KR20080110053A - 레이저를 이용한 다층박막 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다층박막을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 다층박막 형성장치는 1) 상기 단선된 금속패턴에 레이저를 조사하여 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀을 형성하는 단계; 2) 레이저를 조사하여 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀에 금속박막을 채우는 단계; 3) 레이저를 조사하여 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계; 및 4) 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀 사이에 형성된 금속박막을 보호하는 SixNy 또는 SiO2 등의 보호막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 단선된 금속패턴을 형성하기 전에 형성부위를 프리 클리닝함으로써 형성된 금속박막의 부착력이 향상되고, 금속박막이 임의로 제거될 우려도 현저하게 줄어든다.
금속 박막, 컨택트 홀, 레이저, 선세정, 보호막.

Description

레이저를 이용한 다층박막 형성방법{Method for Forming Multi Layer Film Using Laser}
도 1은 종래기술에 의한 금속박막 형성장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따라 금속박막을 형성하는 순서도
도 3은 본 발명에 따라 컨택트 홀을 형성하는 상세도
도 4는 본 발명에 따라 컨택트 홀에 금속박막을 채워넣는 상세도
도 5는 본 발명에 따라 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 상세도
도 6은 본 발명에 따라 형성된 금속박막과 주위의 도전성 물질을 분리하는 상세도
도 7은 본 발명에 따라 금속패턴 위에 절연막이 없는 경우에 금속패턴의 일정 두께를 깍아내는 상세도
도 8은 본 발명에 따라 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하는 상세도
도 9는 본 발명에 따른 금속박막 형성장치의 구성도
도 10은 본 발명에 따른 빔 형성수단을 통과하기 전후의 빔의 모양 비교도
도 11은 본 발명에 따른 마스크의 다양한 실시예를 나타낸 도면
본 발명은 다층박막을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단선된 금속패턴을 연결하는 금속박막의 부착력이 향상되고, 또한 상기 금속박막이 임의로 제거되는 것을 방지할 수 있도록 금속박막 위에 추가로 보호막을 증착시키는 다층박막 형성방법에 관한 것이다.
최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 반도체 산업의 기술 개발에 의하여 액정표시장치는 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품이 등장하고 있다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, LCD)는 소형화, 경량화 저 전력소비화 등의 장점을 갖고 있어, 현재 많은 정보처리 기기에 장착ㆍ사용되고 있다.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가 해 다른 분자배열을 변환시키고, 이러한 분자배열에 의해 발광하는 액정 셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정 셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
액정표시장치는 화소 단위를 이루는 액정 셀의 생성 공정을 동반하는 패널 상판 및 하판의 제조 공정과, 액정 배향을 위한 배향막의 형성 및 러빙공정과, 상 판 및 하판의 합착 공정과, 합착된 상판 및 하판 사이에 액정을 주입하는 공정 등을 거쳐 완성하게 된다.
상기와 같은 공정에 의해 완성되는 액정표시장치는 금속패턴(예를 들면, 데이터 라인 또는 공통전극 라인)이 형성되어 있고 전기적으로 전도성을 가진다. 그런데 이러한 금속패턴이 단선(open)되거나 단락(short)되는 등의 선결함이 발생하는 경우가 있다.
일반적으로 패턴의 유실에 의해 결함과 패턴 서로 간의 단락에 의해 점 결함의 경우 그 분포, 개수 및 유형에 따라 허용되는 레벨이 있는 반면에, 상기의 선결함의 경우는 한 개라도 발생하면 제품으로서의 가치가 없기 때문에 이에 대한 수정 공정이 매우 중요하다.
