JPH06181260A

JPH06181260A - 微細配線の修正方法および修正装置

Info

Publication number: JPH06181260A
Application number: JP4334117A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Narizuka; 康則成塚; Mikio Hongo; 幹雄本郷; Katsuro Mizukoshi; 克郎水越; Naoki Matsushima; 直樹松嶋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】配線基板上の配線において、製造工程中に発生
した欠損部分を簡便な方法で補修すること。【構成】高融点金属箔または高融点金属膜を形成した透
明基板表面上に配線形成用の金属膜を積層し、高融点金
属箔または高融点金属膜を裏面からレーザー光線を照射
することにより部分的に加熱し、この熱によって表面上
の配線形成用の金属膜を熔融飛散させ、この飛散した金
属を対向して配置した配線基板上の配線欠損部分に付着
させることで配線修正を行う。【効果】配線基板上の任意の位置の配線欠損部分に任意
の量の金属を容易に付着させることができるため、配線
の補修が低コストで確実に実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子計算機および電子
交換器等のように高速で電気的信号を処理する必要のあ
る電子機器のように大規模な回路を高密度に組み込む必
要のある電子機器に適する配線基板の製造法および製造
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の性能は大規模集積回路
（ＬＳＩ）を限られた空間に多く組み込むための実装技
術に大きく左右されるようになって来た。これに伴い、
ＬＳＩを搭載する基板として用いられるプリント基板，
厚膜セラミック基板およびこれらの基板上に形成される
薄膜多層配線に対して、より一層の配線の微細化および
配線層の多層化の要求が高まっている。この要求を実現
するためには薄い導電膜の形成および微細回路形成工程
を繰り返すことになり、配線パターンの不良が発生しや
すい。従来はこのような不良の発生した基板は、製造工
程中または完成後の検査により不良品として捨てていた
が、より一層の配線の微細化および配線の多層化により
完全な良品の割合が少なくなり、製造が困難になりつつ
ある。このような状況においては配線の不良が発生した
場合に、これを捨てずに修正して良品とすることが不可
欠であり、配線修正技術は必須の技術である。

【０００３】配線の不良のうち、平面内の不良は大きく
分けて２種類あり、１つは導電膜のあるべき部分の一部
が無い場合、もう一つは導電膜を除去すべき部分に導電
膜が残っている場合である。後者については、従来より
レーザー光のビームを照射して熔融気化して除去するこ
とが行われており、かなり確立した技術である。

【０００４】これに対して、前者は配線ピッチ，配線厚
さにより数百μｍピッチかつ数十μｍ厚さの場合には部
分めっきまた数μｍピッチかつ１μｍ厚さの場合はマイ
クロＣＶＤ等が用いられることがある。

