JPH0732302B2 - 電子回路におけるオープンの修復方法 - Google Patents
電子回路におけるオープンの修復方法Info
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- JPH0732302B2 JPH0732302B2 JP3012451A JP1245191A JPH0732302B2 JP H0732302 B2 JPH0732302 B2 JP H0732302B2 JP 3012451 A JP3012451 A JP 3012451A JP 1245191 A JP1245191 A JP 1245191A JP H0732302 B2 JPH0732302 B2 JP H0732302B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
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- H01L21/485—Adaptation of interconnections, e.g. engineering charges, repair techniques
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
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- C23C18/31—Coating with metals
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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- C25D5/02—Electroplating of selected surface areas
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二工程からなるＳＩＲ
（Self Induced Repair：自己誘発修復）に基づく電気
化学的オープンの修復方法に関する。第一修復工程にお
いて、電子材料が部分的に付着されるか、または中性の
電解質または無電解質の金属溶液のいずれかを含んでな
るめつき溶液中に電子物質が浸積される。めつき溶液と
共に回路のオープンの端から端まで高い周波数の電流を
流し、接続路を完結する。結果として、ジユール損失即
ち電気エネルギー変換は、電流経路の抵抗および（電流
の２乗）×（時間）に正比例して熱を生む。溶液中での
破損領域の局部的加熱は、液体からの熱伝導性によつて
回路に伝わる。加熱（無電解溶液の場合）または熱電池
の作用（還元剤なしの電解質溶液の場合）の結果とし
て、２〜３μｍ幅の金属が回路破損部全体に付着しはじ
める。オープンまたはギヤツプを橋絡する金属は、無限
大のオープンの抵抗を、有限値に低減する。第二修復工
程では、このサンプルは、「ニア・オープン(near-ope
n)」として扱われる。この修復は、今の所比較的高い抵
抗の欠陥を含む部分を高速めっき溶液に接触させ、約５
０Ｈｚ以上の低い周波数の電流を加えることによつて達
成される。
（Self Induced Repair：自己誘発修復）に基づく電気
化学的オープンの修復方法に関する。第一修復工程にお
いて、電子材料が部分的に付着されるか、または中性の
電解質または無電解質の金属溶液のいずれかを含んでな
るめつき溶液中に電子物質が浸積される。めつき溶液と
共に回路のオープンの端から端まで高い周波数の電流を
流し、接続路を完結する。結果として、ジユール損失即
ち電気エネルギー変換は、電流経路の抵抗および（電流
の２乗）×（時間）に正比例して熱を生む。溶液中での
破損領域の局部的加熱は、液体からの熱伝導性によつて
回路に伝わる。加熱（無電解溶液の場合）または熱電池
の作用（還元剤なしの電解質溶液の場合）の結果とし
て、２〜３μｍ幅の金属が回路破損部全体に付着しはじ
める。オープンまたはギヤツプを橋絡する金属は、無限
大のオープンの抵抗を、有限値に低減する。第二修復工
程では、このサンプルは、「ニア・オープン(near-ope
n)」として扱われる。この修復は、今の所比較的高い抵
抗の欠陥を含む部分を高速めっき溶液に接触させ、約５
０Ｈｚ以上の低い周波数の電流を加えることによつて達
成される。
【０００２】
【従来の技術】今日の回路ボードの技術において、ほと
んどの大規模な製造プロセスで発生しがちな局部的な欠
陥を修復可能とすることは重要な要素である。欠陥の発
生率は、当然ながら製造プロセスの成熟度に大きく依存
し、一旦製造プロセスが良く理解され開発に時間がかけ
られると、ほとんどゼロに減少する。代表的に、回路の
欠陥には、「シヨート」、「ニア・シヨート」、「ニア
・オープン」および「オープン」がある。「シヨート」
とは、一般的に、隣りのラインと電気的に接続している
付着金属配線ラインを言う。「ニア・シヨート」とは、
１つのラインから隣りのラインまで延びているが電気的
に接続してはいないような、望ましくない金属配線によ
つて特徴づけられる。「ニア・オープン」とは、通常の
ライン寸法よりも局部的に薄いかまたは狭いのでライン
のインピーダンスが局部的に高くなる回路ラインによつ
て特徴づけられる。高い電流サージの場合には、ニア・
オープンである部分は、融解または蒸発してしまつて、
結局オープンとなつてしまう。本明細書で用いられる
「オープン」という用語は、完全に電流の連続性のな
い、回路ラインの物理的な破損を意味し、無限大のＤＣ
抵抗によつて特徴づけられる。オープンは、回路の製造
前、製造中または製造後に生じる様々な問題に起因す
る。この種の回路欠陥は、サブミクロン以下の亀裂、異
物、マスクもしくはリソグラフイの不完全性に起因する
数ミクロンの欠落ライン、金属配線のボードへの弱い接
着性、またはボード製造中の不適切な取り扱い、のうち
の１以上の原因によつて生じる。
んどの大規模な製造プロセスで発生しがちな局部的な欠
陥を修復可能とすることは重要な要素である。欠陥の発
生率は、当然ながら製造プロセスの成熟度に大きく依存
し、一旦製造プロセスが良く理解され開発に時間がかけ
られると、ほとんどゼロに減少する。代表的に、回路の
欠陥には、「シヨート」、「ニア・シヨート」、「ニア
・オープン」および「オープン」がある。「シヨート」
とは、一般的に、隣りのラインと電気的に接続している
付着金属配線ラインを言う。「ニア・シヨート」とは、
１つのラインから隣りのラインまで延びているが電気的
に接続してはいないような、望ましくない金属配線によ
つて特徴づけられる。「ニア・オープン」とは、通常の
ライン寸法よりも局部的に薄いかまたは狭いのでライン
のインピーダンスが局部的に高くなる回路ラインによつ
て特徴づけられる。高い電流サージの場合には、ニア・
オープンである部分は、融解または蒸発してしまつて、
結局オープンとなつてしまう。本明細書で用いられる
「オープン」という用語は、完全に電流の連続性のな
い、回路ラインの物理的な破損を意味し、無限大のＤＣ
抵抗によつて特徴づけられる。オープンは、回路の製造
前、製造中または製造後に生じる様々な問題に起因す
る。この種の回路欠陥は、サブミクロン以下の亀裂、異
