KR940007800B1 - 인쇄 배선 기판용 레지스트 패터닝방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인쇄 배선 기판용 레지스트 패터닝방법

[도면의 간단한 설명]

제 1a도 내지 제1g도는 식각 패턴 감법 기술을 사용하는 CAD로부터 직접적으로 포토레지스트층을 형성하기 위한 연속적인 단계를 거치는 PWB의 개략 단면도이다.

제 2 도는 한 구성부품을 기판에 형성시키기전에 레지스트 층과 포토그래픽 필름을 예비적층시키기 위한 시스템의 개략적인 기능도이다.

제 3 도는 레지스트 코팅된 기판에 포토그래픽 필름을 도포하기 위한 시스템의 개략적인 기능도이다.

제4a도 내지 제4f도는 본 발명에 따라 연속적인 단계로 패턴화되어 영구건식 필름처리를 받는 PWB의 개략 단면도이다.

제5a도 내지 제5f도는 표준 패턴도금 프로세스를 사용하는 본 발명에 따른 패터닝 순서를 나타내는 개략 단면도이다.

제6a도 및 제6b도는 본 발명에 따른 정 8 각형 스포트 라스터 스캔 포토플로터를 나타내는 개략도이다.

제7a도 및 제7b도는 본 발명에 따른 정 8 각형이 아닌 스포트 라스터 스캔 포토플로터를 나타내는 개략도이다.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경]

본 발명은 전기 부품용의 인쇄배선기판의 제조에 관한 것으로 구체적으로 말하자면 인쇄배선 기판용의 포토프로세싱 기술에 관한 것이다.

전자회로 부품에 대한 현재 진행중인 집적화 및 소형화는 지난 20년에 걸친 인쇄 배선기판 기술의 제한에 점진적으로 도전하기에 이르렀다. 인쇄회로 기판 또는 인쇄배선기판(PWB)은 보다 정확히 말하는 경우, 몇가지 키 역할을 한다. 첫째로, 특히 패케이지된 IC, 저항기등의 전기 부품은 보통 평평하고 탄탄한 카드형 기판의 표면상에 장착되거나 놓여지게 된다. 그러므로 PWB는 그 부품을 지지하는 역할을 하게 된다. 둘째로, 기판의 표면 상에 식각되거나 도금된 도체 패턴을 사용하여 PWB는 부품들간의 소망한 전기적 상호접속을 형성하고, 또한 PWB는 히트싱크로서 작용하는 금속 영역을 포함할 수 있다.

도체 패턴은 통상 구리포일을 입힌 에폭시 섬유리 기판을 포토에칭시키므로서 형성된다. 포토레지스트층은 구리박에 도포되어 마스크를 통해 방사된 자외선(UV) 광에 노출되므로서 패턴화되는데, 통상 "아트워트(artwork)"로 칭한다.

회로 집적화가 증가함에 따라, 표면장착기술(SMT)로 인하여 전자회로의 자기화가 촉진되었다. 표면 장착소자(SMD)는 PWB 표면에 직접적으로 놓여져서 기상(vapor phase), 적외선(IR) 또는 다른 기술을 사용하여 납땜된다. SMT는 약 50%까지 어셈블리 코스트를 줄이고, 40% 이상 부품의 밀도를 증가시키며, 신뢰성을 향상시키므로서 전자공학의 제조산업 분야를 개혁하고 있다. SMD 상의 단자 배열은 통상의 부품상의 단자배열보다 더 높은 밀도를 갖거나 더 정제된 피치를 갖는다. 각각의 단자가 기판상의 각 도체에 전기적으로 적절히 접속되야 하기 때문에, SMD의 정합은 PWB 도체 라인에 대해 높은 해상도를 필요로 한다. 실제로, SMD 회로는 양쪽면 사용기판이 모든 필요한 전기접속을 이루지 못할 정도의 밀도를 갖고 있다. 그러므로, 다층 PWB가 관심의 초점이되어 몇가지 기술이 경쟁의 꽃을 피우고 있다. 도체 패턴의 스택과 층에 좌우되는 그러한 기술은 소정의 층에서의 정확한도체 패턴의 폭 및 간격외에 중간층 정합을 필요로한다. 4개이상의 층을 갖는 길이에 걸친 정합에 있어서, 거의 3 내지 5밀의 매우 미세한 라인을 제조하기란 매우 어렵다.

SMT가 공표됨에 의해 제공된 잇점을 최대한 이용하기 위해서, 기판의 제조에 새로운 제조 프로세스가 개발되어야 한다. 과거에 있어서, PWB 제조의 문제중 하나가 포토레지스트층을 패터닝 시키기 위한 아트워크 마스터(artwork masters)의 생성과 사용이었다. 포토그래픽 필름 또는 유리 플레이트를 사용하면 안정성, 정합, 전달, 격납에 있어서 원초적인 어려움이 있다.

보오드 제조프로세스에서 아트워크 마스터를 제거하는 것은 오랜동안의 산업 목표였고, 고속 UV 레이저 플로터의 개발을 촉진하는 것이었다. 몇몇의 기계가 현재에도 유용한데, 그 모든것이 매우 비싸며 이전에 개발된 것들이다. UV 감수성 레지스타를 갖는 이러한 기계 패턴은 아트워크 없이 직접적으로 사용할 수 있다. 도체 패턴은 패스(path)의 모든 좌표와 크기를 디지탈화하고 UV 레이저 X-Y 플로터에 대한 신호를 제어하기 위해 그것을 변환시키는 CAD를 사용하여 설계된다. 하이코스트 한점외에, 상기의 시스템은 미세라인과 고밀도작업에서 유효한 다수의 제한을 갖고 있다. 그 가운데 중요한 것은 UV 감수성 레지스트가 낮은 콘트라스트 물질이며, 고레벨의 노출 에너지를 필요로 한다는 점이다. 그 결과 라인연부 해상도가 제한된다. 고 플롯 스피드를 이루기 위해서, 이러한 시스템은 모두 라스터 스캔 모드에서 동작한다. 라스터 스캐닝은 플로팅 앵글 라인에서 매우 뚜렷한 고려할만한 연부의 불규칙성을 나타낸다. 정확성과 최소라인 폭에서의 제한이 라스터 플로팅 시스템의 특성이 된다.

