JP3019059B2 - ブラインドビアホール加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の層からなる
基板等に対してレーザによるブラインドビアホールを加
工するブラインドビアホール加工方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体装置を製造する過程にお
いて、複数の層からなる基板に対してレーザによるブラ
インドビアホールを加工する場合がある。

【０００３】複数の層からなる基板は図２に示すよう
に、ポリイミド層１７を挟んで両面に銅層１６，１８が
張り付けた構造になっており、図２に示す基板には、図
４に示すようなブラインドビアホール１９が加工され
る。

【０００４】図４に示すように基板に加工されるブライ
ンドビアホール１９は、一側の銅層１６及びポリイミド
層１７をレーザにより開口し、他側の銅層１８を残して
凹陥状に形成される。

【０００５】従来、図２に示す基板に図４のようなブラ
インドビアホール１９を加工するには、レーザビームの
径をブラインドビアホール１９の直径Ｒ1に一致するよ
うに調整する。

【０００６】次いで、レーザビームの出力パワーを表層
の銅層１６を加工するに必要なパワー値に設定し、この
レーザビームをもって表層の銅層１６に直径Ｒ1の開口
を全面加工する。これにより、表層の銅層１６の箇所が
加工され、下層のポリイミド層１７が露出する。

【０００７】次に、レーザビームの出力パワーを低下さ
せ、この状態でポリイミド層１７をレーザビームをもっ
て加工する。この場合、レーザビームの出力パワーは低
下され、最下層の銅層１８を加工するには至らないた
め、図４に示すような直径Ｒ1をもつブラインドビアホ
ール１９が形成される。

【０００８】

【発明が解決するための課題】しかしながら、従来のブ
ラインドビアホール加工方法では、レーザビームの出力
パワーを昇圧させて、ブラインドビアホール１９の全面
の範囲で加工するものであり、加工に長時間を費やすと
いう問題がある。

【０００９】また、レーザ加工は、ブラインドビアホー
ル１９の全面を対象範囲として行なわれるため、レーザ
ビームの出力パワーが過大となり、加工費用が嵩むとい
う問題がある。

【００１０】本発明の目的は、ブラインドビアホール穴
の加工を短時間で行なうことができるブラインドビアホ
ール加工方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るブラインドビアホール加工方法は、複
数の層が積層された被加工物に対してレーザによるブラ
インドビアホールを加工するブラインドビアホール加工
方法であって、ブラインドビアホールの内側と輪郭に沿
う外側とに分離してビアホールの加工を行ない、前記ブ
ラインドビアホールの輪郭に沿う外側の加工時に内側に
発生する蓄熱を利用して前記ブラインドビアホールの内
側を加工するものである。

【００１２】また、前記レーザビームの焦点を絞って前
記ブラインドビアホールの輪郭に沿う外側を小幅に加工
するものである。

【００１３】また、前記ブラインドビアホールの輪郭に
沿う外側を加工した後、前記レーザビームの焦点をぼか
して前記ブラインドビアホールの全面範囲で加工するも
のである。

【００１４】また、複数の層が積層された被加工物は、
少なくともポリイミド層を挟んで両面に銅層を張り付け
た構造のものである。

【００１５】また、前記ブラインドビアホールを、裏面
層の銅層を残して表層の銅層とポリイミド層に渡って形
成するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。

【００１７】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
に係るブラインドビアホール加工装置を示す構成図であ
る。

【００１８】図１に示す本発明の実施形態に係るブライ
ンドビアホール加工装置は、レーザ発振器１と、レーザ
発振器１からのレーザビームを走査するガルバノメータ
２及びガルバノメータ３と、基板８上でのレーザビーム
の焦点（ビーム径）を変化させるエキスパンダ４と、レ
ーザビームを集光させるｆθレンズ５と、基板８を保持
し基板８を水平方向及び垂直方向に移動するステージ６
と有している。

【００１９】ガルバノメータ２及びガルバノメータ３
は、コントローラ７により制御される。コントローラ７
にてガルバノメータ２及びガルバノメータ３を駆動させ
ることにより、ガルバノメータ２及びガルバノメータ３
に取り付いているミラー９及びミラー１０が回転し、ｆ
θレンズ５からのレーザビームの出射角度が変わること
となり、ミラー９及びミラー１０を個別に制御すること
により、基板８の上面の任意の位置にレーザビームを走
査することが可能となる。