이때 수정 방법의 하나로 액정표시 패널의 유리기판의 결함이 발생된 국소부에 금속가스를 주입하고 여기에 레이저를 조사하여 결함 부위를 수정하는 레이저 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition, CVD)를 이용한 수정 방법이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 박막 형성장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
박막 형성장치는 수정을 위한 금속원료를 가스 형태로 공급하는 가스 공급부(1)와, 상기 가스 공급부로부터 분사되는 가스를 광분해하기 위하여 조사되는 레이저(5)와, 상기 레이저로부터 발생되는 레이저 광의 진행 경로와 초점 등을 조절하는 광학부(4)와, 상기 광학부(4)로부터 나오는 레이저 광과 상기 가스 공급부(1)에서 공급되는 가스와 광분해 작용을 하는 챔버(7)와, 상기 가스공급부(1), 광학부(4), 레이저(5) 등을 컨트롤하는 컨트롤부(6)로 구성되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 박막 형성장치는 다음과 같은 원리에 의해 라인 오픈을 수정한다.
액정표시장치 제조 공정 중 단계별 금속패턴 증착공정이 끝나면, 검사 공정을 진행하는데, 검사 공정 중에서 게이트라인, 공통전극라인 또는 데이터 라인과 같은 금속패턴의 오픈 불량을 검출한 경우 이를 수정하기 위하여 박막형성 장치를 사용한다.
먼저, 기판(8)이 장비 내로 로딩되면 상기 광학부(4)가 불량이 발생한 좌표로 이동하고, 상기 레이저(5)를 조사한다. 레이저는 펄스형태의 레이저를 조사하여 금속라인의 소정 표면을 노출시키는 컨택트 홀을 형성한 후, 다시 펄스 형태의 레이저를 조사한다. 이 때, 가스 공급부(1)에 저장되어 있는 금속가스와 불활성 기체가 혼합된 원료가스를 챔버(7)내에 공급하여 원료가스에 포함된 금속가스가 광분해 작용을 하면서 단선된 데이터 라인 영역에 금속원료가 증착되어 단선된 부분이 전기적으로 연결된다.
그러나 상기와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
레이저를 조사할 때 스캔방식(레이저의 이동하면서 조사하는 방식)을 사용하기 때문에 작업 공정에 많은 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 결함이 발생한 영역의 사이에 이물질이 있는 경우에는 박막 증착이 어려운 문제점이 있다.
또한, 기존의 박막 위에 박막을 형성하는 과정에서 단차(thickness difference)에 의해 스텝 커버리지(step coverage)가 나쁘거나, 비아 홀(via hole)이 발생하여 세정시 수분이 침투하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 중첩 영역에서의 두께가 너무 두꺼울 경우에는 박막의 응집력 때문에 박막이 떨어지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 박막의 접합력이 약하여 저항이 높게 형성되거나 이후의 세정 공정에서 박막이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단선된 금속패턴을 연결하는 금속박막의 부착력을 향상시키고, 형성된 금속박막이 임의로 제거되는 것을 방지할 수 있도록 금속박막 위에 보호막을 추가 증착하는 다층박막 형성방법을 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 금속박막 형성장치는 1) 상기 단선된 금속패턴에 레이저를 조사하여 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀을 형성하는 단계; 2) 레이저를 조사하여 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀에 금속박막을 채우는 단계; 3) 레이저를 조사하여 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계; 및 4) 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀 사이에 형성된 금속박막을 보호하는 SixNy 또는 SiO2 등의 보호막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 보호막은 193 ~ 400nm 파장의 레이저를 조사하여 화학기상증착하거나 플라즈마를 발생시켜 화학기상증착하여 형성하는 것이 바람직하다.
또한 상기 1)단계 내지 4)단계 중 어느 하나 이상은 소정패턴의 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
또한 상기 1)단계 전에, 1-1)금속박막이 형성될 영역을 부착력이 향상되도록 표면을 개질하는 단계;가 더 부가되는 것이 바람직한데, 상기 1-1)단계는 193 ~ 400nm 파장대의 레이저를 조사하여 수행하거나 플라즈마를 발생시켜 애싱하는 것에 의해 수행되는 것이 바람직하다. 또한 표면개질을 위하여 레이저를 조사하는 것은 소정패턴의 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 수행되는 것이 바람직하다.
