KR960007619B1 - 레지스트의 패턴을 형성하는 방법 - Google Patents

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Description

레지스트의 패턴을 형성하는 방법

제1a도 내지 제1g도는 식각 패턴 삭제 기술을 사용하여 CAD로부터 직접 포토레지스트의 패턴을 형성하기 위한 일련의 단계를 거치는 PWB의 횡단면도를 개략적으로 도시한 것이다.

제2도는 복합체로서 기판에 부착하기 전에 레지스트 및 포토그래픽 필름을 함께 사전적층하기 위한 시스템의 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

제3도는 포토그래픽 필름을 레지스트 코팅된 기판에 도포하기 위한 시스템의 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

제4a도 내지 제4f도는 본 발명에 따른 일련의 단계에 따라 패턴 형성된 영구 건조 필름의 도포 작업을 거치는 인쇄 배선반의 횡단면도를 개략적으포 도시한 것이다.

제5a도 내지 제5f도는 표준 패턴 도금 공정을 사용하는 본 발명에 따른 패턴형성 실시예의 횡단면도를 개략적으로 도시한 것이다.

제6a도 및 제6b도는 본 발명에 따른 정8각형 반점 가로줄 주사 포토플로터를 개략적으로 도시한 도면이다.

제7a도 및 제7b도는 본 발명에 따른 비등변 8각형 반점 가로줄 주사 포토플로터를 개략적으로 도시한 도면이다.

제8도는 카바 시이트를 가진 PWB의 횡단면도를 개략척으로 도시한 것이다.

제9a도 및 제9b도는 레지스트 노출 전후의 에멀션 코팅된 카바 시이트를 가진 PWB를 도시한 도면이다.

제10도는 에멀션/릴리이스 페이죄 복합체의 한 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 도시한 것이다.

제11도는 제10도의 복합체를 사용하여 에멀션 층을 레지스트 코팅된 기관의 카바 시이트에 직접 부착하기 위한 시스템의 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

제12도는 에멀션/릴리이스 페이퍼 복합체의 다른 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.

제13도는 제12도의 복합체를 사용하여 에멀션 층을 레지스트 코팅된 기판의 카바 시이트에 직접 부착하기 위한 시스템의 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

제14도는 에멀션/릴리이스 페이퍼 복합체의 또 다른 실시예에 대한 횡단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.

제15도는 제14도의 복합체를 사용하여 에멀션 층을 레지스트 코팅된 기관의 카바 시이트에 직접 부착하기 위한 시스템의 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.

제16도는 레지스트 층에 직접 부착가능하게 도포되는 릴리이스 가능한 에멀션 층을 가진 PWB의 횡단면도를 개략적으로 도시한 것이다.

제17a도 내지 제17d도는 레지스트/에멀션/릴리이스 페이퍼 복합체 제조에 있어서 각각의 단계를 횡단면도로 개략적으로 도시한 도면이며, 제17e도 및 제17f도는 제17d도의 단계에 대한 변형예를 도시한 도면이다.

관련 출원에 대한 고찰

본 출원은 동일한 발명자에 의하여 1955년 6월 10일자로 출원되어 본 출원의 양수인에게 양도된 인쇄 배선반용 레지스트의 패턴을 형성하는 방법(Method of Patterning Resist for Rrinted Wiring Board)이라는 명칭의 미합중국 특허 출원 제 742,742호(1987년 5월 19일자로 미합중국 특허 제 4,666,818호로 허여됨)의 일부계속 출원이다.

발명의 배경

본 발명은 전반적인 전기 소자용 인쇄 배선반의 제조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 말하면 인쇄 배선반의 광학 처리 기법에 관한 것이다.

전기 회로 소자의 집적화 및 소형화 기술의 꾸준한 개발은 지난 20년 동안에 걸친 인쇄 배선반 기술의 한계에 대한 끊임없는 도전을 거듭하고 있타. 인쇄 회로 기판, 다시 말해서 인쇄 배선반(PWB)은 몇가지 중요한 기능을 하는데, 첫째로 통상의 평평한 카트형 기판의 표면상에 특수 포장된 집적 회로 및 레지스터 등과 같은 전기 소자를 취부하거나 지지시킨다. 따라서 PWB는 전기 소자의 지지체 역할을 한다 둘째로, 기판의 표면상에서 화학적으로 에칭되거나 도금된 도체 패턴을 사용할 경우 PWB는 소자들간에 소정의 전기접속부를 형성한다. 아울러, PWB는 열 싱크로서 작용하는 금속 영역을 포함할 수 있다.

도체 패턴은 통상 구리 박편을 가진 에폭시 유리 기판을 포토에칭함으로써 헝성된다. 포토레지스트 층은 구리 박편에 도포되고, 마스크 아트워크(artwork)로 언급되는 경우도 있음)를 통해 사출된 자외선(UV)광에의 노출에 의해 패턴이 형성된다. 포토레지스트상에 노출된 영역은 중합화된다. 이와 같이 중합화되어 경화된 잔류하는 포토레지스트에 대한 보호장벽 하부에 소정의 전도 패턴인 구리 영역을 헝성하는 화학용액에 의해 비중합화된 영역이 제거된다. 이어서, 노출된 구리가 에칭되고 잔류하는 포토레이스트를 화학적으로 제거하면, 전도 패턴이 형성된다. 대안으로서, 전도 패턴의 무전해 도금을 위한 채널을 형성하도륵 포토레지스트의 패턴을 형성할 수 있다. 물론 레지스터층의 광패턴 형성이 필요하다는 것을 제외하고는, 이러한 절차에 대한 여러 가지 변형이 가능하다.

칩적 회로의 사용이 증가함에 바라, 입출력(I/O)에 대한 고밀도의 접속단자는 기판의 다른 한 측면상에서 전도 패턴을 사용하여 부가적인 상호 접속부를 만든 양면 PWB를 필요로 하고 있다.

