JP2006202876A - レーザ加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 加工品質の低下を防止することができるレーザ穴あけ加工方法を提供する。
【解決手段】 加工対象物は、樹脂層3の上に銅層4が積層された構造を有する基板Wである。銅層4には、各々銅層4を貫通して底部に樹脂層3の表面を露出させた複数の窓穴4aが形成されている。ガルバノスキャナ14による走査可能領域21内に配置された窓孔4aの各々に1ショットずつ順番に赤外パルスレーザ光を入射させる単位処理を1サイクルとして、この単位処理を複数サイクル繰り返す。各々の窓孔4aに着目したとき、その窓孔4aに入射する赤外パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間で異なる位置に配置されるようにガルバノスキャナ14を制御する。
【選択図】 図3
【解決手段】 加工対象物は、樹脂層3の上に銅層4が積層された構造を有する基板Wである。銅層4には、各々銅層4を貫通して底部に樹脂層3の表面を露出させた複数の窓穴4aが形成されている。ガルバノスキャナ14による走査可能領域21内に配置された窓孔4aの各々に1ショットずつ順番に赤外パルスレーザ光を入射させる単位処理を1サイクルとして、この単位処理を複数サイクル繰り返す。各々の窓孔4aに着目したとき、その窓孔4aに入射する赤外パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間で異なる位置に配置されるようにガルバノスキャナ14を制御する。
【選択図】 図3
Description
本発明は、レーザ加工方法に関し、特にコンフォーマルマスク法を用いて基板にビアホールを形成するレーザ加工方法に関する。
特許文献1に、コンフォーマルマスク法を用いたレーザ加工方法が開示されている。加工対象物は、表面の一部に内層銅配線が形成されたコア層の上に、その内層銅配線を覆うように樹脂層が積層され、その樹脂層の上に銅層が積層された構造を有する多層基板である。銅層には、予めエッチング処理等によって、この銅層を貫通し、底部に樹脂層の表面を露出させた窓穴が形成されている。窓穴は、内層銅配線を銅層の表面に想定した仮想平面に向かって垂直投影して得る投影領域内に配置されている。
赤外域の波長を有する加工用パルスレーザ光を、その照射スポットが窓穴の開口を内包する条件で、銅層の表面に複数ショット入射させる。赤外域の波長を有するレーザ光は、樹脂層には吸収されるが、銅層の表面では殆ど反射される。このため、銅層をマスクとして、窓穴の位置において樹脂層をエッチングし、内層銅配線に達するビアホールを形成することができる。
加工用パルスレーザ光のパワー密度は、ビーム断面内の位置によって異なる。例えば、ビーム断面内におけるパワー密度の分布はガウス曲線で近似できる。即ち、パワー密度は、ビーム断面の中央部において高く、周辺部において低い。従って、照射スポットの中央部におけるエッチング速度が、周辺部におけるエッチング速度よりも速くなる。このため、照射スポットの中央部において過剰なエッチングが生じ、内層銅配線に損傷を与えてしまうことがある。また、照射スポットの周辺部におけるエッチングが不充分となり、ビアホールの底に加工残りが生ずることもある。
また、複数ショットの加工用パルスレーザ光を照射することによって樹脂層が過剰に加熱される結果、ビアホールの形状が悪化してしまうことがある。具体的には、例えば側面がえぐれた樽形状のビアホールが形成されてしまうことがある。ビアホールの形状が悪化してしまうと、ビアホールの内面に銅をメッキして内層銅配線と表面の銅層とを導通させる際に、導通不良が生じやすくなる。
本発明の目的は、加工品質の低下を防止することができるレーザ加工方法を提供することにある。
本発明の一観点によれば、(a)第1の層の上に、該第1の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第2の層が積層された構造を有し、前記第2の層には、各々該第2の層を貫通して底部に前記第1の層の表面を露出させた複数の窓穴が形成されている基板を準備する工程と、(b)前記加工用パルスレーザ光の照射スポットを前記第2の層の表面上で移動させる移動手段を用い、前記複数の窓孔の各々に少なくとも1ショットずつ順番に該加工用パルスレーザ光を入射させる単位処理を1サイクルとして、該単位処理を複数サイクル繰り返す工程であって、該複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心の位置が異なるサイクルが含まれるように前記移動手段を制御する工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
