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KR100824964B1 - 레이저를 이용한 금속박막 형성장치 및 그 방법 - Google Patents

레이저를 이용한 금속박막 형성장치 및 그 방법 Download PDF

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KR100824964B1
KR100824964B1 KR1020060133628A KR20060133628A KR100824964B1 KR 100824964 B1 KR100824964 B1 KR 100824964B1 KR 1020060133628 A KR1020060133628 A KR 1020060133628A KR 20060133628 A KR20060133628 A KR 20060133628A KR 100824964 B1 KR100824964 B1 KR 100824964B1
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김일호
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Abstract

본 발명은 금속박막을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 액정표시 장치의 금속패턴이 절단된 경우, 레이저를 이용하여 상부의 절연막에 홈을 형성하고 홈 사이에 금속박막을 형성하여 절단된 부위를 연결하기 위한 금속박막 형성장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 기판상에 증착된 금속패턴이 절단된 경우, 절단된 금속패턴을 연결하는 금속박막 형성방법에 있어서, 제 1 레이저를 조사하여 금속패턴 위에 형성된 절연막을 제거하고 금속패턴에 박막이 증착될 수 있는 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀을 형성하는 단계; 제 2 레이저를 조사하여 상기 홀에 금속박막을 채우는 단계; 및 상기 제 2 레이저를 조사하여 상기 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계;를 포함한다.
금속 박막, 컨택트 홀, 레이저, 블럭 샷

Description

레이저를 이용한 금속박막 형성장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Forming Thin Metal Film Using Laser}
도 1은 종래기술에 의한 금속박막 형성장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 금속박막 형성장치의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 빔 형성수단을 통과하기 전후의 빔의 모양 비교도
도 4는 본 발명에 따라 금속박막을 형성하는 단계를 나타낸 흐름도
도 5는 본 발명에 따라 컨택트 홀을 형성하는 상세도
도 6은 본 발명에 따라 컨택트 홀에 금속박막을 채워넣는 상세도
도 7은 본 발명에 따라 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 상세도
도 8은 본 발명에 따라 형성된 금속박막과 주위의 도전성 물질을 분리하는 상세도
도 9는 본 발명에 따라 금속패턴 위에 절연막이 없는 경우에 컨택트 홀을 형성하는 상세도
도 10은 본 발명에 따라 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하는 상세도
도 11은 본 발명에 따른 마스크의 다양한 실시예를 나타낸 도면
본 발명은 금속박막을 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 액정표시 장치의 금속패턴이 절단된 경우, 레이저를 이용하여 상부의 절연막에 홈을 형성하고 홈 사이에 금속박막을 형성하여 절단된 부위를 연결하기 위한 금속박막 형성장치 및 그 방법에 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, 상판 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 어레이 공정이 끝나면, 어레이 테스트 공정을 진행하는데, 어레이 테스트 공정 중에서 데이터 라인의 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. 레이저를 조사하여 펄스형태의 레이저를 조사하여 메탈라인의 소정 표면을 노출시키는 컨택트 홀을 형성한 후, 연속파 레이저를 조사한다. 이때, 가스 공급부(1)에 저장되어 있는 금속가스와 불활성 기체가 혼합된 원료가스를 공급하여 광학분해 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 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공 대상의 모양과 크기에 따라 레이저 빔의 형상을 가공하고 원하는 경로로 금속박막을 형성할 수 있는 금속박막 형성장치 및 그 장치를 이용하여 금속박막을 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 결함이 발생한 영역의 사이에 이물질이 있는 경우에는 우회하여 금속박막을 형성하여 단선된 부분을 연결하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막형성 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있는 금속박막 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막형성시 레이저 빔을 원하는 패턴으로 한 번에 조사하여 작업 공정에 소요되는 시간을 단축하는 것을 목적으로 하다.
