JP2005028369A - Laser beam machining method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属層の上に形成された被加工層にビアホールを形成するレーザ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリント基板は、コア層の表面の一部に銅ランドが形成され、さらにコア層の上に、その銅ランドを覆うように樹脂層が積層された構造を有する。プリント基板の製造において、銅ランドと電気的に接続される銅層を、樹脂層の表面に形成する工程がある。その工程では、樹脂層に、銅ランドに達するビアホールを形成する。そして、ビアホールの底面及び側面、並びに樹脂層の表面に銅層を形成する。
【0003】
例えばレーザ光を用いてビアホールを形成すると、ビアホールの内部に残留物が残ることがある。残留物が残った場合、銅ランドと銅層との電気的な接続の信頼性が低下する。そこで、ビアホールを形成した後に、ビアホールの内部に残った残留物を除去する為にいわゆるデスミアを行う。特許文献1には、パルスレーザ光を用いてデスミアを行なう技術が開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−340165号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
デスミアを行なっても、残留物を完全には除去できない場合がある。特に、誘電率及び誘電正接を小さくする為に、樹脂層にフィラーを混入している場合である。フィラーは、デスミアの後にも残留物としてビアホールの底に残りやすい。繊維状のフィラーであれば、デスミアの後にもビアホールの内壁からヒゲ状に突出した状態で残ることがある。ビアホールの内壁からの突出物も残留物と呼ぶことにする。
【0006】
また、デスミアが必要な場合には、その分だけ工程数が増えることになるため、加工効率が低下する。そこで、内部に残留物が残されていない状態のビアホールを効率的に形成する技術が望まれる。
【0007】
本発明の目的は、ビアホールの内部に残留物が残ってしまうことを防止することのできる技術を提供することにある。本発明の他の目的は、内部に残留物が残されていない状態のビアホールを効率的に形成することのできる技術を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、金属層上に形成された被加工層に、前記金属層に達するビアホールを形成するレーザ加工方法であって、(a)前記被加工層に、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が前記第1の値よりも大きい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程とを含むレーザ加工方法が提供される。
【0009】
本発明の他の観点によれば、金属層上に形成された被加工層に、前記金属層に達するビアホールを形成するレーザ加工方法であって、(a)前記被加工層に、パルス周波数が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、パルス周波数が前記第1の値よりも小さい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程とを含むレーザ加工方法が提供される。
【0010】
本発明のさらに他の観点によれば、金属層上に形成された被加工層に、前記金属層に達するビアホールを形成するレーザ加工方法であって、(a)前記被加工層に、パルス間隔が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、パルス間隔が前記第1の値よりも大きい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程とを含むレーザ加工方法が提供される。
【0011】
本発明のさらに他の観点によれば、金属層上に形成された被加工層に、前記金属層に達するビアホールを形成するレーザ加工方法であって、(a)前記被加工層に、パルス幅が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、パルス幅が前記第1の値よりも大きい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程とを含むレーザ加工方法が提供される。
【0012】
工程(b)では、工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの側壁を整形するのと同時に、当該途中段階まで形成されたビアホールの内部に残った残留物を除去できる。これにより、ビアホールの形成を終えた後のデスミアが不要となる。その分、加工効率の向上が図られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1(a)は、実施例によるレーザ加工方法の対象となる被加工基板の断面図である。被加工基板は、銅ランド11の上に樹脂層12が形成された構造を有する。銅ランド11は、コア層10の表面の一部に形成されている。樹脂層12は、銅ランド11を覆うようにコア層10上に積層されている。樹脂層12には、短繊維状のフィラー12aが多数混入されている。フィラー12aの各々は、硼酸アルミニウムからなる。
【0014】
図1(b)、(c)、(d)は、実施例によるレーザ加工方法を説明するための被加工基板の断面図である。本レーザ加工方法では、樹脂層12に、銅ランド11の表面に達するビアホール15を形成する。ビアホール15の形成は、前工程と後工程の2段階で行う。
【0015】
まず前工程では、図1(b)に示すように、樹脂層12にビアホールを途中段階まで形成する。符号13が、途中段階まで形成されたビアホール(以下、穴という。)を示す。穴13の形成には、Nd:YAGレーザの第3高調波であるパルスレーザ光を用いる。
【0016】
パルスレーザ光を、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が1J/cm2になる条件で樹脂層12に照射して、穴13を形成する。なお、パルスレーザ光をマスク投影法により、樹脂層12に照射するのが好ましい。
