KR100709446B1 - 저저항 금속패턴 형성 방법 - Google Patents

저저항 금속패턴 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100709446B1
KR100709446B1 KR1020040088804A KR20040088804A KR100709446B1 KR 100709446 B1 KR100709446 B1 KR 100709446B1 KR 1020040088804 A KR1020040088804 A KR 1020040088804A KR 20040088804 A KR20040088804 A KR 20040088804A KR 100709446 B1 KR100709446 B1 KR 100709446B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
pattern
compound
metal pattern
water
Prior art date
Application number
KR1020040088804A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050061285A (ko
Inventor
노창호
조성헌
송기용
황억채
김진영
비와이케이.타마라
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20050061285A publication Critical patent/KR20050061285A/ko
Priority to US11/263,866 priority Critical patent/US7488570B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100709446B1 publication Critical patent/KR100709446B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • H05K3/182—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
    • H05K3/185—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method by making a catalytic pattern by photo-imaging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1603—Process or apparatus coating on selected surface areas
    • C23C18/1607—Process or apparatus coating on selected surface areas by direct patterning
    • C23C18/1608—Process or apparatus coating on selected surface areas by direct patterning from pretreatment step, i.e. selective pre-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1603—Process or apparatus coating on selected surface areas
    • C23C18/1607—Process or apparatus coating on selected surface areas by direct patterning
    • C23C18/1612—Process or apparatus coating on selected surface areas by direct patterning through irradiation means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1651—Two or more layers only obtained by electroless plating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601—Process or apparatus
    • C23C18/1633—Process of electroless plating
    • C23C18/1646—Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165—Multilayered product
    • C23C18/1653—Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/2006—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
    • C23C18/2026—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by radiant energy
    • C23C18/204—Radiation, e.g. UV, laser
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/2006—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30
    • C23C18/2046—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins by other methods than those of C23C18/22 - C23C18/30 by chemical pretreatment
    • C23C18/2073—Multistep pretreatment
    • C23C18/208—Multistep pretreatment with use of metal first
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/18—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C18/20—Pretreatment of the material to be coated of organic surfaces, e.g. resins
    • C23C18/28—Sensitising or activating
    • C23C18/30—Activating or accelerating or sensitising with palladium or other noble metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/32—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C23C18/34—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents
    • C23C18/36—Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents using hypophosphites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31—Coating with metals
    • C23C18/38—Coating with copper
    • C23C18/40—Coating with copper using reducing agents
    • C23C18/405—Formaldehyde
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

본 발명은 저저항 금속패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게(ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 광촉매 필름을 형성하는 단계; (ⅱ) 상기 광촉매 필름 상에 수용성 고분자 화합물을 코팅하여 수용성 고분자 층을 형성하는 단계; (ⅲ) 상기 광촉매 필름 및 수용성 고분자 층을 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 도금처리하여 금속결정을 성장시켜 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 금속패턴 형성방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의할 경우, 저저항 금속을 포함한 다층 배선 패턴을 비교적 간단한 공정을 통해 형성할 수 있고, 각 층을 구성하는 금속도 필요에 따라 자유롭게 택할 수 있으며, 제조 단가도 저렴하여 LCD, PDP, EL과 같은 평판 표시 소자에 쉽게 적용할 수 있다.
금속 패턴, 광촉매 화합물, 평판표시소자, 저저항, 금속 배선, EMI 필터