또한, 본 발명은 레이저 빔의 세기가 균일하게 조사되도록 하여 단차로 인한 스텝 커버리지(step coverage)가 발생하지 않도록 하고 일정한 두께의 박막이 형성되도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단차로 인한 비아 홀(via hole)이 발생되지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막 형성시 레이저 빔의 크기를 키우고 빔의 세기가 해당 영역안에서 균일하도록 조사하여 형성되는 박막의 두께가 균일하게 형성되도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 박막 형성시 레이저 빔의 세기 및 시간을 조절함으로써 접착력의 세기를 조절하여 박막이 떨어지지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 금속박막 형성장치는 레이저 발진기; 상기 레이저 발진기에서 조사된 레이저 빔을 평탄하게 하고, 가공 대상체에 따라 조사되는 빔의 모양과 크기를 조절하는 빔 형성 수단; 상기 가공 대상체와 소정의 간격을 두고 금속 소스가스를 이용하여 가공 대상체에 금속박막을 형성하는 챔버; 및 상기 금속 소스가스를 공급하는 가스 공급부와 박막형성 후 잔류가스를 배기하는 배기부;를 포함한다.
또한, 본 발명은 기판상에 증착된 금속패턴이 절단된 경우, 절단된 금속패턴을 연결하는 금속박막 형성방법에 있어서, 제 1 레이저를 조사하여 금속패턴 위에 형성된 절연막을 제거하고 금속패턴에 박막이 증착될 수 있는 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀을 형성하는 단계; 제 2 레이저를 조사하여 상기 홀에 금속박막을 채우는 단계; 및 상기 제 2 레이저를 조사하여 상기 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계;를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 구성에 대해 상세히 살펴본다.
도 2는 본 발명에 따른 금속박막 형성장치에 대해 개략적으로 도시한 것이다.
도시된 것과 같이 본 발명에 따른 금속박막 형성장치는 레이저 빔을 발광하 는 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(12, 13, 14, 15), 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 발진기(10b)를 포함한다.
상기 제 1 레이저 발진기(10a)는 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 레이저를 발생하고, 제 2 레이저 발진기(10b)는 청색 자외선 레이저(blue-violet laser) 보다 짧은 파장의 레이저 또는 자외선 레이저를 발생한다.
상기 빔 형성수단(20)은 빔 쉐이퍼(beam shaper, 21a, 21b) 및 빔 슬릿(beam slit, 22)를 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)을 조절하는 경우에는 공정 절차에 따라 필요한 마스크 패턴을 선택하여 원하는 형태로 조절할 수 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 호모젠아이저(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.
도 3은 빔 형성 수단을 통과한 빔의 형태를 나타낸 도면이다. 도 3의 (a)는 빔 쉐이퍼(21a, 21b)를 통과하기 전과 통과 후를 비교한 도면이다. (a)의 오른쪽 그림은 통과하기 전의 그래프로 가우시안(Gaussian Curve) 분포임을 알 수 있다. 왼쪽은 빔 쉐이퍼(21a, 21b)를 통과한 후의 빔의 에너지 분포를 나타낸 그래프로 에너지 분포가 고른 평탄한 모양임을 확인할 수 있다. 도 3의 (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 제거하면 되고, 절연막 등이 없는 경우에는 이러한 과정을 생략할 수 있다. 그러나 금속패턴 절연막이 증착되어 있지 않더라도 금속의 산화 등으로 금속박막이 제대로 형성되지 않을 수 있으므로 상기 레이저를 금속패턴에 조사하여 산화막을 제거하는 것이 바람직하다.
컨택트 홀을 형성한 후, 챔버에 금속가스와 불활성가스의 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 4는 상기와 같은 장치를 이용하여 단선된 금속패턴을 연결하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저 박막형성을 위해 단선된 금속패턴 상에 2개의 컨택트 홀을 형성하고(S40), 상기 컨택트 홀에 금속가스를 주입하여 컨택트 홀을 완전히 채우고(S41), 상기 2개의 컨택트 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결(S42)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(S43).