【０００５】これとは別に、ＬＳＩ製造等に用いられる
フォトマスクの欠損部分の修正にレーザー光を用いた微
細溶射ともいうべき技術が検討されており、図１に示す
如くガラス基板１上の金属膜２を裏面よりレーザー光の
ビーム３で加熱することで金属膜２を局所的に溶融さ
せ、さらに一部を気化させることで溶融金属を一部飛び
出させ、対向するフォトマスク４の欠損部分に金属膜５
を形成させることを試みた例がインターナショナルビ
ジネスマシーンズテクニカルディスクロージャー
ビュレッティン第１２巻第１１号（１９７０年４
月）に記載されている。また、同様にフォトマスク４の
欠損部分に金属膜５を形成させ、しかも付着した金属膜
の形状を良好なものとする試みが特開昭５７−１９３０
３４に述べられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の配線の欠損部分
の補修は、現在開発が進められている多層配線基板にお
ける１０〜１００μｍ程度の配線ピッチと数〜数十μｍ
の配線厚さに対しては以下の点が問題となり広く用いら
れるには至っていない。すなわち、めっきの場合は部分
的に膜形成を行う必要性から、レジストパターン形成が
必須であるため、工程が複雑であり、更に電気めっき法
においては電極の取り出しの問題、無電解めっき法にお
いては孤立した配線パターンにおいてめっき膜の未析出
が頻発する問題があり、特に微細配線に対しては適用が
困難である。また、マイクロＣＶＤにおいては、ＣＶＤ
装置および廃ガスの処理等、技術的に複雑である上、真
空装置を用いるため補修コストおよび装置価格が高いと
いう問題がある。これに対して、レーザー光を用いた微
細溶射法では上記問題は無く最も簡便に補修が実施でき
る可能性があるが、レーザー光の入射条件が非常に難し
く、エネルギーが小さいと金属膜が飛び出さず、若干で
も大きいと金属膜が飛び出した後のガラスの透明部分を
通してレーザー光が配線基板側に入射してしまい、一旦
付着した膜を再度溶融飛散させてしまうか、基板に損傷
を与える。更に、付着した膜も微細液滴が多数付着した
状態が多く、配線の一部として用いるには膜質が非常に
悪い上、金属膜だけでなくガラスが部分的に溶融して金
属膜と共に飛散することで付着した膜に混入し、電気的
特性においても実用に耐えるものではない。また、付着
した膜の平面形状の制御が難しいこともあり、量産に適
用された例が殆ど見られない。本発明では、これら従来
技術に鑑み、配線材料および基板材料を選ばず、１０〜
１００μｍ程度の配線ピッチと数〜数十μｍの配線厚さ
を有する配線パターンの欠損部分の修正を可能とする技
術およびこれを実現する装置を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の配線の欠損部分を
補修するためには、幅１０〜１００μｍ程度、厚さ数〜
数十μｍの金属層を長さ数十μｍ〜１ｍｍ程度の所定の
領域に形成する技術が必要となる。形成すべき領域の大
きさおよび工程が簡略であることから、レーザー光によ
る微細溶射法を配線欠損部分の修正に適用すべく種々の
改良を試みた。

【０００８】先ず最大の問題である、レーザー光のエネ
ルギーの最適値決定の困難性について、十分なエネルギ
ーを金属膜に与えてなおかつレーザー光の基板側への入
射を防ぐためとガラス基板の溶融飛散を防ぐために、別
の金属膜を介して溶融射出すべき金属膜を加熱すること
にした。具体的には高融点金属箔上に溶融射出すべき金
属膜を直接形成し、この高融点金属箔を局所的に加熱す
ることで、間接的に溶融射出すべき金属膜を加熱する。
このような構成により溶融射出すべき金属膜が高融点金
属箔上から飛散して無くなってもレーザー光は高融点金
属箔に遮られて配線基板に到達しない。

【０００９】ここで用いる金属箔はごく局所的かつ瞬間
的に加熱する必要があるため、その厚さはなるべく薄い
方が望ましいが、あまり薄いと機械的強度が不足して所
定の位置に保持できないばかりか、金属膜の溶融射出時
の金属膜の気化時の圧力に耐えられず破れてしまうこと
がある。この問題に対しては、レーザー光が透過する透
明な基板と溶融射出すべき金属膜の間に溶融射出すべき
金属膜の沸点を越えても溶融しない高融点金属の膜を形
成した構造とし、この高融点金属膜を介して溶融射出す
べき金属膜をレーザー光で加熱しても同様の効果が得ら
れ、より安定な修正作業が実現できる。

【００１０】

【作用】局所加熱を通常雰囲気中で実現できるレーザー
光を用いて、高融点金属箔上または高融点金属膜を形成
した透明な基板上に形成した金属層を高融点金属箔また
は高融点金属膜を介して加熱することにより熔融金属の
飛沫を配線基板上に付着させられ、更にレーザー光の過
照射による付着金属の再飛散や配線基板の損傷を防ぐこ
とができるようになる上、溶融ガラスの混入を防ぐこと
ができるため、配線基板の配線欠損部に容易に金属膜を
形成することが可能となる。

【００１１】更に、レーザー光で直接加熱するのが比較
的レーザー光の反射率が小さい高融点金属膜のためレー
ザー光の吸収効率がアルミニウムや銅よりも高く、これ
らの配線用金属を直接加熱していた従来例に比べより低
出力のレーザー光で配線修正が可能となる上、照射条件
の設定も容易になる。

