KR100518083B1 - 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리가(LIGA) 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법에 관한 것으로, 하부층을 포지티브 포토레지스트층으로 형성하고, 상부층으로 네거티브 포토레지스트층으로 형성한 후, 먼저 네거티브 포토레지스트층의 일부를 노광 및 현상하여 금속 구조물의 라인이 형성될 트렌치를 형성하고, 트렌치에 의해 노출된 포지티브 포토레지스트층의 일부를 노광 및 현상하여 금속 구조물 지지부가 형성될 홀을 형성하고, 트렌치 및 홀을 금속으로 채워 금속 구조물을 제조하므로, 금속 구조물의 라인 부분인 트렌치의 두께와 폭을 정확하게 구현시킬 수 있어, 안정된 금속 구조물을 형성할 수 있다.
Description
본 발명은 리가(LIGA) 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법에 관한 것으로, 특히 금속 구조물의 라인 부분인 트렌치의 두께와 폭을 정확하게 구현시켜 안정된 금속 구조물을 형성할 수 있는 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 미세 가공기술(Micro Machining)에는 벌크가공(Bulk Machining)과 표면가공(Surface Machining)이 있는데, 표면 가공기술이 주류를 이루고 있다. 이러한 표면 가공기술은 폴리 실리콘(Poly Silicon) 공정과 LIGA(Lithographie Galvanoformung Abformung) 공정이 있다. LIGA 공정은 MEMS(micro electro mechanical system)기술의 일종으로 엑스레이(X-Ray) 등의 고가 장치를 필요로 하지 않으며 일반적인 아이-라인(I-Line)이나 지-라인(G-Line) 등 이미 보편화 된 기술을 아무런 부담 없이 적용할 수 있어 MEMS 인덕터 등 MEMS 소자 제조 공정에 적용되고 있다.
도 1a 내지 1d는 종래 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 기판(11) 상에 포지티브 포토레지스트층(12)을 도포한 후, 금속 구조물의 라인이 형성될 영역을 약하게 노광시켜 일정 깊이를 갖는 제 1 노광영역(13)을 형성한다.
도 1b를 참조하면, 금속 구조물의 지지부가 형성될 영역을 강하게 노광시켜 기판(11)까지 노광된 제 2 노광영역(14)을 포지티브 포토레지스트층(12)에 형성한다.
도 1c를 참조하면, 제 1 및 제 2 노광영역(13 및 14)을 현상하여 제 1 노광영역(13)에 트렌치(130)가 형성되고, 제 2 노광영역(14)에 홀(140)이 형성된다. 트렌치(130)는 금속 구조물의 라인이 형성될 부분이며, 홀(140)은 금속 구조물의 지지대가 형성될 부분이다.
도 1d를 참조하면, 트렌치(130) 및 홀(140)을 전기도금 방식이나 몰딩(molding) 방식 등으로 채워 금속 구조물(100)을 형성한다.
상기한 종래 방법은 1회의 포토레지스트 도포 공정과 2회의 노광 공정과 1회의 현상 공정을 실시하여 금속 구조물(100)을 만들 수 있어 공정 시간 및 비용 절감 차원에서는 효과를 거둘 수 있으나, 트렌치(130) 형성을 위한 약한 노광을 한 영역에서는 현상에 아주 민감하여, 도 1c에 도시된 바와 같이, 트렌치(130)의 저면 균일하지 않아 결국 금속 구조물(100)의 라인의 두께가 불균일하게 되는 등 안정된 금속 구조물(100)을 얻을 수 없는 문제가 있다. 다시 말해서, 공정은 깊이, 넓이, 크기 등이 일정하게 유지되어야 하며, 다시 실행해도 같은 결과물을 얻을 수 있어야 하고, 주위 환경 변화에 둔감해야 하지만 상기한 종래 방법으로는 한번을 실행은 가능하겠지만 균일성, 재현성, 안정성 등 어느것 하나도 만족시키기가 어렵다.
