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JP7650746B2 - METAL WIRING MANUFACTURING METHOD, MANUFACTURING APPARATUS, AND METAL WIRING MANUFACTURING CONDITION SETTING PROGRAM - Google Patents
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JP7650746B2 - METAL WIRING MANUFACTURING METHOD, MANUFACTURING APPARATUS, AND METAL WIRING MANUFACTURING CONDITION SETTING PROGRAM - Google Patents

METAL WIRING MANUFACTURING METHOD, MANUFACTURING APPARATUS, AND METAL WIRING MANUFACTURING CONDITION SETTING PROGRAM Download PDF

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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

本発明は、金属配線の製造方法、金属配線製造装置並びに金属配線製造条件設定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing metal wiring, a metal wiring manufacturing device, a metal wiring manufacturing condition setting program, a computer-readable recording medium, and a device on which the program is recorded.

回路基材は、基材上に導電性の配線を施した構造を有する。回路基材の製造方法は、一般的に、次の通りである。まず、金属箔を貼り合せた基材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、高性能の導電性基材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。 A circuit substrate has a structure in which conductive wiring is applied to a substrate. The manufacturing method of a circuit substrate is generally as follows. First, a photoresist is applied to the 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 by 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 the large number of steps, the complexity, and the need for photoresist materials.

これに対し、金属微粒子及び金属酸化物微粒子からなる群から選択された微粒子を分散させた分散体(以下、「ペースト材料」ともいう)で基材上に所望の配線パターン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。 In response to this, direct wiring printing technology has been drawing attention, in which a desired wiring pattern is directly printed on a substrate using a dispersion (hereinafter also referred to as a "paste material") in which fine particles selected from the group consisting of metal fine particles and metal oxide fine particles are dispersed. This technology has extremely high productivity, with a small number of steps and no need to use photoresist materials.

直接印刷配線技術の一例として、以下の特許文献1には、ペースト材料を基材の全面に塗布し、当該ペースト材料にレーザ光をパターン状に照射して選択的に熱焼成することで、所望の配線パターンを得る方法が記載されている。特許文献1では、レーザ光の走査には、例えば、ガルバノスキャナが用いられ、レーザ光を一筆書きのように繰り返し走査して、所望の大きさ及び形状の領域にレーザ光が照射され、また、金属配線を構成する走査線の長さが異なる領域において、レーザ光の走査速度を異ならせ、走査周期を実質的に同一にすることで、1回の走査による蓄熱量に地点によって差が生じるのを防ぎ、金属配線の抵抗値を均一にしている。 As an example of direct printed wiring technology, the following Patent Document 1 describes a method of applying a paste material to the entire surface of a substrate, irradiating the paste material with laser light in a pattern and selectively thermally baking it to obtain a desired wiring pattern. In Patent Document 1, for example, a galvanometer scanner is used for scanning the laser light, and the laser light is repeatedly scanned in a single stroke to irradiate an area of the desired size and shape with the laser light. In addition, in areas where the scanning lines constituting the metal wiring have different lengths, the scanning speed of the laser light is made different and the scanning period is made substantially the same, preventing differences in the amount of heat stored by one scan from occurring at different points and making the resistance value of the metal wiring uniform.

他方、レーザ加工装置の一例として、以下の特許文献2には、加工対象物の加工面が三次元形状を有していても(すなわち平面でなくても)加工可能な、ガルバノスキャナを具備するレーザマーカが記載されている。三次元状加工可能なレーザ加工装置では、加工対象物が立体形状であるため、文字列等の二次元加工パターンを指定する際も立体的に指定する必要があるが、特許文献2では、二次元加工パターンを座標変換し、加工対象物の三次元状の加工面と共に三次元状に表示することで、容易に加工情報の設定が可能な三次元加工データ設定装置を提供している。 On the other hand, as an example of a laser processing device, the following Patent Document 2 describes a laser marker equipped with a galvanometer scanner that can process even if the processing surface of the workpiece has a three-dimensional shape (i.e., is not flat). In a laser processing device capable of three-dimensional processing, since the workpiece has a three-dimensional shape, two-dimensional processing patterns such as character strings must be specified three-dimensionally. However, Patent Document 2 provides a three-dimensional processing data setting device that can easily set processing information by converting the coordinates of the two-dimensional processing pattern and displaying it in three dimensions together with the three-dimensional processing surface of the workpiece.

特開2019-140284号公報JP 2019-140284 A 特許第5013699号公報Patent No. 5013699

しかしながら、本願発明者らは、加工対象物の加工面が三次元状の起伏形態を有する場合(例えば、基材が曲板、各種形状の立体成形体等である場合)、三次元加工可能なレーザ加工装置を用いたとしても、加工面上の走査地点とレーザ出力装置の位置関係によって加熱条件にばらつきが生じ、均一な抵抗値の金属配線を得ることが難しいという問題があることを見つけた。 However, the inventors of the present application have found that when the processing surface of the workpiece has a three-dimensional undulating shape (for example, when the base material is a curved plate or a three-dimensional molded body of various shapes), even if a laser processing device capable of three-dimensional processing is used, there is a problem in that the heating conditions vary depending on the positional relationship between the scanning point on the processing surface and the laser output device, making it difficult to obtain metal wiring with a uniform resistance value.

かかる問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、加工対象物の加工面が三次元形状を有する場合でも、均一な抵抗値の金属配線を得ることができる金属配線の製造方法、金属配線製造装置及び金属配線製造条件設定プログラムを提供することである。 In view of these problems, the problem that the present invention aims to solve is to provide a metal wiring manufacturing method, a metal wiring manufacturing device, and a metal wiring manufacturing condition setting program that can obtain metal wiring with a uniform resistance value even when the processing surface of the workpiece has a three-dimensional shape.

本願発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究し実験を重ねた結果、以下の構成により、上記の課題を解決しうることを予想外に見出し、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、以下のとおりのものである。
As a result of intensive research and repeated experiments to solve the above problems, the inventors of the present application unexpectedly found that the above problems could be solved by the following configuration, and thus completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

[1] 加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成する金属配線の製造方法において、以下の工程:
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する工程;
レーザ光を照射する加工面を指定する工程;
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する工程;
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する工程;
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける工程;及び
前記XYZ三次元座標データ群を用いて、前記指定された加工面に、前記関連付けられたレーザ光照射条件でレーザ光を照射して金属配線を形成する工程;
を含む、金属配線の製造方法。
[2] 前記レーザ光の照射により前記粒子を焼結させる、上記態様1に記載の金属配線の製造方法。
[3] 前記膜は、前記基材上に形成された塗膜である、上記態様1又は2に記載の金属配線の製造方法。
[4] 前記プロファイル情報を生成する工程において、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示する工程を含む、
上記態様1~3のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[5] 前記XYZ三次元座標データ群を生成する工程は、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換する工程である、
上記態様1~4のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[6] 前記関連付ける工程において、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、
前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記指定された加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成し、
前記仮想入射角データ群と、前記レーザ光照射条件の情報とを関連付ける、上記態様1~5のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[7] 前記仮想入射角データ群を、予め設定した仮想入射角閾値に従って2以上の分割群に分割し、
前記仮想入射角データ群と、前記分割群ごとに異ならせたレーザ光照射条件の情報とを関連付ける、上記態様6に記載の金属配線の製造方法。
[8] 前記関連付ける工程において、
前記XYZ座標αから前記XYZ座標βに引いた直線と、前記XYZ座標βにおける前記指定された加工面の法線との成す鋭角が、所定角度θ以上である場合、前記XYZ三次元座標データ群を、前記所定角度θ以上のXYZ三次元座標データ群と、前記所定角度θ未満のXYZ三次元座標データ群とに、分割し、
分割されたXYZ三次元座標データ群の各々と、前記レーザ光照射条件の情報とを関連付ける、上記態様7に記載の金属配線の製造方法。
[9] 前記所定角度θが、40°~50°の範囲内である、上記態様8に記載の金属配線の製造方法。
[10] 前記分割する工程において、前記所定角度θを、所定角度θ1と所定角度θ2として複数設定し、前記XYZ三次元座標データ群を、所定角度θ1未満、所定角度θ1以上所定角度θ2未満、所定角度θ2以上の3つに分割する、上記態様8に記載の金属配線の製造方法。
[11] 前記所定角度θ1が、30°~40°の範囲内であり、
前記所定角度θ2が、前記所定角度θ1よりも大きく且つ40°~50°の範囲内である、上記態様10に記載の金属配線の製造方法。
[12] 前記仮想入射角データ群と、前記仮想入射角データ群が示す仮想入射角の値ごとに異ならせたレーザ光照射条件の情報とを関連付ける、上記態様6に記載の金属配線の製造方法。
[13] 前記変位は、走査線幅が互いに5%~99.5%重複するような変位である、上記態様1~12のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[14] 前記金属は、銅、銀、金、錫及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種を含む、上記態様1~13のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[15] 前記金属酸化物は酸化銅である、上記態様1~14のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[16] 前記膜は、前記粒子と分散剤を含む分散体から形成されたものである、上記態様1~15のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[17] 前記分散剤はリン含有有機化合物を含有する、上記態様16に記載の金属配線の製造方法。
[18] 前記レーザ光は、中心波長が355nm以上550nm以下の発光波長を有する、上記態様1~17のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[19] 前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、
前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、上記態様1~18のいずれかに記載の金属配線の製造方法。
[20] 前記膜が、厚み0.1μm~20μm、及び、355nmの波長におけるレーザ侵入長0.1μm~10μmを有する、上記態様19に記載の金属配線の製造方法。
[21] 単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成する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:
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走査装置;及び
前記レーザ発振装置及び前記レーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置;
を備え、
前記レーザ光照射制御装置が、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有する、金属配線製造装置。
[22] 前記レーザ光照射制御装置は、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示可能な表示装置を備える、上記態様21に記載の金属配線製造装置。
[23] 前記座標データ群生成手段は、前記指定された加工面に、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換する座標変換手段である、上記態様21又は22に記載の金属配線製造装置。
[24] 前記レーザ光照射制御装置は、さらに、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成する仮想入射角演算手段と、
前記XYZ座標αから前記XYZ座標βに引いた直線と、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線との成す鋭角が、所定角度θ以上である場合、前記XYZ三次元座標データ群を、前記所定角度θ以上のXYZ三次元座標データ群と、前記所定角度θ未満のXYZ三次元座標データ群とに、分割する座標データ群分割手段と
を有する、上記態様21~23のいずれかに記載の金属配線製造装置。
[25] 単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成するレーザ光を照射して金属配線を形成するためにレーザ発振装置及びレーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置であって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有する、レーザ光照射制御装置。
[26] 前記レーザ光照射制御装置は、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示可能な表示装置を備える、上記態様25に記載のレーザ光照射制御装置。
[27] 前記座標データ群生成手段は、前記指定された加工面に、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換する座標変換手段である、上記態様25又は26に記載のレーザ光照射制御装置。
[28] 前記レーザ光照射制御装置は、さらに、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成する仮想入射角演算手段と、
前記XYZ座標αから前記XYZ座標βに引いた直線と、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線との成す鋭角が、所定角度θ以上である場合、前記XYZ三次元座標データ群を、前記所定角度θ以上のXYZ三次元座標データ群と、前記所定角度θ未満のXYZ三次元座標データ群とに、分割する座標データ群分割手段と
を有する、上記態様25~27のいずれかに記載のレーザ光照射制御装置。
[29] 加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成するために金属配線製造条件を設定するプログラムであって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成し、
レーザ光を照射する加工面を指定し、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成し、
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成し、そして
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける、
ことをレーザ光照射制御装置に実行させる、金属配線製造条件設定プログラム。
[30] 前記プロファイル情報を生成するステップにおいて、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示するステップを含む、
上記態様29に記載の金属配線製造条件設定プログラム。
[31] 前記XYZ三次元座標データ群を生成するステップは、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換するステップである、
上記態様29又は30に記載の金属配線製造条件設定プログラム。
[32] 上記態様29~31のいずれかに記載された金属配線製造条件設定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した機器。
[1] A method for manufacturing metal wiring, comprising irradiating a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material as a processing surface of an object to be processed with laser light repeatedly or in one direction in a main scanning direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width while displacing the scanning line in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, the method comprising the steps of:
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
A step of designating a processing surface to be irradiated with laser light;
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional machining patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies a region to be irradiated with laser light on the specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
a step of associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group; and a step of forming metal wiring by irradiating the specified processing surface with laser light under the associated laser light irradiation conditions using the XYZ three-dimensional coordinate data group.
A method for manufacturing a metal wiring comprising the steps of:
[2] The method for producing a metal wiring according to the above aspect 1, wherein the particles are sintered by the irradiation of the laser light.
[3] The method for producing a metal wiring according to the above aspect 1 or 2, wherein the film is a coating film formed on the substrate.
[4] The step of generating the profile information further includes a step of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form.
The method for producing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 3.
[5] The step of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group is a step of projecting the XY two-dimensional processing pattern in a Z-axis direction and converting the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group so as to virtually match the XY two-dimensional processing pattern.
The method for producing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 4.
[6] In the associating step,
Specify the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source,
a virtual incidence angle is calculated for all XYZ coordinates in the XYZ three-dimensional coordinate data group, the virtual incidence angle being an acute angle formed by a normal line of the specified machining surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the XYZ three-dimensional coordinate data group; and
The method for manufacturing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 5, wherein the group of virtual incident angle data is associated with information on the laser light irradiation conditions.
[7] Dividing the virtual incident angle data group into two or more divided groups according to a preset virtual incident angle threshold value;
7. The method for manufacturing a metal wiring according to claim 6, wherein the group of virtual incident angle data is associated with information on laser light irradiation conditions that are made different for each of the division groups.
[8] In the associating step,
if an acute angle formed by a straight line drawn from the XYZ coordinate α to the XYZ coordinate β and a normal line of the specified machining surface at the XYZ coordinate β is equal to or greater than a predetermined angle θ, the XYZ three-dimensional coordinate data group is divided into an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle equal to or greater than the predetermined angle θ and an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle less than the predetermined angle θ;
8. The method for manufacturing metal wiring according to claim 7, wherein each of the divided XYZ three-dimensional coordinate data groups is associated with information on the laser light irradiation conditions.
[9] The method for producing a metal wiring according to the above aspect 8, wherein the predetermined angle θ is within a range of 40° to 50°.
[10] The method for manufacturing metal wiring according to aspect 8, wherein in the dividing step, the predetermined angle θ is set as a plurality of angles, namely, a predetermined angle θ1 and a predetermined angle θ2, and the XYZ three-dimensional coordinate data group is divided into three angles: less than the predetermined angle θ1, equal to or greater than the predetermined angle θ1 and less than the predetermined angle θ2, and equal to or greater than the predetermined angle θ2.
[11] The predetermined angle θ1 is within a range of 30° to 40°,
11. The method for producing a metal wiring according to claim 10, wherein the predetermined angle θ2 is greater than the predetermined angle θ1 and is within a range of 40° to 50°.
[12] The method for manufacturing a metal wiring according to aspect 6, wherein the group of virtual incident angle data is associated with information on laser light irradiation conditions that are varied for each virtual incident angle value indicated by the group of virtual incident angle data.
[13] The method for manufacturing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 12, wherein the displacement is such that the scan line widths overlap each other by 5% to 99.5%.
[14] The method for producing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 13, wherein the metal includes at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, tin, and aluminum.
[15] The method for producing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 14, wherein the metal oxide is copper oxide.
[16] The method for producing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 15, wherein the film is formed from a dispersion containing the particles and a dispersant.
[17] The method for producing a metal wiring according to the above aspect 16, wherein the dispersant contains a phosphorus-containing organic compound.
[18] The method for producing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 17, wherein the laser light has an emission wavelength with a center wavelength of 355 nm or more and 550 nm or less.
[19] The laser light irradiation conditions are preset conditions based on property data of the film,
19. The method for manufacturing a metal wiring according to any one of the above aspects 1 to 18, wherein the property data includes data on a thickness of the film and a penetration length at a wavelength of the laser light.
[20] The method for producing a metal wiring according to the above-mentioned aspect 19, wherein the film has a thickness of 0.1 μm to 20 μm and a laser penetration length at a wavelength of 355 nm of 0.1 μm to 10 μm.
[21] A metal wiring manufacturing device for forming metal wiring by irradiating a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material, as a processing surface of a processing object, in a main scanning direction with a predetermined scanning period or in one direction, to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
The metal wiring manufacturing apparatus comprises:
A laser oscillator that generates laser light;
A laser scanning device that scans the laser light emitted from the laser oscillation device; and a laser light irradiation control device that controls the laser oscillation device and the laser scanning device.
Equipped with
The laser light irradiation control device,
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on the designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
and an irradiation condition associating means for associating information on laser light irradiation conditions with the group of XYZ three-dimensional coordinate data.
[22] The metal wiring manufacturing apparatus according to aspect 21, wherein the laser light irradiation control device further includes a display device capable of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form.
[23] The metal wiring manufacturing apparatus according to aspect 21 or 22, wherein the coordinate data group generation means is a coordinate conversion means that converts the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group by projecting the XY two-dimensional processing pattern in the Z-axis direction onto the specified processing surface and virtually matching the pattern.
[24] The laser light irradiation control device further includes:
a virtual incidence angle calculation means for generating a group of virtual incidence angle data by designating an XYZ coordinate α indicating a virtual laser light source, and calculating a virtual incidence angle, which is an acute angle formed by a normal line of the processing surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the group of XYZ three-dimensional coordinate data, for all XYZ coordinates in the group of XYZ three-dimensional coordinate data;
24. The metal wiring manufacturing apparatus according to any one of aspects 21 to 23, further comprising a coordinate data group division means for dividing the XYZ three-dimensional coordinate data group into an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle equal to or greater than the predetermined angle θ and an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle less than the predetermined angle θ, when an acute angle formed by a straight line drawn from the XYZ coordinate α to the XYZ coordinate β and a normal to the processing surface at the XYZ coordinate β is a predetermined angle θ or more.
[25] A laser light irradiation control device that controls a laser oscillator and a laser scanner to irradiate a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material as a processing surface of an object to be processed, repeatedly or in one direction in a main scanning direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, based on one or more two-dimensional processing pattern data,
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on the designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
and an irradiation condition associating means for associating information on laser irradiation conditions with the group of XYZ three-dimensional coordinate data.
[26] The laser light irradiation control device according to aspect 25, further comprising a display device capable of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form.
[27] The laser light irradiation control device according to aspect 25 or 26, wherein the coordinate data group generation means is a coordinate conversion means which converts the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group by projecting the XY two-dimensional processing pattern in the Z-axis direction onto the specified processing surface and virtually matching the pattern.
[28] The laser light irradiation control device further includes:
a virtual incidence angle calculation means for generating a group of virtual incidence angle data by designating an XYZ coordinate α indicating a virtual laser light source, and calculating a virtual incidence angle, which is an acute angle formed by a normal line of the processing surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the group of XYZ three-dimensional coordinate data, for all XYZ coordinates in the group of XYZ three-dimensional coordinate data;
A laser light irradiation control device as described in any one of aspects 25 to 27 above, further comprising a coordinate data group division means for dividing the XYZ three-dimensional coordinate data group into an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle equal to or greater than the predetermined angle θ and an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle less than the predetermined angle θ, when an acute angle formed by a straight line drawn from the XYZ coordinate α to the XYZ coordinate β and a normal to the processing surface at the XYZ coordinate β is a predetermined angle θ or more.
[29] A program for setting metal wiring manufacturing conditions for forming metal wiring by repeatedly or unidirectionally irradiating a laser beam in a main scanning direction with a predetermined scanning period onto a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material as a processing surface of an object to be processed, to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
Specify the surface to be processed by irradiating the laser beam,
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional processing patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for specifying a region to be irradiated with laser light on the specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern; and associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group;
A metal wiring manufacturing condition setting program that causes a laser light irradiation control device to execute the above.
[30] The step of generating the profile information further includes a step of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form.
30. The metal wiring manufacturing condition setting program according to aspect 29.
[31] The step of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group is a step of projecting the XY two-dimensional processing pattern in a Z-axis direction and converting the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group so as to virtually match the XY two-dimensional processing pattern.
31. The metal wiring manufacturing condition setting program according to aspect 29 or 30.
[32] A computer-readable recording medium or a recording device storing the metal wiring manufacturing condition setting program according to any one of the above aspects 29 to 31.