현 시스템에서의 다른 문제는 레이저 소오스의 평균 예상 여명이 짧다는 것이다. 포토프로세스가능 층의 CAD UV 플로팅으로부터 유도되는 다른 문제는 중합이전에 조사를 할 수 없다는 것이다. 에러가 플로트에서 형성되면, UV 감수층에서는 자동적으로 실수가 내재된다. 레이지스트층의 경우에, 전체 레지스트 층을 제거시키고, 습기가 없는 기판을 정화하여 구운후에 제 2 기간을 시작하므로서만 이용된다. UV 플로트 솔더 마스크의 경우에, 패턴내의 미세한 결함(glitch)으로 인하여 전체패널이 못쓰게 된다.

[발명의 요약]

따라서, 본 발명의 목적은 직접적인 UV 프로터의 연부 해상도 문제를 제거하는 반면 기판 제조프로세스에서 다루어져야하는 각각의 아트워크 마스터를 제거하는 것이고, 본 발명의 다른 목적을 고유하고 보다 신뢰성있는 설비를 사용하여 저가이며 고속의 성능으로 최소한 중간층 오배열을 갖는 매우 미세한 라인 패터닝을 제공하는 것이다.

본 발명의 그 외의 다른 목적은 CAD 레이아웃으로부터 직접적으로 유도되는 매우 간단한 기판보오드 제조수단을 제공하는 시스템에 의해 이루어질 수 있는데, 그 과정에는 레지스트나 영구절연 물질등의 포토프로세스 가능층으로 코팅된 기판상에 직접적으로 적층된 얇은 고대비광감성 박리가능 필름이 사용된다. 선택적으로, 포토프로세스 가능층과 필름은 처음에 함께 적층되며, 합성체로서는 기판에 도포되며, 그 최종의 결과가 하부 레지스트 층에서 유효한 중합효과를 줄수 없는 통상의 저 에너지 백색광 플로터를 사용하여 CAD로부터 기판상에 노출될 수 있다. 노출후, 필름층은 사용된 필름타입에 적당한 통상의 필름성장 화학 프로세스나 다른 프로세사를 사용하여 기판상에 성장된다. 성장으로 인해 하부 레지스트층이 영향을 받지는 않는다. 그 결과 고 콘트라스트 필름상이 해부 레지스트층의 과도한 UV 노출을 후속적으로 균일하게 하기 위해 제자리에서 마스크를 형성한다. UV 노출후, 필름은 기판상의 필름을 박리시키므로서 양호하게 이동된다. 통상의 수단을 사용하여 기판의 다른 프로세싱이 수행된다. 이러한 프로세스는 각각의 아트워크 마스터를 다루므로서 유도되는 배열 에러가 없이 다중 층형성에 반복될 수 있다. 이러한 시스템도 또한 라스터 스캔플로터를 사용한다. 8각형 스포트는 스캔방향에 45°또는 90°에서 곧은 연부라인을 형성한다. 필름은 고 콘트라스트로 되지 않기 때문에 노출에는 저강도의 광이 적당하여 하부 레지스트층의 직접적인 UV 패터닝과는 다르게 매우 명료한 해상도를 발생한다. 그러므로, 본 발명은 CAD로부터 유도된 플로터의 잇점과 기판상의 직접적인 패턴 형성을 조합하지만 고 콘트라스트, 저에너지, 백색광 플로팅사용에 의해 예리한 패턴을 발생시킨다. 더우기 성장된 필름상의 명백한 상이 UV 노출이전에 충분히 조사가능하여 필요하다면 수정이 가능하다. 상이 수용될 수 있다면, 필름은 박리될 수 있어서 노출되지 않은 필름이 재도포된다. 이러한 시스템은 또한 레지스트층에서와 동일하게 땜납마스트나 영구 건식 필름믈 절연층등을 패턴화시키는데 사용될 수 있다.

[발명의 상세한 설명]

제1a도에 도시한 바와같이, PWB층에 또한 도체 패턴 설계가 CAD(10)상에 표시되어 있다. PWB는 18×24인치의 최대의 전형적인 크기까지 어떤 크기로도 될 수 있다. 이러한 패턴의 좌표는 디지탈화되어 예를들면 GerberModel 35와 같은 X-Y 플로터(12)에 대한 제어입력으로서 조화형 디지탈품에 전달된다. 이러한 형태의 플로터는 전형적으로 아트워크 마스터를 제조하는데 사용되며, 필름이 부착되는 이동 테이블(도시하지 않음)을 갖는다. 이 테이블은 각각의 X, Y 스테퍼 모터와 스크류드라이브에 의해 X, Y 축에서 동시에 병진 운동을 할수 있다. 플로팅테드 다수의 선택가능 개구를 갖는 백색광 소오스(14)와 현재의 경우에, 예기치않는 UV 부품을 제거하기 위해 노란 필터(16)으로 구성된다. 플로터는 다크룸에서 세트업되며 필름쪽으로 이동하는 광선빔(18)은 통상 필름상에서 변하는 폭을 갖는 라인 패턴을 "기록"한다.

