JP3343812B2 - Via hole forming method and laser processing apparatus - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイアホール形成
方法及び装置に関し、特にレーザ光を用いて多層プリン
ト回路基板にバイアホールを形成するバイアホール形成
方法及び装置に関する。The present invention relates to a method and an apparatus for forming a via hole, and more particularly to a method and an apparatus for forming a via hole in a multilayer printed circuit board using a laser beam.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電子機器の小型化、高密度実装化に伴
う、プリント基板の高密度化の要求に答えて、近年、複
数のプリント基板を積層した多層プリント基板が登場し
てきた。このような多層プリント基板では、上下に積層
されたプリント基板間で導電層（銅基板）同士を電気的
に接続する必要がある。このような接続は、プリント基
板の絶縁層（ポリイミド、エポキシ系樹脂等のポリマ
ー）に、下層の導電層に達するバイアホールと呼ばれる
穴を形成し、その穴の内部にメッキを施すことによって
実現される。2. Description of the Related Art In response to the demand for higher density of printed circuit boards accompanying the miniaturization and higher density mounting of electronic devices, multilayer printed circuit boards in which a plurality of printed circuit boards are stacked have recently appeared. In such a multilayer printed board, it is necessary to electrically connect conductive layers (copper boards) between printed boards stacked one above another. Such a connection is realized by forming a hole called a via hole reaching the lower conductive layer in an insulating layer (polymer such as polyimide or epoxy resin) of a printed circuit board, and plating the inside of the hole. You.

【０００３】バイアホールを形成する方法として、以前
は、機械的な微細ドリルが用いられていた。しかし、プ
リント基板の高密度化に伴うバイアホールの径の縮小
や、積層された層の内の一部の層のみに（即ち、表面か
ら裏面へ貫通していない）バイアホール（インターステ
ィシャルバイアホールという）を形成する際の深さ制御
の困難性などが原因となり、最近では微細ドリルに代え
てレーザ光によるアブレーションを利用したバイアホー
ル形成方法が採用されるようになってきた。[0003] As a method of forming via holes, a mechanical fine drill was used before. However, the diameter of the via hole is reduced due to the increase in the density of the printed circuit board, and the via hole (interstitial via) is formed only in some of the stacked layers (that is, not penetrating from the front surface to the back surface). Due to the difficulty of controlling the depth when forming a hole), a via hole forming method using ablation by a laser beam has recently been adopted instead of a fine drill.

【０００４】従来、この種のレーザによるバイアホール
形成方法では、主にエキシマレーザ（紫外光）が使用さ
れている。Conventionally, in a via hole forming method using a laser of this type, an excimer laser (ultraviolet light) is mainly used.

【０００５】また、エキシマレーザは、装置価格及びラ
ンニングコストが高く、エッチングレート（１パルス当
たりの加工深さ）が低い（一般的に、エッチングレート
は波長に比例する）という理由から、価格及びランニン
グコストが低く、エッチングレートの高い、炭酸ガスレ
ーザやＹＡＧレーザなど、赤外光を発するレーザも使用
されるようになってきている。[0005] In addition, the excimer laser is expensive and has a low running cost because the equipment price and the running cost are high and the etching rate (the processing depth per pulse) is low (the etching rate is generally proportional to the wavelength). Lasers emitting infrared light, such as a carbon dioxide gas laser and a YAG laser, which have a low cost and a high etching rate, are also being used.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、エキ
シマレーザ（紫外光）を用いたバイアホール形成方法で
は、エッチングレートが低いという問題点がある。ま
た、この方法では、穴の上部周辺にカーボンが付着残留
し、絶縁不良を招くという問題点もある。また、エッチ
ングレートを上げようと、レーザ光のエネルギー密度を
上げると導体層にダメージを与えてしまう（導体層の反
射率に依存する）という新たな問題が発生する。As described above, the via hole forming method using an excimer laser (ultraviolet light) has a problem that the etching rate is low. In addition, this method also has a problem in that carbon adheres and remains around the upper portion of the hole, causing insulation failure. In addition, if the energy density of the laser beam is increased to increase the etching rate, a new problem occurs that the conductor layer is damaged (depending on the reflectance of the conductor layer).

