KR20130085184A - 다층배선 구조물 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20130085184A
KR20130085184A KR1020120006147A KR20120006147A KR20130085184A KR 20130085184 A KR20130085184 A KR 20130085184A KR 1020120006147 A KR1020120006147 A KR 1020120006147A KR 20120006147 A KR20120006147 A KR 20120006147A KR 20130085184 A KR20130085184 A KR 20130085184A
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이우진
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Abstract

본 발명은 다층배선 구조물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 다층배선 구조물은, 기판과, 상기 기판의 일면 및 타면을 관통하여 형성되는 연결홀 및 상기 기판에 형성되는 전극배선을 포함하되, 상기 전극배선은, 상기 기판의 일면에 형성되는 다수의 제1 배선 상기 기판의 타면에 형성되는 다수의 제2 배선 및 상기 연결홀의 내면에 형성되고, 상기 다수의 제1 배선 및 제2 배선을 각각 전기적으로 연결하는 다수의 연결배선을 포함한다.

Description

다층배선 구조물 및 그 제조방법{WIRING STRUCTURE AND THE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 다층배선 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 기판은 에폭시계의 절연기판상에 동박을 입힌 것으로, 단면 인쇄회로기판 및, 다층 회로기판등으로 그 종류를 구분할 수 있다. 또한, 투명재질로 형성된 터치기판을 더 포함할 수 있다.
여기서, 인쇄회로기판은 절연기판의 양면에 배선패턴의 동박이 입혀진 구조로 되어 있고, 절연기판의 양면을 관통하는 연결홀이 형성되어 있다.
이때, 절연기판의 양면에 형성된 배선패턴은 연결홀을 통해 연결되되, 배선패턴 하나당 하나의 연결홀을 통해 연결되게된다.
따라서, 다수의 배선패턴의 형성시 다수의 연결홀을 형성해야만 하고, 이에 따라, 공간이 제약되고, 밀집도가 낮은 문제가 있다.
또한, 다수의 연결홀을 드릴링 작업등으로 형성시 드릴의 마모등으로 잦은 드릴교체가 이루어져 작업시간이 길어지고, 교체비용이 많이 발생되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수의 층으로 기판에 형성되는 다수의 배선을 하나의 연결홀로 연결하는 다층배선 구조물 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층배선 구조물은, 기판과, 상기 기판의 일면 및 타면을 관통하여 형성되는 연결홀 및 상기 기판에 형성되는 전극배선을 포함하되, 상기 전극배선은, 상기 기판의 일면에 형성되는 다수의 제1 배선 상기 기판의 타면에 형성되는 다수의 제2 배선 및 상기 연결홀의 내면에 형성되고, 상기 다수의 제1 배선 및 제2 배선을 각각 전기적으로 연결하는 다수의 연결배선을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 배선과 상기 제2 배선은 상호 엇갈리게 배열될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물 제조방법은, 기판의 일면 및 타면을 관통하도록 연결홀을 형성하는 홀 형성단계와, 상기 기판의 일면, 타면 및 상기 연결홀의 내면에 금속층을 도금하는 금속층 형성단계와, 상기 기판의 양면에 형성된 금속층에 각각 패턴화된 제1 레지스트 및 제2 레지스트를 적층시키는 레지스트 적층단계와, 상기 제1 레지스트 및 상기 제2 레지스트를 통해 금속층을 에칭 또는 도금하여 패턴화된 전극배선을 형성시키는 전극배선 형성단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극배선은, 상기 기판의 일면에 형성되는 제1 배선과, 상기 기판의 타면에 형성되는 제2 배선 및 상기 연결홀의 내면에 형성되는 연결배선을 포함할 수 있다.
또한, 상기 패터닝단계를 거친 후 상기 제1 레지스트 및 상기 제2 레지스트를 분리하는 레지스트 제거단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 레지스트 적층단계는 상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트가 상호 엇갈리게 패턴형성되도록 적층할 수 있다.
또한, 상기 레지스트 적층단계는 상기 제1 레지스트가 드라이 필름으로 이루어지고, 상기 제2 레지스트는 액상 레지스트로 이루어져서, 상기 연결홀이 상기 액상 레지스트로 채워질 수 있다.
