KR100327600B1 - Method of manufacturing fine mesh by using silicon substrate - Google Patents

Abstract

실리콘 기판을 이용한 미세 메쉬 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 미세 메쉬 제조 방법은, 실리콘 기판의 일면 상에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 형성시킨 후, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 형성된 일면의 반대면의 실리콘 기판의 일부를 습식 식각하여 그 두께를 줄이고, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막에 다수의 미세 구멍을 형성하고, 두께가 줄어든 부분의 실리콘 기판을 습식 식각으로 제거하여 미세 구멍을 노출한다.Disclosed is a fine mesh manufacturing method using a silicon substrate. In the method of manufacturing a fine mesh of the present invention, after forming a silicon oxide film or a silicon nitride film on one surface of the silicon substrate, by wet etching a portion of the silicon substrate on the opposite side of the surface on which the silicon oxide film or silicon nitride film is formed, the thickness thereof is reduced, A plurality of fine holes are formed in the silicon oxide film or the silicon nitride film, and the silicon substrate of the reduced portion is removed by wet etching to expose the fine holes.

Description

실리콘 기판을 이용한 미세 메쉬 제조 방법{Method of manufacturing fine mesh by using silicon substrate}Method of manufacturing fine mesh by using silicon substrate

본 발명은 미세 메쉬(fine mesh) 제조 방법에 관한 것으로써, 특히 실리콘 기판에서 실리콘 반도체 제조 공정을 이용하여 메쉬를 제조하는 방법에 관한 것이다.미세한 물체를 걸러내거나 선별하는데 사용하는 메쉬는 주로 사용되고 있다. 종래에는 주로 거름종이나 미세한 금속선 또는 중합체 계열의 미세선을 사용하는 메쉬를 사용해 왔으나, 거름종이는 여러 겹을 통과해야하기 때문에 비효율적으로 걸러질 뿐만 아니라 재사용이 불가능하고, 금속선이나 중합체 선을 이용한 메쉬의 경우에도 메쉬 개개의 크기를 마이크로미터 이하급의 미세한 크기로 제작하는 것은 어려운 실정이었다. 따라서 마이크로미터 이하인 크기의 물체를 효과적으로 걸러내면서도 재사용이 가능한 메쉬를 만들기 위해서는 기존의 거름종이나 중합체선이 아닌 새로운 재료와 방법에 의한 메쉬가 필요하게 되었다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a fine mesh, and more particularly, to a method of manufacturing a mesh using a silicon semiconductor manufacturing process on a silicon substrate. A mesh used to filter or sort a fine object is mainly used. . Conventionally, meshes that mainly use strains or fine metal wires or polymer-based fine wires have been used, but filter papers must pass through several layers and are not only filtered inefficiently, but also cannot be reused. Even in this case, it was difficult to produce individual sizes of the mesh to a micro size or less. Therefore, in order to effectively filter and re-use meshes smaller than micrometers in size, meshes by new materials and methods, rather than conventional strains or polymer wires, are needed.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 제작 방법이 매우 간단하면서도 미세한 메쉬 패턴을 고밀도로 만들 수 있으며, 메쉬의 형태를 간편한 방법으로 여러 가지로 변형시킬 수 있고, 경제성과 재현성이 우수하면서도 재사용이 가능한 미세 메쉬 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is that the fabrication method is very simple, but the fine mesh pattern can be made high density, the shape of the mesh can be variously modified in a simple way, and the economical and reproducibility is excellent and reuse is possible. It is to provide a possible fine mesh manufacturing method.