【０００７】また、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザを用
いるバイアホール形成方法は、安価で、高速加工が可能
ではあるものの、図３に示すように、ポリマー層に形成
した穴４１の底面、即ち、露出させようとする導体層４
２の表面の一部または全面に薄い（エポキシ樹脂及びポ
リイミドでは厚さ１μｍ程度以下）加工残物４３が残っ
てしまうという問題点がある。この加工残物は、この後
さらにレーザ光を照射しても完全に除去することはでき
ない。これは、レーザ光をさらに照射して加工残物を蒸
発させようとしても、このとき周囲のポリマーが溶出し
て（導体層は銅であることが多く、熱の拡散が速いた
め）新たな加工残物を形成してしまうためだと思われ
る。従って、これらの方法では、レーザによる加工の
後、強酸化剤（例えば、重クロム酸カリウム）等による
湿式の後処理が必要になるという問題点がある。The via hole forming method using a carbon dioxide gas laser or a YAG laser is inexpensive and can be processed at high speed. However, as shown in FIG. Conductor layer 4 to be used
However, there is a problem that a processing residue 43 which is thin (about 1 μm or less in thickness with epoxy resin and polyimide) remains on a part or the entire surface of the surface of No. 2. This processing residue cannot be completely removed even after further irradiation with laser light. This is because even if laser light is further applied to evaporate the processing residue, the surrounding polymer elutes at this time (the conductor layer is often made of copper and heat diffusion is fast), so new processing is performed. Probably because of the formation of remnants. Therefore, these methods have a problem that a wet post-treatment with a strong oxidizing agent (for example, potassium dichromate) or the like is required after the processing by the laser.

【０００８】本発明の課題は、湿式後処理のような複雑
な後処理工程を必要としないバイアホール形成方法を提
供することにある。An object of the present invention is to provide a via hole forming method which does not require a complicated post-processing step such as a wet post-processing.

【０００９】本発明の他の課題は、上記のバイアホール
形成方法に適したレーザ加工装置を提供することにあ
る。Another object of the present invention is to provide a laser processing apparatus suitable for the above-described via hole forming method.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、金属膜上のポ
リマー層に、バイアホールを形成するバイアホール形成
方法であり、レーザ光を用いて前記ポリマー層に穴を形
成する第１の工程と、可視域のレーザ光を用いて前記穴
の加工残物を除去する第２の工程とを含むことを特徴と
する。Means for Solving the Problems The present invention, the polymer layer on the metal film, a via hole forming method for forming the bus Iahoru, first step of forming a hole in said polymer layer with a laser beam And a second step of using a laser light in the visible region to remove the processing residue from the hole .

【００１１】本発明によればまた、金属膜上のポリマー
層にバイアホールを形成するバイアホール形成方法にお
いて、第１のレーザ光を用いて前記ポリマー層に穴を形
成する第１の工程と、前記第１のレーザ光とは波長の異
なる第２のレーザ光を用いて前記穴の加工残物を除去す
る第２の工程とを含み、前記第１のレーザ光と前記第２
のレーザ光を、それぞれ異なる位置、穴に対して同時に
照射することにより、前記第１の工程と第２の工程を同
時に行うことを特徴とするバイアホール形成方法が提供
される。 According to the present invention, there is also provided a polymer on a metal film.
In the via hole forming method of forming a via hole in a layer,
And forming a hole in the polymer layer using a first laser beam.
The first step to be performed and the first laser light have different wavelengths.
Using a second laser beam to remove processing residues from the hole
A second step, wherein the first laser light and the second
Laser light to different positions and holes at the same time
By irradiating, the first step and the second step are performed in the same manner.
Providing via hole formation method
Is done.

【００１２】本発明によれば更に、レーザ光を出射する
レーザ発振部と、レーザ光を用いて金属膜上のポリマー
層に穴を形成するための第１の光学系と、可視域のレー
ザ光を用いて前記穴の加工残物を除去するための第２の
光学系とを含むことを特徴とするレーザ加工装置が提供
される。According to the present invention, there is further provided a laser oscillation section for emitting a laser beam, and a polymer on a metal film using the laser beam.
A first optical system for forming a hole in the layer, the visible laser
A second method for removing processing residues from the hole using the light
An optical system is provided that includes an optical system .