그리고 회로의 집적도가 증가됨에 따라, 표면 저부 기술(surface mount technology, SMT)은 전자 회로의 고밀도화를 촉진하고 있다. 또, 표면 취부 장치(SMD)는 PWB의 표면에 직접 직용되고, 증기상 기법,

적외선 기법(IR) 또는 다른 기법을 사용하여 납땜된다. 상기 SMT는 조립 비용을 약 50% 감소시키며, 소자 밀도를 40%이상 증대시키고, 또한 신뢰성을 현저히 향상시키므로써 전자 제조 산업 분야에 대변혁을 가져 왔다. SMD상의 단자 배열은 통상의 소자보다 높은 밀도 또는 더욱 세밀한 피치를 가진다. 각각의 단자는 여전히 기관상의 각각의 도체에 전기적으로 적절히 접속되기 때문에, SMD기술의 맞춰찍기를 위해서는 PWB도체 라인들에 대한 고 분해능이 필요하다. 실제로, SMD회로는 고밀도화되므로 양면 기관은 필요한 모든 전기 접속을 충당할 수 없다. 따라서, 다층 PWB 기술에 관심이 집중되며, 몇가지 다른 기술인 개발되고 있다. 도체 패턴의 스택 또는 층을 사용하는 기법은 층간 맞춰찍기외에도 라인의 폭을 정늑하게 하고 주어진 층내의 도체 패턴의 간격을 만들 필요가 있다 4층 이상의 층 깊이에 걸쳐 맞춰찍기된 3 내지 5mil정도의 매우 세밀한 라인을 제조하기는 매우 곤란하다.

새로운 SMT기술에 의해 제공되는 장점으로서 가장 완전한 장점을 취하기 위해서는 기판 및 배선반의 제조시에 새로분 조립 방법이 개발되어야 한다. 과거에는 PWB제작시의 문제점중 하나가 포토레지스트 층의 패턴을 형성하기 위해 아트워크 마스터를 사용해야 한다는 점이다. 사진석판 필름이나 유리판을 사용하게 되면 안정성, 맞춰찍기, 운송 및 저장에 있어서의 본질적인 어려움에 당면하게 된다.

기판 제작 공정으로부터 아트워크 마스크를 제거하는 것이 오랫동안 산업상의 목표가 되어 왔으며, 이로써 고속 자외선(UV) 레이져 플로터 (plotter)의 개발이 촉진되었다. 현재, 이와 관련하여 몇가지 기계를 사용할 수 있는데, 이들은 모두 매우 값이 비싸며 초기 개발 단계를 벗어나지 못하고 있다. 이 기계들은 UV감광 레지스트의 패턴을 아트워크없이 직접 형성한다. 전도 패턴은 모든 경로의 좌표 및 치수를 디지탈화하여 UV레이저의 X-Y플로터에 대한 제어 신호로 변환시키는 컴퓨터 지원 설계(CAD)시스템을 이용하여 설계된다. 이들 시스템은 매우 고가일 뿐만 아니라 세밀한 라인의 고밀도 작업시에 중요한 몇가지 한계가 있다. 이들중 주요한 것은 UV감광 레지스트가 고도의 노출 에너지를 필요로 하는지 저 대조(low contrast)물질이라는 점이다. 그결과, 라인 에지 분해능이 제한된다. 빠른 플롯 속도를 얻기 위해서는 이들 시스템은 모두 가로줄(raster)주사 방식으로 작동한다. 이러한 가로줄 주사는 플로팅 각도 라인에서 매우 뚜렷한 상당한 에지(edge)불규칙성을 초래한다. 정확도 및 최소 라인 폭의 제한이 가로줄 플로팅 시스템의 특성이다. 통응되는 시스템의 다른 문제점은 레이저원의 짧은 수명이다. 광 처리 가능한 층의 CAD UV플로팅으로 말미암은 추가의 문제점은 중합화 이전에 감사 단계를 실시할 수 없다는 점이다. 만일 플로팅에서 에러가 발생되면, 그 에러는 불가피하게 UV감광층에 존재하게 된다. 레지스트의 경우에는, 전체 레지스트 층을 제거하여 습기없이 기판을 수초 동안 세정 및 소성한 후에 착수하므로써 에러를 방지할 수 있다. UV플로팅된 납땜 마스크의 경우에는 패턴의 홈결이 있을 경우 전체 패널을 폐기해야 한다.

발명의 개요

따라서, 본 발명의 전반적인 목적은 기관 제작 공정시에 취급되어야 하는 별도의 아트워코 마스터를 제거함과 동시에 직접적인 UV플로터의 에지 분해능의 문제점을 방지하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 본질적으로 신뢰성이 큰 장비를 사용하여 보다 저렴한 비용과 보다 높은 속도하에 층간 부정합을 최소화하는 극히 세밀한 라인 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적 및 다른 목적들은 CAD레이아웃으로부터 직접 구동되는 극히 간단한 기판/배선반 제작 수단을 제공하는 시스템에 의해 달성된다. 그 방법은 레지스트 또는 영구 절연 물질과 같은 광처리 가능한 층으로 피복된 기관상에 직접 적층된 매우 얇은 고 대조 감광 필름을 사용한다. 대안으로서, 광 처리가능한 층 및 필름은 초기에 동시 적층되어 복합체로서 기관에 도포된다. 형성된 구조물은 하부 레지스트 층에서 중합화에 유의의 영향을 미치지 않을 수 있는 통상의 저 에너지 백색광 플로터를 사용하여 CAD로 부터 기관상에 노출될 수 있다. 노출후에는 통상의 필름 현상 화학 기법 또는 사용된 필름 유형에 적합한 다른 방법을 사용하여 필름층을 현상한다. 현상 작업은 하부 레지스트를 방해하지 않는다. 이에 따라 생성된 고 대조 괼름상은 하부 레지스트의 균일한 UV조사 노출을 위한 동일계상의 마스크를 형성한다. UV노출 이후, 필름은 기관으로부터 박리하므로써 제거되는 것이 바람직하다. 기관의 추가의 처리는 통상의 수단에 의해 수행될 수 있다. 그 공정은 별도의 아트워크 마스크를 조작하므로써 유발된 맞춰찍기 에러가 없이 여러층에 대해 반복될 수 있다. 그 시스템은 또한 가로줄 주사 플로터를 사용할 수 있다. 한 실시예에 있어서, 8각형 반점은 직선 에지 라인을 주사 방향에 대해 45° 또는 90°로 만든다. 상기 필름은 고 대조를 나타내기 때문에, 저 강도 광은 하부 레지스트의 직접 UV패턴 형성과 달리 극히 미세한 분해능을 생성하는 노출에 적합하다. 따라서, 본 발명의 방법은 기판상에 직접 패턴 형태를 갖는 CAD구동 플로터의 장점을 겸비하지만, 고 대조, 저 에너지, 백색광 플로팅을 사용함으로써 보다 첨예한 패턴을 형성한다. 또한, 현상된 필름위의 가시상은 UV노출 이전에 완벽하게 검사할 수 있으며, 필요하다면 수정에도 사용할 수 있다. 그 상이 허용불가능할 경우. 상기 필름은 박리 제거될 수 있다. 그 시스템은 또한 레지스트에 대한 것과 동일한 방식으로 납땜 마스크나 영구 건조 필름 절연층의 패턴을 형성하는데 사용된다.

