KR101383893B1 - Method for forming patterns of substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (a) 베이스 소재에 도전성 물질층을 형성하는 단계와, (b) 상기 도전성 물질층의 상면에 감광성 레지스트 물질을 배치하여 레지스트층을 형성하는 단계와, (c) 상기 레지스트층을 소정의 패턴으로 노광시키는 단계와, (d) 상기 레지스트층의 부분 중 노광되지 않는 부분을 현상 공정으로 제거하는 단계와, (e) 상기 (d) 단계를 거친 레지스트층의 패턴을 노광시키는 단계와, (f) 상기 도전성 물질층의 상면 중 상기 레지스트층의 패턴이 형성되지 않는 부분에 도금층을 형성하는 단계와, (g) 상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 회로 기판의 패턴 형성 방법을 제공한다.The present invention includes the steps of (a) forming a conductive material layer on the base material, (b) disposing a photosensitive resist material on the upper surface of the conductive material layer to form a resist layer, and (c) the resist layer Exposing to a predetermined pattern, (d) removing an unexposed portion of the portion of the resist layer by a developing process, (e) exposing the pattern of the resist layer subjected to the step (d); and (f) forming a plating layer on a portion of the upper surface of the conductive material layer where the pattern of the resist layer is not formed, and (g) removing the resist layer. do.
회로 기판, 패턴 형성 방법 Circuit board, pattern formation method
Description
본 발명은 회로 기판의 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수회의 노광을 이용한 회로 기판의 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pattern forming method of a circuit board, and more particularly, to a pattern forming method of a circuit board using a plurality of exposures.
산업이 발전함에 따라, 각 산업 영역에서 회로 기판의 사용이 증가하고 있다. 특히, 최근에는 경성의 회로 기판 뿐만 아니라, 연성의 회로 기판의 수요가 급증하고 있다.As the industry develops, the use of circuit boards in each industry area is increasing. Particularly, in recent years, there has been a rapid increase in the demand for flexible circuit boards as well as rigid circuit boards.
회로 기판에는 전기가 흐를 수 있는 회로 패턴이 형성되어 있는데, 그 회로 패턴을 형성하기 위한 제조 방법들이 꾸준히 개발되어 왔다.A circuit pattern through which electricity can flow is formed on a circuit board, and manufacturing methods for forming the circuit pattern have been steadily developed.
특히, 미세한 회로 패턴을 형성하는 방법은 집적도가 높은 회로 기판을 제조하는데 필수적이며, 최근에는, 감광성 레지스트 물질을 사용하는 포토리소그래피(photorithography)의 기술이 미세 회로 패턴을 형성하기 위한 방법으로 많이 사용되고 있다.In particular, a method of forming a fine circuit pattern is essential for manufacturing a highly integrated circuit board, and recently, a technique of photorithography using a photosensitive resist material has been widely used as a method for forming a fine circuit pattern. .
일반적으로, 감광성 레지스트 물질을 사용하여 회로 패턴을 형성하는 방식은, 감광성 레지스트 물질을 베이스 소재에 도포하여 레지스트층을 형성하고, 소정의 레지스트 패턴으로 노광을 시킨 후, 노광시켜 경화된 레지스트 패턴을 제외한 나머지 레지스트 물질을 현상 공정으로 제거하는 과정이 포함된다. In general, a method of forming a circuit pattern using a photosensitive resist material is performed by applying the photosensitive resist material to a base material to form a resist layer, exposing the resist pattern to a predetermined resist pattern, and then exposing and curing the resist pattern. The remaining resist material is removed by a developing process.
