(57)【要約】【課題】本発明は、人為的な調整作業を回避した、歩留まりのよいプリント配線板製造装置およびプリント配線板製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】配線パターン幅測定工程１０４に設けられた処理装置（ＰＣ）２２は、プリント配線板設計ＣＡＤ２４から受けた、計測対象となる配線パターンの位置情報に従う、ドライフィルムをはく離、除去した配線パターンについて、その指定位置の導体幅（線幅）を計測し、その測定結果値（導体幅の値）により、エッチング処理工程１０２に於ける、ラインスピード、エッチング液濃度、エッチング液のスプレー圧等、所定のエッチング条件をコントロールする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の製造ラインに、
エッチング処理した配線パターンの導体幅を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測した導体幅の値をもとに前記エッチング処理を行う工程のエッチング条件を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするプリント配線板製造装置。
【請求項２】
前記計測手段は、
前記エッチング処理したプリント配線板の設計情報から、計測対象となる配線パターンの位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記位置情報取得手段で取得した位置情報をもとに、前記エッチング処理したプリント配線板の計測対象となる配線パターンを特定し、その導体幅を計測する計測処理手段と
を具備したことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板製造装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の導体幅が設計値となるように前記エッチング処理のラインスピードをコントロールする請求項１記載のプリント配線板製造装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の導体幅が設計値となるように前記エッチング処理で用いるエッチング液の濃度をコントロールする請求項１記載のプリント配線板製造装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の導体幅が設計値となるように前記エッチング処理で用いるエッチング液のスプレー圧をコントロールする請求項１記載のプリント配線板製造装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記計測手段で計測した導体幅の値と、計測対象となるプリント配線板の設計ＣＡＤデータに含まれるパラメータとをもとに前記エッチング処理を行う工程のエッチング条件を制御する請求項１記載のプリント配線板製造装置。
【請求項７】
前記制御手段は、過去にエッチング処理したプリント配線板について、配線パターン幅に影響を与えるエッチング条件を蓄積した履歴データベースを具備し、前記履歴データベースから、前記エッチング処理を行うプリント配線板に適合するエッチング条件を検索し、当該エッチング条件を前記設定情報として用いる請求項１記載のプリント配線板製造装置。
【請求項８】
前記位置情報取得手段は、前記エッチング処理を行うプリント配線板の設計情報から、導体幅による特性インピーダンスの変化が影響する高速信号伝送路の配線パターンを選択し、当該配線パターンの位置情報を取得する請求項２記載のプリント配線板製造装置。
【請求項９】
前記パラメータには、パターンの厚さ、配線密度、積層条件、エッチング条件の少なくともいずれかが含まれる請求項６記載のプリント配線板製造装置。
【請求項１０】
多層プリント配線板の製造ラインに、
エッチング工程を経た基板から所定の配線パターンを選択して当該配線パターンの導体幅を計測する導体幅計測工程を備え、
前記導体幅計測工程で計測された導体幅をもとに前記エッチング工程のエッチング条件を制御することを特徴とするプリント配線板製造方法。
【請求項１１】
前記導体幅計測工程は、プリント配線板設計ＣＡＤから、計測対象となるプリント配線板の設計情報を取得し、その設計情報をもとに、計測対象となる配線パターンを選択する請求項１０記載のプリント配線板製造方法。
【請求項１２】
前記導体幅計測工程で計測した導体幅と、計測対象となるプリント配線板の設計情報とをもとに、前記エッチング工程のラインスピード、若しくはエッチング液の濃度、若しくはエッチング液のスプレー圧の少なくともいずれかのエッチング条件を制御して、前記配線パターンの導体幅が許容範囲内に収まるようにエッチングの最適化制御を行う請求項１０記載のプリント配線板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度のパターンエッチングが要求される多層プリント配線板の製造工程に用いて好適なプリント配線板製造装置およびプリント配線板製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板（ＰＷＢ）のパターンを形成する際、エッチング工程で導体（銅はく）の要らない部分（配線パターンを形成しない部分）を取り去る。一般に、エッチング後のパターン幅のばらつきは、プリント配線板のパターンの厚み、パターン密度、エッチング条件などの要因で発生する。プリント配線板の製造時には、種々の要求に従ってパターン幅のばらつきを抑える必要がある。例えば、特性インピーダンスを一定の範囲内に抑える必要のある高速データ伝送路等に於いては、特性インピーダンスの変化要因となるパターン幅について、その仕上がり値を高い精度でコントロールする必要がある。
