KR101407627B1 - A Device of forming Metal patten and A Method of forming Metal patten using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 제공된 레이저광의 초점을 맞추고, 레이저광의 크기를 축소하기 위한 프로젝션부; 및 상기 프로젝션부를 거친 상기 레이저광이 조사되는 전해조를 포함하는 금속패턴 형성 장치 및 이를 이용한 금속패턴 형성 방법에 관한 것으로, 포토리소그라피 공정을 배제할 수 있기 때문에, 공정이 단순할 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키는 문제점을 해결할 수 있고, 패턴의 형상, 정밀도 및 생산성이 우수한 금속패턴을 형성할 수 있다.The present invention relates to a laser processing apparatus, A projection unit for focusing the laser light provided from the laser generation unit and reducing the size of the laser light; And an electrolytic bath irradiated with the laser beam through the projection unit, and a method of forming a metal pattern using the same. In addition, since the photolithography process can be eliminated, the process is simple, Can be solved, and a metal pattern excellent in pattern shape, precision, and productivity can be formed.

Description

금속패턴 형성 장치 및 이를 이용한 금속패턴 형성 방법{A Device of forming Metal patten and A Method of forming Metal patten using the same} [0001] The present invention relates to a metal pattern forming apparatus and a metal pattern forming method using the metal pattern forming apparatus,

본 발명은 금속패턴 형성 장치 및 이를 이용한 금속패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이저를 이용한 액상환원법에 의해 금속패턴을 형성하기 위한 금속패턴 형성 장치 및 이를 이용한 금속패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal pattern forming apparatus and a metal pattern forming method using the same, and more particularly, to a metal pattern forming apparatus for forming a metal pattern by a liquid phase reduction method using a laser and a metal pattern forming method using the same.

일반적으로 도전성 금속패턴은 기판상에 금속막을 형성한 후 선택적으로 금속막을 제거하여 형성한다. Generally, the conductive metal pattern is formed by forming a metal film on a substrate and then selectively removing the metal film.

상기 금속막을 형성하기 위해서는 형성하려는 금속막의 두께에 따라 진공 증착법 또는 도금법이 주로 이용되며, 선택적으로 금속막을 제거하기 위해서는 감광성 레지스트를 금속박막위에 형성한 후 선택적으로 노광하고 현상하는 과정을 통하여 제거가 필요한 금속막 부분을 노출시킨 후, 에칭액을 이용하여 녹여내는 포토리소그라피 패터닝 방법이 일반적으로 사용된다.In order to form the metal film, a vacuum evaporation method or a plating method is mainly used depending on the thickness of the metal film to be formed. In order to selectively remove the metal film, a photosensitive resist is formed on the metal thin film, A photolithographic patterning method is generally used in which a portion of a metal film is exposed and then dissolved using an etching solution.

또는, 먼저 감광성 레지스트를 이용하여 기판(기재)위에 레지스트 패턴을 형성하고, 금속막을 형성한 후 현상을 통하여 레지스트 상부에 있는 금속을 제거하거나 기판이 드러난 부분에만 금속이 도금되도록 하는 방법도 많이 이용된다.Alternatively, a method in which a resist pattern is first formed on a substrate (substrate) using a photosensitive resist, a metal film is formed, and metal is removed from the upper portion of the resist through development, or the metal is plated only on the exposed portion of the substrate .

특히, 포토리소그라피 공정의 경우, 형성되는 미세 패턴의 특성이 매우 우수하고 공정이 안정한 장점이 있으나, 레지스트 필름의 코팅, 노광, 현상 및 에칭과 같은 많은 공정이 필요하며 현상액과 에칭액 및 레지스트 제거액 등 많은 종류의 용액들을 사용하므로 공정비용이 고가일 뿐만 아니라 환경오염을 발생시키는 단점이 있다.Particularly, the photolithography process has advantages in that the fine patterns to be formed are excellent in properties and the process is stable. However, many processes such as coating, exposure, development, and etching of a resist film are required, and many processes such as developing solution, etching solution, The use of such solutions is not only expensive but also causes environmental pollution.

예를 들어, 구리박막 패턴을 형성하는 경우에 있어서, 종래에는 기판 상에 도금법을 이용하여 형성된 구리박막을 부착한 후, 포토리소그라피 방법을 통하여 일정 패턴의 구리박막 패턴을 형성할 수 있다.For example, in the case of forming a copper thin film pattern, conventionally, a copper thin film formed by using a plating method may be attached to a substrate, and then a copper thin film pattern of a predetermined pattern may be formed through a photolithography method.

보다 구체적으로는 도금법으로 임시 기판상에 일정 두께의 구리박막을 형성하고, 상기 구리박막을 임시기판으로부터 떼어낸 후, 이 구리박막을 유리기판에 부착한다. More specifically, a copper thin film having a predetermined thickness is formed on a temporary substrate by a plating method, the copper thin film is removed from the temporary substrate, and then the copper thin film is attached to the glass substrate.

상기 유리기판에 구리박막을 부착한 후 부착된 구리박막 위에 포토레지스트를 코팅하고 형성하고자 하는 패턴을 포함하는 포토마스크를 이용하여 포토레지스트를 감광한 후 현상액을 이용하여 녹여내고 남은 포토레지스트를 제거하여 원하는 형태의 구리 박막 패턴을 형성할 수 있다.After attaching a copper foil to the glass substrate, a photoresist is coated on the copper foil, and the photoresist is photographed using a photomask including a pattern to be formed. The photoresist is dissolved by using a developing solution, and the remaining photoresist is removed A copper thin film pattern of a desired shape can be formed.

하지만, 이러한 종래의 패턴 형성 방법은 이와 같이 복합한 공정이 필요하며, 또한, 도금액, 감광제, 현상액, 에칭액 등 많은 종류의 용액이 사용되는 문제점이 있다.However, such a conventional pattern forming method requires such a complicated process, and also has a problem that many kinds of solutions such as a plating solution, a photosensitizer, a developer, and an etching solution are used.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 금속패턴 형성공정에 비하여, 환경친화적이고, 공정이 단순하고, 경제적인 금속패턴 형성방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a method of forming a metal pattern that is environmentally friendly, simple, and economical compared to the conventional metal pattern forming process.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 제공된 레이저광의 초점을 맞추고, 레이저광의 크기를 축소하기 위한 프로젝션부; 및 상기 프로젝션부를 거친 상기 레이저광이 조사되는 전해조를 포함하는 금속패턴 형성 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, A projection unit for focusing the laser light provided from the laser generation unit and reducing the size of the laser light; And an electrolytic bath irradiated with the laser beam passed through the projection unit.

또한, 본 발명은 상기 프로젝션부는 대물렌즈를 포함하며, 상기 대물렌즈는 상기 레이저광의 초점을 맞추고, 크기를 축소하는 금속패턴 형성 장치를 제공한다.Further, the present invention provides a metal pattern forming apparatus for focusing the laser light and reducing the size of the laser light, wherein the projection section includes an objective lens.

또한, 본 발명은 상기 프로젝션부는 배율 확대를 조절하여 주는 접안렌즈를 더 포함하며, 상기 접안렌즈과 상기 대물렌즈의 조합은 현미경으로 기능하는 금속패턴 형성 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a metal pattern forming apparatus in which the projection section further comprises an eyepiece lens for adjusting magnification, and the combination of the eyepiece and the objective lens functions as a microscope.

또한, 본 발명은 상기 전해조는 금속 프리커서를 함유한 전해액을 포함하는 금속패턴 형성 장치를 제공한다.The present invention also provides a metal pattern forming apparatus including an electrolytic solution containing a metal precursor.

