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JP7610482B2 - METAL WIRING MANUFACTURING METHOD, METAL WIRING MANUFACTURING APPARATUS, LASER LIGHT IRRADIATION CONTROL DEVICE, AND LASER LIGHT IRRADIATION CONTROL PROGRAM - Google Patents
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JP7610482B2 - METAL WIRING MANUFACTURING METHOD, METAL WIRING MANUFACTURING APPARATUS, LASER LIGHT IRRADIATION CONTROL DEVICE, AND LASER LIGHT IRRADIATION CONTROL PROGRAM - Google Patents

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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

本発明は、金属配線の製造方法、金属配線製造装置、レーザ光照射制御装置及びレーザ光照射制御プログラムに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing metal wiring, a metal wiring manufacturing apparatus, a laser light irradiation control device, and a laser light irradiation control program.

回路基板は、基板上に導電性の配線を施した構造を有する。回路基板の製造方法は、一般的に、次の通りである。まず、金属箔を貼り合せた基板上にフォトレジストを塗布する。次に、フォトレジストを露光及び現像して所望の回路パターンのネガ状の形状を得る。次に、フォトレジストに被覆されていない部分の金属箔をケミカルエッチングにより除去してパターンを形成する。これにより、高性能の導電性基板を製造することができる。しかしながら、従来の方法は、工程数が多く、煩雑であると共に、フォトレジスト材料を要する等の欠点がある。これに対し、金属粒子及び金属酸化物粒子からなる群から選択された粒子を分散させた分散体で基板上に所望の金属配線を直接印刷する直接配線印刷技術が注目されている。この技術は、工程数が少なく、フォトレジスト材料を用いる必要がない等、極めて生産性が高い。 A circuit board has a structure in which conductive wiring is applied on a substrate. The manufacturing method of a circuit board is generally as follows. First, a photoresist is applied to a substrate to which metal foil has been attached. Next, the photoresist is exposed and developed to obtain a negative shape of the desired circuit pattern. Next, the metal foil not covered with the photoresist is removed by chemical etching to form a pattern. This makes it possible to manufacture a high-performance conductive substrate. However, conventional methods have drawbacks such as a large number of steps, cumbersomeness, and the need for photoresist materials. In response to this, a direct wiring printing technology has been attracting attention, in which the desired metal wiring is directly printed on a substrate using a dispersion in which particles selected from the group consisting of metal particles and metal oxide particles are dispersed. This technology has a small number of steps, does not require the use of photoresist materials, and is therefore extremely productive.

直接印刷配線技術の一例としては、分散体をスクリーン印刷、インクジェット印刷等によって基材上に印刷して塗膜を形成し、その後当該塗膜を、レーザ光の走査照射等によって熱焼成することで低抵抗な金属配線を得ることが知られている。熱焼成を要する部位にのみレーザ光を照射する方法によれば、基材の耐熱性が比較的低い場合であっても、所望の金属配線を容易に形成できる。例えば、従来、金属又は金属酸化物の微粒子を含む分散体を基材上に塗布して形成した塗膜上にレーザ光を走査する方法が提案されている。しかしこの方法においては、レーザ光による塗膜の加熱条件のばらつきによる金属配線の抵抗値のばらつき、及び、塗膜の加熱不足による金属配線の高抵抗化という問題があった。 As an example of direct printed wiring technology, a coating film is formed by printing a dispersion on a substrate by screen printing, inkjet printing, etc., and then the coating film is thermally sintered by scanning irradiation with laser light, etc., to obtain low-resistance metal wiring. By irradiating laser light only to the areas that require thermal sintering, the desired metal wiring can be easily formed even if the heat resistance of the substrate is relatively low. For example, a method has been proposed in the past in which a coating film formed by applying a dispersion containing fine particles of metal or metal oxide to a substrate is scanned with laser light. However, this method has problems such as variations in the resistance value of the metal wiring due to variations in the heating conditions of the coating film by the laser light, and high resistance of the metal wiring due to insufficient heating of the coating film.

特許文献1は、金属粒子を含む表面に光線を繰り返し走査して前記金属粒子を焼結させ、金属配線を形成する工程を具備し、前記金属配線を構成する走査線の長さに応じて前記光線を走査する速度を異ならせることを特徴とする金属配線の製造方法を記載する。 Patent document 1 describes a method for manufacturing metal wiring, which includes a process of repeatedly scanning a light beam over a surface containing metal particles to sinter the metal particles and form a metal wiring, and is characterized in that the speed at which the light beam is scanned is varied depending on the length of the scanning line that constitutes the metal wiring.

特開2019-140284号公報JP 2019-140284 A

レーザ光の照射スポットを、膜上で第1の方向に往復又は片道で走査しながら当該第1の方向とは異なる第2の方向に移動させて、膜上に隙間なくレーザを走査させる際、走査長が部位によって大きく異なると、照射領域内を通じて照射条件を均一にすることは極めて困難である。 When scanning a film with a laser beam by scanning the film back and forth or one way in a first direction while moving the spot in a second direction different from the first direction, the laser is scanned without gaps on the film. If the scanning length differs significantly depending on the location, it is extremely difficult to make the irradiation conditions uniform throughout the irradiation area.

本発明は上記の課題を解決し、低抵抗で高信頼性の金属配線を製造することが可能な、金属配線の製造方法、金属配線製造装置、レーザ光照射制御装置及びレーザ光照射制御プログラムの提供を目的とする。 The present invention aims to solve the above problems and provide a metal wiring manufacturing method, a metal wiring manufacturing apparatus, a laser light irradiation control device, and a laser light irradiation control program that are capable of manufacturing metal wiring with low resistance and high reliability.

本開示は、以下の態様を包含する。
[1] 金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成するレーザ光照射工程を含む、金属配線の製造方法であって、
前記レーザ光照射工程が、以下のステップ:
予め作成され1又は2以上の閉図形で構成された照射領域決定用二次元パターンの前記閉図形を、平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とに区分して第2の閉図形及び任意の第1の閉図形を生成する、区分ステップ;
前記第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割して、各第3の閉図形及び存在する場合の各第1の閉図形を照射ユニットパターンとして生成する、照射ユニットパターン生成ステップ;
各照射ユニットパターンに対して、予め設定された走査パラメータを割り当てる、パラメータ割り当てステップ;並びに
前記照射ユニットパターン及び前記走査パラメータに従って、各照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光のスポットを第1の方向に走査しながら前記第1の方向と異なる第2の方向に移動させることによって、前記照射領域にレーザ光を照射する、照射ステップ;
を含み、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分である、方法。
[2] 前記レーザ光照射工程に供される前記膜が、基材上に形成されている、上記態様1に記載の方法。
[3] 前記レーザ光照射工程に供される前記膜が、前記基材上に形成された塗膜である、上記態様2に記載の方法。
[4] 前記幅方向dが、前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、上記態様1~3のいずれかに記載の方法。
[5] 前記照射ユニットパターン生成ステップにおいて、各第2の閉図形について、分割線の数を指定し、次いで、前記分割線に対して垂直の方向における第3の閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線を指定する、上記態様1~4のいずれかに記載の方法。
[6] 前記分割線が、各第2の閉図形から、前記dmax及び/又は前記Δdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する、上記態様1~5のいずれかに記載の方法。
[7] 各第2の閉図形において、
前記分割線が、前記最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分であって前記第3の閉図形の最大内接矩形の長辺の一部又は全部を構成し、
前記最大内接矩形の短辺長が互いに略同一である、上記態様1~6のいずれかに記載の方法。
[8] 前記第1の方向が、
存在する場合の前記第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向であり、かつ
前記第2の閉図形の前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、上記態様1~7のいずれかに記載の方法。
[9] 各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比が、0.25以上1.0以下である、上記態様1~8のいずれかに記載の方法。
[10] 前記照射領域が、前記照射ユニットパターンを、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影してなる領域である、上記態様1~9のいずれかに記載の方法。
[11] 前記照射領域決定用二次元パターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に照射領域決定用三次元パターンを生成した後、前記照射領域決定用三次元パターンを二次元に投影することによって生成されている、上記態様1~10のいずれかに記載の方法。
[12] 前記照射領域決定用二次元パターンが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターンを、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン上に投影して、照射領域決定用三次元パターンを生成すること、
前記二次元ベースパターン上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
前記照射領域決定用三次元パターン上の、前記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
前記二次元ベースパターンの前記寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであり、
前記照射ステップにおいて、X軸方向を前記第1の方向に指定し、Y軸方向を前記第2の方向に指定する、上記態様1~10のいずれかに記載の方法。
[13] 前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、上記態様1~12のいずれかに記載の方法。
[14] 前記レーザ光を、走査線の線幅方向にオーバーラップさせながら走査する、上記態様1~13のいずれかに記載の方法。
[15] 前記オーバーラップが、前記線幅の10%以上99%以下である、上記態様14に記載の方法。
[16] 前記膜が、銅及び/又は酸化銅を含む、上記態様1~15のいずれかに記載の方法。
[17] 前記膜が、分散剤を更に含む、上記態様1~16のいずれかに記載の方法。
[18] 金属及び/又は金属酸化物を含む膜を含む構造体における、前記膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成するための金属配線製造装置であって、
前記金属配線製造装置が:
構造体を保持する構造体保持部;
レーザ光を発生させるレーザ発振装置;
前記レーザ発振装置から出射されたレーザ光を走査するレーザ光走査装置;並びに
前記レーザ発振装置及び前記レーザ光走査装置を制御する処理装置;
を備え、
前記処理装置が:
複数の照射ユニットパターンと前記複数の照射ユニットパターンの各々に割り当てられた走査パラメータとに従った走査制御信号を前記レーザ発振装置及び前記レーザ光走査装置に出力することによって、前記照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光のスポットを第1の方向に走査しながら前記第1の方向と異なる第2の方向に移動させるように前記レーザ発振装置及び前記レーザ光走査装置を動作させ、
前記照射ユニットパターンが、平行四辺形以外である第2の閉図形が分割線によって分割されて生成した第3の閉図形と、任意に、平行四辺形である第1の閉図形とで構成されており、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分である、金属配線製造装置。
[19] 前記レーザ光走査装置が、ガルバノモータとガルバノミラーとを備えるガルバノスキャナである、上記態様18に記載の金属配線製造装置。
[20] 前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、上記態様18又は19に記載の金属配線製造装置。
[21] 金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定した照射領域にレーザ光を照射するために金属配線製造装置のレーザ発振装置及びレーザ光走査装置を制御するレーザ光照射制御装置であって、
入力された照射領域決定用二次元パターンから平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とを区別し、前記第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割した上で、前記第1及び第3の閉図形を照射ユニットパターンとしてそれぞれの座標データを生成する座標データ生成部と、
前記座標データに対して、予め設定した走査パラメータを割り当てて、前記座標データ及び前記走査パラメータに従った走査制御信号を生成する走査制御信号生成部と、
前記走査制御信号をレーザ発振装置及びレーザ光走査装置に出力する出力部とを有し、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分であることを特徴とする、レーザ光照射制御装置。
[22] 前記幅方向dが、前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、上記態様21に記載のレーザ光照射制御装置。
[23] 各第2の閉図形について、分割線の数を指定し、次いで、前記分割線に対して垂直の方向における第3の閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線を指定する、上記態様21又は22に記載のレーザ光照射制御装置。
[24] 前記分割線が、各第2の閉図形から、前記dmax及び/又は前記Δdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する、上記態様21~23のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[25] 各第2の閉図形において、
前記分割線が、前記最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分であって前記第3の閉図形の最大内接矩形の長辺の一部又は全部を構成し、
前記最大内接矩形の短辺長が互いに略同一である、上記態様21~24のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[26] 前記走査パラメータが走査方向を含み、前記走査方向が、
存在する場合の前記第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向であり、かつ
前記第2の閉図形の前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、上記態様21~25のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[27] 各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比が、0.25以上1.0以下である、上記態様21~26のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[28] 前記照射領域が、前記照射ユニットパターンを、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影してなる領域である、上記態様21~27のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[29] 前記照射領域決定用二次元パターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に照射領域決定用三次元パターンを生成した後、前記照射領域決定用三次元パターンを二次元に投影することによって生成されている、上記態様21~28のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[30] 前記照射領域決定用二次元パターンが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターンを、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン上に投影して、照射領域決定用三次元パターンを生成すること、
前記二次元ベースパターン上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
前記照射領域決定用三次元パターン上の、前記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
前記二次元ベースパターンの前記寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであり、
X軸方向がレーザ光の走査長の方向であり、Y軸方向がレーザ光の走査幅の方向である、上記態様21~28のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[31] 前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、上記態様21~30のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[32] 金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定した照射領域にレーザ光を照射するために金属配線製造装置のレーザ発振装置及びレーザ光走査装置を制御するレーザ光照射制御プログラムであって、
入力された照射領域決定用二次元パターンから平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とを区別し、前記第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割した上で、前記第1及び第3の閉図形を照射ユニットパターンとしてそれぞれの座標データを生成し、
前記座標データに対して、予め設定した走査パラメータを割り当て、
前記座標データ及び前記走査パラメータに従った走査制御信号を生成し、
前記走査制御信号を出力する、
ことをレーザ光照射制御装置に実行させ、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分であることを特徴とする、レーザ光照射制御プログラム。
[33] 前記幅方向dが、前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、上記態様32に記載のレーザ光照射制御プログラム。
[34] 各第2の閉図形について、分割線の数を指定し、次いで、前記分割線に対して垂直の方向における第3の閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線を指定する、上記態様32又は33に記載のレーザ光照射制御プログラム。
[35] 前記分割線が、各第2の閉図形から、前記dmax及び/又は前記Δdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する、上記態様32~34のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[36] 各第2の閉図形において、
前記分割線が、前記最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分であって前記第3の閉図形の最大内接矩形の長辺の一部又は全部を構成し、
前記最大内接矩形の短辺長が互いに略同一である、上記態様32~35のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[37] 前記走査パラメータが走査方向を含み、前記走査方向が、
存在する場合の前記第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向であり、かつ
前記第2の閉図形の前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、上記態様32~36のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[38] 各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比が、0.25以上1.0以下である、上記態様32~37のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[39] 前記照射領域が、前記照射ユニットパターンを、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影してなる領域である、上記態様32~38のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[40] 前記照射領域決定用二次元パターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に照射領域決定用三次元パターンを生成した後、前記照射領域決定用三次元パターンを二次元に投影することによって生成されている、上記態様32~39のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[41] 前記照射領域決定用二次元パターンが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターンを、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン上に投影して、照射領域決定用三次元パターンを生成すること、
前記二次元ベースパターン上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
前記照射領域決定用三次元パターン上の、前記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
前記二次元ベースパターンの前記寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであり、
X軸方向がレーザ光の走査長の方向であり、Y軸方向がレーザ光の走査幅の方向である、上記態様32~39のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[42] 前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、上記態様32~41のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[43] 前記レーザ光走査装置に、前記レーザ光を、走査線の線幅方向にオーバーラップさせながら走査させる、上記態様32~42のいずれかに記載のレーザ光照射制御プログラム。
[44] 前記オーバーラップが、前記線幅の10%以上99%以下である、上記態様43に記載のレーザ光照射制御プログラム。
[45] 上記態様32~44のいずれかに記載のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録機器。
The present disclosure encompasses the following aspects.
[1] A method for manufacturing a metal wiring, comprising: a laser light irradiation step of irradiating a laser light to a predetermined irradiation area of a film containing a metal and/or metal oxide to form a metal wiring,
The laser light irradiation step includes the following steps:
a division step of dividing a closed figure of a two-dimensional pattern for determining an irradiation region, which is created in advance and is composed of one or more closed figures, into a first closed figure which is a parallelogram and a second closed figure which is other than a parallelogram, thereby generating the second closed figure and an arbitrary first closed figure;
an irradiation unit pattern generating step of dividing the second closed figure into two or more third closed figures by a dividing line, and generating each of the third closed figures and each of the first closed figures, if any, as an irradiation unit pattern;
a parameter assignment step of assigning preset scanning parameters to each irradiation unit pattern; and an irradiation step of irradiating the irradiation area with laser light by scanning a spot of laser light in a first direction while moving the spot in a second direction different from the first direction so as to fill each irradiation unit pattern in accordance with the irradiation unit pattern and the scanning parameters;
Including,
The method, wherein the dividing line is a line segment that divides the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of a plurality of the third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D.
[2] The method according to aspect 1, wherein the film subjected to the laser light irradiation step is formed on a substrate.
[3] The method according to aspect 2, wherein the film subjected to the laser light irradiation step is a coating film formed on the substrate.
[4] The method according to any one of the above aspects 1 to 3, wherein the width direction d is perpendicular or parallel to the parting line.
[5] The method according to any one of aspects 1 to 4, wherein in the irradiation unit pattern generating step, the number of division lines is specified for each second closed figure, and then the division lines are specified so that a difference between a maximum width and a minimum width of a third closed figure in a direction perpendicular to the division lines is minimized.
[6] The method according to any one of aspects 1 to 5, wherein the division line generates, from each of the second closed figures, a plurality of third closed figures having substantially the same dmax and/or Δd.
[7] In each second closed figure,
the dividing line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D and constitutes a part or all of a long side of a maximum inscribed rectangle of the third closed figure,
The method according to any one of Aspects 1 to 6, wherein the short side lengths of the maximum inscribed rectangles are approximately the same.
[8] The first direction is
The method according to any one of Aspects 1 to 7, wherein the direction of the division line is a long side direction or a short side direction of the first closed figure if the division line exists, and a direction perpendicular or parallel to the division line of the second closed figure.
[9] The method according to any one of aspects 1 to 8, wherein a ratio of the minimum scanning length to the maximum scanning length of each irradiation unit pattern is 0.25 or more and 1.0 or less.
[10] The method according to any one of aspects 1 to 9, wherein the irradiation region is a region obtained by projecting the irradiation unit pattern onto a three-dimensional shape pattern of a film surface obtained in advance.
[11] The method according to any one of aspects 1 to 10, wherein the two-dimensional pattern for determining the irradiation region is generated by generating a three-dimensional pattern for determining the irradiation region on a three-dimensional shape pattern of a film surface obtained in advance, and then projecting the three-dimensional pattern for determining the irradiation region two-dimensionally.
[12] The two-dimensional pattern for determining an irradiation region is
A two-dimensional base pattern previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface to generate a three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
is a reduced correction pattern generated by
11. The method according to any one of aspects 1 to 10, wherein in the irradiating step, an X-axis direction is designated as the first direction, and a Y-axis direction is designated as the second direction.
[13] The method according to any one of aspects 1 to 12, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of a laser scanning speed, a laser output intensity, and a laser spot diameter.
[14] The method according to any one of aspects 1 to 13, wherein the laser light is scanned while overlapping in a line width direction of a scanning line.
[15] The method according to claim 14, wherein the overlap is 10% or more and 99% or less of the line width.
[16] The method according to any one of aspects 1 to 15, wherein the film contains copper and/or copper oxide.
[17] The method according to any one of aspects 1 to 16, wherein the membrane further comprises a dispersant.
[18] A metal wiring manufacturing apparatus for forming metal wiring by irradiating a laser beam to a preset irradiation region of a film containing a metal and/or metal oxide in a structure, the metal wiring manufacturing apparatus comprising:
The metal wiring manufacturing apparatus comprises:
a structure holder that holds the structure;
A laser oscillator that generates laser light;
A laser beam scanning device that scans the laser beam emitted from the laser oscillation device; and a processing device that controls the laser oscillation device and the laser beam scanning device.
Equipped with
The processing device comprising:
outputting a scanning control signal according to a plurality of irradiation unit patterns and scanning parameters assigned to each of the plurality of irradiation unit patterns to the laser oscillation device and the laser light scanning device, and operating the laser oscillation device and the laser light scanning device so as to move a spot of laser light in a second direction different from the first direction while scanning the spot of laser light in a first direction so as to fill the irradiation unit pattern;
the irradiation unit pattern is composed of a third closed figure generated by dividing a second closed figure other than a parallelogram by a division line, and optionally, a first closed figure that is a parallelogram;
the dividing line being a line segment dividing the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of the plurality of third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D.
[19] The metal wiring manufacturing apparatus according to aspect 18, wherein the laser beam scanning device is a galvanometer scanner including a galvanometer motor and a galvanometer mirror.
[20] The metal wiring manufacturing apparatus according to aspect 18 or 19, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of a laser scanning speed, a laser output intensity, and a laser spot diameter.
[21] A laser light irradiation control device that controls a laser oscillator and a laser light scanning device of a metal wiring manufacturing apparatus to irradiate a laser light to a preset irradiation region of a film containing a metal and/or metal oxide, comprising:
a coordinate data generating unit that distinguishes a first closed figure, which is a parallelogram, from a second closed figure, which is a shape other than a parallelogram, from the input two-dimensional pattern for determining an irradiation region, divides the second closed figure into two or more third closed figures by a division line, and generates coordinate data for each of the first and third closed figures as irradiation unit patterns;
a scanning control signal generating unit that assigns preset scanning parameters to the coordinate data and generates a scanning control signal according to the coordinate data and the scanning parameters;
an output unit that outputs the scanning control signal to a laser oscillator and a laser beam scanning device;
a dividing line that divides the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of a plurality of the third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D of the second closed figure.
[22] The laser light irradiation control device according to aspect 21, wherein the width direction d is perpendicular or parallel to the division line.
[23] The laser light irradiation control device according to aspect 21 or 22, further comprising: specifying the number of division lines for each second closed figure; and then specifying the division lines so as to minimize the difference between the maximum width and the minimum width of the third closed figure in a direction perpendicular to the division lines.
[24] The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 23, wherein the division line generates, from each of the second closed figures, a plurality of third closed figures each having substantially the same dmax and/or Δd.
[25] In each second closed figure,
the dividing line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D and constitutes a part or all of a long side of a maximum inscribed rectangle of the third closed figure,
25. The laser light irradiation control device according to any one of Aspects 21 to 24, wherein the short side lengths of the maximum inscribed rectangles are approximately the same.
[26] The scanning parameters include a scanning direction, and the scanning direction is
26. The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 25, wherein the direction of the long side or short side of the first closed figure if it exists, and the direction of the dividing line of the second closed figure is perpendicular or parallel to the dividing line.
[27] The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 26, wherein a ratio of a minimum scanning length to a maximum scanning length of each irradiation unit pattern is 0.25 or more and 1.0 or less.
[28] The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 27, wherein the irradiation region is a region obtained by projecting the irradiation unit pattern onto a three-dimensional shape pattern of a film surface obtained in advance.
[29] The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 28, wherein the two-dimensional pattern for determining the irradiation region is generated by generating a three-dimensional pattern for determining the irradiation region on a three-dimensional shape pattern of a film surface obtained in advance, and then projecting the three-dimensional pattern for determining the irradiation region into two dimensions.
[30] The two-dimensional pattern for determining an irradiation region is
A two-dimensional base pattern previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface to generate a three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
is a reduced correction pattern generated by
29. The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 28, wherein the X-axis direction is the direction of the scanning length of the laser light, and the Y-axis direction is the direction of the scanning width of the laser light.
[31] The laser light irradiation control device according to any one of aspects 21 to 30, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of a laser scanning speed, a laser output intensity, and a laser spot diameter.
[32] A laser light irradiation control program for controlling a laser oscillator and a laser light scanner of a metal wiring manufacturing apparatus to irradiate a laser beam to a preset irradiation region of a film containing a metal and/or metal oxide, comprising:
Distinguishing a first closed figure, which is a parallelogram, from a second closed figure, which is a shape other than a parallelogram, from the input two-dimensional pattern for determining an irradiation region, dividing the second closed figure into two or more third closed figures by a dividing line, and generating respective coordinate data for the first and third closed figures as irradiation unit patterns;
Assigning preset scanning parameters to the coordinate data;
generating a scan control signal according to the coordinate data and the scan parameters;
outputting the scanning control signal;
and making the laser light irradiation control device execute the above steps,
a dividing line that divides the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of a plurality of the third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D.
[33] The laser light irradiation control program according to aspect 32, wherein the width direction d is a direction perpendicular or parallel to the parting line.
[34] The laser light irradiation control program according to aspect 32 or 33, further comprising: specifying the number of division lines for each second closed figure; and then specifying the division lines so as to minimize a difference between a maximum width and a minimum width of the third closed figure in a direction perpendicular to the division lines.
[35] The laser light irradiation control program according to any one of Aspects 32 to 34, wherein the dividing line generates, from each of the second closed figures, a plurality of third closed figures having substantially the same dmax and/or Δd.
[36] In each second closed figure,
the dividing line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D and constitutes a part or all of a long side of a maximum inscribed rectangle of the third closed figure,
The laser light irradiation control program according to any one of Aspects 32 to 35, wherein the short side lengths of the maximum inscribed rectangles are approximately the same.
[37] The scanning parameters include a scanning direction, and the scanning direction is
The laser light irradiation control program according to any one of Aspects 32 to 36, wherein the direction of the division line is a long side direction or a short side direction of the first closed figure if the first closed figure exists, and a direction perpendicular or parallel to the division line of the second closed figure.
[38] The laser light irradiation control program according to any one of aspects 32 to 37, wherein a ratio of the minimum scanning length to the maximum scanning length of each irradiation unit pattern is 0.25 or more and 1.0 or less.
[39] The laser light irradiation control program according to any one of aspects 32 to 38, wherein the irradiation region is a region obtained by projecting the irradiation unit pattern onto a three-dimensional shape pattern of a film surface obtained in advance.
[40] The laser light irradiation control program according to any one of aspects 32 to 39, wherein the two-dimensional pattern for determining the irradiation region is generated by generating a three-dimensional pattern for determining the irradiation region on a three-dimensional shape pattern of a film surface obtained in advance, and then projecting the three-dimensional pattern for determining the irradiation region into two dimensions.
[41] The two-dimensional pattern for determining an irradiation region is
A two-dimensional base pattern previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface to generate a three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
is a reduced correction pattern generated by
40. The laser light irradiation control program according to any one of Aspects 32 to 39, wherein the X-axis direction is the direction of the scanning length of the laser light, and the Y-axis direction is the direction of the scanning width of the laser light.
[42] The laser light irradiation control program according to any one of aspects 32 to 41, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of a laser scanning speed, a laser output intensity, and a laser spot diameter.
[43] The laser light irradiation control program according to any one of aspects 32 to 42, which causes the laser light scanning device to scan with the laser light while overlapping in a line width direction of a scanning line.
[44] The laser light irradiation control program according to aspect 43, wherein the overlap is from 10% to 99% of the line width.
[45] A computer-readable recording medium or recording device storing the program according to any one of aspects 32 to 44.

