KR100661020B1 - Curved micro-mold fabrication method using photoresist and curvature-setting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미소금형(1) 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식각 단계(S1)에 의해 형성된 기판(2) 상의 곡면을 구현할 부분에 포토리지스트패턴(5)을 형성하는 패턴 형성 단계(S2)와, 상기 포토리지스트패턴(5)을 액상으로 만들기 위해 상기 기판(2)을 가열하는 가열 단계(S3)와, 액상인 상기 포토리지스트패턴(5)을 굳어지도록 하는 고형 단계(S4)를 통하여 곡면을 완성하는 곡면 형성 단계(S5)와, 그리고 상기 기판(2)에 금속층(6)을 형성하는 금속층(6) 형성단계(S6)와, 상기 금속층(6)으로부터 상기 포토리지스트패턴(5) 및 상기 기판(2)을 분리하는 제거 단계(S7)에 의하며, 특히 곡률에 따라 알맞게 형성된 곡률조정구에 의해 곡면이 구현된 미소금형(1)을 제조하여, 정밀한 반도체 및 인쇄 회로 기판(2)을 생산할 수 있는 포토리지스트를 이용한 곡선형 미소금형 제조방법 및 곡률조정구를 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a micro mold (1), and more particularly to a pattern forming step of forming a photoresist pattern (5) on a portion to implement a curved surface on the substrate 2 formed by the etching step (S1) ( S2), a heating step S3 of heating the substrate 2 to make the photoresist pattern 5 into a liquid phase, and a solid step of solidifying the photoresist pattern 5 in a liquid phase S4. The curved surface forming step (S5) to complete the curved surface through), and the metal layer 6 forming step (S6) for forming the metal layer 6 on the substrate 2, and the photoresist from the metal layer (6) By the removal step (S7) of separating the pattern (5) and the substrate (2), in particular by producing a fine mold (1) with a curved surface implemented by the curvature adjusting tool formed according to the curvature, precise semiconductor and printed circuit board (2) Curved micro mold using photoresist that can produce It provides a manufacturing method and a curvature adjusting tool.
미소금형, 인쇄 회로 기판, 포토리지스트패턴Micro mold, printed circuit board, photoresist pattern
Description
도 1은 종래 기술에 의한 식각된 미소금형(100) 및 원형(101)을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing an etched
도 2는 본 발명에 따른 미소금형(1) 제조방법의 식각 단계(S1)에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the etching step (S1) of the manufacturing method of the micro mold (1) according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 미소금형(1) 제조방법의 패턴 형성 단계(S2)에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.Figure 3 is a schematic cross-sectional view of the pattern forming step (S2) of the method for manufacturing a micro mold (1) according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 미소금형(1) 제조방법의 가열 단계(S3) 및 곡면 형성 단계(S4)에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically showing the heating step (S3) and the curved surface forming step (S4) of the manufacturing method of the micro mold (1) according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 미소금형(1) 제조방법의 금속층(6) 형성단계(S5)에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view schematically showing the step S5 of forming the
도 6은 본 발명에 따른 미소금형(1) 제조방법의 제거 단계(S6)에 대해 개략적으로 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically showing the removal step (S6) of the manufacturing method of the micro mold (1) according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 미소금형(1)을 제조하는 가공 흐름도를 나타낸 것이다.7 shows a processing flowchart of manufacturing the
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 미소금형 2 : 기판1: micro mold 2: substrate
3 : 식각부 4 : 단층부3: etching portion 4: faulting portion
5 : 포토리지스트패턴 6 : 금속층5: photoresist pattern 6: metal layer
본 발명은 미소금형 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식각에 의해 형성된 기판에 포토리지스트패턴을 이용하여 곡면을 구현한 포토리지스트를 이용한 곡선형 미소금형 제조방법 및 곡률조정구에 관한 것이다.The present invention relates to a micro mold manufacturing method, and more particularly, to a curved micro mold manufacturing method and a curvature adjusting tool using a photoresist that implements a curved surface using a photoresist pattern on a substrate formed by etching.