【０００３】
上記パターン幅の仕上がり値をコントロールする方法として、従来では、テストランでの検査員によるチェック方法が適用されていた。この方法は、製造ロット内の全ての枚数（銅張板の）をエッチング工程に流す前に、少量の枚数だけをエッチングラインに流し、検査員が拡大鏡等により仕上がりパターン幅を測定し、そのパターン幅が一定のコントロール範囲に収まっていれば、その製造ロットを全て流す。パターン幅がコントロール範囲に入っていない場合は、工程管理者がエッチング液の濃度、エッチングラインのスピードなどのエッチング条件を調整し、調整後、再度、少量の枚数だけをエッチングラインに流し、コントロール範囲に入るまでエッチング条件を調整する。
【０００４】
しかしながら、上記したパターン幅の仕上がり値をコントロールする方法は、人為的に多くの労力と時間を要し、かつ歩留まりが悪いという問題があった。特に、高精度、高密度の多層プリント配線板に於いては、歩留まりが製造コストに大きく影響する。
【０００５】
尚、エッチングの制御技術に関しては、半導体ウェーハの薄膜パターン形成に於いて、エッチング前のレジストパターンの仕上がり実測値と、エッチング後のパターンの仕上がり実測値とから、その差を求めて、次ロットのエッチング作業条件を決める製法技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２６９１９０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来では、エッチング処理した配線パターン幅のコントロールに関して、多くの労力と時間を要し、かつ歩留まりが悪いという問題があった。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、人為的な調整作業を回避した、歩留まりのよいプリント配線板製造装置およびプリント配線板製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プリント配線板のエッチング処理に於いて、エッチング後に於ける所定配線パターンの幅を自動計測し、その計測値をもとに最適なエッチング条件の調整をリアルタイムで自動的に行うことを特徴とする。
【００１０】
即ち、本発明は、請求項１に於いて、プリント配線板の製造ラインに、エッチング処理した配線パターンの導体幅を計測する計測手段と、前記計測手段で計測した導体幅をもとに前記エッチング処理を行う工程のエッチング条件を制御する制御手段とを具備したプリント配線板製造装置を特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に於いて、前記計測手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の設計情報から、計測対象となる配線パターンの位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段で取得した位置情報をもとに、前記エッチング処理したプリント配線板の計測対象となる配線パターンを特定し、その導体幅を計測する計測処理手段とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に於いて、前記制御手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の導体幅が設計値となるように前記エッチング処理のラインスピードをコントロールすることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に於いて、前記制御手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の導体幅が設計値となるように前記エッチング処理で用いるエッチング液の濃度をコントロールすることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に於いて、前記制御手段は、前記エッチング処理したプリント配線板の導体幅が設計値となるように前記エッチング処理で用いるエッチング液のスプレー圧をコントロールすることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に於いて、前記制御手段は、前記計測手段が導体幅を計測したプリント配線板の設計ＣＡＤデータに含まれるパラメータを前記設定情報として用いることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に於いて、前記制御手段は、過去にエッチング処理したプリント配線板について、配線パターン幅に影響を与えるエッチング条件を蓄積した履歴データベースを具備し、前記履歴データベースから、前記エッチング処理を行うプリント配線板に適合するエッチング条件を検索し、当該エッチング条件を前記設定情報として用いることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に於いて、前記請求項２に記載の位置情報取得手段は、前記エッチング処理を行うプリント配線板の設計情報から、導体幅による特性インピーダンスの変化が影響する高速信号伝送路の配線パターンを選択し、当該配線パターンの位置情報を取得することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に於いて、前記請求項６記載のパラメータには、パターンの厚さ、配線密度、積層条件、エッチング条件の少なくともいずれかが含まれることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に於いて、多層プリント配線板の製造ラインに、エッチング工程を経た基板から所定の配線パターンを選択して当該配線パターンの導体幅を計測する導体幅計測工程を備え、前記導体幅計測工程で計測された導体幅をもとに前記エッチング工程のエッチング条件を制御するプリント配線板製造方法を特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態に於けるプリント配線板製造装置のエッチング工程を示す図である。
【００２２】
この図１に示すエッチング工程は、エッチングレジスト塗布工程１０１と、エッチング処理工程１０２と、レジストはく離工程１０３と、配線パターン幅測定工程１０４とを備える。
【００２３】
エッチングレジスト塗布工程１０１では、銅張積層板（基板）にドライフィルム（感光性フィルム）を張り付け、その後、導体パターン部分（導体パターンを形成する部分）を露光し、現像を行って、露光した箇所（導体パターン部分）に耐エッチング性皮膜を残す。
【００２４】
エッチング処理工程１０２では、エッチングラインを流れる基板の銅はく面に、スプレーノズルからエッチング液を噴射（スプレー）して、導体パターン部分以外の露出不要銅はくを溶解除去する。
【００２５】
本発明の実施形態では、このエッチング処理工程１０２に於ける、ラインスピード、エッチング液濃度、エッチング液のスプレー圧等、所定のエッチング条件が、配線パターン幅測定工程１０４の測定結果値（導体幅の値）によりコントロールされる。尚、このエッチング処理工程１０２に於けるエッチングの具体的な処理例（状態遷移）については図４を参照して後述する。
【００２６】
レジストはく離工程１０３では、導体パターン部分に付着しているドライフィルムを、はく離、除去して、導体パターン（銅はく面）を露出させる。
【００２７】
配線パターン幅測定工程１０４では、プリント配線板設計ＣＡＤ（図２の符号２４参照）から受けた、計測対象となる配線パターンの位置情報に従う、ドライフィルムをはく離、除去した配線パターン（導体パターン）について、その指定位置の導体幅（線幅）を計測する。
【００２８】
本発明の実施形態では、この測定結果値（導体幅の値）により、エッチング処理工程１０２に於ける、ラインスピード、エッチング液濃度、エッチング液のスプレー圧等、所定のエッチング条件がコントロールされる。尚、この配線パターン幅測定工程１０４の具体的な構成例、並びに測定結果に基づくエッチング処理工程１０２のエッチング条件制御については図２を参照して後述する。
【００２９】
図２は上記実施形態に於ける配線パターン幅測定工程１０４、および測定結果に基づくエッチング条件制御系の構成例を示す図である。
【００３０】
ここでは、一例として、ＣＣＤ素子をＸ方向若しくはＹ方向にラインスキャンするＣＣＤセンサーを用いた計測機構を例に示しているが、例えばレーザスキャンによるイメージセンサー、ラインセンサー、二次元撮像装置等、他の光学センサーを用いることも可能である。
【００３１】
上記図１に示す配線パターン幅測定工程１０４には、図２に示すように、ＣＣＤ素子２２１、およびＣＣＤ走査機構２２２により構成されるＣＣＤセンサー２２３が設けられるとともに、エッチング条件制御系の構成要素をなす処理装置（ＰＣ）２２、および履歴データベース２５が設けられる。
【００３２】
また、上記図１に示すエッチング処理工程１０２に於いても上記エッチング条件制御系の構成要素をなす処理装置（ＰＣ）２１、およびエッチング制御機構２１３が設けられる。
【００３３】
上記配線パターン幅測定工程１０４に設けられた処理装置（ＰＣ）２２と、エッチング処理工程１０２に設けられた処理装置（ＰＣ）２１は、プリント配線板製造ラインの管理を行うシステムに設けられたシステムバス２３を介して相互に接続され、この実施形態では、配線パターン幅測定工程１０４に設けられた処理装置（ＰＣ）２２からエッチング処理工程１０２に設けられた処理装置（ＰＣ）２１に、エッチング条件制御情報（ＣＮＴ）が送付される。