【００１３】本発明によれば更に、レーザ光を出射する
レーザ発振部と、第１のレーザ光を用いて金属膜上のポ
リマー層に穴を形成するための第１の光学系と、前記第
１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を用いて
前記穴の加工残物を除去するための第２の光学系と、前
記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を、それぞれ異
なる位置、穴に対して同時に照射するように、前記第１
の光学系と前記第２の光学系を、独立して制御する制御
手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置が提供
される。 According to the present invention, a laser beam is further emitted.
A laser oscillating unit, and a polish on the metal film using the first laser beam.
A first optical system for forming a hole in the limmer layer;
Using a second laser beam having a different wavelength from the first laser beam
A second optical system for removing a machining residue of the hole;
The first laser light and the second laser light are respectively different.
The first position so as to simultaneously irradiate
For independently controlling the optical system and the second optical system
Laser processing apparatus characterized by having means
Is done.

【００１４】前記第１の光学系と前記第２の光学系は、
２軸スキャンミラー及び集束レンズを含むことが好まし
い。 The first optical system and the second optical system are
Preferably including a two-axis scan mirror and focusing lens
No.

【００１５】[0015]

【００１６】[0016]

【００１７】[0017]

【００１８】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１に本発明の実施の形態による
レーザ加工装置を示す。このレーザ加工装置は、第１及
び第２のレーザ発振部１１、１２と、これらレーザ発振
部１１、１２にそれぞれ対応する第１及び第２の２軸ス
キャンミラー１３、１４と、ｆθレンズと呼ばれる第１
及び第２の集束レンズ１５、１６と、被加工物１７を載
置するＸ−Ｙステージ１８を有している。第１のレーザ
発振部１１、第１の２軸スキャンミラー１３、及び集束
レンズ１５は、第１の工程を行うためのものであり、第
２のレーザ発振部１２、第２の２軸スキャンミラー１
４、及び集束レンズ１６は、第２の工程を行うためのも
のである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention. This laser processing apparatus is referred to as first and second laser oscillation units 11 and 12, first and second biaxial scan mirrors 13 and 14 corresponding to these laser oscillation units 11 and 12, respectively, and an fθ lens. First
And second convergence lenses 15 and 16 and an XY stage 18 on which a workpiece 17 is placed. The first laser oscillating unit 11, the first biaxial scan mirror 13, and the focusing lens 15 are for performing the first step, and the second laser oscillating unit 12, the second biaxial scan mirror 1
4 and the focusing lens 16 are for performing the second step.

【００１９】第１のレーザ発振部１１は、赤外域のレー
ザ光を出射する。このようなレーザ発振部１１として
は、炭酸ガスレーザ（ＴＥＡ：ＣＯ₂ ガスレーザ）や、
ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、
或いはＹＬＦ（リチウム・イットリウム・フロライド）
等の固体レーザ、更にはこの種の固体レーザの第２、第
３、またはそれ以上の高調波レーザを使用することがで
きる。The first laser oscillating section 11 emits laser light in the infrared region. As such a laser oscillation unit 11, a carbon dioxide gas laser (TEA: CO ₂ gas laser),
YAG (Yttrium Aluminum Garnet),
Or YLF (lithium yttrium fluoride)
Solid-state lasers, as well as second, third, or higher harmonic lasers of this type.

