JPH0687087A - エキシマレーザ加工方法及び装置 - Google Patents
エキシマレーザ加工方法及び装置Info
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Abstract
法及び装置に関し、必要十分なレーザ照射を行えるよう
にして、加工の未完と下地の損傷を防止し、更に欠陥品
の検査を加工中に実施することを目的とする。 【構成】 エキシマレーザの照射により樹脂膜に貫通孔
を形成するエキシマレーザアブレーション加工におい
て、レーザ光の照射により樹脂が分解するときに生ずる
発光を検出して、その強度を測定して加工の終点を判定
するか、又は発光位置と設計上の加工すべき位置を照合
して加工中に欠陥の有無を検査する。強度を計測する手
段と、加工中の該発光強度の変化から加工の終点を判定
する手段とを有する。
Description
及び装置に関し、更に詳しくはエキシマレーザの照射に
より樹脂膜に貫通孔を形成するエキシマアブレーション
加工において、加工の完了を適確に判定すると共に加工
中に欠陥の有無を判定するエキシマレーザ加工方法及び
製造に関する。
ーザによるアブレーション加工が注目されている。エキ
シマレーザ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、高強度の紫外線を発振する。通常の物質は
紫外線に対し強い吸収があるため、エキシマレーザ光の
ような強い光パルス(約100MW/cm2 )を照射すると
一瞬のうちに化学結合が破壊され表面層が蒸発する(ア
ブレーション)。この現象を利用したのがエキシマレー
ザ加工である。希ガスとハロゲンの組み合わせは多数あ
るが、材料加工でよく利用されるのはKrF(波長24
8nm),XeCl(306nm),ArF(193nm)で
ある。
O2 レーザのような赤外線の熱エネルギーを利用した加
工が行われているが、このような加工では周囲の熱的損
傷が大きい。また、ビームを絞って加工するが、波長の
長い赤外光であるためスポット径を小さくすることが難
しく、さらに点加工であるためスループットが上がらな
い等の欠点を持つ。
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(約10mm2 )
を一括して加工できるため、マスクを通して露光するこ
とで微細パターンを容易に形成できるという特徴があ
る。(例えば、T.A.Znotins et al.:Laser Focus, May5
4,1987 、石坂:応用機械光学、1990年9月号 等
参照)
工やマーキングに適用することも可能であるが、ポリマ
の加工に最も威力を発揮し、ポリイミド等の難加工性ポ
リマへの適用の検討が進められている。
用性が注目されている分野に、多層配線基板の層間絶縁
膜に配線層間接続用の孔開け(VIA(ビア)穴加工)
がある。電子部品を高密度実装するために回路基板は多
層化され、回路パターンは微細化されつつある。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1層ずつ配線を積層し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
ているが、実際に適用される例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の形成が困難であっ
たことによる。半田付け時の耐熱性の要求から薄膜絶縁
材料としては優れた耐熱性を持つポリイミドが主に使用
されているが、薄膜法では回路基板上の絶縁膜の厚さは
数10μmと半導体素子に比較して1桁以上も厚いた
め、ポリイミドのような難加工性の材料に微細な孔を確
実に、且つ簡便なプロセスで形成することが困難であっ
た。
行いエッチングするプロセスでは、光が膜の下まで浸透
しにくいという問題や、溶剤によるウエットエッチング
では穴径が高々膜厚の3倍程度までしか開けられず、ま
た穴の断面形状が逆テーパ状になり、微細化ができない
という問題がある。
ッチングする方法では、より微細な穴を形成できるが、
プロセスが煩雑で、またポリイミドに適した(エッチン
グの選択比の大きい)レジストを見出すのが困難である
という問題があった。