또한 상기 1)단계는 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 레이저 중 어느 하나를 조사하여 수행되고, 상기 2)단계 또는 3)단계는 청색 자외선(blue-violet) 파장보다 짧은 파장의 레이저를 조사하여 수행되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 구성에 대해 상세히 살펴본다.
도 2를 참조하여 본 발명에 의한 금속박막 형성방법을 설명한다.
먼저, 단선된 금속패턴에 금속박막을 형성하여 연결하기 전에, 상기 금속박막이 형성될 영역을 선 세정(pre-cleaning)공정을 통해 표면개질한다(S41). 이와 같이 표면개질하는 이유는 형성될 금속박막이 잘 부착되도록 부착력을 향상시키기 위한 것이다. 이러한 선 세정공정은 UV 레이저를 조사하거나, 또는 플라즈마에 의 한 에싱으로 수행할 수 있다.
다음은 컨택트 홀을 형성하는 단계로써, 상기 금속패턴 위에 절연막이 있을 경우에는 박막형성을 위해 단선된 금속패턴 상에 2개의 컨택트 홀을 형성하고(S42-1), 상기 홀에 금속가스를 주입하여 완전히 채우고(S43), 상기 금속패턴 위에 절연막이 없을 경우에는 연결부위에 부착력 향상을 위해 자외선 레이저(11) 등을 이용하여 금속패턴의 일정 두께를 깎아낸다(S42-2). 그런 다음 상기 2개의 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결(S44)한다. 이러한 절차로 금속박막은 형성되고 단선된 부분은 연결이 될 수 있다. 박막이 형성된 후 박막 영역 주변에 도전성 물질(ITO/IZO)막이 있는 경우에는 절연을 목적으로 레이저를 조사하고 박막과 주변의 도전성 물질을 분리한다(S45).
다음으로, 위와 같이 형성된 금속박막을 보호하는 보호막을 형성한다(S46). 상기 보호막은 SixNy 또는 SiO2 로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 보호막은 S43 및 S44와 같이 레이저를 이용하여 화학기상증착을 하거나 플라즈마를 발생시켜 증착하는 방법에 의해 수행된다. 물론, 어느 경우이든 보호막의 형태에 따라 소정 패턴이 형성된 마스크를 이용한다.
마지막으로, 후 세정(post-cleaning)공정을 통해 언로딩한다(S47).
도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 금속박막 형성방법을 설명한다.
도 3은 제 1 레이저발진기에서 조사되는 적외선, 가시광선, 또는 자외선 레 이저(10)를 이용하여 컨택트 홀(44)을 형성하는 과정을 나타낸 것이다.
도면에서 도시된 것과 같이 가공대상체는 유리 기판(40)위에 금속패턴(41)이 증착되어 있고, 그 위에 절연막 등(42)이 증착되어 있다.
상기 금속패턴(41)은 연결되어 있는 것이 바람직하나 단선된 경우에는 이를 연결해야 하는데, 금속패턴(41) 위에 절연막 등(42)이 증착되어 있으므로 바로 연결할 수는 없고 절연막(42) 등에 구멍을 뚫어야 한다.
연결을 하기 위해서는 두 개의 홀(44)을 형성하여야 하는데, 레이저(10)를 이동하면서 조사하여 하나를 먼저 형성하고 그 다음 두 번째 홀을 형성할 수도 있고, 레이저 빔의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 마스크를 통과하여 조사시켜 두 개의 홀을 한 번에 형성할 수도 있다. 이는 후술하는 빔 형성수단에 의해 빔의 크기를 크게 할 수 있기 때문에 이러한 방식이 가능하다.
이때 레이저의 출력을 조절하여 홀 형성시 금속패턴(41)이 녹으면서 홀의 벽에 부착되도록 한다. 즉, 홀 형성시 절연막 등(42)만 제거하는 것이 아니라 금속패턴(41)에도 홀을 형성한다.
