(57)【要約】電気回路を製造するためのシステムおよび方法。このシステム及び方法において、デジタル制御画像（４６）が、電気回路（４０）の表示を不均一に変更することよって（４４）生成され、そのデジタル制御画像（４６）を用いて基板（１２）に記録される電気回路パターン（７２）が、既に形成されている電気回路部分（６２）に正確に一致する。
2005524982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路を製造するための方法であって、
電気回路基板（１２）上に分布する複数のアライメントターゲット（８２）のうちの選択されたアライメントターゲット毎に実際の場所を検出する工程（３８）と、
前記基板（１２）上に記録される電気回路パターン（８０）の一部（１６）を含む画像（４０）を提供する工程と、
前記電気回路基板（１２）上に前記画像（４０）の不均一に変更されたバージョン（４６）を記録する工程とを有し、前記画像（４０）の前記不均一に変更されたバージョン（４６）は、前記検出工程（３８）に応じて不均一に変更される（４４）ことを特徴とする方法。
【請求項２】
回路パターンの不均一に変更されたバージョン（４６）を提供するために、実際のアライメントターゲット（８２）と予定のアライメントターゲット（７８）との間の差に基づいて、前記回路パターンの予定のバージョン（４０）を変更する工程と、
その後、前記回路パターンを製造する際に、前記予定のバージョン（４０）の代わりに前記変更されたバージョン（４６）を用いる工程とを含む回路製造方法。
【請求項３】
前記アライメントターゲットは、バイア（１８０）を含む請求項２に記載の回路製造方法。
【請求項４】
前記変更されたバージョン（４６）は、前記予定のバージョン（４０）を不均一に変形させて全体的に変更することにより生成される請求項２に記載の回路製造方法。
【請求項５】
前記変更されたバージョン（４６）は、セクタ毎に（９０、９２、９４、９６、９８、１００、１０２）前記予定のバージョン（４０）を変更することにより生成される請求項２に記載の回路製造方法。
【請求項６】
前記実際のアライメントターゲットと前記予定のアライメントターゲットとの間の前記差は、複数のテスト回路ボードに対して、前記実際のアライメントターゲットと前記予定のアライメントターゲットとの間の差（３２０）に基づいて前記不均一な変形を計算することにより決定され、
前記変更されたバージョン（４６）は、制御ファイル（３４６）として表され、
前記変更されたバージョン（４６）を用いる前記製造（３３０）は、複数の回路ボードに対して同じ制御ファイル（３４６）を用いて実行される請求項２に記載の回路製造方法。
【請求項７】
前記変更されたバージョン（４６）は、制御ファイル（４４６）として生成され、参照テーブル（４４７）が、前記制御ファイル（４４６）に基づいて作成され、前記参照テーブル（４４７）は、前記回路パターンを製造する際に露光条件を調整するために用いられる請求項２に記載の回路製造方法。
【請求項８】
回路パターンの予定のバージョン（４０）の実際のアライメントターゲット（８２）と予定のアライメントターゲット（７８）との間の差に基づいて参照テーブル（５４７）を作成する工程と、
前記参照テーブル（５４７）を用いて、前記回路パターンの前記予定のバージョン（４０）が変更されたバージョン（４６）として基板（１２）上で走査されるように、走査するための条件を変更する工程とを有し、前記予定のアライメントターゲット（７８）が前記実際のアライメントターゲット（８２）に対応する場所上に走査される回路製造方法。
【請求項９】
走査方向（５３０）において走査するための前記条件は、
クロック信号（５８８、５７２）を入力する工程と、
前記参照テーブル（５４７）に従って前記クロック信号を変更して、変更されたクロック信号（５７４）を生成する工程と、
前記変更されたクロック信号（５７４）に従って回路パターンの前記予定のバージョン（４０）を変調して（５２４）、データ信号（５２６）を生成する工程と、
前記変更されたクロック信号（５７４）を用いてクロックされる前記データ信号（５２６）を用いて走査する工程とによって変更される請求項８に記載の回路製造方法。
【請求項１０】
交差走査方向（５３４）に走査するための前記条件は、前記参照テーブル（５４７）の内容に基づいた速度で前記交差走査方向（５３４）に前記基板（５１２）を動かすことにより変更される請求項８に記載の回路製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法によって製造される電気回路（７０）。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法に従って動作する電気回路製造システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年５月２日に出願され、その全体が本明細書に援用された米国仮特許出願第６０／３７６，８７４号の優先権を主張するＰＣＴ出願である。
【０００２】
以下に記載される発明は、包括的にはプリント回路ボードの製造に関し、より詳細には、基板上に電気回路パターン部を正確に記録するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気回路基板の感光層上に電気回路パターンの部分を記録するのに適したレーザダイレクトイメージング（ＬＤＩ）システムが、ＤＰ−１００（登録商標）の製品名で、イスラエル、ヤブネ（Yavne）のオーボテック（Orbotech）社から市販されている。
【０００４】
多層プリント回路ボードの製造中に生じる問題の中の１つに、基板層上に記録される電気回路パターン部が、他の基板層上に形成される電気回路パターン部と容易に結合されることができるように、正確な寸法を有する必要があり、基板層上に正確に位置合わせする必要があるという問題がある。次に記載の同時係属中の米国特許出願、第０９／７０８，１６０号、第０９／７９２，４９８号、および第１０／０４５，６５１号は、プリント回路ボード基板上に記録される電気回路パターン部が、要求される寸法および位置合わせを確実に達成するのに有用な場合がある種々のシステムおよび方法を記載する。これらの特許出願は、この点に関して有用な背景となる教示を得るために援用されている。
【０００５】
多層プリント回路ボードの製造時に、複数の個別の電気回路パターン部が、電気回路基板上に形成される。通常、個別のパターン部の各々は、異なる電気回路デバイスに組み込まれる。プリント回路ボードの製造の１つの方法によれば、それぞれ適切に配列された電気回路部分を含むいくつかの基板層が結合されて、１つのプリント回路ボードが形成される。プリント回路ボードの製造の別の方法によれば、１つの電気回路のいくつかの層が、同じ電気回路基板コア上に、一連の層形成ステップによって積層される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製造中に、工程誤差および処理の結果として、電気回路基板の絶対寸法、形状あるいは位置に対して、特に、寸法の変化、形状の変化あるいは位置の変化が生じる可能性がある。そのような変化は、基板上に既に形成されている１つまたは複数の電気回路パターン部に影響を及ぼす場合があり、それゆえ、後に形成される電気回路部分をそれに応じて適切に変更する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電気回路基板上に不均一に変更された電気回路パターン部を記録するためのパターン記録システムと、そのようなシステムにおいて用いられる方法とを提供することを目的とする。不均一に変更された電気回路パターン部は、単一の電気回路において用いられるパターンの一部を含むことができる。又は、不均一に変更された電気回路パターン部は、同じ基板上に形成されるが、いくつかの個別の電気回路において用いられる複数のパターンの複数の部分を含むことができる。
【０００８】
本発明は、さらに、予め記録されている電気回路パターンに対応するために、その寸法や形状が、所定の入力に応じて不均一になるように適切に変更される電気回路パターンを記録するためのパターン記録システムと、そのようなシステムにおいて用いられる方法とを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、さらに、パターンを不均一に変更して、記録されるパターンが、予め形成されている対応する電気回路部分に応じて、適切に寸法を決められ、位置合わせされ、或いは配置されるように動作するパターン記録システムと、そのようなシステムにおいて用いられる方法とを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、さらに、スキャナを利用するダイレクトイメージングシステムにおいて上記の機能をそれぞれ提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の１つの広い態様によれば、電気回路パターンの不均一に変更されたバージョンを記録するための画像記録システムは、たとえばダイレクトイメージングシステムである。そのようなシステムは、たとえばレーザによって与えられるコヒーレント光を利用したり、または、たとえばＬＥＤによって与えられる非コヒーレント光を利用することができる。