本発明の他の観点によれば、(A)第1の層の上に、該第1の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第2の層が積層された構造を有し、該第2の層には、該第2の層を貫通して底部に前記第1の層の表面を露出させた窓穴が形成されている基板を準備する工程と、(B)前記加工用パルスレーザ光を、その照射スポットが前記窓穴の開口を内包する条件で該窓孔に複数ショット入射させる工程であって、ショット間で、該加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が異なる位置に配置されるように、該照射スポットを前記第2の層の表面上で移動させる移動手段を制御する工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
単位処理を複数サイクル繰り返すことにより、一つの窓穴に着目すると、或るショットから次のショットまでの間に、1サイクルの単位処理を行うのに必要な時間だけ冷却期間が確保される。このため、加工用パルスレーザ光の照射による熱の影響を低減することができ、加工品質の低下を防止することができる。
また、一つの窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心をサイクル間で移動させることにより、例えば加工用パルスレーザ光のビーム断面内におけるパワー密度の分布がガウシアン状であっても、一つの窓穴の開口領域内における加工用パルスレーザ光のパワー密度分布をサイクル間で足し合わせた累積パワー密度分布を均一に近づけることが可能となる。このため、窓穴の底部に露出した第1の層の表面上において一箇所だけが過剰にエッチングされたり、あるいはエッチングが不充分な領域が生じたりすることを防止でき、加工品質の低下を防止することができる。
図1(a)に、実施例によるレーザ加工の対象となる多層基板Wの一部の断面図を示す。コア層1の表面の一部に、内層銅配線2が形成されている。内層銅配線2を覆うように、コア層1上に絶縁層3が積層されている。絶縁層3は、例えばエポキシ樹脂にガラス繊維を混入した材料(例えば、松下電工株式会社社製のFR4;FlameRetardant Type 4)で構成される。絶縁層3の上に、銅層4が積層されている。銅層4には、予めエッチング処理等によって、銅層4を貫通し、底部に絶縁層3の表面を露出させた窓穴4aが形成されている。窓穴4aは、内層銅配線2を銅層4の表面に想定した仮想平面に向かって垂直投影して得る投影領域内に配置されている。
加工用パルスレーザ光Lを、その照射スポットが窓穴4aの開口を内包する条件で、銅層4の表面に複数ショット入射させる。加工用パルスレーザ光Lは、赤外域の波長、具体的には9.4μmの波長を有する。赤外域の波長を有するレーザ光は、絶縁層3には吸収されるが、銅層4の表面では殆ど反射される。このため、銅層4をマスクとして、窓穴4aの位置において絶縁層3をエッチングすることができる。
図1(b)に示すように、内層銅配線2が現れるまで絶縁層3をエッチングすると、ビアホール5が完成する。なお、ビアホール5を形成した後は、ビアホール5の内面に銅をメッキし、内層銅配線2と銅層4とを導通させる。
図2に、実施例によるレーザ加工装置の概略図を示す。光源11が、加工用パルスレーザ光Lを出射する。光源11は、発振波長が9.4μmであるCO2レーザ発振器を含んで構成される。光源11から出射した加工用パルスレーザ光Lは、マスク12に入射する。マスク12には、それぞれ開口径が異なる複数のピンホール12aが形成されている。それらのピンホール12aは、マスク12表面の点Cを中心とする円周上に分布している。回転機構13が、点Cを回転中心としてマスク12を回転させる。これにより、所望のピンホール12aを、加工用パルスレーザ光Lの経路内に配置することができる。加工用パルスレーザ光Lの経路内に配置されたピンホール12aによって、加工用パルスレーザ光Lのビーム断面が円形に整形される。
マスク12のピンホール12aを通過した加工用パルスレーザ光Lは、ガルバノスキャナ14に入射する。ガルバノスキャナ14は、自己に入射した加工用パルスレーザ光Lの進行方向を振る。ガルバノスキャナ14で進行方向を振られた加工用パルスレーザ光Lは、fθレンズ15を通して、図1にも示した多層基板Wに入射する。fθレンズ15は、加工用パルスレーザ光Lの経路内に配置されているピンホール12aを、多層基板Wの表面に結像させる。多層基板Wは、XYステージ16により保持されている。XYステージ16は、多層基板Wを、多層基板Wの上面に平行な方向に移動させる。
