JPH0799791B2 - 透明基板上の回路ライン接続方法 - Google Patents

透明基板上の回路ライン接続方法

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JPH0799791B2
JPH0799791B2 JP5064081A JP6408193A JPH0799791B2 JP H0799791 B2 JPH0799791 B2 JP H0799791B2 JP 5064081 A JP5064081 A JP 5064081A JP 6408193 A JP6408193 A JP 6408193A JP H0799791 B2 JPH0799791 B2 JP H0799791B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイの薄膜
トランジスタ等、透明基板上の回路の相互接続／修復の
方法に関する。回路はレーザＣＶＤ（化学的気相成長
法）により周囲温度で相互接続／修復される。
【０００２】
【従来の技術】一般に集積回路、集積回路モジュール、
光電子モジュール、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の電
子部品の製造では基板上の回路の相互接続や修復が必要
である。製造工程や設計技術の変更の際に開回路欠陥が
発生することがある。このような欠陥を修復したり変更
を加えたりするためには、一般に、分離したラインを基
板のオープン領域間で接続するのが望ましい。これは不
透明基板上で基板に薄い金属ラインを形成して分離した
ラインを接続することによって実現される。
【０００３】レーザＣＶＤ（"ＬＣＶＤ"）では、分離し
た２つのライン間のオープン領域における不透明基板の
表面を加熱するために、反応性化合物ガスとともに集束
したレーザを用いる。集束したレーザ・ビームは不透明
な基板に吸収され、基板が局所的に加熱される。有機金
属化合物等の反応性化合物ガスはレーザで加熱された表
面に吸収されると、熱分解により金属と揮発性反応生成
物となる。金属のラインは薄膜として局所的に加熱され
た基板にめっきされ、分離した回路ラインが接続され
る。Baumらによる米国特許第４８８０９５９号明細書は
薄膜回路がＬＣＶＤと不透明基板の局所加熱によって修
復されるプロセスについて述べている。
【０００４】しかしながら、ＬＣＤ上の薄膜回路をＬＣ
ＶＤで修復するのは、より困難である。基板はレーザ・
ビームに対して透過的であるため、集束したレーザ・ビ
ームによる基板の局所加熱はなく、熱分解によって基板
上に金属が形成されることがない。Oprysko らによる米
国特許第４５４３２７０号明細書は、透明なフォトマス
ク上の欠陥を修復するプロセスについて述べている。こ
のプロセスの第１ステップでは基板の表面全体が紫外線
で照射され、トリメチル・アルミニウムやヘキサカルボ
ニル・タングステンの有機金属前駆体ガスが解離し、金
属を含む析出物の核生成層が基板上に形成される。次に
基板の核が生成された表面の局所にレーザ・ビームが集
束されると、有機金属化合物が熱分解し、金属が基板上
に析出する。このプロセスは一般に回路の修復には適さ
ない。金属に炭素／酸素が導入されるために、形成され
た金属を含むラインの電気抵抗率が低くなるからであ
る。Oprysko はまた別にレーザ・ビームによって加熱さ
れる金属パターンに隣接した基板の核生成と、これに続
く核が生成された基板上の金属を含む析出物の形成を提
案している。
【０００５】しかし透明な基板上に配置され離隔した電
気回路ラインを接続する方法が必要なことに変わりはな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透明
基板上に配置され離隔した回路ラインを接続する方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は透明な基板上の
離隔した電気回路ラインを周囲温度で接続する方法に関
するものであり次のステップを含む。
【０００８】（ａ）反応性金属前駆体化合物ガスを基板
に接触させるステップ （ｂ）波長が３００ｎｍを超えるレーザ・ビームを離隔
した回路ラインの一方に集束させて回路ラインを加熱
し、回路ライン及び隣接領域上に金属を析出させるステ
ップ （ｃ）上記集束したレーザ・ビームを他方の回路ライン
方向へ移動させ、金属の薄膜を基板上に形成し離隔した
