KR20050028646A - 다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자 - Google Patents

다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP), 무기 및 유기 발광 표시소자(ELD) 등의 평판 표시 소자의 제조에 있어, 광촉매의 잠재적 패턴형성 및 도금과정을 이용한 다층 금속패턴 제조방법 및 이를 포함한 평판 표시소자에 관한 것으로, 보다 상세히는 (ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 필름을 형성하고, 이를 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득하는 단계; 및, (ⅱ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 2 종 이상의 금속으로 도금 처리하여 2층 이상의 금속결정을 성장시켜 다층 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 다층-금속 패턴 제조방법 및 이를 이용한 평판표시소자의 제조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의할 경우, 고전도도 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, ELD과 같은 평판 표시 소자에 쉽게 적용할 수 있다.

Description

다층 금속패턴 제조 방법 및 이를 이용한 평판 표시 소자 {Method of preparing Multi-Layer Metal Pattern and Flat Panel Display using the Metal Pattern}
본 발명은 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 판넬(PDP), 무기 및 유기 발광 표시소자(ELD) 등의 평판 표시 소자의 제조에 있어, 광촉매의 잠재적 패턴형성 및 도금과정을 이용한 다층 금속패턴 제조방법 및 이를 포함한 평판 표시소자에 관한 것으로, 보다 상세히는, (ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 필름을 형성하고, 이를 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득하는 단계; 및, (ⅱ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 2 종 이상의 금속으로 순차적으로 도금처리하여 2층 이상의 금속결정을 성장시켜 다층 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 다층-금속 패턴 제조방법 및 이를 이용한 평판표시소자의 제조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의할 경우, 고전도도 금속을 포함한 다층 배선 패턴을 비교적 간단한 공정을 통해 제조할 수 있고, 각 층을 구성하는 금속도 필요에 따라 자유롭게 선택할 수 있으며, 제조 단가도 저렴하여 LCD, PDP, ELD과 같은 평판 표시 소자에 쉽게 적용할 수 있다.
LCD, PDP와 같은 평판 표시 소자에 있어, 표시 면적의 대화면화와 고화질화가 요구되면서, 금속 배선길이가 현저히 증가하고 개구율 증가를 위한 design rule이 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, a-Si 또는 ITO 와의 높은 반응성으로 인한 contact 저항 증가때문에 Al[-]합금을 소스/드레인 재료로 사용할 경우에는 Cr/AlNd/Cr 와 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 것으로, 현재 사용되는 Al-alloy 재료보다 낮은 비저항을 가지면서 비정질 실리콘층위에서 양호한 컨택(Contact) 특성을 갖는 재료인 Cu 및 Ag 재료가 큰 관심을 받고 있다. 그러나, 게이트 전극으로 구리(Cu) 또는 은(Ag)를 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 electromigration 현상이 발생하여 배선 및 소자의 특성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, Cu 또는 Ag를 저저항 배선재료로 사용하기 위해서는 기판에의 접착력이 좋고 contact 저항이 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 곧 바로 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. 또한, 이 방법에 사용된 유기금속 화합물은 입체적 장애가 비교적 큰 배위자로 구성되어 있어, 광 조사에 의해 분해되는 배위자의 공간이 크기 때문에 금속막 두께의 수축율이 75~90%까지 증가하여 금속막의 균열(cracking)과 잔금(crazing)이 발생하는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 상기와 같은 공정을 이용하는 경우, 2 이상의 금속층으로 이루어진 다층 금속패턴을 제조하기는 불가능하다.
따라서, 당해 기술분야에는 고전도성 금속을 포함한 다층 금속 패턴을 간단한 과정을 통해 형성할 수 있는 방법에 대한 필요성이 있어왔다.
