KR20070095183A

KR20070095183A - 회로 기판의 배선 보수 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20070095183A
Application number: KR1020070006010A
Authority: KR
Inventors: 마사토 이케다; 카츠미 다나까
Original assignee: 가부시키가이샤 니혼 마이크로닉스
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2007-09-28
Also published as: JP2007258213A; KR100817567B1; TW200746486A; JP4950532B2

Abstract

본 발명에 따른 회로 기판의 배선 보수 방법 및 그 장치는, 대기 플라즈마 처리를 이용하여, 배선 기판의 배선 보수를 용이하게 행할 수 있는 방법에 관한 것이다. 회로 기판의 보수해야할 배선 결함 부분에 금속 미립자를 공급하고, 공급된 금속 미립자에 플라즈마 생성용 가스로서 산화 가스를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스를 분사한다. 이 플라즈마 가스의 분사에 의해서, 금속 미립자에 어닐링 처리를 실시하고, 상기 금속 미립자를 배선에 일체화한다.

회로 기판, 배선 결함, 배선 보수, 대기 플라즈마 처리, 어닐링 처리

Description

회로 기판의 배선 보수 방법 및 그 장치{Method and Apparatus for Repairing Wiring of Circuit Board}

도1은 본 발명에 따른 보수 방법의 각 공정을 설명하는 개략도이며, 도1(a)는 보수를 받는 회로 기판의 보수 부분을 나타내며, 도1(b)는 보수 부분으로의 클리닝 공정을 나타내고, 도1(c)는 보수 도전 재료의 퇴적 공정을 나타내며, 도1(d)는 어닐링 처리 공정을 나타낸다. 각 도면의 상단부에는 보수를 받는 회로 기판이 종단면도로서 도시되어 있으며, 하단부에는 그 평면도가 도시되어 있다.

도2는 보수를 받는 회로 기판의 하나의 예를 나타낸 전기 회로도이다.

도3은 본 발명에 따른 대기 플라즈마 발생 장치의 원리를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도4는 본 발명에 따른 보수 방법을 실시하는 회로 기판의 배선 보수 장치를 나타낸 사시도이다.

도5는 도4에 나타낸 배선 보수 장치의 측면도이다.

도6은 도4에 나타낸 배선 보수 장치의 주요부를 확대하여 나타낸 사시도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

10: 회로 기판 14: 배선

20: 배선 결함 부분 22: 대기 플라즈마 발생 장치

24: 보수 도전 재료(금속 미립자) 26: 공급 노즐

34: 전환 밸브 36a: 환원 가스원

36b: 산화 가스원 40: 보수 장치

44: 지지대 46: 가동 프레임

54: 베이스 플레이트(base plate)

발명의 분야

본 발명은 TFT(thin film transistor)가 설치된 액정 기판과 같은 전자 회로 기판(circuit board)의 배선 보수(wiring repair)에 적합한 배선 보수 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

발명의 배경

배선 기판의 종래의 배선 보수 방법의 하나로서, 배선의 단선 부분에 금속재료를 포함하는 수정용 액체재료를 도포한 후, 레이저(laser) 광을 이용하여 금속 박막을 석출(析出)시키는 방법을 들 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 그러나 레이저 광은 높은 에너지 밀도를 가지며, 미세가공으로는 보수 부분의 주변에 손상을 끼칠 우려가 있고, 취급이 용이하지 않다.

또한, 반도체 제품의 제조 과정에서의 불순물의 확산 혹은 반도체 결정의 파괴 부분을 수복하기 위한 어닐링 처리(annealing process)에, 대기압 또는 대기압에 가까운 진공도(眞空度)로 발생시키는 열 플라즈마를 이용하는 방법이 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이 열 플라즈마 어닐법에서는 아르곤(argon)이 캐리어 가스(carrier gas)로서 이용되고 있으며, 상기 캐리어 가스에 혼합되는 플라즈마 생성용 가스로서, 질소 혹은 헬륨(helium)과 같은 불활성 가스 또는 수소와 같은 환원 가스(reducing gas)가 이용되고 있다. 이러한 플라즈마 생성용 가스를 이용한 플라즈마 어닐법은 반도체 속으로의 불순물의 확산 혹은 어모퍼스 실리콘(amorphous silicon)의 결정화에 효과적이나, 이 방법에 의해서는 금속 미립자를 포함하는 도전재료로 양호한 도전로(導電路)를 형성할 수 없다.