도 1은 본 발명에 의한 실리콘 기판을 이용한 미세 메쉬 제조 방법을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.1 is a view showing for explaining a fine mesh manufacturing method using a silicon substrate according to the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 미세 메쉬 제조 방법은 실리콘 기판의 일면 상에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 성장시키고, 상기 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 형성된 일면의 반대면의 상기 실리콘 기판의 일부를 습식 식각하여 그 두께를 줄이고, 상기 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막에 다수의 미세 구멍을 형성하고, 상기 두께가 줄어든 부분의 실리콘 기판을 습식 식각으로 제거하여 상기 미세 구멍을 노출하는 것을 포함한다.본 발명에 따르면, 제작 방법이 매우 간단하면서도 미세한 메쉬 패턴을 고밀도로 만들 수 있으며, 메쉬의 형태를 간편한 방법으로 여러 가지로 변형시킬 수 있고, 경제성과 재현성이 우수하면서도 재사용이 가능한 미세 메쉬 제조 방법을 제공할 수 있다.이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 반도체 제조 공정을 이용하여 실리콘 기판을 가공하여 미세 메쉬를 제조하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, in the method of manufacturing a fine mesh according to the present invention, a silicon oxide film or a silicon nitride film is grown on one surface of a silicon substrate, and a part of the silicon substrate on the opposite side of the surface on which the silicon oxide film or silicon nitride film is formed Wet etching to reduce its thickness, forming a plurality of fine holes in the silicon oxide film or silicon nitride film, and removing the silicon substrate in the reduced portion by wet etching to expose the fine holes. According to the present invention, the fabrication method is very simple, but the fine mesh pattern can be made high density, the shape of the mesh can be variously modified in a simple way, and the economical and reproducible, reusable micro mesh manufacturing method can be provided. Hereinafter, seen with reference to the accompanying drawings. It will be described in detail in Example name. Embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a fine mesh by processing a silicon substrate using a semiconductor manufacturing process.

