KR20150111531A - A method of forming a metal patterns - Google Patents

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KR20150111531A KR1020140034804A KR20140034804A KR20150111531A KR 20150111531 A KR20150111531 A KR 20150111531A KR 1020140034804 A KR1020140034804 A KR 1020140034804A KR 20140034804 A KR20140034804 A KR 20140034804A KR 20150111531 A KR20150111531 A KR 20150111531A
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이성의
유시홍
윤영우
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한국산업기술대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for forming a metal pattern and, specifically, to a method for forming a metal pattern simplified by omitting an etching process for etching a metal film regarding a photolithography process of a semiconductor. According to an embodiment of the present invention, the method is capable of performing an eco-friendly process of forming a metal pattern by inhibiting discharge of a substance which is harmful to an environment, accompanied in an etching process, and producing large quantities through simplification of a process procedure, by omitting an etching process regarding a photolithography process of a semiconductor.

Description

금속 패턴 형성 방법{A method of forming a metal patterns}[0001] METHOD FOR FORMING METAL [0002]

본 발명은 금속 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체의 포토 리소그래피(photo lithography) 공정에 있어 금속 막의 식각을 위한 에칭(etching) 공정을 생략한 간소화된 금속 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal pattern forming method, and more particularly, to a simplified metal pattern forming method in which an etching process for etching a metal film is omitted in a photolithography process of a semiconductor.

반도체의 포토 리소그래피(photo lithography) 공정은 반도체 기판의 표면에 사진 인쇄 기술을 써서 집적 회로, 부품, 박막 회로, 프린트 배선 등과 관련된 금속 패턴을 형성하는 기법으로, 통상 감광제 공정(photo resist process) 및 에칭 공정(etching process)을 포함하여 수행된다.A photolithography process of a semiconductor is a technique of forming a metal pattern related to an integrated circuit, a component, a thin film circuit, and a printed wiring by using a photolithography technique on the surface of a semiconductor substrate. The photolithography process and the etching And an etching process.

상기 감광제 공정(photo resist process)은 광의 조사로 화학적 성질이 변화하는 고분자 재료인 포토 레지스트(Photo Resist: PR)의 특성을 이용하여 가공 대상 금속 층에 소정의 포토 레지스트 패턴을 형성하는 공정이며, 상기 에칭 공정(etching process)은 위 감광막 프로세스를 통해 형성된 포토 레지스트 패턴을 이용하여 위 포토 레지스트 패턴이 피복되지 않은 금속 층을 부분적으로 제거하고(pattern etching), 나아가 포토 레지스트 패턴을 제거(PR strip)함으로써 최종 금속 패턴을 형성하는 공정이다.The photo resist process is a process for forming a predetermined photoresist pattern on a metal layer to be processed by using the characteristics of a photoresist (PR), which is a polymer material whose chemical properties are changed by irradiation of light, In the etching process, the metal layer not covered with the upper photoresist pattern is partially removed by using the photoresist pattern formed through the upper photoresist process, and then the photoresist pattern is removed (PR strip) Thereby forming a final metal pattern.

도 1의 (a) 내지 (d)는 종래의 에칭 공정을 통한 금속 패턴 형성 과정을 나타내는 도면이다.1 (a) to 1 (d) illustrate a metal pattern formation process through a conventional etching process.

도 1의 (a)는 기판(101) 상에 가공 대상 금속 층(103)이 형성된 형상을 나타내고, 도 1의 (b)는 전술한 감광제 공정을 통해 포토 레지스트 패턴(105)이 위 가공 대상 금속 층(103)에 형성된 것을 나타내며, 도 1의 (c)는 위 포토 레지스트 패턴(105)을 이용하여 위 포토 레지스트 패턴(105)이 피복되지 않은 금속 층(103)을 제거하는 에칭 공정(pattern etching)의 수행 결과를 나타내고, 도1의 (d)는 위 에칭 공정 수행 후 잔여 포토 레지스트 패턴(105)을 유기 용제 등을 이용하여 제거하는 박리 공정(PR strip)의 수행 결과를 나타내는 도면이다.1 (a) shows a shape in which a metal layer 103 to be processed is formed on a substrate 101, and FIG. 1 (b) shows a state in which the photoresist pattern 105 is exposed to the metal 1C shows a pattern etching process for removing the metal layer 103 not covered with the upper photoresist pattern 105 by using the upper photoresist pattern 105. In this case, FIG. 1 (d) is a view showing a result of performing a stripping process (PR strip) for removing the remaining photoresist pattern 105 by using an organic solvent or the like after performing the upper etching process.