게다가, 대기압 주변의 압력 하에서의 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 전자 부품의 표면에 잔존하는 유기물과 같은 이물질을 클리닝 처리(cleaning process)하는 방법이 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조). 이 방법에 의하면, 플라즈마 처리 장치의 운전 조건을 고려함으로써, 플라즈마의 온도를 적정하게 유지함과 동시에 안정한 플라즈마 방전을 유지할 수 있다. 이에 따라, 주변부에 가열에 의한 손상을 끼치지 않고 적정한 클리닝 처리가 가능해진다.

[특허문헌 1] 일본특허공개 제2001-23929호 공보

[특허문헌 2] 일본특허공개 평11-145148호 공보

[특허문헌 3] 국제공개 WO2003-071839호 공보

본 발명의 목적은, 이러한 대기 플라즈마 처리를 이용하여, 배선 기판의 배선 보수를 용이하게 행할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 본 발명의 내용을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 회로 기판의 배선 보수 방법은, 회로 기판의 보수해야할 배선 결함 부분(wiring defective portion)에 금속 미립자(micro metal particle)를 공급하고, 상기 배선 결함 부분에 공급된 금속 미립자에 플라즈마 생성용 가스(gas for generating plasma)로서 산화 가스(oxidizing gas)를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치(atmospheric plasma generator)로부터의 플라즈마 가스를 분사하여 어닐링 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 보수 방법에서는, 상기 회로 기판의 배선 결함 부분에 공급된 금속 미립자는 플라즈마 생성용 가스로서 산화 가스를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스의 분사에 의해, 예를 들어 230℃~250℃로 신속하게 가열된다. 이에 따라, 상기 금속 미립자는 온도가 상승하고, 그 후, 서서히 냉각된 다.

이 어닐링 처리 즉 소둔(燒鈍) 처리에 의해, 상기 금속 미립자는 상기 배선 부분과의 일체화가 달성된다. 또한, 상기 대기 플라즈마 발생 장치는 부압을 필요로 하지 않기 때문에, 그 구성의 간소화를 이룰 수 있으며, 레이저 광과 같은 고밀도 에너지를 조사(照射)하지 않으므로, 보수해야할 부분의 주변부에 열 손상을 끼칠 우려는 없고, 그 취급을 용이하게 행할 수 있다.

상기 배선 결함 부분에 대한 금속 미립자의 공급에 앞서, 플라즈마 생성용 가스로서 환원 가스를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스를 배선 결함 부분에 분사할 수 있다. 이 환원 가스를 이용한 플라즈마 가스의 분사에 의해, 상기 배선 결함 부분을, 예를 들어 60℃~80℃로 신속히 승온할 수 있다. 이러한 저온 처리에 의해, 배선 결함 부분의 주변에 가열에 의한 손상을 끼치지 않고, 상기 배선 결함 부분으로부터 이것에 부착하는 이물질을 제거할 수 있다. 따라서 금속 미립자가 공급되는 배선 결함 부분에 클리닝 처리를 행할 수 있다는 점에서, 금속 미립자와 배선과의 견고한 결합을 얻을 수 있으므로, 효율적이고 확실한 보수 작업을 행하는 것이 가능하다.

환원 가스로서, 예를 들어 일산화탄소(carbon monoxide) 또는 수소 가스(hydrogen gas)를 이용할 수 있으며, 산화 가스로서, 예를 들어 산소(oxygen) 또는 공기(atmosphere)를 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 회로 기판의 배선 보수 장치는 보수해야할 배선 결함 부분을 갖는 회로 기판이 배치되는 X-Y평면을 규정하는 지지대(supporting table)와, 상기 지지대 위의 상기 회로 기판의 위쪽에서 Y축 방향을 따라 배치되고 X축 방향으로 이동 가능한 가동 프레임(movable frame)과, 상기 가동 프레임에 Y축 방향으로 이동 가능하도록 지지되고, 금속 미립자를 상기 회로 기판의 배선 결함 부분에 공급하기 위한 공급 노즐(furnishing nozzle) 및 상기 공급 노즐에 의해 상기 배선 결함 부분에 공급된 금속 미립자를 가열하기 위한 대기 플라즈마 발생 장치를 구비한다.