【００３４】
また、上記配線パターン幅測定工程１０４に設けられた処理装置（ＰＣ）２２は、プリント配線板設計ＣＡＤ２４に対して、計測対象となるプリント配線板（ＰＷＢ）の配線パターンを指示するパターン位置情報を取得するための要求を行う。
【００３５】
更に、上記処理装置（ＰＣ）２２は、プリント配線板設計ＣＡＤ２４から、計測対象となるプリント配線板（ＰＷＢ）の配線パターンを指示するパターン位置情報を取得すると、その位置情報をもとにＣＣＤセンサー２２３のＣＣＤ走査機構２２２を駆動制御して、そのイメージセンサー出力をもとに導体幅（線幅）の計測値を取得する。この際、ＣＣＤセンサー２２３は、上記レジストはく離工程１０３を経たプリント配線板（ＰＷＢ）に形成された、上記パターン位置情報で指示した配線パターン（ＣＰ）上を走査し、そのイメージセンサー出力を処理装置（ＰＣ）２２に送出する。
【００３６】
また、プリント配線板設計ＣＡＤ２４は、設計データを蓄積したＣＡＤデータベース２４１を備え、処理装置（ＰＣ）２２から上記要求を受けると上記ＣＡＤデータベース２４１をアクセスして要求されたプリント配線板の計測対象となる配線パターンの位置情報を取得し、要求元の処理装置（ＰＣ）２２に送付する。
【００３７】
また、エッチング処理工程１０２に設けられた処理装置（ＰＣ）２１は、システムバス２３を介して配線パターン幅測定工程１０４に設けられた処理装置（ＰＣ）２２から、上記エッチング条件制御情報（ＣＮＴ）を受けると、その情報内容に従う指示をエッチング制御機構２１３に対して行う。エッチング制御機構２１３は上記エッチング条件の指示に従い、例えばエッチングライン２１１のラインスピードコントロール、エッチング液供給部２１２より供給されるエッチング液の濃度コントロール、スプレーノズル（ｎｓ）のスプレー圧コントロール等を行う。
【００３８】
図３および図４はそれぞれ上記実施形態に於ける動作説明図である。
このうち、図３は上記エッチング条件制御情報（ＣＮＴ）によりコントロール可能なエッチング条件とエッチング処理後のパターン仕上がり幅との関係を示す図である。
【００３９】
図４は上記エッチング処理工程１０２に於けるエッチングの状態例を示したもので、同図（ａ）はエッチング前の状態（即ちエッチングレジスト塗布後の状態）、同図（ｂ）乃至同図（ｄ）はエッチング時の状態遷移、同図（ｅ）はエッチング後の状態をそれぞれ示している。
【００４０】
ここで、上記各図を参照して本発明の実施形態に於けるプリント配線板製造工程の処理動作について説明する。
【００４１】
プリント配線板の原材料となる銅張積層板（基板）は、エッチング工程に於いて、先ず、エッチングレジスト塗布工程１０１で、ドライフィルムの張り付け、導体パターン部分の露光、現像が行われ、露光した導体パターン部分に耐エッチング性皮膜（エッチングレジスト）が残された状態になる（図４（ａ）参照）。
【００４２】
次にエッチング処理工程１０２に於いて、エッチングライン上で、エッチング液供給部２１２を介してスプレーノズル（ｎｓ）から噴射されたエッチング液により、導体パターン部分以外の露出不要銅はくが徐々に溶解除去される（図２、図４（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００４３】
この際、エッチング処理工程１０２に於ける、ラインスピード、エッチング液濃度、エッチング液のスプレー圧等、所定のエッチング条件（図３参照）は、後述する処理装置（ＰＣ）２２から出力されたエッチング条件制御情報（ＣＮＴ）によりコントロールされる。
【００４４】
次に、レジストはく離工程１０３に於いて、導体パターン部分に付着しているドライフィルムが、はく離、除去されて、導体パターン（銅はく面）が露出された状態となる（図４（ｅ）参照）。
【００４５】
次に、配線パターン幅測定工程１０４に於いて、所定の導体パターン（配線パターン）について、その導体幅（線幅）が計測される。
【００４６】
この際、配線パターン幅測定工程１０４に設けられた処理装置（ＰＣ）２２は、プリント配線板設計ＣＡＤ２４から受けた、計測対象となる配線パターンの位置情報に従う配線パターン（導体パターン）について、その指定位置の導体幅（線幅）を計測し、その測定結果値（導体幅の値）と、プリント配線板設計ＣＡＤ２４より取得した、計測対象となるプリント配線板の設計情報に含まれるパラメータ（パターン厚（銅はくの厚さ）、配線パターン情報に基づく配線密度、適応エッチング液およびその濃度等）とをもとに、導体幅が設計値になるようにエッチングの最適化制御を行う。
【００４７】
即ち、処理装置（ＰＣ）２２は、レジストはく離工程１０３を経た、導体パターン（銅はく面）が露出したプリント配線板について、上記プリント配線板設計ＣＡＤ２４から受けた位置情報に従い、ＣＣＤセンサー２２３のＣＣＤ走査機構２２２を駆動制御して、上記位置情報で指示した配線パターン（ＣＰ）上のイメージセンサー出力を読み込み、そのイメージセンサー出力から導体幅（線幅）の計測値を取得する。
【００４８】
