KR20000010674A - 에너지 밀도가 가변적인 자외선 레이저 펄스를 사용하여, 다층으로 된 타깃에 블라인드 공간부를 형성하는 방법b - Google Patents

에너지 밀도가 가변적인 자외선 레이저 펄스를 사용하여, 다층으로 된 타깃에 블라인드 공간부를 형성하는 방법b Download PDF

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보니에 에이. 라슨
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레인하트 죠셉 엘.
일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드
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Abstract

연속적으로 펌핑되고 Q-스위치된 Nd:YAG 레이저(10)의 출력은 금속층(64, 68)과 유전체 층(66)을 갖는 타깃(40)에 공간부(via)(72, 74)를 형성하기 위해 자외선(62)을 제공하도록 전환된 주파수이다. 본 발명은 고전력 밀도의 제 1 레이저 출력을 사용하여, 금속층을 제거하고, 또한 저전력 밀도의 제 2 레이저 출력을 사용하여, 유전체 층을 제거한다. 실질적으로 깨끗하고 순차적인 드릴링 또는 공간부 형성을 용이하게 하기 위해, 출력 펄스(62)의 매개 변수를 선택한다. 이들 매개 변수는 전형적으로 다음의 기준, 즉 먼저 전도체의 제거 임계값 이상의 전력 밀도와 다음에 전도체의 제거 임계값 이하의 전력 밀도, 400 ㎚ 이하의 파장, 약 100 ㎱보다 더 짧은 일시적 펄스 폭, 및 약 1㎑보다 더 큰 반복 속도 중 2개 이상을 포함한다. 2개의 전력 밀도로 자외선 출력 펄스를 발생시키는 능력은 금속으로 된 층으로 어느 한 표면에 덮여 있는 유전체 재료로 된 층으로 구성된 타깃과 같은 다수의 층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부(depthwise self-limiting blind via)의 형성을 용이하게 한다.

Description

에너지 밀도가 가변적인 자외선 레이저 펄스를 사용하여, 다층으로 된 타깃에 블라인드 공간부를 형성하는 방법
배경기술이 멀티 칩 모듈(Multi-Chip Modules; 이하 MCMs라 함)에 대한 예로서만 본 명세서에 제시되어 있는데, 상기 MCMs는 우주항공, 컴퓨터, 군사 및 전기 통신 등의 다양한 분야를 적용하는 전자 패키지 산업에서 가장 선호되는 구성 요소 중의 하나가 되는 다수 재료의 다층으로 된 장치이다. MCMs는 인쇄 회로 기판(PCB)의 복잡성을 대체하거나 감소시켜서, 생산 효율과 신뢰도를 증진시킨다. 그러나, MCMs가 더 작은 공간부와 더 정교한 라인을 요구하고, 또한 다양한 새로운 재료를 사용하기 때문에, MCMs는 새로운 제조 장애 요소를 제시한다. 공간부가 예로서만 본 명세서에 기술되고, 완전한 관통 구멍의 형태 또는 블라인드 공간부라 불리는 불완전한 구멍의 형태를 취할 수 있다.
볼 그리드 어레이, 핀 그리드 어레이, 회로 기판, 및 하이브리드 및 반도체 마이크로회로와 같은 패키지화한 단일 칩을 사용하는 다른 다수 재료의 다층으로 된 전자 장치 및 MCMs는 전형적으로 금속과 유기질 유전체 및/또는 강화 재료로 된 분리형 성분 층들을 포함한다. 표준 금속 성분 층(들)은 알루미늄, 구리, 금, 몰리브덴, 니켈, 팔라듐, 플라티나(백금), 실버(은), 티타늄, 텅스텐, 또는 그 화합물을 포함할 수 있다. 이들 층의 깊이 또는 두께는 전형적으로 약 9 ㎛ 내지 약 36 ㎛(여기서, 7.8*10-3㎏의 금속은 약 9 ㎛의 두께와 같다)을 갖지만, 72 ㎛보다 더 얇거나 72 ㎛ 정도 클 수도 있다. 표준 유기질 유전체 층은 비스말레이미드 트리아진(Bismaleimide Triazine; BT), 마분지, 시안산염 에스테르, 에폭시, 페놀, 폴리이미드, 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PolyTetraFluorEthylene; PTFE)을 포함할 수 있다. 이들 층의 깊이는 전형적으로 약 50 ㎛ 내지 약 400 ㎛을 갖는다. 표준 강화 성분 "층(layer)"은 층을 강화하기 위해 유기질 유전체 층 내에 엮어지거나 분산된 아라미드 섬유, 세라믹, 또는 유리로 된 섬유 매트 또는 분산 입자를 포함할 수 있다. 이들 강화는 전형적으로 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 의 직경 또는 두께를 가진다. 금속, 유전체 및 강화 재료로 된 몇 개의 층을 갖는 적층들은 2 ㎜보다 더 클 수도 있다.
통상적인 공구, 펀치 및 생산 공정은 더 크고, 더 작은 밀도를 갖는 성분을 가공하기 위해 설계된다. 예를 들면, 잘 공지된 기계적 공정들은 12 ㎛ 정도 작은 직경을 갖는 공간부를 생성하는 데는 부적절하거나 엄청나게 고가이다. 소형화가 주요한 문제가 아니더라도, 기계적 공정은 여전히 부적절하다. 예를 들면, 적층 회로 기판 분야에서는 적층판에 구멍을 뚫을 때 기계적 드릴의 마모 및 파손이 생겨서, 공구를 빈번히 비용이 드는 재연삭(sharpening) 또는 교체를 수반한다. 게다가, 종래의 화학적 또는 습식 공정에서는 TeflonTM유전체와 같은 일정한 재료를 에칭하는데 사용할 수 없다. 최종적으로, 이온 에칭은 고가이고, MCMs 및 대부분 다른 전자 구성 요소를 처리하는데 대단히 느리다.
많은 작업이 이들 전자 재료 타입을 처리하기 위해 레이저를 기저로 한 초미세가공 기술을 계발하는 방향으로 나아가고 있다. 그러나, 레이저 타입, 작업 비용 및 빔 파장, 전력 및 스폿 크기와 같은 레이저와 타깃 재료의 특정한 작업 매개 변수는 광범위하게 변한다.