本発明の一態様によれば、低抵抗で高信頼性の金属配線を製造することが可能な、金属配線の製造方法、金属配線製造装置、レーザ光照射制御装置及びレーザ光照射制御プログラムが提供され得る。 According to one aspect of the present invention, a method for manufacturing metal wiring, a metal wiring manufacturing apparatus, a laser light irradiation control device, and a laser light irradiation control program can be provided that are capable of manufacturing metal wiring with low resistance and high reliability.

本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態における照射ユニットパターンの形成手順について説明する図である。5A to 5C are diagrams illustrating a procedure for forming an irradiation unit pattern in the present embodiment. 本実施形態の金属配線製造装置の構成例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a configuration example of a metal wiring manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention; 本実施形態の金属配線製造装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of the configuration of a metal wiring manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention; 本実施形態のレーザ光照射制御プログラムによって実行される処理について説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a process executed by a laser light irradiation control program according to the present embodiment. 本実施形態のレーザ光照射制御プログラムによって実行される処理について説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a process executed by a laser light irradiation control program according to the present embodiment. 本実施形態のレーザ光照射制御プログラムによって実行される処理について説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a process executed by a laser light irradiation control program according to the present embodiment. 本実施形態のレーザ光照射制御プログラムによって実行される処理について説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a process executed by a laser light irradiation control program according to the present embodiment. 実施例及び比較例における導電性評価の手順を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for evaluating electrical conductivity in the examples and comparative examples. 実施例及び比較例における導電性評価の手順を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for evaluating electrical conductivity in the examples and comparative examples.

本発明者らは、照射領域を複数の照射ユニットパターンに分割した上で、各照射ユニットパターンに対して個別に設定された走査条件に従ってレーザを走査することによって、1の走査条件によって走査される照射範囲内の走査長を平準化でき、これにより、膜の部位による加熱度合のばらつきが低減されて、低抵抗かつ高信頼性の金属配線を製造できることを見出した。 The inventors discovered that by dividing the irradiation area into multiple irradiation unit patterns and scanning the laser according to scanning conditions set individually for each irradiation unit pattern, it is possible to level out the scanning length within the irradiation range scanned under one scanning condition, thereby reducing the variation in the degree of heating depending on the part of the film, and thus making it possible to manufacture metal wiring with low resistance and high reliability.

≪金属配線の製造方法≫
本発明の一態様は、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成するレーザ光照射工程を含む、金属配線の製造方法を提供する。一態様において、レーザ光照射工程は、以下のステップ:
予め作成され1又は2以上の閉図形で構成された照射領域決定用二次元パターンの閉図形を、平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とに区分して第2の閉図形及び任意の第1の閉図形を生成する、区分ステップ;
第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割して、各第3の閉図形及び存在する場合の各第1の閉図形を照射ユニットパターンとして生成する、照射ユニットパターン生成ステップ、
各照射ユニットパターンに対して、予め設定された走査パラメータを割り当てる、パラメータ割り当てステップ;
該照射ユニットパターン及び該走査パラメータに従って、各照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光のスポットを第1の方向に走査しながら第1の方向と異なる第2の方向に移動させることによって、照射領域にレーザ光を照射する、照射ステップ、
を含む。
<Metal Wiring Manufacturing Method>
One aspect of the present invention provides a method for manufacturing a metal wiring, comprising a laser light irradiation step of forming a metal wiring by irradiating a laser light to a predetermined irradiation region of a film containing a metal and/or a metal oxide. In one aspect, the laser light irradiation step includes the following steps:
A division step of dividing a closed figure of a two-dimensional pattern for determining an irradiation region, which is created in advance and is composed of one or more closed figures, into a first closed figure which is a parallelogram and a second closed figure which is other than a parallelogram, thereby generating the second closed figure and an arbitrary first closed figure;
an irradiation unit pattern generating step of dividing the second closed figure into two or more third closed figures by a dividing line, and generating each of the third closed figures and each of the first closed figures, if any, as an irradiation unit pattern;
A parameter assignment step of assigning preset scanning parameters to each irradiation unit pattern;
an irradiation step of irradiating an irradiation region with laser light by scanning a spot of laser light in a first direction while moving the spot of laser light in a second direction different from the first direction so as to fill each irradiation unit pattern according to the irradiation unit pattern and the scanning parameters;
Includes.

<膜形成>
一態様において、レーザ光照射工程に供される、金属及び/又は金属酸化物を含む膜は、塗工、貼り合わせ、蒸着等によって形成されていてよい。例えば、基材が構成する面上に、金属及び/又は金属酸化物を含む塗膜が形成されてよい。一態様において、膜は、金属及び/又は金属酸化物を含むペースト材料を塗布して形成された塗膜であってよい。塗布前に、基材の表面を予め洗浄しておいてもよい。ペースト材料は、金属及び/又は金属酸化物を含み、任意に有機物を含んでよく、さらに溶媒も含んでよい。一態様において、溶媒は、上記有機物を溶解又は分散、好ましくは溶解させることができ、金属及び/又は金属酸化物(例えばこれらの粒子)を分散させることができるものである。基材及び塗膜のより詳細な好適例については後述する。
<Membrane formation>
In one embodiment, the film containing metal and/or metal oxide to be subjected to the laser light irradiation step may be formed by coating, lamination, deposition, or the like. For example, a coating film containing metal and/or metal oxide may be formed on the surface of the substrate. In one embodiment, the film may be a coating film formed by applying a paste material containing metal and/or metal oxide. Before application, the surface of the substrate may be washed in advance. The paste material contains metal and/or metal oxide, and may optionally contain an organic substance, and may further contain a solvent. In one embodiment, the solvent is capable of dissolving or dispersing, preferably dissolving, the organic substance, and dispersing metal and/or metal oxide (e.g., particles thereof). More detailed preferred examples of the substrate and coating film will be described later.

塗膜の塗布方法は、特に限定されないが、ダイコート、スピンコート、スリットコート、バーコート、ナイフコート、スプレーコート、ディップコート等の塗布方法を用いることができる。上記塗布後、必要に応じて塗膜に残存する溶媒を除去してよい。以上のようにして、基材と、基材上に配置された金属及び/又は金属酸化物を含む塗膜とを含む構造体が得られる。 The coating method is not particularly limited, but can be die coating, spin coating, slit coating, bar coating, knife coating, spray coating, dip coating, or other coating methods. After the above coating, the solvent remaining in the coating may be removed as necessary. In this manner, a structure is obtained that includes a substrate and a coating containing a metal and/or metal oxide disposed on the substrate.

<レーザ光照射工程>
本工程では、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成する。レーザ光源の種類としては、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、YVO4(イットリウムバナデイト)、Yb(イッテルビウム)、半導体(GaAs,GaAlAs,GaInAs)、炭酸ガス、ファイバーレーザー等を用いることができる。レーザ光としては、基本波だけでなく必要に応じ高調波を取り出して使用してもよい。一態様において、レーザ光照射工程は以下のステップを含む。
<Laser light irradiation process>
In this process, a laser beam is irradiated to a preset irradiation area of a film containing a metal and/or metal oxide to form a metal wiring. The type of laser light source that can be used includes YAG (yttrium aluminum garnet), YVO4 (yttrium vanadate), Yb (ytterbium), semiconductors (GaAs, GaAlAs, GaInAs), carbon dioxide gas, fiber laser, etc. As the laser beam, not only a fundamental wave but also a higher harmonic wave may be extracted and used as necessary. In one embodiment, the laser beam irradiation process includes the following steps.

[区分ステップ]
図1A~Cを参照し、本ステップにおいては、予め作成され1又は2以上の閉図形で構成された照射領域決定用二次元パターンの当該閉図形を、平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とに区分して第2の閉図形及び任意の第1の閉図形を生成する。区分は、ソフトウェア又は手動で行ってよい。例えば、図1A及びBを参照し、閉図形1,2,3で構成された照射領域決定用二次元パターンPの閉図形を、第1の閉図形1で構成されるパートP1と第2の閉図形2,3で構成されるパートP2とに区分する。レーザ光の照射領域が第1の閉図形、すなわち平行四辺形の形状である場合には、当該平行四辺形の辺を第1及び第2の方向の各々に設定することで、走査長及び走査幅が一定のレーザ光照射が可能であるため、走査長の平準化のための分割線による分割は不要である。したがって、本ステップにおいては、分割線による分割を要する第2の閉図形を選び出す。
[Sectional Step]
1A-C, in this step, the closed figure of the two-dimensional pattern for determining the irradiation area, which is created in advance and is composed of one or more closed figures, is divided into a first closed figure, which is a parallelogram, and a second closed figure, which is a non-parallelogram, to generate the second closed figure and an arbitrary first closed figure. The division may be performed by software or manually. For example, referring to FIGS. 1A and 1B, the closed figure of the two-dimensional pattern for determining the irradiation area P, which is composed of closed figures 1, 2, and 3, is divided into a part P1 composed of the first closed figure 1 and a part P2 composed of the second closed figures 2 and 3. When the irradiation area of the laser light is the first closed figure, that is, the shape of a parallelogram, by setting the sides of the parallelogram in the first and second directions, it is possible to irradiate the laser light with a constant scanning length and scanning width, so that division by a division line for leveling the scanning length is not necessary. Therefore, in this step, the second closed figure that requires division by a division line is selected.

[照射ユニットパターン生成ステップ]
本ステップにおいては、上記第2の閉図形の各々を分割線Lによって2以上の第3の閉図形に分割して、各第3の閉図形及び存在する場合の各第1の閉図形を照射ユニットパターンとして生成する。典型的な態様において、分割線は直線である。例えば、図1Cを参照し、第2の閉図形2を分割線Lによって第3の閉図形2a,2bに分割し、第2の閉図形3を分割線Lによって第3の閉図形3a,3bに分割する。これにより、複数の照射ユニットパターンで構成された照射ユニットパターン群P3を得ることができる。
[Irradiation unit pattern generation step]
In this step, each of the second closed figures is divided into two or more third closed figures by a division line L, and each third closed figure and each first closed figure, if any, are generated as irradiation unit patterns. In a typical embodiment, the division line is a straight line. For example, referring to FIG. 1C, the second closed figure 2 is divided into third closed figures 2a and 2b by the division line L, and the second closed figure 3 is divided into third closed figures 3a and 3b by the division line L. This allows for the generation of an irradiation unit pattern group P3 composed of a plurality of irradiation unit patterns.

一態様において、分割線は、第2の閉図形の最大差し渡し方向D(すなわち、第2の閉図形の最大差し渡し長を与える方向)における最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔD(以下、単にΔDということもある。)よりも、複数の第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δd(以下、単にΔdということもある。)が小さくなるように第2の閉図形を分割する線分である。例えば、図2A~C並びに図3A及びBを参照し、第2の閉図形2の最大差し渡し方向DにおけるΔDよりも第3の閉図形2aの幅方向da及び第3の閉図形2bの幅方向dbにおけるΔdが小さくなるように分割線Lを指定してよく、図4A~Eを参照し、第2の閉図形3の最大差し渡し方向DにおけるΔDよりも第3の閉図形3aの幅方向da及び第3の閉図形3bの幅方向dbにおけるΔdが小さくなるように分割線Lを指定してよく、図5A~Cを更に参照し、第2の閉図形3の最大差し渡し方向DにおけるΔDよりも第3の閉図形3cの幅方向dc及び第3の閉図形3dの幅方向ddにおけるΔdが小さくなるように分割線Lを指定してよい。分割線Lは、1の第2の閉図形から生成する複数の第3の閉図形のうち少なくとも1つのΔdがΔDよりも小さくなるような線であれば足りるが、典型的な態様において、分割線Lは、1の第2の閉図形から生成する複数の第3の閉図形の全てのΔdがΔDよりも小さくなるような線である。 In one aspect, the division line is a line segment that divides the second closed figure so that the difference Δd (hereinafter sometimes simply referred to as Δd) between the maximum width dmax and minimum width dmin of the multiple third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than the difference ΔD (hereinafter sometimes simply referred to as ΔD) between the maximum width Dmax and minimum width Dmin in the maximum span direction D of the second closed figure (i.e., the direction giving the maximum span length of the second closed figure). For example, with reference to Figures 2A to C and Figures 3A and B, the division line L may be specified so that Δd in the width direction da of the third closed figure 2a and the width direction db of the third closed figure 2b is smaller than ΔD in the maximum span direction D of the second closed figure 2; with reference to Figures 4A to E, the division line L may be specified so that Δd in the width direction da of the third closed figure 3a and the width direction db of the third closed figure 3b is smaller than ΔD in the maximum span direction D of the second closed figure 3; and with further reference to Figures 5A to C, the division line L may be specified so that Δd in the width direction dc of the third closed figure 3c and the width direction dd of the third closed figure 3d is smaller than ΔD in the maximum span direction D of the second closed figure 3. The division line L need only be a line that makes the Δd of at least one of the multiple third closed figures generated from one second closed figure smaller than ΔD, but in a typical embodiment, the division line L is a line that makes the Δd of all of the multiple third closed figures generated from one second closed figure smaller than ΔD.

第3の閉図形の幅方向dは、所望に応じて任意に指定できる。好ましい態様において、幅方向dは、例えば図3Aに示すように、分割線に対して垂直又は平行の方向である。なお第3の閉図形が複数の分割線に接している場合、分割線に対して垂直又は平行とは、複数の分割線のうち少なくとも1つに対して垂直又は平行であることを意味する。1の第2の閉図形から生成する複数の第3の閉図形の幅方向dは互いに同じ又は異なってよいが、同一である場合、レーザ光照射条件の制御が容易である傾向があり好ましい。好ましい態様において、第3の閉図形の幅方向dは、Δdが最小となる方向である。例えば図2Bに示す幅方向da,dbと比べて、図3Aに示す幅方向da,dbによればΔdを最小化(例えばΔdがゼロ)でき、より好ましい。 The width direction d of the third closed figure can be arbitrarily specified as desired. In a preferred embodiment, the width direction d is a direction perpendicular or parallel to the division line, for example, as shown in FIG. 3A. In addition, when the third closed figure is in contact with multiple division lines, perpendicular or parallel to the division line means perpendicular or parallel to at least one of the multiple division lines. The width directions d of multiple third closed figures generated from one second closed figure may be the same or different from each other, but if they are the same, it tends to be easier to control the laser light irradiation conditions, which is preferable. In a preferred embodiment, the width direction d of the third closed figure is the direction in which Δd is minimized. For example, compared to the width directions da and db shown in FIG. 2B, the width directions da and db shown in FIG. 3A can minimize Δd (for example, Δd is zero), which is more preferable.

一態様においては、予め設定された本数及び/又は方向の条件に従って、分割線を指定してもよい。例えば、各第2の閉図形について、分割線の本数をまず指定し、次いで、分割線に対して垂直の方向を第3の閉図形の幅方向dに指定したときのΔdが最小になるように分割線の方向を指定してよい。例えば、1の第2の閉図形から生成する第3の閉図形の数を最小化する観点から、分割線をまず1本に指定して第2の閉図形の分割を試み、すべての第3の閉図形でのΔD>Δdが実現された場合には分割処理を終了し、実現されない場合には分割線を2本に増加させて分割処理を再度試みる、等の手順が可能である。又は、分割線の方向をまず指定し、次いで、分割線に対して垂直の方向を第3の閉図形の幅方向dに指定したときのΔdが所定値以下となるように分割線の本数を指定してよい。このとき、分割線の本数に上限を設けてもよい。すなわち、分割線の上限本数以下ではすべての第3の閉図形での所定値以下のΔdが実現できない場合には分割線の方向を変更して分割処理を再度試みる、等の手順が可能である。 In one aspect, the division lines may be specified according to a preset number and/or direction condition. For example, for each second closed figure, the number of division lines may be specified first, and then the direction of the division lines may be specified so that Δd is minimized when the direction perpendicular to the division lines is specified as the width direction d of the third closed figure. For example, from the viewpoint of minimizing the number of third closed figures generated from one second closed figure, a procedure is possible in which one division line is specified first to attempt division of the second closed figure, and if ΔD>Δd is realized for all third closed figures, the division process is terminated, and if not, the number of division lines is increased to two and the division process is attempted again. Alternatively, the direction of the division line may be specified first, and then the number of division lines may be specified so that Δd is equal to or less than a predetermined value when the direction perpendicular to the division line is specified as the width direction d of the third closed figure. In this case, an upper limit may be set on the number of division lines. In other words, if it is not possible to achieve a Δd of less than the specified value for all third closed figures with the upper limit number of dividing lines, it is possible to change the direction of the dividing lines and try the dividing process again.

一態様においては、分割線が、各第2の閉図形から、dmax及び/又はΔdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する。例えば、図6Aを参照し、第2の閉図形4を、分割線L1,L2,L3で分割して、幅方向da,db,dc,ddの各々におけるdmax及びΔdが互いに略同一の第3の閉図形4a,4b,4c,4dを生成してよい。この場合、第3の閉図形間で比較的類似のレーザ光照射条件を用いることができるため、プロセス制御が容易であり好ましい。 In one aspect, the dividing lines generate a plurality of third closed figures from each second closed figure, each having substantially the same dmax and/or Δd. For example, referring to FIG. 6A, the second closed figure 4 may be divided by dividing lines L1, L2, and L3 to generate third closed figures 4a, 4b, 4c, and 4d having substantially the same dmax and Δd in each of the width directions da, db, dc, and dd. In this case, relatively similar laser light irradiation conditions can be used between the third closed figures, which is preferable because process control is easy.

一態様において、分割線は、最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分である。この場合、分割線に対して平行の方向を第1の方向とすることは、走査長の増大及び走査本数の低減を可能にするため、金属配線の抵抗低減及び信頼性向上の点で有利である。例えば、図6Bを参照し、第2の閉図形4を、最大差し渡し方向Dに対して平行な分割線L4,L5,L6によって、第3の閉図形4e,4f,4g,4hに分割してよく、図7Aを参照し、第2の閉図形5を、最大差し渡し方向Dに対して平行な分割線L1,L2,L3,L4,L5によって、第3の閉図形5a,5b,5c,5d,5e,5fに分割してよい。 In one embodiment, the division line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D. In this case, setting the direction parallel to the division line as the first direction is advantageous in terms of reducing the resistance of the metal wiring and improving reliability, since it allows for an increase in the scan length and a reduction in the number of scans. For example, referring to FIG. 6B, the second closed figure 4 may be divided into third closed figures 4e, 4f, 4g, and 4h by division lines L4, L5, and L6 parallel to the maximum span direction D, and referring to FIG. 7A, the second closed figure 5 may be divided into third closed figures 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, and 5f by division lines L1, L2, L3, L4, and L5 parallel to the maximum span direction D.

図7A及びBを参照し、一態様において、分割線L1~L5が、第2の閉図形5の最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分である場合、当該分割線が第3の閉図形5a,5b,5c,5d,5e,5fの少なくとも一部(図7A中の5b,5c,5d,5e,5f)の最大内接矩形R1,R2,R3,R4,R5の長辺の一部又は全部を構成し、最大内接矩形の短辺長s1,s2,s3,s4,s5が互いに略同一であってよい。短辺方向を第1の方向、長辺方向を第2の方向にそれぞれ指定することによって、1の第2の閉図形から生成した複数の第3の閉図形のうちの大部分に対して同一又は類似のレーザ光照射条件を適用できるため、プロセス制御が容易であり好ましい。 7A and 7B, in one embodiment, when the division lines L1 to L5 are two or more line segments parallel to the maximum span direction D of the second closed figure 5, the division lines form part or all of the long sides of the maximum inscribed rectangles R1, R2, R3, R4, and R5 of at least a part of the third closed figures 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, and 5f (5b, 5c, 5d, 5e, and 5f in FIG. 7A), and the short side lengths s1, s2, s3, s4, and s5 of the maximum inscribed rectangles may be approximately the same. By designating the short side direction as the first direction and the long side direction as the second direction, respectively, the same or similar laser light irradiation conditions can be applied to most of the multiple third closed figures generated from one second closed figure, which is preferable because process control is easy.