【００１２】また、配線基板上に付着した金属膜の膜質
を改善するために、一旦付着した膜をレーザー光で融点
を多少越える程度の温度に加熱することで滑らかな連続
膜とし、修正部分の配線抵抗を低減できる。

【００１３】さらに、このような過程を非酸化性雰囲気
中で行うことで、金属膜の酸化による劣化を防ぐこと
で、付着した金属が電気的導体として充分機能する。

【００１４】これらの効果により配線基板の微細配線欠
損不良を簡便かつ迅速に修復することが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下本発明による実施例を図を用いて説明す
る。

【００１６】［実施例１］本発明を実施するための基本
的な構成要素とそれぞれの位置関係を図２に示す。厚さ
２０μｍのタングステン箔６上にアルミニウム膜７を１
μｍの厚さに形成したものを用意し、開口部を設けた基
板ホルダー８上に保持する。ただし、タングステン箔６
は非常に薄いため、自己保持性が小さく下へ垂れ下がり
やすい。このため、基板ホルダー８にはこのようなタン
グステン箔６に対して適切な張力を与えることでタング
ステン箔６の垂れ下がりを抑制し、タングステン箔６と
配線基板９間の距離を適正に保つような機構を備えるこ
とが望ましい。タングステン箔６と配線基板９間の距離
は実験の結果５０μｍ以下が望ましく、さらには１０μ
ｍ以下の距離が好適であった。両者の距離が大きくなる
につれて配線基板状に付着する膜の平面形状が液滴が飛
び散ったような状態となるため、連続した膜が得られに
くくなる。このタングステン箔６を配線１０を形成した
配線基板９の配線欠損部分１１の上部に配線１０および
配線基板９に接触しないようアルミニウム膜７側を配線
基板９の側として保持する。その後、配線の欠損した部
分１１に対向した部分のタングステン箔６の配線基板と
反対の側に、Ｎ₂−ＤｙｅレーザーまたはＹＡＧレーザ
ーによるレーザー光３を配線欠損部分１１に相当する大
きさの領域に照射する。レーザー光３のパルス幅は１０
ｎｓ以下の精度で制御できるものであれば、レーザー光
３の照射条件を種々変更することでアルミニウムの他、
銅やニッケルといった材料を溶融飛散させることも容易
となる上、基板に与える損傷を小さくしながら配線基板
９上状に付着する膜の平面形状を連続膜の状態とするこ
とが可能となる。さらに、レーザー光の出力も１００Ｗ
から１０００Ｗ程度の範囲のものが良好であるが、出力
の最適値はビーム径に依存するため、ビーム径が小さけ
ればより低出力のレーザーでも適用に耐える。金属箔６
はＸＹ方向に自由に動く基板ホルダー８上に固定される
ことにより、配線欠損部分をレーザー光の照射部分に移
動させるばあいには配線基板上から退避させることがで
きる。更に、常に金属箔６の新しい部分を配線欠損部分
１１の上に移動させることができる。また、配線基板９
もＸＹ方向に自由に動く基板ホルダー１２上の上に固定
され、配線欠損部分１１が配線基板９の上のどの位置に
あってもレーザー光３の照射領域の下まで動かすことが
できる。また、これらを備えた修正装置において、配線
基板９の配線欠損部分１１を正確にレーザー光３の照射
領域に移動させるために、配線基板９の配線パターンを
検出する光学系があることが望ましい。また、この光学
系は配線パターンの検査にも利用できるため、検査と修
正が同一装置で実現できる。筆者等は、このような構成
の装置および基板を用い、約１０μｍ径の配線欠損部分
の修正に成功した。

