KR20050048466A - Exposure device for printed circuit board corresponding to the constructing of the circuit board - Google Patents
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Abstract
기판의 늘어남과 줄어듬에 의한 패턴의 위치 어긋남을 억제하고, 효율적이며 정밀도가 높은 고밀도의 프린트 배선기판을 제조하는 프린트 배선기판용 노광장치를 제공함을 그 목적으로 하는 것으로, 포토마스크 필름(1)은 연속된 필름형태로 이루어지고, 포토마스크 롤러(10),(10)에 감겨져 있으며, 로울러(11),(11)에 의해 스테이지(4) 위에 있는 기판(50)에 위치하도록 구성되어 있다. The purpose of the present invention is to provide an exposure apparatus for a printed wiring board which suppresses the positional shift of the pattern due to the increase and decrease of the substrate and to manufacture an efficient and high-density printed wiring board. It is made in the form of a continuous film, wound around the photomask rollers 10 and 10, and is configured to be positioned on the substrate 50 on the stage 4 by rollers 11 and 11.
포토마스크 필름(1)에는 설계치 치수로 작성된 노광 패턴을 갖는 표준 포토마스크(15)와 이 표준 패턴에 대해서 미소한 치수로 서로 다른 크기의 패턴이 그려진 포토마스크(15')등이 여러개 그려져 있다. The photomask film 1 is drawn with a standard photomask 15 having an exposure pattern created in a design value dimension, and a plurality of photomasks 15 'having patterns of different sizes drawn at a small size with respect to the standard pattern.
제어장치(3)는 CCD카메라(2)로 부터의 기판마크(51)의 화상(畵像)신호에 의해서 신축량을 계산하게 되고, 이 계산의 결과로부터 포토마스크 필름(1) 중 가장 적합한 치수의 노광 패턴을 갖는 포토마스크(15)를 기판(50) 위에 위치하도록 포토마스크 롤러(10)를 구동제어하여 회전, 정지등의 제어를 하게 한다. The controller 3 calculates the amount of expansion and contraction by the image signal of the substrate mark 51 from the CCD camera 2, and from the result of this calculation, the most suitable dimension of the photomask film 1 is obtained. The photomask roller 10 is drive-controlled so that the photomask 15 having the exposure pattern is positioned on the substrate 50 to control rotation, stoppage, and the like.
Description
본 발명은 기판의 늘어남과 줄어듬에 대응하는 프린트 배선 기판용 노광장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exposure apparatus for a printed wiring board corresponding to stretching and shrinking of the substrate.
최근에 전자제품의 경량화, 박엽화 및 단소화(短小化)와 고(高)기능화에 따라 프린트 배선기판은 더욱 더 고(高)정밀도, 고(高)밀도화 되어지고 있으며, 이 때문에 포토레지스트 등의 감광재료를 코팅한 기판의 표면에 소정의 패턴을 노광장치에 의해 감광, 인화(印畵)한 후, 에칭공정에 의해서 기판 위에 패턴을 형성케 하는 포토리소그래피법이 프린트 배선기판 제조에 이용되고 있다.Recently, due to the light weight, thinning, shortening, and high functionality of electronic products, printed wiring boards are becoming more and more highly precise and high density. A photolithography method is used for manufacturing a printed wiring board, in which a predetermined pattern is photographed and printed on a surface of a substrate coated with a photosensitive material such as a photoresist, and a pattern is formed on the substrate by an etching process. It is becoming.
그러나, 프린트 배선기판은 그 재료가 플라스틱이기 때문에 제조공정을 통과할 때 화학약품이나 열에 의한 충격을 받아 기판이 늘어나거나 줄어드는 신축현상이 발생한다.However, since the printed wiring board is made of a plastic material, when the material is passed through the manufacturing process, the substrate may be stretched or contracted due to the impact of chemicals or heat.
프린트 배선 기판에 배선이나 솔더레지스트 등의 패턴을 포토리소그래피 방식에 의해 무늬를 그려넣는 경우, 통상 여러번의 포토리소그래피에 의해 제조된다.When a pattern, such as wiring and a soldering resist, is drawn on a printed wiring board by a photolithography method, it is normally manufactured by several photolithography.