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
露光のみのプロセスで形成できるため、難加工性の膜へ
のビア穴加工の技術として注目されている。
の課題として、加工の進捗状況をどのようにモニタし、
管理するかという問題がある。エキシマレーザ加工では
1ショットごとに樹脂膜が光の強度に対応した厚さでエ
ッチングされていき、下地の電極が露出するまで加工が
進行する。従って、照射ショット数が少なかったり、何
らかの原因で光の強度が低下した場合、あるいは加工す
る膜に局部的に膜厚の厚い領域がある場合には電極が露
出しないで層間の接続不良を引き起こす。一方ショット
数が過剰な場合は加工時間が無駄になるだけでなく下地
の電極を傷めたり、電極金属の加熱によって樹脂膜を熱
劣化させたりするという問題がある。
終了できるように、加工の進捗状況をモニタする必要が
ある。従来、照射ショット数は予め条件出しを行って設
定していたが、レーザの出力変動やビーム内の光強度分
布の変化、光学部品の劣化、膜厚変動等により必要なシ
ョット数が変化するため、頻繁に条件出しを行う必要が
あるという問題があった。
として欠陥検査があり、どのようなビア穴加工法を採用
するにしても検査工程は必須である。特に、多層薄膜回
路においては下層の欠陥を見逃すと、その上に積層した
全ての工程が無駄になってしまう場合が多い。このため
漏れのない厳格なチェックが必要となり、多くの場合ビ
ア穴形成工程そのものよりも多くの工数、または高額の
設備を必要としている。加工欠陥には種々のモードがあ
るが、大別すると以下のものがある。
いていない。(図1(a)) (b)ビア穴が下地電極(導体)まで達していない。
(図1(b)) (c)本来穴が開いてはいけない場所に穴が開く。(図
1(c)) (d)ビア穴と下地電極(導体)との位置がずれてい
る。(図1(d))
らの蛍光などを検出し輪郭抽出する光学的な欠陥検査技
術が種々開発され実用化されているが、表面反射光の輪
郭抽出では図1(a)及び(c)の欠陥は検出できても
図1(b),(d)の検出は難しい。透明な絶縁膜で、
しかも回路が1層であれば、アルミナやSiなどの支持
基板からの反射光と絶縁膜からの反射光により各々パタ
ーン認識し両者を照合することで図1(d)の位置ずれ
を検査できるが、多層回路になるとビア穴を形成する配
線層のさらに下の層の配線が邪魔になり検査が困難にな
る。
によるアブレーション加工において、必要十分なレーザ
照射を行えるようにして、加工の完了を適確に判定し、
加工の未完と下地の損傷を防止することを目的とする。
樹脂膜へのビア穴形成において、レーザアブレーション
加工特有の現象であるエッチングポイントからの発光を
モニタし、どの場所で加工が進行しているかを検出する
とともに、加工ポイントからの発光停止により下地電極
の露出を検出することで、加工と同時に欠陥検査をし、
かつ前記方式により同時検査可能なエキシマレーザ加工
方法及び装置を提供することを目的とする。
マレーザの照射により樹脂膜に貫通孔を形成するエキシ
マレーザアブレーション加工において、加工中に樹脂分
解時に生じる発光を検知してその強度を測定し、加工中
の発光強度の変化から加工の終点を判定することからな
るエキシマレーザ加工方法が提供される。
照射により樹脂膜に貫通孔を形成するエキシマレーザア
ブレーション加工において、加工中に樹脂分解時に生じ
る発光を検知してその強度を測定する手段と、加工中の
発光強度の変化から加工の終点を判定する手段とを有す
るエキシマレーザ加工装置が提供される。
照射により樹脂膜に貫通孔を形成するエキシマレーザア
ブレーション加工において、加工中に樹脂分解時に生じ
る発光を検知して発光位置を検出し、検出した発光位置
と設計上の加工すべき位置とを照合し、発光位置と設計
上の位置とを照合することによって欠陥の有無を検査す
ることから成るエキシマレーザ加工方法が提供される。
ザの照射により樹脂膜に貫通孔を形成するエキシマレー
ザアブレーション加工において、加工中に樹脂分解時に
生じる発光を撮像する手段と、発光位置を特定する手段
と、特定した発光位置と設計上の貫通孔を形成すべき位
置とを照合する手段、発光位置と設計上の位置とを照合
することによって欠陥の有無を検査する手段から成るエ