【００１７】［実施例２］図３に示すごとく実施例１に
おける高融点金属箔の代わりにレーザー光が透過するＳ
iＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃(サファイア)のような透明な基板１３上
にタングステン，タンタル等の高融点金属膜１４を１０
０ｎｍの厚さに成膜したものを準備し、この上にアルミ
ニウム等の金属膜７を１μｍの厚さに形成する。この基
板を用いてレーザー光が透過する基板１３側からレーザ
ー光３を照射し、高融点金属膜１４を加熱することによ
り金属膜７を溶融飛散させる。高融点金属膜１４は３０
ｎｍを下回るような薄い膜であると膜が不連続となり、
レーザー光３に対する遮光性が急激に悪化し、レーザー
光３が部分的に透過するようになる。また、あまり厚く
すると膜形成に手間がかかる上、この高融点金属膜１４
を通じて横方向へ逃げる熱が増加し、溶融飛散させる修
正用金属膜７の量が制御しにくい。

【００１８】この例でも基本的には実施例１と同様の配
線基板９との位置関係およびレーザー光３の照射条件で
配線の修正が実施できるが、レーザー光が透過する基板
１３のレーザー光の透過率を加味して条件設定する必要
はある。

【００１９】［実施例３］図４に示すごとく、実施例２
において高融点金属膜１４および配線修正用金属膜７を
形成した基板において、高融点金属膜１４と配線修正用
金属膜７の間に配線修正用金属膜７の沸点よりも沸点が
低い亜鉛のような低融点金属膜１５を形成する。このよ
うな層を形成することで、より低エネルギーのレーザー
光で溶融した配線修正用金属膜７を射出させることがで
きるため、飛び出す金属の量の制御が容易である。ただ
し、この場合はレーザー光のエネルギーと照射時間との
条件を実施例２に比べより低エネルギーかつ長時間側に
変更しないと、配線修正用金属膜７が溶融する前に低融
点金属膜１５が気化し、配線修正用金属膜７が固体のま
ま飛び出すことがあり、配線欠損部分１１への接着性が
悪くなる。

【００２０】［実施例４］実施例２に示した構成要素の
うち、光に対して透明な基板１３上に積層したアルミニ
ウム等の金属膜７を図５に示す如くフォトエッチング等
の方法により島状に孤立したパターンとする。このよう
な加工を施すことで、金属膜７を通じて横方向へ熱が逃
げることを防ぎ、島状に残った金属膜をレーザー光７の
エネルギーを大きくすることなく素早く加熱することが
できるようになる。このため、基板１３から射出する熔
融金属の量を再現性良く規定することができる。更に液
滴の射出量を再現性良くするためには、島状に残す金属
膜７の大きさを基板１の裏面から照射するレーザー光７
のビーム径と同等以下とすると、島状に残した属膜７だ
けを溶融飛散させることができる。このため、液滴の射
出量は正確に島状に残す金属膜３の体積で決まり、再現
性が非常に向上する。

【００２１】高融点金属膜１４も金属膜７と同様に島状
に加工すると、横方向への熱の逃げは更に少なくなる
が、高融点金属膜２が除去されガラス基板が剥き出しに
なった部分からレーザー光７が配線基板５へ部分的に到
達し、損傷を与える恐れがあるため、島状に残す高融点
金属膜１４の大きさは正確にレーザー光７のビーム径以
下である必要がある。また、島状に残す高融点金属膜１
４の位置も高精度に制御する必要がある。

【００２２】同様の改善は実施例１に示した高融点金属
箔６上に配線修正用金属膜７を形成した場合でも可能で
あり、同様の効果が得られる。

【００２３】［実施例５］実施例２に示した構成要素の
うちレーザ光の透過する基板１３において、図６に示す
如く高融点金属膜１４およびアルミニウム等の配線修正
用金属膜７を積層する面を予めサンドブラストまたは化
学的食刻等の手法により荒らし、この面をくもりガラス
のような状態にする。この荒れた面上に高融点金属膜１
４および配線修正用金属膜７を形成することにより、裏
面からレーザー光３を照射した場合に基板１３と高融点
金属膜１４の界面におけるレーザー光３の入射方向への
反射が抑制されてレーザー光のエネルギーを吸収しやす
くなり、レーザー光７のエネルギーを不必要に大きくす
ることなく高融点金属膜１４およびアルミニウム等の配
線修正用金属膜７を加熱熔融することができる。