Description

저저항 금속패턴 형성 방법 {Method of Preparing Metal Pattern having Low Resistivity}
도 1은 본 발명에서 사용한 포토마스크에 따른 UV투과율을 나타낸 그래프;
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 수득된 금속 패턴의 광학 현미경 사진;
도 3은 본 발명의 실시예 2에서 수득된 금속 패턴의 전자 현미경 사진;
도 4는 본 발명의 실시예 3에서 수득된 금속 패턴의 광학 현미경 사진;
도 5는 본 발명의 실시예 4에서 수득된 금속 패턴의 광학 현미경 사진; 및
도 6은 본 발명의 실시예 5에서 수득된 금속 패턴의 광학 현미경 사진이다.
본 발명은 저저항 금속패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광에 의해 반응성이 변화하는 화합물, 이른바, 광촉매 화합물로 이루어진 광촉매 필름 및 수용성 고분자 층을 기판에 형성하고, 선택적으로 노광하여 광반응을 통해 결정성장용 핵(nuclei)의 잠재적 패턴을 형성한 후, 이를 소망하는 금속으로 도금처리 하여 금속결정을 성장시키는 금속패턴 형성방법에 대한 것이다.
액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP), 무기 및 유기 인광 표시소자(ELD) 등의 평판 표시 소자에 있어, 표시 면적의 대화면화와 고화질화가 요구되면서, 금속 배선길이가 현저히 증가하고 개구율 증가를 위한 디자인 룰(design rule)이 감소하고 있으며 이에 따라 배선 저항과 커패시턴스(capacitance) 값이 급격히 상승하고 신호 지연과 찌그러짐이 나타나는 문제가 발생하고 있다. 이러한 상황에서 낮은 비저항의 금속배선에 대한 공정개발이 고화질, 대면적 평판 표시 소자 개발에 절대적으로 필요한 요소기술로 인식되고 있다. 대형 LCD의 경우 이를 위해 낮은 비저항을 갖는 Al을 배선재료로서 사용하는 것에 대한 검토가 활발히 이루어져 왔으며, 순수한 Al만을 사용할 때 발생하는 'hillock'과 같은 물질 이동에 따른 배선 불균일성을 막기 위해 현재 Al-합금의 일종인 AlNd가 사용되고 있다. 그러나, 합금원소 첨가에 의한 비저항의 증가 및, α-Si 또는 ITO 와의 높은 반응성으로 인한 접촉저항 증가 때문에 Al-합금을 소스/드레인 재료로 사용할 경우에는 Cr/AlNd/Cr와 같이 다층 구조가 요구된다. 그러나, 현재 다층 금속패턴 제조의 경우 복잡한 공정이 요구되고 있어 생산성에 한계가 있다.
한편 하기 표 1은 주기율표상 평판표시 소자의 금속 배선에 사용될 수 있는 금속을 정리한 것이다.
Figure 112004050879388-pat00001
현재로서는 Al-합금이 많이 사용되고 있으나, 이보다 낮은 비저항을 가지면서 비정질 실리콘층 위에서 양호한 컨택(Contact) 특성을 갖는 재료인 구리(Cu) 및 은(Ag) 재료가 큰 관심을 받고 있다. 그러나, 게이트 전극으로 구리 또는 은을 사용할 경우 하부 기판과의 접착력이 좋지 않아 후속 공정 중에 금속 배선이 벗겨지기가 쉽고, 소스 및 드레인 전극으로 사용할 경우 200℃ 이상에서 구리원자가 비정질 실리콘 층으로 확산되거나, 전기 구동에 의한 전자이동(electromigration) 현상이 발생하여 배선 및 소자의 특성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 구리 또는 은을 저저항 배선재료로 사용하기 위해서는 기판에의 접착력이 좋고 접촉저항이 적은 별도의 금속을 하부에 혹은 상하부 전부에 형성하여 사용할 필요성이 있어 다층 금속 패턴형성이 요구되고 있다.
따라서 대형화에 대한 요구와 저가격화에 대한 요구를 모두 달성하기 위하여 기존의 배선재료를 신규재료로 바꾸는 것과 동시에 다층 금속배선을 보다 간단한 공정으로 제조할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
금속패턴을 형성하기 위해 현재 사용되는 방법으로는 포토레지스트를 이용한 방법이 있는 바, 상기 방법은 패턴 형성을 위해 금속 스퍼터링, 노광·현상을 통한 포토레지스트의 패턴형성 및 에칭 등 복잡한 공정이 수반되므로 다층 금속패턴을 수득하기에는 적절하지 않으며, 다면적 생산을 위한 유리 기판 크기의 대형화에 따른 진공 박막 장비 개발의 기술적 어려움과 제조 비용 급등의 문제를 간과할 수 없다.
한편, 에칭공정 없이 직접 금속패턴을 형성하는 방법으로서, 미국특허 제 5,534,312호에서는 광에 민감한 유기화합물을 금속에 배위결합시켜 합성된 유기금속 화합물을 기판 위에 코팅한 후, 감광성 수지 도포공정을 거치지 않고 곧바로 광을 조사하여 패턴을 얻는 방법을 개시하고 있는 바, 상기 방법에서는 유기금속 화합물을 기판 위에 도포한 후 패턴이 형성된 마스크에 광을 통과시키면, 광이 직접적으로 유기금속 화합물과 반응하여 금속에 배위된 유기 배위자들이 분해되어 떨어져 나가고, 남아 있는 금속들은 주위의 금속 원자나 대기중의 산소와 반응하여 금속 산화막 패턴이 형성된다. 그러나 상기 방법은 리간드의 대부분을 광 반응에 의하여 탈리시켜 금속이나 금속 산화막을 만들기 때문에 리간드 오염(ligand contamination)이 남으며, 형성된 산화막의 전기전도도를 향상시키기 위해 수소/질소 혼합가스를 흘려주면서 200℃ 이상의 고온에서 30분에서부터 수 시간 동안 환원반응 및 표면 열처리 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.
이밖에 일본 특개평 2002-169486호 등에 잉크젯 방식에 의한 금속 배선 형성 방법이 알려져 있으나 고해상도 및 고전도도의 배선 형성이 어려운 문제가 있다. 또한 미국특허공보 제 6,521,285호 등에는 마이크로 콘택 프린팅 및 무전해 도금 방식에 의한 금속 배선 형성의 예가 공개되었으나 대면적의 평판표시 소자에 균일한 금속 배선을 형성하기 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 당해 기술분야에는 고전도성 금속을 포함한 다층 금속패턴을 간단한 과정을 통해 형성할 수 있는 방법에 대한 필요성이 있어 왔다.
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 광에 의해 반응성이 변화하는 화합물, 이른바, 광촉매 화합물로 이루어진 광촉매 필름 및 수용성 고분자 층을 기판에 형성하고, 선택적으로 노광하여 광반응을 통해 결정성장용 핵(nuclei)의 잠재적 패턴(latent image)을 형성한 후, 이를 소망하는 금속으로 도금 처리하여 금속결정을 성장시킬 경우, 고전도성 금속을 포함한 단층 또는 다층 금속패턴을 매우 간단한 방법을 통해 제조할 수 있고, 제조된 금속 패턴이 금속 배선으로서 우수한 특성을 가짐을 확인하여 본 발명에 이르게 되었다.