制御装置17が、光源11、回転機構13、ガルバノスキャナ14、及びXYステージ16の制御を行う。入力装置18から制御装置17に各種指令情報が入力される。入力装置18は、例えばキーボード等で構成されている。
図3に、多層基板Wの平面図を示す。図1(a)には一つの窓穴4aを代表して示したが、窓穴4aは多層基板Wの面内に多数(例えば、数千〜数万個)分布している。ガルバノスキャナ14で加工用パルスレーザ光Lの進行方向を振ることにより、加工用パルスレーザ光Lの照射スポットを多層基板Wの表面における或る領域(以下、走査可能領域という。)21内で移動させることができる。なお、走査可能領域21は、fθレンズ15の大きさ等で決まり、例えば50mm×50mmの正方形状をなす。
走査可能領域21内に、n個(nは例えば500)の窓穴4aが配置されている。制御装置17は、それらn個の窓孔4aの各々に1ショットずつ順番に加工用パルスレーザ光Lを入射させる単位処理を1サイクルとして、この単位処理が複数サイクル繰り返されるように、光源11によるパルス発振と同期させてガルバノスキャナ14を制御する。以下、この単位処理を複数サイクル繰り返すレーザ加工を「サイクル加工」と呼ぶ。
サイクル加工によれば、各々の窓穴4aに着目したとき、或るショットから次のショットまでの間に、1サイクルの単位処理を行うのに必要な時間だけ冷却期間が確保される。このため、加工用パルスレーザ光Lの照射による熱の影響を低減することができ、穴あけ加工の加工品質の低下を防止することができる。
また、制御装置17は、n個の窓孔4aの各々に着目したとき、その窓孔4aに入射する加工用パルスレーザ光Lの照射スポットの中心が、サイクル間で異なる位置に配置される条件でサイクル加工が行われるように、ガルバノスキャナ14を制御する。この点に関しては、図4(a)及び(b)を参照して後述する。
単位処理を複数サイクル繰り返すことにより、n個の窓穴4aの各々に、図1(b)のビアホール5を形成するのに必要なショット数の照射を行う。走査可能領域21内のすべての窓穴4aの位置にビアホールが形成されたら、制御装置17が、XYステージ16により多層基板Wを移動させる。これにより、走査可能領域21を、多層基板Wの表面上で移動させることができる。このようにして多層基板Wの表面に分布するすべての窓穴4aの位置にビアホールを形成する。
図4(a)及び(b)を参照して、上記サイクル加工において、一つの窓穴4aに入射する照射スポットをサイクル間でどのように移動させるかを具体的に説明する。
図4(a)は、一つの窓穴を平面視でみた線図である。多層基板の表面における窓穴の開口領域Hは円形をなす。多層基板の表面に、窓穴の開口領域Hと同心円をなし、窓穴の開口領域Hよりも大きい第1の仮想円41を考える。窓穴の開口領域Hを内包し、かつ中心OSを窓穴の開口領域H内に配置した加工用パルスレーザ光の円形の照射スポットSが、点Aにおいて第1の仮想円41に内接している。
図4(a)は、一つの窓穴を平面視でみた線図である。多層基板の表面における窓穴の開口領域Hは円形をなす。多層基板の表面に、窓穴の開口領域Hと同心円をなし、窓穴の開口領域Hよりも大きい第1の仮想円41を考える。窓穴の開口領域Hを内包し、かつ中心OSを窓穴の開口領域H内に配置した加工用パルスレーザ光の円形の照射スポットSが、点Aにおいて第1の仮想円41に内接している。
本実施例では、この照射スポットSを、サイクル間において、第1の仮想円41に内接する条件で移動させる。照射スポットSを第1の仮想同心円41に内接する条件で移動させる場合、照射スポットSの中心OSは、窓穴の開口領域Hよりも小さく、かつ窓穴の開口領域Hと同心円をなす第2の仮想円42の円周上に分布する。
図4(b)を参照して具体例を説明する。上記単位処理を4サイクル繰り返す場合を考える。この場合、一つの窓穴に入射する4つの照射スポットSと第1の仮想円41との4つの内接点が、第1の仮想円41の円周を4等分する4つの分割点41a〜41dの位置に分布する。また、照射スポットの中心OSは、第2の仮想円42の円周を4等分する4つの分割点42a〜42dの位置に分布する。