한편, 상기 포토 레지스트 패턴(105)이 형성되지 않은 금속 층(103)을 부분적으로 제거하기 위한 에칭 공정으로 산이나 알칼리 등의 용액을 이용해 위 포토 레지스트 패턴이 형성되지 않은 금속 층을 부식시키는 습식 에칭(wet etching)이 사용되는 경우, 상기 습식 에칭은 포토 레지스트 패턴이 형성되지 않은 금속 층을 부식시키기 위해 위 산이나 알칼리 등의 에칭 용액에 이를 담구는 방식으로 수행됨에 따라 다량의 에칭 용액이 요구되었고 이에 따른 과다 폐수의 발생으로 환경오염 발생의 원인이 되었다.Meanwhile, the etching process for partially removing the metal layer 103 on which the photoresist pattern 105 is not formed uses a solution such as acid or alkali to etch the metal layer on which the photoresist pattern is not formed, when wet etching is used, the wet etching is performed in such a manner that it is immersed in an etching solution such as stomach acid or alkali to etch a metal layer on which a photoresist pattern is not formed, so that a large amount of etching solution is required The resulting excess wastewater caused environmental pollution.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 환경 오염 방지 및 반도체의 포토 리소그래피(photo lithography) 공정 절차의 간소화를 위해 위 포토 리소그래피 공정에 있어 에칭(etching) 공정을 생략한 금속 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a photolithography process in which an etching process is omitted in the upper photolithography process in order to prevent environmental pollution and simplify a photolithography process procedure of a semiconductor And a method for forming a metal pattern.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 금속 패턴 형성 방법은 기판 상에 포토 레지스트(photo resist) 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 챔버(chamber) 내에 배치한 후 반응성 이온 에칭(Reactive ion etching) 플라즈마 표면처리 공정을 통해 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 표면처리하는 단계; 상기 포토 레이지스트 패턴이 형성된 기판에 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하는 단계; 상기 도포된 잉크를 소정의 건조 공정을 통해 금속화하는 단계; 및 상기 포토 레지스트 패턴을 기판으로부터 선택적으로 박리 제거하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a metal pattern, including: forming a photoresist pattern on a substrate; Disposing a substrate on which the photoresist pattern is formed in a chamber, and then performing a reactive ion etching plasma surface treatment to treat the substrate having the photoresist pattern formed thereon; Applying a conductive ink to a substrate having the photoresist pattern formed thereon through a spin coating process; Metallizing the applied ink through a predetermined drying process; And selectively removing the photoresist pattern from the substrate.

상기 반응성 이온 에칭 플라즈마 표면처리 공정은, 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 아르곤(Ar) 가스를 이용하여 제1차 플라즈마 표면처리하는 단계; 및 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 사불화탄소(CF4) 가스를 이용하여 제2차 플라즈마 표면처리하는 단계를 포함할 수 있다.The reactive ion etch plasma surface treatment process may include: a first plasma surface treatment of the substrate on which the photoresist pattern is formed using argon (Ar) gas; And subjecting the substrate on which the photoresist pattern is formed to a second plasma surface treatment using carbon tetrafluoride (CF4) gas.

상기 표면처리 단계의 수행 결과를 평가하기 위해 상기 기판의 접촉각 또는 표면 형태를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.And measuring the contact angle or surface shape of the substrate to evaluate the result of performing the surface treatment step.

상기 측정 결과 상기 도전성 잉크를 도포하기에 부적합한 것으로 확인되는 경우 상기 표면처리 단계를 반복하여 수행할 수 있다.If it is confirmed that the conductive ink is unsuitable for applying the conductive ink, the surface treatment step may be repeatedly performed.

상기 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하는 단계는, 제작 대상 금속 패턴의 두께에 기초하여 스핀코팅을 수행하기 위한 블레이드(blade)의 회전 속도를 결정할 수 있다.In the step of applying the conductive ink through the spin coating process, the rotational speed of the blade for performing the spin coating may be determined based on the thickness of the metal pattern to be manufactured.

상기 스핀코팅 공정을 완료한 후 챔버 벽면 또는 챔버 벽면을 따라 흘러내린 도전성 잉크를 수거하는 단계를 더 포함할 수 있다.And collecting the conductive ink flowing along the chamber wall surface or the chamber wall surface after the spin coating process is completed.

