KR100813273B1 - Ｌｉｇａ 공정에 사용되는 마스크, 상기 마스크의 제조방법및, ｌｉｇａ 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구조물용 기판과, 도금홀(plating hole) 및 서로 대응되는 위치에 형성된 정렬핀홀(aligning pin hole)을 각각 구비한 복수의 감광막과, 상기 정렬핀홀에 삽입 가능한 정렬핀(aligning pin)을 제조한 다음, 상기 구조물용 기판 위에 상기 감광막을 적층하고, 적층된 감광막의 도금홀에 금속을 도금하여 도금층을 형성하는 과정을 감광막의 개수만큼 반복하되, 상기 구조물용 기판에 감광막을 차례로 적층할 때 이미 적층되어 있던 적어도 하나의 감광막과 새롭게 적층된 감광막 간의 정렬은, 상기 정렬핀을 상기 기판에 적층된 모든 감광막의 정렬핀홀을 관통하도록 삽입하여 정렬하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법과, LIGA 공정에 사용되는 마스크와, 상기 마스크의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
Description
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정에 사용되는 마스크의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정에 사용되는 마스크를 도시한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3j는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법을 순차적으로 도시한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 ...제1 마스크 101 ...마스크용 기판
103 ...X-선 흡수층 107 ...제1 도금용 패턴
108 ...정렬핀용 패턴 109 ...정렬핀홀용 패턴
120 ...구조물용 기판 122 ...제1 감광막
125 ...제1 도금홀 127 ...제1 정렬핀홀
130 ...정렬핀 140 ...제2 마스크
147 ...제2 도금용 패턴 149 ...제2 정렬핀홀용 패턴
152 ...제2 감광막 155 ...제2 도금홀
157 ...제2 정렬핀홀 170 ...미세 구조물1
본 발명은 LIGA 공정을 이용하여 미세 구조물을 제조하는 분야에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 LIGA 공정에 사용되는 마스크와, 상기 마스크의 제조방법과, LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법에 관한 것이다.
LIGA(Lithographie Galvanofomung Abformung) 공정이란, X-선을 이용한 리소그래피(X-ray lithography), 전기도금(electroforming) 및, 플라스틱 사출(plastic molding) 등의 단계를 포함하는 미세 구조물 가공 기술을 의미하며, 독일어인 Lithographie, Galvanoformung 및, Abformung의 첫글자를 조합하여 만든 조어이다.
한편, MEMS(micro electromechanical system)라고도 불리는 마이크로머신(micromachine)은 주로 식각(etching), 포토리소그래피(photolithography), 도금(plating) 등의 반도체 제조기술을 응용하여 제조된다. 근래에 상기 LIGA 공정을 마이크로머신 제조방법에 도입하여 마이크로머신을 제조하려는 노력이 진행되고 있다. 단순한 형태의 미세 구조물을 LIGA 공정에 의해 제조하는 경우에는 일 회의 X-선 리소그래피와 일 회의 도금 수행으로 충분히 만들 수 있으나, 복잡한 형태의 마이크로머신과 같은 미세 구조물은 복수 회의 X-선 리소그래피와 복수 회의 도금을 포함하는, 이른바 다단계 LIGA 공정을 수행하여야 한다.
다단계 LIGA 공정을 수행함에 있어서, 복수 층의 감광막을 정교하게 정렬(alignment)할 수 있어야 복잡한 형태의 미세 구조물을 불량 없이 제조할 수 있다. 종래에는 광학적 방법으로 복수 층의 감광막을 정렬하였다. 그런데, 광학적 방법으로 복수 층의 감광막을 정렬하기 위해서는 감광막이 부착된 기판을 고정하기 위한 지그(jig)와, 이미지를 촬상하기 위한 CCD 카메라, 감광막의 패턴을 정밀하게 비교 관찰하기 위한 현미경 등 많은 도구들이 필요할 뿐 아니라, 고도의 숙련된 정렬 테크닉(technique)이 요구된다. 따라서, 감광막 정렬에 많은 시간과 비용이 소요되며, 미세 구조물의 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광학적 방법이 아닌 기계적 방법에 의해 용이하게 복수의 감광막을 정렬하는 과정을 포함하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법과, LIGA 공정에 사용되는 마스크와, 상기 마스크의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에는 감광막에 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 복수 층으로 적층되는 감광막을 정렬하는데 사용되는 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴과, 상기 정렬핀이 삽입되는 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성 하기 위한 정렬핀홀용 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크를 제공한다.