物、マスクもしくはリソグラフイの不完全性に起因する
数ミクロンの欠落ライン、金属配線のボードへの弱い接
着性、またはボード製造中の不適切な取り扱い、のうち
の１以上の原因によつて生じる。
【０００３】ＳＩＲを用いるボード、モジユールおよび
チツプ・キヤリア基板のニア・オープンの修復は、特開
平２−１１６１９４号公報に開示されている。ニア・オ
ープンの修理を達成する１つのプロセスは、１ＭのＣｕ
ＳＯ４および０．５Ｍの Ｈ２ＳＯ４を含む溶液のよう
な酸性の銅を含む溶液と接触させながら、欠陥のある回
路に交流電流（電圧）を印加する。電流は、比較的高い
インピーダンスの局部的に狭い領域を通るので、すぐ隣
りの銅よりも熱くなり、ニア・オープンの欠陥部分にお
いて銅を生じさせる。このような状況で、熱駆動される
電気化学的交換めつきが起こる。この現象は、熱電池作
用とも呼ばれる。このタイプのめつきの詳細は、修復ま
たはマスクなしパターニングのいずれかのために金属付
着する回路に、外部電圧を印加しないレーザめつきと関
連して記述されている（米国特許第４３４９５８３号参
照）。
チツプ・キヤリア基板のニア・オープンの修復は、特開
平２−１１６１９４号公報に開示されている。ニア・オ
ープンの修理を達成する１つのプロセスは、１ＭのＣｕ
ＳＯ４および０．５Ｍの Ｈ２ＳＯ４を含む溶液のよう
な酸性の銅を含む溶液と接触させながら、欠陥のある回
路に交流電流（電圧）を印加する。電流は、比較的高い
インピーダンスの局部的に狭い領域を通るので、すぐ隣
りの銅よりも熱くなり、ニア・オープンの欠陥部分にお
いて銅を生じさせる。このような状況で、熱駆動される
電気化学的交換めつきが起こる。この現象は、熱電池作
用とも呼ばれる。このタイプのめつきの詳細は、修復ま
たはマスクなしパターニングのいずれかのために金属付
着する回路に、外部電圧を印加しないレーザめつきと関
連して記述されている（米国特許第４３４９５８３号参
照）。
【０００４】レーザめつきおよび局部的に狭い領域の修
復に応用する基本的な電気化学的機構に適用可能な１つ
の理論では、回路の局部的にあたたかい領域が、静止電
位の正へのシフトによつて陰極になり、隣りの冷えた領
域が陽極になる。通常は、銅の回路の修復に対して銅の
金属を用いて、局部的に狭い領域において金属付着を部
分的に行ない、薄い領域において自己限定するめつきが
実施され、局部的に狭い領域のインピーダンスが欠陥の
ないラインの領域のそれと同等になると終わる。
復に応用する基本的な電気化学的機構に適用可能な１つ
の理論では、回路の局部的にあたたかい領域が、静止電
位の正へのシフトによつて陰極になり、隣りの冷えた領
域が陽極になる。通常は、銅の回路の修復に対して銅の
金属を用いて、局部的に狭い領域において金属付着を部
分的に行ない、薄い領域において自己限定するめつきが
実施され、局部的に狭い領域のインピーダンスが欠陥の
ないラインの領域のそれと同等になると終わる。
【０００５】同時に、付着中に冷えた領域からの銅の溶
解がおこり、全反応の電荷の中性が保たれる。
解がおこり、全反応の電荷の中性が保たれる。
【０００６】全体的には、銅溶液において、同時に起こ
るめつきおよび溶解による銅イオンの正味の利得または
損失は生じない。局部的には、最大のめつき領域におい
て、もし十分に溶液を攪拌しないと、銅イオンが消耗さ
れる。銅イオンとして溶解させるために使用する金属の
銅の量は、大気温度に近い温度のままの銅の面積が比較
的大きいので、還元される（即ち、めつきされる）銅イ
オンのそれよりもはるかに多い。このように、冷えた回
路領域の溶解の程度は、一般的には小さい。回路ライン
の溶解の程度をさらに小さくするために、欠陥領域の近
くに、修復されるラインと直接接触させて、小さなワツ
シヤまたはブロツクの形の銅バルクを配置することがで
きる。ほとんどの電気防食性の溶解は、外部から付加さ
れる銅が寄与しているのである。
るめつきおよび溶解による銅イオンの正味の利得または
損失は生じない。局部的には、最大のめつき領域におい
て、もし十分に溶液を攪拌しないと、銅イオンが消耗さ
れる。銅イオンとして溶解させるために使用する金属の
銅の量は、大気温度に近い温度のままの銅の面積が比較
的大きいので、還元される（即ち、めつきされる）銅イ
オンのそれよりもはるかに多い。このように、冷えた回
路領域の溶解の程度は、一般的には小さい。回路ライン
の溶解の程度をさらに小さくするために、欠陥領域の近
くに、修復されるラインと直接接触させて、小さなワツ
シヤまたはブロツクの形の銅バルクを配置することがで
きる。ほとんどの電気防食性の溶解は、外部から付加さ
れる銅が寄与しているのである。
【０００７】ニア・オープンの回路を修復するこのよう
なプロセスは、本発明にとつて重要である。なぜなら、
このプロセスにおけるある工程が、オープンの修復に関
する本明細書に記述されたプロセスの一部として用いる
ことができるからである。
なプロセスは、本発明にとつて重要である。なぜなら、
このプロセスにおけるある工程が、オープンの修復に関
する本明細書に記述されたプロセスの一部として用いる
ことができるからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の局部
的に狭いラインを修復するＳＩＲ技術を改良して使用
し、有限の回路ギヤツプまたはオープン回路（ニア・オ
ープンではない）を修復することを目的とする。
的に狭いラインを修復するＳＩＲ技術を改良して使用
し、有限の回路ギヤツプまたはオープン回路（ニア・オ
ープンではない）を修復することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】酸性でない(unacidifie
d)中性の金属イオン溶液と接触させながら（１滴または
数滴でおおうか、または浸して）、オープンを含む回路
に高周波数の交流電流（約０．０４ないし５０００ＫＨ
ｚの範囲）を通すと、回路のギヤツプ（即ち、オープ
ン）において電気的な連続性を達成するだけの金属の成
長が、すぐに起こる。無電解のオープン回路修復および
電解質のオープン回路修復の両方に好ましい周波数の範
囲は、約１ＫＨｚないし２０００ＫＨｚの範囲であり、
最も好ましくは約２ないし１０００ＫＨｚである。
d)中性の金属イオン溶液と接触させながら（１滴または
数滴でおおうか、または浸して）、オープンを含む回路
に高周波数の交流電流（約０．０４ないし５０００ＫＨ
ｚの範囲）を通すと、回路のギヤツプ（即ち、オープ
ン）において電気的な連続性を達成するだけの金属の成
長が、すぐに起こる。無電解のオープン回路修復および
電解質のオープン回路修復の両方に好ましい周波数の範
囲は、約１ＫＨｚないし２０００ＫＨｚの範囲であり、
最も好ましくは約２ないし１０００ＫＨｚである。
【００１０】ギヤツプの電気的に連続する橋絡(bridge)
は、初期電流印加後、６０秒以内に起こる。樹枝状結晶
成長の形状（または他の形状）での金属の付着は、修復
の時間のあいだ中、０から数ｍＡまでの単調増加される
電流（電圧）をかけると、２ないし５μｍ／ｓまでの範
囲で電流値と１次関係を保つ速度で起こる。ゆつくりと
した電流の単調増加は、金属の成長、具体的にはオープ
ン領域の銅回路オープンに対する銅の制御された成長を
はじめるために用いられる。この工程の次に、回路のニ