なお、図4(b)では単位処理を4サイクル繰り返す場合を説明したが、サイクル数は2以上であれば特に限定されない。単位処理をm(mは2以上の自然数とする。)サイクル繰り返す場合、一つの窓穴に入射する照射スポットSと第1の仮想円41とのm個の内接点が、第1の仮想円41の円周をm等分するm個の分割点の位置に分布するように、照射スポットSを移動させるとよい。
このように、一つの窓穴に入射する照射スポットSをサイクル間で移動させることにより、その窓穴の開口領域H内における加工用パルスレーザ光Lのパワー密度分布をサイクル間で足し合わせた累積パワー密度分布を均一に近づけることができる。このため、図1(a)において、窓穴4aの底部に露出した絶縁層3表面の一箇所だけが過剰にエッチングされることを防止でき、内層銅配線2に損傷を与えてしまうことを防止できる。また、エッチングが不充分な領域が生じることを防止でき、ビアホール5の底に加工残りが生じることを防止できる。
なお、絶縁層3がガラス繊維を含む場合、そのガラス繊維がビアホールの側面からヒゲ状に突出した状態で残りやすいという課題がある。ガラス繊維がビアホールの側面から突出していると、ビアホールの内面に銅をメッキし、内層銅配線2と銅層4とを導通させる際に、導通不良が生じやすくなる。この点、本実施例では、窓穴の開口領域H内における加工用パルスレーザ光Lの上記累積パワー密度分布を均一化することができ、ビアホール5の側面の位置のエッチングが不充分となることを防止できるので、絶縁層3のガラス繊維がビアホールの側面から突出することを防止できる。
ところで、上述したように照射スポットSを移動させるためには、図4(a)において、予め既知である窓穴の直径DHに対して、第1の仮想円41の直径T、及び照射スポットSの直径DSを定めることが必要である。なお、図2のfθレンズ15の結像倍率は固定であるから、照射スポットSの直径DSを定めることは、加工用パルスレーザ光Lの経路内に配置すべきピンホール12aの直径を定めることと等価である。
オペレータによって、加工用パルスレーザ光Lの経路内に配置すべきピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tが選択される。そして、オペレータが、ピンホール12aの直径mを特定するデータ(以下、ピンホールデータという。)、及び第1の仮想円41の直径Tを特定するデータ(以下、第1の仮想円データという。)を図2の入力装置18により予め入力する。
これにより、図2の制御装置17は、まずピンホールデータに基づいて、オペレータが選択した直径mをもつピンホール12aが加工用パルスレーザ光Lの経路内に配置されるように回転機構13を制御する。そして、ピンホールデータ及び第1の仮想円データに基づいて、上述したように各窓穴に入射する照射スポットSがサイクル間で移動する条件でサイクル加工が行われるように、ガルバノスキャナ14を制御する。なお、多層基板Wの面内における各窓穴の中心Oの位置を特定する座標データや、窓穴の直径DHを特定するデータ等は予め制御装置17に与えられている。
以下、オペレータが入力装置18に入力すべきピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを決定する方法に関して述べる。
図4(a)に戻って説明する。照射スポットSの中心OSに関して、照射スポットSと第1の仮想円41との内接点Aに点対称な点Bを通り、窓穴の開口領域Hと同心円をなす第3の仮想円43を新たに考える。照射スポットSは、第3の仮想円43に外接する条件で移動する。第3の仮想円43の大きさは、窓穴の直径DHが既知であるから、点Bから窓穴の開口領域Hの縁までの距離Xによって確定する。
図4(a)に戻って説明する。照射スポットSの中心OSに関して、照射スポットSと第1の仮想円41との内接点Aに点対称な点Bを通り、窓穴の開口領域Hと同心円をなす第3の仮想円43を新たに考える。照射スポットSは、第3の仮想円43に外接する条件で移動する。第3の仮想円43の大きさは、窓穴の直径DHが既知であるから、点Bから窓穴の開口領域Hの縁までの距離Xによって確定する。
本実施例では、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを決定する代わりに、距離X及び第2の仮想円42の直径Yを決定する。そして、決定したX及びYの値に基づいて、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを算出する。具体的には、予め既知である固定条件として、fθレンズ15の縮小倍率をM、窓孔の開口領域Hの直径をDHとしたとき、ピンホール12aの直径m、第1の仮想円41の直径Tは、それぞれ次の式(1)及び(2)で求められる。オペレータは、式(1)及び(2)で求めたm及びTの値を入力装置18により入力する。