또한, 본 발명은 상기 전해액에 베이스 기재가 침지되고, 상기 베이스 기재 상에 상기 레이저광이 조사됨으로써, 상기 레이저광이 조사되는 영역에 금속패턴이 석출되는 금속패턴 형성 장치를 제공한다.The present invention also provides a metal pattern forming apparatus in which a base material is immersed in the electrolyte solution and the base material is irradiated with the laser beam to deposit a metal pattern in a region irradiated with the laser beam.

또한, 본 발명은 금속패턴을 형성하기 위한 베이스 기재를 준비하는 단계; 상기 베이스 기재를 전해액에 침지시키는 단계; 레이저 발생부로부터 발생된 레이저광을 상기 베이스 기재에 조사하는 단계; 및 상기 베이스 기재 상에 상기 레이저광을 조사하여, 상기 베이스 기재 상에 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 금속패턴 형성 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a metal pattern, comprising: preparing a base substrate for forming a metal pattern; Immersing the base substrate in an electrolytic solution; Irradiating the base substrate with laser light generated from the laser generating unit; And irradiating the base material with the laser beam to form a metal pattern on the base material.

또한, 본 발명은 상기 베이스 기재 상에 금속 패턴을 형성하는 단계 이후, 상기 베이스 기재에 원하는 금속패턴이 형성되었는지를 판단하는 단계를 포함하고, 원하는 금속 패턴이 형성된 경우에는 레이저광의 조사를 종료하고, 원하는 금속패턴이 형성되지 않은 경우에는 레이저광의 조사를 반복하는 금속패턴 형성 방법을 제공한다.The method may further include, after forming the metal pattern on the base substrate, determining whether a desired metal pattern is formed on the base substrate, and when the desired metal pattern is formed, And when the desired metal pattern is not formed, the irradiation of the laser beam is repeated.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 포토리소그라피 공정을 배제할 수 있기 때문에, 공정이 단순할 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키는 문제점을 해결할 수 있다.According to the present invention as described above, since the photolithography process can be excluded, it is possible to solve not only a simple process but also a problem of causing environmental pollution.

또한, 본 발명에서는 레이저광을 조사한 영역에 화학적 환원법에 의한 금속패턴이 형성되는 방법을 채용함으로써, 일반적인 무전해 도금방법에 비하여, 패턴의 형상, 정밀도 및 생산성이 우수하다.Further, in the present invention, by adopting a method in which a metal pattern is formed by a chemical reduction method in a region irradiated with a laser beam, the pattern shape, precision, and productivity are superior to general electroless plating methods.

도 1은 본 발명에 따른 금속패턴 형성 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 금속패턴의 형성 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 실험예 1에 따른 구리 석출상태를 도시하는 사진이다.
도 4는 실험예 2에 따른 구리 석출상태를 도시하는 사진이다.
도 5는 실험예 3에 따른 구리 석출상태를 도시하는 사진이다.
도 6a은 레이저의 파워 및 전해액 조성에 따른 금속패턴의 라인폭의 관계를 도시한 그래프이며, 도 6b는 레이저의 파워 및 전해액 조성에 따른 금속패턴의 저항의 관계를 도시한 그래프이다.
1 is a schematic view showing a metal pattern forming apparatus according to the present invention.
2 is a flowchart showing a method of forming a metal pattern according to the present invention.
3 is a photograph showing the copper precipitation state according to Experimental Example 1. Fig.
4 is a photograph showing the copper precipitation state according to Experimental Example 2. Fig.
5 is a photograph showing the copper precipitation state according to Experimental Example 3. Fig.
FIG. 6A is a graph showing the relationship between the power of the laser and the line width of the metal pattern according to the electrolyte composition, and FIG. 6B is a graph showing the relationship between the resistivity of the metal pattern and the power of the laser and the composition of the electrolyte.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 금속패턴 형성 장치를 도시한 개략적인 도면이다.1 is a schematic view showing a metal pattern forming apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금속패턴 형성 장치는 레이저 발생부(20), 상기 레이저 발생부로부터 제공된 레이저광의 초점을 맞추고, 레이저광의 크기를 축소하기 위한 프로젝션부(40), 상기 프로젝션부(40)를 거친 레이저광이 조사되는 전해조(50)를 포함한다.1, the apparatus for forming a metal pattern according to the present invention includes a laser generating unit 20, a projection unit 40 for focusing the laser light provided from the laser generating unit and reducing the size of the laser light, And an electrolytic bath 50 to which laser light passed through the electrolytic bath 40 is irradiated.

보다 구체적으로, 상기 레이저 발생부(20)는 본 발명에 따른 금속패턴의 형성에 있어서, 후술할 바와 같은 금속패턴의 석출을 위한 에너지원을 제공하는 것이다.More specifically, the laser generation unit 20 provides an energy source for depositing a metal pattern, which will be described later, in the formation of the metal pattern according to the present invention.

상기 레이저 발생부에서 발생되는 레이저는 헬륨-네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 크립톤 이온 레이저, 헬륨-카드뮴 이온 레이저, 이산화탄소 레이저, 엑시머 레이저, ND:YAG 레이저, ND:유리 레이저, ND:YLF 레이저, 반도체 레이저, 다이오드 펌프 레이저, 유기 색소 레이저, 화학 레이저, 자유 전자 레이저, X-선 레이저, 및 가변 파장 레이저로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 그 이상을 포함하는 레이저일 수 있으며, 다만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 따라서, 본 발명에서 상기 레이저의 종류에 한정되는 것은 아니다.The laser generated in the laser generating portion may include at least one selected from the group consisting of a helium-neon laser, an argon ion laser, a krypton ion laser, a helium-cadmium ion laser, a carbon dioxide laser, an excimer laser, But may be a laser including one or more selected from the group consisting of a laser, a diode pump laser, an organic dye laser, a chemical laser, a free electron laser, an X-ray laser, and a variable wavelength laser, Therefore, the present invention is not limited to the kind of the laser.

한편, 상기 레이저 발생부에서 레이저가 발생하는 것은 일반적인 레이저 기술분야에서 공지된 방법을 사용할 수 있다.Meanwhile, it is possible to use a method known in the general laser technology to generate the laser in the laser generating part.

예를 들어, 상기 레이저 발생부에서는 가공되지 않은 원시 레이저광을 발생하고, 상기 레이저 발생부는 레이저 발생 튜브(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 레이저 발생 튜브는 각각 상부전극과 하부전극을 포함하며, 이들 사이에 Ar, Cl, He, Ne 가스 등이 충진되어 있는 구조이다. 원시 레이저광의 크기는 12mm×36mm 정도일 수 있으며, 펄스 유지시간은 약 20ns일 수 있으나, 본 발명에서 상기 레이저광의 종류를 한정하는 것은 아니다.For example, the laser generating unit may generate raw laser light that has not been processed, and the laser generating unit may include a laser generating tube (not shown). Each of the laser generating tubes includes an upper electrode and a lower electrode, and is filled with Ar, Cl, He, or Ne gas. The size of the raw laser light may be about 12 mm x 36 mm, and the pulse retention time may be about 20 ns, but the kind of the laser light is not limited in the present invention.