ア・オープンまたは局部的に狭い箇所について、前述の
ニア・オープンを修復するためのＳＩＲ技術を用いる。
即ち、第二修復工程で酸性金属イオン溶液および６０Ｈ
ｚ程度の低周波数交流電流によつて断面部分を加熱し、
樹枝状結晶で結合させて導電させるかまたは銅橋絡を引
き起こす。
は、初期電流印加後、６０秒以内に起こる。樹枝状結晶
成長の形状（または他の形状）での金属の付着は、修復
の時間のあいだ中、０から数ｍＡまでの単調増加される
電流（電圧）をかけると、２ないし５μｍ／ｓまでの範
囲で電流値と１次関係を保つ速度で起こる。ゆつくりと
した電流の単調増加は、金属の成長、具体的にはオープ
ン領域の銅回路オープンに対する銅の制御された成長を
はじめるために用いられる。この工程の次に、回路のニ
ア・オープンまたは局部的に狭い箇所について、前述の
ニア・オープンを修復するためのＳＩＲ技術を用いる。
即ち、第二修復工程で酸性金属イオン溶液および６０Ｈ
ｚ程度の低周波数交流電流によつて断面部分を加熱し、
樹枝状結晶で結合させて導電させるかまたは銅橋絡を引
き起こす。
【００１１】
【実施例】本発明の方法は、好ましくは銅リードを含む
回路に応用されるが、金、貴金属、特にはプラチナおよ
びパラジウムを含む回路にも同様に応用できる。
回路に応用されるが、金、貴金属、特にはプラチナおよ
びパラジウムを含む回路にも同様に応用できる。
【００１２】本明細書で参照する金属イオン溶液は、回
路におけるリードまたはラインを構成する金属と電気化
学的に均等な元素から得られる金属イオンを含む。例え
ば硫酸銅溶液、シアン化銅、パラジウム電解質のような
金属イオン溶液は、イオンを与えて、金属の成長を形成
することができる。最終的には、この成長によつて、オ
ープンの回路におけるギヤツプの間に橋絡が形成され
る。
路におけるリードまたはラインを構成する金属と電気化
学的に均等な元素から得られる金属イオンを含む。例え
ば硫酸銅溶液、シアン化銅、パラジウム電解質のような
金属イオン溶液は、イオンを与えて、金属の成長を形成
することができる。最終的には、この成長によつて、オ
ープンの回路におけるギヤツプの間に橋絡が形成され
る。
【００１３】本発明の第一工程の銅付着機構は、ニア・
オープンのものについて前述した、即ち熱駆動交換めつ
きを行なつて観察されるものと同様である。しかしなが
ら、本発明の第一工程において、ギヤツプ領域付近にお
いて比較的高抵抗の溶液を交流電流で加熱すると、ニア
・オープンである狭い銅の領域においてジユール損失が
生じる。
オープンのものについて前述した、即ち熱駆動交換めつ
きを行なつて観察されるものと同様である。しかしなが
ら、本発明の第一工程において、ギヤツプ領域付近にお
いて比較的高抵抗の溶液を交流電流で加熱すると、ニア
・オープンである狭い銅の領域においてジユール損失が
生じる。
【００１４】本発明に従うオープンの修復のために、反
応において生じる熱のいくらかが、熱伝導によつてめつ
き溶液からオープンのラインの端まで伝えられると思わ
れる。
応において生じる熱のいくらかが、熱伝導によつてめつ
き溶液からオープンのラインの端まで伝えられると思わ
れる。
【００１５】結果として生じる回路ラインに沿つた熱勾
配は、熱電池作用によつて交換めつきを起こす。第一工
程において本明細書では０．３ないし１．０Ｍのモル濃
度で用いられる中性の（酸性でない）硫酸銅溶液の溶液
抵抗は、第二の修復工程およびニア・オープンのＳＩＲ
において用いられる同様のモル濃度の酸性硫酸銅の抵抗
と比べると、１桁大きい値である。従つて、酸性でない
溶液は、例えば酸性の銅を含む溶液によつて達成される
温度と比べると、与えられた電流に対する局部的ジユー
ル効果加熱によつて、著しく高い温度に達する。
配は、熱電池作用によつて交換めつきを起こす。第一工
程において本明細書では０．３ないし１．０Ｍのモル濃
度で用いられる中性の（酸性でない）硫酸銅溶液の溶液
抵抗は、第二の修復工程およびニア・オープンのＳＩＲ
において用いられる同様のモル濃度の酸性硫酸銅の抵抗
と比べると、１桁大きい値である。従つて、酸性でない
溶液は、例えば酸性の銅を含む溶液によつて達成される
温度と比べると、与えられた電流に対する局部的ジユー
ル効果加熱によつて、著しく高い温度に達する。
【００１６】２〜３μｍより大きな回路破損において
は、たとえ弱酸性（０．０５Ｍ Ｈ２ＳＯ４を用いる）
の硫酸銅中でどんな駆動周波数においても、銅の樹枝状
結晶は成長しないことは、経験的に確定されていた。酸
性は、局部的な加熱を抑制する溶液抵抗を低くするばか
りでなく、交流電流（電圧）を印加すると破損箇所付近
の銅を攻撃する。さらに、酸性にすると、銅の溶解およ
び促進された酸の侵食による電圧印加された破損箇所の
拡張および銅ラインの曇りが観察される。
は、たとえ弱酸性（０．０５Ｍ Ｈ２ＳＯ４を用いる）
の硫酸銅中でどんな駆動周波数においても、銅の樹枝状
結晶は成長しないことは、経験的に確定されていた。酸
性は、局部的な加熱を抑制する溶液抵抗を低くするばか
りでなく、交流電流（電圧）を印加すると破損箇所付近
の銅を攻撃する。さらに、酸性にすると、銅の溶解およ
び促進された酸の侵食による電圧印加された破損箇所の
拡張および銅ラインの曇りが観察される。
【００１７】本発明に従う別の初期オープン回路の修復
工程は、酸性でない硫酸銅の代わりに無電解めつき溶液
を用いて達成できる。無電解めつき溶液が用いられる場
合、回路の破損箇所のオープンの端に高周波電流を印加
する。この場合、破損領域において溶液を高周波電流加
熱すると、局部的に促進された付着が起こる。これは、
無電解溶液によつて示されるめつき速度の指数関数的温
度依存性、または局部的不均化反応のいずれか一方また
はその両方に起因する。
工程は、酸性でない硫酸銅の代わりに無電解めつき溶液
を用いて達成できる。無電解めつき溶液が用いられる場
合、回路の破損箇所のオープンの端に高周波電流を印加
する。この場合、破損領域において溶液を高周波電流加
熱すると、局部的に促進された付着が起こる。これは、
無電解溶液によつて示されるめつき速度の指数関数的温
度依存性、または局部的不均化反応のいずれか一方また
はその両方に起因する。
【００１８】ここで、高周波数を用いることは、第一工
程では有益であることがわかつた。
程では有益であることがわかつた。
【００１９】これらの無電解銅溶液の場合、１０００Ｋ
Ｈｚでは非常に良好に作用するが、１ＫＨｚでは不十分
であり、オープン領域のみに成長が限定されないことが
確認された。したがつて、数ＫＨｚないし２０００ＫＨ
ｚでの一定の周波数の選択が必要となる。ただし、酸性
でない銅溶液または無電解溶液のいずれの場合も、探針
が溶液の外に出ているようにする必要はない。
Ｈｚでは非常に良好に作用するが、１ＫＨｚでは不十分
であり、オープン領域のみに成長が限定されないことが
確認された。したがつて、数ＫＨｚないし２０００ＫＨ
ｚでの一定の周波数の選択が必要となる。ただし、酸性
でない銅溶液または無電解溶液のいずれの場合も、探針
が溶液の外に出ているようにする必要はない。
【００２０】電解または無電解の実施例においてかなり
のギヤツプがある場合、例えば銅、プラチナまたはパラ
ジウム等の金属のシーデイング(seeding)が、オープン
