JPH0555749A - 多層配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法 - Google Patents
多層配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法Info
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- JPH0555749A JPH0555749A JP3211058A JP21105891A JPH0555749A JP H0555749 A JPH0555749 A JP H0555749A JP 3211058 A JP3211058 A JP 3211058A JP 21105891 A JP21105891 A JP 21105891A JP H0555749 A JPH0555749 A JP H0555749A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラ
ーマスクの製造方法に関し、基板上に遮光パターンが形
成された１：１のマスクを使用し、しかもアブレーショ
ンされたガスを容易に外部に排除しうるようにして良好
な穴形状と精度とを有するビア穴を簡単なプロセスで形
成する方法を提供することを目的とする。 【構成】 基板21上に絶縁膜22と配線層23とが交互に積
層され、絶縁膜22に形成されたビア穴24を介して配線層
23が相互に接続されている多層配線回路基板の製造方法
において、透明基板１上に誘電体ミラー膜５が選択的に
形成されている誘電体ミラーマスク７を基板21上に形成
された絶縁膜22上に少なくとも０．１ｍｍ離隔して固定
し、これに平行なレーザ光を照射して絶縁膜22をアブレ
ーション加工する工程を、誘電体ミラーマスク７と基板
21とを同時に移動して絶縁膜22の全領域にわたって実施
して絶縁膜22にビア穴24を形成するように構成する。
ーマスクの製造方法に関し、基板上に遮光パターンが形
成された１：１のマスクを使用し、しかもアブレーショ
ンされたガスを容易に外部に排除しうるようにして良好
な穴形状と精度とを有するビア穴を簡単なプロセスで形
成する方法を提供することを目的とする。 【構成】 基板21上に絶縁膜22と配線層23とが交互に積
層され、絶縁膜22に形成されたビア穴24を介して配線層
23が相互に接続されている多層配線回路基板の製造方法
において、透明基板１上に誘電体ミラー膜５が選択的に
形成されている誘電体ミラーマスク７を基板21上に形成
された絶縁膜22上に少なくとも０．１ｍｍ離隔して固定
し、これに平行なレーザ光を照射して絶縁膜22をアブレ
ーション加工する工程を、誘電体ミラーマスク７と基板
21とを同時に移動して絶縁膜22の全領域にわたって実施
して絶縁膜22にビア穴24を形成するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多層配線回路基板の製
造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法、特に、多層
配線回路基板の絶縁膜に形成される層間接続用ビア穴の
形成方法及びそれに使用される誘電体ミラーマスクの製
造方法に関する。
造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法、特に、多層
配線回路基板の絶縁膜に形成される層間接続用ビア穴の
形成方法及びそれに使用される誘電体ミラーマスクの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工法としては、ＹＡＧ、ＣＯ2
レーザのような赤外線の熱エネルギーを利用する加工法
が従来より知られているが、周囲に及ぼす熱的損傷が大
きいと云う欠点がある。また、小さく絞られたレーザビ
ームを被加工物上に走査させる加工方法であるためスル
ープットが低く、しかも、赤外線であるためビームスポ
ット径を小さくすることが難しいので微細加工には適さ
ない。
レーザのような赤外線の熱エネルギーを利用する加工法
が従来より知られているが、周囲に及ぼす熱的損傷が大
きいと云う欠点がある。また、小さく絞られたレーザビ
ームを被加工物上に走査させる加工方法であるためスル
ープットが低く、しかも、赤外線であるためビームスポ
ット径を小さくすることが難しいので微細加工には適さ
ない。
【０００３】そこで、新しい加工技術としてエキシマレ
ーザを使用するアブレーション加工法が近年注目される
ようになった。エキシマレーザとは希ガスとハロゲンと
の励起子を利用したガスレーザであり、高強度の紫外線
を発振する。通常の物質は紫外域に強い吸収があるため
エキシマレーザ光のような強い（〜１００ＭＷ／ｃ
ｍ 2 ）紫外線光パルスが照射されると一瞬のうちに化学
結合が破壊されて表面層が蒸発する。この現象を利用し
たのがエキシマレーザアブレーション加工である。希ガ
スとハロゲンとの組み合わせは多数あるが、材料加工に
おいてよく検討されているのはＫｒＦ（波長２４８ｎ
ｍ）とＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）である。また、最近
ではフッ素樹脂加工を目的にＡｒＦ（波長１９３nm）も
検討されている。
ーザを使用するアブレーション加工法が近年注目される
ようになった。エキシマレーザとは希ガスとハロゲンと
の励起子を利用したガスレーザであり、高強度の紫外線