저 에너지 노출 레벨에서 고 감마(*) 및 고 대조 특성을 갖는 에멀션 층을 형성함에 있어서 본 발명에 의하면 동일계상의 마스크가 이상적으로 부착된다. 상기 에멀션 층은 미경화된 레지스트상의 보호 카바 시이트에 직접 결합되거나, 또는 박리가능한 접착성 에멀션 층은 상기 레지스트에 직접 부착될 수 있다. 어느 경우에도, 에멀션 층은 레지스트에의 부착을 용이하게 하는 릴리이스 페이퍼에 의해 지지된다. 양면 릴리이스 페이퍼를 사용하면 에멀션 복합체를 로울상에 권취할 수 있다. 대안으로서, 에멀션 층은 두 장의 릴리이스 페이퍼 시이트 사이에 개재할 수 있는데, 그중 하나는 레지스트에 도포되기전에 에멀션 층을 노출시키도록 박리 제거된다. 에멀션 층을 덮는 상부 릴리이스 페이퍼는 광 플로팅을 실시하기 전에 제거된다. 레지스트상의 카바 시이트를 사용할 경우에는, UV 노줄 이후, 카바 시이트 및 에멀션 층을 레지스트로부터 함께 박리한다. 레지스트 및 에멀션 층은, 바람직하게는 그들 사이에 샌드위치진 카바 시이트를 가진 복합 적충체로서 일체로 형성될 수 있다. 릴리이스 페이퍼는 기판상의 금속층에 쉽게 부착될 수 있도록 하기 위해 레지스트/에멀션 복합체에 부가될 수 있다.

제1a도에 도시한 바와 같이, PWB의 층에 대한 도체 패턴의 설계는 CAD(10)에 의해 제공된다. 이PWB는 통상 최대 18×24인치의 크기로 될 수 있다. 패턴의 횡좌표는 예컨대 Gerber Model 35형의 X-Y플로터 (12)에 대한 제어 입력으로서 호환성 디지탈 형태로 디지탈화되어 전송된다. 이러한 유형의 플로터는 아트워크 마스터를 제공하는데 통용되며, 그 플로터는 상기 필름에 고정되는 이동 테이블(도시생략)을 갖는다. 이 테이볼은 별도의 x 및 y 스테퍼 모터와 스크류 구동 수단에 의해 x 및 y축에서 동시에 병진 작동을 할 수 있다. 플로팅 혜드는 선택가능한 다수의 개구를 지닌 백색광원(14) 및 불필요한 UV성분을 제거하기 위한 황색 필터(16)으로 이루어진다. 상기 플로터는 암실에서 세크업되며, 필름쪽으로 이동하는 광 비임(18)은 라인 패턴을, 대개는 필름상의 폭을 변화시키므로써 기록한다.

제1a도에 도시한 바와 같이 기판(20), 예컨대 에폭시 유리 섬유 시이트는 금속의 균일한 층, 예를 들면 구리층(22)를 이동시킨다. 이 구리층(22)상에는 UV감광성 포토레지스트 층(24)가 중첩된다. 이 포토레지스트(24)위에는 스트립 베이스 포토그래픽 필름의 얇은 시이트가 겹쳐진다. 필름(26)은 0.25 내지 0.5밀 두께가 바람직하다.

제1a도의 복합체 구조물(30)은 몇가지 방법으로 제조될 수 있다. 제2도에 도시된 바와 같이 레지스터(24) 및 필름(26)은 (32)에서 고온 압연에 의해 적충되어 2겹으로된 복합 플라이 시스트(34)를 형성하고, 이어서 (36)에서 코팅되지 않은 기판(38)상으로 로울 적층될 수 있다. 대안으로서, 제3도에 도시된 바와같이 포토그래픽 필름(26)은 레지스트 코팅된 기판에 직접 로울 적충될 수 있다.

어느 경우에도, 플로퍼(12)의 이동 테이블(도시생략)상에 최종 구조물(30)이 장착되고, 상기 필름(26)은 비임(18)에 의해 노출된다.

일단 노출되면, 상기 필름(26)은 통상의 포토그래픽 현상 기법을 사용하여, 예컨대 암실에서 현상조내에 필요한 순서대로 전체 구조물(30)을 침지시키므로써 현상된다(제1b도). 상(42)는 박막 필름(26)의 상부 에멀션 층에서 현상된다.

필름(26)은 스트립 베이스 실버 필름일 수 있다. 양각 또는 음각 작업 형태의 적절한 필름을 3M컴패니로 부터 입수할 수 있다 필름의 화학적 현상은 사용되는 특정의 하층 레지스트, 바람직하게는 반 수성 또는 용매형 레지스트의 보전상에 영향을 미치지 않는다.

