TWI551205B - 曝光圖像補償方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種電路板製造技術，且特別是一種曝光圖像補償方法，其可提高電路板以減成法(substractive process)所形成導體線路(conductive circuit)的精度。
隨著電子技術的高度發展，電路板的線路精度及密度越來越高，使得電路板的製造技術也不斷提升。在電路板上製作導體線路的一種常見方式是減成法，其藉由濕式蝕刻(wet etching)來移除電路板上的導體層(例如銅層)被蝕刻罩幕(即經過曝光(exposure)及顯影(development)而被圖案化的光阻層)所暴露的部分，以將導體層圖案化而形成導體線路。
濕式蝕刻是一種等向性蝕刻(isotropic etching)，所以在對導體層進行濕式蝕刻的過程中，蝕刻藥液將同時對導體層進行縱向蝕刻及橫向蝕刻，其中橫向蝕刻會對導體層造成所謂的底切現象(undercut)。因此，當藉由濕式蝕刻搭配圖案化光阻層來圖案化導體層時，既使原始的線路圖像(circuit image)經由曝光及
顯影精確地轉移至圖案化光阻層，濕式蝕刻的底切現象可能導致已轉移至圖案化光阻層上的線路圖像無法精確地轉移至導體層。
為了提高曝光的精度，目前已發展出雷射直接成像(Laser Direct Imaging，LDI)的曝光機。雷射直接成像型的曝光機能依照所輸入的線路圖像在光阻層上移動雷射頭，並藉由雷射頭產生雷射光束直接照射光阻層的欲曝光區域。目前的雷射直接成像型的曝光機可接受數位格式的線路圖像，並能自動計算線路圖像來產生雷射頭的移動路徑，以將線路圖像轉移至光阻層上。
為了避免濕式蝕刻的底切現象影響導體線路的精度，目前的雷射直接成像型曝光機更能依照所輸入的導體層厚度規格及線寬規格自動修改線路圖像以進行補償。目前的雷射直接成像型曝光機更能依照所輸入的導體層厚度規格及線寬規格自動修改線路圖像以進行補償。
本發明提供一種曝光圖像補償方法，適用於電路板製程，用以提高電路板以減成法所形成導體線路的精度。
本發明的一種曝光圖像補償方法，包括下列步驟：(a)依照多個蝕刻因子來計算導體層對應在電路板上的各點的補償數據以補償原始的曝光圖像，其中該些蝕刻因子包括選擇自導體層對應在電路板上的各點的厚度、面次、光阻層厚度及線路寬度、線路疏密程度、線路結構形式及線路輪廓所組成群組的一種組合；
(b)依照已補償的曝光圖像在電路板上的導體層上形成圖案化的光阻層；(c)藉由圖案化的光阻層作為蝕刻罩幕來蝕刻導體層被圖案化的光阻層所暴露的部分，以圖案化導體層；以及(d)測量圖案化的導體層的線寬是否在預設的線寬範圍內。
當所測量的線寬不在預設的線寬範圍內時，將其未被考慮到的因子對蝕刻結果的影響歸納後計算出一誤差值，將誤差值帶入後重新計算出導體層對應在電路板上的各點的補償數據，並重複步驟(b)-(d)。相反地，當所測量的線寬在預設的線寬範圍內時，採用目前的導體層對應在電路板上的各點的補償數據作為最佳的補償數據。
基於上述，在本發明中，先依照多個蝕刻因子對原始的曝光圖像進行補償，再依照此已補償的曝光圖案來製作圖案化光阻層。接著，藉由濕式蝕刻配合此圖案化光阻層來圖案化在電路板上的導體層以形成導體線路。所測量的導體線路的線寬誤差代表著其未被考慮到的蝕刻因子所造成的結果。當所測量的線寬超出預設範圍時，將未被考慮到的因子對蝕刻結果的影響歸納後計算出一誤差值，將誤差值帶入後重新計算出導體層對應在電路板上的各點的補償數據，並依此補償數據再次製作圖案化光阻層及對應的導體線路。當所測量的線寬落入預設範圍時，目前的補償數據是最佳的補償數據。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
S110-S210‧‧‧步驟
圖1是本發明的一實施例的曝光圖像補償方法的流程圖。
本發明的曝光圖像補償方法適用於提高電路板以減成法所製作出的線路的精度。在減成法中，藉由濕式蝕刻將電路板上的導體層(例如銅層)被蝕刻罩幕(例如經過曝光及顯影的光阻層)所暴露的部分移除，以圖案化導體層而形成導體線路。為了獲得厚度較小的導體層，可藉由電鍍在電路板上形成導體層，並可在電鍍後選擇性地微蝕刻導體層表面。