일반적으로 사용되고 있는 포토마스크와 프린트 배선 기판을 밀착시켜 노광을 하게되는 밀착방식으로는 고정밀도, 고밀도의 프린트 배선 기판을 제조하는 경우, 상기 기판의 신축은 나쁜 영향을 주게 되고, 패턴이 적정한 위치에 배치되어 있지 않기 때문에 다층판의 경우,각 층간의 결합을 유지하기 위해 슬르홀의 위치가 어긋나거나, 솔더레지스트의 개구부가 어긋나게 되는 문제가 발생하게 된다. In a close contact method where a photomask and a printed wiring board are generally used to be exposed, when a high precision and high density printed wiring board is manufactured, the expansion and contraction of the substrate may be adversely affected and the pattern may be placed at an appropriate position. In the case of a multi-layered board, there is a problem that the position of the slits or the opening of the solder resist are shifted in order to maintain the bonding between the layers.
따라서 이를 방지하기 위해서 패턴에 여유를 갖는 설계를 하여야만 하고, 결과적으로 고정밀도, 고밀도화에 나쁜 영향을 미치게 된다.Therefore, in order to prevent this, a design having a margin in the pattern must be performed, and as a result, it has a bad effect on high precision and high density.
이와같은 문제점을 해결하게 위해서 종래에는 다음과 같은 해결방법을 채용하여 왔다.In order to solve such a problem, the following solution has been conventionally adopted.
<종래기술 1><Prior Art 1>
프린트 배선기판이 늘어나거나 줄어드는 신축량을 별도의 공정에서 측정하여 그룹별로 구분하여 둔다. 사전에 치수가 서로 다른 여러종류의 포토마스크 중 매 그룹마다 최적의 포토마스크를 노광장치에 고정시키고, 프린트 배선기판을 그룹별로 노광장치에 투입하는 방법.The amount of expansion or contraction of printed wiring boards is measured in a separate process and divided into groups. A method of fixing an optimal photomask to an exposure apparatus for every group of several types of photomasks having different dimensions in advance and inserting a printed wiring board into the exposure apparatus for each group.
<종래기술 2><Prior Art 2>
노광장치에 분할셧터 기능을 설치하고, 전체 면적에 걸쳐 일괄적인 노광을 하지 않고, 여러개의 에러어(area)로 분할하여 노광함으로써 패턴의 위치 어긋남을 될 수 있는대로 적게 하는 방법.A method of reducing the positional deviation of a pattern by providing a split shutter function in an exposure apparatus and dividing the exposure with a plurality of error words without performing collective exposure over the entire area.
<종래기술 3><Prior Art 3>
투영 노광장치를 사용하는 방법으로, 렌즈를 상하로 이동시킴으로 마스크의 배율보정이 가능하기 때문에 프린트 배선 기판의 신축량에 따라 마스크의 배율 보정을 한 후 노광시키는 방법. In a method using a projection exposure apparatus, the magnification of the mask can be corrected by moving the lens up and down, so that the mask is corrected according to the amount of expansion and contraction of the printed wiring board and then exposed.
상기한 종래의 해결방법은 일본공개특허 특개 제2000-250227호에서 설명되고 있다.The conventional solution described above is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-250227.
그러나, 상기한 종래의 기술은 각각 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above conventional techniques have the following problems, respectively.
종래기술 1은 노광장치에 프린트 배선 기판을 투입하기 전에 먼저 신축량을 측정하고, 그룹별로 구분하여야 하는 작업상의 문제가 있다.Prior art 1 has a problem in the work to measure the amount of stretching before the input of the printed wiring board to the exposure apparatus, and to classify by group.
종래기술 2는 노광할 때 전체 면적을 일괄적으로 하지 않고, 여러번에 걸처 분할하여 노광시키기 때문에 노광에 소요되는 시간이 길어져 처리시간이 길어지는 결점이 있다.The prior art 2 does not collectively cover the entire area at the time of exposure, but divides and exposes the light several times, so that the time required for exposure becomes long and the processing time becomes long.
