KR100496267B1 - 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형인쇄방법 - Google Patents

반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형인쇄방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 웨이퍼나 글라스 웨이퍼에 반도체 식각 공정을 응용하여 양각이나 음각 또는 이색으로 문자나 도형을 식각하여 각종 귀금속 등의 장신구에 사용할 수 있도록 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 레지스트를 실리콘 웨이퍼에 도포하는 제1공정과, 크롬 마스크를 레지스트위에 덮는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트를 페터닝(patterning)하는 제3공정과, 금이나 은 또는 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층을 형성시키는 제4공정 및 레지스트를 제거하는 제5공정이 포함된 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법이 제공된다.

Description

반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법{The printing method at silicon wafer making use of the semiconductor laser etching process}
본 발명은 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 웨이퍼나 글라스 웨이퍼에 반도체 식각 공정을 응용하여 양각이나 음각으로 문자나 도형을 식각하여 각종 귀금속 등의 장신구에 사용할 수 있도록 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법에 관한 것이다.
로고문자나 상표도형 또는 시계문자 등의 정밀한 모양을 요구하는 것은 주로 금속 포토레지스터를 이용하여 적용하고 있으나, 아직까지 수 ㎛까지의 문자 및 도형을 초정밀하게 새기지는 못하고 있다. 그리고, 각종 장신구에 문양을 넣기 위한 방법으로는 초소형 줄 도구를 이용하여 일면을 파내는 식각작업이 있는데, 이는 까다롭고 많은 시간과 노력이 필요하며 정교하게 각인할 수 없는 문제점이 있다. 또한 색상의 차이가 있어 미관이 좋지 못하고 다른 장신구에 똑같은 모양을 식각하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와같은 종래의 문제점을 감안하여 반도체의 식각공정을 응용하여 귀금속에 다양한 방법으로 양각이나 음각 등으로 문자, 도형의 문양을 식각할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 방법은 먼저, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)에 도포하는 제1공정과, 크롬 마스크(3)를 레지스트(1)위에 덮는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝(patterning)하는 제3공정과, 금이나 은 또는 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제4공정 및 레지스트(1)를 제거하는 제5공정이 포함됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 도1과 같은 방법은 도금층(4)이 양각을 형성하고, 증착 또는 도금의 종류에 따라 다양한 색상 및 질감을 띠게 되는데, 제4공정에서 도금층(4)이 실리콘 웨이퍼(2)에 증착 또는 도금되고, 제4공정에서 레지스트(1)를 제거함으로써 필요없는 도금층(4)이 제거되어 요구하는 도금층(4)의 문양이 실리콘 웨이퍼(2)의 표면에 완성되게 된다.
이와같이 도1에 도시된 방법은 가장 기본적인 반도체 공정으로 작업공정이 간단하고, 문자나 도형이 양각으로 새겨짐으로 귀금속이 소량 필요하게 된다.
도 2에 도시된 방법은 실리콘 웨이퍼(2)를 산화시키는 제1공정과, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)의 산화막(5) 위에 도포하는 제2공정과, 크롬 마스크(3)를 레지스트(1) 위에 놓는 제3공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제4공정과, 산화막(5)만을 엣칭하는 제5공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제6공정과, 레지스트(1)와 산화막(5)을 제거하는 제7공정을 포함함을 특징으로 한다.
이와같이 도 2에 도시된 방법은 기본적인 작업에 산화를 시킨 방법으로, 산화를 시킴으로써 산화막이 보호막 역할을 해서 다음 공정에서 긁힘을 방지하고 표면을 미려하게 한다. 산화막의 형성으로 식각률과 식각되는 각도도 바꿀 수가 있고, 접합의 전기적인 특성을 안정시키며, 신뢰도를 증가시킨다. 이 방법 또한 양각으로 형성되어 소량의 귀금속이 필요한 특징이 있다.
도 3에 도시된 방법은 실리콘 웨이퍼(2) 위에 레지스트(1)를 도포하는 제1공정과, 크롬 마스크(3)를 레지스트(1) 위에 놓는 제2공정과, 로광방비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제3공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제4공정과, 식각된 부분을 금이나 은 등의 희귀 금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제5공정과, 레지스트(1)를 제거하는 제6공정을 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 제4공정의 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 방법은 습식이나 건식 모두가 가능하고, 이하의 실리콘 웨이퍼(2)의 식각공정도 이와 같다.