を発振する。通常の物質は紫外域に強い吸収があるため
エキシマレーザ光のような強い（〜１００ＭＷ／ｃ
ｍ 2 ）紫外線光パルスが照射されると一瞬のうちに化学
結合が破壊されて表面層が蒸発する。この現象を利用し
たのがエキシマレーザアブレーション加工である。希ガ
スとハロゲンとの組み合わせは多数あるが、材料加工に
おいてよく検討されているのはＫｒＦ（波長２４８ｎ
ｍ）とＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）である。また、最近
ではフッ素樹脂加工を目的にＡｒＦ（波長１９３nm）も
検討されている。
【０００４】エキシマレーザアブレーション加工は、光
によって化学結合を分解する過程を主に利用するため、
加工断面の仕上がりがきれいで、また、比較的広い面積
（〜１０ｍｍ2 ）を一括して加工できるため、マスクを
介して露光することで微細なパターンを容易に形成でき
るという特徴がある。エキシマレーザ光を使用して金属
やセラミックの加工・マーキングも可能であるが、ポリ
マーの加工に最も威力を発揮し、ポリイミドなどの難加
工性ポリマーの加工への適用が大いに検討されている。
によって化学結合を分解する過程を主に利用するため、
加工断面の仕上がりがきれいで、また、比較的広い面積
（〜１０ｍｍ2 ）を一括して加工できるため、マスクを
介して露光することで微細なパターンを容易に形成でき
るという特徴がある。エキシマレーザ光を使用して金属
やセラミックの加工・マーキングも可能であるが、ポリ
マーの加工に最も威力を発揮し、ポリイミドなどの難加
工性ポリマーの加工への適用が大いに検討されている。
【０００５】エキシマレーザアブレーション加工の有用
性が注目されている分野に、多層配線回路基板の層間接
続用の穴明け（ビア穴加工）がある。多層配線回路基板
は、図４に示すように、基板21上に絶縁膜22と配線層23
とが交互に積層されており、絶縁膜22に形成されたビア
穴24を介して配線層23が相互に接続されている回路基板
である。電子部品を高密度に実装するために、回路基板
は多層化、微細化されつゝある。このため、回路基板に
おいても、半導体素子内の多層配線と同様に、一層づゝ
配線層を積み上げていく薄膜法が注目されている。薄膜
法が高密度実装に適することは以前から知られていたに
も拘らず実際に適用されることが少なかった理由とし
て、層間の接続を行うためのビア穴形成の困難さがあ
る。半田づけ時の耐熱性の要請から、薄膜材料としては
優れた耐熱性を有するポリイミドが主に検討されている
が、薄膜法とはいっても、回路基板の場合は絶縁膜の厚
さは数十μｍと半導体に比較して１桁以上厚いため、ポ
リイミドのような難加工性の材料に微細な穴を確実に、
かつ簡便なプロセスによって形成することは困難であっ
た。
性が注目されている分野に、多層配線回路基板の層間接
続用の穴明け（ビア穴加工）がある。多層配線回路基板
は、図４に示すように、基板21上に絶縁膜22と配線層23
とが交互に積層されており、絶縁膜22に形成されたビア
穴24を介して配線層23が相互に接続されている回路基板
である。電子部品を高密度に実装するために、回路基板
は多層化、微細化されつゝある。このため、回路基板に
おいても、半導体素子内の多層配線と同様に、一層づゝ
配線層を積み上げていく薄膜法が注目されている。薄膜
法が高密度実装に適することは以前から知られていたに
も拘らず実際に適用されることが少なかった理由とし
て、層間の接続を行うためのビア穴形成の困難さがあ
る。半田づけ時の耐熱性の要請から、薄膜材料としては
優れた耐熱性を有するポリイミドが主に検討されている
が、薄膜法とはいっても、回路基板の場合は絶縁膜の厚
さは数十μｍと半導体に比較して１桁以上厚いため、ポ
リイミドのような難加工性の材料に微細な穴を確実に、
かつ簡便なプロセスによって形成することは困難であっ
た。
【０００６】例えば、光硬化性の材料よりなる膜にパタ
ーンを露光してエッチングするプロセスでは、光が膜の
下部まで浸透しにくいという問題や、溶剤によるウェッ
トエッチングでは穴径が高々膜厚の３倍程度までしか微
細化できず、しかも形成された穴の断面形状が逆テーパ
状になるという問題がある。また、ポリイミド膜上にレ
ジスト膜を選択的に形成し、これをマスクとして使用し
てドライエッチングする方法は、より微細な穴を形成す
ることができる反面、プロセスが煩雑であり、また、ポ
リイミドに適した選択比の大きいレジストを見出すのが
困難であるといった問題がある。
ーンを露光してエッチングするプロセスでは、光が膜の
下部まで浸透しにくいという問題や、溶剤によるウェッ
トエッチングでは穴径が高々膜厚の３倍程度までしか微
細化できず、しかも形成された穴の断面形状が逆テーパ
状になるという問題がある。また、ポリイミド膜上にレ
ジスト膜を選択的に形成し、これをマスクとして使用し
てドライエッチングする方法は、より微細な穴を形成す
ることができる反面、プロセスが煩雑であり、また、ポ
リイミドに適した選択比の大きいレジストを見出すのが
困難であるといった問題がある。
【０００７】これに対し、エキシマレーザアブレーショ
ン加工は、マスクに忠実な極めて良い形状の穴を露光プ
ロセスのみで形成できるため、難加工性の膜にビア穴を
形成する技術として注目されている。
ン加工は、マスクに忠実な極めて良い形状の穴を露光プ
ロセスのみで形成できるため、難加工性の膜にビア穴を
形成する技術として注目されている。
【０００８】エキシマレーザを使用してビア穴を形成す
る場合、貫通孔を有するマスクを被加工面上に密着させ