キシマレーザ加工装置が提供される。
ザの照射により樹脂膜に貫通孔を形成するエキシマレー
ザアブレーション加工において、加工中に被加工材料の
表面近傍を酸素ガス雰囲気とするエキシマレーザ加工方
法が提供される。
プラズマからの発光をモニタすることにより例えば下地
電極の露出を検出し、それにより加工の終点を決めてお
り、また発光をモニタすることにより検出した発光位置
と、設計上の加工すべき位置とを照合し、両者の一致又
は不一致によって欠陥の有無を検査する。
アブレーションにより樹脂が分解すると、そのフラグメ
ントがプラズマとなり発光する。図2にポリイミド樹脂
をKrFエキシマレーザでアブレーションしたときの可
視部の発光スペクトルを示す。ビア穴が形成されて下地
金属(ランド)が露出すると樹脂の分解による発光が停
止するため、発光強度は著しく弱まる。従って加工点か
らの発光強度を検出することにより加工の進行と終了を
確認できる。この情報をレーザ発振器に帰還し発振を停
止させれば、必要最小限の照射で加工を完了できる。
パルスの照射開始により絶縁材料である樹脂がエッチン
グされ分解ガスが発光する、累積照射によりエッチング
が進行し穴が深くなる、穴の底が下地電極に達するとエ
ッチングが停止するので発光しなくなる。従って、どの
位置で発光しているかをモニタカメラ等の光学手段によ
って検出し、発光部分の座標と、本来ビア穴が形成され
るべき設計データとを照合することで、図1(a)のビ
ア穴無欠陥と図1(b)のピンホール欠陥が検出でき
る。また照射ショット数の増加に伴い下地電極(ラン
ド)が露出し、最初発光していた位置からの発光が停止
するが、樹脂塗膜中の異物等によって膜が局部的に盛り
上がっている場合にはその部分だけランドが露出せず発
光が継続するので、ランドの露出不良図1(b)を検出
できる。さらに、下地ランドの位置がずれていたりレー
ザ加工用マスクの位置合わせ不良によって図1(d)の
不良が発生した場合は、ショット数増にともない殆どの
領域からの発光が停止するにもかかわらず、特定のビア
穴や特定領域のビア穴からのみ発光が継続するので、発
光継続部分を不良ポイントとして特定できる。
ーザ加工において、前記欠陥は以下のような場合に発生
する。 (a)穴なし不良:マスクにパターンが形成されていな
い場合に発生するが、通常は使用前にマスクの検査を行
うので問題となることは少ない。 (b)貫通不全:樹脂膜の塗布ムラや異物など、膜形成
不良に起因して発生する。比較的頻繁に発生する可能性
がある。 (c)ピンホール欠陥:マスクのピンホールに起因する
もので、金属板に穴あけしたマスクでは問題とならない
が、石英ガラス板上に遮光層を形成しパターニングした
マスクでは初期欠陥以外に、繰返し使用により遮光層が
劣化し発生する場合がある。 (d)位置合わせ不良:ビア穴加工マスクの位置合わせ
不良と下地電極パターン形成時の位置合わせ不良とがあ
り、多層回路では位置合わせ不良が累積して発生する場
合が多い。加工工程そのものではなく前工程に起因する
不良である。
欠陥位置の特定は不要であるが、実際には検出した不良
のモードに応じて修正するのであるから欠陥位置を特定
する必要がある。不良ビア穴を特定するにはビア穴間隔
の±50%の精度が必要である。エキシマレーザ加工で
工業的に可能な最小ビア穴径は20μm(開口部)程度
でありこの場合、基本グリッドは100μm程度と見込
まれる。従って、±50μmが要求される。この程度の
精度は、加工する基板上の位置合わせマークをモニタカ
メラを通じて検出しそこからの距離を算出することで充
分達成できる。位置検出上注意を要するのは、発光が加
工面から発生するのではなく、加工によって発生したプ
ラズマから発生することである。従って、加工する穴の
径よりも発光部が広がる。しかし、モニタカメラのゲイ
ン調整により発光部の拡がりを20μm程度に抑えるこ
とができるので、基本グリッドの間隔が最小でも100
μm程度であることを考慮すれば、欠陥ビア穴の特定を
阻害するものではない。
には例えば後で説明する図6のようにレーザ光路とモニ
タ観察のための光路とを設定し加工領域からの発光をカ
メラに受けることができるが、マスクを被加工面と重ね
て加工するコンタクト露光の場合は加工部分からの発光
をマスクを通して検出する必要がある。マスクの遮光層
