曝光图像补偿方法
【专利摘要】本发明公开一种曝光图像补偿方法，依多个蚀刻因子对原始的曝光图像进行补偿，再依此已补偿的曝光图案来制作图案化光致抗蚀剂层。接着，通过湿式蚀刻配合此图案化光致抗蚀剂层来图案化在电路板上的导体层以形成导体线路。所测量的导体线路的线宽误差代表未考虑的蚀刻因子所造成的结果。当所测量的线宽超出预设范围时，将未考虑的因子对蚀刻结果的影响归纳后计算出误差值，将误差值带入后重新计算出导体层对应在电路板上的各点的补偿数据，并依此补偿数据再次制作图案化光致抗蚀剂层及对应的导体线路。当所测量的线宽落入预设范围时，目前的补偿数据是最佳的补偿数据。
【专利说明】曝光图像补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电路板制造技术，且特别是涉及一种曝光图像补偿方法，其可提高电路板以减成法(substractive process)所形成导体线路(conductive circuit)的精度。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的高度发展，电路板的线路精度及密度越来越高，使得电路板的制造技术也不断提升。在电路板上制作导体线路的一种常见方式是减成法，其通过湿式蚀刻(wet etching)来移除电路板上的导体层(例如铜层)被蚀刻掩模(即经过曝光(exposure)及显影(development)而被图案化的光致抗蚀剂层)所暴露的部分，以将导体层图案化而形成导体线路。
[0003]湿式蚀刻是一种等向性蚀刻(isotropic etching),所以在对导体层进行湿式蚀刻的过程中，蚀刻药液将同时对导体层进行纵向蚀刻及横向蚀刻，其中横向蚀刻会对导体层造成所谓的底切现象(undercut)。因此，当通过湿式蚀刻搭配图案化光致抗蚀剂层来图案化导体层时，既使原始的线路图像(circuit image)经由曝光及显影精确地转移至图案化光致抗蚀剂层，湿式蚀刻的底切现象可能导致已转移至图案化光致抗蚀剂层上的线路图像无法精确地转移至导体层。
[0004]为了提高曝光的精度，目前已发展出激光直接成像(Laser Direct Imaging, LDI)的曝光机。激光直接成像型的曝光机能依照所输入的线路图像在光致抗蚀剂层上移动激光头，并通过激光头产生激光光束直接照射光致抗蚀剂层的欲曝光区域。目前的激光直接成像型的曝光机可接受数字格式的线路图像，并能自动计算线路图像来产生激光头的移动路径，以将线路图像转移至光致抗蚀剂层上。
[0005]为了避免湿式蚀刻的底切现象影响导体线路的精度，目前的激光直接成像型曝光机更能依照所输入的导体层厚度规格及线宽规格自动修改线路图像以进行补偿。目前的激光直接成像型曝光机更能依照所输入的导体层厚度规格及线宽规格自动修改线路图像以进行补偿。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种曝光图像补偿方法，适用于电路板制作工艺，用以提高电路板以减成法所形成导体线路的精度。
[0007]本发明的一种曝光图像补偿方法，包括下列步骤:(a)依照多个蚀刻因子来计算导体层对应在电路板上的各点的补偿数据以补偿原始的曝光图像，其中该些蚀刻因子包括选择自导体层对应在电路板上的各点的厚度、面次、光致抗蚀剂层厚度及线路宽度、线路疏密程度、线路结构形式及线路轮廓所组成群组的一种组合；(b)依照已补偿的曝光图像在电路板上的导体层上形成图案化的光致抗蚀剂层；(C)通过图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来蚀刻导体层被图案化的光致抗蚀剂层所暴露的部分，以图案化导体层；以及(d)测量图案化的导体层的线宽是否在预设的线宽范围内。
[0008]当所测量的线宽不在预设的线宽范围内时，将其未被考虑到的因子对蚀刻结果的影响归纳后计算出一误差值，将误差值带入后重新计算出导体层对应在电路板上的各点的补偿数据，并重复步骤(b) -(d)。相反地，当所测量的线宽在预设的线宽范围内时，采用目前的导体层对应在电路板上的各点的补偿数据作为最佳的补偿数据。
[0009]基于上述，在本发明中，先依照多个蚀刻因子对原始的曝光图像进行补偿，再依照此已补偿的曝光图案来制作图案化光致抗蚀剂层。接着，通过湿式蚀刻配合此图案化光致抗蚀剂层来图案化在电路板上的导体层以形成导体线路。所测量的导体线路的线宽误差代表着其未被考虑到的蚀刻因子所造成的结果。当所测量的线宽超出预设范围时，将未被考虑到的因子对蚀刻结果的影响归纳后计算出一误差值，将误差值带入后重新计算出导体层对应在电路板上的各点的补偿数据，并依此补偿数据再次制作图案化光致抗蚀剂层及对应的导体线路。当所测量的线宽落入预设范围时，目前的补偿数据是最佳的补偿数据。
[0010]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的一实施例的曝光图像补偿方法的流程图。
