KR100968130B1 - Methods for fabricating a three-dimensional structure using a selectively anodized metal substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 도체 기판의 선택적 양극 산화 및 식각만으로 3차원 구조물을 용이하게 제작할 수 있는 선택적 양극 산화공정을 이용한 3차원 구조물 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 도체 기판의 일면에 보호막 패턴을 형성하는 보호막 패턴 형성단계, 양극 산화 공정을 이용하여 상기 기판의 보호막 패턴이 형성되지 않은 부분에 선택적으로 산화층을 형성하는 산화층 형성단계, 상기 보호막 패턴을 제거하는 보호막 제거단계, 상기 기판의 타면에 상기 보호막 패턴 형성단계 내지 보호막 제거단계를 반복 수행하는 타면 가공단계 및 상기 산화층 또는 상기 산화층의 일부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하는 식각단계를 포함하여 이루어져, 생산 수율이 향상되며 대량 생산에 유리하고, 도체 기판 자체의 선택적 양극 산화 및 식각 과정을 통해 3차원 구조물 제작함으로써, 전기적 접촉이 바로 가능하며 도금공정만을 이용한 3차원 구조물보다 전기적/기계적 특성이 우수한 효과가 있다.The present invention relates to a three-dimensional structure manufacturing method, and to a three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodizing process that can easily produce a three-dimensional structure only by selective anodization and etching of the conductor substrate, the selective according to the present invention In the method of manufacturing a three-dimensional structure using anodization, a protective film pattern forming step of forming a protective film pattern on one surface of a conductor substrate, and an oxide layer forming selectively forming an oxide layer on a portion where the protective film pattern of the substrate is not formed using an anodizing process Performing a step of removing the protective film pattern, performing a protective film pattern forming step or a protective film removing step on the other surface of the substrate, and performing the other surface processing step and a portion of the oxide layer or the oxide layer or a part of the substrate. Contains an etching step to remove with corrosive In addition, the production yield is improved and it is advantageous for mass production, and by manufacturing the three-dimensional structure through the selective anodization and etching process of the conductor substrate itself, electrical contact is possible immediately, and the electrical / mechanical characteristics are higher than the three-dimensional structure using only the plating process. This has an excellent effect.
양극 산화, 3차원 구조물, 식각, 도금, 산화층 Anodic oxidation, 3-D structure, etching, plating, oxide layer
Description
본 발명은 3차원 구조물 제조방법에 관한 것으로서, 특히 여러 단계의 도금공정 없이 도체 기판의 선택적 양극 산화 및 식각만으로 3차원 구조물을 용이하게 제작할 수 있는 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional structure, and more particularly, to a method for manufacturing a three-dimensional structure using selective anodic oxidation, which can easily produce a three-dimensional structure only by selective anodization and etching of the conductor substrate without various plating processes. .
현재 산업적으로 가장 많이 쓰이는 3차원 구조물로는 반도체, 디스플레이 등 집적소자의 전기적 검사를 위한 프로브와 스위치 어레이, 릴레이 등이 있다. 현재 많이 사용되고 있는 3차원 구조물의 제작방법으로는 평면 기판 위에 형성된 주형을 이용한 다단의 전기도금법과 오목 기판 위에 형성된 주형을 이용한 전기도금법이 있다. Current three-dimensional structures most commonly used in the industry include probes, switch arrays, and relays for electrical inspection of integrated devices such as semiconductors and displays. As a method of manufacturing a three-dimensional structure that is widely used at present, there are a multi-stage electroplating method using a mold formed on a flat substrate and an electroplating method using a mold formed on a concave substrate.
평면 기판 위에 형성된 주형을 이용한 다단의 전기도금법은 평면 기판 위에 도금바닥전극을 증착하는 단계, 상기 도금바닥전극 위에 주형을 형성하는 단계, 상기 주형의 내부에 전도성 소재를 전기 도금하는 단계, 및 상기 도금바닥전극 증착, 주형 형성, 전기도금 단계를 순차적으로 반복하여 3차원 프로브 구조물을 제작하는 방법으로서 미국특허 제6,747,465호에 공지되어 있다. In the multi-stage electroplating method using a mold formed on a flat substrate, depositing a plating bottom electrode on the flat substrate, forming a mold on the plating bottom electrode, electroplating a conductive material inside the mold, and plating It is known from US Pat. No. 6,747,465 as a method of fabricating a three-dimensional probe structure by sequentially repeating bottom electrode deposition, mold formation, and electroplating steps.
