JP2001053450A

JP2001053450A - ブラインドビアホールの形成方法

Info

Publication number: JP2001053450A
Application number: JP11225980A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Shigetomi; 康弘重富
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】多層配線基板の絶縁層にブラインドビアホー
ルを形成するにあたり、隣接する金属層に影響を与えな
いで、良好な形状のビアホールを形成する。【解決手段】ブラインドビアホールの形成工程は、レ
ーザビーム１４をワーク上にデフォーカスして絶縁層１
２にテーパー状の孔を開ける第１工程と、レーザビーム
１４をワーク上にジャストフォーカスし、且つ、レーザ
パワーを低下させて、テーパー部１６を除去して垂直な
ホールを形成する第２工程とを有する。双方の工程で
は、レーザビーム１４を円形状に走査する。隣接する金
属層１１に影響を与えないで良好なビアホールが形成で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラインドビアホ
ールの形成方法に関し、特に、プリント基板として一般
的に用いられる、２層又はそれ以上の多層から成る多層
基板の絶縁層にブラインドビアホールを形成する、ブラ
インドビアホールの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器及び通信分野でＩＣの小
型化の技術開発が急激に進められてきている。それに伴
って、高密度実装を目指し、層間結合を利用した小型多
層基板の高品質、高精度の穴あけ工法が必要となってき
ている。

【０００３】図５に多層基板の一例である２層基板を示
す。２層基板は、表面には電気絶縁層であるポリイミド
層１０が、下層には導電層である銅層１１が夫々形成さ
れ、更に、これら双方を張り合わせる接着層１２がその
間に配設されるという構成を有する。２層基板には、図
示のように、銅層１１に配線を接続するためのブライン
ドビアホール１７が、ポリイミド層１０及び接着層１２
を貫通し、銅層１１の表面に達するように形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、ブラインドビ
アホールの形成には、感光性ポリイミドに選択露光を行
った後にエッチングを行ってパターン形成を行う方法
や、溶剤を用いてウエットエッチングによって形成する
方法等が用いられていた。しかし、これらの方法による
と、ブラインドビアホールを精度良く垂直（円柱状）に
加工し、且つ、下層の銅層に加工影響が出ないように形
成することが困難であった。

【０００５】上記に鑑み、本発明は、２層以上の多層を
有する多層基板の絶縁層内に、より寸法精度が高く、且
つ、その下の金属層に影響を与えないでブラインドビア
ホールを形成できる、ブラインドビアホールの形成方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のブラインドビアホールの形成方法は、相互
に隣接する金属層及び絶縁層を少なくとも有する配線基
板にビームを照射して、絶縁層にブラインドビアホール
を形成する、ブラインドビアホールの形成方法であっ
て、ブラインドビアホールを形成する絶縁層から焦点位
置をずらしたビームによって前記絶縁層を選択的に除去
して第１のホールを形成する第１工程を有することを特
徴とする。

【０００７】本発明のブラインドビアホールの形成方法
によると、焦点位置が絶縁層からずれたビームによる第
１のホールの形成によって、絶縁層に隣接する金属層に
はビームによる影響が低減され、金属層に生ずるダメー
ジが小さくなる。

【０００８】ここで、前記焦点位置をずらしたビームを
略円形状に走査することが好ましい。この場合、特に金
属層に生ずるダメージが低減する。

【０００９】また、前記第１工程に後続し、絶縁層上に
焦点位置を合わせたビームによって前記第１のホールの
縁部を除去する第２工程を有することも本発明の好まし
い態様である。この場合、縁部の除去によって、第１の
ホールが、垂直形状を有する良好なブラインドビアホー
ルに加工される。

【００１０】更に、前記第２工程におけるビームの照射
エネルギーを前記第１工程におけるビームの照射エネル
ギーよりも低く設定することも本発明の好ましい態様で
ある。金属層に生ずるダメージが更に低減できるからで
ある。

