(57)【要約】【課題】撹拌式ウェット製造工程機台の提供。【解決手段】輸送システムと多数のジェットノズルを含む。該輸送システムは複数のローラーを含み、該各ローラーは該輸送システムの輸送ルートの上側と下側に位置し、該上、下側のローラーの間は板片状の加工待ち物を連動する。該ローラーはブレードを備え、化学薬剤を撹拌することができる。該ジェットノズルは輸送ルートの上方或いは下方に位置し、化学薬剤を加工待ち物上に噴射或いは補充する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送システム、ジェットノズルを含み、
該輸送システムは複数のブレードを備えるローラーを含み、該各ローラーは該輸送システムの輸送ルートの上側と下側に位置し、加工待ち物を連動し、化学薬剤を撹拌し、
該複数のジェットノズルは該輸送ルートの上方或いは下方に位置し、該化学薬剤を該各加工待ち物上に噴射或いは補充することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記該各ローラーの該ブレード数は６枚であることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項３】
請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ブレード外型は直立式であることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項４】
請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ブレード外型は弧形であることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項５】
請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ブレードと該各加工待ち物の表面間には間隙を備えることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項６】
請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの間に位置することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項７】
請求項６記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの上に位置することもできることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項８】
輸送システム、複数のジェットノズルを含み、
該輸送システムは複数のブレードを備えるローラーを含み、該各ローラーは該輸送システムの輸送ルートの上側と下側に位置し、該輸送ルート上の加工待ち物を連動し、化学薬剤を撹拌し、該各ブレードと該各加工待ち物の表面間は間隙を備え、
該複数のジェットノズルは該輸送ルートの上方或いは下方に位置し、該化学薬剤を該各加工待ち物上に補充することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項９】
請求項８記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの間に位置することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項１０】
請求項９記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの上に位置することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台。
【請求項１１】
請求項１のウェット製造工程機台を含み、
複数の加工待ち物を複数のジェットノズル下において輸送し、
化学薬剤を噴射し該各加工待ち物をエッチングし、
該化学薬剤を撹拌しエッチング効率を向上させることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の機台に関する。特に一種の撹拌式ウェット製造工程機台に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年のテクノロジーの急速な発展と現代人の小型製品への高いニーズにより、コンパクトで軽量のポータブル電子製品は目下市場の主流となっている。電子製品が小型化したため、製品中に収容可能な回路板も小型化せざるを得ず、回路板の設計と発展もより体積が小さな高密度回路板に向かっている。
一般の回路板の線幅と導線の間隔距離は4〜6 mil.(1 mil.＝0.025mm)前後で、高密度回路板の線幅と間隔距離は1 mil.前後である。よって高密度回路板の線幅と間隔距離は一般の回路板より狭く、故に製造工程パラメーターへの要求も一般の回路板に比べ厳格である。
回路板の製造工程において、フォトリソグラフィーとエッチング製造工程は回路板の線幅と間隔距離にかぎとなる影響を及ぼす。しかし、現在のフォトリソグラフィーとエッチング中においては、重大な「プディング(puddle effect)」問題があり、これが回路板の線幅と間隔距離に高密度回路板が求める線幅と間隔距離の達成を難しくしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は撹拌式ウェット製造工程及びその機台を提供し、該ウェット製造工程機台はウェット製造工程中の「プディング(puddle effect)」問題を消去可能で、フォトリソグラフィーとエッチングを含むウェット製造工程の品質を向上させることができる。