본 발명에 사용하기에 바람직한 필름은 드라이 실버 결상 필름이다. 3M 컴패니로부터 입수할 수 있는 이러한 유형의 필름은 백색 광에 대해 감광성이 있으며 비교적 고 대조 특성을 갖지만, 상의 현상을 위한 화학 약품의 불필요하다.

이러한 상은 짧은 기간 동안 고온에서, 또는 보다 긴 시간 공안 비교적 완만한 온도에서 상기 필름을 가열하므로써 현상된다. 이러한 특성 때문에, 드라이 실버 필름은 매우 적당히 상승된 은도에서도 일정한 기간 이후에는 흐려짐에 따라 연등한 기록 특성을 가진다. 본 발명의 경우, 이러한 유형의 필름이 이상적일 수 있는데 그 이유는 기판, 예를 들면 레지스트 또는 솔더 마스크와 접촉하여 에멀션층 아래로 도포될 수 있기 때문이다. 상기 에멀션 층을 광 처리 기능한 층에 직접 대향시키므로써 동일계상의 마스크 특성들이 증대될 수 있는데, 마스크를 통과한 후에 UV가 에멀션 층을 지지하는 필름 기판 재료를 통하여 통과하지 않기 때문이다. 다시 말해서, UV는 그 UV감광층에 도입되기 직전에 에멀션 층내의 필름 상에 의하여 차폐된다. 이러한 공정에서 드라이실버 필름의 단점은 통상의 화학 약품에 의해 현상되는 스트립 베이스 필름보다 낮은 대조 특성을 나타낸다는 점이다. 아울러, 현상되 드라이 실버 필름은 UV노출전에 기판상에서 검사할 수 있지만 쉽게 수정될 수는 없다.

상기(42)가 필름(26)내에 고정된 후에 복합체 구조물(30)이 제1c도에 도시된 바와 같이 UV조사 램프(44)에 노출된다. 필름(26)의 상에서 어두운 영역(42)는 자외선 광을 흡수하여 하부 레지스트를 차폐한다.

그러나. 필름(26)의 투명한 영역에서는 자외선 광이 레지스트층(24)를 통과하여 하층 부분(46)을 중합시킨다. 실제로, 플래쉬 램프로부터 더욱 균일한 중합화를 달성하기 위해 단시간 사출되는 UV에너지를 사용하는 것이 바람직한 것으로 생각되다.

기판이 UV노출 장치(44)로부터 제거된 이후, 다음 단계는 제1d도에 도시된 바와 같이 필름(26)을 박리제거하는 단계이다. 필름(26)이 제거되면, 패턴이 형성된 포토레지스트(24)가 드러난다. 기판 처리의 나머지 단계는 통상의 수단(레지크트 현상, 에칭 또는 도금 등)에 의해 실행된다. 예를 들면 제1e도, 제1f도 및 제1g도에 도시된 바와 같이, 포토레지스트(24)의 중합화되지 않은 구분은 구리층(22)의 선택된 영역상에 중합화된 부분(46)만을 남기는 화학작용에 의해 제거될 수 있다. 이어서, 구리는 제1g도에 도시된 바와같이 구리 도체 패턴(48)을 형성하도록 에칭되고, 레지스트(46)의 중합화된 부분은 원래의 CAD설계에 의해 정해진 구리 도체 패턴(48)을 남기도록 화학적으로 제거된다.

본 발명은 또한 솔더 마스트 및 절연층의 제조에 적용될 수 있다. 제4a도 내지 제4e도에 도시된 바와 같이 에폭시 유리 섬유 또는 다른 적당한 물질로 된 구리 박편을 가진 기판(20°)은 제1a도 내지 제1g도에 도시된 본 발명의 기법 도는 종래의 기법을 이용하여 패턴 형성된다. 도체 박편 패턴(50)은 제4a도에 도시되어 있다. 제2도에 도시된 방식으로 함께 로울 적층되는 스트립 베이스 실버 필름(26)과 영구 드라이 필름(PDF)(54)와 복합체(52)는 전도 패턴(50)을 덮는 기판(20°)에 직접 부착된다. 대안으로서, PDE(54)를 먼저 부착시켜 코팅된 기판을 형성하고, 이어서 이 코팅된 기관에 제3도에 도시된 방식으로 필름(26)을 도포한다.

제4c도에 도시한 바와 같이, 복합체 피복된 구조물은 제1a도, 제1b도, 제1c도 및 제1d도에 도시된 것과 동일한 단계로 처리된다. CAD로부터 직접 플로팅되어 필름(26)의 에멀션 층내에 형성되는 상(55)는 PDF의 하부 영역을 동일계상의 마스크로서 작용하는 전도성 박편 패턴(50)상에서 선택적으로 차폐한다.

제4d도에 있어서는, 전도 패턴(50)상에서의 PDF의 노출되지 않고 중합화되지 않은 영역이 화학적으로 제거되어 중합되어 경화된 PDF절연층(60)을 남긴다.

제4d도의 노출된 금속 부위는 절연층(60)내의 빈 채널 또는 개구를 솔더(62)(제4e도)로서 충전시키도록 용융된 납땜조내에 침지하므로써 납땜으로 코팅할 수 있다. 매끄러운 표면을 얻기 위해서, 상기 구조물의 상부층을 솔더(62)의 상면을 재유동시키는 고온 공기 나이프(knife)에 노출시킨다. 이에 따라, SMD층에 측석 부착시키기 위한 매끄러운 표면이 형성된다. 실제로, 제4E도에서 구조물 표면에 대해 납땜 페이스트가 차폐되고 SMD층이 취부되며, 상기 층을 증기상 공정으로 가열하여, 예를 들면 기판 도체 및 SND층간의 전기 접속을 형성시킨다.

