(57)【要約】【課題】  加工品質の低下を防止することができるレーザ穴あけ加工方法を提供する。【解決手段】  加工対象物は、樹脂層３の上に銅層４が積層された構造を有する基板Ｗである。銅層４には、各々銅層４を貫通して底部に樹脂層３の表面を露出させた複数の窓穴４ａが形成されている。ガルバノスキャナ１４による走査可能領域２１内に配置された窓孔４ａの各々に１ショットずつ順番に赤外パルスレーザ光を入射させる単位処理を１サイクルとして、この単位処理を複数サイクル繰り返す。各々の窓孔４ａに着目したとき、その窓孔４ａに入射する赤外パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間で異なる位置に配置されるようにガルバノスキャナ１４を制御する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の層の上に、該第１の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第２の層が積層された構造を有し、前記第２の層には、各々該第２の層を貫通して底部に前記第１の層の表面を露出させた複数の窓穴が形成されている基板を準備する工程と、
（ｂ）前記加工用パルスレーザ光の照射スポットを前記第２の層の表面上で移動させる移動手段を用い、前記複数の窓孔の各々に少なくとも１ショットずつ順番に該加工用パルスレーザ光を入射させる単位処理を１サイクルとして、該単位処理を複数サイクル繰り返す工程であって、該複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心の位置が異なるサイクルが含まれるように前記移動手段を制御する工程と
を有するレーザ加工方法。
【請求項２】
前記加工用パルスレーザ光の照射スポットが、前記第２の層の表面に想定される仮想平面上における前記窓孔の開口領域よりも大きく、
前記工程（ｂ）では、照射スポットが前記複数の窓孔の各々の開口を内包する条件で、該複数の窓孔の各々に順番に加工用パルスレーザ光が入射するよう前記移動手段を制御する請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）では、前記複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間において、前記第２の層の表面に想定される仮想平面上における該窓孔の開口領域内で移動するように、前記移動手段を制御する請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）では、前記複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が、サイクル間において、前記第２の層の表面に想定される仮想平面上における該窓孔の開口領域内に想定される仮想円の円周上を移動するように、前記移動手段を制御する請求項１〜３のいずれかに記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記仮想平面上における前記複数の窓孔の各々の開口領域が円形をなし、
前記仮想円が、前記複数の窓孔の各々の開口領域よりも小さい半径をもち、該複数の孔の各々の開口領域と同心状をなしたものである請求項４に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）では、前記単位処理を少なくとも４サイクル繰り返し、前記複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が、その窓孔に対して想定した前記仮想円の円周を４等分する４個の分割点の位置に分布するように、前記移動手段を制御する請求項４または５に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記第１の層が、樹脂を含む材料からなり、
前記第２の層が、銅からなり、
前記加工用パルスレーザ光が、赤外域の波長を有する請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記基板が、さらに、第３の層の上に、該第３の層及び前記第１の層よりも前記加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第４の層が積層された構造を有し、該第４の層の上に、前記第１の層が積層されており、該第４の層には、前記複数の窓孔の各々の開口領域を、該基板の厚さ方向に関して、該第４の層の表面に想定される仮想表面に垂直投影して得る投影領域内に開口領域を画定した貫通孔が形成されており、