の端同志を結合させるために使用されてきた。もし、シ
ード(seed)層が空気中での測定において電気的に不連
続、即ち無限の抵抗を有するほどに薄い金属層ならば、
交流電圧印加の結果として生じる電界は、シード層に沿
つて集中する。次に電流を流すことで、酸性でない硫酸
銅（還元剤なし）または無電解の銅溶液のいずれかに接
触するシード層に沿つて局部的加熱が生じ、シード層に
沿つて銅が付着される。これによつて電気的連続が達成
される。１ＫＨｚ程度またはそれ以下で観察されるライ
ン全体に沿つためつきをさけるために、高周波電流が必
要である。
のギヤツプがある場合、例えば銅、プラチナまたはパラ
ジウム等の金属のシーデイング(seeding)が、オープン
の端同志を結合させるために使用されてきた。もし、シ
ード(seed)層が空気中での測定において電気的に不連
続、即ち無限の抵抗を有するほどに薄い金属層ならば、
交流電圧印加の結果として生じる電界は、シード層に沿
つて集中する。次に電流を流すことで、酸性でない硫酸
銅（還元剤なし）または無電解の銅溶液のいずれかに接
触するシード層に沿つて局部的加熱が生じ、シード層に
沿つて銅が付着される。これによつて電気的連続が達成
される。１ＫＨｚ程度またはそれ以下で観察されるライ
ン全体に沿つためつきをさけるために、高周波電流が必
要である。
【００２１】前述の初期シード層が有限の抵抗（数十Ω
のオーダ）の橋絡となる場合には、酸性または無電解の
銅溶液と共に低周波数の（高周波数でもよい）交流電流
を用いて、最終的なギヤツプの修理を行ない、低い抵抗
値（１Ωのオーダ）を達成する。高周波数の工程は、省
略される。
のオーダ）の橋絡となる場合には、酸性または無電解の
銅溶液と共に低周波数の（高周波数でもよい）交流電流
を用いて、最終的なギヤツプの修理を行ない、低い抵抗
値（１Ωのオーダ）を達成する。高周波数の工程は、省
略される。
【００２２】交流電流を用いたオープン回路修復に影響
を与えるもう１つのパラメータは、電解質の濃度、アス
ペクト比（ライン幅の長さに対する破損の長さの比とし
て規定される）、および回路の破損の両端の形状であ
る。例えば、破損箇所の端が鋭いと、電界が集中し、破
損領域における加熱および付着が最大となる。一般的に
は、鋭い（直角よりも鋭い）端または小さなアスペクト
比（即ち０．２５未満）を有する回路は、非常に信頼性
高く、最も容易に修復される。
を与えるもう１つのパラメータは、電解質の濃度、アス
ペクト比（ライン幅の長さに対する破損の長さの比とし
て規定される）、および回路の破損の両端の形状であ
る。例えば、破損箇所の端が鋭いと、電界が集中し、破
損領域における加熱および付着が最大となる。一般的に
は、鋭い（直角よりも鋭い）端または小さなアスペクト
比（即ち０．２５未満）を有する回路は、非常に信頼性
高く、最も容易に修復される。
【００２３】前述の本発明の工程１において生じる初期
金属成長に関する本発明の記述は、図１および図２を参
照して例証される。図１は、オープンを修復する第１工
程に必要とされる様々な構成要素を示す斜視図である。
図１は、組立て実装、具体的にはプリント回路ボードを
開示している。絶縁基板１は、前記の物質を含む。この
基板１の上には、正常な金属ライン２および欠陥のある
金属ライン３を含んでいる。回路オープン４が、修復し
なければならない部分である。本発明に従つて、液体を
蓄えるデバイスまたは表面張力による１滴のめつき溶
液、好ましくは酸性でない硫酸銅溶液５を適切に処理す
る。この溶液は、金属ライン３の欠陥４をおおわなけれ
ばならない。好ましくは銅製または銅の合金製の金属探
針７を、欠陥のあるライン３の両パツドまたは両端６と
接触させて配置する。配線８、抵抗器９および高周波電
流源１０は、修復を促進するために用いられる電気回路
を構成する。任意に、オシロスコープまたは電圧計１１
を回路の中に配置することができる。電流源１０からの
高周波電流を配線８および探針７を通つてパツド６まで
流すことによつて、欠陥４において修復が行なわれる。
電流は、パツド６からライン３の破損箇所（欠陥４）ま
で流れ、欠陥４における溶液５を通る。電流が流れる
と、溶液５が温度上昇する。欠陥４における溶液５に電
流が流れるにつれて、欠陥領域４では著しい局部ジユー
ル加熱が起こる。欠陥４におけるこの熱は、ライン３の
端まで伝わり、硫酸銅とライン３の端を接触させること
によつて、溶液−回路界面で静止電位をシフトさせて、
陰極とする。その結果、初期金属成長が回路のオープン
の部分に起こる。ライン３の端が陰極であると、比較的
冷めた隣接領域は陽極となり、冷えた領域から銅の溶解
が起こり、全反応の電荷の中性が保たれる。
金属成長に関する本発明の記述は、図１および図２を参
照して例証される。図１は、オープンを修復する第１工
程に必要とされる様々な構成要素を示す斜視図である。
図１は、組立て実装、具体的にはプリント回路ボードを
開示している。絶縁基板１は、前記の物質を含む。この
基板１の上には、正常な金属ライン２および欠陥のある
金属ライン３を含んでいる。回路オープン４が、修復し
なければならない部分である。本発明に従つて、液体を
蓄えるデバイスまたは表面張力による１滴のめつき溶
液、好ましくは酸性でない硫酸銅溶液５を適切に処理す
る。この溶液は、金属ライン３の欠陥４をおおわなけれ
ばならない。好ましくは銅製または銅の合金製の金属探
針７を、欠陥のあるライン３の両パツドまたは両端６と
接触させて配置する。配線８、抵抗器９および高周波電
流源１０は、修復を促進するために用いられる電気回路
を構成する。任意に、オシロスコープまたは電圧計１１
を回路の中に配置することができる。電流源１０からの
高周波電流を配線８および探針７を通つてパツド６まで
流すことによつて、欠陥４において修復が行なわれる。
電流は、パツド６からライン３の破損箇所（欠陥４）ま
で流れ、欠陥４における溶液５を通る。電流が流れる
と、溶液５が温度上昇する。欠陥４における溶液５に電
流が流れるにつれて、欠陥領域４では著しい局部ジユー
ル加熱が起こる。欠陥４におけるこの熱は、ライン３の
端まで伝わり、硫酸銅とライン３の端を接触させること
によつて、溶液−回路界面で静止電位をシフトさせて、
陰極とする。その結果、初期金属成長が回路のオープン
の部分に起こる。ライン３の端が陰極であると、比較的
冷めた隣接領域は陽極となり、冷えた領域から銅の溶解
が起こり、全反応の電荷の中性が保たれる。
【００２４】前述のプロセスは、金属として銅を用いた
電解質の系に関する。このプロセスは、無電解銅溶液を
用いたオープンの修復にも使用できる。図１を参照する
に、無電解銅めつき溶液を用いて、ライン３の欠陥４に
高周波電流を印加する。前述の電解質の銅溶液のプロセ
スと同様に、銅の金属蓄積が進行する。
電解質の系に関する。このプロセスは、無電解銅溶液を
用いたオープンの修復にも使用できる。図１を参照する
に、無電解銅めつき溶液を用いて、ライン３の欠陥４に
高周波電流を印加する。前述の電解質の銅溶液のプロセ
スと同様に、銅の金属蓄積が進行する。
【００２５】図２に示されるような別の実施例も、オー
プンを修復するために使用でき、図１に示される系を用
いて得られるのと同様の有益な結果となる。図２の実施
例は、プリント回路ボードの系（図２における１ないし
