DE19708254A1 - Perforating organic film by two successive pulsed laser beams - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bear beitung eines organischen Films und insbesondere ein Bear beitungsverfahren zum Ausbilden kleiner Löcher in einem Filmsubstrat, das aus einem organischen Isolierfilm aus Po lyimid und einer Leitungsschicht aus Kupferfolie gebildet ist und als Substrat zur Filmverpackung eines LSI oder als organisches Filmsubstrat zur Verwendung in einem Printer kopf u. dgl. geeignet ist.The present invention relates to a method for bear processing an organic film and in particular a bear processing method for forming small holes in one Film substrate made of an organic insulating film made of Po lyimide and a conductive layer made of copper foil and as a substrate for film packaging an LSI or as organic film substrate for use in a printer head u. Like. is suitable.
Mehrlagen-Verdrahtungsplattentechniken wurden zur LSI-Ver packung in Personalcomputern und hochintegrierten Computern entwickelt, und zum Zweck der Reduktion von Vorrichtungsko sten und zum Beschleunigen von Packungsvorrichtungen ist es heutzutage gewünscht, daß eine hochdichte Packungstechnik unter Verwendung eines Isolierfilms mit guter Hochfrequenz charakteristik in die Praxis umgesetzt wird. Insbesondere wurde ein Verfahren zum Ausbilden kleiner Durchgangslöcher in einem Filmsubstrat aus einem organischen Film und einer daranhaftenden Metallschicht gesucht, das sich durch hohen Durchsatz und geringe Kosten auszeichnet.Multi-layer wiring board techniques have become LSI-Ver pack in personal computers and highly integrated computers developed, and for the purpose of reducing device cost and to speed up packing devices nowadays wanted a high density packing technique using an insulating film with good radio frequency characteristic is put into practice. Especially has developed a method of forming small through holes in a film substrate made of an organic film and a adhering metal layer, which is characterized by high Throughput and low costs.
Desweiteren wurde bei einer Anwendung für einen Tinten strahldrucker u. dgl. ein Verfahren zum Ausbilden einer großen Anzahl von kleinen Durchgangslöchern in einem orga nischen Filmsubstrat mit einer Dicke von etwa 100 µm bei geringen Kosten und hohen Durchsätzen gesucht. Furthermore, in an application for an ink jet printer u. The like. A method for forming a large number of small through holes in an organization African film substrate with a thickness of about 100 microns low costs and high throughput.
Als ein derartiges Verfahren zur Bearbeitung eines organi schen Films haben die Erfinder ein Verfahren zum Ausbilden hochzuverlässiger Durchgangslöcher vorgeschlagen. Gemäß diesem Vorschlag hat ein Durchgangsloch, das in einem Film substrat aus einem organischen Isolierfilm und einer lei tenden Schicht gebildet ist, ein hohes Seitenverhältnis, und keine Isolierschicht verbleibt an der Schnittstelle zwischen dem organischen Isolierfilm und der Leitungs schicht. Insbesondere wird das Substrat, das aus dem Isolierfilm, der eine organische Substanz enthält, besteht, in einem Bereich, in dem ein Sack- oder Durchgangsloch auszu bilden ist, mit einem Pulslaserstrahl einer Wellenlänge bestrahlt, die durch das Substrat absorbierbar ist, wobei ein Restfilm am Boden des Durchgangsloches im bestrahlten Bereich anschließend durch Bestrahlung mit einem zweiten Pulslaserstrahl mit einer Pulsweite von 200 Nanosekunden oder weniger verdampft und entfernt wird, wobei anschlie ßend das Substrat mit Ultraschallwaschung gewaschen wird, um eine Abscheidung an der Seitenwand des Durchgangsloches zu waschen und zu entfernen, wodurch kleine Durchgangs löcher mit hohem Durchsatz gebildet werden.As such a method of processing an organi In film, the inventors have a method of formation highly reliable through holes proposed. According to This proposal has a through hole in a film substrate made of an organic insulating film and a lei layer is formed, a high aspect ratio, and no insulation layer remains at the interface between the organic insulating film and the lead layer. In particular, the substrate made of the insulating film, which contains an organic substance exists in an area where a blind or through hole is made form with a pulse laser beam of one wavelength irradiated, which is absorbable by the substrate, wherein a residual film at the bottom of the through hole in the irradiated Subsequent area by irradiation with a second Pulse laser beam with a pulse width of 200 nanoseconds or less is evaporated and removed, followed by the substrate is washed with ultrasound washing, a deposit on the side wall of the through hole wash and remove, creating small passage holes with high throughput are formed.