【０００４】
すなわちそれは撹拌式ウェット製造工程機台を提供し、輸送システムと多数のジェットノズルを含み、
該輸送システムはさらに複数のローラーを含み、該各ローラーは該輸送システムの輸送ルートの上側と下側に位置し、動力を受け駆動され回転する上、下側のローラーはそれぞれ加工待ち物の上、下両面に接触し加工待ち物を連動し、該ローラー上にはブレードを備え、化学薬剤を撹拌し、該ブレードと加工待ち物表面間には間隙が存在し、
該ジェットノズルは該輸送ルートの上方或いは下方に位置し、化学薬剤を加工待ち物上に噴射或いは補充し、該ジェットノズルは該ローラーの間に位置する他、該ジェットノズルは該ローラーの上に位置させることができる。
【０００５】
またそれは撹拌式ウェット製造工程を提供し、該撹拌式ウェット製造工程は上記製造工程機台に用い、
先ず、多数の加工待ち物を多数のジェットノズル下において輸送し、
次に、化学薬剤を噴射し、該各加工待ち物をエッチングし、
最後に、化学薬剤を撹拌しエッチング効率を向上させる。
【０００６】
上記のように、本発明の撹拌式ウェット製造工程機台はローラー上にブレードを設置し、該ローラーの転動時にブレードを連動し、加工済みの化学薬剤を持ち出し、新鮮な化学薬剤を持ち込むことで、ローラー区域にしばしば見られる「プディング(puddle effect)」現象を克服することができる他、加工の品質及び効率を向上させることができ、
同時にブレード数、形状、ブレードと加工待ち物表面の間隙の調整及びジェットノズルの位置により、異なる製造工程時の特殊需要に対応可能で、
さらに本発明は回路板製造工程中のフォトリソグラフィーとウェットエッチング製造工程に応用可能で、その製造精密度を向上させることができる他、その他の製造工程精密度を高める必要がある化学製造工程上に応用することができることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、輸送システム、ジェットノズルを含み、
該輸送システムは複数のブレードを備えるローラーを含み、該各ローラーは該輸送システムの輸送ルートの上側と下側に位置し、加工待ち物を連動し、化学薬剤を撹拌し、
該複数のジェットノズルは該輸送ルートの上方或いは下方に位置し、該化学薬剤を該各加工待ち物上に噴射或いは補充することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記該各ローラーの該ブレード数は６枚であることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ブレード外型は直立式であることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ブレード外型は弧形であることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ブレードと該各加工待ち物の表面間には間隙を備えることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの間に位置することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの上に位置することもできることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
【０００８】
請求項８の発明は、輸送システム、複数のジェットノズルを含み、
該輸送システムは複数のブレードを備えるローラーを含み、該各ローラーは該輸送システムの輸送ルートの上側と下側に位置し、該輸送ルート上の加工待ち物を連動し、化学薬剤を撹拌し、該各ブレードと該各加工待ち物の表面間は間隙を備え、
該複数のジェットノズルは該輸送ルートの上方或いは下方に位置し、該化学薬剤を該各加工待ち物上に補充することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項９の発明は、請求項８記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの間に位置することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の撹拌式ウェット製造工程機台において、前記各ジェットノズルは該各ローラーの上に位置することを特徴とする撹拌式ウェット製造工程機台としている。
【０００９】
請求項１１の発明は、請求項１のウェット製造工程機台を含み、
複数の加工待ち物を複数のジェットノズル下において輸送し、
化学薬剤を噴射し該各加工待ち物をエッチングし、
該化学薬剤を撹拌しエッチング効率を向上させることを特徴とする撹拌式ウェット製造工程としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は「プディング(puddle effect)」現象を消去可能で、フォトリソグラフィーとエッチングの品質を向上させ、高密度の回路板を製造することができる。また本発明は化学薬剤加工の効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に回路板の製造工程を例とし本発明の概念を説明するが、本発明は回路板製造工程への使用に限定するものではない。実際には、近年のテクノロジーの進歩と発展により、ウェット製造工程は既に早期の回路板への応用からその他産業の領域へと広がっている。現在、半導体、液晶ディスプレー、プラズマ表示パネルの製造上にも、ウェット製造工程が応用されている。よって、本発明もまた上記各産業に応用可能で、各産業の製造工程品質を向上させることができる。
回路板の製造はその製造類型に基づき機械加工、ウェット製造工程、影像移転の三つに分類される。