本発明によれば、加工対象物の加工面が三次元形状を有する場合でも均一な抵抗値の金属配線を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain metal wiring with a uniform resistance value even when the processing surface of the workpiece has a three-dimensional shape.

本実施の一実施の形態に係る金属配線の製造方法における金属配線及び光線の走査の一例を示す模式図である。3A to 3C are schematic diagrams showing an example of metal wiring and scanning with a light beam in a method for manufacturing metal wiring according to an embodiment of the present invention; 本実施の一実施の形態に係る金属配線の製造方法におけるレーザ光を三次元加工面に照射する状態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a state in which a three-dimensional processed surface is irradiated with laser light in a method for manufacturing metal wiring according to an embodiment of the present invention; 図2の詳細を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a detail of FIG. 2 . 本実施の一実施の形態に係る金属配線の製造方法における互いに重複した走査線を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing overlapping scanning lines in a method for manufacturing metal wiring according to an embodiment of the present invention; 本実施の一実施の形態に係る金属配線製造装置及びレーザ光照射制御装置の構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a configuration of a metal wiring manufacturing apparatus and a laser light irradiation control device according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施の形態に係る金属配線製造装置におけるレーザ走査装置の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an example of a laser scanning device in a metal wiring manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態に係る金属配線製造条件設定プログラムにおいて、条件の設定処理の動作の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of an operation of a condition setting process in a metal wiring manufacturing condition setting program according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」ともいう。)について詳細に説明するが、本発明はこれらの形態に何ら限定されない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention (hereinafter also referred to as "the present embodiment"); however, the present invention is not limited to these embodiments.

[用語の定義]
本明細書中、用語「走査周期」(F)とは、1の繰り返し走査(1方向でも、反復でもよい)の始点から次の繰り返し走査の始点までに要する時間の逆数(1/s、Hz)であり、用語「主走査方向」とは、走査が移動する方向(例えば、X軸方向)であり、そして用語「副走査方向」とは、「主走査方向」とは異なる(例えば直交する)繰り返し走査毎に変位する方向(例えば、Y軸方向)をいう。
用語「走査線」とは、レーザ光を照射した1点の部分(以下、照射点という)が、加工対象物の加工面にある金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜表面を移動したことにより、その表面に含まれる金属及び/又は金属酸化物の粒子が、焼結、粒子同士の接触等により導電体を形成した線状の領域をいう。
用語「走査長」(L)とは、主走査方向の走査によりレーザスポットに形成される加工面上の走査線の主走査方向の幅をいう。
用語「加工対象物」(ワーク)とは、レーザ光が照射される加工面を持つ対象物をいう。
用語「金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜(以下、被処理膜という)」とは、加工対象物の加工面にあり、レーザ光の照射により金属配線を形成する膜をいう。
用語「レーザ光の仮想入射角」とは、仮想レーザ光源と、加工面上の照射点とを結ぶ直線に対して、加工面上の照射点における加工面の法線がなす鋭角をいう。
用語「仮想レーザ光源」とは、仮想入射角の算出のため、基準点として定めるXYZ三次元座標における1点をいう。
[Terminology definition]
In this specification, the term "scanning period" (F) is the reciprocal of the time (1/s, Hz) required from the start of one repeating scan (which may be in one direction or repeated) to the start of the next repeating scan, the term "main scanning direction" is the direction in which the scan moves (e.g., the X-axis direction), and the term "sub-scanning direction" is the direction in which the scan moves for each repeating scan that is different from (e.g., perpendicular to) the "main scanning direction" (e.g., the Y-axis direction).
The term "scanning line" refers to a linear region in which a single point irradiated with laser light (hereinafter referred to as the irradiation point) moves across the surface of a film containing metal and/or metal oxide particles on the processing surface of an object to be processed, causing the metal and/or metal oxide particles contained in the surface to form a conductor through sintering, contact between particles, etc.
The term "scan length" (L) refers to the width in the main scanning direction of a scan line formed on a processing surface by a laser spot by scanning in the main scanning direction.
The term "workpiece" refers to an object having a processing surface to be irradiated with laser light.
The term "film containing metal and/or metal oxide particles (hereinafter referred to as "film to be processed")" refers to a film that is present on the processing surface of an object to be processed and that forms metal wiring by irradiating with laser light.
The term "virtual angle of incidence of laser light" refers to the acute angle formed by the normal to the processing surface at the irradiation point on the processing surface with respect to a straight line connecting the virtual laser light source and the irradiation point on the processing surface.
The term "virtual laser light source" refers to a point in three-dimensional XYZ coordinates that is defined as a reference point for calculating a virtual angle of incidence.

≪金属配線の製造方法≫
本発明の1の実施形態は、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて金属配線を形成する金属配線の製造方法において、以下の工程:
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する工程;
レーザ光を照射する加工面を指定する工程;
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する工程;
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する工程;
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける工程;及び
前記XYZ三次元座標データ群を用いて、前記指定された加工面に、前記関連付けられたレーザ光照射条件でレーザ光を照射して金属配線を形成する工程;
を含む、金属配線の製造方法である。
<Metal Wiring Manufacturing Method>
One embodiment of the present invention is a method for manufacturing metal wiring, which includes irradiating a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material as a processing surface of a processing object with laser light that displays a laser spot of a predetermined size in a main scanning direction with a predetermined scanning period or in one direction to form a scanning line having a predetermined width while displacing the scanning line in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, the method comprising the steps of:
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
A step of designating a processing surface to be irradiated with laser light;
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional machining patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies a region to be irradiated with laser light on the specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
a step of associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group; and a step of forming metal wiring by irradiating the specified processing surface with laser light under the associated laser light irradiation conditions using the XYZ three-dimensional coordinate data group.
The present invention relates to a method for manufacturing a metal wiring.

図1は、本実施の形態に係る金属配線の製造方法における金属配線及び光線の走査の一例を示す模式図である。図1に示すように、加工対象物(ワーク)における傾斜の異なる加工面2a及び2b上に、平面図視点で長方形状となるような三次元パターンを有する金属配線1を得ようとする場合を例に挙げて説明する。金属配線1は、図1におけるX軸方向を主走査方向、Y軸方向を副走査方向として、レーザ光4を走査させて作製する。レーザ光4は、所定走査周期をもって主走査方向に反復する走査と、副走査方向に変位する走査を繰り返すことにより、三次元パターンの全体を照射する。実線Iは、1点のレーザ光4を照射した部分(照射点)が、被処理膜5の表面を移動したことにより、その表面に含まれる金属粒子が、焼結、粒子同士の接触等により導電体を形成した領域(走査線)を示す。焼結は、低抵抗の金属配線を形成する上で有利であり得る。図1では図示を省略しているが、実線Iは連続した一本の線であり、一筆書きのように三次元パターンを形成している。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of metal wiring and light beam scanning in the manufacturing method of metal wiring according to the present embodiment. As shown in Figure 1, a case will be described as an example in which metal wiring 1 having a three-dimensional pattern that is rectangular in plan view is obtained on processing surfaces 2a and 2b of a processing object (work) with different inclinations. The metal wiring 1 is produced by scanning laser light 4 with the X-axis direction in Figure 1 as the main scanning direction and the Y-axis direction as the sub-scanning direction. The laser light 4 irradiates the entire three-dimensional pattern by repeating scanning in the main scanning direction with a predetermined scanning period and scanning displaced in the sub-scanning direction. The solid line I indicates a region (scanning line) in which a portion (irradiation point) irradiated with one point of laser light 4 moves on the surface of the processing film 5, and metal particles contained in the surface form a conductor by sintering, contact between particles, etc. Sintering can be advantageous in forming low-resistance metal wiring. Although not shown in Figure 1, the solid line I is a single continuous line, and forms a three-dimensional pattern as if drawn in one stroke.

ここで、加工面2a上に位置する地点Aと、加工面2b上に位置する地点Bに注目する。図1において、レーザ光4の照射方向は、Z軸方向と等しい。したがって、地点Aにおける加工面2aの法線Naとレーザ光4aの成す角をθa、地点Bにおける加工面2bの法線Nbとレーザ光4bの成す角をθbとすると、θa≠θbとなる。このようなときに、レーザ光4を地点Aと地点Bにおいて同じ照射条件で走査させると、被処理膜の表面の加熱温度に地点Aと地点Bとで違いが生じる。したがって、地点Aと地点Bとでは、被処理膜の表面において金属粒子が焼結、粒子同士の接触等によって導電体を形成する程度(以下、導体化度という)に違いが生じる。その結果、金属配線1中の位置によって抵抗値に違いが生じ、不均一になる。 Here, attention is paid to point A located on the processing surface 2a and point B located on the processing surface 2b. In FIG. 1, the irradiation direction of the laser light 4 is the same as the Z-axis direction. Therefore, if the angle between the normal line N a of the processing surface 2a at point A and the laser light 4a is θ a , and the angle between the normal line N b of the processing surface 2b at point B and the laser light 4b is θ b , then θ a ≠ θ b . In this case, if the laser light 4 is scanned under the same irradiation conditions at points A and B, the heating temperature of the surface of the processing film will be different between points A and B. Therefore, the degree to which metal particles form a conductor on the surface of the processing film by sintering, contact between particles, etc. (hereinafter referred to as the degree of conductivity) will be different between points A and B. As a result, the resistance value will differ depending on the position in the metal wiring 1, resulting in non-uniformity.

そこで、本願発明者らは、三次元パターンのXYZ三次元座標データ群に、それぞれ適切な照射条件を設定することにより、金属粒子の導体化度にばらつきが生じるのを抑制し、加工面2の三次元形状に制約されることなく、均一な抵抗値の金属配線1を容易に得ることができることを見出した。すなわち、本実施の形態に係る金属配線1の製造方法は、金属粒子を含む三次元状の表面に光線を繰り返し走査して金属粒子の焼結、粒子同士の接触等により導電体を形成することで金属配線1を形成する工程を具備し、三次元パターンのXYZ三次元座標データ群にレーザ光照射条件の情報を関連付けることを特徴とする。以下、本発明の各工程の例示の態様について説明する。 Therefore, the inventors of the present application have found that by setting appropriate irradiation conditions for each of the XYZ three-dimensional coordinate data groups of the three-dimensional pattern, it is possible to suppress variations in the degree of conductivity of the metal particles and easily obtain metal wiring 1 with a uniform resistance value without being restricted by the three-dimensional shape of the processing surface 2. That is, the manufacturing method of metal wiring 1 according to the present embodiment includes a process of forming metal wiring 1 by repeatedly scanning a light beam on a three-dimensional surface containing metal particles to form a conductor by sintering the metal particles and contacting each other, and is characterized in that information on laser light irradiation conditions is associated with the XYZ three-dimensional coordinate data group of the three-dimensional pattern. Below, an example embodiment of each process of the present invention will be described.