【0017】
穴13のトップ径が50μm、樹脂層12の厚みが30μm程度であれば、35ショット程度で穴底に銅ランド11の表面が露出しはじめる。この時点で前工程を終える。なお、穴底に銅ランド11が露出しない段階で前工程を終えてもよいであろう。
【0018】
図1(b)に示すように、穴13の断面形状はU字状をなしており、側壁及び底面に未除去部14が残されている。また、穴13の底にはフィラー12aが付着している。さらに、穴13の側壁からは、フィラー12aが突き出している。短繊維状フィラー12aの一端が穴13の側壁から突き出ていても、他端は樹脂層12内に固定されたままである。従って、穴13の側壁からの突出物は除去されにくいと考えられる。
【0019】
次いで、後工程では、穴13の内部に残った残留物の除去と、穴13の側壁の整形とを同時に並行して行なう。ここでいう残留物は、穴13の底に付着しているフィラー12aのみならず穴13の側壁から突出したフィラー12aも含む。後工程でも、Nd:YAGレーザの第3高調波であるパルスレーザ光を用いる。
【0020】
パルスレーザ光を、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が3J/cm2になる条件で穴13の内面に照射する。なお、パルスレーザ光をマスク投影法により、樹脂層12に照射するのが好ましい。
【0021】
後工程で用いるパルスレーザ光のパルス間隔は、前工程で用いるパルスレーザ光のパルス間隔よりも長くする。パルス間隔とは、パルスとその次のパルスとの間の時間をいう。パルスレーザ光のパルス間隔を長くする程、加工個所の放熱期間を長く確保できる。従って、後工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を、前工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度より高くしたにも拘わらず、加工領域への蓄熱を緩和できる。これにより、樹脂層12に亀裂が生じたり、あるいは樹脂層12と銅ランド11との間に剥離が生じてしてしまうこと等を防止できる。なお、パルスレーザ光のパルス間隔は、そのパルスレーザ光のパルス周波数を低下させることにより、長くすることができる。
【0022】
15ショット程度で、未除去部14を除去して穴13の側壁を切り立たせることができる。さらに、その過程で穴13の内部に残った残留物を除去できる。こうして、図1(c)に示すように、底部における銅ランド11の露出面積が、穴13のそれよりも広く、かつ内部に残留物が残されていないビアホール15が完成する。
【0023】
しかる後、図1(d)に示すように、ビアホール15の底面及び側面、並びに樹脂層12の表面に銅層16を形成する。銅層16が、銅ランド11と電気的に接続される。銅層16と銅ランド11との間に残留物が介在しないから、両者の導通不良を防止できる。
【0024】
以上説明したように、本レーザ加工方法では、ビアホール15の形成を2段階で行なう。ショット数の観点からいえば、ビアホール15の形成に要するパルスレーザ光の総ショット数をN(ここでは、N=50)とすると、(35/50)×Nショット目を境として前工程と後工程とに分ける。即ち、前工程で用いるパルスレーザ光のショット数(N1)と、後工程で用いるパルスレーザ光のショット数(N2)との比を、N1:N2=35:15とする。
【0025】
そして、後工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を、前工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度よりも高くすることにより、前工程で形成された穴13の側壁からの突出物もきれいに除去できる。これにより、ビアホール15の内部に残留物が残ってしまうことを防止できる。そのため、従来のデスミア工程が不要となり、加工効率の向上が図られる。
【0026】
また、ビア加工を前工程と後工程の2段階に分け、後工程では前工程のときよりもパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を上げるという加工条件を見出したことにより、短繊維状フィラー12aが混入された樹脂層12に、側壁の切り立ったビアホール15を形成することが可能となった。
【0027】
図2は、実施例によるレーザ加工装置を示す。本レーザ加工装置は、被加工基板1を保持するXYステージ2と、保持された被加工基板1へパルスレーザ光Lを照射するパルスレーザ光照射光学系3とを有する。
【0028】
パルスレーザ光照射光学系3では、レーザ光源31が、コントローラ4から与えられたトリガパルス信号Sに同期して、パルスレーザ光を出射する。レーザ光源31は、Nd:YAGレーザ発振器等の固体レーザ発振器と、非線形光学結晶等の高調波発生器とを含む。詳細には、レーザ光源31から出射されるパルスレーザは、Nd:YAGレーザの第3高調波(波長=355nm)である。
【0029】
レーザ光源31から出射されるパルスレーザ光の光路上には、マスク32、ガルバノスキャナ33、及びfθレンズ34がこの順に配置されている。マスク32は、レーザ光源31から出射されたパルスレーザ光のビームサイズを制限する。ガルバノスキャナ33は、ビームサイズの制限されたパルスレーザ光を二次元方向に走査する。fθレンズ34は、走査されたパルスレーザ光を被加工基板1へ集束する。
【0030】
レーザ光源31から出射されたパルスレーザ光が、マスク投影法により被加工基板1の表面に照射される。即ち、被加工基板1の表面に、マスク32の開口32aが、fθレンズ34により所定の縮小率で結像される。
【0031】
図3は、レーザ光源31の出力特性を示す。横軸はパルスレーザ光のパルス周波数fを表し、縦軸はパルスレーザ光の平均パワーPを表す。平均パワーPがパルス周波数fに依存して変化する。従って、パルスレーザ光の平均パワーPは、パルス周波数fを制御することにより間接的に制御できる。パルス周波数fは、トリガパルス信号Sの周波数に同調する。従って、トリガパルス信号Sの周波数(=f)に基づいて、パルスレーザ光の平均パワーPを制御できる。
【0032】