４および６）の全体をめつき溶液５の中に浸す点で図１
とは異なる。この反応機構では、酸性でない硫酸銅溶液
の場合、ライン２および３からの銅の陽極溶解に加え
て、もし探針７が銅を含んでいると、探針７の浸された
部分からも陽極溶解が起こる。それ以外は、図１と同様
である。
プンを修復するために使用でき、図１に示される系を用
いて得られるのと同様の有益な結果となる。図２の実施
例は、プリント回路ボードの系（図２における１ないし
４および６）の全体をめつき溶液５の中に浸す点で図１
とは異なる。この反応機構では、酸性でない硫酸銅溶液
の場合、ライン２および３からの銅の陽極溶解に加え
て、もし探針７が銅を含んでいると、探針７の浸された
部分からも陽極溶解が起こる。それ以外は、図１と同様
である。
【００２６】オープンの回路を修復する実施例は、印加
した交流電流の周波数への強い依存性を示す。このこと
は、酸性でない硫酸銅および無電解溶液の両方から生じ
る金属付着において見出せる。熱駆動交換めつきに対し
て要求される温度勾配を確立するために、溶液をジユー
ル加熱しなければならない。溶液およびオープン・ライ
ンのインピーダンスを測定する電気的評価回路は、２つ
の並列分岐ＺＤＬおよびＺｆと直列の溶液抵抗からなる
抵抗器Ｒによつて表わすことができる。二層インピーダ
ンスＺＤＬは、周波数依存性の漏れ抵抗器と並列の周波
数依存性キヤパシタンス（Ｈ２ＳＯ４およびＣｕＳＯ４
中のＣｕ＋＋）からなる。Ｚｆは、フアラデー（誘導電
流）のインピーダンスを示し、キヤパシタンスおよび並
列のフアラデー抵抗からなる。どちらも、数ＫＨｚ以上
の範囲で逆周波数依存性を有する。
した交流電流の周波数への強い依存性を示す。このこと
は、酸性でない硫酸銅および無電解溶液の両方から生じ
る金属付着において見出せる。熱駆動交換めつきに対し
て要求される温度勾配を確立するために、溶液をジユー
ル加熱しなければならない。溶液およびオープン・ライ
ンのインピーダンスを測定する電気的評価回路は、２つ
の並列分岐ＺＤＬおよびＺｆと直列の溶液抵抗からなる
抵抗器Ｒによつて表わすことができる。二層インピーダ
ンスＺＤＬは、周波数依存性の漏れ抵抗器と並列の周波
数依存性キヤパシタンス（Ｈ２ＳＯ４およびＣｕＳＯ４
中のＣｕ＋＋）からなる。Ｚｆは、フアラデー（誘導電
流）のインピーダンスを示し、キヤパシタンスおよび並
列のフアラデー抵抗からなる。どちらも、数ＫＨｚ以上
の範囲で逆周波数依存性を有する。
【００２７】具体的には、二層キヤパシタンスの値は２
０μｆ／ｃｍ２のオーダであり、非常に低い周波数（５
０Ｈｚ未満）では、いくらか上がる。従つて、高周波数
の時と比べて比較的低い周波数においては、回路の無効
インピーダンスは与えられた印加電圧に比例してより少
ない電流を通し、溶液の加熱も小さい。周波数の関数と
しての交流電流のデータは、破損箇所付近を酸性でない
０．３Ｍの硫酸銅溶液でおおつたガラス・エポキシ基板
上のオープンの回路について測定された。印加交流電圧
は、ピーク間で１Ｖとなるように一定に保たれ、周波数
のみを変化させた。
０μｆ／ｃｍ２のオーダであり、非常に低い周波数（５
０Ｈｚ未満）では、いくらか上がる。従つて、高周波数
の時と比べて比較的低い周波数においては、回路の無効
インピーダンスは与えられた印加電圧に比例してより少
ない電流を通し、溶液の加熱も小さい。周波数の関数と
しての交流電流のデータは、破損箇所付近を酸性でない
０．３Ｍの硫酸銅溶液でおおつたガラス・エポキシ基板
上のオープンの回路について測定された。印加交流電圧
は、ピーク間で１Ｖとなるように一定に保たれ、周波数
のみを変化させた。
【００２８】周波数を高くするにつれて、回路を通る電
流が増加することから明らかなように、このデータは、
回路の容量性リアクタンスの減少を示した。溶液が回路
の一定の部分と接触しながら、電流が破損箇所への複数
の並列経路に沿つて溶液中を流れることは、注目すべき
である。接触の程度は、回路の電解質によつておおわれ
る面積に依存する。これらの結果から、５ＫＨｚ以上の
周波数における商業ベースのめつきの可能性はないが、
ＫＨｚ程度の周波数における改善されたオープンの修復
の可能性はあると判断される。前述のように、５ＫＨｚ
が酸性の硫酸銅溶液（例えば０．５ＭのＣｕＳＯ４と
０．２５ＭのＨ２ＳＯ４）におけるニア・オープンの箇
所の修復に使用されるが、これは必要以上にかなり高い
周波数であり、本明細書では６０〜１００Ｈｚが効果的
であり、６０Ｈｚが最も好ましい。
流が増加することから明らかなように、このデータは、
回路の容量性リアクタンスの減少を示した。溶液が回路
の一定の部分と接触しながら、電流が破損箇所への複数
の並列経路に沿つて溶液中を流れることは、注目すべき
である。接触の程度は、回路の電解質によつておおわれ
る面積に依存する。これらの結果から、５ＫＨｚ以上の
周波数における商業ベースのめつきの可能性はないが、
ＫＨｚ程度の周波数における改善されたオープンの修復
の可能性はあると判断される。前述のように、５ＫＨｚ
が酸性の硫酸銅溶液（例えば０．５ＭのＣｕＳＯ４と
０．２５ＭのＨ２ＳＯ４）におけるニア・オープンの箇
所の修復に使用されるが、これは必要以上にかなり高い
周波数であり、本明細書では６０〜１００Ｈｚが効果的
であり、６０Ｈｚが最も好ましい。
【００２９】溶液中のジユール損失によつてではなく、
銅の回路内に印加される交流電流によつて、局部的ジユ
ール加熱が欠陥箇所において起こるので、このような状
況ではニア・オープンの回路は、オープンの回路とは異
なる。局部的に狭い領域への銅の付着（熱、駆動交換め
つきによる）に必要な局部的温度勾配は、回路から溶液
への熱の伝導によつて達成され、オープンの回路の修復
に適用できるのと同様の電気的評価回路によつては表わ
されない。
銅の回路内に印加される交流電流によつて、局部的ジユ
ール加熱が欠陥箇所において起こるので、このような状
況ではニア・オープンの回路は、オープンの回路とは異
なる。局部的に狭い領域への銅の付着（熱、駆動交換め
つきによる）に必要な局部的温度勾配は、回路から溶液
への熱の伝導によつて達成され、オープンの回路の修復
に適用できるのと同様の電気的評価回路によつては表わ
されない。
【００３０】回路形状の効果は、それぞれ相対的に小さ
なオープンおよび大きなオープンに対する修復を比べる
ことによつて例証される。
なオープンおよび大きなオープンに対する修復を比べる
ことによつて例証される。
【００３１】小さなオープン、即ちアスペクト比が１未
満の場合、オープンの回路内の電界は、回路の破損箇所
の端によつて規定される２つのプレートを有するコンデ
ンサによつて近似することができる。並列のコンデンサ
のプレートの間の基板表面および回路の破損に対して右
隅における電界は、一定である。回路の破損の両端にお
いて、電界ラインはコンデンサのフリンジング電界と同
じように広がる。破損の高さが低いので、破損箇所全体
に広がる垂直方向のフリンジング電界もある。
満の場合、オープンの回路内の電界は、回路の破損箇所
の端によつて規定される２つのプレートを有するコンデ
ンサによつて近似することができる。並列のコンデンサ
のプレートの間の基板表面および回路の破損に対して右
隅における電界は、一定である。回路の破損の両端にお
いて、電界ラインはコンデンサのフリンジング電界と同