(数1)
m=M(2X+Y+DH)・・・(1)
T=2(X+Y+DH/2)・・・(2)
勿論、オペレータは、式(1)及び(2)を用いずに、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを直接的に決定してもよい。しかし、第2の仮想円42の直径Yは、窓穴の中心Oに対する照射スポットSの中心OSの偏心量を表すので、具体的な値をイメージしやすい。また、距離Xは、照射スポットSの縁と窓穴の開口領域Hの縁との間に確保すべき照射スポットSの最小のはみ出し量を表すので、具体的な値をイメージしやすい。このため、オペレータにとっては、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを直接的に決定するよりも、上式(1)及び(2)を用いてm及びTを算出する方が分かりやすいという利点がある。
m=M(2X+Y+DH)・・・(1)
T=2(X+Y+DH/2)・・・(2)
勿論、オペレータは、式(1)及び(2)を用いずに、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを直接的に決定してもよい。しかし、第2の仮想円42の直径Yは、窓穴の中心Oに対する照射スポットSの中心OSの偏心量を表すので、具体的な値をイメージしやすい。また、距離Xは、照射スポットSの縁と窓穴の開口領域Hの縁との間に確保すべき照射スポットSの最小のはみ出し量を表すので、具体的な値をイメージしやすい。このため、オペレータにとっては、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを直接的に決定するよりも、上式(1)及び(2)を用いてm及びTを算出する方が分かりやすいという利点がある。
一具体例について説明する。fθレンズ15の縮小倍率Mが15、窓穴の直径DHが200μmである条件のもと、図4(a)の距離Xを50μmに決定し、第2の仮想円42の直径Yを50μmに決定する。このとき、上式(1)及び(2)より、ピンホール12aの直径mは5.25mmとなり、第1の仮想円41の直径Tは0.4mmとなる。
なお、上記実施例では、入力装置18にピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを入力することとしたが、入力装置18に距離X及び直径Yを入力し、制御装置17が上記式(1)及び(2)を用いて、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを算出することとしてもよい。
図5(a)に、他の実施例によるレーザ加工の対象となる多層基板の一部の断面図を示す。コア層51の表面の一部に、内層銅配線52が形成されている。内層銅配線52を覆うように、コア層51上に内側絶縁層53が積層されている。内側絶縁層53の上に、内側銅層54が積層されている。内側銅層54の上に、外側絶縁層55が積層されている。外側絶縁層55の上に、外側銅層56が積層されている。
なお、内側絶縁層53は、例えばポリイミドで構成される。外側絶縁層55は、例えばエポキシ樹脂にガラス繊維を混入した材料で構成される。外側絶縁層55は、ガラス繊維を含むため、加工用パルスレーザ光Lの照射によって、内側絶縁層53よりもエッチングされにくい。
外側銅層56には、外側銅層56を貫通する外側窓穴56aが形成されている。また、内側銅層54には、内側銅層54を貫通する内側窓穴54aが形成されている。内側窓穴54aの開口直径は、外側窓穴56aの開口直径よりも小さい。内側窓穴54aは、外側窓穴56aの開口を内側銅層54の表面に想定した仮想表面に垂直投影して得る投影領域内に配置されている。また、内側窓穴54aは、内層銅配線52を内側銅層54の表面に想定した仮想平面に垂直投影して得る投影領域内に配置されている。内側窓穴54aの中心は、外側窓穴56aの中心から距離Kだけずれている。
なお、図5(a)には一対の窓穴54a及び56aのみを代表して示すが、窓穴54a及び56aの対が、多層基板の面内に多数分布している。この多層基板に対しても、上述した実施例と同様のサイクル加工が適用される。外側窓穴56aを図1(a)の窓穴4aに相当するものと考えて、上式(1)及び(2)により、ピンホール12aの直径m、及び第1の仮想円41の直径Tを決定する。内側窓穴54aの開口直径は考慮しなくてよい。