【００２４】同様のことは実施例１における高融点金属
箔６に対しても実施可能であり、レーザー光を照射する
側の表面を荒らしておくことでレーザー光の吸収効率を
増加させることができる。

【００２５】［実施例６］実施例１および２において配
線修正用金属膜７の溶融射出する量を規定するため、高
融点金属箔またはレーザー光が透過する基板にフォトエ
ッチング等の手法により配線修正用金属膜７の厚さの半
分以上の深さを有する穴１６または１７を形成する。こ
の穴の上に配線修正用金属膜７を形成することにより穴
の段差部で膜厚が薄くなり、配線修正用金属膜７を伝わ
って横方向へ熱が逃げるのを防ぐことが出来る。このた
め、穴の底部に形成された膜を効率良く加熱できるた
め、この部分の膜だけを溶融射出することができるよう
になり、金属膜の量をこれにより規定することができ
る。このことで、不必要に多量の金属膜を溶融射出で
き、配線基板上の所望の位置に所望の量の金属膜を付着
させることができる。

【００２６】［実施例７］精度良く配線の修正を行うた
めの例を図８に従って説明する。レーザー光３が透過す
る基板１３上から飛び出した金属の飛沫１８の付着領域
を制限するために、所定の大きさの貫通穴１９を有する
基板２０をレーザー光３が透過する基板１３と配線基板
９の間に保持する。この基板２０は配線基板９との位置
関係を把握し、貫通孔１９と配線欠損部分１１を位置合
わせできるように、透明であることが望ましい。レーザ
ー光３の照射領域に配線欠損部分１１が来るように配線
基板９を移動し、その後、貫通穴１９が配線欠損部分１
１の真上になるように基板２０の位置を調節する。その
後、レーザー光３を照射する。これにより光に対して透
明な基板１３上のアルミニウム等の金属膜７は局所的に
熔融飛散し、液滴１８となって基板１３上から飛び出
す。飛び出した熔融金属の液滴１８のうち望ましくない
方向に飛び出した液滴は基板２０上およびこれに形成さ
れた貫通穴１９の縁に付着し、配線基板９上には到達し
ない。貫通穴１９を通過した熔融金属だけが配線基板９
上の配線欠損部分１１に付着し、付着した金属２１によ
り欠損部分を修復する。この例も高融点金属箔６を用い
る実施例１の場合でも同様に適用できる。

【００２７】この例の場合、貫通穴１９を有する基板２
０をスペーサーとして用い、配線基板９とレーザー光３
が透過する基板１３で基板２０をはさんでも良い。項の
ようにすることでレーザー光３が透過する基板１３と配
線基板９との距離が常に正確に一定に保たれる。

【００２８】［実施例８］図９−１に示す如く、配線欠
損部分１１が小さく１回の修正工程で欠損部分に付着し
た金属１９が欠損部分を覆い、これによって修正が完了
する場合もあるが、図９−２に示す如く１回の修正工程
では欠損部分１１の全体に金属１９を付着させることが
できない場合、上記作業を配線基板９および高融点金属
膜１４および配線修正用金属膜７を形成したレーザ光の
透過する基板１３または配線修正用金属膜７を形成した
高融点金属箔６を僅かに移動させながら、修正工程を数
回繰り返す必要がある。その場合、図９−３に示す如
く、付着させる金属１９は配線１０の端部乃至は既に付
着した金属１９を一部覆うようにして順次付着させてい
く。このようにすることで、新たに付着させる金属１９
は配線１０を通じて素早く逃げるため、基板が耐熱温度
が比較的低いポリイミド等の樹脂を用いている場合で
も、本特許の修正方法を適用することができる。

【００２９】また、同様の方法にして配線基板９を動か
さずに既に金属が付着した部分上に重ねて金属を付着さ
せて金属層を厚くすることができるため、厚い配線の修
正を行うことができる。さらに、１回の金属付着作業は
一瞬で終わるため、修正に要する時間は殆ど欠陥部分を
レーザー光のビーム照射領域に移動させる時間で決ま
る。従って、重ねて金属を付着させる場合でも修正時間
が大幅に延びることはない。