도 3의 (a)는 단면을 나타낸 것이고, 도 3의 (b)는 위에서 본 모양을 나타낸 것이다. (b)를 보면 두 개의 컨택트 홀(44), 컨택트 홀 사이에 단선된 부분(45), 및 금속패턴(41) 주위에 넓게 분포되어 있는 도전성 물질(43)을 볼 수 있다.
도 4는 위와 같이 형성된 컨택트 홀(44)에 금속박막을 증착하여 홀에 채우는 것을 나타낸 도면이다.
금속 소스가스(금속가스와 불활성 기체가 혼합된 가스)를 광학창이 구비된 챔버에 주입한 후, 제 2 레이저 발진기를 이용하여 레이저를 조사하여 홀(44)안에 금속(13)을 채워 넣는다.
도면에서 도시된 것과 같이 레이저(11)가 조사되면서 챔버에 주입된 금속 소스가스가 홀에 채워지는 것이다. 이때 사용되는 레이저는 블루 레이저나 자외선 레이저가 사용될 수 있다.
상기 홀을 생성하는 공정에서 금속패턴이 녹아서 홀(44) 표면에 흡착된 금속부를 레이저를 이용하여 박막으로 완전히 채우고 덮도록 한다. 이렇게 함으로써 접착 신뢰성을 향상시키고 금속패턴(41)과 금속 박막(46) 사이의 저항을 감소시킬 수 있다.
도 4의 (b)에서 홀에 금속박막(46)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 5는 상기 컨택트 홀(44) 사이에 박막을 증착하여 연결하는 과정을 도시한 것이다.
컨택트 홀(44)에 금속박막(46)을 채워 넣을 때와 마찬가지로 블루 레이저나 UV 레이저(12)를 조사하여 컨택트 홀(44) 사이에 금속박막을 형성하여 두 개의 컨택트 홀을 연결한다.
이때 결함부위에 따라 직접 연결할 수도 있고 우회하여 연결할 수도 있다. 특히 결함부위에 이물질이 있는 경우에는 우회하여 연결하는 것이 바람직하다. 이때에도 상기 절차와 마찬가지로 레이저를 이동(스캔방식)하면서 조사하거나, 레이저 빔의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 광학 장치를 고정시킨체 한번에 레이저를 조사(블럭샷 방식)하여 마스크를 통과하도록 조사할 수도 있 다. 빔의 크기를 확대하는 것은 빔 형성수단을 통해 가능하다. 도 5의 (a)는 스캔방식으로 레이저를 조사하면서 박막을 증착한 것을 도시한 것이고, 도 5의 (b)와 (c)는 마스크를 사용하여 박막을 증착한 것을 도시한 것이다.
스캔방식을 사용하여 우회 연결하는 경우에는 (a)에 도시된 것과 같이 꺾여진 부분에 중첩영역(47)이 발생한다. 동일 부위에 레이저가 두 번 조사되기 때문에 다른 부위보다 두껍게 박막이 형성되고 단차가 발생하는 문제점이 있다. 그러나 마스크를 이용해서 한 번에 증착하게 되면 이러한 중첩문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라 작업 공정에 소요되는 시간도 단축할 수 있다. 물론 직접연결할 때에도 슬릿 또는 마스크를 이용하여 조사되는 레이저 빔의 크기를 조절하여 한 번에 조사하는 것이 공정 시간을 단축할 수 있어 유리하다.
상기와 같은 절차로 금속박막 형성이 완료되고 단선된 금속패턴(41)은 연결된다.
박막 형성 후, 박막 영역 주변에 도전성 물질이 있는 경우에는 도전성 물질과 금속박막을 절연하여야 한다.
도 6은 금속박막과 도전성 물질의 절연을 나타낸 도면이다. 도 6의 (a)는 스캔 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 블럭 샷 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이다.