【００１２】
本発明の１つの広い態様によれば、あるパターンのコンピュータ化された画像の不均一に変更されたバージョンが基板上に記録される。それを果たすための１つの方法は、たとえば、変調された光ビームをある表面にわたって走査することである。
【００１３】
本発明の別の広い態様によれば、あるパターンのコンピュータ化された画像の初期バージョンが記録システムに供給され、その記録システムは、そのコンピュータ化された画像の初期バージョンを不均一に変更した後に、基板上にそのパターンの不均一に変更されたバージョンを記録する。
【００１４】
本発明の実施の形態の１つの広い態様によれば、レーザダイレクトイメージングシステムが、第１の電気回路パターン部が第１の予め形成されている電気回路パターン部に対して位置合わせされ、第２の電気回路パターン部が第２の予め形成されている電気回路パターン部に対して位置合わせされるように、電気回路基板の感光性の表面上にパターンを記録するために動作する。感光性の表面上に記録されたパターンのバージョンは、記録されたパターンの少なくとも一部が、記録されたパターンの他の部分とは無関係に変更された実際の倍率、実際の形状あるいは実際の位置を有するように不均一に変更される。
【００１５】
本発明の実施の形態の別の広い態様によれば、あるパターンが記録されることになる基板は、複数のアライメントターゲットを含む。選択されるアライメントターゲットの個々の場所は、たとえばそれらの場所を光学的に読み取ることにより突き止められる。感光性基板を露光するためにＬＤＩシステムによって用いられる電気回路パターンの表現は、その電気回路の表現内の基準点を、読み取ったアライメントターゲットの場所に一致させるように不均一に変更する。
【００１６】
本発明の別の広い態様によれば、電気回路パターンの表現の不均一な変更は、非線形な変換による。
【００１７】
電気回路の表面の不均一な変更の動作は、全体的に実行することができる。すなわち、その表現の変更は、電気回路基板の概ね全ての部分にわたって分布するアライメントターゲットの実際の場所を参照して計算される。
【００１８】
又は、表現の不均一な変換のステップは、セクタ毎に行われる。この別の動作モードでは、各セクタは、たとえば電気回路基板上に形成されることになる個別の電気回路部分に対応する。形成されることになる各電気回路部分は、予め積層された補完する電気回路部分に対して、個別にスケーリングされ、位置合わせされ、かつ配置される。個々に考慮される場合には、セクタの各々は、基準位置に対して均一にスケーリングされ、位置合わせされ、配置されることができるが、異なるセクタには、異なるスケーリング、位置合わせおよび配置の係数が適用されるので、そのパターンの全てのセクタがまとめて考慮されるとき、そのパターンは、全体として不均一に変更される。適切な全体的またはセクタ毎の変換関数の計算は、オフラインで、またはリアルタイムに実行されることができる。
【００１９】
本発明の実施の形態の別の広い態様によれば、ＬＤＩシステムを用いて、感光性の基板上に、何度かステップを繰り返して所定の電気回路パターンが露光される。ＬＤＩシステムを動作させるコンピュータ制御ファイルが作成され、予め形成されている電気回路パターン内に配置される１つまたは複数のアライメントターゲットの実際の位置に応じて、電気回路パターンが繰返し現われる度に、倍率、位置合わせあるいは配置が個別に調整される。調整は、たとえば、位置の指定、スケーリングあるいは回転を含むことができる。
【００２０】
又は、ＬＤＩシステムを動作させるコンピュータ制御ファイルが作成される。そのコンピュータ制御ファイルは、何度も繰返し現われる所定の電気回路パターンを含む。制御ファイル内の繰返し現われる所定の電気回路パターンの各々は、基板上に露光されることになる、繰返し現われる所定の電気回路パターンに対応する。コンピュータ制御ファイルは、所定の電気回路パターンが繰返し現われる度に、１組のアライメントターゲットを参照して実際の位置に合致するように不均一に変更される。
【００２１】
本発明の実施の形態のさらに別の広い態様によれば、ＬＤＩシステムを用いて、感光性の基板上に所定の電気回路パターンが回路毎に露光される。アライメントターゲットの個々の場所が第１の場所において突き止められ、所定の電気回路パターンの倍率、場所および向きが、アライメントターゲットの位置に応じて調整される。必要に応じて、その上に電気回路パターン部が形成されることになる基板を保持するステージが回転する。この過程は、電気回路パターン部が繰返し現われる度に繰り返される。
【００２２】
本発明の実施の形態のさらに別の広い態様によれば、ＬＤＩシステムを用いて、基板の露光中にＣＡＭ画像を不均一に変更して、ＣＡＭ画像の不均一なバージョンが生成される。ＣＡＭ画像のそのような不均一な変更を達成するための方法は、ＣＡＭ画像と、そのＣＡＭ画像が記録されている基板上の１つの場所との間のデータクロック同期を変更するように作用する制御ファイルを利用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、詳細に説明され、同封の図面に図示される種々の特定の例示的な実施の形態として以下に教示される。
【００２４】
図面は、本発明の原理を反映する実施の形態を、非常に簡略化された概略図として示す。この分野に精通している人によって容易に理解されるような多くの要素および細部は、本発明を不明瞭にするのを避けるために省略されている。
【００２５】
ここで、種々の例示的な実施の形態を用いて、本発明が教示されるであろう。それらの実施の形態が詳細に説明されるが、本発明がこれらの実施の形態だけには限定されず、非常に広い権利範囲を有することは理解されよう。特許請求の範囲が、本発明の権利範囲を決定するものと見なされるべきである。
【００２６】
図１を参照すると、本発明の実施の形態による、電気回路基板などの基板１２の感光性の表面上にパターンを露光するためのシステム１０の簡略化された図が示されている。以下の説明において用いられるように、本発明において、電気回路は、プリント回路ボード、ボールグリッドアレイ基板、マルチチップモジュール、集積回路などを含む、任意の適切な形態の電気回路を含む。ダイレクトイメージングシステムは、たとえば、レーザダイレクトイメージング（ＬＤＩ）システム、あるいは代替の形態では、任意の適切なダイレクトイメージングシステム、たとえば空間光変調器およびスキャナを用いてコヒーレントまたは非コヒーレント光の変調ビームで走査するシステムを含む。基板は、ダイレクトイメージングシステムを用いてその上にパターンが記録される任意の適切な基板を含む。基板は、電気回路の製造時に用いられる任意の適切な基板を含む。
【００２７】
図１では、システム１０は、パターン１４に従って基板１２上に積層されるフォトレジストなどの感光層を露光するように動作するＬＤＩタイプのダイレクトイメージングシステムである。システム１０は、ＬＤＩシステムとして説明されるが、任意の適切なダイレクトイメージングシステムを用いることができる。パターン１４は、通常、参照番号１６で示される複数のパターン部を含む。図１に示される実施の形態では、各パターン部１６は、個別のプリント回路ボードデバイス（図示せず）に組み込まれる電気回路の一部に相当する。パターン部１６のうちの少なくともいくつかは、通常、基板１２上に既に形成されているか、または基板１２上に形成されることになっており、概ね同一である。しかし、常にそうであるとは限らない。
【００２８】
ＬＤＩシステム１０は、一般的に以下に記載される部品を含む。レーザビーム２２を生成するレーザ２０。レーザビーム２２を受光し変調して、データ変調されたレーザビーム２６を形成するための変調器２４。回転ポリゴン２８などのスキャナ、あるいはデータ変調されたレーザビーム２６を受光し、それを走査軸に沿って基板１２の表面にわたって走査する音響光学デフレクタ、すなわちガルバノメータなどの適切な走査デバイス。一般的に走査軸を横切る１つの軸、すなわち交差走査軸に沿って基板１２を動かす変位アセンブリ（図示せず）。レーザ２０と回転ポリゴン２８との間に配置され、回転ポリゴン２８によって走査するために、データ変調されたレーザビーム２６を適切に整形するように作用するプレ走査光学系３０。回転ポリゴン２８と基板１２との間に配置され、基板１２の表面上に、フォトレジストなどによって感光された画像を記録するために、データ変調されたレーザビーム２６を適切に整形するように特に作用するポスト走査光学系３２。システム１０は、さらに、交差走査軸に沿った基板の位置と同様に、走査軸に沿った、変調レーザビーム２６の概ね瞬間的な場所を決定するためのアセンブリ（図示せず）を含む。走査軸に沿った変調レーザビーム２６の場所を決定するためのアセンブリを備える適切なシステムが、同時係属中の米国特許出願１０／０３８，０６１号に記載されており、その開示は、このため全体がリファレンスとして取り込まれている。