바람직하게는, 상기 마스크용 기판은 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 X-선 흡수층은 금(Au)으로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명은, X-선이 투과 가능한 마스크용 기판에 X-선 흡수층을 적층하는 단계; 및, 상기 X-선 흡수층을 식각하여 감광막에 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 복수 층으로 적층되는 감광막을 정렬하는데 사용되는 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴과, 상기 정렬핀이 삽입되는 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 마스크용 기판은 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 X-선 흡수층은 금(Au)으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 X-선 흡수층을 적층하는 단계는, 상기 마스크용 기판 상에 금속을 증착하여 시드층(seed layer)를 형성하는 단계와, 상기 시드층 상에 금속을 도금하여 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은, 구조물용 기판과, 도금홀(plating hole) 및 서로 대응되는 위치에 형성된 정렬핀홀(aligning pin hole)을 각각 구비한 복수의 감광막과, 상기 정렬핀홀에 삽입 가능한 정렬핀(aligning pin)을 제조한 다음, 상기 구조물용 기판 위에 상기 감광막을 적층하고, 적층된 감광막의 도금홀에 금속을 도금하여 도금층을 형성하는 과정을 감광막의 개수만큼 반복하되, 상기 구조물용 기판에 감광막을 차례로 적층할 때 이미 적층되어 있던 적어도 하나의 감광막과 새롭게 적층된 감광막 간의 정렬은, 상기 정렬핀을 상기 기판에 적층된 모든 감광막의 정렬핀홀을 관통하도록 삽입하여 정렬하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 도금홀 및 상기 정렬핀홀을 구비한 감광막을 제조하는 과정은, X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에 상기 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 상기 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴이 형성된 마스크를 준비하고 상기 마스크로 도금홀 및 정렬핀홀이 형성되지 않은 감광막을 마스킹(masking)하는 단계와, 상기 감광막에 X-선을 조사하는 단계와, 상기 감광막을 현상(develop)하여 상기 도금홀 및 정렬핀홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 정렬핀을 제조하는 과정은, X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에 상기 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴이 형성된 마스크를 준비하고 상기 마스크로 정렬핀이 형성되지 않은 감광막을 마스킹(masking)하는 단계와, 상기 감광막에 X-선을 조사하는 단계와, 상기 감광막을 현상(develop)하여 정렬핀을 형성하는 단계와, 상기 정렬핀을 상기 감광막에서 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 도금홀 및 상기 정렬핀홀을 구비한 감광막과, 상기 정렬 핀을 제조하는 과정은, X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에 상기 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 상기 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴과, 상기 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴이 형성된 마스크를 준비하고 상기 마스크로 도금홀, 정렬핀홀, 및 정렬핀이 형성되지 않은 감광막을 마스킹(masking)하는 단계와, 상기 감광막에 X-선을 조사하는 단계와, 상기 감광막을 현상(develop)하여 상기 도금홀, 정렬핀홀, 및 정렬핀을 형성하는 단계와, 상기 정렬핀을 상기 감광막에서 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마스크용 기판은 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 X-선 흡수층은 금(Au)으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 마지막 도금층을 형성한 다음, 상기 구조물용 기판에 적층된 모든 감광막을 제거하는 과정을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 모든 감광막을 제거한 다음 상기 구조물용 기판의 적어도 일부가 미세 구조물에 포함되도록 상기 구조물용 기판을 가공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 감광막은 PMMA(polymethyl methacrylate)로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 구조물용 기판은 금속으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 구조물용 기판과 도금층은 동일한 금속으로 이루어질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정에 사용되는 마스크, 상기 마스크의 제조방법 및, LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정에 사용되는 마스크의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정에 사용되는 마스크는 마스크용 기판(11)과, 상기 기판(11)에 적층된 X-선 흡수층(12, 13)을 구비한다. 상기 마스크용 기판(11)은 X-선이 투과 가능한 실리콘(Si), 실리콘질화물, 보론질화물(boron nitride), 폴리이미드 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 평탄도와 경도가 우수한 실리콘(Si)으로 이루어질 수 있다.