前記工程（ｂ）では、前記第２の層をマスクとして、前記複数の窓孔の各々の位置において前記第１の層を貫通する大径孔を形成した後に、前記第４の層をマスクとして、該第４の層の前記各貫通孔の位置において、各々前記大径孔と連通し、該大径孔よりも内径の小さな小径孔を前記第３の層に形成する請求項１〜６のいずれかに記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記第１及び第３の層が、樹脂を含む材料からなり、
前記第２及び第４の層が、銅からなり、
前記加工用パルスレーザ光が、赤外域の波長を有する請求項８に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
（Ａ）第１の層の上に、該第１の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第２の層が積層された構造を有し、該第２の層には、該第２の層を貫通して底部に前記第１の層の表面を露出させた窓穴が形成されている基板を準備する工程と、
（Ｂ）前記加工用パルスレーザ光を、その照射スポットが前記窓穴の開口を内包する条件で該窓孔に複数ショット入射させる工程であって、ショット間で、該加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が異なる位置に配置されるように、該照射スポットを前記第２の層の表面上で移動させる移動手段を制御する工程と
を有するレーザ加工方法。
【請求項１１】
前記第２の層に、複数の窓穴が形成されており、
前記工程（Ｂ）では、前記複数の窓孔の各々に少なくとも１ショットずつ順番に前記加工用パルスレーザ光を入射させる単位処理を１サイクルとして該単位処理を複数サイクル繰り返し、該複数の窓孔の各々に着目したときに、その窓孔に入射する該加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心の位置が異なるサイクルが含まれるように前記移動手段を制御する請求項１０に記載のレーザ加工方法。
【請求項１２】
（ア）第１の層の上に、該第１の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第２の層が積層された構造を有し、該第２の層には、該第２の層を貫通して底部に前記第１の層の表面を露出させた窓孔が形成され、前記第２の層の表面に想定した仮想平面上における該窓穴の開口領域が円形をなす基板を準備する工程と、
（イ）前記仮想平面上に想定され、前記窓穴の開口領域と同心状をなし、該窓穴の開口領域よりも小さい内側仮想円の大きさ、及び前記仮想平面上に想定され、前記窓穴の開口領域と同心状をなし、該窓穴の開口領域よりも大きい外側仮想円の大きさを確定する工程と、
（エ）前記加工用パルスレーザ光を、その照射スポットの中心が前記内側仮想円上に配置され、かつ該照射スポットが前記外側仮想円に外接する条件で、前記第２の層の表面に入射させるとともに、該照射スポットの中心が前記内側仮想円の円周上に分布し、該照射スポットと前記外側仮想円との外接点が該外側仮想円の円周上に分布するように、該照射スポットを前記第２の層の表面上で移動させる移動手段を制御する工程と
を有するレーザ加工方法。
【請求項１３】
前記工程（イ）では、前記外側仮想円の半径と前記窓穴の開口領域の半径との差Ｘを決定することにより、前記外側仮想円の大きさを確定し、前記内側仮想円の直径Ｙを決定することにより、該内側仮想円の大きさを確定する請求項１２に記載のレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工方法に関し、特にコンフォーマルマスク法を用いて基板にビアホールを形成するレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、コンフォーマルマスク法を用いたレーザ加工方法が開示されている。加工対象物は、表面の一部に内層銅配線が形成されたコア層の上に、その内層銅配線を覆うように樹脂層が積層され、その樹脂層の上に銅層が積層された構造を有する多層基板である。銅層には、予めエッチング処理等によって、この銅層を貫通し、底部に樹脂層の表面を露出させた窓穴が形成されている。窓穴は、内層銅配線を銅層の表面に想定した仮想平面に向かって垂直投影して得る投影領域内に配置されている。