(三次元形状を示すプロファイル情報を生成する工程)
まず、図5に示すように、処理装置48の機能ブロックである加工面プロファイル生成手段49が、加工対象物(ワーク)又は加工面2の三次元形状を示すプロファイル情報を生成する。加工面プロファイル生成手段49としては、例えば、加工対象物(ワーク)又は加工面2の形状に予め作成された三次元形状を示すプロファイル情報のデータファイルを変換する方式、又は、実際に加工対象物(ワーク)又は加工面2をイメージセンサ等の画像認識装置(図示せず)で画像認識することによって取得したプロファイル情報を読み込んで生成する方式等が挙げられる。一態様として、本工程において、表示装置45に、生成した三次元形状を示すプロファイル情報を仮想的に三次元状に表示する工程を含んでもよい。一態様において、三次元形状を示すプロファイル情報は、入力装置46からの入力によって生成される。
(Step of generating profile information indicating three-dimensional shape)
First, as shown in FIG. 5, the machining surface profile generating means 49, which is a functional block of the processing device 48, generates profile information indicating the three-dimensional shape of the workpiece or the machining surface 2. Examples of the machining surface profile generating means 49 include a method of converting a data file of profile information indicating the three-dimensional shape created in advance to the shape of the workpiece or the machining surface 2, or a method of reading and generating profile information acquired by actually recognizing the image of the workpiece or the machining surface 2 with an image recognition device (not shown) such as an image sensor. As one aspect, this process may include a step of virtually displaying the profile information indicating the generated three-dimensional shape on the display device 45 in a three-dimensional form. In one aspect, the profile information indicating the three-dimensional shape is generated by input from the input device 46.

(加工面を指定する工程)
次に、処理装置48の機能ブロックである加工面指定手段が、前工程で生成した加工対象物(ワーク)又は複数の加工面2の三次元形状を示すプロファイル情報の中から、レーザ光照射を行う加工面2を指定する。加工面指定手段の一態様としては、表示装置45のディスプレイに表示された加工対象物(ワーク)又は複数の加工面2の三次元形状の中から、レーザ光照射を行う加工面2を対話形式でユーザに指定させる方式等が用いられる。
(Process of specifying the processing surface)
Next, the machining surface designation means, which is a functional block of the processing device 48, designates the machining surface 2 to be irradiated with the laser beam from the profile information indicating the three-dimensional shape of the object to be machined (work) or the plurality of machining surfaces 2 generated in the previous process. As one aspect of the machining surface designation means, a method is used in which the user interactively designates the machining surface 2 to be irradiated with the laser beam from the three-dimensional shapes of the object to be machined (work) or the plurality of machining surfaces 2 displayed on the display of the display device 45.

(二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する工程)
次に、処理装置48の機能ブロックである加工パターン生成手段50が、所望の金属配線1の形状の二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する。加工パターン生成手段50の一態様としては、予め作成された二次元形状を示すプロファイル情報のデータファイルを二次元加工パターンの形状に変換する方式、対話形式でユーザに入力装置46から入力させた、二次元加工パターンの形状を特定するためのパラメータに基づいて、二次元加工パターンを生成する方式等が挙げられる。別の一態様として、本工程において、表示装置45に、生成した二次元加工パターン形状を仮想的に二次元状又は三次元状に表示する工程を含んでもよい。
(Step of generating profile information indicating a two-dimensional processing pattern)
Next, the processing pattern generating means 50, which is a functional block of the processing device 48, generates profile information indicating a two-dimensional processing pattern of the desired shape of the metal wiring 1. One embodiment of the processing pattern generating means 50 includes a method of converting a data file of profile information indicating a previously created two-dimensional shape into the shape of the two-dimensional processing pattern, and a method of generating a two-dimensional processing pattern based on parameters for specifying the shape of the two-dimensional processing pattern inputted by a user from the input device 46 in an interactive manner. As another embodiment, this process may include a step of virtually displaying the generated two-dimensional processing pattern shape in a two-dimensional or three-dimensional form on the display device 45.

(XYZ三次元座標データ群を生成する工程)
次に、処理装置48の機能ブロックである座標データ群生成手段52が、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する。一態様において、XYZ三次元座標データ群を生成する工程は、前工程で生成した二次元加工パターンを投影(例えば、XY二次元加工パターンをZ軸方向に投影)し、三次元座標情報を持つ立体的な加工面2に仮想的に一致させるように、座標変換を行ってXYZ三次元座標データ群に変換する工程である。別の一態様において、座標変換後の三次元加工パターンを表すXYZ三次元座標データ群を生成するとともに、表示装置45のディスプレイ上で、加工パターンを三次元状の加工面2に仮想的に貼り付け、立体的に表示してもよい。上記態様の他に、加工面2上に直接的に三次元加工パターンを描画する方法によって、XYZ三次元座標データ群を生成してもよい。
(Process of generating XYZ three-dimensional coordinate data group)
Next, the coordinate data group generating means 52, which is a functional block of the processing device 48, generates an XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies the region to be irradiated with the laser beam. In one aspect, the process of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group is a process of projecting the two-dimensional processing pattern generated in the previous process (for example, projecting the XY two-dimensional processing pattern in the Z-axis direction) and converting it into an XYZ three-dimensional coordinate data group by performing coordinate conversion so as to virtually match the three-dimensional processing surface 2 having three-dimensional coordinate information. In another aspect, an XYZ three-dimensional coordinate data group representing the three-dimensional processing pattern after the coordinate conversion is generated, and the processing pattern may be virtually pasted on the three-dimensional processing surface 2 on the display of the display device 45 and displayed three-dimensionally. In addition to the above aspect, the XYZ three-dimensional coordinate data group may be generated by a method of directly drawing a three-dimensional processing pattern on the processing surface 2.

(関連付ける工程)
次に、処理装置48の機能ブロックである照射条件関連付け手段55が、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける。これにより、加工面2上の走査地点とレーザ出力装置の位置関係に関わらず、各地点において適切なレーザ照射条件を設定することができるため、金属配線1全体の抵抗値を均一にすることができる。照射条件は、後述の走査パラメータによって規定される。
(Associating step)
Next, the irradiation condition associating means 55, which is a functional block of the processing device 48, associates information on the laser beam irradiation conditions with a group of XYZ three-dimensional coordinate data specifying the region to be irradiated with the laser beam. This makes it possible to set appropriate laser irradiation conditions at each point regardless of the positional relationship between the scanning point on the processing surface 2 and the laser output device, thereby making it possible to make the resistance value of the entire metal wiring 1 uniform. The irradiation conditions are specified by scanning parameters, which will be described later.

一態様では、本工程において、処理装置48の機能ブロックである照射条件データ生成手段51が、レーザ照射条件を生成する。照射条件データ生成手段51の一態様としては、入力装置46から走査パラメータを手動で設定する方式、又は、記憶装置44に記憶されているデータ構造に基づいて、プログラムによって自動で照射条件を生成する方式が挙げられる。 In one embodiment, in this process, the irradiation condition data generating means 51, which is a functional block of the processing device 48, generates the laser irradiation conditions. One embodiment of the irradiation condition data generating means 51 is a method in which the scanning parameters are manually set from the input device 46, or a method in which the irradiation conditions are automatically generated by a program based on the data structure stored in the storage device 44.

一態様として、レーザ照射条件は、三次元加工パターンの任意の領域を指定し、領域ごとに走査パラメータを設定(例えば手動で設定)することで生成してもよい。別の一態様においては、三次元加工パターンを複数の領域に分割し、当該領域間で互いに異なるレーザ照射条件を生成してもよい。例えば、XYZ座標の絶対値、後述の仮想入射角の値、任意に定めた基準平面からの距離等から選ばれる数値において閾値を設定し、三次元加工パターンを当該閾値によって複数の領域に分割してよい。別の一態様においては、上記の数値に連動させてレーザ照射条件を連続的に異ならせてもよい。また、照射条件データ生成手段51は、被処理膜の性状データ(例えば、被処理膜の厚み、前記レーザ光4の波長における侵入長のデータ等)に基づいて予め設定された走査パラメータを読み込むことでレーザ照射条件を生成してもよい。 In one embodiment, the laser irradiation conditions may be generated by specifying an arbitrary region of the three-dimensional processing pattern and setting (e.g., manually) scanning parameters for each region. In another embodiment, the three-dimensional processing pattern may be divided into a plurality of regions, and different laser irradiation conditions may be generated between the regions. For example, a threshold may be set at a numerical value selected from the absolute values of the XYZ coordinates, the value of the virtual angle of incidence described below, the distance from an arbitrarily determined reference plane, etc., and the three-dimensional processing pattern may be divided into a plurality of regions by the threshold. In another embodiment, the laser irradiation conditions may be continuously changed in conjunction with the above numerical values. In addition, the irradiation condition data generating means 51 may generate the laser irradiation conditions by reading scanning parameters that are preset based on property data of the processed film (e.g., the thickness of the processed film, data on the penetration length at the wavelength of the laser light 4, etc.).

レーザ照射条件を規定する走査パラメータとしては、例えば、レーザ光4の中心波長、パルス周波数、出力、スポット径、デフォーカス値、走査線間隔、走査速度、走査方向、走査回数等を設定することができる。 Scanning parameters that define the laser irradiation conditions can be set, for example, the central wavelength of the laser light 4, the pulse frequency, the output, the spot diameter, the defocus value, the scanning line spacing, the scanning speed, the scanning direction, the number of scans, etc.

本発明の一態様において、関連付ける工程は、以下の仮想入射角を算出する工程及び三次元座標データ群を分割する工程を含んでもよい。以下、各工程の好適例について説明する。 In one aspect of the present invention, the association process may include the following process of calculating a virtual angle of incidence and a process of dividing the three-dimensional coordinate data group. Preferred examples of each process are described below.

(仮想入射角を算出する工程)
仮想入射角を算出する工程では、処理装置48の機能ブロックである仮想入射角演算手段53が、XYZ三次元座標データ群を生成する工程で生成された、三次元加工パターンを表す全XYZ三次元座標データ群のそれぞれにおいてレーザ光4の仮想入射角を算出することによって、仮想入射角データ群を生成する。これにより、レーザ光照射による加熱条件に影響を与える仮想入射角の情報を、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に付与することができる。一態様において、上記の関連付ける工程において、XYZ三次元座標データ群に関連付けるレーザ光照射条件として、仮想入射角の情報を含んでもよい。また、例えば数式を用いて、仮想入射角の値ごとに異ならせたレーザ光照射条件を自動で読み込み、XYZ三次元座標データ群に関連付けてもよい。
(Step of calculating virtual angle of incidence)
In the step of calculating the virtual incidence angle, the virtual incidence angle calculation means 53, which is a functional block of the processing device 48, calculates the virtual incidence angle of the laser light 4 in each of all XYZ three-dimensional coordinate data groups representing the three-dimensional processing pattern generated in the step of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group, thereby generating a virtual incidence angle data group. This allows information on the virtual incidence angle that affects the heating conditions by laser light irradiation to be given to the XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies the area to be irradiated with laser light. In one aspect, in the above-mentioned associating step, information on the virtual incidence angle may be included as the laser light irradiation condition to be associated with the XYZ three-dimensional coordinate data group. In addition, for example, a formula may be used to automatically read the laser light irradiation conditions that are different for each virtual incidence angle value, and associate them with the XYZ three-dimensional coordinate data group.

(仮想入射角)
以下、図2及び図3を用いて仮想入射角の説明をする。図2は、本実施の一実施の形態に係る金属配線の製造方法におけるレーザ光を三次元加工面に照射する状態を示す斜視図であり、図3は、図2の詳細を示す断面図である。仮想入射角とは、図2に示すように、仮想レーザ光源を示すXYZ座標αから加工面2上の任意の照射点であるXYZ座標βに引いた直線に対して、XYZ座標βにおける加工面2の法線Nがなす鋭角をいう。
(Virtual angle of incidence)
The virtual angle of incidence will be described below with reference to Fig. 2 and Fig. 3. Fig. 2 is a perspective view showing a state in which a laser beam is irradiated onto a three-dimensional processed surface in a manufacturing method for metal wiring according to one embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a cross-sectional view showing the details of Fig. 2. As shown in Fig. 2, the virtual angle of incidence is an acute angle formed by a normal N of the processed surface 2 at the XYZ coordinate β with respect to a straight line drawn from the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source to the XYZ coordinate β which is an arbitrary irradiation point on the processed surface 2.

一態様において、仮想レーザ光源を示すXYZ座標αは、仮想入射角データ群の全データ数に占める仮想入射角0°のデータ数の比率が最大となるように指定する。候補のXYZ座標が複数見出された場合には、そのうちの任意の1つをXYZ座標αとして選択してよい。 In one aspect, the XYZ coordinate α representing the virtual laser light source is specified so that the ratio of the number of data items with a virtual incidence angle of 0° to the total number of data items in the virtual incidence angle data group is maximized. If multiple candidate XYZ coordinates are found, any one of them may be selected as the XYZ coordinate α.

加工対象物に照射されるレーザ光の光軸及び焦点距離は、ミラー、fθレンズ、ビームエクスパンダ等の使用により種々変化し得る。また、レーザ光を所定のスポット径にて加工対象物に照射するために、レーザ光源と加工対象物との距離は、通常、当該レーザ光4の焦点距離から僅かに外れるように設定される。このように、加工対象物のある1つの照射点に照射される実際のレーザ光4の入射角の値は、必ずしも1つには定まらず、また仮想入射角の値と必ずしも同一ではない。しかし、本実施形態で算出される仮想入射角は、加工対象物に対する実際のレーザ光4の入射態様を比較的良好に反映する一方で、加工対象物の表面形状によらず簡便に算出できることから、レーザ光照射条件を決定する際の指標として有利である。尚、本開示の仮想入射角と、加工対象物に照射されるレーザ光4の実際の入射角との関係は、レーザ光照射に使用され得る部材(例えば、fθレンズ等)の特性値に基づいて幾何光学的に算出できる。 The optical axis and focal length of the laser light irradiated to the workpiece can be changed by using a mirror, an fθ lens, a beam expander, etc. In addition, in order to irradiate the workpiece with the laser light at a predetermined spot diameter, the distance between the laser light source and the workpiece is usually set to be slightly different from the focal length of the laser light 4. In this way, the value of the actual incidence angle of the laser light 4 irradiated to a certain irradiation point of the workpiece is not necessarily fixed, and is not necessarily the same as the value of the virtual incidence angle. However, the virtual incidence angle calculated in this embodiment reflects the actual incidence mode of the laser light 4 on the workpiece relatively well, while it can be easily calculated regardless of the surface shape of the workpiece, so it is advantageous as an index for determining the laser light irradiation conditions. The relationship between the virtual incidence angle of the present disclosure and the actual incidence angle of the laser light 4 irradiated to the workpiece can be calculated geometrically based on the characteristic values of the members (e.g., fθ lenses, etc.) that can be used for laser light irradiation.

(三次元座標データ群を分割する工程)
三次元座標データ群を分割する工程では、処理装置48の機能ブロックである座標データ群分割手段54が、仮想入射角を算出する工程で算出した仮想入射角によって、XYZ三次元座標データ群を分割する。XYZ三次元座標データ群は、予め設定した仮想入射角閾値に従って2以上の分割群に分割される。これにより、分割したXYZ三次元座標データ群ごとにまとめてレーザ照射条件を設定することができるため、条件設定を効率的に行うことができる。尚、レーザ光4の走査経路は、本工程で分割した領域ごとに区切って設定してもよい。また、三次元加工パターン全体を1つの領域として走査経路を設定し、各地点でレーザ照射条件だけを変更してレーザ光4を走査させてもよい。
(Step of Dividing Three-Dimensional Coordinate Data Group)
In the step of dividing the three-dimensional coordinate data group, the coordinate data group dividing means 54, which is a functional block of the processing device 48, divides the XYZ three-dimensional coordinate data group according to the virtual incident angle calculated in the step of calculating the virtual incident angle. The XYZ three-dimensional coordinate data group is divided into two or more divided groups according to a preset virtual incident angle threshold. This allows the laser irradiation conditions to be set collectively for each divided XYZ three-dimensional coordinate data group, so that the condition setting can be performed efficiently. The scanning path of the laser light 4 may be set for each area divided in this step. Alternatively, the scanning path may be set for the entire three-dimensional processing pattern as one area, and the laser light 4 may be scanned by changing only the laser irradiation conditions at each point.