【００２０】また、第２のレーザ発振部１２は、紫外乃
至可視域のレーザ光を出射する。このレーザ発振部１２
としては、エキシマレーザ（例えば、ＫｒＦ：発振波長
248nm）、または、ＹＡＧレーザあるいはＹＡＬレーザ
と波長変換用結晶（ＫＴＰ，ＬＢＯ，あるいはＢＢＯ結
晶；第２高調波（２ω）を発生させる）との組み合わせ
（さらにＢＢＯ結晶を組み合わせても良い；第４高調波
（４ω）を発生させる）が使用できる。このとき基本波
と第２高調波を合成して第３高調波（３ω）としてもよ
い。さらに、アルゴン、銅蒸気レーザ（発振波長511nm
及び578nm ）も使用することができる。The second laser oscillating section 12 emits laser light in the ultraviolet to visible range. This laser oscillation unit 12
As an excimer laser (for example, KrF: oscillation wavelength)
248 nm), or a combination of a YAG laser or a YAL laser and a wavelength conversion crystal (KTP, LBO, or BBO crystal; which generates the second harmonic (2ω)) (further, a BBO crystal may be combined; Higher harmonics (4ω) can be used. At this time, the fundamental wave and the second harmonic may be combined to form a third harmonic (3ω). In addition, argon, copper vapor laser (oscillation wavelength 511nm
And 578 nm) can also be used.

【００２１】２軸スキャンミラーは、互いに異なる方向
に回動可能な２枚のミラーを組み合わせて実現され、第
１、第２のレーザ発振部１１、１２からのレーザ光をＸ
−Ｙ平面内で走査させる。ｆθレンズは、２軸スキャン
ミラーから入射するレーザ光の入射角によらず、レーザ
光が被加工物１７に対して焦点を結びかつ垂直に入射す
る様に設計されている。従って、この２軸スキャンミラ
ーとｆθレンズとの組み合わせにより、Ｘ−Ｙステージ
１８を用いて被加工物１７を移動させなくとも、被加工
物１７上の所定の位置にバイアホールを形成することが
できる。また、所定範囲内であれば、複数のバイアホー
ルを形成する場合であっても、被加工物１７をＸ−Ｙス
テージ１８を用いて移動させる必要がない。The two-axis scan mirror is realized by combining two mirrors that can rotate in different directions from each other, and converts the laser light from the first and second laser oscillators 11 and 12 into X-rays.
-Scan within the Y plane. The fθ lens is designed such that the laser beam is focused on and vertically incident on the workpiece 17 irrespective of the incident angle of the laser beam incident from the biaxial scan mirror. Therefore, by combining the two-axis scan mirror and the fθ lens, it is possible to form a via hole at a predetermined position on the workpiece 17 without moving the workpiece 17 using the XY stage 18. it can. Further, within the predetermined range, it is not necessary to move the workpiece 17 using the XY stage 18 even when forming a plurality of via holes.

【００２２】本形態の装置では、２つの２軸スキャンミ
ラーをそれぞれ独立制御することができるので、第１、
第２のレーザ発振部１１、１２からのレーザ光をそれぞ
れ異なる位置に照射することができる。このため、所定
範囲内に複数のバイアホールを形成する場合、第１のレ
ーザ発振部１１からのレーザ光で絶縁層にバイアホール
を形成する工程と、第２のレーザ発振部１２からのレー
ザ光でバイアホールに残った加工残物を除去する工程と
を（異なるバイアホールに対して）同時に行うことがで
きる。従って、逐次的に加工する場合に比べ、大幅に加
工時間を短縮することができる。In the apparatus of this embodiment, the two two-axis scan mirrors can be controlled independently of each other.
The laser beams from the second laser oscillators 11 and 12 can be applied to different positions. For this reason, when forming a plurality of via holes within a predetermined range, a step of forming via holes in the insulating layer using laser light from the first laser oscillation unit 11 and a step of forming laser holes from the second laser oscillation unit 12 And the step of removing the processing residue remaining in the via hole can be performed simultaneously (for different via holes). Therefore, the processing time can be greatly reduced as compared with the case of performing the processing sequentially.