【００３０】［実施例９］図１０に示す如く、実施例１
または実施例２に示した構成要素に加え、高融点金属膜
１４と金属膜７を形成したレーザー光３が透過する透明
な基板１３または実施例２に示した金属膜７を形成した
高融点金属箔６と配線の欠損１１が生じた配線基板９お
よび所定の大きさの貫通穴１９を有する基板２０を外部
雰囲気から遮断する仕切り板２２を設け、この仕切りの
中にヘリウム，アルゴン，窒素等の不活性な気体または
水素と窒素の混合気体のような還元性の気体を所定の流
量で流し込む雰囲気置換装置２４を用いて仕切りの中の
雰囲気を置換する。これにより、熔融射出した金属の液
滴１８および欠損部分に付着した金属２１の工程中での
酸化を防ぐことができ、基板上への付着後の金属の酸化
による膜質の劣化を小さくすることができる。また、気
体としてヘリウムを使用するとヘリウムの熱伝導率が良
好なため熔融射出した金属の液滴１８が基板上に付着し
た後の熱放散が早く、基板が耐熱温度が比較的低いポリ
イミド等の樹脂等の場合でも、基板表面の熱による損傷
を防ぐことができる。

【００３１】更に、このような雰囲気中で配線欠損部分
１１に付着した金属膜２１に対して、比較的エネルギー
の低いレーザー光３を照射することで金属膜２１を溶融
し、これにより斑点状に付着した金属膜２１を滑らかな
連続膜に改善することができ、配線としての使用に耐え
る程度に抵抗値を下げることができる。

【００３２】さらに、本特許を実施するための機構を利
用して、照射するレーザー光３のエネルギーを変更する
だけで、配線の余剰欠陥部分を除去することができるた
め、配線欠損不良および配線余剰不良の２種類の配線欠
陥のどちらも修正できることになり、さらに配線パター
ンの欠陥検出機構と組み合わせることで１台の装置で配
線の検査・修正・再検査を実施できる装置とすることも
容易である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、配線基板の製造工程中
または工程終了後に基板上の配線の欠損を生じた部分に
対して所望の厚さで金属膜を付着させることができるた
め、断線不良を完全に無くすことができる。また、修正
方法が簡便かつ高速なため、修正による製造コストの増
加も他の方法に比べ著しく小さい。さらに、配線検査装
置と容易に組み合わせることが出来るため、検査・修正
・再検査といった一連の作業を同一装置で実施可能であ
る。これらの特徴のため、微細な配線を有する配線基板
の断線不良を殆ど修復することができるため、製造が難
しい大面積配線基板および多層配線基板の製造コストを
大幅に低減できる。また、製造プロセスを高度化して不
良発生を防ぐ必要性も少なくなるため、配線基板の製造
プロセスの開発および製造設備に必要な費用を減らす効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例によるレーザー光を用いたフォトマスク
の修正法の例を示す図である。

【図２】本発明による配線修正に用いる装置の実施例１
による構成要素とその配置を示す図である。

【図３】本発明による配線修正に用いる装置の実施例２
による構成要素とその配置を示す図である。

【図４】本発明による配線修正法における金属膜の溶融
射出を容易にするための構成を示す図である。

【図５】本発明による配線修正法における金属膜の溶融
射出量を制御するための構成を示す図である。

【図６】本発明による配線修正においてレーザー光を吸
収しやすくするための基板構造を示す図である。

【図７】本発明による高融点金属箔およびレーザー光を
透過する基板を用いた配線修正法において金属膜の溶融
射出量を制御し修正工程の再現性を向上させる方法を示
す図である。

