【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、収差の影響を除去できる収差除去シートと、被加工物にレーザ光で加工する際に収差除去シートを用いたレーザ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加工技術はドリルによる加工が中心であったが、近年ではレーザ技術の進歩によりレーザ光による加工が主流となっている。ドリル加工と比べレーザ加工は、レーザ光のスポット径、出力、パルス幅、パルス間隔と一穴当たりのパルス数を正確に制御できるため、希望の穴径、断面形状や深さのビアを得ることができ、良質かつ微細な加工が行えるようになった。
【０００３】
更に近年では、多層ビルドアップ基板の加工材料の多様性や生産性の向上に対応できる穴加工技術が望まており、レーザ光による加工は重要視されるようになった。
【０００４】
従来のこの種のレーザ加工方法は、レーザ光の吸光係数が異なる複数の材料層を吸光係数の大きさの順に積層することにより構成されるマスクを用意し、マスクを吸光係数が最も大きな材料層が被加工物と向き合うように配置し、マスクの吸光係数が最も小さい材料層に向かってレーザ光を照射し、マスクに穿孔を行うと同時に、穿孔を通じてレーザ光を被加工物に照射して、加工後マスクを取り除くことにより、加工穴径が微小でかつ高アスペクト比を有するスルーホールを形成していた（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、レーザアブレーション加工を行う際に発生する煤を除去するために、被加工物の表面に除去可能な被膜を形成し、加工後被膜を溶解除去していた（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７８１８１号公報（第１１項、第４図）
【特許文献２】
特開平５−１８５２６９号公報（要約、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレーザ加工方法では、レーザ加工装置の特性上発生する収差の影響について解決されていなかった。以下に収差の発生に関する詳細を述べる。
【０００８】
一般のレーザ発振器から出力されるレーザ光はガウス分布にほぼ等しい強度分布であるが、穴あけ加工では加工表面の形状、特に真円かどうかが問われる。
【０００９】
従って、ｆθレンズでレーザ光を集光する前にある開口径のアパーチャーを挿入して、レーザ光を真円形状に整形し、これを被加工物に照射することで穴加工形状の真円性を確保している。
【００１０】
しかし、ある開口物からレーザ光が抜け出る時に一般に回折現象が生じる。つまり、元々のレーザ光の周囲にリング状の明輪が多重に現れる。
【００１１】
この明輪はレーザ光の主成分の強度よりははるかに小さいが、吸収係数の大きい材料では特に被加工物の表面形状が崩れ、加工品質上間題となる。
【００１２】
さらに、ｆθレンズを介してレーザ光を集光すると強度分布は大きく歪み、著しい品質劣化が生じる。
【００１３】
ｆθレンズとは、様々な角度で入射されるレーザ光を全て同じ光学特性で、あるエリア内に被加工物に対して垂直に集光できる特徴を有しており、一般的なレーザ加工装置で用いられている。但し、上記エリア内の中心位置では光学特性は維持されるが、エリアの外側位置になるほど光学特性は崩れていき、強度分布としては中心位置に対して歪んだ分布となる。
【００１４】
図３は上記エリアが３０ｍｍの時の強度分布例を示しており、（ａ）は上から垂直に見下ろした等高線図であり、（ｂ）は横方向から見た断面強度分布である。尚、図３に記載の通り下方向に強度が高くなるよう表している。
【００１５】
アパーチャーによる回折光がｆθレンズを介することで波状の分布が上乗せされるのを示したのが２１であり、これが収差である。
【００１６】
通常、被加工物に加工穴を形成する場合、大きなエネルギーで照射したほうが少ないパルス数で加工完了し、加工時間の短縮が可能である。しかし、収差は、特にレーザ光の出力エネルギーに比例して影響が顕著に現れる。
【００１７】
収差による影響を図４に示す。図４は上記収差を含んだレーザ光を被加工物に照射した時の加工結果である。（ａ）は真上から見た図、（ｂ）は加工穴の断面形状を見た図である。
【００１８】
３１は被加工物３２の加工穴表面を真上から見たときの加工形状であり、３３は収差を含んだレーザ光３４の強度分布である。