또한, 상기 레지스트 적층단계는, 상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트를 상기 기판의 일면 및 타면에 형성시키는 레지스트 형성단계, 패턴화된 포토마스크를 통해 상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트를 선택적으로 노광하여 상기 드라이 필름 및 상기 액상 레지스트를 선택적으로 경화시키는 경화단계 및 상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트 중 경화되지 않은 부분을 현상액을 통해 제거하는 제거단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레지스트 형성단계는, 상기 제1 레지스트가 드라이 필름으로 이루어져 상기 기판의 일면에 코팅되고, 상기 제2 레지스트가 액상 레지스트로 이루어져 상기 기판의 타면에 도포할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 층으로 기판에 형성되는 다수의 배선을 하나의 연결홀로 상호 연결하여, 다수의 홀 형성시 발생되는 홀 필링 불량을 감소시키고, 배선 밀집도를 향상시킬 수 있다. 또한, 이로 인해 다수의 연결홀을 형성시키기 위해 드릴링 작업시 마모되는 드릴의 교체주기가 감소되고, 연결홀 형성작업 시간이 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 다층배선 구조물을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 다층배선 구조물을 나타낸 절개사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 다층배선 구조물에서 전극배선을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 통해 제조된 다층배선 구조물을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 통해 제조된 다층배선 구조물을 나타낸 분리사시도이다.
도 7 내지 도 12는 도 5의 A-A'선 부분에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 공정순서대로 나타낸 단면도이다.
도 13 내지 도 17은 도 5의 B-B'선 부분에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 공정순서대로 나타낸 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예 따른 다층배선 구조물 및 다층배선 구조물의 제조방법에서 전극배선을 나타낸 요부 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층배선 구조물(100)은, 기판(110)과, 상기 기판(110)에 형성되는 연결홀(120) 및 상기 기판(110)에 형성되는 전극배선(140)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 다층배선 구조물을 나타낸 절개사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 다층배선 구조물에서 전극배선을 나타낸 사시도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 다층배선 구조물에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참고하면, 기판(110)은 전극배선(140)의 지지부를 제공한다.
또한, 기판(110)은 유리 또는 필름으로 이루어질 수 있다.
여기서, 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide, PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene, PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS, BOPS) 등으로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 기판(110)의 양면을 활성화시키기 위해서 고주파 처리 또는 프라이머(primer) 처리를 수행할 수 있다. 기판(110)의 양면을 활성화시킴으로써, 기판(110)과 전극배선(140) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 연결 홀(hole)(120)은 기판(110)의 일면 및 타면을 관통하여 하나로 형성된다.
또한, 연결홀(120)은 기판(110)의 일면 및 타면에 형성되는 전극배선(140)의 연결통로를 제공한다.
여기서, 연결홀(120)은 예를 들어 사각기둥 또는 원기둥 형태로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 전극배선(140)은 상기 기판(110)의 일면에 형성되는 다수의 제1 배선(141)과, 상기 기판(110)의 타면에 형성되는 다수의 제2 배선(143) 및 하나의 연결홀(120)의 내면에 형성되어 다수의 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)을 각각 전기적으로 연결하는 다수의 연결배선(142)을 포함하여 형성된다.
또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 배선(141)과 제2 배선(143)은 상호 엇갈리게 배열된다.
여기서, 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)은 상호 나란하게 배열되되, 제2 배선(143)의 일측부가 비틀려 형성되어 상하 또는 수직방향으로 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)이 일치되지 않을 수 있다. 이로 인해, 제1 배선(141) 및 제2 배선(143) 간에 크로스 토크(Crosstalk)를 줄일 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층배선 구조물에서 전극배선을 나타낸 요부 사시도이다.
이때, 도 18을 참고하면, 제2 배선(143)은 복수개의 층으로 형성되는 것이 아니라 단일층으로 형성되되 동일평면에서 일측이 비틀려 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층배선 구조물(100)은 기판(110)에 형성된 하나의 연결홀(120)을 통해 기판(110)의 일면 및 타면에 형성된 다수의 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)이 상호연결되어, 배선밀집도를 향상시킬 수 있다.