【００２３】また、本形態の装置では、Ｘ−Ｙステージ
１８による移動の必要性が少ない（広範囲に亘って加工
を行う場合は、所定範囲ごとに行うので、このときＸ−
Ｙステージ１８による移動が必要となるが、所定範囲内
であれば全く不要）ので高速加工が可能となる。詳述す
ると、Ｘ−Ｙステージによる被加工物の移動時間間隔
は、１０Ｈｚ程度でしかないが、２軸スキャンミラーに
よる焦点位置の移動時間間隔は、１００Ｈｚ以上を実現
でき、レーザ光の加工点間の移動時間が比べ物にならな
いほど短くなる。Further, in the apparatus of the present embodiment, there is little need for movement by the XY stage 18 (when processing is performed over a wide range, the processing is performed for each predetermined range.
Although the movement by the Y stage 18 is necessary, it is not necessary at all within the predetermined range), so that high-speed processing can be performed. More specifically, the moving time interval of the workpiece by the XY stage is only about 10 Hz, but the moving time interval of the focal position by the biaxial scan mirror can be 100 Hz or more. Travel time becomes incomparably short.

【００２４】第１及び第２の集束レンズ１５、１６は、
第１及び第２のスキャンミラー１３、１４でそれぞれ振
られたレーザ光が被加工物１７の表面上で所定の径とな
る様にレーザ光を集束させる。集束レンズ１５は、赤外
光を集束させるので、その材質として例えば、ＺｎＳｅ
が使用される。また、集束レンズ１６は、紫外から可視
光を集束させるので、材質として例えば、合成石英、溶
融石英や、ＢＫ７が使用される。なお、第１及び第２の
集束レンズ１５、１６の各表面は、その透過率を考慮し
た上でコーティングされている。The first and second focusing lenses 15, 16 are
The laser light focused by the first and second scan mirrors 13 and 14 is focused on the surface of the workpiece 17 so that the laser light has a predetermined diameter. The focusing lens 15 focuses infrared light, and its material is, for example, ZnSe.
Is used. Further, since the focusing lens 16 focuses visible light from ultraviolet, synthetic quartz, fused quartz, or BK7 is used as a material, for example. The surfaces of the first and second focusing lenses 15 and 16 are coated in consideration of their transmittance.

【００２５】この装置を用いて、多層プリント回路基板
にインタースティシャルバイアホール（以下、バイアホ
ールと略す）を形成する方法について説明する。まず、
被加工物１７である多層プリント回路基板について説明
する。多層プリント回路基板は、図２（ａ）に示すよう
に、ポリイミドあるいはエポキシ系樹脂等のポリマー製
絶縁層２１を複数有し、各絶縁層の表面（最下層の基板
では表裏両面）には、それぞれ導電（Ｃｕ）層（プリン
ト配線）２２が印刷形成されている。そして、バイアホ
ールを形成しようとする場所では、上層側の導電層２２
に穴２３が形成されている。複数の層にわたってバイア
ホールを形成する場合には上層側に位置するすべての導
電層に穴が形成される。この様な多層プリント回路基板
に対するバイアホールの形成は、以下の様にして行われ
る。A method for forming an interstitial via hole (hereinafter abbreviated as a via hole) in a multilayer printed circuit board using this apparatus will be described. First,
The multilayer printed circuit board that is the workpiece 17 will be described. As shown in FIG. 2A, the multilayer printed circuit board has a plurality of polymer insulating layers 21 such as polyimide or epoxy resin, and the surface of each insulating layer (on the lowermost substrate, both front and back surfaces) A conductive (Cu) layer (printed wiring) 22 is formed by printing. In a place where the via hole is to be formed, the upper conductive layer 22 is formed.
Is formed with a hole 23. When via holes are formed in a plurality of layers, holes are formed in all the conductive layers located on the upper layer side. The formation of via holes in such a multilayer printed circuit board is performed as follows.

【００２６】まず、多層プリント回路基板をＸ−Ｙステ
ージ１８に搭載する。そして、レーザ光発振部１１から
出射した赤外レーザ光を、２軸スキャンミラー１３及び
集束レンズ１５を介して穴２３内部の絶縁層２１に照射
する。赤外レーザ光の照射により穴２３内部の絶縁層２
１はアブレーションを生じて除去加工される。赤外レー
ザ光を用いる加工は、従来の紫外レーザ光を用いる加工
に比べ非常に短い時間で終了する。即ち、加工速度が速
い。しかも、紫外光を用いないのでカーボンの発生もな
い。ただし、図２（ｂ）で示すように、下層側の導電層
２２の表面に加工残物２４が残る。上記のような穴は、
通常、所定範囲の１つの加工領域に複数個形成される。First, the multilayer printed circuit board is mounted on the XY stage 18. Then, the infrared laser light emitted from the laser light oscillating unit 11 is irradiated to the insulating layer 21 inside the hole 23 via the biaxial scan mirror 13 and the focusing lens 15. The insulating layer 2 inside the hole 23 is irradiated with infrared laser light.
1 is ablated and removed. Processing using infrared laser light is completed in a much shorter time than processing using conventional ultraviolet laser light. That is, the processing speed is high. Moreover, since no ultraviolet light is used, no carbon is generated. However, as shown in FIG. 2B, a processing residue 24 remains on the surface of the lower conductive layer 22. The hole as above
Usually, a plurality of pieces are formed in one processing area in a predetermined range.