종래기술 3으로는 장치 단가도 고가이고, 밀착방식도 동등한 처리시간을 얻기 위해서는 여러대의 노광장치가 필요하게 되므로 장치도입 비용이 밀착방식의 약 10 배정도 더 들게 되는 결점이 있다.In the prior art 3, the unit cost is high and the adhesion method requires several exposure apparatuses in order to obtain an equivalent processing time, and thus the apparatus introduction cost is about 10 times higher than that of the adhesion method.
본 발명은 이와같은 상기의 종래기술의 문제점을 해결함을 그 목적으로 한다. The present invention aims to solve such problems of the prior art.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 프린트 배선 기판용 노광장치로서, 프린트 배선 기판의 신축에 대응하여 그려지는 서로 다른 크기의 피노광 패턴을 갖는 복수개의 포토마스크와, 노광 전의 프린트 배선 기판의 신축상태를 검지하는 검지수단과, 상기 검지수단에 의한 노광전 프린트 배선 기판의 신축상태로부터 여러개의 포토마스크중 가장 적합한 포토마스크를 선택하는 수단과, 이 노광부에 설치된 포토마스크를 사용하여 프린트 배선기판에 노광을 하게 되는 노광수단등을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. In order to achieve the above object, the present invention provides an exposure apparatus for a printed wiring board, comprising: a plurality of photomasks having exposed patterns of different sizes drawn corresponding to the stretching of the printed wiring board, and the stretching of the printed wiring board before exposure. A detection means for detecting a state, a means for selecting the most suitable photomask among a plurality of photomasks from the stretched state of the pre-exposure printed wiring board by the detection means, and a printed wiring board using a photomask provided in the exposure part. And exposure means for exposing the light.
상기한 구성에 있어서는 프린트 배선기판의 신축상태가 노광전에 검지되고, 이 신축상태에 적합한 포토마스크가 선택되어져 노광부에 설치되기 때문에 효율적이며 또 고정밀도와 고밀도의 노광을 할 수 있게 된다.In the above-described configuration, the stretched state of the printed wiring board is detected before exposure, and a photomask suitable for this stretched state is selected and installed in the exposure unit, so that the exposure can be performed efficiently and with high accuracy and high density.
상기한 복수개의 포토마스크를 연속된 필름상의 포토마스크로 하고, 이 필름형태의 포토마스크를 이동시켜 선택된 포토마스크를 노광부에 설치할 수 있도록 하는 구성이 가능하여, 이 구성에 의해 더욱 더 효율적인 노광을 할 수 있게 된다. The above-mentioned plurality of photomasks can be used as a continuous film-like photomask, and the photomask in the form of a film can be moved so that the selected photomask can be installed in the exposure unit. You can do it.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail according to drawing.
도 1에 있어서, 프린트 배선기판용 노광장치는 투입부(A)와 노광부(B)를 가지고 있다. 앞 공정에서 포토레지스트를 실시한 기판(50)은 투입부(A)를 거쳐 노광부(B)의 스테이지(4) 위에 올려놓여지고 여기서 노광을 받을 수 있게 된다. 스테이지(4)는 XYZ 및 θ 방향으로 이동이 가능하고, 올려 놓아둔 기판마크(51)와 포토마스크 필름(1)과의 위치 맞춤을 할 수 있도록 구성되어 있다. 1, the exposure apparatus for printed wiring boards has the injection | throwing-in part A and the exposure part B. As shown in FIG. The substrate 50 subjected to the photoresist in the previous step is placed on the stage 4 of the exposure part B via the injection part A, whereby the substrate 50 can be exposed. The stage 4 is movable in the XYZ and θ directions, and is configured to be able to align the placed substrate mark 51 with the photomask film 1.
투입부(A)에는 반송로울러(20)가 있고, 그 위를 이동하는 기판(50)은 2대 또는 4대의 CCD 카메라(2)에 의해 기판마크(51), (51)를 읽을수 있게 되어 있다. The conveyance roller 20 is provided in the input part A, and the board | substrate 50 which moves on it can read the board | substrate marks 51 and 51 by two or four CCD cameras 2. .
기판마크(51)는 미리 기판(50) 위의 정해진 위치에 설치되어 있고, 이 기판마크(51), (51)의 위치관계를 검출하여 기판(50)의 신축량을 산출할 수 있도록 되어 있다.The substrate mark 51 is provided at a predetermined position on the substrate 50 in advance, and the amount of expansion and contraction of the substrate 50 can be calculated by detecting the positional relationship between the substrate marks 51 and 51.