Bei dem bekannten Verfahren zur Bildung von Durchgangslö chern ist jedoch das Ultraschallwaschen in dem Endschritt erforderlich, wodurch die Anzahl von Schritten erhöht wird und es schwierig ist, die Produktionskosten zu senken.In the known method for the formation of passage sol However, ultrasound washing is the final step required, which increases the number of steps and it is difficult to reduce production costs.
Bei einer Anwendung zur Ausbildung von kleinen Durchgangs löchern in einem Printerkopf muß die Bearbeitung in einer Bedingung erfolgen, daß Halteteile für den Mechanismus auf dem Isolierfilm angeordnet sind und aufgrunddessen eine Lö sungsbehandlung, die für den Ultraschallwaschprozeß erfor derlich ist, in einigen Fällen nicht angewendet werden kann. In an application for forming small passages holes in a printer head must be processed in a Condition take place that holding parts for the mechanism the insulating film are arranged and therefore a Lö treatment that is required for the ultrasonic washing process is not used in some cases can.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Bearbeitung eines organischen Films zu schaffen, bei dem ein organischer Film mit geringen Kosten mit nur einem La serbestrahlungsprozeß behandelt werden kann, ohne einen Naßprozeß zu erfordern.It is therefore an object of the invention to provide a method for Creating an organic film where an organic film at a low cost with only one La Irradiation process can be treated without one To require wet process.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zur Behandlung und Ausbildung eines organischen Films geschaffen mit den Schritten der Ein strahlung eines ersten Pulslaserstrahls mit einer Puls breite einer ersten vorgegebenen Zeit auf ein Filmsubstrat, das aus einer Isolierschicht, die eine organische Substanz enthält, und einer Metallschicht, die darauf geschichtet ist, besteht, in einem Bereich zur Ausbildung von Sack- oder Durchgangslöchern auf dem Filmsubstrat, um eine Reak tion der thermischen Zersetzung eines vom Laserstrahl be strahlten Bereichs der Isolierschicht und der Erzeugung ei nes Gases aufgrund der thermischen Zersetzung zu bewirken, und Einstrahlen eines zweiten Pulslaserstrahls einer zwei ten vorgegebenen Zeitdauer auf den Bereich der Isolier schicht, auf den der erste Pulslaserstrahl eingestrahlt wurde, um Restfilm am Boden des Sack- oder Durchgangsloches zu verdampfen und zu entfernen, wobei der zweite Pulslaser strahl eine Strahlfleckgröße aufweist, die größer ist als des ersten Pulslaserstrahls, um sich in einen Bereich aus zudehnen, der einen thermisch denaturierten Bereich der Isolierschicht abdeckt.According to one aspect of the invention, this is achieved Task a procedure for the treatment and training of a organic film created with the steps of a radiation of a first pulse laser beam with a pulse width of a first predetermined time on a film substrate, that of an insulating layer that is an organic substance contains, and a metal layer layered thereon is, exists in an area for training Blind or through holes on the film substrate to make a reak tion of thermal decomposition of a laser beam blasted area of the insulating layer and the generation egg cause gas due to thermal decomposition, and irradiating a second pulse laser beam of two ten predetermined period of time on the area of insulation layer onto which the first pulse laser beam is irradiated was to residual film at the bottom of the blind or through hole to vaporize and remove, using the second pulse laser beam has a beam spot size that is larger than of the first pulse laser beam to spread out into an area stretch a thermally denatured area of the Insulating layer covers.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bearbeitung eines Films, der eine organi sche Substanz enthält (im Folgenden als organischer Film bezeichnet) vorgeschlagen, mit den Schritten der Einstrah lung eines ersten Pulslaserstrahls mit einer Pulsbreite ei ner ersten vorgegegebenen Zeit auf den organischen Film in einem Bereich zur Ausbildung von Sack- oder Durchgangs löchern in dem organischen Film, um Reaktionen der thermi schen Zersetzung des Bereichs, der durch den ersten Laser strahl bestrahlt wurde, des organischen Films und/oder der Erzeugung eines Gases aufgrund der thermischen Zersetzung zu bewirken, und Einstrahlen eines zweiten Pulslaserstrahls mit einer Strahlfleckgröße, die größer ist als die des er sten Pulslaserstrahls, um sich in einen Bereich auszudeh nen, der einen thermisch denaturierten Bereich des organi schen Films abdeckt, und mit einer Pulsbreite einer vorge gebenen zweiten Zeitdauer, auf dem Bereich des organischen Films, der von dem ersten Pulslaserstrahl bestrahlt wurde.According to a second aspect of the present invention a process for editing a film that has an organi contains substance (hereinafter referred to as organic film referred) proposed with the steps of the Einstrahl a first pulse laser beam with a pulse width ei the first predetermined time on the organic film in an area for forming sacks or passageways holes in the organic film to allow reactions of the thermi decomposition of the area by the first laser was irradiated, the organic film and / or the Generation of a gas due to thermal decomposition to effect, and irradiation of a second pulse laser beam with a beam spot size larger than that of the he most pulse laser beam to expand into an area nen that a thermally denatured area of the organi covering film, and with a pulse width of a pre given second period of time, on the area of organic Film that was irradiated by the first pulse laser beam.