て露光する方法（以下、コンタクトマスク法と云う。）
とマスクを透過したレーザ光を１／２〜１／５程度に縮
小して被加工面上に照射する方法（以下、マスクイメー
ジ法と云う。）とがある。これらの方法に使用されるマ
スクとして、従来はモリブデン等の高融点金属板（１０
０〜３００μｍ厚）のビア穴に対応する領域に放電加工
法やフォトリソグラフィー法を使用して貫通孔を形成し
たものが使用されている。
る場合、貫通孔を有するマスクを被加工面上に密着させ
て露光する方法（以下、コンタクトマスク法と云う。）
とマスクを透過したレーザ光を１／２〜１／５程度に縮
小して被加工面上に照射する方法（以下、マスクイメー
ジ法と云う。）とがある。これらの方法に使用されるマ
スクとして、従来はモリブデン等の高融点金属板（１０
０〜３００μｍ厚）のビア穴に対応する領域に放電加工
法やフォトリソグラフィー法を使用して貫通孔を形成し
たものが使用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】マスクの製造に際し、
高融点金属板に放電加工法を使用して貫通孔を形成する
場合には、良好な孔形状及び精度が得られるが、数千〜
数十万にも及ぶビア穴を一つづゝ形成することは、経済
性の面で不利である。
高融点金属板に放電加工法を使用して貫通孔を形成する
場合には、良好な孔形状及び精度が得られるが、数千〜
数十万にも及ぶビア穴を一つづゝ形成することは、経済
性の面で不利である。
【００１０】コンタクトマスク法を使用してビア穴を加
工する場合には、１Ｊ／ｃｍ2 （１００ＭＷ／ｃｍ2 ）
以上の強い光がマスクに照射されるため、マスク材とし
て２００〜３００μｍ厚の金属板が必要となる。一方、
回路の微細化に伴ってビア穴の径は１００〜２０μｍと
小さくなっており、このような高アスペクト比（厚さ／
穴径）の穴をフォトリソグラフィー法を使用してエッチ
ング形成することは技術的に困難である。
工する場合には、１Ｊ／ｃｍ2 （１００ＭＷ／ｃｍ2 ）
以上の強い光がマスクに照射されるため、マスク材とし
て２００〜３００μｍ厚の金属板が必要となる。一方、
回路の微細化に伴ってビア穴の径は１００〜２０μｍと
小さくなっており、このような高アスペクト比（厚さ／
穴径）の穴をフォトリソグラフィー法を使用してエッチ
ング形成することは技術的に困難である。
【００１１】マスクイメージ法を使用してビア穴を加工
する場合には、マスクに形成される孔径は縮小率に比例
して大きくなる一方、板厚は１００μｍ程度と比較的薄
くてすむので、フォトリソグラフィー法を使用して貫通
孔を形成することは可能である。しかし、マスクサイズ
も縮小率に比例して大きくなるため、マスク全域にわた
って同一条件で精度良くエッチングすることは難しくな
る。また、大面積でしかも０．１ｍｍ程度の薄い金属板
のため、「そり」や「うねり」が発生して充分な精度が
確保できず、取り扱いや管理も難しい。さらに、マスク
イメージ法では、ビーム入射位置をミラー移動を使用し
て変化して、ビームサイズより大きな領域を加工する
が、縮小投影するレンズ径は４０ｍｍ程度であるので、
１度に加工できる面積は高々１０ｍｍ□程度となり、大
面積の加工には適していない。
する場合には、マスクに形成される孔径は縮小率に比例
して大きくなる一方、板厚は１００μｍ程度と比較的薄
くてすむので、フォトリソグラフィー法を使用して貫通
孔を形成することは可能である。しかし、マスクサイズ
も縮小率に比例して大きくなるため、マスク全域にわた
って同一条件で精度良くエッチングすることは難しくな
る。また、大面積でしかも０．１ｍｍ程度の薄い金属板
のため、「そり」や「うねり」が発生して充分な精度が
確保できず、取り扱いや管理も難しい。さらに、マスク
イメージ法では、ビーム入射位置をミラー移動を使用し
て変化して、ビームサイズより大きな領域を加工する
が、縮小投影するレンズ径は４０ｍｍ程度であるので、
１度に加工できる面積は高々１０ｍｍ□程度となり、大
面積の加工には適していない。
【００１２】以上の点から、エキシマレーザアブレーシ
ョンをビア穴加工プロセスに効果的に適用しうるように
するには、フォトリソグラフィー法において使用されて
いるクロムマスクのように基板上に薄い遮光パターンの
形成されたマスクを使用して、コンタクトマスク法のよ
うに１：１のマスクを被加工物と一緒に移動させて露光
できるようにすることが必要である。
ョンをビア穴加工プロセスに効果的に適用しうるように
するには、フォトリソグラフィー法において使用されて
いるクロムマスクのように基板上に薄い遮光パターンの
形成されたマスクを使用して、コンタクトマスク法のよ
うに１：１のマスクを被加工物と一緒に移動させて露光
できるようにすることが必要である。
【００１３】しかし、加工面上でのレーザ光強度は前記
のように極めて強いため、通常のリソグラフィー法にお
いて使用されている遮光マスクは適用できない。例え
ば、一般に遮光マスクとして使用されている０．１μｍ
以下の厚さのクロムマスクでは、僅か１パルスでクロム
膜が消失してしまう。また、基板上に遮光パターンを形
成したマスクを使用してコンタクトマスク法によりビア
穴を形成する場合には、マスクに貫通孔がないため、ア
ブレーションされたガスが外部に排除されないという問
題がある。
のように極めて強いため、通常のリソグラフィー法にお
いて使用されている遮光マスクは適用できない。例え
ば、一般に遮光マスクとして使用されている０．１μｍ
以下の厚さのクロムマスクでは、僅か１パルスでクロム