종래의 엑시머 레이저는 예를 들면, 약 200 ㎚ 내지 약 350 ㎚의 레이저 출력 파장을 발생시킬 수 있지만, 품질이 떨어진 멀티 모드 빔 구조를 만들어서, 간단한 렌즈 요소는 일치된(tight) 초점을 발생시킬 수 없다. 결과적으로, 엑시머 레이저 출력은 흔히 구리 또는 다른 금속 재료로 만든 복잡하고 비싼 빔 형상 제어용 구경 또는 마스크로 맞추어져야 한다. 따라서, 공간부를 드릴링하는 엑시머 레이저로 실제적으로 달성 가능한 전력 밀도는 엄격하게 제한된다. 이들 레이저는 또한 200 ㎐ 이하의 반복 속도로 일반적으로 제한되며, 따라서 다양한 바람직한 분야에서 사용하는 생산용 공구로 배치하기에는 너무 느리다. 또한, 엑시머 시스템 및 이들 가스의 고비용은 이들의 손쉬운 배치를 방해하고, 대부분의 소형 또는 중소 생산자의 범위를 벗어난다. 엑시머 레이저 프로세싱에 사용되는 할로겐 가스는 공진기의 구성 요소와 화학적으로 반응하여, 그 결과 열화(degradation) 및 빈번한 교체를 야기한다. 더욱이, 할로겐 가스는 유해하고 독성이 있어 환경에 손상을 주는 물질이다.
빔의 불량한 질, 큰 빔 지역 및 낮은 펄스율이 엑시머 레이저의 본질이기 때문에, 빔 형상 제어용 마스크는 전형적으로 엑시머 빔을 효율적으로 사용하는 데에 필요한 것이다. 마스크 방법은 한 점의 제거보다는 오히려 큰 지역의 제거를 하게 한다. 제거로부터 나오는 부스러기(debris)는 큰 지역에 걸쳐 발생되기 때문에, 계속적인 레이저 펄스를 부분적으로 방해하거나, 또는 과열된 부스러기는 제거 공정의 특성을 보다 열적 공정으로 변화시킨다. 전력 밀도가 증가됨에 따라, 타깃 재료의 제거된 양이 증가하여, 재료의 펄스당 절삭된 "포화 깊이(saturation depth)"를 얻을 수 있다. 포화 깊이는 타깃이 다층인지의 여부에 관계없이, 제거율를 더 증가시키기 위해 사용될 수 있는 엑시머 레이저의 전력 밀도 및 반복 속도 모두에 실제적 한계를 준다.
다른 한편으로는, 종래의 이산화탄소(CO2) 레이저는 전형적으로 약 10.6 ㎛의 레이저 출력 파장을 발생시켜서, 통상적으로 바람직한 공간부 프로세싱에 대해 너무 큰 스폿 크기를 만든다. 자외선 레이저와 비교해 본 것과 마찬가지로, CO2및 다른 IR 레이저는 유기물질 및 금속의 흡수율에서 상당히 더 긴 펄스 폭과 훨씬 더 넓은 변화를 가진다. 이들 특징은 광화학적 공정보다는 오히려 파괴적인 열적 공정에 기인한다.
또한, 미리 이미지된 구리 접촉 마스크는 널리 행해지고 있기 때문에, 레이저 유도(laser fluence)는 구리의 손상 임계값 이하로 설정되어야 한다. 이것은 드릴링될 수 있는 재료의 타입을 제한하고, 문제점이 많은 클리닝 단계, 층과 층을 정확히 정렬시키는 것 및 구리 에칭을 요구한다.
본 발명은 레이저에 관한 것으로, 상세하게는 자외선에 반응하여 다른 열적 흡수 특성을 갖는 2개 이상의 층을 갖는 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부(depthwise self-limiting blind via)를 형성하기 위하여 전력 밀도가 가변적인 레이저에서 발생된 자외선을 이용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
관련 출원 문헌
본 출원은 1994년 7월 18일자에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 08/276,797호의 부분 계속 출원이다.
도 1은 본 발명에 따라 바람직한 레이저 펄스를 발생시키기 위해 사용되는 단순화된 레이저 시스템의 구성 요소를 도시하는 등각 투상도.
도 2는 관통 구멍과 블라인드 공간부(blind via)를 갖는 다층으로 된 타깃 측면을 확대 도시한 정면도.
도 3A 및 도 3B는 관통 구멍과 블라인드 공간부 각각을 형성하는 절삭 윤곽을 도시하는 도면.
도 4는 엑시머 레이저와 본 발명에 따라 달성 가능한 펄스당 절삭 깊이의 비교 관계를 정성적으로 도시하는 전력 밀도에 대한 펄스당 절삭 깊이를 나타내는 그래프.
도 5는 금속 제거 임계값과 유전체 제거 임계값을 도시하는 반복 속도에 대한 펄스당 에너지를 나타내는 그래프.
도 6은 금속을 제거하기에 충분한 에너지를 갖는 제 1 레이저 출력 펄스의 윤곽 및 금속을 제거하지 않고 유전체를 제거하기에 충분한 에너지를 갖는 제 2 레이저 출력 펄스의 윤곽을 도시하는 스폿 지름에 대한 펄스당 에너지를 나타내는 그래프.
도 7은 타깃과 레이저 빔 초점면 사이의 다른 거리에 상응하는 다른 크기의 스폿을 정성적으로 도시하는 도면.
도 8A 및 도 8B는 상부 전도체 층과 하부 전도체 층 사이에 놓여진 유전체 재료의 층으로 구성된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부(depthwise self-limiting blind via)를 형성하기 위하여 수행되는 순차적 단계를 부분적으로 도시한 횡단면도.
도 9는 본 발명에 따라 가공될 수 있는 공간부를 나타내는 불완전한 상부층 개구부를 부분적으로 도시하는 횡단면도.
도 10은 도 8A 및 도 8B의 타깃과 유사하지만 전도체 층 사이에 놓여진 제 2 유전체 층을 구비한 타깃을 부분적으로 도시하는 횡단면도.
도 11은 도 10의 타깃과 유사하지만, 상부 전도체 층에서 하부 전도체 층으로 깊이방향으로 직경이 감소하는 계단식 폭을 특징으로 하는 블라인드 공간부를 갖는 타깃을 부분적으로 도시한 횡단면도.
도 12 내지 도 19는 본 발명에 의해 사용된 355 ㎚ 레이저 시스템에 의해 생성된 레이저 펄스의 매개 변수를 예 1 내지 예 8 각각에 제시한 표.
도 20 내지 도 22는 본 발명에 의해 사용된 266 ㎚ 레이저 시스템에 의해 생성된 레이저 펄스의 매개 변수를 예 9 내지 예 11 각각에 제시한 표.
