(57)【要約】【課題】基板の製造方法。【解決手段】本発明は、連続する二次元プロセス工程によって製造され、第１層（２１０）、および上記第１層（２１０）に合わせて調節される少なくとも１つの第２層（２２０）からなる基板（２００）の製造方法を提供する。まず、第１層（２１０）上の数個のマーキング（２１１）を測定し、各マーキング（２１１）に対して所定位置と実際の位置との偏差を求める。これらの偏差から、第１層（２１０）の任意の格子点の位置偏差に対して変換Ｆｔｒａｎｓ１を求め、第２層（２２０）の格子点の位置偏差に対して変換Ｆｔｒａｎｓ２を求める。変換Ｆｔｒａｎｓ２を求める際、第２層の歪みの挙動における前もって知られた制限を考慮に入れる。その後、第２層（２２０）ａの加工中、既に求められた２つの変換Ｆｔｒａｎｓ１およびＦｔｒａｎｓ２の複合変換を考慮に入れる。従って、２つの層（２１０、２２０）の異なる歪みにかかわることなく、多層回路基板の製造の際、欠陥回路基板の幾つかを廃棄することなく、回路経路の信頼性のある接合が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する二次元プロセス工程によって製造され、第１層（２１０）および前記第1層（２１０）に合わせて調節される少なくとも１つの第２層（２２０）からなる基板（２００）の製造方法であって、
前記第１層（２１０）に付与される複数のマーキング（２１１）を前記第１層（２１０）上で測定し、
前記第１層（２１０）のレイアウト構成によって決められた前記各マーキング（２１１）に対して、前もって知られた目標位置と実際の位置との偏差を求め、
既に求められた前記偏差から第一の変換を求め、前記第１層（２１０）の任意の格子点の位置偏差を求め、
前記変換を求める際に前記第２層の歪みの挙動における前もって知られた制限を考慮に入れながら、前記第２層（２２０）の格子点の位置偏差に対して既に求められた前記偏差から第二の変換を求め、
前記２つの変換を組み合わせ、
前記組み合わせた変換を考慮に入れて、前記第１層（２１０）を加工する、ことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１層（２１０）の加工時に、前記第１層（２１０）を通過する穿孔（２１４、２１４ａ）が形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記穿孔（２１４、２１４ａ）は、レーザービームによって穿孔されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１層と前記第２層（２１０、２２０）の間に中間層が形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
２つ、３つあるいは少なくとも４つのマーキング（２１１）が測定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記第２層（２２０）の格子点の位置偏差に対する前もって知られた制限は、前記第２層の剪断歪みが除外されることからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
前記２つの変換の重み付け重ねは組み合わせとして用いられ、対応する重み係数は前記２層（２１０、２２０）の選択された領域の二次元測定から得られることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記選択された領域は、前記第１層（２１０）を前記第２層（２２０）に接合するための端子領域（２１２、２２２、２２２ａ）からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続した二次元プロセス工程によって製造され、第１層および該第１層にあわせて調整された少なくとも１つの第２層からなる積層基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層回路基板の製造中、回路基板の各層は、複数回互いに押圧し合う。上記プロセス中にかかる温度および圧力によるストレスは、回路基板に用いられる材料において、収縮あるいは伸長などの好ましくない歪みとなって現れる。他の押圧操作においては、上記回路基板は完成の段階までにその寸法を複数回変更する。回路基板のレイアウト、つまり銅表面によって各層に形成される回路経路構造に応じて、非線形の歪みが生じることもあり、異なる方向への伸長あるいは収縮によって強度に変化が生じる。