또한, 연결홀(120)을 형성시키는 작업시간이 단축될 수 있고, 연결홀(120)을 형성시키기 위하여 드릴링 작업시 마모되는 드릴의 교체주기를 감소시켜 비용을 절감시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 나타낸 순서도이이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 통해 제조된 다층배선 구조물을 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예 따른 다층배선 구조물의 제조방법을 통해 제조된 다층배선 구조물을 나타낸 분리사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 다층배선 구조물 제조방법은 기판의 일면 및 타면을 관통하도록 연결홀(120)을 형성하는 홀 형성단계(S10), 기판(110)에 금속층(130)을 도금하는 금속층 형성단계(S20), 금속층(130)에 레지스트를 적층시키는 레지스트 적층단계(S30) 및 금속층(130)을 패턴화 시켜 전극배선(140)을 형성하는 전극배선 형성단계(S40)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다층배선 구조물의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층배선 구조물(100)에 대한 제조방법에 관한 것으로서, 동일한 구성에 대하여는 동일한 도번 부호를 기재하기로 한다.
이하에서, 도 4 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예인 다층배선 구조물 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 7 을 참조하면, 홀 형성단계(S10)는, 기판(110)의 일면 및 타면을 관통하도록 연결홀(120)을 형성한다.
이때, 드릴(drill) 등의 도구로 기판(110)에 드릴링(dilling) 작업하여 연결홀(120)을 형성한다.
또한, 연결홀(120)은 사각기둥 또는 원기둥 형태로 형성될 수 있지만 본 발명의 다른 실시예에 따른 연결홀(120) 형태가 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
아울러, 연결홀(120)은 기판(110)의 일면 및 타면에 형성되는 전극배선(140)의 연결통로를 제공한다.
한편, 기판(110)은 유리, 필름 또는 동박적층판(CCL; Copper Clad Laminate) 중 어느 하나로 이루어질 수 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판(110)의 재질이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참고하면, 금속층 형성단계(S20)는, 기판(110)의 일면, 타면 및 연결홀(120)의 내면에 금속층(130)을 도금한다.
여기서, 금속층(130)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 산화 크롬(Cr2O3), 질화 크롬(CrN) 또는 탄화 크롬(Cr3C2) 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있지만, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 8을 참고하면, 레지스트 적층단계(S30)는, 기판(110)의 양면에 형성된 금속층(130)에 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 적층시킨다. 여기서, 레지스트 적층단계(S30)는 레지스트 형성 단계 및 경화 단계 및 제거단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 도 8 및 도 14를 참고하면, 레지스트 형성단계는 제1 레지스트(150)를 기판(110)의 일면에 적층하고, 제2 레지스트(160)를 기판(110)의 타면에 도포한다. 이때, 또한, 제1 레지스트(150)는 드라이 필름으로 이루어지고, 제2 레지스트(160)는 액상 레지스트로 이루어진다.
아울러, 도 9 및 도 14를 참고하면, 경화단계는 패턴화된 포토마스크(170,180)를 통해 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 선택적으로 노광하여 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 선택적으로 경화시킨다.
그리고, 도 10 및 도 15를 참고하면, 제거단계는 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160) 중 경화되지 않은 부분을 현상액을 통해 제거하여 패턴화된 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 제공한다.
도 11 및 도 16을 참고하면, 전극배선 형성단계(S40)는 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 통해 금속층(130)을 에칭하여 패턴화된 전극배선(140)을 형성시킨다.
여기서, 패턴화된 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)의 개구부(151,161)를 통해 애칭액을 금속층(130)에 선택적으로 도포하여 금속층(130)을 선택적으로 제거함으로써 금속층(130)을 패턴화한다. 이로 인해 기판(110)의 일면, 타면 및 연결홀(120)의 내면을 통해 일체로 형성되고, 패턴화된 전극배선(140)을 제공할 수 있다. 이때, 기판(110)의 일면에 제1 배선(141)이 다수로 형성되고, 기판(110)의 타면에 제2 배선(143)이 다수로 형성되며, 연결홀(120)의 내면에 다수의 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)을 각각 전기적으로 연결배선(142)이 형성된다.
하지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극배선(140)의 형성방법이 여기에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)의 개구부(151,161)를 통해 금속재질로 선택적으로 금속층(130)을 도금시키고, 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 제거한 다름 에칭액을 부어 금속층(130)의 두께를 감소시켜 패턴화된 전극배선(140)을 제공할 수 있다.