【００２７】１つの加工領域に対する穴あけ加工が終了
したら、この多層プリント回路基板をＸ−Ｙステージ１
８を用いて移動させる。そして、レーザ光発振部１２か
ら出射した紫外から可視域のレーザ光を、２軸スキャン
ミラー１４及び集束レンズ１６を介して穴２３内の加工
残物２４に照射する。すると、図２（ｃ）に示すよう
に、加工残物２４が蒸発し、下層側の導電層２２が露出
し、バイアホールが完成する。この後、バイアホールの
内部をメッキすれば、２つの導電層を電気的に接続する
ことができる。When drilling of one processing area is completed, the multilayer printed circuit board is moved to the XY stage 1
Use 8 to move. Then, the laser light in the ultraviolet to visible range emitted from the laser light oscillating unit 12 is irradiated to the processing residue 24 in the hole 23 via the biaxial scan mirror 14 and the focusing lens 16. Then, as shown in FIG. 2C, the processing residue 24 evaporates, the lower conductive layer 22 is exposed, and the via hole is completed. Thereafter, by plating the inside of the via hole, the two conductive layers can be electrically connected.

【００２８】このように、本形態によれば、高速加工が
可能で、湿式後処理も不要で、さらに、紫外レーザ光あ
るいは可視レーザ光は、最後に数ショット使用するだけ
なので、カーボンの発生もほとんどない。なお、紫外線
レーザを用いる場合は、酸素をアシストガスとして使用
するとカーボン発生を更に抑えることができる。As described above, according to the present embodiment, high-speed processing is possible, no wet post-processing is required, and since only a few shots of ultraviolet laser light or visible laser light are used at the end, carbon is not generated. rare. When an ultraviolet laser is used, carbon generation can be further suppressed by using oxygen as an assist gas.

【００２９】実際に、炭酸ガスレーザでポリマー製絶縁
層に穴を形成した後、この穴に、ＹＬＦレーザからのレ
ーザ光を照射してみると、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの基本波
（１ω；波長１０４７nm）を照射した場合（照射エネル
ギー３ｍＪ／パルス、１ショット）は、加工残物を取り
除くことはできなかった。これに対して、Ｎｄ：ＹＬＦ
レーザの第２高調波（照射エネルギー０．８ｍＪ／パル
ス、１ショット、波長５２３nm）を照射した場合は、加
工残物を完全に除去することができた。同様に、Ｎｄ：
ＹＬＦレーザの第４高調波（照射エネルギー０．３ｍＪ
／パルス、５ショット、波長２６６nm）を照射した場合
も、加工残物を除去することができた。ただし、この場
合は、レーザ光を照射し過ぎたために、導電層にアブレ
ーションが生じているようであった。Actually, after a hole is formed in a polymer insulating layer with a carbon dioxide laser, and this hole is irradiated with laser light from a YLF laser, the fundamental wave (1ω; wavelength of 1047 nm) of a Nd: YLF laser is obtained. (Irradiation energy of 3 mJ / pulse, one shot), the processing residue could not be removed. On the other hand, Nd: YLF
When the laser was irradiated with the second harmonic (irradiation energy: 0.8 mJ / pulse, one shot, wavelength: 523 nm), the processing residue could be completely removed. Similarly, Nd:
4th harmonic of YLF laser (irradiation energy 0.3mJ
/ Pulse, 5 shots, wavelength 266 nm), the processing residue could be removed. However, in this case, ablation appeared to have occurred in the conductive layer due to excessive irradiation of the laser beam.