그러나, 그러한 종래의 기술은, 감광성 레지스트층이 두껍게 형성되는 경우에, 노광 시 광량이 레지스트층의 하부에까지 충분히 전달되지 못하여 레지스트 패턴의 경화되는 정도가 불균일하게 되어 버리게 되는 문제점이 있었다. 그러한 문제점으로 인하여, 형성된 레지스트 패턴의 부분 중 충분히 경화되지 않는 부분이 존재하게 됨으로써, 차후의 제조 과정 중에 레지스트층이 버티지 못하고 무너지는 경우가 있게 되는데, 그 경우 회로 패턴의 형성에 있어 불량률을 높이게 된다.However, such a conventional technique has a problem in that when the photosensitive resist layer is formed thick, the amount of light during exposure is not sufficiently transmitted to the lower portion of the resist layer, resulting in unevenness of the resist pattern. Due to such a problem, there is a portion of the formed resist pattern that is not sufficiently cured, and thus the resist layer may not stand and collapse during the subsequent manufacturing process, in which case the failure rate is increased in the formation of the circuit pattern. .
따라서, 레지스트층이 두껍게 형성되는 경우에도 노광이 효과적으로 이루어져, 제조 공정 중에 레지스트층의 형상을 안정적으로 유지시킬 수 있는 새로운 기술의 개발이 필요한 실정이다. Therefore, even when the resist layer is formed thick, exposure is effectively performed, and a situation is required to develop a new technology capable of stably maintaining the shape of the resist layer during the manufacturing process.
본 발명은, 복수회의 노광을 이용한 회로 기판의 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다. This invention makes it a main subject to provide the pattern formation method of the circuit board which used multiple times of exposure.
본 발명은, (a) 베이스 소재에 도전성 물질층을 형성하는 단계;와, (b) 상기 도전성 물질층의 상면에 감광성 레지스트 물질을 배치하여 레지스트층을 형성하는 단계;와, (c) 상기 레지스트층을 소정의 패턴으로 노광시키는 단계;와, (d) 상기 레지스트층의 부분 중 노광되지 않는 부분을 현상 공정으로 제거하는 단계;와, (e) 상기 (d) 단계를 거친 레지스트층의 패턴을 노광시키는 단계;와, (f) 상기 도전성 물질층의 상면 중 상기 레지스트층의 패턴이 형성되지 않는 부분에 도금층을 형성하는 단계;와, (g) 상기 레지스트층을 제거하는 단계;를 포함하는 회로 기판의 패턴 형성 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of: (a) forming a conductive material layer on the base material; (b) forming a resist layer by placing a photosensitive resist material on the upper surface of the conductive material layer; and (c) the resist Exposing the layer in a predetermined pattern; and (d) removing an unexposed portion of the portion of the resist layer by a developing process; and (e) removing the pattern of the resist layer subjected to the step (d). Exposing; and (f) forming a plating layer on a portion of the top surface of the conductive material layer where the pattern of the resist layer is not formed; and (g) removing the resist layer; Provided is a method of forming a pattern of a substrate.
여기서, 상기 베이스 소재는 폴리 이미드 소재를 포함할 수 있다.Here, the base material may include a polyimide material.
여기서, 상기 도전성 물질층은 구리를 포함할 수 있다.Here, the conductive material layer may include copper.
여기서, 상기 감광성 레지스트 물질은 DFR(Dry Film Photoresist)일 수 있다.The photosensitive resist material may be a dry film photoresist (DFR).
여기서, 상기 (c) 단계에서, 패턴 형성된 마스크를 사용하여 상기 레지스트층을 소정의 패턴으로 노광시킬 수 있다.Here, in step (c), the resist layer may be exposed to a predetermined pattern using a patterned mask.
여기서, 상기 (c) 단계에서, 노광은 자외선을 조사하여 수행할 수 있다.Here, in step (c), the exposure may be performed by irradiation with ultraviolet light.
여기서, 상기 (d) 단계의 현상 공정은, 상기 레지스트층에 현상액을 분무하여, 상기 레지스트층의 부분 중 노광되지 않은 부분을 제거하는 단계;와, 상기 현상액을 제거하는 수세단계;와, 상기 수세단계를 거친 레지스트층을 건조하는 건조단계;를 포함할 수 있다.The developing process of step (d) may include spraying a developer onto the resist layer to remove an unexposed portion of the resist layer; and washing with water to remove the developer; and washing with water It may include a; drying step of drying the resist layer passed through the step.