본 발명에 따른 회로 기판의 배선 보수 장치는, 상기 지지대 위에서 X축 방향으로 이동 가능하도록 지지된 가동 프레임에 상기 공급 노즐 및 대기 플라즈마 발생 장치가 Y축 방향으로 이동 가능하도록 지지되어 있다. 이에 따라, 상기 지지대 위의 회로 기판의 원하는 배선 결함 부분에 상기 공급 노즐로부터의 상기 금속 미립자를 공급하고, 또한 이 금속 미립자에 상기 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스를 분사할 수 있기 때문에, 본 발명의 상술한 방법을 효율적으로 실행할 수 있다.

상기 대기 플라즈마 발생 장치는 플라즈마 생성용 가스원(源)을 환원 가스 및 산화 가스 사이에서 전환 가능하게 할 수 있다. 이 플라즈마 생성용 가스의 전환에 의해, 상기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마를 클리닝에 적합한 저온(예를 들어, 60℃~80℃)과 상기 보수용 도전재료의 어닐링 처리에 적합한 고온(예를 들어, 230℃~250℃)과의 사이에서 전환할 수 있다. 따라서 상기 지지대 위에서 회로 기판의 배선 결함 부분의 클리닝 처리를 포함하는 보수 작업을 일관되게 행할 수 있으므로, 보수 작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 금속 미립자로는 금 혹은 은과 같은 도전성이 뛰어난 금속 미립자를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 이 금속 미립자에는 입경이 나노미터(nanometer) 단위인 이른바 나노 입자(nano particle)를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 가동 프레임에 상기 가동 프레임의 길이 방향인 Y축 방향으로 이동 가능한 베이스 플레이트(base plate)를 배치할 수 있다. 이 베이스 플레이트에 상기 공급 노즐을 그 노즐구가 상기 회로 기판을 향하도록, Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지할 수 있다. 또한, 상기 베이스 플레이트에 상기 대기 플라즈마 발생 장치를 그 플라즈마 분사구(噴射口)가 상기 회로 기판을 향하도록, Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지할 수 있다.

이러한 지지 구조를 채택함으로써, 상기 지지대의 X-Y면 위에 배치된 회로 기판의 소망 (X, Y) 위치에, 상기 공급 노즐의 노즐구 및 상기 플라즈마 발생 장치의 플라즈마 분사구를 정확하고 신속하게 이동시킬 수 있으며, 게다가 이들 노즐구 및 플라즈마 분사구를 상기 배선 회로의 보수 부분으로부터 최적의 거리로 용이하게 조정할 수 있다. 또한, 상기 지지대에 대한 상기 배선 회로의 배치 작업 및 이것으로부터의 취출(取出) 작업 시에, 상기 노즐 및 대기 플라즈마 발생 장치를 상승 위치로 대피시킬 수 있기 때문에, 상기 배선 회로의 상기 지지대에 대한 배치 및 이것으로부터의 취출 작업을 신속하고 용이하게 행할 수 있다.

게다가 상기 가동 프레임에 상기 배선 결함 부분을 관찰하기 위한 현미경(microscope)을 Y축 방향으로 이동 가능하도록 지지할 수 있으며, 이에 따라 보수해야할 부분의 조사, 보수 전후의 확인 작업을 효율적으로 행할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도1은, 본 발명에 따른 회로 기판의 배선 보수 방법의 순서를 나타낸다. 도1(a)~(d)의 각 상단부에는 보수의 대상이 되는 회로 기판이 종단면으로 도시되어 있으며, 도1(a)~(d)의 각 하단부에는 그 평면도가 도시되어 있다. 도1에 나타낸 회로 기판(10)은 예를 들어 유리판(glass plate)(12) 위에 배선(14)이 설치된 회로 기판이다.

이러한 회로 기판의 보다 구체적인 예로서, 도2에는 종래에 잘 알려진 TFT 어레이(array) 기판으로 이루어진 액정 기판(10)이 도시되어 있다. 이 액정 기판(10)의 유리판(12) 위에는 다수의 게이트 라인(gate line)(14a)이 상호 간격을 두고 평행하게 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않았으나, 종래에 잘 알려진 층간 절연막에 의해 게이트 라인(14a)으로부터 전기적으로 이격된 상태로, 이들과 직각으로 배치된 다수의 소스 라인(source line)(14b)이 서로 평행하게 형성되어 있다. 각 라인(14a, 14b)의 교차에 의해 구획된 각 영역에는 화소(16)가 형성되어 있으며, 또한 각 화소(16)의 작동 제어를 위해 박막 트랜지스터(TFT)라고 불리는 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(18)가 형성되어 있다.