상기 도전성 잉크는 구리(Cu), 크롬(Cr), 은(Ag), 카본(C) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The conductive ink may include at least one of copper (Cu), chromium (Cr), silver (Ag), and carbon (C).

상기 기판은 세라믹 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판 중 어느 하나일 수 있다.The substrate may be any one of a ceramic substrate, a plastic substrate, and a glass substrate.

상기 유리 기판은 소다라임 유리, 파이렉스 유리, 강화 유리 중 어느 하나일 수 있다.The glass substrate may be any one of soda lime glass, pyrex glass, and tempered glass.

상기 포토 레지스트 패턴을 기판으로부터 선택적으로 박리하여 제거하는 단계는, 아세톤, 메탄올, 에탄올 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액을 이용하여 수행될 수 있다.The step of selectively removing and removing the photoresist pattern from the substrate may be performed using a solution containing at least one of acetone, methanol, and ethanol.

본 발명의 실시예에 따르면, 반도체의 포토 리소그래피(photo lithography) 공정에 있어 에칭(etching) 공정을 생략함으로써, 에칭 공정에 수반되는 환경 유해 물질의 배출을 억제하여 친환경적 금속 패턴 형성 공정을 구현할 수 있고 나아가 공정 절차의 단순화를 통해 대량 생산에 유리할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by omitting the etching process in the photolithography process of the semiconductor, the environmentally-friendly metal pattern formation process can be realized by suppressing the discharge of environmentally harmful substances accompanying the etching process Furthermore, it can be advantageous for mass production by simplifying the process procedure.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1의 (a) 내지 (d)는 종래의 에칭 공정을 통한 금속 패턴 형성 과정을 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 금속 패턴 형성 방법을 나타내는 절차도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RIE 플라즈마 공정을 통해 표면 처리된 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 RIE 플라즈마 표면처리 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 건조 공정을 통해 금속화된 도전성 잉크를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트가 제거된 기판을 나타내는 도면이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 RIE 플라즈마 표면처리 공정과 관련된 금속 패턴 형상을 나타내는 도면이다.The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 (a) to 1 (d) illustrate a metal pattern formation process through a conventional etching process.
2 is a flow chart illustrating a method of forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a substrate on which a photoresist pattern surface-treated through an RIE plasma process is formed according to an embodiment of the present invention.
4 (a) and 4 (b) are views showing a RIE plasma surface treatment process according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing application of a conductive ink through a spin coating process according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a conductive ink that is metallized through a drying process according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a substrate on which a photoresist is removed according to an embodiment of the present invention.
8 (a) and 8 (b) are views showing a metal pattern shape related to the RIE plasma surface treatment process.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and particular embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the description.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 금속 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체의 포토 리소그래피(photo lithography) 공정에 있어 금속 막의 식각을 위한 에칭(etching) 공정을 생략한 간소한 공정 절차를 따르되, 선택적 표면처리 공정 기술을 바탕으로 양질의 친환경적 금속 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of forming a metal pattern, and more particularly, to a simple photolithography process of a semiconductor in which a etching process for etching a metal film is omitted, To a method of forming a high-quality environmentally friendly metal pattern.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 금속 패턴 형성 방법을 나타내는 절차도이다.2 is a flow chart illustrating a method of forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention.

도 2을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속 패턴의 형성 방법은 먼저, 기판 상에 포토 레지스트 패턴을 형성한다(S201).Referring to FIG. 2, in the method of forming a metal pattern according to the embodiment of the present invention, a photoresist pattern is formed on a substrate (S201).

상기 포토 레지스트 패턴은 가공하려는 금속 패턴을 고려하여 그 형상을 결정할 수 있으며, 상기 기판은 그 상부에 금속 패턴이 형성되어 전자기기에 적용될 수 있는 다양한 형태 및 재질의 소재로 구현할 수 있다. 예컨대, 상기 기판은 알루미나(alumina) 등의 세라믹 기판, 플라스틱 기판, 고분자 플라스틱 필름 등은 물론 소다라임(sodalime) 유리, 파이렉스(pyrex) 유리, 강화 유리 등의 다양한 재질의 유리 기판으로도 구현할 수 있다. The shape of the photoresist pattern can be determined in consideration of the metal pattern to be processed. The substrate can be formed of various shapes and materials that can be applied to electronic devices by forming a metal pattern thereon. For example, the substrate may be a glass substrate made of various materials such as soda lime glass, pyrex glass, tempered glass as well as a ceramic substrate such as alumina, a plastic substrate, a polymer plastic film, and the like .