【００１９】
（ａ）のように強度分布３３であるようなレーザ光３４を照射したとき、収差の部分もまた加工され被加工物３２の加工表面は真円形状にならない。さらに、（ｂ）においても収差の影響で被加工物３２の穴壁面が欠けたような形状になりアスペクト比も低くなっている。
【００２０】
上記収差の影響を回避するために、レーザ光の出力エネルギーを抑制したり、レーザ光の照射エリアを狭くしたり、質の高いレンズを使用したすることにより収差の影響を軽減していた。
【００２１】
しかし、レーザ光の出力エネルギーを抑制した時、加工表面が真円形状になりアスペクト比が高い穴形状が得られる一方で、穴加工を完了するまでのレーザ光のパルス回数が増加し、作業時間がかかるといった問題があった。
【００２２】
また、レーザ光の照射エリアを狭くした時、レーザ光の強度分布の歪みを抑制することにより収差の影響は緩和されるが、作業効率が劣る。
【００２３】
また、レーザ光の照射エリアを広くした時、作業効率が向上する一方で、レーザ光の強度分布の歪みが生じ、収差の影響が顕著に現れるようになり、加工表面が真円形状にならないことや、アスペクト比が高い穴形状が得られないといった問題が生じていた。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、少なくともレーザ光に含まれる収差分のエネルギーと収差除去シートの吸光係数により決まる厚さ以上の厚さを有する収差除去シートを設けることにより、レンズ収差を含んだレーザ光を直接照射できる。
【００２５】
またそれに伴い、レーザ光の照射エリアを拡張でき、レーザ光のエネルギーを高く保ちながら加工が行えるため、少ないパルス数で加工が完了し加工時間の短縮も可能となる。
【００２６】
更に、被加工物のレーザ光の照射面に収差除去シートを配し、上記収差除去シートを介して被加工物を加工した後、収差除去シートを取り除くレーザ加工方法を行うことにより、収差除去シートを取り除くという容易な作業で加工表面の形状崩れを防止できるだけでなく、高アスペクト比が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
上記の課題を解決するために本発明の収差除去シートは、少なくともレーザ光に含まれる収差分のエネルギーと収差除去シートの吸光係数により決まる厚さ以上の厚さを有するものであり、レーザ光に含まれる収差の影響を除去でき、加工表面の形状崩れやアスペクト比の低下が解消される。
【００２８】
また、収差除去シートにおいて樹脂を主成分とすることにより、容易に樹脂をシート状にすることが可能であり、被加工物への装着、脱着が容易に行える。また低コストでの調達が可能である。
【００２９】
また、収差除去シートにおいて吸光係数の低いエポキシ樹脂を主成分とすることにより、レーザ光に含まれる収差分のエネルギーが高い場合でも収差の影響を除去できる。
【００３０】
また、収差除去シートにおいて吸光係数の高いポリイミド樹脂を主成分とすることにより、レーザ光の出力エネルギーを低くしても収差の影響を除去しながら加工を行うことができ、特に被加工物の厚さが薄い場合に効果的である。
【００３１】
また、収差除去シートにおいて金属を主成分とすることにより、樹脂を主成分とした場合と比較しシートの厚さを薄くでき、またレーザ光の出力エネルギーを高くした場合でも収差の影響を除去できる。
【００３２】
更に本発明は、被加工物のレーザ光の照射面に収差除去シートを配し、上記収差除去シートを介して被加工物を加工した後、収差除去シートを取り除くレーザ加工方法であり、レンズ収差を含んだレーザ光を被加工物の真上から照射し、レーザ光の照射エリアを広くすることができるため、加工時間の短縮が可能となる。
【００３３】
また、収差成分に影響されない加工ができるために、加工表面の形状の崩れやアスペクト比の低下が解消される。更に、レーザ光の加工エネルギーを高く保ちながら穴加工が可能となるため、少ないパルス数で加工が完了し、加工時間の短縮が可能となる。
（実施の形態例）
以下本発明の実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００３４】
図１はレーザ光による穴加工する手順を示したものである。
【００３５】
図１（ａ）は、収差除去シート１１を被加工物１２に配した時である。
【００３６】