【００３０】なお、第２のレーザ発振部１２に使用可能
なレーザには、それぞれ次のような特徴がある。まず、
エキシマレーザは、例えば、ＫｒＦ：エキシマレーザの
場合、１パルス当たりのエネルギーが８００ｍＪ、ビー
ムの断面積（照射面積）が約３ｃｍ² であり、高いエネ
ルギーと、広いビーム面積を有することを特徴としてい
る。したがって、径０．２〜０．５ｍｍ程度のバイアホ
ールの底面に照射する際に必要とされるエネルギー密度
が約３００ｍＪ／ｃｍ² であることを考慮すると、適当
なマスクを用いて、広い面積にわたる投影加工ができ
る。他のエキシマレーザＡｒＦ（発振波長１９３nm）、
ＸｅＦ（発振波長３５１nm）、ＸｅＣｌ（発振波長３０
８nm）等についても同様である。The lasers that can be used for the second laser oscillation section 12 have the following features. First,
For example, in the case of a KrF: excimer laser, the energy per pulse is 800 mJ, the cross-sectional area (irradiation area) of the beam is about 3 cm ² , and the excimer laser has high energy and a wide beam area. . Therefore, considering that the energy density required for irradiating the bottom surface of the via hole having a diameter of about 0.2 to 0.5 mm is about 300 mJ / cm ² , a suitable mask is used to cover a wide area. Projection processing is possible. Other excimer laser ArF (oscillation wavelength 193 nm),
XeF (oscillation wavelength 351 nm), XeCl (oscillation wavelength 30
8 nm) and the like.

【００３１】また、ＹＡＧレーザとＹＬＦレーザとは、
同じ固体レーザであるが、ＹＡＧレーザからのレーザ光
はランダム偏光、ＹＬＦレーザからのレーザ光は直線偏
光、という違いがあり、波長変換結晶へは直線偏光成分
が入射するため、後者の方が波長変換効率が高い。ま
た、後者の方が、熱レンズ効果が現れにくく、連続使用
に向いている。これらのレーザでは、ＣＷ発振とパルス
発振のいずれも可能であるが、本実施例の場合は、ピー
クパワーの大きなパルス発振の方が望ましい。The YAG laser and the YLF laser are:
Although the same solid-state laser is used, there is a difference that the laser light from the YAG laser is randomly polarized and the laser light from the YLF laser is linearly polarized. Since the linearly polarized component is incident on the wavelength conversion crystal, the latter has a longer wavelength. High conversion efficiency. In the latter case, the thermal lens effect is less likely to appear, and is suitable for continuous use. In these lasers, both CW oscillation and pulse oscillation are possible, but in the case of this embodiment, pulse oscillation with a large peak power is more desirable.

【００３２】また、銅蒸気レーザは、ピークパワーが大
きく、繰り返し周波数が７０００Ｈｚと非常に高いとい
う特徴を有しているが、３０分程度のウォームアップを
必要とする。The copper vapor laser has a feature that it has a large peak power and a very high repetition frequency of 7000 Hz, but requires a warm-up time of about 30 minutes.

【００３３】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、ある波長のレーザ光を
用いてポリマー層に穴を形成し、その後別の波長のレー
ザ光で加工残物を取り除くようにしたことで、湿式の後
処理を必要としない。また、レーザ光を２軸スキャンミ
ラーによって非加工物上を走査できるようにしたことに
より、高速加工が可能なバイアホール形成方法及びレー
ザ加工装置が得られる。According to the present invention, a hole is formed in a polymer layer by using a laser beam of a certain wavelength, and then a processing residue is removed by a laser beam of another wavelength, so that wet post-processing is performed. Do not need. In addition, since the laser beam can be scanned over the non-processed object by the two-axis scan mirror, a via hole forming method and a laser processing apparatus capable of high-speed processing can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図２】図１の装置によるバイアホールの形成工程を説
明するための工程図である。FIG. 2 is a process diagram for explaining a via hole forming process by the apparatus of FIG. 1;

