JP2008041938A - Method for forming metal interconnection - Google Patents
Method for forming metal interconnection Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008041938A JP2008041938A JP2006214473A JP2006214473A JP2008041938A JP 2008041938 A JP2008041938 A JP 2008041938A JP 2006214473 A JP2006214473 A JP 2006214473A JP 2006214473 A JP2006214473 A JP 2006214473A JP 2008041938 A JP2008041938 A JP 2008041938A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal wiring
- insulator
- metal
- photosensitive glass
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明は、金属配線形成方法に関し、さらに詳細には、集積回路のプリント基板などの電子回路用の基板に金属配線を形成する際などに用いて簡便かつ好適な金属配線形成方法に関する。 The present invention relates to a metal wiring forming method, and more particularly to a metal wiring forming method that is simple and suitable for use in forming a metal wiring on a substrate for an electronic circuit such as a printed circuit board of an integrated circuit.
従来より、ガラスなどの絶縁体に金属配線を形成する技術として、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法によってはじめに絶縁体全面に金属薄膜を堆積させ、その後に最終的にフォトリソグラフィにより金属配線パターンを形成するという手法が知られている。 Conventionally, as a technique for forming metal wiring on an insulator such as glass, for example, a metal thin film is first deposited on the entire surface of the insulator by vacuum evaporation or sputtering, and then a metal wiring pattern is finally formed by photolithography. The technique of doing is known.
この手法は、より詳細には、金属膜の表面にフォトレジストを塗布し、形成したいパターン状にフォトレジストを露光して反応させる第１の工程と、反応後に現像処理を行いフォトレジストのパターンを絶縁体基板上に形成する第２の工程と、フォトレジストのパターンをマスクとして酸を用いたウェットエッチングを行って金属膜のパターン化を行う第３の工程と、最後に残留しているフォトレジストを除去する第４の工程とから構成され、こうした４つの工程を経ることにより絶縁体の表面に金属配線を形成するものである。 More specifically, in this method, a photoresist is applied to the surface of the metal film, and the photoresist is exposed and reacted in a pattern to be formed, and a photoresist pattern is formed by developing after the reaction. A second step of forming on the insulator substrate, a third step of patterning the metal film by performing wet etching using an acid using the photoresist pattern as a mask, and finally the remaining photoresist The metal wiring is formed on the surface of the insulator through these four steps.
しかしながら、こうした手法（以下、「第１の手法」と称する。）は、各工程毎に複雑な処理を行うことが必要であり、また、多段階工程であって工程数が多いという問題点があった。 However, such a method (hereinafter referred to as “first method”) requires a complicated process for each process, and has a problem that it is a multi-step process and has a large number of processes. there were.
一方、上記した第１の手法とは異なる手法として、例えば、以下に説明する手法（以下、「第２の手法」と称する。）が知られている。
On the other hand, as a technique different from the first technique described above, for example, a technique described below (hereinafter referred to as “second technique”) is known.
この第２の手法は、無電解めっき法を用いて絶縁体に金属配線を形成する手法であり（非特許文献１および非特許文献２を参照する。）、こうした無電解めっき法を用いた絶縁体の金属配線形成では一般に二液法が用いられている。 This second method is a method of forming a metal wiring on an insulator using an electroless plating method (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2), and insulation using such an electroless plating method. The two-component method is generally used for forming the metal wiring of the body.
より詳細には、前処理としてレーザーやプラズマによるエッチングを行い、絶縁体表面を粗化させ、めっき被膜の密着性を向上させる第１の工程を行う。次に、第２の工程として、塩化スズ溶液に浸し、スズイオンをエッチングにより粗化させた絶縁体表面に吸着させ（センシタイジング）、続いて塩化パラジウムに浸し、スズイオンとの還元反応によりパラジウムイオンを吸着させ（アクチベーティング）、洗浄を行う。続いて第３の工程として、めっき液に浸し、最終的に金属配線を形成するという方法である。 More specifically, as a pretreatment, etching by laser or plasma is performed to roughen the surface of the insulator and to perform a first step of improving the adhesion of the plating film. Next, as a second step, the ion is immersed in a tin chloride solution and adsorbed on the surface of the insulator roughened by etching (sensitizing), followed by immersion in palladium chloride, and reduction reaction with tin ions to produce palladium ions. Is adsorbed (activated) and washed. Subsequently, the third step is a method of immersing in a plating solution and finally forming a metal wiring.
即ち、上記した第２の手法は、パラジウムを触媒とすることでめっき反応を行い、絶縁体に金属薄膜を堆積させるものであるが、上記した第１の手法と同様に、工程数が多いため時間やコストを費やすという問題点があった。 That is, the second method described above is to perform a plating reaction by using palladium as a catalyst and deposit a metal thin film on the insulator, but since the number of steps is large as in the first method described above. There was a problem of spending time and costs.
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な処理工程であり、かつ、少ない工程数により金属配線を形成することができる金属配線形成方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the various problems of the conventional techniques as described above. The object of the present invention is simple processing steps, and metal wiring is formed with a small number of steps. An object of the present invention is to provide a metal wiring forming method that can be performed.
また、本発明の目的とするところは、上記に加えて、絶縁体に対して高い密着性を有する金属配線を形成することを可能にした金属配線形成方法を提供しようとするものである。 In addition to the above, an object of the present invention is to provide a metal wiring forming method capable of forming a metal wiring having high adhesion to an insulator.
上記目的を達成するために、本発明による金属配線形成方法は、レーザー光としてパルス幅がピコ秒（１０−１２秒）オーダーのピコ秒レーザーから出射されたレーザー光たるピコ秒レーザー光（本明細書においては、「ピコ秒レーザーから出射されたレーザー光」を「ピコ秒レーザー光」と適宜に称することとする。）やパルス幅がフェムト秒（１０−１５秒）オーダーのフェムト秒レーザーから出射されたレーザー光たるフェムト秒レーザー光（本明細書においては、「フェムト秒レーザーから出射されたレーザー光」を「フェムト秒レーザー光」と適宜に称することとする。）を当該レーザー光の波長に対して透明な絶縁体に照射して集光すると、集光点のみに多光子吸収を生じさせて、当該絶縁体における当該レーザー光の照射領域が改質されるという知見に基づいてなされたものである。 In order to achieve the above object, the metal wiring forming method according to the present invention provides a picosecond laser beam (this specification) as a laser beam emitted from a picosecond laser having a pulse width on the order of picoseconds ( 10-12 seconds) as a laser beam. In this document, “laser light emitted from a picosecond laser” is appropriately referred to as “picosecond laser light”) or emitted from a femtosecond laser having a pulse width on the order of femtoseconds ( 10-15 seconds). The femtosecond laser light (in this specification, “laser light emitted from the femtosecond laser” is referred to as “femtosecond laser light” as appropriate) is used as the wavelength of the laser light. On the other hand, when a transparent insulator is irradiated and condensed, multiphoton absorption occurs only at the condensing point, and the irradiation region of the laser light in the insulator There has been made based on the finding that reformed.
即ち、本発明は、レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光やパルス幅がフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、当該レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、その後に当該絶縁体を無電解めっき液中に浸けることにより、当該レーザー光の照射領域のみに選択的に金属膜を堆積して金属配線を形成する手法を提供するものである。 That is, the present invention provides an insulating laser beam that is transparent to the wavelength of the laser beam and contains silver ions. A method for forming a metal wiring by selectively depositing a metal film only on the laser light irradiation region by irradiating the surface of the body and then immersing the insulator in an electroless plating solution. It is.
従って、こうした本発明によれば、少ない工程で金属配線を形成できるので、低コストで短時間という条件で絶縁体に対して金属配線形成を行うことができるようになる。 Therefore, according to the present invention, since the metal wiring can be formed with a small number of steps, the metal wiring can be formed on the insulator at a low cost and in a short time.
また、こうした本発明によれば、絶縁体との間に高い密着性を有する金属配線であり、また金属被膜材と同程度の金属特性を有する金属配線を形成することが可能になる。 In addition, according to the present invention, it is possible to form a metal wiring having high adhesion to the insulator and having metal characteristics comparable to those of the metal coating material.