【００１１】前記焦点位置を合わせたビームを略円形状
に走査することもでき、この場合、更に金属層に生じる
ダメージが低減できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し本発明の実施
形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１
（ａ）及び（ｂ）は夫々、本発明の一実施形態例に係る
ブラインドビアホールの形成方法によってビアホールが
形成される多層基板（２層基板）の、各工程段階におけ
る断面図である。

【００１３】ブラインドビアホールの形成は、一般的に
は、ポリイミド等の絶縁層を貫通し、下層の金属層であ
る銅層までビアホールを形成して銅層を露出させること
であり、この際に重要な条件として、銅層には加工の影
響を与えてはならないことが要求される。また、確実に
絶縁層を取り除かなくてはならない。本実施形態例で
は、このために、加工工程を２回に分けて、高品質、高
精度の加工を行う。

【００１４】まず、図１（ａ）に示すように、第１工程
にて表面の絶縁層であるポリイミド層１０を選択的に除
去する加工を行う。この時に、銅層１１に加工影響を与
えないように、レーザビーム１４をビーム焦点位置１３
にてデフォーカス（レーザビームをワークより上側の位
置で集光させる）させる。このデフォーカスさせたレー
ザビーム１４を、図２に示すように、加工穴径の外周寸
法に合わせて、円周状に走査することによって、円周加
工を行う。

【００１５】第１工程では、このように、銅層１１に加
工影響を与えないためにデフォーカスによる加工を行
う。しかし、このデフォーカスによる加工は、弱い加工
であるため、図２に示すように、加工後の穴形状として
テーパー部１６を含むすり鉢状のホールが形成される。
このため、第２工程では、このテーパー部１６を除去さ
せる加工を行い、高品質、高精度のホールを形成する。

【００１６】第２工程における加工を行う前に、ビーム
焦点位置１５にてジャストフォーカス（レーザビームが
ワーク面でビームが最小径となるように集光）させる。
また、ＬＤに対して設定電流を調整させることにより、
レーザビームエネルギーを自動可変させ、出力を低下さ
せる。上記設定が行われた状態でテーパー部１６を除去
するために、やはり図２に示すような、レーザ光を円周
状に走査する円周加工を行う。これにより、図５に示し
たような垂直円筒状の穴形状が得られ、高品質、高精度
の加工穴が形成される。特に、レーザ出力を低下させた
ことにより、銅層１１に与える影響を最小限にする。

【００１７】図３は、上記実施形態例の加工方法を実施
するＵＶ加工機の構成を示す。ＵＶ加工機は、レーザ光
の出力制御や、装置全体のシーケンス制御を行う制御部
３１と、加工面に対してレーザ照射を行う加工光学系部
３２とから構成される。図４を参照すると、加工光学系
部３２は、レーザダイオード（以下ＬＤと呼ぶ）励起固
体レーザ４１と、この固体レーザ４１からのレーザ光を
導く、第３高調波変換ユニット（以下ＴＨＧユニットと
呼ぶ）４２、アッテネータ４３、ビームエキスパンダ４
４、ガルバノミラー４５、ｆθレンズ４６、及び、多数
の反射鏡１７と、多層基板を搭載する加工台４７とから
構成される。

【００１８】ＬＤ励起固体レーザ４１は、例えば発振波
長が1064nmである基本波をレーザ発振させる固体レーザ
装置である。この基本波は、ＴＨＧユニット４２によ
り、ＵＶ光（紫外光）である第３高調波(発振波長355n
m)に変換され、加工面４７上に設置されたワークに照射
されてワークに対して加工を行う。

【００１９】アッテネータ４３は、レーザパワーを減衰
することにより、レーザパワーを可変させる機能を有す
る。ビームエキスパンダ４４は、レーザ光の焦点位置を
可変させる機能を有する。ビームエキスパンダ４４を採
用することにより、ブラインドビアホール加工を行う際
の加工面４７上のワークに対し、デフォーカス及びジャ
ストフォーカスを任意に設定することが出来る。