膜が消失してしまう。また、基板上に遮光パターンを形
成したマスクを使用してコンタクトマスク法によりビア
穴を形成する場合には、マスクに貫通孔がないため、ア
ブレーションされたガスが外部に排除されないという問
題がある。
【００１４】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、基板上に遮光パターンが形成された１：１のマ
スクを使用し、しかもアブレーションされたガスを容易
に外部に排除しうるようにして良好な穴形状と精度とを
有するビア穴を簡単なプロセスで形成する方法とビア穴
形成に使用されるマスクの製造方法とを提供することに
ある。
にあり、基板上に遮光パターンが形成された１：１のマ
スクを使用し、しかもアブレーションされたガスを容易
に外部に排除しうるようにして良好な穴形状と精度とを
有するビア穴を簡単なプロセスで形成する方法とビア穴
形成に使用されるマスクの製造方法とを提供することに
ある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、ビア穴の形成方法としては、基板（21）上に絶縁
膜（22）と配線層（23）とが交互に積層され、前記の絶
縁膜（22）に形成されたビア穴（24）を介して前記の配
線層（23）が相互に接続されている多層配線回路基板の
製造方法において、透明基板（１）上に誘電体多層膜
（５）が選択的に形成されている誘電体ミラーマスク
（７）を前記の基板（21）上に形成された前記の絶縁膜
（22）上に少なくとも０．１ｍｍ以上離隔して固定し、
これに平行なレーザ光を照射して絶縁膜（22）をアブレ
ーション加工する工程を、前記の誘電体ミラーマスク
（７）と前記の基板（21）とを同時に移動しながら前記
の絶縁膜（22）の全領域にわたって実施して絶縁膜（2
2）にビア穴（24）を形成する方法がある。なお、平行
なレーザ光はエキシマレーザ光であることが好ましい。
めに、ビア穴の形成方法としては、基板（21）上に絶縁
膜（22）と配線層（23）とが交互に積層され、前記の絶
縁膜（22）に形成されたビア穴（24）を介して前記の配
線層（23）が相互に接続されている多層配線回路基板の
製造方法において、透明基板（１）上に誘電体多層膜
（５）が選択的に形成されている誘電体ミラーマスク
（７）を前記の基板（21）上に形成された前記の絶縁膜
（22）上に少なくとも０．１ｍｍ以上離隔して固定し、
これに平行なレーザ光を照射して絶縁膜（22）をアブレ
ーション加工する工程を、前記の誘電体ミラーマスク
（７）と前記の基板（21）とを同時に移動しながら前記
の絶縁膜（22）の全領域にわたって実施して絶縁膜（2
2）にビア穴（24）を形成する方法がある。なお、平行
なレーザ光はエキシマレーザ光であることが好ましい。
【００１６】また、多層配線回路基板の製造に使用され
る誘電体ミラーマスクの製造方法としては、透明基板
（１）上に、誘電体多層膜（５）を形成し、多層配線回
路基板の絶縁膜（22）に形成されるビア穴（24）に対応
する領域からリフトオフ法を使用して前記の誘電体多層
膜（５）を除去する方法がある。なお、透明基板（１）
の材料は石英であることが好ましい。
る誘電体ミラーマスクの製造方法としては、透明基板
（１）上に、誘電体多層膜（５）を形成し、多層配線回
路基板の絶縁膜（22）に形成されるビア穴（24）に対応
する領域からリフトオフ法を使用して前記の誘電体多層
膜（５）を除去する方法がある。なお、透明基板（１）
の材料は石英であることが好ましい。
【００１７】
【作用】本発明に係る多層配線回路基板の製造方法及び
誘電体ミラーマスクの製造方法においては、ガラス基板
１上に形成された誘電体多層膜５を遮光膜とする１：１
のマスクを使用し、このマスクを被加工物表面上に０．
１ｍｍ以上離隔して配設し、マスクと被加工物とを一緒
に移動させてレーザ光を照射し、多層配線回路基板の層
間絶縁膜にビア穴を形成するようにしている。
誘電体ミラーマスクの製造方法においては、ガラス基板
１上に形成された誘電体多層膜５を遮光膜とする１：１
のマスクを使用し、このマスクを被加工物表面上に０．
１ｍｍ以上離隔して配設し、マスクと被加工物とを一緒
に移動させてレーザ光を照射し、多層配線回路基板の層
間絶縁膜にビア穴を形成するようにしている。
【００１８】すなわち、本発明の特徴の第１は、従来の
ように基板上に選択的に形成された遮光パターンで光を
吸収して加工に不要な光を除外するマスクと異なり、基
板上に選択的に形成された誘電体多層膜で光を反射させ
て加工に不要な光を除外するマスクを使用することであ
る。
ように基板上に選択的に形成された遮光パターンで光を
吸収して加工に不要な光を除外するマスクと異なり、基
板上に選択的に形成された誘電体多層膜で光を反射させ
て加工に不要な光を除外するマスクを使用することであ
る。
【００１９】誘電体ミラーは屈折率の異なる２種類の透
明な膜を交互に積層したものであり、光はブラッグ反射
条件が満たされるとき最も強く反射され、２種類の材料
の屈折率差が大きいほど、また、層数が多いほど反射効
率は高くなる。なお、ブラッグ条件は光が垂直入射の場
合、２ｎｄ＝λ（但し、ｎは膜の屈折率であり、ｄは膜
厚であり、λは光の波長である。）である。誘電体ミラ
ーを構成する膜の材料に光を殆ど吸収しない材料を選ぶ
ことで光吸収の影響を受けることなく光を反射するミラ
ーを得ることができる。光エネルギーが吸収されなけれ
ば熱エネルギー等への転化は発生せず、マスク材料の損