圖1是本發明的一實施例的曝光圖像補償方法的流程圖。請參考圖1，在步驟S110中，依照多個蝕刻因子來計算導體層對應在電路板上的各點的補償數據。在本實施例中，可藉由曝光機的運算單元來計算補償數據。這裡的補償的定義是指光阻層的圖案邊界超出所在導體層預定線路的圖案邊界的寬度大小，補償大代表光阻層的圖案邊界超出導體層預定線路的圖案邊界的寬度大。
上述的這些蝕刻因子可包含導體層對應在電路板上的各點的厚度、面次(即上板面或下板面)、光阻層厚度及線路寬度、線路疏密程度、線路結構形式及線路輪廓等。
對於「導體層對應在電路板上的各點的厚度」的蝕刻因子，可在導體層藉由電鍍形成之後測量導體層對應在電路板上的各點的厚度。不同於習知僅針對導體層的平均厚度進行補償，在本實施例中，以導體層對應在電路板上的各點的厚度作為蝕刻因子有助於計算出更精確的補償，因而提高線路精度。在本實施例中，導體層的厚度越大需要越小的補償，「導體層對應在電路板上的各點的厚度」的蝕刻因子與補償之間呈高度負相關。
對於「面次(上板面或下板面)」的蝕刻因子而言，當電路板以水平方式進行濕式蝕刻時，蝕刻藥液將在電路板的上板面產生水池現象，因而減緩蝕刻速率，所以依照電路板的上板面及下板面的不同，曝光圖像需要不同的補償。在本實施例中，對於電路板的上板面，曝光圖像的對應處相較於電路板的下板面需要較小的補償，所以「面次」的蝕刻因子與補償之間呈低度負相關。
對於「光阻層厚度」的蝕刻因子而言，由於光阻層的厚度影響蝕刻的速度，所以依照光阻層的厚度大小加入不同的補償。在本實施例中，對於厚度較小的光阻層，曝光圖案的對應處需要較小的補償，所以「光阻層厚度」的蝕刻因子與補償之間呈低度正相關。
對於「線路寬度」的蝕刻因子而言，由於線路寬度影響當地的蝕刻速度，所以依照不同線路寬度加入不同的補償。在本實施例中，對於較小的線路寬度，曝光圖案的對應處需要較大的補償，所以「線路寬度」的蝕刻因子與補償之間呈低度負相關。
對於「線路疏密程度」的蝕刻因子而言，線路疏密程度是指線路的疏散或密集的程度，所以依照不同的線路疏密程度加入不同的補償。在本實施例中，對於較為密集的線路，曝光圖案的對應處需要較小的補償，所以「線路疏密程度」的蝕刻因子與補償之間呈高度負相關。
對於「線路結構形式」的蝕刻因子而言，線路結構形式是指線路的實體區域，其中線路的實體區域例如為導體平面及接墊等。在本實施例中，線路結構形式是指線路的實體區域越大需要越小的補償，所以「線路結構形式」的蝕刻因子與補償之間呈低度負相關。
對於「線路輪廓」的蝕刻因子而言，線路輪廓是指導體層與所在介電層之間的介面的粗糙度。在本實施例中，導體層與所在介電層之間的介面的粗糙度越大需要越大的補償，所以「線路輪廓」的蝕刻因子與補償之間呈高度正相關。
在步驟S120中，依照所計算出的補償數據來補償原始的曝光圖像。在本實施例中，可藉由曝光機的運算單元依照所計算的補償數據(如步驟S110)來補償原始的曝光圖像。
在下面的步驟S130、S140及S150中，將說明如何依照已補償的曝光圖像在電路板上的導體層上形成圖案化的光阻層。
在步驟S130中，在電路板上的導體層上形成光阻層。在本實施例中，形成光阻層的方式可包括光阻乾膜壓合。
在步驟S140中，依照已補償的曝光圖像(如步驟S120)
來曝光光阻層。在本實施例中，藉由曝光機的曝光單元依照已補償的曝光圖像來曝光光阻層。
在步驟S150中，顯影已曝光的光阻層，以圖案化光阻層，使得已補償的曝光圖像轉移至圖案化的光阻層。
在步驟S160中，藉由圖案化的光阻層作為蝕刻罩幕來蝕刻導體層被圖案化的光阻層所暴露的部分，以圖案化導體層。
在步驟S190中，判斷所測量圖案化的導體層(即導體線路)的線寬是否在預設的線寬範圍內。在本實施例中，在步驟160之後且在S190之前，更可包含步驟S170及S180。在步驟S170中，移除圖案化的光阻層，以暴露出已圖案化的導體層。在步驟S180中，測量圖案化的導體層(即導體線路)的線寬。