【００２９】
本発明の実施の形態によれば、システム１０は、ブリッジ３６上に取り付けられる例えばセンサ３４を含むさらに別のアセンブリを備えている。その出力は、位置決定器３８によって、種々のエンコーダ（図示せず）の出力とともに用いられて、基板１２上にパターン１４を記録するためのシステム１０によって用いられる座標系において、基板１２の実際の場所および向きを決定する。センサ３４および位置決定器３８は、システム１０に一体化された部品として示されているが、システム１０と協動するスタンドアローンのＸ−Ｙ測定システムの一部として収容されることができる。
【００３０】
オプションでは、センサ３４およびエンコーダの出力が、さらに位置決定器３８によって使用されて、以下にさらに詳細に説明されるような、基板１２上に既に形成されている、電気回路部５６などの種々の部分１６の実際の場所を決定する。基板１２の場所および向きを決定する際に有用な適切なアセンブリの構造および動作は、次に記載される同時係属中の米国特許出願第０９／５８１，３７７号、第０９／７０８，１６０号、第０９／７９２，４９８号および第１０／０４５，６５１号にさらに詳細に説明されており、その開示は、この種の構造および動作を得るためにその全体が本明細書に援用されている。
【００３１】
本発明の実施の形態によれば、基板１２の表面上にパターン１４を記録するために変調器２４においてレーザビーム２２を変調するための初期データ源は、ＣＡＭシステム４２によって用いられるＣＡＭ画像４０である。ＣＡＭ画像４０は、任意の適切なコンピュータファイルであり、本発明の実施の形態では、ＣＡＭ画像は、たとえば多数のピクセルからなる２次元のアレイによって画定されるラスタ画像である。電気回路パターンの通常のＣＡＭ画像４０に含まれている大量の情報のために、ＣＡＭ画像４０は、たとえば１ライン内の類似のピクセルのシーケンスを１つのベクトルとして表現することによって圧縮されたフォーマットで与えられることができることは理解されよう。ＣＡＭ画像４０では、各ピクセルは、基板１２の表面上の１つの場所に対応し、変調レーザビーム２６からのレーザエネルギがかかる場所に供給されるか否かを表示している。
【００３２】
先に説明されたシステム１０は、本発明を理解するのを助けるためにかなり簡略化された概略図で示されることに留意されたい。システム１０として用いるのに適したダイレクトイメージングシステムは、イスラエル、ヤブネのオーボテック社から市販されているＤＰ−１００（登録商標）ＬＤＩシステムである。ＤＰ−１００（登録商標）ＬＤＩシステムの種々の付加的な構造および動作の詳細は、同時係属中の米国特許出願第０９／５８１，３７７号、第０９／７３５，８７２号、第０９／７０８，１６０号、第０９／７９２，４９８号、第１０／０３８，０６１号および第１０／０４５，６５１号に記載されており、それらの開示は、この目的を果たすためにその全体が本明細書に援用されている。
【００３３】
電気回路製造の分野では、各層が完全な電気回路の一部を含むように、いくつかの基板層から１つの電気回路を製造することが一般的なやり方である。個々の層は、個別に形成され、その後、結合される。又は、個々の層は、同じ電気回路コアに電気回路の後続の層を順番に形成することにより、一連の積層を構成するように形成できる。結果として、パターン部１６に対応する電気回路部分が、既に形成されている補完の電気回路部分と容易に組み合うように、基板１２の表面上にパターン１４を記録することが望ましい。
【００３４】
実際には、基板１２上に既に形成されている電気回路部分の寸法、場所、さらには形状が、ＣＡＭ画像４０において示すことができるような、絶対的な寸法、場所および形状と比べて異なる場合もある。電気回路製造工程におけるそのような差の影響は、種々の基板層の各々が、通常は複数の電気回路部分を含むので、複雑になっていることが多い。１つの基板層上の電気回路部分の各々は、異なるプリント回路ボードに組み込まれることになっている。さらに、完成された基板から製造される各プリント回路ボードデバイスは、いくつかの個別の層から形成されるか、一連の積層から形成されるかにかかわらず、通常、各々が他の層とは個別に形成される複数の層を含む。最後に、いくつかのプリント回路ボードは、通常、同じ１組の基板層から形成される。
【００３５】
先に留意されたように、いくつかの電気回路製造工程では、電気回路パターン部分は、１つの基板の別々の層上に形成され、その後、基板の別々の層が結合されて、１つのプリント回路ボードが形成される。又は、少なくともいくつかの電気回路層が、基板コア上に既に形成されている既存の電気回路部分の真上に一連の積層を構成するように順番に積層される。
【００３６】
システム１０が、基板１２上にＣＡＭ画像４０などの初期画像の不均一に変更されたバージョンを記録するように動作することが、本発明の実施の形態の特徴である。これは、たとえば、走査型ダイレクトイメージングシステムを用いて実施される。本発明の実施の形態では、初期画像を不均一に変更するのに適した回路は、たとえば、汎用コンピュータ上で実行されるソフトウエアで実施される。したがって、図１に示されるように、本発明の実施の形態によれば、ＣＡＭ画像４０は、基板１２上に形成されるパターンを表し、不均一に変更された制御画像４６を生成する不均一パターンコンピュータ４４に与えられる。ＣＡＭ画像４０の不均一な変更は、基板１２上に記録されるパターン１４を、基板１２上に既に形成されている電気回路パターン部と、あるいはいくつかの他の基板層上に既に形成されている電気回路パターン部または電気回路パターン部の画像と非常に高い精度で嵌めあう。
【００３７】
本発明の実施の形態では、不均一に変更された制御画像４６は、たとえばＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンであり、最初に生成され、その後、基板１２上に記録される。本発明の別の実施の形態では、システム１０を以て基板１２上にＣＡＭ画像４０を不均一に記録させる制御ファイルが生成される。本実施の形態では、制御ファイルが、適切な制御命令を、変調器２４がビーム２２を変調する不均一速度を制御するシステム１０に与える。なお、システム１０は、オプションで、基板１２とシステム１０との相対変位の不均一速度を制御する。
【００３８】
ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンを記録する１つの結果は、いくつかのパターン部１６が、異なる電気回路の層上にある電気回路部分に相当し、他のパターン部１６に対して移動されたり、拡大されたり、形状が変更されたりすることである。これは、基板１２の別の層上に既に形成されている１つの電気回路部分などの１つのパターンが、他の部分に対して、あるいは絶対的な場所、倍率または形状に対して、移動されたり、拡大（縮小）されたり、あるいは形状を変更されるような１つまたは複数の部分を含む場合に有用である。それゆえ、ＣＡＭ画像４０などの入力制御画像の不均一な変更は、個々のパターン部１６の適切な移動や、スケーリング、形状変更を提供することができる。この変更は、種々のパターン部が他のパターン部とは独立に変更されるように実行される。それゆえ、ＣＡＭ画像４０の１つのバージョンがシステム１０によって基板１２の表面上に記録されるとき、結果として生成される各パターン部１６は、既に形成されているパターン部によって要求される実際の場所と正確にはめ込まれる。
【００３９】
図２Ａに、システム１０との使用に適した、基板１２などの基板を一部破断した図を示す。図２Ａ、さらには図１に示されるように、基板１２は、複数の電気回路部分５６を含む。電気回路部分５６の各々は、誘電体基板などの絶縁性基板上にある導電性金属のパターンによって画定され、異なるプリント回路ボードデバイス内の回路層になる。基板１２は、さらに、電気回路部分５６を覆う表面層５８も備える。表面層５８は、たとえば、誘電性ガラス繊維およびエポキシ基板などの絶縁性の基材と、銅などの金属箔とからなる複合層であり、感光性のフォトレジストで覆われている。電気回路部分５６は、表面層５８の下にあるので、図１では破線６０で示されている。
【００４０】
図１に戻ると、ＣＡＭ画像４０内の類似のパターン部１６は、概ね均一なサイズを有し、均一に配置され、均一な形状を有するが、基板１２上への対応する電気回路部分５６の配置は、均一ではないことがわかる。電気回路部分５６のうちのいくつかは、その予想される場所になかったり、或いは、そのサイズが変更されていたり、あるいは全体の形状が、ＣＡＭ画像４０から予測される位置やサイズ、形状のそれぞれから変更されていたりする。たとえば、電気回路部分５６のうちの１つ、すなわち部分６２は、位置がずれており、かつサイズが縮小されている。電気回路部分５６のうちの別のもの、すなわち部分６４は、位置がずれており、かつサイズが拡大されている。電気回路部分５６のうちの別のもの、すなわち部分６６は、長方形ではなく、むしろその形状が台形となるように変更されている。