【０００３】
赤外域の波長を有する加工用パルスレーザ光を、その照射スポットが窓穴の開口を内包する条件で、銅層の表面に複数ショット入射させる。赤外域の波長を有するレーザ光は、樹脂層には吸収されるが、銅層の表面では殆ど反射される。このため、銅層をマスクとして、窓穴の位置において樹脂層をエッチングし、内層銅配線に達するビアホールを形成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７３５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加工用パルスレーザ光のパワー密度は、ビーム断面内の位置によって異なる。例えば、ビーム断面内におけるパワー密度の分布はガウス曲線で近似できる。即ち、パワー密度は、ビーム断面の中央部において高く、周辺部において低い。従って、照射スポットの中央部におけるエッチング速度が、周辺部におけるエッチング速度よりも速くなる。このため、照射スポットの中央部において過剰なエッチングが生じ、内層銅配線に損傷を与えてしまうことがある。また、照射スポットの周辺部におけるエッチングが不充分となり、ビアホールの底に加工残りが生ずることもある。
【０００６】
また、複数ショットの加工用パルスレーザ光を照射することによって樹脂層が過剰に加熱される結果、ビアホールの形状が悪化してしまうことがある。具体的には、例えば側面がえぐれた樽形状のビアホールが形成されてしまうことがある。ビアホールの形状が悪化してしまうと、ビアホールの内面に銅をメッキして内層銅配線と表面の銅層とを導通させる際に、導通不良が生じやすくなる。
【０００７】
本発明の目的は、加工品質の低下を防止することができるレーザ加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、（ａ）第１の層の上に、該第１の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第２の層が積層された構造を有し、前記第２の層には、各々該第２の層を貫通して底部に前記第１の層の表面を露出させた複数の窓穴が形成されている基板を準備する工程と、（ｂ）前記加工用パルスレーザ光の照射スポットを前記第２の層の表面上で移動させる移動手段を用い、前記複数の窓孔の各々に少なくとも１ショットずつ順番に該加工用パルスレーザ光を入射させる単位処理を１サイクルとして、該単位処理を複数サイクル繰り返す工程であって、該複数の窓孔の各々に着目したとき、その窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心の位置が異なるサイクルが含まれるように前記移動手段を制御する工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、（Ａ）第１の層の上に、該第１の層よりも加工用パルスレーザ光の照射によって除去されにくい第２の層が積層された構造を有し、該第２の層には、該第２の層を貫通して底部に前記第１の層の表面を露出させた窓穴が形成されている基板を準備する工程と、（Ｂ）前記加工用パルスレーザ光を、その照射スポットが前記窓穴の開口を内包する条件で該窓孔に複数ショット入射させる工程であって、ショット間で、該加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心が異なる位置に配置されるように、該照射スポットを前記第２の層の表面上で移動させる移動手段を制御する工程とを有するレーザ加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
単位処理を複数サイクル繰り返すことにより、一つの窓穴に着目すると、或るショットから次のショットまでの間に、１サイクルの単位処理を行うのに必要な時間だけ冷却期間が確保される。このため、加工用パルスレーザ光の照射による熱の影響を低減することができ、加工品質の低下を防止することができる。
【００１１】