在本實施例中，採用自動測量裝置來測量圖案化的導體層(即導體線路)的線寬。當所測量的線寬不在預設的線寬範圍內時，執行步驟S200，將未被考慮到的因子對蝕刻結果的影響歸納後計算出一誤差值，將誤差值帶入後重新計算出導體層對應在電路板上的各點的補償數據，意即依照所測量的線寬及預設線寬範圍之間的誤差重新計算出對應在電路板上的導體層各點的補償數據，並重複步驟S120至步驟S190。相反地，當所測量的線寬在預設的線寬範圍內時，執行步驟S210，採用目前的導體層對應在電路板上的各點的補償數據作為最佳的補償數據，用以補償原始的曝光圖像來產生最佳的曝光圖像。
在依照相同的電路板製程及相同的蝕刻因子進行量產的
過程中，曝光機可直接採用已產生的最佳的曝光圖像對光阻層進行曝光，接著顯影已曝光的光阻層以圖案化光阻層。因此，圖案化的光阻層具有最佳的蝕刻圖像，因而提高藉由蝕刻配合圖案化的光阻層作為蝕刻罩幕所形成的導體線路的線路精度。
綜上所述，在本發明中，先依照多個蝕刻因子對原始的曝光圖像進行補償，再依照此已補償的曝光圖案來製作圖案化光阻層。接著，藉由濕式蝕刻配合此圖案化光阻層來圖案化在電路板上的導體層以形成導體線路。所測量的導體線路的線寬誤差代表著其未被考慮到的蝕刻因子所造成的結果。當所測量的線寬超出預設範圍時，將未被考慮到的因子對蝕刻結果的影響歸納後計算出一誤差值，將誤差值帶入後重新計算出導體層對應在電路板上的各點的補償數據，並依此補償數據再次製作圖案化光阻層及對應的導體線路。當所測量的線寬落入預設範圍時，目前的補償數據是最佳的補償數據。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S110-S210‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種曝光圖像補償方法，包括下列步驟：(a)依照多個蝕刻因子來計算導體層對應在電路板上的各點的補償數據以補償原始的曝光圖像，其中該些蝕刻因子包括選擇自導體層對應在電路板上的各點的厚度、面次、光阻層厚度及線路寬度、線路疏密程度、線路結構形式及線路輪廓所組成群組的一種組合；(b)依照已補償的曝光圖像在電路板上的導體層上形成圖案化的光阻層；(c)藉由圖案化的光阻層作為蝕刻罩幕來蝕刻導體層被圖案化的光阻層所暴露的部分，以圖案化導體層；以及(d)判斷所測量圖案化的導體層的線寬是否在預設的線寬範圍內，當所測量的線寬不在預設的線寬範圍內時，依照所測量的線寬及預設線寬範圍之間的誤差重新計算出對應在電路板上的導體層各點的補償數據，並重複步驟(b)-(d)，當所測量的線寬在預設的線寬範圍內時，採用目前的導體層對應在電路板上的各點的補償數據作為最佳的補償數據。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中藉由曝光機的運算單元來計算補償數據。
- 如申請專利範圍第2項所述的曝光圖像補償方法，其中藉由曝光機的運算單元依照所計算的補償數據來補償原始的曝光圖像。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該導體層對應在電路板上的各點的厚度的蝕刻因子定義導體層的厚度越大需要越小的補償。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該面次的蝕刻因子定義電路板的上板面相較於電路板的下板面需要較小的補償。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該光阻層的厚度的蝕刻因子定義光阻層的厚度越大需要越大的補償。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該線路寬度的蝕刻因子定義線路的寬度越小需要越大的補償。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該線路疏密程度的蝕刻因子定義線路的密度越高需要越小的補償。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該線路結構形式的蝕刻因子定義線路的實體區域越大需要越小的補償。
- 如申請專利範圍第1項所述的曝光圖像補償方法，其中該線路輪廓的蝕刻因子定義該導體層與所在介電層之間的介面的粗糙度越大需要越大的補償。
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