一態様においては、照射ユニットパターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影されて照射領域とされてもよい。図8を参照し、照射領域Rは、複数の照射ユニットパターンで構成された照射ユニットパターン群P3を膜表面の三次元形状パターン81上に投影することで形成されている。膜表面の三次元形状パターンは、従来公知の手段で取得でき、例えば、膜表面の形状を、イメージセンサ等の画像認識装置で読み込んで取得してよい。取得した三次元形状パターン上に、各照射ユニットパターンを投影する。照射ユニットパターンと膜表面の三次元形状パターンとの位置合わせは、当業者に公知のソフトウェア、又は手動で行ってよい。一態様においては、XYZ座標系及びその基準点(原点)を指定し、XYZ座標系内に、Z軸方向高さが最小となるように膜表面の三次元形状パターン81を配置するとともに、当該三次元形状パターンのZ軸方向上方(すなわち+の方向)のXY平面上に照射ユニットパターン群P3を配置し、所望により上面視画像等を用いて照射ユニットパターン群P3と膜表面の三次元形状パターン81との位置合わせを行った後、当該照射ユニットパターン群P3の形状を三次元形状パターン81上にZ方向に投影して、照射領域を生成してよい。 In one aspect, the irradiation unit pattern may be projected onto a previously acquired three-dimensional shape pattern of the film surface to form an irradiation area. Referring to FIG. 8, the irradiation area R is formed by projecting an irradiation unit pattern group P3 composed of a plurality of irradiation unit patterns onto a three-dimensional shape pattern 81 of the film surface. The three-dimensional shape pattern of the film surface can be acquired by a conventionally known means, for example, by reading and acquiring the shape of the film surface with an image recognition device such as an image sensor. Each irradiation unit pattern is projected onto the acquired three-dimensional shape pattern. The alignment of the irradiation unit pattern with the three-dimensional shape pattern of the film surface may be performed by software known to those skilled in the art, or manually. In one embodiment, an XYZ coordinate system and its reference point (origin) are specified, and a three-dimensional shape pattern 81 on the film surface is positioned within the XYZ coordinate system so that the height in the Z axis direction is minimized. The irradiation unit pattern group P3 is positioned on the XY plane above the three-dimensional shape pattern in the Z axis direction (i.e., in the + direction). If desired, the irradiation unit pattern group P3 and the three-dimensional shape pattern 81 on the film surface can be aligned using a top view image or the like, and then the shape of the irradiation unit pattern group P3 can be projected in the Z direction onto the three-dimensional shape pattern 81 to generate an irradiation area.

図9を参照し、一態様においては、照射領域決定用二次元パターンPが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン81上に照射領域決定用三次元パターン82を生成した後、照射領域決定用三次元パターン82を二次元に投影することによって生成されていてよい。このようにして生成された照射領域決定用三次元パターンを用いる場合、膜表面の三次元形状を考慮した照射領域のより精密な設定が可能であり、金属配線の抵抗低減及び信頼性向上において特に有利である。上記投影によって生成した照射領域決定用二次元パターンPを、前述の手順でパターン分割することにより、照射ユニットパターン群P3を生成できる。図8を再び参照し、一態様において、照射領域Rは、照射ユニットパターン群P3を三次元形状パターン81上に逆投影して形成してもよい。 Referring to FIG. 9, in one embodiment, the two-dimensional pattern P for determining the irradiation area may be generated by generating a three-dimensional pattern 82 for determining the irradiation area on a three-dimensional shape pattern 81 of the film surface previously acquired, and then projecting the three-dimensional pattern 82 for determining the irradiation area in two dimensions. When the three-dimensional pattern for determining the irradiation area generated in this manner is used, it is possible to set the irradiation area more precisely taking into account the three-dimensional shape of the film surface, which is particularly advantageous in reducing the resistance of the metal wiring and improving its reliability. The two-dimensional pattern P for determining the irradiation area generated by the above projection is pattern-divided in the above-mentioned procedure to generate the irradiation unit pattern group P3. Referring again to FIG. 8, in one embodiment, the irradiation area R may be formed by back-projecting the irradiation unit pattern group P3 onto the three-dimensional shape pattern 81.

図10A及びBを参照し、一態様においては、照射領域決定用二次元パターンPが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターン80を、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン81上に投影して、照射領域決定用三次元パターン82を生成すること、
二次元ベースパターン80上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
照射領域決定用三次元パターン82上の、上記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
二次元ベースパターン80の寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであってよい。一態様においては、X軸方向寸法A1及びY軸方向寸法B1を有する二次元ベースパターン80のX軸方向全域に亘ってY軸方向の寸法B1を計測するとともに、各寸法B1に対応する部位の寸法B2を計測して、寸法B1と寸法B2との各対について、B1/B2の算出、及び寸法B1の縮小補正を行う。このようにして生成された照射領域決定用二次元パターンを用いる場合、膜表面の三次元形状を考慮した照射領域のより精密な設定が可能であり、金属配線の抵抗低減及び信頼性向上において特に有利である。上記縮小補正パターンを、前述の手順でパターン分割することにより、照射ユニットパターン群P3を生成できる。図8を再び参照し、一態様において、照射領域Rは、照射ユニットパターン群P3を三次元形状パターン81上に逆投影して形成してもよい。一態様において、後述の照射ステップにおいて、上記X軸方向を第1の方向に指定し、上記Y軸方向を第2の方向に指定してよい。
10A and 10B, in one embodiment, the two-dimensional pattern P for determining the irradiation region is:
A two-dimensional base pattern 80 previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern 81 of a film surface to generate a three-dimensional pattern 82 for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern 80;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern 82 for determining an irradiation region;
Multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern 80 by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
The reduced correction pattern may be generated by the above method. In one aspect, the dimension B1 in the Y-axis direction is measured over the entire X-axis region of the two-dimensional base pattern 80 having the X-axis dimension A1 and the Y-axis dimension B1, and the dimension B2 of the portion corresponding to each dimension B1 is measured, and for each pair of the dimension B1 and the dimension B2, B1/B2 is calculated and the dimension B1 is reduced and corrected. When the two-dimensional pattern for determining the irradiation region generated in this manner is used, it is possible to set the irradiation region more precisely taking into account the three-dimensional shape of the film surface, which is particularly advantageous in reducing the resistance of the metal wiring and improving its reliability. The reduced correction pattern is divided into patterns in the above-mentioned procedure to generate the irradiation unit pattern group P3. Referring again to FIG. 8, in one aspect, the irradiation region R may be formed by back-projecting the irradiation unit pattern group P3 onto the three-dimensional shape pattern 81. In one aspect, in the irradiation step described below, the X-axis direction may be designated as the first direction, and the Y-axis direction may be designated as the second direction.

[パラメータ割り当てステップ]
本ステップでは、上記の各照射ユニットパターンに対して、予め設定された走査パラメータを割り当てる。これにより、各照射ユニットパターンの位置情報と、これに関連付けられた走査パラメータとを含む走査制御信号を生成できる。金属配線製造装置のレーザ発振装置及びレーザ光走査装置、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構は、このような走査制御信号を受信して、所望条件下でレーザ光照射を行うことができる。走査パラメータは、照射ユニットパターン間で、互いに同じでも異なってもよい。
走査パラメータとしては、例えば以下を例示できる。
[Parameter assignment step]
In this step, preset scanning parameters are assigned to each of the above-mentioned irradiation unit patterns. This allows a scanning control signal including position information of each irradiation unit pattern and the scanning parameters associated therewith to be generated. The laser oscillation device and the laser light scanning device of the metal wiring manufacturing apparatus, as well as mechanisms such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism, can receive such scanning control signals and perform laser light irradiation under desired conditions. The scanning parameters may be the same or different between the irradiation unit patterns.
Examples of the scanning parameters include the following:

(中心波長、パルス周波数)
レーザ光の中心波長は、一態様において350nm以上600nm以下、好ましくは355nm又は532nmである。レーザ光は、CW波(連続波)であってもよいが、高い先頭値の光線を照射することで、熱の拡散を防ぎながら焼成を瞬間的に進行させることができる観点からは、パルス波であっても良い。パルス波の1パルスあたりの幅は、光線照射時の膜のアブレーションを抑制する観点から、好ましくは、1~100ナノ秒、又は2~50ナノ秒、又は3~30ナノ秒である。
(center wavelength, pulse frequency)
In one embodiment, the central wavelength of the laser light is 350 nm or more and 600 nm or less, preferably 355 nm or 532 nm. The laser light may be a CW wave (continuous wave), but may be a pulse wave from the viewpoint of preventing diffusion of heat and proceeding with baking instantaneously by irradiating a light beam with a high peak value. The width of one pulse of the pulse wave is preferably 1 to 100 nanoseconds, 2 to 50 nanoseconds, or 3 to 30 nanoseconds from the viewpoint of suppressing ablation of the film during light irradiation.

(膜への侵入長)
一態様において、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の内部には、光線が適切な侵入長で侵入する。侵入長とは、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の厚み方向に光線を光強度I0で入射させたときに、光強度が当該膜の吸光によってI0/eに減衰するまでの当該膜の深さxである。金属及び/又は金属酸化物を含む膜の、ある波長の光の吸光度をαとしたとき、当該波長における、光強度I0/eとxとは、下記式:
0/e=I0×e(-αx)
の関係を満たし、したがって、xとαとは、下記式:
x=1/α
の関係を満たす。
(Membrane penetration depth)
In one embodiment, a light beam penetrates into the film containing a metal and/or metal oxide with an appropriate penetration depth. The penetration depth is the depth x of a film containing a metal and/or metal oxide, when a light beam is incident with a light intensity I0 in the thickness direction of the film, until the light intensity is attenuated to I0 /e due to light absorption by the film. When the light absorbance of a film containing a metal and/or metal oxide at a certain wavelength is α, the light intensity I0 /e and x at that wavelength are expressed by the following formula:
I 0 /e=I 0 ×e (-αx)
Therefore, x and α satisfy the following formula:
x=1/α
Satisfy the relationship.

一態様においては、金属及び/又は金属酸化物を含む膜に、侵入長0.25μm以上10.00μm以下でレーザ光を照射する。侵入長は、より好ましくは、0.30μm以上8.00μm以下、更に好ましくは0.35μm以上6.00μm以下、最も好ましくは0.40μm以上4.50μm以下の範囲である。侵入長が0.25μm以上である場合、レーザ光が膜の内部まで良好に侵入し、膜の表面のみでなく内部の焼結、粒子同士の接触等による導電体の形成も良好に進行し、金属配線が低抵抗になる。一方、侵入長が10.00μm以下である場合、光線が膜の内部まで侵入するとともに良好に光吸収され、結果として内部の焼結、粒子同士の接触等による導電体の形成が良好に進行し、金属配線が低抵抗になる。 In one embodiment, a film containing a metal and/or metal oxide is irradiated with laser light at a penetration depth of 0.25 μm to 10.00 μm. The penetration depth is more preferably 0.30 μm to 8.00 μm, even more preferably 0.35 μm to 6.00 μm, and most preferably 0.40 μm to 4.50 μm. When the penetration depth is 0.25 μm or more, the laser light penetrates well into the inside of the film, and not only the surface of the film but also the internal sintering and the formation of a conductor due to contact between particles proceed well, resulting in low resistance of the metal wiring. On the other hand, when the penetration depth is 10.00 μm or less, the light penetrates well into the inside of the film and is absorbed well, resulting in good internal sintering and the formation of a conductor due to contact between particles, resulting in low resistance of the metal wiring.

侵入長は、金属及び/又は金属酸化物を含む膜に含まれる、金属及び/又は金属酸化物の含有量、金属及び/又は金属酸化物が粒子である場合の粒径、その他の成分(有機物等)の量、等によって調整できる。例えば、金属及び/又は金属酸化物の含有量を少なくすること、及び粒径を小さくすることは、侵入長を大きくする傾向があり、逆に、当該含有量を多くすること、及び粒径を大きくすることは、侵入長を小さくする傾向がある。また、吸光性有機材料(例えば後述のリン含有有機化合物)の存在により侵入長が小さくなる傾向がある。 The penetration depth can be adjusted by the content of the metal and/or metal oxide contained in the film containing the metal and/or metal oxide, the particle size when the metal and/or metal oxide is particulate, the amount of other components (organic substances, etc.), etc. For example, decreasing the content of the metal and/or metal oxide and decreasing the particle size tends to increase the penetration depth, while increasing the content and increasing the particle size tends to decrease the penetration depth. In addition, the presence of a light-absorbing organic material (for example, a phosphorus-containing organic compound described below) tends to decrease the penetration depth.

(出力密度)
レーザ光の出力密度を適切な範囲に調整することにより、膜が吸収するエネルギー量を制御でき、内部の焼結、粒子同士の接触等による導電体の形成を良好に進行させることができる。レーザ光の出力密度は、好ましくは、0.001mW/μm2以上2.000mW/μm2以下、又は0.005mW/μm2以上1.900mW/μm2以下、又は0.010mW/μm2以上1.800mW/μm2以下、又は0.015mW/μm2以上1.500mW/μm2以下である。出力密度が0.001mW/μm2以上である場合、膜が良好に焼結、粒子同士の接触等により導体化され、金属配線が低抵抗になる。また、2.000mW/μm2以下である場合、膜の炭化又はアブレーションが生じにくく、所望の金属配線を容易に形成できる。
(power density)
By adjusting the power density of the laser light to an appropriate range, the amount of energy absorbed by the film can be controlled, and the formation of a conductor due to internal sintering and contact between particles can be favorably promoted. The power density of the laser light is preferably 0.001 mW/μm 2 or more and 2.000 mW/μm 2 or less, or 0.005 mW/μm 2 or more and 1.900 mW/μm 2 or less, or 0.010 mW/μm 2 or more and 1.800 mW/μm 2 or less, or 0.015 mW/μm 2 or more and 1.500 mW/μm 2 or less. When the power density is 0.001 mW/μm 2 or more, the film is favorably sintered, and the metal wiring is made conductive due to contact between particles, etc., and the metal wiring has low resistance. Also, when the power density is 2.000 mW/μm 2 or less , carbonization or ablation of the film is unlikely to occur, and the desired metal wiring can be easily formed.

(スポット径、オーバーラップ率、走査線間隔)
レーザ光は、所望のスポット径で膜に照射されてよい。スポット径は、レーザ光の焦点からのずれ量によって調整され得る。一態様において、レーザ光は、膜上に複数回重複して照射されることが好ましい。例えば、レーザ光を、走査線の線幅方向にオーバーラップさせながら膜上に繰り返し走査する。この場合のオーバーラップ率(すなわち、1回目照射がされた部位のうち2回目照射もされた部位の、走査線幅方向での比率)は、好ましくは、10%以上99%以下、又は20%以上95%以下、又は30%以上90%以下、又は40%以上85%以下である。オーバーラップ率が10%以上であることで、金属及び/又は金属酸化物の焼結、粒子同士の接触等による導電体の形成が良好に進行し、99%以下であることで、産業的に実用性のある生産速度で配線を製造することができる。なお、2回目照射の走査線の方向は、1回目照射の走査線と同方向(すなわち片道走査)又は逆方向(すなわち往復走査)であってよい。レーザ光の走査線間隔は、例えば、所望のスポット径において所望のオーバーラップ率が得られるように目的に応じて設定してよい。
(spot diameter, overlap rate, scanning line spacing)
The laser light may be irradiated to the film with a desired spot diameter. The spot diameter may be adjusted by the amount of deviation of the laser light from the focus. In one embodiment, the laser light is preferably irradiated on the film multiple times in an overlapping manner. For example, the laser light is repeatedly scanned on the film while overlapping in the line width direction of the scanning line. In this case, the overlap rate (i.e., the ratio in the scanning line width direction of the portion irradiated the first time to the portion irradiated the second time) is preferably 10% or more and 99% or less, or 20% or more and 95% or less, or 30% or more and 90% or less, or 40% or more and 85% or less. When the overlap rate is 10% or more, the formation of a conductor by sintering of metal and/or metal oxide, contact between particles, etc., proceeds well, and when it is 99% or less, wiring can be manufactured at an industrially practical production speed. The direction of the scanning line of the second irradiation may be the same direction as the scanning line of the first irradiation (i.e., one-way scanning) or the opposite direction (i.e., reciprocating scanning). The scanning line interval of the laser light may be set according to the purpose, for example, so that a desired overlap rate is obtained for a desired spot diameter.

(デフォーカス値)
デフォーカス値は、上記のスポット径を所望の範囲に調整するために適宜指定してよい。好ましい態様において、デフォーカス値は、レーザ光の照射方向の高さにおいて集光位置を0としたときに-10.0mmから10.0mmの範囲に設定してよい。
(Defocus value)
The defocus value may be appropriately specified in order to adjust the spot diameter to a desired range. In a preferred embodiment, the defocus value may be set in the range of −10.0 mm to 10.0 mm when the focusing position in the height in the irradiation direction of the laser light is set to 0.

(入射角)
レーザ光の膜への入射角は、好ましくは、0度以上50度以下、又は0度以上48度以下、又は0度以上45度以下である。入射角度が50度以下である場合、膜の表面でレーザ光が反射したり膜の内部に侵入する光線の光量が少ないことによる膜の焼結、粒子同士の接触等による導電体の形成の不足を防止し、金属配線の抵抗値を低く且つ均一にすることができる。
(Angle of Incidence)
The incident angle of the laser light to the film is preferably 0 to 50 degrees, or 0 to 48 degrees, or 0 to 45 degrees. When the incident angle is 50 degrees or less, sintering of the film caused by the laser light being reflected on the surface of the film or a small amount of light entering the film, or insufficient formation of a conductor caused by contact between particles, etc. can be prevented, and the resistance value of the metal wiring can be made low and uniform.

(走査速度)
レーザ光の走査速度(V)(単位:mm/秒)は、照射パターン形状に基づいて算出されるレーザ光走査長(L)(単位:mm)と、所望の走査周期(F)(単位:Hz)(例えば、15Hz)とから、下記式に従って算出される。
走査速度(V)=走査周期(F)×走査長(L)
(Scanning Speed)
The scanning speed (V) (unit: mm/sec) of the laser light is calculated from the laser light scanning length (L) (unit: mm) calculated based on the irradiation pattern shape and the desired scanning period (F) (unit: Hz) (e.g., 15 Hz) according to the following formula.
Scanning speed (V) = scanning period (F) x scanning length (L)

(走査方向)
レーザ光走査方向は目的に応じて指定されてよい。走査方向は、例えば、各照射ユニットパターンにおいて、最大走査長が最小となる方向、最大走査長と最小走査長との差が最小となる方向、走査回数が最小となる方向、等であってよい。
(Scanning direction)
The laser beam scanning direction may be specified depending on the purpose. For example, the scanning direction may be a direction in which the maximum scanning length is the shortest, a direction in which the difference between the maximum scanning length and the minimum scanning length is the smallest, a direction in which the number of scans is the smallest, etc., in each irradiation unit pattern.

一態様において、走査パラメータは、レーザ走査速度、レーザ出力密度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む。 In one aspect, the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of laser scanning speed, laser power density, and laser spot diameter.

一態様においては、複数のパラメータ要素(例えば、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径)の数値の組合せを1つのテンプレートとしてよい。このようなテンプレートを複数準備しておき、各照射ユニットパターンに対して、当該複数のテンプレートから選択した1つのテンプレートを割り当ててよい。典型的な態様において、各照射ユニットパターン内は同一の走査パラメータが適用されるが、1つの照射ユニットパターンにおいて、部位に応じた異なる走査パラメータが割り当てられてもよい。 In one aspect, a combination of the numerical values of multiple parameter elements (e.g., laser scanning speed, laser output intensity, and laser spot diameter) may be used as one template. Multiple such templates may be prepared, and one template selected from the multiple templates may be assigned to each irradiation unit pattern. In a typical aspect, the same scanning parameters are applied within each irradiation unit pattern, but different scanning parameters may be assigned to different parts within one irradiation unit pattern.

走査パラメータは、膜の性状と当該性状に適したレーザ光照射条件との関係について予め検討した結果に基づいて予め設定されてよい。本実施形態においては、膜に対してレーザ光を照射して、当該膜の焼成物である金属配線を形成する。本実施形態における膜は、金属及び/又は金属酸化物を含む薄膜であり、一態様においては分散剤等の有機物を更に含む。このような膜においては、焼成状態がレーザ光照射要件によって大きく左右される。例えば、レーザ光の出力強度を変えずに走査速度を遅くすると、膜の加熱がより顕著になる傾向があるが、膜の加熱の程度は、膜の性状(化学組成、厚み、レーザ光侵入長、形態(孔の存在等)等)によって異なる。したがって、走査パラメータは、膜の性状に応じて適切に選択されることが望ましい。一態様においては、膜性状データと、当該膜性状データに対応付けられた走査パラメータデータ(例えば、前述のテンプレート)とを含むデータセットを複数生成して保存しておき、走査パラメータの割り当てを行う際に、当該データセットを読み込み、実際に使用する膜の性状と同一又は類似の膜性状データに対応付けられた走査パラメータを選択して照射ユニットパターンに割り当ててよい。
又は、走査パラメータは、ユーザからの数値の直接入力に基づいて生成されてもよい。
The scanning parameters may be set in advance based on the results of a study of the relationship between the properties of the film and the laser light irradiation conditions suitable for the properties. In this embodiment, the film is irradiated with laser light to form a metal wiring, which is a fired product of the film. The film in this embodiment is a thin film containing metal and/or metal oxide, and in one aspect further contains an organic substance such as a dispersant. In such a film, the fired state is greatly influenced by the laser light irradiation requirements. For example, when the scanning speed is slowed without changing the output intensity of the laser light, the film tends to be heated more significantly, but the degree of heating of the film varies depending on the properties of the film (chemical composition, thickness, laser light penetration length, form (presence of holes, etc.), etc.). Therefore, it is desirable to appropriately select the scanning parameters according to the properties of the film. In one aspect, a plurality of data sets including film property data and scanning parameter data (e.g., the above-mentioned template) associated with the film property data are generated and stored, and when assigning scanning parameters, the data set is read, and scanning parameters associated with film property data that is the same as or similar to the properties of the film actually used are selected and assigned to the irradiation unit pattern.
Alternatively, the scanning parameters may be generated based on direct input of numerical values from a user.

走査制御信号は、照射ユニットパターン群を構成する照射ユニットパターンのうちレーザ光を最初に照射するパターンの指定、各照射ユニットパターンにおけるレーザ光走査開始位置等に関する情報を含んでもよい。 The scanning control signal may include information regarding the designation of the pattern that is to be first irradiated with laser light among the irradiation unit patterns constituting the irradiation unit pattern group, the start position of the laser light scanning in each irradiation unit pattern, etc.

[照射ステップ]
本ステップにおいては、照射ユニットパターン及びこれに割り当てられた走査パラメータに従って、各照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光のスポットを第1の方向に走査しながら当該第1の方向と異なる第2の方向に移動させることによって、照射領域にレーザ光を照射する。典型的な態様において、第2の方向は、第1の方向に対して垂直の方向である。一態様においては、第1の方向が、第3の閉図形の幅方向dに対して垂直又は平行の方向である。また、一態様において、第1の方向は、第2の閉図形を分割する1又は2以上の分割線の少なくとも1つに対して垂直又は平行の方向である。また、一態様において、第1の方向は、存在する場合の第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向である。
[Irradiation step]
In this step, the laser light is irradiated to the irradiation area by scanning the spot of the laser light in a first direction while moving the spot of the laser light in a second direction different from the first direction so as to fill each irradiation unit pattern according to the irradiation unit pattern and the scanning parameters assigned thereto. In a typical aspect, the second direction is a direction perpendicular to the first direction. In one aspect, the first direction is a direction perpendicular or parallel to the width direction d of the third closed figure. In another aspect, the first direction is a direction perpendicular or parallel to at least one of one or more division lines dividing the second closed figure. In another aspect, the first direction is a long side direction or a short side direction of the first closed figure if it exists.