따라서, 본 발명은 금속 구조물의 라인 부분인 트렌치의 두께와 폭을 정확하게 구현시켜 안정된 금속 구조물을 형성할 수 있는 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법은 기판 상에 포지티브 포토레지스트층 및 네거티브 포토레지스트층을 도포하는 단계; 상기 네거티브 포토레지스트층의 일부를 노광한 후, 노광되지 않은 부분을 현상하여 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치에 의해 노출된 상기 포지티브 포토레지스트층의 일부를 상기 기판까지 노광시킨 후 현상하여 홀을 형성하는 단계; 및 상기 트렌치 및 상기 홀을 금속으로 채워 금속 구조물을 형성하는 단계를 포함한다.
상기에서, 상기 금속 구조물은 전기도금 방식이나 몰딩 방식으로 금속을 채워 형성한다.
상기 트렌치 및 상기 홀에 금속 구조물을 형성한 후, 상기 포지티브 포토레지스트층을 제거하여 상기 금속 구조물이 공중에 떠 있도록 하는 단계를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 실시예에 따른 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 기판(21) 상에 포지티브 포토레지스트층(22) 및 네거티브 포토레지스트층(23)을 도포한 후, 상부층인 네거티브 포토레지스트층(23)이 충분히 노광될 정도의 에너지로 네거티브 포토레지스트층(23)의 금속 구조물의 라인이 형성될 영역 이외의 부분을 노광시켜 제 1 노광영역(24)을 형성한다.
도 2b를 참조하면, 네거티브 포토레지스트층(23)의 노광되지 않은 부분을 현상하여 제 1 노광영역(24)에 의해 정의된(define) 트렌치(240)가 형성된다. 트렌치(240)는 금속 구조물의 라인이 형성될 부분이 된다. 트렌치(240)에 의해 노출된 포지티브 포토레지스트층(22)의 일부를 기판(21)까지 노광되도록 강하게 노광시켜 금속 구조물의 지지부가 형성될 영역에 제 2 노광영역(25)을 형성한다.
도 2c를 참조하면, 제 2 노광영역(25)을 현상하여 홀(250)을 형성한다. 홀(250)은 금속 구조물의 지지대가 형성될 부분이 된다.
도 2d를 참조하면, 트렌치(240) 및 홀(250)을 전기도금 방식이나 몰딩(molding) 방식 등으로 금속을 채워 금속 구조물(200)을 형성한다.
한편, 도 2d의 공정을 진행한 후, 하부층인 포지티브 포토레지스트층(22)을 제거하여 공중에 떠 있는 금속 구조물(200)을 갖는 MEMS 소자를 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 금속 구조물의 라인 부분인 트렌치의 두께와 폭을 정확하게 구현시킬 수 있어, 공정상의 균일성, 재현성, 안정성 등이 우수한 금속 구조물을 형성할 수 있다.
도 1a 내지 1d는 종래 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 실시예에 따른 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 기판 12: 포지티브 포토레지스트층
13: 제 1 노광영역 14: 제 2 노광영역
130: 트렌치 140: 홀
100: 금속 구조물 21: 기판
22: 포지티브 포토레지스트층 23: 네거티브 포토레지스트층
24: 제 1 노광영역 25: 제 2 노광영역
240: 트렌치 250: 홀
200: 금속 구조물
Claims (3)
- 기판 상에 포지티브 포토레지스트층 및 네거티브 포토레지스트층을 도포하는 단계;상기 네거티브 포토레지스트층의 일부를 노광한 후, 노광되지 않은 부분을 현상하여 트렌치를 형성하는 단계;상기 트렌치에 의해 노출된 상기 포지티브 포토레지스트층의 일부를 상기 기판까지 노광시킨 후 현상하여 홀을 형성하는 단계; 및상기 트렌치 및 상기 홀을 금속으로 채워 금속 구조물을 형성하는 단계를 포함하는 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 금속 구조물은 전기도금 방식이나 몰딩 방식으로 금속을 채워 형성하는 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 트렌치 및 상기 홀에 금속 구조물을 형성한 후, 상기 포지티브 포토레지스트층을 제거하여 상기 금속 구조물이 공중에 떠 있도록 하는 단계를 더 포함하는 리가 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법.
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