パルスレーザ光の1パルスあたりのエネルギは、P/fで与えられる。パルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は、P/fをパルスレーザ光の照射面におけるビームスポットの面積で除した値となる。パルスレーザ光の照射面におけるビームスポットの面積は、一つのビアホールを形成する過程で略一定とみなせる。従って、パルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は、コントローラ4において、トリガパルス信号Sの周波数(=f)に基づいて制御できる。
【0033】
具体的に説明すると、図3に示すように、パルス周波数fが約5kHzの時に平均パワーPが最大値を示す。パルス周波数fが約5kHz以上の範囲では、fが小さい程、平均パワーPが大きい。従ってこの範囲では、コントローラ4は、トリガパルス信号Sの周波数をあるf1という値からf2(<f1)という値へ低下させることにより、パルスレーザ光Lの照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を増大させる制御を行なえる。なお、パルスレーザ光Lのパルス周波数を低下させると、パルスレーザ光Lのパルス間隔は広がる。
【0034】
図4は、コントローラ4が行う制御を説明する為のグラフである。横軸は時間を表し、縦軸はパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を表す。コントローラ4は、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度がE1となる条件でパルスレーザ光LをN1ショット照射させた後、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度がE2(>E1)となる条件でパルスレーザ光LをN2ショット照射させる制御を行う。
【0035】
前半のN1(例:N1=35)ショット分のパルスレーザ光によって、ビアホールが途中段階まで形成される。これが前工程である。前工程では、コントローラ4はトリガパルス信号Sの周波数、即ちパルスレーザ光Lのパルス周波数をf1=40kHzとする。これにより、パルスレーザ光Lの照射面における1パルスあたりのエネルギ密度がE1=1J/cm2に設定される。なお、このときのパルスレーザ光のパルス間隔をt1とする。
【0036】
後半のN2(例えばN2=15)ショット分のパルスレーザ光によって、穴13の側壁の整形と残留物の除去とが同時に行なわれる。これが後工程である。後工程では、コントローラ4はトリガパルス信号Sの周波数を、f2=20kHzへ低下させる。これにより、パルスレーザ光Lの照射面における1パルスあたりのエネルギ密度がE2=3J/cm2に設定される。
【0037】
パルス周波数を低下させたことにより、パルス間隔はt1よりも長いt2に設定される。このように、パルス周波数に基づいて、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を制御する場合、それと同時にパルス間隔も調節できる。パルス間隔を広げると、その分だけ加工個所の放熱期間を長く確保できるから、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度を上げたにも拘わらず亀裂や剥離等の異常の発生を防止できる。
【0038】
図5は、他の実施例によるレーザ加工装置を示す。第1の光源21及び第2の光源22が、それぞれパルスレーザ光L1及びL2を出射する。パルスレーザ光L1及びL2は、ともにNd:YAGレーザの第3高調波であり、それぞれ鉛直方向及び水平方向に直線偏光されている。第1の光源21から出射したパルスレーザ光L1は、折り返しミラー23で反射し、偏光板24の表側の面に入射角45°で入射する。第2の光源22から出射したパルスレーザ光L2は、偏光板24の裏側の面に入射角45°で入射する。
【0039】
偏光板24は、鉛直方向に直線偏光されたパルスレーザ光L1を反射し、水平方向に直線偏光されたパルスレーザ光L2を透過させる。これにより、パルスレーザ光L1及びL2が同一の光路に沿って進む。その光路上には、マスク32、ガルバノスキャナ33、及びfθレンズ34がこの順に配置されている。
【0040】
マスク32は、パルスレーザ光L1又はL2のビームサイズを制限する。ガルバノスキャナ25は、ビームサイズの制限されたパルスレーザ光L1又はL2を二次元方向に走査する。fθレンズ34は、走査されたパルスレーザ光L1又はL2を集束する。fθレンズ34によって集束されたパルスレーザ光L1又はL2が照射される位置には、被加工基板1がXYテーブル2によって保持されている。なお、パルスレーザ光L1又はL2は、それぞれマスク投影法により、被加工基板1に照射される。
【0041】
第1の光源21から出射されたパルスレーザ光L1の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は1J/cm2となる。一方、第2の光源22から出射されるパルスレーザ光L2のピークパワーは、パルスレーザ光L1のピークパワーと同一であるが、そのパルス幅がパルスレーザ光L1のパルス幅よりも大きい。これにより、第2の光源22から出射されたパルスレーザ光L2の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は3J/cm2となる。また、パルスレーザ光L2のパルス間隔は、パルスレーザ光L1のパルス間隔よりも大きい。
【0042】
コントローラ25が、まず第1の光源21に、35ショット分のパルスレーザ光L1を照射させる。このとき、第2の光源22からはパルスレーザ光L2が出射しない。この期間が前工程である。次に、コントローラ25は、第2の光源22に、15ショット分のパルスレーザ光L2を照射させる。このとき、第1の光源21からはパルスレーザ光L1が出射しない。この期間が後工程である。
【0043】
このように、前工程と後工程とでそれぞれ別々の光源21及び22を用いる場合、一つのビアホールを形成する過程でパルス周波数を変化させる制御が不要となるから、コントローラ25が行う制御を簡略化できる。なお、出射するパルスレーザ光のパルス幅を調節できる光源を用いる場合には、前工程と後工程とで同一の光源を用いてもよい。