【０００３】
層に形成される回路経路において、異なる層に形成される異なった回路経路構造を選択的に電気的に接続できるようにするため、回路基板の製造工程中に、層を接合、また上記層面に対して垂直に位置する種々の端子領域を全面的に接合する際、上記最初の層に存在する歪みに合わせることが必要となる。これらの歪みに合わせるために、通常、光学装置によって測定される上記最初の層にマーキングが付され、あるいはその上で露光される。これらマーキングの目標位置と実際の位置との偏差から、上記最初の層の歪みを求めることができる。上記最初の層の全ての格子点についてこの歪みを検出するために、既に得られた偏差から数学的変換が行われ、それによって上記最初の層のいずれの格子点についての歪みも計算される。ここで格子点という用語は、上記最初の層の任意の位置を意味し、個々の格子上の選択された位置に限定されるものではない。
【０００４】
目標位置から実際の位置への変換は、以下の（１）式の方程式に基づくｘ−ｙ座標において求めることができる。
【０００５】
【数１】
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このプロセスにおいて、パラメータａ１、ａ２は線形歪みを表し、パラメータｂ１、ｂ２、ｃ１およびｃ２は回転と同様な伸長あるいは収縮歪みを表し、そしてパラメータｄ１、ｄ２は最初の層で生じ得る剪断歪みを表す。この方程式系は各座標に対して求められる４つのパラメータａ、ｂ、ｃおよびｄから構成されるので、これらのパラメータを完全に求めるにはトータルで４つのマーキングを測定しなければならない。つまり、結果として生じる方程式系はトータルで８つの未知のパラメータを用いて明確に解かれる。
【０００６】
なお、多くの場合には、上記最初の層の剪断歪みは無視でき、上記係数ｄ１およびｄ２は０に設定できる。この場合、残りのパラメータａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１およびｃ２を明確に求めるには、３つのマーキングの測定で十分である。
【０００７】
しかし、各種層はしばしば異なる歪みの挙動を示し、あるいはその後に続く層は技術的なプロセスに関する理由で下の層の特定の歪みに追従できない。そのような場合、上記（１）式の方程式によって表される変換を用いる際、異なる回路基板構造の上記端子領域はしばしば相互にオフセットして配置され、そのため接合される端子領域の重複部分は、対応する端子領域の確実な電気的接合を可能にするのに十分な大きさを持たない場合が多い。従って、このようになって製造された回路基板はしばしば欠陥品となり、製造プロセスから除外しなければならない。
【発明の開示】
【０００８】
従って、本発明の目的は、異なる層の選択領域に対して、歪みの発生にかかわらず信頼性のある接合を確実に施し、層状の回路基板の製造において不良率を低く抑えることができる積層基板の製造方法を提供することである。
【０００９】
この目的は、独立請求項１に記載の特徴から構成される、層状に形成された基板の製造法によって達成することができる。
【００１０】
本発明によれば、まず第１層に付された複数のマーキングがこの層上で測定され、続いて、各マーキングに対して前もって知られた目標位置と上記測定された実際の位置との偏差が求められる。該求められた偏差に基づいて、２つの異なる変換は、２つの変換の少なくとも１つを求める際に考慮される第２層の格子点における可能な位置ずれの前もって知られた制限でもって、上記第１層の格子点の位置ずれを求めるために、求められる。ここで上記制限は、上述の（１）式の方程式の上記パラメータａ、ｂ、ｃおよびｄ間の対応関係を用いて適切な方法で規定される。その後、２つの得られた変換は組み合わされ、そしてこの組み合わされた変換を考慮して第１層が加工される。
【００１１】
本発明は、第２層の加工の際、上記最初の層の歪みのみを考慮に入れるのではなく、むしろこの歪みを補償する技術的なプロセスに関して考えられる制限を、予め、第２層を形成する際に少なくとも部分的に考慮に入れる、という考え方に基づく。従って、第１層の加工の際、上記最初の層の歪みの最適でない補償は慎重に受け入れられる。殆どの接合の場合において、１つだけと思われるこの不利益な点は、第２層の接合の際によりこの上なく補償される。