상기 X-선 흡수층(12, 13)은 X-선의 흡수하는 금속으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 금(Au)으로 이루어질 수 있다. 상기 마스크용 기판(11) 상에 금(Au)을 증착(deposition)하여 시드층(seed layer, 12)를 형성하고, 상기 시드층(12) 상에 금(Au)을 도금하여 도금층(13)을 형성함으로써 X-선 흡수층이 형성된다.
도 1b를 참조하면, 상기 도금층(13) 상에 포토레지스트(15)를 코팅(coating)하고, 포토리소그래피(photolithography)에 의해 상기 포토레지스트(15)에 소정의 패턴(P)을 형성한다. 상기 패턴(P) 형성으로 인해 노출된 X-선 흡수층(12, 13)을 식각(etching)하여, 도 1c에 도시된 바와 같이 X-선 흡수층(12, 13)에 도금용 패턴(17), 정렬핀용 패턴(18) 및, 정렬핀홀용 패턴(19)을 형성할 수 있다.
상기 도금용 패턴(17)은 감광막(122, 도 3b 참조)에 도금홀(plating hole)(125, 도 3b 참조)을 형성하기 위한 것이고, 상기 정렬핀용 패턴(18)은 복수 층으로 적층되는 감광막을 정렬하는데 사용되는 정렬핀(aligning pin)(130, 도 3b 참조)을 형성하기 위한 것이며, 상기 정렬핀홀용 패턴(19)은 상기 정렬핀(130)이 삽입되는 정렬핀홀(aligning pin hole)(127, 도 3b 참조)을 형성하기 위한 것이다. 따라서, 상기 도금용 패턴(17)은 제조하고자 하는 미세 구조물의 일부분의 형상에 대응되는 패턴(pattern)을 갖게 되고, 상기 정렬핀용 패턴(18)에서 식각되지 않고 남겨진 부분(18M)은 그 형상과 크기가 상기 정렬핀홀용 패턴(19)과 거의 동일하다.
이하에서, LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법을 순차적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LIGA 공정에 사용되는 마스크를 도시한 평면도이고, 도 3a 내지 도 3j는 도 2의 마스크를 사용하여 미세 구조물을 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 미세 구조물(170, 도 3j 참조) 제조에 사용되는 제1 마스크(100)는 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명한 방법으로 제조한 마스크의 일 예로서, X-선 투과 특성을 가지는 실리콘(Si)으로 이루어진 마스크용 기판(101, 도 3a 참조)과, 상기 마스크용 기판(101) 상에 적층된 금(Au)으로 이루어진 X-선 흡수층(103)을 구비한다. 상기 X-선 흡수층(103)에는 제1 감광막(122)에 제1 도금홀(125, 도 3b 참조)을 형성하기 위한 제1 도금용 패턴(107)과, 제1 정렬핀홀(127, 도 3b 참조)를 형성하기 위한 제1 정렬핀홀용 패턴(109)과, 정렬핀(130, 도 3b 참조)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴(108)이 형성된다. 상기 정렬핀용 패턴(108)에서 식각되지 않고 남겨진 부분(108M)과 상기 정렬핀홀용 패턴(109)은 모두 십자가 형상이며 크기도 오차 범위에서 동일하다.
도 3a를 참조하면, 구리(Cu)로 이루어진 구조물용 기판(120)에 제1 감광막(122)을 부착한다. 상기 제1 감광막(122)은 X-선 투과에 의해 용해되기 쉬운 상태가 되는 PMMA(polymethyl metacrylate)로 주로 이루어진다. PMMA 이외에 아크릴, PC(polycarbonate) 등도 적용 가능하다. 다음으로, 상기 제1 감광막(122)을 상기 제1 마스크(100)로 마스킹(masking)하고, X-선을 상기 제1 감광막(122)을 향해 조사한다. 그리하면, X-선 흡수층(103)에서 금(Au)이 제거된 부분과 마스크용 기판(101)을 투과한 X-선이 제1 감광막(122)으로 침투하여 상기 제1 감광막(122)의 일부분을 용해되기 쉬운 상태로 변화시킨다. 상기 X-선은 제1 감광막(122)과의 반응성을 높이기 위하여 방사광 가속기에 의해 가속된 싱크로트론 방사광(synchrotron radiation)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1 감광막(122)을 현상액으로 현상(develop)하면 도 3b에 도시된 바와 같이 X-선에 노광된 부분이 제거되어 감광막(122)에 제1 도금홀(125)과, 제1 정렬핀홀(127)과, 정렬핀(130)이 형성된다. 상기 제1 도금홀(125), 제1 정렬핀홀(127) 및, 상기 정렬핀(130)은 상기 제1 마스크(100)의 제1 도금홀용 패턴(107), 제1 정렬핀홀용 패턴(109) 및, 상기 정렬핀용 패턴(108)에서 식각되지 않은 부분(108M)과 각각 대응된다. 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 제1 감광막(122)으로부터 정렬핀(130)을 분리한다.
