JP4235945B2 - Metal wiring forming method and metal wiring forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、金属配線形成方法および金属配線形成装置に関し、さらに詳細には、集積回路のプリント基板などの電子回路用の基板に金属配線を形成する際に用いて好適な金属配線形成方法および金属配線形成装置に関する。   The present invention relates to a metal wiring forming method and a metal wiring forming apparatus, and more specifically, a metal wiring forming method and a metal suitable for use in forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit such as a printed circuit board of an integrated circuit. The present invention relates to a wiring forming apparatus.

近年、ポリイミドに代表されるポリマー材料は、薄型、軽量、フレキシブルかつ絶縁性に優れるため、携帯電話やコンピュータの回路基板としての需要が増大している。   In recent years, a polymer material typified by polyimide is thin, lightweight, flexible, and excellent in insulation, so that the demand for a circuit board for a mobile phone or a computer is increasing.

現在エレクトロニクス分野で一般的に用いられているポリマー系回路基板は、ポリイミドにより形成されることが多く、こうしたポリイミドにより形成される基板上に回路パターンを形成する場合、まずポリイミド基板上に銅箔を張り合わせる。次に、フォトリソグラフィーの工程によって回路パターンを転写し、酸を用いたウェットエッチングによって金属パターンを形成する。そして、最後に金属パターン上に残留するレジスト膜の除去を行って、回路基板上に金属からなる回路パターンを形成する全ての工程が完了する。   Currently, polymer circuit boards that are generally used in the electronics field are often formed of polyimide. When a circuit pattern is formed on a substrate formed of such polyimide, first, a copper foil is formed on the polyimide board. Paste together. Next, the circuit pattern is transferred by a photolithography process, and a metal pattern is formed by wet etching using an acid. Finally, the resist film remaining on the metal pattern is removed, and all the steps for forming the circuit pattern made of metal on the circuit board are completed.

しかしながら、上記したような従来の手法には、以下に示す[問題点1]〜[問題点3]があった。   However, the conventional methods as described above have the following [Problem 1] to [Problem 3].

[問題点1]
従来の手法では、ウェットエッチングやレジスト膜の除去などの各工程が複雑であるとともに、工程数が多い。
[Problem 1]
In the conventional technique, each process such as wet etching and resist film removal is complicated, and the number of processes is large.

[問題点2]
従来の手法では、酸を用いたウェットエッチングによって金属パターンを形成しているので、空間解像度に限界がある。
[Problem 2]
In the conventional method, since the metal pattern is formed by wet etching using an acid, the spatial resolution is limited.

[問題点3]
従来の手法では、特にウェットエッチングの工程やレジスト膜の除去の工程において、有機溶液や酸の溶液などの廃液が多量に生じてしまう。
[Problem 3]
In the conventional technique, a large amount of waste liquid such as an organic solution or an acid solution is generated particularly in a wet etching process or a resist film removing process.

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記した問題点1乃至問題点3を解決し、簡単な工程であり、かつ、少ない工程数で、廃液量を低減し、高解像度に金属の配線を形成することができる金属配線形成方法および金属配線形成装置ならびに電子回路用の基板を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-described various problems of the prior art, and the object of the present invention is to solve the above-described problems 1 to 3 and with a simple process. It is an object of the present invention to provide a metal wiring forming method, a metal wiring forming apparatus, and a substrate for an electronic circuit that can reduce the amount of waste liquid and form metal wiring with high resolution with a small number of processes. .

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成方法において、電子回路用の基板に、上記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を照射するとともに、上記電子回路用の基板の配線が形成される面に近接してプラズマを生成し、上記プラズマと上記電子回路用の基板に照射されたレーザー光とを相互作用させ、上記相互作用によって、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に上記エッチング溝の底面に金属薄膜を堆積させる第1の段階と、上記第1の段階によって形成された上記エッチング溝内に金属を堆積させる第2の段階とを有するようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a metal wiring forming method for forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit. Laser light that irradiates the plasma and the substrate for the electronic circuit by irradiating the substrate with a transparent laser beam and generating plasma close to the surface on which the wiring of the substrate for the electronic circuit is formed And the above interaction causes ablation to occur on the surface of the electronic circuit substrate where the wiring is formed, and the surface of the electronic circuit substrate where the wiring is formed is etched by ablation. a first step of depositing a metal thin film on the bottom surface of the forming simultaneously the etching trench grooves, depositing a metal on the first stage the etching groove formed by the It is obtained as a second stage.

従って、本発明のうち請求項1に記載の発明によれば、第1の段階によって底面に金属薄膜が堆積されたエッチング溝内に、第2の段階によって金属が堆積されるので、簡単な工程であり、かつ、少ない工程数で、廃液量を低減し、高解像度に金属の配線を形成することができる。   Therefore, according to the first aspect of the present invention, the metal is deposited by the second step in the etching groove in which the metal thin film is deposited on the bottom surface by the first step. In addition, with a small number of processes, the amount of waste liquid can be reduced and metal wiring can be formed with high resolution.

また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成方法において、金属の熱伝導率に比べて小さい熱伝導率を有する材料からなる基台と上記基台の表面に形成された金属の薄膜とを有するターゲットを、電子回路用の基板の配線が形成される面と上記金属の薄膜とが対向するようにしかつ上記電子回路用の基板と上記ターゲットとの間の距離を制御して配置し、上記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、上記電子回路用の基板に照射するとともに上記ターゲットの上記金属の薄膜に照射して、上記ターゲットから上記ターゲットの上記金属の薄膜と上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、上記プラズマと上記電子回路用の基板に照射されたレーザー光とを相互作用させ、上記相互作用によって、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に上記エッチング溝の底面に上記ターゲットの上記金属の薄膜からアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1の段階と、上記第1の段階によって形成された上記エッチング溝内に金属を堆積させる第2の段階とを有するようにしたものである。 The invention according to claim 2 of the present invention is a metal wiring forming method for forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit, wherein the base is made of a material having a thermal conductivity smaller than that of the metal. A target having a base and a metal thin film formed on the surface of the base is arranged so that the surface on which the wiring of the electronic circuit board is formed and the metal thin film face each other, and the electronic circuit board The distance between the target and the target is controlled, and a laser beam transparent to the electronic circuit substrate is irradiated to the electronic circuit substrate and the target thin metal film is irradiated to the target. A plasma is generated from the target between the metal thin film of the target and the surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed, and the plasma and the electronic circuit board are irradiated with the plasma. -Interact with light, and the above interaction causes ablation to occur on the surface of the electronic circuit board where the wiring is formed, and ablation occurs on the surface of the electronic circuit board where the wiring is formed. A first step of depositing a metal thin film ablated from the metal thin film of the target on the bottom surface of the etching groove at the same time as forming an etching groove by a metal, and a metal in the etching groove formed by the first step And a second stage of depositing.

また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成方法において、電子回路用の基板の配線が形成される面と表面とが対向するようにしかつ上記電子回路用の基板との間の距離を制御してターゲットを配置し、上記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、焦点位置が上記ターゲットの上記表面に位置するようにして、上記電子回路用の基板に照射するとともに上記ターゲットの上記表面に照射して、上記ターゲットから上記ターゲットの上記表面と上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、上記プラズマと上記電子回路用の基板に照射されたレーザー光とを相互作用させ、上記相互作用によって、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に上記エッチング溝の底面に上記ターゲットからアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1の段階と、上記第1の段階によって形成された上記エッチング溝内に金属を堆積させる第2の段階とを有するようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the metal wiring forming method for forming the metal wiring on the electronic circuit board, the surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed faces the surface. The target is placed by controlling the distance to the electronic circuit substrate, and the laser beam transparent to the electronic circuit substrate is placed so that the focal point is located on the surface of the target. And irradiating the substrate for the electronic circuit and irradiating the surface of the target between the surface of the target and the surface on which the wiring of the substrate for the electronic circuit is formed from the target. On the surface on which the wiring of the electronic circuit board is formed by generating the plasma, causing the plasma and the laser light applied to the electronic circuit board to interact. By generating ablation, first depositing a metal thin film which is ablated from the target at the same time on the bottom of the etched groove to form an etching groove by ablation on a surface the wiring is formed in the substrate for the electronic circuit And a second step of depositing metal in the etching trench formed by the first step.

また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、請求項1、請求項2または請求項3のいずれか1項に記載の発明において、上記第1の段階において照射されるレーザー光は、パルス・レーザー光であるようにしたものである。   The invention according to claim 4 of the present invention is the invention according to any one of claims 1, 2, or 3, wherein the laser beam irradiated in the first stage is: Pulse laser light is used.

また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3または請求項4のいずれか1項に記載の発明において、上記第2の段階は、無電解メッキ液を用いたメッキ、電解メッキ液を用いたメッキまたはハンダの塗布のうちのいずれかにより、上記エッチング溝内に金属を堆積させるようにしたものである。   The invention according to claim 5 of the present invention is the invention according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein the second stage is electroless. A metal is deposited in the etching groove by any one of plating using a plating solution, plating using an electrolytic plating solution, or application of solder.

また、本発明のうち請求項6に記載の発明は、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5のいずれか1項に記載の発明において、上記電子回路用の基板はポリマー材料により形成され、上記第1の段階によって上記エッチング溝の底面に金の薄膜を形成し、上記第2の段階によって上記エッチング溝内に銅を堆積させるようにしたものである。   According to a sixth aspect of the present invention, the invention according to any one of the first, second, third, fourth, or fifth aspects is for the electronic circuit. The substrate is made of a polymer material, and a gold thin film is formed on the bottom surface of the etching groove in the first step, and copper is deposited in the etching groove in the second step.

また、本発明のうち請求項7に記載の発明は、電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成装置において、配線が形成される面を有する電子回路用の基板を移動自在に保持する保持手段と、上記保持手段に保持された上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面に近接してプラズマを生成するプラズマ生成手段と、上記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、上記保持手段に保持された上記電子回路用の基板に照射して、上記プラズマ生成手段によって生成されたプラズマと上記レーザー光とを相互作用させるレーザーとを有し、上記プラズマ生成手段によって生成されたプラズマと上記レーザーから上記電子回路用の基板に照射されたレーザー光との相互作用によって、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に上記エッチング溝の底面に金属薄膜を堆積させる第1のシステムと、上記第1のシステムによって形成された上記エッチング溝内に金属を堆積させる第2のシステムとを有するようにしたものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the metal wiring forming apparatus for forming the metal wiring on the electronic circuit board, the electronic circuit board having a surface on which the wiring is formed is movably held. Holding means, plasma generating means for generating plasma in the vicinity of the surface on which the wiring of the electronic circuit board held by the holding means is formed, and transparent to the electronic circuit board A laser that irradiates a substrate for the electronic circuit held by the holding means with the laser light and causes the plasma generated by the plasma generating means to interact with the laser light; and the plasma generating means The wiring of the electronic circuit board is formed by the interaction between the plasma generated by the laser and the laser light irradiated from the laser to the electronic circuit board. In by generating an ablation, a first system for depositing a thin metal film on the bottom of the the wires to form an etching groove by ablation on the surface to be formed at the same time the etching grooves in the substrate for the electronic circuit, the first And a second system for depositing metal in the etching trench formed by the above system.

従って、本発明のうち請求項7に記載の発明によれば、第1のシステムによって底面に金属薄膜が堆積されたエッチング溝内に、第2のシステムによって金属が堆積されるので、簡単な工程であり、かつ、少ない工程数で、廃液量を低減し、高解像度に金属の配線を形成することができる。   Therefore, according to the seventh aspect of the present invention, the metal is deposited by the second system in the etching groove in which the metal thin film is deposited on the bottom surface by the first system. In addition, with a small number of processes, the amount of waste liquid can be reduced and metal wiring can be formed with high resolution.