또, 제4f도에 도시된 바와 같이 PDF는 동일 발명자에 의해 1985년 6월 10일자로 원되어 본 출원의 양수인에게 양도된 다충 회로 기판 제조방법이라는 명칭의 미합중국 특허 출뭔 제 742,747호에 개시된 유형의 다층 구조물내의 층간 절연체로서 사용될 수 있다. 제4d도의 구리 박편(50)은 무전해도금을 위한 촉매 부위를 형성한다. PDF절연층(60)내체 형성되는 채널은 고형의 구리 도체(제4f도)를 형성하도록 무전해 도금된다. 제4f도에 도시된 구조물의 상면위에 후속 층을 도포하여 다층 회로를 형성할 수 있다.

제5a도 내지 제5f도에는 패턴 도금방법이 도시되어 있는데, 이는 CAD로부터 본 발명의 동일계상 포토-마스크 기법을 직접 사용한다. 제5a도에 도시된 바와 같이, 기판(20)은 박편(22), 레지스터 층(24) 및 상 현상 필름층(26)을 지지한다. 그 구성은 음각 레지스트를 사용할 경우 제1a도에 도시된 바와 같은 양각형 스트립 베이스 필름보다는 음각 스트립 베이스 필름을 사용하는 것이 바람직하다는 점을 제외하고는, 제1a도에 도시된 것과 동일하다.

필름층은 제5b도에 도시된 바와 같이 기판상에서 노출 및 현상되어 상(70)을 형성한다. 그후, 상기 기판을 UV광원에 노출시켜 레지스트층(24)의 차폐되지 않은 부분을 중합시킨다. 제5b도에 도시된 바와 같이, 상기한 용도에 사용된 필름(26)은 박리 제거된다. 이어서, 제5c도에 나타낸 바와 같이 중합화되지 않은 레지스트가 제거되어 경화된 레지스터 영역(72)를 균일한 구리층(22)위에 남긴다.

구리층은 가동되지 않은 상태이기 때문에 전자 도금이 사용될 수 있다. 관통구(도시생략)은 레지스트를 통해 노출되는 구리 채널과 함께 도금된다. 레지스트(72)에 의해 포장되는 영역들은 전자 도금에 의한 영향을 전혀 받지 않는다. 이는 단지 도체 패턴(및 관통구)가 도금될 때만은 과다하게 전자도금된 구리를 제거할 필요가 전혀 없으므로 매우 유리하다.

제5d도에 도시된 바와 같이 구리 도체(22')가 전자 도금된 후에는 주석-납땜 코팅(74)가 구리 도체(22')의 상면위로 직절한 납땜조에서 전자 도금된다. 이 주석-납땜 코팅(74)는 소정의 도체 패턴으로 피복된다.

제5e도에 도시된 바와 같이 경화 및 중합화된 레지스트(72)를 제거한 후에 그 구조물을 에칭조내에 넣는다. 주석-납정 코팅(74)는 구리 부식제에 대한 레지스트로서 작용한다. 그 결과, 패턴이 주석-납땜으로 도금된 영역을 제외한 어느 곳에서 든지 구리 박편층(22)가 제거되므로. 제5f도에 도시된 바와 같은 소정의 주석-피복 구리 패턴을 남기게 된다. 도면(제5f도)에 예시된 최종 단계에 이어서 상기 구조물은 IR 또는 가열된 오일 처리에 가열되어 구리 패턴의 에칭된 에지(76)(제5f도)상에서 주석-납땜층(74)를 재유동시킨다.

동일계상의 실버 필름 마스크상의 직접적인 CAD포토플로팅으로부터 얻어지는 장점은 여러 가지이다. 구체적으로, 동일계상의 필름 마스크내의 매우 얇은 고 대조 특성이 레지스트의 CAD UV플로팅으로부터 얻어지는 것을 훨씬 초과하는 높은 분해능의 패턴 형성 능력을 생성한다는 점이다 CAD노출로부터의 다이렉트는 자주 교체해야 하는 고 에너지 UV레이터를 필요로 하는 고가의 복잡한 UV플로팅 시스템과는 달리 저렴한 비용의 표준 백색광 포토플로터를 사용하여 수행할 수 있다 또한, 고 대조 백색광 플로팅은 감광 필름이 보다 낮은 에너지 레벨에서 고 대조 특성을 나타내기 때문에 UV플로팅에 비해 우수하다.

포토플로팅된 동일계상의 마스크는 높은 정밀도의 층간 맞춰찍기 다층 인쇄배선반에의 대한 토대를 제공한다. 필름 노출은 레지스트를 노출시키기 전에 검사할 수 있으며 안정한 작업이다.

검사 능역은 UV플로팅의 경우 특히 중요한 장점이다. UV중합화된 패턴내의 에러 또는 홈결은 쉽게 제거될 수 없다. 대신에, 기판을 세정 및 건조시킨 후에 레지스트를 용해하여 재도포해야 하거나, 기판을 간단히 폐기시켜야 한다. 무전해 도금된 다층 기관을 상기한 공동계류중인 관련 충원에 기재된 공정을 사용해서 제조함에 있어서, UV감광 PDF층을 미스플로팅한 결과는 매우 심각하다. 그러나, 본 발명의 공정을 사용하게 되면 기판상에서 현상된 필름은 플로팅, 에러, 모발, 흙먼지 등에 의해 초래되는 결함을 용이하게 점검할 수 있게 된다. 실제로 낡은 필름을 박리 제거하는 대신에 새로운 필름을 재부착하는 많은 경우에, UV불투명 만년필을 사용하거나 잘못 노출된 에멀션 부분을 이그잭토(exacta)나이프로 절단하므로써 동일계상의 포토 마스크를 수정할 수 있다. 어떤 경우에는, 필요하다면 오류된 마스크를 신속하게 박리 제거하여 새로운 필름 단편으로 다시 시도할 수 있다. 이들의 중요한 차이점은, 기판이 CAD레이아웃으로부터 직접 플로팅된다 하더라도 UV감광층이 방해되지 않은 상태로 유지된다는 점이다.