【００１２】
指摘されるべき点として、例えば、カメラは、層状の基板の製造過程のいずれにも存在するマーキングを測定するために、および、通常製造される基板の位置を求めるために、用いられる。
【００１３】
請求項２によれば、上記複合変換を考慮に入れて第１層を通して穴が穿孔される。続いて、第２層は、間接的に上記穿孔位置を考慮に入れるか、あるいは直接的に上記複合変換を考慮に入れて、上記穿孔加工された第１層上に形成される。ポケット孔あるいはスルーホールである上記穿孔された穴は、特に異なる層の各端子領域を接合する役目を果たす。ここでは、対応する穿孔された穴を金属化することによって電気的接合が可能となる。
【００１４】
請求項３によれば、レーザービームの方法によって上記穴を製造することが好ましい。その利点として、積層基板のレーザー穿孔のために最新のレーザー加工装置を使用する際、高歩留まりの穿孔、つまり単位時間あたり非常に多くの穿孔が可能となることである。さらに、上記穿孔の空間寸法を、層状に構成された回路基板上において電子アセンブリの高実装密度が実現されるように、非常に小さく維持することができる。
【００１５】
請求項４によれば、第１層（２１０）を加工する際、上記複合変換を考慮に入れて上記第１層（２１０）および上記第２層（２２０）間に中間層が形成される。その利点として、全ての層の選択領域間に、各層面に対して垂直に最大限の重複部分が常に形成される。
【００１６】
請求項５によれば、測定されるマーキングの数はいろいろである。従って、２つのマーキングのみの測定の際には、単にオフセット、および付加的に伸長あるいは収縮と、回転との何れか一方を２つの変換に考慮することが可能となる。３つのマーキングの測定の際には、最初の層のオフセットを別として、回転および伸長あるいは収縮を考慮に入れることが可能である。４つのマーキングの測定の際には、３つのマーキングの測定と比較して剪断力の影響によって生じる剪断歪みをさらに考慮に入れることが可能である。
【００１７】
なお、もちろん測定されるマーキングの最小数より多くのマーキングが、それぞれ測定される。その結果、変換パラメータの過剰の同一視された方程式系が立てられ、個々の変換パラメータをより正確に求めるのに有利に用いられる（特に加算平均によって）。このプロセスのために、過剰の同一視された方程式系を解く通常の前もって知られた方法に戻ることも可能である。
【００１８】
第２層において剪断歪みが除外される請求項６による方法は、層状の基板を製造するのに、通常回路経路構造体の形成のために露光が用いられるので、実用的な意味で非常に重要である。技術的なプロセスに関するこうした露光は、通常マスクを用いて行われ、第１層の伸長あるいは収縮（ｘおよびｙ方向に任意に異なる）のみが考慮に入れられる。しかし、通常直交マスクの内角は、９０°で固定される。従って、上述のパラメータｄ１およびｄ２がゼロであるこのような変換は、いわゆる直交変換とも呼ばれる。
【００１９】
請求項７によれば、２つの変換の重み付けされた重ねは組み合わせて用いられる。ここで、重み係数ｚは、全変換中の第二の変換の比率を求めるために用いられる。重み係数ｚは第１層の選択された領域にそれぞれ用いられる表面の面積から求められ、第１層の選択された領域および第２層の選択された領域にそれぞれ用いられる表面の面積の合計によって分割される。特に、選択された領域は、個々の層間で電気的接合を製造するために第１層および／あるいは第２層上に形成される端子領域である。
【００２０】
請求項８によれば、上記選択された領域は第１層を第２層に接合するための端子領域であって、異なる層上に形成される回路経路構造体は上記層面に対して垂直に接合することによって選択的に組み合わされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
さらに本発明の利点および特長は、以下の実施例の例示より理解することができる。
【００２２】
なお、ここで図中の対応する要素の参照番号は、第一桁が違うだけである。
【００２３】