구체적으로, 상기 포토 레지스트 패턴의 형성 과정은 기판 상에 소정 두께의 포토 레지스트 막을 균일하게 도포하는 과정(PR coating), 상기 포토 레지스트 막을 건조시켜 기판과의 접착도를 증가시키는 과정(soft bake), 형성하려는 포토 레지스트 패턴에 따른 마스크(mask)를 상기 포토 레지스트 막의 상부에 정렬하고 위 마스크를 통해 상기 포토 레지스트 막을 노광하는 과정(mask alignment & exposure), 상기 광 조사로 인해 화학적 성질이 변한 포토 레지스트를 현상액을 사용하여 선택적으로 제거(이때, 노광된 포토 레지스트만 광경화가 발생하여 현상액에 의해 침상하며, 노광되지 않은 포토 레지스트는 현상 처리에도 침상하지 않는다)하는 과정(develop), 상기 제거로 인해 형성되는 포토 레지스트 패턴을 건조시켜 기판과의 접착도를 증가시키는 과정(hard bake)을 통해 수행될 수 있다.Specifically, the photoresist pattern forming process includes a process of uniformly applying a photoresist film having a predetermined thickness on a substrate (PR coating), a process of drying the photoresist film to increase the degree of adhesion with the substrate (soft bake) A mask alignment and exposure process in which a mask according to a photoresist pattern to be formed is aligned on an upper portion of the photoresist film and the photoresist film is exposed through a top mask, Selectively removing the photoresist using a developer (in this case, only the exposed photoresist is photocured so that it is irregularly shaped by the developer, and the unexposed photoresist is not irregularly formed in the developing process) The photoresist pattern is dried to form a hard bake in which the degree of adhesion with the substrate is increased It can be done.

다음으로 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 챔버(chamber) 내에 배치한 후 반응성 이온 에칭(Reactive ion etching: RIE) 플라즈마 공정을 통해 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 선택적으로 친/소수성 표면처리한다(S203).Next, a substrate having a photoresist pattern formed therein is placed in a chamber, and a substrate having a photoresist pattern formed thereon is selectively subjected to a hydrophilic / hydrophobic surface treatment through a reactive ion etching (RIE) plasma process (S203).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RIE 플라즈마 공정을 통해 표면 처리된 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a substrate on which a photoresist pattern surface-treated through an RIE plasma process is formed according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)은 소정의 단계별RIE 플라즈마 표면처리 공정을 통해 포토 레지스트 패턴(20)의 표면은 소수성으로 표면 처리될 수 있고, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10)의 표면은 친수성으로 표면 처리될 수 있다.3, the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is formed can be surface-treated with a hydrophobic surface of the photoresist pattern 20 through a predetermined stepwise RIE plasma surface treatment process, The surface of the substrate 10 on which the electrodes 20 are not formed can be surface-treated with a hydrophilic property.

예컨대, 상기 RIE 플라즈마 표면처리 공정은, 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 아르곤(Ar) 가스를 이용하여 제1차 플라즈마 표면처리하는 단계 및 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 사불화탄소(CF4) 가스를 이용하여 제2차 플라즈마 표면 처리하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.For example, the RIE plasma surface treatment process may include: a first plasma treatment of the substrate on which the photoresist pattern is formed by using argon (Ar) gas; and a step of treating the substrate on which the photoresist pattern is formed with a gas of carbon tetrafluoride And a second plasma surface treatment using the second plasma.

도 4의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 아르곤(Ar) 가스를 이용한 제1차 RIE 플라즈마 표면처리 공정을 나타내는 도면이다.4 (a) is a view showing a first RIE plasma surface treatment process using argon (Ar) gas according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a)를 참조하면, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)을 아르곤(Ar) 가스를 이용하여 제1차 RIE 플라즈마 표면처리를 수행하게 되면, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)의 표면 전체는 식각을 통해 표면 조도의 변화가 발생하여 용액과의 결합력이 우수한 친수성을 갖게 되는데, 이때 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10)의 표면은 포토 레지스트 패턴(20)의 표면에 비해 식각되는 정도가 약할 수 있다. 즉, 상기 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10) 표면은 포토 레지스트 패턴에 비해 친수성 정도가 보다 높을 수 있다.4 (a), when the first RIE plasma surface treatment is performed on the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is formed by using argon (Ar) gas, the photoresist pattern 20 The surface of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is not formed is exposed to the surface of the photoresist pattern 20, The degree of etching may be weaker than the surface of the pattern 20. That is, the surface of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is not formed may have a higher degree of hydrophilicity than the photoresist pattern.