【図８】本発明の実施例７による溶融射出金属の方向制
御法を示す図である。

【図９】本発明による配線修正法による小さな配線欠損
部の修正の例および実施例８による修正の例を示す図で
ある。

【図１０】本発明を実施するにあたり、実施例９に記載
の修正工程で雰囲気を制御するための装置の概略を示す
図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…修正用金属膜、３…レーザー光、
４…フォトマスク配線、５…パターン欠損部分に付着し
た金属膜、６…高融点金属箔、７…配線修正用金属膜、
８…基板ホルダー、９…配線基板、１０…配線、１１…
配線欠損部分、１２…基板ステージ、１３…レーザー光
が透過する基板、１４…高融点金属膜、１５…配線修正
用金属膜よりも低沸点の金属膜、１６…高融点金属箔に
設けた穴、１７…レーザー光が透過する基板に設けた
穴、１８…溶融金属の飛沫、１９…基板の貫通孔、２０
…貫通孔を有する基板、２１…付着金属膜、２２…雰囲
気仕切り板、２３…レーザー光発生機構、２４…雰囲気
置換機構。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 7514−4ＭＨ０１Ｌ 21/88 Ａ (72)発明者松嶋直樹横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タングステン，タンタル，ニオブ等の高融
点金属からなる厚さ１００μｍ以下の箔上に、金，銀，
銅，アルミニウム，ニッケル等のように電気配線または
電気配線の一部として用いられ、上記高融点金属の融点
温度よりも沸点温度が低い低融点金属から成る薄膜また
は合金薄膜を０．１μｍ乃至１００μｍの厚さに形成
し、これを配線の欠損が生じた配線基板の配線側の上部
に基板に接触しないように低融点金属膜側を配線基板側
に対向させて保持し、その後、配線の欠損した部分の真
上に当たる部分の高融点金属膜にレーザー光を照射する
ことで高融点金属膜を局所的に加熱し、この熱で低融点
金属膜の一部を高融点金属箔表面から熔融飛散させ、こ
の熔融金属の飛沫を対向して設置した配線基板上の配線
の欠損部分に付着させることで配線の欠損部を補い、配
線基板の機能を修復することを特徴とする微細配線の修
正方法。
【請求項２】加熱用レーザー光が透過する材料から成る
基板上にタングステン，タンタル，ニオブ等の高融点金
属薄膜を０．０３〜１０μｍの厚さに形成し、更に該高
融点金属膜上に金，銀，銅，アルミニウム，ニッケル等
のように電気配線または電気配線の一部として用いら
れ、上記高融点金属の融点温度よりも沸点温度が低い低
融点金属から成る薄膜または合金薄膜を０．１μｍ乃至
５０μｍの厚さに形成し、これを配線の欠損が生じた配
線基板の配線側の上部に基板に接触しないように低融点
金属膜側を配線基板側に対向させて保持し、その後、配
線の欠損した部分の真上に相当する部分の基板上に形成
した高融点金属膜に、基板側からレーザー光を照射する
ことで高融点金属膜を局所的に加熱し、この熱で融点の
低い金属膜の一部を熔融飛散させ、これによって、基板
上から飛び出した熔融金属の飛沫を対向した配線の欠損
部分に付着させることで配線の欠損部を補い、配線基板
の機能を修復することを特徴とする微細配線の修正方
法。
【請求項３】請求項１又は２において、タングステン，
タンタル，ニオブ等の高融点金属箔またはレーザー光の
透過する基板上のタングステン，タンタル，ニオブ等の
高融点金属膜と、金，銀，銅，アルミニウム，ニッケル
等の電気配線または電気配線の一部として用いられる低
融点金属から成る膜またはこれら金属を主成分とする合
金膜の間に、低融点金属膜の沸点よりもさらに沸点の低
い金属からなる層を設けた３層の金属層構成とした箔ま
たは基板を用いることを特徴とする微細配線の修正方
法。
【請求項４】請求項１，２又は３において、高融点金属
箔または基板上に形成した高融点金属膜上の低融点金属
層を３μｍ乃至１ｍｍの差し渡しを有する島状の孤立し
たパターンに加工し、パターン間に高融点金属箔または
高融点金属膜の表面を露出させたことを特徴とする微細