本発明の一態様として、仮想入射角が所定角度θ以上である場合と、所定角度θ未満である場合の2つに分割することができる。ここで、所定角度θは、20°~60°の範囲内であることが好ましく、30°~55°の範囲内であることが好ましく、40°~50°の範囲内であることが好ましい。また、本発明の別の態様として、所定角度θを、所定角度θ1と所定角度θ2として複数設定し、XYZ三次元座標データ群を、所定角度θ1未満、所定角度θ1以上所定角度θ2未満、所定角度θ2以上の3つに分割することができる。ここで、所定角度θ1は30°~40°、所定角度θ2は、所定角度θ1よりも大きく且つ40°~50°の範囲内であることが好ましい。 In one aspect of the present invention, the virtual angle of incidence can be divided into two cases: a case where the virtual angle of incidence is equal to or greater than a predetermined angle θ, and a case where the virtual angle of incidence is less than the predetermined angle θ. Here, the predetermined angle θ is preferably within a range of 20° to 60°, preferably within a range of 30° to 55°, and preferably within a range of 40° to 50°. In another aspect of the present invention, the predetermined angle θ can be set multiple times as a predetermined angle θ1 and a predetermined angle θ2, and the XYZ three-dimensional coordinate data group can be divided into three cases: less than the predetermined angle θ1, at least the predetermined angle θ1 and less than the predetermined angle θ2, and at least the predetermined angle θ2. Here, it is preferable that the predetermined angle θ1 is 30° to 40°, and the predetermined angle θ2 is greater than the predetermined angle θ1 and within a range of 40° to 50°.

なお上記では、仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを、仮想入射角データ群の全データ数に占める仮想入射角0°のデータ数の比率が最大となるように指定することによって、仮想入射角を算出する手法を示したが、本開示の別の態様においては、仮想レーザ光源を示すXYZ座標αは、上記と異なる手法で指定してもよい。例えば、仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを、上記仮想入射角データ群の全データの、平均値が最小となるように、又は最大値が最小となるように、指定することもできる。更に、本開示の別の態様においては、仮想レーザ光源を示すXYZ座標αに代えて、仮想平面を示す平面座標α’を用い、当該仮想平面の法線Nと、加工面2上の任意の照射点であるXYZ座標βにおける加工面2の法線Nとがなす鋭角を仮想入射角としてもよい。 In the above, a method of calculating the virtual incident angle by specifying the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source so that the ratio of the number of data with a virtual incident angle of 0° to the total number of data in the virtual incident angle data group is maximized has been shown, but in another aspect of the present disclosure, the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source may be specified in a manner different from the above. For example, the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source may be specified so that the average value or maximum value of all data in the virtual incident angle data group is minimized. Furthermore, in another aspect of the present disclosure, instead of the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source, a plane coordinate α' indicating a virtual plane may be used, and the acute angle formed by the normal N of the virtual plane and the normal N of the processing surface 2 at the XYZ coordinate β, which is an arbitrary irradiation point on the processing surface 2, may be set as the virtual incident angle.

(出力する工程)
以上の手順で最終的な金属配線製造条件が生成され設定作業が終了した後、処理装置48は、上記の関連付ける工程でレーザ照射条件を関連付けたXYZ三次元座標データ群に基づき、レーザ走査装置42とレーザ発振装置43を制御するための制御信号を出力する。制御信号は、インターフェース装置47を介してレーザ走査装置42及びレーザ発振装置43に送信される。一態様において、レーザ照射条件が関連付けられたXYZ三次元座標データ群は、金属配線製造条件データとして記憶装置44に保存されてもよく、金属配線製造条件データとしてインターフェース装置47から出力されてもよい。
(Output process)
After the final metal wiring manufacturing conditions are generated and the setting work is completed by the above procedure, the processing device 48 outputs a control signal for controlling the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 based on the XYZ three-dimensional coordinate data group with which the laser irradiation conditions are associated in the above-mentioned associating step. The control signal is transmitted to the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 via the interface device 47. In one aspect, the XYZ three-dimensional coordinate data group with which the laser irradiation conditions are associated may be stored in the storage device 44 as metal wiring manufacturing condition data, or may be output from the interface device 47 as metal wiring manufacturing condition data.

(金属配線を形成する工程)
金属配線を形成する工程の一態様において、本工程は、基材3が構成する面の上に、金属及び/又は金属酸化物を含む膜である被処理膜5を形成する被処理膜形成工程と、当該膜にレーザ光4を照射する照射工程とを含む。以下、各工程の好適例について説明する。
(Process for forming metal wiring)
In one aspect of the process for forming metal wiring, this process includes a process for forming a process film 5, which is a film containing a metal and/or a metal oxide, on the surface of the base material 3, and an irradiation process for irradiating the film with laser light 4. Preferred examples of each process will be described below.

(被処理膜形成工程)
図6に示すように、一態様において、被処理膜形成工程では、基材3が構成する面上に、被処理膜5を形成する。当該膜は、塗工、貼り合わせ、蒸着等によって形成されていてよく、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る。塗布前に、基材3の表面を予め洗浄しておいてもよい。被処理膜5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。
(Process of forming film to be treated)
As shown in Fig. 6, in one embodiment, in the process of forming the film to be treated, the film to be treated 5 is formed on the surface of the substrate 3. The film may be formed by coating, lamination, deposition, or the like, and for example, a coating film containing a metal and/or a metal oxide may be formed on the surface of the substrate. In one embodiment, the film is a coating film formed by applying a paste material containing a metal and/or a metal oxide. Before application, the surface of the substrate 3 may be cleaned in advance. The method of applying the film to be treated 5 is not particularly limited, and coating methods such as die coating, spin coating, slit coating, bar coating, knife coating, spray coating, and dip coating can be used.

ペースト材料は、後述の金属及び/又は金属酸化物を含み、任意に後述の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、後述の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。 The paste material contains a metal and/or metal oxide, as described below, and may optionally contain an organic substance, as described below, and may further contain a solvent. In one embodiment, the solvent is capable of dissolving or dispersing, preferably dissolving, the organic substance, as described below, and dispersing the metal and/or metal oxide (e.g., particles thereof).

(照射工程)
照射工程では、処理装置48が、レーザ走査装置42とレーザ発振装置43を連動して動作させることで、被処理膜5上にレーザ光4を走査させ、金属配線1を製造する。処理装置48は、生成した金属配線の製造条件データに基づいて、レーザ走査装置42及びレーザ発振装置43を制御するための制御信号を生成する。レーザ走査装置42は、制御信号によって、指定された加工面2に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に関連付けられたレーザ光照射条件(例えば、レーザ光4のスポット径、デフォーカス値、走査線間隔、走査速度、走査方向、走査回数)でレーザ光4を走査する。また、レーザ発振装置43は、制御信号によって、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に関連付けられたレーザ光照射条件(例えば、レーザ光4の中心波長、パルス周波数、出力)でレーザ光4を発振する。
(Irradiation process)
In the irradiation process, the processing device 48 operates the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 in conjunction with each other to scan the laser light 4 on the film 5 to be processed, thereby manufacturing the metal wiring 1. The processing device 48 generates a control signal for controlling the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 based on the generated manufacturing condition data of the metal wiring. The laser scanning device 42 scans the laser light 4 on the specified processing surface 2 under the laser light irradiation conditions (e.g., spot diameter of the laser light 4, defocus value, scanning line interval, scanning speed, scanning direction, number of scans) associated with the XYZ three-dimensional coordinate data group specifying the laser light irradiation planned area by the control signal. In addition, the laser oscillation device 43 oscillates the laser light 4 under the laser light irradiation conditions (e.g., center wavelength, pulse frequency, output of the laser light 4) associated with the XYZ three-dimensional coordinate data group specifying the laser light irradiation planned area by the control signal.

上記では、レーザ光照射制御装置41の処理装置48が、レーザ走査装置42とレーザ発振装置43を制御して金属配線を製造する方法について説明したが、一態様においては、出力された金属配線製造条件データに基づいて、レーザ走査装置42及び/又はレーザ発振装置43が制御信号を生成してもよい。 The above describes a method in which the processing device 48 of the laser light irradiation control device 41 controls the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 to manufacture metal wiring, but in one embodiment, the laser scanning device 42 and/or the laser oscillation device 43 may generate a control signal based on the output metal wiring manufacturing condition data.

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。 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 desirable, from the viewpoint of ease of process management, it may be, for example, 0.001% by volume or more, 0.01% by volume or more, or 0.05% by volume or more.

(走査線のオーバーラップ)
レーザ光4の照射点の副走査方向(一態様においてY軸方向)の移動量は、任意に設定することができるが、本実施の形態では、隣接する走査線を互いに重複させるような移動量に設定することが好ましい。図4は、本実施の形態に係る金属配線製造方法における互いに重複した走査線を示す模式図である。図4に示すように、ある走査線11と、それに隣接する走査線12が、互いに重複している。これにより、走査線11、12が重複したオーバーラップ領域において蓄熱量が大きくなるため、銅粒子の導体化度を高め、その結果、金属配線1の抵抗値をより低くすることができる。
(Scan line overlap)
The amount of movement of the irradiation point of the laser light 4 in the sub-scanning direction (Y-axis direction in one embodiment) can be set arbitrarily, but in this embodiment, it is preferable to set the amount of movement so that adjacent scan lines overlap each other. Fig. 4 is a schematic diagram showing overlapping scan lines in the metal wiring manufacturing method according to this embodiment. As shown in Fig. 4, a certain scan line 11 and an adjacent scan line 12 overlap each other. As a result, the amount of heat storage increases in the overlapping region where the scan lines 11 and 12 overlap, thereby increasing the conductivity of the copper particles and, as a result, the resistance value of the metal wiring 1 can be lowered.

走査線11、12の幅W1(例えば、320μm)に対する走査線11、12が重複している領域の幅W2の比を、走査線11、12とのオーバーラップ率(%)と定義する。オーバーラップ率は、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。 The ratio of the width W2 of the overlapping area of the scanning lines 11, 12 to the width W1 (e.g., 320 μm) of the scanning lines 11, 12 is defined as the overlap rate (%) with the scanning lines 11, 12. The overlap rate is preferably 10% to 99%, or 20% to 95%, or 30% to 90%, or 40% to 85%. When the overlap rate is 10% or more, the sintering of the metal and/or metal oxide, the formation of a conductor by contact between particles, etc., proceeds smoothly, and when it is 99% or less, wiring can be manufactured at an industrially practical production speed.

尚、レーザ光4の走査によって、隣接する走査線が互いに重複していれば、図1に示すように、走査方向、すなわち照射点の主走査方向(一態様においてX軸方向)(図1中矢印Dで示す)が、互いに逆方向であってもよいし、同じ方向であっても、いずれでもよい。 In addition, if adjacent scanning lines overlap each other due to scanning with the laser light 4, the scanning directions, i.e., the main scanning directions of the irradiation points (X-axis direction in one embodiment) (indicated by arrow D in FIG. 1) may be opposite to each other or may be the same direction, as shown in FIG. 1.

このような構成により製造された金属配線1は、オーバーラップ率が少ない物に比べて導体化度を高くすることができるので、脆くなく、堅い金属配線1にすることができる。例えば、金属配線1をフレキシブル基材上に形成して曲げたときに、金属配線1が割れることなくフレキシブル基材に追従させることができる。 The metal wiring 1 manufactured in this manner can have a higher degree of conductivity than one with a lower overlap rate, making it possible to produce a non-brittle and rigid metal wiring 1. For example, when the metal wiring 1 is formed on a flexible substrate and bent, the metal wiring 1 can conform to the flexible substrate without cracking.

[走査パラメータ]
照射条件を規定する走査パラメータとしては、例えば以下を例示できる。
(中心波長、パルス周波数)
レーザ光4は、一態様において中心波長が350nm以上550nm以下、好ましくは355nmまたは532nmの発光波長を有する。レーザ光4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、光線照射時の被処理膜5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。
Scanning parameters
Examples of scanning parameters that define the irradiation conditions include the following.
(center wavelength, pulse frequency)
In one embodiment, the laser light 4 has an emission wavelength with a central wavelength of 350 nm or more and 550 nm or less, preferably 355 nm or 532 nm. The laser light 4 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 5 to be treated during irradiation with the light beam.

(出力)
レーザ光4の出力を適切な範囲に調整することにより、被処理膜5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形成を良好に進行させることができる。レーザ光4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、被処理膜5において焼結、粒子同士の接触等による導電体形成が良好に進行し、金属配線1が低抵抗になる。また、2.000mW/μm2以下である場合、被処理膜5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1を容易に形成できる。
(output)
By adjusting the output of the laser light 4 within an appropriate range, the amount of energy absorbed by the film 5 to be treated can be controlled, and the formation of a conductor due to internal sintering, contact between particles, etc. can be favorably promoted. The output density of the laser light 4 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 output density is 0.001 mW/μm 2 or more, the formation of a conductor due to sintering, contact between particles, etc. in the film 5 to be treated proceeds favorably, and the metal wiring 1 has a low resistance. Furthermore, when the power is 2.000 mW/μm 2 or less, carbonization or ablation of the film 5 to be treated is unlikely to occur, and the desired metal wiring 1 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4は、所望のスポット径で被処理膜5に照射されてよい。スポット径は、レーザ光4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4は、被処理膜5上に複数回重複して照射されることが好ましい。例えば、前述のように、レーザ光4を、走査線の副走査方向(一態様においてY軸方向)にオーバーラップさせながら被処理膜5上に繰り返し走査する。レーザ光4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 4 may be irradiated to the film 5 to be treated with a desired spot diameter. The spot diameter may be adjusted by the amount of deviation of the laser light 4 from the focus. In one embodiment, the laser light 4 is preferably irradiated to the film 5 to be treated multiple times in an overlapping manner. For example, as described above, the laser light 4 is repeatedly scanned onto the film 5 to be treated while overlapping in the sub-scanning direction of the scanning line (Y-axis direction in one embodiment). The scanning line interval of the laser light 4 may be set according to the purpose, for example, so that a desired overlap rate is obtained at 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.

(走査速度)
レーザ光4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 4 is calculated according to the following formula from the laser scanning length (L) (unit: mm) calculated based on the irradiation pattern shape and the desired scanning period (F) (unit: Hz) (e.g., 15 Hz).
Scanning speed (V) = scanning period (F) x scanning length (L)

(走査方向、走査回数)
レーザ光4の走査方向(図1中矢印Dで示す)は、目的に応じて指定されてよい。走査方向は、三次元座標データ群を分割する工程で分割した領域ごとに異なる方向に設定されてもよい。レーザ光の走査回数は、1の走査を繰り返す回数である。走査回数は、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。
(scanning direction, number of scans)
The scanning direction of the laser light 4 (indicated by arrow D in FIG. 1 ) may be specified depending on the purpose. The scanning direction may be set to a different direction for each region divided in the step of dividing the three-dimensional coordinate data group. The number of scans of the laser light is the number of times one scan is repeated. The number of scans may be set depending on the purpose, for example, so that a desired overlap rate is obtained for a desired spot diameter.

[加工対象物]
加工対象物(ワーク)とは、レーザ光が照射される加工面を持つ対象物をいう。一態様において、加工対象物(ワーク)は基材3と、金属及び/又は金属酸化物を含む膜とで構成される。本実施形態の金属配線の製造に好適な基材3、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。
[Processing object]
The workpiece to be processed (work) refers to an object having a processing surface to be irradiated with laser light. In one embodiment, the workpiece to be processed (work) is composed of a substrate 3 and a film containing a metal and/or a metal oxide. Examples of the substrate 3 and the film containing a metal and/or a metal oxide suitable for manufacturing the metal wiring of this embodiment include the following.

