JPH0230386B2 - - Google Patents

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JPH0230386B2
JPH0230386B2 JP59152337A JP15233784A JPH0230386B2 JP H0230386 B2 JPH0230386 B2 JP H0230386B2 JP 59152337 A JP59152337 A JP 59152337A JP 15233784 A JP15233784 A JP 15233784A JP H0230386 B2 JPH0230386 B2 JP H0230386B2
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plating
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speed
laser beam
processing
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Midori Imura
Makoto Morijiri
Masanobu Hanazono
Shinichi Wai
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、金属、半導体、絶縁物等の被加工物
に選択的に加工を施す方法に係り、特に微細パタ
ーンの形成及び修正に好適な加工方法に関する。
〔発明の背景〕
従来、被加工物の被加工部分を溶液中に設置
し、めつきが促進するようにエネルギービームを
照射して、照射した部分のみに選択的にめつきを
形成する例として、特開昭55−148757号公報に開
示されためつき方法があげられる。この従来技術
について第１１図を参照して以下に述べる。第１
１図において、セル２中には無電解めつき液３が
含まれている。加工物１は無電解めつき液３中に
浸される。エネルギー源４より発したエネルギー
ビーム８は、レンズシステム７により集光し、無
電解めつき液３を通過して被加工物１の表面に照
射される。このようにしてエネルギービーム８を
照射した部分にのみ選択的に無電解めつきするこ
とが可能である。
しかしながら、このめつき方法によれば、加工
物１４全体を容器１０中に浸してめつきを行なわ
なければならず、したがつて加工物１４が大きな
ものである場合には、大掛りな設備（特に、容器
１０）を必要とする。また、微細パターンの修正
に際しては修正不要な部分もめつき液に浸される
こととなり、高品質の確保の妨げとなる。
かかる不具合は、例えば、特開昭58−64368号
公報に開示された「化学メツキ方法」においても
同様に生じるものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、加工物の品質を保持しつつ、
局部的な選択加工を高速にて行いうる加工方法を
提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明の選択的加
工方法は、被加工物の任意の加工部分に溶液を接
触させかつエネルギービームを照射して選択的に
加工を施す選択的加工方法において、前記溶液を
前記加工部に前記エネルギービームの照射方向に
ほぼ同じ方向から流動させる点に特徴を有する。
〔発明の実施例〕
次に、本発明による選択的加工方法の好ましい
実施例を図面に基づいて説明する。
第１図、第２図に、本発明の第１の実施例を示
す。この第１の実施例は後述するように高速めつ
きセルを使つて配線パターン等の断線欠陥部を埋
めて修正する例について示したものである。第１
図に示すように、ポリイミド基板１３上に形成さ
れた金属パターン１２に断線欠陥部ａが存在する
とする。この断線欠陥部ａに先端ノズル１０を指
向して高速めつきセル９が配置されている。金属
パターン１２上には断線欠陥部ａ近傍のみを露出
すべく保護パツド１１が置かれている。高速めつ
きセル９は略筒状を有し、上部に集光レンズ７が
設けられ、上部側方には高速めつきセル９の空胴
を連通するめつき液供給口２７が取付けられてい
る。
さて、第２図に示すように、めつき液供給口２
７から無電解銅めつき液１４を供給すると、高速
めつきセル９の先端１０のノズルからめつき液１
４が所定の速度（例えば、60ｍ／min）で断線欠
陥部ａに向けて噴射される。このとき、断線欠陥
部ａの近傍以外の金属パターンはパツド１１によ
つて覆われているから、不必要にめつき液１４に
さらされることはなく、品質の低下を防止でき
る。したがつて、噴射されためつき液１４は矢印
で示すようにパツド１１上を流れ、外部へと放出
される。一方、高速めつきセル９の上方から与え
られるレーザビーム８は集光レンズ７によつて微
小スポツトを断線欠陥部ａに形成し、断線欠陥部
ａのみを選択的に加熱する。
このようにして、断線欠陥部ａのみをレーザビ
ーム８により選択的に加熱するとともに、めつき
液１４を断線欠陥部ａの近傍においてレーザビー
ム８の照射方向と同じ方向から流動させることに
より、断線欠陥部ａのみを高速でしかも局部的に
めつき処理することが可能となる。そして、めつ
き液１４をレーザビーム８と同じ方向から流動さ
せることにより、レーザビーム８と直角方向に流