[0012]符号说明
[0013]S110-S210:步骤
【具体实施方式】
[0014]本发明的曝光图像补偿方法适用于提高电路板以减成法所制作出的线路的精度。在减成法中，通过湿式蚀刻将电路板上的导体层(例如铜层)被蚀刻掩模(例如经过曝光及显影的光致抗蚀剂层)所暴露的部分移除，以图案化导体层而形成导体线路。为了获得厚度较小的导体层，可通过电镀在电路板上形成导体层，并可在电镀后选择性地微蚀刻导体层表面。
[0015]图1是本发明的一实施例的曝光图像补偿方法的流程图。请参考图1，在步骤SllO中，依照多个蚀刻因子来计算导体层对应在电路板上的各点的补偿数据。在本实施例中，可通过曝光机的运算单元来计算补偿数据。这里的补偿的定义是指光致抗蚀剂层的图案边界超出所在导体层预定线路的图案边界的宽度大小，补偿大代表光致抗蚀剂层的图案边界超出导体层预定线路的图案边界的宽度大。
[0016]上述的这些蚀刻因子可包含导体层对应在电路板上的各点的厚度、面次(即上板面或下板面)、光致抗蚀剂层厚度及线路宽度、线路疏密程度、线路结构形式及线路轮廓等。
[0017]对于「导体层对应在电路板上的各点的厚度」的蚀刻因子，可在导体层通过电镀形成之后测量导体层对应在电路板上的各点的厚度。不同于现有仅针对导体层的平均厚度进行补偿，在本实施例中，以导体层对应在电路板上的各点的厚度作为蚀刻因子有助于计算出更精确的补偿，因而提高线路精度。在本实施例中，导体层的厚度越大需要越小的补偿，「导体层对应在电路板上的各点的厚度」的蚀刻因子与补偿之间呈高度负相关。
[0018]对于「面次(上板面或下板面)」的蚀刻因子而言，当电路板以水平方式进行湿式蚀刻时，蚀刻药液将在电路板的上板面产生水池现象，因而减缓蚀刻速率，所以依照电路板的上板面及下板面的不同，曝光图像需要不同的补偿。在本实施例中，对于电路板的上板面，曝光图像的对应处相较于电路板的下板面需要较小的补偿，所以「面次」的蚀刻因子与补偿之间呈低度负相关。
[0019]对于「光致抗蚀剂层厚度」的蚀刻因子而言，由于光致抗蚀剂层的厚度影响蚀刻的速度，所以依照光致抗蚀剂层的厚度大小加入不同的补偿。在本实施例中，对于厚度较小的光致抗蚀剂层，曝光图案的对应处需要较小的补偿，所以「光致抗蚀剂层厚度」的蚀刻因子与补偿之间呈低度正相关。
[0020]对于「线路宽度」的蚀刻因子而言，由于线路宽度影响当地的蚀刻速度，所以依照不同线路宽度加入不同的补偿。在本实施例中，对于较小的线路宽度，曝光图案的对应处需要较大的补偿，所以「线路宽度」的蚀刻因子与补偿之间呈低度负相关。
[0021]对于「线路疏密程度」的蚀刻因子而言，线路疏密程度是指线路的疏散或密集的程度，所以依照不同的线路疏密程度加入不同的补偿。在本实施例中，对于较为密集的线路，曝光图案的对应处需要较小的补偿，所以「线路疏密程度」的蚀刻因子与补偿之间呈高度负相关。
[0022]对于「线路结构形式」的蚀刻因子而言，线路结构形式是指线路的实体区域，其中线路的实体区域例如为导体平面及接垫等。在本实施例中，线路结构形式是指线路的实体区域越大需要越小的补偿，所以「线路结构形式」的蚀刻因子与补偿之间呈低度负相关。
[0023]对于「导体层轮廓」的蚀刻因子而言，导体层轮廓是指导体层与所在介电层之间的界面的粗糙度。在本实施例中，导体层与所在介电层之间的界面的粗糙度越大需要越大的补偿，所以「导体层轮廓」的蚀刻因子与补偿之间呈高度正相关。
[0024]在步骤S120中，依照所计算出的补偿数据来补偿原始的曝光图像。在本实施例中，可通过曝光机的运算单元依照所计算的补偿数据(如步骤S110)来补偿原始的曝光图像。
[0025]在下面的步骤S130、S140及S150中，将说明如何依照已补偿的曝光图像在电路板上的导体层上形成图案化的光致抗蚀剂层。
[0026]在步骤S130中，在电路板上的导体层上形成光致抗蚀剂层。在本实施例中，形成光致抗蚀剂层的方式可包括光致抗蚀剂干膜压合。
[0027]在步骤S140中，依照已补偿的曝光图像(如步骤S120)来曝光光致抗蚀剂层。在本实施例中，通过曝光机的曝光单元依照已补偿的曝光图像来曝光光致抗蚀剂层。
[0028]在步骤S150中，显影已曝光的光致抗蚀剂层，以图案化光致抗蚀剂层，使得已补偿的曝光图像转移至图案化的光致抗蚀剂层。
[0029]在步骤S160中，通过图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来蚀刻导体层被图案化的光致抗蚀剂层所暴露的部分，以图案化导体层。
[0030]在步骤S190中，判断所测量图案化的导体层(即导体线路)的线宽是否在预设的线宽范围内。在本实施例中，在步骤160之后且在S190之前，更可包含步骤S170及S180。在步骤S170中，移除图案化的光致抗蚀剂层，以暴露出已图案化的导体层。在步骤S180中，测量图案化的导体层(即导体线路)的线宽。