【００４１】
本発明の実施の形態の根底にある概念を明確に示すために、電気回路部分５６や電気回路部分５６に反応して記録される画像部分に生じる変形は、かなり大きく誇張して示されていることに留意されたい。実際には、電気回路部分５６において生じる変形は、通常、比較的小さく、基板１２の伸長から予想されるような、あるいは予め形成されている電気回路部分の露光中に生じる光学歪みに起因する、場所の整然としたドリフトやサイズのドリフトなど規則的な挙動を示す。
【００４２】
図１では、不均一に変更された制御画像４６は、パターン１４に対して不均一に変更されていることもわかる。そのような不均一な変更は、電気回路部分５６の各々の実際のサイズ、場所および形状に対応する。本発明の実施の形態では、各電気回路部分５６の実際のサイズ、場所および形状への対応は、部分５６毎に独立に実行される。又は、画像全体が、全体的に不均一に変更される。
【００４３】
結果として、図２Ｂに示されるように、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンは、基板５８上に記録される。なお、図２Ｂは、システム１０を用いて露光した後の基板の図である。記録された画像７０は、既に形成されている電気回路部分５６を補完する新たな電気回路部分７２を画定する。ＣＡＭ画像４０と比べて、記録画像７０は不均一に変更されているので、記録画像７０は、基板１２上（一連の積層方式）または他の基板上のいずれかに配置される既に形成されている電気回路部分５６と正確に嵌めあう。結果として、新たな電気回路部分７２の各々は、たとえば基板１２を伸長した結果、互いに、または理想的な画像に対して、その場所、サイズあるいは形状が実際に変化しているにもかかわらず、既に形成されている電気回路部分５６の場所、サイズおよび形状と正確に一致する。
【００４４】
図３に、本発明の実施の形態による、図１のシステムを用いて電気回路の画像を記録するために用いられるＣＡＭ画像４０を不均一に変更するための方法１１０の簡略化されたフローチャートを示す。図４Ａ〜図４Ｋに、図３の方法を理解する際に有用な電気回路パターンの簡略化された図を示す。
【００４５】
方法１１０は、電気回路パターンの記録を開始する前に、たとえばＣＡＭ画像４０（図１）において基準位置７８を規定する、通常はオフラインで実行される動作で開始する。基準位置７８は、パターン部１６をそれぞれ包囲する角８０、所定の配列に並べられた基準位置、または他の方法で適切に配置された基準位置などの、ＣＡＭ画像内の特別に規定された場所である。基準位置は、単一のパターン部１６と特に関連付けられたり、または少なくとも２つのパターン部１６によって共有されても良い。図４Ａに示すように、基板１２に記録されるパターン１４のＣＡＭ画像４０の一例は、基準位置７８が角８０において規定されている場所を表示する。オプションでは、基準位置は、電気回路パターン部のＣＡＭ画像４０の全体にわたって点在する、角８０などの特別な目標位置であり、或いは、電気回路パターン部のＣＡＭ画像４０におけるパッドやバイアなどの選択された特徴部に対応する場所であることに留意されたい。
【００４６】
次に、システム１０を用いて基板１２上に画像を記録する前に、図４Ｂ〜図４Ｋにおいて参照番号８２によって示されるターゲットの場所が、パターン１４が記録される基板１２において決定される。
【００４７】
図４Ｂは、基板１２の予め形成されている層上などの、既に形成されている電気回路部分５６に関連するターゲット８２の場所を示す。図４Ｃは、システム１０にて露光される前に、銅層およびフォトレジスト（図示せず）で被覆された基板１２内で見られるような、電気回路部分５６を含まないターゲット８２の場所を示す。ターゲット８２の場所は、ファイルに記憶することができる。図４Ｂでは、ターゲット８２は、電気回路部分５６との所定の関係に従って基板１２の表面に沿って分布することがわかる。方法１１０の目的は、ＣＡＭ画像４０の基準位置８０が、基板１２上の対応するアライメントターゲット８２と正確に一致するＣＡＭ画像４０のバージョンを記録することである。そのような不均一な変更の結果は、たとえば基板１２の予め形成された層上に既に形成されている電気回路部分５６と記録画像７０とを正確に位置合わせすることである。
【００４８】
図２Ａおよび図４Ｂに示される例では、基板１２上の各ターゲット８２は、電気回路部分５６に対して正確な向きで基板１２の表面内に形成されるマイクロバイア８４のアレイである。マイクロバイア８４は、図２Ａの例の場合に見られるように、電気回路部分５６に対して正確な場所に形成されることに加えて、表面層５８などの不透明なオーバレイによって覆われる場合が時折あっても、基板１２の表面から容易に見ることができるので、ターゲット８２として用いるのに好都合である。しかしながら、既に形成されている電気回路部分５６に対して正確に配置される任意の他の適切なターゲット８２を用いることもできることに留意されたい。ターゲット８２の別の適切な形態の一例は、たとえば電気回路とともに形成される所定の形状の銅（図示せず）であるターゲットを含む。
【００４９】
層５８は、そのようなターゲットが現われるように、たとえば研磨（skiving）によって選択的に除去する必要がある場合がある。オプションでは、そのようなターゲットの正確な場所は、たとえばＸ線イメージング、音響測位あるいは他の適切な方法によって突き止めても良い。
【００５０】
本発明の実施の形態によれば、基板１２上のターゲット８２の個々の場所は、センサ３４を場所決定器３８と組み合わせて用いることにより決定される。又は、基板１２上のターゲット８２の場所は、ターゲット８２の個々の場所を示す適切なファイルを出力するように動作する個別のＸ−Ｙ計測テーブルを用いて決定される。ターゲット８２の場所は、基板１２毎に、または個々の事例（基板）に応じて個々に決定しても良い。オプションでは、ターゲット８２の個々の場所は、同様の基板１２のバッチ全体に対して一回決定される。ターゲットの場所を基板毎に決定するか、基板のバッチに対して決定するかの選択は、たとえば、基板１２上に記録される必要があるパターン１４の精度および利用可能な時間に応じて行われる。
【００５１】
オプションでは、ターゲット８２の個々の場所の決定は、検査基板上の任意のパターン変形を示す自動光学検査システム（図示せず）の検査出力８６を用いて行われる。そのような検査出力８６は、プリント回路ボードの製造において一般的に実行されるような、電気回路部分５６の自動光学検査中に取得しても良い。適切な検査出力８６の一例が、「System and Method for Inspecting Electrical Circuit Patterns for Deformations」というタイトルの同時係属中の米国特許出願第６０／３７６，８７２号に記載されており、その開示は、その全体が本明細書に援用されている。そのような検査出力８６を用いるとき、センサ３４は、選択されたターゲットの場所を検出し、その後、それを用いて、基板１２の場所を決定する。検査出力８６は、基板１２上にＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンを記録するために用いられる。
【００５２】
ここで図３を参照すると、選択されたパターン部に対して、ＣＡＭ画像４０内の基準位置７８が、基板１２上の対応するターゲット８２に関連付けられる。図４Ｄでは、各々が理想的な電気回路内の１つの場所を表す基準位置が、ターゲット８２で覆われ、その各々が、ＣＡＭ画像４０の記録バージョンが位置合わせされることになっている部分的に製造された電気回路内の実際の場所を表している。基準位置７８とターゲット８２との場所の差が、明確に確認される。
【００５３】
本発明の実施の形態によれば、ＣＡＭ画像４０の不均一な変更は、たとえば、ＣＡＭ画像４０内の選択されたパターン部１６の各々を別々に変形することによって行われれ、各パターン部１６が、基板１２上に既に形成されている対応する電気回路部分と適合する。
【００５４】
図４Ｅに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第１のパターン部９０は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成された電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、スケーリング（縮小）されて、平行移動される。
【００５５】
図４Ｆに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第２のパターン部９２は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成されている電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、スケーリング（拡大）されて、平行移動される。