이 방법은 3차원 구조물의 각 층마다 도금바닥전극 증착단계, 주형 형성단계, 및 전기도금 단계를 필요로 하여 공정이 복잡하다. This method requires complicated plating bottom electrode deposition, mold formation, and electroplating for each layer of the three-dimensional structure.
오목 실리콘 기판위에 형성된 주형을 이용한 전기도금법은 실리콘 기판을 식각하여 오목부를 제작하는 단계, 상기 오목부 위에 주형을 형성하는 단계, 상기 주형의 내부에 전도성 소재를 전기 도금하는 단계를 통하여 3차원 프로브 구조물을 제작하는 방법으로서 미국 공개번호 제2008-0048687호와 미국특허 제7,287,322 가 있다. 이 방법은 오목부를 가진 실리콘 기판 위에 형성된 주형을 이용함으로써, 다단의 전기 도금 공정 없이 3차원 구조물을 제작할 수 있는 장점이 있다. 하지만, 실리콘 기판을 식각하여 오목부를 형성하고, 전기 도금 후 전체 실리콘 기판을 제거해야 하는 별도의 과정이 필요하다. Electroplating method using a mold formed on the concave silicon substrate is a three-dimensional probe structure by etching the silicon substrate to form a recess, forming a mold on the recess, electroplating a conductive material inside the mold U.S. Patent No. 2008-0048687 and U.S. Pat. This method has an advantage that a three-dimensional structure can be manufactured without using a multi-stage electroplating process by using a mold formed on a silicon substrate having recesses. However, a separate process is required to etch the silicon substrate to form recesses and to remove the entire silicon substrate after electroplating.
또한, 상기 두 가지 방법은 전기도금에 의해 형성된 구조물의 조직이 치밀하지 못하여 기계적/전기적 특성이 좋지 않아 기계적 구조를 이용한 전기적 접속단자로 사용하기에 용이하지 못한 문제점이 있으며, 전기도금으로 형성된 구조물이 모두 전기적으로 접속되어 개별적으로 전기적인 절연을 위하여서는 분리된 구조물을 만들어 별도 조립해야하는 단점이 있다. In addition, the two methods have a problem that the structure of the structure formed by electroplating is not dense and mechanical / electrical properties are not good, so that it is not easy to use as an electrical connection terminal using a mechanical structure. All are electrically connected and have a disadvantage in that separate structures must be made separately for electrical insulation.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 도체 기판을 사용하여 전기적/기계적 특성이 우수한 임의의 3차원 구조물을 제작할 수 있는 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the first object of the present invention is to use a selective anodic oxidation that can produce any three-dimensional structure excellent in electrical and mechanical properties using a conductor substrate It is to provide a method of manufacturing a dimensional structure.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 상기 3차원 구조물을 웨이퍼 레벨로 대량 생산하기에 적합한 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, a second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization suitable for mass production of the three-dimensional structure at the wafer level.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 전기적으로는 산화층에 의해 절연되어 있지만 구조적으로는 연결되어 있는 일체형 3차원 구조물 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, a third object of the present invention is to provide a method for manufacturing an integrated three-dimensional structure that is electrically insulated by an oxide layer but is structurally connected.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 도체 기판의 일면에 보호막 패턴을 형성하는 보호막 패턴 형성단계, 양극 산화 공정을 이용하여 상기 기판의 보호막 패턴이 형성되지 않은 부분에 선택적으로 산화층을 형성하는 산화층 형성단계, 상기 보호막 패턴을 제거하는 보호막 제거단계, 상기 기판의 타면에 상기 보호막 패턴 형성단계 내지 보호막 제거단계를 반복 수행하는 타면 가공단계 및 상기 산화층 또는 상기 산화층의 일부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하는 식각단계를 포함하여 이루어진다.The three-dimensional structure manufacturing method using the selective anodization according to the first aspect of the present invention for solving the above problems is a protective film pattern forming step of forming a protective film pattern on one surface of the conductor substrate, the anodic oxidation process of the substrate An oxide layer forming step of selectively forming an oxide layer on a portion where the protective film pattern is not formed, a protective film removing step of removing the protective film pattern, and another surface processing step of repeatedly performing the protective film pattern forming step or protective film removing step on the other surface of the substrate; Etching step of removing any one of the oxide layer or a portion of the oxide layer or a portion of the substrate with a corrosion solution.