또한, 상기 시스템은 통상의 레이저 장치에 대한 어떤 제한도 없이 생산용으로 사용하기 위한 고속 가로줄 주사 시스템에 적용될 수 있다. 백색광원으고는 비임을 접속하는 크세논 스트로브 램프를 고려할 수 있다.

가로줄 주사 비임에 대하여 8각형 개구를 사용하면 45° 및 90°라인은 물론 0°라인, 즉, 주사 방향과 평행한 라인의 에지 불규칙성이 제거되다. 제6a도 및 제6b도에 도시된 바와 같이, 가로줄 주사 플로터는. 바람직하게는 형판의 형상시 8각형 개구를 지닌 간단한 백색광원을 구비할 수 있다. 이 8각형 반점은 필름내의 에멀션 층상에 촛점이 맞추워진다. 제6a도에서, 주사방향은 y축을 따라 표시되며 목표 지점은 x방향의 라인을 따라 이동 또는 조영된다. 이를 달성하기 위하여. 스트로브 램프가 제1주사 기간동안 필름상의 8각

형 상(90)을 노출시키도록 정착하게 y좌표(제6a도 y,)로 개시된다. 다음 주사 단계에서는 상기 스트로브 램프가 도시된 바와 같이 제2의 8각형상(92)를 노출시키도록 위치 y₁,에서 다시 플래쉬된다 상호 주사 가격은 도시된 8각형 폭의 대략 1/3이므로, 예컨대 측면(90a) 및 (92a)가 정렬되어 접촉 또는 정확히 중첩된다. 연속해서 주사된 후에. 형성된 엇갈리고 중첩된 8각형들이 명확한 직선 에지를 가진 라인을 작동한다.

아울러, 제6b도에 도시된 바와 같이 45°각도의 대각선은 1/3반점폭으로 y방향으로 이격되어 연속 주사시 8각형 반점에 의해 형성되는 직선 에지(94a)(96a)를 갖는 패턴을 형성한다.

제6a도 및 제6b도에 도시된 8각형은 정8각형이므로, 상기 축면에서 중첩 정도는 45°경로(제6b도)의 경우보다 90'로(제6a도)의 경우에 더 크다. 이러한 영향은 주사 방향에 대하여 대각선 측면을 동일한 길이 호 사용함으로써 제거될 수 있는데. 이때 동일한 길리는 대략 제7a도 및 제7b도에 도시된 직교 측면에 대한 2의 제곱근의 비율을 갖는다. 이러한 설계에 있어서, 상기 8각형은 3등분될 것이므로. 그 중칩 정도는 대각선 및 직교선을 형성할 경우 동일해질 것이다. 그러나, 직교선의 폭이 3단위인 경우에는 최송 대각선의 폭이 2.828단위로 될 수 있다. 그러나. 이러한 폭은, 예컨대 가로줄 플로터가 자동 줌(Zoom)렌즈를 가진 경우 그 배율을 변경시키거나 또는 노출 지속 시간을 직절히 조정하여 광으로 하여금 다소 연장된 8각형을 y방향으로 일소하도록 하여 8각형 라인 구성시에 감소된 대각선 폭을 보층하므로써, 동일하게 만들 수 있다.

기존의 가로줄 시스템과 동일계상의 실버 필름 마스크 시스템에 의하면 매회 플롯당 5초에 대응하는 재생 속도를 가진 고품질 기관 제조 공정을 얻게 될 것이다.

레지스트 코팅된 기판에의 포토그래픽 결상층의 부착을 최적화하기 위한 추가의 방법에 대해서는 제8도 내지 제17f도에 예시되어 있다. 경화되지 않은 점착성 레지스트는 제8도에 도시된 바와 같은 폴리에스터로 된 박리 가능한 얇은 카바 시이트에 의해 보호된다. 이러한 카바 시이트는 UV노출 이후까지 적소에 유지된다. 화학선 중합화 이후에는 레지스트의 연질 부분이 용해될 수 있도록 카바 시이트가 제거된다. 이와같은 카바 시이트는 제9a도 및 제9b도에 도시된 바와 같이 동일계상의 포토그래픽 결상 층에 대한 박리 매체로서 사용될 수 있다. 얇고 투명한 비점착성 상도층을 가진 드라이 실버 에멀션 층은 제9a도에 도시된 바와 같이 레지스트 카바 시이트에 직접 결합된다. 상기 에멀션 층내의 상을 포토 플로팅 및 현상한 후, 그리고 후속하는 UV노출 이후에는 카바 시이트 에멀션 층 및 상도층이 제9b도에 도시된 바와 같은 하나의 부분으로 박리 제거된다.

제10도 내지 제15는 에멀션층을 레지스트 카바 시이트에 부착하기 위한 3가지 유형의 시스템을 예시하고 있다. 제10도에서, 가요성 다층 적층제는 릴리이스 페이퍼(1 및 2)의 두 사이트 사이에 상도된 에멀션 층을 개재시키므로써 형성되는데, 상기 두 시이트는 각기 내측면상에 코팅된 실리큰 또는 다른 박리제를 갖는다.

제10도의 다층 적충체는 제11도에 도시된 자와 같은 드럼 또는 로울상에 권취될 수 있다. 페이퍼 카바로 덮히 에멀션/적층체는 로울밖으로 풀리며 하부 릴리이스 페이퍼(2)는 에멀션 층이 도시된 한쌍의 로울러 사이의 카바 시이트에 직접 도포될 수 있도록 제11도에 도시된 바와 같이 탈리 또는 박리된다. 상부 로울러는 릴리이스 페이퍼(1)의 상부면 아래로 압압되고, 간면에 하부 로울러는 레지스트 코팅된 기판의 하부면위로 압압된다. 에멀션 층을 카바시이트에 결합시킨 다음에는, 포토플로팅을 위한 기판을 마련하도록 상부 릴리이스 페이퍼 (1)이 제11도에 도시된 바와 같이 박리 제거될 수 있다

제12도는 제10도 및 제11도의 시스템에 대한 변형예를 나타내는데, 에멀션 층은 양면 릴리이스 페이퍼, 즉 양측면상에 릴리이스 코팅을 갖는 페이펴 시이트에 의해 카바 된다. 제13도에 도시된 바와 같이 로울상에 권취될때, 릴리이스 페이퍼의 외측면은 에멀션 층상의 상도층과 접촉하게 된다. 페이퍼 코팅된 에멀션 적충제는 로울로부터 인출되며, 릴리이스 페이퍼는 에멀션 층이 한쌍의 로울러 사이의 카바 시이트에 직접 부착될 수 있도록 박리 제거된다. 상부 로울러는 이 순간에 에멀션 층상의 보호 상도층과 접촉한다.