일반적으로 사용되고 있는 반도체 또는 인쇄 회로 기판 등을 제작할 경우에는 구조형성법 또는 실리콘 마이크로머시닝 기술 등을 이용하고 있다. 이러한 기술과 함께 대량 생산을 위하여 사출성형에 의한 방법을 이용하고 있다. 즉 미소 사출 성형 기계에 사출 성형용 미소금형을 위치시킨 후, 알맞은 재료를 미소금형 상측에 위치시킨 후, 압축, 냉각 등의 방법으로 미소 형상을 성형한다.When fabricating a semiconductor or a printed circuit board, which is generally used, a structure forming method or a silicon micromachining technique is used. With this technique, injection molding is used for mass production. That is, after the micro mold for injection molding is placed in a micro injection molding machine, a suitable material is located above the micro mold, and a micro shape is shape | molded by methods, such as compression and cooling.
이와 같은 방법으로 미소 형상의 사출을 하기 위해, 사출용 미소금형을 제작하여야 하며, 그 방법은 미소금형 제작용 원형의 일측면에 금속층을 형성한 후, 원 형을 제거하는 방법으로 미소금형을 제작하는 것이다. 이때 주로 사용되는 원형의 재료로는 실리콘이 사용되며, 실리콘으로 구비된 기판의 일측면에 포토리지스트를 도포한 후, 마스크 형상에 맞게 식각하여 실리콘 기판으로 된 원형을 제작하게 된다. 이와 같이 제작된 실리콘 원형 기판에 전기도금 등의 방법으로 금속층을 형성하여 미소금형을 형성한 후, 미소금형으로부터 원형 기판을 제거하여 최종 미소금형을 완성하게 된다. 이렇게 구비된 미소금형을 이용하여, 반도체 기판 및 인쇄 회로 기판 등을 사출성형 방법으로 제작하는 것이다.In order to inject the micro-shaped injection in this way, it is necessary to manufacture the injection-molding mold, the method is to form a micro-mould by forming a metal layer on one side of the mold for forming the micro-mould, and then remove the circle. It is. At this time, silicon is mainly used as a circular material, and after the photoresist is applied to one side of the substrate made of silicon, the silicon substrate is etched according to the mask shape. After forming a metal mold by forming a metal layer on the silicon circular substrate manufactured by the method such as electroplating, and then remove the circular substrate from the micro mold to complete the final micro mold. By using the micro mold provided as above, a semiconductor substrate, a printed circuit board, and the like are manufactured by an injection molding method.
그러나 이와 같이 실리콘 등의 원형 기판을 제작할 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이 단순히 식각 방법을 이용하기 때문에 세세한 부분을 형성하기 곤란한 점이 있다. 특히 반도체 소자 또는 다중 인쇄 회로 기판(101)과 같은 미소 형상에서는 아주 작은 부분에 대한 형성은 신호 전송에 지대한 영향을 미치게 된다. 즉 미소금형(100)에서의 돌출 부분은 기판(101) 원형에서는 함몰 부분이 되며, 이때 식각의 방법으로 굴곡 및 함몰 부분인 모서리와 같은 직각부(102)는 대체적인 직각 형상만 구현될 뿐, 곡면의 구현과 같이 세세한 부분의 구현이 불가능한 단점이 있으며, 이러한 미소금형에 의해 제작된 반도체 및 다중 인쇄 회로 기판(101) 등에서는 신호전송에 오작동 정보전송 등의 문제점이 발생된다.However, when manufacturing a circular substrate such as silicon in this way, there is a difficulty in forming a small part because the etching method is simply used as shown in FIG. Particularly in the micro shape, such as the semiconductor device or the multiple printed
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 식각된 기판 상에 곡면을 구현할 부분에 포토리지스트패턴을 형성하는 패턴 형성 단계와, 상기 포토리지스트패 턴을 녹여 곡면이 구현된 액상으로 만들기 위해, 상기 기판을 가열하는 가열 단계와, 액상인 상기 포토리지스트패턴이 곡면을 유지한 상태로 굳어지도록 하는 고형 단계를 거쳐 곡면을 형성하는 곡면 형성 단계를 포함한 미소금형 제조방법에 관한 것으로, 특히 곡률에 따라 알맞게 형성된 곡률조정구에 의해 곡면이 구현된 미소금형을 제조하여, 정밀한 반도체 및 인쇄 회로 기판을 생산하는데 그 목적이 있는 것이다.