また、一つの窓孔に入射する加工用パルスレーザ光の照射スポットの中心をサイクル間で移動させることにより、例えば加工用パルスレーザ光のビーム断面内におけるパワー密度の分布がガウシアン状であっても、一つの窓穴の開口領域内における加工用パルスレーザ光のパワー密度分布をサイクル間で足し合わせた累積パワー密度分布を均一に近づけることが可能となる。このため、窓穴の底部に露出した第１の層の表面上において一箇所だけが過剰にエッチングされたり、あるいはエッチングが不充分な領域が生じたりすることを防止でき、加工品質の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１(ａ)に、実施例によるレーザ加工の対象となる多層基板Ｗの一部の断面図を示す。コア層１の表面の一部に、内層銅配線２が形成されている。内層銅配線２を覆うように、コア層１上に絶縁層３が積層されている。絶縁層３は、例えばエポキシ樹脂にガラス繊維を混入した材料（例えば、松下電工株式会社社製のＦＲ４；FlameRetardant Type 4）で構成される。絶縁層３の上に、銅層４が積層されている。銅層４には、予めエッチング処理等によって、銅層４を貫通し、底部に絶縁層３の表面を露出させた窓穴４ａが形成されている。窓穴４ａは、内層銅配線２を銅層４の表面に想定した仮想平面に向かって垂直投影して得る投影領域内に配置されている。
【００１３】
加工用パルスレーザ光Ｌを、その照射スポットが窓穴４ａの開口を内包する条件で、銅層４の表面に複数ショット入射させる。加工用パルスレーザ光Ｌは、赤外域の波長、具体的には９．４μｍの波長を有する。赤外域の波長を有するレーザ光は、絶縁層３には吸収されるが、銅層４の表面では殆ど反射される。このため、銅層４をマスクとして、窓穴４ａの位置において絶縁層３をエッチングすることができる。
【００１４】
図１(ｂ)に示すように、内層銅配線２が現れるまで絶縁層３をエッチングすると、ビアホール５が完成する。なお、ビアホール５を形成した後は、ビアホール５の内面に銅をメッキし、内層銅配線２と銅層４とを導通させる。
【００１５】
図２に、実施例によるレーザ加工装置の概略図を示す。光源１１が、加工用パルスレーザ光Ｌを出射する。光源１１は、発振波長が９．４μｍであるＣＯ２レーザ発振器を含んで構成される。光源１１から出射した加工用パルスレーザ光Ｌは、マスク１２に入射する。マスク１２には、それぞれ開口径が異なる複数のピンホール１２ａが形成されている。それらのピンホール１２ａは、マスク１２表面の点Ｃを中心とする円周上に分布している。回転機構１３が、点Ｃを回転中心としてマスク１２を回転させる。これにより、所望のピンホール１２ａを、加工用パルスレーザ光Ｌの経路内に配置することができる。加工用パルスレーザ光Ｌの経路内に配置されたピンホール１２ａによって、加工用パルスレーザ光Ｌのビーム断面が円形に整形される。
【００１６】
マスク１２のピンホール１２ａを通過した加工用パルスレーザ光Ｌは、ガルバノスキャナ１４に入射する。ガルバノスキャナ１４は、自己に入射した加工用パルスレーザ光Ｌの進行方向を振る。ガルバノスキャナ１４で進行方向を振られた加工用パルスレーザ光Ｌは、ｆθレンズ１５を通して、図１にも示した多層基板Ｗに入射する。ｆθレンズ１５は、加工用パルスレーザ光Ｌの経路内に配置されているピンホール１２ａを、多層基板Ｗの表面に結像させる。多層基板Ｗは、ＸＹステージ１６により保持されている。ＸＹステージ１６は、多層基板Ｗを、多層基板Ｗの上面に平行な方向に移動させる。
【００１７】
制御装置１７が、光源１１、回転機構１３、ガルバノスキャナ１４、及びＸＹステージ１６の制御を行う。入力装置１８から制御装置１７に各種指令情報が入力される。入力装置１８は、例えばキーボード等で構成されている。
【００１８】
図３に、多層基板Ｗの平面図を示す。図１(ａ)には一つの窓穴４ａを代表して示したが、窓穴４ａは多層基板Ｗの面内に多数（例えば、数千〜数万個）分布している。ガルバノスキャナ１４で加工用パルスレーザ光Ｌの進行方向を振ることにより、加工用パルスレーザ光Ｌの照射スポットを多層基板Ｗの表面における或る領域（以下、走査可能領域という。）２１内で移動させることができる。なお、走査可能領域２１は、ｆθレンズ１５の大きさ等で決まり、例えば５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形状をなす。
【００１９】
走査可能領域２１内に、ｎ個（ｎは例えば５００）の窓穴４ａが配置されている。制御装置１７は、それらｎ個の窓孔４ａの各々に１ショットずつ順番に加工用パルスレーザ光Ｌを入射させる単位処理を１サイクルとして、この単位処理が複数サイクル繰り返されるように、光源１１によるパルス発振と同期させてガルバノスキャナ１４を制御する。以下、この単位処理を複数サイクル繰り返すレーザ加工を「サイクル加工」と呼ぶ。