제14도 및 제15도는 릴리이스 페이퍼를 에멀션 층의 상도된 측면에 부착하는 제3의 기법을 도시한 것이다. 제14도에 도시된 바와 같이, 릴리이스 페이퍼는 적층체가 제15도에 도시된 바와 같이 로울상에 권취될 때 그 외부면에 에멀선 층과 박리 가능하게 접촉하도록 역시 양면으로 된다 제11도 및 제13도의 다른 2가지 시스템과는 달리, 제15도의 경우에는 릴리이스 페이퍼가 기판에 부각되기 전에 박리제거되지 않는다. 오히려, 상기 에멀션 층은 한쌍의 로울러 사이의 카바 시이트에 직접 결합되는데. 그 로울러중 상부 로울러가 릴리이스 페이퍼와 접촉한다. 노출에 앞서, 릴리이스 페이퍼가 도시된 바와 같이 제거된다.

에멀션 층이, 그 에멀션 표면이 미경화된 접착성 레지스트에 박리가능하게 접착하되, 제16도에서 도시된 바와 같은 UV노출 이후에도 박리 가능하게 유지되도록 레지스트에 결합하지 않음을 의미하는 등점착성(isotackifiable)인 경우, 그 카바 시이트는 릴비이스 매체로서 사용되지 않아야 함은 물론이다. 제11도. 제13도 및 제15도에 도시된 것과 유사한 부각 시스템을 카바 시이트 대신에 사용하여 레지스트에 직접 에멀션층을 부착시 킬 수 있다.

에멀션 층을 금속-피복 기관에 이미 부착된 포장되거나 포장되지 않은 레지스트에 도포하는 대신에. 상기 레지스트 및 에멀션 층을 복합체 구조물로서 카바 시이트 주위에 형성할 수 있다. 제17a도 및 제17b도 도시된 바와 같이, 공정은 폴리에틸렌 또는 다른 적절한 물질로 된 일체형 카바 시이트를 사용해서 개시된다. 미경화된 레지스트는 제17b도의 카바 시이트의 한 측면에 부착된다. 이어서, 필요에 따라 에멀션층 및 상도층을 제17c도에 도시된 바와 같은 카바 시이트의 다른 측명에 부착한다. 3가지 릴리이스 페이퍼의

선택에 대해서는 제17d도, 제17e도 및 제17f도에 예시되어 있다. 최종 구조물은 제11도. 제13도, 또는 제15도의 적당한 시스템을 사용하여 금속--퍼복 기판에 직접 부착되므로, 에멀션-지지 레지스트가 금속에 직접 부착 및 결합된다.

제8도 내지 제17도 각각의 실시예에 있어서, 광중합화 가능한 영구적인 드라이 필름이나 솔더 마스크는 금속 증착 하층이 사전에 패턴 형성될 수 있을 경우에 레기스트 대신에 사용할 수 있다.

제9a도 내지 제17f도에 도시된 시스템의 장점들중 한가지는 베이스를 갖는 포토그래픽 필름과 에멀션층을 사용하는 대신에 에멀션 층을 베이스 없이 단독으로 사용할 수 있다는 점이다. 따라서, 에멀션 층이 시차(parallax) 및 회절을 감소시키도록 레지스트와 나란히 배치될 뿐만 아니라 포토 플로팅 광비임도 에멀션층에 도달하기 전에 투명한 베이스 물질을 관통하지 않게 된다. 그러므로, 포토그래픽 필름 베이스와 비교해 보면 비점착성 상도충이 무시할 수 있을 정도로 얇다.

릴리이스 페이퍼상에 베이스없는 결상용 에멀션을 갖는 제10도, 제12도 및 제14도의 구조물은 불투명해진다. 그 에멀션은 에지 첨예도를 향상시키도록 저 에너지 레벨에서 고 감마 특성 및 고 대조 특성을 가져야 한다. 드라이 실버의 경우, 에멀션 층은 열가소성 수지 및 할로겐화 드라이 실버의 화합물로 이루어진다.

이 드라이실버 필름은 매우 낮은 기록 능력을 갖는데, 이는 오랜 기간에 걸쳐 완만한 온도에서도 노출시에 쉽게 흐려지기 때문이다. 이에 따라 고 감마 및 고 대조 특성 때문에, 회색도가 거의 이상적으로 없어지게 된다. 릴리이스 페이퍼는 동일계상의 마스트로서 임시 사용되는 에멀션층의 전달을 용이하게 하며, 차후 폐기 된다

동일계상의 마스크 시스템은 양각 또는 음각형 스트립 베이스 필름을 충당할 수 있다. 오늘날 사용되는 입수가능한 레지스트의 대다수가 음각 공정으로 형성되기 때문에. 양각 스트립 베이스 필름은 그 반대 공정에 바람직하다. 음각형 스트립 베이스 필름은 기판이 제5a도 내지 제5f도에 도시된 바와 같은 패턴 도금 공정을 사용하여 제조되는 경수와 같은 방식으로 사용될 수 있다

동일계상의 필름 마스크 PWB 시스템에 대한 긱술한 설명은 예시적인 것일분 본 발명의 범취를 제한하는 것은 아니다 예를 들어. 비록 전술한 구체예에서는 단면 기판만을 예시하고 있으나, 기판의 양측면을 동일한 공정으로 동시에 흑은 순차적으로 처리하므로써 양면 기판을 제조할 무 있다. 물론, 본 발명의원리 또는 기술 사상에서 벗어남이 없이 본 명세서에 개시된 단계 또는 재료에 대한 여러 가지 변경 또는 부가가 가능하며. 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해서 정의된다.