본 발명자들은 상기 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 광에 의해 반응성이 변화하는 화합물, 이른바, 광촉매 화합물을 기판에 코팅하고 선택적으로 노광하여 광반응을 통해 결정 성장용 핵 (nuclei)의 잠재적 패턴을 형성한 후, 이를 소망하는 2종 이상의 금속으로 도금처리하여 금속결정을 성장시킬 경우, 고전도성 금속을 포함한 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 다층의 금속 패턴을 형성하는 방법 및 이를 이용하여 제조한 평판 표시 소자를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면으로서, (ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 필름을 형성하고, 이를 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득하는 단계 및 (ⅱ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 2 종 이상의 금속으로 순차적으로 도금처리하여 2층 이상의 금속결정을 성장시켜 다층 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 다층-금속 패턴 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 한 측면으로서, (ⅰ) 단계의 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 금속염 용액으로 처리하여, 상기 패턴에 상기 염용액내의 금속입자를 침적시킨 패턴을 수득하는 단계를 추가로 포함하는 다층-금속패턴 형성방법이 제공된다.
본 발명의 다른 한 측면으로서, 상기 방법에 의해 수득한 금속패턴 및 이를 이용한 평판 표시소자가 제공된다.
이하, 본 발명을 단계별로 나누어 보다 상세히 설명한다.
제 (ⅰ)단계 :
광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 필름을 형성하고 이를 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득한다. 필요에 따라, 후속하는 (ⅱ) 단계에서 보다 효과적으로 금속패턴을 형성토록 하기 위해, 상기 잠재적 패턴을 금속염 용액으로 처리하여 상기 금속염 내의 금속입자가 침적된 패턴을 수득할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "광촉매 화합물"은 광에 의해 그 특성이 현저히 변화하는 화합물로서, 노광 전에는 비활성(inactive)이나 자외선 등의 광을 받은 경우 활성화(activation)되어 반응성이 강해지는 화합물이거나 혹은 노광 전에는 활성을 가지지만 자외선 등의 광을 받은 경우 그 활성을 잃고 비활성으로 변하는 화합물이다.
전자의 화합물은 노광시 전자여기가 일어나 환원성 등의 활성을 띄게 되어 노광부분에서 금속이온의 환원이 일어나므로 네가티브 패턴을 제공할 수 있으며, 그 바람직한 예는 노광 시 TiOx (이 때, X는 2 이하의 수이다)를 형성할 수 있는 Ti를 포함한 유기금속화합물이다. Ti를 포함한 상기 유기 금속화합물의 바람직한 예는 테트라이소프로필티타네이트 (tetraisopropyltitanate), 테트라-n-부틸티타네이트 (tetra-n-butyl titanate), 테트라키스(2-에틸-헥실)티타네이트[tetrakis(2-ethyl-hexyl)titanate], 및 폴리부틸티타네이트(polybutyltitanate)를 포함한다.
한편, 후자의 화합물은 노광시 산화 등의 반응에 의해 노광부분은 활성을 잃고 비노광부분만이 활성을 유지하여 비노광부분에서 금속이온이 금속으로 환원되므로 포지티브 패턴을 제공할 수 있으며, 그 바람직한 예는 Sn을 포함한 유기금속화합물이다. Sn을 포함한 유기 금속화합물의 예는 SnCl(OH) 및 SnCl2를 포함한다.
본 단계에서 수득한 활성화 또는 비활성화된 광촉매 패턴은 후속하는 도금처리에 있어 금속결정 성장의 핵으로써 작용한다.
상기 광촉매 화합물은 이소프로필 알코올 등의 적절한 용매에 녹여 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 프린팅 등의 방법에 의해 기판에 코팅할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 기판에 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.
광촉매 화합물의 필름을 노광할 경우, 노광 분위기 또는 노광량 등에는 별도의 제한이 없으며, 사용하는 광촉매 화합물의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다.
노광에 의해 수득된 결정 성장용 핵의 잠재적 패턴은, 필요에 따라 후속하는 (ⅱ) 단계에서 보다 효과적으로 금속패턴을 형성토록 하기 위해, 적절한 금속염에 침지하여 상기 금속염 내의 금속입자를 침적(deposit)시킨 패턴을 수득할 수 있다. 상기 침적된 금속입자는 후속하는 도금공정에서 금속결정성장을 촉진하는 역할을 하며, 후속하는 (ⅱ)단계에서 구리, 니켈, 또는 금을 도금 처리할 경우에는 이러한 금속염 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 금속염 처리에 사용되는 금속염 용액으로는 Ag 염용액 또는 Pd염 용액 또는 이들의 혼합용액을 들 수 있다.