図１ａおよび図１ｂは、先行技術に基づいて層状に構成される回路基板１００の製造を示す図である。回路基板１００の形成は、４つのマーキング１１１が付される第１層１１０から始まる。これらのマーキングの位置が測定され、そして上記（１）式の方程式に基づく変換は実際の位置とそれぞれの所望の位置との偏差から求められ、その変換によって第１層１１０の全ての格子点の歪みが求められる。通常、全ての格子点に対してこの歪みは非常に容易に求めることができる。
【００２４】
本実施の形態によれば、上記第１層１１０上に形成される回路経路構造はトータルで６つの第１の端子領域１１２から構成され、上記６つの端子領域は３つの第１の端子領域１１２からそれぞれ構成される２つのグループに分割される。上記２つのグループの各端子領域１１２は２つの第１の回路経路１１３によって接続される。
【００２５】
第１層１１０の各格子点の歪みは上記（１）式の方程式を用いれば容易に計算可能なため、第１層１１０はレーザー穿孔機（図示せず）を対応付けて作動させることによって、穿孔１１４、１１４ａが、説明された第１の端子領域１１２の中心に実質的に作れるように、穿孔することができる。従って、第１層１１０の歪みは上記穿孔位置を精選して選択することによってほぼ最適な方法で補償される。
【００２６】
以下において、第２層１２０は、第１層１１０と絶縁層（図示せず）によって分離された状態で、第１層の上に形成される。本実施の形態によれば、第２層１２０は、トータル１２個の端子領域１２２、１２２ａを有し、第２回路経路１２３と共に第２層１２０の回路経路構造を形成する。本回路経路構造の形成には、露光マスクを用いることによって伸長あるいは収縮が自由に選択できるが、しかしそのコーナー領域は９０°の角度で固定される露光法（図示せず）が用いられる。従って、第２層１２０は、単に、オフセット１３０、上記露光に用いられるマスクの伸長あるいは収縮（図示せず）が生じる回転１３１によって、第１層１１０の回路経路構造に対して調節することが可能である。その結果、特に穿孔１１４ａは端子領域１２２ａの外側領域上のみに施され、互いにオフセットして配置される端子領域１１２および１２２ａ間の接合は弱くなるか、あるいは接合が遮られて形成される。
【００２７】
なお、現今のレーザー穿孔機によって可能となる小さな接合穴に関しては、第１層１１０の好ましくない第一の歪みと第２層１２０の好ましい第二の歪みとの間の僅かなずれによって、接合される端子領域間に大きなオフセットが生じ、層面に対して垂直な接合が不可能となる。
【００２８】
図２ａおよび２ｂは、本発明の好適な実施の形態により、層状に構成された回路基板の製造プロセスを示す。本製造プロセスは、図１ａおよび１ｂに示す公知の製造プロセスとは異なり、穿孔位置２１４、２１４ａが上記第１層２１０の端子領域２１２に対して最適化されるだけではない。むしろ、上記穿孔位置の選択は、上記第２層２２０の限定された歪みの可能性についても加えて考慮に入れるものである。本実施の形態においては、露光マスクの直交性によって限定される第２層２２０での歪みの可能性は、穿孔位置２１４、２１４ａの選択において既に考慮に入れられる。つまり、上記穿孔位置２１４、２１４ａの選択において、端子領域２１２に対して最適なセンタリングを敢えて施さない。この１つだけと思われる不利益な点は、いずれにせよ、第２層２２０の端子領域２２２、２２２ａを穿孔２１４、２１４ａによりよく重ね合わせることによって、この上なく補償される。
【００２９】
全変換Ｇは、通常、上記端子領域２１２に対して非中心的に配置される穿孔２１４および特に穿孔２１４ａを求めるために用いられる。上記変換は次の（２）式の方程式によって表される：
【００３０】
【数２】
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ここで、Ｆｔｒａｎｓ１は上述の変換パラメータａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２、ｄ１およびｄ２を用いる変換である。露光マスクの直交性は、この変換が変換パラメータａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１およびｃ２によってのみ構成されることにより、Ｆｔｒａｎｓ２において考慮される。全変換Ｇは、２つの変換Ｆｔｒａｎｓ１およびＦｔｒａｎｓ２の重み付き組み合わせによって求められ、重み係数ｚは０と１の間から選択される。ｚ＝１の重み係数は、直交変換Ｆｔｒａｎｓ２のみに基づく製造プロセスの実行を表す。重み係数ｚ＝０が選択された場合、これはアルゴリズムＦｔｒａｎｓ１のみに基づく実行を表す。ｚ＝０．５の場合は、Ｆｔｒａｎｓ１およびＦｔｒａｎｓ２の両変換は全変換Ｇにおいて重みが等しい。