여기서, 상기 (e) 단계에서, 노광은 자외선을 조사하여 수행할 수 있다.Here, in step (e), the exposure may be performed by irradiation with ultraviolet light.
여기서, 상기 (g) 단계 후에, 상기 도전성 물질층의 부분 중 적어도 일부를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, after step (g), the method may further include removing at least a part of the portion of the conductive material layer.
본 발명에 따른 회로 기판의 패턴 형성 방법에 의하면, 안정적인 회로 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.According to the pattern formation method of the circuit board which concerns on this invention, there exists an effect which can form a stable circuit pattern.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 패턴이 형성된 회로 기판의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a circuit board on which a circuit pattern according to an embodiment of the present invention is formed.
도 1에 도시된 바와 같이, 회로 기판(100)은 연성의 회로 기판이며, 베이스 소재(110), 도전성 물질층(120), 도금층(130)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the
베이스 소재(110)로는 폴리이미드(polyimide) 필름이 사용되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 베이스 소재로는 기타 다른 소재가 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 실시예와 같은 연성 회로 기판인 경우에는 폴리 에스 테르 필름 등이 사용될 수 있고, 경성 회로 기판인 경우에는 전기 절연성인 여러 종류의 플라스틱 수지가 사용될 수 있다. As the
도전성 물질층(120)은 베이스 소재(110) 상에 배치되는데, 도전성 물질층(120)은 구리(Cu)를 포함하여 구성된다. The
도전성 물질층(120) 위에는 구리 소재의 도금층(130)이 형성되는데, 도금층(130)은 회로 패턴의 기능을 수행한다. A
도금층(130)은 도전성 물질층(120)을 시드(seed)로 하여 도금액에 담가 전기 도금을 수행함으로써 형성된다. The
본 실시예에서는 도전성 물질층(120) 및 도금층(130)을 구리 소재로 형성하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 본 발명에 따르면, 도전성 물질층 및 도금층은 구리 이외의 도전성이 좋은 다른 소재로 형성되어도 된다.In the present embodiment, the
이하, 도 2 내지 도 13을 참조하여, 본 실시예에 관한 회로 기판의 패턴 형성 방법에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, a pattern forming method of a circuit board according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 13.
도 2 내지 도 12는 본 실시예에 관한 회로 기판의 패턴 형성 방법의 각 단계를 도시한 도면들이고, 도 13은 본 실시예에 관한 회로 기판의 패턴 형성 방법을 도시한 흐름도이다.2 to 12 are diagrams showing the respective steps of the circuit board pattern forming method according to the present embodiment, and FIG. 13 is a flowchart showing the circuit board pattern forming method according to the present embodiment.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 제조자는 폴리이미드 필름으로 이루어진 베이스 소재(110)를 준비한다(S1 단계). First, as shown in Figure 2, the manufacturer prepares a
그 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 제조자는 베이스 소재(110)의 상면에 도전성 물질층(120)을 소정의 두께로 형성한다(S2 단계). 도전성 물질층(120)은 금속 의 소재로 이루어지는데, 여기서는 구리(Cu)가 사용된다.3, the manufacturer forms the
그 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 제조자는 도전성 물질층(120)의 상면에 감광성 레지스트 물질을 배치하여, 초기 레지스트층(140a)을 형성한다(S3 단계). 여기서, 감광성 레지스트 물질로서 DFR(Dry Film Photoresist)이 사용된다. Next, as shown in FIG. 4, the manufacturer arranges the photosensitive resist material on the upper surface of the
본 실시예에서는 감광성 레지스트 물질로서 DFR 필름이 사용되나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 감광성 레지스트 물질로서 다른 종류의 필름이 사용될 수 있다. 또한, 감광성 레지스트 물질로서, 액상 감광 레지스트 물질이 사용될 수 있는데, 그 경우에는 더 얇은 레지스트층을 구현할 수 있게 된다. In this embodiment, a DFR film is used as the photosensitive resist material, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, another kind of film can be used as the photosensitive resist material. In addition, as the photosensitive resist material, a liquid photosensitive resist material can be used, in which case a thinner resist layer can be realized.