제 (ⅱ) 단계:
상기 (ⅰ) 단계에서 수득한 결정 성장핵의 잠재적 패턴 또는, 필요에 따라, 상기 패턴에 금속입자를 침적시킨 패턴은, 2 종 이상의 금속으로 연속적으로 도금처리하여 2층 이상의 금속결정을 성장시켜 다층 금속패턴을 수득한다. 보다 상세히는 상기 패턴을 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.
도금처리는 무전해 도금방식 또는 전해도금방식에 의하며, 금속입자를 침적시킨 패턴을 이용할 경우 침적된 팔라듐 또는 은 금속 패턴이 도금용액의 촉매로서 충분한 활성도를 지녀서 도금에 의한 결정성장이 촉진되어 보다 치밀한 조직의 금속 패턴을 얻을 수 있어 추가로 유리하다.
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. Cu 또는 Ag 등 고전도성 금속을 포함한 다층 금속 패턴의 경우, 기판과의 접착특성 및 기판 또는 절연막과의 contact 특성을 고려하여 제 1 금속층으로써 Ni, Pd, Sn, Zn 또는 이들 금속의 합금을 도금처리하고, 제 2 금속층으로써 높은 전기 전도도를 가지는 Cu, Ag, Au 또는 이들의 합금으로 도금처리한다. 제 1 금속층으로써는 가격 및 용이성 측면에서 니켈을 사용하는 것이 바람직하고 제 1 금속층의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 1㎛로 하며, 제 2 금속층으로서는 Ag 또는 Cu를 사용하는 것이 바람직하다. 고전도성인 제 2 금속층이 ITO (indium tin oxide) 또는 반도체 성분과 접촉해야 할 경우, 이들의 콘택 저항을 개선하기 위해 Ni, Pd, Sn, Zn 또는 이들 금속의 합금으로 도금처리하여 제 3금속층을 형성할 수 있고, 나아가, 고전도성 제 2금속층이 Cu인 경우에는 표면 산화막 형성에 의한 물성 저하를 방지하기 위해 제 3 금속층으로써 Ag, Au 등의 귀금속층을 형성할 수 있다. 콘택 저항 개선을 위해서는 바람직하게는 제 1금속층과 동일한 금속을 도금처리하여 제 3금속층을 형성한다. 상기와 같은 다층 금속층을 형성하는 도금 방법은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 제 1 금속층이 절연막 위에 형성되는 경우 무전해 도금방식으로 형성하고, Cu 또는 Ag 등을 사용하는 제 2금속층의 경우 전해 또는 무전해 도금방식으로 형성할 수 있다.
상기 무전해도금 또는 전해도금은 종래의 공지된 방법에 따르며 상용되는 도금용 조성물을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 무전해도금의 경우, 1) Ni, Cu, Ag 등의 특정금속염, 2) 환원제, 3) 착화제, 4) pH 조절제, 5) pH 완충제 및 6) 개량제를 포함한 도금용액에 상기 결정성장핵 패턴을 가진 기판을 침지(dipping)하여 형성한다. 상기 1) 금속염은 기판에 금속이온을 공급해주는 역할을 하며, 바람직하게는 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, 1) 금속염, 2) 착화제, 3) pH 조절제, 4) pH 완충제 및 5) 개량제를 포함한 도금용 조성물을 사용한다. 도금 용액 조성물에 함유된 상기 성분들의 역할, 구체적인 예는 전술한 바와 같다.
한편, 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 방법을 사용한 하나의 바람직한 구현예로서, Cu 또는 Ag 등 고전도성 금속을 포함한 다층 금속 패턴을 제조하는 전체공정을 모식적으로 나타낸 것이다.