Bei dem ersten bekannten Verfahren zur Ausbildung von Durchgangslöchern in einem Substrat aus einem Isolierfilm und einem leitenden Film, der darauf geschichtet ist, ist es bekannt, daß ein Restfilm auf dem Boden des Sackloches durch Bestrahlen mit einem Kurzpulslaserstrahl verdampft und entfernt werden kann. Der Strahl zum Verdampfen und zum Entfernen hat jedoch die gleiche Strahlfleckgröße wie der erste Pulslaserstrahl und folglich verbleibt, selbst nach der Bestrahlung mit dem zweiten Pulslaserstrahl, die Ab scheidung auf der Seitenwandung des Durchgangsloches, so daß selbst nach der Bestrahlung mit dem zweiten Laserpuls strahl der Ultraschallwaschprozeß erforderlich ist, um die Abscheidung auf der Seitenwandung des Loches zu entfernen.In the first known method of training Through holes in a substrate made of an insulating film and a conductive film layered thereon it is known that a residual film on the bottom of the blind hole evaporated by irradiation with a short pulse laser beam and can be removed. The beam to evaporate and to However, removal has the same beam spot size as that first pulse laser beam and consequently remains, even after the irradiation with the second pulse laser beam, the Ab divide on the side wall of the through hole, see above that even after irradiation with the second laser pulse the ultrasonic washing process is required to the beam Remove deposition on the side wall of the hole.
Im Gegensatz dazu kann der Ultraschallwaschprozeß zur Ent fernung der Abscheidung auf der Seitenwandung des Durch gangsloches erspart werden, was sicherstellt, daß kleine Durchgangslöcher mit einer reduzierten Anzahl von Schritten mit hoher Steuerbarkeit und einem hohen Durchsatz erzeugt werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf jeden Naßprozeß während des Bearbeitungsprozesses verzich tet werden, wie oben beschrieben worden ist, und aufgrund dessen kann die Art der Objekte, bei denen die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, erhöht werden, und die Erfindung angewandt werden kann, erhöht werden, und die Herstellungskosten können vorteilhafterweise deutlich redu ziert werden.In contrast, the ultrasonic washing process can ent removal of the deposit on the side wall of the through gangsloches saved, which ensures that small Through holes with a reduced number of steps generated with high controllability and high throughput can be. According to the present invention, dispense with any wet process during the machining process be as described above and due which can be the type of objects in which the present Invention can be applied, increased, and the Invention can be applied, increased, and the Manufacturing costs can advantageously significantly reduced be decorated.
Die Fig. 1A bis 1E erläutern diagrammartig Schritte ei nes Bearbeitungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figs. 1A to 1E illustrate diagrammatically steps ei nes editing process according to an embodiment of the invention.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeich nungen beispielhaft erläutert.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings Examples explained.
Ein Bearbeitungsprozeß gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist diagrammartig in der Reihenfolge der Bearbei tungsschritte in den Fig. 1A bis 1E dargestellt.A machining process according to an embodiment of the invention is shown diagrammatically in the order of the machining steps in FIGS . 1A to 1E.
Bezugnehmend auf die Fig. 1A bis 1E ist ein zu bearbei tendes Substrat ein Filmsubstrat zum Packen, das aus einem Polyimidfilm 2 mit einer Dicke von 30 µm und einer Kupfer schicht 3 mit einer Dicke von 10 µm gebildet ist. Während der Einstrahlung eines Laserstrahls wird das Substrat bear beitet während Stickstoffgas mit einer Flußrate von 10 l/min auf den bestrahlten Bereich des Substrates einströmt.Referring to FIGS. 1A to 1E, a tendes to machining substrate is a film substrate for packing, the microns of a polyimide film 2 having a thickness of 30 and a copper layer 3 having a thickness of 10 microns is formed. During the irradiation of a laser beam, the substrate is processed while nitrogen gas flows into the irradiated area of the substrate at a flow rate of 10 l / min.