그러므로, 본 발명의 목적은 자외선 레이저 시스템과, 하나 이상의 전도체 층 및 유전체 층을 갖는 타깃에 공간부를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 2개의 다른 전력 밀도, 다시 말하면 바람직하게는 2개의 다른 펄스 강도 또는 스폿 크기 상태로 자외선 출력 펄스를 발생시키기 위해, 연속적으로 펌핑되고, Q-스위치된 Nd:YAG 레이저의 출력 주파수를 3배 또는 4배로 한다. 출력 펄스의 매개 변수를 선택하여, 자외선에 반응하여 다른 열적 흡수 특성을 갖는 금속, 유기질 유전체 및 강화 재료와 같은 광범위하게 다양한 재료에 실질적으로 깨끗하고 동시에 드릴링 또는 공간부 형성을 용이하게 한다. 이들 매개 변수는 전형적으로 다음의 기준, 즉 빔 스폿 지역 전반에서 측정된 약 100 ㎽ 보다 더 큰 높은 평균 전력, 약 100 ㎱보다 더 짧은 일시적 펄스 폭, 및 약 200 ㎐보다 더 큰 반복 속도 중 2개 이상, 바람직하게는 이들 모두를 포함한다.
2개의 전력 밀도에서 자외선 출력 펄스를 발생시키는 능력은 다수의 층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부(depthwise self-limiting blind via)의 형성을 용이하게 한다. 예를 들면, 블라인드 공간부는 금속으로 된 층으로 어느 한 표면에 덮여 있는 유전체 재료로 된 층으로 구성된 타깃에 형성될 수 있다. 블라인드 공간부 형성 과정은 먼저 금속층을 관통하는 가공을 위해 금속 제거 임계값 이상의 전력 밀도에서 빔 펄스를 사용하고, 다음에 금속 제거 임계값 이하이지만, 유전체 재료를 관통하는 가공을 위해 유전체 제거 임계값 이상의 전력 밀도에서 빔 펄스를 사용하는 것을 수반한다. 가공 공정은 빔이 유전체 재료를 통해 절단한 후 공간부 형성이 정지하기 때문에, 깊이방향의 자가 한계 블라인드 공간부를 제공한다. 빔 펄스 전력 밀도는 빔 펄스가 계속해서 타깃에 충돌할지라도, 남아 있는 금속층을 증발시킬 수 있을 만큼 유전체 재료를 넘어 깊이방향으로 진행하는데 불충분하기 때문이다.
블라인드 공간부 형성에 깊이방향의 자기 한계 가능성은 다층으로 된 타깃이 뒤틀림, 비균일한 층 두께, 또는 조립 고정구의 비균일 편평도로부터 생기는 예측할 수 없고, 일관되지 않은 타깃 깊이를 제공할 수 있기 때문에 유리하다. 더욱이, 자외선 레이저의 초점 거리 공차가 ± 0.25 ㎜ 이기 때문에, 비균일한 두께의 타깃을 가공하는 것이 용이하다.
제 1의 바람직한 실시예에서, 고강도의 제 1 레이저 출력은 금속층을 제거하기 위해 사용되고, 동등한 스폿 크기 및 저강도의 제 2 레이저 출력은 하단 유전체 층을 제거하기 위해 사용된다. 이러한 강도 변화는 예를 들면, 저강도의 펄스를 생성하기 위해 레이저 반복 속도를 증가시킴으로써 Nd:YAG 레이저에서 쉽게 달성될 수 있다. 제 2의 바람직한 실시예에서, 고강도의 제 1 레이저 출력은 금속층을 제거하기 위해 사용되고, 동등한 세기와 더 큰 스폿 크기의 제 2 레이저 출력은 하단 유전체 층을 제거하기 위해 사용된다. 상기 제 1 및 제 2의 실시예에서, 제 1 레이저 출력의 에너지 밀도는 제 2 레이저 출력의 에너지 밀도보다 더 크다. 제 3의 실시예에서, 제 1 및 제 2 레이저 출력의 강도 및 스폿 크기 모두는 변화된다.
본 발명의 이점은 발생된 레이저 시스템 출력 펄스 및 이 출력 펄스를 사용하는 방법으로 펄스당 전력 밀도 제거율에 관한 포화 한계를 제거하는 것이다. 상기는 엑시머 레이저에 의해 생성된 유사한 윤곽 펄스를 갖는 가능성보다는 본 발명의 펄스 성질당 훨씬 더 높은 펄스율 및 제거율을 완전히 사용하게 한다. 상기는 타깃이 단일층으로 된 재료 또는 다층으로 된 재료인지와는 상관없이 사실이다.
본 발명의 추가의 목적과 이점은 다음의 도면을 참조하여 진행하는 다음의 바람직한 실시예를 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 대한 레이저 시스템(10)의 바람직한 실시예는 광축(20)을 따라서 후미 반사경(16)과 출력 반사경(18) 사이에 배치된 레이저 로드(laser rod)(14)로 규정된 공진기(12)를 포함하고 있다. 광축(20)을 따라 전파하는 빛에 대해, 후미 반사경(16)의 반사율은 100%, 출력 반사경(18)은 부분적으로 투과되는 것이 바람직하다. 레이저 로드(14)는 Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YAP 또는 Nd:YVO4와 같은 고체 상태의 레이저 물질(solid-state lasant), 또는 홀륨(Ho) 또는 에르븀(Er)으로 도핑된 YAG 크리스털을 포함하는 것이 바람직하다. 레이저 로드(14)는 당업자에게 잘 공지된 다양한 펌핑 공급원(도시되지 않음)에 의해 펌핑될 수 있지만, 크립톤(Kr) 아아크 램프가 있고, 또는 본 발명의 레이저 시스템(10)에 대해 적당한 다이오드 레이저가 선호될 수 있다.
Q-스위치 및 이들 스위치의 용도, 위치 및 작동이 또한 당업자에게 잘 공지되어 있다. 레이저 시스템(10)에서, 공진기(12) 내에 광축(20)을 따라 레이저 로드(14)와 후미 반사경(16) 사이에 Q-스위치(24)를 두는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 참조에 의해 병합된 미국 특허 번호 제 5,197,074호에 기술된 바와 같이 Q-스위치를 펄스 감쇠기로 사용할 수 있다.
레이저 로드(14)의 출력은 고조파 발생 또는 주파수 전환의 두 단계를 거쳐서 바람직한 자외선 파장으로 전환된다. 제 2 고조파 발생은 광축(20)을 따라 삽입되고, 레이저 로드(14)의 출력과 부합하는 최적의 위상을 얻기 위한 각도 조정된 비선형 크리스털과 같은 제 1 주파수 전환기(32)에 의해 생성될 수 있다. 당업자는 부합하는 위상을 얻는데 통상적으로 사용되는 많은 다른 기술이 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 제 2 고조파로 전환되는 에너지의 양은 피크 파워, 모드 구조, 및 기본 파장의 빔 발산량을 포함하는 많은 레이저 특성의 함수이다. 특정의 비선형 크리스털을 선택하기 위한 적절한 인자는 비선형 계수, 각도 수용성 및 손상 임계값을 포함한다.