一具体例について説明する。外側窓穴56aの開口領域の直径が300μm、fθレンズ15の縮小倍率が15である条件のもと、図4(a)の距離Xを−25μmとし、第2の仮想円42の直径Yを50μmとした。このとき、上式(1)及び(2)より、ピンホール12aの直径mは4.5mmとなり、第1の仮想円41の直径Tは0.35mmとなる。なお、距離Xが負であることは、図4(a)の点Bが開口領域Hの内側に位置すること、すなわち第3の仮想円43が、開口領域Hよりも小さいことを意味する。
また、上記単位処理は、例えば16サイクル繰り返す。即ち、1つの窓穴56aに対して加工用パルスレーザ光Lが16ショット入射する。1つの窓穴56aに着目したとき、16ショット分の照射スポットSと第1の仮想円41との16個の内接点が、第1の仮想円41の円周を16等分する16個の分割点の位置に分布するように、サイクル間で照射スポットを移動させる。
図5(b)に示すように、外側銅層56をマスクとして、図5(a)の外側窓穴56aの位置において外側絶縁層55をエッチングすることにより、大径穴57aが形成される。次に、内側銅層54をマスクとして、図5(a)の内側窓穴54aの位置において内側絶縁層53をエッチングすることにより、大径穴57aと連通し、大径穴57aよりも径の小さな小径穴57bが形成される。これにより、側壁がステップ状をなしたステップビアホール57が完成する。
なお、外側窓穴56aの中心に対する内側窓穴54aの中心のずれ量Kには、ばらつきがある。従来のように、外側窓穴56aの中心に照射スポットの中心が配置されるよう、照射スポットの位置を固定して穴あけ加工を行う場合、ずれ量Kが大きい程、小径穴57bをビーム断面内におけるパワー密度が相対的に低い領域で加工しなければならなくなる。このため、予め設定したショット数の照射によっては、小径穴57bの底に加工残りが生じることがある。即ち、穴あけ加工の加工品質が、ずれ量Kに依存しやすい。
これに対し、実施例によれば、一つの外側窓穴56aに入射する加工用パルスレーザ光Lの照射スポットをサイクル間で移動させるので、ずれ量Kが生じていても、内側窓穴54aの開口領域H内における加工用パルスレーザ光Lのパワー密度分布をサイクル間で足し合わせた累積パワー密度分布を均一に近づけることができる。このため、穴あけ加工の加工品質が、ずれ量Kに依存しにくくなる。この結果、加工品質の低下を防止することができる。
本実施例では、内側窓穴54aの開口直径は考慮しないこととした。上記ずれ量Kの平均値がほぼゼロとみなせるような場合、具体的には、ずれ量Kの平均値が10μm以下の場合には、図4(a)において、照射スポットSの中心OSが分布する第2の仮想円42の直径を、内側窓穴54aの開口直径よりも小さい値に決定してもよい。特に、内側絶縁層53が、外側絶縁層55よりも加工用パルスレーザ光Lの照射によって除去されにくい材料で構成されている場合、例えば内側絶縁層53がガラス繊維を含み、外側絶縁層55がガラス繊維を含まないような場合には、内側絶縁層53を効率的に除去し、かつ加工残りの発生を防止するために、相対的にパワー密度の高い照射スポットSの中心OSを、内側窓穴54aの開口領域内で移動させることが好ましい。
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、単位処理の繰り返し回数(サイクル数)と、第1の仮想円41の分割数とは必ずしも一致していなくてもよい。具体的には、例えば、単位処理を16サイクル繰り返す場合、4サイクル分、即ち4ショット分の照射スポットSと、第1の仮想円41との内接点が、第1の仮想円41の円周を4等分する分割点の1つに一致するように、サイクル間で照射スポットを移動させてもよい。
また、1回の単位処理において各々の窓穴に入射させる加工用パルスレーザ光のショット数は、1ショット以上であってもよい。具体的には、例えば、走査可能領域21内に配置された窓孔の各々に4ショットずつ順番に加工用パルスレーザ光Lを入射させる処理を単位処理として、この単位処理を4サイクル繰り返してもよい。この場合、一つの窓孔に対して、加工用パルスレーザ光が16ショット入射する。一つの窓孔に着目したとき、1回の単位処理において連続的に入射する4ショット分の照射スポットSと、第1の仮想円41との内接点が、第1の仮想円41の円周を4等分する分割点の1つに一致するように、サイクル間で照射スポットを移動させるとよい。