[실시예]
이하, 구체적인 실시예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
결정 성장핵의 잠재적 패턴 형성예 1: 네가티브 방식
폴리부틸티타네이트의 이소프로판올 용액 (2.5 중량%)을 스핀 코팅에 의해 투명 폴리에스테르 필름에 도포하고, 이를 150℃에서 5분간 건조시켜 필름 두께를 30 내지 50 ㎚ 정도로 조절하였다. 미세 패턴이 형성되어 있는 포토 마스크를 통해 넓은 파장범위(broad range)의 자외선을 기판상에 조사하였다(미국 오리엘사의 UV 노광 장비를 사용). 노광 후 PdCl2 0.6g 및 HCl 1㎖를 물 1ℓ에 녹여 제조한 용액에 침지하여 노광 부위에 Pd 금속입자가 표면에 침적되도록 하여 Pd가 침적된 결정성장핵의 네가티브 패턴을 형성하였다.
결정성장핵의 잠재적 패턴 형성예 2: 포지티브 방식
22g의 SnCl2를 물 1ℓ에 녹인 후 염산 10ml를 첨가하여 제조한 용액을 투명 폴리에스테르 필름에 1분간 침지하고, 이를 100℃에서 2분간 건조시켜 필름 두께가 50 ㎚ 이하로 조절된 광촉매 화합물 코팅 기판을 수득하였다. 미세 패턴이 형성되어 있는 포토 마스크를 통해 넓은 파장범위의 자외선을 상기 기판상에 조사하였다(미국 오리엘사의 UV 노광 장비를 사용). 노광 후 PdCl2 0.6g 및 HCl 1㎖를 물 1ℓ에 녹여 제조한 용액에 침지하여 비노광 부위에 Pd 금속입자가 표면에 침적되도록 하여 Pd가 침적된 결정성장핵의 포지티브 패턴을 형성하였다.
실시예 1: 무전해 니켈 및 무전해 동 도금처리에 의한 네가티브 방식의 동배선 형성
상기 형성예 1에서 준비된 기판을 표 2의 (가)에 나타난 조성을 가진 무전해 니켈 도금액에 담가 패턴화된 금속 배선의 결정을 성장시켰다.(참조: 도 3(a)). 수득된 니켈 배선패턴을 표 2의 (나)에 나타난 조성을 가진 무전해 동도금액에 침지하여 네가티브 방식의 니켈-동 배선 패턴을 수득하였다.(참조: 도 3(b)). 수득된 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타내었다. 상기 표에서, 두께 측정은 Dektak사의 알파스텝으로, 비저항은 4-포인트 프로브(point probe)로, 해상도는 광학 현미경으로 각각 측정하고, 접착력은 스카치테이프(scotch tape) 박리 실험에 의해 평가하였다.
실시예 2: 무전해 니켈 및 전해 동 도금 처리에 의한 네가티브 방식의 동배선 형성
상기 형성예 1에서 준비된 기판을 표 2의 (가) 조성과 같은 무전해 니켈 도금액에 담가 선택적으로 금속 배선의 결정을 성장시키고, 수득된 니켈 배선 패턴을 표 2의 (다) 조성과 같은 전해 동도금액에 침지하고 0.15A의 전류를 인가하여 네가티브 방식의 니켈-동 배선패턴을 형성하였다. 수득된 금속 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타낸 바와 같다.
실시예 3: 무전해 니켈 및 무전해 동 도금 처리에 의한 포지티브 방식의 동배선 형성
상기 형성예 2에서 준비된 기판을 표 2의 (가) 조성과 같은 무전해 니켈 도금액에 침지하여 선택적으로 금속 배선의 결정을 성장시키고, 수득된 니켈 배선 패턴을 표 2의 (나) 조성과 같은 무전해 동도금액에 침지하여 포지티브 방식의 니켈-동 배선패턴을 형성하였다. 수득된 금속 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타낸 바와 같다.
실시예 4: 무전해 니켈 및 전해 동 도금 처리에 의한 포지티브 방식의 동배선 형성
상기 형성예 2에서 준비된 기판을 표 2의 (가) 조성과 같은 무전해 니켈 도금액에 침지하고 0.15A의 전류를 인가하여 선택적으로 금속 배선의 결정을 성장시키고, 수득된 니켈 배선 패턴을 표 2의 (다) 조성과 같은 전해 동도금액에 침지하여 포지티브 방식의 니켈-동 배선패턴을 형성하였다. 수득된 금속 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타낸 바와 같다.