【００５６】
図４Ｇに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第３のパターン部９４は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成されている電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、スケーリング（縮小）され、平行移動されて、かつ回転される。
【００５７】
図４Ｈに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第４のパターン部９６は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成されている電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、スケーリング（縮小）されて平行移動される。
【００５８】
図４Ｉに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第５のパターン部９８は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成されている電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、平行移動されて回転される。
【００５９】
図４Ｊに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第６のパターン部１００は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成されている電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、スケーリング（縮小）されて平行移動される。
【００６０】
図４Ｋに見られるように、平行移動後に実線で示されるＣＡＭ画像４０内の第７のパターン部１０２は、その基準位置７８が、基板１２上などにある既に形成されている電気回路パターンに関連付けられたターゲット８２の対応する場所と正確に一致するように、スケーリング（縮小）され、平行移動されてかつ回転される。
【００６１】
本発明の実施の形態によれば、上記の変形、平行移動、スケーリングおよび回転の全てが各パターン部分上で実行されるとは限らない。代わりに、既に形成されている電気回路部分の補完部分に各パターン部を独立に合わせるために、適切な平行移動、スケーリングおよび回転が実行される。たとえば、本発明の実施の形態によれば、ＣＡＭ画像と既に形成されているパターン部との間の差は、十分に小さく、記録される画像と既に形成されているパターン部とを、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンにおいてパターン部９０〜１０２を平行移動することによって、簡単に合わせることができると想定される。そのような動作モードでは、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョン内の各パターン部に関連付けられた基準位置７８は、対応するターゲット８２の対応する場所と最も良く適合するように記録される（しかしながら、必ずしも正確に適合するとは限らない）。
【００６２】
本発明の実施の形態によれば、個々のパターン部は、スケーリングおよび回転を用いることなく、単に平行移動される。１つのパターン部を平行移動するための平行移動要因は、アライメントターゲットの実際に測定された場所と、アライメントターゲットが存在すべき予想される場所との間の差に応じて、選択されたパターン部１６毎に計算される。基板１２上のターゲットは、測定され、ＣＡＭ画像４０が、最初に、選択されたターゲットの測定された場所に応じて均一にスケーリングされる。本発明の実施の形態によれば、基板１２の角付近にそれぞれ配置されるターゲットは、均一なスケーリング操作のために用いられる。移動される各パターン部が、中心点に割り当てられる。その後、中心点の場所が、ターゲットの実際に測定された場所と、均一にスケーリングされたＣＡＭ画像４０内の基準位置によって表される対応する予想場所との間の差の重み付けされた効果に応じて平行移動される。実際のターゲットの場所と予想場所との対は、基板全体、またはその任意の一部の上に配置される対となる。本発明の実施の形態によれば、所定のパターン部を動かすために、測定されたターゲットの場所とその対応する予想場所との各対に適用される重みは、移動されるパターン部分の中心点からの距離の関数になる。
【００６３】
Ｃ＋＋プログラミング言語におけるソフトウエアルーチンの一部分が、本発明者らに現在知られているように、本発明の実施の形態の最良の形態において使用され、スケーリングおよび回転を用いることなく、選択されたパターン部１６を独立に平行移動する。
【００６４】
2005524982.tif 000003
2005524982.tif 000004
2005524982.tif 000005
2005524982.tif 000006
2005524982.tif 000007
【００６５】
したがって、上記の内容から、各パターン部のそれぞれの基準位置が、基板１２上の対応するターゲット８２の場所に合うように、パターン部９０〜１０２の各々を独立に変形するプロセスは、結果として、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更された表現になることは理解されたい。本発明の実施の形態によれば、ＣＡＭ画像４０のそのような不均一に変更された表現は、ラスタファイルなどのファイルとして生成され、不均一に変更された制御画像４６として保存される。不均一に変更された制御画像４６は、ＣＡＭ画像４０の代わりに使用されて、基板１２上に新たな電気回路部分７２の記録画像７０が記録される。
【００６６】
又は、基準位置７８とターゲット８２との間の個々の場所の差を用いて、データの配送、または基板１２の平行移動の速度を不均一に制御する制御ファイルを生成し、それにより、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンが基板１２上に記録される。
【００６７】
ここで図５〜図７Ｅを参照する。図５は、図１のシステムとともに用いるのに適した別の基板１１２の一部破断された図である。図６は、本発明の別の実施の形態による、図１のシステムを用いて基板上に不均一に変更されたＣＡＭ画像４０を記録するための方法２１０のフローチャートである。図７Ａ〜図７Ｅは、図６の方法を理解する際に有用な電気回路パターンの簡略化された概略図である。
【００６８】
方法２１０は、基板１１２上への電気回路パターンの記録を開始する前に、たとえばＣＡＭ画像４０（図１）において基準位置１７８を規定するために通常はオフラインで実行される動作で開始する。本発明の実施の形態によれば、基準位置１７８は、電気回路内に形成されることになるバイアまたはパッドなどの構成要素の場所に対応する。したがって、たとえば、基準位置１７８は、バイア１８０が形成される場所に対応するＣＡＭ画像４０内の場所に割り当てられる。又は、それに加えて、基準位置１７８は、他の場所１８１などの任意の特定の電気回路内に形成される特徴部に関連付けられたり、或いは関連のない他の特別に規定された場所に割り当てられる。図７Ａに示すように、基板１２上に記録されるパターン１４のＣＡＭ画像４０は、電気回路内にバイア１８０が形成されることになる場所と他の場所１８１とに基準位置１７８を割り当てることを示す。
【００６９】
次の動作では、システム１０を用いて画像を記録する前に、パターン１４が記録されることになる基板１１２上に参照番号１８２によって示されるターゲットの場所が決定される。ターゲット１８２は、たとえばセンサ３４によって、Ｘ線センサ（図示せず）によって、外部の自動検査システム（図示せず）によって、あるいは任意の他の適切なセンサによって、それらのターゲットが視認されるように、基板１１２上に分布する。ターゲット１８２は、一連の積層タイプの構成のように、表面層１５８によって覆われる電気回路層上に形成される。又は、ターゲットは、基板１１２と結合されて、１つのプリント回路ボードを形成することになる個別の電気回路基板層（図示せず）上に形成される。各ターゲット１８２は、ＣＡＭ画像４０内の、バイア１８０または他の場所１８１などにある基準位置に対応する。
【００７０】
図５および図７Ｂに示されるように、基板１１２上のいくつかのターゲット１８２は、バイア１８０に関連付けられ、基板１１２上のターゲット１８２のうちのいくつかは、他の場所１８１に関連付けられる。バイア１８０は、通常、表面層１５８上の電気回路パターンと、完成したプリント回路ボード内の電気回路部分１５６との間を相互接続する。他の場所１８１に関連付けられるターゲットなどの他のターゲット１８２は、図示した例では、マイクロバイア１８４のアレイとして形成される。他の適宜のターゲットを用いても良い。マイクロバイア１８４は、完成した電気回路において、必ずしも機能上の目的を果たすとは限らないが、それらは、たとえば当該技術分野において知られているようなレーザマイクロマシニング装置を用いて、電気回路部分１５６に対して正確な向きで基板１１２の表面に形成される。