回路ラインを接続するステップ
【０００９】
【実施例】本発明は紫外線で照射することなく、透明基
板上の離隔した電気回路ラインを周囲温度で接続する方
法に関するものである。回路ラインの離隔はたとえば製
造工程から生じた開回路欠陥によるものであり、又は、
所望の技術変更をするために接続される２つの回路ライ
ン間の離隔もある。本発明のプロセスでは結果的に高導
電性であり、炭素／酸素が実質上導入されずに金属純度
の高い相互接続回路ラインが形成される。本発明の好ま
しい実施例では回路ラインはＬＣＤ上のトランジスタの
一部である。
【００１０】本発明の方法の第１ステップでは、透明な
基板が周囲温度（約１５乃至２５℃等）で気相の反応性
金属前駆体化合物に接触する。透明基板として適当なの
は一般に、入射するレーザに対して透過的なガラス、水
晶等である。本発明の方法に用いる反応性金属前駆体化
合物は、蒸気圧が大きく、熱分解し、炭素／酸素を実質
上導入せずに純度の高い金属を形成する。本発明の方法
に適した反応性金属前駆体化合物としては、トリ−Ｃ1
−Ｃ4アルキル・アミン・アルミニウム水素化物（例え
ば、トリエチル・アミン・アルミニウム水素化物、ジメ
チルエチル・アミン・アルミニウム水素化物等）、トリ
ス（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）モリブデ
ン、ジカルボニル・モリブデン・ビス（ヘキサフルオロ
アセチルアセトネート）、テトラカルボニル・モリブデ
ン・ヘキサフルオロアセチルアセトネート、ヘキサカル
ボニル・モリブデン、ジ−Ｃ1-3 アルキル（例えば、ジ
メチル等）金トリフルオロアセチルアセトネート、トリ
−Ｃ1-3 アルキル（例えば、トリメチル等）金トリＣ1-
4 アルキル・ホスフィン、Ｃ1-3 アルキル（例えば、メ
チル等）金トリＣ1-4 アルキル・ホスフィン、パラジウ
ム・ビス（トリフルオロアセチルアセトネート）、パラ
ジウム・ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトネー
ト）、プラチナ・テトラキス（トリフルオロホスフィ
ン）及びルイス塩基安定化銅（Ｉ）（Ｂ−ジケトネー
ト）、銅トリフルオロアセチルアセトネート等がある。
これら金属前駆体の他のベータ−ジケトネートや、上記
アルキル含有前駆体のペルフルオロアルキル誘導体も、
高純度の金属を析出する他の反応性金属前駆体化合物と
ともに本発明の方法に利用でき、これらの化合物はすべ
て、ここに述べるものと同等とみなされる。前駆体化合
物として望ましいのは、ジメチル金トリフルオロアセチ
ルアセトネート、トリエチル・アミン・アルミニウム水
素化物、プラチナ・テトラキス（トリフルオロホスフィ
ン）等である。基板は真空室に置かれ、約１０-4乃至１
０-5トルまで排気される。その後、金属前駆体化合物ガ
スが真空室に導入され、その周囲蒸気圧との平衡がとら
れる。
【００１１】場合によっては金属ラインを基板上に形成
する前に、良好な電気接触を得るために、電気絶縁物質
（金属酸化物、金属窒化物、シリコン酸化物、窒化物、
ポリマ等）やプロセス異物等の、基板及びその上の回路
に重なる物質を除去する必要がある。好都合なことに、
このような物質は米国特許第４８８０９５９号明細書に
示されている手法等、これまでの手法により高影響パル
ス・レーザを用いて除去することができる。一般にこの
除去プロセスでは２４８ｎｍのエキシマ・レーザ（また
は５３２／２５６ｎｍのＮｄ−ＹＡＧ）が基板に集束さ
れる（パルスは一般に１０乃至１５ｎｓｅｃ）。
【００１２】本発明の方法の第２ステップでは、接続対
象である離隔した回路ラインの一方にレーザ・ビームが
集束される。析出物に不純物をもたらす光化学反応を避
けるために、レーザ・ビームの波長は３００ｎｍよりも
大きくさらには４００ｎｍよりも大きくするのが望まし
く、最もよいのは５００ｎｍを超える波長である。レー
ザ源として適しているのはアルゴン・レーザの４８８ｎ
ｍまたは５１４ｎｍ系、クリプトン・イオン・レーザの
６５０ｎｍ系、Ｎｄ−ＹＡＧレーザの５３２ｎｍ系等で
ある。一般にレーザ・ビームはレンズを通して平行にさ
れ集束されて回路ラインに届く。たとえばレーザによる
金の析出は５１４ｎｍで動作するアルゴン・イオン・レ
ーザのＴＥＭooモードで実現できる。５１４ｎｍのビー
ムはテレスコープで拡大（通常は３Ｘ）されて平行にさ
れ、顕微鏡の対物レンズ（０．２ＮＡ）を通して集束さ