실시예 5: 무전해 니켈 및 무전해 은도금처리에 의한 네가티브 방식의 은배선 형성
상기 형성예 1에서 준비된 기판을 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(참조 도 3(c)). 수득된 패턴의 기본 물성은 표 3에 나타내었다.
(가) 무전해 니켈도금 용액 (나) 무전해 동도금 용액 (다) 전해 동 도금 용액
NiCl2·6H2O 10gNaH2PO2·2H2O 30gNaCH3COO 10gNH4Cl 40g물 1lpH = 75~10 min 50℃Ni 두께 〉 0.1㎛ CuSO4·5H2O 12gKNaC4H4O6·6H2O 55gNaOH 18gNa2CO310gNa2S2O3·5H2O 0.0002gCH2O (40%) 20㎖/ℓ5~10 min 50℃Cu 두께 〉 0.1㎛ CuSO4·5H2O 72gH2SO4230gHCl 0.125gOKUNO Lucina 10 g
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 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 다층 금속 배선 패턴을 효과적으로 얻는 방법을 제공할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 다층 금속패턴을 평판 표시소자에 유리하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 네가티브 타입의 다층 금속 패턴형성방법을 개략적으로 나타낸 모식도이고;
도 2는 본 발명에 따른 포지티브 타입의 다층 금속 패턴형성방법을 개략적으로 나타낸 모식도이며;
도 3은 본 발명에 따라 수득한 금속 패턴의 광학 현미경 사진이다.

Claims (9)

  1. (ⅰ) 광촉매 화합물을 기판에 코팅하여 필름을 형성하고, 이를 선택적으로 노광하여 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 수득하는 단계; 및, (ⅱ) 상기 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 2 종 이상의 금속으로 순차적으로 도금처리하여 2층 이상의 금속결정을 성장시켜 다층 금속패턴을 수득하는 단계를 포함하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, (ⅰ) 단계에서 수득한 결정성장용 핵의 잠재적 패턴을 금속염 용액으로 처리하여 상기 패턴 상에 상기 염용액내의 금속입자를 침적 (deposit)시킨 패턴을 수득하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 금속염 용액은 팔라듐염용액, 은염용액, 또는 양자의 혼합 염용액인 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 광촉매 화합물은 (a) 노광시 광에 의해 전자여기가 일어나 활성을 가지게 되는 화합물이거나, 혹은 (b) 노광시 광에 의해 활성을 잃게 되는 화합물인 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 광에 의해 활성을 가지게 되는 화합물 (a)는 광에 의해 TiOx (이 때, X는 2 이하의 수이다)를 형성하는 Ti-함유 유기금속화합물이고, 광에 의해 활성을 잃게 되는 화합물 (b)는 Sn-함유 유기금속화합물인 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, Ti-함유 유기금속화합물은 테트라이소프로필티타네이트 (tetraisopropyltitanate), 테트라-n-부틸티타네이트 (tetra-n-butyltitinate), 테트라키스(2-에틸-헥실)티타네이트 (tetrakis(2-ethyl-hexyl)titanate), 및 폴리부틸티타네이트 (polybutyltitanate) 로 이루어진 군으로부터 선택되고, Sn-함유 유기금속화합물은 SnCl(OH) 또는 SnCl2인 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 (ⅱ)단계에 있어 (ⅰ) 단계로부터 수득한 패턴을 Ni, Pd, Sn, Zn 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속으로 무전해 도금처리하여 제1층의 금속패턴을 형성하고, 다시 상기 제1층의 금속패턴을 Cu, Ag, Au 또는 이들의 합금으로 전해 또는 무전해 도금처리하여 제2층의 금속패턴을 수득하는 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 제2층의 금속패턴을 다시 Ni, Pd, Sn, Zn 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속으로 전해 또는 무전해 도금처리하거나, Au 또는 Ag로 전해 또는 무전해 도금처리하여 제3층의 금속패턴을 수득하는 것을 특징으로 하는 다층-금속 패턴 제조방법.
  9. 제 1항에 따른 방법으로 수득한 다층-금속패턴을 포함한 평판 표시 소자.
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