결국 본 발명의 목적은 고진공·고온 등을 요하는 금속박막 공정 또는 미세 형상 노광공정과 후속하는 에칭공정 등에 의하지 않고, 간단한 공정에 의해 빠르고 효율적으로 단층 또는 다층의 금속 패턴을 형성하는 방법 및 이를 이용하여 제조한 평판 표시 소자를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면은(ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 광촉매 필름을 형성하는 단계; (ⅱ) 상기 광촉매 필름 상에 수용성 고분자 화합물을 코팅하여 수용성 고분자 층을 형성하는 단계; (ⅲ) 상기 광촉매 필름 및 수용성 고분자 층을 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴(latent image)을 수득하는 단계; 및 (ⅳ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 도금처리하여 금속결정을 성장시켜 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 금속패턴 형성방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 측면은 상기 방법에 의해 제조되는 단층 또는 다층 구조의 도금처리된 전도성 금속층을 포함하는 금속패턴에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 금속패턴을 금속배선으로 포함하는 평판표시소자에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 금속패턴을 전자파 차폐 필터로 포함하는 평판표시소자에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 단계별로 나누어 보다 상세히 설명한다.
제 (ⅰ)단계 :
먼저, 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 투명한 무정형 광촉매 필름 층을 형성한다.
본 발명에서 사용되는 "광촉매 화합물"은 광에 의해 그 특성이 현저히 변화 하는 화합물로서, 특히 노광 전에는 비활성(inactive)이나 자외선 등의 광을 받은 경우 활성화(activation)되어 반응성이 강해지는 화합물을 지칭한다. 상기 광촉매 화합물은 자외선 노광시 노광 부위에 전자여기가 일어나 환원성 등의 활성을 띄게 되어 노광부분에서 금속이온의 환원이 일어나므로 네가티브 패턴을 제공할 수 있다.
이러한 광촉매 화합물로서 구체적으로는 열처리시 투명한 무정형 TiO2를 형성할 수 있는 Ti를 포함한 유기금속화합물을 예로 들 수 있다. 보다 구체적으로는 테트라이소프로필티타네이트(tetraisopropyltitanate), 테트라-n-부틸티타네이트(tetra-n-butyl titanate), 테트라키스(2-에틸-헥실)티타네이트[tetrakis(2-ethyl-hexyl)titanate], 폴리부틸티타네이트(polybutyltitanate) 등이 예시된다.
상기 광촉매 화합물은 이소프로필 알코올 등과 같은 적절한 용매에 녹여 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 프린팅 등의 방법에 의해 기판에 코팅될 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 기판에는 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 투명한 플라스틱 기판이나 유리 재료가 사용된다. 투명한 플라스틱 기판으로는 아크릴 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에테르설폰, 올레핀 말레이미드 공중합체, 노보넨계 수지 등이 이용될 수 있고, 내열성이 요구되는 경우 올레핀 말레이미드 공중합체, 노보넨계 수지가 좋으며, 그렇지 않은 경우 폴리에스테르 필름이나 아크릴 수지 등을 이용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 코팅 방법에 의해 30∼1000nm 두께의 층을 형성하며, 코팅 이후 200℃ 이하의 온도에서 20분 이하의 조건으로 핫 플레이트 또는 순환식 오븐 (convection oven)에서 가열하여 광촉매 필름층을 형성한다. 200℃ 초과의 온도에서 가열하면 결정성의 TiO2 층이 발생하여 광학적 특성이 악화된다.
제 (ⅱ) 단계 :
상기와 같이 형성된 광촉매 필름층 위에 수용성 고분자 화합물을 코팅하여 수용성 고분자 층을 형성하게 된다. 이때 사용되는 수용성 고분자로는 폴리 비닐 알코올, 폴리 비닐페놀, 폴리 비닐필롤리돈, 폴리 아크릴산, 폴리 아크릴 아마이드, 젤라틴 등의 단일 중합체 혹은 공중합체 등을 예로 들 수 있다.
수용성 고분자는 물에 2∼30 중량%의 농도로 녹여 코팅한 후 가열하여 광촉매 화합물을 형성하게 된다.
이와 같이 형성된 수용성 고분자 층은 후속하는 자외선 노광시 광환원(Photoreduction)을 촉진시켜 광촉매 활성을 향상시키는 역할을 한다.
바람직하기로는 수용성 고분자 층에 광증감제 화합물을 첨가하여 광감도를 보다 증가시킬 수 있다. 광증감제 화합물로는 색소, 유기산, 유기산 염, 유기 아민 중 수용성인 화합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 타르(tar)색소, 클로로필린(chlorophylline)의 칼륨 또는 나트륨 염, 리보플라빈(riboflavine) 또는 그의 유도체, 수용성 아나토(annatto), CuSO4, 카라멜(caramel), 컬큐민(curcumine), 코치날 (cochineal), 구연산(citric acid), 구연산 암모늄(ammonium citrate), 구연산 나트륨(sodium citrate), 옥살산(oxalic acid), 타르타르산 칼륨(K-tartrate), 타르타르산 나트륨(Na-tartrate), 아스코르브산(ascorbic acid), 포름산(formic acid), 트리에탄올아민(triethanolamine), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 말레산(malic acid), 은염, 은 할라이드 등이 예시될 수 있다.
상기 광증감제의 첨가량은 수용성 고분자 100 중량부 대비 0.01~5 중량부의 범위이다.
수용성 고분자 층은 상기의 코팅 방법에 의해 코팅후 100℃ 이하의 온도에서 5분 이하로 가열하여 수분을 건조시켜 형성된다. 이때 막 두께는 0.1~1μm의 범위로 조절된다.
보다 구체적으로는 수용성 고분자로서 폴리비닐 알코올 및 광증감제로서 트리에탄올 아민을 사용하거나, 또는 수용성 고분자로서 젤라틴 및 광증감제로서 은염 또는 은 할라이드를 사용하는 경우를 예로 들 수 있다.
제 (ⅲ) 단계:
본 단계에서는 상기에서 형성된 광촉매 필름 및 수용성 고분자 층의 복합구조를 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득한다. 노광분위기 또는 노광량 등에는 별도의 제한이 없으며, 사용하는 광촉매 화합물의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 본 단계에서 수득한 활성화된 광촉매 패턴은 후속하는 도금처리에 있어 금속결정 성장의 핵으로써 작용한다.
한편 수용성 고분자와 함께 광증감제로서 은염 또는 은 할라이드 물질을 사용하는 경우는 장파장에서 노광이 가능하여 보다 통상적인 UV 공정의 적용이 가능 하다. 뿐만 아니라 광증감제로서 은염 또는 은 할라이드 물질을 사용하는 경우 일반적인 UV 파장에서 글래스 포토마스크에 대한 투과율이 우수하기 때문에 고가의 Quartz 포토마스크 대신 글래스 포토마스크의 사용이라는 비용상의 이점을 제공할 수 있다.
또한 광증감제로서 은염 또는 은 할라이드 물질을 사용하는 경우, 본 단계의 노광 공정 후에 현상(development) 단계가 추가적으로 포함될 수 있는데, 이는 특히 TiO2 층의 광민감성을 증가시키고 광에 노출되지 않은 TiO2 층 부분에 흡착된 Ag 이온을 제거하는 역할을 함으로써 보다 선명한 배선 형성을 가능하도록 한다.