収差除去シート１１を被加工物１２に配する際、収差除去シート１１と被加工物１２は密着している必要があり、収差除去シート１１の四隅を引っ張りながら粘着テープ等で周囲を接着する。
【００３７】
なお、収差除去シート１１と被加工物１２を密着させる他の方法としては、収差除去シート１１と被加工物１２の隙間にエポキシ樹脂等の熱硬化性物質の液体を塗布し熱硬化させたり、熱硬化性物質に代わり光硬化性物質を用い密着させる方法や、収差除去シート１１と被加工物１２を帯電させることにより電気的に密着させる方法や、加工作業中に一時的に圧力を高めることにより密着させる方法もあり、何れの方法においても穴加工したときの形状バラツキが抑えられ信頼性の高い効果が得られる。
【００３８】
図１（ｂ）は、収差除去シート１１が密着した被加工物１２をレーザ光１３により加工した時を示したものであり、１４はレーザ光１３に含まれる収差の影響による形状崩れである。
【００３９】
図１（ｃ）は、被加工物１２に密着されていた収差除去シート１１を取り除いた時を示したものである。被加工物１２に収差除去シート１１を密着する際に粘着テープ等で周囲を接着したのであれば、容易に剥がすことが可能である。
【００４０】
また、熱硬化性物質や光硬化性物質で密着したのであれば、熱や光を加えることにより剥離したり、溶剤により収差除去シート１１を溶かしてもよい。
【００４１】
以上、図１に示す手順により被加工物１２の加工表面が真円で且つ高アスペクト比な加工が可能となる。
【００４２】
また、多層ビルドアップ基板のような多層基板であるときも同様の方法により使用できる。図２は多層基板の加工手順を示したものである。
【００４３】
図２（ａ）は収差除去シート１１が密着した多層基板をレーザ光により加工した時を示したものであり、４１は加工層で４２は非加工層である。
【００４４】
図２（ｂ）は被加工物１２に密着されていた収差除去シート１１を取り除いた時を示したものであり、非加工層４２を露出させるブラインドビア加工を行ったものである。
【００４５】
次に、収差除去シート１１について詳細を述べる。
【００４６】
収差除去シート１１の主成分は樹脂あるいは金属のどちらでもよく、被加工物１２の成分に依存せず選択できる。つまり、被加工物１２が樹脂であっても金属であっても、収差除去シート１１は樹脂あるいは金属を使用できる。被加工物１２が多層ビルドアップ基板のような多層基板であるときも同様に使用できる。
【００４７】
【表１】
（表１）はポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、銅箔を主成分とした時のレーザ光のエネルギと収差を除去するのに必要な厚さとの関係である。レーザ光の波長は３５５ｎｍとする。
【００４８】
１パルス当たりのレーザ光のエネルギが１０μＪのときは収差の影響が充分小さいため、収差除去シート１１の必要性はない。
【００４９】
収差除去シート１１の厚さは、レーザ光に含まれる収差分のエネルギーと収差除去シート１１の吸光係数により決まる。従って、１パルス当たりのレーザ光のエネルギが増加するに従い、レーザ光に含まれる収差分のエネルギも大きくなるため、収差除去シート１１の厚さが更に必要となってくる。
【００５０】
また、吸光係数について、吸光係数が高いほど収差除去シート１１の要する厚さは薄く、吸光係数が低いほど収差除去シート１１は厚さを要する。
【００５１】
ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂を比較したとき、ポリイミド樹脂の吸光係数はより高い。この特性より、ポリイミド樹脂を主成分とした収差除去シート１１は、ポリイミドの吸光係数の高いという特性から、レーザ光の出力エネルギーを低くしても収差の影響を除去しながら加工を行うことができ、特に被加工物１２の厚さが薄い場合に効果的である。
【００５２】
なお、（表１）に示されている収差除去シート１１の厚さは最小限必要な厚さであるので、それ以上の厚さを有するものであってもよい。
【００５３】
【表２】
（表２）は、収差除去シート１１を使用する場合と使用しない場合の穴加工が完了するまでのショット数の比較である。レーザ光の波長は３５５ｎｍであり、収差除去シート１１は厚さ５μｍの銅箔を使用しており、被加工物１２は厚さ１５０μｍのシリコンウエハーである。
【００５４】
（表２）において、表記”×”は収差の影響を回避できず、真円形状に穴加工ができていないことを示す。（表２）より、収差除去シート１１を使用しない時、収差の影響により１パルス当たりのレーザ光の照射エネルギーを１００μＪ以下にする必要があるのに対して、収差除去シート１１を使用した時、高エネルギーによる加工が可能であることが示されている。