(基材)
基材3は、被処理膜5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3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3の全体が絶縁材料であることは必ずしも必要がない。被処理膜5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 3 is not particularly limited as long as it constitutes a surface on which the target film 5 is disposed. The material of the substrate 3 is preferably an insulating material in order to ensure electrical insulation from the metal wiring described below. However, it is not necessary that the entire substrate 3 is made of an insulating material. It is sufficient that only the portion that constitutes the surface on which the target film 5 is disposed is made of an insulating material.

基材3の、被処理膜5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3は、立体物であってもよく、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。 The surface of the substrate 3 on which the treated film 5 is disposed may be flat or curved, or may include steps or the like. The substrate 3 may be a three-dimensional object, and examples thereof include the housings of electrical devices such as mobile phone terminals, smartphones, smart glasses, televisions, and personal computers. Other examples of three-dimensional objects in the automotive field include dashboards, instrument panels, steering wheels, chassis, and the like.

(金属及び/又は金属酸化物を含む膜)
金属及び/又は金属酸化物を含む膜である、被処理膜5に含まれる金属は、例えば、銅、銀、金、錫、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。
(Films Containing Metals and/or Metal Oxides)
The metal contained in the treated film 5, which is a film containing a metal and/or a metal oxide, is, for example, copper, silver, gold, tin, silicon, aluminum, zirconium, titanium, hafnium, tantalum, tin, chromium, cobalt, magnesium, manganese, molybdenum, nickel, tungsten, zinc, indium, etc., and may be an alloy or a mixture containing two or more of these. Examples of the metal oxide include oxides of the metals exemplified above, and copper oxide (CuO and Cu2O ) is particularly preferable.

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ことが出来る。 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 the smaller the average primary particle diameter, the more preferable it is. 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 can be used, and when it exceeds 25 nm, a scanning electron microscope can be used.

被処理膜5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し、被処理膜5は、上記粒子と分散剤を含む分散体から形成されたものである。有機物は光線を吸収できるものであっても良い。 The film 5 to be treated 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, and the film 5 to be treated is formed from a dispersion containing the above particles and a dispersant. 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、被処理膜5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、光線照射によって被処理膜5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。尚、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 the material of the treated film 5 is large. In addition, if the number average molecular weight is 300,000 or less, the treated film 5 is easily baked by light irradiation, which is preferable. The dispersant preferably has a group that has affinity for metals or metal oxides, and from this viewpoint, phosphorus-containing organic compounds are preferable, and polymeric phosphate esters are more preferable. Phosphorus-containing organic compounds are also advantageous in that they can form electrically insulating insulating regions 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.

被処理膜5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3に固定するという利点が顕著である点で好ましい。 In the treated film 5, 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 because 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 3.

被処理膜5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、被処理膜5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。
From the viewpoint of the reduction sintering property of the metal and/or metal oxide, the film 5 to be treated preferably contains hydrazine and/or hydrazine hydrate. Hydrazine and/or hydrazine hydrate can be contained in the film 5 to be treated. 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.

一態様において、被処理膜5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 embodiment, the thickness of the treated film 5 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.

(レーザ侵入長)
一態様において、被処理膜5の内部には、レーザ光4が適切な侵入長で侵入する。侵入長とは、被処理膜5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被処理膜5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:
I0/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。
(Laser penetration depth)
In one embodiment, the laser light 4 penetrates into the film 5 to be treated with an appropriate penetration depth. The penetration depth is the depth x of the film to which the light intensity is attenuated to I/e due to light absorption by the film when a light beam is incident in the thickness direction of the film 5 to be treated with a light intensity I. When the absorbance of light of a certain wavelength of the film 5 to be treated, which contains a metal and/or metal oxide, is α, the light intensity I/e and x at that wavelength are expressed by the following formula:
I0/e = I0 x e(-αx)
Therefore, x and α satisfy the following formula:
x=1/α
Satisfy the relationship.

一態様において、被処理膜5に対するレーザ侵入長は、被処理膜5の厚み0.1μm~20μm、355nmのレーザ光4の波長において、0.1μm~10μmであることが好ましい。侵入長が0.1μm以上である場合、レーザ光4が被処理膜5の内部まで良好に侵入し、被処理膜5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10μm以下である場合、光線が被処理膜5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形成が良好に進行し、金属配線が低抵抗になる。 In one embodiment, the laser penetration depth into the film 5 to be treated is preferably 0.1 μm to 10 μm when the thickness of the film 5 to be treated is 0.1 μm to 20 μm and the wavelength of the laser light 4 is 355 nm. When the penetration depth is 0.1 μm or more, the laser light 4 penetrates well into the film 5 to be treated, and conductor formation due to sintering not only the surface of the film 5 to be treated but also the inside and contact between particles proceeds well, resulting in low resistance of the metal wiring. On the other hand, when the penetration depth is 10 μm or less, the light penetrates well into the film 5 to be treated and is absorbed well, resulting in good sintering of the inside and formation of conductors due to contact between particles, resulting in low resistance of the metal wiring.

≪金属配線製造装置≫
本発明の他の実施形態は、単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて金属配線を形成する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:
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走査装置;及び
前記レーザ発振装置及び前記レーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置;
を備え、
前記レーザ光照射制御装置が、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有する、金属配線製造装置である。
≪Metal wiring manufacturing equipment≫
Another embodiment of the present invention is a metal wiring manufacturing apparatus for forming metal wiring by irradiating a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of a processing object, in a main scanning direction with a predetermined scanning period or in one direction, to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, based on one or more two-dimensional processing pattern data,
The metal wiring manufacturing apparatus comprises:
A laser oscillator that generates laser light;
A laser scanning device that scans the laser light emitted from the laser oscillation device; and a laser light irradiation control device that controls the laser oscillation device and the laser scanning device.
Equipped with
The laser light irradiation control device,
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on the designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
The metal wiring manufacturing apparatus further comprises an irradiation condition associating means for associating information on laser light irradiation conditions with the group of XYZ three-dimensional coordinate data.

本発明の一態様はまた、単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて金属配線を形成するレーザ光を照射して金属配線を形成するためにレーザ発振装置及びレーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置であって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有する、レーザ光照射制御装置である。
以下、図5及び図6を参照し、本発明の一態様に係る金属配線製造装置40を説明する。
Another aspect of the present invention is a laser light irradiation control device that controls a laser oscillator and a laser scanner to form metal wiring by irradiating a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of a processing object with laser light that displays a laser spot of a predetermined size repeatedly or in one direction in a main scanning direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser light in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form metal wiring, based on one or more two-dimensional processing pattern data,
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on the designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
The laser beam irradiation control device further comprises irradiation condition associating means for associating information on laser beam irradiation conditions with the group of XYZ three-dimensional coordinate data.
Hereinafter, a metal wiring manufacturing apparatus 40 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は、本実施の一実施の形態に係る金属配線製造装置40及びレーザ光照射制御装置41の一例を示すブロック図である。図5に示す金属配線製造装置40は、レーザ光照射制御装置41と、レーザ走査装置42と、レーザ発振装置43とを備える。レーザ光照射制御装置41は、記憶装置44と、表示装置45と、入力装置46と、インターフェース装置47と、処理装置48とを備える。尚、表示装置45及び入力装置46は省略可能である。 Figure 5 is a block diagram showing an example of a metal wiring manufacturing apparatus 40 and a laser light irradiation control device 41 according to one embodiment of the present invention. The metal wiring manufacturing apparatus 40 shown in Figure 5 includes a laser light irradiation control device 41, a laser scanning device 42, and a laser oscillation device 43. The laser light irradiation control device 41 includes a storage device 44, a display device 45, an input device 46, an interface device 47, and a processing device 48. Note that the display device 45 and the input device 46 can be omitted.

[レーザ光照射制御装置]
(記憶装置)
記憶装置44は、プログラム又はデータを記憶するためのデバイスであり、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。記憶装置44は、処理装置48による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データベース、テーブル等を記憶する。プログラムは、例えば、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)等のコンピュータ読み取り可能な可搬記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶装置44にインストールされてもよい。
[Laser light irradiation control device]
(Storage device)
The storage device 44 is a device for storing programs or data, and 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 44 stores an operating system program, a driver program, an application program, a database, a table, and the like used in processing by the processing device 48. Programs may be installed in the storage device 44 from a computer-readable portable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) or a DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory) using a known setup program or the like.

(処理装置)
処理装置48は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理装置48は、例えばCPU(Central Processing Unit)であり、レーザ光照射制御装置41の動作を統括的に制御する。また、処理装置48は、制御信号をインターフェース装置47経由でレーザ発振装置43及びレーザ走査装置42に出力して、これら装置の動作を制御する。処理装置48は、DSP(Digital Signal Processor)、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等でもよい。処理装置48は、予め記憶装置44に記憶されているプログラムに基づいて処理を実行する。
(Processing Equipment)
The processing device 48 includes one or more processors and their peripheral circuits. The processing device 48 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) and controls the overall operation of the laser light irradiation control device 41. The processing device 48 also outputs control signals to the laser oscillation device 43 and the laser scanning device 42 via the interface device 47 to control the operations of these devices. The processing device 48 may be a DSP (Digital Signal Processor), an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or the like. The processing device 48 executes processing based on a program previously stored in the storage device 44.

処理装置48は、加工面プロファイル生成手段49と、加工パターン生成手段50と、照射条件データ生成手段51と、座標データ群生成手段52と、照射条件関連付け手段55の機能を実現する。これらの各部は、処理装置48によって実行されるプログラムによって実現される機能モジュールである。一態様において、処理装置48はさらに、仮想入射角演算手段53の機能を実現してもよい。また、一態様において、処理装置48はさらに、座標データ群分割手段54の機能を実現してもよい。 The processing device 48 realizes the functions of a machining surface profile generating means 49, a machining pattern generating means 50, an irradiation condition data generating means 51, a coordinate data group generating means 52, and an irradiation condition associating means 55. Each of these units is a functional module realized by a program executed by the processing device 48. In one embodiment, the processing device 48 may further realize the function of a virtual incident angle calculating means 53. In another embodiment, the processing device 48 may further realize the function of a coordinate data group dividing means 54.

(表示装置)
表示装置45は、生成した加工面若しくは加工パターンの三次元若しくは二次元形状を示すプロファイル情報、又は照射条件等を表示するデバイスである。表示装置45は、LCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイが利用できる。また、タッチパネル方式を利用すれば、入力装置46と表示装置45を兼用することもできる。
(Display Device)
The display device 45 is a device that displays profile information showing the three-dimensional or two-dimensional shape of the generated processing surface or processing pattern, irradiation conditions, etc. A display such as an LCD (Liquid Crystal Display) can be used as the display device 45. In addition, if a touch panel system is used, the input device 46 can also be used as the display device 45.

(入力装置)
入力装置46は、加工対象物(ワーク)の加工面2の三次元形状を示すプロファイル情報、レーザ加工パターンの二次元又は三次元形状を示すプロファイル情報、レーザ光4の各種照射条件等のデータを入力するデバイスであり、例えば、マウスやキーボード、タブレット等の入力デバイスであってよい。一態様において、表示装置45のディスプレイにタッチパネル等を利用して、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能とする。また、音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。
(Input device)
The input device 46 is a device for inputting data such as profile information showing the three-dimensional shape of the processing surface 2 of the object to be processed (workpiece), profile information showing the two-dimensional or three-dimensional shape of the laser processing pattern, and various irradiation conditions of the laser light 4, and may be, for example, an input device such as a mouse, a keyboard, or a tablet. In one embodiment, a touch panel or the like is used for the display of the display device 45, allowing the user to input and operate by directly touching the screen with their hands. In addition, voice input or other existing input means can be used, or these can be used in combination.

(インターフェース装置)
インターフェース装置47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43及びレーザ走査装置42とレーザ光照射制御装置41との通信を可能にする。
(Interface device)
The interface device 47 may be a hardware interface such as a USB, or a network interface such as a wired LAN (Local Area Network) or a wireless LAN, and enables communication between the laser oscillator device 43 and the laser scanning device 42 and the laser light irradiation control device 41.

[レーザ走査装置、レーザ発振装置]
レーザ走査装置42及びレーザ発振装置43は、レーザ光照射制御装置41の処理装置48によって生成される制御信号によって、連動して動作することで金属配線1を製造する。レーザ走査装置42は、例えばガルバノスキャナであり、レーザ発振装置43は、例えばレーザ発振器である。レーザ発振装置43は、制御信号によって、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に関連付けられたレーザ光照射条件(例えば、レーザ光4の中心波長、パルス周波数、出力)でレーザ光4を発振する。レーザ走査装置42は、制御信号によって、指定された加工面2に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に関連付けられたレーザ光照射条件(例えば、レーザ光4のスポット径、デフォーカス値、走査線間隔、走査速度、走査方向、走査回数)でレーザ発振装置43から出射されたレーザ光を走査する。
[Laser Scanning Device, Laser Oscillation Device]
The laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 are operated in conjunction with each other by a control signal generated by the processing device 48 of the laser light irradiation control device 41 to manufacture the metal wiring 1. The laser scanning device 42 is, for example, a galvano scanner, and the laser oscillation device 43 is, for example, a laser oscillator. The laser oscillation device 43 oscillates the laser light 4 under laser light irradiation conditions (e.g., center wavelength, pulse frequency, output of the laser light 4) associated with a group of XYZ three-dimensional coordinate data specifying a region to be irradiated with the laser light by the control signal. The laser scanning device 42 scans the laser light emitted from the laser oscillation device 43 on the specified processing surface 2 by the control signal under laser light irradiation conditions (e.g., spot diameter, defocus value, scanning line interval, scanning speed, scanning direction, number of scans of the laser light 4) associated with a group of XYZ three-dimensional coordinate data specifying a region to be irradiated with the laser light.

一形態においては、レーザ走査装置42及びレーザ発振装置43は、それぞれ内部に制御装置を有してもよい。レーザ走査装置42及びレーザ発振装置43は、レーザ光照射制御装置41から出力された金属配線製造条件データに基づいて、レーザ走査装置42及び/又はレーザ発振装置43を制御する制御信号を生成してもよい。 In one embodiment, the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 may each have a control device therein. The laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 may generate a control signal for controlling the laser scanning device 42 and/or the laser oscillation device 43 based on the metal wiring manufacturing condition data output from the laser light irradiation control device 41.

図6は、本発明の一実施の形態に係る金属配線製造装置40におけるレーザ走査装置42の一例を示す模式図であり、レーザ走査装置42がガルバノスキャナである例を示している。レーザ発振装置43から出射されたレーザ光4は、レーザ走査装置42によって走査され、加工対象物(ワーク)の被処理膜5に照射される。本発明の一態様において、金属配線製造装置40は加工対象物(ワーク)をX軸方向、Y軸方向又はZ方向に移動させるワーク積載装置(図示せず)を備えてもよく、レーザ光照射制御装置41は、ワーク積載装置を動作させるための制御信号を生成してもよい。 FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a laser scanning device 42 in a metal wiring manufacturing apparatus 40 according to an embodiment of the present invention, in which the laser scanning device 42 is a galvanometer scanner. The laser light 4 emitted from the laser oscillation device 43 is scanned by the laser scanning device 42 and irradiated onto the film 5 to be treated on the object to be processed (work). In one aspect of the present invention, the metal wiring manufacturing apparatus 40 may be equipped with a work loading device (not shown) that moves the object to be processed (work) in the X-axis direction, Y-axis direction, or Z direction, and the laser light irradiation control device 41 may generate a control signal for operating the work loading device.