제1a도에 도시한 바와같이, 예를들면 에폭시 섬유리 시이트 같은 기판(20)은 균일한 금속층을 가지며 그 예로 구리(22)가 있다. UV광에 민감한 포토레지스트층(24)는 구리층(22)상에 중첩된다. 얇은 시트의 박리 베이스 포토그래픽 필름(26)은 포토레지스트층(24)에 오버레의 된다. 필름(26)은 양호하게는 1/4 내지 1/2 밀의 두께를 갖는다.

제1a도의 합성체 구조물은 몇가지 다른 방법으로 준비될 수 있다. 제 2 도에 도시한 바와같이, 레지스트층(24)과 필름(26)은 2겹의 시이트로된 합성체(34)를 형성하도록 32에서 하트롤링(hot rolling)에 의해 적층된다음 코팅되지 않은 기판(38)상의 36에서 롤 방식으로 적층된다. 제 3 도는 도시된 바와같이, 포토그래픽필름(26)은 상기와 다르게 레지스트 코팅기판에 직접적으로 롤 방식으로 적층될 수 있다.

어느 경우든, 최종적인 구조물(30)은 플로터(12)의 이동 테이블(도시하지 않음) 상에 장착되며, 필름(26)은 빔(18)에 의해 노출된다.

일단 노출되면, 필름(26)은 통상의 포토그래픽현상 화학처리에 의해 현상되는데 그 예로 다크룸내의 도금조에서 필요한 순서에 의해 전체 구조물(30)을 침지시키는 방법이 있다. 상(42)은 얇은 필름(26)의 상부유제층에서 현상된다.

필름(26)은 박리베이스 실버필름이 될 수 있다. 음각, 또는 양각을 형성하는데 적합한 필름은 3M 컴패니로부터 입수 가능하다. 필름의 화학적 현상은 사용되는 하부 레지스트의 보존성에 영향을 미치지 않는데, 양호하기로는 반수성이나 용매형 레지스트가 생성된다.

본 발명에서 사용할 수 있는 가장 양호한 필름은 건식 실버상 필름이다. 이러한 형태의 필름도 역시 3M 컴패니로부터 입수가 가능한데, 백색광에 민감하고 비교적 높은 콘트라스트를 갖지만, 상을 현상하기 위한 화학제품을 필요로하지 않는다. 이러한 상은 짧은 기간동안 높은 온도에서 필름을 가열하거나, 좀더 긴 기간동안 적당한 온도에서 가열함으로서 현상된다. 이러한 특성 때문에, 건식실버 필름은 적당히 높은 온도에서는 소정의 기간후에 흐리게 되므로, 매우 낮은 기록 특성을 갖는다. 그러나 본 발명의 경우에 그 필름은 기판아래에 접촉된 유제면 즉, 레지스트이나 땜납마스크에 도포될 수 있기 때문에 이상적인 것이 될 수 있다. 포토프로세스 가능층에 직접적으로 유제면을 설치하므로서, 본래의 마스크 특성이 향상되는데, 이는 유제를 이동시키는 필름 기질을 UV가 통과하지 못하게 하는 역할을 하는 마스크 때문이다. 환언하면, UV 감수층을 개입시키기 바로전에 유제내에서 필름상에 의해 UV는 마스크된다. 이러한 프로세스중 건식 실버 필름에서 발생할 수 있는 단점은 토상의 화학적 방법에 의해 현상된 박리 베이스 필름보다 낮은 콘트라스트를 가져서는 안된다는 것이다. 부가하면, 현상된 건식 실버 필름은 UV 노출전에 기판상에서 조사될 수 있는 반면 다시 만지기가 용이하지 못한다.

상(42)가 필름(26)에서 고정된후, 합성체 구조물(30)은 제10도에 도시한 바와같이 UV 유출램프(44)에 노출된다. 필름(26)의 상에 있어서 검게된 영역(42)는 자외선을 흡수한 다음 하부 레지스트층을 차폐한다. 그러나 필름(26)이 투명한 곳에서, 자외선은 레지스트층(24)으로 침투하여 하부부분(46)을 중합시킨다. 실제에 있어서, 보다 균일한 중합을 이루기 위해서는 플래쉬 램프로부터 짧게 폭발하는 UV 에너지를 사용하는 것이 바람직하리라 생각된다.

보오드 UV 노출개구(44)로부터 제거된후, 다음 단계에서는 제1d도에 도시된 바와같이, 필름(26)을 박리시킨다. 일단 필름(26)이 제거되면, 패턴화된 포토레지스트층(24)는 보호되지 않는다. 기판 프로세싱에 의한 나머지가 통상의 수단(레지스트 현상 에칭 또는 도금, 등등)에 의해 처리를 받는다. 그예로, 제1e,1f,1g도에 도시된 바와같이, 포토레지스트층(24)의 중합되지 않은 부분은 화학적 작용에 의해 제거되어 구리층(22)의 소정의 영역상에는 중합된 부분(46)만이 남는다. 다음에, 구리는 제1g도에 도시된 바와같이 구리 도체 패턴(48)을 형성하도록 식각되고, 중합된 레지스트층 부분(46)은 화학적으로 제거되어 원래의 CAD 설계에 의해 명세된 구리도체 패턴(48)이 남는다.