또한, 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 2 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 도체 기판의 일면에 보호막 패턴을 형 성하는 보호막 패턴 형성단계, 양극 산화 공정을 이용하여 상기 기판의 보호막 패턴이 형성되지 않은 부분에 선택적으로 산화층을 형성하는 산화층 형성단계, 상기 보호막 패턴을 제거하는 보호막 제거단계, 상기 산화층 또는 상기 산화층의 일부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하는 식각단계 및 상기 기판의 타면에 상기 보호막 패턴 형성단계 내지 식각단계를 반복 수행하는 타면 가공단계를 포함하여 이루어진다.In addition, the three-dimensional structure manufacturing method using the selective anodization according to the second aspect of the present invention for solving the above problems is to use a protective film pattern forming step, anodizing process to form a protective film pattern on one surface of the conductor substrate An oxide layer forming step of selectively forming an oxide layer on a portion where the protective film pattern of the substrate is not formed, a protective film removing step of removing the protective film pattern, and removing any one of the oxide layer, a portion of the oxide layer, or a portion of the substrate with a corrosion solution The etching step and the other surface processing step of repeatedly performing the protective film pattern forming step to the etching step on the other surface of the substrate.
또한 상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 3 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 도체 기판의 양면에 보호막 패턴을 형성하는 보호막 패턴 형성단계, 양극 산화 공정을 이용하여 상기 기판의 양면의 보호막 패턴이 형성되지 않은 부분에 동시에 선택적으로 산화층을 형성하는 산화층 형성단계, 상기 기판의 양면에 형성된 보호막 패턴을 제거하는 보호막 제거단계, 상기 산화층 또는 상기 산화층의 일부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하는 식각단계를 포함하여 이루어진다. In addition, the three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodization according to a third aspect of the present invention for solving the above problems is a protective film pattern forming step of forming a protective film pattern on both sides of a conductive substrate, the substrate using anodizing process An oxide layer forming step of selectively forming an oxide layer simultaneously on a portion where both surfaces of the protective film pattern are not formed, a protective film removing step of removing the protective film pattern formed on both sides of the substrate, a portion of the oxide layer or the oxide layer, or a portion of the substrate; It comprises an etching step of removing any one with a corrosion solution.
여기서, 상기 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 상기 기판의 일면 또는 타면 또는 양면에 상기 보호막 패턴의 형태를 변경해가며 상기 패턴 형성단계 내지 보호막 제거단계를 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다.Here, in the method of manufacturing a three-dimensional structure using the selective anodization, by changing the shape of the protective film pattern on one side or the other side or both sides of the substrate, the pattern forming step and the protective layer removing step are repeated one or more times in sequence to increase the depth. A number of other oxide layers are formed.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 프로브와 같은 3차원 구조물의 제작의 경우, 범프와 바디가 일체 로 형성되기 때문에 범프와 바디를 별도로 제작하는 종래의 공정에 비하여 금속 기판을 이용한 3차원 마이크로 구조물의 제작이 쉬우며, 본 발명의 제조방법에 따라 형성된 산화층의 일부분 남겨 놓음으로써, 만들어진 3차원 구조물끼리 전기적으로는 절연되어있으나, 구조적으로는 연결되어 있게 만들 수 있다. 따라서 전기 도금에 의해 형성된 3차원 구조물의 경우 분리된 구조물을 만들어 별도로 조립해야하는 기존의 발명에 비하여 본 발명은 일체형으로 조립이 가능하기 때문에 생산 수율이 향상되며 대량 생산에 유리하고, 금속 기판 자체의 선택적 양극 산화 및 식각 과정을 통해 3차원 구조물 제작함으로써, 전기적 접촉이 바로 가능하며 도금공정만을 이용한 3차원 구조물보다 전기적/기계적 특성이 우수한 효과가 있다.In the method of manufacturing a three-dimensional structure using the selective anodization according to the present invention configured as described above, in the case of manufacturing a three-dimensional structure such as a probe, a conventional process of separately manufacturing the bump and the body is performed because the bump and the body are integrally formed. In comparison with the metal substrate, it is easier to manufacture a three-dimensional microstructure, and by leaving a portion of the oxide layer formed according to the method of the present invention, the three-dimensional structures are electrically insulated, but structurally connected. Can be. Therefore, in the case of the three-dimensional structure formed by electroplating, the present invention can be assembled in one piece, compared to the existing invention in which a separate structure must be made and assembled separately. By producing a three-dimensional structure through anodization and etching, electrical contact is possible immediately, and electrical / mechanical properties are superior to three-dimensional structures using only a plating process.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용 및 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described specific details and embodiments of the present invention.