じように広がる。破損の高さが低いので、破損箇所全体
に広がる垂直方向のフリンジング電界もある。
【００３２】これらの電界の大きさは、破損箇所の上の
電解質の高さに強く依存する。
電解質の高さに強く依存する。
【００３３】この電界の記述は、小さなアスペクト比の
破損領域の間に集中して観察される銅の成長に関する。
アスペクト比が大きくなると（即ち、３以上）、このこ
とからは離れてしまう。ここで、電界のほとんどは、も
はやコンデンサのプレートに対して直角をなさず、破損
の隣接領域外でいくらか付着が起こる。さらに、成長が
平坦でなくなる傾向もある。この結果、付着される銅お
よび基板の間の物理的な接着が、不十分となる。
破損領域の間に集中して観察される銅の成長に関する。
アスペクト比が大きくなると（即ち、３以上）、このこ
とからは離れてしまう。ここで、電界のほとんどは、も
はやコンデンサのプレートに対して直角をなさず、破損
の隣接領域外でいくらか付着が起こる。さらに、成長が
平坦でなくなる傾向もある。この結果、付着される銅お
よび基板の間の物理的な接着が、不十分となる。
【００３４】大きなアスペクト比では、橋絡が不完全と
なる。このような場合、電気的連続性は、あらかじめ付
着する金属シード層なしでは容易に達成されない。
なる。このような場合、電気的連続性は、あらかじめ付
着する金属シード層なしでは容易に達成されない。
【００３５】修復の平坦性は、酸性でない修復工程にお
いてギヤツプ領域上に薄いガラスまたは他の非導電性物
質を配置することによつて、制御できる。このことによ
つて、垂直方向の成長を妨げながら、破損した回路の端
に溶液を接触させることができる。カバー・スライドな
しで垂直方向に起こる成長の程度は、部分的にアスペク
ト比に強く依存する。亀裂の修復では、一般的に、めつ
きされた銅を物理的に拘束する追加の手段を用いなくて
も、確実に平坦性が実現される。
いてギヤツプ領域上に薄いガラスまたは他の非導電性物
質を配置することによつて、制御できる。このことによ
つて、垂直方向の成長を妨げながら、破損した回路の端
に溶液を接触させることができる。カバー・スライドな
しで垂直方向に起こる成長の程度は、部分的にアスペク
ト比に強く依存する。亀裂の修復では、一般的に、めつ
きされた銅を物理的に拘束する追加の手段を用いなくて
も、確実に平坦性が実現される。
【００３６】本発明に従うと、無電解銅溶液を用いて、
オープンを含む多くの異なる金属、即ちＣｕ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，およびＲｈの回路
を修復することができる。
オープンを含む多くの異なる金属、即ちＣｕ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，およびＲｈの回路
を修復することができる。
【００３７】別法として、無電解金溶液を、Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｐｄ，ＰｔおよびＣｕの回路の修復の第一修復工程
に対して用いることができる。第一修復工程の結果とし
て生じる初期橋絡は、熱電池作用を用いて低い抵抗を達
成するまで（具体的には、ギヤツプに形成される金属の
単位長さ当りの抵抗が、回路の残りの部分の単位長さ当
りの抵抗と一致するまで）めつきされるので、第一修復
工程には無電解銅溶液および金溶液が特に適する。即
ち、無電解銅溶液を第一修復工程に用いる場合、第二修
復工程に酸性硫酸銅溶液を使用できるが、無電解の金を
めつきするために３２．４ｇ／ｌの濃度のシアン化金の
ような酸性高速めつき金溶液を使用し、低い抵抗の修復
を達成できる。これらの溶液および第一修復工程に適用
可能な他の溶液の例が、Ｆ．Ｐearlstain, Ｍodern Ｅ
lectroplating, 第３１章、pp７１０〜７４１（Ｊohn
Ｗiley ＆ Ｓons １９７４年）に見出せる。
ｇ，Ｐｄ，ＰｔおよびＣｕの回路の修復の第一修復工程
に対して用いることができる。第一修復工程の結果とし
て生じる初期橋絡は、熱電池作用を用いて低い抵抗を達
成するまで（具体的には、ギヤツプに形成される金属の
単位長さ当りの抵抗が、回路の残りの部分の単位長さ当
りの抵抗と一致するまで）めつきされるので、第一修復
工程には無電解銅溶液および金溶液が特に適する。即
ち、無電解銅溶液を第一修復工程に用いる場合、第二修
復工程に酸性硫酸銅溶液を使用できるが、無電解の金を
めつきするために３２．４ｇ／ｌの濃度のシアン化金の
ような酸性高速めつき金溶液を使用し、低い抵抗の修復
を達成できる。これらの溶液および第一修復工程に適用
可能な他の溶液の例が、Ｆ．Ｐearlstain, Ｍodern Ｅ
lectroplating, 第３１章、pp７１０〜７４１（Ｊohn
Ｗiley ＆ Ｓons １９７４年）に見出せる。
【００３８】例 いくつかの基板構成の上に配設された様々な幅の銅ライ
ンからなる多数のオープン・テスト回路を、高周波数修
復技術を用いて修復した。シードしないラインに対する
ギヤツプは、５０ないし１５０μｍの範囲であり（アス
ペクト比は約０．５ないし１．５）、電気的に連続する
薄い前もつて行うシーデイングを伴う修復に対するギヤ
ツプは、数百μｍまでであつた。
ンからなる多数のオープン・テスト回路を、高周波数修
復技術を用いて修復した。シードしないラインに対する
ギヤツプは、５０ないし１５０μｍの範囲であり（アス
ペクト比は約０．５ないし１．５）、電気的に連続する
薄い前もつて行うシーデイングを伴う修復に対するギヤ
ツプは、数百μｍまでであつた。
【００３９】初期作用は、ガラス・エポキシ基板の上に
配置されたテストサンプルについて行われた。２５μｍ
のオーダの高さにめつきされた銅ラインは、互いに１０
ライン幅のオーダの間隔をあけた１００μｍ幅のライン
からなるバツク・エツチング・フオトリソグラフイ・パ
ターンによつて得られた。１．２５ｃｍのラインの端に
おける銅パツドは、両方の修復工程および次の抵抗測定
にとつて都合のよい接触部分を提供した。フオトリソグ
ラフイ・パターンにおいて計画的に置かれたギヤツプに
よつて、修復のための通常のオープンを与えた。欠落し
た銅は、ラインと直角をなすエツジを有するギヤツプと
なつた。
配置されたテストサンプルについて行われた。２５μｍ
のオーダの高さにめつきされた銅ラインは、互いに１０
ライン幅のオーダの間隔をあけた１００μｍ幅のライン
からなるバツク・エツチング・フオトリソグラフイ・パ
ターンによつて得られた。１．２５ｃｍのラインの端に
おける銅パツドは、両方の修復工程および次の抵抗測定
にとつて都合のよい接触部分を提供した。フオトリソグ
ラフイ・パターンにおいて計画的に置かれたギヤツプに
よつて、修復のための通常のオープンを与えた。欠落し
た銅は、ラインと直角をなすエツジを有するギヤツプと
なつた。
【００４０】他のサンプルは、約５０μｍ厚さのテフロ
ン基板で構成された。ここで、銅ラインは、ガラス・エ
ポキシのサンプルについて記述したのと一般的には同様
の形状からなり、２５μｍ幅および５０μｍ幅の９μｍ
高さであつた。ラインのオープンまたはギヤツプは、２
５ないし３５０μｍの間で変化させた。第二パターン
は、１ライン幅の間隔をあけた３つの５０μｍのライン