필요에 따라, 후속하는 (ⅳ) 단계에서 보다 효과적으로 금속패턴을 형성토록 하기 위해, 상기 잠재적 패턴을 금속염 용액으로 처리하여 상기 금속염 내의 금속입자가 침적(deposit)된 패턴을 수득할 수 있다. 금속염 처리에 사용되는 금속염 용액으로는 Ag염 용액 또는 Pd염 용액 또는 이들의 혼합용액을 들 수 있다. 이때 수용성 고분자 및 유기 광증감제의 첨가제 성분은 Pd염 혹은 Ag염의 수용액에 완전히 용해되어 제거되어 진다. 특히 광증감제로 은 이온 또는 은할라이드를 사용하고 Pd염 용액에 침적한 패턴의 경우에는, 촉매 활성이 증가된 잠재적 Ag 패턴 상에 Pd 입자가 침적됨으로써 상대적으로 크기가 큰 Ag 입자가 형성되면서 후속하는 무전해 금속 도금시에 잠재적 패턴 형성의 핵이 보다 큰 촉매 활성 및 선택성을 갖게 된다.
제 (ⅳ) 단계:
상기 (ⅲ) 단계에서 수득한 결정성장용 핵의 잠재적 패턴 또는, 필요에 따라, 상기 패턴에 금속입자를 침적시킨 패턴을 도금처리하면, 패턴화된 결정성장용 핵 위에 금속결정이 성장되어 금속패턴이 얻어진다. 도금처리는 무전해 도금방식 또는 전해도금 방식에 의한다. 이때, 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 금속염 용액으로 처리하여 금속입자를 침적시킨 패턴의 경우, 무전해 도금용액의 촉매로서 보다 높은 활성도를 가져서 결정성장이 촉진되므로, 보다 치밀한 조직의 금속 패턴을 얻을 수 있어 추가로 유리하다.
상기와 같은 금속 패턴 형성시 연속적인 도금처리에 의해 2층 이상의 금속결정을 결정성장용 핵의 잠재적 패턴 상에 성장시켜 다층 금속패턴을 수득하는 것도 가능하다. 예를 들어, 결정성장용 핵의 잠재적 패턴 상에 소망하는 금속으로 도금처리하여 제 1 금속층을 형성하고, 이를 다시 소망하는 다른 금속으로 도금처리하면 제 1 금속층이 형성된 부분에만 제 2 금속층이 형성되어 다층 금속패턴을 용이하게 수득할 수 있다.
이 경우 금속의 종류 및 도금순서는 필요에 따라 선택할 수 있으며, 각각의 금속층은 동일하거나 상이한 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 금속층 두께는 필요에 따라 조절할 수 있다.
저저항 금속 패턴을 형성하기 위해서는, 기판과의 접착특성 및 기판 또는 절연막과의 접촉 특성을 고려하여 제 1 금속층으로써 Ni, Pd, Sn, Cr 또는 이들 금속의 합금을 0.1 내지 1㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하고, 제 2 금속층으로써 높 은 전기 전도도를 가지는 Cu, Ag, Au 또는 이들의 합금을 0.3 내지 20㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 제 1 금속층으로서는 가격 및 용이성 측면에서 니켈을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 제 2 금속층으로서는 Ag 또는 Cu를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
고전도성인 제 2 금속층이 ITO(indium tin oxide) 또는 반도체 성분과 접촉해야 할 경우, 이들의 콘택 저항을 개선하기 위해 Ni, Pd, Sn, Cr 또는 이들 금속의 합금으로 도금처리하여 제 3 금속층을 형성할 수 있고, 나아가, 고전도성 제 2 금속층이 Cu인 경우에는 표면 산화막 형성에 의한 물성 저하를 방지하기 위해 제 3 금속층으로써 Ag, Au 등의 귀금속층을 형성할 수 있다.
한편 콘택 저항 개선을 위해서는 바람직하게는 제 1 금속층과 동일한 금속을 도금처리하여 제 3금속층을 형성한다.
상기와 같은 다층 금속층을 형성하는 도금 방법은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 금속층이 절연막 위에 형성되는 경우 무전해 도금방식으로 형성하고, Cu 또는 Ag 등을 사용하는 제 2 금속층의 경우 전해 또는 무전해 도금방식으로 형성할 수 있다.
상기 무전해도금 또는 전해도금은 종래의 공지된 방법에 따르며 상용되는 도금용 조성물을 사용할 수도 있다. 무전해도금의 경우, 예를 들어, 1) 특정금속염, 2) 환원제, 3) 착화제, 4) pH 조절제, 5) pH 완충제 및 6) 개량제를 포함한 도금용액을 사용하여 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 가진 기판을 침지(dipping)하여 형성한다. 상기 1) 금속염은 기판에 금속이온을 공급해주는 역할을 하며, 바람 직하게는 특정금속의 염화물, 질산염, 황산염, 초산염 화합물을 사용한다. 상기 2) 환원제는 기판상의 금속 이온을 환원해주는 역할을 하며, 상기 환원제의 구체적인 예는 NaBH4, KBH4, NaH2PO2, 히드라진, 포르말린 또는 포도당과 같은 다당류 화합물을 포함한다. 니켈 도금액인 경우 바람직하게는 NaH2PO2를 사용하고, Cu 또는 Ag 도금액인 경우 포르말린 또는 다당류 화합물을 사용한다. 상기 3) 착화제는 알칼리성 용액에 있어서의 수산화물 침전을 방지하고 유리된 금속이온 농도를 조절해, 금속염의 분해 방지 및 도금 속도를 조절하는 역할을 하며, 상기 착화제의 구체적인 예는 암모니아 용액, 초산, 구아닌산, 주석산염, EDTA 등의 킬레이트제 또는 유기 아민 화합물을 포함한다. 바람직하게는 EDTA 등의 킬레이트제이다. 상기 4) pH 조절제는 도금액의 pH를 조절해 주는 역할을 하며, 산 혹은 염기 화합물이다. 5) pH 완충제는 도금액의 pH 변동을 억제해주며 각종 유기산, 약산성의 무기화합물을 말한다. 6) 개량제 화합물은 코팅 특성 및 평탄화 특성을 개선시킬 수 있는 화합물을 말하며, 그 구체적인 예는 일반적인 계면활성제, 결정성장에 방해되는 성분을 흡착할 수 있는 흡착성 물질을 포함한다.
전해도금법에 의할 경우, 예를 들어, 1) 금속염, 2) 착화제, 3) pH 조절제, 4) pH 완충제 및 5) 개량제를 포함한 도금용 조성물을 사용할 수 있다. 도금 용액 조성물에 함유된 상기 성분들의 역할, 구체적인 예는 전술한 바와 같다.
상기와 같은 방법에 의해 형성된 저저항 금속 패턴은 LCD, PDP, ELD와 같은 평판표시소자에서 금속배선으로 유용하게 적용가능하다. 또한 평판표시소자에서 전자파 차폐 필터로서도 유용하게 적용할 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명은 제한하고자 하는 것은 아니다.
결정성장용 핵의 잠재적 패턴 형성 1
폴리부틸티타네이트의 이소프로판올 용액(2.5 중량%)을 스핀 코팅에 의해 투명 폴리에스테르 필름에 도포하고, 이를 150℃에서 5분간 건조시켜 필름 두께 100㎚ 정도의 이산화티탄 도막을 조성하였다. Polyscience사의 분자량 25,000인 폴리 비닐 알코올 고분자의 수용액(5중량%)에 고분자 중량에 대해 1중량부의 트리에탄올 아민을 광증감제로 첨가하여 교반한 후 상기의 이산화티탄 필름 도막위에 코팅하고 60℃에서 2분간 건조시켰다. 이와 같이 준비된 광촉매 필름을 미세 패턴이 형성되어 있는 포토 마스크를 통해 넓은 파장범위(broad range)의 자외선으로 조사하였다(미국 오리엘사의 UV 노광 장비를 사용). 노광 후 PdCl2 0.6g 및 HCl 1㎖를 물 1㎖에 녹여 제조한 용액에 침지하여 노광 부위에 Pd 금속입자가 표면에 침적되도록 하여 Pd가 침적된 결정성장핵의 네가티브 패턴이 형성된 기판 (1)을 수득하였다.
결정성장용 핵의 잠재적 패턴 형성 2