また、加工用パルスレーザ光Lの波長は特に9.4μmに限られない。赤外域の波長、例えば9μm以上、11μm以下の波長を有するパルスレーザ光を加工用パルスレーザ光Lとして用いることができる。また、絶縁層は、樹脂にフィラ等の混入物を練り込んだ複合材料で構成されたものであってもよい。絶縁層が混入物を含む場合は、その混入物がビアホールの底に残りやすいので、本発明を適用して混入物がビアホールの底に残ることを防止するのが有効である。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。
1…コア層、2…内層銅配線、3…絶縁層(第1の層)、4…銅層(第2の層)、4a…窓穴、5…ビアホール、11…光源、12…マスク、12a…ピンホール、13…回転機構、14…ガルバノスキャナ(移動手段)、15…fθレンズ、16…XYステージ、17…制御装置、18…入力装置、21…走査可能領域、41…第1の仮想円、42…第2の仮想円(内側仮想円)、43…第3の仮想円(外側仮想円)、51…コア層、52…内層銅配線、53…内側絶縁層(第3の層)、54…内側銅層(第4の層)、54a…内側窓穴(貫通孔)、55…外側絶縁層(第1の層)、56…外側銅層(第2の層)、56a…外側窓穴(窓穴)、57…ステップビアホール、S…照射スポット、W…多層基板、L…加工用パルスレーザ光。
Claims (13)
- (a)第1の層の上に、該第1の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第2の層が積層された構造を有し、前記第2の層には、各々該第2の層を貫通して底部に前記第1の層の表面を露出させた複数の窓穴が形成されている基板を準備する工程と、
(b)前記加工用パルスレーザ光の照射スポットを前記第2の層の表面上で移動させる移動手段を用い、前記複数の窓孔の各々に少なくとも1ショットずつ順番に該加工用パルスレーザ光を入射させる単位処理を1サイクルとして、該単位処理を複数サイクル繰り返す工程であって、該複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心の位置が異なるサイクルが含まれるように前記移動手段を制御する工程と
を有するレーザ加工方法。 - 前記加工用パルスレーザ光の照射スポットが、前記第2の層の表面に想定される仮想平面上における前記窓孔の開口領域よりも大きく、
前記工程(b)では、照射スポットが前記複数の窓孔の各々の開口を内包する条件で、該複数の窓孔の各々に順番に加工用パルスレーザ光が入射するよう前記移動手段を制御する請求項1に記載のレーザ加工方法。 - 前記工程(b)では、前記複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間において、前記第2の層の表面に想定される仮想平面上における該窓孔の開口領域内で移動するように、前記移動手段を制御する請求項1又は2に記載のレーザ加工方法。
- 前記工程(b)では、前記複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間において、前記第2の層の表面に想定される仮想平面上における該窓孔の開口領域内に想定される仮想円の円周上を移動するように、前記移動手段を制御する請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ加工方法。
- 前記仮想平面上における前記複数の窓孔の各々の開口領域が円形をなし、
前記仮想円が、前記複数の窓孔の各々の開口領域よりも小さい半径をもち、該複数の孔の各々の開口領域と同心状をなしたものである請求項4に記載のレーザ加工方法。 - 前記工程(b)では、前記単位処理を少なくとも4サイクル繰り返し、前記複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が、その窓孔に対して想定した前記仮想円の円周を4等分する4個の分割点の位置に分布するように、前記移動手段を制御する請求項4または5に記載のレーザ加工方法。
- 前記第1の層が、樹脂を含む材料からなり、
前記第2の層が、銅からなり、
前記加工用パルスレーザ光が、赤外域の波長を有する請求項1〜6のいずれかに記載のレーザ加工方法。 - 前記基板が、さらに、第3の層の上に、該第3の層及び前記第1の層よりも前記加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第4の層が積層された構造を有し、該第4の層の上に、前記第1の層が積層されており、該第4の層には、前記複数の窓孔の各々の開口領域を、該基板の厚さ方向に関して、該第4の層の表面に想定される仮想表面に垂直投影して得る投影領域内に開口領域を画定した貫通孔が形成されており、