도 4의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 사불화탄소(CF4) 가스를 이용한 제2차 RIE 플라즈마 표면처리 공정을 나타내는 도면이다.4 (b) is a view showing a second RIE plasma surface treatment process using carbon tetrafluoride (CF4) gas according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (b)를 참조하면, 상기 제1차 RIE 플라즈마 표면 처리된 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)을 사불화탄소(CF4)를 이용하여 제2차 RIE 플라즈마 표면 처리하게 되면, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)의 표면은 사불화탄소(CF4)에 의해 재차 식각되어 친수성을 갖게 되는데 반해 포토 레지스트 패턴(20)의 경우 위 포토 레지스트 패턴(20)에 포함된 탄소 중합체의 탄소(C) 단위체와 사불화탄소(CF4)의 플르오르(F) 단위체가 결합하게 되어 포토 레지스트 패턴(20)의 표면 에너지가 낮아지게 되어 용액과의 결합력이 낮은 소수성으로 변하게 된다.4 (b), when the substrate 10 on which the first RIE plasma surface-treated photoresist pattern 20 is formed is subjected to second RIE plasma surface treatment using carbon tetrafluoride (CF 4) The surface of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is formed is again etched by the carbon tetrafluoride (CF 4) to have hydrophilicity. On the other hand, in the case of the photoresist pattern 20, Fluorine (F) unit of carbon tetrafluoride (CF4) is bonded to the carbon (C) unit of the photoresist pattern 20, and the surface energy of the photoresist pattern 20 is lowered.

즉, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)을 상술한 제1차 및 제2차 RIE 플라즈마 표면처리하게 되면, 포토 레지스트 패턴(20)의 표면은 소수성을 갖게 되어 용액과의 결합도가 낮은 표면상태가 될 수 있고, 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10)의 표면은 용액과의 친수성을 갖게 되어 용액과의 결합도가 높은 표면상태가 될 수 있다.That is, when the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is formed is subjected to the first-order and second-order RIE plasma surface treatments described above, the surface of the photoresist pattern 20 becomes hydrophobic, The surface of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is not formed can have a hydrophilic property with the solution and can have a surface state with high bonding with the solution.

한편, 상기 RIE 플라즈마 표면처리 후 그 처리 결과를 평가하기 위해 바람직하게는 상기 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)의 접촉각 또는 표면 형태를 측정할 수 있으며, 상기 측정 결과 위 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판 상의 표면에 도전성 잉크를 도포하여 금속을 증착하기에 부적합한 것으로 확인되는 경우 상기 RIE 플라즈마 표면처리를 재차 반복하여 수행할 수 있다. The contact angle or surface shape of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is formed can be measured in order to evaluate the result of the RIE plasma surface treatment. 20 is not formed on the surface of the substrate on which the conductive ink is deposited, it is possible to repeat the RIE plasma surface treatment again.

구체적으로, 상기 접촉각은 정지한 액체 표면이 고체 벽에 접촉되어 액면과 고체면이 이루는 각을 지칭하는 것으로, 포토 레지스트 패턴(20)의 상부 표면 및 위 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10) 표면의 위 접촉각 측정을 통해 위 포토 레지스트 패턴(20)의 상부 표면 형태 및 위 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10) 부분의 표면 형태를 확인할 수 있고, 확인된 표면 형태에 기초하여 도전성 잉크 도포에 따른 포토 레지스트 패턴(20)의 상부 표면에 잔류되는 량 및 위 포토 레지스트 패턴이 형성되지 않은 기판 부분에 금속 증착 시 그 접합 정도를 예측함으로써 위 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판상의 표면에 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하여 금속을 증착하기에 적합한지 여부를 확인할 수 있다.The upper surface of the photoresist pattern 20 and the upper surface of the upper surface of the photoresist pattern 20, on which the photoresist pattern 20 is not formed, It is possible to confirm the top surface shape of the upper photoresist pattern 20 and the surface shape of the portion of the substrate 10 where the upper photoresist pattern 20 is not formed by measuring the contact angle on the surface of the photoresist pattern 10, The amount of the residual photoresist pattern 20 on the upper surface of the photoresist pattern 20 upon application of the conductive ink and the degree of adhesion of the photoresist pattern 20 on the portion of the substrate on which the photoresist pattern is not formed are predicted, It can be confirmed whether or not the conductive ink is applied to the surface of the substrate not formed by the spin coating process to deposit the metal.