폴리부틸티타네이트의 이소프로판올 용액(2.5 중량%)을 스핀 코팅에 의해 투 명 폴리에스테르 필름에 도포하고, 이를 150℃에서 5분간 건조시켜 필름 두께를 100㎚ 정도로 조절하였다. 젤라틴 5 g, 시트르산 40 g , 음이온계 계면활성제인 4-옥틸벤젠술폰산염 0.1g, 및 200ml의 이소프로필 알코올을 포함하는 고분자 수용액 1 L에 대하여, 5 중량%의 AgNO3용액을 광증감제로 5 % 첨가하여 교반한 후 상기의 이산화티탄 도막위에 코팅하고 50 ℃에서 3분간 건조시켰다. 이와 같이 준비된 광촉매 필름을 300nm 파장범위의 자외선으로 선폭이 5㎛인 미세패턴이 형성되어 있는 Quartz 포토 마스크를 통해 조사하여 노광과정을 수행하였다(미국 오리엘사의 UV 노광 장비를 사용). 이 때 Quartz 포토 마스크의 광 투과율을 도 1에 그래프로 도시하였다. 노광 후 상기 필름을 각각 Metol (p-methylaminophenol sulfate) 5g, Na2SO3 10g, 암모니움 시트레이트(NH4citrate) 5 g이 용해된 1ℓ의 현상액에서 현상한 후, PdCl2 0.3g 및 KCl 10g를 물 1ℓ에 녹여 pH가 2가 되도록 제조한 용액에 침지하여 노광 부위에 Pd 금속입자가 표면에 침적되도록 하여 Pd가 침적된 결정성장핵의 패턴이 형성된 기판 (2)를 수득하였다.
결정성장용 핵의 잠재적 패턴 형성 3
폴리부틸티타네이트의 이소프로판올 용액(2.5 중량%)을 스핀 코팅에 의해 투명 폴리에스테르 필름에 도포하고, 이를 150℃에서 5분간 건조시켜 필름 두께를 100㎚ 정도로 조절하였다. 젤라틴 5 g, 시트르산 40 g , 음이온계 계면활성제인 4-옥틸벤젠술폰산염 0.1g, 및 200ml의 이소프로필 알코올을 포함하는 고분자 수 용액 1 L에 대하여, 5 중량%의 AgNO3용액을 광증감제로 5 % 첨가하여 교반한 후 상기의 이산화티탄 도막위에 코팅하고 50℃에서 3분간 건조시켰다. 이와 같이 준비된 광촉매 필름을 각각 365nm 파장범위(broad range)의 자외선으로 선폭이 5㎛인 미세 패턴이 형성되어 있는 글래스(glass) 포토 마스크를 통해 조사하여 노광과정을 수행하였다(미국 오리엘사의 UV 노광 장비를 사용). 이 때 글래스 포토 마스크의 광 투과율을 도 1에 그래프로 도시하였다. 노광 후 상기 필름을 각각 Metol(p-methylaminophenol sulfate) 5g, Na2SO3 10g, 암모니움 시트레이트(NH4citrate) 5g이 용해된 1ℓ의 현상액에서 현상한 후, PdCl2 0.3g 및 KCl 10g를 물 1ℓ에 녹여 pH가 2가 되도록 제조한 용액에 침지하여 노광 부위에 Pd 금속입자가 표면에 침적되도록 하여 Pd가 침적된 결정성장핵의 패턴이 형성된 기판 (3)을 수득하였다.
실시예 1: 무전해 니켈 및 무전해 동 도금처리에 의한 네가티브 방식의 동배선 형성
상기에서 준비된 기판 (1)을 표 2의 (가)에 나타난 조성을 가진 무전해 니켈 도금액에 담가 패턴화된 금속 배선의 결정을 성장시켰다. 수득된 니켈 배선 패턴을 표 2의 (나)에 나타난 조성을 가진 무전해 동도금액에 침지하여 네가티브 방식의 2층 니켈-동 배선 패턴을 수득하였다. 수득된 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타내었다. 이때, 두께 측정은 Dektak사의 알파스텝으로, 비저항은 4-포인트 프로브(point probe)로, 해상도 (배선 폭)은 광학 현미경으로 각각 측정하고, 접착력은 스카치테 이프(scotch tape) 박리 실험에 의해 평가하였다. 도 2는 수득된 금속패턴의 광학 현미경 사진을 나타낸다.
실시예 2: 무전해 니켈 및 전해 동 도금처리에 의한 네가티브 방식의 동배선 형성
상기에서 준비된 기판 (1)을 표 2의 (가) 조성과 같은 무전해 니켈 도금액에 담가 선택적으로 금속 배선의 결정을 성장시키고, 수득된 니켈 배선 패턴을 표 2의 (다) 조성과 같은 전해동 도금액에 침지하고 0.15A의 전류를 인가하여 네가티브 방식의 니켈-동 2층 배선패턴을 형성하였다. 수득된 금속 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타낸 바와 같다. 도 3은 수득된 금속패턴의 전자 현미경 사진을 나타낸다.
실시예 3: 무전해 니켈 및 무전해 은 도금처리에 의한 네가티브 방식의 은배선 형성
상기에서 준비된 기판 (1)을 표 2의 (가)에 나타난 조성을 가진 무전해 니켈 도금액에 담가 패턴화된 금속 배선의 결정을 성장시켰다. 수득된 니켈 배선패턴을 일본 고순도화학사의 무전해 은도금액 S-700에 침지하여 네가티브 방식의 니켈-은 2층 배선 패턴을 수득하였다. 수득된 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타낸 바와 같다. 도 4는 수득된 금속패턴의 광학 현미경 사진을 나타낸다.
실시예 4: 무전해 니켈 도금처리에 의한 니켈 배선 형성 (1)
상기에서 준비된 기판 (2)를 표 2의 (라)에 나타난 조성을 가진 무전해 니켈 도금액에 담가 패턴화된 금속 배선의 결정을 성장시켰다. 은 이온과 결합된 TiO2층에서 Quartz 포토마스크를 이용하여 노광하여 형성된 니켈 패턴 결정의 물성은 하기 표 4에 나타내었다. 도 5는 수득된 금속패턴의 광학 현미경 사진을 나타낸다.
실시예 5: 무전해 니켈 도금처리에 의한 니켈 배선 형성 (2)
상기에서 준비된 기판 (3)을 표 2의 (라)에 나타난 조성을 가진 무전해 니켈 도금액에 담가 패턴화된 금속 배선의 결정을 성장시켰다. 은 이온과 결합된 TiO2층에서 글래스 포토마스크를 이용하여 노광하여 형성된 니켈 패턴 결정의 물성은 하기 표 4에 나타내었다. 상기 기판 (2)를 이용한 실시예 4의 경우와 비교할 때 패턴 물성의 차이가 거의 나타나지 않았다. 도 6은 수득된 금속패턴의 광학 현미경 사진을 나타낸다.
(가) 무전해 니켈도금 용액 (나) 무전해 동도금 용액 (다) 전해 동도금 용액 (라)무전해 니켈도금 용액
NiCl2·6H2O 10g NaH2PO2·2H2O 30g NaCH3COO 10g NH4Cl 40g 물 1ℓ 5~10 min 50㎛ CuSO4·5H2O 12g KNaC4H4O6·6H2O 55g NaOH 18g Na2CO3 10g Na2S2O3·5H2O 0.0002g CH2O (40%) 20㎖ 물 1ℓ 5~10 min 50㎛ CuSO4·5H2O 72g H2SO4 230g HCl 0.125g OKUNO Lucina 10 g 물 1ℓ Ni(CH3COO)2·4H2O 10g NH4CH3COO 20g NaH2PO2·H2O 20g 물 1ℓ
실시예 금속 두께 (㎛) 비저항 (μohm-cm) 배선폭 (㎛) 접착력
실시예 1 0.4 2.7 < 8 양호
실시예 2 1.5 2.0 < 10 양호
실시예 3 0.3 2.5 < 8 양호
실시예 배선폭(㎛) 금속 두께(㎛)
실시예 4 5~10 0.09~0.11
실시예 5 5~10 0.08~0.17
본 발명에 따른 방법에 의할 경우, 기존의 물리적 증착 방법이 아닌 간단한 코팅 방법을 사용하여 광촉매 화합물 박막을 형성시킨 후 노광 및 간단한 도금처리에 의해 단층 및 다층의 금속패턴을 용이하게 형성할 수 있는 바, 고진공 조건이 요구되는 스퍼터링 공정, 감광성 수지를 사용한 포토 패터닝 공정, 에칭 공정을 사용하지 않고도 빠른 시간 내에 효율적으로 고전도도의 단층 및 다층 금속 배선 패턴을 효과적으로 얻는 방법을 제공할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 저저항 금속패턴을 평판 표시소자에 유리하게 사용될 수 있다.

Claims (16)

  1. (ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 광촉매 필름을 형성하는 단계;
    (ⅱ) 상기 광촉매 필름 상에 수용성 고분자 화합물을 코팅하여 수용성 고분자 층을 형성하는 단계;
    (ⅲ) 상기 광촉매 필름 및 수용성 고분자 층을 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴(latent image)을 수득하는 단계; 및
    (ⅳ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 도금처리하여 금속결정을 성장시켜 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 금속패턴 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광촉매 화합물이 노광시 전자여기가 일어나 활성을 가지게 되는 화합물인 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 광촉매 화합물이 열처리에 의해 무정형의 TiO2를 형성하는 Ti 함유 유기금속화합물인 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 Ti 함유 유기금속 화합물이 테트라이소프로필티타네이트(tetraisopropyltitanate), 테트라-n-부틸티타네이트(tetra-n-butyl titanate), 테트라키스(2-에틸-헥실)티타네이트[tetrakis(2-ethyl-hexyl)titanate], 또는 폴리부틸티타네이트(polybutyltitanate)인 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 고분자 화합물이 폴리 비닐 알코올, 폴리 비닐페놀, 폴리 비닐필롤리돈, 폴리 아크릴산, 폴리 아크릴 아마이드, 젤라틴 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 (ⅱ) 수용성 고분자 층에 광증감제가 혼합되는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 광증감제가 색소, 유기산, 유기산 염, 및 유기 아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성인 화합물인 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 광증감제가 타르(tar)색소, 클로로필린 (chlorophylline)의 칼륨 및 나트륨 염, 리보플라빈(riboflavine) 및 그의 유도체, 수용성 아나토(annatto), CuSO4, 카라멜(caramel), 컬큐민(curcumine), 코치날 (cochineal), 구연산(citric acid), 구연산 암모늄(ammonium citrate), 구연산 나트륨(sodium citrate), 옥살산(oxalic acid), 타르타르산 칼륨(K-tartrate), 타르타르산 나트륨(Na-tartrate), 아스코르브산(ascorbic acid), 포름산(formic acid), 트리에탄올아민(triethanolamine), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 및 말레산(malic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 (ii) 단계에서 광촉매 필름 상에 광증감제로서 은염 또는 은할라이드가 혼합된 수용성 고분자 화합물로 코팅하여 수용성 고분자 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (ii) 단계 광증감제로서 은염 또는 은할라이드를 사용한 경우 후속하는 (ⅲ)단계의 노광 이후에 현상하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 (ⅲ) 단계에서 수득한 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 금속염 용액으로 처리하여 상기 패턴 상에 상기 염용액 내의 금속입자를 침적(deposit)시킨 패턴을 수득하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 금속염 용액은 팔라듐염 용액, 은염 용액 또는 양자의 혼합염 용액인 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 (ⅳ)단계에서 (ⅲ)단계로부터 수득한 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 Ni, Pd, Sn, Cr 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속으로 무전해 도금처리하여 제 1 층의 금속패턴을 형성하고, 다시 상기 제 1 층의 금속패턴을 Cu, Ag, Au 또는 이들의 합금으로 전해 또는 무전해 도금처리하여 제 2 층의 금속패턴을 수득하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성방법.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되는 단층 또는 다층 구조의 도금처리된 전도성 금속층을 포함하는 금속패턴.
  15. 제 14항에 따른 금속패턴을 금속배선으로 포함하는 전자파 차폐필터.
  16. 제 14항에 따른 금속패턴을 전자파 차폐필터로 포함하는 평판표시소자.
KR1020040088804A 2003-12-16 2004-11-03 저저항 금속패턴 형성 방법 KR100709446B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/263,866 US7488570B2 (en) 2003-12-16 2005-11-02 Method of forming metal pattern having low resistivity