도 1을 참조하면, 실리콘 기판(1)의 일면에 선택적으로 1∼3㎛ 두께 범위의 실리콘 산화막(2)을 성장시킨다. 이러한 실리콘 산화막(2)의 성장은 실리콘 반도체 제조 방법의 알려진 실리콘 산화막 형성 방법에 의해서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 산화 분위기를 이용한 열산화법 또는 산화 가스를 이용한 화학 기상 증착법(CVD:Chemical Vapor Deposition) 등으로 실리콘 산화막(2)을 성장시킬 수 있다.이때, 상기한 실리콘 산화막(2)을 대신하여 실리콘 질화막을 형성할 수도 있다. 이러한 실리콘 질화막을 실리콘 기판(1) 상에 형성하는 것은 알려진 실리콘 반도체 제조 방법에 따라 이루어질 수 있다. 예를 들어, CVD 등을 이용하여 실리콘 기판(1) 상에 실리콘 질화막을 형성할 수 있다.이어서 상기 실리콘 산화막(2)이 성장되지 않은 상기 실리콘 기판(1)의 뒷면의 일부를 도 1에 나타낸 것처럼 습식 식각시킨다. 이때, 식각되는 경사 각도는 대략 70 ∼ 80도일 수 있다. 이러한 선택적인 습식 식각은 실리콘 반도체 제조 공정에서 일반적으로 이용되는 마스크를 이용함으로써 수행될 수 있다. 또한, 상기한 실리콘 기판(1)의 선택적인 습식 식각은 알려진 실리콘 에칭액을 이용하여 수행될 수 있다.이때, 상기 실리콘 산화막(2)의 뒷부분에 1 ∼ 3㎛ 두께 정도의 실리콘 기판(1) 부분이 존재하도록 상기 실리콘 기판(1)을 식각한다. 이러한 습식 식각은 예를 들어 습식 식각을 수행하는 시간을 제어함으로써 조절될 수 있다.이어서, 사진 식각 방법을 사용하여 상기 실리콘 산화막(2)에 직경이 1㎛ 이하인 미세 구멍(3)을 약 1 ∼ 4㎛ 간격으로 연속적으로 배열하도록 형성시킨다. 이때, 사진 식각 방법은, 알려진 실리콘 반도체 제조 기술에 따라 수행될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화막(1) 상에 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성하고 이를 마스크로 이용하는 건식 식각 또는 습식 식각으로 이루어질 수 있다.그리고 나서 다시 상기 실리콘 산화막(2)의 뒷부분에 남아있는 실리콘 기판(1) 부분을 습식 식각으로 완전히 제거시킨다. 이때, 앞선 습식 식각에서 이용되는 마스크에 의해서 가려진 부분은, 도 1에 도시된 바와 같이 실리콘 산화막(2)을 지지하게 된다. 이후에 이러한 마스크는 제거될 수 있다.이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 관통하는 미세 구멍(3)이 실리콘 산화막(2)에 형성되고 이러한 실리콘 산화막(2)이 실리콘 기판(1)에 지지되어 메쉬가 제조된다.Referring to FIG. 1, a silicon oxide film 2 in a thickness range of 1 to 3 μm is selectively grown on one surface of the silicon substrate 1. This growth of the silicon oxide film 2 can be made by a known silicon oxide film formation method of a silicon semiconductor manufacturing method. For example, the silicon oxide film 2 may be grown by thermal oxidation using an oxidizing atmosphere, chemical vapor deposition (CVD) using an oxidizing gas, or the like. A silicon nitride film may also be formed. Forming such a silicon nitride film on the silicon substrate 1 can be made according to a known silicon semiconductor manufacturing method. For example, a silicon nitride film can be formed on the silicon substrate 1 using CVD or the like. A portion of the back surface of the silicon substrate 1 on which the silicon oxide film 2 is not grown is shown in FIG. Wet etch as if. In this case, the inclination angle to be etched may be approximately 70 to 80 degrees. Such selective wet etching can be performed by using a mask commonly used in silicon semiconductor manufacturing processes. In addition, the selective wet etching of the silicon substrate 1 may be performed using a known silicon etching solution. At this time, a portion of the silicon substrate 1 having a thickness of about 1 to 3 μm on the back side of the silicon oxide film 2 may be performed. The silicon substrate 1 is etched so that it is present. Such wet etching can be controlled, for example, by controlling the time for performing wet etching. Then, the photolithography method is used to produce fine pores 3 having a diameter of 1 μm or less in the silicon oxide film 2. It is formed to be arranged continuously at intervals of 4㎛. In this case, the photolithography method may be performed according to a known silicon semiconductor manufacturing technique. For example, a dry etching or wet etching method using a photoresist pattern (not shown) on the silicon oxide layer 1 and using the photoresist pattern as a mask may be performed. Then, the part of the silicon substrate 1 remaining behind the silicon oxide film 2 is completely removed by wet etching. In this case, the portion covered by the mask used in the above wet etching is to support the silicon oxide film 2 as shown in FIG. This mask can then be removed. As a result, as shown in FIG. 1, fine holes 3 penetrating are formed in the silicon oxide film 2, and the silicon oxide film 2 is supported by the silicon substrate 1. The mesh is made.