한편, 상기 레이저 발생부로부터 발생된 가공되지 않은 원시 레이저광을 가공하기 위한 광학계(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 광학계는 복수의 미러와 렌즈를 포함하여, 펄스 유지시간을 감소 또는 증가시키거나, 레이저광을 원하는 크기로 조절할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 광학계의 포함여부를 제한하는 것은 아니다.The optical system may include an optical system (not shown) for processing the raw laser light generated from the laser generating unit, and the optical system may include a plurality of mirrors and lenses to reduce or increase the pulse holding time Alternatively, the laser beam can be adjusted to a desired size. However, the present invention does not limit the inclusion of the optical system.

이때, 본 발명에서는 상기 레이저 발생부(20)에 전원을 공급하기 위한, 레이저 전원 공급부(10)를 포함할 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 레이저 전원 공급부의 유무를 한정하는 것은 아니다.In this case, the present invention may include a laser power supply unit 10 for supplying power to the laser generation unit 20, but the present invention does not limit the presence or absence of the laser power supply unit.

계속해서, 도 1을 참조하면, 상기 레이저 발생부로부터 제공된 레이저광은 프로젝션부(40)로 제공되며, 이때, 레이저광이 프로젝션부로 제공되는 것은, 레이저 발생부와 프로젝션부의 경로사이에 위치하는 제1반사미러(30)를 통해 레이저광이 반사되어, 프로젝션부로 제공될 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 제1반사미러의 유무를 한정하는 것은 아니다.1, the laser light provided from the laser generation unit is provided to the projection unit 40, wherein the laser light is provided to the projection unit, The laser light may be reflected through the first reflection mirror 30 to be provided to the projection unit. However, the present invention does not limit the presence or absence of the first reflection mirror.

상기 프로젝션부(40)는 대물렌즈(41)를 포함할 수 있으며, 상기 대물렌즈(41)를 통해, 상기 레이저광의 초점이 맞추어지고, 레이저광의 크기를 축소할 수 있다.The projection unit 40 may include an objective lens 41 through which the laser beam can be focused and the size of the laser beam can be reduced.

한편, 본 발명에서 상기 프로젝션부(40)는 일측에 상, 하 이동 가능하게 장착되어 대상물의 배율 확대를 조절하여 주는 접안렌즈(43)를 포함할 수 있으며, 사용자는 상기 접안렌즈(43)과 상기 대물렌즈(41)를 통해, 레이저광의 조사 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.In the present invention, the projection unit 40 may include an eyepiece lens 43 which is mounted on one side so as to be movable up and down and adjusts magnification of an object. The user may use the eyepiece 43, Through the objective lens 41, the irradiation state of the laser light can be confirmed in real time.

즉, 상기 접안렌즈와 대물렌즈의 조합은 현미경과 같은 기능을 하는 것으로, 이를 통해, 레이저광의 조사상태를 실시간으로 관찰할 수 있다.That is, the combination of the eyepiece lens and the objective lens has the same function as the microscope, whereby the irradiation state of the laser light can be observed in real time.

본 발명에서는 상기 대물렌즈가 레이저광의 초점을 맞추고 레이저광의 크기를 축소하는 레이저 조사장치의 일부로써 기능할 뿐만 아니라, 상기 접안렌즈와 조합됨으로써, 현미경과 같은 관찰장치의 일부로써 기능할 수 있다.In the present invention, the objective lens not only functions as a part of a laser irradiation device that focuses laser light and reduces the size of the laser light, but also can function as a part of an observation device such as a microscope by being combined with the eyepiece lens.

이때, 상기 대물렌즈는 레이저광의 조사경로에 위치하는 것이 바람직하고, 사용자가 레이저광의 조사 상태를 관찰하는 위치는 레이저광의 조사경로를 회피하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the objective lens is located in the irradiation path of the laser light, and it is preferable that the position where the user observes the irradiation state of the laser light avoids the irradiation path of the laser light.

즉, 레이저광의 조사경로와 사용자의 관찰경로가 상이한 것이 바람직하므로, 상기 대물렌즈가 사용자의 관찰경로에서 접안렌즈와 조합되어 현미경으로 기능할 수 있도록, 접안렌즈와 대물렌즈의 경로사이에 제2반사미러(42)를 포함하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable that the irradiation path of the laser beam and the observation path of the user are different from each other. Therefore, it is preferable that the objective lens is combined with the eyepiece lens in the observation path of the user so as to function as a microscope, It is preferable to include a mirror 42.

계속해서, 도 1을 참조하면, 상기 프로젝션부(40)를 거친 레이저광은 전해조(50)에 조사되며, 본 발명에서 상기 전해조(50)는 화학적 환원에 의한 금속 석출을 위한 전해액(60)을 포함하고 있다.1, the laser light passing through the projection unit 40 is irradiated to the electrolytic bath 50, and in the present invention, the electrolytic bath 50 is provided with an electrolytic solution 60 for metal precipitation by chemical reduction .

이때, 상기 전해액(60)에는 베이스 기재(70)가 침지되고, 상기 베이스 기재(70) 상에 레이저광이 조사됨으로써, 상기 레이저광이 조사되는 영역에 금속패턴이 석출되어, 금속패턴이 형성될 수 있다.At this time, a base material 70 is immersed in the electrolyte solution 60, and a laser beam is irradiated onto the base material 70, whereby a metal pattern is deposited in a region irradiated with the laser beam, .

즉, 본 발명에 따른 금속패턴 형성 장치에 의한 금속패턴 형성은 금속 프리커서를 포함하는 전해액의 액상 금속의 환원에 의해 금속패턴이 형성되는데, 이때, 본 발명에서 금속 환원시의 필요 에너지원을 상술한 레이저광에 의해 제공할 수 있다.That is, in forming the metal pattern by the metal pattern forming apparatus according to the present invention, the metal pattern is formed by reducing the liquid metal of the electrolyte including the metal precursor. In this case, Can be provided by one laser beam.

일반적으로, 무전해 도금이라 함은 화학도금 또는 자기촉매 도금이라고도 불리는 것으로, 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고 금속염 수용액 중의 금속이온을 환원제의 힘에 의해 자기 촉매적으로 환원시켜 피처리물인 베이스 기재의 표면 위에 금속을 석출시키는 방법을 말한다.Generally, electroless plating is also referred to as chemical plating or autocatalytic plating. The electroless plating is a method of autocatalytically reducing metal ions in a metal salt aqueous solution without being supplied with electric energy from the outside, And the metal is deposited on the surface.

즉, 통상의 전기도금은 도금될 물품을 음극으로 하고 전기를 흘려서 전해액 중에 용해된 금속이온이 도금될 물품의 표면에 석출되도록 하는 도금방법을 말하는데, 무전해 도금은 전기를 흘리지 않고도 도금이 되도록하는 방법이다.That is, the conventional electroplating refers to a plating method in which metal ions dissolved in an electrolytic solution are precipitated on the surface of an article to be plated by flowing an electric current through an article to be plated as an anode. The electroless plating is performed by plating Method.

따라서, 무전해 도금은 전기를 공급할 수 없거나 공급하기 어려운 플라스틱 등의 재질을 가진 베이스 기재의 표면 도금에 많이 사용되는데, 상술한 바와 같이, 무전해 도금은 통상의 전기도금법과 달리 전기 공급에 의한 전자교환이 이루어지지 않기 때문에, 전해액속의 이온의 석출을 위한 별도의 전자교환과정이 이루어질 필요가 있다. Therefore, the electroless plating is widely used for surface plating of a base material having a material such as plastic which can not supply electricity or is difficult to supply electricity. As described above, electroless plating is different from the conventional electroplating method in that electrons It is necessary to perform a separate electronic exchange process for the precipitation of ions in the electrolyte solution.