で構成された。これらのうまく修復されたサンプルのほ
とんどは、２ないし１０００ＫＨｚの１つの周波数に設
定された正弦波電圧発生器と共に０．３Ｍないし０．５
Ｍの酸性でない硫酸銅溶液を用いた。印加電流は、５５
Ωのドロツピング抵抗器を通つて現れる電圧によつて、
オシロスコープにおいて読み取られた。具体的には（２
５ないし５０μｍ幅のラインは特に）、両方の修復工程
のあいだは電流をゆつくりと単調増加（ランプ：ramp）
させた。形成中に金属成長に悪い影響を与えずに前記金
属成長を始めることが重要であるので、本発明のプロセ
スの第一工程における交流電流の振幅は、重要なフアク
タである。初期成長は、ピーク間で約３ないし１０ｍＡ
の範囲にある電流に対して観察された。修復中に注意深
く電流をモニターすることは、特に初期の形成中におこ
る扱いにくい銅橋絡の断線をさけるために重要である。
この修復は、顕微鏡またはビデオ表示装置のいずれかを
用いて視覚的に同時にモニターされた。代表的に、橋絡
を成長させるのに必要な時間は、特に破損の形状および
アスペクト比に依存して、１ないし３分のあいだで変化
させた。
ン基板で構成された。ここで、銅ラインは、ガラス・エ
ポキシのサンプルについて記述したのと一般的には同様
の形状からなり、２５μｍ幅および５０μｍ幅の９μｍ
高さであつた。ラインのオープンまたはギヤツプは、２
５ないし３５０μｍの間で変化させた。第二パターン
は、１ライン幅の間隔をあけた３つの５０μｍのライン
で構成された。これらのうまく修復されたサンプルのほ
とんどは、２ないし１０００ＫＨｚの１つの周波数に設
定された正弦波電圧発生器と共に０．３Ｍないし０．５
Ｍの酸性でない硫酸銅溶液を用いた。印加電流は、５５
Ωのドロツピング抵抗器を通つて現れる電圧によつて、
オシロスコープにおいて読み取られた。具体的には（２
５ないし５０μｍ幅のラインは特に）、両方の修復工程
のあいだは電流をゆつくりと単調増加（ランプ：ramp）
させた。形成中に金属成長に悪い影響を与えずに前記金
属成長を始めることが重要であるので、本発明のプロセ
スの第一工程における交流電流の振幅は、重要なフアク
タである。初期成長は、ピーク間で約３ないし１０ｍＡ
の範囲にある電流に対して観察された。修復中に注意深
く電流をモニターすることは、特に初期の形成中におこ
る扱いにくい銅橋絡の断線をさけるために重要である。
この修復は、顕微鏡またはビデオ表示装置のいずれかを
用いて視覚的に同時にモニターされた。代表的に、橋絡
を成長させるのに必要な時間は、特に破損の形状および
アスペクト比に依存して、１ないし３分のあいだで変化
させた。
【００４１】本明細書で取り扱う実施例において、この
アスペクト比は、ほとんど０．５ないし１の間で変化さ
せた。銅の成長の結果として一度電気的連続性が達成さ
れると、電流は、回路の抵抗の突然の降下に起因して係
数３以上に急に上がつた。
アスペクト比は、ほとんど０．５ないし１の間で変化さ
せた。銅の成長の結果として一度電気的連続性が達成さ
れると、電流は、回路の抵抗の突然の降下に起因して係
数３以上に急に上がつた。
【００４２】この時印加電圧は、加熱しすぎおよび銅橋
絡の断線を防ぐために、下げられた。
絡の断線を防ぐために、下げられた。
【００４３】さらに端における機械的接続を強化し、追
加の制御された付着によつて橋絡の厚さを増やすため
に、低い電圧で修復が続けられた。非常に小さな部分は
接続された。しかしながら、この部分は適度に低い電気
抵抗を与えるに十分であつた。そして二工程修復プロセ
スの第一工程としては良い例である。橋絡は、一般的
に、破損の一方の端からそれと一致する逆の端まで成長
する（酸性でない硫酸銅溶液の）１以上の樹枝状結晶で
構成された。オープンの両端の間に電界が集中したの
で、ギヤツプが小さくなれば当然ながら第一工程修復プ
ロセスは容易になつた。
加の制御された付着によつて橋絡の厚さを増やすため
に、低い電圧で修復が続けられた。非常に小さな部分は
接続された。しかしながら、この部分は適度に低い電気
抵抗を与えるに十分であつた。そして二工程修復プロセ
スの第一工程としては良い例である。橋絡は、一般的
に、破損の一方の端からそれと一致する逆の端まで成長
する（酸性でない硫酸銅溶液の）１以上の樹枝状結晶で
構成された。オープンの両端の間に電界が集中したの
で、ギヤツプが小さくなれば当然ながら第一工程修復プ
ロセスは容易になつた。
【００４４】より大きなアスペクト比は、この技術によ
つて修復されたが、容易に再現できない。逆に、小さな
亀裂の修復は、信頼性が高く、再現できることがわかつ
た。また、小さなアスペクト比で、中心から中心まで１
００μｍの近接して間隔をあけられたラインの修復は、
修復部分から隣接ラインまでのシヨートとなつてしまう
ような銅の成長を起こさずに修復できることが観察され
た。小さなオープンの修復は、酸性でない銅溶液の修復
工程後、結果として１ないし８０Ωオーダのラインのイ
ンピーダンスとなつた。時折、１ＫΩ程度の値が結果と
して得られた。第二修復後、エポキシ・ガラス基板上の
ラインに対しては０．２ないし０．５Ωの抵抗値が、そ
してテフロンのサンプルには１Ωのオーダの抵抗値が、
２点探針抵抗測定によつて測定された。
つて修復されたが、容易に再現できない。逆に、小さな
亀裂の修復は、信頼性が高く、再現できることがわかつ
た。また、小さなアスペクト比で、中心から中心まで１
００μｍの近接して間隔をあけられたラインの修復は、
修復部分から隣接ラインまでのシヨートとなつてしまう
ような銅の成長を起こさずに修復できることが観察され
た。小さなオープンの修復は、酸性でない銅溶液の修復
工程後、結果として１ないし８０Ωオーダのラインのイ
ンピーダンスとなつた。時折、１ＫΩ程度の値が結果と
して得られた。第二修復後、エポキシ・ガラス基板上の
ラインに対しては０．２ないし０．５Ωの抵抗値が、そ
してテフロンのサンプルには１Ωのオーダの抵抗値が、
２点探針抵抗測定によつて測定された。
【００４５】前述の実施例は、回路の小さなオープンを
修復するためのＳＩＲ原理に基づく新しい方法について
記述する。ギヤツプ領域における局部的銅の成長は、ギ
ヤツプを通る高周波数（１ＫＨｚ以上）の電流によつて
刺激された酸性でない硫酸銅（還元剤を含まず）または
無電解銅溶液を用いて得られる。
修復するためのＳＩＲ原理に基づく新しい方法について
記述する。ギヤツプ領域における局部的銅の成長は、ギ
ヤツプを通る高周波数（１ＫＨｚ以上）の電流によつて
刺激された酸性でない硫酸銅（還元剤を含まず）または
無電解銅溶液を用いて得られる。
【００４６】
【発明の効果】本発明は、有限のギヤツプまたはオープ
ンの回路を修復する方法を提供することができる。
ンの回路を修復する方法を提供することができる。
【図１】本発明に従うオープン回路を修復するための実
施例の斜視図である。
施例の斜視図である。
【図２】本発明に従うオープン回路を修復するための別
の実施例の斜視図である。
の実施例の斜視図である。
１ 基板 ２ 通常の金属ライン ３ 欠陥のある金属ライン ４ 回路のオープン ５ めつき溶液 ６ パツド ７ 探針 ８ ライン ９ 抵抗器 １０ 電流源 １１ 電流計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ジャコブ・ボン・グッフィール ド アメリカ合衆国ニューヨーク州ニューヨー ク、 ウエスト・ワンハンドレッドフィフ ティーンス・ストリート 600番地