【００３１】
重み係数ｚが以下の（３）式の等式に基づいて求められれば、信頼性のある接合端子領域の最適歩留まりが得られる。
【００３２】
【数３】
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ここで、層１および層２の許容誤差は、層１および層２における各端子領域のサイズによってそれぞれ求められる。従って、例えば１より僅かに小さい値ｚは、第２層２の端子領域と比較して非常に大きな第１層１の端子領域となる。つまり、全変換は主に変換Ｆｔｒａｎｓ２によって求められる。
【００３３】
要約すると、以下の点が注目される。本発明は、第１層２１０を形成し、該第１層２１０の上に合わせて調整される少なくとも一つの第２層２２０を形成する連続する二次元プロセス工程によって製造される基板２００の製造法を提供する。まず、第１層２１０における数個のマーキング２１１を測定し、各マーキング２１１について目標位置と実際の位置との偏差を求める。これらの偏差から、第１層２１０の任意の格子点の位置偏差に対して変換Ｆｔｒａｎｓ１を求め、第２層２２０の格子点の考えられる位置偏差に対して変換Ｆｔｒａｎｓ２を求める。変換Ｆｔｒａｎｓ２を求める際、第２層の歪みの可能な挙動における前もって知られた制限を考慮に入れる。その後、第２層２２０ａの加工中、既に求められた２つの変換Ｆｔｒａｎｓ１およびＦｔｒａｎｓ２の複合変換を考慮に入れる。従って、２つの層２１０、２２０の異なる歪みにかかわらず、多層回路基板の製造の際、欠陥回路基板の幾つかを廃棄することなく、回路経路の信頼性のある接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】レーザー穿孔によって接合された２つの異なる回路経路構造体から構成される、先行技術によって知られた回路基板の製造を概略的に示す図で、第１層の第１端子領域の中心に穿孔する場合を示す図である。
【図１Ｂ】レーザー穿孔によって接合された２つの異なる回路経路構造体から構成される、先行技術によって知られた回路基板の製造を概略的に示す図で、第１層の上に、第２層を積層して第１端子領域に第２端子領域を接合する場合を示す図である。
【図２Ａ】各回路経路構造体間における高信頼性の接合が、異なる変換の組み合わせによって求められる穿孔位置においてレーザー穿孔によって達成される、本発明の実施の形態による回路基板の製造を示す図で、第１層の第１端子領域に穿孔する場合を示す図である。
【図２Ｂ】各回路経路構造体間における高信頼性の接合が、異なる変換の組み合わせによって求められる穿孔位置においてレーザー穿孔によって達成される、本発明の実施の形態による回路基板の製造を示す図で、第１層の上に、第２層を積層して第１端子領域に第２端子領域を接合する場合を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００…回路基板、１１０…第１層、１１１…マーキング、１１２…第１端子領域、１１３…第１回路経路、１１４…穿孔、１１４ａ…穿孔、１２０…第２層、１２２…第２端子領域、１２２ａ…弱接合端子領域、１２３…第２回路経路、１３０…オフセット、１３１…回転、
２００…回路基板、２１０…第１層、２１１…マーキング、２１２…第１端子領域、２１３…回路経路、２１４…穿孔、２１４ａ…非中心穿孔、２２０…第２層、２２２…第２端子領域、２２２ａ…強接合端子領域、２２３…回路経路、２３０…オフセット、２３１…回転。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2007522662.tif 000009
【国際調査報告】
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2007522662.tif 000013
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