(ガルバノスキャナ)
図6を参照し、レーザ走査装置42としてのガルバノスキャナは、X軸ガルバノミラー42a、X軸ガルバノモータ42b、Y軸ガルバノミラー42c、Y軸ガルバノモータ42d及びZ軸調整用駆動レンズを有する。尚、図において集光レンズであるfθレンズ及びZ軸調整用駆動レンズは図示を省略している。X軸ガルバノモータ42b、Y軸ガルバノモータ42d及びZ軸調整用駆動レンズは、レーザ光照射制御装置41に電気的に接続されている。
(Galvanometer scanner)
6, the galvanometer scanner as the laser scanning device 42 has an X-axis galvanometer mirror 42a, an X-axis galvanometer motor 42b, a Y-axis galvanometer mirror 42c, a Y-axis galvanometer motor 42d, and a Z-axis adjustment drive lens. Note that the fθ lens, which is a condenser lens, and the Z-axis adjustment drive lens are omitted in the figure. The X-axis galvanometer motor 42b, the Y-axis galvanometer motor 42d, and the Z-axis adjustment drive lens are electrically connected to the laser light irradiation control device 41.

ガルバノスキャナは、レーザ光照射制御装置41からの制御信号に従って、X軸ガルバノモータ42b並びにY軸ガルバノモータ42dの回転角並びに回転速度及びZ軸調整用駆動レンズの焦点距離を制御可能に構成されている。レーザ光4は、レーザ走査装置42により走査され、加工対象物(ワーク)の上に形成された金属及び/又は金属酸化物を含む被処理膜5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 42b and the Y-axis galvanometer motor 42d and the focal length of the Z-axis adjustment drive lens according to a control signal from the laser light irradiation control device 41. The laser light 4 is scanned by the laser scanning device 42 and irradiated onto the surface of the processing target film 5 containing metal and/or metal oxide formed on the processing target (work).

上記では、レーザ走査装置42によってレーザ光4を走査する例を示したが、ワーク積載装置(図示せず)をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動することで、所望のパターンを有する金属配線1を作製してもよい。また、ワーク積載装置は、ステージを水平状態から傾ける機能を有していてもよい。図6に示すレーザ走査装置42(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42a、X軸ガルバノモータ42b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軸方向の移動にはワーク積載装置のモータ等を用いることも可能である。同様に、X軸方向及びY軸方向の移動にはガルバノミラーを用い、Z軸方向の移動にはワーク積載装置のモータ等を用いることも可能である。 In the above, an example of scanning the laser light 4 by the laser scanning device 42 has been shown, but the metal wiring 1 having a desired pattern may be produced by moving the work loading device (not shown) in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. The work loading device may also have a function of tilting the stage from a horizontal state. The laser scanning device 42 (galvanometer scanner) shown in FIG. 6 uses the X-axis galvanometer mirror 42a and the X-axis galvanometer motor 42b for movement in the X-axis and Y-axis directions, respectively, but it is also possible to use the galvanometer mirror for either the X-axis or the Y-axis, for example, to use the galvanometer mirror for movement only in the X-axis direction and the motor of the work loading device for movement in the Y-axis direction. Similarly, it is also possible to use the galvanometer mirror for movement in the X-axis and Y-axis directions and the motor of the work loading device for movement in the Z-axis direction.

≪金属配線製造条件設定プログラム≫
本発明のさらに他の実施形態は、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて金属配線を形成するために金属配線製造条件を設定するプログラムであって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成し、
レーザ光を照射する加工面を指定し、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成し、
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成し、そして
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける、
ことをレーザ光照射制御装置に実行させる、金属配線製造条件設定プログラム又は前記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した機器である。
<Metal wiring manufacturing condition setting program>
Yet another embodiment of the present invention is a program for setting metal wiring manufacturing conditions to form metal wiring by repeatedly or unidirectionally irradiating a laser beam in a main scanning direction with a predetermined scanning period on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of a processing object, to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the scanning line in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
Specify the surface to be processed by irradiating the laser beam,
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional processing patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for specifying a region to be irradiated with laser light on the specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern; and associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group;
The present invention relates to a metal wiring manufacturing condition setting program, or a computer-readable recording medium or device having the program stored therein, which causes a laser light irradiation control device to execute the above-mentioned steps.

上記のコンピュータは、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、上記の記録媒体には、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が含まれる。さらにまた、上記のプログラムには、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含まれる。さらに記録した機器には、上記プログラムがソフトウェアや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もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、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。 The computer may have a general hardware configuration including a CPU, main memory, storage, input/output devices, hardware interfaces, etc. The recording medium may include memory devices such as RAM and ROM, and portable storage devices such as CD-ROM, DVD-ROM, and optical disks. The programs may be distributed by downloading over a network such as the Internet, in addition to those stored on the recording medium. The recorded devices may include general-purpose or dedicated devices in which the programs are implemented in an executable state in the form of software or firmware. The processes and functions included in the program may be executed by computer-executable program software, or the processes of each part may be realized by a specific hardware, or a mixture of program software and partial hardware modules that realize some elements of the hardware.

尚、本開示の金属配線製造条件設定プログラムにおいて、下記で特記する以外の種々の態様の具体例は、≪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。一態様において、金属配線製造条件設定プログラムは、図7のフローチャートに示す以下の処理をコンピュータに実行させる。 Note that in the metal wiring manufacturing condition setting program disclosed herein, specific examples of various aspects other than those specifically described below may be similar to those described above in <Method of manufacturing metal wiring>, and the description will not be repeated here. In one aspect, the metal wiring manufacturing condition setting program causes a computer to execute the following process shown in the flowchart of FIG. 7.

(三次元形状を示すプロファイル情報を生成するステップ)
図7において、まず、処理装置48の機能ブロックである加工面プロファイル生成手段49が、加工対象物(ワーク)又は加工面2の三次元形状を示すプロファイル情報を生成する(ステップS101)。生成の方式は、加工対象物(ワーク)又は加工面2の形状に予め作成された三次元形状を示すプロファイル情報のデータファイルを変換する方式、又は、実際に加工対象物(ワーク)又は加工面2をイメージセンサ等の画像認識装置で画像認識することによって取得したプロファイル情報を読み込んで取得する方式等が挙げられる。一態様として、上記ステップS101において、表示装置45に、生成した三次元形状を仮想的に三次元状に表示するステップを含んでもよい。
(Step of generating profile information indicating a three-dimensional shape)
7, first, the machining surface profile generating means 49, which is a functional block of the processing device 48, generates profile information indicating the three-dimensional shape of the workpiece (work) or the machining surface 2 (step S101). The generation method may include a method of converting a data file of profile information indicating the three-dimensional shape created in advance to the shape of the workpiece (work) or the machining surface 2, or a method of reading and acquiring profile information acquired by actually recognizing the image of the workpiece (work) or the machining surface 2 with an image recognition device such as an image sensor. As one aspect, the above step S101 may include a step of virtually displaying the generated three-dimensional shape on the display device 45 in a three-dimensional form.

(加工面を指定するステップ)
次に、処理装置48の機能ブロックである加工面指定手段が、上記ステップS101で生成した加工対象物(ワーク)又は複数の加工面2の三次元形状の中から、レーザ光照射を行う加工面2を指定する(ステップS102)。加工面指定手段の一態様としては、表示装置45のディスプレイに表示された加工対象物(ワーク)又は複数の加工面2の三次元形状の中から、レーザ光照射を行う加工面2を対話形式でユーザに指定させる方式等が用いられる。
(Step to specify the machining surface)
Next, the processing surface designation means, which is a functional block of the processing device 48, designates the processing surface 2 to be irradiated with the laser beam from among the three-dimensional shapes of the object to be processed (work) or the multiple processing surfaces 2 generated in the above step S101 (step S102). As an embodiment of the processing surface designation means, a method is used in which the user interactively designates the processing surface 2 to be irradiated with the laser beam from among the three-dimensional shapes of the object to be processed (work) or the multiple processing surfaces 2 displayed on the display of the display device 45.

(二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成するステップ)
次に、処理装置48の機能ブロックである加工パターン生成手段50が、所望の金属配線1の形状の二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する(ステップS103)。加工パターン生成手段50の一態様としては、予め作成された二次元形状を示すプロファイル情報のデータファイルを二次元加工パターンの形状に変換する方式、対話形式でユーザに入力装置46から入力させた、二次元加工パターンの形状を特定するためのパラメータに基づいて、二次元加工パターンを生成する方式等が挙げられる。別の一態様として、上記ステップS103において、表示装置45に、生成した二次元加工パターン形状を仮想的に二次元状又は三次元状に表示するステップを含んでもよい。
(Step of generating profile information indicative of a two-dimensional processing pattern)
Next, the processing pattern generating means 50, which is a functional block of the processing device 48, generates profile information indicating a two-dimensional processing pattern of the desired shape of the metal wiring 1 (step S103). One embodiment of the processing pattern generating means 50 includes a method of converting a data file of profile information indicating a previously created two-dimensional shape into the shape of the two-dimensional processing pattern, and a method of generating a two-dimensional processing pattern based on parameters for specifying the shape of the two-dimensional processing pattern inputted by a user in an interactive manner from the input device 46. As another embodiment, the above step S103 may include a step of virtually displaying the generated two-dimensional processing pattern shape in a two-dimensional or three-dimensional form on the display device 45.

(XYZ三次元座標データ群を生成するステップ)
次に、処理装置48の機能ブロックである座標データ群生成手段52が、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する(ステップS104)。一態様において、XYZ三次元座標データ群を生成するステップは、上記ステップS103で生成した二次元加工パターンを投影(例えば、XY二次元加工パターンをZ軸方向に投影)し、三次元座標情報を持つ立体的な加工面2に仮想的に一致させるように、座標変換を行ってXYZ三次元座標データ群に変換するステップである。
(Step of generating XYZ three-dimensional coordinate data group)
Next, the coordinate data group generating means 52, which is a functional block of the processing device 48, generates an XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies the region to be irradiated with the laser beam (step S104). In one aspect, the step of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group is a step of projecting the two-dimensional processing pattern generated in the above step S103 (for example, projecting the XY two-dimensional processing pattern in the Z-axis direction) and converting the data into an XYZ three-dimensional coordinate data group by performing coordinate conversion so as to virtually match the three-dimensional processing surface 2 having three-dimensional coordinate information.

本発明の一態様において、上記ステップS104の後、関連付けるステップ(ステップS108)の前に、以下の仮想入射角を算出するステップ(ステップS105)、三次元座標データ群を分割するステップ(ステップS106)及び照射条件データを生成するステップ(S107)を含んでもよい。以下、各工程について説明する。尚、S105、S106及びS107は省略可能である。 In one aspect of the present invention, after step S104 and before the associating step (step S108), the following steps may be included: calculating a virtual angle of incidence (step S105), dividing the three-dimensional coordinate data group (step S106), and generating irradiation condition data (step S107). Each step will be described below. Note that steps S105, S106, and S107 can be omitted.

(仮想入射角を算出するステップ)
仮想入射角を算出するステップでは、処理装置48の機能ブロックである仮想入射角演算手段53が、上記ステップS104で生成された、三次元加工パターンを表す全XYZ三次元座標データ群のそれぞれにおいてレーザ光4の仮想入射角を算出することによって、仮想入射角データ群を生成する(ステップS105)。これにより、レーザ光照射による加熱条件に影響を与える仮想入射角の情報を、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に付与することができる。
(Step of calculating virtual angle of incidence)
In the step of calculating the virtual incidence angle, the virtual incidence angle calculation means 53, which is a functional block of the processing device 48, calculates the virtual incidence angle of the laser beam 4 in each of the XYZ three-dimensional coordinate data groups representing the three-dimensional processing pattern generated in the above step S104, thereby generating a virtual incidence angle data group (step S105). This makes it possible to impart information on the virtual incidence angle that affects the heating conditions by the laser beam irradiation to the XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies the region to be irradiated with the laser beam.

(三次元座標データ群を分割するステップ)
三次元座標データ群を分割するステップでは、処理装置48の機能ブロックである座標データ群分割手段54が、上記ステップS105で算出した仮想入射角によって、XYZ三次元座標データ群を分割する(ステップS106)。これにより、分割したXYZ三次元座標データ群ごとにまとめてレーザ照射条件を設定することができるため、条件設定を効率的に行うことができる。一態様として、ステップS106では、XYZ座標の絶対値、前述の仮想入射角の値、任意に定めた基準平面からの距離等から選ばれる数値において閾値を設定し、三次元加工パターンを当該閾値によって複数の領域に分割してよい。
(Step of Dividing Three-Dimensional Coordinate Data Group)
In the step of dividing the three-dimensional coordinate data group, the coordinate data group dividing means 54, which is a functional block of the processing device 48, divides the XYZ three-dimensional coordinate data group by the virtual incident angle calculated in the above step S105 (step S106). This allows the laser irradiation conditions to be set collectively for each divided XYZ three-dimensional coordinate data group, so that the condition setting can be performed efficiently. As one aspect, in step S106, a threshold value may be set at a numerical value selected from the absolute value of the XYZ coordinates, the value of the virtual incident angle, the distance from an arbitrarily determined reference plane, etc., and the three-dimensional processing pattern may be divided into a plurality of regions by the threshold value.

(照射条件データを生成するステップ)
照射条件データを生成するステップでは、処理装置48の機能ブロックである照射条件データ生成手段51が、レーザ照射条件を生成する(ステップS107)。照射条件は、前述の走査パラメータによって規定される。ステップS107の一態様としては、入力装置46から走査パラメータを手動で設定する方式、又は、記憶装置44に記憶されているデータ構造に基づいて、自動で照射条件を生成する方式が挙げられる。別の一態様においては、上記S106で複数の領域に分割した三次元加工パターンについて、当該領域間で互いに異なるレーザ照射条件を生成してもよい。別の一態様においては、XYZ座標の絶対値、前述の仮想入射角の値、任意に定めた基準平面からの距離等から選ばれる数値に連動させてレーザ照射条件を連続的に異ならせてもよい。
(Step of generating irradiation condition data)
In the step of generating the irradiation condition data, the irradiation condition data generating means 51, which is a functional block of the processing device 48, generates the laser irradiation conditions (step S107). The irradiation conditions are defined by the above-mentioned scanning parameters. One aspect of step S107 is a method of manually setting the scanning parameters from the input device 46, or a method of automatically generating the irradiation conditions based on the data structure stored in the storage device 44. In another aspect, for the three-dimensional processing pattern divided into a plurality of regions in the above-mentioned S106, different laser irradiation conditions may be generated between the regions. In another aspect, the laser irradiation conditions may be continuously changed in conjunction with a numerical value selected from the absolute values of the XYZ coordinates, the above-mentioned virtual angle of incidence, the distance from an arbitrarily determined reference plane, etc.

(関連付けるステップ)
次に、処理装置48の機能ブロックである照射条件関連付け手段55が、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける(ステップS108)。レーザ照射条件を規定する走査パラメータとしては、例えば、レーザ光の中心波長、パルス周波数、出力、スポット径、デフォーカス値、走査線間隔、走査速度、走査方向、走査回数等が挙げられる。これにより、加工面2上の走査地点とレーザ出力装置の位置関係に関わらず、各地点において適切なレーザ照射条件を設定することができるため、金属配線1全体の抵抗値を均一にすることができる。
(Associating step)
Next, the irradiation condition associating means 55, which is a functional block of the processing device 48, associates information on the laser beam irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies the region to be irradiated with the laser beam (step S108). Examples of scanning parameters that define the laser irradiation conditions include the central wavelength of the laser beam, the pulse frequency, the output, the spot diameter, the defocus value, the scanning line interval, the scanning speed, the scanning direction, and the number of scans. This allows appropriate laser irradiation conditions to be set at each point regardless of the positional relationship between the scanning point on the processing surface 2 and the laser output device, so that the resistance value of the entire metal wiring 1 can be made uniform.