이와같이 도 3에 도시된 방법은 식각된 부분만을 증착 또는 도금하는 것으로 문자 또는 그림이 음각으로 새겨지고 귀금속량이 소량이며 마찰에 의한 벗겨짐을 방지할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 방법은 실리콘 웨이퍼(2)를 산화시키는 제1공정과, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)의 산화막(5) 위에 도포하는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제3공정과, 산화막(5)만을 엣칭하는 제4공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제5공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제6공정과, 레지스트(1)와 산화막(5)을 제거하는 제7공정을 포함함을 특징으로 한다.
이와같이 도 4에 도시된 방법은 문자나 그림이 음각으로 새겨져 귀금속량이 소량으로 필요하고, 마찰에 의한 벗겨짐도 방지되며, 산화를 시킴으로써 산화막이 보호막 역할을 해서 다음 공정에서의 긁힘을 방지하여 표면을 미려하게 하고, 산화막의 형성으로 식각률과 식각되는 각도도 바꿀 수가 있고, 접합의 전기적인 특성을 안정시키며, 신뢰도를 증가시킨다.
도 5에 도시된 방법은 실리콘 웨이퍼(2) 위에 레지스트(1)를 도포하는 제1공정과, 로광방비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제2공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제3공정과, 레지스트(1)를 제거하는 제4공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀 금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제5공정을 포함함을 특징으로 한다.
이와같이 도 5에 도시된 방법은 전체적인 증착 또는 도금으로 미관이 수려하고, 문자나 그림이 음각으로 새겨짐에 따라 높낮이의 차이에 따른 반사도 차이에 의해 보이는 색상이 달라져 미려한 효과가 있으며, 버려지는 귀금속량이 적은 특징이 있다.
도 6에 도시된 방법은 실리콘 웨이퍼(2)를 산화시키는 제1공정과, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)의 산화막(5) 위에 도포하는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제3공정과, 산화막(5)만을 엣칭하는 제4공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제5공정과, 레지스트(1)와 산화막(5)을 제거하는 제6공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제7공정을 포함함을 특징으로 한다.
이와같이 도 6에 도시된 방법은 전체적인 증착 또는 도금으로 미관이 수려하고, 문자나 그림이 음각으로 새겨짐에 따라 높낮이의 차이에 따른 반사도의 차이에 의해 보이는 색이 달라지는 효과가 있으며, 버려지는 귀금속량이 적고, 산화를 시킴으로써 산화막이 보호막 역할을 해서 다음 공정에서 긁힘이 방지되어 표면이 미려하고, 산화막의 형성으로 식각률과 식각되는 각도를 바꿀 수 있으며, 접합의 전기적 특성을 안정시키고 신뢰도를 증가시킨다.
도 7에 의한 방법은 레이저를 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제1공정과, 상기 실리콘 웨이퍼(2)를 증착 또는 도금하여 도금층(4)을 형성시키는 제2공정을 포함함을 특징으로 한다.
이와같이 도 7에 도시된 방법은 가장 간단한 방법이고 소모되는 귀금속량이 가장 적으며, 전체적인 증착 또는 도금으로 미관이 수려하고, 높낮이의 차이에 따른 반사도의 차이에 의해 보이는 색이 달라 다채로운 효과가 있다.
상기와 같이 다양한 방법은 수 ㎝에서 수 ㎛까지 초소형으로 문자 및 도형이 인쇄가 가능하고, 아주 복잡한 형상의 문자 및 도형을 정교하게 인쇄할 수 있으며, 많은 양의 문자 및 도형을 초소형으로 인쇄가 가능하여 작은 악세사리, 기념품, 장신구에 인쇄가 가능하고, 귀금속을 문자나 도형으로 증착 또는 도금함으로써 미관이 좋아지고 품질이 좋아지며, 반도체 식각 공정을 이용함으로써 초소형 초정밀로 가공할 수 있고, 대량 생산이 가능함으로써 시간과 노력이 최소화된다.
이와같이 된 본 발명은 반도체 식각 공정을 이용함으로써 초소형 초정밀 대량화가 가능한 효과가 있고, 규격에 맞는 인쇄가 가능하여 응용분야가 넓어지는 효과가 있으며, 정밀하게 제조되는 금속레지스터를 이용하여 정교한 문자 및 도형을 귀금속으로 인쇄함에 따라 장신구의 품질을 높일 수 있는 효과가 있고, 재료의 특성상 경량화되고 귀금속 증착 또는 도금으로 인해 부식이 방지되며 장시간 색상이 그대로 유지되는 효과가 있다.
도 1 내지 도 7은 다양한 방법으로 문양을 인쇄하는 공정도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 레지스트 2 : 실리콘 웨이퍼 3 : 크롬 마스크
4 : 도금층 5 : 산화막