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、絶縁体の表面に金属配線を形成する金属配線形成方法において、レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光またはフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、上記レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、該照射領域において銀イオンを銀原子に還元して該照射領域に銀原子を生成し、上記レーザー光を照射されて該照射領域に銀原子が生成された上記絶縁体を所定の温度に維持した無電解めっき液に所定時間浸し、該銀原子を触媒核として金属を析出させることにより上記絶縁体に金属膜を堆積して金属配線を形成するようにしたものである。
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a metal wiring forming method for forming a metal wiring on the surface of an insulator, wherein the laser light has a pulse width of picosecond laser light having a pulse width order or femtosecond order. Irradiate femtosecond laser light to the surface of the insulator transparent to the wavelength of the laser light and contain silver ions, and reduce silver ions to silver atoms in the irradiated region to generate silver atoms in the irradiated region. And immersing the insulator, in which silver atoms are generated in the irradiated region by irradiation with the laser light, in an electroless plating solution maintained at a predetermined temperature for a predetermined time, and depositing a metal using the silver atoms as catalyst nuclei. Thus, a metal film is deposited on the insulator to form a metal wiring.
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記レーザー光を照射された上記絶縁体を上記無電解めっき液に浸す前に、所定の温度で所定の時間だけ熱処理を行うようにしたものである。 In addition, the invention described in claim 2 of the present invention is the invention described in claim 1 of the present invention, wherein the insulator irradiated with the laser beam is predetermined before being immersed in the electroless plating solution. The heat treatment is performed for a predetermined time at this temperature.
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、上記レーザー光は、上記絶縁体の照射領域において多光子吸収を発生させるようにしたものである。 The invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1 or 2 of the present invention, wherein the laser beam is a multiphoton absorption in the irradiation region of the insulator. Is generated.
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２または３のいずれか１項に記載の発明において、上記絶縁体の表面は、外部から上記無電解めっき液が浸入可能に形成された上記絶縁体の内部における中空構造の壁面であるようにしたものである。 Further, the invention according to claim 4 of the present invention is the invention according to any one of claims 1, 2, or 3 of the present invention, wherein the surface of the insulator is externally electrolessly plated. It is a wall surface of a hollow structure inside the insulator formed so that liquid can enter.
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、上記絶縁体は、０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有するようにしたものである。 The invention according to claim 5 of the present invention is the invention according to any one of claims 1, 2, 3 or 4 of the present invention, wherein the insulator is 0.05 to 0.00. It contains 15% silver ions.
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項５に記載の発明において、上記絶縁体は、感光性ガラスであるようにしたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the insulator is photosensitive glass.
本発明は、以上説明したように構成されているので、工程数の少ない簡単な操作で、金属配線を形成することができるようになるという優れた効果を奏する。 Since the present invention is configured as described above, there is an excellent effect that the metal wiring can be formed by a simple operation with a small number of steps.
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、絶縁体に対して高い密着性を有する金属配線を形成できるものであり、例えば、ガラスなどの絶縁体の表面や内部中空構造に対して密着性の高い金属配線を形成させることが可能であるという優れた効果を奏する。 In addition, since the present invention is configured as described above, it can form a metal wiring having high adhesion to an insulator. For example, the surface of an insulator such as glass or an internal hollow structure can be formed. On the other hand, it has an excellent effect that it is possible to form a metal wiring with high adhesion.
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による金属配線形成方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。 Hereinafter, an example of an embodiment of a metal wiring forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
ここで、本発明による金属配線形成方法において金属配線を形成する対象となる絶縁体としては、銀イオンを含有する絶縁体であれば任意のものを選択することができる。
Here, in the method for forming a metal wiring according to the present invention, any insulator can be selected as long as it is an insulator containing silver ions.
また、絶縁体における銀イオンの含有率は、０．０５〜０．１５％であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the content rate of the silver ion in an insulator is 0.05 to 0.15%.
なお、以下の説明においては、本発明の理解を容易にするために、絶縁体として感光性ガラスを用いた場合について説明する。一般に、感光性ガラスとは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属イオンと増感剤とを含んでいる。なお、こうした感光性ガラスとしては、具体的には、厚さ２ｍｍのショットガラス製のフォーチュランガラス（Ｆｏｔｕｒａｎ Ｇｌａｓｓ）（登録商標）を使用した。この厚さ２ｍｍのフォーチュランガラス（登録商標）は、リチウムアルミノ珪酸塩ガラスにＣｅイオン、Ａｇイオン、Ｓｂイオンなどがドープされており、その組成は図２に示す図表にまとめられている。図２の図表に示すように、フォーチュランガラス（登録商標）は０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有している。 In the following description, a case where photosensitive glass is used as an insulator will be described in order to facilitate understanding of the present invention. In general, the photosensitive glass contains metal ions such as Au, Ag, and Cu and a sensitizer. As such photosensitive glass, specifically, 2 mm thick shot glass made of Fortune Glass (registered trademark) was used. This 2 mm thick Fortune glass (registered trademark) is obtained by doping lithium aluminosilicate glass with Ce ions, Ag ions, Sb ions, etc., and the composition thereof is summarized in the chart shown in FIG. As shown in the chart of FIG. 2, Forturan glass (registered trademark) contains 0.05 to 0.15% of silver ions.
ここで、図１には、本発明の第１の実施の形態による金属配線形成方法を実施するための金属配線形成装置の概念構成説明図が示されている。
Here, FIG. 1 shows a conceptual configuration explanatory diagram of a metal wiring forming apparatus for carrying out the metal wiring forming method according to the first embodiment of the present invention.
この金属配線形成装置１０は、加工対象物である感光性ガラス２６に多光子吸収を生じさせるレーザー光としてフェムト秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザー光、例えば、波長（λ）が７７５ｎｍ、パルス幅（τ）が１５０ｆｓのフェムト秒レーザー光の照射を行うフェムト秒レーザー１２と、フェムト秒レーザー１２から出射されたフェムト秒レーザー光が入射される波長板１４と、波長板１４から出射されたフェムト秒レーザー光が入射される偏光子１６と、偏光子１６から出射されたフェムト秒レーザー光のパルスエネルギーを調節するためのＮＤフィルター１８と、ＮＤフィルター１８から出射されたフェムト秒レーザー光のビーム径を制御して切り出すための直径３ｍｍのアパーチャー２０ａを備えたアパーチャー部材２０と、アパーチャー部材２０から出射されたフェムト秒レーザー光の光路を変更するためのミラー２２と、ミラー２２により光路を変更されたフェムト秒レーザー光を感光性ガラス２６に対して集光するための対物レンズ２４と、感光性ガラス２６を載置してＸＹＺ直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に任意に移動可能なＸＹＺステージ２８と、ＸＹＺステージ２８のＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向の移動を制御するドライバー３０と、ドライバー３０を制御するコンピューター３２と、ＸＹＺステージ２８に載置された感光性ガラス２６を撮像するＣＣＤカメラ３４と、ＣＣＤカメラ３４で撮像された画像を表示するモニター３６とを有して構成されている。 This metal wiring forming apparatus 10 is a femtosecond laser beam having a pulse width on the order of femtoseconds, for example, a wavelength (λ) of 775 nm, as a laser beam that causes multiphoton absorption in the photosensitive glass 26 that is an object to be processed. A femtosecond laser 12 that irradiates a femtosecond laser beam having a width (τ) of 150 fs, a wave plate 14 to which a femtosecond laser beam emitted from the femtosecond laser 12 is incident, and a femto emitted from the wave plate 14 The polarizer 16 to which the second laser beam is incident, the ND filter 18 for adjusting the pulse energy of the femtosecond laser beam emitted from the polarizer 16, and the beam diameter of the femtosecond laser beam emitted from the ND filter 18 Aperture member provided with an aperture 20a having a diameter of 3 mm for controlling and cutting out 20, a mirror 22 for changing the optical path of the femtosecond laser light emitted from the aperture member 20, and a femtosecond laser light whose optical path has been changed by the mirror 22 for condensing the photosensitive glass 26 on the photosensitive glass 26. An XYZ stage 28 on which an objective lens 24 and a photosensitive glass 26 are mounted and can be arbitrarily moved in the X-axis direction, the Y-axis direction and the Z-axis direction of the XYZ orthogonal coordinate system, the X-axis direction of the XYZ stage 28, Y A driver 30 that controls movement in the axial direction and the Z-axis direction, a computer 32 that controls the driver 30, a CCD camera 34 that images the photosensitive glass 26 placed on the XYZ stage 28, and a CCD camera 34. And a monitor 36 for displaying the image.