【００５５】
従って、収差除去シート１１を使用せずに照射エネルギーを１００μＪとした場合と収差除去シート１１を使用し照射エネルギーを４００μＪとした場合を比較すると、収差除去シート１１を使用することによりパルスのショット数は４分の１にまで減少していることが確認できる。また、収差除去シート１１を使用し照射エネルギーを４００μＪ以上とした場合、１ショットでの加工が可能であり作業時間の大幅な短縮効果がある。
【００５６】
【表３】
（表３）は、（表２）の収差除去シート１１を使用した時のショット数による基板全体の加工時間に関する実験結果を示したものである。
【００５７】
レーザ光の波長は３５５ｎｍ、被加工物１２はシリコンウエハー、収差除去シート１１は５μｍの銅箔であり、５００ｍｍ×３００ｍｍの基板に対して計４８０００穴を加工するものとする。
【００５８】
スキャンエリアが１５ｍｍのとき、収差除去シート１１を用いない従来からの方法では、基板全体の加工時間が最短でも１５５ｓｅｃを要していた。しかし、収差除去シート１１により１５５ｓｅｃ要していた加工時間は１４１ｓｅｃまで短縮できる。
【００５９】
さらに、収差除去シート１１を使用しない時、レーザ光の強度分布の歪みを生じることにより収差の影響が顕著に現れ、加工の仕上がりに問題が生じるためにスキャンエリアを３０ｍｍに拡充することはできなかったが、収差除去シート１１の効果により収差影響が排除されスキャンエリアが３０ｍｍに拡大可能となった。
【００６０】
その結果、１４１ｓｅｃ要していた加工時間は７６ｓｅｃまで短縮でき、収差除去シート１１を使用することにより加工時間が半減していることが分かる。
【００６１】
以上から、収差除去シート１１を使用することにより、１パルス当たりのレーザ光の照射エネルギーを大きくすることができ、照射エネルギーの増大に伴い穴明け加工に要するパルスのショット数と穴加工時間が改善される。
【００６２】
また、穴加工後、被加工物１２の上に配置した収差除去シート１１を取り除くことにより、加工表面の真円形状の崩れやアスペクト比の低下が解消される。
【００６３】
なお、穴加工において真円形状の加工以外にも任意の形状の加工において適用可能である。例えば、基板上に連続した線を加工する場合に利用でき、シリコンウエハーに溝を掘って切断や割断する場合や基板の銅線パターンを切断して絶縁させるなどの用途に用いることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６５】
収差除去シートを用いたレーザ光による穴加工方法を行うことにより、レンズ収差を含んだレーザ光を上から照射し、レーザ光の照射エリアを広くすることができるため、加工時間の短縮が可能となる。また、収差除去シートを取り除くことにより収差成分のない加工ができるために、加工表面の真円形状の崩れやアスペクト比の低下が解消される。更に、レーザ光の加工エネルギーを高く保ちながら穴加工が可能となるため、少ないパルス数で加工が完了し、加工時間の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態におけるレーザ加工方法の工程図
【図２】（ａ）・（ｂ）本発明の実施の形態における多層回路基板のブラインドビアの工程図
【図３】（ａ）・（ｂ）ｆθレンズによる収差例の説明図
【図４】（ａ）・（ｂ）収差を含むレーザ光で加工した時の結果を示す説明図
【符号の説明】
１１ 収差除去シート
１２ 被加工物
１３ レーザ光
１４ 収差成分による加工の影響
２１ 回折光とｆθレンズによる収差成分
３１ 被加工物表面の収差成分を含んだ加工形状
３２ 収差成分を含んだ強度分布
４１ 導体層（加工層）
４２ 導体層（非加工層）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an aberration removing sheet capable of removing the influence of aberration and a laser processing method using the aberration removing sheet when processing a workpiece with laser light.