상기 트랜지스터(18)는 일반적으로는 대응하는 소스 라인(14b)에 접속된 소스와, 대응하는 화소(16)에 접속된 드레인(drain)과, 상기 소스 및 드레인 간의 채널을 제어하는 게이트를 구비하는 전계효과 트랜지스터이다. 상기 게이트는 대응하는 게이트 라인(14a)에 접속되어 있다. 이 액정 기판(10)은 게이트 라인(14a) 및 소스 라인(14b)으로 이루어진 배선(14)(14a, 14b)으로의 통전을 제어함으로써, 선 택된 트랜지스터(18)를 작동시킬 수 있으며, 상기 트랜지스터에 대응하는 화소(16)를 표시동작 시킬 수 있다.

본 발명에 따른 배선 보수 방법은 이와 같은 회로 기판(10)의 배선(14)(14a, 14b) 자체의 결함, 혹은 각 배선(14)과 트랜지스터(18)의 상기 게이트 혹은 소스와의 접속 부분의 결함을 보수하는데 적용할 수 있다. 이하, 설명을 간소화하기 위해, 배선(14) 자체의 결함의 보수에 대하여, 본 발명의 보수 방법을 도1에 따라 설명한다.

도1(a)에 나타낸 바와 같이, 유리판(12) 위의 배선(14)(14a, 14b)에 결함 부분(20)이 발견되면, 필요에 따라 이 결함 부분(20)이 상술한 절연막이나 보호막 등으로부터 노출된다. 이 결함 부분(20)이 노출되면, 도1(b)에 나타나 있는 바와 같이 대기 플라즈마 발생 장치(22)로부터의 플라즈마(22a)가 결함 부분(20)에 분사된다. 이 플라즈마(22a)는 후술하는 바와 같이 플라즈마 생성용 가스로서 환원 가스가 이용됨으로써, 예를 들어 60℃~80℃의 비교적 저온을 나타낸다. 이 저온의 플라즈마(22a)를 이용한 클리닝 처리에 의해, 결함 부분(20)의 주변부에 가열에 의한 손상을 끼치지 않고, 상기 결함 부분에 잔존하는 절연막이나 먼지를 제거할 수 있다.

클리닝 처리 후, 도1(c)에 나타낸 바와 같이, 금이나 은과 같은 도전 재료로 이루어진 나노 단위의 입경을 갖는 금속 미립자를 포함하는 보수 도전 재료(24)가 결함 부분에 퇴적(堆積)된다. 이 보수 도전 재료(24)의 퇴적에는 도시한 바와 같이 배선(14)의 폭 치수에 대응하는 구경(口徑)을 갖는 공급 노즐을 이용하는 것이 바 람직하다.

그러나 이 보수 도전 재료(24)의 결함 부분(20)으로의 선형 공급은 필요에 따라 에어 분사(Aerosol Jet Deposition) 방식, 잉크젯 방식 등의 기타 방법을 적절히 채택할 수 있다.

결함 부분(20)에 퇴적된 보수 도전 재료(24)는 도1(d)에 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 상술한 바와 동일한 대기 플라즈마 발생 장치(22)를 이용하여, 어닐링 처리된다. 어닐링 처리를 위해서, 대기 플라즈마 발생 장치(22)의 플라즈마 생성용 가스로서 산화 가스가 이용된다. 이에 따라, 대기 플라즈마 발생 장치(22)로부터는, 예를 들어 230℃~250℃의 어닐링 처리에 적합한 온도의 플라즈마(22b)가 보수 도전 재료(24)를 향해 분사된다. 이 대기 플라즈마 발생 장치(22)로부터의 플라즈마(22b)를 이용한 어닐링 처리에 의해, 결함 부분(20) 주변에 열 손상을 끼치지 않고, 보수 도전 재료(24)의 금속 미립자가 어닐링 온도로 높여지며, 소둔(燒鈍)에 의해서 배선(14)과 일체화된다.