ここで、上記した金属配線形成装置の各構成部材をさらに詳細に説明すると、レーザー光源であるフェムト秒レーザー１２としては、波長が７７５ｎｍであり、パルス幅が１５０ｆｓ（フェムト秒）であり、繰り返し周波数は１ｋＨｚのフェムト秒レーザー光を発振可能なＴｉ：Ａｌ２Ｏ３レーザーであるＣｌａｒｋ−ＭＸＲ ＣＰＡ−２００１（商品名）を用いた。なお、フェムト秒レーザー１２から絶縁体たる感光性ガラス２６に対して照射するフェムト秒レーザー光のレーザーエネルギーは、絶縁体たる感光性ガラス２６におけるフェムト秒レーザー光の照射領域を改質可能な強度である２ｍＷ〜８ｍＷに制御した。なお、このレーザーエネルギーは、直径３ｍｍのアパーチャー２０ａを備えたアパーチャー部材２０を使用した場合に、アパーチャー２０手前におけるレーザーエネルギーである。また、こうしたフェムト秒レーザー光が絶縁体たる感光性ガラス２６の加工対象領域に照射された場合のスポット径は、数μｍ程度である。
Here, each component of the metal wiring forming apparatus described above will be described in more detail. The femtosecond laser 12 that is a laser light source has a wavelength of 775 nm, a pulse width of 150 fs (femtosecond), and a repetition frequency. Used was Clark-MXR CPA-2001 (trade name), which is a Ti: Al 2 O 3 laser capable of oscillating 1 kHz femtosecond laser light. The laser energy of the femtosecond laser light emitted from the femtosecond laser 12 to the photosensitive glass 26 as an insulator is such that the irradiation region of the femtosecond laser light in the photosensitive glass 26 as an insulator can be modified. It was controlled to a certain 2 mW to 8 mW. This laser energy is the laser energy before the aperture 20 when the aperture member 20 provided with the aperture 20a having a diameter of 3 mm is used. Further, the spot diameter when such femtosecond laser light is irradiated onto the region to be processed of the photosensitive glass 26 that is an insulator is about several μm.
次に、対物レンズ２４としては、開口数ＮＡ＝０．４６とし、倍率２０倍の対物レンズを用いた。 Next, as the objective lens 24, an objective lens having a numerical aperture NA = 0.46 and a magnification of 20 times was used.
一方、ＸＹＺステージ２８は、ドライバー３０を介してコンピューター３２によりその移動が制御され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向の任意の方向に移動可能となされている。 On the other hand, the movement of the XYZ stage 28 is controlled by a computer 32 via a driver 30 and can be moved in any direction of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.
また、ＣＣＤカメラ３４は、ＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６を撮像可能なように、ＸＹＺステージ２８のＹ軸方向に設置されている。従って、この金属配線形成装置１０においては、ＸＹＺ直交座標系におけるＸ−Ｚ平面がＣＣＤカメラ３４により撮影され、金属配線形成装置１０の使用者はＣＣＤカメラ３４に接続されているモニター３６を通して、ＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６の様子を観察することができる。なお、本実施の形態においては、ＣＣＤカメラ３４の画像倍率は７０倍に設定した。 The CCD camera 34 is installed in the Y-axis direction of the XYZ stage 28 so that the photosensitive glass 26 placed on the XYZ stage 28 can be imaged. Therefore, in this metal wiring forming apparatus 10, the XZ plane in the XYZ orthogonal coordinate system is photographed by the CCD camera 34, and the user of the metal wiring forming apparatus 10 passes through the monitor 36 connected to the CCD camera 34, XYZ. The state of the photosensitive glass 26 placed on the stage 28 can be observed. In this embodiment, the image magnification of the CCD camera 34 is set to 70 times.
以上の構成において、上記した金属配線形成装置１０を用いた金属配線形成方法により、感光性ガラス２６の表面に金属配線を形成する際の処理内容について、図３を参照しながら詳細に説明することとする。
In the above configuration, the processing contents when forming the metal wiring on the surface of the photosensitive glass 26 by the metal wiring forming method using the metal wiring forming apparatus 10 described above will be described in detail with reference to FIG. And
まず、銀イオンがドープされている厚さ２ｍｍの板状体の感光性ガラス２６を、ＸＹＺステージ２８上に載置する。 First, a plate-shaped photosensitive glass 26 having a thickness of 2 mm doped with silver ions is placed on an XYZ stage 28.
続いて、フェムト秒レーザー１２を作動させるとともにＸＹＺステージ２８を所定の方向に移動させながら、波長７７５ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、レーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光をＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６の表面２６ａに集光照射する（図３（ａ）の（１）を参照する。）。なお、この際に、ＸＹＺステージ２８の所定の方向への移動に伴い感光性ガラス２６上を走査（スキャン）することになるフェムト秒レーザー光のスキャンスピードが４０μｍ／ｓｅｃとなるように、ドライバー３０を介してコンピューター３２によりＸＹＺステージ２８の移動速度を制御した。 Subsequently, while the femtosecond laser 12 is operated and the XYZ stage 28 is moved in a predetermined direction, the photosensitivity in which a femtosecond laser beam having a wavelength of 775 nm, a pulse width of 150 fs, and a laser energy of 2 mW is placed on the XYZ stage 28. The surface 26a of the glass 26 is condensed and irradiated (see (1) in FIG. 3A). At this time, the driver 30 is set so that the scanning speed of the femtosecond laser light that scans the photosensitive glass 26 with the movement of the XYZ stage 28 in a predetermined direction becomes 40 μm / sec. The moving speed of the XYZ stage 28 was controlled by the computer 32 via
上記のように、感光性ガラス２６の表面２６ａにフェムト秒レーザー光を集光照射することにより、感光性ガラス２６の表面２６ａに多光子吸収を生じさせ、この多光子吸収によりフェムト秒レーザー光を照射した領域においてのみ感光性ガラス２６にドープされているＡｇイオンが銀原子に還元され、フェムト秒レーザー光を照射した領域に銀原子が生成される。図３（ｂ）には、このときの感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。 As described above, the surface 26a of the photosensitive glass 26 is focused and irradiated with femtosecond laser light, thereby causing multiphoton absorption on the surface 26a of the photosensitive glass 26. By this multiphoton absorption, femtosecond laser light is emitted. Ag ions doped in the photosensitive glass 26 are reduced to silver atoms only in the irradiated region, and silver atoms are generated in the region irradiated with the femtosecond laser beam. FIG. 3B shows an image obtained by photographing the surface 26 a of the photosensitive glass 26 at this time with the CCD camera 34.
次に、上記した工程でフェムト秒レーザー光を集光照射した感光性ガラス２６を無電解銅めっき液に浸ける（図３（ａ）の（２）を参照する。）。この際に、無電解銅めっき液の温度は５０℃に維持し、感光性ガラス２６は５分間浸けておくこととする。 Next, the photosensitive glass 26 condensed and irradiated with femtosecond laser light in the above-described process is immersed in an electroless copper plating solution (see (2) in FIG. 3A). At this time, the temperature of the electroless copper plating solution is maintained at 50 ° C., and the photosensitive glass 26 is immersed for 5 minutes.
この処理により、フェムト秒レーザー光の照射領域に生成した銀原子が触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出し、感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光の照射領域に金属膜として銅膜が堆積されて金属配線が形成される。 By this treatment, silver atoms generated in the femtosecond laser light irradiation region become catalyst nuclei, and copper is precipitated due to the presence of the catalyst nuclei, and as a metal film in the femtosecond laser light irradiation region of the surface 26a of the photosensitive glass 26. A copper film is deposited to form a metal wiring.
図４（ａ）には、上記した処理によって金属配線を形成された感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。
FIG. 4A shows an image obtained by photographing the surface 26a of the photosensitive glass 26 on which the metal wiring is formed by the above-described processing with the CCD camera 34.