In einem ersten Schritt, wie in Fig. 1A dargestellt ist, wird ein erster Pulslaserstrahl 1 mit einer Pulsbreite von 0,3 ms, der durch Modulieren eines Argonlaserstrahls einer Wellenlänge von 515 nm mittels eines Ultraschallmodulators erhalten wird, in einer Bestrahlungsfleckgröße von 40 µm und mit zwei Schüssen in Bestrahlungsintervallen von 10 ms eingestrahlt. Die Strahlintensität beträgt 500 kW/cm².In a first step, as shown in FIG. 1A, a first pulse laser beam 1 with a pulse width of 0.3 ms, which is obtained by modulating an argon laser beam with a wavelength of 515 nm by means of an ultrasound modulator, is in a radiation spot size of 40 μm and irradiated with two shots at irradiation intervals of 10 ms. The beam intensity is 500 kW / cm².
Die ausgearbeitete Form nach der Bestrahlung mit dem ersten Pulslaser ist in der Schnittdarstellung in Fig. 1B darge stellt. Gemäß Fig. 1B hat ein Loch VH einen Bodendurchmes ser von 40 µm und einen oberen Durchmesser von 70 µm. Eine zersetzte Substanz 4 mit etwa 30 µm Dicke ist auf der Sei ein dünner Restfilm 7 aus denaturiertem Polyimid verbleibt auf dem Boden des Lochs.The elaborated shape after the irradiation with the first pulse laser is shown in the sectional view in FIG. 1B. According to FIG. 1B, a hole VH has microns Bodendurchmes a ser of 40 microns and an upper diameter of 70. A decomposed substance 4 with a thickness of about 30 µm is on the Be a thin residual film 7 made of denatured polyimide remains on the bottom of the hole.
In einem folgenden zweiten Schritt, wie in Fig. 1C darge stellt ist, wird ein zweiter Pulslaserstrahl 5, der aus ei ner zweiten höheren harmonischen eines QswYAG-Lasers gebil det ist (mit einer Bestrahlungsfleckgröße von 70 µm, einer Pulsbreite von 10 ns und einer Bestrahlungsspitzenlei stungsdichte von 100 MW/cm²) mit einem oder mehreren Schüs sen eingestrahlt.In a subsequent second step, as shown in FIG. 1C, a second pulse laser beam 5 is formed , which is formed from a second higher harmonic of a QswYAG laser (with an irradiation spot size of 70 μm, a pulse width of 10 ns and one Irradiation peak power density of 100 MW / cm²) irradiated with one or more shots.
Die Bearbeitungsform nach der Bestrahlung durch den zweiten Pulslaserstrahl 5 ist in der Schnittdarstellung in Fig. 1D dargestellt. Wie dort dargestellt ist, ist nicht nur der Restfilm 7 auf dem Boden des Durchgangsloches, sondern auch die Abscheidung 4 auf der Seitenwandung des Durchgangslo ches verdampft und entfernt, so daß ein Durchgangsloch mit einer glatten Seitenwandung gebildet ist. Durch Betrachtung mittels eines Elektronenmikroskopes wurde keine Abscheidung auf der Seitenwandung 8 des Loches festgestellt.The processing form after the irradiation by the second pulse laser beam 5 is shown in the sectional view in FIG. 1D. As shown there, not only the residual film 7 is evaporated and removed on the bottom of the through hole, but also the deposit 4 on the side wall of the through hole, so that a through hole is formed with a smooth side wall. When viewed using an electron microscope, no deposition was found on the side wall 8 of the hole.
Durch Einbetten von Kupfer in das so gebildete Loch durch elektrolytisches Plattieren kann das Loch 6 gut mit Kupfer mit etwa 100%iger Ausbeute ausgefüllt werden, und mit ho her Reproduzierbarkeit, wie in Fig. 1E dargestellt ist. Dies beweist zusätzlich, daß das Loch gemäß der Erfindung mit hoher Reproduzierbarkeit geformt und die Abscheidungen vollständig entfernt werden können.By embedding copper in the hole thus formed by electrolytic plating, the hole 6 can be filled well with copper in about 100% yield, and with high reproducibility, as shown in Fig. 1E. This further proves that the hole according to the invention can be formed with high reproducibility and the deposits can be removed completely.