が金属膜の場合加工部からの発光を検出することは困難
であり本発明が適用できない。この問題については、遮
光層をレーザの発振波長のみを選択反射する誘電体多層
膜とすることで解決できる。すなわち、レーザ光に対し
ては遮光層になるが、可視光に対しては透明なので加工
部からの発光をマスクを通して観測することができる。
加工は、マスクに忠実な極めて良い形状の穴を露光のみ
のプロセスで形成できるため、難加工性の膜へのビア穴
加工技術として注目されているが、エキシマレーザによ
りポリマーにパターン加工を施す場合に加工周辺部への
煤が付着するという問題がある。この様な煤は多層配線
基板では表面の絶縁抵抗低下をもたらす恐れがあるた
め、付着した煤の除去が必要である。煤の除去には、ア
ルコールなど低表面張力の液に漬けて超音波洗浄する方
法があるが、完全に除去することは難しく、付着部分の
黒ずみは取れない。別の方法としてヘリウムガスを吹き
つけたり、水素ガスを吹きつけたりしながら加工する方
法もあるが、ヘリウムガスを使用するとコストが高くな
り、水素ガスを使用すると爆発の危険を生じ、かつ発光
検出による加工終点検査ができない、などの問題が生じ
る。然るに、本発明によれば、エキシマレーザによるア
ブレーション加工をする際に加工する有機材料の表面近
傍を、燃焼効果が高くて安価な酸素ガス雰囲気にするこ
とにより煤の発生を抑制し、かつ増大する発光強度を利
用して発光検出による加工終点検査を確実に実行するこ
とができる。
酸素ガス、水素ガスの雰囲気でKrFエキシマレーザで
アブレーションしたときの可視部の発光スペクトルを示
す。水素ガス雰囲気の場合は発光がほとんど検出され
ず、ヘリウムガスの場合は発光強度が小さい。これらに
対し酸素ガスの場合は発光強度が著しく増大し、マスク
を通しての発光の検出も充分可能である。
説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定する
ものでないことはいうまでもない。
タによりガラス基板1上に厚さ2μmの銅(Cu)膜2
を被着し、その上に厚さ40μmの樹脂膜3としてポリ
イミド膜(日立化成 PIX−3500)を被覆した。
この上にマスク4を0.4mmの間隔をおいて重ね、X−
Yステージ20上に固定し、ステージを千鳥状に繰り返
し、走査しながら、レーザ11をミラー12及びレンズ
13,14を介してあて、3cm角の領域に直径50μm
の孔を縦横0.25mmのピッチで形成した。
ンを有する誘電体多層膜4Bを形成したもの。
ク35mm) Y方向(副走査方向)ステップ:2mm×18段 上記条件でアブレーション加工を行い、加工中の発光
を、レンズ15及び500〜700nmの可視光を透過す
るカラーフィルタ16を通してフォトディテクタ17で
受け、積分回路18を通してパワーメータ19で時間平
均出力を測定した。
発光をモニタすることができる。1回目、2回目の走査
のときの受光量は300μWであったが、3回目の走査
では220μWに低下し、4回目では10μW以下とな
った。そこで5回目の走査は行わず加工終了とした。
な貫通孔に形成され、下地Cu膜の損傷がないことを確
認した。
タによりガラス基板上に厚さ3μmのアルミニウム(A
l)膜を被着し、その上に樹脂膜3として厚さ30μm
のベンゾシクロブテン系熱硬化樹脂膜(ダウケミカル)
を被覆したワークピース23をステージ20上に保持し
た。
0mmのアパーチャを通してレーザビームの周辺部をカッ
トして光強度が均一な部分を取り出した後、厚さ0.2
mm銅板にドリルで0.4mmの孔を1mmピッチで開けたマ
スク21を通して1/4に縮小投影して加工した。実施
例1と同様に発光をフォトディテクタ17で受け、レー
ザ発振に同期して1パルスごとに受光量を積分回路18
を通して測定し、A/D変換22してコンピュータ24
に入力した。加工開始後の最初の5パルス分の平均(I
O )を求めておき、測定した光量が5パルス連続でIO
の10%を下回ったら、コンピュータ24からの指示に
よりレーザコントローラ25が作動してレーザ11の発
振を停止し、ステップモータ26によりワークピース
(加工する樹脂膜を被着した基板)23が載置されたス
テージ20を10mm移動させ、再度加工を行う。このよ
うにステップアンドリピートで加工を行った。