Claims (13)

1. 박리 가능한 보호성 상층을 갖는 광중합화 가능한 기판층의 고 에너지 노출을 위해 동일계상에서 임시 마스크를 형성하는 비노출된 에멀션 층을 이동시키기 위한 복합 시이트 재료로서. 비교적 저 에너지 노출하에서 고 감마 특성 및 고 대조 특성을 갖는 베이스 없는 접착성, 비노출. 비현상의 포토그래픽 에멀션층으로 코팅된 노출전 지지체로서의 역할을 수행하는 수동식 릴리이스 페이퍼를 포함하며. 상기 에멀션 층은 광중합화 가능한 층 상부의 상기 보호성 상층에 이탈불가능하게 결합될 수 있고, 상기 릴리이스 페이퍼는 에멀션 층을 이동시키기 위한 지지체로서의 역할만 수행하고. 상기 릴리이스 페이퍼는 상기 에멀션 층을 상기 저 에너지에 노출시키기 이전에 상기 에멀신 층을 기판상의 상기 상층에 부착하는 동안 또는 부착한 후에 상기 에멀션 층으로부터 박리 제거가능하며, 또한 상기 릴리이스 페이퍼는 상기 기판상의 에멀션 층의 동일계상의 노출 및 현상시에는 부재하여 전혀 영향을 미치지 않는 복합 시이트 재료.
2. 기판상의 중합화 가능한 층의 고에너지 노출을 위해 동일계상에서 임시 마스크를 형성하는 비노출된 에멀션층 아래의 광중합화 가능한 층을 상기 기판으로 이동시키기 위한 복합 시이트 재료로서. 광중합화 가능한 충과 노출전 캐리어로서의 역할을 수행하는 수동식 릴리이스 페이퍼 시이트 사이에 개재하는, 저 에너지 노출에서 고 감마 특성 및 고 대조 특성을 갖는 베이스 없는 접착성, 비노출, 비현상의 포토그래픽 에멀션 층을 포함하며. 상기 에멀션 층과 광중합화 가능한 층은 상기 광중합화 가능한 층으로부터 박리될 수 있는 카바 시이트에 의해 분리되고, 상기 릴리이스 페이퍼는 상기 광중합화 가능한 층, 상기 카바 시이트, 및 상기 에멀션 층을 이동시키기 위한 지지체로서의 역할만 수행하고, 상기 릴리이스 페이퍼는 상기 에멀션 층을 저 에너지에 노출시키기 이전에 상기 복합체를 기판에 부착하는 동안 또는 부착한 후에 상기 에멀션층으로부터 박리 제거 가능하며, 또한 상기 릴리이스 페이퍼는 상기 기판상의 에멀션 층의 노출 및 현상시에는 부재하여 전혀 영향을 미치지 않는 복합 시이트 재료.
3. 저 에너지 노출에서 고 감마 특성 및 고 대조 특성을 갖는 베이스 없는 에멀선 층과 릴리이스 페이퍼사이에 개재된 광중합화 가능한 층을 포함하는 광패턴형성 가능한 복합체로서. 상기 릴리이스 페이퍼는 상기 광중합화 가능한 층으로부터 박리될 수 있고, 상기 광중합화 가능한 층 및 에멀션 층은 상기 광중합화 가능한 층으로부터 박리 제거될 수 있는 카바 시이트에 의해 분리되는 복합체.
4. 제3항에 있어서, 상기 릴리이스 페이퍼가 양면으로 된 복합체.
5. 제3항에 있어서, 상기 에멀션 층이 드라이 실버 에멀션인 복합체.
6. 제3항에 있어서, 상기 에멀션 층은 열에 의해 현상 가능한 복합체.
7. 제6항에 있어서, 상기 에멀션 층이 투명한 비점착성 보호 상도층을 갖는 복합체.
8. 제7항에 있어서, 상기 상도층이 상기 에멀션 층과 상기 릴리이스 페이퍼 사이에 개재하는 복합체.
9. 제8항에 있어서, 상기 에멀션 층이 상기 상도층과 상기 릴리이스 페이퍼 사이에 개재하는 복합체
10. 제7항에 있어서, 상기 에멀션 층이 상기 하나의 릴리이스 페이퍼와 또 다른 릴리이스 페이퍼 사이에 개재 하는 복합체 .
11. 제10항에 있어서, 상기 광중합화 가능한 층의 외측면에 부착된 또 다른 릴리이스 레이퍼를 추가로 포함하는 복합체 .
12. 광패턴형성 가능한 복합체를 제조하는 방법으로서, 조정된 에너지의 제1스펙트럼에 감응하는 광처리 가능한 층을 상기 제1스펙트럼에 대해 투명한 박리가능한 카바 시이트의 한 면에 도포하는 단계 : 저 에너지 노출에서 고 감마 특성 및 고 대조 특성을 가지며, 상기 광 처리 가능한 층이 비교적 비감응하고, 상기 카바 시이트를 따라 상기 광처리 가능한 층으로부터 제거될 수 있는 베이스 없는 접착성 에멀선 층을 상기 카바 시이트의 다른 한 면에 도포하는 단계 . 및 상기 카바 시이트, 광처리 가능한 층 및 에멀션 층으로 형성된 복갑체의 한면에 박리가능한 릴리이스 페이퍼를 부착하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 카바 시이트. 에멀션층 및 광처리 가능한 층을 포함하는 복합체의 다른 한면에 또 다른 박리가능한 릴리이스 페이퍼를 부착하는 단계를 추가로 포함하는 방법.

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