본 발명은 또한 땜납 마스크와 절연층을 준비하는 데에도 적용시킬 수 있다. 제4a도 내지 제4e도에 도시된 바와같이, 에폭시 섬유리나 다른 물질로 구성된 구리 포일을 입힌 기판(20')을 통상의 기술이나 제1a 내지 제1g도에 도시한 바와같은 본 발명의 기술을 사용하여 패턴화된다. 도체 포일패턴(50)은 제4a도에 도시되어 있다. 박리베이스 실버 필름(26)과 영구 건식 필름(PDF ; 54)의 합성체(52)가 제 2 도의 방법으로 롤 방식으로 함께 적층된 상태로 기판(20')에 직접적으로 도포되어 도체 패턴(50)을 보호한다. 이와는 다르게 PDF(54)는 코팅된 기판을 형성하도록 첫번째로 도포될 수 있어서 그다음에 필름(26)이 제 3 도의 방식으로 도포된다.

제 4 도에 도시된 바와같은, 합성체 보호 구조물은 제1a 내지 제1d도의 도시 단계와 마찬가지의 처리를 받는다. 필름(26)의 유체층에 형성된 CAD로부터 제어되는 플로트 상(55)은 제자리에서 마스크로서 작용하는 도체포일패턴(50)상부의 PDF의 하부 영역을 차폐한다. 제 4 도에 있어서, 도체 패턴(50) 상부 PDF의 도출되지 않고 중합되지 않은 영역은 화학적으로 제거되어 중합 경화된 PDF 절연층(60)을 형성한다.

제4d도에서 노출된 금속시트(site)는 땜납(62)와 더불어 절연층(60)에서 빈 채널이나 개구를 채우기 위해서 용해된 땜납조에서 침지시키므로서 땜납으로 코팅된다.(제 4e도) 고른표면을 얻기 위해서, 구조물의 정상층은 땜납(62)의 정상면을 피플로우는 하트 에어나이프(hot air knife)에 노출된다. 그 결과 SMD를 부착하기 위한 평활한 표면이 준비된다. 실제에 있어서, 땜납페이스트가 제4e도의 구조물 표면상에 가려지고, SMD가 장착되어 그 구조물이 예를들면 보오드 도체와 SMD간의 전기 접속을 형성하기 위해 기상프로세서에서 가열된다.

선택적으로 제4f도에 도시된 바와같이, PDF는 본 출원인의 상기 언급한 계류중인 다층 출원에 개재된 형태의 다층 구조물에서 중간층 절연체로서 사용될 수 있다. 제4d도의 구리포일패턴(50)은 무전해도금용의 촉매 시트를 형성한다. PDF 절연층(60)에 형성된 채널은 고체형 구리도체(64)를 형성하기 위해 완전 무전해 도금된다(제4f도). 후속층은 다층 회로를 형성하기 위해 제4f도에 도시된 구조물의 정상면에 씌워진다.

원 위치에서 CAD로부터 제어되는 본 발명의 포토마스크 기술을 사용하는 패턴 도금 방법이 제5a도 내지 제5f도에 도시된다. 제5a도에 도시된 바와같이, 기판(20)은 포일(22)의 상부층, 레지스트 층(24) 및 상현상 필름층(26)을 이동시킨다. 음각워킹 레지스트를 사용하는 경우에, 제1a도에 도시된 바와같이, 양각형 박리 베이스 필름이다. 음각형 박리베이스 필름이 더 적당하다는 것을 제외하면, 제1a도에 도시된 구성과 제5a도의 구성은 동일하다.

필름층은 상(70)을 형성하기 위해 제5b도 도시된 바와같이 보오드 상에서 노출되어 현상된다. 그 다음에 보오드는 레지스트층(24)의 차폐되지 않은 부분을 중합시키기 위해 UV 소오스에 노출된다. 제5a도에서와 같이 필름(26)은 그 목적에 맞는 역할을 한 다음에 박리되어 폐기된다. 다음에, 중합되지 않은 레지스트층은 제5c도와 같이 제어되어 균일한 구리층(22) 상부의 강화된 레지스트 영역(72)를 형성한다.

구리층은 손상되지 않은 상태이기 때문에, 전기도금이 사용될 수 있다. 관통홀(도시되지 않음), 레지스트층을 통해 노출된 구리 채널을 따라 도금된다. 레지스트(72)로 보호된 그러한 영역은 무전해 도금의 영향을 받지 않는다. 도체 패턴(홀)이 도금되므로서만이 제거될 다른 무전해 도금 구리가 없어지므로 이러한 것은 유용하다.

제5d도에 도시된 바와같이, 구리 도체(22')가 전기도금된 후에 주석 땜납의 코팅부(74)는 구리도체(22')의 상부표면상의 알맞은 도금조에서 전기도금 된다. 주석 땜납코팅부(74)는 소망의 도체패턴으로 입혀진다. 제5e도에 도시된 바와같이, 경화된 중합레지스터층(72)이 제거된 후에 구조물이 도금조에 설치된다. 주석-땜납 코팅부(74)는 구리 식각제에 대한 레지스트로서 작용한다. 그 결과, 구리포일층(22)가 패턴에 주석-땜납으로 도금된 곳을 제외하면 어디에서나 제거될 수 있어서, 제5a도에 도시된 바와같이 소망의 주석을 입힌 구리 패턴이 형성된다. 도면(제5f도)에 예시된 최종단계 다음에, 구조물은 구리 패턴의 식각 연부(76)의 상부에서 주석-땜납층(74)을 리플로우시키기 위해 IR이나 하트오일처리에 의해 가열된다.