[0002]
[Prior art]
Conventional processing technology has mainly focused on processing with a drill, but in recent years processing with laser light has become mainstream due to advances in laser technology. Compared to drilling, laser processing can accurately control the spot diameter, output, pulse width, pulse interval and number of pulses per hole of the laser beam, so that vias with the desired hole diameter, cross-sectional shape and depth can be obtained. And high quality and fine processing can be performed.
[0003]
Further, in recent years, there has been a demand for a hole drilling technique capable of coping with the variety of processing materials for the multilayer build-up substrate and an improvement in productivity, and processing with laser light has been regarded as important.
[0004]
In this type of conventional laser processing method, a mask is prepared by stacking a plurality of material layers having different absorption coefficients of laser light in the order of the absorption coefficient, and the mask is formed as a material layer having the largest absorption coefficient. Is arranged so as to face the workpiece, irradiating the laser beam toward the material layer with the smallest absorption coefficient of the mask, piercing the mask, and simultaneously irradiating the workpiece with laser light through the piercing, By removing the mask after processing, a through hole having a small processing hole diameter and a high aspect ratio has been formed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
Further, in order to remove soot generated when performing the laser ablation processing, a removable film is formed on the surface of the workpiece, and the film is dissolved and removed after the processing (for example, see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-178181 A (Item 11, FIG. 4)
[Patent Document 2]
JP-A-5-185269 (Summary, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional laser processing method has not solved the influence of the aberration that occurs on the characteristics of the laser processing apparatus. The details regarding the occurrence of aberration will be described below.
[0008]
A laser beam output from a general laser oscillator has an intensity distribution almost equal to a Gaussian distribution. However, in drilling, the shape of the processed surface, particularly whether or not it is a perfect circle, is asked.
[0009]
Therefore, by inserting an aperture with a certain aperture diameter before converging the laser beam with the fθ lens, shaping the laser beam into a perfect circular shape, and irradiating the workpiece with the perfect circular shape, the circularity of the hole processing shape is improved. Is secured.
[0010]
However, diffraction phenomenon generally occurs when laser light exits from an opening. In other words, a ring-shaped bright ring appears multiple times around the original laser beam.
[0011]
Although this bright ring is much smaller than the intensity of the main component of the laser beam, the surface shape of the workpiece is particularly broken in a material having a large absorption coefficient, which is a problem in processing quality.
[0012]
Further, when the laser light is condensed via the fθ lens, the intensity distribution is greatly distorted, and remarkable quality deterioration occurs.
[0013]
The fθ lens has a feature that all laser beams incident at various angles can be condensed perpendicularly to a workpiece within a certain area with the same optical characteristics. Used. However, the optical characteristics are maintained at the center position in the area, but the optical characteristics are degraded as the position is located outside the area, and the intensity distribution is distorted with respect to the center position.
[0014]
3A and 3B show an example of the intensity distribution when the area is 30 mm. FIG. 3A is a contour diagram viewed vertically from above, and FIG. 3B is a cross-sectional intensity distribution viewed from the lateral direction. In addition, as shown in FIG. 3, the strength is shown to be increased in the downward direction.
[0015]
It is 21 that the wave-like distribution is added when the diffracted light by the aperture passes through the fθ lens, and this is the aberration.
[0016]
Normally, when forming a processing hole in a workpiece, irradiation with a large energy completes the processing with a smaller number of pulses, and the processing time can be reduced. However, the influence of the aberration appears particularly in proportion to the output energy of the laser beam.
[0017]
FIG. 4 shows the influence of the aberration. FIG. 4 shows a processing result when the workpiece is irradiated with the laser beam containing the above-mentioned aberration. (A) is a diagram viewed from directly above, and (b) is a diagram illustrating a cross-sectional shape of a machined hole.