前記工程(b)では、前記第2の層をマスクとして、前記複数の窓孔の各々の位置において前記第1の層を貫通する大径孔を形成した後に、前記第4の層をマスクとして、該第4の層の前記各貫通孔の位置において、各々前記大径孔と連通し、該大径孔よりも内径の小さな小径孔を前記第3の層に形成する請求項1〜6のいずれかに記載のレーザ加工方法。 - 前記第1及び第3の層が、樹脂を含む材料からなり、
前記第2及び第4の層が、銅からなり、
前記加工用パルスレーザ光が、赤外域の波長を有する請求項8に記載のレーザ加工方法。 - (A)第1の層の上に、該第1の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第2の層が積層された構造を有し、該第2の層には、該第2の層を貫通して底部に前記第1の層の表面を露出させた窓穴が形成されている基板を準備する工程と、
(B)前記加工用パルスレーザ光を、その照射スポットが前記窓穴の開口を内包する条件で該窓孔に複数ショット入射させる工程であって、ショット間で、該加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が異なる位置に配置されるように、該照射スポットを前記第2の層の表面上で移動させる移動手段を制御する工程と
を有するレーザ加工方法。 - 前記第2の層に、複数の窓穴が形成されており、
前記工程(B)では、前記複数の窓孔の各々に少なくとも1ショットずつ順番に前記加工用パルスレーザ光を入射させる単位処理を1サイクルとして該単位処理を複数サイクル繰り返し、該複数の窓孔の各々に着目したときに、その窓孔に入射する該加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心の位置が異なるサイクルが含まれるように前記移動手段を制御する請求項10に記載のレーザ加工方法。 - (ア)第1の層の上に、該第1の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第2の層が積層された構造を有し、該第2の層には、該第2の層を貫通して底部に前記第1の層の表面を露出させた窓孔が形成され、前記第2の層の表面に想定した仮想平面上における該窓穴の開口領域が円形をなす基板を準備する工程と、
(イ)前記仮想平面上に想定され、前記窓穴の開口領域と同心状をなし、該窓穴の開口領域よりも小さい内側仮想円の大きさ、及び前記仮想平面上に想定され、前記窓穴の開口領域と同心状をなし、該窓穴の開口領域よりも大きい外側仮想円の大きさを確定する工程と、
(エ)前記加工用パルスレーザ光を、その照射スポットの中心が前記内側仮想円上に配置され、かつ該照射スポットが前記外側仮想円に外接する条件で、前記第2の層の表面に入射させるとともに、該照射スポットの中心が前記内側仮想円の円周上に分布し、該照射スポットと前記外側仮想円との外接点が該外側仮想円の円周上に分布するように、該照射スポットを前記第2の層の表面上で移動させる移動手段を制御する工程と
を有するレーザ加工方法。 - 前記工程(イ)では、前記外側仮想円の半径と前記窓穴の開口領域の半径との差Xを決定することにより、前記外側仮想円の大きさを確定し、前記内側仮想円の直径Yを決定することにより、該内側仮想円の大きさを確定する請求項12に記載のレーザ加工方法。
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JP2010137235A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Toyota Motor Corp | レーザ接合装置及接合方法 |
WO2011001900A1 (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-06 | ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 | プリント配線板及びその製造方法 |
JP2016055303A (ja) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | コンフォーマルマスク材料のレーザ加工方法 |
-
2005
- 2005-01-19 JP JP2005011291A patent/JP2006202876A/ja not_active Withdrawn
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