그 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 초기 레지스트층(140a)에 마스크(150)를 올려놓고, 자외선(파장대 300~400 nm)을 조사하여 초기 레지스트층(140a)을 노광시킨다(S4 단계). 이 때, 마스크(150)는 소정의 패턴을 가지고 있으므로, 초기 레지스트층(140a)은 소정의 패턴으로 노광되고, 1차 노광된 부분들(140b)은 소정의 경도로 경화되게 된다.Next, as shown in FIG. 5, the
S4 단계를 거침으로써, 1차 노광된 레지스트층(140b)의 경도를 도시한 도면이 도 6이다. 6 shows the hardness of the first exposed
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, A부분은 레지스트층(140b)의 상부에 위치한 부분이고, B부분은 레지스트층(140b)의 중간부에 위치한 부분이고, C부분은 레지스트층(140b)의 하부에 위치한 부분이다. 여기서, 조사되는 자외선은 A부분에 침투하여, B부분을 경유하여 C부분까지 도달되게 된다. That is, as shown in FIG. 6, part A is a portion located on top of the
A부분은 조사되는 자외선의 광원과 가까이 있으므로, 자외선의 흡수량이 많기 때문에 경화도가 제일 높다. C부분은 조사되는 광원과 가장 많이 떨어져 있으나, 도전성 물질층(120)에서 반사되어 나오는 빛으로 인하여 A부분의 경화도와 B부분의 경화도의 중간 정도의 경화도를 가지게 된다. B부분은 자외선의 투과도가 상대적으로 작으므로, 제일 작은 경화도를 가지게 된다. Since the part A is close to the light source of the ultraviolet light to be irradiated, the degree of curing is highest because of the large amount of ultraviolet light absorption. The portion C is far from the irradiated light source, but due to the light reflected from the
그 다음, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 레지스트층(140a)의 부분 중 1차 노광된 레지스트층(140b)을 제외한 나머지 부분을 현상 공정으로 제거함으로써, 1차 노광된 레지스트층(140b)의 패턴을 형성한다(S5 단계). Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the remaining exposed portions of the
즉, 도 7은, 분무기(160)로 현상액을 분무하여, 1차 노광된 레지스트층(140b)을 제외한 나머지 레지스트층의 부분을 제거하는 모습을 도시한 도면이고, 도 8은 분무한 잔류 현상액을 제거하고, 레지스트층(140b)의 패턴의 건조를 수행한 후의 모습을 도시한 도면이다. That is, FIG. 7 is a view showing the removal of portions of the resist layer except for the first exposed
그 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 1차 노광된 레지스트층(140b)의 패턴에 다시 한번 자외선(파장대 300~400 nm)을 조사하여, 1차 노광된 레지스트층(140b)의 패턴을 다시 노광시킨다(S6 단계). 이 때의 노광은, 마스크(150)를 사용하지 않는 데다가 초기 레지스트층(140a)의 부분 중 노광되지 않은 부분을 제거한 상태에서의 노광이므로, 레지스트층(140b)의 패턴의 하단부까지 고루 자외선이 조사되게 되어 2차 노광된 레지스트층(140c)은 전체 높이에 걸쳐 경화도가 비슷하게 된다.Next, as shown in FIG. 9, the pattern of the first exposed
도 10은, S6 단계를 거쳐, 제2차 노광된 레지스트층(140c)의 경도를 도시한 도면이다. 일반적으로, 레지스트층은, 자외선의 조사량이 증가할수록 더 경화되나 일정 수준 이상으로 경화도가 높아지지는 않는 특성을 가지기 때문에, 2차 노광된 레지스트층(140c)의 경우에는, A부분, B부분, C부분의 경화도가 거의 동일하게 된다. 그렇게 되면, 레지스트층(140c)의 패턴이 충분한 경도 및 강도를 가지게 되어, 추후의 도금 공정 시 레지스트층(140c)이 무너지거나 손상받지 않게 된다. 즉, 안정적으로 도금층(130)을 형성할 수 있어, 안정적인 회로 패턴을 구현할 수 있게 된다. FIG. 10 is a view showing the hardness of the second exposed
본 실시예에 따르면, 레지스트층에 적용되는 노광이 전체 공정에 걸쳐 2회로 행해지나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면, 레지스트층이 적절한 경도와 강도를 가질 정도의 노광을 수행하기만 하면 되고, 그 구체적인 노광의 횟수에는 제한이 없다. According to the present embodiment, the exposure applied to the resist layer is performed twice over the entire process, but the present invention is not limited thereto. That is, according to the present invention, the resist layer only needs to be subjected to exposure to the extent of having appropriate hardness and strength, and there is no limitation on the number of specific exposures.