傷も発生しない。
明な膜を交互に積層したものであり、光はブラッグ反射
条件が満たされるとき最も強く反射され、２種類の材料
の屈折率差が大きいほど、また、層数が多いほど反射効
率は高くなる。なお、ブラッグ条件は光が垂直入射の場
合、２ｎｄ＝λ（但し、ｎは膜の屈折率であり、ｄは膜
厚であり、λは光の波長である。）である。誘電体ミラ
ーを構成する膜の材料に光を殆ど吸収しない材料を選ぶ
ことで光吸収の影響を受けることなく光を反射するミラ
ーを得ることができる。光エネルギーが吸収されなけれ
ば熱エネルギー等への転化は発生せず、マスク材料の損
傷も発生しない。
【００２０】遠紫外線に対して透明で光エネルギーの吸
収が少ない材料としては、石英、酸化イットリウム、フ
ッ化カルシウム等があり、これらはエキシマレーザ用誘
電体ミラーの材料として好適である。もちろん、光吸収
の影響が実用上問題とならない範囲内であれば、前記の
材料に限定されないことは云うまでもない基板にはレー
ザ光に対して透明な材料を使用する必要があり、前記の
石英、酸化イットリウム、フッ化カルシウム等が使用で
きる。特に、石英基板は容易に入手できるので最も好ま
しい材料である。レーザアブレーション加工において
は、ミラー部分の光透過率は必ずしも〜０％にする必要
はなく、加工表面における光強度がアブレーションのし
きい値以下であればよい。
収が少ない材料としては、石英、酸化イットリウム、フ
ッ化カルシウム等があり、これらはエキシマレーザ用誘
電体ミラーの材料として好適である。もちろん、光吸収
の影響が実用上問題とならない範囲内であれば、前記の
材料に限定されないことは云うまでもない基板にはレー
ザ光に対して透明な材料を使用する必要があり、前記の
石英、酸化イットリウム、フッ化カルシウム等が使用で
きる。特に、石英基板は容易に入手できるので最も好ま
しい材料である。レーザアブレーション加工において
は、ミラー部分の光透過率は必ずしも〜０％にする必要
はなく、加工表面における光強度がアブレーションのし
きい値以下であればよい。
【００２１】エキシマレーザ光を反射する目的のみに使
用する誘電体ミラーは従来より知られているが、誘電体
ミラーにパターンを形成してこれをレーザアブレーショ
ン加工用のマスクとして使用した例は知られていない。
誘電体ミラーを露光用のマスクとして使用するために
は、基板上に誘電体ミラーの存在しない領域を選択的に
形成する必要があるが、そのための効果的プロセスとし
てリフトオフ法がある。
用する誘電体ミラーは従来より知られているが、誘電体
ミラーにパターンを形成してこれをレーザアブレーショ
ン加工用のマスクとして使用した例は知られていない。
誘電体ミラーを露光用のマスクとして使用するために
は、基板上に誘電体ミラーの存在しない領域を選択的に
形成する必要があるが、そのための効果的プロセスとし
てリフトオフ法がある。
【００２２】本発明の特徴の第２は、マスクと被加工面
とを離隔して配設し、両者を同じ移動ステージに乗せて
同時に移動させてレーザ光を照射することである。前記
のようにコンタクトマスク法を使用する場合はマスクと
被加工面とを密着して露光するが、誘電体ミラーマスク
には開口部が存在しないため、マスクと被加工面とを密
着させるとアブレーションによって発生したガスが排除
されないという問題がある。本発明の発明者は、マスク
と被加工面との間を０．１ｍｍ以上離せばガスを排除す
ることができ、また、０．１ｍｍ以上離しても良好なビ
ア穴を形成しうることを見出した。
とを離隔して配設し、両者を同じ移動ステージに乗せて
同時に移動させてレーザ光を照射することである。前記
のようにコンタクトマスク法を使用する場合はマスクと
被加工面とを密着して露光するが、誘電体ミラーマスク
には開口部が存在しないため、マスクと被加工面とを密
着させるとアブレーションによって発生したガスが排除
されないという問題がある。本発明の発明者は、マスク
と被加工面との間を０．１ｍｍ以上離せばガスを排除す
ることができ、また、０．１ｍｍ以上離しても良好なビ
ア穴を形成しうることを見出した。
【００２３】通常のフォトリソグラフィー法においても
マスクと感光膜との間を僅かに離す（プロキシミリティ
ー露光）方法が知られているが、この場合の間隙寸法は
高々１０μｍ以下であり、０．１ｍｍ以上も離すことは
ない。このように間隙を大きくしてもよい理由として
は、（１）半導体や液晶パネルの分野で利用されている
水銀ランプ露光機に比較してエキシマレーザ光は光源の
光平行度が良いこと、（２）半導体の配線の寸法は１μ
ｍ以下であるのに対し、多層配線回路基板のビア穴は１
００〜２００μｍと大きいこと、（３）通常の感光材料
は弱い光でも感光するが、アブレーション加工において
はしきい値を有するため漏れ光による不要な加工は発生
しないこと等が挙げられる。なお、マスクと被加工面と
の間隙をどの程度まで大きくできるかは、光の平行度や
マスクにおける散乱に依存する。
マスクと感光膜との間を僅かに離す（プロキシミリティ
ー露光）方法が知られているが、この場合の間隙寸法は
高々１０μｍ以下であり、０．１ｍｍ以上も離すことは
ない。このように間隙を大きくしてもよい理由として
は、（１）半導体や液晶パネルの分野で利用されている
水銀ランプ露光機に比較してエキシマレーザ光は光源の
光平行度が良いこと、（２）半導体の配線の寸法は１μ
ｍ以下であるのに対し、多層配線回路基板のビア穴は１
００〜２００μｍと大きいこと、（３）通常の感光材料
は弱い光でも感光するが、アブレーション加工において