ここで、図４（ａ）に示されている画像には３本の金属配線が示されているが、上記において説明したレーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線は、これら３本の金属配線のうちで左端に位置するものである。 Here, although three metal wirings are shown in the image shown in FIG. 4A, the metal wiring formed by irradiating the femtosecond laser beam having the laser energy of 2 mW described above is Of these three metal wirings, it is located at the left end.
なお、本願発明者は、上記において説明した手法と同じ手法を用いて、フェムト秒レーザー光のレーザーエネルギーのみを変えて感光性ガラス２６の表面２６ａに金属配線を形成した。 In addition, this inventor formed the metal wiring in the surface 26a of the photosensitive glass 26, changing only the laser energy of the femtosecond laser beam using the same method as the method demonstrated above.
即ち、上記において説明した手法により、レーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光とレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光とをそれぞれを用いて金属配線の形成を行った。図４（ａ）に示されている３本の金属配線のうちで、中央に位置するものがレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線であり、右端に位置するものがレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線である。 That is, the metal wiring was formed by using the femtosecond laser beam having a laser energy of 5 mW and the femtosecond laser beam having a laser energy of 8 mW by the method described above. Among the three metal wires shown in FIG. 4A, the metal wire located at the center is a metal wire formed by irradiating femtosecond laser light with a laser energy of 5 mW, and the one located at the right end is shown. It is a metal wiring formed by irradiating femtosecond laser light with a laser energy of 8 mW.
図４（ａ）に示されているように、レーザーエネルギーにより、形成された金属配線の線幅は異なるが、いずれの場合もフェムト秒レーザー光の照射領域に生成した銀原子が触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出して感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光の照射領域に金属配線が形成されている。 As shown in FIG. 4 (a), the line width of the formed metal wiring differs depending on the laser energy, but in any case, the silver atom generated in the irradiation region of the femtosecond laser beam becomes the catalyst nucleus, Copper is deposited due to the presence of the catalyst nucleus, and a metal wiring is formed in a region irradiated with femtosecond laser light on the surface 26 a of the photosensitive glass 26.
そして、後述するように、図４（ａ）に示された３本の金属配線は、互いに同じ金属特性を備えている。 As will be described later, the three metal wirings shown in FIG. 4A have the same metal characteristics.
次に、本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法ついて説明するが、以下の本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法の説明においては、上記において図１乃至図４（ａ）を参照しながら説明した第１の実施の形態による金属配線形成方法において用いた構成と同一または相当する構成については、図１乃至図４（ａ）と同一の符号を付して示すことにより、それらの詳細な構成ならびに作用の説明は適宜に省略する。
Next, the metal wiring forming method according to the second embodiment of the present invention will be described. In the following description of the metal wiring forming method according to the second embodiment of the present invention, FIGS. Components identical or corresponding to those used in the metal wiring forming method according to the first embodiment described with reference to (a) are denoted by the same reference numerals as in FIGS. Accordingly, the detailed configuration and description of the operation will be omitted as appropriate.
この本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法は、感光性ガラス２６に所定のフェムト秒レーザー光を集光照射した後に、当該感光性ガラス２６に所定の条件の熱処理を施す点においてのみ上記した第１の実施の形態と異なる。 The metal wiring forming method according to the second embodiment of the present invention is such that after a predetermined femtosecond laser beam is focused and irradiated on the photosensitive glass 26, the photosensitive glass 26 is subjected to heat treatment under predetermined conditions. Only the above-described first embodiment is different.
ここで、図５（ａ）には、本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法の処理工程の説明図が示されている。 Here, FIG. 5A shows an explanatory diagram of the processing steps of the metal wiring forming method according to the second embodiment of the present invention.
本発明の第２の実施の形態による金属配線形成方法においては、はじめに、第１の実施の形態と同様に、銀イオンがドープされている厚さ２ｍｍの板状体である感光性ガラス２６を、金属配線形成装置１０のＸＹＺステージ２８上に載置する。 In the metal wiring forming method according to the second embodiment of the present invention, first, as in the first embodiment, the photosensitive glass 26 which is a plate-like body having a thickness of 2 mm doped with silver ions is formed. Then, it is placed on the XYZ stage 28 of the metal wiring forming apparatus 10.
続いて、フェムト秒レーザー１２を作動させるとともにＸＹＺステージ２８を所定の方向に移動させながら、波長７７５ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、レーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光をＸＹＺステージ２８上に載置された感光性ガラス２６の表面２６ａに集光照射する（図５（ａ）の（１）を参照する。）。なお、この際に、ＸＹＺステージ２８の所定の方向への移動に伴い感光性ガラス２６上を走査することになるフェムト秒レーザー光のスキャンスピードが４０μｍ／ｓｅｃとなるように、ドライバー３０を介してコンピューター３２によりＸＹＺステージ２８の移動速度を制御した。 Subsequently, while the femtosecond laser 12 is operated and the XYZ stage 28 is moved in a predetermined direction, the photosensitivity in which a femtosecond laser beam having a wavelength of 775 nm, a pulse width of 150 fs, and a laser energy of 2 mW is placed on the XYZ stage 28. The surface 26a of the glass 26 is condensed and irradiated (see (1) in FIG. 5A). At this time, via the driver 30 so that the scanning speed of the femtosecond laser light that scans the photosensitive glass 26 as the XYZ stage 28 moves in a predetermined direction becomes 40 μm / sec. The moving speed of the XYZ stage 28 was controlled by the computer 32.
上記した処理により、第１の実施の形態と同じく、感光性ガラス２６の表面２６ａに多光子吸収を生じさせ、この多光子吸収によりフェムト秒レーザー光を照射した領域においてのみ感光性ガラス２６にドープされているＡｇイオンが銀原子に還元され、フェムト秒レーザー光を照射した領域に銀原子が生成される。図５（ｂ）には、このときの感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。 As described in the first embodiment, multi-photon absorption is caused on the surface 26a of the photosensitive glass 26 by the above-described treatment, and the photosensitive glass 26 is doped only in a region irradiated with femtosecond laser light by this multi-photon absorption. Ag ions thus reduced are reduced to silver atoms, and silver atoms are generated in the region irradiated with femtosecond laser light. FIG. 5B shows an image obtained by photographing the surface 26 a of the photosensitive glass 26 at this time with the CCD camera 34.
次に、フェムト秒レーザー光の集光照射により銀原子に還元された感光性ガラス２６の熱処理を行う。この際の熱処理の条件は温度を５００℃、時間を１時間として、感光性ガラス２６を加熱した（図５（ａ）の（２）を参照する。）。 Next, heat treatment is performed on the photosensitive glass 26 reduced to silver atoms by focused irradiation of femtosecond laser light. At this time, the heat treatment was performed by heating the photosensitive glass 26 at a temperature of 500 ° C. and a time of 1 hour (see (2) in FIG. 5A).
こうした熱処理により感光性ガラス２６の表面２６ａに生成された銀原子が拡散され、感光性ガラス２６の表面２６ａに銀クラスターが形成される。図５（ｃ）には、このときの感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。図５（ｃ）において、中央を水平に延長する直線領域が、熱処理により生成された銀クラスターである。 Silver atoms generated on the surface 26 a of the photosensitive glass 26 are diffused by such heat treatment, and silver clusters are formed on the surface 26 a of the photosensitive glass 26. FIG. 5C shows an image obtained by photographing the surface 26 a of the photosensitive glass 26 at this time with the CCD camera 34. In FIG.5 (c), the linear area | region which extends a center horizontally is the silver cluster produced | generated by heat processing.