ウェット製造工程は製造工程に化学薬剤を用いる製造工程を指し、ウェット製造工程は電気メッキ、フォトリソグラフィー、エッチング、脱膜、洗浄、脱脂、超音波洗淨、ゲルかす除去と化学粗化等を含む。この内、特にフォトリソグラフィーとエッチングの工程が回路板の線幅と間隔距離に及ぼす影響が最も大きい。本発明はフォトリソグラフィーとエッチング製造工程の品質を向上させることができ、高密度の回路板を製造可能な他、その他関連ウェット製造工程の品質を改善することができる。
【００１２】
銅箔基板の構造図である図１に示すように、回路板はフォトリソグラフィーとエッチングを利用し銅箔基板上に必要な回路を製造する。図中の銅箔基板は介電層100と両側に位置する銅皮200を含む。該介電層100は一般には樹脂とグラスファイバーにより構成する。該銅皮200の厚度は5μm、9μm、12μm、18μm、35μm、50μm、70μm等の多種とすることができ、一般には35μmが常用される。
回路板の製造工程において、先ず銅箔基板の銅皮上に一層の正型或いは負型のフォトレジストを形成する。露光工程を経てフォトマスク上の予め定義したパターンをフォトレジスト上に移転する。さらにフォトリソグラフィー製造工程を経て、正型フォトレジストの露光区域或いは負型フォトレジストの非露光区域を溶解させる。この後、エッチング工程において、フォトレジストが覆蓋していない部分の銅皮をエッチングで除去し回路を形成する。最後に、除膜工程により回路上のフォトレジストを除去する。
上記の製造工程において、フォトリソグラフィーとエッチング工程はキーテクノロジーである。フォトリソグラフィーとエッチングが優良であれば、所定の回路パターン中の微細な特徴はすべて正確に誤りなく銅箔基板の銅皮上に移転され回路が形成されるる。よって、高密度回路板などの回路線幅と間隔距離に対する要求が高い回路板では、優良なフォトリソグラフィーとエッチング技術が求められる。しかし、現在のウェット製造工程には重大な「プディング(puddle effect)」問題が広く存在し、エッチングとフォトリソグラフィーの品質に影響を及ぼし、回路板の線幅と間隔距離は高密度回路板に必要な線幅と間隔距離を達成することができない。
【００１３】
以下に公知のウェット製造工程機台の斜角俯瞰図である図２により「プディング(puddle effect)」問題について説明する。図２のウェット製造工程機台は輸送システム110と多数のジェットノズル120を含む。該輸送システム110は加工を待つ回路板を輸送する。該ジェットノズル120は加工に必要な化学薬剤130を噴射する。フォトリソグラフィーとエッチング工程中において、該化学薬剤130は通常はフォトリソグラフィー液とエッチング液である。
図中の輸送システム110は複数のローラー114を含むことができる。該ローラー114は該輸送システム110の輸送ルートの上側と下側に位置し、該上、下側のローラー114の間は回路板112を連動し、該回路板を該ジェットノズル120の下方に伝送する。該ジェットノズル120は高圧の化学薬剤130を回路板上に噴射する。高圧が引き起こす物理衝撃力及び化学薬剤130の回路板に対する反応性を利用し、回路板に対してフォトリソグラフィーとエッチングなどの加工を行う。
該ジェットノズル120の噴出圧力の関係で、該化学薬剤130は回路板上に噴射される他に、化学薬剤130の多くは回路板前後のローラー114所在区域に進入してしまう。前後ジェットノズルが形成する押し合い、液体表面張力及びローラー交錯排列が形成する障害により、この区域内の化学薬剤130は流動しにくい。よって、この区域に非常に多くの化学薬剤130がたまる。この種の化学薬剤の集積現象を一般に「プディング(puddle effect)」現象と呼ぶ。
【００１４】
図３に示すように、この区域に集積した化学薬剤130は該回路板112両側より排出される。しかし、これにより中間に位置する化学薬剤130の流速と両側に位置する化学薬剤130の流速に差が生じる。中間に位置する化学薬剤130はローラー114の阻害により両側の流速より遅くなるため、中間に位置する回路板のフォトリソグラフィー或いはエッチングが不十分で、両側に位置する回路板のフォトリソグラフィー或いはエッチングが過度という現象が起こってしまう。
これまではこの問題を克服する方法として、機台のジェット管の排列方向と輸送の方向を相同とし、中間に位置するジェット管の圧力を両側のジェット管より高くしていた。ジェット管噴出圧力の差異により中間区域化学薬剤の反応速度を速め、両側のエッチング過度現象の補償作用(offset)とする。この種の方式は線幅が2 mil.以上である場合には問題を効果的に解決することができるが、線幅2 mil.以下である場合には効果がない。つまり、線幅2 mil.以下のプディング(puddle effect)現象を克服することはできない。
よって本発明は化学工程中の質量伝達(mass transfer)の考え方から出発し、撹拌式ウェット製造工程機台を提供する。この種の撹拌式ウェット製造工程機台はローラー上にブレードを設置し、化学薬剤流通の速度を加速する。またローラー上ブレードの数、形状及びブレードと加工待ち物の間隙距離を調整することで、化学反応速度の均一性を調整する。こうして、「プディング(puddle effect)」問題を消去することができ、さらにフォトリソグラフィーとエッチングの品質と効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明最適実施例の撹拌式ウェット製造工程機台の斜角俯瞰図である図４に示すように、図中の撹拌式ウェット製造工程機台は輸送システム210と多数のジェットノズル220を含む。該輸送システム210は複数のローラー216を含み、該ローラー216上にはブレードを備える。それは前記のように回路板212を連動する機能を備える他に、化学薬剤230を撹拌することができ、回路板中間区域に位置する化学薬剤230の流速を向上させることができる。こうして中間に位置する化学薬剤230と両側に位置する化学薬剤230の流速が不均一となる「プディング(puddle effect)」現象を消去し、フォトリソグラフィーとエッチングの品質を向上させることができる。これにより、最終製品回路板の線幅と間隔距離は2 mil以下となり、高密度回路板が要求する規格を達成することができる。