れ回路ラインに届く。測定されたビームの直径は強度１
／ｅ点において約５μｍ、強度分布はガウス分布であ
る。ビーム直径は接続する回路の幅を変えるためにこれ
よりも大きく、あるいは小さくできる。
【００１３】レーザ・ビームにより、照射された回路ラ
インの面が局所的に加熱され、金属前駆体化合物ガスの
分解温度よりも高い温度になる。レーザ・ビームは金属
前駆体化合物ガスによってごくわずかに吸収される。さ
らに透明基板によってレーザ光がごくわずかに吸収され
るため基板の直接加熱はない。ただし、回路ラインが局
所的に加熱されることにより隣接する領域の基板が間接
的に加熱され、伝熱性金属が回路ライン及び隣接基板に
被着される。レーザ・ビームをゆっくり離隔した他方の
回路ラインの方向へ移動させると、金属の薄膜が連続的
に透明基板に被着され、これが離隔した他方の回路ライ
ンに届くと連結した回路ラインが形成され、これが離隔
した２つの回路ラインを電気的に接続する。新たに形成
された回路接続ラインは金属純度が高く、導電率も高
く、これは通常、同様の大きさ（±約３乃至５％等）の
修復されていない回路の導電率に等しい。本明細書にお
いて用いられるように、"レーザ・ビームが他の回路ラ
インに移動する"とは、静止した基板上でレーザ・ビー
ムを移動させる、静止したレーザ・ビームに対して基板
を移動させる、あるいはレーザ・ビームと基板の両方を
移動させる、という意味を含む。レーザ・ビームは離隔
した２つの回路ラインの間を移動する際に、基板上に配
置されたレーザの波長に対して非透過的または半透過的
な物質（誘電体ＳｉＮｘ、ポリマ等）上を通過し得る。
【００１４】本発明の方法は次のような欠陥の修復にま
たは技術変更に使用できる。
【００１５】１．メタラージ、すなわち回路の金属ライ
ンの欠如により、開回路の原因となる欠陥（データ・ラ
インやゲート・ラインのドライバ中等）。メタラージ中
の空隙や割れの原因としてはメタライゼーション・ステ
ップで存在していた粒子、フォトリソグラフィ処理によ
る欠陥、回路処理によるメタラージの一部の除去等が考
えられる。 ２．回路ラインが細くなっていたり、回路ラインに粒子
が存在するような、部分的に空隙のある領域等、メタラ
ージ中の抵抗率が極めて高い領域。ラインが連続してい
る場合でも、特定のリフレッシュ周波数や掃引周波数を
持つディスプレイであれば、ラインに欠陥があることに
なる。 ３．隣接したデータ・ラインやゲート・ラインの間やデ
ータ・ラインとゲート・ラインの間の交差領域の短絡。
このようなケースでは、たとえばレーザ除去によりデー
タ・ラインとゲート・ラインから短絡領域が取除かれ、
その後ほとんどの場合、上部のデータ・ラインが本発明
のプロセスによって再接続される。 ４．欠陥のあるドライバ回路を避けるための再配線。こ
の場合はレーザ除去等によってドライバ回路が取除か
れ、動作回路が本発明のプロセスによってゲート・ライ
ンやデータ・ラインに接続される。
【００１６】以下の例は本発明の方法を詳しく説明して
いる。詳しく説明した方法は先に広く解説した方法の適
用範囲に含まれ、その具体例を示すものである。これら
の例はあくまで説明のための例であり、本発明の適用範
囲を制限するものではない。温度の単位はすべて摂氏で
ある。
【００１７】例１ アクティブ・マトリックス薄膜トランジスタ・アレイ上
のＭｏ／Ａｌ／Ｍｏの積層金属より成る回路データ・ラ
インに２０μｍの空隙がある。基板は透明な窓のある真
空室に置かれ１×１０-5トルまで排気される。トリエチ
ルアミン・アルミニウム水素化物がその周囲蒸気圧
（０．４トル）でセルに導入される。５μｍに集束され
１／ｅ点で強度を測定されたアルゴン・イオン・レーザ
・ビーム（５１４ｎｍ）が回路ラインの一端に向けら
れ、開口から回路ラインのもう一端まで４０μｍ／秒で
２回、７５μｍ／秒で４回走査される。新たに形成され
た回路の抵抗率は３．８１オームで、これは大きさと形
状が同じ修復されていないデータ・ラインの抵抗率の５
％以内である。
【００１８】例２ 光電子集積パッケージ・モジュールの水晶基板上の回路
（５０μｍ幅）に開回路欠陥（３００μｍ）があった。
例１の手順に続いてジメチル金ヘキサフルオロアセチル
アセトネート（０．０４トル）を前駆体として、走査速
度１００μｍ／秒のアルゴン・レーザ（１００ｍＷ、５
１４ｎｍ、１／ｅ点で５μｍ）により欠陥が修復され
た。修復された回路の抵抗率は１０オームで、これは大