도 5 내지 도 10을 참조하여 상기 도 4의 절차에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 제 1 레이저 발진기에서 조사되는 적외선, 가시광선, 또는 자외선 레이저(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 조사하여 두 개의 홀을 한 번에 형성할 수도 있다. 상기 도 2에서 살펴본 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 5의 (a)는 단면을 나타낸 것이고, 도 5의 (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 6은 상기에서 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 저항이 감소한다.
도 6의 (b)에서 홀에 금속박막(46)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 7은 상기 컨택트 홀(44) 사이에 박막을 증착하여 연결하는 과정을 도시한 것이다.
홀(44)에 금속박막(46)을 채워 넣을 때와 마찬가지로 블루 레이저나 자외선 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 고정시킨채 한번에 레이저를 조사(블럭샷 방식)하여 마스크를 통과하도록 조사할 수도 있다. 빔 형성수단을 통해 빔의 크기를 확대하는 것이 가능하다. 도 7의 (a)는 스캔방식으로 레이저를 조사하면서 박막을 증착한 것을 도시한 것이고, 도 7의 (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 8은 금속박막과 도전성 물질의 절연을 나타낸 도면이다. 도 8 (a)는 스캔 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이고, 도 8 (b)는 블럭 샷 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이다.
즉, 박막증착이 완료된 이후에 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 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 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예로서 절연막이 없는 경우 단선된 금속패턴을 연결하는 것을 도시한 것이다. 도 10 (a)는 스캔 방식으로 레이저를 조사하는 경우를 나타낸 것이고, 도 10 (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 적외선 레이저(11) 등을 이용하여 금속패턴(41)의 일정 영역을 깎아내고 컨택트 홀을 형성한다.
상기 금속패턴(41)을 깎아낸 후에는 금속 소스가스를 챔버에 주입하고 블루 레이저나 자외선 레이저(12)를 조사하여 상기 컨택트 홀을 채우고 홀 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 11은 본 발명에 따른 마스크 패턴의 여러 가지 모양을 나타낸 실시예이다.
(a)는 컨택트 홀을 형성하거나 홀에 금속박막을 채워넣을 때 사용하는 마스 크를 나타낸 것이고, (b)는 컨택트 홀 사이를 우회하여 연결하기 위한 모양을, (c)는 직접연결하기 위한 모양을 나타낸 것이다.
(d)는 금속박막과 주위의 도전성 물질을 분리하기 위한 패턴의 예를 나타낸 것이다.
(e)는 금속박막위에 나이트라이드막을 형성하는 등 넓은 영역에 레이저를 조사하는 경우의 마스크 패턴의 예를 나타낸다.
상기와 같이 마스크의 모양은 홀을 형성하거나 홀 사이를 연결하거나 등의 공정 절차에 따라 다양하게 변경 선택 가능하다. 홀 사이를 연결하는 경우에도 직접 연결하느냐 또는 우회 연결하느냐에 따라 마스크 패턴의 모양을 선택할 수 있다.