各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比は、走査長の平準化による利点を一層良好に得る観点から、好ましくは、0.25以上、又は0.27以上、又は0.3以上である。上記比は、最も好ましくは1.0であるが、照射領域の所望の形状に応じて、例えば、1.0以下、又は0.97以下、又は0.95以下であってよい。 The ratio of the minimum scan length to the maximum scan length of each irradiation unit pattern is preferably 0.25 or more, or 0.27 or more, or 0.3 or more, from the viewpoint of obtaining the advantage of the equalization of the scan length better. The above ratio is most preferably 1.0, but may be, for example, 1.0 or less, or 0.97 or less, or 0.95 or less, depending on the desired shape of the irradiation area.

照射領域は、二次元又は三次元の領域として設定してよい。三次元の照射領域は、図8、9、10A及び10Bを参照して前述したように、膜表面の三次元形状パターン上に指定されていてよい。 The irradiation area may be set as a two-dimensional or three-dimensional area. A three-dimensional irradiation area may be specified on a three-dimensional shape pattern of the film surface, as described above with reference to Figures 8, 9, 10A and 10B.

照射時の雰囲気中の酸素濃度は、好ましくは、5体積%以下、又は2体積%以下、又は1体積%以下である。酸素濃度は低い程望ましいが、工程管理の容易性の観点から、例えば、0.001体積%以上、又は0.01体積%以上、又は0.05体積%以上であってよい。
例えば以上のような手順で、本実施形態の金属配線を製造できる。
The oxygen concentration in the atmosphere during irradiation is preferably 5% by volume or less, or 2% by volume or less, or 1% by volume or less. Although a lower oxygen concentration is more preferable, from the viewpoint of ease of process control, it may be, for example, 0.001% by volume or more, 0.01% by volume or more, or 0.05% by volume or more.
For example, the metal wiring of this embodiment can be manufactured by the above-mentioned procedure.

<基材及び膜>
本実施形態の金属配線の製造に好適な基材、並びに、金属及び/又は金属酸化物を含む膜としては、以下を例示できる。
<Substrate and film>
Examples of the substrate and the film containing a metal and/or a metal oxide suitable for producing the metal wiring of this embodiment include the following.

[基材]
基材は、金属及び/又は金属酸化物を含む膜を配置するための面を構成するものであれば形状は特に限定されない。基材の材質は、後述する金属配線との電気絶縁性を確保するため、絶縁材料であることが好ましい。ただし、基材の全体が絶縁材料であることは必ずしも必要がない。金属及び/又は金属酸化物を含む膜が配置される面を構成する部分だけが絶縁材料であれば足りる。
[Substrate]
The shape of the substrate is not particularly limited as long as it constitutes a surface on which a film containing a metal and/or metal oxide is disposed. The substrate is preferably made of an insulating material in order to ensure electrical insulation from the metal wiring described below. However, it is not necessary that the entire substrate is made of an insulating material. It is sufficient that only the portion constituting the surface on which the film containing a metal and/or metal oxide is disposed is made of an insulating material.

基材の、金属及び/又は金属酸化物を含む膜が配置される面は、平面又は曲面であってよく、また段差等を含む面であってもよい。基材は、より具体的には、基板(例えば、板状体、フィルム又はシート)、又は立体物(例えば、筐体等)であってよい。板状体は、例えば、プリント基板等の回路基板に用いられる支持体である。フィルム又はシートは、例えば、フレキシブルプリント基板に用いられる、薄膜状の絶縁体であるベースフィルムである。 The surface of the substrate on which the film containing metal and/or metal oxide is disposed may be flat or curved, or may be a surface including steps. More specifically, the substrate may be a substrate (e.g., a plate, film, or sheet) or a three-dimensional object (e.g., a housing, etc.). The plate is, for example, a support used in a circuit board such as a printed circuit board. The film or sheet is, for example, a base film that is a thin-film insulator used in a flexible printed circuit board.

立体物の一例としては、携帯電話端末、スマートフォン、スマートグラス、テレビ、パーソナルコンピュータ等の電気機器の筐体が挙げられる。また、立体物の他の例としては、自動車分野では、ダッシュボード、インストルメントパネル、ハンドル、シャーシ等が挙げられる。 Examples of three-dimensional objects include the housings of electrical devices such as mobile phone terminals, smartphones, smart glasses, televisions, and personal computers. Other examples of three-dimensional objects include dashboards, instrument panels, steering wheels, and chassis in the automotive field.

基材の具体例として、例えば、無機材料からなる基材(以下、「無機基材」)又は樹脂からなる基材(以下、「樹脂基材」という)が挙げられる。 Specific examples of the substrate include a substrate made of an inorganic material (hereinafter referred to as an "inorganic substrate") or a substrate made of a resin (hereinafter referred to as a "resin substrate").

無機基材は、例えば、ガラス、シリコン、雲母、サファイア、水晶、粘土膜、及び、セラミックス材料等から構成される。樹脂基材としては、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)が、金属配線との密着性に優れ、且つ、市場流通性が良く低コストで入手可能であり、事業上の観点から優位であり、好ましく、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール(POM)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)及びポリフェニレンスルフィド(PPS)からなる群から選択される少なくとも一種は、特に筐体である場合、金属配線との密着性に優れ、成型性や成型後の機械的強度に優れ、金属配線を形成するときのレーザ照射等にも十分耐えうる耐熱性も有しているため、好ましい。 The inorganic substrate is, for example, composed of glass, silicon, mica, sapphire, quartz, clay film, ceramic material, etc. As the resin substrate, polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene naphthalate (PEN) are preferable because they have excellent adhesion to metal wiring, are easily distributed in the market, are available at low cost, and are advantageous from a business perspective. At least one selected from the group consisting of polypropylene (PP), polyamide (PA), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polyacetal (POM), polybutylene terephthalate (PBT), modified polyphenylene ether (m-PPE), and polyphenylene sulfide (PPS) is preferable, especially in the case of a housing, because it has excellent adhesion to metal wiring, excellent moldability and mechanical strength after molding, and has heat resistance sufficient to withstand laser irradiation when forming the metal wiring.

基材の厚さは、例えば板状体、フィルム又はシートである場合、1μm~10mmとすることができ、好ましくは25μm~250μmである。基材の厚さが250μm以下である場合、作製される電子デバイスを、軽量化、省スペース化及びフレキシブル化でき好ましい。 When the substrate is, for example, a plate, film or sheet, the thickness can be 1 μm to 10 mm, and is preferably 25 μm to 250 μm. When the thickness of the substrate is 250 μm or less, the electronic device produced can be made lighter, more space-saving and more flexible, which is preferable.

なお、基材が立体物である場合、その最大寸法(すなわち1辺の最大長さ)は、例えば1μm~10mmとすることができ、好ましくは、200μm~5mmである。上記範囲の厚さを有する基材においては、成型後の機械的強度や耐熱性が良好である。 When the substrate is a three-dimensional object, its maximum dimension (i.e., the maximum length of one side) can be, for example, 1 μm to 10 mm, and preferably 200 μm to 5 mm. Substrates with a thickness in the above range have good mechanical strength and heat resistance after molding.

[金属及び/又は金属酸化物を含む膜]
(金属及び/又は金属酸化物)
金属及び/又は金属酸化物を含む膜に含まれる金属は、例えば、銀、銅、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、タンタル、スズ、クロム、コバルト、マグネシウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、タングステン、亜鉛、インジウム、錫等であり、これらの2種以上を含む合金又は混合物であってもよい。また金属酸化物としては、上記で例示した金属の酸化物が挙げられ、特に酸化銅(CuO、及びCu2O)が好ましい。
[Film containing metal and/or metal oxide]
(Metals and/or Metal Oxides)
The metal contained in the film containing a metal and/or a metal oxide is, for example, silver, copper, silicon, aluminum, zirconium, titanium, hafnium, tantalum, tin, chromium, cobalt, magnesium, manganese, molybdenum, nickel, tungsten, zinc, indium, tin, etc., and may be an alloy or a mixture containing two or more of these. In addition, examples of the metal oxide include oxides of the metals exemplified above, and copper oxide (CuO and Cu2O ) is particularly preferred.

また、金属及び/又は金属酸化物は粒子であってよく、錯体であっても良い。粒子の場合は、コア/シェル構造を有してよい。例えば、コア及び/又はシェルが金属及び/又は金属酸化物であってよく、コアとシェルとが互いに異なる金属及び/又は金属酸化物を含んでもよい。 The metal and/or metal oxide may be a particle or a complex. In the case of a particle, it may have a core/shell structure. For example, the core and/or shell may be a metal and/or metal oxide, and the core and shell may contain different metals and/or metal oxides.

粒子は、例えば、酸化銅を含む微粒子であってよい。酸化銅を含む微粒子の平均一次粒子径は、好ましくは1nm以上100nm以下、より好ましくは1nm以上50nm以下、さらに好ましくは1nm以上20nm以下である。平均一次粒子径が小さいほど、後述する光線の侵入長をコントロールしやすいため、好ましい。平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡によって測定される値である。平均一次粒子径が25nm以下では透過型電子顕微鏡を用い、25nmを超えたときは走査型電子顕微鏡を用いて測定する。 The particles may be, for example, fine particles containing copper oxide. The average primary particle diameter of the fine particles containing copper oxide is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, more preferably 1 nm or more and 50 nm or less, and even more preferably 1 nm or more and 20 nm or less. The smaller the average primary particle diameter, the easier it is to control the penetration length of the light beam, which will be described later, and therefore is preferable. The average primary particle diameter is a value measured by a transmission electron microscope or a scanning electron microscope. When the average primary particle diameter is 25 nm or less, a transmission electron microscope is used, and when it exceeds 25 nm, a scanning electron microscope is used for measurement.

(有機物)
金属及び/又は金属酸化物を含む膜は、金属及び/又は金属酸化物のほかに、有機物を含んでいても良い。一態様において、有機物は、金属及び/又は金属酸化物の分散性を向上させる分散剤として機能する。有機物は光線を吸収できるものであっても良い。
(Organic matter)
The film containing a metal and/or metal oxide may contain an organic substance in addition to the metal and/or metal oxide. In one embodiment, the organic substance functions as a dispersant that improves the dispersibility of the metal and/or metal oxide. The organic substance may be capable of absorbing light.

分散剤としては、数平均分子量300~300,000の有機物を例示できる。数平均分子量が300以上であると、絶縁性に優れるとともに、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の材料としてのペースト材料の分散安定性向上への寄与も大きい。また、数平均分子量が300,000以下であると、光線照射によって金属及び/又は金属酸化物を含む膜が容易に焼成されるため好ましい。分散剤は、金属又は金属酸化物に対する親和性を有する基を有していることが好ましく、この観点から、リン含有有機化合物が好ましく、ポリマーのリン酸エステルが更に好ましい。リン含有有機化合物は、配線パターン間に電気絶縁性の絶縁領域を形成できる点でも有利である。なお本開示で、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用い、標準ポリスチレン換算で求められる値である。 Examples of dispersants include organic substances with a number average molecular weight of 300 to 300,000. If the number average molecular weight is 300 or more, the insulating properties are excellent and the contribution to improving the dispersion stability of the paste material as a material for a film containing a metal and/or metal oxide is large. In addition, if the number average molecular weight is 300,000 or less, the film containing a metal and/or metal oxide is easily baked by light irradiation, which is preferable. The dispersant preferably has a group having affinity for a metal or metal oxide, and from this viewpoint, a phosphorus-containing organic compound is preferable, and a polymeric phosphate ester is more preferable. The phosphorus-containing organic compound is also advantageous in that it can form an electrically insulating insulating region between wiring patterns. In this disclosure, the number average molecular weight is a value obtained by using gel permeation chromatography and converting it into standard polystyrene.

金属及び/又は金属酸化物を含む膜中、金属及び/又は金属酸化物の含有量に対するリン含有有機化合物の含有量の質量比率は、好ましくは、0.01以上0.4以下、又は0.03以上0.35以下、又は0.05以上0.25以下、又は0.1以上0.2以下である。上記範囲は、リン含有有機化合物による、吸光性向上、並びに金属及び/又は金属酸化物に吸着してこれらを基材に固定するという利点が顕著である点で好ましい。 In a film containing a metal and/or metal oxide, the mass ratio of the phosphorus-containing organic compound content to the metal and/or metal oxide content is preferably 0.01 to 0.4, or 0.03 to 0.35, or 0.05 to 0.25, or 0.1 to 0.2. The above ranges are preferable in that the phosphorus-containing organic compound has a significant advantage in improving light absorption and in adsorbing to the metal and/or metal oxide to fix them to the substrate.

リン含有有機化合物は、光及び/又は熱によって分解又は蒸発しやすいものであることが好ましい。光及び/又は熱によって分解又は蒸発しやすい有機物を用いることによって、焼成後に有機物の残渣が残りにくくなり、抵抗率の低い金属配線を得ることができる。 It is preferable that the phosphorus-containing organic compound is one that is easily decomposed or evaporated by light and/or heat. By using an organic substance that is easily decomposed or evaporated by light and/or heat, organic residues are less likely to remain after firing, and metal wiring with low resistivity can be obtained.

リン含有有機化合物の分解温度は、限定されないが、600℃以下であることが好ましく、400℃以下であることがより好ましく、300℃以下であることがさらに好ましい。分解温度は、リン含有有機化合物の安定性の観点から、好ましくは、160℃以上、又は210℃以上、又は260℃以上であってよい。 The decomposition temperature of the phosphorus-containing organic compound is not limited, but is preferably 600°C or less, more preferably 400°C or less, and even more preferably 300°C or less. From the viewpoint of the stability of the phosphorus-containing organic compound, the decomposition temperature may preferably be 160°C or more, 210°C or more, or 260°C or more.

リン含有有機化合物の吸収特性は、限定されないが、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の焼成に用いる光を吸収できることが好ましい。一態様において、レーザ光の発光波長としての、355nm、405nm、445nm、450nm、532nm、1064nm等の光を吸収するリン含有有機化合物を用いることが好ましい。基材が樹脂の場合、リン含有有機化合物は、355nm、405nm、445nm、450nm、及び/又は532nmの波長の光を吸収できることが好ましい。なお上記で光を吸収できるとは、紫外可視分光光度計で測定される吸収係数が0.10cm-1以上であることを意味する。 The absorption characteristics of the phosphorus-containing organic compound are not limited, but it is preferable that the phosphorus-containing organic compound can absorb the light used for firing the film containing metal and/or metal oxide. In one embodiment, it is preferable to use a phosphorus-containing organic compound that absorbs light of 355 nm, 405 nm, 445 nm, 450 nm, 532 nm, 1064 nm, etc. as the emission wavelength of laser light. When the substrate is a resin, it is preferable that the phosphorus-containing organic compound can absorb light of wavelengths of 355 nm, 405 nm, 445 nm, 450 nm, and/or 532 nm. In the above, the ability to absorb light means that the absorption coefficient measured by an ultraviolet-visible spectrophotometer is 0.10 cm -1 or more.

また、リン含有有機化合物の構造としては、酸化銅に対して親和性である水酸基を有する点で、リン酸のモノエステル又はジエステルが好ましい。例えば、下記一般式(1):

Figure 0007610482000001

(式中、Rは1価の有機基である。)
で表されるリン酸モノエステルは、酸化銅への吸着性及び基材への密着性に優れるため、好ましい。Rとしては、置換又は非置換の炭化水素基等を例示できる。 The structure of the phosphorus-containing organic compound is preferably a monoester or diester of phosphoric acid, since it has a hydroxyl group that has affinity for copper oxide. For example, the structure of the phosphorus-containing organic compound is represented by the following general formula (1):
Figure 0007610482000001

(In the formula, R is a monovalent organic group.)
The phosphoric acid monoester represented by the following formula is preferred because it has excellent adsorption to copper oxide and adhesion to a substrate. Examples of R include substituted or unsubstituted hydrocarbon groups.

リン酸モノエステルの一例として、下記式(2):

Figure 0007610482000002

で表される構造を有する化合物を例示できる。 An example of a phosphoric acid monoester is represented by the following formula (2):
Figure 0007610482000002

Examples of the compound include compounds having a structure represented by the following formula:

また、リン酸モノエステルの一例として、下記式(3):

Figure 0007610482000003

(式中、lは、1~20の数であり、mは、1~20の数であり、nは、1~20の数である。)
で表される構造を有する化合物も例示できる。 Furthermore, an example of a phosphoric acid monoester is represented by the following formula (3):
Figure 0007610482000003

(In the formula, l is a number from 1 to 20, m is a number from 1 to 20, and n is a number from 1 to 20.)
Compounds having a structure represented by the following formula are also exemplified.

式中、lは、好ましくは、1~15、又は1~10であってよい。
式中、mは、好ましくは、1~15、又は1~10であってよい。
式中、nは、好ましくは、1~15、又は1~10であってよい。
In the formula, l may preferably be 1 to 15, or 1 to 10.
In the formula, m may preferably be 1 to 15, or 1 to 10.
In the formula, n may preferably be 1 to 15, or 1 to 10.

リン含有有機化合物が有する有機構造としては、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリイミド、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN))、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリアセタール、ポリアリレート(PAR)、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリフタルアミド(PPA)、ポリエーテルニトリル(PENt)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリカルボジイミド、ポリメタクリルアミド、ニトリルゴム、アクリルゴム、ポリエチレンテトラフルオライド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、ポリブテン、ポリペンテン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブテン-ジエン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、ブチルゴム、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリスチレン(PS)、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、フェノールノボラック、ベンゾシクロブテン、ポリビニルフェノール、ポリクロロピレン、ポリオキシメチレン、ポリスルホン(PSF)、ポリスルフィド、シリコーン樹脂、アルドース、セルロース、アミロース、プルラン、デキストリン、グルカン、フルクタン、キチン等の化合物に由来する(具体的には、官能基の変性若しくは修飾、又は重合等を経た)構造を有してよい。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアセタール、ポリブテン、及びポリスルフィドから選択されるポリマー骨格を有するリン含有有機化合物は、分解しやすく、焼成後に得られる金属配線中に残渣を残し難いため、好ましい。 The organic structures of phosphorus-containing organic compounds include polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polyimide, polyester (e.g., polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN)), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyacetal, polyarylate (PAR), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherketone (PEK), polyphthalamide (PPA), polyethernitrile (PENt), polybenzimidazole (PBI), polycarbodiimide, polymethacrylamide, nitrile rubber, acrylic rubber, polyethylene tetrafluoride, epoxy resin, phenol, etc. The polymer may have a structure derived from a compound such as polymethylmethacrylate resin (PMMA), polybutene, polypentene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-diene copolymer, polybutadiene, polyisoprene, ethylene-propylene-diene copolymer, butyl rubber, polymethylpentene (PMP), polystyrene (PS), styrene-butadiene copolymer, polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyether ether ketone (PEEK), phenol novolac, benzocyclobutene, polyvinylphenol, polychloropyrene, polyoxymethylene, polysulfone (PSF), polysulfide, silicone resin, aldose, cellulose, amylose, pullulan, dextrin, glucan, fructan, chitin, etc. (specifically, the structure ...methylmethacrylate resin (PMMA), polybutene, polypentene, ethylene-propylene copolymer, polymethylmethacrylate resin (PMMA), polybutene, poly Phosphorus-containing organic compounds having a polymer skeleton selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyacetal, polybutene, and polysulfide are preferred because they are easily decomposed and do not leave residues in the metal wiring obtained after firing.

リン含有有機化合物としては、市販品を用いることができ、具体的には、ビックケミー社製のDISPERBYK(登録商標)-102、DISPERBYK-103、DISPERBYK-106、DISPERBYK-109、DISPERBYK-110、DISPERBYK-111、DISPERBYK-118、DISPERBYK-140、DISPERBYK-145、DISPERBYK-168、DISPERBYK-180、DISPERBYK-182、DISPERBYK-187、DISPERBYK-190、DISPERBYK-191、DISPERBYK-193、DISPERBYK-194N、DISPERBYK-199、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2008、DISPERBYK-2009、DISPERBYK-2010、DISPERBYK-2012、DISPERBYK-2013、DISPERBYK-2015、DISPERBYK-2022、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2152、DISPERBYK-2055、DISPERBYK-2060、DISPERBYK-2061、DISPERBYK-2164、DISPERBYK-2096、DISPERBYK-2200、BYK-405、BYK-607、BYK-9076、BYK-9077、BYK-P105、第一工業製薬社製のプライサーフ(登録商標)M208F、プライサーフDBS等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。 As the phosphorus-containing organic compound, commercially available products can be used, specifically, DISPERBYK (registered trademark)-102, DISPERBYK-103, DISPERBYK-106, DISPERBYK-109, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-118, DISPERBYK-140, DISPERBYK-150, DISPERBYK-160, DISPERBYK-170, DISPERBYK-182, DISPERBYK-190, DISPERBYK-203, DISPERBYK-214, DISPERBYK-221, DISPERBYK-225, DISPERBYK-230, DISPERBYK-240, DISPERBYK-251, DISPERBYK-252, DISPERBYK-253, DISPERBYK-265, DISPERBYK-266, DISPERBYK-277, DISPERBYK-278, DISPERBYK-279, DISPERBYK-281, DISPERBYK-282, DISPERBYK-283, DISPERBYK-284, DISPERBYK-285, DISPERBYK-286, DISPERBYK-287, DISPERBYK-288, DISPERBYK-289, DISPERBYK-290, DISPERBYK-291, DISPERBYK-292, DISPERBYK-293, DISPERBYK-294, DISPERBYK-295, DISPERBYK-296, DISPERBYK-297, DISPERBYK-298, DISPERBYK-299, DISPERBYK-300, DISPERBYK-301, DISPERBYK-30 RBYK-145, DISPERBYK-168, DISPERBYK-180, DISPERBYK-182, DISPERBYK-187, DISPERBYK-190, DISP ERBYK-191, DISPERBYK-193, DISPERBYK-194N, DISPERBYK-199, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2008, DISPERBYK-2009, DISPERBYK-2010, DISPERBYK-2012, DISPERBYK-2013, DISPERB YK-2015, DISPERBYK-2022, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2050, DISPERBYK-2152, DISPERBYK-2055, Examples include DISPERBYK-2060, DISPERBYK-2061, DISPERBYK-2164, DISPERBYK-2096, DISPERBYK-2200, BYK-405, BYK-607, BYK-9076, BYK-9077, BYK-P105, Plysurf (registered trademark) M208F and Plysurf DBS manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. These may be used alone or in combination.

(ヒドラジン及びヒドラジン水和物)
金属及び/又は金属酸化物を含む膜は、金属及び/又は金属酸化物の還元焼結性の観点から、ヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物を含むことが好ましい。ヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物は、金属及び/又は金属酸化物を含む膜中に含ませることができる。当該膜がヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物を含むことで、ヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物が還元剤として機能し、光線照射後に得られる配線の抵抗がより低下する。当該膜中のヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物の含有量は、ヒドラジン量基準及び質量基準で、当該膜中の金属及び/又は金属酸化物の合計含有量に対して下記範囲であることが好ましい。
0.0001≦[(ヒドラジン質量)/(金属及び/又は金属酸化物の合計質量)]≦0.10
ヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物の上記質量比率が0.0001以上である場合、金属配線の抵抗が低く好ましい。また、上記質量比率が0.10以下である場合、構造体の長期安定性が良好であり好ましい。
(Hydrazine and Hydrazine Hydrate)
The film containing a metal and/or metal oxide preferably contains hydrazine and/or hydrazine hydrate from the viewpoint of reduction sintering of the metal and/or metal oxide. Hydrazine and/or hydrazine hydrate can be contained in the film containing a metal and/or metal oxide. When the film contains hydrazine and/or hydrazine hydrate, the hydrazine and/or hydrazine hydrate functions as a reducing agent, and the resistance of the wiring obtained after light irradiation is further reduced. The content of hydrazine and/or hydrazine hydrate in the film is preferably within the following range based on the amount of hydrazine and on the mass basis with respect to the total content of the metal and/or metal oxide in the film.
0.0001≦[(hydrazine mass)/(total mass of metal and/or metal oxide)]≦0.10
When the mass ratio of hydrazine and/or hydrazine hydrate is 0.0001 or more, the resistance of the metal wiring is low, which is preferable, and when the mass ratio is 0.10 or less, the long-term stability of the structure is good, which is preferable.

