패드 영역들에 대한 적어도 하 나의 외관 값간의 관계를 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 레이저 처리 파라미터는 캡처 패드 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피) 대 블라인드 비아 기하구조 값(예컨대, 면적 및/또는 부피)과 이미지화된 캡처 패드 영역들 내에 위치한 레이저로 형성된 블라인드 비아를 가지는 다수의 캡처 패드 영역들에 대한 적어도 하나의 외관 값간의 분석된 관계에 기초하여 확인, 조정 및/또는 최적화될 수 있다.
본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시예인 것으로 간주되어 설명되지만, 본 발명은 개시된 실시예들에 제한되는 것이 아니라, 이와 대조적으로 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에 포함된 다양한 수정들 및 등가의 장치들을 커버하도록 의도되며, 상기 범위는 법으로 허용되는 것과 같은 모든 상기 변경들 및 등가의 구성들을 포함하도록 하기 위해 최광의 해석을 따른다.

Claims (20)

  1. 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아(blind via)를 레이저로 형성하기 위한 프로세스로서,
    회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 형성될 적어도 하나의 블라인드 비아에 대하여, 천공 위치(drilling location)로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값 대 상기 천공 위치에서 형성되는 블라인드 비아 기하구조 값을 평가하는 단계; 및
    상기 블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하기 위해 상기 평가의 결과에 기초하여 적어도 하나의 레이저 동작 파라미터를 세팅하는 단계를 포함하는 프로세스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 블라인드 비아 형성 이후에 캡처 패드 외관을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 블라인드 비아 형성 이후에 캡처 패드 외관을 분석하는 단계는,
    회로 기판의 적어도 하나의 층 내의 블라인드 비아 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 영역으로서 정의된 캡처 패드 영역을 이미지화하는 단계,
    상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 외관 값을 정량화하는 단계, 및
    상기 정량화된 외관 값에 기초하여 상기 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도(acceptability)를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 레이저 파라미터를 세팅하는 단계는,
    캡처 패드 기하구조 값 대 블라인드 비아 기하구조 값의 비율과 레이저로 형성된 블라인드 비아가 위치한 다수의 캡처 패드 영역들에 대한 분석된 캡처 패드 외관간의 관계로부터의 피드백에 기초하여 적어도 하나의 레이저 프로세스 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  5. 가변 기하구조의 다수의 캡처 패드들을 구비한 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 블라인드 비아를 레이저로 형성하기 위한 프로세스로서,
    회로 기판의 적어도 하나의 층 내의 블라인드 비아 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 영역으로서 정의된 캡처 패드 영역을 이미지화하는 단계;
    상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 외관 값을 정량화하는 단계; 및
    상기 정량화된 외관 값에 기초하여 상기 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도를 판단하는 단계를 포함하는 프로세스.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 캡처 패드 영역을 이미지화하는 단계는,
    레이저로 형성된 블라인드 비아가 위치한 캡처 패드 영역을 이미지화하는 단 계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  7. 제 5항에 있어서,
    캡처 패드 기하구조 값 대 블라인드 비하 기하구조 값의 비율과 레이저로 형성된 블라인드 비아가 위치한 다수의 이미지화된 캡처 패드 영역들에 대한 외관 값간의 관계에 기초하여 적어도 하나의 레이저 프로세스 파라미터를 최적화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  8. 제 5항에 있어서,
    회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 형성될 적어도 하나의 블라인드 비아에 대하여, 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값 대 상기 천공 위치에 형성되는 블라인드 비아 기하구조 값을 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하기 위해 상기 평가의 결과들에 기초하여 적어도 하나의 레이저 작동 파라미터를 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  10. 제 5항에 있어서,
