KR100987106B1 - 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티레이어 기판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 재료의 제한 없이 멀티레이어 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법은, 기재의 표면에 금속층을 형성하는 1단계; 상기 금속층의 표면에 제1보호피막 패턴을 형성하는 2단계; 상기 금속층을 상기 제1보호피막 패턴에 의해 선택적으로 양극산화시킨 뒤에 상기 제1보호피막을 제거하는 3단계; 상기 3단계에서 제1보호피막을 제거한 표면에 중간층을 형성하는 4단계; 상기 중간층의 표면에 제2보호피막 패턴을 형성하는 5단계; 상기 중간층을 상기 제2보호피막 패턴에 의해 선택적으로 에칭하는 6단계; 및 상기 제2보호피막을 제거하고 에칭 뒤에 남은 중간층에 도금을 실시하는 7단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도금이 쉬운 중간층을 형성하여 선택적 도금방법으로 도금층을 형성함으로써, 간단한 공정으로 멀티레이어 기판을 제조할 수 있으며, 도금이 어려운 재료를 이용하여 멀티레이어 기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

멀티레이어 기판, 양극산화, 알루미늄, 중간층

Description

중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING MULTI-LAYER CIRCUIT BOARD USING SELECTIVE PLATING BY FORMING MIDDLE-LAYER}

본 발명은 멀티레이어 기판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 재료의 제한 없이 멀티레이어 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

반도체 패키징, 멤스(MEMS) 또는 COG(칩온글라스)기판 등과 같은 디스플레이 분야에서 고성능화 내지 고집적화가 요구됨에 따라, 멀티레이어 기술이 필수적으로 사용되고 있다.

이러한 멀티레이어 기술은 다층의 금속배선구조로 이루어지고, 상부 및 하부 금속배선들 사이에 층간절연층이 개재되어 있는 것이다. 종래의 멀티레이어 기판 제조방법에서는 층간절연층을 SiO₂, DSG(SiOF), TFOS, BPSG 등의 재질로 형성하고 있으며, 이러한 층간절연층위에 도금을 실시하기 어렵다는 점이 멀티레이어 기판을 제조함에 있어서 큰 문제이다.

또한, 종래의 멀티레이어 기판 제조방법은, 전체적인 제조비용이 높고 제조공정이 복잡한 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 최근에는 알루미늄을 양극산화 방법으로 산화시킨 AOO(anodic aluminum oxide)를 절연층으로 사용하는 등의 다양한 방법이 개발되고 있다.

하지만, 새로운 멀티레이어 기판 제조방법에서 사용되는 알루미늄 등은 그 위에 도금을 실시하기 어려운 금속이라는 문제점이 있어 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 중간층을 형성하여 도금을 실시함으로써 재료의 제한 없이 멀티레이어 기판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법은, 기재의 표면에 금속층을 형성하는 1단계; 상기 금속층의 표면에 제1보호피막 패턴을 형성하는 2단계; 상기 금속층을 상기 제1보호피막 패턴에 의해 선택적으로 양극산화시킨 뒤에 상기 제1보호피막을 제거하는 3단계; 상기 3단계에서 제1보호피막을 제거한 표면에 중간층을 형성하는 4단계; 상기 중간층의 표면에 제2보호피막 패턴을 형성하는 5단계; 상기 중간층을 상기 제2보호피막 패턴에 의해 선택적으로 에칭하는 6단계; 및 상기 제2보호피막을 제거하고 에칭 뒤에 남은 중간층에 도금을 실시하는 7단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 4단계에서는 중간층을 형성하기에 앞서 1단계부터 3단계까지의 공정을 1번 이상 반복 수행하여 다층의 금속 회로 패턴을 형성시킨 뒤에 중간층을 형성하거나, 중간층을 형성하기에 앞서 제1보호피막이 제거된 표면 전체에 금속층을 증착한 뒤에 중간층을 형성하는 것도 가능하다.

이때, 4단계에서 제1보호피막을 제거한 뒤에 제1금속층 표면을 전면적으로 양극산화시켜 절연층을 형성하고, 상기 절연층에 관통홀을 형성한 뒤에, 중간층을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 7단계의 제2보호피막을 제거하기 전에, 상기 6단계에서 중간층을 에칭하여 드러난 금속층 또는 금속층의 양극산화층에 추가공정을 실시할 수 있다.

상기 금속층은 알루미늄층 또는 티타늄층 등 도금이 어려운 금속층이고, 상기 중간층은 도금이 쉬운 금속재질이며, 도금이 쉬운 금속은 Cu와 Au 등이 대표적이다.

그리고 상기 보호피막 패턴을 형성하는 방법은 감광성 포토레지스트를 이용한 포토 리소그래피 방법을 사용하며, 상기 중간층을 형성하는 방법은 스퍼터링, PECVD 등의 건식증착법이다.

본 발명에 따르면, 도금이 쉬운 중간층을 형성하여 선택적 도금방법으로 도금층을 형성함으로써, 간단한 공정으로 멀티레이어 기판을 제조할 수 있고, 이에 따라 도금이 어려운 재료를 이용하여 멀티레이어 기판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법을 나타내는 공정도이고, 도 2 내지 도 11은 제조과정을 도시한다.

도 2 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 준비된 기재(10)표면에 알루미늄층(20) 을 이베포레이션 방법 등을 이용하여 균일한 두께로 증착한다.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이 알루미늄층(20) 표면에 제1보호피막인 감광성 포토레지스트층(30)을 도포한 뒤에 포토리소그래피를 이용하여 패턴을 형성한다.

도 5는 포토레지스트층(30) 패턴이 형성된 알루미늄층(20)에 양극산화공정을 실시한 모습을 나타낸다. 이러한 양극산화공정은 10V의 전압조건에서 옥살산(oxalic acid)을 용해제로 이용하여 진행될 수 있다. 포토레지스트층(30) 패턴이 형성되지 않은 부분의 알루미늄층(20)은 양극산화공정에 의해 산화되어 절연체인 산화층(20a)으로 변하고, 패턴이 형성된 곳은 산화되지 않은 알루미늄층인 제1금속배선(20b)이 된다. 이렇게 단일층으로 형성된 회로기판의 위에 새로운 회로기판을 형성하여 멀티레이어 기판을 제조하기 위해서는 알루미늄과 산화알루미늄이 혼재된 회로기판 위에 니켈금속 등을 도금하여 제2금속배선을 패터닝하여야 한다. 하지만 알루미늄과 산화알루미늄은 도금이 어려운 재질인 것이 문제이다.

도 6 내지 도 7은 이러한 문제를 해결하기 위하여 포토레지스트층(30) 패턴을 제거하고, 제거된 전체면에 중간층(40)을 형성한 모습을 나타낸다. 이 중간층(40)은 도금이 쉬운 Au 또는 Cu 금속층이며, 스퍼터링 또는 PECVD 등의 건식증착방법을 이용하면 알루미늄 영역이나 산화알루미늄 영역에 안정적인 층을 형성할 수 있다.

다음으로, 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 중간층(40) 표면에 제2보호피막인 감광성 포토레지스트층(50)을 도포한 뒤에 포토리소그래피를 이용하여 패턴을 형성하고, 포토레지스트층(50) 패턴이 형성되지 않은 부분의 중간층(40)을 에칭하여 제거한다. 이때, 원하는 멀티레이어 기판의 형상에 따라 제1금속배선(20b)과 산화층(20a)의 적당한 영역 위에 중간층(40)이 남도록 조절할 수 있다. 또한, 포토레지스트층(50)을 제거하기 전에 중간층(40)이 제거되어 드러난 알루미늄층(20)에 추가공정을 실시한다면 잔류하는 중간층(40)의 손상 없이 공정을 진행할 수 있을 것이다.

도 10 내지 도 11은 포토레지스트층(50)을 제거하고, 잔류하는 중간층(40)위에 도금을 실시한 모습을 나타낸다. 도금이 어려운 알루미늄이나 산화알루미늄 영역을 제외한 중간층(40) 위에만 도금층(60)이 형성되며 제2금속배선으로 작용하는 도금층(60)은 니켈 도금일 수 있다. 이렇게 제1금속배선과 제2금속배선을 갖는 멀티레이어 기판을 제조할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 공정도이고, 도 13 내지 도 은 제조과정을 도시한다.

도 13 내지 도 16은 상기 도 2 내지 도 5에서 설명한 것과 같다.

도 17 내지 도 18은 포토레지스트층(30) 패턴을 제거하고, 전면에 양극산화공정을 실시하여 절연층(70)을 형성한 모습을 나타낸다. 이로써 멀티레이어 기판의 층을 나누는 절연층이 형성된다.

도 19 내지 도 20은 절연층(70)에 관통홀(80)을 형성하고, 전면에 중간층(40)을 형성한 모습을 나타낸다. 관통홀(80)은 멀티레이어 기판에서 다른층의 배선을 연결하는 역할을 한다. 중간층(40)은 도금이 쉬운 Au 또는 Cu 금속층이 며, 스퍼터링 또는 PECVD 등의 건식증착방법을 이용하면 알루미늄 영역이나 산화알루미늄 영역에 안정적인 층을 형성할 수 있다.

이후에 실시하는 도 21 내지 도 24는 상기 도 8 내지 도 11에서 설명한 것과 같다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법을 나타내는 공정도이다.

도 2 내지 도 11은 도 1의 제조방법으로 멀티레이어 기판을 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 멀티레이어 기판 제조방법을 나타내는 공정도이다.

도 13 내지 도 24는 도 12의 제조방법으로 멀티레이어 기판을 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 기재 20: 알루미늄층

30, 50: 포토레지스트층 40: 중간층

60: 도금층 70: 절연층

Claims (9)

1. 기재의 표면에 알루미늄 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 사용하여 금속층을 형성하는 1단계;

   상기 금속층의 표면에 제1보호피막 패턴을 형성하는 2단계;

   상기 금속층을 상기 제1보호피막 패턴에 의해 선택적으로 양극산화시킨 뒤에 상기 제1보호피막을 제거하는 3단계;

   상기 3단계에서 제1보호피막을 제거한 표면에 중간층을 형성하는 4단계;

   상기 중간층의 표면에 제2보호피막 패턴을 형성하는 5단계;

   상기 중간층을 상기 제2보호피막 패턴에 의해 선택적으로 에칭하는 6단계; 및

   상기 제2보호피막을 제거하고 에칭 뒤에 남은 중간층에 도금을 실시하는 7단계를 포함하며,

   상기 3단계에서 제1보호피막을 제거한 뒤 금속층 표면 전체를 양극산화시켜 절연층을 형성하고 상기 절연층에 관통홀을 형성한 후 전체면에 금속층을 증착하고, 상기 6단계에서 중간층을 에칭하여 드러난 금속층 또는 금속층 양극산화층에 추가공정을 실시하는 것을 특징으로 하는, 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 4단계를 실시하기에 앞서, 상기 1단계 내지 3단계를 1번 이상 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 중간층이 도금이 쉬운 금속재질인 것을 특징으로 하는 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 보호피막 패턴을 형성하는 방법이 감광성 포토레지스트를 이용한 포토 리소그래피 방법인 것을 특징으로 하는 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 중간층을 형성하는 방법이 스퍼터링, PECVD 등의 건식증착방법인 것을 특징으로 하는 중간층 형성을 통한 선택적 도금을 이용한 멀티레이어 기판 제조방법.

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