The present invention for solving the above problems is a pattern forming step of forming a photoresist pattern on a portion to implement a curved surface on the etched substrate, to melt the photoresist pattern to make the liquid surface embodied curved surface, It relates to a micro mold manufacturing method including a curved surface forming step of forming a curved surface by heating the substrate and a solid step of solidifying the liquid photoresist pattern to maintain a curved surface, in particular in curvature Accordingly, the purpose is to produce a precise semiconductor and printed circuit board by manufacturing a micro mold having a curved surface formed by a properly formed curvature adjusting tool.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 식각된 기판에 금속층을 형성한 미소금형 제조방법에 있어서, 상기 기판에서 곡면을 구현할 부분에 포토리지스트패턴을 형성하는 패턴 형성 단계와, 상기 포토리지스트패턴을 녹여 곡면이 구현된 액상으로 만들기 위해, 상기 기판을 가열하는 가열 단계와, 액상의 상기 포토리지스트패턴이 곡면을 유지한 상태로 굳어지도록 하는 고형 단계를 거쳐 곡면을 형성하는 곡면 형성 단계와, 상기 포토리지스트패턴과 상기 기판에 전기도금에 의해 금속층을 형성하는 금속층 형성단계와, 상기 금속층으로부터 상기 포토리지스트패턴 및 상기 기판을 분리하는 제거 단계를 포함한 미소금형 제조방법을 제공하고 있다.The present invention for achieving the above object is a pattern forming step of forming a photoresist pattern on a portion of the substrate to form a curved surface to form a metal layer on the etched substrate, and the photoresist pattern To form a curved surface by melting the liquid to form a curved surface, the heating step of heating the substrate, and a solid step to solidify the liquid photoresist pattern while maintaining the curved surface, It provides a metal mold forming method comprising a metal layer forming step of forming a metal layer on the photoresist pattern and the substrate by electroplating, and removing the photoresist pattern and the substrate from the metal layer.
본 발명의 다른 실시예로 U자 형으로 형성되며 양측 팔부분의 외측으로 감소하는 기울기를 갖는 곡률조정구의 내측에 포토리지스트패턴을 위치하여 곡면을 형성하는 상기 패턴 형성 단계를 포함한 미소금형 제조방법을 제공하고 있다.According to another embodiment of the present invention, a micro mold manufacturing method including the pattern forming step of forming a curved surface by placing a photoresist pattern on the inside of a curvature adjusting tool which is formed in a U-shape and has an inclined slope to the outside of both arm portions is performed. To provide.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 미소금형(1)을 제조하는 단계에 따른 층형성에 대해 개략적으로 도시하여 설명한 것이며, 도 7은 본 발명에 따른 미소금형(1)을 제조하는 가공 흐름을 나타낸 것이다.2 to 6 schematically illustrate and describe the layer formation according to the step of manufacturing the micro mold (1) according to the present invention, Figure 7 shows a processing flow for manufacturing the micro mold (1) according to the present invention It is shown.