動させるよりも、レーザビームはめつき液によつ
て屈折や散乱させられることが少なく、精度よく
効率よく断線欠陥部ａに照射される。
ここで、このようにレーザビーム８による加熱
とめつき液１４の流動的な供給がめつきの高速化
に寄与する理由について説明する。加熱によるめ
つきの高速化は温度上昇による分子の活性化によ
るものとして知られているので、ここでは主とし
てめつき液の流動に伴う現象について考察する。
第３図に、無電解銅めつき液（液温90℃）中に
ポリイミド基材を設置し、レーザは照射しない時
の時間に対する膜厚変化、および同じ無電解銅め
つき液（液温20℃）中にポリイミド基材を設置
し、アルゴンレーザ（照射密度600W／mm2）を照
射した部分の膜厚変化を示す。だたし、後者は照
射部での温度が90℃付近になつていることを別途
確認している。この図から、レーザを照射した場
合の膜生成速度600μｍ／hourは、温度が同じ通
常の無電解めつきの膜生成速度6μｍ／hourの約
100倍になつていることがわかる。この結果は、
レーザを照射した時の膜生成速度の増加が、単に
照射部の温度上昇（90℃）によるものだけでない
ことを示している。また、その他の加速要因とし
て考えられるのは、照射部近傍のみ物質移動が容
易になつているということである。換言すれば、
レーザ照射部で局部的な液の攪拌現象が起きた結
果、拡散層（イオンが消費される被加工物近傍で
濃度勾配ができている部分）の厚みが局所的に薄
くなつているということである。
ところで、拡散層の厚みは、基板の近傍の溶液
を攪拌するほど薄くなることが一般によく知られ
ている。溶液を攪拌するのには、例えば基板自体
を高速で回転させればよい。基板の角回転速度ω
と拡散層の厚みδとの関係は次式で与えられる。
δ＝1.61D1/3ω-1/2ν1/6 ……(1) ここで、 Ｄ：拡散定数 ν：動粘度 Ｄとνとを与えて拡散層の厚みδと回転速度と
の関係を示したのが第４図である。この図から、
回転数を上げるほど、拡散層の厚みが薄くなるこ
とがわかる。
さて、めつきの場合、膜生成速度ｖと基板の回
転速度ωの関係は次式で与えられる。
ｖ＝ki＝±0.625knFCD2/3ν-1/6ω1/2 ……(2) ここで、 ｉ：限界電流密度 ｋ：定数 ｎ：イオン価 Ｆ：フアラデー定数 Ｃ：沖合濃度 (2)式に、先述のレーザを照射した場合の膜生成
速度600μｍ／hourを代入して回転数を求め、こ
の値を(1)式に入れて拡散層の厚みに換算すると、
δ＝0.2μｍと求まる。この結果を第４図に示す。
通常の無電解めつき液で、基材を1000rpmで回転
した場合の拡散層の厚みは第４図からδ＝14μｍ
と求まる。したがつて、レーザを照射した部分の
み拡散層の厚みが1/70になつていることが推定さ
れる。
以上の結果から、拡散層の厚みをさらに薄くす
れば、めつき速度はさらに上がることがわかる。
本実施例では、先に第２図に示したように、被
加工部において、めつき液１４は常にレーザ照射
方向と同じ方向から流れて攪拌されている。すな
わち、レーザによる温度上昇と攪拌効果、液の流
れによる攪拌効果が相乗的に働き、めつき膜生成
速度は2000μｍ／hourと向上する。その結果、被
加工部のみ選択的高能率なめつきが可能になるわ
けである。以上のように、本実施例において、被
加工物の被加工部においてめつき液がレーザ照射
方向と同じ方向から流動しているので、めつき速
度は加速されている。
次に、第５図、第６図に第２の実施例を示す。
第５図に示す第２の実施例は、高速めつきセル９
の内部に光フアイバ１５を挿通し、断線欠陥部ａ
に直接的にレーザビーム８を導くようにしたもの
である。その他は第１の実施例と同様なので説明
は省略する。このように、光フアイバ１５を用い
ることにより、レーザビーム８がめつき液１４中
を僅かな距離しか通過しないので、めつき液１４
に吸収され易い波長のレーザ光を用いる場合に適
している。
さらに、光フアイバ１５は移動に関する自由度
が大きいので、ポリイミド基材１３上での移動が
容易である。また、光フアイバ１５を導入した高
速めつきセル９を小型化して、レーザペンのよう
な構造にすれば、より簡便な加工装置が提供され
る。
光フアイバ１５は必ずしもめつき液１４中を通
過しなくてもよい。その例を第６図に示す。レー
ザビーム８は光フアイバ１６によつて供給され
る。めつき液１４はレーザビーム８の照射部に対
し斜め横から供給される。第１図、第２図で示し
たようにビームの供給の仕方は、レーザ源からそ
のままきた光を利用しても、光フアイバを利用し
てもかまわない。
以上述べた本実施例では、被加工物の被加工部
において、溶液が流動しているので、めつき速度
を加速できることに加えて、レーザビーム８の供
給を効率的に行うことができ、また操作性のよい
高速セルを提供しうる。
めつき液１４は、必ずしも高速めつきセルより
供給されなくともよい。本発明の第３の実施例を
第７図に示す。第７図に示すように、セル１７は
先端に吸引盤１８を有する構造とする。レーザビ
ーム８はレンズ７により集光され、めつき液１４
中を通過して断線欠陥部ａ上に照射される。ポリ
イミド基材１３上は、選択めつきが必要な部分の
近傍以下は、吸引盤１８の外に存在することにな
る。したがつて、選択めつきが必要な部分の近傍
以外はめつき液１４と接しないため、バツクグラ