상술한 클리닝 처리 및 어닐링 처리에 이용하는 대기 플라즈마 발생 장치(22)를 도3에 나타낸다. 이 대기 플라즈마 발생 장치(22)는 위쪽 끝이 가스 도입구(28a)가 되며, 또한 아래쪽 끝이 플라즈마 분사구(28b)가 되는 예를 들어 유리와 같은 유전체(誘電體)로 이루어진 유전체관(28)과, 상기 유전체관의 길이 방향으로 상호 간격(d)을 두고 배치되며 각각이 유전체관(28)을 둘러싸서 배치되는 한 쌍의 전극(30, 30)과, 상기 양 전극 간에 교번전압(交番電壓) 혹은 펄스형 전압을 인가하기 위한 전원 장치(32)를 구비한다.

유전체관(28)의 가스 도입구(28a)에는 전환 밸브(valve)(34)를 거쳐, 일산화탄소 가스 혹은 수소 가스와 같은 환원 가스원(36a) 및 산소 혹은 공기와 같은 산화 가스원(36b)이 선택적으로 접속된다. 전환 밸브(34)에는 질소 혹은 아르곤 등의 캐리어 가스원(38)이 접속되어 있다.

이 전환 밸브(34)의 전환 조작에 의해, 도1(b)에 도시된 클리닝 처리 공정에서는, 캐리어 가스원(38)으로부터의 캐리어 가스(Ca)와 함께 환원 가스원(36a)으로부터의 환원 가스(G1)가 유전체관(28)의 가스 도입구(28a)에 공급된다. 또한, 도1(d)에 나타낸 어닐링 처리 공정에서는 캐리어 가스원(38)으로부터의 캐리어 가스(Ca)와 함께 산화 가스원(36b)으로부터의 산화 가스(G2)가 유전체관(28)의 가스 도입구(28a)에 공급된다. 그 결과, 클리닝 처리 공정에서는 상술한 바와 같이 플라즈마 생성용 가스로서 환원 가스(G1)가 유전체관(28)의 가스 도입구(28a)로부터 유전체관(28)에 의해 형성되는 유로를 따라 그 플라즈마 분사구(28b)를 향해 안내된다. 한편, 어닐링 처리 공정은 상술한 바와 같이 플라즈마 생성용 가스로서 산화 가스(G2)가 유전체관(28)의 가스 도입구(28a)로부터 유전체관(28)에 의해 형성되는 상기 유로를 따라 그 플라즈마 분사구(28b)를 향해 안내된다.

이들 가스(G1, G2)가 안내되는 상기 유전체관(28)의 유로에는 전원 장치(32)로부터의 전압이 인가되는 한 쌍의 전극(30, 30)에 의해서, 상기 전극 간(d)에 대응하는 영역에 유전체 배리어(barrier) 방전에 의한 방전 공간 영역이 형성되어 있다. 따라서 유전체관(28)의 가스 도입구(28a)로부터 플라즈마 분사구(28b)로 안내되는 어느 가스(G1, G2)의 흐름이나 이 방전 공간 영역을 거치는 과정에서 플라즈 마 상태에 놓여진다. 그 결과, 각각의 플라즈마 생성용 가스에 따른 플라즈마(22a 또는 22b)가 유전체관(28)의 플라즈마 분사구(28b)로부터 결함 부분(20) 혹은 이것에 퇴적된 보수 도전 재료(24)에 분사된다.

대기 플라즈마 발생 장치(22)의 운전 조건은, 예를 들어 전원 장치(32)로부터 한 쌍의 전극(30, 30)에 인가되는 전압(V)의 승압 시간(rise time) 혹은 강압 시간(fall time)의 적어도 한 쪽이 100μ초 이하이고, 전원 장치(32)로부터의 전압(V)의 파형의 반복 주파수는 0.5~1000kHz이며, 양 전극(30, 30) 간에 적용되는 전계 강도는 0.5~200kV/cm 이다.

이하, 본 발명에 따른 상기 보수 방법을 실시하는데 적합한 보수 장치를 도4 내지 도6에 따라 설명한다. 본 발명에 따른 보수 장치(40)는 도4 및 도5에 나타낸 바와 같이 사각형의 X-Y평면(42)을 규정하는 지지대(44)와, 상기 지지대 위에 지지되는 가동 프레임(46)을 구비한다. 지지대(44)의 X-Y평면(42)의 각 측부에는 예를 들어 알루미늄제의 한 쌍의 레일(48, 48)이 각각 X-Y평면(42)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 배치되어 있다.