[0018]
Reference numeral 31 denotes a processing shape when the surface of the processing hole of the workpiece 32 is viewed from directly above, and reference numeral 33 denotes an intensity distribution of the laser beam 34 including aberration.
[0019]
When the laser beam 34 having the intensity distribution 33 as shown in (a) is irradiated, the aberration part is also processed, and the processed surface of the workpiece 32 does not become a perfect circular shape. Further, in (b), the hole wall surface of the workpiece 32 has a shape lacking due to the influence of aberration, and the aspect ratio is low.
[0020]
In order to avoid the influence of the aberration, the influence of the aberration has been reduced by suppressing the output energy of the laser light, narrowing the irradiation area of the laser light, or using a high-quality lens.
[0021]
However, when the output energy of the laser light is suppressed, the processing surface becomes a perfect circular shape and a hole shape with a high aspect ratio can be obtained. There was a problem that it took.
[0022]
Further, when the irradiation area of the laser beam is narrowed, the influence of the aberration is reduced by suppressing the distortion of the intensity distribution of the laser beam, but the working efficiency is inferior.
[0023]
In addition, when the irradiation area of the laser light is widened, the work efficiency is improved, but the intensity distribution of the laser light is distorted, and the influence of the aberration becomes remarkable, so that the processed surface does not have a perfect circular shape. Also, there has been a problem that a hole shape having a high aspect ratio cannot be obtained.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention provides an aberration removing sheet having a thickness not less than a thickness determined by at least the energy of the aberration contained in the laser beam and the extinction coefficient of the aberration removing sheet. The included laser light can be directly applied.
[0025]
Along with that, the irradiation area of the laser light can be expanded, and the processing can be performed while keeping the energy of the laser light high. Therefore, the processing can be completed with a small number of pulses and the processing time can be reduced.
[0026]
Further, an aberration removing sheet is disposed on the laser light irradiation surface of the workpiece, and after processing the workpiece through the aberration removing sheet, a laser processing method for removing the aberration removing sheet is performed. It is possible to not only prevent the shape deformation of the processed surface but also obtain a high aspect ratio by an easy operation of removing the surface.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to solve the above problems, the aberration removing sheet of the present invention has a thickness not less than the thickness determined by at least the energy of the aberration contained in the laser beam and the extinction coefficient of the aberration removing sheet. The influence of the included aberration can be removed, and the deformation of the processed surface and the decrease in the aspect ratio can be eliminated.
[0028]
Further, by using resin as a main component in the aberration removing sheet, the resin can be easily made into a sheet shape, and can be easily attached to and detached from a workpiece. In addition, procurement at low cost is possible.
[0029]
In addition, by using an epoxy resin having a low absorption coefficient as a main component in the aberration removing sheet, the influence of aberration can be removed even when the energy of the aberration contained in the laser beam is high.
[0030]
In addition, by using a polyimide resin having a high extinction coefficient as a main component in the aberration removing sheet, it is possible to perform processing while removing the influence of aberration even if the output energy of the laser beam is reduced. It is effective when the thickness is thin.
[0031]
Further, by using a metal as the main component in the aberration removing sheet, the thickness of the sheet can be reduced as compared with the case where the resin is the main component, and the influence of the aberration can be removed even when the output energy of the laser beam is increased. .
[0032]
Further, the present invention is a laser processing method in which an aberration removing sheet is disposed on a laser beam irradiation surface of a workpiece, and after processing the workpiece through the aberration removing sheet, the aberration removing sheet is removed. Is irradiated from directly above the workpiece, and the irradiation area of the laser light can be widened, so that the processing time can be reduced.
[0033]
In addition, since the processing can be performed without being affected by the aberration component, the deformation of the processed surface and the decrease in the aspect ratio are eliminated. Further, since the drilling can be performed while the processing energy of the laser beam is kept high, the processing is completed with a small number of pulses, and the processing time can be reduced.
(Embodiment example)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 1 shows a procedure for drilling holes using a laser beam.
[0035]
FIG. 1A shows a state in which the aberration removing sheet 11 is arranged on the workpiece 12.