다음으로 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판의 RIE 플라즈마 표면처리가 완료되면 기판상에 금속 패턴을 형성하기 위해 스핀코팅(spincoating) 공정을 통해 도전성 잉크를 도포한다(S205).Next, when the RIE plasma surface treatment of the substrate on which the photoresist pattern is formed is completed, a conductive ink is applied through a spincoating process to form a metal pattern on the substrate (S205).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하는 것을 나타내는 도면이다.5 is a view showing application of a conductive ink through a spin coating process according to an embodiment of the present invention.

도5를 참조하면, 상기 스핀코팅 공정은 도전성 잉크(30)를 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)에 적용한 후 소정의 블레이드(blade)(40)를 회전시키는 과정을 포함하여 수행될 수 있는 것으로, 이를 통해 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)의 음각부 즉, 친수성 표면처리된 포토 레지스트 패턴(20)이 형성되지 않은 기판(10)의 표면에는 도전성 잉크(30)가 채워지게 되고 양각부 즉, 소수성 표면처리된 포토 레지스트 패턴(20)의 상부 표면에는 도전성 잉크(30)가 제거되거나 잔존하더라도 그 양이 미량일 수 있다. 5, the spin coating process is performed by applying a conductive ink 30 to a substrate 10 on which a photoresist pattern 20 is formed, and then rotating a predetermined blade 40 A conductive ink 30 is formed on the surface of the substrate 10 on which the depressed portion of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 has been formed, that is, the hydrophilic surface-treated photoresist pattern 20 is not formed, The amount of the conductive ink 30 on the upper surface of the embossed portion, that is, the hydrophobic surface-treated photoresist pattern 20, may be small even if the conductive ink 30 is removed or remained.

한편, 상기 블레이드(40)의 회전 속도에 따라 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판(10)의 음각부에 채워지는 도전성 잉크(30)의 양을 조절할 수 있는 것으로, 제작하려는 금속 패턴의 두께에 기초하여 상기 블레이드(40)의 회전 속도를 적절히 조절할 수 있다.The amount of the conductive ink 30 to be filled in the recessed portion of the substrate 10 on which the photoresist pattern 20 is formed can be adjusted according to the rotation speed of the blade 40, The rotation speed of the blade 40 can be adjusted appropriately.

한편, 도전성 잉크(30)는 점도가 낮아 유동성이 높을 수 있는데 본 발명의 실시예에 따른 금속 패턴 형성 방법에서는 스핀코팅 공정이 완료된 후 챔버 벽면 또는 챔버 벽면을 따라 흘러내린 도전성 잉크(30)를 수거하는 단계를 더 포함하여 수행함으로써 이후 수거된 도전성 잉크(30)를 재사용할 수 있어 금속 패턴을 형성함에 따른 재료비를 절감할 수 있다.In the method of forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention, the conductive ink 30 may be collected by collecting the conductive ink 30 flowing along the chamber wall surface or the chamber wall surface after the spin coating process is completed. The conductive ink 30 can be reused and the material cost associated with forming the metal pattern can be reduced.

상기 스핀코팅 공정을 통해 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판의 도전성 잉크 도포 작업이 완료되면, 소정의 건조 공정을 통해 도전성 잉크를 금속화하게 된다(S207).After the conductive ink application operation of the substrate on which the photoresist pattern is formed through the spin coating process is completed, the conductive ink is metallized through a predetermined drying process (S207).

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 건조 공정을 통해 금속화된 도전성 잉크를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a conductive ink that is metallized through a drying process according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 건조 공정을 통해 도전성 잉크가 경화됨으로써 포토 레지스트 패턴(20)이 형성된 기판의 음각부에는 소정 두께의 금속 패턴(35)이 형성되며, 포토 레지스트 패턴(20)의 상부 표면에는 미소한 금속이 잔존할 수 있게 된다.Referring to FIG. 6, a metal pattern 35 having a predetermined thickness is formed on the recessed portion of the substrate on which the photoresist pattern 20 is formed by curing the conductive ink through the drying process, A minute metal can remain.