【００２０】また、エキスパンダ４は、凹レンズ１１，
凸レンズ１２，ＬＭガイド１３，モータ１４，コントロ
ーラ１５にて構成される。

【００２１】凹レンズ１１はガイド１３に取り付いてお
り、ガイド１３はモータ１４の直動軸に取り付いてい
る。モータ１４をコントローラ１５にて制御することに
より、凹レンズ１１が平行移動し、凹レンズ１１と凸レ
ンズ１２の距離を変えることが可能となる。これによ
り、基板８の上面における焦点（ビーム径）を変化させ
ることが可能となる。

【００２２】本発明の実施形態に係るブラインドビアホ
ール加工方法は、複数の層が積層された被加工物に対し
てレーザによるブラインドビアホールを加工するもので
あり、その複数の層からなる基板は図２に示すように、
ポリイミド層１７を挟んで両面に銅層１６，１８が張り
付けた構造になっており、図２に示す基板には、図４に
示すようなブラインドビアホール１９を加工する。

【００２３】図３（ａ），（ｂ）に示すように本発明の
実施形態に係るブラインドビアホール加工方法は基本的
構成として、ブラインドビアホール１９の内側１９ｂと
輪郭に沿う外側１９ａとに分離してビアホール１９の加
工を行ない、ブラインドビアホール１９の輪郭に沿う外
側１９ａの加工時に内側１９ｂに発生する蓄熱を利用し
てブラインドビアホール１９の内側１９ｂを加工するこ
とを特徴とするものである。

【００２４】また、レーザビームの焦点を絞ってブライ
ンドビアホール１９の輪郭に沿う外側１９ａを小幅に加
工し、ブラインドビアホール１９の輪郭に沿う外側１９
ａの加工時に内側１９ｂに発生する熱を有効に蓄熱す
る。

【００２５】また、ブラインドビアホール１９の輪郭に
沿う外側１９ａを加工した後、レーザビームの焦点をぼ
かしてブラインドビアホール１９の全面範囲で加工す
る。

【００２６】次に、本発明の実施形態に係るブラインド
ビアホール加工方法を具体例を用いて説明する。

【００２７】図２，図３，図４を参照して、銅層１６、
ポリイミド層１７、銅層１８の３層基板に対して２工程
を経て円形のブラインドビアホール１９を加工する場合
について説明する。図３は、最終的に基板８にブライン
ドビアホール１９を加工した後の状態を示す断面図であ
る。

【００２８】まず第１工程において、レーザ発振器１か
ら出力されたレーザビームの焦点を絞り、焦点が合った
状態（ビーム径が最小になる状態）に成形する。

【００２９】前記成形されたレーザビームを用いて、ブ
ラインドビアホール１９の輪郭に沿って走査し、ブライ
ンドビアホール１９の輪郭に沿う外側１９ａに位置する
銅層１６ａを小幅｛（Ｒ1−Ｒ2）／２｝に加工する。

【００３０】この加工により、図３（ｂ）に示すよう
に、ブラインドビアホール１９の輪郭に沿って表層の銅
層１６ａがリング状に開口（削除）される。そして、ブ
ラインドビアホール１９の輪郭に沿う外側１９ａに位置
するポリイミド層１７ａがリング状に露出する。

【００３１】さらに、この加工により、図３（ｂ）に示
すように、ブラインドビアホール１９の内側１９ｂに位
置する表層の銅層１６ａは円形に残り、外周側１９ａの
切り込み（開口）によって表層全体の銅層１６ｂ部分か
ら切り離されることとなり、ブラインドビアホール１９
の輪郭に沿う外側１９ａの加工時に内側１９ｂに発生す
る熱が有効に蓄熱することとなる。

【００３２】次に、第２工程において、ブラインドビア
ホール１９の輪郭に沿う外側１９ａを加工した後、レー
ザビームの焦点をぼかしてブラインドビアホール１９の
全面範囲で加工する。