(出力するステップ)
以上の手順で最終的な金属配線製造条件が生成され設定作業が終了した後、処理装置48は、上記ステップS108でレーザ照射条件を関連付けたXYZ三次元座標データ群に基づき、レーザ走査装置42とレーザ発振装置43を制御するための制御信号を出力する(ステップS109)。制御信号は、インターフェース装置47を介してレーザ走査装置42及びレーザ発振装置43に送信される。一態様において、レーザ照射条件が関連付けられたXYZ三次元座標データ群は、金属配線製造条件データとして記憶装置44に保存されてもよく、金属配線製造条件データとしてインターフェース装置47から出力されてもよい。
(Output step)
After the final metal wiring manufacturing conditions are generated and the setting work is completed by the above procedure, the processing device 48 outputs a control signal for controlling the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 based on the XYZ three-dimensional coordinate data group with which the laser irradiation conditions are associated in the above step S108 (step S109). The control signal is transmitted to the laser scanning device 42 and the laser oscillation device 43 via the interface device 47. In one aspect, the XYZ three-dimensional coordinate data group with which the laser irradiation conditions are associated may be stored in the storage device 44 as metal wiring manufacturing condition data, or may be output from the interface device 47 as metal wiring manufacturing condition data.

[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.

(被処理膜の形成)
基材3として、平板状のポリイミドフィルム基材(被処理膜形成面の算術平均表面粗さRaは0.24μm)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、90℃で2時間乾燥させ、基材3上に厚み3.5μmの塗膜が形成された構造体1を得た。さらに塩化ビニル製の多角形ハーフパイプ形状を用意し、その内側の面に構造体1を隙間なく貼り合わせて構造体2を得た。
(Formation of treated film)
A flat polyimide film substrate (the arithmetic mean surface roughness Ra of the surface on which the treated film is formed is 0.24 μm) was prepared as the substrate 3, and the surface was subjected to UV ozone treatment, after which the paste material was spin-coated (500 rpm x 30 seconds), dried at 25°C for 10 minutes, and then dried at 90°C for 2 hours, to obtain a structure 1 in which a coating film having a thickness of 3.5 μm was formed on the substrate 3. Furthermore, a polygonal half-pipe shape made of vinyl chloride was prepared, and the structure 1 was attached to the inner surface of the half-pipe without any gaps to obtain a structure 2.

(金属配線製造装置)
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。
(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クスパンダを設け、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2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体積%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。構造体2は、走査線の始点(すなわち照射開始点)においてレーザ光の入射角が30°、45°、60°になるように配置した。
(Installation of sample)
The structure 2 was placed in the sample chamber. Nitrogen gas, which is an inert gas, was allowed to flow until the oxygen concentration measured by an oxygen concentration meter installed in the sample chamber reached 1% by volume or less. The structure 2 was positioned so that the angles of incidence of the laser light at the start point of the scanning line (i.e., the start point of irradiation) were 30°, 45°, and 60°.

(レーザ光による焼成及び導電性評価)
レーザ光の入射角度について、所定角度θを境に、レーザ光照射条件を変更した。ここでθ=48°に設定した。コンピュータで制御しながら、入射角が30°、45°の部分に、ガルバノスキャナを用いて、レーザ光(中心波長355nm、周波数300kHz、パルス幅15ns、出力420mW、出力密度0.025mW/μm2)を窒素ガス雰囲気中の構造体2に照射した。また、入射角が60°の部分には、出力628mW、出力密度0.037mW/μm2とすること以外は、入射角が30°、45°の部分に照射する条件と同様にして構造体2に照射した。
(Laser beam firing and conductivity evaluation)
The laser light irradiation conditions were changed at a certain angle θ as the boundary for the incident angle of the laser light. Here, θ was set to 48°. While being controlled by a computer, a galvano scanner was used to irradiate the structure 2 in a nitrogen gas atmosphere with laser light (center wavelength 355 nm, frequency 300 kHz, pulse width 15 ns, output 420 mW, output density 0.025 mW/μm 2 ) at the portion with an incident angle of 30° and 45°. In addition, the structure 2 was irradiated under the same conditions as those for irradiating the portion with an incident angle of 30° and 45°, except that the output was 628 mW and the output density was 0.037 mW/μm 2 at the portion with an incident angle of 60°.

レーザ光の焦点位置(スポット径146μm)を、最大速度5mm/秒の速さで主走査方向(XYZ三次元座標における+X方向)に5mm動かした(走査線1とする)後、主走査方向に垂直な方向である副走査方向(XYZ三次元座標における+Y方向)に20μm移動させて再び主走査方向(XYZ三次元座標における-X方向)に最大速度5mm/秒の速さで動かした(走査線2とする)。走査線1及び2の幅146μmに対する、走査線1及び2が重複している領域の幅の比率(オーバーラップ率)は、約86%であった。この操作を繰り返し、照射点を、副走査方向に20μmずつ移動させながら走査を行うことで、所望とする長さ(走査長)5mm×幅1mmの寸法の、銅を含む金属配線を、入射角30°、45°、60°のそれぞれの部分に得た。
尚、入射角は異なるがそれぞれ一筆書きとなるように連続してレーザ光を照射した。
The focal position of the laser light (spot diameter 146 μm) was moved 5 mm in the main scanning direction (+X direction in the XYZ three-dimensional coordinate system) at a maximum speed of 5 mm/sec (scanning line 1), then moved 20 μm in the sub-scanning direction (+Y direction in the XYZ three-dimensional coordinate system), which is a direction perpendicular to the main scanning direction, and moved again in the main scanning direction (-X direction in the XYZ three-dimensional coordinate system) at a maximum speed of 5 mm/sec (scanning line 2). The ratio (overlap rate) of the width of the area where the scanning lines 1 and 2 overlap with respect to the width of the scanning lines 1 and 2, 146 μm, was about 86%. By repeating this operation and scanning while moving the irradiation point in the sub-scanning direction by 20 μm each, a copper-containing metal wiring having a desired length (scanning length) of 5 mm x width 1 mm was obtained at each of the portions with angles of incidence of 30°, 45°, and 60°.
Although the angles of incidence were different, the laser beam was irradiated continuously in a single stroke.

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。金属配線の長さ方向両端にテスタを当て、抵抗値を評価した。3回繰り返し評価したときの平均抵抗値は、入射角30°で0.25Ω、45°で0.3Ω、60°で0.26Ωとなり、ほぼ均一な抵抗値を有する配線が得られた。 The conductivity of the resulting metal wiring was evaluated using a digital multimeter AD7461 (manufactured by ADVANTEST). A tester was placed on both ends of the metal wiring in the longitudinal direction to evaluate the resistance value. The average resistance value when the evaluation was repeated three times was 0.25 Ω at an incidence angle of 30°, 0.3 Ω at 45°, and 0.26 Ω at 60°, resulting in wiring with a nearly uniform resistance value.

[参考例1]
実施例1と同様の方法で、所定角度θを61°に設定した。入射角が60°の場合も、30°及び45°のときと同じレーザ照射条件としたこと以外は実施例1と同様として、長さ5mm×幅1mmの寸法の、銅を含む金属配線を、入射角30°、45°、60°のそれぞれの部分に得た。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。金属配線の長さ方向両端にテスタを当て、抵抗値を評価した。3回繰り返し評価したときの平均抵抗値は、入射角30°で0.25Ω、45°で0.3Ω、60°で1.9Ωとなり、入射角60°の部分で著しく抵抗値が高い不均一な配線であった。
[Reference Example 1]
The predetermined angle θ was set to 61° in the same manner as in Example 1. When the incident angle was 60°, the same laser irradiation conditions as in Example 1 were used, except that the same conditions were used for the incident angles of 30° and 45°. The copper-containing metal wiring with dimensions of 5 mm length x 1 mm width was obtained at each of the incident angles of 30°, 45°, and 60°. The conductivity of the obtained metal wiring was evaluated using a digital multimeter AD7461 (manufactured by ADVANTEST). A tester was applied to both ends of the metal wiring in the longitudinal direction to evaluate the resistance value. The average resistance value when evaluated three times was 0.25Ω at an incident angle of 30°, 0.3Ω at 45°, and 1.9Ω at 60°, and the wiring had a significantly high resistance value at the incident angle of 60°.

本発明によれば、加工対象物の加工面が三次元状に変化する場合でも均一な抵抗値の金属配線を得ることができるため、基材上に塗布したペースト材料を選択的に熱焼成し所望の配線パターンの形状を直接印刷する、直接配線印刷技術に好適に利用可能である。 The present invention can obtain metal wiring with uniform resistance even when the machining surface of the workpiece changes three-dimensionally, making it suitable for use in direct wiring printing technology, in which paste material applied to a substrate is selectively thermally fired to directly print the desired wiring pattern shape.

1 金属配線
2 加工面
3 基材
4 レーザ光
5 被処理膜
11、12 走査線
40 金属配線製造装置
41 レーザ光照射制御装置
42 レーザ走査装置
42a X軸ガルバノミラー
42b X軸ガルバノモータ
42c Y軸ガルバノミラー
42d Y軸ガルバノモータ
43 レーザ発振装置
44 記憶装置
45 表示装置
46 入力装置
47 インターフェース装置
48 処理装置
49 加工面プロファイル生成手段
50 加工パターン生成手段
51 照射条件データ生成手段
52 座標データ群生成手段
53 仮想入射角演算手段
54 座標データ群分割手段
55 照射条件関連付け手段
I 走査線
D 走査方向
L 走査長
P 照射点
θ 仮想入射角
REFERENCE SIGNS LIST 1 Metal wiring 2 Processing surface 3 Substrate 4 Laser light 5 Film to be processed 11, 12 Scanning line 40 Metal wiring manufacturing device 41 Laser light irradiation control device 42 Laser scanning device 42a X-axis galvanometer mirror 42b X-axis galvanometer motor 42c Y-axis galvanometer mirror 42d Y-axis galvanometer motor 43 Laser oscillation device 44 Storage device 45 Display device 46 Input device 47 Interface device 48 Processing device 49 Processing surface profile generation means 50 Processing pattern generation means 51 Irradiation condition data generation means 52 Coordinate data group generation means 53 Virtual incident angle calculation means 54 Coordinate data group division means 55 Irradiation condition association means I Scanning line D Scanning direction L Scanning length P Irradiation point θ Virtual incident angle

Claims (36)