이때, 상기 건조 공정에서 상기 기판(10)이 열적 변형이나 손상되는 것을 방지하고 또한 포토 레지스트 패턴(20)이 경화되어 이후 포토 레지스트 패턴(20)이 올바로 제거되지 않는 문제가 생기는 것을 방지하기 위해 바람직하게는 상기 도전성 잉크는 저온의 건조 온도를 갖는 시료일 수 있는 것으로, 예컨대 상기 도전성 잉크는 구리(Cu), 크롬(Cr), 은(Ag), 카본(C), 구리계 합금, 크롬계 합금을 포함할 수 있다.At this time, in order to prevent the substrate 10 from being thermally deformed or damaged in the drying process and to prevent the problem that the photoresist pattern 20 is not removed properly after the photoresist pattern 20 is cured, For example, the conductive ink may be at least one selected from the group consisting of copper (Cu), chromium (Cr), silver (Ag), carbon (C), a copper- . ≪ / RTI >

다음으로, 소정의 건조 공정을 통해 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판의 음각부에 금속 패턴이 형성되면, 최종적으로 포토 레지스트를 박막하여 선택적으로 기판에서 제거한다(S209).Next, when a metal pattern is formed on the recessed portion of the substrate on which the photoresist pattern is formed through a predetermined drying process, the photoresist is finally thinned and selectively removed from the substrate (S209).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트가 제거된 기판을 나타내는 도면이다.7 is a view showing a substrate on which a photoresist is removed according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 소정의 건조 공정을 통해 포토 레지스트 패턴 및 금속 패턴(35)이 있는 기판(10)에서 상기 포토 레지스트 패턴만을 선택적으로 박막하여 제거함으로써 기판상에 원하는 금속 패턴(35) 만을 남길 수 있다. 이때 상기 포토 레지스트 패턴은 해당 포토 레지스트 패턴의 박리 전용 용액을 적용하여 제거할 수 있는 것으로 예컨대, 상기 포토 레지스트 패턴의 제거는 아세톤, 메탄올, 에탄올 용액을 이용하여 제거할 수 있다.Referring to FIG. 7, only the photoresist pattern is selectively thinned and removed on the substrate 10 having the photoresist pattern and the metal pattern 35 through a predetermined drying process, thereby leaving only the desired metal pattern 35 on the substrate . At this time, the photoresist pattern can be removed by applying a solution exclusively for peeling the photoresist pattern. For example, removal of the photoresist pattern can be performed using acetone, methanol, or ethanol solution.

도 8의 (a) 및 (b)는 RIE 플라즈마 표면처리 공정과 관련된 금속 패턴 형상을 나타내는 도면이다.8 (a) and 8 (b) are views showing a metal pattern shape related to the RIE plasma surface treatment process.

구체적으로, 도 8의 (a)는 RIE 플라즈마 표면처리 공정을 거치지 않고 스핀코팅 공정을 통해 형성한 금속 패턴을 나타내고, 도 8의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 RIE 플라즈마 표면처리 공정을 한 후 스핀코팅 공정을 통해 형성한 금속 패턴을 나타낸다.8 (a) shows a metal pattern formed through a spin coating process without the RIE plasma surface treatment process, and FIG. 8 (b) shows a RIE plasma surface treatment process according to an embodiment of the present invention And a metal pattern formed through a spin coating process.

도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 사각 형태의 블록이 포토 레지스트 패턴이 존재하였던 영역이며 블록 사이에 있는 선은 금속 패턴을 나타내는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 RIE 플라즈마 표면처리를 하지 않고 스핀코팅 공정을 통해 형성한 금속 패턴은 그 형상이 불균일/불규칙하여 원하는 위치에 금속 패턴이 형성되지 않거나 원하지 않은 위치에 금속 패턴이 형성될 수 있는데 반해 RIE 플라즈마 표면처리를 수행한 후 스핀코팅 공정을 통해 형성한 금속 패턴은 균일/규칙적인 형상인 것을 확인할 수 있다.8 (a) and 8 (b), the rectangular block shows the region where the photoresist pattern was present, and the line between the blocks shows the metal pattern. The RIE plasma surface treatment according to the embodiment of the present invention The metal pattern formed through the spin coating process may have a non-uniform / irregular shape, so that a metal pattern may not be formed at a desired position or a metal pattern may be formed at an undesired position. However, after the RIE plasma surface treatment is performed, It can be confirmed that the metal pattern formed through the coating process has a uniform / regular shape.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 금속 패턴 형성 방법에서 RIE 플라즈마 표면처리 공정을 통해 포토 레지스트 표면은 소수성 처리하고 포토 레지스트 패턴이 형성되지 않은 기판의 표면은 친수성 처리함으로써 양질의 금속 패턴을 제작할 수 있게 된다.That is, in the method of forming a metal pattern according to an embodiment of the present invention, the photoresist surface is subjected to hydrophobic treatment through the RIE plasma surface treatment process and the surface of the substrate on which the photoresist pattern is not formed is hydrophilized, do.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