CAD로부터 제어되는 원위치 필름 마스크상의 포토플로팅의 유용한 점은 대단히 많다. 특히, 매우 얇은 고 콘트라스트 원위치 필름 마스크는 CAD로부터 제어되는 레지스트의 UV 플로팅을 훨씬 능가하는 고해상도 패터닝 능력을 나타낸다. CAD로부터 제어되는 노출은 빈번한 대체를 필요로 하는 고에너지 UV 레이저가 요구되는 고 코스트의 복잡한 UV 플로팅 시스템과 대조되는 표준 저 코스트 백색광 포토플로터를 사용하여 실행될 수 있다. 더우기 광 감수성 필름은 저 에너지 레벨에서 고 콘트라스트로 나타낼 수 없기 때문에, 고 콘트라스트 백색광 플로팅은 UV 플로팅을 능가한다.

포토플로트형 원위치 마스크는 고도로 정밀한 중간층 정합과 다층 인쇄배선기판용의 바이어스를 제공한다. 필름 노출은 조사가 가능하며 레지스트 노출이전에 인정된다.

조사능력은 UV 플로팅에 있어서 특히 중요한 유용한 점이 된다. UV 중합식 패턴에 있어서, 에러 또는 가공물은 외곽적으로 쉽게 제거될 수 없다. 대신에, 레지스트가 보오드를 정화 및 건조 시킨후에 분해 제거 및 재도포되어야 하거나 보오드가 간단히 폐기되어야 한다. 상기한 계류중인 출원에서 발표된 프로세스와 더불어 무전해 도금 다층보오드를 제조하는데 있어서, UV 감수성 PDF의 미스 플로팅 결과가 실로 문제가된다. 그러나 본 발명의 프로세스를 사용하면 기판상의 현상된 필름은 플로팅에 있어서의 작은 결합, 헤어, 먼지 등에 의해 발생된 가공흔적에 대해 쉽게 검사할 수 있다. 오래된 필름을 박리시키고 새로운 필름을 재도포하는 것이외의 많은 경우에 있어서, 원위치의 포토마스크는 UV 불투명 파운튼펜을 사용하거나 이그잭토나이프(exacto knife)로서 오노출 유제의 작은 부분을 삭제하므로서 제조정될 수 있다. 어떠한 경우든, 필요하다면 배드마스크는 새로운 필름으로 다시 소정의 결과를 얻기 위해 재빨리 박리될 수 있는데, 그 중요한 차이점은 보오드가 CAD 레이 아웃으로부터 직접적으로 플로트되어도 UV 감수성 층이 손상되지 않는 상태로 보유된다는 것이다.

이러한 시스템은 또한 현재 레이저 설비의 어떠한 제한없이 생산사용을 위한 고 스피드 라스터 스캔시스템에 적용될 수 있다. 연구중인 백색광 소오스는 빔이 평행한 제논 스트로브램프(Xenon Strobelamp)이다. 라스터 스캔 빔용의 8각형 개구를 사용하여 0°라인 즉, 스캔 방향에 평행인 라인뿐 아니라 45° 및 90°라인상의 어떤 불규칙 제거할 수 있다. 제6a도 및 제6b도에 도시된 바와같이, 라스터 스캔 플로터는 양호한 스텐슬 형태의 8각형 개구를 갖는 간단한 백색광 소오스로서 설비될 수 있다. 8각형 스포트는 필름내의 유제상에 집속된다. 제6a도에서 스캔 방향은 지적된 바와같이 Y축을 따르고, 목표는 X방향에서 라인을 그리거나 라인의 상을 그리는 것이다. 이러한 목적을 이루기 위해서, 스트로브램프는 제 1 스캔동안 필름상에서 8각형 90을 노출시키기 위해 올바른 좌표에서(제6a도 Y₁), 정확하게 트리거된다. 다음 스캔에 있어서, 스트로브램프는 도시된 바와같은 제2 8각형상(92)을 노출시키기 위해 Y₁위치에서 다시 플래쉬된다. 중간 스캔 간격은 예를들면(90a,92a)가 정렬되어 터칭 또는 꼭 오버래핑되도록 도시된 바와 같이 대략 각형폭의 1/3이 된다. 연속적인 스캔후에 그 결과 스태거되어, 오버래핑된 8각형은 골은 연부로 뚜렷한 윤곽을 갖는 라인을 플로트 한다.

또한 제b도에 도시한 바와같이, 45°각의 대각라인이 골은 연부(94a,96a)와 더불어 패턴에서 발생되는데, 그 연부는 1/3 스포트 폭 만큼 이격된 Y방향에서의 연속적인 스캔상의 8각형 스포트에 의해 형성된다.

제a도 및 제b도에 도시된 8각형과 같은, 등변형 또는 규칙적인 8각형이 도시되는데, 면에서의 오버랩양은 45°통로(제6b도) 경우보다 90°통로(제6a도)의 경우가 더 크다. 이러한 영향은 제7a도 및 제7b도에 도시한 바와같이 8각형면에 대한 대략 √2의 비를 갖는 동일한 길이에서 스캔 방향쪽의 대각 면을 사용하여 제거될 수 있다. 이러한 설계에 있어서, 8각형은 대각 및 직각 라인을 형성하는 경우에 오버랩이 동일해 지도록 3번째로 분할된다. 그러나, 8각형 라인의 폭이 3유니트인 경우에, 최종 대각 라인의 폭은 2.828 유니트가 된다. 또한 그 폭은 라스터 플로터가 자동줌 렌즈를 갖는 경우에 배율을 변경시키므로서 동일한 폭이 형성될 수 있는데 예를들면, 대각라인을 구성하는 경우에 8각형의 소거된 대각라인을 보상하기 위해 광으로 인하여 Y방향에서 조금 연장된 8각형이 정화되도록 지속적인 노출을 적당히 조정하므로서 상기 결과를 얻을 수 있다.