【００７１】
バイア１８０およびマイクロバイア１８４は、たとえば図５に示されるように、電気回路部分１５６に対して正確な場所に形成されることに加えて、電気回路部分１５６が表面層１５８などの不透明な上層によって覆われる場合であっても、基板１１２の表面から視認可能であるので、ターゲット１８２として用いるのに特に好都合である。バイア１８０およびマイクロバイア１８４が、ターゲット１８２の例として示されているが、予め形成されている電気回路部分１５６に対して正確に配置される他の適切な形態のターゲットが用いられる場合もあることに留意されたい。たとえば、電気回路部分１５６の一部として、または電気回路部分１５６に付随して形成される種々のパターン構成が、ターゲットとしての役割を果たしても良い。層１５８は、そのようなターゲットが現われるようにするために、たとえば、スカイビングによって選択的に除去しなければならない時もある。オプションでは、そのようなターゲットの正確な場所は、たとえばＸ線イメージング、音響測位、あるいは他の適切な方法によって突き止められることができる。
【００７２】
本発明の実施の形態によれば、基板１１２上のターゲット１８２の個々の場所は、センサ３４と場所決定器３８（図１）とを組み合わせて用いることにより決定される。ターゲット１８２の場所は、場合に応じて、基板１１２毎に独立に決定しても良い。オプションでは、ターゲット１８２の個々の場所は、同様の基板１１２のバッチ全体に対して一度決定される。ターゲットの場所を基板毎に決定するか、基板のバッチ毎に対して決定するかの選択は、たとえば、パターン１４を基板１１２上に記録する際に必要な精度および利用可能な時間の関数になる。ターゲット１８２の個々の場所を示すファイルの１つの図を、図７Ｃに示す。
【００７３】
オプションでは、ターゲット１８２の個々の場所の決定は、システム１０とは別のＸ−Ｙ計測システムを用いて、または検査基板上のパターン変形を示す自動光学検査システム（図示せず）の検査出力８６（図１）を用いて行われる。そのような検査出力８６は、電気回路部分１５６の自動光学検査中に取得しても良い。適切な検査出力８６の一例が、「System and Method for Inspecting Electrical Circuit Patterns for Deformations」というタイトルの同時係属中の米国特許出願第６０／３７６，８７２号に記載されており、その開示は、検査システムを説明するために、その全体が本明細書に援用されている。そのような検査出力８６を用いるとき、センサ３４が、選択されたターゲットの場所を検出し、その後、それを用いて、基板１１２の全体的な場所が決定される。検査出力８６は、ＣＡＭ画像４０を不均一に変更するために用いられる。
【００７４】
ここで図６を参照すると、次の操作では、ＣＡＭ画像４０の種々のパターン部内の基準位置１７８が、基板１１２上の対応するターゲット１８２に関連付けられる。この操作は図７Ｄに示されており、ＣＡＭ画像４０がターゲット１８２の場所の表現で覆われる。たとえばＣＡＭ画像４０によって表されるような、各々が理想的な電気回路内の所定の場所を表す基準位置１７８と、各々が部分的に製造された電気回路内での実際の場所を表すターゲット１８２との差が、明確に確認される。
【００７５】
本発明の実施の形態によれば、ＣＡＭ画像４０の不均一な変更は、基準位置１７８とターゲット１８２との間の差に基づいて、たとえば、ＣＡＭ画像４０を不均一に伸長（または収縮）させることによって、ＣＡＭ画像４０を不均一に変形することにより実行される。ＣＡＭ画像の不均一な変更により、ＣＡＭ画像４０のターゲット１８２を基板１１２上のターゲット１８２の実際の場所に一致させる。これは、たとえば、基準位置１７８および対応するターゲット１８２の集合の個々の場所を入力し、その後、適切な複合変換関数によりＣＡＭ画像４０を非線形に伸長することによって実行しても良い。そのような変形は、全体的に、またはＣＡＭ画像４０の選択された部分毎に実行できる。
【００７６】
図７Ｅに示されるように、基準位置１７８をターゲット１８２に一致させる過程は、基板１２（図１）上にシステム１０によって記録されるＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョン１９０を生成する。本発明の実施の形態では、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョン１９０は、新たな電気回路部分７２の記録画像７０が、基板１１２上に既に形成されている電気回路部分１５６（図５）により非常に接近して位置合わせされるように、基板１２の表面上に転写される制御画像４６としての役割を果たすように機能する。
【００７７】
図８に、本発明の実施の形態による、プリント回路ボード上にパターンを露光するための方法３１０の簡略化された流れ図を示す。方法３１０は、２つの部分、学習モード３２０とイメージングモード３３０とを含む。学習モード３２０では、ＣＡＭ画像４０（図１）の不均一に変更されたバージョンが生成され、イメージングモード３３０では、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンは、記録ファイル３４６を示し、さらに大きく変更されることなく、基板１２上の記録画像３７０を記録するために転写される。本発明の実施の形態によれば、記録ファイル３４６は、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンの圧縮されたラスタ画像であるが、圧縮されていないラスタ画像を用いることもできる。
【００７８】
学習モード３２０における高解像度の記録ファイル３４６の生成は、コンピュータリソースをかなり集中的に用いることに留意されたい。本発明の実施の形態によれば、記録画像は、製造中の電気回路の、基板１２などの、いくつか、たとえば１０以上の予め形成されている層上に形成されている電気回路パターン部５６に関連付けられるターゲットの個々の場所を平均することに基づいて生成される。その後、種々の基板内のターゲットの平均化された個々の場所を用いて、記録ファイル３４６が生成される。この動作モードは、たとえば、同じ記録ファイルが基板のバッチ内の全ての基板上に記録されることになるバッチ動作モードにおいて適している。
【００７９】
方法３１０の学習モード３２０の初期の動作では、基板上のターゲットの個々の場所が、測定され、予想される場所と比較される。予想される場所は、たとえば、ＣＡＭ画像４０を含むファイルによって与えられる。次に、測定された場所が、測定結果からスケーリング、オフセットおよび回転を排除することにより正規化され、いくつかの異なる基板上で見られるような各ターゲットの平均された場所の決定を容易にする。本発明の実施の形態によれば、アメリカマサチューセッツ州のMathworks社から市販されている、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）プログラミング言語  バージョン６．１の以下に記載される機能を用いて、ターゲットの場所が正規化される。
【００８０】
2005524982.tif 000008
2005524982.tif 000009
2005524982.tif 000010
2005524982.tif 000011
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2005524982.tif 000013
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2005524982.tif 000017
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2005524982.tif 000027
2005524982.tif 000028
2005524982.tif 000029
2005524982.tif 000030
2005524982.tif 000031
【００８１】
上記機能は、以下のさらなる機能を呼ぶ。
【００８２】
2005524982.tif 000032
2005524982.tif 000033
2005524982.tif 000034
2005524982.tif 000035
【００８３】
ここで図８を参照すると、たとえば上記の機能を用いるターゲット座標の正規化は、所望の数量の基板上にあるターゲットの個々の座標が正規化されるまで繰り返される。次の操作では、選択されたターゲット（通常は、全てのターゲットとは限らない）の正規化された場所が平均化され、測定された基板上の個々の対応するターゲットの個々の場所を表す平均化出力３５０が生成される。