Claims (8)

  1. 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)에 도포하는 제1공정과, 크롬 마스크(3)를 레지스트(1)위에 덮는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝(patterning)하는 제3공정과, 금이나 은 또는 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제4공정 및 레지스트(1)를 제거하는 제5공정이 포함됨을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  2. 실리콘 웨이퍼(2)를 산화시키는 제1공정과, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)의 산화막(5) 위에 도포하는 제2공정과, 크롬 마스크(3)를 레지스트(1) 위에 놓는 제3공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제4공정과, 산화막(5)만을 엣칭하는 제5공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제6공정과, 레지스트(1)와 산화막(5)을 제거하는 제7공정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  3. 실리콘 웨이퍼(2) 위에 레지스트(1)를 도포하는 제1공정과, 크롬 마스크(3)를 레지스트(1) 위에 놓는 제2공정과, 로광방비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제3공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제4공정과, 식각된 부분을 금이나 은 등의 희귀 금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제5공정과, 레지스트(1)를 제거하는 제6공정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  4. 실리콘 웨이퍼(2)를 산화시키는 제1공정과, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)의 산화막(5) 위에 도포하는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제3공정과, 산화막(5)만을 엣칭하는 제4공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제5공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제6공정과, 레지스트(1)와 산화막(5)을 제거하는 제7공정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  5. 실리콘 웨이퍼(2) 위에 레지스트(1)를 도포하는 제1공정과, 로광방비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제2공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제3공정과, 레지스트(1)를 제거하는 제4공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀 금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제5공정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  6. 실리콘 웨이퍼(2)를 산화시키는 제1공정과, 레지스트(1)를 실리콘 웨이퍼(2)의 산화막(5) 위에 도포하는 제2공정과, 로광장비를 이용하여 레지스트(1)를 페터닝하는 제3공정과, 산화막(5)만을 엣칭하는 제4공정과, 식각공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각하는 제5공정과, 레지스트(1)와 산화막(5)을 제거하는 제6공정과, 여기에 금이나 은 등의 희귀금속으로 증착 또는 도금을 행하여 도금층(4)을 형성시키는 제7공정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  7. 레이저를 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)에 문자 및 도형을 식각함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
  8. 제 7항에 있어서, 레이저를 이용하여 실리콘 웨이퍼(2)를 식각한 후에, 상기 실리콘 웨이퍼(2)를 증착 또는 도금하여 도금층(4)을 형성시키는 공정을 포함함을 특징으로 하는 반도체 레이저 식각공정을 이용한 실리콘에 문자 및 도형 인쇄방법.
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