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20030092112 2003-12-16
KR1020030092112 2003-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050061285A KR20050061285A (ko) 2005-06-22
KR100709446B1 true KR100709446B1 (ko) 2007-04-18

Family

ID=34793180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040088804A KR100709446B1 (ko) 2003-12-16 2004-11-03 저저항 금속패턴 형성 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7504199B2 (ko)
JP (1) JP4632243B2 (ko)
KR (1) KR100709446B1 (ko)
CN (1) CN100461000C (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7488570B2 (en) * 2003-12-16 2009-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming metal pattern having low resistivity
KR20060008534A (ko) * 2004-07-21 2006-01-27 삼성코닝 주식회사 신규 블랙 매트릭스, 그 제조방법 및 그를 이용한평판표시소자 및 전자파차폐 필터
KR20060046935A (ko) * 2004-11-12 2006-05-18 삼성코닝 주식회사 신규 블랙 매트릭스, 그 제조방법 및 그를 이용한평판표시소자 및 전자파차폐 필터
KR101097301B1 (ko) * 2005-02-05 2011-12-23 삼성모바일디스플레이주식회사 백색발광소자
KR100764362B1 (ko) * 2005-11-01 2007-10-08 삼성전자주식회사 태양전지용 투명 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는반도체 전극
JP4716181B2 (ja) * 2006-04-21 2011-07-06 凸版印刷株式会社 プリント配線基板の製造方法
US8764960B2 (en) 2006-08-07 2014-07-01 Inktec Co., Ltd. Manufacturing methods for metal clad laminates
KR100815376B1 (ko) * 2006-08-17 2008-03-19 삼성전자주식회사 신규한 금속패턴 제조방법 및 이를 이용한 평판표시소자
KR100841170B1 (ko) 2007-04-26 2008-06-24 삼성전자주식회사 저저항 금속 배선 형성방법, 금속 배선 구조 및 이를이용하는 표시장치
KR101142416B1 (ko) 2008-12-31 2012-05-07 주식회사 잉크테크 금속박막의 제조방법
KR100997993B1 (ko) 2009-03-20 2010-12-03 삼성전기주식회사 다층 구조의 금속배선을 갖는 회로기판 및 그 제조 방법
WO2013108916A1 (ja) * 2012-01-17 2013-07-25 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 銀被覆銅合金粉末およびその製造方法
CN103014685B (zh) * 2013-01-14 2015-07-01 厦门大学 一种采用无氰化学镀金液的双槽连续镀厚金方法
KR102026617B1 (ko) * 2016-12-08 2019-10-01 한국생산기술연구원 금속 촉매 패턴을 이용한 금속 배선 형성방법 및 이에 의한 금속 배선
CN106756977B (zh) * 2016-12-20 2019-04-05 南京九致信息科技有限公司 热电金属薄膜及其制备方法
CN111024772B (zh) * 2019-12-03 2022-06-14 西安科技大学 激光熔覆熔池微电阻分布成像方法与装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289499A (ja) 2001-03-27 2002-10-04 National Institute For Materials Science 光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法
JP2003209340A (ja) 2001-11-06 2003-07-25 Dainippon Printing Co Ltd 導電性パターン形成体の製造方法
JP2003209339A (ja) 2001-11-06 2003-07-25 Dainippon Printing Co Ltd 導電性パターン形成体の製造方法
JP2003295428A (ja) 2001-03-29 2003-10-15 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成体の製造方法およびそれに用いるフォトマスク
JP2003307610A (ja) 2002-04-15 2003-10-31 Dainippon Printing Co Ltd 遮光層パターンの製造方法及び遮光層パターン形成物