【００２０】
サイクル加工によれば、各々の窓穴４ａに着目したとき、或るショットから次のショットまでの間に、１サイクルの単位処理を行うのに必要な時間だけ冷却期間が確保される。このため、加工用パルスレーザ光Ｌの照射による熱の影響を低減することができ、穴あけ加工の加工品質の低下を防止することができる。
【００２１】
また、制御装置１７は、ｎ個の窓孔４ａの各々に着目したとき、その窓孔４ａに入射する加工用パルスレーザ光Ｌの照射スポットの中心が、サイクル間で異なる位置に配置される条件でサイクル加工が行われるように、ガルバノスキャナ１４を制御する。この点に関しては、図４(ａ)及び(ｂ)を参照して後述する。
【００２２】
単位処理を複数サイクル繰り返すことにより、ｎ個の窓穴４ａの各々に、図１(ｂ)のビアホール５を形成するのに必要なショット数の照射を行う。走査可能領域２１内のすべての窓穴４ａの位置にビアホールが形成されたら、制御装置１７が、ＸＹステージ１６により多層基板Ｗを移動させる。これにより、走査可能領域２１を、多層基板Ｗの表面上で移動させることができる。このようにして多層基板Ｗの表面に分布するすべての窓穴４ａの位置にビアホールを形成する。
【００２３】
図４(ａ)及び(ｂ)を参照して、上記サイクル加工において、一つの窓穴４ａに入射する照射スポットをサイクル間でどのように移動させるかを具体的に説明する。
図４(ａ)は、一つの窓穴を平面視でみた線図である。多層基板の表面における窓穴の開口領域Ｈは円形をなす。多層基板の表面に、窓穴の開口領域Ｈと同心円をなし、窓穴の開口領域Ｈよりも大きい第１の仮想円４１を考える。窓穴の開口領域Ｈを内包し、かつ中心ＯＳを窓穴の開口領域Ｈ内に配置した加工用パルスレーザ光の円形の照射スポットＳが、点Ａにおいて第１の仮想円４１に内接している。
【００２４】
本実施例では、この照射スポットＳを、サイクル間において、第１の仮想円４１に内接する条件で移動させる。照射スポットＳを第１の仮想同心円４１に内接する条件で移動させる場合、照射スポットＳの中心ＯＳは、窓穴の開口領域Ｈよりも小さく、かつ窓穴の開口領域Ｈと同心円をなす第２の仮想円４２の円周上に分布する。
【００２５】
図４(ｂ)を参照して具体例を説明する。上記単位処理を４サイクル繰り返す場合を考える。この場合、一つの窓穴に入射する４つの照射スポットＳと第１の仮想円４１との４つの内接点が、第１の仮想円４１の円周を４等分する４つの分割点４１ａ〜４１ｄの位置に分布する。また、照射スポットの中心ＯＳは、第２の仮想円４２の円周を４等分する４つの分割点４２ａ〜４２ｄの位置に分布する。
【００２６】
なお、図４(ｂ)では単位処理を４サイクル繰り返す場合を説明したが、サイクル数は２以上であれば特に限定されない。単位処理をｍ（ｍは２以上の自然数とする。）サイクル繰り返す場合、一つの窓穴に入射する照射スポットＳと第１の仮想円４１とのｍ個の内接点が、第１の仮想円４１の円周をｍ等分するｍ個の分割点の位置に分布するように、照射スポットＳを移動させるとよい。
【００２７】
このように、一つの窓穴に入射する照射スポットＳをサイクル間で移動させることにより、その窓穴の開口領域Ｈ内における加工用パルスレーザ光Ｌのパワー密度分布をサイクル間で足し合わせた累積パワー密度分布を均一に近づけることができる。このため、図１(ａ)において、窓穴４ａの底部に露出した絶縁層３表面の一箇所だけが過剰にエッチングされることを防止でき、内層銅配線２に損傷を与えてしまうことを防止できる。また、エッチングが不充分な領域が生じることを防止でき、ビアホール５の底に加工残りが生じることを防止できる。
【００２８】
なお、絶縁層３がガラス繊維を含む場合、そのガラス繊維がビアホールの側面からヒゲ状に突出した状態で残りやすいという課題がある。ガラス繊維がビアホールの側面から突出していると、ビアホールの内面に銅をメッキし、内層銅配線２と銅層４とを導通させる際に、導通不良が生じやすくなる。この点、本実施例では、窓穴の開口領域Ｈ内における加工用パルスレーザ光Ｌの上記累積パワー密度分布を均一化することができ、ビアホール５の側面の位置のエッチングが不充分となることを防止できるので、絶縁層３のガラス繊維がビアホールの側面から突出することを防止できる。
【００２９】
ところで、上述したように照射スポットＳを移動させるためには、図４(ａ)において、予め既知である窓穴の直径ＤＨに対して、第１の仮想円４１の直径Ｔ、及び照射スポットＳの直径ＤＳを定めることが必要である。なお、図２のｆθレンズ１５の結像倍率は固定であるから、照射スポットＳの直径ＤＳを定めることは、加工用パルスレーザ光Ｌの経路内に配置すべきピンホール１２ａの直径を定めることと等価である。
【００３０】
オペレータによって、加工用パルスレーザ光Ｌの経路内に配置すべきピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔが選択される。そして、オペレータが、ピンホール１２ａの直径ｍを特定するデータ（以下、ピンホールデータという。）、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを特定するデータ（以下、第１の仮想円データという。）を図２の入力装置１８により予め入力する。
【００３１】
これにより、図２の制御装置１７は、まずピンホールデータに基づいて、オペレータが選択した直径ｍをもつピンホール１２ａが加工用パルスレーザ光Ｌの経路内に配置されるように回転機構１３を制御する。そして、ピンホールデータ及び第１の仮想円データに基づいて、上述したように各窓穴に入射する照射スポットＳがサイクル間で移動する条件でサイクル加工が行われるように、ガルバノスキャナ１４を制御する。なお、多層基板Ｗの面内における各窓穴の中心Ｏの位置を特定する座標データや、窓穴の直径ＤＨを特定するデータ等は予め制御装置１７に与えられている。
【００３２】
以下、オペレータが入力装置１８に入力すべきピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを決定する方法に関して述べる。
図４(ａ)に戻って説明する。照射スポットＳの中心ＯＳに関して、照射スポットＳと第１の仮想円４１との内接点Ａに点対称な点Ｂを通り、窓穴の開口領域Ｈと同心円をなす第３の仮想円４３を新たに考える。照射スポットＳは、第３の仮想円４３に外接する条件で移動する。第３の仮想円４３の大きさは、窓穴の直径ＤＨが既知であるから、点Ｂから窓穴の開口領域Ｈの縁までの距離Ｘによって確定する。
【００３３】
本実施例では、ピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを決定する代わりに、距離Ｘ及び第２の仮想円４２の直径Ｙを決定する。そして、決定したＸ及びＹの値に基づいて、ピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを算出する。具体的には、予め既知である固定条件として、ｆθレンズ１５の縮小倍率をＭ、窓孔の開口領域Ｈの直径をＤＨとしたとき、ピンホール１２ａの直径ｍ、第１の仮想円４１の直径Ｔは、それぞれ次の式(１)及び(２)で求められる。オペレータは、式（１）及び（２）で求めたｍ及びＴの値を入力装置１８により入力する。
【００３４】
（数１）
ｍ＝Ｍ（２Ｘ＋Ｙ＋ＤＨ）・・・（１）
Ｔ＝２（Ｘ＋Ｙ＋ＤＨ／２）・・・（２）
勿論、オペレータは、式(１)及び(２)を用いずに、ピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを直接的に決定してもよい。しかし、第２の仮想円４２の直径Ｙは、窓穴の中心Ｏに対する照射スポットＳの中心ＯＳの偏心量を表すので、具体的な値をイメージしやすい。また、距離Ｘは、照射スポットＳの縁と窓穴の開口領域Ｈの縁との間に確保すべき照射スポットＳの最小のはみ出し量を表すので、具体的な値をイメージしやすい。このため、オペレータにとっては、ピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを直接的に決定するよりも、上式(１)及び(２)を用いてｍ及びＴを算出する方が分かりやすいという利点がある。
【００３５】
一具体例について説明する。ｆθレンズ１５の縮小倍率Ｍが１５、窓穴の直径ＤＨが２００μｍである条件のもと、図４(ａ)の距離Ｘを５０μｍに決定し、第２の仮想円４２の直径Ｙを５０μｍに決定する。このとき、上式(１)及び(２)より、ピンホール１２ａの直径ｍは５．２５ｍｍとなり、第１の仮想円４１の直径Ｔは０．４ｍｍとなる。
【００３６】
なお、上記実施例では、入力装置１８にピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを入力することとしたが、入力装置１８に距離Ｘ及び直径Ｙを入力し、制御装置１７が上記式（１）及び（２）を用いて、ピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを算出することとしてもよい。
【００３７】
図５(ａ)に、他の実施例によるレーザ加工の対象となる多層基板の一部の断面図を示す。コア層５１の表面の一部に、内層銅配線５２が形成されている。内層銅配線５２を覆うように、コア層５１上に内側絶縁層５３が積層されている。内側絶縁層５３の上に、内側銅層５４が積層されている。内側銅層５４の上に、外側絶縁層５５が積層されている。外側絶縁層５５の上に、外側銅層５６が積層されている。
【００３８】
なお、内側絶縁層５３は、例えばポリイミドで構成される。外側絶縁層５５は、例えばエポキシ樹脂にガラス繊維を混入した材料で構成される。外側絶縁層５５は、ガラス繊維を含むため、加工用パルスレーザ光Ｌの照射によって、内側絶縁層５３よりもエッチングされにくい。
【００３９】
外側銅層５６には、外側銅層５６を貫通する外側窓穴５６ａが形成されている。また、内側銅層５４には、内側銅層５４を貫通する内側窓穴５４ａが形成されている。内側窓穴５４ａの開口直径は、外側窓穴５６ａの開口直径よりも小さい。内側窓穴５４ａは、外側窓穴５６ａの開口を内側銅層５４の表面に想定した仮想表面に垂直投影して得る投影領域内に配置されている。また、内側窓穴５４ａは、内層銅配線５２を内側銅層５４の表面に想定した仮想平面に垂直投影して得る投影領域内に配置されている。内側窓穴５４ａの中心は、外側窓穴５６ａの中心から距離Ｋだけずれている。
【００４０】
なお、図５(ａ)には一対の窓穴５４ａ及び５６ａのみを代表して示すが、窓穴５４ａ及び５６ａの対が、多層基板の面内に多数分布している。この多層基板に対しても、上述した実施例と同様のサイクル加工が適用される。外側窓穴５６ａを図１(ａ)の窓穴４ａに相当するものと考えて、上式(１)及び(２)により、ピンホール１２ａの直径ｍ、及び第１の仮想円４１の直径Ｔを決定する。内側窓穴５４ａの開口直径は考慮しなくてよい。
【００４１】
一具体例について説明する。外側窓穴５６ａの開口領域の直径が３００μｍ、ｆθレンズ１５の縮小倍率が１５である条件のもと、図４(ａ)の距離Ｘを−２５μｍとし、第２の仮想円４２の直径Ｙを５０μｍとした。このとき、上式(１)及び(２)より、ピンホール１２ａの直径ｍは４．５ｍｍとなり、第１の仮想円４１の直径Ｔは０．３５ｍｍとなる。なお、距離Ｘが負であることは、図４（ａ）の点Ｂが開口領域Ｈの内側に位置すること、すなわち第３の仮想円４３が、開口領域Ｈよりも小さいことを意味する。
【００４２】
また、上記単位処理は、例えば１６サイクル繰り返す。即ち、１つの窓穴５６ａに対して加工用パルスレーザ光Ｌが１６ショット入射する。１つの窓穴５６ａに着目したとき、１６ショット分の照射スポットＳと第１の仮想円４１との１６個の内接点が、第１の仮想円４１の円周を１６等分する１６個の分割点の位置に分布するように、サイクル間で照射スポットを移動させる。
【００４３】
図５(ｂ)に示すように、外側銅層５６をマスクとして、図５(ａ)の外側窓穴５６ａの位置において外側絶縁層５５をエッチングすることにより、大径穴５７ａが形成される。次に、内側銅層５４をマスクとして、図５(ａ)の内側窓穴５４ａの位置において内側絶縁層５３をエッチングすることにより、大径穴５７ａと連通し、大径穴５７ａよりも径の小さな小径穴５７ｂが形成される。これにより、側壁がステップ状をなしたステップビアホール５７が完成する。
【００４４】
なお、外側窓穴５６ａの中心に対する内側窓穴５４ａの中心のずれ量Ｋには、ばらつきがある。従来のように、外側窓穴５６ａの中心に照射スポットの中心が配置されるよう、照射スポットの位置を固定して穴あけ加工を行う場合、ずれ量Ｋが大きい程、小径穴５７ｂをビーム断面内におけるパワー密度が相対的に低い領域で加工しなければならなくなる。このため、予め設定したショット数の照射によっては、小径穴５７ｂの底に加工残りが生じることがある。即ち、穴あけ加工の加工品質が、ずれ量Ｋに依存しやすい。
【００４５】