본 발명에서는 기본적으로 도체 기판을 다양한 보호막 패턴을 이용하여 선택적으로 산화시켜 산화층 부분 또는 산화층이 아닌 기판의 일부분을 식각해 3차원 구조물을 생성한다. 이때, 3차원 구조물의 형상에 따라 다양한 보호막 패턴이 구비된다. 여기서는 3차원 구조물을 구성하는 각 부분의 높낮이에 따라 산화층을 다양하게 형성하여야 하므로, 미리 제조하고자 하는 3차원 구조물의 형상을 분석한 보호막 패턴이 필요하다.In the present invention, the conductive substrate is selectively oxidized using various protective film patterns to etch a portion of the oxide layer or a portion of the substrate other than the oxide layer to generate a three-dimensional structure. At this time, various protective film patterns are provided according to the shape of the three-dimensional structure. Here, since the oxide layer must be formed in various ways according to the height of each part constituting the three-dimensional structure, a protective film pattern which analyzes the shape of the three-dimensional structure to be manufactured in advance is required.
본 발명에서 3차원 구조물의 형상은 기판에 산화층을 얼마나 깊게 형성하느냐에 따라 모양이 달라진다. 즉, 식각하고자 하는 산화층의 깊이나, 식각하고자 하 는 기판의 일부분의 깊이를 조절하여 원하는 형상의 3차원 구조물을 만드는 것이다.In the present invention, the shape of the three-dimensional structure varies depending on how deep the oxide layer is formed on the substrate. That is, by adjusting the depth of the oxide layer to be etched, or the depth of a portion of the substrate to be etched to create a three-dimensional structure of the desired shape.
도 1 은 본 발명의 제 1 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization according to a first aspect of the present invention.
도 1을 참조하여 본 발명의 제 1 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 설명하면, 먼저 기판의 일면에 1차적으로 보호막 패턴을 형성한다(S10).Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodic oxidation according to the first aspect of the present invention will first be provided with a protective film pattern on one surface of a substrate (S10).
여기서, 상기 보호막은 절연체나 상기 기판보다 전기음성도가 상대적으로 높은 도체로 형성될 수 있다.The protective layer may be formed of an insulator or a conductor having a relatively higher electronegativity than the substrate.
구체적인 예를 들면, 상기 보호막은 SixNy 또는 SiO2 또는 Cr 또는 Ta, PR(Photoresist) 중 하나 이상을 포함하는 물질이다. 상기 보호막은 양극 산화시 사용되는 액체가 기판에 접촉하는 것을 방지하여 보호막이 생성된 부분에는 양극 산화가 이루어지지 않도록 한다. 상기 보호막은 상기 열거한 물질에 한정되는 것은 아니며 이외의 물질도 사용될 수 있다.For example, the protective layer is a material containing at least one of Si x N y or SiO 2 or Cr or Ta, PR (Photoresist). The protective film prevents the liquid used in the anodic oxidation from contacting the substrate so that anod oxidation is not performed at the portion where the protective film is formed. The protective film is not limited to the above listed materials, and other materials may be used.