연속적으로 펌핑되고, Q-스위치된 Nd:YAG 레이저인 바람직한 레이저 시스템(10)에 있어서, 도 1에 도시된 것처럼, 광축(20)을 따라 공진기(12) 내에 배치된 바륨 붕산염 크리스털(32)로 2배의 주파수를 효과적으로 달성한다. 당업자는 많은 다른 주파수 전환 크리스털이 리듐 붕산염과 같이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
후미 반사경(16)과 레이저 로드(14) 사이에 바람직하게 배치된 브루우스터(Brewster) 플레이트 편광자(26)에 의해 가공을 배가시킨다. 게다가, 내부공동 피크 파워(intracavity peak power)를 증가시키기 위하여, 레이저 로드(14)에 의해 발생된 기본 파장(Nd:YAG에 대해서는 1064 ㎚)에 고도로 반사하도록 출력 반사경(18)을 선택하여, 그 결과 고조파 전환(532 ㎚로) 효율을 80% 정도만큼 증가되도록 한다.
제 2 주파수 전환기(34)(또한 바람직하게는 바륨 붕산염)는 기본 파장(355 ㎚)의 제 3 고조파 출력(38)을 대략 25%의 전환 효율로 생성하기 위하여, 공진기(12) 내에 제 1 주파수 전환기(32)와 출력 반사경(18) 사이에 광축(20)을 따라서 배치된다. 공진기 출력(36)은 2개의 파장(532 ㎚ 및 355 ㎚)으로 분리되어, 하나 이상의 빔스플리터(미도시됨)가 될 수 있다. 355 ㎚에서 제 3 고조파 출력(38)은 또한 광축(20)을 따라서 배치된 편광 상태 교환기(42)와 함께 532 ㎚ 공진기 출력(36)의 입력 편광을 회전시킴으로써 변화될 수 있다. 편광 상태 교환기(42)는 본 명세서에 참조에 의해 병합된, 미국 특허 번호 제 5,361,268호에 기술된 것과 같은 중앙 처리 장치(CPU)(미도시됨)의 작동 제어 하에서 1/4파 플레이트 또는 가변적 편광 상태 교환기일 수 있다.
제 3 고조파 출력(38)은 일련의 빔 방향 반사기(52, 54, 56, 및 58) 앞에 빔 경로(50)를 따라 배치된 빔 확대기 렌즈 구성 요소(44 및 46)를 포함하는 잘 알려진 다양한 광학기구에 의해 조절될 수 있다. 마지막으로, 제 3 고조파 출력(38)이 초점 렌즈(60)를 통과하여, 프로세싱 출력 빔(62)으로 타깃(40)에 적용된다. 가변 구경, 조절 가능한 시준기, 또는 다른 가변 렌즈 요소가 프로세싱 출력 빔(62)의 공간 스폿 크기를 변경하기 위하여 초점 렌즈(60)를 대용하거나 초점 렌즈(60)와 더불어 사용될 수 있다. 프로세싱 출력 빔(62)의 다른 바람직한 파장은 213 ㎚(5배로 된 주파수) 및 266 ㎚(4배로 된 주파수)을 포함한다. 당업자는 주파수 전환기(34)와 편광 상태 교환기(42)는 만약 주파수를 4배로 한다면, 공진기(12) 외부에 배치되는 것이 바람직하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 일반적인 레이저 타깃(40)의 부분을 확대 도시한 횡측면도인데, 일반적인 레이저 타깃(40)은 예를 들면, MCM, 축전기, 회로 기판, 저항기, 또는 하이브리드 또는 반도체 마이크로회로일 수 있다. 편의상, 타깃(40)은 4개의 층(64, 66, 68, 및 70)만을 갖는 것으로 도시되어 있다.
층(64 및 68)은 예를 들면, 알루미늄, 구리, 금, 몰리브덴, 니켈, 팔라듐, 플라티나(백금), 실버(은), 티타늄, 텅스텐, 금속 질소화물, 또는 그 화합물과 같은 표준 금속을 포함할 수 있다. 통상적인 금속층의 두께는 전형적으로 9 ㎛ 내지 36 ㎛로 변하지만, 더 얇거나 72 ㎛ 정도의 두께일 수 있다. 층(66)은 예를 들면, 벤조시클로부탄(BenzoCycloButane; BCB), 비스말레이미드 트리아진(Bismaleimide Triazine; BT), 마분지, 시안산염 에스테르, 에폭시, 페놀, 폴리이미드, PTFE, 다양한 폴리머 합금, 또는 그 화합물과 같은 표준 유기질 유전체 물질을 포함할 수 있다. 통상적인 유기질 유전체 층(66)의 두께는 상당히 변하지만, 전형적으로 금속층(64 및 68)보다 훨씬 더 두껍다. 유기질 유전체 층(66)에 대한 예시적 두께 범위는 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛이지만, 유기질 유전체 층은 1.6 ㎜ 정도만큼 큰 적층으로 배치될 수 있다. 층(66)은 또한 표준 강화 구성 요소 또는 "층(70)"을 포함할 수 있다. 층(70)은 예를 들면, 유기질 유전체 층(66) 내에 엮어지거나 분산된 아라미드 섬유, 세라믹, 또는 유리로 된 섬유 매트 또는 분산 입자일 수 있다. 통상적인 강화 층(70)은 전형적으로 유기질 유전체 층(66)보다 훨씬 더 얇고, 1 ㎛ 내지 2 ㎛와 거의 비슷하며, 아마도 10 ㎛ 정도이다. 당업자는 강화 물질이 분말로서 유기질 유전체에 삽입될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 분말 강화 물질로 형성된 "층(70)"은 불연속적이고 비균일할 수 있다. 당업자는 또한 층(64, 66, 및 68)이 내부적으로 불연속적, 비균일적 및 부등 높이일 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 2의 타깃(40)은 또한 레이저 시스템(10)에 의해 생성된 관통 구멍 공간부(through-hole via)(72)와 블라인드 공간부(blind via)(74)를 도시한다. 관통 구멍(72)은 깨끗하고 고르게 타깃(40)의 모든 층과 물질을 관통하고, 관통 구멍의 상부(76)에서 관통 구멍의 하부(78)까지 무시해도 좋은 테이퍼(기울기)를 나타낸다. 테이퍼 각도(79)는 수직축(77)에 대해 바람직하게는 45°이하, 더 바람직하게는 30°이하, 가장 바람직하게는 0°이다.