CCD 카메라(2)로 부터의 기판마크(51)의 화상(畵像)은 제어장치(3)에 보내어지고, 여기서 신축량을 계산할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 기판마크(51)는 포토마스크의 위치맞춤용 마크를 사용할 수 도 있다. The image of the substrate mark 51 from the CCD camera 2 is sent to the control apparatus 3, and it is comprised so that a stretch amount can be calculated here. In addition, the substrate mark 51 may use a alignment mark of the photomask.
포토마스크 필름(1)은 연속된 필름형태로 구성되어 있고, 포토마스크 로울러(10), (10)에 감겨져 있다. 그리하여 로울러(11), (11)에 의해서 스테이지(4) 위에 있는 기판(50) 위에 위치하도록 구성되어 있다. The photomask film 1 is comprised in the form of a continuous film, and wound around the photomask rollers 10 and 10. Thus, the rollers 11 and 11 are configured to be positioned on the substrate 50 on the stage 4.
포토마스크 필름(1)에는 여러개의 포토마스크(15)가 설치되어 있다. 즉 설계치 치수로 작성된 노광 패턴을 갖는 표준적인 포토마스크(15)와 이 표준 패턴에 대해서 미소한 치수가 서로 다른 크기의 패턴을 그린 포토마스크(15')등 여러개가 그려져 있다. 미소 치수법은 예를들면, 노광사이즈 500㎜에 대해 XY 방향 모두 10 미크론 정도의 일정한 비율로 패턴을 축소 및 확대한 것을 소정의 수 만큼 준비하여 두는 것이 바람직하다. 또 기판재료의 신축경향이나 그려진 패턴에 의해 XY 방향의 신축율이 일정하지 않는것을 미리 예견할 수 있는 경우에는 XY의 각각의 신축에 합친 사이즈의 포토마스크를 준비하는 것이 더 바람직하다. The photomask film 1 is provided with several photomasks 15. In other words, a number of standard photomasks 15 having an exposure pattern created with design value dimensions and photomasks 15 'drawn with patterns having different sizes with different dimensions are drawn. For example, it is preferable that the micro-dimension method prepares a predetermined number of reduced and enlarged patterns at a constant ratio of about 10 microns in the XY direction with respect to the exposure size 500 mm. In addition, when it is possible to predict in advance that the stretching ratio in the XY direction is not constant due to the stretching tendency of the substrate material or the drawn pattern, it is more preferable to prepare a photomask having a size corresponding to each stretching of the XY.
제어장치(3)는 포토마스크 로울러(10)를 구동제어하여 회전, 정지등의 제어를 하고, 소정 치수의 마스크 패턴을 갖는 포토마스크(15)를 기판(50) 위에 위치시킬 수 있도록 한다. The controller 3 drives the photomask roller 10 to drive and control rotation, stop, and the like, and allows the photomask 15 having a mask pattern having a predetermined dimension to be positioned on the substrate 50.
제어장치(3)는 위에 설명한 바와 같이 CCD 카메라(2)에서 기판마크(51)의 화상신호에 근거하여 신축량을 계산하고 이 계산 결과에 의해 포토마스크 필름(1) 가운데서 가장 적합한 치수의 노광패턴을 갖는 포토마스크(15)를 기판(50) 위에 위치시킬 수 있게 되어 있다.As described above, the control device 3 calculates the amount of expansion and contraction based on the image signal of the substrate mark 51 in the CCD camera 2 and, based on this calculation result, the exposure pattern having the most suitable dimension among the photomask films 1 is obtained. It is possible to position the photomask 15 having on the substrate 50.
기판(50)은 스테이지(4)에 놓여져 있고, 이 기판(50)에 가장 적합한 포토마스크(15)가 기판(50) 위에 위치하게 되면 기판마크(51) 및 포토마스크(15)에 미리 설치된 위치결정마크(도시 생략)는 각각 CCD 카메라(43)에 의해서 읽게 되고, 스테이지(4)를 XY 및 θ방향으로 이동시켜 기판(50)을 포토마스크(15)와의 위치결정을 할 수 있게 된다. The substrate 50 is placed on the stage 4, and when the photomask 15 best suited for the substrate 50 is positioned on the substrate 50, the substrate mark 51 and the photomask 15 are positioned in advance. The decision marks (not shown) are read by the CCD camera 43, respectively, and the stage 4 is moved in the XY and θ directions so that the substrate 50 can be positioned with the photomask 15.