그 다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 레지스트층(140c)의 패턴이 형성된 베이스 소재(110)를 도금액에 담근 뒤, 도금을 수행함으로써, 레지스트층(140c)의 패턴들 사이에 구리 소재의 도금층(130)이 형성되도록 한다(S7 단계). 그러한 도금층(130)은, 도금 공정을 거치면서 구리(Cu)가 도전성 물질층(120)에 부착되어 형성되는데, 도금 공정은 일반적인 전기 화학적 도금 방식이 사용될 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 11, the plating material of the copper material is interposed between the patterns of the resist
그 다음, 도 12에 도시된 바와 같이, 남아있는 레지스트층(140c)의 패턴을 박리하여 제거한다(S8 단계). 여기서, 레지스트층(140c)의 패턴을 제거하기 위해 박리액을 사용하는데, 시중에 판매되는 드라이 필름용 박리액이 사용될 수 있다.Next, as shown in FIG. 12, the pattern of the remaining resist
그 다음, 레지스트층(140c)의 패턴의 하부에 있다가 레지스트층(140c)의 패턴이 제거되면서 노출된 도전성 물질층(120)의 적어도 일부를 에칭의 방식으로 제 거한다(S9 단계). 그렇게 되면, 도 1에 도시된 회로 패턴을 구비한 회로 기판이 최종적으로 완성되게 된다. Subsequently, at least a portion of the exposed
이상과 같이, 본 실시예에 따른 회로 기판의 패턴 형성 방법에 의하면, 1차 노광 후 현상 공정이 종료된 레지스트층(140b)의 패턴에 노광을 한번 더 수행하여 경도 및 강도가 증대된 레지스트층(140c)을 형성할 수 있게 된다. 그렇게 되면, 추후 공정에서, 도금층(130)을 안정적으로 형성할 수 있어, 미세 회로 패턴을 안정적이고도 용이하게 형성할 수 있는 장점이 있게 된다. As described above, according to the method for forming a pattern of the circuit board according to the present embodiment, a resist layer having increased hardness and strength by performing exposure once more on the pattern of the resist
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 회로 패턴이 형성된 회로 기판의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a circuit board on which a circuit pattern according to an embodiment of the present invention is formed.
도 2 내지 도 12는 본 실시예에 관한 회로 기판의 패턴 형성 방법의 각 단계를 도시한 도면들이다.2 to 12 are diagrams showing each step of the pattern formation method of the circuit board according to the present embodiment.
도 13은 본 실시예에 관한 회로 기판의 패턴 형성 방법을 도시한 흐름도이다.13 is a flowchart showing a pattern forming method of the circuit board according to the present embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 회로 기판 110: 베이스 소재100: circuit board 110: base material
120: 도전성 물질층 130: 도금층120: conductive material layer 130: plating layer
140: 레지스트층 150: 마스크140: resist layer 150: mask
160: 분무기160: atomizer
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