즉, 박막증착이 완료된 이후에 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 UV 레이저(11)를 사용하여 박막주위를 조사하여 도전성 물질을 커팅한다. 도면에서 금속박막(46)과 도전성 물질(43) 사이가 커팅되어 분리된 것(48)을 확인할 수 있다.
상기 금속 박막과 도전성 물질의 절연을 목적으로 하는 레이저 빔의 조사에도 레이저 빔의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 마스크를 통과하여 조사하는 방법을 적용할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 절연막이 없는 경우 단선된 금속패턴을 연결하는 것을 도시한 것이다. 도 8 (a)는 스캔 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이고, 도 8 (b)는 블럭 샷 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이다.
절연막 등이 없는 경우라도 금속패턴(41)이 산화되어 있기 때문에 그 위에 바로 박막을 증착하여 연결하는 것은 바람직하지 못하다. 그래서 금속패턴상 연결부위에 부착력을 향상시키기 위하여 자외선 레이저(11) 등을 이용하여 금속패턴(41)의 일정두께를 깍아낸다.
상기 금속패턴(41)을 깎아낸 후에는 금속 소스가스를 챔버에 주입하고 블루 레이저나 자외선 레이저(12)를 조사하여 상기 깍아낸 영역을 채우고 두 영역 사이를 연결한다.
레이저 조사방식은 앞서 살펴본 것과 같이 스캔방식을 사용할 수도 있고, 레이저 빔의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 원하는 모양을 패턴을 뜬 마스크를 통과시켜 조사하는 방식을 사용할 수도 있다.
도 9는 본 발명에 따른 금속박막 형성장치에 대해 개략적으로 도시한 것이다.
도시된 것과 같이 본 발명에 따른 금속박막 형성장치는 레이저 빔을 발광하는 레이저 발진기(10a, 10b), 상기 레이저 빔을 불량 부위의 크기에 맞게 빔을 확장하고 조절하는 빔 형성수단(20), 상기 빔을 통과시킬 수 있는 광학창을 구비하고 불량이 제거된 부분에 박막을 형성할 수 있는 물질을 수용할 수 있는 챔버(30), 상기 빔의 경로를 조절하여 기판에 조사할 수 있도록 하는 광학 수단(11a, 11b, 12, 13), 및 박막증착이 원하는 부위에 정확히 형성되는지 여부를 실시간으로 감시하는 모니터링 수단(50)을 포함한다.
상기 레이저 발진기는 제 1 레이저 발진기(10a)와 제 2 레이저 발진기를 포함한다.
상기 제 1 레이저 발진기(10a)는 컨택트 홀을 형성하기 위한 레이저 빔을 발생시키는 구성요소로서 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 레이저를 발생하고, 제 2 레이저 발진기(10b)는 금속박막이 형성될 영역을 표면개질하거나, 상기 컨택트 홀에 금속박막을 채우거나 컨택트 홀들 사이에 금속박막을 연결하거나 또는 보호막을 형성하기 위한 레이저 빔을 발생시키는 구성요소로서 청색 자외선 레이저(blue-violet laser) 보다 짧은 파장의 레이저 또는 자외선 레이저를 발생한다. 보다 바람직하게는 193~400nm 파장대의 레이저를 발생하는 것이다. 물론, 각 공정에서 요구되는 레이저 빔의 특성에 따라 레이저 발진기는 역할을 분담할 수 있고, 그 결과 레이저 발진기의 수는 늘어나거나 줄어들 수 있다.
상기 빔 형성수단(20)은 빔 쉐이퍼(beam shaper, 21a, 21b) 및 빔 슬릿(beam slit, 22)을 포함한다. 상기 빔 슬릿(22)은 빔의 크기와 형상을 조절하는 것으로 공정에 따라 다양한 크기와 형태로 조절할 수 있다. 빔의 크기를 조절하는 경우에는 X, Y 축 모터를 이용하여 각 축마다 2개씩 총 4개의 블레이드를 조절하여 빔의 크기를 조절하고, 형태(모양)를 조절하는 경우에는 공정 절차에 따라 필요한 마스크 패턴을 선택하여 원하는 형태로 조절할 수 있다. 또한, 이러한 빔 슬릿(22) 대신 복수의 개구부가 형성된 마스크를 이용할 수도 있다.