有機物の含有量は、膜の形成に用いるペースト材料100質量%中、好ましくは、0.1質量%以上、又は0.5質量%以上、又は1質量%以上であり、好ましくは、30質量%以下、又は20質量%以下、又は10質量%以下である。 The content of organic matter is preferably 0.1% by mass or more, or 0.5% by mass or more, or 1% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, or 20% by mass or less, or 10% by mass or less, based on 100% by mass of the paste material used to form the film.

溶媒の具体例としては、アルコール類(1価アルコール及び多価アルコール(例えば、グリコール))、アルコール(例えばグリコール)のエーテル類、アルコール(例えばグリコール)のエステル類等を使用できる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよく、塗布方式に応じ、蒸発性、塗布機材、被塗布基材の耐溶剤性等を考慮し選択する。 Specific examples of solvents that can be used include alcohols (monohydric alcohols and polyhydric alcohols (e.g., glycols)), ethers of alcohols (e.g., glycols), and esters of alcohols (e.g., glycols). These may be used alone or in combination, and are selected according to the coating method, taking into consideration volatility, coating equipment, and solvent resistance of the substrate to be coated, etc.

溶媒としては、炭素数10以下のモノアルコールがより好ましい。中でも、金属及び/又は金属酸化物の分散性の低下を抑制する観点、及び配線の抵抗値低減の観点から、モノアルコールの炭素数は8以下であることがさらに好ましい。炭素数8以下のモノアルコールの中でも、炭素数2~4のモノアルコール、具体的には、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール、sec-ブタノール、及びt-ブタノールは、分散性、揮発性及び粘性がペースト材料の塗布に特に適しておりさらにより好ましい。これらのモノアルコールもまた、単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。 As the solvent, monoalcohols having 10 or less carbon atoms are more preferred. Among them, from the viewpoint of suppressing the decrease in dispersibility of the metal and/or metal oxide and from the viewpoint of reducing the resistance value of the wiring, it is even more preferred that the monoalcohol has 8 or less carbon atoms. Among monoalcohols having 8 or less carbon atoms, monoalcohols having 2 to 4 carbon atoms, specifically ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, and t-butanol, are even more preferred because their dispersibility, volatility, and viscosity are particularly suitable for applying the paste material. These monoalcohols may also be used alone or in combination.

膜の形成に用いるペースト材料100質量%中の溶媒の量は、30質量%以上95質量%以下が好ましく、40質量%以上95質量%以下がさらに好ましく、50質量%以上90質量%以下が最も好ましい。 The amount of solvent in 100% by mass of the paste material used to form the film is preferably 30% by mass or more and 95% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 95% by mass or less, and most preferably 50% by mass or more and 90% by mass or less.

膜の形成に用いるペースト材料は、還元剤を更に含むことができる。ペースト材料が還元剤を含む場合、特に低抵抗な配線が得られ好ましい。還元剤としては、前述のヒドラジン及び/又はヒドラジン水和物が好ましい。還元剤の含有量は、ペースト材料100質量%中、好ましくは、0.01質量%以上、又は0.02質量%以上、又は0.05質量%以上であり、好ましくは、30質量%以下、又は10質量%以下、又は5質量%以下である。 The paste material used to form the film may further contain a reducing agent. When the paste material contains a reducing agent, particularly low resistance wiring is obtained, which is preferable. As the reducing agent, the above-mentioned hydrazine and/or hydrazine hydrate is preferable. The content of the reducing agent is preferably 0.01 mass% or more, or 0.02 mass% or more, or 0.05 mass% or more, and preferably 30 mass% or less, or 10 mass% or less, or 5 mass% or less, based on 100 mass% of the paste material.

≪金属配線の特性≫
本実施形態で製造される金属配線は、以下に例示する特性を有し得る。
<Characteristics of metal wiring>
The metal wiring produced in this embodiment may have the following exemplary characteristics.

一態様において、本開示で製造される金属配線の厚みは、好ましくは、0.1μm以上、又は0.5μm以上、又は1μm以上であってよく、好ましくは、20μm以下、又は10μm以下、又は8μm以下であってよい。 In one aspect, the thickness of the metal wiring produced by the present disclosure may be preferably 0.1 μm or more, or 0.5 μm or more, or 1 μm or more, and may be preferably 20 μm or less, or 10 μm or less, or 8 μm or less.

一態様において、本開示で製造される金属配線の表面には、0.3μm2以上700μm2以下の開口面積を有する孔が存在してよい。金属配線上に発生する異常部を少なくする観点から、孔の開口面積は、一態様において0.3μm2以上700μm2以下、好ましくは0.3μm2以上600μm2以下、より好ましくは0.5μm2以上500μm2以下である。 In one embodiment, the surface of the metal wiring produced by the present disclosure may have holes having an opening area of 0.3 μm 2 or more and 700 μm 2 or less. From the viewpoint of reducing abnormalities occurring on the metal wiring, the opening area of the holes is in one embodiment 0.3 μm 2 or more and 700 μm 2 or less, preferably 0.3 μm 2 or more and 600 μm 2 or less, more preferably 0.5 μm 2 or more and 500 μm 2 or less.

一態様においては、金属配線の表面の面積に対する、0.3μm2以上700μm2以下の開口面積を有する孔の面積割合が0.5%以上70%以下である。上記面積割合は、金属配線上に発生する異常部を少なくする観点から、一態様において0.5%以上70%以下であり、好ましくは1%以上50%以下、より好ましくは1.5%以上30%以下、さらに好ましくは2%以上25%以下、さらに好ましくは2.5%以上20%以下、さらに好ましくは3%以上20%以下である。 In one embodiment, the area ratio of holes having an opening area of 0.3 μm2 or more and 700 μm2 or less to the surface area of the metal wiring is 0.5% or more and 70% or less. In one embodiment, the area ratio is 0.5% or more and 70% or less, preferably 1% or more and 50% or less, more preferably 1.5% or more and 30% or less, even more preferably 2% or more and 25% or less, even more preferably 2.5% or more and 20% or less, and even more preferably 3% or more and 20% or less, from the viewpoint of reducing abnormal parts occurring on the metal wiring.

レーザ光照射時には、通常、膜が体積収縮するが、孔の面積割合が上記範囲内にある金属配線においては、レーザ光照射時に膜が体積収縮する際の応力が緩和されているため、又は、レーザ光照射時の熱が膜の外に放熱されているため、クラック、基材の部分的な焦げ等の異常部が低減されていることができる。 When irradiated with laser light, the film usually shrinks in volume, but in metal wiring where the area ratio of the holes is within the above range, the stress caused by the film shrinking in volume when irradiated with laser light is alleviated, or the heat generated when irradiated with laser light is dissipated outside the film, so abnormalities such as cracks and partial scorching of the substrate can be reduced.

金属配線の断面には、0.3μm2以上700μm2以下の断面積を有する孔が少なくとも1つ存在することが好ましい。金属配線上に発生する異常部を少なくする観点から、孔の上記断面積は、好ましくは0.3μm2以上700μm2以下、より好ましくは0.3μm2以上600μm2以下、さらに好ましくは0.5μm2以上500μm2以下である。金属配線の断面方向に孔が存在する場合、レーザ光照射時に膜が体積収縮する際の応力が緩和され、又はレーザ光照射時の熱が膜の外に放熱されているため、クラック、基材の部分的な焦げ等の異常部が低減されていることができる。 It is preferable that at least one hole having a cross-sectional area of 0.3 μm 2 or more and 700 μm 2 or less exists in the cross section of the metal wiring. From the viewpoint of reducing abnormal parts occurring on the metal wiring, the cross-sectional area of the hole is preferably 0.3 μm 2 or more and 700 μm 2 or less, more preferably 0.3 μm 2 or more and 600 μm 2 or less, and even more preferably 0.5 μm 2 or more and 500 μm 2 or less. When a hole exists in the cross-sectional direction of the metal wiring, the stress when the film shrinks in volume during laser light irradiation is relaxed, or the heat during laser light irradiation is dissipated outside the film, so that abnormal parts such as cracks and partial scorching of the substrate can be reduced.

なお、上記の開口面積又は断面積を有する孔の存在の確認、及び上記の面積割合の算出は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、以下の条件で行う。
測定装置:走査型電子顕微鏡(例えば、株式会社日立ハイテク製、FlexSEM1000)
測定条件:加速電圧 5kV
測定モード:二次電子観察(表面観察について)、又は反射電子観察(断面観察について)
観察倍率:2000倍(表面観察について)、又は2500倍(断面観察について)
観察及び画像解析の視野サイズ:40μm×40μm(表面観察について)、又は[金属配線厚み]×[当該厚み方向に対して垂直の方向の長さ40μm]の矩形
The confirmation of the presence of holes having the above opening area or cross-sectional area and the calculation of the above area ratio are carried out using a scanning electron microscope (SEM) under the following conditions.
Measuring device: Scanning electron microscope (e.g., FlexSEM1000, manufactured by Hitachi High-Tech Corporation)
Measurement conditions: Acceleration voltage 5 kV
Measurement mode: Secondary electron observation (for surface observation), or backscattered electron observation (for cross-sectional observation)
Observation magnification: 2000x (for surface observation) or 2500x (for cross-sectional observation)
Field of view size for observation and image analysis: 40 μm × 40 μm (for surface observation), or a rectangle of [metal wiring thickness] × [length 40 μm in the direction perpendicular to the thickness direction]

孔の面積及び上記面積割合は、SEM画像から、解析ソフトImageJ(オープンソース、パブリックドメインの画像処理ソフトウェア)を用いた画像解析により求められる値である。具体的には、孔が識別できるように画像を2値化(一態様において閾値は80とする)して、孔と孔以外の部分との面積比を求め、上記面積割合を算出する。 The area of the holes and the above-mentioned area ratio are values obtained from the SEM image by image analysis using the analysis software ImageJ (open source, public domain image processing software). Specifically, the image is binarized (in one embodiment, the threshold value is 80) so that the holes can be identified, the area ratio between the holes and the non-hole parts is obtained, and the above-mentioned area ratio is calculated.

孔の大きさは、レーザ光照射時のレーザ光の走査速度及びスポット径によって制御されていてよい。レーザ光の走査速度を大きくすると孔のサイズが大きくなる傾向があり、レーザ光走査速度を小さくすると孔のサイズが小さくなる傾向がある。また、スポット径を大きくすると孔のサイズが大きくなる傾向があり、スポット径を小さくすると孔のサイズが小さくなる傾向がある。 The size of the holes may be controlled by the scanning speed and spot diameter of the laser light when irradiating the laser light. Increasing the scanning speed of the laser light tends to increase the size of the holes, and decreasing the scanning speed of the laser light tends to decrease the size of the holes. In addition, increasing the spot diameter tends to increase the size of the holes, and decreasing the spot diameter tends to decrease the size of the holes.

金属配線の表面における孔の上記面積割合は、レーザ光を前述のように重複照射する場合のオーバーラップ率によって制御されていてよい。オーバーラップ率を低くすると面積割合が大きくなる傾向があり、オーバーラップ率を高くすると面積割合が小さくなる傾向がある。 The above-mentioned area ratio of the holes on the surface of the metal wiring may be controlled by the overlap rate when the laser light is irradiated in an overlapping manner as described above. A lower overlap rate tends to increase the area ratio, and a higher overlap rate tends to decrease the area ratio.

≪金属配線製造装置、レーザ光照射制御装置、レーザ光照射制御プログラム≫
本発明の一態様は、基材と、当該基材上に配置された、金属及び/又は金属酸化物を含む膜とを含む構造体における、膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成するための金属配線製造装置を提供する。
本発明の一態様はまた、金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定した照射領域にレーザ光を照射するために金属配線製造装置のレーザ発振装置及びレーザ光走査装置、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構を制御するレーザ光照射制御装置、並びにレーザ光制御プログラムを提供する。
<Metal wiring manufacturing device, laser light irradiation control device, laser light irradiation control program>
One aspect of the present invention provides a metal wiring manufacturing apparatus for forming metal wiring in a structure including a substrate and a film containing a metal and/or metal oxide disposed on the substrate by irradiating a laser beam to a preset irradiation area of the film.
Another aspect of the present invention provides a laser oscillator and a laser beam scanning device of a metal wiring manufacturing apparatus for irradiating laser beams onto a preset irradiation area of a film containing a metal and/or metal oxide, as well as a laser beam irradiation control device that optionally controls mechanisms such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism, and a laser beam control program.

図11は、本実施形態の金属配線製造装置の構成例を示す模式図であり、図12は、本実施形態の金属配線製造装置の構成例を示すブロック図である。図11及び12を参照し、一態様において、金属配線製造装置100は、構造体を保持する構造体保持部101、レーザ光を発生させるレーザ発振装置102、レーザ発振装置102から出射されたレーザ光Laを走査するレーザ光走査装置103、並びに、レーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103を制御する処理装置104を備え、典型的には、記憶装置105、表示装置106、入力装置107、及び、本開示の出力部の一態様でもあるインターフェース装置108を更に備える。金属配線製造装置100は、出力調整機構(図示せず)、スポット調整機構(図示せず)等の機構を更に備えてよい。なお金属配線製造装置100を構成する装置の形態は限定されず、各装置が別個の機器を構成してもよいし、2以上の装置が1の機器を構成してもよい。 11 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the metal wiring manufacturing apparatus of this embodiment, and FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the metal wiring manufacturing apparatus of this embodiment. Referring to FIGS. 11 and 12, in one embodiment, the metal wiring manufacturing apparatus 100 includes a structure holding unit 101 for holding a structure, a laser oscillation unit 102 for generating laser light, a laser light scanning unit 103 for scanning the laser light La emitted from the laser oscillation unit 102, and a processing unit 104 for controlling the laser oscillation unit 102 and the laser light scanning unit 103, and typically further includes a storage unit 105, a display unit 106, an input unit 107, and an interface unit 108, which is also one aspect of the output unit of the present disclosure. The metal wiring manufacturing apparatus 100 may further include mechanisms such as an output adjustment mechanism (not shown) and a spot adjustment mechanism (not shown). The form of the apparatus constituting the metal wiring manufacturing apparatus 100 is not limited, and each apparatus may constitute a separate device, or two or more apparatuses may constitute one device.

処理装置104は、記憶装置105、表示装置106、入力装置107及びインターフェース装置108とともにレーザ光照射制御装置400を構成する。レーザ光照射制御装置400は専用のハードウェアとして構成されてよく、又は、汎用コンピュータにプログラムをインストールしてレーザ光照射制御装置400として機能させてよい。処理装置104は、走査制御信号を、インターフェース装置108経由でレーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構に出力してこれらの動作を制御する。 The processing device 104, together with the storage device 105, the display device 106, the input device 107, and the interface device 108, constitutes the laser light irradiation control device 400. The laser light irradiation control device 400 may be configured as dedicated hardware, or a program may be installed on a general-purpose computer to function as the laser light irradiation control device 400. The processing device 104 outputs a scanning control signal via the interface device 108 to the laser oscillation device 102 and the laser light scanning device 103, and optionally to mechanisms such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism, to control the operation of these devices.

<構造体保持部101>
構造体保持部101は、基材11aと膜11bとを含む構造体11を保持し、一態様においては試料室である。試料室は窓部を有してよい。窓部は、基材11a上に配置された膜11bに、当該窓部を介してレーザ光Laを到達させ得る光透過性を有している。一態様においては、窓部の波長355nmにおける光線透過率が80%以上であり、好ましくは、85%以上、又は90%以上であってよい。上記光線透過率は理想的には100%であるが、窓部の形成容易性の観点から、例えば、98%以下、又は95%以下であってもよい。上記光線透過率は、紫外可視分光光度計で測定される値である。試料室は不活性ガス導入口を有してよく、例えば、不活性ガス発生器(図示せず)で発生させた不活性ガスが不活性ガス導入口を介して試料室内に導入されるように構成されていてよい。構造体保持部101は、構造体をXYZ三次元方向に移動又は傾斜させる駆動機構(例えばモータ等)を備えてもよい。
<Structure holding part 101>
The structure holder 101 holds the structure 11 including the base material 11a and the film 11b, and in one embodiment, is a sample chamber. The sample chamber may have a window. The window may be a window for the base material 11a. The window has a light transmittance that allows the laser light La to reach the film 11b arranged on the window. In one embodiment, the light transmittance of the window at a wavelength of 355 nm is 80% or more. The light transmittance is ideally 100%, but from the viewpoint of ease of forming the window portion, it may be, for example, 98% or less, or The light transmittance may be 95% or less. The light transmittance is a value measured by an ultraviolet-visible spectrophotometer. The sample chamber may have an inert gas inlet, for example, an inert gas generator ( The structure holder 101 may be configured to move the structure in three dimensional directions (X, Y, Z). Alternatively, a driving mechanism (such as a motor) for tilting may be provided.

<レーザ発振装置102>
レーザ発振装置102は、所望の波長のレーザ光を出射するように構成されている。レーザ発振装置102は例えばレーザ発振器である。レーザ光源は、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)、YVO4(イットリウムバナデイト)、Yb(イッテルビウム)、半導体(GaAs,GaAlAs,GaInAs)、ファイバーレーザー、炭酸ガス等であってよい。レーザ光としては、基本波だけでなく必要に応じ高調波が取り出されてよい。レーザ発振装置は、冷却装置等を備えてよい。一態様において、レーザ発振装置は、パルス光を出射するように構成されてよい。パルス波の1パルスあたりの幅は、好ましくは、1~100ナノ秒、又は2~50ナノ秒、又は3~30ナノ秒であってよい。この場合、レーザ発振装置は、パルス光の初期パルスを抑制するパルス抑制機構を備えてよい。パルス抑制機構は、出射開始時の過大なパルス光が膜に照射されるのを防止することで、アブレーション又は炭化を防止する。パルス抑制機構は、例えば、ファーストパルスサブレッション機能(FPS機能)、すなわち、初期パルスの余分な出力を前もって予測し、その余分な出力を低下させる機能を有してよい。
<Laser Oscillation Device 102>
The laser oscillator 102 is configured to emit a laser beam of a desired wavelength. The laser oscillator 102 is, for example, a laser oscillator. The laser light source may be YAG (yttrium aluminum garnet), YVO4 (yttrium vanadate), Yb (ytterbium), a semiconductor (GaAs, GaAlAs, GaInAs), a fiber laser, carbon dioxide gas, or the like. As the laser beam, not only a fundamental wave but also a harmonic wave may be extracted as necessary. The laser oscillator may include a cooling device or the like. In one embodiment, the laser oscillator may be configured to emit a pulsed beam. The width of one pulse of the pulsed wave may be preferably 1 to 100 nanoseconds, or 2 to 50 nanoseconds, or 3 to 30 nanoseconds. In this case, the laser oscillator may include a pulse suppression mechanism that suppresses the initial pulse of the pulsed beam. The pulse suppression mechanism prevents the film from being irradiated with an excessively large pulsed beam at the start of emission, thereby preventing ablation or carbonization. The pulse suppression mechanism may have, for example, a first pulse suppression function (FPS function), that is, a function of predicting the excess output of the initial pulse in advance and reducing the excess output.

<レーザ光走査装置103>
レーザ光走査装置103は、レーザ発振装置102から出射されたレーザ光Laを走査する。一態様において、レーザ光走査装置は、ガルバノモータとガルバノミラーとを備えるガルバノスキャナであり、図11では当該ガルバノスキャナを例示している。レーザ光走査装置103としてのガルバノスキャナは、X軸ガルバノミラー103a、X軸ガルバノモータ103b、Y軸ガルバノミラー103c及びY軸ガルバノモータ103dを有する。ガルバノスキャナは、fθレンズ(図示せず)、Z軸調整用駆動レンズ(図示せず)等を有してもよい。X軸ガルバノモータ103b及びY軸ガルバノモータ103dは、処理装置104に電気的に接続されている。
<Laser Light Scanning Device 103>
The laser beam scanning device 103 scans the laser beam La emitted from the laser oscillation device 102. In one aspect, the laser beam scanning device is a galvanometer scanner including a galvanometer motor and a galvanometer mirror, and FIG. 11 illustrates the galvanometer scanner. The galvanometer scanner as the laser beam scanning device 103 includes an X-axis galvanometer mirror 103a, an X-axis galvanometer motor 103b, a Y-axis galvanometer mirror 103c, and a Y-axis galvanometer motor 103d. The galvanometer scanner may include an fθ lens (not shown), a Z-axis adjustment drive lens (not shown), and the like. The X-axis galvanometer motor 103b and the Y-axis galvanometer motor 103d are electrically connected to the processing device 104.

ガルバノスキャナは、処理装置104からの走査制御信号に従って、X軸ガルバノモータ103b及びY軸ガルバノモータ103dの回転角及び回転速度を制御可能に構成されている。レーザ光Laは、レーザ光走査装置103により走査されて膜11bの表面に照射される。 The galvanometer scanner is configured to be able to control the rotation angle and rotation speed of the X-axis galvanometer motor 103b and the Y-axis galvanometer motor 103d in accordance with a scanning control signal from the processing device 104. The laser light La is scanned by the laser light scanning device 103 and irradiated onto the surface of the film 11b.

上記では、レーザ光走査装置103としてガルバノスキャナを例示したが、ガルバノスキャナ以外のレーザ光走査装置も使用可能である。例えば、レーザ光走査装置103は、ガルバノスキャナに代えて、構造体11をX軸方向及びY軸方向の両方に移動できるX-Yステージを載置台として用い、レーザ光Laの照射点pを移動させる代わりに構造体11を移動させてもよい。 Although a galvanometer scanner has been exemplified as the laser light scanning device 103 above, laser light scanning devices other than a galvanometer scanner can also be used. For example, instead of a galvanometer scanner, the laser light scanning device 103 may use an X-Y stage as a mounting base that can move the structure 11 in both the X-axis and Y-axis directions, and move the structure 11 instead of moving the irradiation point p of the laser light La.

図11に示す、レーザ光走査装置103としてのガルバノスキャナは、X軸方向及びY軸方向のそれぞれの移動に、X軸ガルバノミラー103a、Y軸ガルバノミラー103cのそれぞれを用いているが、ガルバノミラーをX軸及びY軸のいずれか一方に用いること、例えば、X軸方向のみの移動にガルバノミラーを用い、Y軸方向の移動には構造体11を載置している載置台(図示せず)のモータ等を用いることも可能である。 The galvanometer scanner as the laser light scanning device 103 shown in FIG. 11 uses an X-axis galvanometer mirror 103a and a Y-axis galvanometer mirror 103c for movement in the X-axis and Y-axis directions, respectively, but it is also possible to use a galvanometer mirror for either the X-axis or the Y-axis, for example, to use a galvanometer mirror for movement only in the X-axis direction and a motor of the mounting table (not shown) on which the structure 11 is placed for movement in the Y-axis direction.