블라인드 공간부(74)는 모든 층 및/또는 물질을 관통하지는 않는다. 도 2에서, 블라인드 공간부(74)는 한쪽이 막혀 있고, 층(68)을 관통하지는 않는다. 따라서, 레이저의 매개 변수를 적절히 선택하면, 층(68)이 층(64)과 동일한 금속 성분(들)을 구성할지라도, 영향을 받지 않은 채로 층(68)이 남아있게 한다.
공간부 직경의 바람직한 범위는 25 ㎛ 내지 300 ㎛이지만, 레이저 시스템(10)은 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛ 정도만큼 적은 또는 1 ㎜보다 훨씬 더 큰 공간부(72 및 74)를 생성할 수 있다. 출력 빔(62)의 바람직한 스폿의 직경 크기는 약 25 ㎛ 내지 약 75 ㎛이기 때문에, 25 ㎛보다 더 큰 공간부는 천공, 동심원 가공, 또는 스파이럴 가공에 의해 생성될 수 있다.
도 3A 및 도 3B는 출력 빔(62)의 스폿 크기보다 더 큰 관통 구멍(86) 및 블라인드 공간부(88)를 각각 형성하는 절삭 윤곽을 도시한다. 도 3A를 참조하여, 관통 구멍(86)은 원주(92)을 갖는 원형의 공간 영역(90)을 타깃(40)의 표면상에 한정한다. 출력 빔(62)은 영역 지역(90)보다 작은 스폿 지역(94)을 구비한다. 관통 구멍(86)은 원주(92)에 겹쳐진 인접한 위치에서 스폿 지역(94)을 갖는 빔(62)을 순차적으로 위치시킴으로써 형성된다. 빔(62)이 상기 위치에서 절삭 깊이를 얻는 데 필요한 빔 펄스의 수를 가하는 데, 시스템(10)에 충분한 속도로 각 위치를 통해 연속적으로 이동되게 하는 것이 바람직하다. 빔(62)이 원주(92) 주위의 경로를 완료한 후, 중심 타깃 물질(96)은 관통 구멍(86)을 형성하는 결과가 된다. 이러한 가공을 천공이라 한다.
도 3B를 참조하여, 블라인드 공간부(88)는 또한 원주(92)을 갖는 원형 영역(90)을 타깃(40)의 표면상에 한정한다. 스폿 지역(94)을 갖는 출력 빔(62)은 처음에는 영역(90)의 센터(102)에 위치되어 있다. 블라인드 공간부(88)는 원주(92)에 스파이럴 경로(104)를 따라 겹쳐지는 연속적인 위치에 스폿 지역(94)을 갖는 빔(62)을 순차적으로 위치시킴으로써 형성된다. 빔(62)이 상기 위치에서 절삭 깊이를 얻는 데 필요한 빔 펄스의 수를 가하기 위해 시스템(10)에 충분한 속도로 각 위치를 통해 연속적으로 이동되게 하는 것이 바람직하다. 빔(62)이 스파이럴 경로(104)를 따라 진행함에 따라, 타깃 물질을 "조금씩 깎아내어(nibbled away)" , 빔(62)이 새로운 절삭 위치로 이동될 때마다 크기가 증가하는 구멍을 형성한다. 구멍의 최종 형상은 빔(62)이 원주(92)에서 원형 경로를 따라 이동할 때 얻어진다.
블라인드 공간부(88)를 형성하는 다른 빔 절삭 경로는 센터(102)에서 출발하여, 빔(62)의 스폿 지역(94)에 의해 한정된 점증적으로 증가하는 반지름의 동심원을 절삭하는 것이다. 공간부(88)의 전반적인 직경은 공간부(88)를 형성하는 동심원이 영역(90)의 센터(102)로부터 더 큰 거리에서 원형 경로로 진행함에 따라 증가한다. 선택적으로, 이러한 가공은 바람직한 원주를 한정하고, 에지부를 센터로 향하도록 가공함으로 시작할 수 있다.
바깥으로 향하는 스파이럴 가공은 동심원 가공보다 약간 더 연속적이고 더 빠른 경향이 있다. 당업자는 타깃(40)이나 프로세싱 출력 빔(62) 중 어느 하나가 다른 하나의 위치에 대해 고정되거나 이동될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 바람직한 실시예에서, 타깃(40) 및 프로세싱 출력 빔(62)은 동시에 이동된다.
당업자는 비원형 공간부가 또한 유사한 가공을 통해 제거될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 공간부는 예를 들면, 정사각형, 직사각형, 타원형, 슬롯과 같은 형, 또는 다른 표면 형상을 구비할 수 있다. 다른 많은 기판 상에 생성된 여러 가지 깊이와 직경으로 된 관통 구멍 공간부 및 블라인드 공간부의 몇 가지 예들이 본 명세서에 참조에 의해 병합된 미국 특허 출원 번호 제 08/276,797호에 기술되어 있다.
고체 상태 레이저 시스템(10)에서 얻어지는 이점은 엑시머 레이저로 사용된 것과 같이, 빔 형상 제어 마스크를 사용함이 없이 출력 빔(62)을 타깃(40)의 표면 위에 유도할 수 있는 능력이다. 펄스 포화당 절삭 깊이는 빔 스폿 지역이 절삭되도록 의도된 공간부에 의해 한정된 공간 영역과 실질적으로 같을 때 발생할 수 있기 때문에 상기는 중요하다. 펄스당 절삭 포화 깊이는 타깃에 타격하는 빔 펄스의 전력 밀도의 증가가 타깃에 적절한 절삭 깊이의 증가를 생성하지 않을 때 도달된다.
빔의 불량한 질, 큰 빔 지역, 및 낮은 펄스 속도가 엑시머 레이저의 고유한 것이기 때문에, 빔 형상 제어용 마스크는 전형적으로 엑시머 빔을 효과적으로 사용하는데 필요하다. 마스크 방법은 한 점에서보다는 오히려 큰 지역을 강제적으로 제거하여, 실제의 빔 스폿 지역은 절삭되는 공간부의 바람직한 공간 지역과 같아진다. 제거에서 생기는 부스러기는 부분적으로 이어지는 레이저 펄스를 방해하거나, 과열된 부스러기는 제거 가공의 본질을 보다 열적 가공으로 변화시켜, 엑시머 레이저의 전력 밀도 및 반복 속도 모두에 실질적 제한을 주는 포화 깊이를 만들어서, 추가의 증가는 제거 속도를 더 증가시키는 데 사용될 수 없다.