また、本発明のうち請求項8に記載の発明は、電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成装置において、配線が形成される面を有する電子回路用の基板を移動自在に保持する保持手段と、金属の熱伝導率に比べて小さい熱伝導率を有する材料からなる基台と上記基台の表面に形成された金属の薄膜とを有してなり、上記保持手段に保持された上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面と上記金属の薄膜とが対向するようにしかつ上記電子回路用の基板との間の距離を制御して配置されたターゲットと、上記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、上記保持手段に保持された上記電子回路用の基板に照射するとともに上記ターゲットの上記金属の薄膜に照射して、上記ターゲットから上記ターゲットの上記金属の薄膜と上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、上記プラズマと上記レーザー光とを相互作用させるレーザーとを有し、上記ターゲットから生成されたプラズマと上記レーザーから上記電子回路用の基板に照射されたレーザー光との相互作用によって、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に上記エッチング溝の底面に上記ターゲットの上記金属の薄膜からアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1のシステムと、上記第1のシステムによって形成された上記エッチング溝内に金属を堆積させる第2のシステムとを有するようにしたものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the metal wiring forming apparatus for forming the metal wiring on the electronic circuit board, the electronic circuit board having a surface on which the wiring is formed is movably held. Holding means, a base made of a material having a thermal conductivity smaller than that of the metal, and a metal thin film formed on the surface of the base, and held by the holding means A target disposed so that a surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed and the metal thin film face each other and controlling a distance between the electronic circuit board and the electron A laser beam transparent to the circuit board is irradiated onto the electronic circuit board held by the holding means and the metal thin film of the target is irradiated from the target to the metal of the target. Thin film The plasma generated between the surface of the substrate for the electronic circuit and the surface on which the wiring is formed, and a laser that causes the plasma and the laser beam to interact with each other. The plasma generated from the target and the laser The ablation is generated on the surface on which the wiring of the electronic circuit board is formed by the interaction with the laser light applied to the electronic circuit board from A first system for forming an etching groove by ablation on the surface to be formed and simultaneously depositing a metal thin film ablated from the metal thin film of the target on the bottom surface of the etching groove, and formed by the first system And a second system for depositing metal in the etching trench.

また、本発明のうち請求項9に記載の発明は、電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成装置において、配線が形成される面を有する電子回路用の基板を移動自在に保持する保持手段と、上記保持手段に保持された上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面と表面とが対向するようにしかつ上記電子回路用の基板との間の距離を制御して配置されたターゲットと、上記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、焦点位置が上記ターゲットの上記表面に位置するようにして、上記保持手段に保持された上記電子回路用の基板に照射するとともに上記ターゲットの上記表面に照射して、上記ターゲットから上記ターゲットの上記表面と上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、上記プラズマと上記レーザー光とを相互作用させるレーザーとを有し、上記ターゲットから生成されたプラズマと上記レーザーから上記電子回路用の基板に照射されたレーザー光との相互作用によって、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、上記電子回路用の基板の上記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に上記エッチング溝の底面に上記ターゲットからアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1のシステムと、上記第1のシステムによって形成された上記エッチング溝内に金属を堆積させる第2のシステムとを有するようにしたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the metal wiring forming apparatus for forming the metal wiring on the electronic circuit substrate, the electronic circuit substrate having a surface on which the wiring is formed is movably held. Controlling the distance between the holding means and the surface of the electronic circuit board held by the holding means on which the surface on which the wiring is formed is opposed to the surface and the electronic circuit board. A laser beam that is transparent to the target and the electronic circuit substrate is placed on the electronic circuit substrate held by the holding means so that the focal point is located on the surface of the target. Irradiate and irradiate the surface of the target to generate plasma between the surface of the target and the surface of the substrate for the electronic circuit where the wiring is formed. And a laser that causes the laser beam to interact with each other, and the interaction between the plasma generated from the target and the laser beam irradiated from the laser onto the substrate for the electronic circuit is used for the electronic circuit. Ablation is generated on the surface of the substrate on which the wiring is formed, and an etching groove is formed by ablation on the surface of the electronic circuit substrate on which the wiring is formed, and at the same time , the bottom of the etching groove is ablated from the target. A first system for depositing a thin metal film and a second system for depositing a metal in the etching groove formed by the first system.

また、本発明のうち請求項10に記載の発明は、請求項7、請求項8または請求項9のいずれか1項に記載の発明において、上記レーザーは、上記レーザー光としてパルス・レーザー光を照射するものであるようにしたものである。   Further, the invention according to claim 10 of the present invention is the invention according to any one of claims 7, 8 or 9, wherein the laser is a pulse laser beam as the laser beam. It is intended to be irradiated.

また、本発明のうち請求項11に記載の発明は、請求項7、請求項8、請求項9または請求項10のいずれか1項に記載の発明において、上記第2のシステムは、無電解メッキ液を用いたメッキ、電解メッキ液を用いたメッキまたはハンダの塗布のうちのいずれかにより、上記エッチング溝内に金属を堆積させるようにしたものである。   The invention described in claim 11 is the invention described in any one of claims 7, 8, 9 or 10, wherein the second system is electroless. A metal is deposited in the etching groove by any one of plating using a plating solution, plating using an electrolytic plating solution, or application of solder.

また、本発明のうち請求項12に記載の発明は、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10または請求項11のいずれか1項に記載の発明において、上記電子回路用の基板はポリマー材料により形成され、上記第1のシステムによって上記エッチング溝の底面に金の薄膜を形成し、上記第2のシステムによって上記エッチング溝内に銅を堆積させるようにしたものである。   The invention according to claim 12 of the present invention is the electronic circuit according to any one of claims 7, 8, 9, 10, or 11 for the electronic circuit. The substrate is made of a polymer material, and a gold thin film is formed on the bottom surface of the etching groove by the first system, and copper is deposited in the etching groove by the second system.

本発明は、以上説明したように構成されているので、上記した問題点1乃至問題点3を解決し、簡単な工程であり、かつ、少ない工程数で、廃液量を低減し、高解像度に金属の配線を形成することができるという優れた効果を奏する。   Since the present invention is configured as described above, it solves the problems 1 to 3 described above, is a simple process, reduces the amount of waste liquid with a small number of processes, and achieves high resolution. There is an excellent effect that a metal wiring can be formed.

以下、添付の図面に基づいて、本発明による金属配線形成方法および金属配線形成装置の基板の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。   Hereinafter, an example of an embodiment of a substrate of a metal wiring forming method and a metal wiring forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明による金属配線形成装置の第1の実施の形態を示す概念構成図が示されている。なお、この実施の形態においては、集積回路のプリント基板などの電子回路用の基板(以下、単に「基板」と称する。)上に金属配線を形成して、回路パターンが形成される場合について説明することとする。   FIG. 1 is a conceptual configuration diagram showing a first embodiment of a metal wiring forming apparatus according to the present invention. In this embodiment, a case is described in which a metal wiring is formed on an electronic circuit substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) such as an integrated circuit printed circuit board to form a circuit pattern. I decided to.

この第1の実施の形態の金属配線形成装置10は、金属の薄膜を形成するための金属薄膜形成システム12と、金属薄膜形成システム12の後に使用され金属を堆積させるための金属堆積システム14とを有して構成されている。   A metal wiring forming apparatus 10 according to the first embodiment includes a metal thin film forming system 12 for forming a metal thin film, and a metal deposition system 14 used after the metal thin film forming system 12 to deposit metal. It is comprised.

金属薄膜形成システム12は、レーザー光を照射するためのレーザー20と、レーザー光の光路を変更するためのミラー22と、レーザー光を集光するためのレンズ24と、基板100が保持されるステージ26と、基板100の配線が形成される面100aと対向して配置されたターゲット28とを有して構成されている。   The metal thin film forming system 12 includes a laser 20 for irradiating laser light, a mirror 22 for changing the optical path of the laser light, a lens 24 for condensing the laser light, and a stage on which the substrate 100 is held. 26 and a target 28 disposed opposite to the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed.

ここで、レーザー20と、ミラー22と、レンズ24と、ステージ26と、基板100と、ターゲット28とは、レーザー20から照射されたレーザー光がミラー22によって反射され、ミラー22によって反射されたレーザー光がレンズ24により集光され、レンズ24により集光されたレーザー光が基板100を透過してターゲット28に照射されるように配置されている。   Here, the laser 20, the mirror 22, the lens 24, the stage 26, the substrate 100, and the target 28 are reflected by the mirror 22 and reflected by the mirror 22. The light is condensed by the lens 24, and the laser light condensed by the lens 24 is disposed so as to pass through the substrate 100 and irradiate the target 28.

そして、この実施の形態においては、基板100としては、ポリマー系回路基板であって、ポリイミドにより形成されたものを用いた。   In this embodiment, as the substrate 100, a polymer circuit board formed of polyimide is used.

また、レーザー20としては、基板100に対して吸収されることのない透明なレーザー光、即ち、基板100に対して吸収されることのない波長を有するレーザー光を照射することができるものを選択するものであり、パスル・レーザー光を照射するパルス・レーザーを用いることが好ましい。   Further, as the laser 20, a laser beam that can be irradiated with a transparent laser beam that is not absorbed by the substrate 100, that is, a laser beam having a wavelength that is not absorbed by the substrate 100 is selected. It is preferable to use a pulsed laser that irradiates a pulsed laser beam.

具体的には、レーザー20としてはQスイッチNd:YAGレーザーを用い、その基本波である波長1.06μm、パルス幅6ns、繰り返し周波数15Hzのレーザー光を用いるように設定した。ここで、レーザー20から照射される波長1.06μmのレーザー光は、基板100を形成するポリイミドが可視域に吸収を持ち、波長1.06μmを含む近赤外域にはほとんど吸収を持たないため、基板100に対して吸収されることのない透明なレーザー光である。   Specifically, a Q-switched Nd: YAG laser was used as the laser 20, and the fundamental wave was set to use a laser beam having a wavelength of 1.06 μm, a pulse width of 6 ns, and a repetition frequency of 15 Hz. Here, the laser light with a wavelength of 1.06 μm irradiated from the laser 20 has absorption in the visible region of the polyimide forming the substrate 100 and almost no absorption in the near infrared region including the wavelength of 1.06 μm. This is a transparent laser beam that is not absorbed by the substrate 100.

レンズ24としては、例えば、F100程度の集光レンズを用いることができる。   As the lens 24, for example, a condensing lens of about F100 can be used.

ステージ26は、XYZ直交座標系(図1における座標系を示す参考図を参照する。)におけるX軸方向、Y軸方向ならびにZ軸方向に移動可能なものであり、保持する基板100と基板100に照射されるレーザー光との相対的な位置関係を3次元の方向で変化させるものである。   The stage 26 is movable in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction in the XYZ orthogonal coordinate system (see the reference diagram showing the coordinate system in FIG. 1), and holds the substrate 100 and the substrate 100. The relative positional relationship with the laser beam applied to the laser beam is changed in a three-dimensional direction.

なお、この実施の形態においては、ステージ26をZ軸方向に移動させることにより、レンズ24によって集光されるレーザー光の焦点位置を、ステージ26に保持される基板100の配線が形成される面100a側に位置させるように設定した(図2参照)。   In this embodiment, by moving the stage 26 in the Z-axis direction, the focal position of the laser light condensed by the lens 24 is changed to the surface on which the wiring of the substrate 100 held by the stage 26 is formed. It was set to be positioned on the 100a side (see FIG. 2).

そして、ステージ26の上面26aにはターゲット28が載置されている。このターゲット28は、ガラス板からなる基台28aと基台28aの表面28bに形成された厚さ200nmの金(Au)からなる金属薄膜28cとを有して構成されており、底面28dがステージ26の上面26a側に位置するようにして、ステージ26に載置されている。   A target 28 is placed on the upper surface 26 a of the stage 26. The target 28 includes a base 28a made of a glass plate and a metal thin film 28c made of gold (Au) with a thickness of 200 nm formed on the surface 28b of the base 28a. 26 is placed on the stage 26 so as to be positioned on the upper surface 26a side.

このターゲット28の金属薄膜28c上に配設されたスペーサー30を介して基板100が載置されており、より詳細には、基板100の配線が形成される面100aとターゲット28の金属薄膜28cとが対向するようにして、基板100はステージ26に保持されている。そして、基板100とターゲット28とは、基板100とターゲット28との間の距離W1(図2参照)が、例えば、0〜5mmとなるように設定することができ、また、その際に10μmの精度で設定することができる。   The substrate 100 is placed via a spacer 30 disposed on the metal thin film 28c of the target 28. More specifically, the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed, the metal thin film 28c of the target 28, Are opposed to each other so that the substrate 100 is held on the stage 26. The substrate 100 and the target 28 can be set such that the distance W1 (see FIG. 2) between the substrate 100 and the target 28 is, for example, 0 to 5 mm. Can be set with accuracy.