상기 빔 쉐이퍼(21a, 21b)는 레이저 발진기(10)에서 출사된 레이저 빔의 크기를 확장해주는 빔 익스팬더(beam expander)와 레이저의 에너지 분포를 고르게 하는 호모제나이저(homogenizer)로 구성되어 있다. 레이저 발진기에서 발진된 초기 빔은 크기가 작은 가우시안 형태로, 에너지가 중앙에 집중되어 있는데, 이러한 빔은 넓은 영역을 한번에 조사하기는 적당하지 않으므로, 빔 형성수단(20)을 이용해서 빔을 확대한 후 평탄하게 하여 가공부위를 한번에 조사할 수 있을 정도의 크기로 확대한다.
상기 빔 슬릿(22)은 빔 쉐이퍼(21)에 의해 확대 평탄화된 빔을 불량 부분의 크기에 맞게 빔을 분할하는 기능을 한다.
상기 모니터링 수단(50)은 이미지 센서(51)와 초점조절부(52)로 이루어진다.
도 10은 빔 형성 수단을 통과한 빔의 형태를 나타낸 도면이다. 도 10의 (a)는 빔 쉐이퍼(21a, 21b)를 통과하기 전과 통과 후를 비교한 도면이다. (a)의 왼쪽 그림은 통과하기 전의 그래프로 가우시안(Gaussian Curve) 분포임을 알 수 있다. 오른쪽은 빔 쉐이퍼(21a, 21b)를 통과한 후의 빔의 에너지 분포를 나타낸 그래프로 에너지 분포가 고른 평탄한 모양임을 확인할 수 있다. 도 10의 (b)는 빔 슬릿(22) 의 사용예를 나타낸 것이다. 조사하고자 하는 부위, 즉 가공대상의 크기에 따라 슬릿의 크기를 조절할 수 있다. 블레이드(31)를 상하 좌우로 움직여 크기를 조절할 수 있다.
그리고 공정 절차에 따라 마스크를 선택하여 상기 마스크는 가공대상의 모양에 따라 다양한 모양을 형성할 수 있다. 도 11은 마스크의 여러 가지 실시예를 나타낸 것이다. 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 모니터링 수단(50)은 공정과정을 디스플레이하는 CCD 카메라(51)와 기판(40)에 조사되는 레이저의 초점을 자동으로 조절하는 초점 조절부(52)를 구비하고 있다.
상기와 같은 구성에 의해 금속박막이 형성되는 과정을 간략히 설명한다.
제 1 레이저 발진기(10a)에서 발진된 레이저 빔은 금속패턴 위의 절연막에 구멍을 뚫는다. 상기 절연막은 SiNx, SiO2 등의 절연막이 될 수 있고, 절연막 대신 유기막, 금속막, 잔류층(이하, 절연막 등이라고 한다) 등이 있는 경우에도 마찬가지이다. 물론 이러한 절연막 등이 있는 경우에만 제거면 되고, 절연막 등이 없는 경우에는 이러한 과정을 생략할 수 있다. 그러나 금속패턴 절연막이 증착되어 있지 않더라고 금속의 산화 등으로 금속박막이 제대로 형성되지 않을 수 있으므로 상기 레이저를 금속패턴에 조사하여 산화막을 제거하는 것이 바람직하다.
컨택트 홀을 형성한 후, 챔버에 금속가스와 불황성가스의 혼합기체를 주입한 후 제 2 레이저를 조사하여 컨택트 홀에 금속박막이 채워지도록 한다. 컨택트 홀을 채운 후 컨택트 홀 사이에 박막을 증착하여 단선된 금속패턴을 연결한다.
도 11은 본 발명에 따른 마스크 패턴의 여러 가지 모양을 나타낸 실시예이다.