전술한 세분 사항을 포함하는 현재의 라스터시스템과 원위치 실버마스크 시스템은 플로트 링 실제 5초로 접근하는 생산속도를 가지고 실제로 고질의 기판 제조 프로세스를 가질 수 있다.

원위치 마스크 시스템은 양각 또는 음각형 박리베이스 필름을 조화시킬 수 있다. 오늘날 사용되는 활용할수 있는 레지스트의 대부분이 음각워킹이기 때문에, 기판 프로세스에는 음각 박리베이스 필름이 적당하다. 보오드그 음각워킹 레지스트를 갖는 제5a도 내지 제5f도에 도시된 패턴도금 프로세스를 사용하여 제조되는 경우에, 음각형 박리베이스 필름은 동일한 방식으로 사용된다.

전술한 원위치 필름마스크 PWB 시스템은 예시 목적하에 의도되었지만 제한적인 것은 아니다. 예를들면 전술한 예는 단지 한쪽면 보오드에 대해서만 기술하였지만, 동시에 또는 연속적으로 기판의 양쪽면에 동일한 프로세스를 적용시키므로써 이루어질 수 있다.

지금까지 본 발명의 양호한 실시예를 참조하여 도시하고 기술하였으나 본 분야에 속하는 기술에 숙련된 기술자들도 본 발명의 원리 및 범위를 벗어나지 않고서 본 발명을 여러가지로 변경 및 수정할 수 있다.

Claims (33)