즉 도 2에 도시된 바와 같이, 실리콘 등의 재료로 구비된 기판(2)을 마스크 형상으로 식각한 식각부(3)를 형성하며, 이렇게 식각된 식각부(3)의 전체 형상은 상기 기판(2) 및 미소금형(1)에 의해 제조되는 미소사출 성형물에서 미소 형상이 된다. 이와 같이 식각된 식각부(3)의 모서리에는 단층으로 파인 단층부(4)가 형성되어 있으며, 이러한 단층부(4)는 전기신호 전송에 장애가 되는 요소로 작용하게 된다. 따라서 이러한 단층부(4)를 없애기 위하여, 단층부(4)의 형상에 맞게 포토리지스트를 이용하여 포토리지스트패턴(5)을 형성하여 단층부(4)에 위치시킨다. That is, as shown in FIG. 2, the
이때 기판(2)의 단층부(4)에 위치된 포토리지스트패턴(5)의 단면은 도 3에 도시된 바와 같이, 모서리가 형성된 다각형으로 형성되어 있기 때문에, 곡면으로 미소금형(1)을 형성하기 위해서는 곡면으로 형성하여야 된다. 그러므로 포토리지스트패턴(5)이 위치된 기판(2)을 포토리지스트가 녹을 때까지 가열하여 포토리지스트패턴(5)이 액상이 되면, 단층부(4)의 내측 부분까지 용융된 포토리지스트패턴(5)이 스며들고, 포토리지스트패턴(5)의 외부면은 용융된 상태이므로 둥근 곡면을 형성하게 되므로, 단층부(4) 외측면 전체가 둥근 곡면을 형성하게 된다. 이렇게 용융되어 액상인 포토리지스트패턴(5)이 기판(2)에서 고형되도록 냉각하면, 도 4에 도시된 바와 같이 기판(2)의 단층부(4)에 둥근 곡면을 그대로 유지하게 된다.At this time, since the cross-section of the
상기에서와 같이 고형으로 굳어진 포토리지스트패턴(5)과 기판(2)에 의해 보다 정교해진 원형 기판(2)을 구현하게 되며, 도 5에 도시된 바와 같이 포토리지스트패턴(5)에 의해 곡면이 구현된 기판(2)의 상측면에 물리, 화학적인 방법으로 금속층(6)을 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이 금속층(6)인 미소금형(1)으로부터 기판(2) 및 포토리지스트패턴(5)을 제거하면, 미소금형(1)이 완성된다. 이때 금속층(6)을 형성하는 물리, 화학적인 방법으로는 증착에 의한 방법 또는 전기도금에 의한 방법 등이 바람직하다.As described above, the
상기와 같이 제조되는 과정은 도 7에 도시된 바와 같이, 우선 통상 식각 단계(S1)에 의해 식각된 상기 기판(2)에서 곡면을 구현할 부분에 포토리지스트패턴(5)을 형성하는 패턴 형성 단계(S2)와, 상기 포토리지스트패턴(5)을 녹여 곡면이 구현된 액상으로 만들기 위해, 상기 기판(2)을 가열하는 가열 단계(S3)와, 액상인 상기 포토리지스트패턴(5)이 곡면을 유지한 상태로 굳어지도록 하는 고형 단계(S4)에 의해 곡면을 형성하는 곡면 형성 단계(S5)를 완료한다. 그리고 곡면을 형성한 상기 포토리지스트패턴(5)과 상기 기판에 전기도금 등에 의해 금속층(6)을 형성하는 금속층(6) 형성단계(S6)와, 상기 금속층(6)으로부터 상기 포토리지스트패턴(5) 및 상기 기판(2)을 분리하는 제거 단계(S7)를 완료하여, 곡면이 구현된 미소금형(1) 제조를 완료하게 된다.As described above, as shown in FIG. 7, the pattern forming step of forming the
그리고 본 발명의 다른 실시예로 상기 패턴 형성 단계(S2)에서 구현할 곡면의 기울기가 특정 곡률로 형성하고자 할 때에는 단층부(4)에 구조물인 곡률조정구를 위치시켜 포토리지스트패턴(5)을 액상으로 가열하게 된다. 이때 상기 곡률조정구는 U자 형으로 형성되어, 양측 팔부분이 외측으로 감소하는 기울기를 갖도록 하여, 양측 팔부분에 의해 형성된 내측 공간부에 포토리지스트패턴(5)을 위치하여 곡면을 형성하도록 하였다.In another embodiment of the present invention, when the inclination of the curved surface to be implemented in the pattern forming step S2 is to be formed at a specific curvature, the
이상에서와 같은 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명하며, 본 발명의 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Embodiments as described above are merely for illustrating the present invention, it is apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention, the protection of the present invention The range is not limited by these examples.
상기와 같이 구성된 본 발명은 식각에 의해 형성된 기판(2) 상에 곡면을 구현할 부분에 위치된 포토리지스트패턴(5)을 녹여 곡면을 형성하는 포토리지스트를 이용한 곡선형 미소금형 제조방법 및 곡률조정구에 관한 것으로, 특히 곡률에 따라 알맞게 형성된 곡률조정구에 의해 곡면이 구현된 미소금형(1)을 제조하여, 정밀한 반도체 및 인쇄 회로 기판(2)을 생산할 수 있는 등의 효과가 있다.The present invention configured as described above is a method for manufacturing a curved micro mold and curvature using a photoresist for forming a curved surface by melting a
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