Im Fall eines Vergleichsbeispiels, bei dem der zweite Puls laserstrahl 5 mit derselben Bestrahlungsfleckgröße wie beim ersten Laserpulsstrahl 1, die 40 µm betrug, bestrahlt wur de, kann der Restfilm am Boden vollständig entfernt werden, jedoch die Abscheidung auf der Seitenwandung des Durch gangsloches konnte nicht entfernt werden. In the case of a comparative example in which the second pulse laser beam 5 was irradiated with the same radiation spot size as that of the first laser pulse beam 1 , which was 40 μm, the residual film on the bottom can be removed completely, but the deposition on the side wall of the through hole could not be removed.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde die Erfindung mit Bezug auf die Ausbildung von Löchern in dem Substrat zum Packen elektronischer Teile dargestellt, jedoch wird ein zweites Ausführungsbeispiel als ein Beispiel beschrie ben, das auf die Öffnung von kleinen Löchern in einem Poly imidfilm von etwa 100 µm Dicke gerichtet ist, der in der Praxis in einer Anwendung für einen Printerkopf u. dgl. verwendet wird.In the above embodiment, the invention with respect to the formation of holes in the substrate shown for packing electronic parts, however described a second embodiment as an example ben on the opening of small holes in a poly Imidfilm of about 100 microns thickness is directed in the Practice in an application for a printer head u. the like is used.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Laserstrahlquelle die wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, zum Öffnen von Durchgangslöchern in einem Polyimidfilm verwen det.In this embodiment, a laser beam source which is designed as in the first embodiment, for Use through holes in a polyimide film det.
Die Bedingungen für das Einstrahlen des ersten Pulslaser strahls 1 in einem ersten Schritt (siehe Fig. 1A) umfassen eine Strahlfleckgröße von 40 µm, eine Pulsbreite von 0,3 ms, eine Anzahl von Pulsen von 6 Schüssen, ein Bestrah lungsintervall von 10 ms und eine Bestrahlungsintensität von 500 kW/cm².The conditions for the irradiation of the first pulse laser beam 1 in a first step (see FIG. 1A) include a beam spot size of 40 μm, a pulse width of 0.3 ms, a number of pulses of 6 shots, a radiation interval of 10 ms and an irradiation intensity of 500 kW / cm².
Die Bedingungen zum Bestrahlen mit einem zweiten Pulslaser strahl 5 in einem zweiten Schritt (vgl. Fig. 1C) umfassen eine Bestrahlungsstrahlfleckgröße von 120 µm, eine Puls breite von 10 ns und eine Bestrahlungsspitzenleistungs dichte von 100 MW/cm² in einem Schuß.The conditions for irradiation with a second pulse laser beam 5 in a second step (see FIG. 1C) include an irradiation beam spot size of 120 μm, a pulse width of 10 ns and an irradiation peak power density of 100 MW / cm² in one shot.
Das erhaltene Durchgangsloch hat einen Bodendurchmesser von 80 µm und einen oberen Durchmesser von 110 µm. Da der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Polyimid film von dem Verpackungssubstrat sich dadurch unterschei det, daß ihm eine Kupferfolie mit hoher Wärmeleitfähigkeit fehlt, steigt der Durchgangslochdurchmesser seitlich auf grund von thermischer Diffusion in dem Polyimidfilm, wobei jedoch irgendeine Abscheidung nicht auf der Durchgangsloch-Sei tenwandung nach der Bestrahlung mit dem zweiten Laser strahl 5 verbleibt, und eine Tendenz in Richtung auf eine glattere Seitenwandung als im ersten Ausführungsbeispiel ist zu beobachten.The through hole obtained has a bottom diameter of 80 μm and an upper diameter of 110 μm. Since the polyimide film used in the present embodiment differs from the packaging substrate in that it lacks a copper foil with high thermal conductivity, the through hole diameter increases laterally due to thermal diffusion in the polyimide film, but any deposition is not on the through hole side wall after irradiation with the second laser beam 5 remains, and a tendency towards a smoother side wall than in the first embodiment can be observed.
Bei der Ausbildung der Durchgangslöcher für einen Printer kopf u. dgl. sind eine höhere Glätte der Seitenwandung und eine Steuerbarkeit des Neigungswinkels des Durchgangslochs wichtig, um den Tintenfluß zu steuern. Das Verfahren zur Bildung von Sack- oder Durchgangslöchern gemäß dem vorste henden Ausführungsbeispiel kann eine höhere Ebenheit der Seitenwandung sicherstellen und ermöglicht es, den Nei gungswinkel in Übereinstimmung mit der Anzahl von Schüssen des ersten Pulslaserstrahls 1 zu ändern und hat sich als praktisch effektive Methode herausgestellt.When forming the through holes for a printer head u. The like, a higher smoothness of the side wall and controllability of the inclination angle of the through hole are important to control the ink flow. The method of forming blind holes or through holes according to the above embodiment can ensure higher flatness of the side wall and enables the inclination angle to be changed in accordance with the number of shots of the first pulse laser beam 1 and has been found to be a practically effective method.
Der erste Pulslaserstrahl hat eine Pulsweite im Bereich von 10 µs bis 20 ms. Der Grund dafür liegt darin, daß, da das Durchgangsloch thermisch ausgebildet wird, falls die Puls breite weniger als 10 µs beträgt, die Wärme an der Oberflä che der Isolationsschicht diffundiert, wenn sie durch den Laserstrahl bestrahlt wird, und eine zum Ausbilden von Sack- oder Durchgangslöchern erforderliche Wärmequantität nicht erreicht werden kann, und ferner, falls die Puls breite größer ist als 20 ms, die Wärme die unterliegende Metallschicht beschädigt, da die Wärmequantität zu groß ist, und es nicht als Produkt verwendbar ist.The first pulse laser beam has a pulse width in the range of 10 µs to 20 ms. The reason for this is that since the Through hole is thermally formed if the pulse width is less than 10 µs, the heat at the surface surface of the insulation diffuses when it passes through the Laser beam is irradiated, and one to form Blind or through holes required heat quantity cannot be reached, and furthermore if the pulse width is greater than 20 ms, the heat is the underlying Metal layer damaged because the quantity of heat is too large and it cannot be used as a product.
Der zweite Pulslaserstrahl hat eine Strahlintensität mit weniger als etwa 200 ns Pulsbreite und mehr als etwa 10 MW/cm² Spitzenleistungsdichte. Der Grund dafür liegt darin, daß die Unterlagsschicht und die Durchgangsloch-Seitenwan dung nachteilig beeinflußt werden, falls die Pulsbreite des Pulslaserstrahls größer wird. Desweiteren wird eine Spit zenleistungsdichte von etwa 10 MW/cm² oder mehr als Mini malintensität zum Entfernen der thermisch zersetzten Ab scheidung der Isolierschicht von dem Lochboden, die durch den ersten Laserstrahl durch Strahlung erzeugt wurde, ver wendet, und wenn die geringere Intensität bei der Bestrah lung verwendet wird, ist es nicht möglich, den thermisch zersetzten Teil zu entfernen.The second pulse laser beam also has a beam intensity less than about 200 ns pulse width and more than about 10 MW / cm² peak power density. The reason for this is that the underlayer and the through hole side wall tion are adversely affected if the pulse width of the Pulse laser beam becomes larger. Furthermore, a Spit Zen power density of about 10 MW / cm² or more than Mini Malintensität to remove the thermally decomposed Ab separation of the insulating layer from the perforated bottom, the first laser beam was generated by radiation, ver applies, and if the lower intensity at the irradiation is used, it is not possible to thermally to remove the decomposed part.
Die Pulsbreite des ersten Laserpulsstrahls wird zum thermi schen Zersetzen des organischen Films verwendet. Eine Puls breite im Bereich von 10 µs bis 20 ms ist angemessen. Der Grund dafür wird im Folgenden angegeben. Beim Abrasionsver fahren, das zur Bearbeitung des organischen Films allgemein bekannt ist, wird ultraviolettes Licht mit einer Pulsbreite von etwa 20 ns und etwa 0,5 µm der geringeren Absorptions länge des Laserstrahls verwendet. Bei der Einstrahlung des ersten Pulslaserstrahls gemäß der Erfindung, da anderer seits der Laserstrahl zu einer bestimmten Dicke von mehr als einigen Mikrometern zur Ausbildung eines tiefen Loches mit einem Schuß des Pulses andauert, falls eine plötzliche Wärmeentwicklung durch einen kurzen Pulsstrahl ausgelöst wird, wird eine explosive Zersetzungsreaktion durch die La serenergie ausgelöst, die in der Tiefenrichtung des Films absorbiert wird, und durch den Schock wird das Problem ei nes Bruches in dem organischen Film in der Nähe des Umfangs des bestrahlten Bereichs verursacht. Desweiteren wird bei dem Abrasionsverfahren eine leitende Substanz auf den bear beiteten Seitenwandungen gebildet. Demgegenüber wird im Vergleich der vorliegenden Erfindung mit der Pulsbreite, die beim Abrasionsverfahren verwendet wird, eine relativ längere Pulsbreite verwendet, und als Ergebnis wird ein Vorteil erhalten, das in einfacher Weise und ohne Schwie rigkeiten die Zersetzungsschicht auf der Seitenwandung durch die langsame thermische Zersetzungsreaktion entfernt werden kann, wodurch keine Brüche durch den Schock auftre ten. Experimentell wurde herausgefunden, daß zum Vermeiden des Auftretens von Brüchen der Seitenwandungsleitungs schicht eine Pulsbreite von mehr als 10 µs angemessen war. The pulse width of the first laser pulse beam becomes thermi decomposition of the organic film. A pulse width in the range of 10 µs to 20 ms is appropriate. Of the The reason for this is given below. With the abrasion ver drive that for editing organic film in general is known to be ultraviolet light with a pulse width of about 20 ns and about 0.5 µm of the lower absorption length of the laser beam used. When irradiating the first pulse laser beam according to the invention, since others on the part of the laser beam to a certain thickness of more than a few micrometers to form a deep hole with a shot of the pulse persists in the event of a sudden Heat development triggered by a short pulse beam an explosive decomposition reaction by the La energy triggered in the depth direction of the film is absorbed, and the shock eliminates the problem break in the organic film near the circumference of the irradiated area. Furthermore, at the abrasion process a conductive substance on the bear processed side walls formed. In contrast, in Comparison of the present invention with the pulse width, used in the abrasion process, a relative longer pulse width is used, and as a result a Get advantage in a simple way and without difficulty the decomposition layer on the side wall removed by the slow thermal decomposition reaction can be, whereby no breaks occur by the shock Experimentally, it was found that to avoid the occurrence of breaks in the side wall pipe layer a pulse width of more than 10 µs was appropriate.
Andererseits wird bei der Obergrenze der Pulsbreite der Be strahlung mit dem ersten Pulslaser das Problem auftreten, daß, aufgrund des Effektes der Wärmediffusion innerhalb des Films, die Grenze zwischen dem Wärmezersetzungsbereich zu weit in Richtung nach außen ausgedehnt wird, was eine Ver minderung der Steuerbarkeit des Prozeßdurchmessers mit sich bringt und eine Verschlechterung des Seitenverhältnisses (aspect ratio) des zu bildenden Durchgangsloches und daß die Wärmequantität, die zur Kupferfolie am Boden des Sub strats transportiert wird, verursacht, daß die Kupferfolie in der Nähe des Umfangs des bestrahlten Bereiches leicht abgeschält wird. Als Ergebnis der experimentellen Überprü fung der Pulsbreite zum Vermeiden dieser Probleme wurde herausgefunden, daß die Pulsbreite von weniger als 20 ms das Problem der Steuerbarkeit des obengenannten Bearbei tungsdurchmessers und das Problem des Abschälens der lei tenden Substanz am Boden des Substrats vermeidet.On the other hand, at the upper limit of the pulse width, the Be radiation with the first pulse laser the problem occur that, due to the effect of heat diffusion within the Films, the boundary between the heat decomposition area too is extended far outwards, which is a ver reduction of the controllability of the process diameter with itself brings and a deterioration of the aspect ratio (aspect ratio) of the through hole to be formed and that the quantity of heat that is added to the copper foil at the bottom of the sub strats being transported causes the copper foil near the perimeter of the irradiated area is peeled off. As a result of the experimental review pulse width to avoid these problems found that the pulse width is less than 20 ms the problem of controllability of the above-mentioned processing tion diameter and the problem of peeling the lei tendency substance at the bottom of the substrate.
Da andererseits der Zweck der zweiten Pulslaserbestrahlung in dem Herausblasen durch den thermischen Schock der Zer setzung des bestrahlten Bereichs der Seitenwandung des or ganischen Films, der durch die erste Pulslaserstrahlung ge bildet ist, und in der Entfernung des Restfilms am Bodenbe reich des Durchgangsloches besteht, ist es angemessen, dieselbe Pulsbreite wie bei dem normalen Abrasionsverfah ren anzuwenden, und eine Pulsbreite von typisch etwa 20 ns oder von etwa längstens 200 ns ist angemessen.On the other hand, since the purpose of the second pulse laser radiation in the blowing out by the thermal shock of the zer setting of the irradiated area of the side wall of the or ganic film, which is ge by the first pulse laser radiation forms, and in the removal of the residual film on the floor through hole, it is appropriate the same pulse width as in the normal abrasion process ren, and a pulse width of typically about 20 ns or of about 200 ns at the longest is appropriate.