次に、上記のようにして熱処理をした感光性ガラス２６を無電解銅めっき液に浸ける（図５（ａ）の（３）を参照する。）。この際に、無電解銅めっき液の温度は５０℃に維持し、感光性ガラス２６は５分間浸けておくこととする。無電解銅めっき液中においては、銀クラスターを触媒核として銅が析出し、感光性ガラス２６の表面２６ａの銀クラスターの存在する部分にのみ金属膜として銅膜が堆積されて金属配線が形成される。 Next, the photosensitive glass 26 heat-treated as described above is immersed in an electroless copper plating solution (see (3) of FIG. 5A). At this time, the temperature of the electroless copper plating solution is maintained at 50 ° C., and the photosensitive glass 26 is immersed for 5 minutes. In the electroless copper plating solution, copper is precipitated using silver clusters as catalyst nuclei, and a copper film is deposited as a metal film only on the portion of the surface 26a of the photosensitive glass 26 where the silver clusters are present, thereby forming metal wiring. The
上記したように、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光照射領域のみに、選択的に金属配線を形成することができる。
As described above, also in the second embodiment, metal wiring is selectively formed only in the femtosecond laser light irradiation region of the surface 26a of the photosensitive glass 26, as in the first embodiment. Can do.
図４（ｂ）には、上記した第２の実施の形態の処理によって金属配線を形成された感光性ガラス２６の表面２６ａをＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されている。 FIG. 4B shows an image obtained by photographing the surface 26a of the photosensitive glass 26 on which the metal wiring is formed by the processing of the second embodiment with the CCD camera 34.
ここで、図４（ｂ）に示されている画像には３本の金属配線が示されているが、上記において説明したレーザーエネルギー２ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線は、これら３本の金属配線のうちで左端に位置するものである。 Here, although three metal wirings are shown in the image shown in FIG. 4B, the metal wiring formed by irradiating the femtosecond laser beam having the laser energy of 2 mW described above is Of these three metal wirings, it is located at the left end.
なお、本願発明者は、上記において説明した第２の実施の形態の手法と同じ手法を用いて、フェムト秒レーザー光のレーザーエネルギーのみを変えて感光性ガラス２６の表面２６ａに金属配線を形成した。 The inventor of the present application formed a metal wiring on the surface 26a of the photosensitive glass 26 by changing only the laser energy of the femtosecond laser beam using the same technique as that of the second embodiment described above. .
即ち、上記において説明した第２の実施の形態の手法により、レーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光とレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光とをそれぞれを用いて金属配線の形成を行った。図４（ｂ）に示されている３本の金属配線のうちで、中央に位置するものがレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線であり、右端に位置するものがレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光を照射して形成した金属配線である。 That is, the metal wiring was formed by using the femtosecond laser beam having a laser energy of 5 mW and the femtosecond laser beam having a laser energy of 8 mW, respectively, by the method of the second embodiment described above. Among the three metal wires shown in FIG. 4B, the metal wire located at the center is a metal wire formed by irradiating femtosecond laser light with a laser energy of 5 mW, and the one located at the right end is shown. It is a metal wiring formed by irradiating femtosecond laser light with a laser energy of 8 mW.
図４（ｂ）に示されているように、レーザーエネルギーにより、形成される銀クラスターの幅も異なるようになり、形成された金属配線の線幅も異なるが、いずれの場合もフェムト秒レーザー光の照射領域に生成された銀クラスターが触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出して感光性ガラス２６の表面２６ａのフェムト秒レーザー光の照射領域に金属配線が形成されている。 As shown in FIG. 4 (b), the width of the silver clusters formed varies depending on the laser energy, and the line width of the formed metal wiring also varies. In either case, femtosecond laser light is used. The silver clusters generated in the irradiation region serve as catalyst nuclei, and copper is deposited due to the presence of the catalyst nuclei, and metal wiring is formed in the irradiation region of the femtosecond laser light on the surface 26a of the photosensitive glass 26.
そして、後述するように、図４（ｂ）に示された３本の金属配線は、互いに同じ金属特性を備えている。 As will be described later, the three metal wirings shown in FIG. 4B have the same metal characteristics.
ところで、上記した第１の実施の形態および第２の実施の形態においては、感光性ガラス２６の表面２６ａに金属配線を形成した場合について説明したが、金属配線を形成可能な部位は感光性ガラス２６の表面２６ａに限られない。
By the way, in the first embodiment and the second embodiment described above, the case where the metal wiring is formed on the surface 26a of the photosensitive glass 26 has been described. However, the portion where the metal wiring can be formed is the photosensitive glass. It is not restricted to the surface 26a of 26.
即ち、本発明による金属配線形成方法を用いれば、感光性ガラスの表面のみならず、感光性ガラス内部に形成された中空構造の壁面にも同様に選択的に金属配線を形成することが可能である。 That is, by using the metal wiring forming method according to the present invention, it is possible to selectively form metal wiring not only on the surface of the photosensitive glass but also on the wall surface of the hollow structure formed inside the photosensitive glass. is there.
次に、本発明の第３の実施の形態による金属配線形成方法として、感光性ガラス内部に形成された中空構造の壁面に対して、選択的に金属配線の形成を行う場合について詳細に説明することとする。 Next, as a method for forming a metal wiring according to the third embodiment of the present invention, a case where metal wiring is selectively formed on the wall surface of the hollow structure formed inside the photosensitive glass will be described in detail. I will do it.
なお、感光性ガラスの中空構造の壁面に対して選択的に金属配線を形成する本発明の第３の実施の形態による金属配線形成方法は、第１の実施の形態で用いた処理工程または第２の実施の形態で用いた処理工程のいずれの方法を用いても実施可能である。そのため、本発明の第３の実施の形態による金属配線形成方法の説明においては、第１の実施の形態で説明した処理工程を用いて説明することとする。 Note that the metal wiring forming method according to the third embodiment of the present invention for selectively forming the metal wiring on the wall surface of the hollow structure of the photosensitive glass is the same as the processing step or the first used in the first embodiment. The present invention can be implemented using any of the processing steps used in the second embodiment. For this reason, in the description of the metal wiring forming method according to the third embodiment of the present invention, the processing steps described in the first embodiment will be used.
ここで、図６（ａ）には、中空構造を有する感光性ガラス２６’を図６（ｂ）におけるＶＩＡ矢印方向から見たＶＩＡ矢視説明図を示し、図６（ｂ）には、中空構造を有する感光性ガラス２６’を図６（ａ）におけるＶＩＢ矢印方向から見たＶＩＢ矢視説明図を示している。 Here, FIG. 6 (a) shows a VIA arrow explanatory view of the photosensitive glass 26 ′ having a hollow structure seen from the direction of the VIA arrow in FIG. 6 (b), and FIG. The VIB arrow explanatory drawing which looked at photosensitive glass 26 'which has a structure from the VIB arrow direction in Fig.6 (a) is shown.
この感光性ガラス２６’においては、感光性ガラス２６’の表面２６’ａ側に四角柱形状を有する２つのリザーバー部が対向して配設されており、当該２つのリザーバー部を架橋するようにして感光性ガラス２６’内部に四角柱形状のチャネル部が貫通形成されている。より詳細には、リザーバー部は、感光性ガラス２６’の表面２６’ａから加工して形成しており、このためリザーバー部の上部は開放されている。一方、チャネル部は、感光性ガラス２６’内部に感光性ガラス２６’の表面２６’ａと平行するように形成されている。 In this photosensitive glass 26 ′, two reservoir portions having a quadrangular prism shape are arranged opposite to each other on the surface 26 ′ a side of the photosensitive glass 26 ′, and the two reservoir portions are bridged. Thus, a rectangular column-shaped channel portion is formed through the photosensitive glass 26 '. More specifically, the reservoir portion is formed by processing from the surface 26'a of the photosensitive glass 26 ', so that the upper portion of the reservoir portion is open. On the other hand, the channel portion is formed in the photosensitive glass 26 'so as to be parallel to the surface 26'a of the photosensitive glass 26'.
なお、リザーバー部の寸法は、開口部の縦および横の長さを５００μｍとし、チャネル部の寸法は、縦の長さを１５０μｍとし、横の長さを１０００μｍとし、高さを１５０μｍとした。また、チャネル部は感光性ガラス２６’の表面２６’ａより１７０μｍほど深い位置に、チャネル部上面と表面２６’ａとが平行に配置されるように加工されているものとする。 The dimensions of the reservoir were 500 μm in the vertical and horizontal length of the opening, and the dimensions of the channel were 150 μm in the vertical length, 1000 μm in the horizontal length, and 150 μm in height. Further, the channel portion is processed so that the upper surface of the channel portion and the surface 26'a are arranged in parallel at a position about 170 μm deeper than the surface 26'a of the photosensitive glass 26 '.