<出力調整機構>
金属配線製造装置は、レーザ光の出力を調整する出力調整機構(図示せず)を有してもよい。出力の調整によりレーザ光照射時のアブレーション又は炭化を抑制できる。出力調整機構の一例は、レーザ光の経路上に配置されるアッテネータである。アッテネータは、処理装置104に電気的に接続され、処理装置104からの制御信号により出力値を任意の値に変更することが出来る。又は、出力調整機構は、出力値を手動操作により変更可能であるように構成されていてもよい。
<Output adjustment mechanism>
The metal wiring manufacturing apparatus may have an output adjustment mechanism (not shown) for adjusting the output of the laser light. By adjusting the output, it is possible to suppress ablation or carbonization during laser light irradiation. One example of the output adjustment mechanism is an attenuator disposed on the path of the laser light. The attenuator is electrically connected to the processing device 104, and can change the output value to an arbitrary value in response to a control signal from the processing device 104. Alternatively, the output adjustment mechanism may be configured so that the output value can be changed by manual operation.

<スポット調整機構>
金属配線製造装置は、レーザ光の焦点位置におけるスポット径を調整するスポット調整機構(図示せず)を有してよい。スポット調整機構は、レーザ光の集光密度を制御してスポット径を調整することで、アブレーション又は炭化を防止する。スポット調整機構の一例は、ガルバノスキャナに入射する光線の直径を拡大若しくは縮小させる装置であり、例えばビームエキスパンダを利用することが出来る。レーザ光の直径を変化させることで、集光レンズによって集光された焦点におけるスポット径を変化させることが出来る。レーザ光の直径を拡大することでスポット径は小さくなり、レーザ光の直径を縮小することでスポット径は大きくなる。一態様においては、ビームエキスパンダを、Z軸方向のレーザ光照射位置に応じて制御してよい。
<Spot adjustment mechanism>
The metal wiring manufacturing apparatus may have a spot adjustment mechanism (not shown) for adjusting the spot diameter at the focal position of the laser light. The spot adjustment mechanism prevents ablation or carbonization by controlling the concentration density of the laser light to adjust the spot diameter. An example of the spot adjustment mechanism is a device for expanding or contracting the diameter of the light beam incident on the galvano scanner, and for example, a beam expander can be used. By changing the diameter of the laser light, the spot diameter at the focal point focused by the focusing lens can be changed. By expanding the diameter of the laser light, the spot diameter becomes smaller, and by contracting the diameter of the laser light, the spot diameter becomes larger. In one aspect, the beam expander may be controlled according to the laser light irradiation position in the Z-axis direction.

<処理装置104>
処理装置104は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。処理装置104として、DSP(digital signal processor)、LSI(large scale integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等が用いられてもよい。
<Processing device 104>
The processing device 104 is, for example, a central processing unit (CPU). The processing device 104 may be, for example, a digital signal processor (DSP), a large scale integration (LSI), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or the like.

処理装置104は、レーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103を制御し、更に、出力調整機構及び/又はスポット調整機構が存在する場合にはこれらも制御する。処理装置104は、複数の照射ユニットパターンと、当該複数の照射ユニットパターンの各々に割り当てられた走査パラメータとに従った走査制御信号を、出力部としてのインターフェース装置108経由で、レーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構に出力する。これにより、照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光Laの照射点pを第1の方向(例えば図11中のX軸方向)に走査しながら第1の方向と異なる第2の方向(例えば図11中のY軸方向)に移動させるように、レーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構を動作させる。 The processing device 104 controls the laser oscillation device 102 and the laser light scanning device 103, and further controls the output adjustment mechanism and/or the spot adjustment mechanism if they are present. The processing device 104 outputs a scanning control signal according to a plurality of irradiation unit patterns and scanning parameters assigned to each of the plurality of irradiation unit patterns to the laser oscillation device 102 and the laser light scanning device 103, and to mechanisms such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism, via an interface device 108 as an output unit. This causes the laser oscillation device 102 and the laser light scanning device 103, and to mechanisms such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism, to operate so that the irradiation point p of the laser light La is moved in a second direction (for example, the Y-axis direction in FIG. 11) different from the first direction while scanning in a first direction (for example, the X-axis direction in FIG. 11) so as to fill the irradiation unit pattern.

一態様において、処理装置104は、記憶装置105に記憶された各プログラムを読み取り、読み取った各プログラムに従って動作することにより、座標データ生成部410及び走査制御信号生成部420として機能する。 In one embodiment, the processing device 104 functions as a coordinate data generating unit 410 and a scanning control signal generating unit 420 by reading each program stored in the storage device 105 and operating according to the read programs.

座標データ生成部410は、入力された本開示の照射領域決定用二次元パターンから平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とを区別し、第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割した上で、第1及び第3の閉図形を照射ユニットパターンとしてそれぞれの座標データを生成する。 The coordinate data generation unit 410 distinguishes between a first closed figure, which is a parallelogram, and a second closed figure, which is not a parallelogram, from the input two-dimensional pattern for determining the irradiation area of the present disclosure, divides the second closed figure into two or more third closed figures by a division line, and generates coordinate data for each of the first and third closed figures as irradiation unit patterns.

一態様において、座標データ生成部410は、パターン生成手段411、閉図形形状判定手段412、閉図形分割手段413、閉図形サイズ評価手段414、及びデータ変換手段415を有する。 In one embodiment, the coordinate data generation unit 410 has a pattern generation means 411, a closed figure shape determination means 412, a closed figure division means 413, a closed figure size evaluation means 414, and a data conversion means 415.

走査制御信号生成部420は、座標データ生成部410が生成した座標データに対して、予め設定した走査パラメータを割り当てて、座標データ及び走査パラメータに従った走査制御信号を生成する。 The scanning control signal generating unit 420 assigns preset scanning parameters to the coordinate data generated by the coordinate data generating unit 410, and generates a scanning control signal according to the coordinate data and the scanning parameters.

出力部としてのインターフェース装置108は、走査制御信号生成部420が生成した走査制御信号を、レーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構に出力する。 The interface device 108, which serves as an output unit, outputs the scanning control signal generated by the scanning control signal generating unit 420 to the laser oscillation device 102 and the laser light scanning device 103, as well as to any mechanism such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism.

<記憶装置105>
記憶装置105は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のメモリ装置、ハードディスク等の固定ディスク装置、又はフレキシブルディスク、光ディスク等の可搬用の記憶装置等を有する。また、記憶装置105には、金属配線製造装置100又はレーザ光照射制御装置400の各種処理に用いられるコンピュータプログラム、データベース、テーブル等が格納される。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶装置105にインストールされてもよい。可搬型記録媒体は、例えばCD-ROM(compact disc read only memory)、DVD-ROM(digital versatile disc read only memory)等である。
<Storage device 105>
The storage device 105 includes a memory device such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), a fixed disk device such as a hard disk, or a portable storage device such as a flexible disk or an optical disk. The storage device 105 also stores computer programs, databases, tables, and the like used for various processes of the metal wiring manufacturing apparatus 100 or the laser light irradiation control device 400. The computer programs may be installed in the storage device 105 from a computer-readable portable recording medium using a known setup program or the like. The portable recording medium is, for example, a CD-ROM (compact disc read only memory), a DVD-ROM (digital versatile disc read only memory), or the like.

記憶装置105には、座標データ生成プログラム、走査制御信号生成プログラム及び走査制御信号出力プログラムで構成されたレーザ光照射制御プログラムが記憶される。これらの各プログラムは、プロセッサ上で動作するソフトウェアにより実装される機能モジュールである。記憶装置105に記憶されたプログラムは、入力された本開示の照射領域決定用二次元パターンから平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とを区別し、第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割した上で、第1及び第3の閉図形を照射ユニットパターンとしてそれぞれの座標データを生成し、座標データに対して、予め設定した走査パラメータを割り当て、座標データ及び走査パラメータに従った走査制御信号を生成し、走査制御信号を出力することを、レーザ光照射制御装置に実行させる。 The storage device 105 stores a laser light irradiation control program consisting of a coordinate data generation program, a scan control signal generation program, and a scan control signal output program. Each of these programs is a functional module implemented by software running on a processor. The program stored in the storage device 105 causes the laser light irradiation control device to distinguish a first closed figure, which is a parallelogram, from a second closed figure other than a parallelogram from the input two-dimensional pattern for determining an irradiation area of the present disclosure, divide the second closed figure into two or more third closed figures by a division line, generate coordinate data for each of the first and third closed figures as irradiation unit patterns, assign preset scanning parameters to the coordinate data, generate a scan control signal according to the coordinate data and the scan parameters, and output a scan control signal.

<表示装置106、入力装置107、インターフェース装置108>
表示装置106は、ディスプレイ(有機ELディスプレイ等)等であってよく、入力装置107に入力された情報、処理装置104の状態等を表示する。
入力装置107は、キーボード、マウス等の入力デバイスであってよく、ユーザからの入力を受け付ける。
インターフェース装置108は、USB等のハードウェアインターフェース、有線LAN(Local Area Network)若しくは無線LAN等のネットワークインターフェース等であってよく、レーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103並びに任意の他の機構と処理装置104との通信を可能にする。
<Display device 106, input device 107, interface device 108>
The display device 106 may be a display (such as an organic EL display) or the like, and displays information input to the input device 107, the state of the processing device 104, and the like.
The input device 107 may be an input device such as a keyboard or a mouse, and accepts input from a user.
The interface device 108 may be a hardware interface such as a USB, a network interface such as a wired LAN (Local Area Network) or a wireless LAN, etc., and enables communication between the laser oscillation device 102 and the laser light scanning device 103 as well as any other mechanisms and the processing device 104.

<レーザ光照射制御処理>
図13A~Dは、本実施形態のレーザ光照射制御プログラムによって実行される処理について説明するフローチャートである。以下、図13A~Dに示したフローチャートを参照しつつ、金属配線製造装置100及びレーザ光照射制御装置400の動作の例を説明する。以下に説明する動作のフローは、予め記憶装置105に記憶されているプログラムに基づき主に処理装置104により金属配線製造装置100の各要素と協働して実行される。
<Laser Light Irradiation Control Processing>
13A to 13D are flow charts for explaining the processing executed by the laser light irradiation control program of this embodiment. Below, examples of the operations of the metal wiring manufacturing apparatus 100 and the laser light irradiation control device 400 will be explained with reference to the flow charts shown in Figs. 13A to 13D. The flow of operations explained below is executed mainly by the processing device 104 in cooperation with each element of the metal wiring manufacturing apparatus 100 based on a program stored in advance in the storage device 105.

最初に、パターン生成手段411は、照射領域決定用二次元パターンを生成する(ステップS101)。照射領域決定用二次元パターンは、予め照射領域決定用二次元パターン情報が格納された外部装置からの入力、ユーザの描画等による入力、予め記憶装置105に記憶させた照射領域決定用二次元パターン情報の読み出し等によって生成される。 First, the pattern generating means 411 generates a two-dimensional pattern for determining the irradiation area (step S101). The two-dimensional pattern for determining the irradiation area is generated by input from an external device in which two-dimensional pattern information for determining the irradiation area is stored in advance, input by a user's drawing, or reading out two-dimensional pattern information for determining the irradiation area that is stored in advance in the storage device 105.

一態様において、照射領域決定用二次元パターンは、以下の手順で生成されたものでもよい。図13Bを参照し、パターン生成手段411は、最初に、X軸方向長さA1及びY軸方向長さB1を有する二次元ベースパターンを生成する(ステップS11)とともに、膜表面のXYZ三次元形状パターンを生成する(ステップS12)。当該XYZ三次元形状パターンは、イメージセンサ等の画像認識装置で取得された形状情報に基づいて生成してよい。次いで、パターン生成手段411は、当該XYZ三次元形状パターン上に二次元ベースパターンを投影して照射領域決定用三次元パターンを生成し(ステップS13)、照射領域決定用三次元パターンの、X軸方向に対して垂直な方向の長さB2を計測し(ステップS14)、二次元ベースパターンのY軸方向長さB1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成して(ステップS15)、一連のステップを終了する。この縮小補正パターンを、照射領域決定用二次元パターンとする。 In one embodiment, the two-dimensional pattern for determining the irradiation area may be generated by the following procedure. Referring to FIG. 13B, the pattern generating means 411 first generates a two-dimensional base pattern having an X-axis length A1 and a Y-axis length B1 (step S11), and generates an XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface (step S12). The XYZ three-dimensional shape pattern may be generated based on shape information acquired by an image recognition device such as an image sensor. Next, the pattern generating means 411 projects the two-dimensional base pattern onto the XYZ three-dimensional shape pattern to generate a three-dimensional pattern for determining the irradiation area (step S13), measures the length B2 of the three-dimensional pattern for determining the irradiation area in a direction perpendicular to the X-axis direction (step S14), and multiplies the Y-axis length B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern (step S15), completing the series of steps. This reduced correction pattern is the two-dimensional pattern for determining the irradiation area.

図13Aを再び参照し、ステップS101の後、閉図形形状判定手段412は、照射領域決定用二次元パターンを構成する閉図形を平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とに区別する(ステップS102)。 Referring again to FIG. 13A, after step S101, the closed figure shape determination means 412 distinguishes the closed figures constituting the two-dimensional pattern for determining the irradiation area into a first closed figure that is a parallelogram and a second closed figure that is not a parallelogram (step S102).

ステップS102の後、閉図形分割手段413は、第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割する(ステップS103)。図12C及び図12Dは、ステップS103で行われる処理例を示すフローチャートである。 After step S102, the closed figure division means 413 divides the second closed figure into two or more third closed figures by division lines (step S103). Figures 12C and 12D are flowcharts showing an example of the processing performed in step S103.

図12Cを参照し、一例において、閉図形分割手段413は、最初に、第2の閉図形の最大差し渡し方向Dを特定し(ステップS311)、次いで第3の閉図形の幅方向dとなる方向を指定し(ステップS312)、次いで分割線を指定し(ステップS313)、次いで分割線に従って第2の閉図形を分割して(S314)、一連のステップを終了する。この例では、幅方向dを指定した後、第3の閉図形の当該幅方向dにおけるΔdが第2の閉図形の最大差し渡し方向DにおけるΔDよりも小さくなるように分割線を指定する。 Referring to FIG. 12C, in one example, the closed figure division means 413 first identifies the maximum span direction D of the second closed figure (step S311), then specifies the direction that will be the width direction d of the third closed figure (step S312), then specifies a division line (step S313), then divides the second closed figure according to the division line (S314), and ends the series of steps. In this example, after specifying the width direction d, the division line is specified so that Δd in the width direction d of the third closed figure is smaller than ΔD in the maximum span direction D of the second closed figure.

図12Dを参照し、別の例において、閉図形分割手段413は、最初に、最大差し渡し方向Dを特定し(ステップS321)、次いで分割線を指定し(ステップS322)、次いで第3の閉図形の幅方向dとなる方向を指定し(ステップS323)、次いで分割線に従って第2の閉図形を分割して(ステップS324)、一連のステップを終了する。この例では、分割線を指定した後、当該分割線によって生成した第3の閉図形のΔdが第2の閉図形のΔDよりも小さくなるように幅方向dを指定する。 Referring to FIG. 12D, in another example, the closed figure division means 413 first identifies the maximum span direction D (step S321), then specifies a division line (step S322), then specifies a direction that will be the width direction d of the third closed figure (step S323), then divides the second closed figure along the division line (step S324), and ends the series of steps. In this example, after specifying the division line, the width direction d is specified so that Δd of the third closed figure generated by the division line is smaller than ΔD of the second closed figure.

なお、ステップS103において、第2の閉図形の最大差し渡し方向Dの特定、第3の閉図形の幅方向dとなる方向の指定、分割線の指定、及び分割線に従った第2の閉図形の分割、のうち1つ以上がユーザによって行われてもよい。一態様に係るステップS103において、閉図形分割手段413は、第2の閉図形の形状データを出力し、そして第3の閉図形の形状データを取得する。 In step S103, the user may perform one or more of the following: identifying the maximum span direction D of the second closed figure, specifying the direction that will be the width direction d of the third closed figure, specifying a division line, and dividing the second closed figure according to the division line. In step S103 according to one embodiment, the closed figure division means 413 outputs shape data of the second closed figure and obtains shape data of the third closed figure.

ステップS103に次いで、閉図形サイズ評価手段414は、第2の閉図形のΔDの値よりも第3の閉図形のΔdの値が小さいか否かを判定する(ステップS104)。ΔDよりもΔdが小さい場合、第3の閉図形及び存在する場合の各第1の閉図形を二次元の照射ユニットパターンとして生成する(ステップS105)。一方、ΔDよりもΔdが小さくない場合には、ステップS103に戻り、閉図形分割手段413が閉図形の分割を実行する。 Following step S103, the closed figure size evaluation means 414 determines whether the value of Δd of the third closed figure is smaller than the value of ΔD of the second closed figure (step S104). If Δd is smaller than ΔD, the third closed figure and each of the first closed figures, if any, are generated as a two-dimensional irradiation unit pattern (step S105). On the other hand, if Δd is not smaller than ΔD, the process returns to step S103, and the closed figure division means 413 executes division of the closed figure.

ステップS105の後、パターン生成手段411は、膜表面の三次元形状パターン上への照射ユニットパターンの投影を実行するか否かを、座標データ生成プログラムの設定又はユーザからの入力に基づいて判定する(ステップS106)。 After step S105, the pattern generating means 411 determines whether or not to project the irradiation unit pattern onto the three-dimensional shape pattern of the film surface based on the settings of the coordinate data generating program or input from the user (step S106).

ステップS106において投影処理有りの場合、パターン生成手段411は、膜表面の三次元形状パターンを生成し(ステップS107)、当該三次元形状パターン上に照射ユニットパターンを投影して三次元の照射ユニットパターンを生成する(ステップS108)。当該三次元形状パターンは、イメージセンサ等の画像認識装置で取得された形状情報に基づいて生成してよいが、前述のステップS11において膜表面の三次元形状パターンが既に生成されている場合には当該パターンを用いてよい。 If projection processing is performed in step S106, the pattern generating means 411 generates a three-dimensional shape pattern of the film surface (step S107), and projects the irradiation unit pattern onto the three-dimensional shape pattern to generate a three-dimensional irradiation unit pattern (step S108). The three-dimensional shape pattern may be generated based on shape information acquired by an image recognition device such as an image sensor, but if a three-dimensional shape pattern of the film surface has already been generated in the above-mentioned step S11, that pattern may be used.

データ変換手段415は、ステップS108で生成した三次元の照射ユニットパターンのデータを取得して座標データに変換し、三次元の照射ユニットパターンを示す座標データを生成する(ステップS109)。 The data conversion means 415 acquires the data of the three-dimensional irradiation unit pattern generated in step S108, converts it into coordinate data, and generates coordinate data indicating the three-dimensional irradiation unit pattern (step S109).

一方、ステップS106において投影処理無しの場合、データ変換手段414は、ステップS105で生成した二次元の照射ユニットパターンのデータを取得して座標データに変換し、二次元の照射ユニットパターンを示す座標データを生成する(ステップS109)。 On the other hand, if no projection processing is performed in step S106, the data conversion means 414 acquires the data of the two-dimensional irradiation unit pattern generated in step S105, converts it into coordinate data, and generates coordinate data indicating the two-dimensional irradiation unit pattern (step S109).

なお一態様においては、ステップS106~S108の処理は省略され、パターン生成手段411は、膜表面の三次元形状パターン上への走査領域パターンの投影を実行するか否かを判定しなくてもよい。 In one embodiment, the processes of steps S106 to S108 are omitted, and the pattern generating means 411 does not need to determine whether or not to project the scanning area pattern onto the three-dimensional shape pattern of the film surface.

以上の処理によって、平行四辺形以外である第2の閉図形が分割線によって分割されて生成した第3の閉図形と、任意に、平行四辺形である第1の閉図形とで構成されている照射ユニットパターンであって、当該分割線が、第2の閉図形の最大差し渡し方向DにおけるΔDよりも、複数の第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおけるΔdが小さくなるように第2の閉図形を分割する線分である、照射ユニットパターンが生成される。 By the above processing, an irradiation unit pattern is generated that is composed of a third closed figure generated by dividing a second closed figure other than a parallelogram by a division line, and, optionally, a first closed figure that is a parallelogram, and the division line is a line segment that divides the second closed figure such that Δd in a pre-specified width direction d of the multiple third closed figures is smaller than ΔD in the maximum span direction D of the second closed figure.

次いで、走査制御信号生成部420は、予め走査パラメータ情報が格納された外部装置からの入力、ユーザからの入力、予め記憶装置105に記憶させた走査パラメータ情報の読み出し等によって、レーザ光照射条件を規定する走査パラメータを生成し(ステップS110)、当該走査パラメータを、ステップS109で生成した座標データに割り当てることによって走査制御信号を生成する(ステップS111)。出力部としてのインターフェース装置108は、生成された走査制御信号を金属配線製造装置100のレーザ発振装置102及びレーザ光走査装置103、並びに任意に出力調整機構、スポット調整機構等の機構に出力して(ステップS112)、一連のステップを終了する。 Next, the scanning control signal generating unit 420 generates scanning parameters that define the laser light irradiation conditions by input from an external device in which scanning parameter information is previously stored, input from the user, reading out scanning parameter information previously stored in the storage device 105, etc. (step S110), and generates a scanning control signal by assigning the scanning parameters to the coordinate data generated in step S109 (step S111). The interface device 108 as an output unit outputs the generated scanning control signal to the laser oscillation device 102 and laser light scanning device 103 of the metal wiring manufacturing device 100, and optionally to mechanisms such as an output adjustment mechanism and a spot adjustment mechanism (step S112), completing the series of steps.

なお本開示の金属配線製造装置、レーザ光照射制御装置及びレーザ光制御プログラムにおいて、上記以外の種々の態様(例えば、分割線を用いた照射ユニットパターンの生成、走査パラメータ等の詳細)の具体例は、≪金属配線の製造方法≫において前述したのと同様であってよく、ここでは説明を繰り返さない。 Note that in the metal wiring manufacturing apparatus, laser light irradiation control device, and laser light control program disclosed herein, specific examples of various aspects other than those described above (e.g., generation of irradiation unit patterns using division lines, details of scanning parameters, etc.) may be similar to those described above in <Metal wiring manufacturing method>, and the description will not be repeated here.

≪記録媒体又は記録機器≫
本発明の一態様は、本開示のレーザ光照射制御プログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録機器も提供する。上記コンピュータは、CPU、メインメモリ、ストレージ、入出力デバイス、ハードウェアインターフェース等を含む一般的なハードウェア構成を有してよい。また、上記の記録媒体は、RAM、ROM等のメモリ装置、CD-ROM、DVD-ROM、光ディスク等の可搬用の記憶装置であってよい。上記プログラムは、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも包含する。上記記録機器は、上記プログラムがソフトウェア、ファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用若しくは専用の機器であってよい。プログラムに含まれる各処理及び機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のハードウェア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
<Recording media or recording devices>
One aspect of the present invention also provides a computer-readable recording medium or recording device that stores the laser light irradiation control program of the present disclosure. The computer may have a general hardware configuration including a CPU, a main memory, a storage, an input/output device, a hardware interface, and the like. The recording medium may be a memory device such as a RAM or a ROM, or a portable storage device such as a CD-ROM, a DVD-ROM, or an optical disk. The above program includes those that are stored in the recording medium and distributed, as well as those that are distributed by downloading through a network line such as the Internet. The recording device may be a general-purpose or dedicated device in which the above program is implemented in an executable state in the form of software, firmware, or the like. Each process and function included in the program may be executed by a program software that can be executed by a computer, or the process of each part may be realized by a predetermined hardware, or a form in which the program software and a partial hardware module that realizes some elements of the hardware are mixed.