[0036]
When disposing the aberration removing sheet 11 on the workpiece 12, the aberration removing sheet 11 and the workpiece 12 need to be in close contact with each other, and the periphery of the aberration removing sheet 11 is adhered to the four corners of the aberration removing sheet 11 with an adhesive tape or the like.
[0037]
In addition, as another method of bringing the aberration removing sheet 11 and the workpiece 12 into close contact with each other, a liquid of a thermosetting substance such as an epoxy resin is applied to a gap between the aberration removing sheet 11 and the workpiece 12 and thermally cured. A method in which a photo-curing material is used instead of a thermosetting material to adhere, a method in which the aberration removing sheet 11 and the workpiece 12 are electrically contacted by charging, or a method in which the pressure is temporarily increased during the processing operation. In any of the methods, variations in shape when drilling holes are suppressed, and a highly reliable effect can be obtained.
[0038]
FIG. 1B shows a state in which the workpiece 12 to which the aberration removing sheet 11 is in close contact is processed by the laser light 13, and reference numeral 14 denotes a shape collapse due to the influence of the aberration included in the laser light 13.
[0039]
FIG. 1C shows a state in which the aberration removing sheet 11 adhered to the workpiece 12 has been removed. If the periphery is adhered with an adhesive tape or the like when the aberration removing sheet 11 is brought into close contact with the workpiece 12, the sheet can be easily peeled off.
[0040]
If the thermosetting substance or the photocuring substance is used for the adhesion, the sheet may be peeled off by applying heat or light, or the aberration removing sheet 11 may be dissolved by a solvent.
[0041]
As described above, according to the procedure shown in FIG. 1, the processing surface of the workpiece 12 is a perfect circle, and processing with a high aspect ratio can be performed.
[0042]
Further, when the substrate is a multilayer substrate such as a multilayer build-up substrate, it can be used in the same manner. FIG. 2 shows a processing procedure of the multilayer substrate.
[0043]
FIG. 2A shows a case where the multilayer substrate on which the aberration removing sheet 11 is in close contact is processed by laser light, where 41 is a processed layer and 42 is a non-processed layer.
[0044]
FIG. 2B shows a state in which the aberration removing sheet 11 adhered to the workpiece 12 has been removed, in which a blind via process for exposing the non-processed layer 42 has been performed.
[0045]
Next, the aberration removing sheet 11 will be described in detail.
[0046]
The main component of the aberration removing sheet 11 may be either resin or metal, and can be selected independently of the components of the workpiece 12. That is, regardless of whether the workpiece 12 is made of resin or metal, the aberration removing sheet 11 can be made of resin or metal. The same applies to the case where the workpiece 12 is a multilayer substrate such as a multilayer build-up substrate.
[0047]
[Table 1]
Table 1 shows the relationship between the energy of the laser beam and the thickness required for removing aberrations when the main component is a polyimide resin, an epoxy resin, or a copper foil. The wavelength of the laser light is 355 nm.
[0048]
When the energy of the laser beam per pulse is 10 μJ, the influence of the aberration is sufficiently small, and there is no need for the aberration removing sheet 11.
[0049]
The thickness of the aberration removing sheet 11 is determined by the energy of the aberration contained in the laser beam and the extinction coefficient of the aberration removing sheet 11. Therefore, as the energy of the laser beam per pulse increases, the energy of the aberration included in the laser beam also increases, and the thickness of the aberration removing sheet 11 is further required.
[0050]
Regarding the extinction coefficient, the higher the extinction coefficient, the smaller the required thickness of the aberration removing sheet 11, and the lower the extinction coefficient, the greater the thickness of the aberration removing sheet 11.
[0051]
When comparing the polyimide resin and the epoxy resin, the extinction coefficient of the polyimide resin is higher. From this characteristic, the aberration removing sheet 11 containing a polyimide resin as a main component can perform processing while eliminating the influence of aberration even if the output energy of the laser beam is reduced, because of the characteristic that the absorption coefficient of polyimide is high. This is particularly effective when the thickness of the workpiece 12 is small.
[0052]
The thickness of the aberration removing sheet 11 shown in (Table 1) is a minimum required thickness, and may be greater than that.