こうした感光性ガラスなどの絶縁体に対する中空構造の加工技術は、公知の技術であるため、その加工方法についての説明は省略することとする。 Since such a hollow structure processing technique for an insulator such as photosensitive glass is a known technique, description of the processing method will be omitted.
以下、感光性ガラス内部の中空構造のチャネル部上面にのみ金属配線を形成する場合について説明することとする。
Hereinafter, the case where metal wiring is formed only on the upper surface of the channel portion of the hollow structure inside the photosensitive glass will be described.
ここで、図６（ｃ）は、実際に感光性ガラス２６’を加工して中空構造を形成し、その表面２６’ａを撮影した画像である。 Here, FIG. 6C is an image obtained by photographing the surface 26'a by actually processing the photosensitive glass 26 'to form a hollow structure.
こうしたチャネル部上面に金属配線を施す方法は、本発明による第１の実施の形態で用いた金属配線形成方法を用いて行われる。まず、チャネル部上面のみにフェムト秒レーザー光を照射する。このとき、チャネル部上面全体にレーザー光が万遍なく照射されるようにマルチスキャンを行う。 Such a method of providing metal wiring on the upper surface of the channel portion is performed using the metal wiring forming method used in the first embodiment of the present invention. First, femtosecond laser light is irradiated only on the upper surface of the channel portion. At this time, multi-scan is performed so that the entire upper surface of the channel portion is irradiated with laser light uniformly.
これにより、フェムト秒レーザー光を照射した領域においてのみ感光性ガラス２６’にドープされているＡｇイオンが銀原子に還元され、フェムト秒レーザー光を照射した領域に銀原子が生成される。 Thereby, Ag ions doped in the photosensitive glass 26 ′ are reduced to silver atoms only in the region irradiated with the femtosecond laser light, and silver atoms are generated in the region irradiated with the femtosecond laser light.
次に、フェムト秒レーザー光を照射した感光性ガラス２６’を、無電解めっき処理として５０℃の無電解銅めっき液に５分間浸ける。 Next, the photosensitive glass 26 ′ irradiated with femtosecond laser light is immersed in an electroless copper plating solution at 50 ° C. for 5 minutes as an electroless plating treatment.
上記の無電解めっき処理により、感光性ガラス２６’のフェムト秒レーザー光照射領域に生成した銀原子が触媒核となり、触媒核の存在により銅が析出し、チャネル部上面に選択的に金属膜として銅膜が堆積されて金属配線が形成される。 By the electroless plating treatment, silver atoms generated in the femtosecond laser light irradiation region of the photosensitive glass 26 ′ become catalyst nuclei, and copper is precipitated due to the presence of the catalyst nuclei, and selectively forms a metal film on the upper surface of the channel portion. A copper film is deposited to form a metal wiring.
なお、図６（ｄ）には、上記した手法でチャネル部上面のみに金属配線を形成した感光性ガラス２６’をＣＣＤカメラ３４で撮影した画像が示されており、また、図６（ｅ）には、図６（ｄ）の一部を拡大して示した画像が示されている。 FIG. 6D shows an image obtained by photographing the photosensitive glass 26 ′ in which the metal wiring is formed only on the upper surface of the channel portion with the CCD camera 34 by the above-described method, and FIG. Fig. 6 shows an enlarged image of a part of Fig. 6 (d).
こうした図６（ｄ）および図６（ｅ）より、チャネル部全体に金属配線が形成されていることが確認できる。 From these FIG. 6 (d) and FIG. 6 (e), it can be confirmed that the metal wiring is formed in the entire channel portion.
次に、本発明による金属配線形成方法により形成された金属配線の特性について説明するが、第１の実施の形態で形成された金属配線と第２の実施の形態で形成された金属配線とでは金属配線の太さが異なるが、その特性はほぼ同じものであった。そして、本発明による金属配線形成方法によって形成された金属配線と感光性ガラスとの密着性は極めて良好であり、テープ剥離試験を行ったところ金属配線がテープとともに脱落する様子は見られなかった。以下、詳細に説明する。
Next, characteristics of the metal wiring formed by the metal wiring forming method according to the present invention will be described. In the metal wiring formed in the first embodiment and the metal wiring formed in the second embodiment, Although the thickness of the metal wiring is different, the characteristics are almost the same. And the adhesiveness of the metal wiring formed by the metal wiring formation method by this invention and photosensitive glass was very favorable, and when the tape peeling test was done, the mode that metal wiring fell off with a tape was not seen. Details will be described below.
ここで、図７（ａ）には、テープ剥離試験の対象となる金属配線を第１の実施の形態により形成した感光性ガラス２６の表面２６ａを撮影した画像が示されている。
Here, FIG. 7A shows an image obtained by photographing the surface 26a of the photosensitive glass 26 in which the metal wiring to be subjected to the tape peeling test is formed according to the first embodiment.
この感光性ガラス２６の表面２６ａの金属配線上にスコッチ（登録商標）テープを貼り付け、当該スコッチ（登録商標）テープを感光性ガラス２６の表面２６ａよりはがすという手順によりテープ剥離試験を行った。 A tape peeling test was performed according to the procedure of applying a Scotch (registered trademark) tape on the metal wiring on the surface 26 a of the photosensitive glass 26 and peeling the Scotch (registered trademark) tape from the surface 26 a of the photosensitive glass 26.
図７（ｂ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験前の状態を示す画像である。図７（ｂ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｂ）における上図は倍率を２０倍として撮影したものである。 FIG. 7B is an image showing a state before the tape peeling test of the metal wiring created by the femtosecond laser beam having a laser energy of 5 mW according to the first embodiment. The lower diagram in FIG. 7B is taken with a magnification of 5 times, and the upper diagram in FIG. 7B is taken with a magnification of 20 times.
また、図７（ｃ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー５ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験後の状態を示す画像である。図７（ｃ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｃ）における上図は倍率を２０倍として撮影した。 FIG. 7C is an image showing a state after the tape peeling test of the metal wiring created by the femtosecond laser beam having a laser energy of 5 mW according to the first embodiment. The lower figure in FIG. 7C was taken at a magnification of 5 times, and the upper figure in FIG. 7C was taken at a magnification of 20 times.
こうしたテープ剥離試験前の状態（図７（ｂ））とテープ剥離試験後の状態（図７（ｃ））とを比較したところ、金属配線の太さの変化などは観察されず、テープとともに金属配線が失われた様子は無いため、絶縁体と金属配線との密着性が極めて良好であることが確認された。 When the state before the tape peeling test (FIG. 7B) and the state after the tape peeling test (FIG. 7C) were compared, no change in the thickness of the metal wiring was observed, and the metal together with the tape. Since there was no appearance that the wiring was lost, it was confirmed that the adhesion between the insulator and the metal wiring was extremely good.
さらに、図７（ｄ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験前の状態を示す画像であり、図７（ｄ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｄ）における上図は倍率を２０倍として撮影した。 Further, FIG. 7 (d) is an image showing a state before the tape peeling test of the metal wiring created by the femtosecond laser beam with the laser energy of 8mW according to the first embodiment, and the lower figure in FIG. 7 (d) is The image was taken at a magnification of 5 times and the upper figure in FIG.
また、図７（ｅ）は、第１の実施の形態によりレーザーエネルギー８ｍＷのフェムト秒レーザー光で作成した金属配線のテープ剥離試験後の状態を示す画像であり、図７（ｅ）における下図は倍率を５倍とし、図７（ｅ）における上図は倍率を２０倍として撮影した。 Moreover, FIG.7 (e) is an image which shows the state after the tape peeling test of the metal wiring created with the femtosecond laser beam of laser energy 8mW by 1st Embodiment, The lower figure in FIG.7 (e) is The image was taken at a magnification of 5 times, and the upper figure in FIG.
こうしたテープ剥離試験前の状態（図７（ｄ））とテープ剥離試験後の状態（図７（ｅ））とを比較したところ、金属配線の太さの変化などは観察されず、テープとともに金属配線が失われた様子は無いため、感光性ガラスと金属配線との密着性が極めて良好であることが確認された。 When the state before the tape peeling test (FIG. 7D) and the state after the tape peeling test (FIG. 7E) were compared, no change in the thickness of the metal wiring was observed, and the metal together with the tape. Since there was no appearance that the wiring was lost, it was confirmed that the adhesion between the photosensitive glass and the metal wiring was extremely good.