つまり、基板100とターゲット28との間の距離W1は、5mm以下の範囲内で任意に設定可能なものであり、例えば、スペーサー30を用いずにターゲット28上に基板100を配設するようにして、基板100とターゲット28とが間隔を開けずに配置されて、基板100の配線が形成される面100aとターゲット28の金属薄膜28cとが接するようにしてもよい。   That is, the distance W1 between the substrate 100 and the target 28 can be arbitrarily set within a range of 5 mm or less. For example, the substrate 100 is disposed on the target 28 without using the spacer 30. Thus, the substrate 100 and the target 28 may be arranged without a gap so that the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed contacts the metal thin film 28c of the target 28.

一方、金属堆積システム14は、メッキ液34を充填する槽32を備えており、この実施の形態としては、メッキ液34として銅無電解メッキ液を用いることとする。   On the other hand, the metal deposition system 14 includes a tank 32 filled with a plating solution 34. In this embodiment, a copper electroless plating solution is used as the plating solution 34.

以上の構成において、本発明による金属配線形成装置10を用いて基板100に金属配線を形成するには、まず、金属薄膜形成システム12において基板100に金属の薄膜を形成する。   In the above configuration, in order to form a metal wiring on the substrate 100 using the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, first, a metal thin film is formed on the substrate 100 in the metal thin film forming system 12.

具体的には、レーザー20からレーザー光として波長1.06μmのNd:YAGレーザーの基本波を、ミラー22によって反射させレンズ24を通して、基板100ならびにターゲット28に照射する。   Specifically, a fundamental wave of an Nd: YAG laser having a wavelength of 1.06 μm is reflected from the laser 20 as a laser beam by the mirror 22 and irradiated to the substrate 100 and the target 28 through the lens 24.

より詳細には、レーザー20からのレーザー光は、基板100の面100b側から基板100に入射し、基板100中を透過して、基板100の配線を形成する面100aに焦点位置を位置させて配線を形成する面100aから出射し、基板100にレーザー光が照射された面100b側とは反対側に配置されたターゲット28の金の薄膜28cに照射される。   More specifically, the laser light from the laser 20 is incident on the substrate 100 from the surface 100b side of the substrate 100, passes through the substrate 100, and has a focal point positioned on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed. The light is emitted from the surface 100a on which the wiring is formed, and is irradiated onto the gold thin film 28c of the target 28 disposed on the side opposite to the surface 100b side where the laser beam is irradiated onto the substrate 100.

この際に、基板100を透過してターゲット28に照射された波長1.06μmのNd:YAGレーザーの基本波によって、ターゲット28からはプラズマが生成されてプラズマ・プルームが形成され(プラズマは、ターゲット28と基板100との間に生成されることになる。)、イオンやラジカルが生成されることになる。   At this time, plasma is generated from the target 28 by a fundamental wave of an Nd: YAG laser having a wavelength of 1.06 μm that is transmitted through the substrate 100 and irradiated onto the target 28 to form a plasma plume. 28 and the substrate 100.), ions and radicals are generated.

そして、プラズマからの発光やイオン、ラジカルと基板100に入射された波長1.06μmのNd:YAGレーザーの基本波との相互作用によって、基板100のターゲット28と対向する配線が形成される面100a(配線が形成される面100aは、プラズマが存在する側の面である。)でアブレーションが生じて、基板100の配線が形成される面100aにはアブレーションによるエッチング溝200が形成されるとともにエッチング溝200の底面200aには金からなる金属薄膜202が堆積する(図3(a)参照)。   Then, a surface 100a on which a wiring facing the target 28 of the substrate 100 is formed by the interaction of light emission from plasma, ions, radicals and the fundamental wave of a 1.06 μm wavelength Nd: YAG laser incident on the substrate 100. (A surface 100a on which the wiring is formed is a surface on which plasma is present.) Ablation occurs, and an etching groove 200 is formed on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed, and etching is performed. A metal thin film 202 made of gold is deposited on the bottom surface 200a of the groove 200 (see FIG. 3A).

従って、ステージ26をXY平面方向に移動させ、レンズ24により集光されるレーザー光の焦点位置を配線が形成される面100a側に位置させた状態で基板100を走査し、当該焦点位置が所定の回路パターンの軌跡を描くようにして、基板100ならびにターゲット28へのレーザー光の照射を継続すると、基板100の配線が形成される面100aには、当該所定の回路パターンに対応するパターンでエッチング溝200が形成されるとともにエッチング溝200の底面200aに金属薄膜202が堆積される。   Accordingly, the stage 26 is moved in the XY plane direction, the substrate 100 is scanned in a state where the focal position of the laser beam condensed by the lens 24 is located on the surface 100a side where the wiring is formed, and the focal position is predetermined. When the substrate 100 and the target 28 are continuously irradiated with laser light so as to draw the locus of the circuit pattern, the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed is etched with a pattern corresponding to the predetermined circuit pattern. A groove 200 is formed and a metal thin film 202 is deposited on the bottom surface 200 a of the etching groove 200.

こうして、金属薄膜形成システム12において金属薄膜202を形成した後に、金属薄膜202が形成された基板100(図3(a)に示す状態参照)を金属堆積システム14に移行する。   Thus, after the metal thin film 202 is formed in the metal thin film forming system 12, the substrate 100 (see the state shown in FIG. 3A) on which the metal thin film 202 is formed is transferred to the metal deposition system.

そして、配線が形成される面100aにエッチング溝200とその底面200aの金属薄膜202とが形成された基板100を、槽32に充填され50℃に保たれたメッキ液34たる銅無電解メッキ液の液中に所定時間だけ浸漬する。すると、基板100の配線が形成される面100aに形成されたエッチング溝200内に選択的に銅薄膜が堆積され、基板100の配線が形成される面100aに銅薄膜よりなる金属配線の回路パターンが形成される(図3(b)参照)。   Then, a copper electroless plating solution as a plating solution 34 filled in the tank 32 and maintained at 50 ° C. with the substrate 100 having the etching groove 200 and the metal thin film 202 on the bottom surface 200a formed on the surface 100a on which the wiring is formed. Soak in the solution for a predetermined time. Then, a copper thin film is selectively deposited in the etching groove 200 formed on the surface 100a where the wiring of the substrate 100 is formed, and the circuit pattern of the metal wiring made of the copper thin film on the surface 100a where the wiring of the substrate 100 is formed. Is formed (see FIG. 3B).

上記したように、本発明による金属配線形成装置10においては、金属薄膜形成システム12と金属堆積システム14とを有するようにしたため、レーザー20のレーザー光のパルスの前半部分のエネルギーがターゲット28の金属薄膜28cで吸収され、これにより金属薄膜28bがアブレーションされてレーザー生成プラズマが発生し、プラズマとレーザー光がポリイミドからなる基板100の配線が形成される面100aで相互作用することによって、配線が形成される面100aをアブレーションエッチングすると同時にエッチング溝200の底面200aに金属の薄膜を付着させる金属薄膜形成システム12における工程と、基板100の配線が形成される面100aに形成されたエッチング溝200内に選択的に金属を堆積させる金属堆積システム14における工程との2工程で、金属配線を形成することができる。   As described above, since the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention includes the metal thin film forming system 12 and the metal deposition system 14, the energy of the first half of the laser light pulse of the laser 20 is the metal of the target 28. Absorbed by the thin film 28c, the metal thin film 28b is ablated to generate laser-produced plasma, and the plasma and laser light interact with each other on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 made of polyimide is formed, thereby forming the wiring. In the etching groove 200 formed in the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed, the process in the metal thin film forming system 12 is performed by performing ablation etching on the surface 100a to be formed and simultaneously depositing a metal thin film on the bottom surface 200a of the etching groove 200. Selectively deposit metal In two steps with the step in the metal deposition system 14, it is possible to form the metal wiring.

しかも、金属薄膜形成システム12における工程は、レーザーアブレーションによってターゲット28の金属薄膜28cからアブレーションされた金属薄膜を形成するものであり、金属堆積システム14における工程もメッキによって金属を堆積させるものであるので、上記「従来の技術」の項に記載した従来の手法のウェットエッチングやレジスト膜の除去などの工程に比べても非常に簡単な工程である。   Moreover, the process in the metal thin film formation system 12 forms a metal thin film ablated from the metal thin film 28c of the target 28 by laser ablation, and the process in the metal deposition system 14 also deposits metal by plating. This is a very simple process compared to the conventional methods such as wet etching and resist film removal described in the above section “Prior Art”.

つまり、本発明による金属配線形成装置10によれば、上記「従来の技術」の項に記載した[問題点1]の「従来の手法では、ウェットエッチングやレジスト膜の除去などの各工程が複雑であるとともに、工程数が多い。」という問題点を解決することができ、簡単な工程でしかも少ない工程数で金属配線を形成することができる。   In other words, according to the metal wiring forming apparatus 10 of the present invention, “Problem 1” described in the above section “Prior art” is complicated in each process such as wet etching and resist film removal. In addition, the problem that “the number of processes is large” can be solved, and the metal wiring can be formed with a simple process and with a small number of processes.

また、本発明による金属配線形成装置10においては、従来のウェットエッチングの手法を用いていないので、上記「従来の技術」の項に記載した[問題点2]の「従来の手法では、酸を用いたウェットエッチングによって金属パターンを形成しているので、空間解像度に限界がある。」という問題点を解決することができ、高解像度に金属の配線を形成することができる。   Further, in the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, since the conventional wet etching method is not used, the “problem 2” described in “Problem 2” described in the section of “Conventional technology” described above, Since the metal pattern is formed by the wet etching used, the problem that the spatial resolution is limited can be solved, and the metal wiring can be formed with high resolution.

具体的には、図4(a)に示すように、従来のウェットエッチングの場合には、不要箇所の金属除去を行う工程が欠かせないものであるが、ウェットエッチングでは等方的にエッチングが進行するので(図4(a)に示す矢印参照)、アンダーエッチングによって加工線幅の制御が難しく、10ミクロン以下の解像度を得るのは困難であった。   Specifically, as shown in FIG. 4 (a), in the case of conventional wet etching, a process of removing metal from unnecessary portions is indispensable, but in wet etching, isotropic etching is performed. Since the process proceeds (see the arrow shown in FIG. 4A), it is difficult to control the processing line width by under-etching, and it is difficult to obtain a resolution of 10 microns or less.

これに対して、図4(b)に示すように、本発明による金属配線形成装置10の場合には、金属堆積システム14におけるメッキプロセスも等方的に金属が堆積する技術であるが(図4(b)に示す矢印参照)、金属薄膜形成システム12において基板100に形成されたエッチング溝200内に金属が堆積するため、横方向に広がることはない。従って、本発明の解像度はレーザー光の加工解像度で決定し、波長(1ミクロン)程度の解像度が得られる。このため、高集積度化が進み配線が微細化しても、本発明によれば安定して高精度な電子回路用の基板を作成することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the case of the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, the plating process in the metal deposition system 14 is also a technique in which metal is deposited isotropically (FIG. 4). 4 (b), the metal is deposited in the etching groove 200 formed in the substrate 100 in the metal thin film forming system 12, and thus does not spread laterally. Therefore, the resolution of the present invention is determined by the processing resolution of the laser beam, and a resolution of about a wavelength (1 micron) can be obtained. For this reason, even if the degree of integration increases and the wiring becomes finer, according to the present invention, it is possible to stably and highly accurately produce a substrate for an electronic circuit.

また、本発明による金属配線形成装置10においては、従来のウェットエッチングの手法を用いていないので、上記「従来の技術」の項に記載した[問題点3]の「従来の手法では、特にウェットエッチングの工程やレジスト膜の除去の工程において、有機溶液や酸の溶液などの廃液が多量に生じてしまう。」という問題点を解決することができ、廃液量を低減することができる。   In addition, since the conventional wet etching technique is not used in the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, “Problem 3” described in the section “Prior Art” is particularly “wet in the conventional technique. In the etching process and the resist film removing process, a large amount of waste liquid such as an organic solution or an acid solution is generated, and the amount of waste liquid can be reduced.