도 4는 레이저 시스템(10)의 출력 빔과 엑시머 레이저 빔으로 달성 가능한 펄스당 절삭 깊이의 비교 관계를 정성적으로 도시하는 전력 밀도에 대한 펄스당 절삭 깊이를 나타내는 그래프이다. 곡선(106)은 빔 형상 제어 마스크를 통해 지나가서 타깃을 타격하는 펄스화된 엑시머 레이저 빔을 특징짓는 곡선이다. 전력 밀도 임계값(PDTH)을 초과하는 엑시머 빔 펄스는 전력 밀도 포화값(PDS)에 상응하는 값(ts)에 선형적으로 증가하는 펄스당 절삭 깊이를 생성하는 것을 곡선(106)은 보여주고 있다. 엑시머 빔 펄스 전력 밀도의 추가 증가는 절삭 깊이의 상당한 증가를 전혀 생성하지 않는다. 곡선(108)은 PDS을 초과하지 않는 빔 펄스 전력 밀도에 대해 빔 형상 제어용 마스크 및 트랙 곡선(106) 없이 시스템(10)의 출력 빔(62)을 특징짓는 곡선이다. PDS을 초과하는 펄스 전력 밀도의 증가를 위해, 출력 빔(62)은 포화 없이 펄스당 절삭 깊이로 계속 선형적으로 증가한다. 따라서, 시스템(10)은 이용 가능한 빔 펄스 전력 밀도에 비례하는 펄스당 절삭 깊이를 얻을 수 있다.
프로세싱 출력 빔(62)의 매개 변수를 선택하여, 실질적으로 깨끗하게 하고 뒤이어 드릴링, 즉 자외선(약 400 ㎚보다 더 짧은 파장)에 반응하여 다른 광학 흡수성 및 그 밖의 다른 특성을 나타내는 광범위하게 다양한 금속 및 유전체 물질 타깃에의 공간부 형성을 용이하게 한다. 먼저, 금속을 제거하는 데 충분한 전력 밀도를 갖는 제 1 레이저 출력을 사용하여 금속층을 제거한다. 다음에, 금속을 제거하는 데 불충분한 낮은 전력 밀도를 갖는 제 2 레이저 출력을 사용하여 유전체 층을 제거하며, 그래서 유전체만이 제거된다. 금속 하부층을 갖는 블라인드 공간부를 만드는 데 상기 2가지 단계 방법은 본질적으로 유용한데, 그 이유는 상기 제 2 레이저 출력은 상기 블라인드 공간부를 제거하지 않기 때문이다. 따라서, 2단계 가공 방법은, 제 2 레이저 파워 출력이 유전체 물질을 완전히 관통한 후에도 계속되더라도, 제 2 레이저 파워 출력은 금속 하부층을 증발시키는 데 불충분하기 때문에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 제공한다. 당업자는 제 1 및 제 2 레이저 출력이 순차적으로 연속된, 즉 일련의 제 1 레이저 출력이 타깃(40)의 확장 표면 지역에 적용되고 나서, 일련의 제 2 레이저 출력이 동일한 확장 표면 지역 전반에 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제 1의 바람직한 실시예에서, 제 1 단계로서, 고강도의 제 1 레이저 출력이 금속층을 제거하기 위해 사용되고, 제 2 단계로서, 동등한 스폿 크기 및 저강도의 제 2 레이저 출력이 하단 유전체 층을 제거하기 위해 사용된다. 도 5는 레이저 시스템(10)의 반복 속도를 변화시킴으로써 Nd:YAG 레이저 출력의 세기를 변화시키는 한 방법을 도시한다. 도 5는 도 14에 도시된 예 3에 제시된 조건에 대해, 레이저 출력의 펄스당 에너지(단위 에너지 값)가 펄스 반복 속도(단위; ㎑)에 따라 반비례적으로 변하는 것을 지시하는 그래프(110)를 도시한다. 제 1 레이저 출력의 에너지는 금속 제거 임계값(112)보다 더 크고, 제 2 레이저 출력의 에너지는 금속 제거 임계값(112) 이하이지만, 유전체 제거 임계값(114) 이상이다. 따라서, 제 2단계는 20 ㎑에서 임계값(112 및 114) 사이에서 임의의 전력 밀도로 수행될 수 있다.
제 2의 바람직한 실시예에서, 고강도의 제 1 레이저 출력은 금속층을 제거하기 위해 사용되고, 동등한 세기와 더 큰 스폿 크기의 제 2 레이저 출력은 하단 유전체 층을 제거하기 위해 사용된다. 도 6은 펄스당 에너지와 스폿 직경간의 반비례 관계(단위; 에너지 및 거리 값)를 나타내는 그래프(120)를 도시한다. 도 6은 1의 스폿 직경을 갖는 제 1 레이저 출력 펄스(122)의 예시적 윤곽과 금속을 제거하는 데 충분한 에너지(금속 제거 임계값(124) 이상)를 도시하고, 3의 스폿 직경을 갖는 제 2 레이저 출력 펄스(126)의 예시적 윤곽과 금속을 제거하는 것이 아니라 유전체 물질을 제거하는 데 충분한 에너지(유전체 제거 임계값(128) 이상)를 도시한다.
제 3실시예에서, 제 2 레이저 출력의 세기는 감소되고, 그 스폿 크기는 제 1 레이저 출력의 세기 및 스폿 크기에 대해 증가된다. 도 1에 관하여 앞서 기술된 바와 같이, 가변 구경, 조절 가능한 시준기, 또는 가변 렌즈 요소가 제 1 및 제 2 레이저 출력 사이의 공간 스폿 크기를 변경하기 위하여 사용될 수 있다.
도 7은 타깃(150)과 레이저 빔 초점 평면(152)간의 다른 거리에 상응하는 스폿 크기의 차이점을 정성적으로 도시하는 다이어그램이다. 도 7을 참조하여, 스폿 지역(154)은 초점 평면(152)에서 타깃(150)의 위치에 상응하는 스폿 지역을 나타낸다. 스폿 지역(156 및 158)은 레이저 빔 소스(미도시됨)에 점점 가까운 각각의 위치에서 또는 레이저 빔 소스(미도시됨)로부터의 거리에서, 따라서 초점 평면(152)으로부터 증가하는 거리에서 타깃(150)의 위치에 상응하는 점진적으로 더 큰 스폿 지역을 나타낸다.