そして、第１の実施の形態により形成された金属配線の比抵抗は５．２×１０−６Ω・ｃｍであり、一般的な銅被膜材が有する比抵抗の値とほぼ一致するものであった。 The specific resistance of the metal wiring formed according to the first embodiment is 5.2 × 10 −6 Ω · cm, which substantially matches the specific resistance value of a general copper coating material. It was.
従って、本発明による金属配線形成方法によれば、処理工程中において金属特性を変化させることなしに、感光性ガラスなどの絶縁体の表面や中空構造の壁面に金属配線や金属薄膜を形成することができる。 Therefore, according to the metal wiring forming method of the present invention, the metal wiring or the metal thin film is formed on the surface of the insulator such as photosensitive glass or the wall surface of the hollow structure without changing the metal characteristics during the processing step. Can do.
なお、第２の実施の形態における上記したテープ剥離試験の結果や比抵抗の値については、上記した第１の実施の形態と同様であった。 In addition, about the result of the above-mentioned tape peeling test in 2nd Embodiment, and the value of specific resistance, it was the same as that of above-mentioned 1st Embodiment.
以上において説明したように、上記した本発明によれば、処理工程が少なく、簡便な方法で絶縁体表面もしくは絶縁体内部の中空構造へ金属配線を形成することが可能である。
As described above, according to the present invention described above, the metal wiring can be formed on the surface of the insulator or the hollow structure inside the insulator by a simple method with few processing steps.
また、上記した発明によれば、絶縁体への密着性が高い金属配線を形成することができるものである。 Further, according to the above-described invention, a metal wiring having high adhesion to an insulator can be formed.
さらに、上記した発明によれば、金属配線形成過程において、金属の電気的特性を変化させることなく、一般的な金属被膜材と同程度の特性を有する金属配線を得られるものである。 Furthermore, according to the above-described invention, it is possible to obtain a metal wiring having characteristics similar to those of a general metal coating material without changing the electrical characteristics of the metal in the metal wiring formation process.
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（７）に示すように変形することができるものである。
The embodiment described above can be modified as shown in the following (1) to (7).
（１）上記した実施の形態においては、感光性ガラス２６の表面に多光子吸収を生じさせるのにレーザー光としてフェムト秒レーザー光を用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、感光性ガラス２６の表面にダメージを生じさせないのであれば、感光性ガラス２６の表面に多光子吸収を生じさせるレーザー光としてピコ秒レーザーを用いても良い。 (1) In the above-described embodiment, the femtosecond laser beam is used as the laser beam to cause multiphoton absorption on the surface of the photosensitive glass 26. However, the present invention is not limited to this. If the surface of the photosensitive glass 26 is not damaged, a picosecond laser may be used as a laser beam that causes multiphoton absorption on the surface of the photosensitive glass 26.
（２）上記した実施の形態においては、第３の実施の形態での金属配線形成方法として、第１の実施の形態を用いてフェムト秒レーザー光を照射した後に無電解銅めっき液に浸けたが、これに限られるものではないことは勿論であり、第２の実施の形態を用いて、絶縁体にフェムト秒レーザー光を照射した後に熱処理の工程を行い、熱処理後の絶縁体を無電解銅めっき液に浸けるようにしてもよい。 (2) In the above-described embodiment, as a method for forming a metal wiring in the third embodiment, the first embodiment is used to immerse in an electroless copper plating solution after irradiating femtosecond laser light. However, it is of course not limited to this, and using the second embodiment, the insulator is irradiated with femtosecond laser light and then subjected to a heat treatment step, and the insulator after the heat treatment is electrolessly treated. You may make it soak in a copper plating solution.
（３）上記した実施の形態においては、絶縁体として感光性ガラスとして知られるショットガラス製のフォーチュランガラス（登録商標）を使用したが、これに限られるものではないことは勿論であり、照射されるフェムト秒レーザー光やピコ秒レーザー光を吸収しない材料よりなり、０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有する絶縁体であれば、任意のものを選択することができる。 (3) In the above-described embodiment, shot glass forturan glass (registered trademark), which is known as photosensitive glass, is used as an insulator. However, the present invention is not limited to this, and irradiation is performed. Any insulator can be selected as long as it is made of a material that does not absorb femtosecond laser light or picosecond laser light and contains 0.05 to 0.15% of silver ions.
（４）上記した実施の形態においては、撮像手段としてＣＣＤカメラを使用したが、これに限られるものではないことは勿論であり、ＸＹＺステージ上に載置された加工対象物の表面を観測可能であれば、他の撮像手段を用いても良い。 (4) In the above-described embodiment, the CCD camera is used as the imaging means. However, the present invention is not limited to this, and the surface of the processing object placed on the XYZ stage can be observed. If so, other imaging means may be used.
（５）上記した実施の形態においては、無電解めっき液として銅イオンを含有する無電解銅めっき液を使用したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、金イオンやニッケルイオンなどの金属イオンを含む無電解めっき液を用いても良い。 (5) In the above-described embodiment, an electroless copper plating solution containing copper ions is used as the electroless plating solution. However, the present invention is not limited to this. For example, gold ions or nickel An electroless plating solution containing metal ions such as ions may be used.
（６）上記した実施の形態においては、感光性ガラスの中空構造として、図６に図示した構造を有する感光性ガラスを用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、フェムト秒レーザー光を照射した後に当該レーザー光照射領域に無電解めっき液が浸入可能である構造であれば、任意の形状の中空構造を有する感光性ガラスを用いても良い。
(6) In the above-described embodiment, the photosensitive glass having the structure shown in FIG. 6 is used as the hollow structure of the photosensitive glass. However, the present invention is not limited to this, and femtoseconds. A photosensitive glass having a hollow structure of any shape may be used as long as the electroless plating solution can enter the laser light irradiation region after being irradiated with the laser light.
（７）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（６）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。 (7) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) thru | or (6).
本発明は、集積回路のプリント配線板の製造、電磁シールドのための金属薄膜の堆積などの電子産業やマイクロ総合分析システム（μ−ＴＡＳ：Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）というような生物工業分野や、電子機器（例えば携帯電話）におけるプリント配線や液晶ディスプレイ、Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐデバイスの作成などに利用することができる。 The present invention relates to an electronic industry such as manufacture of a printed circuit board of an integrated circuit, deposition of a metal thin film for electromagnetic shielding, a biological industry field such as a micro total analysis system (μ-TAS), It can be used for creating printed wiring, liquid crystal displays, Lab-on-a-chip devices, etc. in devices (for example, mobile phones).
１０ 金属配線形成装置
１２ フェムト秒レーザー
１４ 波長板
１６ 偏光子
１８ ＮＤフィルター
２０ アパーチャー部材
２０ａ アパーチャー
２２ ミラー
２４ 対物レンズ
２６、２６’ 感光性ガラス
２６ａ、２６’ａ 表面
２８ ＸＹＺステージ
３０ ドライバー
３２ コンピューター
３４ ＣＣＤカメラ
３６ モニター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal wiring formation apparatus 12 Femtosecond laser 14 Wave plate 16 Polarizer 18 ND filter 20 Aperture member 20a Aperture 22 Mirror 24 Objective lens 26, 26 'Photosensitive glass 26a, 26'a Surface 28 XYZ stage 30 Driver 32 Computer 34 CCD Camera 36 monitor
Claims (6)
レーザー光としてパルス幅がピコ秒オーダーのピコ秒レーザー光またはフェムト秒オーダーのフェムト秒レーザー光を、前記レーザー光の波長に対して透明かつ銀イオンを含有する絶縁体の表面に照射し、該照射領域において銀イオンを銀原子に還元して該照射領域に銀原子を生成し、
前記レーザー光を照射されて該照射領域に銀原子が生成された前記絶縁体を所定の温度に維持した無電解めっき液に所定時間浸し、該銀原子を触媒核として金属を析出させることにより前記絶縁体に金属膜を堆積して金属配線を形成する
ことを特徴とする金属配線形成方法。 In the metal wiring forming method for forming the metal wiring on the surface of the insulator,
Irradiating the surface of an insulator containing silver ions with a picosecond laser beam having a pulse width of the order of picoseconds or a femtosecond laser beam having a femtosecond order as the laser light Reducing silver ions to silver atoms in the region to produce silver atoms in the irradiated region,
The insulator in which silver atoms are generated by irradiation with the laser light is immersed in an electroless plating solution maintained at a predetermined temperature for a predetermined time, and the metal is deposited by using the silver atoms as catalyst nuclei to deposit metal. A metal wiring forming method comprising depositing a metal film on an insulator to form a metal wiring.