これに対し、実施例によれば、一つの外側窓穴５６ａに入射する加工用パルスレーザ光Ｌの照射スポットをサイクル間で移動させるので、ずれ量Ｋが生じていても、内側窓穴５４ａの開口領域Ｈ内における加工用パルスレーザ光Ｌのパワー密度分布をサイクル間で足し合わせた累積パワー密度分布を均一に近づけることができる。このため、穴あけ加工の加工品質が、ずれ量Ｋに依存しにくくなる。この結果、加工品質の低下を防止することができる。
【００４６】
本実施例では、内側窓穴５４ａの開口直径は考慮しないこととした。上記ずれ量Ｋの平均値がほぼゼロとみなせるような場合、具体的には、ずれ量Ｋの平均値が１０μｍ以下の場合には、図４(ａ)において、照射スポットＳの中心ＯＳが分布する第２の仮想円４２の直径を、内側窓穴５４ａの開口直径よりも小さい値に決定してもよい。特に、内側絶縁層５３が、外側絶縁層５５よりも加工用パルスレーザ光Ｌの照射によって除去されにくい材料で構成されている場合、例えば内側絶縁層５３がガラス繊維を含み、外側絶縁層５５がガラス繊維を含まないような場合には、内側絶縁層５３を効率的に除去し、かつ加工残りの発生を防止するために、相対的にパワー密度の高い照射スポットＳの中心ＯＳを、内側窓穴５４ａの開口領域内で移動させることが好ましい。
【００４７】
以上、実施例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、単位処理の繰り返し回数（サイクル数）と、第１の仮想円４１の分割数とは必ずしも一致していなくてもよい。具体的には、例えば、単位処理を１６サイクル繰り返す場合、４サイクル分、即ち４ショット分の照射スポットＳと、第１の仮想円４１との内接点が、第１の仮想円４１の円周を４等分する分割点の１つに一致するように、サイクル間で照射スポットを移動させてもよい。
【００４８】
また、１回の単位処理において各々の窓穴に入射させる加工用パルスレーザ光のショット数は、１ショット以上であってもよい。具体的には、例えば、走査可能領域２１内に配置された窓孔の各々に４ショットずつ順番に加工用パルスレーザ光Ｌを入射させる処理を単位処理として、この単位処理を４サイクル繰り返してもよい。この場合、一つの窓孔に対して、加工用パルスレーザ光が１６ショット入射する。一つの窓孔に着目したとき、１回の単位処理において連続的に入射する４ショット分の照射スポットＳと、第１の仮想円４１との内接点が、第１の仮想円４１の円周を４等分する分割点の１つに一致するように、サイクル間で照射スポットを移動させるとよい。
【００４９】
また、加工用パルスレーザ光Ｌの波長は特に９．４μｍに限られない。赤外域の波長、例えば９μｍ以上、１１μｍ以下の波長を有するパルスレーザ光を加工用パルスレーザ光Ｌとして用いることができる。また、絶縁層は、樹脂にフィラ等の混入物を練り込んだ複合材料で構成されたものであってもよい。絶縁層が混入物を含む場合は、その混入物がビアホールの底に残りやすいので、本発明を適用して混入物がビアホールの底に残ることを防止するのが有効である。この他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例によるレーザ加工の対象となる多層基板の断面図である。
【図２】実施例によるレーザ加工装置の概略図である。
【図３】多層基板の平面図である。
【図４】一つの窓穴を平面視でみた線図である。
【図５】他の実施例によるレーザ加工の対象となる多層基板の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…コア層、２…内層銅配線、３…絶縁層（第１の層）、４…銅層（第２の層）、４ａ…窓穴、５…ビアホール、１１…光源、１２…マスク、１２ａ…ピンホール、１３…回転機構、１４…ガルバノスキャナ（移動手段）、１５…ｆθレンズ、１６…ＸＹステージ、１７…制御装置、１８…入力装置、２１…走査可能領域、４１…第１の仮想円、４２…第２の仮想円（内側仮想円）、４３…第３の仮想円（外側仮想円）、５１…コア層、５２…内層銅配線、５３…内側絶縁層（第３の層）、５４…内側銅層（第４の層）、５４ａ…内側窓穴（貫通孔）、５５…外側絶縁層（第１の層）、５６…外側銅層（第２の層）、５６ａ…外側窓穴（窓穴）、５７…ステップビアホール、Ｓ…照射スポット、Ｗ…多層基板、Ｌ…加工用パルスレーザ光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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