この際、処理装置（ＰＣ）２２は、プリント配線板設計ＣＡＤ２４から、予め設計段階で指定された、例えば導体幅による特性インピーダンスの変化が影響する高速信号伝送路の配線パターンを示す位置情報を受け、この位置情報に従う配線パターンに対して、その導体幅（線幅）の計測値を取得する。
【００４９】
更に、処理装置（ＰＣ）２２は、この計測値をプリント配線板設計ＣＡＤ２４から取得した線幅の値と比較して、仕上がりパターン幅の誤差を算出し、その誤差がゼロになるように、上記算出した値と、上記パラメータとをもとに、エッチング条件制御情報（ＣＮＴ）をエッチング処理工程１０２に設けられた処理装置（ＰＣ）２１に送出する。
【００５０】
処理装置（ＰＣ）２１は、上記エッチング条件制御情報（ＣＮＴ）を受けると、その情報内容に従う指示をエッチング制御機構２１３に対して行う。エッチング制御機構２１３は上記エッチング条件の指示に従い、例えばエッチングライン２１１の速度を可変制御し、またはエッチング液の濃度（ｅＰ）を可変制御し、またはスプレーノズル（ｎｓ）のスプレー圧を可変制御する。または、エッチングライン２１１の速度と、エッチング液の濃度（ｅＰ）と、スプレーノズル（ｎｓ）のスプレー圧とを組み合わせて可変制御する。
【００５１】
上記した配線パターン幅測定工程１０４からエッチング処理工程１０２へのフィードバック制御により、導体幅が設計値になるように、即ち、仕上がりパターン幅の誤差がゼロになるように、常時、エッチングの最適化制御が行われる。
【００５２】
このように、パターン幅を測定した結果から最適なエッチング条件を得て、そのエッチング条件をリアルタイムでエッチング処理工程１０２にフィードバックすることで、パターン幅を常にターゲット値に近づけることができ、パターン幅のばらつきも減る。これにより、人為的な調整作業を回避した、歩留まりのよいプリント配線板の製造が可能となる。
【００５３】
次に、上記処理装置（ＰＣ）２２の履歴データベース２５を利用した処理動作についてその例を説明する。
この履歴データベース２５の利用例としては、例えば、処理装置（ＰＣ）２２に制御の下に、この製造ラインで製造された各種のプリント配線板について、仕上がりパターンの線幅に影響する各種エッチング環境と、そのエッチング環境下で製造されたプリント配線板の所定配線パターンの仕上がり幅との関係を、各種類毎に、一定の時間間隔で蓄積しておき、この情報を分析することで、各種類毎の、最適なエッチング環境のパラメータ情報を取得することができる。
【００５４】
この各種類毎の最適なエッチング環境のパラメータ情報を当該履歴データベース２５に保存しておく。そして、プリント配線板を製造する際に、その製造するプリント配線板の設計情報をプリント配線板設計ＣＡＤ２４より取得し、その設計情報と上記履歴データベース２５に保存したパラメータ情報とをもとに、製造ラインで製造するプリント配線板に最適なエッチング条件を決定する。その後のエッチング工程に於いては、上記した配線パターン幅測定工程１０４からエッチング処理工程１０２へのフィードバック制御により、導体幅が設計値になるように、即ち、仕上がりパターン幅の誤差がゼロになるように、常時、エッチングの最適化制御を行う。
【００５５】
このようなシステム制御機能をもつことで、人為的な作業を大幅に削減して、歩留まりのよい多層プリント配線板を製造することができる。
【００５６】
また、上記履歴データベース２５に蓄積した情報をプリント配線板設計ＣＡＤ２４を用いたプリント配線板の設計時に用いることで、より品質の高いプリント配線板を製造することのできるプリント配線板設計支援機能を実現できる。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、人為的な調整作業を回避した、歩留まりのよいプリント配線板の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に於けるプリント配線板製造装置のエッチング工程を示す図。
【図２】上記実施形態に於ける配線パターン幅測定工程、および測定結果に基づくエッチング条件制御系の構成例を示す図。
【図３】上記実施形態に於ける、エッチング条件制御情報によりコントロール可能なエッチング条件とエッチング処理後のパターン仕上がり幅との関係を示す図。
【図４】上記実施形態に於けるエッチング処理工程のエッチング処理状態を示す図。
【符号の説明】
２１…エッチング処理工程に設けられた処理装置（ＰＣ）、２２…配線パターン幅測定工程に設けられた処理装置（ＰＣ）、２３…システムバス、２４…プリント配線板設計ＣＡＤ、１０１…エッチングレジスト塗布工程、１０２…エッチング処理工程、１０３…レジストはく離工程、１０４…配線パターン幅測定工程、２１１…エッチングライン、２１２…エッチング液供給部、２１３…エッチング制御機構、２２１…ＣＣＤ素子、２２２…ＣＣＤ走査機構、２２３…ＣＣＤセンサー、ＣＰ…配線パターン、ｎｓ…スプレーノズル、ｅＰ…エッチング液の濃度。
【図１】
2004207611.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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