CN107003614A - 利用背面曝光技术的保护微细图案及沉积金属层的方法 - Google Patents

利用背面曝光技术的保护微细图案及沉积金属层的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用背面曝光技术的保护微细图案及沉积金属层的方法，其在透明基板和金属层上形成有预定图案的状态下，为了附加工艺，不使用光元件掩模(mask)，并在保护已形成的图案的同时，无对准误差地沉积光致抗蚀剂金属层，并且，对加工在透明基板上的图案执行附加刻蚀(etch)时，可进行后加工，以与现有图案孔一致，由此可实现精密的后加工。如上所述，本发明的特征在于，包括：刻蚀步骤，对于在透明基板上形成的金属层，利用包括预定图案的光致抗蚀剂刻蚀金属层和透明基板，从而在金属层和透明基板上形成图案孔，或者通过刻蚀金属层而在金属层上形成图案孔；背面曝光准备步骤，在通过刻蚀形成预定图案的图案孔和金属层上部涂布感光材料；以及背面曝光步骤，在透明基板侧进行背面曝光，去除部分感光材料，其中，所述感光材料由正性光致抗蚀剂组成，且通过所述背面曝光步骤去除预定图案孔的感光材料，所述背面曝光之后，还包括附加刻蚀步骤，对去除感光材料的预定图案孔部分的透明基板进行刻蚀。

Description

利用背面曝光技术的保护微细图案及沉积金属层的方法
技术领域
本发明涉及一种利用背面曝光技术的保护微细图案及沉积金属层的方法，其在透明基板和金属层上形成有预定图案的状态下，为了附加工艺，不使用光元件掩模，无对准误差地保护已形成的图案的同时沉积光致抗蚀剂和金属层，并且，对加工在透明基板上的图案执行附加刻蚀时，可与现有图案孔一致地进行后加工，由此可实现精密的后加工。
背景技术
一般，光元件或显示面板等普遍使用透明基板。通过在这种透明基板上层叠涂布金属层或树脂层，形成预定的图案，从而利用元件的特性。
在一个元件中形成多种图案，这种图案是用于稳定地实现导电、光穿透等特性，因此相对于一个元件形成多种图案以及每个图案具有多种特性。
在这种元件的加工工艺中，形成基本的金属层或图案后，作为附加的后工艺可以形成其他金属层或树脂层，或者形成其他图案。但是，就大部分基板底座为基准而言，只向上一个方向执行层叠、刻蚀及曝光等。
并且，如图1中的例子，设置基板，在这种基板上涂布金属层，并向金属层上部涂布光致抗蚀剂，由此形成预定的图案。之后用预定的图案刻蚀金属层及基板，之后去除光致抗蚀剂，从而在金属层和基板上形成预定的图案。
并且，当对应现有的图案，再次更深地刻蚀加工基板的图案时，可以向金属层和图案上部再次涂布光致抗蚀剂，之后通过曝光来去除所需部分的光致抗蚀剂，之后对通过曝光去除的部分执行后工艺。
但是，如图1中的例子，后工艺的图案形成是利用上部方向上的曝光，因此，通过后工艺形成的图案难以与最初的图案一致。在进行多次后工艺之后，如图1所示，当加工成图案的某一部分不一致时，整个元件因无法执行其功能而被废除。如上所述，形成后工艺的图案时使其与现有的已加工的图案一致是很难的工艺，因此，迫切地需要一种使前后工艺的图案准确一致的技术。
发明内容
(一)要解决的技术问题
用于解决如上所述的问题的本发明，其目的在于，在透明基板和金属层上形成有预定图案的状态下，为了附加工艺，不使用光元件掩模，在保护已形成的图案的同时，无对准误差地沉积光致抗蚀剂金属层。
并且，本发明的另一个目的在于，在进行后续工艺时，向透明基板侧执行背面曝光的过程中，不使用附加的额外的掩模，并在进行背面曝光之前保护形成在元件的层上的光致抗蚀剂图案。
并且，本发明的又一个目的在于，形成二次金属层之后，继续执行掩模层。
并且，本发明的又一个目的在于，在对已加工在透明基板上的图案进行附加刻蚀时，以与现有图案孔一致的方式进行后加工，从而可实现精密的后加工。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，包括：刻蚀步骤，对于形成在透明基板上的金属层，利用刻蚀工艺在金属层和透明基板上形成图案孔，或者在所述金属层上形成图案孔；背面曝光准备步骤，在形成有所述图案孔的金属层上部涂布由正性光致抗蚀剂组成的感光材料；背面曝光步骤，在所述透明基板侧进行背面曝光，去除在所述金属层的图案孔上部的感光材料；以及附加刻蚀步骤，对去除感光材料的所述图案孔部分的所述透明基板进行刻蚀。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，包括：刻蚀步骤，对形成在透明基板上的金属层，利用刻蚀工艺，在金属层和透明基板上形成图案孔，或者在所述金属层上形成图案孔；背面曝光准备步骤，在形成有所述图案孔的金属层上部涂布由负性光致抗蚀剂组成的感光材料；背面曝光步骤，在所述透明基板侧进行背面曝光，去除在所述金属层的图案孔上部之外的区域的感光材料，并在所述图案孔中形成由感光材料突出而成的孔填充突起；第二金属层形成步骤，在包括所述孔填充突起的所述金属层上形成第二金属层；以及二次图案孔形成步骤，去除所述孔填充突起的感光性材料，形成二次图案孔。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，包括附加刻蚀步骤，对去除感光材料的所述二次图案孔部分的所述透明基板进行刻蚀。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，所述第二金属层由与金属层相同或互不相同的材质组成。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，通过剥离来去除所述孔填充突起的感光材料。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，在所述背面曝光步骤之前，还包括对准步骤，通过基板治具旋转透明基板，以透明基板朝向上侧的方式对准，所述基板治具包括：治具部，结合在透明基板的两侧或边缘；以及治具底座，设有治具部。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，所述金属层由Cr、Cu及Ti中的任意一个组成。
本发明的优选的实施例提供一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，所述基板治具包括：治具部，结合在透明基板的两侧或边缘；以及治具底座，设有治具部，并且，在使用基板治具支撑透明基板的状态下，将透明基板进行上下回转并对准。
(三)有益效果
如上所述的本发明具有在透明基板和金属层上形成有预定图案的状态下，为了附加工艺，不使用光元件掩模，并在保护已形成的图案的同时，无对准误差地沉积光致抗蚀剂金属层的优异的效果。
并且，本发明的另一个效果在于，在进行后续工艺时，通过向透明基板侧执行背面曝光，使得现有的金属层对光致抗蚀剂起到掩模作用，因此，不使用附加的额外的掩模，可以节省掩模制造时间和费用。
并且，本发明的又一个效果在于，在进行背面曝光之前，利用结合在已形成的元件的层的治具，因此，可保护光致抗蚀剂图案，由此实现精密的加工。
并且，本发明的又一个效果在于，利用背面曝光工艺，因此，减少用于以现有的方式深度刻蚀而沉积的厚金属层所产生的薄膜应力。
并且，本发明的又一个效果在于，在形成二次金属层之后，可以继续实行掩模层及附加刻蚀，并且可以沉积用于增加选择比的新的金属层。
并且，本发明的又一个效果在于，可以容易适用于使用透明基板的光元件领域，并且可以通过调节曝光时间来调节光致抗蚀剂轮廓(Profile)角度。
并且，本发明的又一个效果在于，在对已加工在透明基板上的图案执行附加刻蚀时，可进行后加工，以与现有图案孔一致，由此可实现精密的后加工。
附图说明
图1是现有技术的工艺示意图，是示出在光刻(photo lithography)工艺中发生对准误差的状态的图。
图2是本发明的利用背面曝光工艺的加工方法的基础工艺的流程图。
图3是在本发明的利用背面曝光工艺的加工方法中，进行背面曝光时，通过正性光致抗蚀剂的工艺之后，在透明基板上形成图案孔的工艺流程图。
图4是在本发明的利用背面曝光工艺的加工方法中，进行背面曝光时，通过负性光致抗蚀剂的工艺之后，在一次金属层上形成二次金属层的工艺的流程图。
图5是在本发明的背面曝光工艺中，进行背面曝光之前，对准透明基板时，利用基板治具来对准的例示图。
图6中的a、b、c、d等是在本发明的背面曝光工艺中，进行背面曝光时，通过负性光致抗蚀剂的工艺之后，由在一次金属层上形成二次金属层的工艺产生的光元件的实施示例照片。
图7是示出在本发明的背面曝光工艺中，进行背面曝光时，通过负性光致抗蚀剂的工艺之后，由在一次金属层上形成二次金属层的工艺产生的光元件的层结构形状的放大示例照片。
图8是在本发明的背面曝光工艺中，进行背面曝光时，通过正性光致抗蚀剂的工艺之后，在透明基板上形成附加图案孔的工艺的流程图。
图9是在本发明的背面曝光工艺中，进行背面曝光时，通过负性光致抗蚀剂的工艺之后，在一次金属层上形成二次金属层的工艺的流程图。
最佳实施方式
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
即，如附图1至9所示，本发明的利用背面曝光技术的保护微细图案及沉积金属层的方法，在形成透明基板和金属层的状态下，实施背面曝光，因此容易实现之后的工艺。
这种本发明的主要特点在于，在形成在透明基板21上的金属层22及透明基板21上，根据预定的图案形成图案孔25，并作为后加工方法在金属层22及所述图案孔25涂布感光材料26，并通过背面曝光去除部分所述感光材料。
因此，在如图1所示的现有技术中，当在透明基板上形成图案孔之后，要再次利用光致抗蚀剂等进一步加工图案孔时，需要进行另外的掩模对准，但是由于光致抗蚀剂，难以向准确的位置对准，因此，一次加工的图案孔与之后加工的图案孔不能对准，导致发生不良。
但是，通过利用本发明的背面曝光工艺，即使多次加工图案孔，也能够使其与原先加工的图案孔一致，从而具有显著降低整个元件的不良率的优点。
下面，对所述工艺技术进行说明。
即，如图中例子所示，执行刻蚀步骤，相对于在透明基板21上形成的金属层22，利用包括预定图案的光致抗蚀剂23刻蚀金属层22和透明基板21，在金属层22和透明基板21上形成图案孔25，或者通过金属层22刻蚀在金属层22上形成图案孔25。
进一步详细观察可知，执行金属层形成步骤，在准备的透明基板21上形成金属层22。这种金属层22是在后述的背面曝光中设定加工区域的重要因素。
并且，执行光致抗蚀剂形成步骤，在金属层22上涂布光致抗蚀剂23，形成预定图案。
并且，执行刻蚀步骤，相对于在光致抗蚀剂23形成的预定图案区域，刻蚀金属层22和透明基板21，并形成图案孔25。并且，在刻蚀步骤中可以适用如图2所示的对金属层22执行刻蚀步骤，并且对透明基板21执行刻蚀的实施例。并且，根据需要，可以适用根据采用的技术情况只对金属层执行刻蚀的实施例等，根据元件的特性或电路实施情况，适当地执行金属层刻蚀和透明基板刻蚀等。
并且，在进行后加工时，当只有金属层被刻蚀时，可以进行对于部分图案区域的透明基板的刻蚀，可以进行对于金属层上层的形成二次金属层的工艺。并且，就其他实施例的金属层和透明基板被刻蚀的实施例而言，也可以对透明基板实施附加刻蚀，还可以在金属层和透明基板被刻蚀的状态下，执行形成二次金属层的实施例。并且，图3和图4是在金属层和透明基板都进行一次刻蚀的状态下，图3示出执行利用正性光致抗蚀剂的背面曝光，实现二次透明基板的附加刻蚀的实施例，图4示出在金属层和透明基板进行一次刻蚀的状态下，执行利用负性光致抗蚀剂的背面曝光，在金属层上形成附加二次金属层的实施例。下面，对这种后加工实施例进行说明。
为了执行后加工，执行背面曝光准备步骤，在通过刻蚀形成预定图案的图案孔25和金属层22上部涂布感光材料26。
并且，背面曝光利用感光材料26(例如，光致抗蚀剂)，这种所述感光材料26选自正性光致抗蚀剂或负性光致抗蚀剂并实施。对此，将在后面进行详细说明。
接下来，在所述背面曝光步骤之前，执行对准步骤，根据背面曝光的位置对准透明基板21。
尤其，如图5所示，可利用元件制造设备的基板治具30支撑透明基板21。
这种对准步骤的基板治具30可用于固定透明基板，并且可用于使透明基板21改变上下方向，之后进行对准。
这种对准步骤可以在背面曝光准备步骤之前执行，也可以在背面曝光准备步骤之后执行，是根据实施的设施情况或元件的特性而定，如上所述，当在背面曝光准备步骤中形成感光材料时，对准步骤优选在后执行。
因此，在对准步骤中的固定基板的过程中，当背面曝光的光照射在下面进行时，直接固定基板，但是当背面曝光的光照射在上侧照射时，还可以通过回转部件(未示出)旋转，以使透明基板21朝向上部。因此，针对利用使用基板治具的回转部件的实施例，光照射在上部进行，从而可以以直接使用普通的光照射部件的方式实施。
并且，如图5所示，用于对准步骤的元件制造设备的所述基板治具30包括：治具部31，结合在透明基板21的两侧或边缘；治具底座32，设有治具部31。因此，可以使透明基板21稳定地旋转或保持所处的状态，以稳定地执行背面曝光。
之后，如图3至图5等的示例，执行背面曝光步骤，在透明基板21侧进行背面曝光，去除部分感光材料26。
如上所述，在一次形成金属层或在透明基板上一次形成图案孔的状态下，在二次形成二次金属层及有关图案孔的后加工中，使用本发明的背面曝光工艺技术，从而能够容易地形成二次金属层，实现与现有的图案孔准确一致的加工，从而使整个元件的特性良好。
如上所述，元件制造设备还包括回转部件(未示出)，其在用基板治具30固定基板的状态下进行旋转，以在上方曝光时，旋转透明基板21执行背面曝光以使其从下朝向上方，之后回转透明基板21以使其重新朝向下方。
之后，执行背面曝光步骤，在透明基板21侧进行背面曝光，去除部分感光材料26。
并且，在进行背面曝光时，去除部分感光材料，这种感光材料可以使用正性光致抗蚀剂(positive photo resist)或负性光致抗蚀剂(negative photo resist)。
即，如图3所示，所示感光材料26可由正性光致抗蚀剂组成，并通过所述背面曝光步骤来去除预定图案孔的感光材料。
如上所述，当使用正性光致抗蚀剂为感光材料时，通过背面曝光只去除在一次加工时形成的图案孔部分的感光材料。
之后，在所述背面曝光步骤之后，执行附加刻蚀步骤，对去除感光材料的预定图案孔部分的透明基板21进行刻蚀。
并且，可进行如图3所示的实施例，为了在一次加工时通过刻蚀而在金属层22和透明基板21上形成预定图案孔的状态下，再次进行二次附加刻蚀，在背面曝光时，利用正性光致抗蚀剂，仅对不具有金属层22的图案孔部分去除感光材料。
并且，在附加刻蚀步骤中，可以在所述背面曝光步骤之后，对透明基板21的预定图案区域进行附加刻蚀。因此，可以在透明基板21上形成比现有图案孔更深的孔。这样，可以通过现有的一次加工使整体的元件形成均匀的深度的图案孔，之后对预定区域的图案孔可以根据需要形成更深的孔。这时，本发明的背面曝光是，利用正性光致抗蚀剂去除图案孔部分的感光材料，再次通过二次刻蚀，形成比其他部分的图案孔更深的孔。因此，具有形成更加稳定且与现有的加工的图案孔准确一致的二次加工的孔的优点。
并且，在一次刻蚀加工时，只实现了对金属层22的刻蚀，因此在金属层形成预定图案孔之后，在背面曝光时，通过正性光致抗蚀剂去除图案孔部分的感光材料的状态下，可以实现以透明基板21为对象的附加刻蚀。即，在一次刻蚀时需要形成针对金属层的预定图案，在部分预定图案部分中，可用于需要形成针对透明基板的图案孔的情况。此时，也具有精密形成与现有的金属层上形成的图案孔一致的附加图案孔的优点。
接下来，所述感光材料26可以由负性光致抗蚀剂组成并实施。即，执行在透明基板21侧进行背面曝光并去除部分感光材料26的背面曝光步骤，并且使用负性光致抗蚀剂，从而通过实施所述背面曝光步骤，以去除预定图案孔之外的金属层上的感光材料，并形成在预定图案孔中感光材料突出的孔填充突起27。这是有益于如下所述的不损伤图案孔部分的同时容易对其他区域进行后加工的工艺。此时，在一次刻蚀时可以只在金属层22形成预定图案孔，并且，也可以在金属层22和透明基板21均形成预定图案孔。
并且，在所述背面曝光步骤之后，执行第二金属层形成步骤，在金属层22上形成第二金属层28。
并且，还执行二次图案孔形成步骤，去除所述孔填充突起27的感光材料，形成二次图案孔。
优选地，所述孔填充突起27的感光材料通过剥离(Lift-off)去除。
并且，所述第二金属层可以由与金属层相同或互不相同的材质组成。即，当使用与一次形成的金属层相同的金属实施时，有益于形成更厚的所属区域的金属层。或者，当一次形成的金属层与第二金属层由互不相同的金属组成时，有益于要保护现有的金属层或利用导电等元件的有利的特性的情况。
以上所使用的所述金属层(或第二金属层等)由Cr、Cu及Ti中的任意一种组成。
并且，如上所述，在形成第二金属层的状态下，也可以对部分图案部分的透明基板执行附加刻蚀。即，包括附加刻蚀步骤，对去除感光材料的所述二次图案孔部分的所述透明基板进行刻蚀。因此，可以对透明基板精密地执行刻蚀。
具体实施方式
通过如上所述的本发明的光元件等的背面曝光工艺，可以保护光元件的微细图案，同时容易沉积金属掩模层，下面是有关实施例。
即，优先准备透明基板21。这种透明基板21大体上向上部表面形成光致抗蚀剂、金属层等，并组成元件的底座。
并且，如图和以下说明所示，通过多个工艺制造光元件、半导体层、显示器面板等元件。因此，本发明在这种工艺中实施背面曝光，从而可以实现形成在透明基板的图案孔的附加加工，容易在金属层上部再次形成金属层，同时具有不损伤现有的图案的优点。
下面，参照附图对所述的一个具体实施例进行说明。
1.基板1T石英晶片(Substrate 1T Quartz wafer)
优先准备透明基板21。例如，在本发明的一个实施例中使用透过率优异的石英晶片来实施，为了背面曝光，基板优选为透明。
2.Cr层沉积(Cr layer deposition)
接下来，执行金属层形成步骤，在透明基板21上形成金属层22。
即，在光元件制造工艺中是使用金属层，而本发明的一个实施例中表示Cr金属层。
在此，Cr:SiO2选择比优选为20:1以上，附着(adhesion)特性良好。
利用溅射(Sputter)设备沉积金属层，其利用等离子，使腔内离子溅射Cr靶，并在基板沉积铬。针对光元件，刻蚀7μm所使用的厚度一般为最大可以至当大于等于所述厚度时，因薄膜应力可能导致基板弯曲或发生裂纹。因此，当只使用铬进行刻蚀时，随着条件的变化而略有差异，但是8μm左右为界限。
3.光刻(Photo-lithography)
然后，执行光致抗蚀剂形成步骤，在金属层22上涂布光致抗蚀剂23，并形成预定图案。
为了进行Cr刻蚀，使用光掩模执行光致抗蚀剂图形化工艺。所使用的光致抗蚀剂为AZ5214，以4000rpm进行工艺时镀覆的厚度为1.4μm。接着，利用紫外线曝光机(I-lineUV)进行曝光，并利用MIF300developer形成图案。为了使用Cr刻蚀用光掩模，在110℃下硬烘1分钟。因此，使用光掩模的Cr刻蚀可以采用一般使用的技术。
当使用厚的正性光致抗蚀剂时，因其厚度厚而具有可以得到高选择比的优点，但是，难以形成1μm的光元件图案，随着曝光时间延长，因驻波现象而正性光致抗蚀剂轮廓变差，并且可能难以实现微细图案。
接下来，执行刻蚀步骤，对形成于光致抗蚀剂23的预定图案区域的金属层22及透明基板21进行刻蚀并形成图案孔25。
4.Cr刻蚀(Cr etch)
首先，通过刻蚀金属层22，在金属层形成预定图案。对于这种金属层可以使用Cr、Cu、Ti等，在所述的实施例中使用了
即，使用PR图案进行Cr刻蚀，其利用一般公知的腔内等离子和Cl2气体(gas)，Cr与Cl2气体发生反应，并以Cr2Cl3挥发性气体被去除。此工艺为一般用于Cr刻蚀的技术。
5.SiO2刻蚀(SiO2etch)
接下来，对透明基板21执行刻蚀。
对此，可以采用广为人知的使用PR&Cr metal mask刻蚀SiO2的技术。在所述的实施例中使用CF4、C4F8、He及O2气体对SiO2进行刻蚀，电感耦合功率(ICP Power)为2300W、偏置功率(Bias Power)为300W，并在6mTorr工艺压力下进行20分钟。CF4和C4F8气体使用了氟碳(Fluorocarbon)系的气体，并通过ICP Power和Bias Power，通过离子与SiO2的物理冲撞来进行刻蚀，根据该力的程度，可以调节刻蚀率、垂直性、选择比。并且，CFx离子通过与SiO2相遇并变换成SiFx挥发性气体的化学反应进行刻蚀。因此，针对光元件，优选刻蚀6～7μm左右。
并且，在后续执行的本发明的背面曝光可以在Cr的厚度因无法预料的因素剩一些时和想要进一步进行附加刻蚀时使用，因此更有用。
例如，当需要进行10μm以上深的刻蚀工艺，但是如上所述，因厚金属膜的薄膜应力而不能一次性进行时，背面曝光只需用简单的工艺就可以执行刻蚀工艺，而不需要如现有的掩模对准的误差等步骤。
并且，因难以实现半导体工艺设备的设备维护管理，即使进行相同工艺，也会经常出现意料之外的结果。在作为实施例进行的需要形成金属膜的情况下，当因设备维护因素而沉积时，可利用本发明中的背面曝光工艺，进行附加沉积，并稳定地进行刻蚀。为此，下面对后续工艺进行说明。
(背面曝光准备步骤)
执行背面曝光准备步骤，在通过前工艺的刻蚀来形成预定图案的金属层22和透明基板21上的所述图案孔25和金属层22上部涂布感光材料。因此，进行后工艺的背面曝光时，去除部分感光材料26，从而能够容易执行后处理工艺。因此，所使用的感光材料可以由正性光致抗蚀剂或负性光致抗蚀剂组成并实施。
(对准步骤)
此外，在后述的背面曝光步骤之前，还包括对准步骤，通过元件制造设备的基板治具30执行透明基板21等的层对准。
从而在进行背面曝光的光照射时，可以去除与所需图案有关的光致抗蚀剂。
在一般的元件制造设备中，进行曝光时光照射大部分在元件的上方进行照射，本发明的部分实施例也可以以在透明基板21所处的下方进行光照射的方式实施。
并且，更为优选地，作为用于一般元件制造设备的技术，也可以以在上方进行光照射的方式实施。为此，在光照射之前，使朝向下方的透明基板21旋转以朝向上方，之后实施背面曝光。
因此，还包括回转部件(未示出)，使透明基板21等的层稳定地旋转以朝向上方。
并且，还包括基板治具30，为了使透明基板21等的层稳定地旋转而固定透明基板21。
从而对准步骤还包括旋转透明基板21等的层以使透明基板21朝向上方的方式进行对准的工艺。
并且，如图5所示，所述基板治具30由结合在透明基板21的两侧或边缘的治具部31，以及设有治具部31的治具底座32组成。
6.光致抗腐蚀涂覆(Photoresist coating)(背面曝光)
之后，在透明基板21向光源侧方向对准的状态下，对透明基板21执行背面曝光步骤。
即，执行在透明基板21侧进行背面曝光，以去除感光材料26的背面曝光步骤。
在进行这种背面曝光时，感光材料均可以使用正性光致抗蚀剂、负性光致抗蚀剂等类型。
大体上厚度(Thick PR)可以为8μm以上。只有在刻蚀槽中充分填充PR(感光材料)，才能顺利进行背面曝光和后续的工艺。
并且，背面曝光是在透明基板21的后方进行光照射的，因此，在透明基板后面的异物污染必须要少，并且优选使用对准或回转时保护元件的前面图案的治具。
在部分实施例中，如果曝光机与透明基板所处的方向相同，即使没有治具等部件，也可以实施UV光照射的背面曝光。
作为正性光致抗蚀剂也可以使用AZ4620，并在基板上涂覆约8～9μm左右。
作为负性光致抗蚀剂也可以使用JSR THB126N，并作为实际实验的PR，可以在基板上涂覆约32μm厚度。
如上所述，元件的基板由透明基板组成，并且，在形成图案的状态下，可以通过背面曝光工艺进行后加工，下面将分开说明背面曝光的光致抗蚀剂(感光材料)由正性光致抗蚀剂组成的实施例和由负性光致抗蚀剂组成的实施例。
首先，如图3所示，对背面曝光的感光材料由正性光致抗蚀剂组成的实施例进行说明。作为涂布于金属层21或图案孔等的感光材料的正性光致抗蚀剂可以使用AZ4620。
7-1.背面曝光
向所述透明基板21方向照射光，并进行背面曝光工艺，在此，是针对所述感光材料26由正性光致抗蚀剂组成的实施例。所使用的AZ4620光致抗蚀剂以2500rpm被旋涂(Spincoating)，厚度约为8～9μm。之后，实施背面曝光工艺，并在MIF 300developer冲洗2分钟，为了用于刻蚀透明基板21，在110℃下进行两分钟硬烘(Hard baking)。
从而，如图3所示，通过所述背面曝光步骤去除在金属层22和透明基板21等形成的预定图案孔的感光材料。
并且，在这种所述背面曝光步骤之后，还可以执行对透明基板的预定图案区域的二次刻蚀步骤。因此，在这种情况下，所述二次刻蚀步骤适用于对现有的已加工的透明基板21中的图案孔以更深的深度进行附加加工的情况。
因此，在正性光致抗蚀剂(Positive photoresist)的实施例中，进行背面曝光时，不会透过金属层22，从而受到光的部分被冲洗。
这其实是对根据图案形状而涂布在金属层22的光致抗蚀剂实施背面曝光的，并且是在没有额外的金属层22的掩模的情况下实施的，从而在进行附加工艺时，与现有的图案孔相比，不存在对准误差，可以实现微细图案。
并且，没有对准键等额外的部件，因此具有缩短工艺时间的优点。
并且，不使用掩模，因此可以节省掩模制造费用。
并且，如上所述，利用治具保护形成在正面等现有的元件的图案等。
即，这种基板治具用于使正面不与地面等接触，优选为不能反射的透明材质，若可以反射，基板和治具被反射，会产生影响，因此使其不能反射。
因此，通过背面曝光去除无金属层22的光致抗蚀剂(PR)，形成与现有的图案相同的孔，从而可以执行精密的曝光工艺，将现有的图案孔相同地、没有误差地形成在透明基板21。
8-1.SiO2干式刻蚀
然后，可以执行对透明基板21的预定图案区域的二次刻蚀。
即，将正性光致抗蚀剂当作掩模使用，从而可以以与现有的图案相同的图案，对基板执行附加刻蚀，由此可以实现精密的后工艺。
并且，针对AZ4620，8μm的PR可以刻蚀石英(Quartz)约16μm。
并且，可以以选择比AZ4620:SiO2＝1:2实施。
接着，在用背面曝光进行二次后工艺时，对透明基板21执行二次刻蚀，然后再次执行三次刻蚀，此时，可以从在所述金属层或图案孔等的上部涂布感光材料(photo resist)的步骤(6.光致抗腐蚀(背面曝光))开始重新进行，并继续进行后续工艺。但是，当刻蚀过深时，需要确认PR是否充分填充到图案孔内。
接下来，如图4所示，对背面曝光的感光材料由负性光致抗蚀剂组成的实施例进行说明。作为涂布在金属层21或图案孔等中的感光材料的负性光致抗蚀剂，可以使用JSRTHB126N。
7-2.背面曝光
即，所述感光材料26由负性光致抗蚀剂组成，并且，通过所述背面曝光步骤去除形成在金属层22上的预定图案区域以外的感光材料，并在预定图案区域中形成由感光材料突出而成的孔填充突起27。
由于这种负性光致抗蚀剂特性，受到光的部分会被硬化。在所述的实施例中，以800rpm进行旋涂，且厚度为32μm。具有可以通过调节rpm来调节孔填充突起27的高度，通过调节背面曝光的时间来调节孔填充突起27的轮廓(profile)角度的优点。作为后续工艺进行的Lift-Off工艺随着PR被去除，在图案孔以外的金属膜上会沉积金属层，因此孔填充突起27应垂直地形成。
并且，在后续沉积金属层时，支柱形的孔填充突起27保护现有的已刻蚀的微细图案完好无损。
由于负性光致抗蚀剂特性，环氧树脂(Epoxy)成分强，粘度高，涂布的厚度比正性光致抗蚀剂类型厚。
8-2.金属层(Metal layer)沉积(除Cu)
并且，在所述背面曝光步骤之后，执行第二金属层形成步骤，在金属层22上形成第二金属层28。
并且，可以利用溅射/电子束蒸发器(Sputter/E-Beam evaporator)执行金属沉积过程。
这种第二金属层28可以沉积Cr、Cu及Ti等多种金属。
由于负性光致抗蚀剂的高粘度，具有耐高温的特性，因此可以以不发生裂纹(Crack)的厚度进行沉积。
并且，当使用电镀时，可以在不发生剥离的情况下进行金属沉积。
8-3.剥离(Lift-off)
接下来，执行二次图案孔形成步骤，去除所述孔填充突起的感光材料。
即，在形成二次金属层28之后，可以利用剥离剂(stripper)等对孔填充突起27进行剥离。
或者，可以对附加的金属层掩模进行附加刻蚀。
由此，如图4所示，在透明基板上部形成二次金属层。对此，如图6及图7所示，可以看到负性光致抗蚀剂实施例的电子显微镜图像(SEM image)结果。
这种实施例的条件为如下所示。
(利用负性光致抗蚀剂的背面曝光实验)
使用基板：8英寸石英基板(Quartz substrate)(1T)
刻蚀图案：16频道刻分色器(Optical splitter)6.76μm刻蚀
PR种类：JSR THB-126N(Negative type)
(工艺条件)
旋涂(Spin coating)：800rpm/32μm
软烘(Soft baking)：90℃300sec
曝光(Exposure)：65sec(780Jcm-2)
冲洗(Develop)：4min(DVI2000)
硬烘(Hard baking)：110℃240sec
由此，如图6及7所示可知，形成在金属层22和透明基板21的图案孔25中的孔填充突起27以高32.70μm、宽19.23μm形成，图案孔内不存在空隙而充分填充。在如上所述的状态下，执行向金属层上部再次涂布金属层的工艺，从而在没有额外的掩模的情况下，能够以与现有的图案孔准确一致的图案连续涂布金属层。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，记载的一个实施例是为了使本发明所属技术领域的普通技术人员容易地实施本发明，因此本发明的技术思想不应由所述实施例的记载而被限定性地进行解释。
工业实用性
本发明具有如下的卓越的效果，即，在透明基板和金属层上形成有预定图案的状态下，为了附加工艺，不使用光元件掩模，保护已形成的图案的同时，无对准误差地沉积光致抗蚀剂金属层，并且，在进行后续工艺时，通过向透明基板侧执行背面曝光，现有的金属层对光致抗蚀剂起到掩模作用，因此不需要另外的掩模，可以节省制造时间及费用，因此可以提高经济性。

Claims (8)

1.一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，包括：
刻蚀步骤，对于在透明基板上形成的金属层，利用刻蚀工艺在金属层和透明基板上形成图案孔，或者在所述金属层上形成图案孔；
背面曝光准备步骤，在形成有所述图案孔的金属层上部涂布由正性光致抗蚀剂组成的感光材料；
背面曝光步骤，在所述透明基板侧进行背面曝光，去除在所述金属层的图案孔上部的感光材料；
附加刻蚀步骤，对去除感光材料的所述图案孔部分的所述透明基板进行刻蚀。
2.一种利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，包括：
刻蚀步骤，对于在透明基板上形成的金属层，利用刻蚀工艺在金属层和透明基板上形成图案孔，或者在所述金属层上形成图案孔；
背面曝光准备步骤，在形成有所述图案孔的金属层上部涂布由负性光致抗蚀剂组成的感光材料；
背面曝光步骤，在所述透明基板侧进行背面曝光，去除在所述金属层的图案孔上部之外的区域的感光材料，并在所述图案孔中形成由感光材料突出而成的孔填充突起；
第二金属层形成步骤，在包括所述孔填充突起的所述金属层上形成第二金属层；以及
二次图案孔形成步骤，去除所述孔填充突起的感光材料，形成二次图案孔。
3.根据权利要求2所述的利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，包括附加刻蚀步骤，对去除感光材料的所述二次图案孔部分的所述透明基板进行刻蚀。
4.根据权利要求2所述的利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，所述第二金属层由与金属层相同或互不相同的材质组成。
5.根据权利要求2所述的利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，通过剥离来去除所述孔填充突起的感光材料。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，在所述背面曝光步骤之前，还包括对准步骤，通过基板治具旋转透明基板，以透明基板朝向上侧的方式对准，所述基板治具包括：治具部，结合在透明基板的两侧或边缘；以及治具底座，设有治具部。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，所述金属层由Cr、Cu及Ti中的任意一个组成。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的利用背面曝光技术的基板的加工方法，其特征在于，所述基板治具包括：治具部，结合在透明基板的两侧或边缘；以及治具底座，设有治具部，并且，在使用基板治具支撑透明基板的状态下，将透明基板进行上下回转并对准。
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