[0031]在本实施例中，采用自动测量装置来测量图案化的导体层(即导体线路)的线宽。当所测量的线宽不在预设的线宽范围内时，执行步骤S200，将未被考虑到的因子对蚀刻结果的影响归纳后计算出一误差值，将误差值带入后重新计算出导体层对应在电路板上的各点的补偿数据，并重复步骤S120至步骤S190。相反地，当所测量的线宽在预设的线宽范围内时，执行步骤S210，采用目前的导体层对应在电路板上的各点的补偿数据作为最佳的补偿数据，用以补偿原始的曝光图像来产生最佳的曝光图像。
[0032]在依照相同的电路板制作工艺及相同的蚀刻因子进行量产的过程中，曝光机可直接采用已产生的最佳的曝光图像对光致抗蚀剂层进行曝光，接着显影已曝光的光致抗蚀剂层以图案化光致抗蚀剂层。因此，图案化的光致抗蚀剂层具有最佳的蚀刻图像，因而提高通过蚀刻配合图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模所形成的导体线路的线路精度。
[0033]综上所述，在本发明中，先依照多个蚀刻因子对原始的曝光图像进行补偿，再依照此已补偿的曝光图案来制作图案化光致抗蚀剂层。接着，通过湿式蚀刻配合此图案化光致抗蚀剂层来图案化在电路板上的导体层以形成导体线路。所测量的导体线路的线宽误差代表着其未被考虑到的蚀刻因子所造成的结果。当所测量的线宽超出预设范围时，将未被考虑到的因子对蚀刻结果的影响归纳后计算出一误差值，将误差值带入后重新计算出导体层对应在电路板上的各点的补偿数据，并依此补偿数据再次制作图案化光致抗蚀剂层及对应的导体线路。当所测量的线宽落入预设范围时，目前的补偿数据是最佳的补偿数据。
[0034]虽然已结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
【权利要求】
1.一种曝光图像补偿方法，包括下列步骤: (a)依照多个蚀刻因子来计算导体层对应在电路板上的各点的补偿数据以补偿原始的曝光图像，其中该些蚀刻因子包括选择自导体层对应在电路板上的各点的厚度、面次、光致抗蚀剂层厚度及线路宽度、线路疏密程度、线路结构形式及线路轮廓所组成群组的一种组合； (b)依照已补偿的曝光图像在电路板上的导体层上形成图案化的光致抗蚀剂层； (C)通过图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来蚀刻导体层被图案化的光致抗蚀剂层所暴露的部分，以图案化导体层；以及 (d)判断所测量图案化的导体层的线宽是否在预设的线宽范围内，当所测量的线宽不在预设的线宽范围内时，将未被考虑到的因子对蚀刻结果的影响归纳后计算出一误差值，将误差值带入后重新计算出导体层对应在电路板上的各点的补偿数据，并重复步骤(b)-(d)，当所测量的线宽在预设的线宽范围内时，采用目前的导体层对应在电路板上的各点的补偿数据作为最佳的补偿数据。
2.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中通过曝光机的运算单元来计算补偿数据。
3.如权利要求2所述的曝光图像补偿方法，其中通过曝光机的运算单元依照所计算的补偿数据来补偿原始的曝光图像。
4.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该导体层对应在电路板上的各点的厚度的蚀刻因子定义导体层的厚度越大需要越小的补偿。
5.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该面次的蚀刻因子定义电路板的上板面相较于电路板的下板面需要较小的补偿。
6.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该光致抗蚀剂层的厚度的蚀刻因子定义光致抗蚀剂层的厚度越大需要越大的补偿。
7.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该线路宽度的蚀刻因子定义线路的宽度越大需要越大的补偿。
8.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该线路疏密程度的蚀刻因子定义线路的密度越高需要越小的补偿。
9.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该线路结构形式的蚀刻因子定义线路的实体区域越大需要越小的补偿。
10.如权利要求1所述的曝光图像补偿方法，其中该导体层轮廓的蚀刻因子定义该导体层与所在介电层之间的界面的粗糙度越大需要越大的补偿。
【文档编号】G03F7/20GK104281008SQ201310273126
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】余丞博, 黄尚峰, 黄瀚霈 申请人:欣兴电子股份有限公司