다음으로 도 3d를 참조하면, 상기 제1 도금홀(125)에 구리(Cu)를 도금하여 제1 도금층(170b)을 형성한다. 이때, 테이핑(taping) 등의 방법으로 상기 제1 정렬 핀홀(127)에는 도금층이 형성되지 않도록 한다. 도시된 실시예에서는 구조물용 기판(120)과 제1 도금층(170b)이 모두 구리(Cu)로 이루어지지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 제조하고자 하는 미세 구조물에 따라 구리(Cu)가 아닌 다른 금속으로 이루어질 수도 있고, 구조물용 기판(120)과 제1 도금층(170b)이 서로 다른 종류의 금속으로 이루어질 수도 있다.
제1 도금층(170b) 형성 후에 제1 감광막(122)과 제1 도금층(170b)의 상부 표면을 래핑(lapping)한다. 이러한 래핑에 의해 제1 감광막(122)과 제1 도금층(170b)의 상부 표면이 매끄러워진다. 또한, 래핑 이후의 상기 제1 감광막(122)의 두께(D1B)가 래핑 전의 두께(D1A, 도 3c 참조)보다 얇아지므로 정렬핀(130)의 높이(H, 도 3c 참조)가 상기 제1 감광막(122)의 두께(D1B)보다 커지게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 정렬핀(130)의 높이(H)는 래핑 이후 제1 감광막(122)의 두께(D1B) 및 후술할 제2 감광막(152, 도 3e 참조)의 두께(D2, 도 3g 참조)의 합(合)과 비슷한 정도이다. 따라서, 상기 정렬핀(130)의 높이(H)에 대응되는 래핑 이전 제1 감광막(122)의 두께(D1A)는 래핑 이후 제1 감광막의 두께(D1B) 및 제2 감광막(152)의 두께(D2)의 합(合)과 비슷한 정도로 설정된다.
도 3e를 참조하면, 제2 감광막(152)과 제2 마스크(140)를 준비한다. 상기 제2 감광막(152)은 제1 감광막(122, 도 3a 참조)과 마찬가지로 PMMA로 이루어진 것일 수 있다. 상기 제2 마스크(140)는 X-선 투과 특성을 가지는 실리콘(Si)으로 이루어진 마스크용 기판(141)과, 상기 마스크용 기판(141) 상에 적층된 금(Au)으로 이루어진 X-선 흡수층(143)을 구비한다.
상기 X-선 흡수층(143)에는 제2 감광막(152)에 제2 도금홀(155, 도 3f 참조)을 형성하기 위한 제2 도금용 패턴(147)과, 제2 정렬핀홀(157, 도 3f 참조)를 형성하기 위한 제2 정렬핀홀용 패턴(149)이 형성된다. 다만, 정렬핀용 패턴(108, 도 3a 참조)은 형성되지 않는다. 상기 제2 도금용 패턴(147)은 제조하고자 하는 미세 구조물에 따라 제1 마스크(100)의 제1 도금용 패턴(107, 도 3a 참조)와 다른 패턴일 수도 있고 같은 패턴일 수도 있다. 상기 제2 정렬핀홀용 패턴(157)은 제1 마스크(11)의 제1 정렬핀홀용 패턴(109, 도 3a 참조)에 대응되는 위치에 같은 형상으로 형성된다. 상기 제2 도금용 패턴(147)과 제2 정렬핀홀용 패턴(149)은 X-선 흡수층(143)의 포토리소그래피(photolithography) 및 식각(etching)에 의해 형성될 수 있다.