なく、すべての孔で下地Al膜を露出させることができ
た。
m厚の下地金属(Cu)膜2をスパッタし、リソグラフ
ィ技術によって60μmφの電極パターンを200μm
ピッチで格子状に形成した。その上にポリイミド膜(日
立化成 PIX−3500 膜厚20μm)を形成し、
これを図6に示す露光系でビア穴加工した。マスク21
には、厚さ0.2mmのモリブデン板に放電加工で0.2
mmφの穴を0.8mmピッチの格子状に形成したものを用
い、縮小率4.0倍で投影露光した。レーザ光11は8
×20mmのアパーチャ27を通してビーム周辺部を除去
した後マスク21に入射し、縮小投影により2.0×
5.0mmの領域を加工した。レーザ11にはLUMON
ICSEX700を使用し、発振波長は248nm(Kr
F)、露光強度は1パルス当たり0.7J/cm2 、発振
周波数100Hzとした。加工部からの発光は図6の多層
膜ミラー12を通して(可視光は透過する)CCDカメ
ラでモニタした。なお、CCD撮像素子28には100
0×1000素子の高解像度のものを使用した。
てワークステーションのフレームメモリ30に0.1s
毎に入力し、0.1sサイクルで設計情報(200μm
ピッチで格子点上に全てビア穴がある)と照合して、設
計情報中の各加工ポイント毎に不良の有無およびモード
を判定し、不良部の位置およびモードをディスプレー上
に表示させた。
に、マスクの格子点以外の場所に0.2mmφの穴を2個
あけて露光した。この結果、穴を塞いだ部分の4個の穴
を(a)不良として、格子点以外の場所にあけた2個の
穴に対応した位置を(c)不良として、各々検出した。
ミドワニス中に入れ、これを電極形成した基板1上に塗
布して局部的な膜厚ムラを形成した。フィルムによる凸
部が1箇所ある場所を正規のマスクを用いて加工した。
発光ポイント250個中150箇所からの発光が停止し
てから0.5秒間さらに照射し最後まで発光した場所を
検出した。この結果、フィルムによって膜が盛上がった
部分を(b)不良として画面上に表示した。
電極を200μmピッチで実施例3と同様にして形成
し、その上に樹脂膜3としてベンゾシクロブテン系熱硬
化樹脂(ダウケミカル、膜厚25μm)を成膜した。ま
た、厚さ1mm、7cm角の合成石英基板にSiO2 /Y2
O3 膜を積層し、248nm光用の多層膜ミラーを形成
し、7cm角内の5cm角領域内に30μmφの穴を200
μmピッチで形成してマスクとした。前記樹脂膜とマス
クとを0.3mmのギャップを置いて対向させ位置合わせ
した後、両者を固定して図7のようにXYステージ20
上に載置した。レーザ光は第1レンズ13でビーム中央
部において1パルス当たり0.8J/cm2 になるよう絞
った後第2レンズ14で平行光に変換して誘電体ミラー
マスク4を通してワークに照射した。レーザ11および
発振周波数は実施例3と同じとした。
ジ20をX方向に20mm/sで移動させパターンエッジ
を過ぎたらY方向に1mm送り−X方向に同様に移動さ
せ、千鳥状に走査して全面加工を行った。このときの発
光をミラーマスク4をとおして実施例3と同様にモニタ
した。実施例3と同様0.1秒毎に発光をサンプリング
し、このときの各々の発光ポイントの座標をXYステー
ジ20を動かすステップモータ26からの信号と照合し
て算出し、設計情報と照合して欠陥を検出した。本実施
例においてビームサイズは照射部31において約3×8
mmであり、千鳥スキャン32によって繰返し照射する。
照射ビームの中央部2×6mmの領域33をモニタし、加
工進行方向の先頭部分(図8のH)で発光位置の検出を
行い(前記欠陥(a),(c)の検出)、最後部(図8
のF)で電極の露出(前記欠陥(b),(d))の検出
を行った。
の欠陥があるものを用いて加工を行った結果、マスク欠
陥検査において検出した場所で、各々のモードに対応し
た欠陥を加工時の発光によって検出することができた。
としてポリイミド膜(日立化成 PIX−3500 膜
厚30μm)を形成したものを図9の露光系で加工し、
樹脂膜3に3cm角の領域に50μmφの穴を縦横0.2
5mmのピッチで形成した。
素ガス入口34よりO2 を流した場合と、O2 に代えて
水素、ヘリウムガスを流した場合および大気中で加工し
たときとで煤の発生を比較した。煤の多寡は、加工前の