さらに、本発明による金属配線形成装置10においては、構造的に金属が溝に埋め込まれているので(図3(b)ならびに図4(b)参照)、剥離や断線にも強い金属配線を形成することができる。   Furthermore, in the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, since the metal is structurally embedded in the groove (see FIGS. 3B and 4B), a metal wiring that is resistant to peeling and disconnection is formed. can do.

本発明において、レーザー光の照射条件によっては、基板100の配線が形成される面100aに形成されたエッチング溝200の底面200a側において、基板100の内部に金属原子をドープすることも可能である(図4(b)参照)。こうした場合、本発明によれば、基板100の配線が形成される面100aに形成されたエッチング溝200の底面200aと、その底面200aに堆積される金属薄膜202との界面がぼやけて、基板100の底面200aから連続的に金属薄膜202になるので、金属薄膜202は非常に剥がれ難く、基板100との密着強度が強くなる。こうして密着強度の強い金属薄膜202が底面200aに形成されたエッチング溝200内に、銅薄膜のような金属が堆積されるので、あたかもメッキ下地である金属薄膜202上の選択的にメッキ皮膜が形成されるようにして堆積された金属よりなる金属配線の回路パターンは、基板100に安定して維持されるものである。   In the present invention, depending on the laser light irradiation conditions, it is possible to dope metal atoms into the substrate 100 on the bottom surface 200a side of the etching groove 200 formed on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed. (See FIG. 4 (b)). In such a case, according to the present invention, the interface between the bottom surface 200a of the etching groove 200 formed on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed and the metal thin film 202 deposited on the bottom surface 200a is blurred. Since the metal thin film 202 is continuously formed from the bottom surface 200a of the metal thin film 202, the metal thin film 202 is hardly peeled off, and the adhesion strength with the substrate 100 is increased. Since a metal such as a copper thin film is deposited in the etching groove 200 in which the metal thin film 202 having a high adhesion strength is formed on the bottom surface 200a in this way, a plating film is selectively formed on the metal thin film 202 as a plating base. Thus, the circuit pattern of the metal wiring made of the deposited metal is stably maintained on the substrate 100.

また、本発明による金属配線形成装置10においては、ガラス板からなる基台28aと基台28aの表面28bに形成された金からなる金属薄膜28cとを有するターゲット28を配設するようにしたため、ターゲット28がアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生するアブレーション閾値を低減することができるとともに、金属配線が形成される基板100の損傷も回避できるものである。   Further, in the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, the target 28 having the base 28a made of a glass plate and the metal thin film 28c made of gold formed on the surface 28b of the base 28a is disposed. The ablation threshold at which the target 28 is ablated to generate laser-produced plasma can be reduced, and damage to the substrate 100 on which metal wiring is formed can be avoided.

より詳細には、短パルス・レーザーを用いた場合には、そのレーザー光の波長に対して透明であっても、レーザー光の強度によっては、例えば、レーザー光の強度が強いときには、多光子吸収が生じてしまう。そして、一般的にポリイミドに代表されるポリマー材料の場合、多光子吸収によって生じる損傷閾値は、バルク金属がアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生するアブレーション閾値に比べて小さいものである。   More specifically, when a short pulse laser is used, even if it is transparent to the wavelength of the laser light, depending on the intensity of the laser light, for example, when the intensity of the laser light is high, multiphoton absorption Will occur. In general, in the case of a polymer material typified by polyimide, the damage threshold caused by multiphoton absorption is smaller than the ablation threshold at which a bulk metal is ablated and laser-generated plasma is generated.

つまり、ターゲットとなるバルク金属のアブレーション可能なアブレーション閾値のレーザー光を、ポリマー材料からなる基板に照射してしまうと、ターゲットがアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生する一方で、金属配線を形成すべき基板に損傷が生じてしまう恐れがある。   In other words, if a substrate made of a polymer material is irradiated with laser light having an ablation threshold capable of ablating the target bulk metal, the target is ablated and laser-generated plasma is generated, while metal wiring should be formed. There is a risk of damage to the substrate.

そこで、本発明による金属配線形成装置10において採用したターゲット28は、金属の熱伝導率に比べて小さい熱伝導率を有する材料(ガラス板)からなる基台(基台28a)と、基台の表面に形成された金属(金)の薄膜(金属薄膜28c)とを有するようにしたので、ターゲット28にレーザー光を照射したときに、ガラスの熱伝導率が金の熱伝導率に比べてはるかに小さいため、ターゲット28の金属薄膜28c内に熱が蓄積されて、ガラス板からなる基台28a内部への熱拡散を抑制でき、アブレーション閾値を低減することができる。   Therefore, the target 28 employed in the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention includes a base (base 28a) made of a material (glass plate) having a thermal conductivity smaller than the thermal conductivity of the metal, Since the metal (gold) thin film (metal thin film 28 c) formed on the surface is provided, when the target 28 is irradiated with laser light, the thermal conductivity of glass is much higher than that of gold. Therefore, heat is accumulated in the metal thin film 28c of the target 28, heat diffusion into the base 28a made of a glass plate can be suppressed, and the ablation threshold can be reduced.

その結果、本発明においては、短パルス・レーザーを用いて、金属配線が形成される基板100を損傷させることなく、ターゲット28の金属薄膜28cなどの金属をアブレーションさせてレーザー生成プラズマを発生させ、基板100に金属配線を形成することができる。   As a result, in the present invention, a short pulse laser is used to ablate a metal such as the metal thin film 28c of the target 28 without damaging the substrate 100 on which the metal wiring is formed, thereby generating laser-generated plasma. Metal wiring can be formed on the substrate 100.

さらに、本発明による金属配線形成装置10においては、上記したようなターゲット28の構成によりアブレーション閾値を低減することができるので、レンズ24により集光されるレーザー光の焦点位置を、ターゲット28の金属薄膜28c側に位置させずに、ステージ26に保持される基板100の配線が形成される面100a側に位置させて(図2参照)、レーザー生成プラズマを発生させ基板100に金属配線を形成することができる。こうして金属配線が形成される基板100の配線が形成される面100a側に、レーザー光の焦点位置が位置するので、一層高解像度に金属の配線を形成することができる。   Furthermore, in the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention, the ablation threshold value can be reduced by the configuration of the target 28 as described above, so that the focal position of the laser beam condensed by the lens 24 is set to the metal of the target 28. Instead of being positioned on the thin film 28c side, positioned on the surface 100a side on which the wiring of the substrate 100 held by the stage 26 is formed (see FIG. 2), laser-generated plasma is generated to form metal wiring on the substrate 100. be able to. Since the focal position of the laser beam is located on the surface 100a side of the substrate 100 where the metal wiring is formed in this way, the metal wiring can be formed with higher resolution.

図5には、上記した本発明による金属配線形成装置10において、レーザー照射強度500mJ/cm、走査速度50μm/s、繰り返し周波数15Hz、試料−ターゲット間距離(図2に示す距離W1に対応する距離である。)90μmで、厚さ40μmのポリイミドフィルムを基板100として用い、金属薄膜形成システム12における工程が終了したときのポリイミドフィルムを示す光学顕微鏡写真が示されている。 FIG. 5 shows a laser beam intensity of 500 mJ / cm 2 , a scanning speed of 50 μm / s, a repetition frequency of 15 Hz, and a sample-target distance (corresponding to the distance W1 shown in FIG. 2). An optical micrograph showing a polyimide film when a process in the metal thin film forming system 12 is completed using a polyimide film having a thickness of 90 μm and a thickness of 40 μm as the substrate 100 is shown.

この図5の光学顕微鏡写真から明らかなように、ポリイミドフィルムには、薄い金の膜が堆積している。この際、エッチング溝200に相当する加工痕の深さは15μm、幅は80μmであった。   As is apparent from the optical micrograph of FIG. 5, a thin gold film is deposited on the polyimide film. At this time, the depth of the processing mark corresponding to the etching groove 200 was 15 μm and the width was 80 μm.

一方、図6には、図5に示すポリイミドフィルムを、上記した本発明による金属配線形成装置10の金属堆積システム14に移行させ、銅無電解メッキ液を用い、50℃、4分間の銅のメッキを行ったときのポリイミドフィルムを示す光学顕微鏡写真が示されている。   On the other hand, in FIG. 6, the polyimide film shown in FIG. 5 is transferred to the metal deposition system 14 of the metal wiring forming apparatus 10 according to the present invention described above, and copper is electrolessly plated at 50 ° C. for 4 minutes. An optical micrograph showing a polyimide film when plated is shown.

この図6の光学顕微鏡写真から明らかなように、ポリイミドフィルムのエッチング溝の相当する加工痕内には、選択的に銅薄膜が堆積している。この際、加工痕内に堆積した銅薄膜の厚さは約3.7μm、比抵抗は5μΩ・cmであった。   As is apparent from the optical micrograph of FIG. 6, a copper thin film is selectively deposited in the processing trace corresponding to the etching groove of the polyimide film. At this time, the thickness of the copper thin film deposited in the processing mark was about 3.7 μm, and the specific resistance was 5 μΩ · cm.

次ぎに、図7ならびに図8を参照しながら、本発明による金属配線形成装置の第2の実施の形態について説明することとする。   Next, a second embodiment of the metal wiring forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図7には、本発明による金属配線形成装置の第2の実施の形態を示す概念構成図が示されており、図7において、図1と同一あるいは相当する構成に関しては、図1において用いた符号を用いて示すことにより、その詳細な構成および作用の説明は省略する。   FIG. 7 is a conceptual block diagram showing a second embodiment of the metal wiring forming apparatus according to the present invention. In FIG. 7, the same or equivalent structure as FIG. 1 is used in FIG. Detailed description of the configuration and operation will be omitted by using reference numerals.

この第2の実施の形態の金属配線形成装置40は、金属の薄膜を形成するための金属薄膜形成システム42と、金属薄膜形成システム42の後に使用され金属を堆積させるための金属堆積システム44とを有して構成されている。   The metal wiring forming apparatus 40 according to the second embodiment includes a metal thin film forming system 42 for forming a metal thin film, and a metal deposition system 44 used after the metal thin film forming system 42 to deposit metal. It is comprised.

金属薄膜形成システム42は、レーザー光を照射するためのレーザー20と、レーザー光の光路を変更するためのミラー22と、レーザー光を集光するためのレンズ54と、基板100が保持されるステージ26と、基板100の配線が形成される面100aと対向して配置されたターゲット58とを有して構成されている。   The metal thin film forming system 42 includes a laser 20 for irradiating laser light, a mirror 22 for changing the optical path of the laser light, a lens 54 for condensing the laser light, and a stage on which the substrate 100 is held. 26, and a target 58 disposed opposite to the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed.

ここで、レーザー20と、ミラー22と、レンズ54と、ステージ26と、基板100と、ターゲット58とは、レーザー20から照射されたレーザー光がミラー22によって反射され、ミラー22によって反射されたレーザー光がレンズ54により集光され、レンズ54により集光されたレーザー光が基板100を透過してターゲット58に照射されるように配置されている。   Here, the laser 20, the mirror 22, the lens 54, the stage 26, the substrate 100, and the target 58 are reflected by the mirror 22 and reflected by the mirror 22. The light is collected by the lens 54, and the laser light collected by the lens 54 is arranged so as to pass through the substrate 100 and irradiate the target 58.

そして、ステージ26の上面26aにはターゲット58が載置されている。このターゲット58は、金(Au)からなるものであり、底面58bがステージ26の上面26a側に位置するようにして、ステージ26に載置されている。   A target 58 is placed on the upper surface 26 a of the stage 26. The target 58 is made of gold (Au), and is placed on the stage 26 so that the bottom surface 58 b is positioned on the upper surface 26 a side of the stage 26.

このターゲット58の上面58a上に配設されたスペーサー36を介して基板100が載置されており、より詳細には、基板100の配線が形成される面100aとターゲット58の上面58aとが対向するようにして、基板100はステージ26に保持されている。そして、基板100とターゲット58とは、基板100とターゲット58との間の距離W2(図8参照)が、例えば、0〜5mmとなるように設定することができ、また、その際には10μmの精度で設定することができる。   The substrate 100 is placed via the spacer 36 disposed on the upper surface 58a of the target 58. More specifically, the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed and the upper surface 58a of the target 58 are opposed to each other. Thus, the substrate 100 is held on the stage 26. The substrate 100 and the target 58 can be set so that the distance W2 (see FIG. 8) between the substrate 100 and the target 58 is, for example, 0 to 5 mm, and in that case, 10 μm. Can be set with accuracy.

つまり、基板100とターゲット58との間の距離W2は、5mm以下の範囲内で任意に設定可能なものであり、例えば、スペーサー36を用いずにターゲット58上に基板100を配設するようにして、基板100とターゲット58とが間隔を開けずに配置されて、基板100の配線が形成される面100aとターゲット58の上面58aとが接するようにしてもよい。   That is, the distance W2 between the substrate 100 and the target 58 can be arbitrarily set within a range of 5 mm or less. For example, the substrate 100 is disposed on the target 58 without using the spacer 36. Thus, the substrate 100 and the target 58 may be arranged without a gap so that the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed and the upper surface 58a of the target 58 are in contact with each other.

なお、この実施の形態においては、ステージ26をZ軸方向に移動させることにより、レンズ54によって集光されるレーザー光の焦点位置を、ステージ26に載置されたターゲット58の上面58a側に位置させるように設定した(図8参照)。   In this embodiment, by moving the stage 26 in the Z-axis direction, the focal position of the laser light condensed by the lens 54 is positioned on the upper surface 58a side of the target 58 placed on the stage 26. (See FIG. 8).

また、レンズ54としては、開口数(NA)が大きなレンズを用いるのが好ましい。   As the lens 54, it is preferable to use a lens having a large numerical aperture (NA).

また、スペーサー36は、上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10に配設されたスペーサー30に比べて大きなものであり、基板100とターゲット58との距離W2は、図2に示す距離W1に比べて広く、比較的大きな試料−ターゲット間距離を有するようになされている。   The spacer 36 is larger than the spacer 30 disposed in the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment described above, and the distance W2 between the substrate 100 and the target 58 is shown in FIG. It is wider than the distance W1 and has a relatively large sample-target distance.

一方、金属堆積システム44は、ハンダ52を塗布する塗布装置50を備えているものである。   On the other hand, the metal deposition system 44 includes a coating device 50 that coats the solder 52.

以上の構成において、本発明による金属配線形成装置40を用いて基板100に金属配線を形成するには、まず、金属薄膜形成システム42において基板100に金属の薄膜を形成する。   In the above configuration, in order to form metal wiring on the substrate 100 using the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, first, a metal thin film is formed on the substrate 100 in the metal thin film forming system 42.

具体的には、レーザー20からレーザー光として波長1.06μmのNd:YAGレーザーの基本波を、ミラー22によって反射させレンズ54を通して、基板100ならびにターゲット58に照射する。   Specifically, a fundamental wave of an Nd: YAG laser having a wavelength of 1.06 μm is reflected from the laser 20 as a laser beam by the mirror 22 and irradiated to the substrate 100 and the target 58 through the lens 54.

より詳細には、レーザー20からのレーザー光は、基板100の面100b側から基板100に入射し、基板100を透過して配線を形成する面100aから出射し、基板100にレーザー光が照射された面100b側とは反対側に配置されたターゲット58の上面58aに焦点位置を位置させてターゲット58に照射される。   More specifically, laser light from the laser 20 is incident on the substrate 100 from the surface 100b side of the substrate 100, is transmitted through the substrate 100, is emitted from the surface 100a that forms wiring, and the substrate 100 is irradiated with laser light. The target 58 is irradiated with the focal point positioned on the upper surface 58a of the target 58 disposed on the opposite side of the surface 100b.

この際に、基板100を透過してターゲット58に照射された波長1.06μmのNd:YAGレーザーの基本波によって、ターゲット58からはプラズマが生成されてプラズマ・プルームが形成され(プラズマは、ターゲット28と基板100との間に生成されることになる。)、イオンやラジカルが生成されることになる。   At this time, plasma is generated from the target 58 by the fundamental wave of the Nd: YAG laser having a wavelength of 1.06 μm that is transmitted through the substrate 100 and irradiated onto the target 58 to form a plasma plume (the plasma is formed by the target). 28 and the substrate 100.), ions and radicals are generated.

そして、プラズマからの発光やイオン、ラジカルと基板100に入射された波長1.06μmのNd:YAGレーザーの基本波との相互作用によって、基板100のターゲット58と対向する配線が形成される面100a(配線が形成される面100aは、プラズマが存在する側の面である。)でアブレーションが生じて、基板100の配線が形成される面100aにはアブレーションによるエッチング溝200が形成されるとともにエッチング溝200の底面200aには金からなる金属薄膜202が堆積する(図3(a)参照)。   Then, a surface 100a on which a wiring facing the target 58 of the substrate 100 is formed by the interaction of light emission from plasma, ions, radicals, and the fundamental wave of a 1.06 μm wavelength Nd: YAG laser incident on the substrate 100. (A surface 100a on which the wiring is formed is a surface on which plasma is present.) Ablation occurs, and an etching groove 200 is formed on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed, and etching is performed. A metal thin film 202 made of gold is deposited on the bottom surface 200a of the groove 200 (see FIG. 3A).

従って、ステージ26をXY平面方向に移動させ、レンズ54により集光されるレーザー光の焦点位置をターゲット58の上面58a側に位置させた状態で基板100を走査し、当該焦点位置が所定の回路パターンの軌跡を描くようにして、基板100ならびにターゲット58へのレーザー光の照射を継続すると、基板100の配線が形成される面100aには、当該所定の回路パターンに対応するパターンでエッチング溝200が形成されるとともにエッチング溝200の底面200aに金属薄膜202が堆積される。   Accordingly, the stage 26 is moved in the XY plane direction, and the substrate 100 is scanned in a state where the focal position of the laser beam condensed by the lens 54 is located on the upper surface 58a side of the target 58, and the focal position is a predetermined circuit. When the substrate 100 and the target 58 are continuously irradiated with laser light so as to draw a pattern trajectory, an etching groove 200 having a pattern corresponding to the predetermined circuit pattern is formed on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed. And a metal thin film 202 is deposited on the bottom surface 200 a of the etching groove 200.

こうして、金属薄膜形成システム42において金属薄膜202を形成した後に、金属薄膜202が形成された基板100(図3(a)に示す状態参照)を金属堆積システム44に移行する。   Thus, after the metal thin film 202 is formed in the metal thin film forming system 42, the substrate 100 (see the state shown in FIG. 3A) on which the metal thin film 202 is formed is transferred to the metal deposition system 44.

そして、配線が形成される面100aにエッチング溝200とその底面200aの金属薄膜202とが形成された基板100を、塗布装置50にセッティングして、基板100の配線が形成される面100上にハンダ52を流し込む。すると、基板100の配線が形成される面100aに形成されたエッチング溝200内に選択的にハンダが堆積され、基板100の配線が形成される面100aにハンダよりなる金属配線の回路パターンが形成される(図3(b)参照)。   Then, the substrate 100 in which the etching groove 200 and the metal thin film 202 on the bottom surface 200a are formed on the surface 100a on which the wiring is formed is set in the coating apparatus 50, and on the surface 100 on which the wiring of the substrate 100 is formed. Solder 52 is poured. Then, solder is selectively deposited in the etching groove 200 formed on the surface 100a where the wiring of the substrate 100 is formed, and a circuit pattern of metal wiring made of solder is formed on the surface 100a where the wiring of the substrate 100 is formed. (See FIG. 3B).

上記したように、本発明による金属配線形成装置40においては、金属薄膜形成システム42と金属堆積システム44とを有するようにしたため、上記した第1の実施の形態と同様に、配線が形成される面100aをアブレーションエッチングすると同時にエッチング溝200の底面200aに金属の薄膜を付着させる金属薄膜形成システム42における工程と、基板100の配線が形成される面100aに形成されたエッチング溝200内に選択的に金属を堆積させる金属堆積システム44における工程との2工程で、金属配線を形成することができる。   As described above, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, the metal thin film forming system 42 and the metal deposition system 44 are provided, so that the wiring is formed as in the first embodiment. A process in the metal thin film forming system 42 for performing ablation etching on the surface 100a and simultaneously depositing a metal thin film on the bottom surface 200a of the etching groove 200, and selective etching in the etching groove 200 formed on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed. The metal wiring can be formed in two steps, that is, in the metal deposition system 44 for depositing metal on the metal.

しかも、金属薄膜形成システム42における工程は、レーザーアブレーションによってターゲット58からアブレーションされた金属薄膜を形成するものであり、金属堆積システム44における工程もハンダによって金属を堆積させるものであるので、上記「従来の技術」の項に記載した従来の手法のウェットエッチングやレジスト膜の除去などの工程に比べても非常に簡単な工程である。   In addition, the process in the metal thin film formation system 42 forms a metal thin film ablated from the target 58 by laser ablation, and the process in the metal deposition system 44 also deposits metal by solder. This is a very simple process compared to the conventional methods such as wet etching and resist film removal described in the section “Technology”.

つまり、本発明による金属配線形成装置40によれば、上記「従来の技術」の項に記載した[問題点1]を解決することができ、簡単な工程でしかも少ない工程数で金属配線を形成することができる。   In other words, according to the metal wiring forming apparatus 40 of the present invention, [Problem 1] described in the above section “Prior Art” can be solved, and the metal wiring can be formed with a simple process and a small number of processes. can do.

また、本発明による金属配線形成装置40においては、従来のウェットエッチングの手法を用いていないので、上記「従来の技術」の項に記載した[問題点2]を解決することができ、高解像度に金属の配線を形成することができる(図4(a)(b)参照)。   Further, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, since the conventional wet etching method is not used, the [Problem 2] described in the section of “Prior Art” can be solved and high resolution is achieved. Metal wiring can be formed on the substrate (see FIGS. 4A and 4B).

また、本発明による金属配線形成装置40においては、従来のウェットエッチングの手法を用いず、かつ、完全なドライプロセスであるので、上記「従来の技術」の項に記載した[問題点3]を解決することができ、廃液をなくすことができる。   Further, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, since the conventional wet etching method is not used and the process is a complete dry process, [Problem 3] described in the above section “Conventional Technology” is used. It can be solved and waste liquid can be eliminated.

さらに、本発明による金属配線形成装置40においては、構造的に金属が溝に埋め込まれているので(図3(b)ならびに図4(b)参照)、剥離や断線にも強い金属配線を形成することができ、ハンダよりなる金属配線の回路パターンは基板100に安定して維持されるものである。   Furthermore, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, since the metal is structurally embedded in the groove (see FIGS. 3B and 4B), a metal wiring that is resistant to peeling and disconnection is formed. The circuit pattern of the metal wiring made of solder can be stably maintained on the substrate 100.

また、本発明による金属配線形成装置40においては、開口数(NA)が大きなレンズ54を配設し、レンズ54によって集光されるレーザー光の焦点位置を、ターゲット58の上面58a側に位置させるようにしたため、ターゲット58上でのレーザー光の照射強度が、基板100中での照射強度よりも大きくなり、ターゲット58がアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生するアブレーション閾値をターゲット表面で越えたとしても、金属配線が形成される基板100の表面でのレーザー照射強度は、損傷閾値より低くすることができる。   Further, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, the lens 54 having a large numerical aperture (NA) is disposed, and the focal position of the laser beam condensed by the lens 54 is positioned on the upper surface 58a side of the target 58. As a result, even if the irradiation intensity of the laser light on the target 58 becomes larger than the irradiation intensity in the substrate 100 and the target 58 is ablated and the ablation threshold for generating laser-generated plasma is exceeded at the target surface. The laser irradiation intensity on the surface of the substrate 100 on which the metal wiring is formed can be made lower than the damage threshold.

より詳細には、短パルス・レーザーを用いた場合には、そのレーザー光の波長に対して透明であっても、レーザー光の強度によっては、例えば、レーザー光の強度が強いときには、多光子吸収が生じてしまう。そして、一般的にポリイミドに代表されるポリマー材料の場合、多光子吸収によって生じる損傷閾値は、バルク金属がアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生するアブレーション閾値に比べて小さいものである。   More specifically, when a short pulse laser is used, even if it is transparent to the wavelength of the laser light, depending on the intensity of the laser light, for example, when the intensity of the laser light is high, multiphoton absorption Will occur. In general, in the case of a polymer material typified by polyimide, the damage threshold caused by multiphoton absorption is smaller than the ablation threshold at which a bulk metal is ablated and laser-generated plasma is generated.

つまり、ターゲットとなるバルク金属のアブレーション可能なアブレーション閾値のレーザー光を、ポリマー材料からなる基板に照射してしまうと、ターゲットがアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生する一方で、金属配線を形成すべき基板に損傷が生じてしまう恐れがある。   In other words, if a substrate made of a polymer material is irradiated with laser light having an ablation threshold capable of ablating the target bulk metal, the target is ablated and laser-generated plasma is generated, while metal wiring should be formed. There is a risk of damage to the substrate.

そこで、本発明による金属配線形成装置40においては、開口数(NA)が大きなレンズ54を配設し、レンズ54によって集光されるレーザー光の焦点位置をターゲット58の上面58a側に位置させるようにしたので、基板100ならびにターゲット58にレーザー光を照射したときに、レーザー光の焦点位置が位置するターゲット58の上面58a側においては、レーザー光のエネルギーが集中して、レーザー光の照射面積が小さくなって照射強度が強くなり、その一方、基板100の配線が形成される面100aにおいては、レーザー光の照射面積がターゲット58の上面58aにおける照射面積に比べて大きくなり、照射強度がターゲット58の上面58aにおける照射強度に比べて小さくなり、基板100の損傷を抑制することができる(図8参照)。   Therefore, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the present invention, a lens 54 having a large numerical aperture (NA) is provided so that the focal position of the laser beam condensed by the lens 54 is located on the upper surface 58a side of the target 58. Therefore, when the substrate 100 and the target 58 are irradiated with laser light, the energy of the laser light is concentrated on the upper surface 58a side of the target 58 where the focal position of the laser light is located, and the irradiation area of the laser light is reduced. On the other hand, on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed, the irradiation area of the laser light is larger than the irradiation area on the upper surface 58a of the target 58, and the irradiation intensity is increased. This reduces the irradiation intensity on the upper surface 58a of the substrate and suppresses damage to the substrate 100. Possible (see Figure 8).

その結果、本発明においては、短パルス・レーザーを用いて、金属配線が形成される基板100を損傷させることなく、ターゲット58の金属をアブレーションさせてレーザー生成プラズマを発生させ、基板100に金属配線を形成することができる。   As a result, in the present invention, a short pulse laser is used to ablate the metal of the target 58 without damaging the substrate 100 on which the metal wiring is formed, thereby generating laser-generated plasma. Can be formed.

さらに、本発明の第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては、スペーサー36によって、基板100とターゲット58との間の距離W2が広く確保されるので、ターゲット58上でのレーザー光の照射強度を基板100中での照射強度より大きくするのに有効である。   Furthermore, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the second embodiment of the present invention, the distance W2 between the substrate 100 and the target 58 is ensured by the spacer 36, so that the laser light on the target 58 is emitted. This is effective for making the irradiation intensity larger than the irradiation intensity in the substrate 100.

また、本発明の第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては、上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10に用いられた基台28a金属薄膜28cとからなるターゲット28に代わり、単一の金属からなる簡単な構成のターゲット58を用いて、基板100を損傷させることなく、ターゲット58をアブレーションすることができる。   In the metal wiring forming apparatus 40 of the second embodiment of the present invention, the target 28 comprising the base 28a and the metal thin film 28c used in the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment described above is used. Instead, the target 58 can be ablated without damaging the substrate 100 using a simple construction target 58 made of a single metal.

なお、本発明の第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては、レーザー光の焦点位置をターゲット58の上面58a側に位置させたため、基板100の配線が形成される面100aにおけるレーザー光の照射面積が、ターゲット58の上面58aにおける照射面積に比べて大きくなってしまい、解像度の低減が懸念されるが、高々2倍程度(即ち、解像度2μm)と見積もられ、従来の手法よりは優れている。   In the metal wiring forming apparatus 40 according to the second embodiment of the present invention, since the focal position of the laser light is located on the upper surface 58a side of the target 58, the laser light on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed. The irradiation area becomes larger than the irradiation area on the upper surface 58a of the target 58, and there is a concern that the resolution is reduced. However, it is estimated that the irradiation area is about twice (that is, the resolution is 2 μm), which is higher than the conventional method. Are better.

また、本発明の第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては、開口数(NA)が大きなレンズ54を配設しているが、こうした開口数の大きなレンズは、ワーキングディスタンスが極めて小さいために、レンズ54を基板100にかなり近接する必要がある。ここで、本発明の構成では、レーザー20からのレーザー光は、基板100の配線が形成される面100aの裏面に当たる面100b側から照射され、アブレーションが生じる側(即ち、基板100の配線が形成される面100a側)から照射されることはないので、アブレーションされた物質が基板100に近接して配設されるレンズ54に付着することがなく、良好な動作状態を維持することができる。   Further, in the metal wiring forming apparatus 40 according to the second embodiment of the present invention, the lens 54 having a large numerical aperture (NA) is disposed, but such a lens having a large numerical aperture has a very small working distance. Therefore, the lens 54 needs to be quite close to the substrate 100. Here, in the configuration of the present invention, the laser light from the laser 20 is irradiated from the side of the surface 100b that hits the back surface of the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed, and the side where ablation occurs (that is, the wiring of the substrate 100 is formed). Therefore, the ablated substance does not adhere to the lens 54 disposed in the vicinity of the substrate 100, and a good operating state can be maintained.

そして、本発明の第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては、金属堆積システム44がハンダ52を塗布する塗布装置50により構成されているので、基板100に金属配線を形成する全工程を完全にドライ化することができる。   And in the metal wiring formation apparatus 40 of the 2nd Embodiment of this invention, since the metal deposition system 44 is comprised by the coating device 50 which apply | coats the solder 52, all the processes which form a metal wiring in the board | substrate 100 Can be completely dried.

なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(11)に示すように変形することができるものである。   The embodiment described above can be modified as shown in the following (1) to (11).

(1)上記した第1ならびに第2の実施の形態の金属配線形成装置10,40においては、レーザー20としてはQスイッチNd:YAGレーザーを用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、照射するレーザー光が基板100に対して透明であれば、紫外レーザーの他に可視レーザーや赤外レーザーなどの種々のレーザーを用いることができる。   (1) In the metal wiring forming apparatuses 10 and 40 according to the first and second embodiments described above, a Q-switched Nd: YAG laser is used as the laser 20, but the present invention is not limited to this. Needless to say, various lasers such as a visible laser and an infrared laser can be used in addition to the ultraviolet laser as long as the irradiated laser light is transparent to the substrate 100.

また、基板100としては、照射されるレーザー光が当該材料に対して透明となる、即ち、照射されるレーザー光を吸収しないものであれば、任意のものを選択することができる。例えば、吸収端がポリイミドよりもっと短いポリマーを用いた場合は、上記した実施の形態のレーザー20より短波長のレーザーを用いることも可能である。   As the substrate 100, any substrate can be selected as long as the irradiated laser light is transparent to the material, that is, does not absorb the irradiated laser light. For example, when a polymer having an absorption edge shorter than that of polyimide is used, it is possible to use a laser having a shorter wavelength than the laser 20 of the above-described embodiment.

(2)上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10においては、ターゲット28の金属薄膜28cは金(Au)からなるようにし、第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては、ターゲット58は金からなるようにしたが、レーザー光の照射によってプラズマが生成されるものであれば、これらターゲット28の金属薄膜28cやターゲット58は、銅(Cu)などの各種金属や金属の他にセラミックなどの任意のものを選択することができる。   (2) In the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment described above, the metal thin film 28c of the target 28 is made of gold (Au), and in the metal wiring forming apparatus 40 of the second embodiment. The target 58 is made of gold, but the metal thin film 28c and the target 58 of the target 28 are made of various metals such as copper (Cu) or metal if plasma is generated by laser light irradiation. In addition, arbitrary things, such as a ceramic, can be selected.

なお、ターゲット28は、金属薄膜28cとして用いた材料に応じて、当該金属薄膜28cとして用いた材料の熱伝導率に比べて小さい熱伝導率を有する材料を、基台を形成する材料として採用すればよい。   For the target 28, a material having a thermal conductivity smaller than that of the material used as the metal thin film 28c is adopted as a material for forming the base, depending on the material used as the metal thin film 28c. That's fine.

(3)上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10において、金属堆積システム14のメッキ液34として無電解メッキ液を用いるようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、電解メッキ液を用いて電気分解法(電気メッキ法)によってメッキするように構成してもよい。   (3) In the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment described above, an electroless plating solution is used as the plating solution 34 of the metal deposition system 14, but it is needless to say that the present invention is not limited to this. There may be configured such that plating is performed by an electrolysis method (electroplating method) using an electrolytic plating solution.

(4)上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10のレンズ24により集光されるレーザー光の焦点位置ならびに第2の実施の形態の金属配線形成装置40のレンズ54により集光されるレーザー光の焦点位置は、上記した実施の形態に限られるものではないことは勿論であり、例えば、ターゲット28,58の基板100と対向する面とは反対側の面側や、基板100とレンズ24,54との間などに位置させることができる。   (4) The focal position of the laser beam condensed by the lens 24 of the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment and the lens 54 of the metal wiring forming apparatus 40 of the second embodiment. Needless to say, the focal position of the laser beam is not limited to the above-described embodiment. For example, the surface of the targets 28 and 58 opposite to the surface facing the substrate 100, It can be located between the lenses 24 and 54.

(5)上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10においてはターゲット28を配設し、第2の実施の形態の金属配線形成装置40においては開口数(NA)が大きなレンズ54を配設するようにして、ターゲット28,58がアブレーションされてレーザー生成プラズマを発生するアブレーション閾値を低減することができるとともに、金属配線が形成される基板100の損傷を回避できるようにしたが、これに限られることなしに、例えば、ベリリウムをドープした銅のようなアブレーション閾値の低い材料を用いるようにしてもよい。   (5) In the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment described above, the target 28 is disposed, and in the metal wiring forming apparatus 40 of the second embodiment, the lens 54 having a large numerical aperture (NA) is provided. As a result, the ablation threshold at which the targets 28 and 58 are ablated to generate laser-produced plasma can be reduced, and damage to the substrate 100 on which the metal wiring is formed can be avoided. For example, a material having a low ablation threshold, such as copper doped with beryllium, may be used.

(6)上記した第1の実施の形態の金属配線形成装置10(図1参照)の構成と、第2の実施の形態の金属配線形成装置40(図7参照)の構成とをそれぞれ、互いに入れ換えて構成するようにしてもよい。例えば、第1の実施の形態の金属配線形成装置10の金属堆積システム14に代えて、第2の実施の形態の金属配線形成装置40の金属堆積システム44を配設すれば、全工程のドライ化を実現することができる。   (6) The configuration of the metal wiring forming apparatus 10 (see FIG. 1) of the first embodiment and the configuration of the metal wiring forming apparatus 40 (see FIG. 7) of the second embodiment are respectively You may make it comprise and replace. For example, in place of the metal deposition system 14 of the metal wiring forming apparatus 10 of the first embodiment, if the metal deposition system 44 of the metal wiring forming apparatus 40 of the second embodiment is provided, the dry process of all steps is performed. Can be realized.

(7)上記した第1ならびに第2の実施の形態の金属配線形成装置10,40においては、レーザー20から照射されたレーザー光を用いて、ターゲット28,58からプラズマを生成するとともに、基板100の配線が形成される面100aにおいてプラズマからの発光やイオン、ラジカルとの相互作用を発揮せしめるようにしたが、これに限られることなしに、ターゲット28,58からプラズマを生成するためのレーザー光と、基板100の配線が形成される面100aにおいてプラズマからの発光やイオン、ラジカルとの相互作用を発揮せしめるレーザー光とを別々にしてもよい。   (7) In the metal wiring forming apparatuses 10 and 40 according to the first and second embodiments described above, plasma is generated from the targets 28 and 58 using the laser light emitted from the laser 20, and the substrate 100 is used. Although light emission from plasma and interaction with ions and radicals are exhibited on the surface 100a on which the wiring is formed, the laser light for generating plasma from the targets 28 and 58 is not limited to this. Also, laser light that exhibits light emission from plasma, interaction with ions, and radicals on the surface 100a on which the wiring of the substrate 100 is formed may be separated.