상술한 바와 같은 본 발명은 실리콘 기판(1)위에 실리콘 산화막(2)을 성장시킨 후, 상기 실리콘 산화막(2)을 형성시키지 않은 상기 실리콘 기판(1)의 뒷면을 습식 식각시킨 다음, 상기 실리콘 산화막(2)에 미세 구멍(3)을 형성시키는 방법을 사용함으로서, 제작 방법이 간단하고 재현성이 우수하며 기계적 강도와 화학적 내성이 우수하면서도 재사용이 가능한 미세 메쉬를 제작할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 실리콘 기판을 사용하고 실리콘 반도체 공정을 이용하여 미세 메쉬를 만들기 때문에, 다른 기판과의 정렬 맞춤이 간편하고 화학적 안정성이 우수하다. 또한, 실리콘 기판이나 실리콘 공정을 이용하는 탄소나노튜브를 사용하는 각종 전자소자 또는 광소자를 제작할 경우에, 상기 탄소나노튜브를 걸러내거나 미세 구멍내에 상기 탄소나노튜브를 세울 때 아주 유용하게 사용할 수 있다.According to the present invention as described above, after the silicon oxide film 2 is grown on the silicon substrate 1, the back surface of the silicon substrate 1 on which the silicon oxide film 2 is not formed is wet-etched, and then the silicon oxide film By using the method for forming the fine holes 3 in (2), the manufacturing method is simple, has excellent reproducibility, excellent mechanical strength and chemical resistance, and has the advantage of producing a reusable fine mesh. In particular, since a silicon mesh is used and a fine mesh is made using a silicon semiconductor process, alignment with other substrates is easy and chemical stability is excellent. In addition, when fabricating various electronic devices or optical devices using carbon nanotubes using a silicon substrate or a silicon process, the carbon nanotubes may be very useful when filtering the carbon nanotubes or setting the carbon nanotubes in micropores.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 실리콘 기판을 이용한 미세 메쉬 제조 방법은 제작 방법이 간단하고, 재현성이 우수하며, 메쉬의 기계적 강도와 화학적 내성이 우수한 장점을 가지고 있다. 특히 실리콘 기판을 사용하고 실리콘 공정을 이용하여 미세 메쉬를 만들기 때문에 1㎛ 이하인 미세 구멍의 크기를 형성할 수 있다. 또한, 미세 구멍의 간극을 자유자재로 조절하면서 대면적의 미세 메쉬를 만드는 것도 용이하다.또한, 이러한 미세 메쉬는 다른 기판과의 정렬 맞춤이 간편하다. 더욱이, 실리콘 기판에나 실리콘 공정을 이용하는 탄소나노튜브를 사용하는 각종 전자소자 또는 광소자를 제작할 경우에, 탄소나노튜브를 미세 메쉬의 직경 크기에 따라서 걸러내거나 또는 탄소나노튜브를 미세한 구멍에 집어넣거나 미세한 구멍에 세워 넣을 때 아주 유용하게 사용할 수 있다As described above, the method for producing a fine mesh using the silicon substrate according to the present invention has the advantages of a simple manufacturing method, excellent reproducibility, and excellent mechanical strength and chemical resistance of the mesh. In particular, since a fine mesh is used by using a silicon substrate and a silicon process, it is possible to form a size of a fine hole of 1 μm or less. In addition, it is also easy to make a large area fine mesh while freely adjusting the gap of the fine holes. In addition, such a fine mesh can be easily aligned with other substrates. Furthermore, when fabricating various electronic devices or optical devices using carbon nanotubes on a silicon substrate or using a silicon process, the carbon nanotubes are filtered according to the size of the diameter of the fine mesh, or the carbon nanotubes are inserted into the fine holes or fine holes. Can be very useful when standing up in

Claims (1)

실리콘 기판의 일면 상에 3㎛ 이하의 두께를 가지는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 성장시키는 단계;Growing a silicon oxide film or a silicon nitride film having a thickness of 3 μm or less on one surface of the silicon substrate; 상기 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막이 형성된 일면의 반대면의 상기 실리콘 기판의 일부를 70° 내지 80°의 경사 각도를 유지하며 선택적으로 습식 식각하여 그 두께를 줄이는 단계;Selectively wet etching a portion of the silicon substrate on the opposite side of the surface on which the silicon oxide film or the silicon nitride film is formed to reduce the thickness thereof by wet etching; 사진 식각 방법을 이용하여 상기 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막에 다수의 1㎛ 이하 직경의 미세 구멍을 형성시키는 단계; 및Forming a plurality of micropores having a diameter of 1 μm or less in the silicon oxide film or the silicon nitride film using a photolithography method; And 상기 두께가 줄어든 부분의 실리콘 기판을 습식 식각으로 제거하여 상기 미세 구멍을 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 메쉬 제조 방법.And removing the silicon substrate of the reduced portion by wet etching to expose the fine holes.