【図３】導体膜上のポリマー層に赤外域レーザ光で形成
した穴の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a hole formed in a polymer layer on a conductor film by infrared laser light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１、１２ レーザ発振部 １３、１４ ２軸スキャンミラー １５、１６ 集束レンズ １７ 被加工物 １８ Ｘ−Ｙステージ ２１ ポリマー製絶縁層 ２２ 導電層 ２３ 穴 ２４ 加工残物 11, 12 Laser oscillation unit 13, 14 Biaxial scan mirror 15, 16 Focusing lens 17 Workpiece 18 XY stage 21 Polymer insulating layer 22 Conductive layer 23 Hole 24 Processing residue

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/00 B23K 26/00 H05K 3/46 H05K 3/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) H05K 3/00 B23K 26/00 H05K 3/46 H05K 3/26

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 金属膜上のポリマー層に、バイアホール
を形成するバイアホール形成方法において、レ ーザ光を用いて前記ポリマー層に穴を形成する第１の
工程と、可視域のレーザ光を用いて 前記穴の加工残物を除去する
第２の工程とを含むことを特徴とするバイアホール形成
方法。To 1. A polymer layer on the metal film, the via hole forming method for forming the bus Iahoru, a first step of forming a hole in the polymer layer using a record laser light, laser light in the visible range And a second step of removing the processing residue of the hole by using the method. 【請求項２】 金属膜上のポリマー層に、バイアホール
を形成するバイアホール形成方法において、第１のレーザ光を用いて前記ポリマー層に穴を形成する
第１の工程と、 前記第１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を
用いて前記穴の加工残物を除去する第２の工程とを含
み、 前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を、それぞれ
異なる位置、穴に対して同時に照射することにより、前
記第１の工程と第２の工程を同時に 行うことを特徴とす
るバイアホール形成方法。2. A via hole is formed in a polymer layer on a metal film.
Forming a hole in the polymer layer using a first laser beam.
A first step and a second laser light having a different wavelength from the first laser light.
A second step of removing the machining residue of the hole by using
Look, the said first laser beam and the second laser beam, respectively
By irradiating different positions and holes simultaneously,
A via hole forming method, wherein the first step and the second step are performed simultaneously . 【請求項３】 レーザ光を出射するレーザ発振部と、レーザ光を用いて金属膜上のポリマー層に穴 を形成する
ための第１の光学系と、可視域のレーザ光を用いて前記穴の加工残物を除去する
ための第２の光学系とを含む ことを特徴とするレーザ加
工装置。3. A laser oscillating section for emitting laser light, a first optical system for forming a hole in a polymer layer on a metal film using laser light, and a hole using laser light in a visible region. Remove processing residue
And a second optical system for the laser processing apparatus. 【請求項４】 レーザ光を出射するレーザ発振部と、 第１のレーザ光を用いて金属膜上のポリマー層に穴を形
成するための第１の光学系と、 前記第１のレーザ光とは波長の異なる第２のレーザ光を
用いて前記穴の加工残物を除去するための第２の光学系
と、 前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を、それぞれ
異なる位置、穴に対して同時に照射するように、前記第
１の光学系と前記第２の光学系を、独立して制御する制
御手段とを有する ことを特徴とするレーザ加工装置。4. A laser oscillating portion for emitting a laser beam, and a hole is formed in a polymer layer on the metal film using the first laser beam.
A first optical system for forming the laser beam, and a second laser beam having a different wavelength from the first laser beam.
Optical system for removing machining residue of the hole by using the second optical system
And the first laser light and the second laser light
In order to irradiate different positions and holes simultaneously,
Control for independently controlling the first optical system and the second optical system.
And a control means . 【請求項５】 請求項３または４に記載のレーザ加工装
置において、前記第１の光学系と前記第２の光学系は、２軸スキャン
ミラー及び集束レンズ を含む ことを特徴とするレーザ加
工装置。 5. The laser processing apparatus according to claim 3 , wherein said first optical system and said second optical system are biaxially scanned.
A laser processing apparatus comprising a mirror and a focusing lens .