平均透過率(5mmφの光で測定、空間平均)を加工直後
の煤の付いている状態(T1 )と、煤をラビング洗浄で
除去した後(T0 )とで比較し、その比T1 /T0 で評
価した。その結果大気中加工ではT1 /T0 は約50%
と低かったが、水素ガスを流した場合はT1 /T0 は約
95%、ヘリウムガスの場合は約87%、酸素ガスの場
合は約84%と、酸素ガスは水素やヘリウムガスとほぼ
同等の煤を減らす効果があることを見出した。
い、加工中の発光を500〜700nmの可視光を通すフ
ィルタを通してフォトディテクタで受け、積分回路を通
して時間平均出力を測定した。マスクは可視光を約90
%透過するため発光をモニタできる。図9の露光系をX
−Yステージ20上に固定し、ステージ20を千鳥状に
スキャンしながらレーザ光11で加工した。このときの
X方向移動速度は40mm/s、Y方向ステップは2mm×
18段。1回目のスキャン時の受光量は酸素ガス雰囲気
の場合、450μWであったのに対し、ヘリウムガスの
場合は40μW、水素ガスの場合は発光はほとんど観測
されなかった。更に酸素ガス雰囲気の場合、4回目のス
キャンで発光強度の低下が明確に分かり、加工終点が容
易に判定できたが、ヘリウム、水素ガス雰囲気の場合は
加工終点を確定することが容易ではなかった。
れば、エキシマレーザアブレーション加工において被加
工面の近傍を酸素ガス雰囲気にすることで、発生する煤
を低コストで効果的に抑制し、かつポリマーアブレーシ
ョンの発光強度が増大することができるため、発光検出
による加工終了検査が一層確実に出来るという効果があ
る。
装置(等倍ミラーマスク法)は、実装の多種少量化、パ
ターンの微細化に対応するためのエキシマレーザによる
ポリマーへの層間接続ビア穴形成の課題の1つである、
所望の直径の穴を所望のテーパ角で確実にあけるのに使
用できるが、この装置には、加工面3とマスク4との間
にアブレーションガスを逃すために0.1〜1mmのギャ
ップ36が設けてある。しかし、5〜50μm径の穴パ
ターンを形成したマスクを用いて露光し、ギャップの大
きさと形成した穴の形状の関係について検討したとこ
ろ、主にエキシマレーザのビーム平行度が常に良いとは
いえないために、ギャップ36が大きくなるに従って開
口部の穴径がマスクの穴径より拡がっていき、形も偏平
になってしまうこと、同時にテーパ角も大きくなること
などが分かった(図10)。またレーザ光の光強度とテ
ーパ角との間には特に相関関係のないことも分かった
(図11)。これらの結果から、ある膜厚を持った被加
工膜に所望の直径の穴を所望のテーパ角であけるには
0.1mm単位でギャップを制御する必要があるといえる
が、従来は0.5mmとか1mmといった一定の厚さを持っ
たスペーサをマスク4と膜3の間にかませギャップとし
ているため、微妙な調整が困難であるうえ、ビア穴への
要求や被加工膜により一々取替えなければならない問題
があった。
工材料を設置するワークステーション37と透明な支持
基板上に誘電体多層膜を選択的に形成したマスク4を測
微器38を取り付けたねじ39で一体化した装置を用
い、被加工膜3の表面からマスク面4までの距離を次の
通り決定する。即ち、まず、ねじ39でマスク4を上げ
てマスク4とワークステーション37の間を広く開け、
ワークステーション37の上に樹脂膜3を表面に有する
被加工材料を設置する。次にマスク4を被加工材料表面
と軽く接するまで下げてそこを基準(0点)とする。そ
して測微器を見ながらねじを徐々に上げていき、適当な
位置にきたらそこで止める。
してポリイミド膜(日立化成 PIX−3500 膜厚
30μm)を形成したものを図4,7,9のような露光
系で加工し、3cm角の領域に縦横0.25mmのピッチで
形成した。
10度の層間接続用のビア穴をあけるために、最も適当
な条件を検討したところ、40μmの穴径のマスクを使
用し、マスクと膜のギャップは0.3mmとすればよいこ
とが判った。そこで図12の装置を用いて、求められた
条件の穴径のマスクを使用し、ギャップを設定して加工
した。その結果、形成されたビア穴の開口部径は40μ
m、テーパ角は12度と、ほぼ要求を満たすことができ
た。
クの間に設けるギャップの調整を被加工材料を設置する
支持板とマスクとを一体化するねじ状のもので行い、そ