即ち、レーザー20から照射されるレーザー光を、基板100を透過させてターゲット28,58に照射するのではなく、レーザー20から照射されるレーザー光の光路を分岐して、一方は基板100に照射させ、他方はターゲット28,58に照射させるようにしてもよい。あるいは、ターゲット28,58からプラズマを生成するためのレーザー光を照射するためのレーザーと、基板100においてプラズマからの発光やイオン、ラジカルとの相互作用を発揮せしめるレーザー光を照射するためのレーザーとをそれぞれ設けるようにしてもよく、この場合にはそれぞれのレーザーは互いに異なる種類のものを用いるようにしてもよい。   That is, the laser beam irradiated from the laser 20 is not transmitted through the substrate 100 and irradiated to the targets 28 and 58, but the optical path of the laser beam irradiated from the laser 20 is branched and one is irradiated onto the substrate 100. The other may be irradiated to the targets 28 and 58. Alternatively, a laser for irradiating a laser beam for generating plasma from the targets 28 and 58, and a laser for irradiating the substrate 100 with a laser beam that exerts light emission from the plasma and interaction with ions and radicals. In this case, different lasers may be used.

(8)上記した第1ならびに第2の実施の形態の金属配線形成装置10,40においては、ターゲット28,58にレーザー光を照射することによりプラズマを生成するようにしたが、これに限られることなしに、ターゲット28,58を配設せず、その他の方法によってプラズマやイオン、ラジカルを生成するようにしてもよい。   (8) In the metal wiring forming apparatuses 10 and 40 according to the first and second embodiments described above, the plasma is generated by irradiating the targets 28 and 58 with laser light. Of course, the targets 28 and 58 may not be disposed, and plasma, ions, and radicals may be generated by other methods.

例えば、金属薄膜形成システムに対応するシステムの全体が真空チャンバー内に位置するようにし、当該真空チャンバーに一対の高周波電極を設け、この高周波電極に高周波電源から高周波電流を供給することにより、真空チャンバー内の任意の箇所でプラズマを生成してイオンやラジカルを形成するようにして、基板100に金属配線を形成するようにしてもよい。   For example, the entire system corresponding to the metal thin film forming system is positioned in a vacuum chamber, a pair of high-frequency electrodes are provided in the vacuum chamber, and a high-frequency current is supplied to the high-frequency electrode from a high-frequency power source, thereby Metal wiring may be formed on the substrate 100 by generating plasma and forming ions and radicals at any location within the substrate.

これにより、真空チャンバー16内において基板100の配線が形成される面100a側の領域にプラズマが生成されるようにした場合には、基板100の配線が形成される面100aにおいてプラズマからの発光やイオン、ラジカルと基板100に入射されたレーザー光との相互作用によりアブレーションによる加工が行われ、真空チャンバー16内において基板100の面100b側の領域にプラズマが生成されるようにした場合には、基板100の面100bにおいてプラズマからの発光やイオン、ラジカルと基板100に入射されたレーザー光との相互作用によりアブレーションによる加工が行われて、基板100の両面にエッチング溝200を形成するとともにエッチング溝200の底面200aに金属薄膜202が堆積することが可能になる。   Thereby, in the case where plasma is generated in a region on the surface 100a side where the wiring of the substrate 100 is formed in the vacuum chamber 16, light emission from the plasma or the like is generated on the surface 100a where the wiring of the substrate 100 is formed. When processing by ablation is performed by the interaction between ions and radicals and laser light incident on the substrate 100, and plasma is generated in a region on the surface 100b side of the substrate 100 in the vacuum chamber 16, The surface 100b of the substrate 100 is processed by ablation by the interaction of light emission from plasma, ions, radicals, and laser light incident on the substrate 100 to form etching grooves 200 on both surfaces of the substrate 100 and the etching grooves. The metal thin film 202 is deposited on the bottom surface 200a of the 200. Possible to become.

また、第2の実施の形態の金属配線形成装置40において、基板100とターゲット58との間の距離W2が大きくなるような場合には、金属薄膜形成システム42の全体が真空チャンバー16内に位置するようにして、真空中でレーザー光を照射するとよい。   Further, in the metal wiring forming apparatus 40 of the second embodiment, when the distance W2 between the substrate 100 and the target 58 becomes large, the entire metal thin film forming system 42 is located in the vacuum chamber 16. In this way, the laser beam may be irradiated in a vacuum.

(9)上記した実施の形態において、所定の回路パターンに対応する微細パターンを有するマスクを配設し、このマスクを通過したレーザー光がレンズ14,54により集光され、基板100ならびにターゲット28,58に照射されて回路パターンが形成されるようにしてもよい。   (9) In the above-described embodiment, a mask having a fine pattern corresponding to a predetermined circuit pattern is provided, and laser light that has passed through the mask is condensed by the lenses 14 and 54, and the substrate 100 and the target 28, 58 may be irradiated to form a circuit pattern.

なお、上記した第1ならびに第2の実施の形態の金属配線形成装置10,40は、マスクを用いることなしに、ステージ26を移動させて基板100と基板100に照射されるレーザー光との相対的な位置関係を3次元の方向で変化させながら、一筆書きのようにして金属配線を形成することができるものであり、従来の手法では必須であった携帯電話やコンピュータの回路基板それぞれの異なる回路パターン毎のマスクを製作する手間とコストを削減できることになる。   In the metal wiring forming apparatuses 10 and 40 of the first and second embodiments described above, the substrate 100 is moved relative to the laser beam irradiated onto the substrate 100 without using a mask. The metal wiring can be formed like a single stroke while changing the general positional relationship in a three-dimensional direction. The labor and cost of manufacturing a mask for each circuit pattern can be reduced.

(10)上記した実施の形態においては、金属薄膜形成システム12,42において形成されるエッチング溝200の深さや金属の薄膜の膜厚、あるいは、金属堆積システム14,44において堆積される金属の膜厚などはそれぞれ、レーザーの照射時間や照射強度あるいはメッキ液中への浸漬時間などを変更することにより、任意のサイズに簡単に調整可能なものである。また、ターゲット28,58を形成する材料を変更することにより、その材料に応じた色彩で金属配線を形成することも可能である。   (10) In the above-described embodiment, the depth of the etching groove 200 formed in the metal thin film forming systems 12 and 42, the film thickness of the metal thin film, or the metal film deposited in the metal deposition systems 14 and 44 The thickness and the like can be easily adjusted to any size by changing the laser irradiation time, irradiation intensity, immersion time in the plating solution, or the like. Further, by changing the material for forming the targets 28 and 58, it is also possible to form the metal wiring with a color corresponding to the material.

従って、本発明は、回路基板への回路パターンに形成に限られることなしに、各種の金属の配線を形成する際に用いてよいものである。   Therefore, the present invention is not limited to forming a circuit pattern on a circuit board, and may be used when forming various metal wirings.

(11)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(10)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。   (11) The above-described embodiment and the modifications shown in (1) to (10) may be combined as appropriate.

本発明による金属配線形成装置の第1の実施の形態を示す概念構成図である。1 is a conceptual configuration diagram showing a first embodiment of a metal wiring forming apparatus according to the present invention. 図1の要部を示し、本発明による金属配線形成装置の第1の実施の形態の動作を示す概念構成図である。It is a conceptual block diagram which shows the principal part of FIG. 1 and shows operation | movement of 1st Embodiment of the metal wiring formation apparatus by this invention. (a)は金属薄膜形成システムにおける工程が終了したときの基板を示す説明図と一部拡大図とであり、(b)は金属堆積システムにおける工程が終了したときの基板を示す説明図と一部拡大図とである。(A) is explanatory drawing which shows the board | substrate when the process in a metal thin film formation system is complete | finished, and a partially expanded view, (b) is explanatory drawing which shows a board | substrate when the process in a metal deposition system is complete | finished. It is a part enlarged view. (a)は従来のウェットエッチングによる金属のアンダーエッチングを示す説明図であり、(b)は本発明により形成されたエッチング溝への金属の埋め込みを示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the metal under-etching by the conventional wet etching, (b) is explanatory drawing which shows the embedding of the metal to the etching groove | channel formed by this invention. 基板の配線が形成される面の光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph of the surface in which the wiring of a board | substrate is formed. 基板の配線が形成される面の光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph of the surface in which the wiring of a board | substrate is formed. 本発明による金属配線形成装置の第2の実施の形態を示す概念構成図である。It is a conceptual block diagram which shows 2nd Embodiment of the metal wiring formation apparatus by this invention. 図7の要部を示し、本発明による金属配線形成装置の第2の実施の形態の動作を示す概念構成図である。It is a conceptual block diagram which shows the principal part of FIG. 7 and shows operation | movement of 2nd Embodiment of the metal wiring formation apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,40 金属配線形成装置
12,42 金属薄膜形成システム
14,44 金属堆積システム
20 レーザー
22 ミラー
24,54 レンズ
26 ステージ
26a 上面
28 ターゲット
28a 基台
28b 表面
28c 金属薄膜
28d 底面
30,36 スペーサー
32 槽
34 メッキ液
50 塗布装置
52 ハンダ
58 ターゲット
58a 上面
58b 底面
100 基板
100a 配線が形成される面
100b 面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,40 Metal wiring formation apparatus 12,42 Metal thin film formation system 14,44 Metal deposition system 20 Laser 22 Mirror 24,54 Lens 26 Stage 26a Top surface 28 Target 28a Base 28b Surface 28c Metal thin film 28d Bottom surface 30, 36 Spacer 32 Tank 34 plating solution 50 coating apparatus 52 solder 58 target 58a upper surface 58b bottom surface 100 substrate 100a surface 100b surface on which wiring is formed

Claims (12)