이때, 상기 전자교환과정을 위해 금속이온에 전자를 공급해주기 위한 환원제가 전해액 속에 같이 포함될 수 있는데, 이러한 환원제가 석출 또는 도금될 금속이온과 접촉하자마자 금속이온을 환원시킬 정도로 상기 환원반응의 활성화 에너지가 낮다면 베이스 기재의 표면에만 금속이온이 석출되는 것이 아니라 전해액 모든 부위에서 금속이온이 석출되어 침전되어 버리므로 도금효과를 얻을 수가 없는 문제점이 있다.At this time, a reducing agent for supplying electrons to the metal ion for the electron exchange process may be included in the electrolyte solution. The activation energy of the reduction reaction may be reduced to such an extent that the reducing agent contacts the metal ion to be precipitated or plated, There is a problem that the plating effect can not be obtained because the metal ions are precipitated and precipitated from all the sites of the electrolytic solution rather than the metal ions are precipitated only on the surface of the base substrate.

하지만, 본 발명에 따른 금속패턴의 형성방법은 금속이온과 함께 전해액 속에 존재하는 환원제에 의한 금속이온의 환원반응은 활성화 에너지원으로 레이저광을 조사함으로써, 레이저광이 조사되는 베이스 기재의 표면에 효과적으로 금속이온이 선택적으로 석출되어, 레이저광의 조사경로에 따라 원하는 금속패턴을 석출할 수 있다.However, in the method of forming a metal pattern according to the present invention, the reduction reaction of a metal ion by a reducing agent present in an electrolyte solution together with a metal ion is effectively performed by irradiating laser light as an activation energy source, Metal ions are selectively precipitated, and a desired metal pattern can be precipitated along the irradiation path of the laser light.

이때, 상기 베이스 기재(70)는 유리, 실리콘 웨이퍼, 금속기판, 아크릴 고분자, 폴리카보네이트 고분자, 사이클로 올레핀 고분자(COP), 에폭시 고분자 및 에스테르 고분자 필름으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 일종의 기재(기판)이 사용될 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 베이스 기재의 종류를 한정하는 것은 아니다.At this time, the base substrate 70 may be a substrate (substrate) selected from the group consisting of glass, a silicon wafer, a metal substrate, an acrylic polymer, a polycarbonate polymer, a cycloolefin polymer (COP), an epoxy polymer and an ester polymer film However, the type of the base substrate is not limited in the present invention.

또한, 상기 전해액은, 금속 프리커서를 포함하는 전해액의 액상 금속의 환원에 의해 금속패턴을 형성하기 위하여, 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 상기 전해액의 종류를 한정하는 것은 아니다.The electrolytic solution may be at least one selected from the group consisting of copper (Cu), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), iron (Fe ), Cobalt (Co), and alloys thereof. However, the type of the electrolyte solution is not limited in the present invention.

예를 들어, 상기 전해액은 금속 환원 반응에 의해 금속패턴을 형성하기 위한 이온원 및 환원제를 포함하며, 또한, pH 조정제를 포함할 수 있다.For example, the electrolytic solution includes an ion source and a reducing agent for forming a metal pattern by a metal reduction reaction, and may further include a pH adjusting agent.

보다 구체적으로, 예를 들어, 형성되는 금속패턴이 구리 배선이라고 가정시, 상기 이온원은 CuSO4, CuO, CuCl2, Cu(NO3)2 중에서 선택되는 적어도 1종일 수 있고, 상기 환원제는 알데히드, 차아인산염, 수소화붕소염 및 히드라진 중에서 선택되는 적어도 어느 1종일 수 있으며, 상기 pH조정제는 KOH, NaOH, Ca(OH)2, NH4OH 중에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.More specifically, for example, assuming that the metal pattern to be formed is a copper wiring, the ion source may be at least one selected from CuSO 4 , CuO, CuCl 2 , and Cu (NO 3 ) 2 , , Hypophosphite, borohydride, and hydrazine. The pH adjuster may be at least one selected from the group consisting of KOH, NaOH, Ca (OH) 2 and NH 4 OH.

한편, 본 발명에 따른 전해액은 상술한 레이저광의 흡수를 촉진할 수 있는 광흡수 촉진제를 포함할 수 있으며, 상기 광흡수 촉진제는 중크롬산염, 예를 들면 중크롬산나트륨 또는 중크롬산칼륨을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 실험예를 통해 설명하기로 한다.Meanwhile, the electrolyte according to the present invention may include a light absorption promoter capable of promoting the absorption of the laser light, and the light absorption promoter may include a dichromate such as sodium bichromate or potassium bichromate. This will be described in connection with experimental examples.

이때, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 전해조를 지지하기 위한 스테이지를 포함할 수 있으며, 상기 스테이지는 X,Y,Z 방향으로 이동가능할 수 있다.At this time, although not shown in the figure, the stage may include a stage for supporting the electrolyzer, and the stage may be movable in X, Y, and Z directions.

한편, 미설명부호 80은 스크린으로, 상기 전해조에 조사된 레이저광이 투사될 수 있다.On the other hand, the reference numeral 80 is a screen, and laser light irradiated to the electrolytic bath can be projected.

이하에서는, 본 발명에 따른 금속패턴 형성 장치를 이용한, 금속패턴의 형성방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for forming a metal pattern using the apparatus for forming a metal pattern according to the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 따른 금속패턴의 형성 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart showing a method of forming a metal pattern according to the present invention.

도 2를 참조하면, 먼저, 금속패턴을 형성하기 위한 베이스 기재를 준비하고, 상기 베이스 기재를 전해액에 침지시킨다(S110). 이때, 상기 전해액은 전해조에 수용될 수 있다. Referring to FIG. 2, first, a base material for forming a metal pattern is prepared, and the base material is immersed in an electrolyte (S110). At this time, the electrolytic solution can be accommodated in the electrolytic bath.

상기 베이스 기재는 유리, 실리콘 웨이퍼, 금속기판, 아크릴 고분자, 폴리카보네이트 고분자, 사이클로 올레핀 고분자(COP), 에폭시 고분자 및 에스테르 고분자 필름으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 일종의 기재(기판)이 사용될 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 베이스 기재의 종류를 한정하는 것은 아니다.The base substrate may be a substrate (substrate) selected from the group consisting of glass, a silicon wafer, a metal substrate, an acrylic polymer, a polycarbonate polymer, a cycloolefin polymer (COP), an epoxy polymer and an ester polymer film, But the kind of the base substrate is not limited in the present invention.

한편, 본 발명에 따른 금속패턴의 형성 방법은 금속의 환원반응에 의해 형성되는 것이므로, 상기 베이스 기재는 전기를 공급할 수 없거나 공급하기 어려운 플라스틱 등의 재질이어도 무방하다.On the other hand, since the method of forming a metal pattern according to the present invention is formed by a metal reduction reaction, the base substrate may be made of a material such as plastic which can not supply electricity or is difficult to supply.

또한, 상기 전해액은, 금속 프리커서를 포함하는 전해액의 액상 금속의 환원에 의해 금속패턴을 형성하기 위하여, 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 상기 전해액의 종류를 한정하는 것은 아니다.The electrolytic solution may be at least one selected from the group consisting of copper (Cu), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), iron (Fe ), Cobalt (Co), and alloys thereof. However, the type of the electrolyte solution is not limited in the present invention.