X-Y평면(42) 위에는 상기 면의 양측부에 배치된 레일(rail)(48) 간에 보수해야할 상술한 바와 같은 배선 결함 부분을 갖는 회로 기판(10)이 배치된다. 이 회로 기판(10)을 가로질러 넘을 수 있도록 상기 가동 프레임(46)이 Y축 방향을 따라 배치되어 있다. 이 가동 프레임(46)은 문형(門型)을 나타내며, 회로 기판(10)의 위쪽에서 X축 방향으로 연장하는 대들보부(46a)와, 상기 대들보부의 양 끝에 일체적으로 형성된 양 다리부(46b)를 구비한다. 각 다리부(46b)에는 대응하는 각 레일(48) 에 끼워 맞추는 슬라이드 부재(50)가 설치되어 있다. 이 슬라이드 부재(50)와 대응하는 레일(48)과의 끼워 맞춤에 의해, 가동 프레임(46)은 X-Y평면(42) 위를 X축 방향으로 이동하는 것이 가능하다.

도시의 예에서는 가동 프레임(46)을 자주식(自走式)으로 하기 위해, 대응하는 각 레일(48)과 슬라이드 부재(50)로 리니어 모터(linear motor)가 구성된다. 이 리니어 모터의 구성을 위해, 각 슬라이드 부재(50)에는 도시하지 않았으나 계자(界磁)코일(coil)이 조립되어 있다. 각 계자코일은 교류전력의 공급을 받음으로써, 이동자계(移動磁界)를 발생한다. 이 이동자계의 전자유도에 의해, 대응하는 레일(48)에 유도전류가 발생하면, 상기 유도전류와 슬라이드 부재(50)의 각 여자(勵磁)코일의 이동자계와의 상호 작용에 의해, 슬라이드 부재(50)에는 레일(48)에 따른 추진력이 작용한다. 따라서 각 슬라이드 부재(50)에 조립된 상기 계자코일에 대한 전력 공급의 제어에 의해서 가동 프레임(46)을 X축 방향으로 이동시키고, 원하는 위치에 정지시킬 수 있다.

가동 프레임(46)의 대들보부(46a)에는 그 길이 방향을 따라 한 쌍의 레일(52, 52)이 설치되어 있으며, 상기 레일에는 상기 레일과 함께 상술한 바와 같은 리니어 모터를 구성하는 베이스 플레이트(54)가 지지되어 있다. 따라서 베이스 플레이트(54)는 가동 프레임(46) 위에서 상기 프레임의 대들보부(46a)를 따라 Y축 방향으로 구동 가능하다. 이 베이스 플레이트(54)에는 각각 상술한 대기 플라즈마 발생 장치(22) 및 공급 노즐이 지지되어 있으며, 게다가 도시한 예에서는 현미경(56)이 지지되어 있다.

이들 대기 플라즈마 발생 장치(22), 공급 노즐(26) 및 현미경(56)을 상하방향인 Z축 방향으로 이동 가능하도록 유지하기 위해서, 도6에 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트(54)에는 서로 평행하게 상하방향으로 연장하는 레일(58~62)이 고정되어 있다. 또한, 대기 플라즈마 발생 장치(22), 공급 노즐(26) 및 현미경(56)에는 각각에 대응하는 레일(58~62)에 끼워 맞추는 각 슬라이드 부재(64)가 고정되어 있다. 이에 따라, 도5에 나타낸 바와 같이, 대기 플라즈마 발생 장치(22)는 그 플라즈마 분사구(28b)를 지지대(44) 위의 회로 기판(10)으로 향하고, 또한 공급 노즐은 그 노즐구를 회로 기판(10)으로 향하며, 게다가 현미경(56)은 그 대물렌즈를 회로 기판(10)으로 향하여, 각각 베이스 플레이트(54)에 이동 가능하도록 배치되어 있다. 또한 레일(58~62)과 상기 각 레일에 대응하는 각 슬라이드 부재(64)로, 상술한 바와 같은 리니어 모터가 구성되어 있다. 따라서 상기 각 리니어 모터에 대한 상술한 바와 같은 전력공급의 제어에 의해, 대기 플라즈마 발생 장치(22), 공급 노즐 및 현미경(56)을 상하방향으로 구동시킬 수 있으며, 또한 원하는 승강 위치에 유지할 수 있다.