이들 일반적인 실시예 내에서, 제 1 레이저 출력의 바람직한 매개 변수는 빔 스폿 지역 전반에 측정된 약 300 ㎽보다 더큰 평균 전력 밀도와; 약 50 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 50 ㎛의 스폿 크기 직경 또는 공간의 장축과; 약 200 ㎐보다 더 큰, 바람직하게는 약 1 ㎑ 또는 오히려 5 ㎑보다 더 큰 반복 속도와; 바람직하게 약 180 ㎚ 내지 약 355 ㎚의 자외선 파장을 포함한다. 프로세싱 출력 빔(62)의 바람직한 매개 변수를 선택하여, 약 100 ㎱보다 더 짧은, 바람직하게는 40 ㎱ 내지 90 ㎱ 또는 더 낮은 일시적인 펄스 폭을 사용하여 어떤 열적 손상 영향을 피하도록 한다. 당업자는 또한 출력 빔(62)의 스폿 지역이 일반적으로 원형이지만, 약간 타원일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 8A 및 도 8B는 상부 전도체 층(164)과 하부 전도체 층(166) 사이에 놓여진 유전체 재료의 층(162)으로 구성된 타깃(160)에 깊이방향의 자기 제한 블라인드 공간부를 형성하기 위하여 수행되는 순차적 단계를 부분적으로 도시한 횡단면도이다. 전도체 층(164 및 166)은 전형적으로 구리와 같이 동일한 재료로 만들어진다. 도 8A는 전도체 층(164)의 제거 임계값 이상인 제 1 전력 밀도에서 레이저 빔 펄스를 전달하는 제 1단계를 나타낸다. 도 8B는 전도체 층(166)의 제거 임계값 이하이지만, 유전체 층(162)의 제거 임계값 이상인 제 2 전력 밀도에서 레이저 빔 펄스를 전달하는 제 2단계를 나타낸다. 이러한 2단계 방법은 레이저 빔 전력 밀도가 전도체 층(166)을 증발시킬 수 있을 만큼 유전체 물질을 넘어 깊이방향으로 진행하는 데 불충분하기 때문에 깊이방향의 자기 제한 블라인드 공간부를 제공한다.
도 9는 본 발명에 따라 가공될 수 있는 구멍 또는 공간부(점선으로 도시됨)를 나타내는 불완전한 상부층 개구부(168)를 부분적으로 도시하는 횡단면도이다. 도 9에 도시된 상황은 처음에 유전체 층을 통해 가공되도록 의도되었던 타깃에 유전체 층(162)을 노출시키지 않은 불완전하게 화학적으로 미리 에칭된 금속 상부층(164)에서 발생한다. 도 8A 및 도 8B를 참조하여 기술된 방법 단계들은 타깃에 공간부를 가공하기 위해 수행될 수 있다.
도 10은 타깃(160)과 유사하지만 전도체 층(166)과 제 3 전도체 층(174) 사이에 놓여진 제 2 유전체 층(172)을 구비한 타깃(170)을 부분적으로 도시하는 횡단면도이다. 유전체 층(172)과 전도체 층(166)은 유전체 층(162)과 전도체 층(166) 각각의 제거 임계값에 동일하게 상대적으로 비례하는 제거 임계값을 갖는다. 따라서, 전도체 층(166 및 174)은 타깃(170)의 중간 및 하부 전도체 층으로 각각 되어 있다. 타깃(170)에 블라인드 공간부를 형성하기 위하여, 레이저 빔 펄스를 제 1 전력 밀도로 증가시켜 층(166)을 천공하는 제 1단계를 반복하고, 다음에 레이저 빔 펄스를 제 2 전력 밀도로 감소시켜 유전체 층(172)을 천공하고 층(174)에서 멈추게 하는 제 2단계를 반복한다.
도 11은 도 10의 타깃(170)과 유사하지만, 상부층(164)에서 하부층(174)으로 갈수록 깊이방향으로 직경이 감소하는 계단식 폭을 특징으로 하는 블라인드 공간부(180)를 갖는 타깃(170)을 부분적으로 도시한 횡단면도이다. 폭의 변화는 각각의 연속 층을 관통한 후, 레이저 타깃 지역을 선택적으로 감소시킴으로써 달성된다.
도 12 내지 도 19 및 도 20 내지 도 22는 본 발명에 따라 블라인드 공간부를 형성하기 위하여 355 ㎚ 레이저를 사용한 예 1 내지 예 8 및 266 ㎚ 레이저를 사용한 예 9 내지 예 11 각각을 제시하는 레이저 펄스 매개 변수의 표이다. 이들 레이저 펄스와 그 결과 생성된 공간부는 오리건주, 포트랜드에 있는 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리즈 인코퍼레이티드에 의해 제조된 모델 5000 레이저 시스템의 모델 4577 UV 레이저(355 ㎚) 또는 모델 4573 UV 레이저(266 ㎚)로 생성되었다.
도 12 내지 도 22에서, 표 표제부에 있는 단계 1 및 단계 2는 일반적으로 제 1 및 제 2 레이저 출력(122 및 126) 각각이 지시된 전도체 층(64)과 유전체 층(66)의 깊이 또는 두께 및 재료(들)를 나열한다. 종렬 표제부에 있어서, 공간부 크기는 상부 직경(또는 공간부가 원형이 아닌 경우에는 가장 긴 측표면 크기)을 지정한다. 단계는 제 1 및 제 2 레이저 출력(62)이 사용되고, 표 표제부로부터 재료(들)중 어느 것이 타깃(40)인지를 지정한다. 속도는 레이저 출력이 타깃(40)의 표면에 대해 이동되는 속도 비율을 지정한다. 반복(rep) 속도는 레이저 시스템(10)에 의해 생성된 초당 레이저 펄스의 수를 지정한다. 전력은 레이저 출력(62)의 반복 속도에서의 평균 전력을 지정한다. 패인(bite) 크기는 레이저 출력(62)의 각 펄스에 노출된 새로운 재료의 펄스 오버랩 또는 "패임"을 지정한다. 통과된 수(#)는 공간부를 형성하기 위해 사용된 레이저 출력(62)의 스파이럴(나선) 또는 "천공"의 수를 지정한다. 유효한(Eff.) 스폿은 재료 가공 차이점에 대한 프로그램 가능한 보정이다. 스파이럴 매개 변수(Params.)는 내부 직경(id), 중심에서 외부 직경까지의 회전수(rev), 스파이럴의 회전간의 일정한 간격(pitch), 및 타깃에서 초점면(초점)까지의 거리(단위; ㎛ 또는 mils)를 지정한다. 당업자는 도 12 내지 도 22는 본 발명을 수행하는 데 유용한 공간부 매개 변수와 가능한 펄스 중 극소수의 예를 도시하고, 많은 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
당업자는 또한 타깃(40)이 다수의 세트로 된 전도체 층과 유전체 층(64 및 66)으로 구성되어 있고, 제 1 및 제 2 레이저 출력(122 및 126)이 다수의 세트로 된 층을 통해 계단식의 테이퍼진 또는 수직적으로 모서리진 공간부를 생성하기 위해 반복될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
다양한 변화가 기초적인 원리로부터 벗어남이 없이 본 발명에 대해 상술된 실시예의 상세한 설명으로 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 분명하게 될 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 다음의 청구항에 의해서만 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 각각의 제 1 및 제 2 전도체 제거 에너지 임계값을 갖는 하나 이상의 제 1 및 제 2 전도체 층과, 표면부 및 유전체 제거 에너지 임계값을 갖는 유전체 층을 포함하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부(depthwise self-limiting blind via)를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법으로서, 상기 제 1 및 제 2 전도체 층은 상기 유전체 층의 상기 표면부 각각의 위와 아래에 놓여지고, 상기 제 1 및 제 2 전도체 제거 에너지 임계값은 상기 유전체 제거 에너지 임계값을 초과하는, 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법에 있어서,