1. 인쇄 배선 기판상에 포토프로세스 가능층을 패터닝하는 방법에 있어서, 소망하는 패턴의 디지탈 표시를 준비하는 단계와 ; 지향된 에너지의 제 1 스펙트럼에 민감한 포토프로세스 가능 물질의 상부층을 갖는 기판을 준비하는 단계와 ; 포토프로세스 가능층 상부의 기판에 지향된 에너지의 제 2 스펙트럼에 민감한, 노출되지 않고 현상되지 않은 포토그래픽상 필름층을 도포하는 단계와 ; 상기 필름이 포토프로세스 가능 물질로 구성된 하부층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장을 갖는 저에너지 빔의 방사선을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 자동 포토플로터를 제어하여 상기 기판상의 필름을 선택적으로 노출하는 단계와 ; 기판상의 상기 필름을 현상하는 단계와 ; 정위치 마스크로서 상기 필름층에 현상된 화상을 통하여 상기 기판에 걸쳐 균일하게 분포된 상기 제 1 스펙트럼의 에너지에 상기 포토프로세스 가능층을 노출하는 단계와 ; 기판에서 상기 필름층을 제거하는 단계와 ; 상기 프로세스 가능층을 처리하는 단계를 포함하고, 이로써 고해상도의 조사 가능한 온보드 마스크를 제조하기 위하여 저에너지 플로팅이 사용 가능한 것을 특징으로 하는 패터닝 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 노출후에 상기 포토프로세스 가능층을 처리하는 단계는 상기 포토프로세스 가능층의 노출 부분 혹은 노출되지 않은 부분중 어느 하나를 화학적으로 제거함으로써 완료되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스펙트럼은 자외선(UV)이고 상기 제 2 스펙트럼은 가시광선인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 금속인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 포토플로터는 X-Y 플로터인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 포토플로터는 트리거 가능한 방사선원을 갖는 래스터 주사 포토플로터인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 방사선원은 8각형상으로 상기 필름에 인가되고 상호 주가 간격은 인접한 주사에서 상기 8각형면이 정렬되어 주사 방향으로 0°,45°및 90°에서 직선 단부 라인을 형성하도록 서로 접촉되는 만큼의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 유제 측면을 가지며, 그 유제 측면을 상기 포토프로세스 가능층에 인접하게 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 건식 실버 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 열현상 가능한 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 상기 포토프로세스 가능층에 인접하게 적용되는 유제 측면을 갖는 열현상 가능한 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 인쇄 배선 기판용 포토프로세스 가능층을 패터닝하는 방법에 있어서, 소망하는 패턴의 디지탈 표시를 준비하는 단계와 ; 제 1 스펙트럼의 지향에너지에 민감한 포토프로세스 가능 물질층과 제 2 스펙트럼의 지향 에너지에 민감한 노출되지 않고 현상되지 않은 포토그래픽 화상층을 적층하여 합성체를 구성하는 단계와 ; 상부에 필름층을 갖는 합성체를 기판에 도포하는 단계와 ; 상기 필름이 포토프로세스 가능 물질로 구성된 하부층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 상기 디지탈 표시에 의해 제어되어 자외선보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선 빔을 방사하는 자동 포토플로터로서 상기 필름층을 선택적으로 노출하는 단계와 ; 기판상에 상기 필름을 현상하는 단계와 ; 정위치 마스크로서 상기 필름층에 현상된 화상을 통하여 상기 기판 전체에 걸쳐 균일하게 분포된 상기 제 1 스펙트럼의 에너지에 상기 포토프로세스 가능층을 노출하는 단계와 ; 기판에서 상기 필름층을 제거하는 단계와 ; 상기 프로세스 가능층을 처리하는 단계를 포함하고 ; 이로써, 고해상도의 조사 가능한 온보드 마스크를 제조하기 위해 저에너지 플로팅이 사용 가능한 것을 특징으로 하는 패터닝 방법.
13. 제12항에 있어서, 노출후에 상기 포토프로세스 가능층을 처리하는 단계는 상기 포토프로세스 가능층의 노출부분 혹은 비노출 부분중 어느 하나를 화학적으로 제거함으로써 완료되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 제 1 스펙트럼은 자외선이고 상기 제 2 스펙트럼은 가시광선인 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제12항에 있어서, 상기 포토플로터는 X-Y 포토플로터인 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 포토플로터는 트리거 가능한 방사선원을 갖는 래스터 주사 포토플로터인 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 방사선원은 8각형상으로 상기 필름에 인가되고 상호 주사 간격은 상기 8각형면이 정렬되어 주사 방향으로 0°,45°및 90°에서 직선단부 라인을 형성하도록 서로 접촉되는 만큼의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제12항에 있어서, 상기 필름은 유제 측면을 가지며, 그 유제 측면을 상기 포토프로세스 가능층에 인접하게 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제12항에 있어서, 상기 필름은 건식 실버 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제12항에 있어서, 상기 필름은 열현상 가능한 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제12항에 있어서, 상기 필름은 상기 포토프로세스 가능층에 인접하게 적용되는 유제 측면을 갖는 열현상 가능한 필름인 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제12항에 있어서, 상기 기판이 금속인 것을 특징으로 하는 방법.
23. 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법에 있어서, 대응하는 디지탈 표시를 발생하는 CAD시스템을 사용하여 도체 패턴을 설계하는 단계와 ; 고에너지의 자외선에는 민감하지만 자외선 보다 낮은 파장의 저에너지 방사선에는 민감하지 않은 상부의 포토프로세스 가능한 물질층으로 피복된 비전도성 기판을 포함하고, 상기 기판과 상기 포토프로세스 가능한 층 사이에 적어도 일부의 전도성 금속층이 개재되어 있는 다층 합성체를 준비하는 단계와 ; 포토프로세스 가능한 층상의 전체에 걸쳐 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선에 민감한, 벗겨낼 수 있고 노출되지 않으며 현상되지 않은 포토그래픽 화상 스트립 베이스 필름을 적층하는 단계와 ; 상기 필름이 포토프로세스 가능한 물질로 구성된 하부층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선빔을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 제어되는 자동 포토플로터로서 기판상의 상기 필름을 선택적으로 노출시키는 단계와 ; 기판상의 필름을 현상하는 단계와 ; 정위치 마스크로서 상기 필름에 현상된 화상을 통하여 기판 전체에 걸쳐 균일하게 분포된 고에너지 자외선에 상기 포토프로세스 가능한 층을 노출하는 단계와 ; 상기 기판에서 필름을 벗겨내는 단계와 ; 상기 기판상의 상기 도전성 금속층의 대응하는 부분을 노출시키는 구멍을 형성하기 위하여 상기 도체 패턴에 대응하는 부분을 제거함으로써 상기 포토프로세스 가능한 층을 처리하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