【００８４】
方法３１０の後続の動作では、記録ファイル３４６などの不均一に変更された制御ファイルが、たとえば図３〜図７Ｅを参照して先に説明された方法を用いて、ＣＡＭ画像４０とともに平均化された出力３５０から生成される。記録ファイル３４６は、メモリに記憶され、システム１０によって使用されて基板を露光できるようにする。本発明の実施の形態によれば、ファイル３４６は、圧縮または非圧縮ラスタ画像形式であり、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンを規定する。
【００８５】
方法３１０のイメージングモード３３０では、電気回路パターンの一部が露光されることになる基板１２などの新たな基板の各々が、システム１０に配置される。基板１２上の位置決めターゲットが、たとえばセンサ３４を用いて、その位置を特定され、基板１２が、後の露光のために位置合わせされて位置が決められる。基板１２が、記録ファイル３４６を用いて露光され、ＬＤＩシステム１０が、記録ファイル３４６に含まれるような、ＣＡＭ画像４０の不均一に変更されたバージョンを、ズレを生じることなく基板１２の表面上に記録する。
【００８６】
図９に、本発明の別の実施の形態により、プリント回路ボード上にパターンを露光するための方法４１０の簡略化されたフローチャートを示す。方法４１０によれば、制御ファイル４４６が、たとえばＣＡＭファイル４４０によって示されるような予想される場所に応じて、基板１２上のターゲットの実際の測定場所を処理することから生成される。
【００８７】
制御ファイル４４６は、ＬＤＩシステム１０をＣＡＭファイル４４０内に含まれる画像を不均一に記録するように動作させる命令を含むので、制御ファイル４４６は、記録ファイル３４６（図８）とは異なる。ＣＡＭファイル４４０に含まれる画像は、一般的に、記録されることになるパターンの変更されていないバージョンに対応する。それゆえ、方法４１０は、ＣＡＭ画像４０（図１）の不均一なバージョンを最初に生成して次にＣＡＭ画像の不均一なバージョンを基板１２の表面に転写するという動作を回避する。
【００８８】
図９に示されるように、制御ファイル４４６の生成は、基板内のターゲットの実際の場所の測定値からの入力と、たとえばＣＡＭファイル４４０によって与えられる、それらのターゲットの予想される場所からの入力とを用いて実行される。本発明の実施の形態によれば、制御ファイル４４６は、参照テーブルとして記憶され、ＬＤＩシステムによる記録画像４７０の記録中に選択的に適用されるオフセットを示す。ターゲットの測定からの入力は、単一のターゲットの測定から得られるか、または図８の学習モード３２０に関して説明したような多数のターゲットから得られることは理解されたい。
【００８９】
本発明の実施の形態によれば、方法４１０では、電気回路パターンの一部が露光される基板１２などの新たな基板の各々は、システム１０（図１）に配置される。たとえば、センサ３４を用いて、位置決めターゲットが基板１２上で位置を特定され、基板１２が、位置合わせされて、それにより、後続の露光のために位置決めされる。基板１２は、ＣＡＭファイル４４０を用いて露光されるが、露光中に、ＣＡＭファイル４４０は、制御ファイル４４６によって供給される情報を用いて不均一に変更される。
【００９０】
本発明の実施の形態によれば、制御ファイル４４６によって、ＣＡＭファイル４４０に含まれるデータが、不均一な速度で基板１２に転送され、一方、記録用ビームは、概ね均一な速度で走査され（またはその逆でもよい）、或いは、基板が露光中に不均一な速度で移動されたりする。
【００９１】
図１０に、本発明の実施の形態による基板を不均一に露光するために図９の方法を用いるＬＤＩシステム５１０の簡略化されたブロック図を示す。図１１に、図１０のシステムにおいて用いられる制御ファイル５４６の構造の概略図を示す。
【００９２】
ＬＤＩシステム５１０は、一般的に以下の部品、レーザ５２０と、変調器５２４と、回転ポリゴン５２８などのスキャナまたは他の適切な走査デバイスと、変位アセンブリと、ビーム位置決定アセンブリ５５０とを備える。レーザ５２０は、レーザビーム５２２を生成する。変調器５２４は、レーザビーム５２２を受光し変調して、１つまたは複数のデータ変調されたレーザビーム５２６、あるいは独立に変調されたセグメントを有する変調レーザビームを形成する。回転ポリゴン５２８などのスキャナまたは他の適切な走査デバイスは、データ変調レーザビーム５２６を受光し、それを走査軸５３０に沿って基板５１２の表面にわたって走査する。変位アセンブリは、全体が５３２で示され、走査軸５３０を横切る１つの軸、すなわち交差走査軸５３４に沿って基板５１２を移動させる。ビーム位置決定アセンブリ５５０は、走査軸５３０に沿って変調レーザビーム５２６の瞬間的な場所を測定する。走査軸に沿って変調レーザビーム５２６の場所を決定するためのアセンブリを備える適切なシステムが、同時係属中の米国特許出願第０９／５８１，３７７号および第１０／０３８，０６１号に記載されており、それらの開示は、この課題を説明するために、その全体が援用されている。
【００９３】
ＣＡＭファイル４０によって表され露光されるパターンの不均一に変更されたバージョンを構成する記録画像５７０の露光中に、基板５１２が、（ａ）交差走査軸５３４に沿って不均一な速度で移動されたり、（ｂ）走査軸５３０に沿って基板５１２を横切るように、変調ビーム５２６を、ＣＡＭファイル４０からのデータで不均一に変調することが、本発明の実施の形態の特徴である。
【００９４】
本発明の実施の形態によれば、たとえば図１１から、ビーム５２６の変調が、走査軸５３０に沿った変調ビーム５２６の場所と、交差走査軸５３４に沿った基板５１２の場所との両方に依存することを理解されたい。これは、記録されるパターンの異なるオフセットが、基板５１２の表面にわたる変調ビーム５２６の次のパス、すなわち軌跡（swath）５６０の間に適用される場合があるためである。したがって、第１のオフセットが、第１の走査速度から生じ、第１の軌跡５６０（図１１）、または軌跡の一部に適用されることがあり、一方、異なるオフセットが、次の軌跡、またはその軌跡の一部に与えられる。
【００９５】
交差走査軸５３４に沿って基板５１２を不均一な速度で移動することを説明する。図１０に示されるように、変位アセンブリ５３２は、参照テーブル５４７と双方向に通信できる。変位アセンブリ５３２は、変調ビーム５２６が、ＣＡＭファイル４０によって規定されるパターンの一部を記録しているところで、たとえばエンコーダを用いて、交差走査軸５３４に沿った場所を表示する。たとえば図１１の軌跡５６０での所定の交差走査場所に対し、参照テーブル５４７が、変位アセンブリが交差走査軸に沿って所定の速度で基板５１２を動かせる適切な命令を供給する。
【００９６】
本発明の実施の形態によれば、各軌跡５６０において基板５１２が動く速度は、独立に制御可能であり、変位アセンブリ５３２の動作に固有に関連付けられている加速度および慣性などの機械的な限界の影響を受ける。したがって、所定の軌跡５６０において、基板５１２が変調ビーム５２６に対して移動される交差走査速度は、基板５１２が別の軌跡５６０にて移動される交差走査速度と概ね同じであったり、或いは異なっていても良い。
【００９７】
走査方向における変調ビーム５２６の不均一な変調を説明する。たとえば図１０に示されるように、本発明の実施の形態によれば、変調ビーム５２６の変調は、変調ビーム５２６が走査方向において基板１２の表面を横切るのに応じて、データクロックによって制御される。ＣＡＭファイル４０に含まれるデータの記録は、データクロックによって同期され、故に、ＣＡＭファイル４０内の所定の場所において表されたデータが、基板５１２の表面の記録画像５７０内で適切に対応する場所において記録される。
【００９８】
走査軸５３０に沿って、所定の非均一な方法でＣＡＭファイル４０に含まれるデータを記録するために、データクロックが、たとえば制御ファイル５４６によって変更されることが、本発明の実施の形態の特徴である。走査軸５３０に沿ってＣＡＭファイル４０に含まれるデータを不均一に記録することは、走査軸に所望のオフセットを与えるように作用する。図１１に示されるように、制御ファイル５４６によって、ＣＡＭファイル４０に含まれる画像は、軌跡５６０内の走査軸５３０に沿った様々なセグメントの各々でそれぞれ異なる速度で走査される。一連の軌跡では、異なる制御ファイルによって、画像の対応する一連の部分が、異なると共に独立に制御可能な速度で走査される。走査速度は、記録画像のピクセル幅を制御し、その結果、記録画像５７０のさまざまな部分の各オフセットを制御することに留意されたい。
【００９９】
本発明の実施の形態によれば、テストビーム５８０が、ビームスプリッタ５２３によって、ビーム５２２から分離される。テストビーム５８０は、走査軸５３０に沿った場所に対応する場所において定規５８２に衝突するように走査され、一方、変調ビーム５２６は、基板５１２の表面に衝突する。図１０に示されるように、定規５８２は、複数のマーキング５８４を備える。マーキング５８４は、実際は反射性または回折性を呈する。センサは、定規５８２と相互作用した後のテストビーム５８０を受光して、信号を出力する。この信号は、相対的に低い分解能の光学クロック５８８を規定し、マーキング５８４に対応するピーク５８９を含む。