【0044】
以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、後工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は、特に3J/cm2に限られず、前工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度より大きく、かつ銅ランド11をアブレーションさせる閾値(8J/cm2)以下であればよい。
【0045】
また、前工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度も特に1J/cm2に限られない。但し、前工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が高すぎると、銅ランド11が当該レーザ光を過剰に吸収してしまうことになり、銅ランド11の熱膨張に起因して剥離等の異常が発生してしまうことが考えられる。そこで、前工程で用いるパルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は2J/cm2以下とするのが望ましいであろう。
【0046】
また、ビアホールの形成に用いるパルスレーザ光は、Nd:YAGレーザの第3高調波に限らず、Nd:YAGレーザの第2高調波(波長532nm)であってもよい。また、波長が532nm以下の固体レーザ光であれば好適に用いることができる。
【0047】
また、パルスレーザ光の照射面における1パルスあたりのエネルギ密度は、バリアブルアッテネータ等の光強度調節手段を用いて調節してもよい。また、前工程及び後工程では、ビーム断面内における強度分布を均一に近づけたレーザ光を用いてもよい。
【0048】
また、上記実施例では、ビアホール15の底に銅ランド11を露出させた。ビアホールの底に、パッド等の端子やそれに接続された配線パターン等を露出させる場合にも実施例と同様の効果が得られるであろう。また、樹脂層に、ガラス繊維が混入されている場合にも実施例と同様の効果が得られるであろう。この他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、ビアホールの内部に残留物が残ってしまうことを防止できる。本発明によれば、内部に残留物が残されていない状態のビアホールを効率的に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例によるレーザ加工方法の対象となる被加工基板の断面図である。
【図2】実施例によるレーザ加工装置の概略図である。
【図3】Nd:YAGレーザの第3高調波の出力特性を模式的に示すグラフである。
【図4】実施例によるレーザ加工方法におけるパルスレーザ光の照射フローを模式的に示すグラフである。
【図5】他の実施例によるレーザ加工装置の概略図である。
【符号の説明】
11 銅ランド(金属層)
12 樹脂層(被加工層)
12a 短繊維状フィラー
13 途中段階まで形成されたビアホール
15 ビアホール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing method for forming a via hole in a layer to be processed formed on a metal layer.
[0002]
[Prior art]
The printed circuit board has a structure in which a copper land is formed on a part of the surface of the core layer, and a resin layer is laminated on the core layer so as to cover the copper land. In manufacturing a printed circuit board, there is a step of forming a copper layer electrically connected to the copper land on the surface of the resin layer. In the process, a via hole reaching the copper land is formed in the resin layer. Then, a copper layer is formed on the bottom and side surfaces of the via hole and the surface of the resin layer.
[0003]
For example, when a via hole is formed using laser light, a residue may remain inside the via hole. When the residue remains, the reliability of the electrical connection between the copper land and the copper layer is lowered. Therefore, after forming the via hole, so-called desmear is performed in order to remove the residue remaining in the via hole. Patent Document 1 discloses a technique for performing desmearing using pulsed laser light.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-340165
[Problems to be solved by the invention]