配線の修正方法。
【請求項５】請求項２又は３において、光に対して透明
な基板上の２層または３層の金属膜を３μｍ乃至１ｍｍ
の径を有する島状の孤立したパターンに加工し、パター
ン間に透明な基板を露出させたことを特徴とする微細配
線の修正方法。
【請求項６】請求項１，３又は４において、高融点金属
箔のレーザー光が入射する側の面を粗面化して０．１μ
ｍＲ_max以上の表面粗さとしたことを特徴とする微細配
線の修正方法。
【請求項７】請求項２，３又は５において、レーザー光
が透過する基板の片側の表面を粗面化して０．１μｍＲ
_max以上の表面粗さとし、この粗面上に高融点金属膜お
よび低融点金属膜を形成することを特徴とする微細配線
の修正方法。
【請求項８】請求項１，３又は４において、高融点金属
箔に該箔上に形成する金属膜の厚さの１／２以上の深さ
の穴を形成し、穴を形成した面上に溶融飛散させる金属
膜を付着させたことを特徴とする微細配線の修正方法。
【請求項９】請求項２，３又は５において、光に対して
透明な基板上に該基板上に形成する金属膜の厚さの１／
２以上の深さの穴を形成したことを特徴とする微細配線
の修正方法。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれか１項におい
て、５μｍ乃至１ｍｍの大きさの貫通孔を形成した基板
を配線基板と金属膜を形成した基板の間に配設し、この
貫通孔をくぐり抜けた熔融金属の飛沫だけが配線基板上
に付着するようにしたことを特徴とする微細配線の修正
方法。
【請求項１１】請求項１乃至１０のいずれか１項におい
て、配線修正工程を同一修正個所に対して複数回行うこ
とを特徴とする微細配線の修正方法。
【請求項１２】請求項１乃至１１のいずれか１項におい
て、熔融金属の飛沫を配線の欠損部分に付着させるにあ
たり、付着凝固した金属の一部が配線基板上に形成済み
の配線の接続すべき端部または既に付着した金属の端部
を覆うように配線基板，貫通孔を形成した基板およびレ
ーザー光のビームのそれぞれの位置を制御することを特
徴とする微細配線の修正方法。
【請求項１３】請求項１乃至１２のいずれか１項におい
て、溶融金属飛沫の付着後に付着した金属飛沫部分をレ
ーザー光のビームで加熱することを特徴とする微細配線
の修正方法。
【請求項１４】請求項１乃至１３のいずれか１項ににお
いて、レーザー光を照射するにあたり、少なくとも低融
点金属膜を形成した高融点金属箔または低融点金属膜と
高融点金属膜を形成した基板、配線修正を行う配線基板
およびこれらの基板の間の空間を窒素，アルゴン，ヘリ
ウム等の金属と反応しにくいガスまたは水素と窒素の混
合ガスのような還元性のガスで置換するか、これら構成
要素を真空中に保持することを特徴とする微細配線の修
正方法。
【請求項１５】請求項１又は２において、配線修正のた
めに溶融飛散させる低融点金属膜が配線基板上の配線材
料と同じ材料であることを特徴とする微細配線の修正方
法。
【請求項１６】配線修正装置において、レーザー光源と
配線基板を固定する台と、低融点金属膜を形成した高融
点金属箔または金属膜を形成したレーザ光が透過する基
板を配線基板上に保持する保持台と、レーザー光のビー
ムが配線基板上の所定の位置に照射されるようにするた
めの配線基板固定台またはレーザー光ビームの位置調節
機構を具備し、更に配線の形成状態を観察して配線の不
良部分を検出するための光学的または電気的手段を有す
ることを特徴とする微細配線の修正装置。
【請求項１７】請求項１６において、配線基板と金属膜
を形成した基板の間に５μｍ乃至１ｍｍの大きさの貫通
穴を形成した基板を保持し、更に該基板が配線基板およ
び低融点金属膜を形成した金属箔または基板に対して平
行および垂直方向に位置調節ができる機構を備えたこと
を特徴とする微細配線の修正装置。
【請求項１８】請求項１６において、レーザー光の出力
または発生時間を調整する機構を有し、さらに低融点金
属膜を形成した高融点金属箔または金属膜を形成したレ
ーザ光が透過する基板を配線基板上に保持する保持台を
配線基板上から退避させる機構を有していることを特徴
とする微細配線の修正装置。