이에 따라, 대기 플라즈마 발생 장치(22)의 플라즈마 분사구(28b)는 피처리물인 회로 기판(10)과의 간격을, 예를 들어1~20mm 사이에서 조정할 수 있다. 또한, 공급 노즐 및 현미경(56)도 같은 정도로 조정하는 것이 가능하다. 지지대(44)의 X-Y평면(42) 위로의 회로 기판(10)의 배치 및 X-Y평면(42)으로부터의 회로 기판(10)의 취출 시에는, 대기 플라즈마 발생 장치(22), 공급 노즐(26) 및 현미경(56)을 가장 위쪽의 대피 위치로 대피시킬 수 있다. 이에 따라, 이들과 회로 기판(10)의 간 섭을 방지하여, 상기 회로 기판의 X-Y평면(42) 위로의 배치 및 이것으로부터의 취출 작업을 신속하고 용이하게 행할 수 있다.

본 실시예에서는 도5 및 도6에 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트(54)의 상부에 금속 미립자를 보유하는 탱크(tank)(66)가 유지되어 있으며, 상기 탱크로부터 공급 노즐(26)로 연장하는 배관(68)을 거쳐 보수 금속 재료인 금속 미립자가 공급된다.

본 발명에 따른 보수 장치(40)에서는 가동 프레임(46)을 X축 방향으로 구동하고, 또한 베이스 플레이트(54)를 Y축 방향으로 구동함으로써, 회로 기판(10)의 소망 위치에 현미경(56)의 시야를 이동시킬 수 있다. 이 현미경(56)의 화면은 필요에 따라 액정과 같은 표시 장치에 투영할 수 있으며, 그 화면 상에서 회로 기판(10)의 배선(14) 위의 결함 부분(20)을 관찰할 수 있다.

현미경(56)의 위치로부터 보수해야할 결함 부분(20)의 위치(x, y)가 구해지면, 베이스 플레이트(54)의 이동에 의해 대기 플라즈마 발생 장치(22)의 플라즈마 분사구(28b)가 현미경(56) 대신에 그 결함 부분(20)의 위치(x, y)로 이동된다. 이어서 대기 플라즈마 발생 장치(22)의 전환 밸브(34)가 작동되면, 캐리어 가스원(38)과 환원 가스원(36a)으로부터의 혼합 가스가 유전체관(28)에 공급된다. 이 가스의 공급에 의해, 유전체관(28)의 플라즈마 분사구(28b)로부터는 도1(b)에 나타낸 바와 같이, 비교적 저온의 플라즈마(22a)가 결함 부분(20)에 분사되고, 상기 결함 부분에 클리닝 처리가 행해진다.

클리닝 처리가 종료하면, 베이스 플레이트(54)가 구동되고, 공급 노즐이 대 기 플라즈마 발생 장치(22) 대신에 결함 부분(20)의 위치(x, y)로 이동되고, 도1(c)에 나타낸 바와 같이 금속 미립자를 결함 부분(20)에 공급하면서, 필요에 따라 결함 부분(20)의 주변을 주사(走査)한다. 이에 따라, 필요량의 금속 미립자가 결함 부분(20)에 퇴적된다.

금속 미립자의 퇴적이 완료하면, 공급 노즐 대신에 다시 대기 플라즈마 발생 장치(22)가 결함 부분(20)의 위치(x, y)로 이동된다. 이 때, 대기 플라즈마 발생장치(22)의 전환 밸브(34)가 작동되고, 캐리어 가스원(38)과 산화 가스원(36b)과의 혼합 가스가 유전체관(28)에 공급된다. 이 가스의 공급에 의해, 유전체관(28)의 플라즈마 분사구(28b)로부터는 도1(d)에 나타낸 바와 같이, 비교적 고온의 플라즈마(22b)가 퇴적된 금속 미립자에 분사되고, 그 후 서서히 냉각되어 상기 금속 미립자와 배선(14)과의 일체화가 이루어진다.

이에 따라, 배선(14)의 보수는 종료되지만, 필요에 따라 대기 플라즈마 발생 장치(22) 대신에 현미경(56)을 보수 부분으로 이동시킴으로써, 상기 보수 부분을 관찰할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 보수 장치(40)를 이용함으로써, 클리닝 처리부터 보수재료인 금속 미립자의 보수 부분으로의 공급 및 그 어닐링 처리까지를 지지대(44) 위에서 행할 수 있다.