24. 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법에 있어서, 대응하는 디지탈 표시를 발생하는 CAD시스템을 사용하여 도체 패턴을 설계하는 단계와 ; 고에너지의 자외선에는 민감하지만 자외선 보다 낮은 파장의 저에너지 방사선에는 민감하지 않은 포토프로세스 가능한 물질층과 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선에 민감한 벗겨낼 수 있고 노출되지 않으며 현상되지 않은 포토그래픽 화상 스트립 베이스 필름의 인접층을 구비한 다층 합성체를 형성하는 단계와 ; 상부에 필름을 가지며, 상기 기판과 상기 포토프로세스 가능한 층사이에 적어도 일부의 전도성 금속층이 개재되어 있는 상기 합성체를 비전도성 기판의 표면에 적층하는 단계와 ; 상기 필름이 포토프로세스 가능한 물질로 구성된 하부층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선빔을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 제어되는 자동 포토플로터로서 상기 필름층을 선택적으로 노출시키는 단계와 ; 기판상의 필름을 현상하는 단계와 ; 정위치 마스크로서 상기 필름에 현상된 화상을 통하여 기판 전체에 걸쳐 균일하게 분포된 상기 제 1 스펙트럼의 고에너지 자외선에 상기 포토프로세스 가능한 층을 노출하는 단계와 ; 상기 기판에서 필름을 벗겨내는 단계와 ; 상기 기판에서 하부 금속층의 대응하는 부분을 노출시키는 구멍을 포토프로세스 가능한 층내에 형성하기 위하여 상기 도체 패턴에 대응하는 부분을 선택적으로 제거함으로써 상기 포토프로세스 가능한 층을 처리하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
25. 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법에 있어서, 대응하는 디지탈 표시를 발생하는 CAD시스템을 사용하여 도체 패턴을 설계하는 단계와 ; 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선에 민감하지 않은 자외선 중합 저항층에 의해 피복되고 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선에 민감한, 벗겨낼 수 있고 노출되지 않으며 현상되지 않은 포토그래픽 스트립 베이스 필름에 피복된 비전도성 기판을 구비한 전도성 금속을 포함하는 다층 합성체를 준비하는 단계와 ; 상기 필름이 하부의 자외선 저항층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선 빔을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 제어되는 자동 포토플로터로서 상기 합성체상의 상기 필름을 선택적으로 노출시키는 단계와 ; 기판상의 필름을 현상하는 단계와 ; 자외선 저항층의 대응하는 부분을 중합하기 위하여 정위치 마스크로서 상기 필름에 현상된 화상을 통하여 고에너지 자외선 투광 램프에 상기 자외선 저항층을 노출하는 단계와 ; 상기 기판에서 필름을 벗겨내는 단계와 ; 상기 기판상의 금속 클래딩의 대응하는 부분을 노출시키는 구멍을 상기 저항층을 통해 형성하기 위하여 상기 저항층의 중합되지 않은 부분을 제거하는 단계와 ; 노출된 금속 클래딩을 제거하는 단계와 ; 소망하는 도체 패턴을 노출시키도록 상기 저항층의 나머지 중합부분을 제거하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
26. 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법에 있어서, 대응하는 디지탈 표시를 발생하는 CAD시스템을 사용하여 도체 패턴을 설계하는 단계와 ; 자외선 감광 저항층에 의해 피복되고 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선에 민감한 벗겨낼 수 있고 노출되지 않으며 현상되지 않은 포토그래픽 화상 스트립 베이스 필름에 의해 피복된, 전도성 금속 포일이 쌓여진 비전도성 기판을 포함하는 다층 합성체를 준비하는 단계와 ; 상기 필름이 하부의 자외선 저항층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선 빔을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 제어되는 자동 포토플로터로서 상기 합성체상의 상기 필름을 선택적으로 노출시키는 단계와 ; 기판상의 필름을 현상하는 단계와 ; 상기 자외선 저항층의 대응하는 부분을 중합하기 위하여 상기 필름에 현상된 화상을 통하여 자외선 투광 램프에 자외선 저항층을 노출하는 단계와 ; 상기 기판에서 필름을 벗겨내는 단계와 ; 상기 포일 클래딩의 대응하는 부분을 노출시키는 구멍을 형성하기 위하여 상기 저항층의 중합되지 않은 부분을 제거하는 단계와 ; 상기 저항층의 구멍이 채워질 수 있도록 상기 금속 클래딩의 상기 노출부상에 금속을 전기 도금하는 단계와 ; 상기 저항층의 나머지 중합 부분을 제거하는 단계와 ; 노출된 포일 클래딩의 나머지를 제거하여 도금된 도체 패턴을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 전기 도금 단계 이후에 노출된 전기 도금 표면에 주석 땜납을 도포하는 단계를 아울러 포함하고, 상기 나머지 포일 클래딩 제거 단계는 에칭에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
28. 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법에 있어서, 대응하는 디지탈 표시를 발생하는 CAD시스템을 사용하여 도체 패턴을 설계하는 단계와 ; 상기 도체 패턴에 대응하는 패턴화된 전도성 포일층 아래에서 자외선 감광성 포토프로세스 가능한 층에 의해 피복되고 그 다음에 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선에 민감한 벗겨질 수 있고 노출되지 않으며 현상되지 않은 포토그래픽 화상 스트립 베이스 필름에 의해 피복된 비전도성 기판을 구비한 다층 합성체를 준비하는 단계와 ; 상기 필름이 포토프로세스 가능한 물질로 구성된 하부층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선 빔을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 제어되는 자동 포토플로터로서 상기 합성체상의 상기 필름을 선택적으로 노출시키는 단계와 ; 기판상의 필름을 현상하는 단계와 ; 상기 포토프로세스 가능한 층의 대응하는 부분을 중합하도록 정위치 마스크로서 상기 필름에 현상된 화상을 통하여 자외선 투광 램프에 상기 포토프로세스 가능한 층을 노출하는 단계와 ; 상기 기판에서 필름을 벗겨내는 단계와 ; 상기 패턴화된 포일을 노출시키는 채널을 형성하기 위하여 상기 포토프로세스 가능한 층의 중합되지 않은 부분을 제거하는 단계와 ; 상기 도체 패턴을 완성 하도록 상기 채널에 금속을 채워넣는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 채널에 금속을 채워넣는 단계는 상기 처리된 합성체의 표면을 땜납 용기와 접촉되게 이동시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
30. 제28항에 있어서, 상기 채널에 금속을 채워넣는 단계는 상기 노출된 포일 패턴상에 금속을 무전기 도금함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
31. 제28항에 있어서, 상기 포토프로세스 가능한 층은 자외선 저항층이고, 상기 채널에 금속을 채워넣은 다음에 상기 저항층의 나머지 중합 부분을 제거하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
32. 제28항에 있어서, 상기 포토프로세스 가능한 층은 영구적인 건식 필름인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
33. 인쇄 배선 기판을 제조하는 방법에 있어서, 대응하는 디지탈 표시를 발생하는 CAD시스템을 사용하여 도체 패턴을 설계하는 단계와 ; 전도성 금속의 도체 패턴 아래에서 자외선 감광성의 영구 건식 필름층으로 피복되고 자외선 보다 더 긴 파장의 방사선에 민감한 벗겨질 수 있고 노출되지 않으며 현상되지 않은 포토그래픽 화상 스트립 베이스 필름에 의해 피복된 비전도성 기판을 구비한 다층 합성체를 준비하는 단계와 ; 상기 포토그래픽 필름이 영구 건식 필름으로 구성된 하부층에 영향을 주지 않고 활성화 되도록 자외선 보다 더 긴 파장의 저에너지 방사선 빔을 방사하는 상기 디지탈 표시에 의해 제어되는 자동 포토플로터로서 상기 합성체상의 상기 포토그래픽 필름을 선택적으로 노출시키는 단계와 ; 기판상의 포토그래픽 필름을 현상하는 단계와 ; 상기 영구 건식 필름의 대응하는 부분을 중합하도록 정위치 마스크로서 상기 포토그래픽 필름에 현상된 화상을 통하여 자외선 투광 램프에 상기 영구 건식 필름층을 노출하는 단계와 ; 상기 기판에서 포토그래픽 필름을 벗겨내는 단계와 ; 상기 도체 패턴의 대응하는 부분을 노출시키는 구멍을 형성하기 위하여 상기 영구 건식 필름의 중합되지 않은 부분을 제거하는 단계를 포함하고 ; 이로써 상기 영구 건식 필름의 구멍을 통하여 상기 도체 패턴에 대한 전기 접속이 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

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