Claims (10)

기판 상에 포토 레지스트(photo resist) 패턴을 형성하는 단계;
상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 챔버(chamber) 내에 배치한 후 반응성 이온 에칭(Reactive ion etching) 플라즈마 표면처리 공정을 통해 상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 표면처리하는 단계;
상기 포토 레이지스트 패턴이 형성된 기판에 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하는 단계;
상기 도포된 잉크를 소정의 건조 공정을 통해 금속화하는 단계; 및
상기 포토 레지스트 패턴을 기판으로부터 선택적으로 박리 제거하는 단계를 포함하는 금속 패턴 형성 방법.Forming a photoresist pattern on the substrate;
Disposing a substrate on which the photoresist pattern is formed in a chamber, and then performing surface treatment of the substrate on which the photoresist pattern is formed through a reactive ion etching plasma surface treatment process;
Applying a conductive ink to a substrate having the photoresist pattern formed thereon through a spin coating process;
Metallizing the applied ink through a predetermined drying process; And
And selectively removing the photoresist pattern from the substrate. 제 1항에 있어서,
상기 반응성 이온 에칭 플라즈마 표면처리 공정은,
상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 아르곤(Ar) 가스를 이용하여 제1차 플라즈마 표면처리하는 단계; 및
상기 포토 레지스트 패턴이 형성된 기판을 사불화탄소(CF4) 가스를 이용하여 제2차 플라즈마 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.The method according to claim 1,
The reactive ion etch plasma surface treatment process may comprise:
Performing a first plasma surface treatment of the substrate on which the photoresist pattern is formed using argon (Ar) gas; And
And a second plasma surface treatment of the substrate on which the photoresist pattern is formed by using a gas of carbon tetrafluoride (CF4). 제 1항에 있어서,
상기 표면처리 단계의 수행 결과를 평가하기 위해 상기 기판의 접촉각 또는 표면 형태를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.The method according to claim 1,
Further comprising the step of measuring a contact angle or a surface shape of the substrate to evaluate the result of performing the surface treatment step. 제 3항에 있어서,
상기 측정 결과 상기 도전성 잉크를 도포하기에 부적합한 것으로 확인되는 경우 상기 표면처리 단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.The method of claim 3,
Wherein the surface treatment step is repeatedly performed when it is confirmed that the conductive ink is unsuitable for applying the conductive ink. 제1 항에 있어서,
상기 스핀코팅 공정을 통해 도전성 잉크를 도포하는 단계는,
제작 대상 금속 패턴의 두께에 기초하여 스핀코팅을 수행하기 위한 블레이드(blade)의 회전 속도를 결정하는 것을 특징으로 금속 패턴 형성 방법.The method according to claim 1,
The step of applying the conductive ink through the spin coating process includes:
Wherein the rotational speed of the blade for performing the spin coating is determined based on the thickness of the metal pattern to be fabricated. 제 1항에 있어서,
상기 스핀코팅 공정을 완료한 후 챔버 벽면 또는 챔버 벽면을 따라 흘러내린 도전성 잉크를 수거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.The method according to claim 1,
And collecting the conductive ink flowing along the chamber wall surface or the chamber wall surface after completing the spin coating process. 제 1항에 있어서,
상기 도전성 잉크는 구리(Cu), 크롬(Cr), 은(Ag), 카본(C) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.The method according to claim 1,
Wherein the conductive ink comprises at least one of copper (Cu), chromium (Cr), silver (Ag), and carbon (C). 제 1항에 있어서,
상기 기판은 세라믹 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is any one of a ceramic substrate, a plastic substrate, and a glass substrate. 제 8항에 있어서,
상기 유리 기판은 소다라임 유리, 파이렉스 유리, 강화 유리 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the glass substrate is one of soda lime glass, pyrex glass, and tempered glass. 제 1항에 있어서,
상기 포토 레지스트 패턴을 기판으로부터 선택적으로 박리하여 제거하는 단계는,
아세톤, 메탄올, 에탄올 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 패턴 형성 방법.

The method according to claim 1,
Selectively removing and removing the photoresist pattern from the substrate,
Wherein the solution is carried out using a solution containing at least one of acetone, methanol and ethanol.

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CN116514406A (en) * 2023-04-26 2023-08-01 深圳市志凌伟业技术股份有限公司 Preparation method of glass-based transparent conductive sheet

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