Claims (22)
- 【請求項１】下記（ａ）〜（ｃ）の工程からなる基板上
に配置される電子回路におけるオープンを修復する方
法。 （ａ）前記回路を構成する金属に対し電気化学的にめっ
き可能な金属イオンを含むめつき溶液と前記基板上に配
置される前記オープン回路を接触させて、前記オープン
に約０．０４ＫＨｚないし５０００ＫＨｚの範囲のある
１つの 周波数を有する 交流電流を流して、前記溶液
に電流経路を形成させる工程。 （ｂ）前記溶液中で局部的なジユール加熱を得るのに十
分な時間、形成中に金属成長に悪い影響を与えずに前記
金属成長を始めるに十分な振幅を有する前記電流を流し
続け、前記ジユール加熱の一部が前記溶液から熱伝導に
よつて前記回路に伝えられる結果として前記回路内の前
記オープンを渡つて前記初期金属成長を形成し、前記オ
ープンの無限の抵抗値が有限値になるまで前記成長を続
ける工程。 （ｃ）高速めつき溶液に前記金属成長を含む処理領域を
接触させて、ギヤツプに形成される金属の単位長さ当り
の抵抗が、回路の残りの部分の単位長さ当りの抵抗とほ
ぼ一致するまで、約６０Ｈｚの周波数を有する電流を印
加する工程。 - 【請求項２】前記初期金属成長が、前記オープン付近の
加熱された溶液−回路界面における静止電位のシフトに
よつて前記オープンの前記付近が陰極となる結果として
生じる請求項１記載の方法。 - 【請求項３】前記めつき溶液が、酸性でない硫酸銅溶液
である請求項２記載の方法。 - 【請求項４】前記金属成長において、前記めつき溶液は
還元剤を含む無電解溶液であり、該めつき溶液を前記オ
ープンと接触させることによつて、温度上昇と共にめつ
き速度を指数関数的に増加させる請求項１記載の方法。 - 【請求項５】前記局部的ジユール加熱に基づく不均化反
応によつて、前記オープン付近で前記金属成長を実現さ
せる請求項２記載の方法。 - 【請求項６】前記局部的ジユール加熱に基づく不均化反
応によつて前記オープン付近の前記金属成長を実現させ
る請求項４記載の方法。 - 【請求項７】前記高速めつき溶液が、酸性電解質である
請求項５記載の方法。 - 【請求項８】前記酸性電解質が、０．５ＭのＣｕＳＯ４
および０．２５ＭのＨ２ＳＯ４である請求項７記載の方
法。 - 【請求項９】前記酸性電解質が、３２．４ｇ／ｌの濃度
のシアン化金である請求項７記載の方法。 - 【請求項１０】前記酸性電解質がパラジウム電解質であ
る請求項７記載の方法。 - 【請求項１１】前記回路を構成する前記金属が、Ｃｕ，
Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄ，およびＲ
ｈからなる群から選択される請求項８記載の方法。 - 【請求項１２】前記回路を構成する前記金属が、Ａｕ，
Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，およびＣｕからなる群から選択され
る請求項９記載の方法。 - 【請求項１３】前記交流電流の周波数が、約２ないし１
０００ＫＨｚの範囲にある請求項１１記載の方法。 - 【請求項１４】前記有限の抵抗値が、約１００ＫΩ以下
である請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】前記交流電流が、ピーク間で約３ないし
１０ｍＡの範囲にある請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】前記交流電流の周波数が、約２ないし１
０００ＫＨｚの範囲にある請求項１２記載の方法。 - 【請求項１７】前記有限の抵抗値が、約１００ＫΩ以下
である請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】前記交流電流が、ピーク間で約３ないし
１０ｍＡの範囲にある請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】前記初期金属成長の前に、前記オープン
に電気的には不連続な金属シード層を配設する請求項２
記載の方法。 - 【請求項２０】前記金属シード層を有するオープン回路
を通る交流電流の周波数の下限が、約１ＫＨｚである請
求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】前記初期金属成長の前に、前記オープン
回路の両端の間に電気的には不連続な金属シード層を配
設する請求項４記載の方法。 - 【請求項２２】前記金属シード層を有するオープン回路
を通る交流電流の周波数の下限が、約１ＫＨｚである請
求項２１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/475,636 US4994154A (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | High frequency electrochemical repair of open circuits |
| US475636 | 1990-02-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04213890A JPH04213890A (ja) | 1992-08-04 |
| JPH0732302B2 true JPH0732302B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=23888458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3012451A Expired - Lifetime JPH0732302B2 (ja) | 1990-02-06 | 1991-01-10 | 電子回路におけるオープンの修復方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4994154A (ja) |
| EP (1) | EP0441143B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0732302B2 (ja) |
| DE (1) | DE69106537T2 (ja) |
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| CN115348742A (zh) * | 2021-05-13 | 2022-11-15 | 季华实验室 | 一种基于纳米金属脉冲电致烧结的线路处理方法 |
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| US4919971A (en) * | 1988-09-23 | 1990-04-24 | International Business Machines Corporation | Self-induced repairing of conductor lines |
-
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