きさと形状が同じ修復されていないデータ・ラインの抵
抗率の５％以内である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール・エリック・ラーソン アメリカ合衆国95119、カリフォルニア州 サンホセ、バイソン・コート 6572 (72)発明者 ジョージ・ウィリアム・ティンダル アメリカ合衆国95123、カリフォルニア州 サンホセ、サニー・オークス・ドライブ 5535 (56)参考文献 特開 昭63−294616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−250686（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−183592（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明基板上の隔離した回路ラインを接続す
    る方法であって、 （ａ）反応性金属前駆体化合物ガスを上記基板に接触さ
    せるステップと、 （ｂ）波長が３００ｎｍよりも大きいレーザ・ビームを
    上記回路ラインの一方に集束させて上記回路ラインを加
    熱し、上記回路ライン及び上記基板の隣接する領域に金
    属を析出させるステップと、 （ｃ）上記集束したレーザ・ビームを他方の回路ライン
    方向へ移動させて、上記基板に金属を析出させ、上記回
    路ラインを接続するステップと、 を含む接続方法。
  2. 【請求項２】透明基板上の離隔した回路ラインを接続す
    る方法であって、 （ａ）トリ−Ｃ1-3 アルキル・アミン・アルミニウム水
    素化物、トリス（ヘキサフルオロアセチルアセトネー
    ト）モリブデン、ジカルボニル・モリブデン・ビス（ヘ
    キサフルオロアセチルアセトネート）、テトラカルボニ
    ル・モリブデン・ヘキサフルオロアセチルアセトネー
    ト、ヘキサカルボニル・モリブデン、ジ−Ｃ1-3 アルキ
    ル金トリフルオロアセチルアセトネート、トリ−Ｃ1-3
    アルキル金トリ−Ｃ1-4 アルキル・ホスフィン、Ｃ1-3
    アルキル金トリＣ1-4 アルキル・ホスフィン、パラジウ
    ム・ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）、パ
    ラジウム・ビス（トリフルオロアセチルアセトネー
    ト）、プラチナ・テトラキス（トリフルオロホスフィ
    ン）、銅（Ｉ）（Ｂ−ジケトネート）、または銅トリフ
    ルオロアセチルアセトネートから選択された金属前駆体
    化合物ガスを上記基板に接触させるステップと、 （ｂ）波長が３００ｎｍよりも大きいレーザ・ビームを
    上記回路ラインの一方に集束させて上記回路ラインを加
    熱し、上記回路ライン及び上記基板の隣接する領域に金
    属を析出させるステップと、 （ｃ）上記集束したレーザ・ビームを他方の回路ライン
    方向へ移動させて、上記基板に金属を析出させ、上記回
    路ラインを接続するステップと、 を含む接続方法。
  3. 【請求項３】上記金属前駆体化合物がジメチル金トリフ
    ルオロアセチルアセトネート、トリエチル・アミン・ア
    ルミニウム水素化物またはプラチナ・テトラキス（トリ
    フルオロホスフィン）から選択される請求項１又は２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】上記基板を上記金属前駆体ガスに接触させ
    る前に上記基板から不要な物質を除去するステップを含
    む請求項１又は２記載の方法。
JP5064081A 1992-04-15 1993-03-23 透明基板上の回路ライン接続方法 Expired - Lifetime JPH0799791B2 (ja)

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US869268 1986-05-30
US86926892A 1992-04-15 1992-04-15

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JPH0653638A JPH0653638A (ja) 1994-02-25
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