【００１６】
この他、図２に示すように、公知の機台では、ローラー114は化学薬剤130衝撃力の不均一を招き加工の品質に影響を及ぼすため、ローラー114の上方にジェットノズル120を設置することができなかった。しかし、本発明の撹拌式ウェット製造工程機台では、ローラー上方に大角度、低圧力、流量が比較的大きいジェットノズルの設置を選択することができる。このジェットノズルは新鮮な化学薬剤を提供可能で加工の効率を向上させることができる。
図５は本発明最適実施例のローラー作動の概略図である。該ローラー216の転動時、該ローラー216のブレード218は加工済みの化学薬剤230を効果的に持ち出し、これにより新しい化学薬剤230は加工反応区域に進入することができる。
【００１７】
以下に質量伝達方程式によりローラー作動の化学薬剤流動に対する影響についてさらに説明する。ローラー区においてブレード推動を受ける化学薬剤はオープンチャンネルフロー(open channel flow)とみなすことができる。以下数１〜数４は化学薬剤の質量伝達方程式である。
【数１】
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【数２】
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【数３】
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【数４】
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数１〜数４において、kcは質伝係数、Deは相当直径、DABは拡散係数、ubは平均流速、ρは液体密度、μは液体粘滞係数である。ローラーの転動時、その上のブレードは化学薬剤を撹拌し、これにより化学薬剤の軸方向速度は増加する。数３と数２により、液体平均流速(ub)は増加し、Reynolds数も増加し、これに従いSherwood数も増加する。よって質伝係数(kc)は増加する。
【００１８】
ＮA＝ＫC(CA∞−CA*)において、ＮAは質伝量、CA∞は液体のバルクフェーズ(bulk phase)における濃度、CA*は液体の加工しようとする面における濃度である。質伝係数の増加(kc)は質伝量ＮAを増加させる。よって、化学薬剤中の有効成分はより容易に加工待ち物の表面に到達し、化学薬剤加工の効率は増加する。
【００１９】
図６は本発明実施例のローラー構造図である。最適実施例中において、ローラー216上のブレード218の数は６枚で、該ブレード218の外型は直立式である。ローラーのブレードと加工待ち物の表面間には一定の間隙を備える。しかし、その他の実施例において、ブレードは実際の必要に応じて、そのブレードの数を増やすことができ、またはブレードの外型及びブレードと加工待ち物表面間隙の距離を改変し、製造工程の品質を最適化することができる。
本発明別種の最適実施例のローラー216構造図である図７に示すように、ローラーのブレード218は弧形に設計し、化学薬剤撹拌の能力を増強することができる。
すなわち、本発明の撹拌式ウェット製造工程機台設備はローラー上にブレードを設置し、化学薬剤の質量伝達をより迅速にする他に、異なる製造工程機台に応じて、以下の少なくとも４種以上の操作パラメーターに改変し、均等な反応速度を達成し、回路板の線幅或いは間隔距離をさらに縮小させ、次世代の設計規格に符合させる。
（1）機台のローラー上方に角度が大きく、低圧力及び流量が大きいジェットノズルを別に設置し、製造工程中の化学薬剤分布をより一層均一にする。
（2）ローラー上のブレード数を変える。
（3）ローラー上のブレードの形状を変える。
（4）ブレードと加工待ち物表面の間隙の大きさを変える。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】銅箔基板の構造図である。
【図２】公知のウェット製造工程機台の斜角俯瞰図である。
【図３】公知のウェット製造工程機台の化学薬剤排出ルートの概略図である。
【図４】本発明最適実施例の撹拌式ウェット製造工程機台の斜角俯瞰図である。
【図５】本発明ローラー作動の概略図である。
【図６】本発明最適実施例のローラー構造図である。
【図７】本発明別種の最適実施例のローラー構造図である。
【符号の説明】
【００２１】
100  介電層
200  銅皮
110、210  輸送システム
112、212  回路板
114  ローラー
120、220  ジェットノズル
130、230  化学薬剤
216  ローラー
218  ブレード
【図１】
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【図２】
2008214690.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008214690.tif 000011
【図６】
2008214690.tif 000012
【図７】
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