Erfindungsgemäß können, wie oben beschrieben wurde, kleine Satz- oder Durchgangslöcher vorteilhafterweise mit einer geringen Anzahl von Schritten mit hoher Steuerbarkeit und hohem Durchsatz gebildet werden, und desweiteren ist kein Naßschritt während des Bearbeitungsprozesses erforderlich, was die Art von Werkstücken deutlich erhöht und deutlich die Produktionskosten vorteilhaft senkt.According to the invention, as described above, small Set or through holes advantageously with one small number of steps with high controllability and high throughput, and furthermore is not Wet step required during the machining process, which significantly increases and significantly increases the type of workpieces advantageously reduces production costs.
Claims (8)
Einstrahlen eines ersten Pulslaserstrahls mit einer Puls breite einer ersten vorgegebenen Zeitdauer auf ein Filmsub strat aus einer Isolierschicht, die eine organische Sub stanz enthält, und einer darauf laminierten Metallschicht, in einen Lochbildungsbereich des Filmsubstrats, um Reaktio nen zum thermischen Zersetzen des durch den Laserstrahl be strahlten Bereichs der Isolierschicht und zur Erzeugung ei nes Gases aufgrund der thermischen Zersetzung zu bewirken, und
Einstrahlen eines zweiten Pulslaserstrahls einer zweiten vorgegebenen Zeitdauer auf den Bereich der Isolierschicht, in den der erste Pulslaserstrahl eingestrahlt wurde, zum Verdampfen und Entfernen eines Restfilms auf dem Boden des Loches,
wobei der zweite Pulslaserstrahl eine Strahlfleckgröße auf weist, die größer ist, als die des ersten Pulslaserstrahls, um sich in einen Bereich zu erstrecken, der eine thermisch denaturierte Fläche des Isolierfilms abdeckt.1. Method for processing an organic film with the steps:
Irradiating a first pulse laser beam with a pulse width of a first predetermined period of time onto a film substrate made of an insulating layer containing an organic substance and a metal layer laminated thereon into a hole formation area of the film substrate in order to react to thermally decompose the laser beam radiated area of the insulating layer and to produce a gas due to the thermal decomposition, and
Irradiation of a second pulse laser beam of a second predetermined time period onto the region of the insulating layer into which the first pulse laser beam was irradiated, in order to evaporate and remove a residual film on the bottom of the hole,
wherein the second pulse laser beam has a beam spot size larger than that of the first pulse laser beam to extend into an area covering a thermally denatured surface of the insulating film.
Aufsprühen eines Gases in den Laserbestrahlungsbereich.3. The method of claim 1, further comprising the steps:
Spraying a gas into the laser radiation area.
Einstrahlen eines ersten Pulslaserstrahls mit einer Puls breite einer vorgegebenen Zeitdauer auf den organischen Film in einem Lochbildungsbereich des organischen Films, um zumindest Reaktionen der thermischen Zersetzung eines er sten Laserstrahlbereichs des organischen Films und der Er zeugung eines Gases aufgrund der thermischen Zersetzung auszulösen, und
Einstrahlen eines zweiten Pulslaserstrahls mit einer Strahlfleckgröße, die größer ist als die des ersten Pulsla serstrahls, um sich in einen Bereich zu erstrecken, der eine thermisch denaturierte Fläche des organischen Films abdeckt, und mit einer Pulsbreite einer zweiten vorgegebe nen Zeitdauer auf dem durch den ersten Pulslaserstrahl be strahlten Bereich des organischen Films.5. A method for processing a film containing an organic substance, comprising the steps of:
Irradiating a first pulse laser beam with a pulse width of a predetermined period of time onto the organic film in a hole formation region of the organic film in order to trigger at least reactions of the thermal decomposition of a first laser beam region of the organic film and the generation of a gas due to the thermal decomposition, and
Irradiating a second pulsed laser beam with a beam spot size larger than that of the first pulsed laser beam to extend into an area covering a thermally denatured surface of the organic film, and with a pulse width of a second predetermined period of time on the one by the first Pulse laser beam irradiated area of the organic film.
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