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235139A (en) * 1990-09-12 1993-08-10 Macdermid, Incorprated Method for fabricating printed circuits
US5534312A (en) * 1994-11-14 1996-07-09 Simon Fraser University Method for directly depositing metal containing patterned films
JPH09260808A (ja) 1996-03-19 1997-10-03 Fujitsu Ltd 光触媒反応による金属配線の形成方法及び基材
CN1072238C (zh) * 1997-07-24 2001-10-03 中国科学院长春应用化学研究所 酯型光敏聚酰亚胺的制备方法
JP3384544B2 (ja) 1997-08-08 2003-03-10 大日本印刷株式会社 パターン形成体およびパターン形成方法
WO1999008158A1 (fr) * 1997-08-08 1999-02-18 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Corps de formation de motifs, procede de formation de motifs et leurs applications
US5908497A (en) * 1997-12-19 1999-06-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Water soluble titanium complexes and use as fiber glass sizing
US6344309B2 (en) * 1998-10-22 2002-02-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polysilane composition for forming a coating suitable for bearing a metal pattern, metal pattern forming method, wiring board preparing method
JP4289522B2 (ja) 1999-03-11 2009-07-01 大日本印刷株式会社 パターン形成体の製造法
TW539763B (en) * 1999-06-18 2003-07-01 Ibm Method for printing a catalyst on substrates for electroless deposition
US6523285B1 (en) * 2000-09-05 2003-02-25 Hallmark Cards Incorporated Animated music box card
JP4677092B2 (ja) 2000-12-04 2011-04-27 株式会社アルバック フラットパネルディスプレイの電極形成方法
CN1145077C (zh) * 2001-07-27 2004-04-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 对绿光敏感的光致聚合物全息记录材料及其制备方法
AU2002353536A1 (en) * 2001-12-03 2003-06-17 Showa Denko K. K. Photosensitive composition and production processes for photosensitive film and printed wiring board
US7488570B2 (en) * 2003-12-16 2009-02-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of forming metal pattern having low resistivity
KR20060008534A (ko) * 2004-07-21 2006-01-27 삼성코닝 주식회사 신규 블랙 매트릭스, 그 제조방법 및 그를 이용한평판표시소자 및 전자파차폐 필터
KR20060046935A (ko) * 2004-11-12 2006-05-18 삼성코닝 주식회사 신규 블랙 매트릭스, 그 제조방법 및 그를 이용한평판표시소자 및 전자파차폐 필터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002289499A (ja) 2001-03-27 2002-10-04 National Institute For Materials Science 光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法
JP2003295428A (ja) 2001-03-29 2003-10-15 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成体の製造方法およびそれに用いるフォトマスク
JP2003209340A (ja) 2001-11-06 2003-07-25 Dainippon Printing Co Ltd 導電性パターン形成体の製造方法
JP2003209339A (ja) 2001-11-06 2003-07-25 Dainippon Printing Co Ltd 導電性パターン形成体の製造方法
JP2003307610A (ja) 2002-04-15 2003-10-31 Dainippon Printing Co Ltd 遮光層パターンの製造方法及び遮光層パターン形成物

Also Published As

Publication number Publication date
US20050202599A1 (en) 2005-09-15
CN1641483A (zh) 2005-07-20
JP2005183969A (ja) 2005-07-07
KR20050061285A (ko) 2005-06-22
US7504199B2 (en) 2009-03-17
CN100461000C (zh) 2009-02-11
JP4632243B2 (ja) 2011-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100709446B1 (ko) 저저항 금속패턴 형성 방법
KR100815376B1 (ko) 신규한 금속패턴 제조방법 및 이를 이용한 평판표시소자
DE69231893T2 (de) Verfahren und Zusammensetzungen für die stromlose Metallisierung
US7494926B2 (en) Method for forming highly conductive metal pattern on flexible substrate and EMI filter using metal pattern formed by the method
US7255980B2 (en) Black matrix, method for preparing the same, and flat panel display and electromagnetic interference filter using the same
KR100959751B1 (ko) 금속패턴 형성 방법 및 이를 이용한 전자파 차폐 필터
KR20110027487A (ko) 금속 패턴 형성용 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 형성방법
KR101037030B1 (ko) 금속 나노 결정을 이용한 금속패턴 형성 방법
US7488570B2 (en) Method of forming metal pattern having low resistivity
US7067237B2 (en) Method for forming pattern of one-dimensional nanostructure
KR20060081444A (ko) 포지티브 금속패턴 형성 방법 및 이를 이용한 전자파 차폐필터
US3783005A (en) Method of depositing a metal on a surface of a nonconductive substrate
US7205098B2 (en) Method for manufacturing high-transmittance optical filter for image display devices
KR20060008534A (ko) 신규 블랙 매트릭스, 그 제조방법 및 그를 이용한평판표시소자 및 전자파차폐 필터
KR100445314B1 (ko) 유기금속 화합물에 의한 고전도 금속의 배선 형성방법
KR100996316B1 (ko) 패키지를 허메틱 실링하기 위한 금속 패턴 형성방법
KR20030072977A (ko) 인듐-틴-옥사이드 전극 위에 은을 무전해 도금하는 방법
KR20050028646A (ko) 다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자
KR20060058559A (ko) 고해상도 화상 표시 장치용 광학필터의 제조방법 및 그에의해 제조된 광학필터
JPH093653A (ja) 導電材料の製造方法
KR101004935B1 (ko) 1차원 나노구조물의 패턴형성 방법
JP2652803B2 (ja) パラジウム活性化剤及び無電解めっき方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130318

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140325

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150313

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160412

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170818

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190405

Year of fee payment: 13