以下、実施例を挙げて本発明の例示の態様を更に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されない。 The following examples further illustrate exemplary aspects of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
(ペースト材料の調製)
水800g及び1,2-プロピレングリコール(富士フイルム和光純薬製)400gからなる混合溶媒中に、酢酸銅(II)一水和物(富士フイルム和光純薬製)80gを溶解し、ヒドラジン水和物(富士フイルム和光純薬製)20gを加えて攪拌した後、遠心分離を用いて上澄みと沈殿物とに分離した。
[Example 1]
(Preparation of Paste Material)
80 g of copper(II) acetate monohydrate (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in a mixed solvent consisting of 800 g of water and 400 g of 1,2-propylene glycol (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 20 g of hydrazine hydrate (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was stirred, and then separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation.

得られた沈殿物2.8gに、リン含有有機化合物としてDISPERBYK-145(商品名、ビックケミー社製)(BYK-145)0.4g、及び分散媒としてエタノール(富士フイルム和光純薬製)6.6gを加え、ホモジナイザを用いて分散した。さらにエタノールによる希釈と濃縮を繰り返し、これにより、酸化第一銅(酸化銅(I))を含む酸化第一銅微粒子を含有するペースト材料を得た。最終組成は沈殿物が2.8g、BYK-145が0.4g、エタノールが6.6g、ヒドラジン水和物が0.01gであった。 0.4 g of DISPERBYK-145 (product name, manufactured by BYK-Chemie) (BYK-145) as a phosphorus-containing organic compound and 6.6 g of ethanol (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries) as a dispersion medium were added to 2.8 g of the obtained precipitate, and dispersed using a homogenizer. Dilution and concentration with ethanol were further repeated, thereby obtaining a paste material containing cuprous oxide fine particles including cuprous oxide (copper(I) oxide). The final composition was 2.8 g of precipitate, 0.4 g of BYK-145, 6.6 g of ethanol, and 0.01 g of hydrazine hydrate.

(膜の形成)
基材としてポリカーボネート基板を準備し、表面にUVオゾン処理を施した後、ペースト材料をスピンコート(500rpm×30秒)し、25℃で10分間乾燥後、60℃で2時間乾燥させ、基材上に厚み3.0μmの膜が形成された構造体1を得た。
(Membrane formation)
A polycarbonate substrate was prepared as a base material, and the surface was subjected to UV ozone treatment. The paste material was then spin-coated (500 rpm x 30 seconds), dried at 25°C for 10 minutes, and then dried at 60°C for 2 hours to obtain Structure 1 in which a film having a thickness of 3.0 μm was formed on the base material.

(金属配線製造装置の準備)
レーザ発振器としてSpectraPhysics株式会社製Talon355、ガルバノスキャナとして株式会社安川電機社製YD-300、窒素発生器として株式会社サタコ製SUF-500、試料室として、アルミニウム合金A5052からなる箱形状の1つの面にガラスの窓部を取り付け、窒素ガス導入口と排気ガス排出口を設け、内部に酸素濃度計を配置した試料室、コンピュータとしてヒューレッドパッカード社製ZBook 15 G5、からなる金属配線製造装置を準備した。なお上記窓部のガラスについて、紫外可視分光光度計(島津製作所社製、UV-3600)を用いて波長355nmの光線透過率を測定したところ、92.2%であった。
(Preparation of metal wiring manufacturing equipment)
A metal wiring manufacturing apparatus was prepared, which consisted of a Talon 355 manufactured by SpectraPhysics Co., Ltd. as a laser oscillator, a YD-300 manufactured by Yaskawa Electric Co., Ltd. as a galvanometer scanner, a SUF-500 manufactured by Satako Co., Ltd. as a nitrogen generator, a glass window portion attached to one side of a box-shaped sample chamber made of aluminum alloy A5052, a nitrogen gas inlet and an exhaust gas outlet, and an oxygen concentration meter disposed inside the sample chamber, and a ZBook 15 G5 manufactured by Hewlett-Packard Co. as a computer. The light transmittance of the glass of the window portion at a wavelength of 355 nm was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-3600 manufactured by Shimadzu Corporation), and was 92.2%.

上記の金属配線製造装置は、コンピュータから制御可能なアッテネータを備え、これによりレーザ光の出力を調節した。また、レーザ発振器は、内部にFPS機能を備え、出射開始時に過大な初期パルスが生成されることを防止した。さらに、ガルバノスキャナにレーザ光を導入する前の位置にビームエキスパンダを設け、レーザ光の直径を拡大若しくは縮小させることで、焦点位置におけるスポット径の大きさを制御した。 The metal wiring manufacturing device described above was equipped with an attenuator that could be controlled by a computer, which adjusted the output of the laser light. The laser oscillator also had an internal FPS function that prevented an excessively large initial pulse from being generated at the start of emission. Furthermore, a beam expander was provided at a position before the laser light was introduced into the galvano scanner, and the size of the spot diameter at the focal position was controlled by expanding or reducing the diameter of the laser light.

(サンプルの設置)
構造体1を上記試料室に入れた。試料室内に取り付けられた酸素濃度計にて酸素濃度が1質量%以下になるまで、不活性ガスである窒素ガスをフローさせた。
(Installation of sample)
Structure 1 was placed in the sample chamber. Nitrogen gas, which is an inert gas, was allowed to flow into the sample chamber until the oxygen concentration measured by an oxygen concentration meter installed in the sample chamber reached 1 mass % or less.

(レーザ光による焼成)
図14Aに示すL字形の閉図形パターンを、分割線Lで閉図形パターンaと閉図形パターンbとに分割した。
閉図形パターンaについて、レーザ光の照射位置を、最大速度30mm/秒の速さで走査方向(分割線と平行な方向)に1mm動かした(1回目照射)後、走査方向に垂直な方向に30μm移動させて再び走査方向に最大速度30mm/秒の速さで動かす(2回目照射)ように、ソフトウェアで走査パラメータを設定した。他の走査パラメータは、(中心波長355nm、周波数300kHz、パルス幅15ns、出力550mW、出力密度0.03mW/μm2)とした。
閉図形パターンbについて、レーザ光の照射位置を、最大速度30mm/秒の速さで走査方向(分割線と垂直な方向)に5mm動かした(1回目照射)後、走査方向に垂直な方向に30μm移動させて再び走査方向に最大速度30mm/秒の速さで動かす(2回目照射)ように、ソフトウェアで走査パラメータを設定した。他の走査パラメータは、中心波長355nm、周波数300kHz、パルス幅15ns、出力950mW、出力密度0.06mW/μm2)とした。
(Laser beam firing)
The L-shaped closed figure pattern shown in FIG. 14A is divided by a division line L into closed figure pattern a and closed figure pattern b.
For the closed figure pattern a, the scanning parameters were set by the software so that the irradiation position of the laser light was moved 1 mm in the scanning direction (direction parallel to the division line) at a maximum speed of 30 mm/sec (first irradiation), then moved 30 μm in the direction perpendicular to the scanning direction, and moved again at a maximum speed of 30 mm/sec in the scanning direction (second irradiation). Other scanning parameters were (center wavelength 355 nm, frequency 300 kHz, pulse width 15 ns, power 550 mW, power density 0.03 mW/ μm2 ).
For the closed figure pattern b, the scanning parameters were set by the software so that the irradiation position of the laser light was moved 5 mm in the scanning direction (direction perpendicular to the division line) at a maximum speed of 30 mm/sec (first irradiation), then moved 30 μm in the direction perpendicular to the scanning direction, and moved again in the scanning direction at a maximum speed of 30 mm/sec (second irradiation). Other scanning parameters were central wavelength 355 nm, frequency 300 kHz, pulse width 15 ns, output 950 mW, and output density 0.06 mW/ μm2 .

上記レーザ光照射条件にて、閉図形パターンaの領域、次いで閉図形パターンbの領域にレーザ光を照射することで、図14Aに示す寸法の、銅を含む金属配線を得た。 By irradiating the area of closed figure pattern a and then the area of closed figure pattern b with laser light under the above laser light irradiation conditions, a copper-containing metal wiring having the dimensions shown in Figure 14A was obtained.

(導電性評価)
得られた金属配線の導電性は、デジタルマルチメーターAD7461(ADVANTEST社製)を用いて評価した。評価の為に金属配線を図14Bに示す切断線Cにてパートcとパートdとに切断した。
パートc(6mm×3mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、0.41Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は30.8μΩcmであった。
パートd(2mm×1mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、0.40Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は30.0μΩcmであった。
パートcとパートdとは、ほぼ同じ体積抵抗率を示し、抵抗ばらつきの少ない金属配線が得られたことを確認した。
(Conductivity evaluation)
The conductivity of the obtained metal wiring was evaluated using a digital multimeter AD7461 (manufactured by ADVANTEST Co., Ltd.) For the evaluation, the metal wiring was cut into part c and part d along the cutting line C shown in FIG.
The resistance value of part c (6 mm x 3 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was 0.41 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 30.8 μΩcm.
The resistance value of part d (2 mm x 1 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was found to be 0.40 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 30.0 μΩcm.
Part c and part d showed almost the same volume resistivity, confirming that metal wiring with little resistance variation was obtained.

(オーバーラップ率)
実施例1で用いたレーザ光のスポット径は、オフィール社製ビームプロファイラーSP928を用いて計測した結果、直径142μmであった。実施例1で走査したときの走査線のオーバーラップ率を計算すると78.9%であった。
(Overlap rate)
The spot diameter of the laser light used in Example 1 was measured using a beam profiler SP928 manufactured by Ophir Corp., and was found to be 142 μm in diameter. The overlap rate of the scanning lines when scanning in Example 1 was calculated to be 78.9%.

[比較例1]
レーザ光照射パターンの設定以外は実施例1と同様にして、サンプル作製及び抵抗値測定を行った。
図14Aに示すL字形閉図形パターンに対し、分割線による分割を行わずに、点pを始点として、レーザ光の照射位置を、最大速度30mm/秒の速さで走査方向(長手方向)に6mm動かした(1回目照射)後、走査方向に垂直な方向に30μm移動させて再び走査方向に最大速度30mm/秒の速さで動かす(2回目照射)ように、ソフトウェアで走査パラメータを設定した。この方法で、走査方向に垂直な方向に3mm動かした。
次いで、レーザ光の照射位置を、最大速度30mm/秒の速さで走査方向に1mm動かした後、走査方向に垂直な方向に30μm移動させて再び走査方向に最大速度30mm/秒の速さで動かすように、ソフトウェアで走査パラメータを設定した。他の走査パラメータは、(中心波長355nm、周波数300kHz、パルス幅15ns、出力950mW、出力密度0.06mW/μm2)とした。
上記レーザ光照射条件にて、図14Aに示す寸法の、銅を含む金属配線を得た。
[Comparative Example 1]
Samples were fabricated and resistance values were measured in the same manner as in Example 1, except for the setting of the laser light irradiation pattern.
For the L-shaped closed figure pattern shown in Fig. 14A, without dividing it by a dividing line, the scanning parameters were set by the software so that the irradiation position of the laser light was moved 6 mm in the scanning direction (longitudinal direction) at a maximum speed of 30 mm/sec (first irradiation) from point p as the starting point, then moved 30 μm in the direction perpendicular to the scanning direction and moved again at a maximum speed of 30 mm/sec in the scanning direction (second irradiation). In this way, it was moved 3 mm in the direction perpendicular to the scanning direction.
Next, the scanning parameters were set by the software so that the irradiation position of the laser light was moved 1 mm in the scanning direction at a maximum speed of 30 mm/sec, then moved 30 μm in the direction perpendicular to the scanning direction, and then moved again in the scanning direction at a maximum speed of 30 mm/sec. Other scanning parameters were (central wavelength 355 nm, frequency 300 kHz, pulse width 15 ns, power 950 mW, power density 0.06 mW/ μm2 ).
Under the above laser light irradiation conditions, a copper-containing metal wiring having the dimensions shown in FIG. 14A was obtained.

得られた金属配線の導電性は、デジタルマルチメーターAD7461(ADVANTEST社製)を用いて評価した。評価の為に金属配線を図14Bに示す切断線Cにてパートdとパートdとに切断した。
パートc(6mm×3mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、0.42Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は31.5μΩcmであった。
パートd(2mm×1mm)の部分は膜が吹き飛んでおり、抵抗測定は出来なかった。
The conductivity of the obtained metal wiring was evaluated using a digital multimeter AD7461 (manufactured by ADVANTEST Co., Ltd.) For the evaluation, the metal wiring was cut into part d and part d along the cutting line C shown in FIG.
The resistance value of part c (6 mm x 3 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was 0.42 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 31.5 μΩ cm.
The film in part d (2 mm x 1 mm) had been blown away, making it impossible to measure the resistance.

[実施例2]
閉図形パターンaについて、用いたレーザ光のスポット直径を33μm、出力を80mW、出力密度を0.09mW/μm2とし、閉図形パターンbについて、用いたレーザ光のスポット直径を33μm、出力を155mW、出力密度を0.18mW/μm2とすること以外は実施例1と同様にして、金属配線の形成、スポット径及びオーバーラップ率の評価、並びに導電性評価を行った。 走査線のオーバーラップ率を計算すると9.1%であった。
パートc(6mm×3mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、1.01Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は75.8μΩcmであった。
パートd(2mm×1mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、1.52Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は114μΩcmであった。
パートcとパートdとは、体積抵抗率に差が見られたが、抵抗ばらつきの比較的少ない金属配線が得られたことを確認した。
[Example 2]
For the closed figure pattern a, the spot diameter of the laser beam used was 33 μm, the output was 80 mW, and the output density was 0.09 mW/μm2, and for the closed figure pattern b, the spot diameter of the laser beam used was 33 μm, the output was 155 mW, and the output density was 0.18 mW/μm2 . Except for this, the formation of metal wiring, the evaluation of the spot diameter and overlap rate, and the evaluation of electrical conductivity were performed in the same manner as in Example 1. The overlap rate of the scanning lines was calculated to be 9.1%.
The resistance value of part c (6 mm x 3 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was 1.01 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 75.8 μΩcm.
The resistance value of part d (2 mm x 1 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was found to be 1.52 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 114 μΩ cm.
Although a difference in volume resistivity was observed between part c and part d, it was confirmed that metal wiring with relatively little variation in resistance was obtained.

[実施例3]
走査方向に垂直な方向に移動させる値を20μmにすること以外は実施例2と同様にして、金属配線の形成、スポット径及びオーバーラップ率の評価、並びに導電性評価を行った。
走査線のオーバーラップ率を計算すると39.4%であった。
パートc(6mm×3mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、0.30Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は22.5μΩcmであった。
パートd(2mm×1mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、0.32Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は24.0μΩcmであった。
パートcとパートdとは、ほぼ同じ体積抵抗率を示し、抵抗ばらつきの少ない金属配線が得られたことを確認した。
[Example 3]
The formation of metal wiring, evaluation of the spot diameter and overlap rate, and evaluation of electrical conductivity were carried out in the same manner as in Example 2, except that the value of the movement in the direction perpendicular to the scanning direction was set to 20 μm.
The overlap rate of the scan lines was calculated to be 39.4%.
The resistance value of part c (6 mm x 3 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was found to be 0.30 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 22.5 μΩ cm.
The resistance value of part d (2 mm x 1 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was found to be 0.32 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 24.0 μΩcm.
Part c and part d showed almost the same volume resistivity, confirming that metal wiring with little resistance variation was obtained.

[実施例4]
閉図形パターンaについて、用いたレーザ光のスポット直径を142μm、出力を350mW、出力密度を0.02mW/μm2とし、閉図形パターンbについて、用いたレーザ光のスポット直径を142μm、出力を700mW、出力密度を0.04mW/μm2、またそれぞれで走査方向に垂直な方向に移動させる値を1μmにすること以外は実施例1と同様にして、金属配線の形成、スポット径及びオーバーラップ率の評価、並びに導電性評価を行った。
走査線のオーバーラップ率を計算すると99.3%であった。
パートc(6mm×3mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、1.55Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は116.3μΩcmであった。
パートd(2mm×1mm)の長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、2.39Ω(3回測定の平均値)であった。また体積抵抗率は179.3μΩcmであった。
パートcとパートdとは、体積抵抗率に差が見られたが、抵抗ばらつきの比較的少ない金属配線が得られたことを確認した。
[Example 4]
For the closed figure pattern a, the spot diameter of the laser light used was 142 μm, the output was 350 mW, and the output density was 0.02 mW/μm2 . For the closed figure pattern b, the spot diameter of the laser light used was 142 μm, the output was 700 mW, the output density was 0.04 mW/ μm2 , and the movement value in the direction perpendicular to the scanning direction was 1 μm. The formation of metal wiring, evaluation of spot diameter and overlap rate, and conductivity evaluation were performed in the same manner as in Example 1, except that for each of the closed figure pattern a, the spot diameter of the laser light used was 142 μm, the output was 700 mW, the output density was 0.04 mW/μm2, and the movement value in the direction perpendicular to the scanning direction was 1 μm.
The overlap rate of the scan lines was calculated to be 99.3%.
The resistance value of part c (6 mm x 3 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was found to be 1.55 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 116.3 μΩcm.
The resistance value of part d (2 mm x 1 mm) was evaluated by a four-terminal measurement method with a tester placed on both ends in the longitudinal direction, and was found to be 2.39 Ω (average value of three measurements). The volume resistivity was 179.3 μΩ cm.
Although a difference in volume resistivity was observed between part c and part d, it was confirmed that metal wiring with relatively little variation in resistance was obtained.

[実施例5]
(照射ユニットパターンの生成ステップ)
金属配線形成に、図6Aに示した閉図形パターンを用いたこと以外は実施例1と同様の方法で、金属配線を作製した。このとき、図6Aにおける円の直径は10mmとし、分割線の本数を3本に設定した。次いで、分割線に対して垂直方向におけるそれぞれの閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線の位置を設定し、そのときのdmaxはそれぞれの閉図形でほぼ同じで、3.26mmとした。
[Example 5]
(Generation step of irradiation unit pattern)
Metal wiring was produced in the same manner as in Example 1, except that the closed figure pattern shown in Fig. 6A was used for metal wiring formation. At this time, the diameter of the circle in Fig. 6A was set to 10 mm, and the number of division lines was set to 3. Next, the positions of the division lines were set so that the difference between the maximum width and the minimum width of each closed figure in the direction perpendicular to the division lines was minimized, and the dmax at this time was almost the same for each closed figure, being 3.26 mm.

(導電性評価)
得られた金属配線の導電性は、デジタルマルチメーターAD7461(ADVANTEST社製)を用いて評価した。評価の為に金属配線を図6Aに示す分割線L1,L2,L3にてパート4a,4b,4c,4dに切断した。
パート4aの長手方向の両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、1.12Ω(3回測定の平均値)であった。
同じく、パート4b,4c,4dも評価したところ、パート4bは1.21Ω(3回測定の平均値)、パート4cは1.26Ω(3回測定の平均値)、パート4dは1.08Ω(3回測定の平均値)であった。
パート4a~4dは、ほぼ同じ抵抗値を示し、抵抗ばらつきの少ない金属配線が得られたことを確認した。
(Conductivity evaluation)
The conductivity of the obtained metal wiring was evaluated using a digital multimeter AD7461 (manufactured by ADVANTEST Co., Ltd.) For the evaluation, the metal wiring was cut into parts 4a, 4b, 4c, and 4d along parting lines L1, L2, and L3 shown in FIG.
When a tester was placed on both ends of part 4a in the longitudinal direction and the resistance value was evaluated by a four-terminal measurement method, it was 1.12 Ω (average value of three measurements).
Similarly, parts 4b, 4c, and 4d were also evaluated, and the values were 1.21 Ω for part 4b (average value of three measurements), 1.26 Ω for part 4c (average value of three measurements), and 1.08 Ω for part 4d (average value of three measurements).
Parts 4a to 4d showed approximately the same resistance value, confirming that metal wiring with little resistance variation was obtained.

[実施例6]
(照射ユニットパターン生成ステップ)
金属配線形成に、図7A,Bに示す閉図形パターンを用いたこと以外は実施例1と同様の方法で、金属配線を作製した。このとき、閉図形5は、最大差し渡し方向Dの長さを10mm、最大差し渡し方向Dに垂直な方向の長さを6mmとした。分割線L1~L5を設定し、閉図形5b~5fの内側に接する最大内接矩形R1~R5を設定した。このとき、短辺長s1~s5は1mmとした。
[Example 6]
(Irradiation unit pattern generation step)
Metal wiring was produced in the same manner as in Example 1, except that the closed figure pattern shown in Figures 7A and 7B was used for metal wiring formation. In this case, the closed figure 5 had a length of 10 mm in the maximum span direction D and a length of 6 mm in the direction perpendicular to the maximum span direction D. Partition lines L1 to L5 were set, and maximum inscribed rectangles R1 to R5 that contact the insides of the closed figures 5b to 5f were set. In this case, the short side lengths s1 to s5 were 1 mm.

(パラメータ割り当てステップ及び照射ステップ)
最大内接矩形R1~R5について、レーザ光の照射位置を、最大速度25mm/秒の速さで短辺方向(幅方向db~df)である第1の方向に1mm動かした(1回目照射)後、長辺方向(最大差し渡し方向D)である第2の方向に30μm移動させて再び第1の方向に最大速度25mm/秒の速さで動かし(2回目照射)、矩形を全て埋めるように、ソフトウェアで走査パラメータを設定した。他の走査パラメータは、(中心波長355nm、周波数300kHz、パルス幅15ns、出力219mW、出力密度0.11mW/μm2)とした。上記レーザ光照射条件にて、最大内接矩形R1の領域、次いで最大内接矩形R2の領域、のように最大内接矩形R5までレーザ光を照射することで、図7Bに示す寸法の、銅を含む金属配線を得た。
(Parameter assignment step and irradiation step)
For the maximum inscribed rectangle R1 to R5, the laser light irradiation position was moved 1 mm in the first direction, which is the short side direction (width direction db to df), at a maximum speed of 25 mm/sec (first irradiation), then moved 30 μm in the second direction, which is the long side direction (maximum diagonal direction D), and moved again in the first direction at a maximum speed of 25 mm/sec (second irradiation), so that the scanning parameters were set by the software to fill the entire rectangle. Other scanning parameters were (center wavelength 355 nm, frequency 300 kHz, pulse width 15 ns, output 219 mW, output density 0.11 mW/μm 2 ). Under the above laser light irradiation conditions, the laser light was irradiated to the area of the maximum inscribed rectangle R1, then the area of the maximum inscribed rectangle R2, and so on up to the maximum inscribed rectangle R5, thereby obtaining a copper-containing metal wiring having the dimensions shown in FIG. 7B.