    제 1 공간 스폿 크기 전반에 제 1 에너지 밀도를 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 포함하는 제 1 레이저 출력을 발생시키는 단계로서, 상기 제 1 에너지 밀도가 상기 제 1 전도체 제거 에너지 임계값보다 더 큰, 제 1 레이저 출력을 발생시키는 단계와,
    상기 타깃의 제 1 스폿 지역 내에서 상기 제 1 전도체 층을 제거하기 위해 상기 타깃에 상기 제 1 레이저 출력을 적용하는 단계와,
    제 2 공간 스폿 크기 전반에 제 2 에너지 밀도를 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 포함하는 제 2 레이저 출력을 발생시키는 단계로서, 상기 제 2 에너지 밀도가 상기 제 1 및 제 2 전도체 제거 에너지 임계값보다 더 작고, 상기 유전체 제거 에너지 임계값보다 더 큰, 제 2 레이저 출력을 발생시키는 단계와,
    상기 타깃의 제 2 스폿 지역 내에서 상기 유전체 층을 제거하기 위해 상기 타깃에 상기 제 2 레이저 출력을 적용하는 단계로서, 상기 제 2 에너지 밀도가 상기 제 2 전도체 제거 에너지 임계값보다 더 작기 때문에, 상기 제 2 전도체 층을 실질적으로 기화시키지 않은 채 두어서, 그 결과 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 형성하는, 상기 타깃에 상기 제 2 레이저 출력을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유전체 층은 벤조시클로부탄(BenzoCycloButane; BCB), 비스말레이미드 트리아진(Bismaleimide Triazine; BT), 마분지, 시안산염 에스테르, 에폭시, 페이퍼, 페놀, 폴리이미드, PTFE(PolyTetraFluorEthylene), 또는 그 화합물을 포함하고, 상기 금속층은 알루미늄, 구리, 금, 몰리브덴, 니켈, 팔라듐, 플라티나(백금), 실버(은), 티타늄, 텅스텐, 또는 그 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 펄스는 약 100 ㎚ 내지 약 400 ㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 레이저 펄스는 약 100 ㎱보다 더 짧은 일시적 펄스 폭을 가지며, 상기 제 1 레이저 출력은 상기 공간 스폿 크기 전반에서 측정된 약 100 ㎽보다 더 큰 평균 출력 전력을 가지며, 상기 레이저 펄스는 약 1 ㎑보다 더 큰 반복 속도에서 발생되는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 출력은 각각의 제 1 및 제 2 출력 전력을 가지며, 상기 제 1 출력 전력은 상기 제 2 출력 전력보다 더 큰 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 공간 스폿 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 공간 스폿 크기는 상기 제 2 공간 스폿 크기보다 더 작은 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 출력은 실질적으로 동일한 각각의 제 1 및 제 2 출력 전력을 갖는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  9. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 공간 스폿 크기는 그 표면 직경으로 약 100 ㎛보다 더 작은 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  10. 제 3항에 있어서, 상기 레이저 출력은 Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YAP 또는 Nd:YVO4을 포함하는 고체 상태 레이저에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 공간 스폿 크기는 상기 타깃의 원주와 중심부를 갖는 공간 영역보다 더 작고, 상기 타깃의 원주와 중심부를 갖는 공간 영역 내에 있는 스폿 지역을 한정하는 데,
    상기 스폿 지역에 상응하는 타깃 재료의 많은 양을 제거하기 위해 상기 레이저 펄스를 순차적으로 상기 공간 영역과 관련된 다수의 위치로 향하여 나아가게 하는 단계를 더 포함하는 데, 상기 다수의 위치는 상기 공간 영역으로부터 상기 타깃 재료를 제거하여, 그 결과 상기 타깃 재료에 블라인드 공간부를 생성하기 위하여 경로를 따라 상기 중심부에서 상기 공간 영역의 상기 원주부 바깥쪽으로 뻗어 있는 스폿 지역의 인접한 세트를 한정하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  12. 제 3항에 있어서, 상기 유전체 층은 유리, 아라미드 섬유, 세라믹, 또는 그 화합물을 포함하는 강화 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 타깃은 회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 레이저 출력을 적용하기 전에 초점면에 대해 제 1 거리에 상기 타깃을 두는 단계와,
    상기 제 2 레이저 출력을 적용하여, 그 결과 상기 제 1 및 제 2 레이저 출력 사이의 상기 공간 스폿 크기를 수정하기 전에 상기 초점면에 대해 상기 제 1 거리와 다른 제 2 거리에 상기 타깃을 두는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 레이저 출력 사이의 상기 공간 스폿 크기를 수정하기 위하여, 가변 구경, 조절 가능한 시준기, 또는 가변 렌즈 요소를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 전도체 층 및 유전층은 제 1 세트의 층을 형성하고, 상기 타깃은 제 2 전도체 층 및 제 2 유전체 층을 포함하는 하나 이상의 제 2 세트의 층을 포함하는 데,
    상기 제 1 및 제 2 전도체 층 및 유전체 층을 관통하는 공간부를 형성하기 위해 제 1 및 제 2 레이저 출력을 발생 및 적용을 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 공간부는 상기 제 1 및 제 2 세트의 층 사이에 계단식으로 된 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 출력은 비원형 공간부를 만드는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  19. 제 3항에 있어서, 상기 레이저 출력은 Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YAP 또는 Nd:YVO4를 포함하는 고체 상태의 레이저에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
  20. 제 5항에 있어서, Q-스위치, 편광 상태 교환기, 1/4파 플레이트 또는 포켈의 셀(Pockel's cell)을 사용함으로써, 또는 램프 또는 다이오드 펌프 소스의 상기 출력을 변화시킴으로써 상기 제 1 및 제 2 레이저 출력간의 상기 출력 전력을 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층으로 된 타깃에 깊이방향의 자기 한계 블라인드 공간부를 레이저를 사용하여 가공하기 위한 방법.
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