Even if desmearing is performed, the residue may not be completely removed. In particular, this is a case where a filler is mixed in the resin layer in order to reduce the dielectric constant and the dielectric loss tangent. The filler tends to remain at the bottom of the via hole as a residue after desmear. If it is a fibrous filler, it may remain in a state of protruding from the inner wall of the via hole after desmearing. Projections from the inner wall of the via hole are also called residues.
[0006]
In addition, when desmear is necessary, the number of steps is increased by that amount, so that the processing efficiency is lowered. Therefore, a technique for efficiently forming a via hole in which no residue remains inside is desired.
[0007]
The objective of this invention is providing the technique which can prevent that a residue remains in the inside of a via hole. Another object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently forming a via hole in a state where no residue remains inside.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, there is provided a laser processing method for forming a via hole reaching a metal layer in a layer to be processed formed on the metal layer, wherein: (a) Irradiating a pulse laser beam under a condition that the energy density per pulse is a first value to form the via hole to an intermediate stage; and (b) a via hole formed to the intermediate stage in the step (a). There is provided a laser processing method including a step of irradiating an inner surface with pulsed laser light under a condition that an energy density per pulse on the irradiation surface is a second value larger than the first value.
[0009]
According to another aspect of the present invention, there is provided a laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a processing layer formed on the metal layer, wherein (a) a pulse frequency is generated in the processing layer. A step of irradiating a pulse laser beam under a condition of the first value to form the via hole to an intermediate stage; and (b) a pulse frequency on the inner surface of the via hole formed to the intermediate stage in the step (a). And a step of irradiating a pulsed laser beam under a condition where the second value is smaller than the first value.
[0010]
According to still another aspect of the present invention, there is provided a laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a processing layer formed on the metal layer, wherein (a) a pulse interval is formed in the processing layer. Irradiating a pulsed laser beam under the condition of the first value to form the via hole halfway, and (b) a pulse interval on the inner surface of the via hole formed halfway in the step (a). Irradiating pulsed laser light under a condition that becomes a second value larger than the first value.