예를 들어, 상기 전해액은 이온원 및 환원제를 포함하며, 또한, pH 조정제를 포함할 수 있고, 특히, 본 발명에서는 레이저광의 흡수를 촉진할 수 있는 광흡수 촉진제를 포함함으로써, 금속패턴의 형성을 보다 효율적으로 진행할 수 있다. 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.For example, the electrolytic solution contains an ion source and a reducing agent, and may further include a pH adjusting agent. In particular, in the present invention, by including a light absorption promoter capable of promoting absorption of laser light, It can proceed more efficiently. Since this is the same as described above, a detailed description will be omitted.

다음으로, 레이저 발생부로부터 발생된 레이저광을 상기 베이스 기재에 조사한다(S120).Next, the base substrate is irradiated with the laser light generated from the laser generating portion (S120).

이때, 상기 베이스 기재 상에 레이저광을 조사하여 금속 패턴을 형성된다. At this time, laser light is irradiated onto the base substrate to form a metal pattern.

상기 레이저 발생부에서 발생되는 레이저는 헬륨-네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 크립톤 이온 레이저, 헬륨-카드뮴 이온 레이저, 이산화탄소 레이저, 엑시머 레이저, ND:YAG 레이저, ND:유리 레이저, ND:YLF 레이저, 반도체 레이저, 다이오드 펌프 레이저, 유기 색소 레이저, 화학 레이저, 자유 전자 레이저, X-선 레이저, 및 가변 파장 레이저로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 그 이상을 포함하는 레이저일 수 있으며, 다만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 따라서, 본 발명에서 상기 레이저의 종류에 한정되는 것은 아니다. 이는 상술한 바와 같으므로, 이하, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The laser generated in the laser generating portion may include at least one selected from the group consisting of a helium-neon laser, an argon ion laser, a krypton ion laser, a helium-cadmium ion laser, a carbon dioxide laser, an excimer laser, But may be a laser including one or more selected from the group consisting of a laser, a diode pump laser, an organic dye laser, a chemical laser, a free electron laser, an X-ray laser, and a variable wavelength laser, Therefore, the present invention is not limited to the kind of the laser. Since this is the same as described above, a detailed description will be omitted below.

한편, 상술한 바와 같이, 금속이온과 함께 전해액 속에 존재하는 환원제에 의한 금속이온의 환원반응은 일정치 이상의 활성화 에너지가 필요하게 되는데, 본 발명에서는 이러한 활성화 에너지원을 레이저광을 통해 제공함으로써, 레이저광이 조사되는 베이스 기재의 표면에 효과적으로 금속이온이 선택적으로 석출되어 원하는 형상의 금속 패턴을 석출시킬 수 있다.On the other hand, as described above, the reduction reaction of the metal ions by the reducing agent present in the electrolyte solution together with the metal ions requires activation energy above a certain level. In the present invention, by providing such an activation energy source through the laser light, Metal ions are selectively precipitated selectively on the surface of the base substrate to which the light is irradiated, and a metal pattern of a desired shape can be deposited.

이때, 본 발명에서는 전해액에 레이저광의 흡수를 촉진할 수 있는 광흡수 촉진제를 포함함으로써, 금속패턴의 형성을 보다 효율적으로 진행할 수 있다. 이는 베이스 기재의 결함이 발생함이 없이 양호하게 금속패턴을 형성할 수 있음을 의미하는 것으로, 이에 대해서는 후술하기로 한다.At this time, in the present invention, by including the light absorption promoter capable of promoting the absorption of the laser light into the electrolytic solution, formation of the metal pattern can be more efficiently proceeded. This means that a metal pattern can be formed well without causing defects of the base substrate, which will be described later.

다음으로, 상기 베이스 기재에 원하는 금속패턴이 형성되었는지를 판단한다(S130).Next, it is determined whether a desired metal pattern is formed on the base substrate (S130).

즉, 본 발명에서는 1회의 레이저광 조사에 의해 원하는 소정의 금속패턴이 형성되지 않는 경우, 레이저광의 조사를 반복적으로 수행함으로써, 소정의 금속패턴으로 형성할 수 있는데, 따라서, 본 발명에서는 원하는 금속 패턴이 형성된 경우에는 레이저광의 조사를 종료하고, 원하는 금속패턴이 형성되지 않은 경우에는 레이저광의 조사를 반복할 수 있다.That is, in the present invention, in the case where a desired predetermined metal pattern is not formed by one laser light irradiation, it is possible to form a predetermined metal pattern by repeatedly irradiating laser light. Therefore, in the present invention, The irradiation of the laser beam is terminated, and when the desired metal pattern is not formed, irradiation of the laser beam can be repeated.

이때, 도 1에서와 같이, 프로젝션부(40)의 일측에 형성된, 상, 하 이동 가능하게 장착되어 대상물의 배율 확대를 조절하여 주는 접안렌즈(43)와 레이저광의 초점을 맞추고, 레이저광의 크기를 축소할 수 있는 대물렌즈(41)를 통해, 소정의 금속패턴이 형성되었는지를 실시간으로 확인할 수 있다.As shown in FIG. 1, the laser light is focused on an eyepiece 43, which is installed on one side of the projection unit 40 and is movable upward and downward to adjust the magnification of the object, It is possible to confirm in real time whether or not a predetermined metal pattern is formed through the objective lens 41 which can be reduced.

이상과 같이, 종래의 금속패턴 형성과는 달리, 본 발명에서는 레지스트 필름의 코팅, 노광, 현상 및 에칭 공정을 거치는 포토리소그라피 공정을 배제할 수 있기 때문에, 공정이 단순할 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키는 문제점을 해결할 수 있다.As described above, unlike the conventional metal pattern formation, in the present invention, since the photolithography process through which the resist film is coated, exposed, developed, and etched can be eliminated, the process is simple, Can be solved.

또한, 본 발명에서는 레이저광을 조사한 영역에 금속패턴이 형성되는 방법의 화학적 환원에 따른 금속의 석출방법을 채용함으로써, 일반적인 무전해 도금방법에 비하여, 패턴의 형상, 정밀도 및 생산성이 우수하다.Further, in the present invention, the pattern shape, precision, and productivity are superior to the general electroless plating method by employing the metal precipitation method according to the chemical reduction of the method in which the metal pattern is formed in the region irradiated with the laser beam.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실험예를 기재하기로 하며, 다만, 본 발명에서 상기 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred experimental examples according to the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the experimental examples.

[실험예 1][Experimental Example 1]

금속패턴을 형성하기 위한 비전도성 기지소재인 SiO2 기판을 전처리 하여 베이스 기재를 준비하였다. 상기 전처리는 증류수로 제1차 세척한 후, 고압 N2로 제1차 건조하고, 표면의 유기, 무기물을 제거하기 위해, H2SO4와 K2Cr2O7의 혼합액에 침적하고, 이를 다시 증류수로 제2차 세척한 후, 고압 N2로 제2차 건조하였다.A SiO 2 substrate, which is a non-conductive base material for forming a metal pattern, was pretreated to prepare a base substrate. The pretreatment is firstly washed with distilled water, firstly dried with high-pressure N 2 , immersed in a mixture of H 2 SO 4 and K 2 Cr 2 O 7 to remove organic and inorganic substances on the surface, After the second washing with distilled water, the second drying with high pressure N 2 was carried out.

상기 베이스 기재를 전해액을 포함하는 전해조에 침지시키고, CW Ar+ 레이저를 레이저원으로 하여, 250mW의 파워로 상기 베이스 기재에 레이저를 조사하였다. 이때, 상기 전해액은 이온원으로 CuSO4, 환원제로 HCHO, pH조정제로 NaOH를 사용하였다.The base substrate was immersed in an electrolytic bath containing an electrolytic solution, and the base substrate was irradiated with a laser at a power of 250 mW using a CW Ar + laser as a laser source. At this time, CuSO 4 was used as an ion source, HCHO was used as a reducing agent, and NaOH was used as a pH adjusting agent.