    블라인드 비아 형성 이후에 원하는 캡처 패드 외관을 획득하기 위해 상기 정량화된 외관 값에 기초하여 적어도 하나의 레이저 작동 파라미터를 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  11. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 세팅되는 적어도 하나의 레이저 프로세스 파라미터는 레이저 에너지밀도(fluence), 레이저 펄스들의 갯수, 레이저 펄스 폭 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  12. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
    블라인드 비아들이 층마다 적층되는지를 판단하기 위해 주어진 천공 층을 인접하는 천공 층과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  13. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,
    천공 층을 정의하는 단계;
    상기 정의된 천공 층 내의 천공 위치와 인접한 스캔 영역을 정의하는 단계;
    비율 범위들의 세트 - 상기 비율은 상기 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값 대 상기 천공 위치에서 형성되는 상기 블라인드 비아 기하구조 값으로서 정의됨 - 를 정의하는 단계; 및
    상기 각각의 비율 범위 세트에 상응하는 천공 도구들에 대한 목적지 층을 선 택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  14. 제 3항 또는 제 5항에 있어서, 상기 외관 값을 정량화하는 단계는,
    상기 이미지화된 캡처 패드 영역 내의 레이저로 형성된 블라인드 비아의 품질 판단시 주관성을 최소화하도록 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 수치 외관 값을 정량화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  15. 제 3항 또는 제 5항에 있어서, 상기 외관 값을 정량화하는 단계는,
    프랙탈 차원(fractal dimension)에 대한 수치 값을 획득하기 위해 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대해 프랙탈 차원 분석을 수행하는 단계를 더 포함하며, 이 경우에서 보다 높은 값은, 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대하여, 주관적으로 "무광택의" 표면 텍스처에 상응하고, 보다 낮은 값은 주관적으로 "빛나는" 표면 텍스처에 상응하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  16. 제 3항 또는 제 5항에 있어서, 상기 외관 값을 정량화하는 단계는,
    히스토그램 내의 집단들 간의 대칭성에 관한 수치 값을 획득하기 위해 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대해 히스토그램 분석을 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 경우에 1(unity)에 근사한 값은 주관적으로 "무광택의" 표면 텍스처에 상응하고, 1보다 작은 값은 주관적으로 "빛나는" 표면 텍스처에 상응하고, 1보다 큰 값은 주관적으로 "어두운" 표면 텍스처에 상응하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  17. 제 3항 또는 제 5항에 있어서, 상기 외관 값을 정량화하는 단계는,
    상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대한 수치 외관 값을 정량화하기 위해 상기 이미지화된 캡처 패드 영역에 대해 히스토그램 분석 및 프랙탈 차원 분석을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  18. 제 3항 또는 제 5항에 있어서, 상기 정량화된 외관 값에 기초하여 상기 이미지화된 캡처 패드 영역의 수용도를 판단하는 단계는,
    전체 회로 패턴에 걸쳐 형성된 블라인드 비아의 품질에서의 변동을 최소화하기 위해, 캡처 패드 기하구조 값 대 블라인드 비아 기하구조 값의 비율과 다수의 이미지화된 캡처 패드 영역들에 대하여 정량화된 외관 값간의 관계를 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  19. 제 18항에 있어서,
    캡처 패드 기하구조 값 대 블라인드 비아 기하구조 값의 비율과 레이저로 형성된 블라인드 비아가 위치한 다수의 이미지화된 캡처 패드 영역들에 대한 정량화된 외관 값간의 관계로부터의 피드백에 기초하여 적어도 하나의 레이저 프로세스 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  20. 제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 형 성될 적어도 하나의 블라인드 비아에 대하여, 천공 위치(drilling location)로부터 미리 결정된 거리 내의 캡처 패드 기하구조 값 대 상기 천공 위치에서 형성되는 블라인드 비아 기하구조 값을 평가하는 단계는,
    상기 회로 기판의 적어도 하나의 층 내에 형성될 각각의 블라인드 비아에 대하여, 천공 위치로부터 미리 결정된 거리 내의 상기 캡처 패드 기하구조 값 대 상기 천공 위치에 형성되는 블라인드 비아 기하구조 값의 비율을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
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