상기 보호막의 또 다른 일 실시예로 상기 보호막은 상기 기판의 표면을 양극 산화 처리하여 형성될 수 있다.In another embodiment of the passivation layer, the passivation layer may be formed by anodizing the surface of the substrate.
다음으로, 상기와 같이 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S11). Next, as described above, the substrate on which the protective film pattern is formed is anodized to form an oxide layer on a portion without the protective film pattern (S11).
구체적으로 양극 산화 과정을 설명하면, 도금과 반대로 항온 수조에 황 산(sulfuric acid) 또는 옥살산(oxalic acid), 인산(phosphoric acid) 의 전해액에 음극에는 백금선을 연결하고, 양극에는 양극 산화를 원하는 금속 기판을 연결하고 그 금속 기판에 전류를 흘려주면, 보호막으로 막힌 부분을 제외한 부분만 양극 산화반응이 일어나면서 금속이 산화된다. 그 산화 깊이는 반응 시간을 조절하여 결정할 수 있다.In detail, the anodic oxidation process will be described. In contrast to the plating, a platinum wire is connected to the cathode of an electrolyte of sulfuric acid, oxalic acid, and phosphoric acid in a constant temperature water bath, and a metal is desired for anodizing the anode. When the substrate is connected and a current is flowed through the metal substrate, only the portions blocked by the protective film are anodic oxidation, and the metal is oxidized. The depth of oxidation can be determined by adjusting the reaction time.
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
이런 방식으로 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한다(S12).In this manner, when anodization is performed to a desired depth, the protective film pattern is removed (S12).
이 때 3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요한 경우에는 보호막 패턴을 변경시켜 상기 단계(S10 내지 S12)들을 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S13, S14).In this case, when the structure of the three-dimensional structure is complicated and more oxide layers having one or more depths are needed, the protective layer pattern is changed to repeat the steps S10 to S12 one or more times in order to form a plurality of oxide layers having different depths. (S13, S14).
기판의 일면에 상기와 같이 선택적 양극 산화가 완료되면, 기판을 뒤집어(S15) 기판의 타면에 상기 과정을 반복한다.When the selective anodic oxidation is completed as described above on one surface of the substrate, the substrate is inverted (S15) and the above process is repeated on the other surface of the substrate.
즉, 기판의 타면에 원하는 보호막 패턴을 형성하고(S16), 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S17).That is, a desired protective film pattern is formed on the other surface of the substrate (S16), and the oxide layer is formed on the portion where the protective film pattern is not formed by anodizing the substrate on which the protective film pattern is formed (S17).
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
마찬가지로, 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한다(S18).Similarly, when anodization is performed to a desired depth, the protective film pattern is removed (S18).
기판의 타면에도 3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요한 경우에는 보호막 패턴을 변경시켜 상기 단계(S16 내지 S18)들을 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S19, S20).If the structure of the three-dimensional structure is also complicated on the other surface of the substrate, and an oxide layer having one or more depths is required, the protective layer pattern may be changed to repeat the steps (S16 to S18) one or more times in succession, thereby providing a plurality of oxide layers having different depths. To form (S19, S20).
상기와 같이 기판의 양면에 다수의 산화층이 형성되면, 상기 산화층 부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하여 최종적으로 3차원 구조물을 제조한다(S21).When a plurality of oxide layers are formed on both sides of the substrate as described above, one of the oxide layer portion or the portion of the substrate is removed with a corrosion solution to finally manufacture a three-dimensional structure (S21).
즉, 최종단계에서는 상기 산화층만을 식각하거나, 상기 산화층의 일부만을 식각하거나 산화층이 아닌 기판의 일부를 식각할 수 있다.That is, in the final step, only the oxide layer may be etched, only a portion of the oxide layer may be etched, or a portion of the substrate may be etched instead of the oxide layer.
여기서, 전체 과정 중에 어느 하나의 단계 전후에 전기도금 공정을 이용하여 상기 기판상에 도금 구조물을 형성할 수 있다.Here, the plating structure may be formed on the substrate using an electroplating process before and after any one step of the whole process.