이러한 실험예 1의 조건에 따른 레이저광의 조사를 1회 조사한후, 상기 전해조를 지지하는 스테이지를 X,Y 방향으로 이동하여 2회 조사하고, 또다시 상기 전해조를 지지하는 스테이지를 X,Y 방향으로 이동하여 3회 조사하는 방식에 의해, 5회까지 조사하였다.After the irradiation of the laser beam according to the conditions of Experimental Example 1 was performed once, the stage supporting the electrolytic bath was moved in the X and Y directions twice, and again the stage supporting the electrolytic bath was moved in the X and Y directions And irradiated up to 5 times by the method of three times of irradiation.

[실험예 2][Experimental Example 2]

금속패턴을 형성하기 위한 비전도성 기지소재인 SiO2 기판을 전처리 하여 베이스 기재를 준비하였다. 상기 전처리는 실험예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.A SiO 2 substrate, which is a non-conductive base material for forming a metal pattern, was pretreated to prepare a base substrate. The pretreatment was carried out under the same conditions as in Experimental Example 1.

상기 베이스 기재를 전해액을 포함하는 전해조에 침지시키고, CW Ar+ 레이저를 레이저원으로 하여, 250mW의 파워로 상기 베이스 기재에 레이저를 조사하였다. 이때, 상기 전해액은 이온원으로 CuSO4, 환원제로 HCHO, pH조정제로 NaOH를 사용하였으며, 레이저광의 광흡수를 촉진하기 위한 광흡수 촉진제로 중크롬산칼륨(K2Cr2O7)을 사용하였다.The base substrate was immersed in an electrolytic bath containing an electrolytic solution, and the base substrate was irradiated with a laser at a power of 250 mW using a CW Ar + laser as a laser source. At this time, CuSO 4 was used as an ion source, HCHO was used as a reducing agent, and NaOH was used as a pH adjusting agent. Potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7 ) was used as a light absorption promoter to promote the absorption of laser light.

이러한 실험예 2의 조건에 따른 레이저광의 조사를 1회 조사한후, 상기 전해조를 지지하는 스테이지를 X,Y 방향으로 이동하여 2회 조사하고, 또다시 상기 전해조를 지지하는 스테이지를 X,Y 방향으로 이동하여 3회 조사하는 방식에 의해, 5회까지 조사하였다.After the irradiation of the laser beam according to the conditions of Experimental Example 2 was performed once, the stage supporting the electrolytic bath was moved in the X and Y directions twice, and again the stage supporting the electrolytic bath was moved in the X and Y directions And irradiated up to 5 times by the method of three times of irradiation.

[실험예 3][Experimental Example 3]

금속패턴을 형성하기 위한 비전도성 기지소재인 SiO2 기판을 전처리 하여 베이스 기재를 준비하였다. 상기 전처리는 실험예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.A SiO 2 substrate, which is a non-conductive base material for forming a metal pattern, was pretreated to prepare a base substrate. The pretreatment was carried out under the same conditions as in Experimental Example 1.

상기 베이스 기재를 전해액을 포함하는 전해조에 침지시키고, CW Ar+ 레이저를 레이저원으로 하여, 250mW의 파워로 상기 베이스 기재에 레이저를 조사하였다. 이때, 상기 전해액은 이온원으로 CuCl2, 환원제로 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene Glycol), pH조정제로 NaOH를 사용하였다.The base substrate was immersed in an electrolytic bath containing an electrolytic solution, and the base substrate was irradiated with a laser at a power of 250 mW using a CW Ar + laser as a laser source. At this time, the electrolytic solution used was CuCl 2 as an ion source, polyethylene glycol as a reducing agent, and NaOH as a pH adjusting agent.

이러한 실험예 3의 조건에 따른 레이저광의 조사를 1회 조사한후, 상기 전해조를 지지하는 스테이지를 X,Y 방향으로 이동하여 3회 조사하고, 또다시 상기 전해조를 지지하는 스테이지를 X,Y 방향으로 이동하여 5회 조사하였다.After the irradiation of the laser beam according to the conditions of Experimental Example 3 was performed once, the stage supporting the electrolytic bath was moved in the X and Y directions three times, and again the stage supporting the electrolytic bath was moved in the X and Y directions And 5 times.

상기 실험예 1 내지 3에 따른 금속패턴의 형성, 즉, 베이스 기재 상에 구리가 석출된 상태를 도 3 내지 5에 도시하였다.The formation of the metal pattern according to Experimental Examples 1 to 3, that is, copper deposition on the base substrate is shown in FIGS.

도 3은 실험예 1에 따른 구리 석출상태를 도시하는 사진이다.3 is a photograph showing the copper precipitation state according to Experimental Example 1. Fig.

도 3을 참조하면, 레이저광의 조사 횟수를 1회 및 2회로 한 경우에는 베이스 기재에 결함만을 발생시키고, 구리의 석출이 거의 일어나지 않았으며, 레이저 광의 조사 횟수를 3회로 한 경우에는 베이스 기재의 결함발생 부위에 불균일하게 구리가 석출되는 양상을 나타내었다. Referring to FIG. 3, in the case where the number of times of irradiation with the laser light is once and twice, only the defect is generated in the base substrate, the deposition of copper hardly occurs, and when the number of irradiation of the laser light is three, Copper was deposited non - uniformly at the site of occurrence.

베이스 기재에 결함이 발생하는 것은 전해액 내에서 레이저의 흡수가 적어 베이스 기재상으로 에너지가 집중되기 때문에 결함이 발생되는 것으로 예상되며, 그럼에도 불구하고, 4회 조사 및 5회 조사시에는 구리의 석출이 양호함을 알 수 있다.The occurrence of defects in the base substrate is expected to cause defects because energy is concentrated on the base substrate due to less absorption of the laser in the electrolyte. Nevertheless, during the 4th and 5th irradiation, It can be seen that it is good.

따라서, 레이저광의 에너지 집중으로 베이스 기재에 결함이 발생하기는 하나, 레이저광의 조사 회수를 증가시킬 수록 양호한 상태의 구리 석출이 가능함을 확인할 수 있다.Therefore, although defects are generated in the base substrate due to the energy concentration of the laser light, it can be confirmed that copper deposition can be performed in a good state as the number of times of irradiation with the laser light is increased.

도 4는 실험예 2에 따른 구리 석출상태를 도시하는 사진이다.4 is a photograph showing the copper precipitation state according to Experimental Example 2. Fig.

도 4를 참조하면, 레이저광의 조사 횟수를 1회 및 2회로 한 경우에는 구리의 석출이 거의 일어나지 않았으나, 베이스 기재에 결함이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, when the number of times of irradiation with the laser beam is once and twice, almost no copper precipitation occurs, but no defect occurs in the base substrate.

즉, 전해액 내에, 레이저광의 광흡수를 촉진하기 위한 광흡수 촉진제를 포함하여, 전해액 내에서 레이저를 흡수함으로써, 베이스 기재상으로 에너지 집중을 방지할 수 있기 때문인 것으로 예상된다.That is, it is expected that energy absorption can be prevented from being concentrated on the base substrate by including a light absorption promoter for promoting light absorption of the laser light in the electrolyte and absorbing the laser in the electrolyte solution.