れによって所望の形状を持つビア穴を容易に、かつ確実
に形成することができる。
よれば、エキシマレーザによるアブレーション加工にお
いて、レーザの出力変動や光学部品の劣化や加工対象の
膜厚のバラツキがあっても必要十分なレーザ照射が行え
るようになり、加工の未完によるビアの接続不良と下地
電極膜の損傷を防止することができる。また、本発明の
第二の態様によれば、加工ポイントをポリマーアブレー
ションの発光によってモニタしながら加工できるので、
加工と同時に加工不良の検査をできるので、検査工程を
実質上不要にできるという効果がある。
〔(a),(b),(c)及び(d)〕である。
エキシマレーザでアブレーションしたときの可視部の発
光スペクトルを示す。
下に、KrFエキシマレーザアブレーションした際の可
視部の発光スペクトルを示す。
領域を示す図面である。
−膜間ギャップとの関係を示すグラフ図である。
光強度との関係を示すグラフ図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 エキシマレーザの照射により樹脂膜に貫
通孔を形成するエキシマレーザアブレーション加工にお
いて、加工中に樹脂分解時に生じる発光を検知してその
強度を測定し、加工中の発光強度の変化から加工の終点
を判定することからなるエキシマレーザ加工方法。 - 【請求項2】 前記樹脂膜上に誘電体多層膜に選択的に
パターン形成したマスクをおき、該マスクを透過したレ
ーザ光で加工を行い、前記発光強度を該マスクを通して
計測する請求項1記載のエキシマレーザ加工方法。 - 【請求項3】 エキシマレーザの照射により樹脂膜に貫
通孔を形成するエキシマレーザアブレーション加工にお
いて、加工中に樹脂分解時に生じる発光を検知してその
強度を測定する手段と、加工中の発光強度の変化から加
工の終点を判定する手段とを有することからなるエキシ
マレーザ加工装置。 - 【請求項4】 前記樹脂膜上に誘電体多層膜に選択的に
パターン形成したマスクをおき、該マスクを透過したレ
ーザ光で加工を行い、前記発光強度を該マスクを通して
計測する請求項3記載のエキシマレーザ加工装置。 - 【請求項5】 エキシマレーザの照射により樹脂膜に貫
通孔を形成するエキシマレーザアブレーション加工にお
いて、加工中に樹脂分解時に生じる発光を検知して発光
位置を検出し、検出した発光位置と設計上の加工すべき
位置とを照合し、発光位置と設計上の位置とを照合する
ことによって欠陥の有無を検査することから成るエキシ
マレーザ加工方法。 - 【請求項6】 前記樹脂膜上に誘電体多層膜に選択的に
パターン形成したマスクをおき、該マスクを透過したレ
ーザ光で加工を行い、前記発光強度を該マスクを通して
計測する請求項5記載のエキシマレーザ加工方法。 - 【請求項7】 前記樹脂膜が電子回路の多層回路基板に
おける層間絶縁膜である請求項5又は6に記載のエキシ
マレーザ加工方法。 - 【請求項8】 エキシマレーザの照射により樹脂膜に貫
通孔を形成するエキシマレーザアブレーション加工にお
いて、加工中に樹脂分解時に生じる発光を撮像する手段
と、発光位置を特定する手段と、特定した発光位置と設
計上の貫通孔を形成すべき位置とを照合する手段、発光
位置と設計上の位置とを照合することによって欠陥の有
無を検査する手段から成るエキシマレーザ加工装置。 - 【請求項9】 前記樹脂膜上に誘電体多層膜に選択的に
パターン形成したマスクをおき、該マスクを透過したレ
ーザ光で加工を行い、前記発光強度を該マスクを通して
計測する請求項8記載のエキシマレーザ加工装置。 - 【請求項10】 加工装置が電子回路基板を形成する絶
縁樹脂へのビア穴形成装置である請求項8又は9記載の
エキシマレーザ加工装置。 - 【請求項11】 特定位置からの発光を経時的に観測
し、該位置からの発光の停止をもって該位置での加工の
終了を判断する機能を有する請求項9〜11のいずれか
1項に記載のエキシマレーザ加工装置。 - 【請求項12】 エキシマレーザの照射により樹脂膜に
貫通孔を形成するエキシマレーザアブレーション加工に
おいて、加工中に被加工材料の表面近傍を酸素ガス雰囲
気とするエキシマレーザ加工方法。
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