또한, 현미경(56)을 필요로 하지 않을 수 있으나, 상술한 바와 같이, 지지대(44) 위에서 배선(14)의 결함 부분(20)을 관찰하고, 또한 보수 후의 상태를 관찰할 수 있기 때문에, 보다 확실한 보수를 신속하게 행한 후, 현미경(56)을 가동 프 레임(46)에 설치하는 것이 바람직하다.

게다가, 클리닝 처리를 다른 방법으로 행할 수 있으나, 보수 장치(40)에 의하면 대기 플라즈마 발생 장치(22)의 전환 밸브(34)에 의한 가스원(36a, 36b)의 전환에 의해 클리닝 처리 및 어닐링 처리가 가능해지므로, 도시한 실시예가 바람직하다.

또한, 가동 프레임(46) 및 베이스 플레이트(54) 등의 구동기구로서 리니어 모터의 예를 나타냈으나, 이것 대신 각종 구동기구를 이용할 수 있으며, 또한 이들을 수동조작 할 수도 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 각종 변경이 가능하다.

본 발명에 의하면, 상술한 바와 같이, 플라즈마 생성용 가스로서 산화 가스를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스를 보수용 금속 미립자에 분사함으로써, 보수 부분의 주변부에 가열에 의한 손상을 끼치지 않고, 이 금속 미립자에 적정한 어닐링 처리를 행할 수 있다. 따라서 회로 기판에 가열에 의한 손상을 끼치지 않고, 상기 금속 미립자와 배선 결함 부분과의 일체화를 달성할 수 있으며, 종래에 비해 용이하게 회로 기판의 배선의 보수가 가능해진다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

회로 기판의 보수해야할 배선 결함 부분에 금속 미립자를 공급하는 것, 공급된 금속 미립자에 플라즈마 생성용 가스로서 산화 가스를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스를 분사하여 어닐링 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 회로 기판의 배선 보수 방법.
제1항에 있어서, 금속 미립자의 공급에 앞서, 플라즈마 생성용 가스로서 환원 가스를 이용한 대기 플라즈마 발생 장치로부터의 플라즈마 가스를 상기 배선 결함 부분에 분사하여, 상기 배선 결함 부분에 클리닝 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 배선 보수 방법.
보수해야할 배선 결함 부분을 갖는 회로 기판이 배치되는 X-Y평면을 규정하는 지지대;

상기 지지대 위의 상기 회로 기판의 위쪽에서 Y축 방향을 따라 배치되고 X축 방향으로 이동 가능한 가동 프레임;

상기 가동 프레임에 Y축 방향으로 이동 가능하도록 지지되고, 금속 미립자를 상기 배선 결함 부분에 공급하기 위한 공급 노즐; 및

상기 공급 노즐에 의해 상기 배선 결함 부분에 공급된 금속 미립자를 가열하기 위한 대기 플라즈마 발생 장치;

를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로 기판의 배선 보수 장치.
제3항에 있어서, 상기 대기 플라즈마 발생 장치는 플라즈마 생성용 가스원을 환원 가스 및 산화 가스 사이에서 전환 가능한 것을 특징으로 하는 배선 보수 장치.
제4항에 있어서, 환원 가스는 일산화탄소 또는 수소 가스이며, 산화 가스는 산소 또는 공기인 것을 특징으로 하는 배선 보수 장치.
제3항에 있어서, 상기 금속 미립자는 나노 입자인 것을 특징으로 하는 배선 보수 장치.
제3항에 있어서, 상기 가동 프레임에는 Y축 방향으로 이동 가능한 베이스 플레이트가 배치되고, 상기 베이스 플레이트에는 상기 공급 노즐이 노즐구를 상기 회 로 기판을 향하여 Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지되고, 또한 상기 대기 플라즈마 발생 장치가 그 플라즈마 분사구를 상기 회로 기판을 향하여 Z축 방향으로 승강 가능하도록 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 배선 보수 장치.
제7항에 있어서, 상기 가동 프레임에는 상기 배선 결함 부분을 관찰하기 위한 현미경이 Y축 방향으로 이동 가능하도록 더 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 배선 보수 장치.