[0011]
According to still another aspect of the present invention, there is provided a laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a processing layer formed on the metal layer, wherein: (a) a pulse width is applied to the processing layer. Irradiating a pulsed laser beam under the condition of the first value to form the via hole halfway, and (b) applying a pulse width to the inner surface of the via hole formed halfway in the step (a). Irradiating pulsed laser light under a condition that becomes a second value larger than the first value.
[0012]
In the step (b), the side wall of the via hole formed up to the intermediate stage in the step (a) is shaped, and at the same time, the residue remaining inside the via hole formed up to the intermediate stage can be removed. This eliminates the need for desmear after the formation of the via hole. Accordingly, the processing efficiency can be improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1A is a cross-sectional view of a substrate to be processed which is an object of a laser processing method according to an embodiment. The substrate to be processed has a structure in which a
[0014]
1B, 1C, and 1D are cross-sectional views of a substrate to be processed for explaining a laser processing method according to an embodiment. In this laser processing method, a
[0015]
First, in the pre-process, as shown in FIG. 1B, via holes are formed in the
[0016]
The
[0017]
If the top diameter of the
[0018]
As shown in FIG.1 (b), the cross-sectional shape of the
[0019]
Next, in a subsequent process, removal of the residue remaining inside the
[0020]
The inner surface of the
[0021]
The pulse interval of the pulse laser beam used in the subsequent process is set longer than the pulse interval of the pulse laser beam used in the previous step. The pulse interval is the time between a pulse and the next pulse. The longer the pulse interval of the pulse laser light, the longer the heat radiation period of the processing part can be secured. Therefore, although the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam used in the subsequent process is set higher than the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser light used in the previous process, Heat storage can be reduced. As a result, it is possible to prevent the
[0022]
In about 15 shots, the
[0023]
Thereafter, as shown in FIG. 1D, a
[0024]
As described above, in this laser processing method, the via
[0025]
Then, the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam used in the post-process is set higher than the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser light used in the pre-process, thereby forming the pre-process. Projections from the side wall of the
[0026]
In addition, via processing is divided into two stages, a pre-process and a post-process, and in the post-process, a processing condition for increasing the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser light is found shorter than in the pre-process. A via
[0027]
FIG. 2 shows a laser processing apparatus according to the embodiment. The laser processing apparatus includes an XY stage 2 that holds a substrate 1 to be processed, and a pulse laser light irradiation optical system 3 that irradiates the held substrate 1 to be processed with pulsed laser light L.
[0028]
In the pulse laser light irradiation optical system 3, the
[0029]
On the optical path of the pulsed laser beam emitted from the
[0030]
Pulse laser light emitted from the
[0031]
FIG. 3 shows the output characteristics of the
[0032]
The energy per pulse of the pulse laser beam is given by P / f. The energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam is a value obtained by dividing P / f by the area of the beam spot on the irradiation surface of the pulse laser beam. The area of the beam spot on the irradiation surface of the pulse laser beam can be regarded as substantially constant in the process of forming one via hole. Therefore, the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam can be controlled by the controller 4 based on the frequency (= f) of the trigger pulse signal S.
[0033]
More specifically, as shown in FIG. 3, the average power P shows the maximum value when the pulse frequency f is about 5 kHz. In the range where the pulse frequency f is about 5 kHz or more, the average power P increases as f decreases. Therefore, in this range, the controller 4 reduces the frequency of the trigger pulse signal S from a value of f 1 to a value of f 2 (<f 1 ), so that the energy per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam L is reduced. Control can be performed to increase the density. Note that when the pulse frequency of the pulse laser beam L is lowered, the pulse interval of the pulse laser beam L is widened.
[0034]
FIG. 4 is a graph for explaining the control performed by the controller 4. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam. The controller 4 irradiates N 1 shots of the pulse laser beam L under the condition that the energy density per pulse on the irradiated surface is E 1, and then the energy density per pulse on the irradiated surface is E 2 (> E 1 ). Control is performed to irradiate the pulse laser beam L with N 2 shots under the following conditions.