はしきい値を有するため漏れ光による不要な加工は発生
しないこと等が挙げられる。なお、マスクと被加工面と
の間隙をどの程度まで大きくできるかは、光の平行度や
マスクにおける散乱に依存する。
【００２４】レーザアブレーション加工では一度に加工
できる面積は１０ｍｍ2 程度と狭いため、回路基板上の
全領域を加工するためにはマスクと基板とを同時に移動
して逐次露光する必要がある。移動と露光のタイミング
としては、（１）ある領域に貫通したビア穴を形成して
から次の領域に移動する方法と、（２）基板とマスクと
を移動させながら露光して比較的広い領域に浅い穴を形
成する工程を繰り返し実行して貫通穴を形成する方法と
がある。（１）の方法はマスクの一部領域に連続して光
が照射されるのでマスクへの負担が大きくなるのに対
し、（２）の方法はマスクに断続して光が照射されるの
でマスクへの負担が小さくなるという利点がある。
できる面積は１０ｍｍ2 程度と狭いため、回路基板上の
全領域を加工するためにはマスクと基板とを同時に移動
して逐次露光する必要がある。移動と露光のタイミング
としては、（１）ある領域に貫通したビア穴を形成して
から次の領域に移動する方法と、（２）基板とマスクと
を移動させながら露光して比較的広い領域に浅い穴を形
成する工程を繰り返し実行して貫通穴を形成する方法と
がある。（１）の方法はマスクの一部領域に連続して光
が照射されるのでマスクへの負担が大きくなるのに対
し、（２）の方法はマスクに断続して光が照射されるの
でマスクへの負担が小さくなるという利点がある。
【００２５】なお、本発明は高強度の光を照射してビア
穴部分を除去するものであり、光源の種類が特定のもの
である必要はない。現状では数ｍｍ2 以上の比較的大き
な領域を一括してアブレーション加工できる高エネルギ
ーの商用レーザはエキシマレーザだけであるが、将来こ
れに代わるレーザが開発された場合、本発明の技術思想
は当然適用されるものである。
穴部分を除去するものであり、光源の種類が特定のもの
である必要はない。現状では数ｍｍ2 以上の比較的大き
な領域を一括してアブレーション加工できる高エネルギ
ーの商用レーザはエキシマレーザだけであるが、将来こ
れに代わるレーザが開発された場合、本発明の技術思想
は当然適用されるものである。
【００２６】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る誘電体
ミラーマスクの製造方法とそのマスクを使用してビア穴
を形成する方法とについて説明する。
ミラーマスクの製造方法とそのマスクを使用してビア穴
を形成する方法とについて説明する。
【００２７】第１例（誘電体ミラーマスクの製造）図２
（ａ）に示すように、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板１上
に、ニッケルと銅とを順次真空蒸着して厚さ１．２μｍ
のＮｉ／Ｃｕ金属膜２を形成し、その上にフォトレジス
ト膜３を形成する。
（ａ）に示すように、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板１上
に、ニッケルと銅とを順次真空蒸着して厚さ１．２μｍ
のＮｉ／Ｃｕ金属膜２を形成し、その上にフォトレジス
ト膜３を形成する。
【００２８】図２（ｂ）に示すように、ビア穴に対応し
てパターンの形成された露光用マスク４を使用してフォ
トレジスト膜３を露光する。図２（ｃ）に示すように、
レジスト膜３を現像してフォトレジスト膜３よりなるパ
ターンをビア穴に対応して形成する。
てパターンの形成された露光用マスク４を使用してフォ
トレジスト膜３を露光する。図２（ｃ）に示すように、
レジスト膜３を現像してフォトレジスト膜３よりなるパ
ターンをビア穴に対応して形成する。
【００２９】図３（ａ）に示すように、フォトレジスト
膜３をマスクにしてＮｉ／Ｃｕ金属膜２をエッチング
し、フォトレジスト膜３に覆われていない領域のＮｉ／
Ｃｕ金属膜２を除去する。
膜３をマスクにしてＮｉ／Ｃｕ金属膜２をエッチング
し、フォトレジスト膜３に覆われていない領域のＮｉ／
Ｃｕ金属膜２を除去する。
【００３０】図３（ｂ）に示すように、レジスト膜３を
除去した後、石英と酸化イットリウムとを交互に蒸着し
て約１μｍ厚の誘電体多層膜５を形成する。図３（ｃ）
に示すように、Ｎｉ／Ｃｕ金属膜２をエッチング除去す
ることによって、その上に形成されている誘電体多層膜
５を除去し、直径８０μｍの穴６を有する誘電体ミラー
マスク７を形成する。
除去した後、石英と酸化イットリウムとを交互に蒸着し
て約１μｍ厚の誘電体多層膜５を形成する。図３（ｃ）
に示すように、Ｎｉ／Ｃｕ金属膜２をエッチング除去す
ることによって、その上に形成されている誘電体多層膜
５を除去し、直径８０μｍの穴６を有する誘電体ミラー
マスク７を形成する。
【００３１】ミラー部分の反射率は波長２４８ｎｍの紫
外線に対して９９％であり、透過率は０．１％であっ
た。第２例 （ビア穴形成）図１にビア穴加工装置の構成図を
示す。図において、11はエキシマレーザ発信装置であ
り、12はミラーであり、13はレンズ系であり、14はＸ・
Ｙ方向に移動可能な移動ステージである。
外線に対して９９％であり、透過率は０．１％であっ
た。第２例 （ビア穴形成）図１にビア穴加工装置の構成図を
示す。図において、11はエキシマレーザ発信装置であ
り、12はミラーであり、13はレンズ系であり、14はＸ・
Ｙ方向に移動可能な移動ステージである。
【００３２】ポリイミド膜（日立化成ＰＩＸ−３５０