電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成方法において、
電子回路用の基板に、前記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を照射するとともに、前記電子回路用の基板の配線が形成される面に近接してプラズマを生成し、前記プラズマと前記電子回路用の基板に照射されたレーザー光とを相互作用させ、前記相互作用によって、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に前記エッチング溝の底面に金属薄膜を堆積させる第1の段階と、
前記第1の段階によって形成された前記エッチング溝内に金属を堆積させる第2の段階と
を有する金属配線形成方法。
In a metal wiring forming method for forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit,
The substrate for electronic circuit is irradiated with a transparent laser beam to the substrate for electronic circuit, and plasma is generated in proximity to a surface on which the wiring of the substrate for electronic circuit is formed, and the plasma and The electronic circuit board is caused to interact with the laser light irradiated to the electronic circuit board, and the interaction causes ablation on the surface of the electronic circuit board where the wiring is formed. A first step of forming an etching groove by ablation on the surface on which the wiring is formed and simultaneously depositing a metal thin film on the bottom surface of the etching groove;
And a second step of depositing a metal in the etching trench formed by the first step.
電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成方法において、
金属の熱伝導率に比べて小さい熱伝導率を有する材料からなる基台と前記基台の表面に形成された金属の薄膜とを有するターゲットを、電子回路用の基板の配線が形成される面と前記金属の薄膜とが対向するようにしかつ前記電子回路用の基板と前記ターゲットとの間の距離を制御して配置し、前記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、前記電子回路用の基板に照射するとともに前記ターゲットの前記金属の薄膜に照射して、前記ターゲットから前記ターゲットの前記金属の薄膜と前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、前記プラズマと前記電子回路用の基板に照射されたレーザー光とを相互作用させ、前記相互作用によって、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に前記エッチング溝の底面に前記ターゲットの前記金属の薄膜からアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1の段階と、
前記第1の段階によって形成された前記エッチング溝内に金属を堆積させる第2の段階と
を有する金属配線形成方法。
In a metal wiring forming method for forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit,
A surface on which a wiring of a substrate for an electronic circuit is formed by using a target having a base made of a material having a thermal conductivity smaller than that of the metal and a metal thin film formed on the surface of the base. And the metal thin film are opposed to each other and the distance between the electronic circuit substrate and the target is controlled, and a transparent laser beam is applied to the electronic circuit substrate. Irradiating the circuit board and irradiating the metal thin film of the target, and plasma between the target and the metal thin film of the target and the surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed And the plasma and the laser light applied to the electronic circuit substrate interact with each other, and the interaction causes an ablation on the surface on which the wiring of the electronic circuit substrate is formed. The is generated, depositing a metal thin film, wherein the wiring is ablated from a thin film of the metal of the target on the bottom at the same time the etching grooves to form an etching groove by ablation in the plane formed of the substrate for the electronic circuit The first stage,
And a second step of depositing a metal in the etching trench formed by the first step.
電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成方法において、
電子回路用の基板の配線が形成される面と表面とが対向するようにしかつ前記電子回路用の基板との間の距離を制御してターゲットを配置し、前記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、焦点位置が前記ターゲットの前記表面に位置するようにして、前記電子回路用の基板に照射するとともに前記ターゲットの前記表面に照射して、前記ターゲットから前記ターゲットの前記表面と前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、前記プラズマと前記電子回路用の基板に照射されたレーザー光とを相互作用させ、前記相互作用によって、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に前記エッチング溝の底面に前記ターゲットからアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1の段階と、
前記第1の段階によって形成された前記エッチング溝内に金属を堆積させる第2の段階と
を有する金属配線形成方法。
In a metal wiring forming method for forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit,
The surface on which the wiring of the electronic circuit board is formed and the surface are opposed to each other, and the target is disposed by controlling the distance between the electronic circuit board and the electronic circuit board. A transparent laser beam is irradiated on the surface of the target while irradiating the substrate for the electronic circuit with a focal point positioned on the surface of the target, and from the target to the surface of the target. Plasma is generated between the surface of the electronic circuit substrate and the surface on which the wiring is formed, and the plasma and the laser light applied to the electronic circuit substrate are allowed to interact with each other. Etching by ablation on the surface of the electronic circuit board where the wiring is formed by generating ablation on the surface of the electronic circuit board where the wiring is formed A first step of depositing a ablated metal thin film from said target on a bottom surface of the etched groove at the same time to form a
And a second step of depositing a metal in the etching trench formed by the first step.
請求項1、請求項2または請求項3のいずれか1項に記載の金属配線形成方法において、
前記第1の段階において照射されるレーザー光は、パルス・レーザー光である
金属配線形成方法。
In the metal wiring formation method of any one of Claim 1, Claim 2, or Claim 3,
The metal wiring forming method, wherein the laser beam irradiated in the first stage is a pulse laser beam.
請求項1、請求項2、請求項3または請求項4のいずれか1項に記載の金属配線形成方法において、
前記第2の段階は、無電解メッキ液を用いたメッキ、電解メッキ液を用いたメッキまたはハンダの塗布のうちのいずれかにより、前記エッチング溝内に金属を堆積させる
ものである金属配線形成方法。
In the metal wiring formation method of any one of Claim 1, Claim 2, Claim 3, or Claim 4,
The second step is a method of forming a metal wiring, wherein the metal is deposited in the etching groove by any one of plating using an electroless plating solution, plating using an electrolytic plating solution, or applying solder. .
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4または請求項5のいずれか1項に記載の金属配線形成方法において、
前記電子回路用の基板はポリマー材料により形成され、前記第1の段階によって前記エッチング溝の底面に金の薄膜を形成し、前記第2の段階によって前記エッチング溝内に銅を堆積させる
ものである金属配線形成方法。
In the metal wiring formation method of any one of Claim 1, Claim 2, Claim 3, Claim 4, or Claim 5,
The electronic circuit board is formed of a polymer material, a gold thin film is formed on the bottom surface of the etching groove in the first step, and copper is deposited in the etching groove in the second step. Metal wiring formation method.
電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成装置において、
配線が形成される面を有する電子回路用の基板を移動自在に保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面に近接してプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
前記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、前記保持手段に保持された前記電子回路用の基板に照射して、前記プラズマ生成手段によって生成されたプラズマと前記レーザー光とを相互作用させるレーザーと
を有し、
前記プラズマ生成手段によって生成されたプラズマと前記レーザーから前記電子回路用の基板に照射されたレーザー光との相互作用によって、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に前記エッチング溝の底面に金属薄膜を堆積させる第1のシステムと、
前記第1のシステムによって形成された前記エッチング溝内に金属を堆積させる第2のシステムと
を有する金属配線形成装置。
In a metal wiring forming apparatus for forming metal wiring on a substrate for electronic circuits,
Holding means for movably holding a substrate for an electronic circuit having a surface on which wiring is formed;
Plasma generating means for generating plasma in proximity to a surface on which the wiring of the electronic circuit board held by the holding means is formed;
A laser beam transparent to the electronic circuit substrate is irradiated to the electronic circuit substrate held by the holding means, and the plasma generated by the plasma generating means interacts with the laser light. And a laser to be
Ablation is generated on the surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed by the interaction between the plasma generated by the plasma generation means and the laser beam irradiated from the laser to the electronic circuit board. A first system for forming an etching groove by ablation on the surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed, and simultaneously depositing a metal thin film on the bottom surface of the etching groove;
And a second system for depositing metal in the etching trench formed by the first system.
電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成装置において、
配線が形成される面を有する電子回路用の基板を移動自在に保持する保持手段と、
金属の熱伝導率に比べて小さい熱伝導率を有する材料からなる基台と前記基台の表面に形成された金属の薄膜とを有してなり、前記保持手段に保持された前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面と前記金属の薄膜とが対向するようにしかつ前記電子回路用の基板との間の距離を制御して配置されたターゲットと、
前記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、前記保持手段に保持された前記電子回路用の基板に照射するとともに前記ターゲットの前記金属の薄膜に照射して、前記ターゲットから前記ターゲットの前記金属の薄膜と前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、前記プラズマと前記レーザー光とを相互作用させるレーザーと
を有し、
前記ターゲットから生成されたプラズマと前記レーザーから前記電子回路用の基板に照射されたレーザー光との相互作用によって、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に前記エッチング溝の底面に前記ターゲットの前記金属の薄膜からアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1のシステムと、
前記第1のシステムによって形成された前記エッチング溝内に金属を堆積させる第2のシステムと
を有する金属配線形成装置。
In a metal wiring forming apparatus for forming metal wiring on a substrate for electronic circuits,
Holding means for movably holding a substrate for an electronic circuit having a surface on which wiring is formed;
For the electronic circuit comprising a base made of a material having a thermal conductivity smaller than that of the metal and a metal thin film formed on the surface of the base, and held by the holding means A target disposed so that a surface of the substrate of the substrate on which the wiring is formed and the metal thin film face each other and a distance between the substrate for the electronic circuit is controlled;
A laser beam transparent to the electronic circuit substrate is irradiated to the electronic circuit substrate held by the holding means and the metal thin film of the target is irradiated from the target to the target. A laser that generates plasma between the metal thin film and a surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed, and that causes the plasma and the laser beam to interact with each other.
By the interaction between the plasma generated from the target and the laser light irradiated on the electronic circuit substrate from the laser, ablation is generated on the surface of the electronic circuit substrate on which the wiring is formed, A first system for forming an etching groove by ablation on a surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed, and simultaneously depositing a metal thin film ablated from the metal thin film of the target on a bottom surface of the etching groove; ,
And a second system for depositing metal in the etching trench formed by the first system.
電子回路用の基板に金属配線を形成する金属配線形成装置において、
配線が形成される面を有する電子回路用の基板を移動自在に保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面と表面とが対向するようにしかつ前記電子回路用の基板との間の距離を制御して配置されたターゲットと、
前記電子回路用の基板に対して透明なレーザー光を、焦点位置が前記ターゲットの前記表面に位置するようにして、前記保持手段に保持された前記電子回路用の基板に照射するとともに前記ターゲットの前記表面に照射して、前記ターゲットから前記ターゲットの前記表面と前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面との間にプラズマを生成し、前記プラズマと前記レーザー光とを相互作用させるレーザーと
を有し、
前記ターゲットから生成されたプラズマと前記レーザーから前記電子回路用の基板に照射されたレーザー光との相互作用によって、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面でアブレーションを発生させて、前記電子回路用の基板の前記配線が形成される面にアブレーションによるエッチング溝を形成すると同時に前記エッチング溝の底面に前記ターゲットからアブレーションされた金属薄膜を堆積させる第1のシステムと、
前記第1のシステムによって形成された前記エッチング溝内に金属を堆積させる第2のシステムと
を有する金属配線形成装置。
In a metal wiring forming apparatus for forming metal wiring on a substrate for electronic circuits,
Holding means for movably holding a substrate for an electronic circuit having a surface on which wiring is formed;
A target disposed so that a surface on which the wiring is formed and a surface of the electronic circuit board held by the holding unit are opposed to each other and the distance between the electronic circuit board is controlled; ,
A laser beam transparent to the electronic circuit substrate is irradiated to the electronic circuit substrate held by the holding means so that a focal position is located on the surface of the target, and the target Irradiating the surface to generate plasma from the target between the surface of the target and the surface of the electronic circuit board on which the wiring is formed, and the plasma and the laser beam interact with each other A laser and
By the interaction between the plasma generated from the target and the laser light irradiated on the electronic circuit substrate from the laser, ablation is generated on the surface of the electronic circuit substrate on which the wiring is formed, A first system for forming an etching groove by ablation on a surface of the electronic circuit substrate on which the wiring is formed, and simultaneously depositing a metal thin film ablated from the target on a bottom surface of the etching groove;
And a second system for depositing metal in the etching trench formed by the first system.
請求項7、請求項8または請求項9のいずれか1項に記載の金属配線形成装置において、
前記レーザーは、前記レーザー光としてパルス・レーザー光を照射するものである
金属配線形成装置。
In the metal wiring formation apparatus of any one of Claim 7, Claim 8, or Claim 9,
The laser is a metal wiring forming apparatus that emits pulsed laser light as the laser light.
請求項7、請求項8、請求項9または請求項10のいずれか1項に記載の金属配線形成装置において、
前記第2のシステムは、無電解メッキ液を用いたメッキ、電解メッキ液を用いたメッキまたはハンダの塗布のうちのいずれかにより、前記エッチング溝内に金属を堆積させる
ものである金属配線形成装置。
In the metal wiring formation apparatus of any one of Claim 7, Claim 8, Claim 9, or Claim 10,
The second system is a metal wiring forming apparatus that deposits metal in the etching groove by any one of plating using an electroless plating solution, plating using an electrolytic plating solution, or soldering. .
請求項7、請求項8、請求項9、請求項10または請求項11のいずれか1項に記載の金属配線形成装置において、
前記電子回路用の基板はポリマー材料により形成され、前記第1のシステムによって前記エッチング溝の底面に金の薄膜を形成し、前記第2のシステムによって前記エッチング溝内に銅を堆積させる
ものである金属配線形成装置。
In the metal wiring formation apparatus of any one of Claim 7, Claim 8, Claim 9, Claim 10, or Claim 11,
The substrate for the electronic circuit is formed of a polymer material, a gold thin film is formed on the bottom surface of the etching groove by the first system, and copper is deposited in the etching groove by the second system. Metal wiring forming device.
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CN108604575B (en) * 2016-03-31 2023-05-26 伊雷克托科学工业股份有限公司 Laser seed crystal for conductive electroplating
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CA1105093A (en) * 1977-12-21 1981-07-14 Roland F. Drew Laser deposition of metal upon transparent materials
JPH02246328A (en) * 1989-03-20 1990-10-02 Fujitsu Ltd Thin film forming and etching equipment
JP3192667B2 (en) * 1990-03-01 2001-07-30 住友電気工業株式会社 Method for producing oxide superconducting thin film
JPH07240568A (en) * 1994-02-28 1995-09-12 Mitsubishi Electric Corp Circuit board and its manufacture
JPH1150274A (en) * 1997-08-01 1999-02-23 Toshiba Mach Co Ltd Cutting method and cutting equipment
JPH1168288A (en) * 1997-08-21 1999-03-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Circuit board and production thereof
JP2002252212A (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Surface processing method, and method and apparatus for manufacturing photovoltaic power generator
JP2003096559A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Shin Meiwa Ind Co Ltd Apparatus and method for film deposition

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