상기 제2 감광막(152)을 제2 마스크(140)로 마스킹(masking)하고, X-선을 상기 제2 감광막(152)을 향해 조사한다. 상기 X-선은 방사광 가속기에 의해 가속된 싱크로트론 방사광(synchrotron radiation)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제2 감광막(152)을 현상액으로 현상(develop)하면 도 3f에 도시된 바와 같이 X-선에 노광된 부분이 제거되어 제2 감광막(152)에 제2 도금홀(155)과, 제2 정렬핀홀(157)이 형성된다.
도 3g를 참조하면, 상기 제2 감광막(152)을 제1 도금층(170b, 도 3d 참조)이 형성된 제1 감광막(122) 위에 올려놓고, 마련해 놓은 정렬핀(130)이 제1 정렬핀홀(127, 도 3d 참조) 및 제2 정렬핀홀(157)을 모두 관통하도록 상기 정렬핀(130)을 상기 정렬핀홀들(127, 157)에 삽입한다. 이렇게 정렬핀(130)을 삽입하는 것만으로 제1 감광막(122)에 대하여 제2 감광막(152)이 정렬된다. 정렬핀(130) 삽입 후 제2 감광막(152)을 제1 감광막(122)에 대해 밀착시키거나 제2 감광막(152)을 제1 감광막(122)에 접착시켜 정렬된 상태가 흐트러지지 않도록 한다.
다음으로 도 3h를 참조하면, 상기 제2 도금홀(155)에 구리(Cu)를 도금하여 제2 도금층(170c)을 형성한다. 상기 제2 도금층(170c)을 형성하는 금속은 구리(Cu)에 한정되는 것은 아니며, 미세 구조물에 따라 달라질 수 있다. 제2 도금층(170c) 형성 후에 제2 도금층(170c)의 상부 표면을 래핑(lapping)한다. 도금이 끝난 후, 구조물용 기판(120) 위에 적층된 제1 감광막(122)과 제2 감광막(152)을 리무버(remover)를 이용하여 제거하면, 도 3i에 도시된 바와 같이 구조물용 기판(120)에 순차 적층된 제1 도금층(170b)과 제2 도금층(170c)이 현출된다.
도 3j를 참조하면, 상기 제1 도금층(170b)을 지지하는 구조물용 기판(120, 도 3i 참조)의 일부분(170a)이 포함되도록 구조물용 기판(120)을 절삭하여 미세 구조물(170)이 완성된다. 이상에서 기술된 방법으로 미세 구조물을 제조하는 실험을 시행한 결과, 형상의 오차(feature tolerance)가 2~3 ㎛ 로서, 통상적인 마이크로머시닝(micromachining) 가공의 오차인 수십 내지 수백 ㎛ 보다 향상되었다. 또한, 제1 도금층(170b)과 제2 도금층(170c) 간 정렬 오차(alignment tolerance)가 2~3 ㎛ 이고, 표면 거칠기(surface roughness)가 50~100 nm에 불과하였다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, 도시된 실시예에서는 감광막을 두 층까지 적층하였으나, 3층 이상으로 적층하여 미세 구조물을 제조할 수도 있다. 또한, 정렬핀을 감광막에 형성하지 않고 별도로 준비할 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의하면, LIGA 공정을 이용하여 미세 구조물을 제조할 때 단순한 기계적 방법에 의해 용이하게 복수의 감광막을 정렬할 수 있어 정렬 오차를 줄일 수 있으며 또한, 감광막 정렬에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 따라서, 미세 구조물 제조 비용을 절감할 수 있고, 생산성을 향상할 수 있다.
Claims (18)
- X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고,상기 X-선 흡수층에는 감광막에 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 복수 층으로 적층되는 감광막을 정렬하는데 사용되는 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴과, 상기 정렬핀이 삽입되는 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크.
- 제1 항에 있어서,상기 마스크용 기판은 실리콘(Si)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크.
- 제1 항에 있어서,상기 X-선 흡수층은 금(Au)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크.