【００３３】具体的には、第１工程目で残ったブライン
ドビアホール１９の内側１９ｂに位置する円形の銅層１
６ａを含むブラインドビアホール１９の全面範囲を、焦
点をずらした状態（ビーム径が大きくなった状態）で、
同じくガルバノメータ２及び３によるレーザ走査にて加
工する。

【００３４】この際、第１工程で残ったブラインドビア
ホール１９の内側１９ｂに位置する円形の銅層１６ａ
は、基板全面に設けられる他の銅層１６から分離されて
いるため、焦点をずらした状態でも、熱が逃げないた
め、レーザビームの出力パワーを低下する、すなわちポ
リイミド層１７を除去するのに必要な出力パワーをもっ
て、短時間で蒸発（溶融）温度に昇温することとなり、
加工時間を短縮することができる。

【００３５】また、表層の銅１６ａにより隠れているポ
リイミド層１７ｂは、表層の銅層１６ａを加工する際に
同時に加工される。

【００３６】表層の銅１６ａで隠れていないポリイミド
層１７ａも、レーザビームの径が大きいので、同時に加
工される。

【００３７】更に、この加工に用いられるレーザビーム
は焦点をずらし、銅層を加工するパワー密度にまでは達
していないため、最下層の銅層１８は未加工状態とな
り、ブラインドビアホール１９の底部として残る。

【００３８】したがって、第２工程において、ブライン
ドビアホール１９の内側１９ｂ部分の銅層１６ａ及びポ
リイミド層１７ａ，１７ｂまで完全に除去し、図４に示
すブラインドビアホール１９として形成される。

【００３９】図３に示す本発明の実施形態では、ブライ
ンドビアホール１９の加工形状を円形としたが、これに
限定されるものではなく、四角形等の多様な形状のブラ
インドビアホール１９を加工することが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
ラインドビアホールを加工するにあたって内外に分離し
て加工し、レーザ加工の際に発生する熱を有効利用すた
るため、従来例のようにブラインドビアホールを全面加
工する必要がなく、加工時間を短縮することができる。

【００４１】また、レーザ加工は、ブラインドビアホー
ルの全面を対象範囲として行なう必要がなく、レーザビ
ームの必要最小限に絞ることができ、加工費用を廉価に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るブラインドビアホール
を加工するレーザ加工装置を示す構成図である。

【図２】ブラインドビアホールを加工する基板を示す断
面図である。

【図３】（ａ）は、本発明の実施形態に係るブラインド
ビアホール加工方法を示す断面図、（ｂ）は同平面図で
ある。

【図４】最終的なブラインドビアホールを加工した後の
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１６，１８ 銅層 １７ ポリミイド層 １９ ブラインドビアホール １９ａ ブラインドビアホールの内側 １９ｂ ブラインドビアホールの外側

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の層が積層された被加工物に対して
   レーザによるブラインドビアホールを加工するブライン
   ドビアホール加工方法であって、 ブラインドビアホールの内側と輪郭に沿う外側とに分離
   してビアホールの加工を行ない、 前記ブラインドビアホールの輪郭に沿う外側の加工時に
   内側に発生する蓄熱を利用して前記ブラインドビアホー
   ルの内側を加工することを特徴とするブラインドビアホ
   ール加工方法。
2. 【請求項２】 前記レーザビームの焦点を絞って前記ブ
   ラインドビアホールの輪郭に沿う外側を小幅に加工する
   ことを特徴とする請求項１に記載のブラインドビアホー
   ル加工方法。
3. 【請求項３】 前記ブラインドビアホールの輪郭に沿う
   外側を加工した後、前記レーザビームの焦点をぼかして
   前記ブラインドビアホールの全面範囲で加工することを
   特徴とする請求項２に記載のブラインドビアホール加工
   方法。
4. 【請求項４】 複数の層が積層された被加工物は、少な
   くともポリイミド層を挟んで両面に銅層を張り付けた構
   造のものであることを特徴とする請求項１に記載のブラ
   インドビアホール加工方法。
5. 【請求項５】 前記ブラインドビアホールを、裏面層の
   銅層を残して表層の銅層とポリイミド層に渡って形成す
   ることを特徴とする請求項４に記載のブラインドビアホ
   ール加工方法。