加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成する金属配線の製造方法において、以下の工程:
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する工程;
レーザ光を照射する加工面を指定する工程;
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する工程;
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する工程;
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける工程;及び
前記XYZ三次元座標データ群を用いて、前記指定された加工面に、前記関連付けられたレーザ光照射条件でレーザ光を照射して金属配線を形成する工程;
を含み、
前記関連付ける工程において、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、
前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記指定された加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成し、
前記仮想入射角データ群と、前記レーザ光照射条件の情報とを関連付ける、金属配線の製造方法。
A method for manufacturing metal wiring, which comprises irradiating a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material as a processing surface of an object to be processed with laser light that displays a laser spot of a predetermined size repeatedly or in one direction in a main scanning direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width while displacing the scanning line in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, comprises the steps of:
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
A step of designating a processing surface to be irradiated with laser light;
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional machining patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies a region to be irradiated with laser light on the specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
a step of associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group; and a step of forming metal wiring by irradiating the specified processing surface with laser light under the associated laser light irradiation conditions using the XYZ three-dimensional coordinate data group.
Including,
In the step of associating,
Specify the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source,
a virtual incidence angle is calculated for all XYZ coordinates in the XYZ three-dimensional coordinate data group, the virtual incidence angle being an acute angle formed by a normal line of the specified machining surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the XYZ three-dimensional coordinate data group; and
The method for manufacturing metal wiring further comprises associating the group of virtual incident angle data with information on the laser light irradiation conditions .
前記仮想入射角データ群を、予め設定した仮想入射角閾値に従って2以上の分割群に分割し、
前記仮想入射角データ群と、前記分割群ごとに異ならせたレーザ光照射条件の情報とを関連付ける、請求項に記載の金属配線の製造方法。
Dividing the virtual incident angle data group into two or more divided groups according to a preset virtual incident angle threshold value;
The method for manufacturing a metal wiring according to claim 1 , wherein the group of virtual incident angle data is associated with information on laser light irradiation conditions that are made different for each of the divided groups.
前記関連付ける工程において、
前記XYZ座標αから前記XYZ座標βに引いた直線と、前記XYZ座標βにおける前記指定された加工面の法線との成す鋭角が、所定角度θ以上である場合、前記XYZ三次元座標データ群を、前記所定角度θ以上のXYZ三次元座標データ群と、前記所定角度θ未満のXYZ三次元座標データ群とに、分割し、
分割されたXYZ三次元座標データ群の各々と、前記レーザ光照射条件の情報とを関連付ける、請求項に記載の金属配線の製造方法。
In the step of associating,
if an acute angle formed by a straight line drawn from the XYZ coordinate α to the XYZ coordinate β and a normal line of the specified machining surface at the XYZ coordinate β is equal to or greater than a predetermined angle θ, the XYZ three-dimensional coordinate data group is divided into an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle equal to or greater than the predetermined angle θ and an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle less than the predetermined angle θ;
3. The method for manufacturing metal wiring according to claim 2 , wherein each of the divided XYZ three-dimensional coordinate data groups is associated with information on the laser light irradiation conditions.
前記所定角度θが、40°~50°の範囲内である、請求項に記載の金属配線の製造方法。 4. The method for manufacturing a metal wiring according to claim 3 , wherein the predetermined angle θ is within a range of 40° to 50°. 前記分割する工程において、前記所定角度θを、所定角度θ1と所定角度θ2として複数設定し、前記XYZ三次元座標データ群を、所定角度θ1未満、所定角度θ1以上所定角度θ2未満、所定角度θ2以上の3つに分割する、請求項に記載の金属配線の製造方法。 4. The method for manufacturing metal wiring according to claim 3, wherein in the dividing step, the predetermined angle θ is set as a plurality of predetermined angles θ1 and θ2, and the XYZ three-dimensional coordinate data group is divided into three: less than the predetermined angle θ1, at least the predetermined angle θ1 and less than the predetermined angle θ2, and at least the predetermined angle θ2 . 前記所定角度θ1が、30°~40°の範囲内であり、
前記所定角度θ2が、前記所定角度θ1よりも大きく且つ40°~50°の範囲内である、請求項に記載の金属配線の製造方法。
The predetermined angle θ1 is within a range of 30° to 40°,
6. The method for manufacturing a metal wiring according to claim 5 , wherein the predetermined angle θ2 is larger than the predetermined angle θ1 and is within a range of 40° to 50°.
前記仮想入射角データ群と、前記仮想入射角データ群が示す仮想入射角の値ごとに異ならせたレーザ光照射条件の情報とを関連付ける、請求項に記載の金属配線の製造方法。 2. The method for manufacturing a metal wiring according to claim 1 , wherein the group of virtual incident angle data is associated with information on laser light irradiation conditions that are varied for each virtual incident angle value indicated by the group of virtual incident angle data. 前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、the laser light irradiation conditions are preset conditions based on property data of the film,
前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。The method for manufacturing a metal wiring according to any one of claims 1 to 7, wherein the property data includes data on a thickness of the film and a penetration length at a wavelength of the laser light.
加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成する金属配線の製造方法において、以下の工程:
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する工程;
レーザ光を照射する加工面を指定する工程;
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する工程;
前記XY二次元加工パターンを基に、前記指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する工程;
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける工程;及び
前記XYZ三次元座標データ群を用いて、前記指定された加工面に、前記関連付けられたレーザ光照射条件でレーザ光を照射して金属配線を形成する工程;
を含み、
前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、
前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、金属配線の製造方法。
A method for manufacturing metal wiring, which comprises irradiating a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a base material as a processing surface of an object to be processed with laser light that displays a laser spot of a predetermined size repeatedly or in one direction in a main scanning direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width while displacing the scanning line in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, comprises the steps of:
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
A step of designating a processing surface to be irradiated with laser light;
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional machining patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group that specifies a region to be irradiated with laser light on the specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
a step of associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group; and a step of forming metal wiring by irradiating the specified processing surface with laser light under the associated laser light irradiation conditions using the XYZ three-dimensional coordinate data group.
Including,
the laser light irradiation conditions are preset conditions based on property data of the film,
A method for manufacturing metal wiring, wherein the property data includes data on the thickness of the film and the penetration length at the wavelength of the laser light .
前記膜が、厚み0.1μm~20μm、及び、355nmの波長におけるレーザ侵入長0.1μm~10μmを有する、請求項に記載の金属配線の製造方法。 10. The method for producing a metal wiring according to claim 9 , wherein the film has a thickness of 0.1 μm to 20 μm and a laser penetration length at a wavelength of 355 nm of 0.1 μm to 10 μm. 前記レーザ光の照射により前記粒子を焼結させる、請求項1~10のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 The method for producing a metal wiring according to claim 1 , wherein the particles are sintered by the irradiation of the laser light. 前記膜は、前記基材上に形成された塗膜である、請求項1~11のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 The method for producing a metal wiring according to any one of claims 1 to 11 , wherein the film is a coating film formed on the substrate. 前記プロファイル情報を生成する工程において、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示する工程を含む、
請求項1~12のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。
The step of generating the profile information further includes a step of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form.
The method for producing a metal wiring according to any one of claims 1 to 12 .
前記XYZ三次元座標データ群を生成する工程は、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換する工程である、
請求項1~13のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。
The step of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group is a step of projecting the XY two-dimensional processing pattern in a Z-axis direction and converting the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group so as to virtually match the XY two-dimensional processing pattern.
The method for producing a metal wiring according to any one of claims 1 to 13 .
前記変位は、走査線幅が互いに5%~99.5%重複するような変位である、請求項1~14のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 The method for manufacturing a metal wiring according to any one of claims 1 to 14 , wherein the displacement is such that the scan line widths overlap each other by 5% to 99.5%. 前記金属は、銅、銀、金、錫及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 16. The method for producing a metal wiring according to claim 1, wherein the metal includes at least one selected from the group consisting of copper, silver, gold, tin, and aluminum. 前記金属酸化物は酸化銅である、請求項1~16のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 The method for producing a metal wiring according to any one of claims 1 to 16 , wherein the metal oxide is copper oxide. 前記膜は、前記粒子と分散剤を含む分散体から形成されたものである、請求項1~17のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 The method for producing a metal wiring according to any one of claims 1 to 17 , wherein the film is formed from a dispersion containing the particles and a dispersant. 前記分散剤はリン含有有機化合物を含有する、請求項18に記載の金属配線の製造方法。 The method for producing a metal wiring according to claim 18 , wherein the dispersant contains a phosphorus-containing organic compound. 前記レーザ光は、中心波長が355nm以上550nm以下の発光波長を有する、請求項1~19のいずれか一項に記載の金属配線の製造方法。 The method for manufacturing a metal wiring according to any one of claims 1 to 19 , wherein the laser light has an emission wavelength with a center wavelength of 355 nm or more and 550 nm or less. 単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成する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:
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走査装置;及び
前記レーザ発振装置及び前記レーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置;
を備え、
前記レーザ光照射制御装置が、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有し、
前記レーザ光照射制御装置が、さらに、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成する仮想入射角演算手段と、
前記XYZ座標αから前記XYZ座標βに引いた直線と、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線との成す鋭角が、所定角度θ以上である場合、前記XYZ三次元座標データ群を、前記所定角度θ以上のXYZ三次元座標データ群と、前記所定角度θ未満のXYZ三次元座標データ群とに、分割する座標データ群分割手段と
を有する、金属配線製造装置。
A metal wiring manufacturing device for forming metal wiring by irradiating a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of a processing object, in a main scanning direction with a predetermined scanning period or in one direction, to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
The metal wiring manufacturing apparatus comprises:
A laser oscillator that generates laser light;
A laser scanning device that scans the laser light emitted from the laser oscillation device; and a laser light irradiation control device that controls the laser oscillation device and the laser scanning device.
Equipped with
The laser light irradiation control device,
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on a designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
an irradiation condition associating means for associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group ;
The laser light irradiation control device further includes:
a virtual incidence angle calculation means for generating a group of virtual incidence angle data by designating an XYZ coordinate α indicating a virtual laser light source, and calculating a virtual incidence angle, which is an acute angle formed by a normal line of the processing surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the group of XYZ three-dimensional coordinate data, for all XYZ coordinates in the group of XYZ three-dimensional coordinate data;
a coordinate data group dividing means for dividing the XYZ three-dimensional coordinate data group into an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle equal to or greater than the predetermined angle θ and an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle less than the predetermined angle θ, when an acute angle formed by a straight line drawn from the XYZ coordinate α to the XYZ coordinate β and a normal line to the processing surface at the XYZ coordinate β is equal to or greater than a predetermined angle θ;
The metal wiring manufacturing apparatus has
前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、the laser light irradiation conditions are preset conditions based on property data of the film,
前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、請求項21に記載の金属配線製造装置。22. The metal wiring manufacturing apparatus according to claim 21, wherein the property data includes data on a thickness of the film and a penetration length at a wavelength of the laser light.
単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成する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:
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走査装置;及び
前記レーザ発振装置及び前記レーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置;
を備え、
前記レーザ光照射制御装置が、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報であって、前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有する、金属配線製造装置。
A metal wiring manufacturing device for forming metal wiring by irradiating a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of a processing object, in a main scanning direction with a predetermined scanning period or in one direction, to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
The metal wiring manufacturing apparatus comprises:
A laser oscillator that generates laser light;
A laser scanning device that scans the laser light emitted from the laser oscillation device; and a laser light irradiation control device that controls the laser oscillation device and the laser scanning device.
Equipped with
The laser light irradiation control device,
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on a designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
and an irradiation condition associating means for associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group, the laser light irradiation conditions being conditions preset based on property data of the film, the property data including data on the thickness of the film and the penetration length at the wavelength of the laser light .
前記レーザ光照射制御装置は、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示可能な表示装置を備える、請求項21~23のいずれか一項に記載の金属配線製造装置。 The laser light irradiation control device further includes a display device capable of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form. The metal wiring manufacturing apparatus according to any one of claims 21 to 23 . 前記座標データ群生成手段は、前記指定された加工面に、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換する座標変換手段である、請求項21~24のいずれか一項に記載の金属配線製造装置。 The metal wiring manufacturing apparatus according to any one of claims 21 to 24, wherein the coordinate data group generation means is a coordinate conversion means that converts the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group so as to project the XY two-dimensional processing pattern in the Z-axis direction onto the specified processing surface and virtually match it . 単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成するレーザ光を照射して金属配線を形成するためにレーザ発振装置及びレーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置であって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有し、
前記レーザ光照射制御装置が、さらに、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成する仮想入射角演算手段と、
前記XYZ座標αから前記XYZ座標βに引いた直線と、前記XYZ座標βにおける前記加工面の法線との成す鋭角が、所定角度θ以上である場合、前記XYZ三次元座標データ群を、前記所定角度θ以上のXYZ三次元座標データ群と、前記所定角度θ未満のXYZ三次元座標データ群とに、分割する座標データ群分割手段と
を有する、レーザ光照射制御装置。
A laser light irradiation control device controls a laser oscillator and a laser scanner to irradiate a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of an object to be processed, in a main scanning direction repeatedly or in one direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, based on one or more two-dimensional processing pattern data;
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on a designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
an irradiation condition associating means for associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group ;
The laser light irradiation control device further includes:
a virtual incidence angle calculation means for generating a group of virtual incidence angle data by designating an XYZ coordinate α indicating a virtual laser light source, and calculating a virtual incidence angle, which is an acute angle formed by a normal line of the processing surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the group of XYZ three-dimensional coordinate data, for all XYZ coordinates in the group of XYZ three-dimensional coordinate data;
a coordinate data group dividing means for dividing the XYZ three-dimensional coordinate data group into an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle equal to or greater than the predetermined angle θ and an XYZ three-dimensional coordinate data group having an angle less than the predetermined angle θ, when an acute angle formed by a straight line drawn from the XYZ coordinate α to the XYZ coordinate β and a normal line to the processing surface at the XYZ coordinate β is equal to or greater than a predetermined angle θ;
A laser light irradiation control device having the above structure.
前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、the laser light irradiation conditions are preset conditions based on property data of the film,
前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、請求項26に記載のレーザ光照射制御装置。27. The laser light irradiation control device according to claim 26, wherein the property data includes data on a thickness of the film and a penetration depth at the wavelength of the laser light.
単数又は複数の二次元加工パターンデータに基づき、加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成するレーザ光を照射して金属配線を形成するためにレーザ発振装置及びレーザ走査装置を制御するレーザ光照射制御装置であって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成する加工面プロファイル生成手段と、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成する加工パターン生成手段と、
前記XY二次元加工パターンを基に、指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成する座標データ群生成手段と、
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報であって、前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、情報を関連付ける照射条件関連付け手段と
を有する、レーザ光照射制御装置。
A laser light irradiation control device controls a laser oscillator and a laser scanner to irradiate a laser beam that displays a laser spot of a predetermined size on a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of an object to be processed, in a main scanning direction repeatedly or in one direction with a predetermined scanning period to form a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period to form a metal wiring, based on one or more two-dimensional processing pattern data;
a processing surface profile generating means for generating profile information indicating a three-dimensional shape relating to at least a processing surface of the object to be processed;
A processing pattern generating means for generating profile information indicating one or more XY two-dimensional processing patterns;
a coordinate data group generating means for generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on a designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern;
a laser light irradiation control device having an irradiation condition associating means for associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group, the laser light irradiation conditions being conditions that are preset based on property data of the film, and the property data including data on the thickness of the film and the penetration length at the wavelength of the laser light .
前記レーザ光照射制御装置は、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示可能な表示装置を備える、請求項26~28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 26 to 28, further comprising a display device capable of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form. 前記座標データ群生成手段は、前記指定された加工面に、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換する座標変換手段である、請求項26~29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 26 to 29, wherein the coordinate data group generation means is a coordinate conversion means that converts the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group so as to project the XY two-dimensional processing pattern in the Z-axis direction onto the specified processing surface and virtually match it . 加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成するために金属配線製造条件を設定するプログラムであって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成し、
レーザ光を照射する加工面を指定し、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成し、
前記XY二次元加工パターンを基に、指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成し、そして
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報を関連付け
前記関連付けにおいて、
仮想レーザ光源を示すXYZ座標αを指定し、
前記XYZ座標αと、前記XYZ三次元座標データ群から選択したXYZ座標βとを結ぶ直線に対して、前記XYZ座標βにおける前記指定された加工面の法線がなす鋭角である仮想入射角を、前記XYZ三次元座標データ群の全XYZ座標に対して算出することによって、仮想入射角データ群を生成し、
前記仮想入射角データ群と、前記レーザ光照射条件の情報とを関連付ける、
ことをレーザ光照射制御装置に実行させる、金属配線製造条件設定プログラム。
A program for setting metal wiring manufacturing conditions for forming metal wiring by repeatedly or unidirectionally irradiating a laser beam in a main scanning direction with a predetermined scanning period onto a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of an object to be processed, thereby forming a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
Specify the surface to be processed by irradiating the laser beam,
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional processing patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group for designating a region to be irradiated with laser light on a designated processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern; and associating information on laser light irradiation conditions with the XYZ three-dimensional coordinate data group ;
In the above association,
Specify the XYZ coordinate α indicating the virtual laser light source,
a virtual incidence angle is calculated for all XYZ coordinates in the XYZ three-dimensional coordinate data group, the virtual incidence angle being an acute angle formed by a normal line of the specified machining surface at the XYZ coordinate β with respect to a straight line connecting the XYZ coordinate α and an XYZ coordinate β selected from the XYZ three-dimensional coordinate data group; and
Associating the virtual incident angle data group with information on the laser light irradiation conditions;
A metal wiring manufacturing condition setting program that causes a laser light irradiation control device to execute the above.
前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、the laser light irradiation conditions are preset conditions based on property data of the film,
前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、請求項31に記載の金属配線製造条件設定プログラム。32. The metal wiring manufacturing condition setting program according to claim 31, wherein the property data includes data on a thickness of the film and a penetration length at a wavelength of the laser light.
加工対象物の加工面としての、基材上に配された金属及び/又は金属酸化物の粒子を含む膜の三次元状の表面の一部に、所定の大きさのレーザスポットを表示するレーザ光を、所定走査周期をもって主走査方向に反復して又は1方向に照射して、所定幅を有する走査線を形成しつつ、走査周期毎に、前記主走査方向とは異なる副走査方向に変位させて、金属配線を形成するために金属配線製造条件を設定するプログラムであって、
前記加工対象物の少なくとも加工面に関する三次元形状を示すプロファイル情報を生成し、
レーザ光を照射する加工面を指定し、
単数又は複数のXY二次元加工パターンを示すプロファイル情報を生成し、
前記XY二次元加工パターンを基に、指定された加工面上に、レーザ光照射予定領域を指定するXYZ三次元座標データ群を生成し、そして
前記XYZ三次元座標データ群に、レーザ光照射条件の情報であって、前記レーザ光照射条件が、前記膜の性状データに基づいて予め設定された条件であり、前記性状データが、前記膜の、厚み、前記レーザ光の波長における侵入長のデータを含む、情報を関連付ける、
ことをレーザ光照射制御装置に実行させる、金属配線製造条件設定プログラム。
A program for setting metal wiring manufacturing conditions for forming metal wiring by repeatedly or unidirectionally irradiating a laser beam in a main scanning direction with a predetermined scanning period onto a part of a three-dimensional surface of a film containing metal and/or metal oxide particles arranged on a substrate as a processing surface of an object to be processed, thereby forming a scanning line having a predetermined width, while displacing the laser beam in a sub-scanning direction different from the main scanning direction for each scanning period,
generating profile information indicating a three-dimensional shape of at least a processing surface of the object to be processed;
Specify the surface to be processed by irradiating the laser beam,
generating profile information indicative of one or more XY two-dimensional processing patterns;
generating an XYZ three-dimensional coordinate data group specifying a region to be irradiated with laser light on a specified processing surface based on the XY two-dimensional processing pattern; and associating, with the XYZ three-dimensional coordinate data group, information on laser light irradiation conditions, the laser light irradiation conditions being conditions preset based on property data of the film, the property data including data on the thickness of the film and the penetration length at the wavelength of the laser light .
A metal wiring manufacturing condition setting program that causes a laser light irradiation control device to execute the above.
前記プロファイル情報を生成するステップにおいて、さらに、前記三次元形状又は前記XY二次元加工パターンを仮想的に三次元状又は二次元状に表示するステップを含む、
請求項31~33のいずれか一項に記載の金属配線製造条件設定プログラム。
The step of generating the profile information further includes a step of virtually displaying the three-dimensional shape or the XY two-dimensional processing pattern in a three-dimensional or two-dimensional form.
The metal wiring manufacturing condition setting program according to any one of claims 31 to 33 .
前記XYZ三次元座標データ群を生成するステップは、前記XY二次元加工パターンを、Z軸方向に投影し、仮想的に一致させるように、前記XY二次元加工パターンを、前記XYZ三次元座標データ群に変換するステップである、
請求項31~34のいずれか一項に記載の金属配線製造条件設定プログラム。
The step of generating the XYZ three-dimensional coordinate data group is a step of projecting the XY two-dimensional processing pattern in a Z-axis direction and converting the XY two-dimensional processing pattern into the XYZ three-dimensional coordinate data group so as to virtually match the XY two-dimensional processing pattern.
The metal wiring manufacturing condition setting program according to any one of claims 31 to 34 .
請求項3135のいずれか一項に記載された金属配線製造条件設定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した機器。 A computer-readable recording medium or a recording device storing the metal wiring manufacturing condition setting program according to any one of claims 31 to 35 .
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