(a)는 선 세정을 하기위한 마스크를 나타내고, (b)는 컨택트 홀을 형성하기 위한 마스크를 나타내며, (c)는 홀에 금속박막을 채워넣을 때 사용하는 마스크를 나타낸 것이다. (d)는 컨택트 홀 사이를 우회하여 연결하기 위한 모양을, (e)는 직접연결하기 위한 모양을 나타낸 것이다.
(f)는 금속박막과 주위의 도전성 물질을 분리하기 위한 패턴의 예를 나타낸 것이다.
(g)는 형성된 금속박막 위에, 상기 금속박막을 보호하기 위한 나이트라이드 등의 보호막을 형성하기 위해 레이저를 조사하는 경우의 마스크 패턴의 예를 나타낸다.
상기와 같이 마스크의 모양은 홀을 형성하거나 홀 사이를 연결하는 등의 공정 절차에 따라 다양하게 변경 선택 가능하다. 홀 사이를 연결하는 경우에도 직접 연결하느냐 또는 우회 연결하느냐에 따라 마스크 패턴의 모양을 선택할 수 있다.
본 발명에 따르면, 단선된 금속패턴을 형성하기 전에 형성부위를 선 세정함으로써 형성된 금속박막의 부착력이 향상되는 효과가 있다.
또한 금속박막을 보호하는 보호막을 형성하기 때문에 금속박막이 임의로 제거될 우려도 현저하게 줄어든다.
또한 한 번의 레이저 조사로 컨택트 홀을 생성하고 금속박막을 형성할 수 있어 단락된 금속패턴을 연결하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 컨택트 홀을 우회하여 연결함으로써, 결함부위에 이물질이 있는 경우에도 단락 부분을 연결할 수 있다. 또한, 우회 연결시 꺽어진 부분에 발생할 수 있는 박막중첩 현상도 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 컨택트 홀 생성시 절연막 등을 제거함은 물론 금속패턴도 함께 녹이고, 홀 표면에 흡착된 금속을 금속박막으로 완전히 덮는 방식을 사용하므로써, 접착 신뢰성을 향상시키고 금속패턴이 형성된 금속박막 사이의 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 단차가 발생하는 것을 방지하고 스텝 커버리지나 비아 홀(via hole)의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 빔 형성수단을 사용하여 빔의 출력을 균일하게 유지시키고 조사대상에 따라 다양한 모양으로 가공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 금속패턴 위에 절연막 등이 형성되어 있지 않은 경우에도 금속패턴 위에 형성된 산화막을 제거하여, 금속박막 증착시 접착력을 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 단선된 금속패턴을 연결하는 금속박막 형성방법에 있어서,
    1) 상기 단선된 금속패턴에 레이저를 조사하여 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀을 형성하는 단계;
    2) 레이저를 조사하여 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀에 금속박막을 채우는 단계;
    3) 레이저를 조사하여 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계; 및
    4) 상기 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀 사이에 형성된 금속박막을 보호하는 보호막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은 SixNy 또는 SiO2로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보호막은 레이저를 조사하여 화학기상증착하는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레이저는 193 ~ 400nm 파장인 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 보호막은 플라즈마를 발생시켜 화학기상증착하는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 1)단계 전에,
    1-1)금속박막이 형성될 영역을 부착력이 향상되도록 표면을 개질하는 단계;가 더 부가되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 1-1)단계는 레이저를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저는 193 ~ 400nm 파장인 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 1-1)단계는 플라즈마를 발생시켜 애싱하는 것에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  10. 제 7 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 1-1)단계는 소정패턴의 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 1)단계는 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 레이저 중 어느 하나를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 2)단계 또는 3)단계는 청색 자외선(blue-violet) 파장보다 짧은 파장의 레이저를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 1)단계 내지 4)단계 중 어느 하나 이상은 소정패턴의 개구부가 형성된 마스크를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다층박막 형성방법.
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