前記レーザー光を照射された前記絶縁体を前記無電解めっき液に浸す前に、所定の温度で所定の時間だけ熱処理を行う
ことを特徴とする金属配線形成方法。 In the metal wiring formation method of Claim 1,
A metal wiring forming method, wherein a heat treatment is performed at a predetermined temperature for a predetermined time before the insulator irradiated with the laser light is immersed in the electroless plating solution.
前記レーザー光は、前記絶縁体の照射領域において多光子吸収を発生させる
ことを特徴とする金属配線形成方法。 In the metal wiring formation method of any one of Claim 1 or 2,
The laser beam causes multiphoton absorption in an irradiation region of the insulator. A metal wiring forming method, wherein:
前記絶縁体の表面は、外部から前記無電解めっき液が浸入可能に形成された前記絶縁体の内部における中空構造の壁面である
ことを特徴とする金属配線形成方法。 In the metal wiring formation method of any one of Claim 1, 2, or 3,
The surface of the insulator is a wall surface of a hollow structure inside the insulator formed so that the electroless plating solution can enter from the outside.
前記絶縁体は、０．０５〜０．１５％の銀イオンを含有する
ことを特徴とする金属配線形成方法。 In the metal wiring formation method of any one of Claims 1, 2, 3, or 4,
The said insulator contains 0.05 to 0.15% of silver ions. The metal wiring formation method characterized by the above-mentioned.
前記絶縁体は、感光性ガラスである
ことを特徴とする金属配線形成方法。 In the metal wiring formation method of Claim 5,
The method of forming a metal wiring, wherein the insulator is photosensitive glass.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006214473A JP4997548B2 (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Metal wiring formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006214473A JP4997548B2 (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Metal wiring formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008041938A true JP2008041938A (en) | 2008-02-21 |
| JP4997548B2 JP4997548B2 (en) | 2012-08-08 |
Family
ID=39176624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006214473A Expired - Fee Related JP4997548B2 (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Metal wiring formation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4997548B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2957916A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-09-30 | Univ Lille Sciences Tech | METHOD FOR SELECTIVELY METALLIZING SILICA-BASED GLASS MONOLITE, AND PRODUCT OBTAINED THEREBY |
| WO2016152938A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | オーエム産業株式会社 | Method for producing plated article |
| WO2019102701A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | 株式会社クオルテック | Electronic component manufacturing method and electronic component |
| JP2019526711A (en) * | 2016-09-13 | 2019-09-19 | バルスティビニス モクスリニウ トリム インスティチュータス フィジニウ アイアール テクノロジジョス モクスル セントラス | Method for forming conductive traces on the surface of a polymer article |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136897A (en) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | 株式会社東芝 | Manufacture of ceramic circuit substrate |
| JPH01134988A (en) * | 1987-10-07 | 1989-05-26 | Corning Glass Works | Thermal writing on glass or glass-ceramic substrate and copper blurred glass |
| JPH0480374A (en) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Nippondenso Co Ltd | Production of printed circuit board |
| JPH0730227A (en) * | 1992-12-17 | 1995-01-31 | Nec Corp | Film coating material containing palladium and wiring forming method using the material |
| JP2004223586A (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | Method for processing transparent material inside |
| JP2005209817A (en) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Institute Of Physical & Chemical Research | Method of forming metal interconnection and metal interconnection formation apparatus |
-
2006
- 2006-08-07 JP JP2006214473A patent/JP4997548B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136897A (en) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | 株式会社東芝 | Manufacture of ceramic circuit substrate |
| JPH01134988A (en) * | 1987-10-07 | 1989-05-26 | Corning Glass Works | Thermal writing on glass or glass-ceramic substrate and copper blurred glass |
| JPH0480374A (en) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Nippondenso Co Ltd | Production of printed circuit board |
| JPH0730227A (en) * | 1992-12-17 | 1995-01-31 | Nec Corp | Film coating material containing palladium and wiring forming method using the material |
| JP2004223586A (en) * | 2003-01-24 | 2004-08-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | Method for processing transparent material inside |
| JP2005209817A (en) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Institute Of Physical & Chemical Research | Method of forming metal interconnection and metal interconnection formation apparatus |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2957916A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-09-30 | Univ Lille Sciences Tech | METHOD FOR SELECTIVELY METALLIZING SILICA-BASED GLASS MONOLITE, AND PRODUCT OBTAINED THEREBY |
| WO2011124826A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-13 | Universite Des Sciences Et Technologies De Lille | Method of selectively metallizing a silica-based glass monolith and product obtained by this method |
| WO2016152938A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | オーエム産業株式会社 | Method for producing plated article |
| JPWO2016152938A1 (en) * | 2015-03-24 | 2017-10-12 | オーエム産業株式会社 | Manufacturing method of plated products |
| JP2019526711A (en) * | 2016-09-13 | 2019-09-19 | バルスティビニス モクスリニウ トリム インスティチュータス フィジニウ アイアール テクノロジジョス モクスル セントラス | Method for forming conductive traces on the surface of a polymer article |
| WO2019102701A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-31 | 株式会社クオルテック | Electronic component manufacturing method and electronic component |
| US11266025B2 (en) | 2017-11-21 | 2022-03-01 | Qualtec Co., Ltd. | Electronic-component manufacturing method and electronic components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4997548B2 (en) | 2012-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI327881B (en) | Method for forming a printed circuit board | |
| JP5574866B2 (en) | Laser processing method | |
| JPH08307038A (en) | Method for forming patterned metallic film on surface of substrate | |
| JP4997548B2 (en) | Metal wiring formation method | |
| JP2009004669A (en) | Method for manufacturing metal wiring substrate and metal wiring substrate formed by using it | |
| US11639025B2 (en) | Methods for photo-induced metal printing | |
| KR20140015890A (en) | A fabricating method of metal thin film using electroless deposition and a thin film device fabricated thereby | |
| JP6889855B2 (en) | Through Silicon Via Substrate and Its Manufacturing Method | |
| WO2012014712A1 (en) | Laser processing method | |
| JP2005209817A (en) | Method of forming metal interconnection and metal interconnection formation apparatus | |
| Ng et al. | A direct‐writing approach to the micro‐patterning of copper onto polyimide | |
| DE102005011345A1 (en) | Method for producing nanostructure on substrate involves irradiating of defined surface of substrate through ions, introduction of irradiating substrate into a supersaturated solution and removal of substrate form solution | |
| Hutt et al. | Challenges in the manufacture of glass substrates for electrical and optical interconnect | |
| Pique et al. | Laser direct-write of metal patterns for interconnects and antennas | |
| WO2020031997A1 (en) | Plated glass substrate manufacturing method and glass substrate | |
| JP4235945B2 (en) | Metal wiring forming method and metal wiring forming apparatus | |
| JP2003013242A (en) | Electroless plating method using fine particles fixed by light as catalyst | |
| KR20100134356A (en) | Method for fabricating conductive micro-pattern | |
| JP4452878B2 (en) | Method for forming a thin film circuit | |
| JP2000197987A (en) | Via hole cleaning method | |
| Rathnayake-Arachchige et al. | Patterning of electroless copper deposition on low temperature co-fired ceramic | |
| JP4097462B2 (en) | Method for supporting fine particles on substrate, substrate on which fine particles are supported by the method, optical element and circuit element | |
| JP2007243036A (en) | Manufacturing method and plating method of wiring board | |
| JP2020136574A (en) | Fine metal structure manufacturing method | |
| JP2006219715A (en) | Method for plating metal on heat-resistant and insulative resin |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090724 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120312 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120410 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120424 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |