KR100216577B1 - 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

반도체 장치 제조방법

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래의 금속 구조물 형성시 희생층을 금속으로 형성함으로써 매우 제한된 습식 식각 공정(예를 들면 KOH를 사용한 습식 식각)만을 사용하게 되며, 이로 인하여 공정자유도를 제한하고, 공정 단계의 단순화를 저해하며, 또한 습식 용액의 표면 장력으로 인하여 금속 구조물이 기판 표면에 달라 붙는 현상이 빈번하여 제조 공정상의 수율을 저하시키는 문제점이 있었음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 도전성 고분자 재료를 사용하여 희생층을 형성하고, 이후 이를 건식식각을 사용하여 제거함으로써 공정 자유도를 높이고, 공정 단계를 간소화하며, 가동금속 구조물이 기판 표면에 달라 붙는 현상을 방지하여 반도체 장치의 수율을 향상시키는 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법을 제공하고자 함.

4. 발명의 중요한 용도

미세 가동 금속 구조물 형성에 이용됨.

Description

반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법

본 발명은 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성 방법에 관한 것으로, 특히 희생층을 사용하여 형성되는 반도체 장치의 가동(movable)미세 금속 구조물 형성 방법에 관한 것이다.

종래의 금속 가동 구조물을 형성할 때 패터닝을 위한 희생층을 금속으로 형성하였다(M. W. Putty, 1994, Technical Digest of Solid-State Sensors and Actuator, 참조). 이러한 희생층은 금속 구조물을 형성후 제거되어야 한다. 그러나, 금속 구조물이 주로 전해도금을 사용하여 형성되기 때문에 희생층이 도전성이 있어야 하는 이유로 희생층 역시 금속이었다.

대부분의 금속은 산성 용액에 녹으므로 산성 용액을 희생층 식각액으로 사용하면 남아야 할 금속 구조물도 침식당하게 된다. 따라서, 금속 구조물이 침식을 당하지 않으면서 희생층만 식각이 되어야 하는 조건 때문에 식각액도 알카리성으로 해야한다. 기존의 공정에서는 희생층으로 알루미늄을 사용하고 식각액으로 KOH를 사용한다. 이것은 공정의 자유도를 제한하여 새로운 공정을 개발하는 것을 어렵게 하고 있다.

또한, 금속 구조물 형성을 위한 모울드(mould)는 고분자 재료이고, 희생층은 금속이므로 이들을 제거할 때 각각 다른 공정을 거쳐야 한다. 즉, 모울드는 건식 식각으로, 금속 희생층은 습식 식각으로 제거해야 한다.

또한, 금속 희생층을 제거하는 습식 식각시 첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 가동 금속 구조물(11)이 기판(10) 표면에 붙는 현상을 자주 일으킨다. 이러한 현상은 반도체 장치의 수율을 저하시키는 요인이 되는데, 주로 식각액의 표면장력에 의해서 발생한다. 미설명 도면 부호 A는 비정상적인 접촉부를 나타낸 것이다.

본 발명은 도전성 고분자 재료를 사용하여 희생층을 형성하고, 이후 이를 건식식각을 사용하여 제거함으로써 공정 자유도를 높이고, 공정 단계를 간소화하며, 가동 금속 구조물이 기판 표면에 달라 붙는 현상을 방지하여 반도체 장치의 수율을 향상시키는 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 형성된 반도체 장치의 가동 금속 구조물 단면도,

도 2A 및 도 2B는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치의 가동 금속 구조물 형성 공정도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 20 : 기판 11 : 금속 구조물

21 : 절연층 22 : 도전층

23 : 희생층 24 : 모울드

25 : 금속 구조물 A : 비정상적 접촉부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 하부층이 형성된 반도체 기판상에 도전성 고분자 재료를 사용하여 희생층을 형성하고, 이를 선택 식각하여 금속 구조물 형성을 위한 희생층 패턴을 형성하는 단계; 고분자 재료를 사용하여 금속 구조물 형성을 위한 주형을 형성하는 단계; 상기 주형 내에 금속층을 형성하는 단계; 상기 희생층 패턴 및 상기 주형을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면 도 2A 및 도 2B를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상술한다.

우선, 도면 부호 20은 기판, 21은 절연층, 22는 도전층, 23은 희생층, 24는 모울드(주형), 25는 금속 구조물을 각각 나타낸다.

먼저, 도 2A에 도시된 바와 같이 기판(21) 상에 소정의 절연층(21) 및 도전층(22)을 형성한 다음, 전체구조 상부에 폴리아닐린층을 형성하고, 이를 선택 식각하여 희생층(23)을 형성한다. 이때, 사용되는 폴리아닐린은 다른 도전성 고분자 재료로 대체할 수 있다. 계속하여, 전체구조 상부에 비도전성 고분자 재료를 도포하고, 이를 패터닝하여 도전층(22) 및 희생층(23) 상에 금속 구조물 형성을 위한 모울드(주형; mold)(24)를 형성한 다음, 전해도금법을 사용하여 모울드 내에 금속 구조물(25)을 성장시킨다.

이어서, 도 2B에 도시된 바와 같이 모울드(24)와 희생층(23)을 제거하여 금속구조물(25) 형성을 완료한다. 이때, 상기한 모울드(24)와 희생층(23)은 모두 고분자 재료를 사용하여 유사한 식각 특성을 가지므로 건식 식각을 사용하여 동시에 제거할 수 있다. 또한, 고분자 재료의 희생층을 사용함으로써 건식 식각이 가능하므로, 종래의 습식 식각시 식각 용액의 표면 장벽에 의해 발생되는 가동 금속 구조물이 기판에 달라붙는 현상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니록, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 금속 가동 구조물 형성시 희생층을 도전성 고분자 재료로 형성함으로써 금속 구조물과의 식각 선택비를 높여 공정의 자유도를 높일 수 있으며, 또한 모울드와 희생층은 모두 고분자 재료로 만들어져 있어 이들을 동시에 제거할 수 있으므로 공정 단계를 간소화하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 고분자 재료의 희생층이 건식 식각으로 제거가 가능하므로 가동 구조물이 기판 표면에 달라 붙는 현상을 방지하여 반도체 장치 제조 공정상의 수율을 높이는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 소정의 하부층이 형성된 반도체 기판상에 도전성 고분자 재료를 사용하여 희생층을 형성하고, 이를 선택 식각하여 금속 구조물 형성을 위한 희생층 패턴을 형성하는 단계;

   고분자 재료를 사용하여 금속 구조물 형성을 위한 주형을 형성하는 단계;

   상기 주형 내에 금속층을 형성하는 단계;

   상기 희생층 패턴 및 상기 주형을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속층은 전해도금법을 사용하여 형성하는 것을 특징으로하는 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주형은 비도전성 고분자 재료를 사용하여 형성하는 것을 특징으로하는 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도전성 고분자 재료는 폴리아닐린인 것을 특징으로하는 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 희생층 패턴 및 상기 주형을 제거하는 단계는 건식 식각을 수행하여 이루어진 것을 특징으로하는 반도체 장치의 미세 금속 구조물 형성방법.