그리하여 스테이지(4)를 Z 방향으로 상승시켜 도 2에서와 같이 유리판(40)과 유리판(40)의 주위를 둘러싸일수 있도록 네변에 있는 패킹(41)을 포토마스크 필름(1)과 함께 스테이지(4)에 밀착시킨다. 동시에 흡인공(42)으로부터 바큠화시킴으로서 포토마스크(15)와 기판(50)이 밀착되도록 하고, CCD 카메라(43)가 노광지역으로부터 물러난 후 광원(5)에서 자외선을 발광시켜 노광을 하게 한다.Thus, the stage 4 is raised together with the photomask film 1 and the packing 41 on four sides so that the stage 4 can be raised in the Z direction so as to surround the glass plate 40 and the circumference of the glass plate 40 as shown in FIG. 2. ). At the same time, the photomask 15 and the substrate 50 are brought into close contact with each other by changing from the suction hole 42, and after the CCD camera 43 withdraws from the exposure area, ultraviolet light is emitted from the light source 5 for exposure. .
노광 종료 후에는 기판(50)을 배출시킨다. 통상적으로 반전기에 의해서 기판을 반전시켜 뒷면의 노광을 하게 된다. 또 유리판(40) 대신에 아크릴 등의 자외선을 투과할 수 있는 플라스틱 제품도 사용할 수 있다. After the exposure ends, the substrate 50 is discharged. Typically, the substrate is inverted by an inverter to expose the backside. Instead of the glass plate 40, a plastic product capable of transmitting ultraviolet rays such as acrylic may also be used.
이상 설명한 실시형태로는 투입부(A)에 있어서, 기판(50)의 신축량이 산출되고, 이 신축량에 따라 포토마스크(15)가 노광에 쓰여지므로 효율적이며 고정밀도를 갖는 노광을 할 수 있게 된다. In the above-described embodiment, the amount of expansion and contraction of the substrate 50 is calculated in the injection portion A, and the photomask 15 is used for exposure according to the amount of expansion and contraction, so that the exposure can be performed efficiently and with high accuracy. .
본 발명의 프린트 배선 기판용 노광장치에 따르면, 사전에 신축량을 측정하고, 그룹별로 구분하여 여분의 수고와 시간을 소요케 하지 않고, 덕트타임은 종래의 밀착식 노광장치와 거의 같게 하고, 장치도입 비용면에 있어서도 거의 같은 가격으로 기판의 신축에 따르는 패턴의 미끄럼 방지를 최소로 억제하여 고(高)효율의 생산을 가능케 하고 고정밀도, 고밀도의 프린트 배선기판을 효율적으로 제조할 수 있게 된다.According to the exposure apparatus for a printed wiring board of the present invention, the amount of expansion is measured in advance, and the duct time is made almost the same as that of a conventional close-type exposure apparatus, without requiring extra labor and time by dividing into groups. In terms of the same price, the non-slip of the pattern due to the expansion and contraction of the substrate can be minimized to enable the production of high efficiency and to efficiently manufacture the high precision and high density printed wiring board.
도 1은 본 발명의 1 실시형태를 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing one embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 설명도이다. 2 is an explanatory diagram showing an operation of one embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 포토마스크 필름 2 : CCD 카메라 1 photomask film 2 CCD camera
3 : 제어장치 4 : 스테이지 3: controller 4: stage
5 : 광원 10 : 포토마스크 로울러 5: light source 10: photomask roller
15 : 포토마스크 20 : 반송 로울러 15 photomask 20 bounce roller
40 : 유리판 41 : 패킹 40: glass plate 41: packing
42 : 흡인공(흡(吸引孔) 43 : CCD 카메라 42: suction hole 43: CCD camera
50 : 기판 51 : 기판마크 50: substrate 51: substrate mark
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