(導電性評価)
得られた金属配線の導電性は、デジタルマルチメーターAD7461(ADVANTEST社製)を用いて評価した。評価の為に金属配線を、最大内接図形R3の短辺長s3の中点を通り最大差し渡し方向Dに平行な線で2等分に切断した。切断線よりも最大内接図形R1側の一方について、最大差し渡し方向Dの両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、0.34Ω(3回測定の平均値)であり、また切断線よりも最大内接図形R5側の他方について、最大差し渡しDの両端にテスターを当てて4端子測定法にて抵抗値を評価したところ、抵抗値0.29Ω(3回測定の平均値)であった。
両方でほぼ同じ体積抵抗率を示し、抵抗ばらつきの少ない金属配線が得られたことを確認した。
(Conductivity evaluation)
The conductivity of the obtained metal wiring was evaluated using a digital multimeter AD7461 (manufactured by ADVANTEST Co., Ltd.). For the evaluation, the metal wiring was cut into two equal parts along a line passing through the midpoint of the short side length s3 of the maximum inscribed figure R3 and parallel to the maximum span direction D. For one side of the maximum inscribed figure R1 side from the cutting line, a tester was applied to both ends of the maximum span direction D to evaluate the resistance value by a four-terminal measurement method, which was 0.34Ω (average value of three measurements). For the other side of the maximum inscribed figure R5 side from the cutting line, a tester was applied to both ends of the maximum span D to evaluate the resistance value by a four-terminal measurement method, which was 0.29Ω (average value of three measurements).
It was confirmed that both exhibited approximately the same volume resistivity, resulting in metal wiring with little resistance variation.

本発明の一態様によって得られる金属配線は、電子回路基板等の配線材、メッシュ電極、電磁波シールド材、及び、放熱材料の作製に好適に利用できる。 The metal wiring obtained by one embodiment of the present invention can be suitably used to produce wiring materials for electronic circuit boards, mesh electrodes, electromagnetic shielding materials, and heat dissipation materials.

1 第1の閉図形
2,3,4,5 第2の閉図形
2a,2b,3a,3b,3c,3d,4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h,5a,5b,5c,5d,5e,5f 第3の閉図形
80 二次元ベースパターン
81 膜表面の三次元形状パターン
82 照射領域決定用三次元パターン
P 照射領域決定用二次元パターン
P1,P2 パート
P3 照射ユニットパターン群
L,L1,L2,L3,L4,L5 分割線
R1,R2,R3,R4,R5 最大内接矩形
D 最大差し渡し方向
da,db,dc,dd,de,df,dg,dh 幅方向
Dmax,dmax 最大幅
Dmin,dmin 最小幅
R 照射領域
11 構造体
11a 基材
11b 膜
100 金属配線製造装置
101 構造体保持部
102 レーザ発振装置
103 レーザ光走査装置
103a X軸ガルバノミラー
103b X軸ガルバノモーター
103c Y軸ガルバノミラー
103d Y軸ガルバノモーター
104 処理装置
400 レーザ光照射制御装置
1 First closed figure 2, 3, 4, 5 Second closed figure 2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f Third closed figure 80 Two-dimensional base pattern 81 Three-dimensional shape pattern of film surface 82 Three-dimensional pattern P for determining irradiation area Two-dimensional pattern P1, P2 for determining irradiation area Part P3 Irradiation unit pattern group L, L1, L2, L3, L4, L5 Partition line R1, R2, R3, R4, R5 Maximum inscribed rectangle D Maximum span direction da, db, dc, dd, de, df, dg, dh Width direction Dmax, dmax Maximum width Dmin, dmin Minimum width R Irradiation area 11 Structure 11a Substrate 11b Film 100 Metal wiring manufacturing apparatus 101 Structure holding unit 102 Laser oscillation apparatus 103 Laser light scanning apparatus 103a X-axis galvanometer mirror 103b X-axis galvanometer motor 103c Y-axis galvanometer mirror 103d Y-axis galvanometer motor 104 Processing apparatus 400 Laser light irradiation control apparatus

Claims (45)

金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成するレーザ光照射工程を含む、金属配線の製造方法であって、
前記レーザ光照射工程が、以下のステップ:
予め作成され1又は2以上の閉図形で構成された照射領域決定用二次元パターンの前記閉図形を、平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とに区分して第2の閉図形及び任意の第1の閉図形を生成する、区分ステップ;
前記第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割して、各第3の閉図形及び存在する場合の各第1の閉図形を照射ユニットパターンとして生成する、照射ユニットパターン生成ステップ;
各照射ユニットパターンに対して、予め設定された走査パラメータを割り当てる、パラメータ割り当てステップ;並びに
前記照射ユニットパターン及び前記走査パラメータに従って、各照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光のスポットを第1の方向に走査しながら前記第1の方向と異なる第2の方向に移動させることによって、前記照射領域にレーザ光を照射する、照射ステップ;
を含み、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分である、方法。
A method for manufacturing a metal wiring, comprising: a laser light irradiation step of forming a metal wiring by irradiating a laser light to a predetermined irradiation area of a film containing a metal and/or a metal oxide,
The laser light irradiation step includes the following steps:
a division step of dividing a closed figure of a two-dimensional pattern for determining an irradiation region, which is created in advance and is composed of one or more closed figures, into a first closed figure which is a parallelogram and a second closed figure which is other than a parallelogram, thereby generating the second closed figure and an arbitrary first closed figure;
an irradiation unit pattern generating step of dividing the second closed figure into two or more third closed figures by a dividing line, and generating each of the third closed figures and each of the first closed figures, if any, as an irradiation unit pattern;
a parameter assignment step of assigning preset scanning parameters to each irradiation unit pattern; and an irradiation step of irradiating the irradiation area with laser light by scanning a spot of laser light in a first direction while moving the spot in a second direction different from the first direction so as to fill each irradiation unit pattern in accordance with the irradiation unit pattern and the scanning parameters;
Including,
The method, wherein the dividing line is a line segment that divides the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of a plurality of the third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D.
前記レーザ光照射工程に供される前記膜が、基材上に形成されている、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the film subjected to the laser light irradiation step is formed on a substrate. 前記レーザ光照射工程に供される前記膜が、前記基材上に形成された塗膜である、請求項2に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the film subjected to the laser light irradiation step is a coating film formed on the substrate. 前記幅方向dが、前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the width direction d is perpendicular or parallel to the parting line. 前記照射ユニットパターン生成ステップにおいて、各第2の閉図形について、分割線の数を指定し、次いで、前記分割線に対して垂直の方向における第3の閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線を指定する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the irradiation unit pattern generation step, the number of division lines is specified for each second closed figure, and then the division lines are specified so that the difference between the maximum width and the minimum width of the third closed figure in the direction perpendicular to the division lines is minimized. 前記分割線が、各第2の閉図形から、前記dmax及び/又は前記Δdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the dividing line generates, from each second closed figure, a plurality of third closed figures each having substantially the same dmax and/or Δd. 各第2の閉図形において、
前記分割線が、前記最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分であって前記第3の閉図形の最大内接矩形の長辺の一部又は全部を構成し、
前記最大内接矩形の短辺長が互いに略同一である、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
In each second closed figure,
the dividing line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D and constitutes a part or all of a long side of a maximum inscribed rectangle of the third closed figure,
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the short side lengths of the maximum inscribed rectangles are approximately the same.
前記第1の方向が、
存在する場合の前記第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向であり、かつ
前記第2の閉図形の前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
The first direction is
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the direction of the dividing line is a long or short side direction of the first closed figure, if present, and a direction perpendicular or parallel to the dividing line of the second closed figure.
各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比が、0.25以上1.0以下である、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the ratio of the minimum scanning length to the maximum scanning length of each irradiation unit pattern is 0.25 or more and 1.0 or less. 前記照射領域が、前記照射ユニットパターンを、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影してなる領域である、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the irradiation area is an area obtained by projecting the irradiation unit pattern onto a three-dimensional shape pattern of the film surface that has been previously acquired. 前記照射領域決定用二次元パターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に照射領域決定用三次元パターンを生成した後、前記照射領域決定用三次元パターンを二次元に投影することによって生成されている、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the two-dimensional pattern for determining the irradiation region is generated by generating a three-dimensional pattern for determining the irradiation region on a three-dimensional shape pattern of the film surface previously acquired, and then projecting the three-dimensional pattern for determining the irradiation region two-dimensionally. 前記照射領域決定用二次元パターンが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターンを、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン上に投影して、照射領域決定用三次元パターンを生成すること、
前記二次元ベースパターン上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
前記照射領域決定用三次元パターン上の、前記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
前記二次元ベースパターンの前記寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであり、
前記照射ステップにおいて、X軸方向を前記第1の方向に指定し、Y軸方向を前記第2の方向に指定する、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
The two-dimensional pattern for determining an irradiation region is
A two-dimensional base pattern previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface to generate a three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
is a reduced correction pattern generated by
The method according to any one of claims 1 to 10, wherein in the irradiating step, an X-axis direction is designated as the first direction and a Y-axis direction is designated as the second direction.
前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of laser scanning speed, laser output intensity, and laser spot diameter. 前記レーザ光を、走査線の線幅方向にオーバーラップさせながら走査する、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the laser light is scanned while overlapping in the line width direction of the scanning line. 前記オーバーラップが、前記線幅の10%以上99%以下である、請求項14に記載の方法。 The method of claim 14, wherein the overlap is greater than or equal to 10% and less than or equal to 99% of the line width. 前記膜が、銅及び/又は酸化銅を含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 15, wherein the film comprises copper and/or copper oxide. 前記膜が、分散剤を更に含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 16, wherein the membrane further comprises a dispersant. 金属及び/又は金属酸化物を含む膜を含む構造体における、前記膜の予め設定された照射領域にレーザ光を照射して金属配線を形成するための金属配線製造装置であって、
前記金属配線製造装置が:
構造体を保持する構造体保持部;
レーザ光を発生させるレーザ発振装置;
前記レーザ発振装置から出射されたレーザ光を走査するレーザ光走査装置;並びに
前記レーザ発振装置及び前記レーザ光走査装置を制御する処理装置;
を備え、
前記処理装置が:
複数の照射ユニットパターンと前記複数の照射ユニットパターンの各々に割り当てられた走査パラメータとに従った走査制御信号を前記レーザ発振装置及び前記レーザ光走査装置に出力することによって、前記照射ユニットパターンを埋めるようにレーザ光のスポットを第1の方向に走査しながら前記第1の方向と異なる第2の方向に移動させるように前記レーザ発振装置及び前記レーザ光走査装置を動作させ、
前記照射ユニットパターンが、平行四辺形以外である第2の閉図形が分割線によって分割されて生成した第3の閉図形と、任意に、平行四辺形である第1の閉図形とで構成されており、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分である、金属配線製造装置。
1. A metal wiring manufacturing apparatus for forming metal wiring by irradiating a laser beam to a preset irradiation area of a film in a structure including a film containing a metal and/or metal oxide, comprising:
The metal wiring manufacturing apparatus comprises:
a structure holder that holds the structure;
A laser oscillator that generates laser light;
A laser beam scanning device that scans the laser beam emitted from the laser oscillation device; and a processing device that controls the laser oscillation device and the laser beam scanning device.
Equipped with
The processing device comprising:
outputting a scanning control signal according to a plurality of irradiation unit patterns and scanning parameters assigned to each of the plurality of irradiation unit patterns to the laser oscillation device and the laser light scanning device, and operating the laser oscillation device and the laser light scanning device so as to move a spot of laser light in a second direction different from the first direction while scanning the spot of laser light in a first direction so as to fill the irradiation unit pattern;
the irradiation unit pattern is composed of a third closed figure generated by dividing a second closed figure other than a parallelogram by a division line, and optionally, a first closed figure that is a parallelogram;
the dividing line being a line segment dividing the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of the plurality of third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D.
前記レーザ光走査装置が、ガルバノモータとガルバノミラーとを備えるガルバノスキャナである、請求項18に記載の金属配線製造装置。 The metal wiring manufacturing apparatus according to claim 18, wherein the laser light scanning device is a galvanometer scanner equipped with a galvanometer motor and a galvanometer mirror. 前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、請求項18又は19に記載の金属配線製造装置。 The metal wiring manufacturing apparatus according to claim 18 or 19, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of laser scanning speed, laser output intensity, and laser spot diameter. 金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定した照射領域にレーザ光を照射するために金属配線製造装置のレーザ発振装置及びレーザ光走査装置を制御するレーザ光照射制御装置であって、
入力された照射領域決定用二次元パターンから平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とを区別し、前記第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割した上で、前記第1及び第3の閉図形を照射ユニットパターンとしてそれぞれの座標データを生成する座標データ生成部と、
前記座標データに対して、予め設定した走査パラメータを割り当てて、前記座標データ及び前記走査パラメータに従った走査制御信号を生成する走査制御信号生成部と、
前記走査制御信号をレーザ発振装置及びレーザ光走査装置に出力する出力部とを有し、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分であることを特徴とする、レーザ光照射制御装置。
A laser light irradiation control device that controls a laser oscillation device and a laser light scanning device of a metal wiring manufacturing apparatus to irradiate a laser light to a preset irradiation area of a film containing a metal and/or metal oxide,
a coordinate data generating unit that distinguishes a first closed figure, which is a parallelogram, from a second closed figure, which is a shape other than a parallelogram, from the input two-dimensional pattern for determining an irradiation region, divides the second closed figure into two or more third closed figures by a division line, and generates coordinate data for each of the first and third closed figures as irradiation unit patterns;
a scanning control signal generating unit that assigns preset scanning parameters to the coordinate data and generates a scanning control signal according to the coordinate data and the scanning parameters;
an output unit that outputs the scanning control signal to a laser oscillator and a laser beam scanning device;
a dividing line that divides the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of a plurality of the third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D of the second closed figure.
前記幅方向dが、前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、請求項21に記載のレーザ光照射制御装置。 The laser light irradiation control device according to claim 21, wherein the width direction d is perpendicular or parallel to the division line. 各第2の閉図形について、分割線の数を指定し、次いで、前記分割線に対して垂直の方向における第3の閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線を指定する、請求項21又は22に記載のレーザ光照射制御装置。 The laser light irradiation control device according to claim 21 or 22, which specifies the number of division lines for each second closed figure, and then specifies the division lines so that the difference between the maximum width and the minimum width of the third closed figure in the direction perpendicular to the division lines is minimized. 前記分割線が、各第2の閉図形から、前記dmax及び/又は前記Δdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する、請求項21~23のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。 The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 23, wherein the dividing line generates a plurality of third closed figures from each second closed figure, the dmax and/or the Δd being substantially the same as each other. 各第2の閉図形において、
前記分割線が、前記最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分であって前記第3の閉図形の最大内接矩形の長辺の一部又は全部を構成し、
前記最大内接矩形の短辺長が互いに略同一である、請求項21~24のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。
In each second closed figure,
the dividing line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D and constitutes a part or all of a long side of a maximum inscribed rectangle of the third closed figure,
The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 24, wherein the short side lengths of the maximum inscribed rectangles are substantially the same.
前記走査パラメータが走査方向を含み、前記走査方向が、
存在する場合の前記第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向であり、かつ
前記第2の閉図形の前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、請求項21~25のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。
The scanning parameters include a scanning direction, the scanning direction being:
The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 25, wherein the direction of the long side or short side of the first closed figure, if present, is perpendicular or parallel to the dividing line of the second closed figure.
各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比が、0.25以上1.0以下である、請求項21~26のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。 A laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 26, wherein the ratio of the minimum scanning length to the maximum scanning length of each irradiation unit pattern is 0.25 or more and 1.0 or less. 前記照射領域が、前記照射ユニットパターンを、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影してなる領域である、請求項21~27のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。 The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 27, wherein the irradiation area is an area formed by projecting the irradiation unit pattern onto a three-dimensional shape pattern of the film surface that has been previously acquired. 前記照射領域決定用二次元パターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に照射領域決定用三次元パターンを生成した後、前記照射領域決定用三次元パターンを二次元に投影することによって生成されている、請求項21~28のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。 The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 28, wherein the two-dimensional pattern for determining the irradiation area is generated by generating a three-dimensional pattern for determining the irradiation area on a three-dimensional shape pattern of the film surface acquired in advance, and then projecting the three-dimensional pattern for determining the irradiation area in two dimensions. 前記照射領域決定用二次元パターンが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターンを、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン上に投影して、照射領域決定用三次元パターンを生成すること、
前記二次元ベースパターン上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
前記照射領域決定用三次元パターン上の、前記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
前記二次元ベースパターンの前記寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであり、
X軸方向がレーザ光の走査長の方向であり、Y軸方向がレーザ光の走査幅の方向である、請求項21~28のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。
The two-dimensional pattern for determining an irradiation region is
A two-dimensional base pattern previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface to generate a three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
is a reduced correction pattern generated by
The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 28, wherein the X-axis direction is the direction of the scanning length of the laser light, and the Y-axis direction is the direction of the scanning width of the laser light.
前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、請求項21~30のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御装置。 The laser light irradiation control device according to any one of claims 21 to 30, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of laser scanning speed, laser output intensity, and laser spot diameter. 金属及び/又は金属酸化物を含む膜の予め設定した照射領域にレーザ光を照射するために金属配線製造装置のレーザ発振装置及びレーザ光走査装置を制御するレーザ光照射制御プログラムであって、
入力された照射領域決定用二次元パターンから平行四辺形である第1の閉図形と平行四辺形以外である第2の閉図形とを区別し、前記第2の閉図形を分割線によって2以上の第3の閉図形に分割した上で、前記第1及び第3の閉図形を照射ユニットパターンとしてそれぞれの座標データを生成し、
前記座標データに対して、予め設定した走査パラメータを割り当て、
前記座標データ及び前記走査パラメータに従った走査制御信号を生成し、
前記走査制御信号を出力する、
ことをレーザ光照射制御装置に実行させ、
前記分割線が、前記第2の閉図形の最大差し渡し方向Dにおける最大幅Dmaxと最小幅Dminとの差ΔDよりも、複数の前記第3の閉図形の予め指定した幅方向dにおける最大幅dmaxと最小幅dminとの差Δdが小さくなるように前記第2の閉図形を分割する線分であることを特徴とする、レーザ光照射制御プログラム。
A laser light irradiation control program for controlling a laser oscillator and a laser light scanner of a metal wiring manufacturing apparatus in order to irradiate a laser light onto a preset irradiation region of a film containing a metal and/or metal oxide, comprising:
Distinguishing a first closed figure, which is a parallelogram, from a second closed figure, which is a shape other than a parallelogram, from the input two-dimensional pattern for determining an irradiation region, dividing the second closed figure into two or more third closed figures by a dividing line, and generating respective coordinate data for the first and third closed figures as irradiation unit patterns;
Assigning preset scanning parameters to the coordinate data;
generating a scan control signal according to the coordinate data and the scan parameters;
outputting the scanning control signal;
and making the laser light irradiation control device execute the above steps,
a dividing line that divides the second closed figure such that a difference Δd between a maximum width dmax and a minimum width dmin of a plurality of the third closed figures in a pre-specified width direction d is smaller than a difference ΔD between a maximum width Dmax and a minimum width Dmin of the second closed figure in a maximum span direction D.
前記幅方向dが、前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、請求項32に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to claim 32, wherein the width direction d is perpendicular or parallel to the parting line. 各第2の閉図形について、分割線の数を指定し、次いで、前記分割線に対して垂直の方向における第3の閉図形の最大幅と最小幅との差が最小になるように分割線を指定する、請求項32又は33に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to claim 32 or 33, which specifies the number of division lines for each second closed figure, and then specifies the division lines so that the difference between the maximum width and the minimum width of the third closed figure in a direction perpendicular to the division lines is minimized. 前記分割線が、各第2の閉図形から、前記dmax及び/又は前記Δdが互いに略同一の複数の第3の閉図形を生成する、請求項32~34のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 34, wherein the dividing line generates a plurality of third closed figures from each second closed figure, the dmax and/or the Δd being substantially the same. 各第2の閉図形において、
前記分割線が、前記最大差し渡し方向Dに対して平行な2以上の線分であって前記第3の閉図形の最大内接矩形の長辺の一部又は全部を構成し、
前記最大内接矩形の短辺長が互いに略同一である、請求項32~35のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。
In each second closed figure,
the dividing line is two or more line segments parallel to the maximum span direction D and constitutes a part or all of a long side of a maximum inscribed rectangle of the third closed figure,
The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 35, wherein the short side lengths of the maximum inscribed rectangles are substantially the same.
前記走査パラメータが走査方向を含み、前記走査方向が、
存在する場合の前記第1の閉図形の長辺方向又は短辺方向であり、かつ
前記第2の閉図形の前記分割線に対して垂直又は平行の方向である、請求項32~36のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。
The scanning parameters include a scanning direction, the scanning direction being:
The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 36, wherein the dividing line is in a long side direction or a short side direction of the first closed figure if the first closed figure exists, and is perpendicular or parallel to the dividing line of the second closed figure.
各照射ユニットパターンの最大走査長に対する最小走査長の比が、0.25以上1.0以下である、請求項32~37のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 37, wherein the ratio of the minimum scanning length to the maximum scanning length of each irradiation unit pattern is 0.25 or more and 1.0 or less. 前記照射領域が、前記照射ユニットパターンを、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に投影してなる領域である、請求項32~38のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 38, wherein the irradiation area is an area obtained by projecting the irradiation unit pattern onto a three-dimensional shape pattern of a film surface that has been previously acquired. 前記照射領域決定用二次元パターンが、予め取得した膜表面の三次元形状パターン上に照射領域決定用三次元パターンを生成した後、前記照射領域決定用三次元パターンを二次元に投影することによって生成されている、請求項32~39のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 39, wherein the two-dimensional pattern for determining the irradiation area is generated by generating a three-dimensional pattern for determining the irradiation area on a three-dimensional shape pattern of the film surface previously acquired, and then projecting the three-dimensional pattern for determining the irradiation area two-dimensionally. 前記照射領域決定用二次元パターンが、
XY平面上に予め生成した二次元ベースパターンを、予め取得した膜表面のXYZ三次元形状パターン上に投影して、照射領域決定用三次元パターンを生成すること、
前記二次元ベースパターン上のY軸方向の差渡し部Bの寸法B1を計測すること、
前記照射領域決定用三次元パターン上の、前記差渡し部Bの投影部の寸法B2を計測すること、
前記二次元ベースパターンの前記寸法B1にB1/B2を乗じて縮小補正パターンを生成すること、
によって生成された縮小補正パターンであり、
X軸方向がレーザ光の走査長の方向であり、Y軸方向がレーザ光の走査幅の方向である、請求項32~39のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。
The two-dimensional pattern for determining an irradiation region is
A two-dimensional base pattern previously generated on an XY plane is projected onto a previously acquired XYZ three-dimensional shape pattern of the film surface to generate a three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
Measuring a dimension B1 of a span portion B in the Y-axis direction on the two-dimensional base pattern;
Measuring a dimension B2 of a projection portion of the span portion B on the three-dimensional pattern for determining an irradiation region;
multiplying the dimension B1 of the two-dimensional base pattern by B1/B2 to generate a reduced correction pattern;
is a reduced correction pattern generated by
40. The laser light irradiation control program according to claim 32, wherein the X-axis direction is the direction of the scanning length of the laser light, and the Y-axis direction is the direction of the scanning width of the laser light.
前記走査パラメータが、レーザ走査速度、レーザ出力強度、及びレーザスポット径から成る群から選択される1つ以上を含む、請求項32~41のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 41, wherein the scanning parameters include one or more selected from the group consisting of laser scanning speed, laser output intensity, and laser spot diameter. 前記レーザ光走査装置に、前記レーザ光を、走査線の線幅方向にオーバーラップさせながら走査させる、請求項32~42のいずれか一項に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program according to any one of claims 32 to 42, which causes the laser light scanning device to scan the laser light while overlapping it in the line width direction of the scanning line. 前記オーバーラップが、前記線幅の10%以上99%以下である、請求項43に記載のレーザ光照射制御プログラム。 The laser light irradiation control program of claim 43, wherein the overlap is greater than or equal to 10% and less than or equal to 99% of the line width. 請求項32~44のいずれか一項に記載のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録機器。 A computer-readable recording medium or recording device storing the program according to any one of claims 32 to 44.
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