이상과 같은 구성에 의해, 본 발명에 의하면, 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 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 (23)

  1. 레이저 발진기;
    상기 레이저 발진기에서 조사된 레이저 빔을 평탄하게 하고, 가공 대상체에 따라 조사되는 빔의 모양과 크기를 조절하는 빔 형성 수단;
    상기 가공 대상체와 소정의 간격을 두고 금속 소스가스를 이용하여 가공 대상체에 금속박막을 형성하는 챔버; 및
    상기 금속 소스가스를 공급하는 가스 공급부와 박막형성 후 잔류가스를 배기하는 배기부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 레이저 발진기는 가공 대상체의 절연막, 유기막, 금속막, 또는 잔류층을 제거하여 홀(hole)을 형성하기 위한 제 1 레이저 발진기와 상기 홀 내부에 금속박막을 형성하고 홀 사이를 연결하는 금속박막을 형성하기 위한 제 2 레이저 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 레이저 발진기는 펄스파 형태의 레이저를 발생하고, 상기 제 2 레이저 발진기는 연속파 형태의 레이저를 발생하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  4. 제 3항에 있어서 상기 제 1 레이저 발진기와 제 2 레이저 발진기는 레이저 에너지의 세기를 제어하기 위한 빔세기 조절장치를 갖는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 레이저 발진기는 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 레이저를 발생하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 레이저 발진기는 청색 자외선(blue-violet) 파장 길이보다 짧은 파장의 레이저를 발생하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 레이저 발진기와 제 2 레이저 발진기는 동일한 광축상에 형성되는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 빔 형성수단은 레이저 빔의 에너지 분포를 플랫탑 형식으로 변환하는 빔 쉐이퍼와, 빔의 크기와 형태를 조절하는 빔 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 빔 슬릿은 빔의 크기를 조절하는 4개의 블레이드와 빔의 형태를 조절하는 복수의 마스크 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 빔 쉐이퍼는 빔의 크기를 확대하는 빔 익스팬더와 빔의 에너지 분포를 고르게 하는 호모젠아이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항의 어느 한 항에 있어서, 공정 상태를 실시간으로 감지하는 모니터링 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 모니터링 장치는 레이저의 초점을 자동으로 조절하는 초점조절부와 CCD 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성장치.
  13. 기판상에 증착된 금속패턴이 절단된 경우, 절단된 금속패턴을 연결하는 금속박막 형성방법에 있어서,
    제 1 레이저를 조사하여 금속패턴 위에 형성된 절연막을 제거하고 금속패턴에 박막이 증착될 수 있는 제 1 컨택트 홀과 제 2 컨택트 홀을 형성하는 단계;
    제 2 레이저를 조사하여 상기 홀에 금속박막을 채우는 단계; 및
    상기 제 2 레이저를 조사하여 상기 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 제 1 레이저는 적외선 레이저, 가시광선 레이저 또는 자외선 레이저 중 어느 하나이고, 상기 제 2 레이저는 청색 자외선(blue-violet) 파장보다 짧은 파장의 레이저인 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 홀을 형성하는 단계는 레이저의 출력을 조절하여 홀 형성시 금속패턴이 녹으면서 홀의 벽에 부착되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 홀을 형성하는 단계 또는 홀에 금속박막을 채우는 단계는 레이저를 순차적으로 조사하거나 마스크 패턴을 이용하여 동시에 조사함으로써 홀을 형성하거나 홀에 금속박막을 채우는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 컨택트 홀들을 연결하는 단계는 제 1, 2 컨택트 홀을 직접 연결하거나 우회하여 연결하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 컨택트 홀들을 연결하는 단계는 레이저를 이동하면서 조사하거나 레이저의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 마스크를 통과하여 마스크 형상대로 연결하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  19. 제 13항 내지 제 18항의 어느 한 항에 있어서, 박막이 형성된 영역 주변에 도전성 물질이 있는 경우, 제 1 레이저를 조사하여 도전성 물질을 커팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  20. 제 19항에 있어서, 커팅하는 단계는 레이저의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 마스크를 통과시키는 방법으로 레이저를 조사하여 마스크의 형상대로 커팅하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  21. 기판상에 증착된 금속패턴이 절단된 경우, 절단된 금속패턴을 연결하는 금속박막 형성방법에 있어서,
    제 1 레이저를 조사하여 금속패턴의 연결하고자 하는 부위의 산화막을 제거하는 단계;
    제 2 레이저를 조사하여 상기 산화막이 제거된 부분에 홀을 형성하고, 형성된 홀에 금속박막을 채우는 단계; 및
    제 2 레이저를 조사하여 상기 금속박막이 채워진 홀 사이에 금속박막을 형성하여 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 금속박막을 형성하여 연결하는 단계는 산화막이 제거된 부분 사이를 직접 연결하거나 우회하여 연결하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 레이저를 조사하는 단계는 레이저를 이동하면서 조사하거나 레이저의 세기를 균일하도록 유지시키고 빔의 크기를 크게 하여 마스크를 통과하여 마스크 형상대로 레이저가 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속박막 형성방법.
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