[0053]
[Table 2]
Table 2 shows a comparison of the number of shots until hole machining is completed when the aberration removing sheet 11 is used and when it is not used. The wavelength of the laser beam is 355 nm, the aberration removing sheet 11 uses a 5 μm thick copper foil, and the workpiece 12 is a 150 μm thick silicon wafer.
[0054]
In Table 2, the notation “x” indicates that the influence of aberration cannot be avoided and a hole is not formed in a perfect circular shape. From Table 2, when the aberration removing sheet 11 is not used, the irradiation energy of the laser beam per pulse needs to be 100 μJ or less due to the influence of aberration. It is shown that processing with high energy is possible.
[0055]
Therefore, comparing the case where the irradiation energy was set to 100 μJ without using the aberration removing sheet 11 and the case where the irradiation energy was set to 400 μJ using the aberration removing sheet 11, the number of pulse shots due to the use of the aberration removing sheet 11 was Can be confirmed to have decreased to one fourth. Further, when the irradiation energy is set to 400 μJ or more by using the aberration removing sheet 11, processing can be performed in one shot, and there is an effect of greatly shortening the operation time.
[0056]
[Table 3]
Table 3 shows the results of experiments on the processing time of the entire substrate according to the number of shots when using the aberration removing sheet 11 of Table 2.
[0057]
The wavelength of the laser beam is 355 nm, the workpiece 12 is a silicon wafer, the aberration removing sheet 11 is a 5 μm copper foil, and a total of 48,000 holes are processed on a 500 mm × 300 mm substrate.
[0058]
When the scan area is 15 mm, the conventional method that does not use the aberration removing sheet 11 requires a processing time of 155 seconds at a minimum for the entire substrate. However, the processing time required by the aberration removing sheet 11 for 155 seconds can be reduced to 141 seconds.
[0059]
Further, when the aberration removing sheet 11 is not used, the influence of the aberration is remarkably generated due to the distortion of the intensity distribution of the laser beam, and a problem occurs in the processing finish, so that the scan area cannot be expanded to 30 mm. However, the aberration effect was eliminated by the effect of the aberration removing sheet 11, and the scan area could be expanded to 30 mm.
[0060]
As a result, the processing time required for 141 seconds can be reduced to 76 seconds, and it can be seen that the processing time is reduced by half by using the aberration removing sheet 11.
[0061]
From the above, it is possible to increase the irradiation energy of the laser beam per pulse by using the aberration removing sheet 11, and to improve the number of pulse shots required for drilling and the hole processing time as the irradiation energy increases. Is done.
[0062]
In addition, by removing the aberration removing sheet 11 disposed on the workpiece 12 after the hole processing, collapse of the perfect circular shape on the processed surface and reduction in the aspect ratio are eliminated.
[0063]
It is to be noted that the present invention can be applied to processing of an arbitrary shape other than the processing of a perfect circle in the hole processing. For example, it can be used for processing a continuous line on a substrate, and can be used for cutting or cutting by digging a groove in a silicon wafer or for cutting and insulating a copper wire pattern on a substrate.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0065]
By performing the hole processing method with laser light using an aberration removal sheet, laser light containing lens aberration can be irradiated from above, and the laser light irradiation area can be widened, so that the processing time can be reduced. Become. In addition, since processing without an aberration component can be performed by removing the aberration removing sheet, collapse of the perfect circular shape on the processed surface and reduction of the aspect ratio are eliminated. Further, since the drilling can be performed while the processing energy of the laser beam is kept high, the processing is completed with a small number of pulses, and the processing time can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1 (a) to 1 (c) are process diagrams of a laser processing method according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 (a) and (b) steps of a blind via of a multilayer circuit board according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of examples of aberrations caused by an fθ lens. FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing results when processing is performed using laser light including aberration. ]
REFERENCE SIGNS LIST 11 Aberration removal sheet 12 Workpiece 13 Laser beam 14 Influence of processing by aberration component 21 Aberration component by diffracted light and fθ lens 31 Processing shape including aberration component of workpiece surface 32 Intensity distribution 41 including aberration component Conductor Layer (processed layer)
42 conductor layer (non-processed layer)