ウンドにめつきされない。ここでめつき液は矢印
で示したように、セル内を循環しているので、被
加工物の被加工部において流動しており、めつき
速度はより加速されている。
本発明の第４の実施例を第８図に示す。セル１
９は、先端にＯリング２０を有する構造をとつて
いる。レーザビーム８は、レンズ７によつて集光
され、めつき液１４中を通過して断線欠陥部ａ上
に照射される。ポリイミド基材１３上は、選択め
つきが必要な部分の近傍以外は、Ｏリング２０の
外に存在する。めつき液は矢印で示したようにセ
ル内を循環しているので、被加工物の被加工部に
おいて流動しており、めつき速度はより加速され
る。
本発明の第５の実施例を第９図に示す。ポリイ
ミド基材１３の下に排気孔２４を有する固定台２
３を配置してもよい。セル２１はゴムパツト２２
で液もれを防止する構造をとつている。レーザビ
ーム８は、レンズ７によつて集光され、めつき液
１４中を通過して断線欠陥部ａ上に照射される。
ポリイミド基材１３上は、選択めつきが必要な部
分の近傍以外はゴムパツト２２で覆われている。
めつき液は矢印で示したようにセル内を循環して
いるので、被加工物の被加工部において流動して
おり、めつき速度はより加速される。
本発明の第６の実施例を第１０図に示す。ポリ
イミド基材１３は、セル２５中の固定治具２６に
よつて固定されている。めつき液１４は、矢印で
示したようにセル内を循環しているので、被加工
物の被加工部において流動しており、めつき速度
はより加速されている。
以上の実施例では選択的なめつきについて示し
たが、めつき液をエツチング液に変えれば、選択
的なエツチングの速度が加速される。
また、選択的なエネルギー源となるエネルギー
ビームとしてレーザビームを示したが、赤外線ラ
ンプ、キセノンランプなどでもかまわない。
また、本実施例では、断線欠陥部ａを有する基
材上にレーザビームを照射し、パターンを修正す
る例を示したが、レーザビームを所望のパターン
通りにスイープすれば、マスクレスでパターンが
形成できる。
また、以上の実施例は、めつき処理について示
したが、エツチング液を用いて不要パターンの削
除を選択的に行うことができる。つまり、反応を Cu2+＋2e←Cu と逆転させればよいからである。エツチング液の
組成例としては、例えば、 水…………１ 塩酸…………300ml 硝酸…………300ml または 水…………１ 水酸化カリウム（KOH）………40ｇ などが挙げられる。セルの構造、レーザビームの
供給方法等は先に述べた各実施例に準ずればよ
い。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、加工部分で溶
液をエネルギービームの照射方向と同じ方向から
流動させるので、エネルギービームは、溶液によ
つて屈折や散乱させられることが少なく加工部分
に精度よく到達し、通常のエネルギービームの照
射と攪拌の条件、すなわち攪拌する溶液がエネル
ギービームを横切る方向に流動する場合よりも、
加工部分近傍の溶液をより活性化させ、加工速度
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による加工方法の第１の実施例
を実施するための装置の外観を示す斜視図、第２
図はその断面図、第３図は第１の実施例における
時間に対する膜厚変化を示す説明図、第４図は拡
散膜の厚み変化を示す説明図、第５図は第２の実
施例を示す断面図、第６図は第２の実施例の別の
態様を示す断面図、第７図は第３の実施例を示す
断面図、第８図は第４の実施例を示す断面図、第
９図は第５の実施例を示す断面図、第１０図は第
６の実施例を示す断面図、第１１図は従来のめつ
き方法を示す説明図である。 ７……集光レンズ、８……レーザビーム、９…
…高速めつきセル、１０……ノズル、１１……パ
ツド、１２……金属パターン、１３……ポリイミ
ド基板、１４……めつき液、ａ……断線欠陥部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物の任意の加工部分に、溶液を接触さ
    せかつエネルギービームを照射して選択的に加工
    を施す選択的加工方法において、前記溶液を前記
    加工部に前記エネルギービームの照射方向とほぼ
    同じ方向から流動させることを特徴とする選択的
    加工方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    加工はめつき加工であることを特徴とする選択的
    加工方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
    加工はエツチング加工であることを特徴とする選
    択的加工方法。
JP59152337A 1984-07-23 1984-07-23 選択的加工方法 Granted JPS6130672A (ja)

Priority Applications (2)

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JP59152337A JPS6130672A (ja) 1984-07-23 1984-07-23 選択的加工方法
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