【００２０】ガルバノミラー４５は、ワークに対し、Ｘ
軸及びＹ軸方向にレーザ照射位置を移動させる機能を有
する。加工の指令はガルバノミラー４５のドライバに伝
達され、ガルバノミラー４５によってレーザの照射位置
制御が行われる。

【００２１】ｆθレンズ４６は、ガルバノミラー４５で
レーザ照射位置を移動させても、加工台４７上のワーク
に対し、常に焦点位置が変化しないでレーザが照射でき
るように作用する。

【００２２】上記ＵＶ加工機を採用し、本発明方法によ
ってブラインドビアホールを形成する際には、第２工程
による加工を行う前に、エキスパンダ４４を電気制御に
て自動可変させる。これによって、加工ワーク上に、ビ
ーム焦点位置１５をジャストフォーカス（レーザビーム
をワーク面で最小径になるように集光）させる。また、
ＬＤに対しての設定電流を調整させることにより、レー
ザビームエネルギーを自動可変させ、これによってレー
ザパワーを低下させる。

【００２３】加工制御方式としては、制御部３１にてＬ
Ｄ電流、加工プログラム、焦点位置パラメータ等を設定
し、この制御部３１から加工光学系部３２に指令が与え
られ加工が行われる。

【００２４】上記実施形態例では、第２工程でＬＤ電流
を調整させてレーザビームエネルギーを低下させたが、
これに代えて、レーザ発振繰り返し周波数を可変させて
行うことも出来る。これは、設定周波数を可変させるこ
とにより、レーザパワーを制御するものである。この方
法によっても、テーパー部１６を除去させるためだけに
必要な、小さなレーザパワーが得られる。

【００２５】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明のブラインドビアホールの形
成方法は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるもの
ではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変
更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

【００２６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のブライ
ンドビアホールの形成方法によると、レーザ光をデフォ
ーカスして絶縁層にビアホールを形成するので、隣接す
る金属層にダメージを与えることなく、良好なブライン
ドビアホールが形成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は夫々、本発明のブラインド
ビアホールの形成方法における工程を順次に示す配線基
板の断面図。

【図２】図１の各工程におけるビームの走査を示す平面
図。

【図３】図１の方法を実施するＵＶ加工機の構成を示す
ブロック図。

【図４】図３の加工光学系部の構成を示す模式的ブロッ
ク図。

【図５】従来のブラインドビアホールの形成方法を示す
二層基板の断面図。

【符号の説明】

１１：銅層（金属層）１２：ポリイミド層（絶縁層）１３：ビーム焦点位置（デフォーカス）１４：レーザビーム１５：ビーム焦点位置（ジャストフォーカス）１６：テーパー部１７：ブラインドビアホール。３１：制御部３２：加工光学系部４１：ＬＤ励起固体レーザ４２：ＴＨＧユニット４３：アッテネータ４４：ビームエキスパンダ４５：ガルバノミラー４６：ｆθレンズ４７：加工台４８：反射鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に隣接する金属層及び絶縁層を少な
くとも有する配線基板にビームを照射して、絶縁層にブ
ラインドビアホールを形成する、ブラインドビアホール
の形成方法であって、ブラインドビアホールを形成する絶縁層から焦点位置を
ずらしたビームによって前記絶縁層を選択的に除去して
第１のホールを形成する第１工程を有することを特徴と
する、ブラインドビアホールの形成方法。
【請求項２】前記焦点位置をずらしたビームを略円形
状に走査する、請求項１に記載のブラインドビアホール
の形成方法。
【請求項３】前記第１工程に後続し、前記絶縁層上に
焦点位置を合わせたビームによって前記第１のホールの
縁部を除去する第２工程を有する、請求項１又は２に記
載のブラインドビアホールの形成方法。
【請求項４】前記第２工程におけるビームの照射エネ
ルギーが前記第１工程におけるビームの照射エネルギー
よりも低い、請求項３に記載のブラインドビアホールの
形成方法。
【請求項５】前記焦点位置を合わせたビームを略円形
状に走査する、請求項２〜４の何れかに記載のブライン
ドビアホールの形成方法。