[0035]
Via holes are formed up to an intermediate stage by pulse laser light for the first half N 1 (for example, N 1 = 35) shots. This is the pre-process. In the previous step, the controller 4 sets the frequency of the trigger pulse signal S, that is, the pulse frequency of the pulsed laser light L, to f 1 = 40 kHz. Thereby, the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam L is set to E 1 = 1 J / cm 2 . Note that the pulse interval of the pulse laser beam at this time is t 1.
[0036]
The shaping of the side wall of the
[0037]
By reducing the pulse frequency, the pulse interval is set to t 2 longer than t 1 . In this way, when the energy density per pulse on the irradiation surface is controlled based on the pulse frequency, the pulse interval can be adjusted simultaneously. If the pulse interval is widened, the heat radiation period at the processing site can be secured longer by that amount, so that it is possible to prevent the occurrence of abnormalities such as cracks and delamination despite increasing the energy density per pulse on the irradiated surface.
[0038]
FIG. 5 shows a laser processing apparatus according to another embodiment. The
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam L1 emitted from the
[0042]
The controller 25 first irradiates the
[0043]
As described above, when separate
[0044]
As mentioned above, although the Example was described, this invention is not limited to this. For example, the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam used in the subsequent process is not particularly limited to 3 J / cm 2, and is larger than the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser light used in the previous process, And it should just be below the threshold (8 J / cm < 2 >) which ablates the
[0045]
Further, the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam used in the previous process is not particularly limited to 1 J / cm 2 . However, if the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam used in the previous process is too high, the
[0046]
The pulse laser beam used for forming the via hole is not limited to the third harmonic of the Nd: YAG laser, but may be the second harmonic (wavelength 532 nm) of the Nd: YAG laser. Any solid-state laser light having a wavelength of 532 nm or less can be suitably used.
[0047]
Further, the energy density per pulse on the irradiation surface of the pulse laser beam may be adjusted using a light intensity adjusting means such as a variable attenuator. Further, in the pre-process and the post-process, laser light whose intensity distribution in the beam cross section is made close to uniform may be used.
[0048]
In the above embodiment, the
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent the residue from remaining inside the via hole. According to the present invention, it is possible to efficiently form a via hole in which no residue is left inside.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate to be processed that is an object of a laser processing method according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic view of a laser processing apparatus according to an embodiment.
FIG. 3 is a graph schematically showing output characteristics of a third harmonic of an Nd: YAG laser.
FIG. 4 is a graph schematically showing an irradiation flow of pulsed laser light in a laser processing method according to an example.
FIG. 5 is a schematic view of a laser processing apparatus according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Copper land (metal layer)
12 Resin layer (layer to be processed)
12a
Claims (6)
(a)前記被加工層に、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、
(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、照射面における1パルスあたりのエネルギ密度が前記第1の値よりも大きい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程と
を含むレーザ加工方法。A laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a work layer formed on the metal layer,
(A) irradiating the work layer with pulsed laser light under a condition that the energy density per pulse on the irradiated surface is a first value, and forming the via hole halfway;
(B) A pulse laser beam is applied to the inner surface of the via hole formed up to the middle stage in the step (a) under the condition that the energy density per pulse on the irradiated surface is a second value larger than the first value. A laser processing method including an irradiating step.
(a)前記被加工層に、パルス周波数が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、
(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、パルス周波数が前記第1の値よりも小さい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程と
を含むレーザ加工方法。A laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a work layer formed on the metal layer,
(A) irradiating the processing layer with a pulsed laser beam under a condition that a pulse frequency is a first value, and forming the via hole halfway;
(B) a step of irradiating the inner surface of the via hole formed in the step (a) halfway with a pulsed laser beam under a condition that the pulse frequency is a second value smaller than the first value. Processing method.