０）15が３５μｍ厚に形成されたガラス基板16と前記の
誘電体ミラーマスク７とを両者の間隙が０．３ｍｍとな
るように移動ステージ14上に載置し、下記の加工条件に
てアブレーション加工を実施する。
０）15が３５μｍ厚に形成されたガラス基板16と前記の
誘電体ミラーマスク７とを両者の間隙が０．３ｍｍとな
るように移動ステージ14上に載置し、下記の加工条件に
てアブレーション加工を実施する。
【００３３】 レーザ光波長 ： ２４８ｎｍ（ＫｒＦ） レーザ光出力 ： ２５０ｍＪ／パルス（パルス幅１６
ｎＳ） マスクとポリイミド膜との間隙 ： ０．３ｍｍ 露光強度 ： １パルスあたり１．０Ｊ／ｃｍ2 照射パルス数 ： １回あたり３００パルス 上記アブレーション加工の結果、ポリイミド膜に直径４
０〜１００μｍの真円形のビア穴をマスクパターンに対
応した位置に正確に形成することができた。同一の誘電
体ミラーマスクを使用して繰り返し加工を実施したが、
３００回の加工後もマスクに損傷は認められず、最初と
同じ加工が可能であった。
ｎＳ） マスクとポリイミド膜との間隙 ： ０．３ｍｍ 露光強度 ： １パルスあたり１．０Ｊ／ｃｍ2 照射パルス数 ： １回あたり３００パルス 上記アブレーション加工の結果、ポリイミド膜に直径４
０〜１００μｍの真円形のビア穴をマスクパターンに対
応した位置に正確に形成することができた。同一の誘電
体ミラーマスクを使用して繰り返し加工を実施したが、
３００回の加工後もマスクに損傷は認められず、最初と
同じ加工が可能であった。
【００３４】第３例（ビア穴形成）誘電体ミラーマスク
７とガラス基板16との間隙を０．１ｍｍとし、その他の
条件は第２例と同一にしてアブレーション加工を実施し
た結果、第２例と同様に良好なビア穴を形成することが
できた。
７とガラス基板16との間隙を０．１ｍｍとし、その他の
条件は第２例と同一にしてアブレーション加工を実施し
た結果、第２例と同様に良好なビア穴を形成することが
できた。
【００３５】これにより、エキシマレーザアブレーショ
ン加工用として１：１の誘電体ミラーマスクを使用し、
マスクと被加工面とを０．１ｍｍ以上離隔してレーザ光
を照射することによって、多層配線回路基板の絶縁膜に
層間接続用ビア穴を良好に形成することが可能であるこ
とが確認された。たゞし、加工の際発生したスス（ポリ
イミドの分解物）はギャップ０．３ｍｍの場合に比較し
て除去しにくかったが、溶剤（アルコール）を含ませた
スポンジローラによるブラッシング洗浄で除去できた。
ン加工用として１：１の誘電体ミラーマスクを使用し、
マスクと被加工面とを０．１ｍｍ以上離隔してレーザ光
を照射することによって、多層配線回路基板の絶縁膜に
層間接続用ビア穴を良好に形成することが可能であるこ
とが確認された。たゞし、加工の際発生したスス（ポリ
イミドの分解物）はギャップ０．３ｍｍの場合に比較し
て除去しにくかったが、溶剤（アルコール）を含ませた
スポンジローラによるブラッシング洗浄で除去できた。
【００３６】第４例（ビア穴形成）誘電体ミラーマスク
７とガラス基板16との間隙を０．０５ｍｍとし、その他
の条件は第２例と同一にしてアブレーション加工を実施
した。第２例と同様にしてビア穴を形成できたが、分解
ススがタール状にポリイミド膜面に固着しブラッシング
洗浄でも完全に除去することが困難であった。また、加
工後マスクを観察したところ、誘電体膜の主にピンホー
ル周辺部にクラックが見られた。本例では間隙が狭くガ
スが抜けにくいためアブレーションガスの噴射圧によっ
て誘電体ミラーが力学的な衝撃を受けクラックが発生し
たものと考えられる。
７とガラス基板16との間隙を０．０５ｍｍとし、その他
の条件は第２例と同一にしてアブレーション加工を実施
した。第２例と同様にしてビア穴を形成できたが、分解
ススがタール状にポリイミド膜面に固着しブラッシング
洗浄でも完全に除去することが困難であった。また、加
工後マスクを観察したところ、誘電体膜の主にピンホー
ル周辺部にクラックが見られた。本例では間隙が狭くガ
スが抜けにくいためアブレーションガスの噴射圧によっ
て誘電体ミラーが力学的な衝撃を受けクラックが発生し
たものと考えられる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る多層
配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造
方法においては、基板上に誘電体多層膜が選択的に形成
された誘電体ミラーマスクを使用し、マスクと被加工面
とを０．１ｍｍ以上離隔してレーザ光を照射することに
よって、マスクサイズを巨大化することなく回路基板と
同一サイズの小さなマスクを使用して微小なビア穴を良
好な形状と高い精度とをもって形成することができ、多
層配線回路基板の信頼性の向上に大きく寄与するもので
ある。
配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造
方法においては、基板上に誘電体多層膜が選択的に形成
された誘電体ミラーマスクを使用し、マスクと被加工面
とを０．１ｍｍ以上離隔してレーザ光を照射することに
よって、マスクサイズを巨大化することなく回路基板と
同一サイズの小さなマスクを使用して微小なビア穴を良
好な形状と高い精度とをもって形成することができ、多
層配線回路基板の信頼性の向上に大きく寄与するもので
ある。
【図１】ビア穴加工装置の構成図である。
【図２】誘電体ミラーマスクの製造工程図（その１）で
ある。