- X-선이 투과 가능한 마스크용 기판에 X-선 흡수층을 적층하는 단계; 및,상기 X-선 흡수층을 식각하여 감광막에 도금홀(plating hole)을 형성하기 위 한 도금용 패턴과, 복수 층으로 적층되는 감광막을 정렬하는데 사용되는 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴과, 상기 정렬핀이 삽입되는 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크 제조방법.
- 제4 항에 있어서,상기 마스크용 기판은 실리콘(Si)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크 제조방법.
- 제4 항에 있어서,상기 X-선 흡수층은 금(Au)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크 제조방법.
- 제4 항에 있어서,상기 X-선 흡수층을 적층하는 단계는, 상기 마스크용 기판 상에 금속을 증착하여 시드층(seed layer)를 형성하는 단계와, 상기 시드층 상에 금속을 도금하여 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정에 사용되는 마스크 제조방법.
- 구조물용 기판과, 도금홀(plating hole) 및 서로 대응되는 위치에 형성된 정 렬핀홀(aligning pin hole)을 각각 구비한 복수의 감광막과, 상기 정렬핀홀에 삽입 가능한 정렬핀(aligning pin)을 제조한 다음, 상기 구조물용 기판 위에 상기 감광막을 적층하고, 적층된 감광막의 도금홀에 금속을 도금하여 도금층을 형성하는 과정을 감광막의 개수만큼 반복하되,상기 구조물용 기판에 감광막을 차례로 적층할 때 이미 적층되어 있던 적어도 하나의 감광막과 새롭게 적층된 감광막 간의 정렬은, 상기 정렬핀을 상기 기판에 적층된 모든 감광막의 정렬핀홀을 관통하도록 삽입하여 정렬하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,상기 도금홀 및 상기 정렬핀홀을 구비한 감광막을 제조하는 과정은,X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에 상기 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 상기 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴이 형성된 마스크를 준비하고 상기 마스크로 도금홀 및 정렬핀홀이 형성되지 않은 감광막을 마스킹(masking)하는 단계와, 상기 감광막에 X-선을 조사하는 단계와, 상기 감광막을 현상(develop)하여 상기 도금홀 및 정렬핀홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,상기 정렬핀을 제조하는 과정은,X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에 상기 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴이 형성된 마스크를 준비하고 상기 마스크로 정렬핀이 형성되지 않은 감광막을 마스킹(masking)하는 단계와, 상기 감광막에 X-선을 조사하는 단계와, 상기 감광막을 현상(develop)하여 정렬핀을 형성하는 단계와, 상기 정렬핀을 상기 감광막에서 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,상기 도금홀 및 상기 정렬핀홀을 구비한 감광막과, 상기 정렬핀을 제조하는 과정은,X-선이 투과 가능한 마스크용 기판과, 상기 마스크용 기판에 적층된 X-선 흡수층을 구비하고, 상기 X-선 흡수층에 상기 도금홀(plating hole)을 형성하기 위한 도금용 패턴과, 상기 정렬핀홀(aligning pin hole)을 형성하기 위한 정렬핀홀용 패턴과, 상기 정렬핀(aligning pin)을 형성하기 위한 정렬핀용 패턴이 형성된 마스크를 준비하고 상기 마스크로 도금홀, 정렬핀홀, 및 정렬핀이 형성되지 않은 감광막을 마스킹(masking)하는 단계와, 상기 감광막에 X-선을 조사하는 단계와, 상기 감광막을 현상(develop)하여 상기 도금홀, 정렬핀홀, 및 정렬핀을 형성하는 단계와, 상기 정렬핀을 상기 감광막에서 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 마스크용 기판은 실리콘(Si)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제9 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 X-선 흡수층은 금(Au)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,마지막 도금층을 형성한 다음, 상기 구조물용 기판에 적층된 모든 감광막을 제거하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제14 항에 있어서,상기 모든 감광막을 제거한 다음 상기 구조물용 기판의 적어도 일부가 미세 구조물에 포함되도록 상기 구조물용 기판을 가공하는 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,상기 감광막은 PMMA(polymethyl methacrylate)로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,상기 구조물용 기판은 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
- 제8 항에 있어서,상기 구조물용 기판과 도금층은 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 LIGA 공정을 이용한 미세 구조물 제조방법.
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