(a)前記被加工層に、パルス間隔が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、
(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、パルス間隔が前記第1の値よりも大きい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程と
を含むレーザ加工方法。A laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a work layer formed on the metal layer,
(A) irradiating the processing layer with a pulse laser beam under a condition that a pulse interval is a first value, and forming the via hole to an intermediate stage;
(B) a laser including a step of irradiating the inner surface of the via hole formed up to an intermediate stage in the step (a) with a pulsed laser beam under a condition that a pulse interval becomes a second value larger than the first value. Processing method.
(a)前記被加工層に、パルス幅が第1の値となる条件でパルスレーザ光を照射して、前記ビアホールを途中段階まで形成する工程と、
(b)前記工程(a)において途中段階まで形成されたビアホールの内面に、パルス幅が前記第1の値よりも大きい第2の値となる条件でパルスレーザ光を照射する工程と
を含むレーザ加工方法。A laser processing method for forming a via hole reaching the metal layer in a work layer formed on the metal layer,
(A) irradiating the processing layer with pulsed laser light under a condition that a pulse width is a first value, and forming the via hole to an intermediate stage;
(B) a laser including a step of irradiating the inner surface of the via hole formed halfway in the step (a) with a pulsed laser beam under a condition that the pulse width is a second value larger than the first value. Processing method.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008068292A (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method for machining via-hole |
JP2010234444A (en) * | 2009-03-11 | 2010-10-21 | Omron Corp | Laser beam machining apparatus |
WO2011155229A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | 日本メクトロン株式会社 | Laser processing method, and method for manufacturing multilayer flexible printed wiring board using same |
JP2012106266A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Laser beam machining method and laser beam machining device |
US8288682B2 (en) * | 2007-09-28 | 2012-10-16 | Intel Corporation | Forming micro-vias using a two stage laser drilling process |
TWI649144B (en) * | 2016-12-13 | 2019-02-01 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | Laser pulse cutting-out device and cutting-out method |
TWI655987B (en) * | 2016-12-12 | 2019-04-11 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | Laser pulse cutting device and laser processing method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0799335A (en) * | 1993-06-21 | 1995-04-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Removal and processing of semiconductor film and manufacture of photovoltaic element |
JPH09216077A (en) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Nippon Denshi Kagaku Kk | Laser beam energy control method in laser beam machining |
JP2000202668A (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-25 | Nec Corp | Method for piercing by q-switch laser |
JP2002144060A (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method for laser beam machining |
-
2003
- 2003-07-07 JP JP2003192899A patent/JP2005028369A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0799335A (en) * | 1993-06-21 | 1995-04-11 | Sanyo Electric Co Ltd | Removal and processing of semiconductor film and manufacture of photovoltaic element |
JPH09216077A (en) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Nippon Denshi Kagaku Kk | Laser beam energy control method in laser beam machining |
JP2000202668A (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-25 | Nec Corp | Method for piercing by q-switch laser |
JP2002144060A (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-21 | Mitsubishi Electric Corp | Method for laser beam machining |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008068292A (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Disco Abrasive Syst Ltd | Method for machining via-hole |
US8288682B2 (en) * | 2007-09-28 | 2012-10-16 | Intel Corporation | Forming micro-vias using a two stage laser drilling process |
JP2010234444A (en) * | 2009-03-11 | 2010-10-21 | Omron Corp | Laser beam machining apparatus |
WO2011155229A1 (en) * | 2010-06-10 | 2011-12-15 | 日本メクトロン株式会社 | Laser processing method, and method for manufacturing multilayer flexible printed wiring board using same |
CN103079748A (en) * | 2010-06-10 | 2013-05-01 | 日本梅克特隆株式会社 | Laser processing method, and method for manufacturing multilayer flexible printed wiring board using same |
US9148963B2 (en) | 2010-06-10 | 2015-09-29 | Nippon Mektron, Ltd. | Laser processing method and production method of multilayer flexible printed wiring board using laser processing method |
JP2012106266A (en) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Laser beam machining method and laser beam machining device |
TWI655987B (en) * | 2016-12-12 | 2019-04-11 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | Laser pulse cutting device and laser processing method |
TWI649144B (en) * | 2016-12-13 | 2019-02-01 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | Laser pulse cutting-out device and cutting-out method |
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