ある。
【図３】誘電体ミラーマスクの製造工程図（その２）で
ある。
ある。
【図４】多層配線回路基板の断面図である。
１ 透明基板 ２ Ｎｉ／Ｃｕ金属膜 ３ レジスト膜 ４ 露光用マスク ５ 誘電体多層膜 ６ 穴 ７ 誘電体ミラーマスク 11 エキシマレーザ発信装置 12 ミラー 13 レンズ系 14 移動ステージ 15 ポリイミド膜 16 ガラス基板 21 基板 22 絶縁膜 23 配線層 24 ビア穴
Claims (5)
- 【請求項１】 基板（21）上に絶縁膜（22）と配線層
（23）とが交互に積層され、前記絶縁膜（22）に形成さ
れたビア穴（24）を介して前記配線層（23）が相互に接
続されてなる多層配線回路基板の製造方法において、 透明基板（１）上に誘電体多層膜（５）が選択的に形成
されてなる誘電体ミラーマスク（７）を前記基板（21）
上に形成された前記絶縁膜（22）上に少なくとも０．１
ｍｍ離隔して固定し、平行なレーザ光を照射して前記絶
縁膜（22）をアブレーション加工する工程を、前記誘電
体ミラーマスク（７）と前記基板（21）とを同時に移動
しながら前記絶縁膜（22）の全領域にわたって実施し
て、前記絶縁膜（22）にビア穴（24）を形成する工程を
有することを特徴とする多層配線回路基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記平行なレーザ光はエキシマレーザ光
であることを特徴とする請求項１記載の多層配線回路基
板の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の多層配線回路基
板の製造方法を使用して製造されてなることを特徴とす
る電子回路用多層配線基板および該多層配線基板を有す
る電子装置。 - 【請求項４】 透明基板（１）上に、誘電体多層膜
（５）を形成し、多層配線回路基板の絶縁膜（22）に形
成されるビア穴（24）に対応する領域からリフトオフ法
を使用して前記誘電体多層膜（５）を除去することを特
徴とする誘電体ミラーマスクの製造方法。 - 【請求項５】 前記透明基板（１）の材料は石英である
ことを特徴とする請求項４記載の誘電体ミラーマスクの
製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211058A JP2592369B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 多層配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法 |
| US07/920,926 US5313043A (en) | 1991-08-22 | 1992-07-28 | Method and apparatus for laser machining |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211058A JP2592369B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 多層配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555749A true JPH0555749A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2592369B2 JP2592369B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=16599702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211058A Expired - Fee Related JP2592369B2 (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 多層配線回路基板の製造方法及び誘電体ミラーマスクの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5313043A (ja) |
| JP (1) | JP2592369B2 (ja) |
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| CN110385530A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-29 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种准分子激光刻蚀氟化钙晶体形成周期性条纹的方法 |
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-
1991
- 1991-08-22 JP JP3211058A patent/JP2592369B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-28 US US07/920,926 patent/US5313043A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5313043A (en) | 1994-05-17 |
| JP2592369B2 (ja) | 1997-03-19 |
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