여기서, 금속재질은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 산화 크롬(Cr2O3), 질화 크롬(CrN) 또는 탄화 크롬(Cr3C2) 중 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 도 12 및 도 17을 참고하면, 전극배선 형성단계(S40)는 금속층(130)에 적층된 제1 레지스트(150) 및 제2 레지스트(160)를 제거하는 레지스트 제거단계를 더 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예 따른 다층배선 구조물의 제조방법에서 전극배선을 나타낸 요부 사시도이다.
한편, 도 6을 참고하면, 제1 배선(141)과 상기 제2 배선(143)은 상호 엇갈리게 배열되도록 형성시킬 수 있다.
여기서, 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)은 상호 나란하게 배열되되, 제2 배선(143)의 일측부가 비틀려 형성되어 상하 또는 수직방향으로 제1 배선(141) 및 제2 배선(143)이 일치되지 않을 수 있다. 이로 인해, 제1 배선(141) 및 제2 배선(143) 간에 크로스 토크(Crosstalk)를 줄일 수 있다.
이때, 도 18을 참고하면, 제2 배선(143)은 복수개의 층으로 형성되는 것이 아니라 단일층으로 형성되되 동일평면에서 일측이 비틀려 형성된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 다층배선 구조물 및 그 제조방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
또한, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 다층배선 구조물 110 : 기판
120 : 연결홀 130: 금속층
140 : 전극배선 141 : 제1 배선
142 : 연결배선 143 : 제2 배선
150 : 제1 레지스트 160 : 제2 레지스트
151,161: 개구부 170,180 : 포토마스크

Claims (9)

  1. 기판;
    상기 기판의 일면 및 타면을 관통하여 형성되는 연결홀; 및
    상기 기판에 형성되는 전극배선을 포함하되,
    상기 전극배선은,
    상기 기판의 일면에 형성되는 다수의 제1 배선;
    상기 기판의 타면에 형성되는 다수의 제2 배선; 및
    상기 연결홀의 내면에 형성되고, 상기 다수의 제1 배선 및 제2 배선을 각각 전기적으로 연결하는 다수의 연결배선;
    을 포함하는 다층배선 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배선과 상기 제2 배선은 상호 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물.
  3. 기판의 일면 및 타면을 관통하도록 연결홀을 형성하는 홀 형성단계;
    상기 기판의 일면, 타면 및 상기 연결홀의 내면에 금속층을 도금하는 금속층 형성단계;
    상기 기판의 양면에 형성된 금속층에 각각 패턴화된 제1 레지스트 및 제2 레지스트를 적층시키는 레지스트 적층단계;
    상기 제1 레지스트 및 상기 제2 레지스트를 통해 금속층을 에칭 또는 도금하여 패턴화된 전극배선을 형성시키는 전극배선 형성단계;를 포함하는 다층배선 구조물 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전극배선은,
    상기 기판의 일면에 형성되는 제1 배선;
    상기 기판의 타면에 형성되는 제2 배선; 및
    상기 연결홀의 내면에 형성되는 연결배선;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 패터닝단계를 거친 후
    상기 제1 레지스트 및 상기 제2 레지스트를 분리하는 레지스트 제거단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물 제조방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 레지스트 적층단계는
    상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트가 상호 엇갈리게 패턴형성되도록 적층하는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물 제조방법.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 레지스트 적층단계는
    상기 제1 레지스트가 드라이 필름으로 이루어지고, 상기 제2 레지스트는 액상 레지스트로 이루어져서,
    상기 연결홀이 상기 액상 레지스트로 채워지는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 레지스트 적층단계는,
    상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트를 상기 기판의 일면 및 타면에 형성시키는 레지스트 형성단계;
    패턴화된 포토마스크를 통해 상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트를 선택적으로 노광하여 상기 드라이 필름 및 상기 액상 레지스트를 선택적으로 경화시키는 경화단계; 및
    상기 제1 레지스트 및 제2 레지스트 중 경화되지 않은 부분을 현상액을 통해 제거하는 제거단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 레지스트 형성단계는,
    상기 제1 레지스트가 드라이 필름으로 이루어져 상기 기판의 일면에 코팅되고, 상기 제2 레지스트가 액상 레지스트로 이루어져 상기 기판의 타면에 도포되는 것을 특징으로 하는 다층배선 구조물 제조방법.
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