한편, 실험예 2에서도 레이저광의 조사 횟수를 3회로 한 경우에는 베이스 기재에 불균일하게 구리가 석출되는 양상을 나타내었으나, 4회 조사 및 5회 조사시에는 구리의 석출이 양호함을 알 수 있다.On the other hand, in Experimental Example 2, when the number of times of irradiation with the laser beam was three, copper was deposited non-uniformly on the base substrate, but copper precipitation was good at four times of irradiation and five times of irradiation.

따라서, 레이저광의 조사 회수를 증가시킬 수록 양호한 상태의 구리 석출이 가능함을 확인함과 동시에, 레이저광의 에너지에 의해 베이스 기재에 결함이 발생하는 것을 억제할 수 있음을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that as the number of irradiation of the laser beam is increased, copper precipitation in a good state is possible, and it is also confirmed that the generation of defects in the base substrate due to the energy of the laser beam can be suppressed.

도 5는 실험예 3에 따른 구리 석출상태를 도시하는 사진이다.5 is a photograph showing the copper precipitation state according to Experimental Example 3. Fig.

도 5를 참조하면, 레이저광의 조사 횟수를 1회로 한 경우에는 구리의 석출이 양호하게 일어나지 않았으나, 상기 실험예 1 및 2와 비교하여 상대적으로 양호한 석출이 일어났음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, when the number of times of irradiation with laser light is one, copper precipitation did not occur satisfactorily, but it was found that relatively good precipitation occurred in comparison with Experimental Examples 1 and 2.

또한, 레이저광의 조사 횟수를 3회로 한 경우에도 양호하게 구리가 석출되었음을 알 수 있고, 레이저광의 조사 회수를 5회로 한 경우에는 매우 균일하고 조밀한 라인을 형성하였음을 알 수 있다. Further, it can be seen that copper is well precipitated even when the number of irradiation times of the laser light is three, and it can be seen that a very uniform and dense line is formed when the number of times of laser light irradiation is five.

실험예 1 및 실험예 2는 수계 전해액 조성에 해당하고, 실험예 3는 유기 용매계 전해액 조성에 해당할 수 있는데, 따라서, 전해액의 조성을 달리함에 의해서도 양호한 상태의 구리 석출이 가능함을 확인할 수 있다.Experimental Examples 1 and 2 correspond to the aqueous electrolyte composition, and Experimental Example 3 corresponds to the composition of the organic solvent-based electrolytic solution. Thus, it can be confirmed that copper precipitation in a satisfactory state is possible even by varying the composition of the electrolytic solution.

도 6a은 레이저의 파워 및 전해액 조성에 따른 금속패턴의 라인폭의 관계를 도시한 그래프이며, 도 6b는 레이저의 파워 및 전해액 조성에 따른 금속패턴의 저항의 관계를 도시한 그래프이다.FIG. 6A is a graph showing the relationship between the power of the laser and the line width of the metal pattern according to the electrolyte composition, and FIG. 6B is a graph showing the relationship between the resistivity of the metal pattern and the power of the laser and the composition of the electrolyte.

먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 레이저의 파워가 증가할 수록 형성되는 금속패턴의 라인폭이 증가함을 알 수 있다.First, as shown in FIG. 6A, the line width of the metal pattern to be formed increases as the laser power increases.

또한, 전해액의 조성, 즉, 이온원이 수계 조성인 CuSO4 인지, 유기용매계 조성인 CuCl2 인지 여부에 따라 금속패턴의 라인폭이 상이함을 알 수 있다.It can also be seen that the line width of the metal pattern is different depending on the composition of the electrolytic solution, that is, whether the ion source is CuSO 4 which is an aqueous system composition or CuCl 2 which is an organic solvent system composition.

구체적으로, 레이저 파워가 200mW 이하인 경우에는, 레이저 파워가 증가할 수록 CuCl2 인 경우의 금속 패턴의 라인폭이 CuSO4 인 경우의 금속 패턴의 라인폭보다 크나, 레이저 파워가 300mW 이상인 경우에는 이와 반대의 양상을 나타냄을 알 수 있다.Specifically, when the laser power is 200 mW or less, the line width of the metal pattern in the case of CuCl 2 is larger than the line width of the metal pattern in the case of CuSO 4 as the laser power is increased, but when the laser power is 300 mW or more, In the present invention.

즉, 도 6a를 바탕으로 레이저 파워 및 전해액 조성의 조건에 따라, 각 용도에 적합한 라인폭을 가진 금속패턴을 형성할 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen from FIG. 6A that a metal pattern having a line width suitable for each application can be formed according to the conditions of the laser power and electrolyte composition.

다음으로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 레이저의 파워가 증가할 수록 형성되는 금속패턴의 저항이 감소, 즉, 전도성이 증가함을 알 수 있다.Next, as shown in FIG. 6B, it can be seen that as the laser power increases, the resistance of the formed metal pattern decreases, that is, the conductivity increases.

또한, 전해액의 조성, 즉, 이온원이 수계 조성인 CuSO4 인지, 유기용매계 조성인 CuCl2 인지 여부에 따라 금속패턴의 저항이 상이함을 알 수 있고, 측정 결과, CuCl2 인 경우가 CuSO4 인 경우보다 전도성이 우수함을 알 수 있다.In addition, the composition of the electrolytic solution, that is, the ion source that the water-based composition of CuSO 4, and found to be different from the resistance of the metal pattern, depending on whether the organic solvent-based compositions of CuCl 2, measurement results, the case of CuCl 2 CuSO 4 , it can be seen that the conductivity is excellent.

즉, 도 6b를 바탕으로 레이저 파워 및 전해액 조성의 조건에 따라, 각 용도에 적합한 저항 또는 전도성을 가진 금속패턴을 형성할 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen from FIG. 6B that a metal pattern having a resistance or conductivity suitable for each application can be formed according to the conditions of the laser power and the electrolyte composition.

이상과 같은 실험예에 따라, 레이저 파워 및 전해액 조성의 조건에 따라, 각 용도에 적합한 금속패턴의 형성이 충분히 가능함을 알 수 있다.According to the experimental example described above, it can be seen that formation of a metal pattern suitable for each application is sufficiently possible depending on conditions of the laser power and the electrolyte composition.

또한, 본 발명에 따른 금속패턴의 형성은 종래와 비교하여, 공정이 단순할 뿐만 아니라, 환경오염을 발생시키는 문제점을 해결할 수 있고, 일반적인 무전해 도금방법에 비하여, 패턴의 형상, 정밀도 및 생산성이 우수하다. In addition, the formation of the metal pattern according to the present invention is not only simple in process, but also can solve the problem of causing environmental pollution. In comparison with the general electroless plating method, pattern shape, precision and productivity great.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

10 : 전원 공급부 20 : 레이저 발생부
30 : 제1반사미러 40 : 프로젝션부
41 : 대물렌즈 42 : 제2반사미러
43 : 접안렌즈 50 : 전해조
60 : 전해액 70 : 베이스 기재
10: power supply unit 20: laser generator
30: first reflection mirror 40: projection part
41: objective lens 42: second reflection mirror
43: eyepiece lens 50: electrolytic bath
60: electrolyte 70: base substrate

Claims (13)