【０１００】
光学クロック５８８は、データクロック発生器５９０に供給される。データクロック発生器５９０は、光学クロック５８８内のピーク５８９毎に、複数のビート５９１によって規定される相対的に高い分解能のデータクロック５７２を生成する。データクロック５７２を規定するビート５９１は、位相同期ループなどの適切な回路を用いて、光学クロック５８８と同期する。
【０１０１】
データクロック５７２は、制御ファイル５４６とともに、クロック変更器５９２に供給される。クロック変更器５９２は、たとえば、データクロック５７２内のビート５９１間の距離を変更することによりクロック５７２を変更し、変更されたデータクロック５７４を出力するように動作する。変更されたデータクロック５７４は、ＣＡＭファイル４０と、走査軸に沿った基板５１２の場所の表示とともに、変調器５２４に供給される。変調器５２４は、ＣＡＭファイル４０によって与えられる画像データに基づいて、変調ビーム５２６を変調し、画像データと被変調ビーム５２６の場所との間の同期が、変位アセンブリ５３２および変更されたデータクロック５７４によって与えられる。
【０１０２】
データクロック発生器５９０およびクロック変更器５９２の機能は、初期クロック発生と後続のクロック変更とを明確に区別することなく、同じ回路に併合させることができることに留意されたい。さらに、ビート５９１間の距離を変更する代わりに、クロック回路が、光学クロック５８９のピーク間に可変量のビート５９１を挿入するように動作することもでき、その結果として、ビート５９１を制御可能な距離で有効に生成できる。本発明の実施の形態において使用に適した、変調器５２４を駆動するための適切なクロック発生回路の種々の機能および動作の詳細は、同時係属中の米国特許出願第０９／５８１，３７７号に記載されており、かかる特許出願は、そのような回路に関して教示するために援用されている。
【０１０３】
米国特許出願第０９／５８１，３７７号では、位相同期ループ回路が用いられて、参照テーブルに従って、走査軸に沿った変調ビームの場所の関数として、所定量のビートを挿入することにより、変調ビームが平坦な領域にわたって走査するのに応じて、変調ビームの加速および減速に対応している。本発明の実施の形態によれば、参照テーブルを利用する概念は、２次元モデルにも拡張され、軌跡内に記録されるパターンの部分が選択的にオフセットされ、後続の軌跡に異なるオフセットを適用する。
【０１０４】
変更されたデータクロック５７４を生成した結果として、ＣＡＭファイル４０によって表される画像を画定する対応するピクセルに対して、記録画像５７０のピクセルの幅が、走査軸５３０に沿って不均一になる。図１０では、これは、ピクセル描写マーカ５９３間の距離が異なることによって確認される。そのような不均一性は、記録画像５７０の記録中に適用され、記録画像５７０のいくつかの部分の場所がオフセットされる。
【０１０５】
本発明が、詳細に図示され、先に説明されてきたものによって限定されないことは当業者には理解されよう。むしろ、本発明は、上記の説明を読む際に、従来技術にはなく且つ当業者には想到し得る変更および変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施の形態による、基板の感光性の表面上にパターンを露光するためのシステムの簡略化された図を示す。
【図２Ａ】図１のシステムとの使用に適した基板の一部破断図である。
【図２Ｂ】図１のシステムを用いて露光した後の基板の図である。
【図３】本発明の実施の形態による、図１のシステムを用いて電気回路を露光するための方法のフローチャートである。
【図４Ａ】図３の方法を理解する際に有用な電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｂ】図３の方法を理解する際に有用な電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｃ】図３の方法を理解する際に有用な電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｄ】図３の方法を理解する際に有用な電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｅ】図３の方法を理解する際に有用な電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｆ】図３の方法を理解する際に有用な電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｇ】図３の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｈ】図３の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｉ】図３の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｊ】図３の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図４Ｋ】図３の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図５】--  図１のシステムとの使用に適した別の基板の一部破断図である。
【図６】本発明の別の実施の形態による図１のシステムを用いて電気回路を露光するための方法のフローチャートである。
【図７Ａ】図６の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図７Ｂ】図６の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図７Ｃ】図６の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図７Ｄ】図６の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図７Ｅ】図６の方法を理解する際に有用な、電気回路のコンピュータファイルの簡略化された概略図である。
【図８】本発明の実施の形態によるプリント回路ボード上にパターンを露光するための方法の簡略化されたフローチャートである。
【図９】本発明の別の実施の形態による、プリント回路ボード上にパターンを露光するための方法の簡略化されたフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態による基板を不均一に露光するための図９の方法を利用するＬＤＩシステムの簡略化されたブロック図である。
【図１１】図１０のシステムにおいて用いられる制御ファイル５４６の構造の概略図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１２    電気回路基板
４０    画像
４６    画像の不均一に変更されたバージョン
８０    電気回路パターン
８２    アライメントターゲット
【図１】
2005524982.tif 000036
【図２Ａ】
2005524982.tif 000037
【図２Ｂ】
2005524982.tif 000038
【図３】
2005524982.tif 000039
【図４Ａ】
2005524982.tif 000040
【図４Ｂ】
2005524982.tif 000041
【図４Ｃ】
2005524982.tif 000042
【図４Ｄ】
2005524982.tif 000043
【図４Ｅ】
2005524982.tif 000044
【図４Ｆ】
2005524982.tif 000045
【図４Ｇ】
2005524982.tif 000046
【図４Ｈ】
2005524982.tif 000047
【図４Ｉ】
2005524982.tif 000048
【図４Ｊ】
2005524982.tif 000049
【図４Ｋ】
2005524982.tif 000050
【図５】
2005524982.tif 000051
【図６】
2005524982.tif 000052
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2005524982.tif 000054
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2005524982.tif 000056
【図７Ｅ】
2005524982.tif 000057
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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