레이저 발생부;
상기 레이저 발생부로부터 제공된 레이저광의 초점을 맞추고, 레이저광의 크기를 축소하기 위한 프로젝션부; 및
상기 프로젝션부를 거친 상기 레이저광이 조사되는 전해조를 포함하며,
상기 전해조는 전해액을 포함하고, 상기 전해액은 금속 이온원 및 환원제를 포함하며,
상기 전해액에 베이스 기재가 침지되고, 상기 베이스 기재 상에 상기 레이저광이 조사됨으로써, 상기 레이저광이 조사되는 영역에 금속패턴이 석출되고,
상기 베이스 기재 상에 상기 레이저광이 조사됨으로써, 상기 레이저광이 조사되는 영역에 상기 금속패턴이 석출되는 것은,
상기 금속이온과 함께 상기 전해액 속에 존재하는 상기 환원제에 의한 상기 금속이온의 환원반응의 활성화 에너지원으로 상기 레이저광을 조사함으로써, 상기 레이저광이 조사되는 베이스 기재의 표면에 상기 금속이온이 선택적으로 석출되어, 상기 레이저광의 조사경로에 따라 상기 금속패턴이 석출되는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성 장치.
A laser generator;
A projection unit for focusing the laser light provided from the laser generation unit and reducing the size of the laser light; And
And an electrolytic bath to which the laser light having passed through the projection part is irradiated,
Wherein the electrolytic bath includes an electrolytic solution, the electrolytic solution includes a metal ion source and a reducing agent,
The base material is immersed in the electrolyte solution and the base material is irradiated with the laser beam so that a metal pattern is deposited on the region irradiated with the laser beam,
The reason why the metal pattern is precipitated in the region irradiated with the laser beam upon irradiation with the laser beam on the base substrate is that,
The metal ion is selectively precipitated on the surface of the base substrate to which the laser light is irradiated by irradiating the laser light with an activating energy source for the reduction reaction of the metal ion by the reducing agent present in the electrolyte solution together with the metal ion And the metal pattern is deposited along the irradiation path of the laser beam.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 발생부와 상기 프로젝션부의 경로사이에 위치하는 제1반사미러를 더 포함하는 금속패턴 형성 장치.
The method according to claim 1,
And a first reflection mirror positioned between the laser generating unit and the projection unit.
제 1 항에 있어서,
상기 프로젝션부는 대물렌즈를 포함하며,
상기 대물렌즈는 상기 레이저광의 초점을 맞추고, 크기를 축소하는 레이저 조사 장치로 기능하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the projection section includes an objective lens,
Wherein the objective lens functions as a laser irradiation device that focuses the laser beam and reduces the size of the laser beam.
제 3 항에 있어서,
상기 프로젝션부는 배율 확대를 조절하여 주는 접안렌즈를 더 포함하며,
상기 접안렌즈와 상기 대물렌즈의 조합은 관찰장치로 기능하며,
상기 대물렌즈는 상기 레이저 조사 장치의 일부로 기능할 뿐만 아니라, 상기 관찰장치의 일부로 기능하는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성 장치.
The method of claim 3,
The projection unit may further include an eyepiece lens for adjusting magnification,
Wherein the combination of the eyepiece and the objective lens functions as an observation device,
Wherein the objective lens not only functions as a part of the laser irradiation apparatus but also functions as a part of the observation apparatus.
제 4 항에 있어서,
상기 접안렌즈와 상기 대물렌즈의 경로사이에 위치하는 제2반사미러를 더 포함하는 금속패턴 형성 장치.
5. The method of claim 4,
And a second reflection mirror positioned between the eyepiece and the path of the objective lens.
삭제delete 삭제delete 금속패턴을 형성하기 위한 베이스 기재를 준비하는 단계;
상기 베이스 기재를 전해액에 침지시키는 단계;
레이저 발생부로부터 발생된 레이저광을 상기 베이스 기재에 조사하는 단계; 및
상기 베이스 기재 상에 상기 레이저광을 조사하여, 상기 베이스 기재 상에 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 전해조는 전해액을 포함하고, 상기 전해액은 금속 이온원 및 환원제를 포함하며,
상기 베이스 기재 상에 상기 레이저광을 조사하여, 상기 베이스 기재 상에 금속 패턴을 형성하는 단계는,
상기 금속이온과 함께 상기 전해액 속에 존재하는 상기 환원제에 의한 상기 금속이온의 환원반응의 활성화 에너지원으로 상기 레이저광을 조사함으로써, 상기 레이저광이 조사되는 상기 베이스 기재의 표면에 상기 금속이온이 선택적으로 석출되어, 상기 레이저광의 조사경로에 따라 상기 금속패턴이 석출되는 것을 특징으로 하는 금속패턴 형성 방법.
Preparing a base substrate for forming a metal pattern;
Immersing the base substrate in an electrolytic solution;
Irradiating the base substrate with laser light generated from the laser generating unit; And
And forming a metal pattern on the base substrate by irradiating the base substrate with the laser light,
Wherein the electrolytic bath includes an electrolytic solution, the electrolytic solution includes a metal ion source and a reducing agent,
Wherein the step of forming the metal pattern on the base substrate by irradiating the laser beam onto the base substrate comprises:
The metal ion is selectively irradiated to the surface of the base substrate to which the laser light is irradiated by irradiating the laser light with an activating energy source of the reduction reaction of the metal ion by the reducing agent present in the electrolyte solution together with the metal ion And the metal pattern is deposited along the irradiation path of the laser light.
제 8 항에 있어서,
상기 베이스 기재 상에 금속 패턴을 형성하는 단계 이후,
상기 베이스 기재에 원하는 금속패턴이 형성되었는지를 판단하는 단계를 포함하고,
원하는 금속 패턴이 형성된 경우에는 레이저광의 조사를 종료하고, 원하는 금속패턴이 형성되지 않은 경우에는 레이저광의 조사를 반복하는 금속패턴 형성 방법.
9. The method of claim 8,
After forming the metal pattern on the base substrate,
And determining whether a desired metal pattern is formed on the base substrate,
Wherein the irradiation of the laser beam is terminated when the desired metal pattern is formed and the irradiation of the laser beam is repeated when the desired metal pattern is not formed.
제 8 항에 있어서,
상기 전해액은, 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co) 및 이들의 합금 중 적어도 어느 하나의 물질로 이루어지는 금속패턴 형성 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the electrolytic solution is made of at least one material selected from the group consisting of copper (Cu), silver (Ag), chrome (Cr), nickel (Ni), iron (Fe), cobalt (Co) and alloys thereof.
제 8 항에 있어서,
상기 전해액은 pH 조정제를 더 포함하는 금속패턴 형성 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the electrolytic solution further comprises a pH adjusting agent.
제 11 항에 있어서,
상기 전해액은 레이저광의 흡수를 촉진하는 광흡수 촉진제를 더 포함하는 금속패턴 형성 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the electrolytic solution further comprises a light absorption promoter for promoting the absorption of laser light.
제 12 항에 있어서,
상기 이온원은 CuSO4, CuO, CuCl2, Cu(NO3)2 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 상기 환원제는 알데히드, 차아인산염, 수소화붕소염 및 히드라진 중에서 선택되는 적어도 1종이며, 상기 pH조정제는 KOH, NaOH, Ca(OH)2, NH4OH 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 상기 광흡수 촉진제는 중크롬산나트륨 또는 중크롬산칼륨인 금속패턴 형성 방법.
13. The method of claim 12,
The ion source is CuSO 4, CuO, CuCl 2, Cu (NO 3) and at least one member selected from among 2, and at least one kind of the reducing agent is an aldehyde, selected from hypophosphite, borohydride salts, and hydrazine, wherein the pH adjusting agent Is at least one species selected from the group consisting of KOH, NaOH, Ca (OH) 2 and NH 4 OH, and the light absorption promoter is sodium bichromate or potassium bichromate.
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