또한, 부식액으로 제거하기 전에 기판의 일면 또는 타면 또는 양면에 보호막 패턴을 더 형성할 수 있다.In addition, a protective film pattern may be further formed on one side or the other side or both sides of the substrate before the removal with the corrosion solution.
그리고, 부식액으로 제거한 후에 상기 기판의 일부를 양극 산화시켜 부분적으로 절연시킬 수도 있다.After removal with the corrosive solution, a portion of the substrate may be anodized and partially insulated.
상기 산화층을 제거하는 부식액의 일례로는 옥살산(Oxalic acid), 인산(Phosphoric acid), 크롬산(Chrome acid)과 인산(Phosphoric acid)의 혼합액 등이 있고, 상기 기판을 제거하는 부식액의 일례로는 알루미늄 부식액 등이 있으며, 이에 한하지 않는다.Examples of the corrosion solution for removing the oxide layer include oxalic acid, phosphoric acid, a mixture of chromic acid and phosphoric acid, and one example of the corrosion solution for removing the substrate is aluminum. Corrosive solutions, and the like.
기판의 종류에 따라 상기 기판 또는 상기 기판의 산화막을 제거하는 부식액 이 다르며, 일례로는 상기 기판이 알루미늄이었을 경우, 산화된 알루미나를 제거하는 데에는 옥살산(Oxalic acid), 인산(Phosphoric acid), 크롬산(Chrome acid)과 인산(Phosphoric acid)의 혼합액 등이 있으며, 알루미늄을 제거하는 데에는 알루미늄 부식액이 등이 있다.Depending on the type of substrate, the corrosion solution for removing the substrate or the oxide film of the substrate is different. For example, when the substrate is aluminum, oxalic acid, phosphoric acid, and chromic acid may be used to remove the oxidized alumina. Chromium acid) and phosphoric acid (Phosphoric acid) mixed solution, and aluminum to remove aluminum corrosion solution.
이 때, 최종적으로 만들어진 3차원 구조물에 양극 산화 공정을 이용하여 기판의 일부에 절연부를 더 형성할 수 있다.In this case, an insulating part may be further formed on a part of the substrate by using an anodizing process on the finally made three-dimensional structure.
다음으로 본 발명에 따른 본 발명의 제 2 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 설명한다.Next, a method for manufacturing a three-dimensional structure using selective anodic oxidation according to the second aspect of the present invention will be described.
앞서 설명한 본 발명의 제 1 특징에 따른 3차원 구조물 제조방법과의 차이점은 다음과 같다.Differences from the three-dimensional structure manufacturing method according to the first aspect of the present invention described above are as follows.
상기 본 발명의 제 1 특징에 따른 3차원 구조물 제조방법은 기판의 양면에 다수의 산화층을 생성한 뒤에 최종적으로 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성되나, 본 발명의 제 2 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 기판의 일면 및 타면 가공시마다 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성된다는 점에서 차이가 있다.The method for manufacturing a three-dimensional structure according to the first aspect of the present invention is configured to finally remove the oxide layer or part of the oxide layer or part of the substrate after generating a plurality of oxide layers on both sides of the substrate. According to the method of manufacturing a three-dimensional structure using the selective anodic oxidation, there is a difference in that it is configured to remove part of the oxide layer or part of the oxide layer or part of the substrate every time one side and the other side of the substrate are processed.
도 2a는 본 발명의 제 2 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도이다.2A is a flowchart illustrating a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization according to a second aspect of the present invention.
도 2a를 참조하면, 먼저 기판의 일면에 1차적으로 보호막 패턴을 형성한다(S110). 다음으로, 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S120). Referring to FIG. 2A, first, a protective film pattern is first formed on one surface of a substrate (S110). Next, the substrate on which the protective film pattern is formed is anodized to form an oxide layer on a portion without the protective film pattern (S120).
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
이런 방식으로 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한다(S130).In this manner, when anodization is performed to a desired depth, the protective film pattern is removed (S130).
이 때 3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요한 경우에는 보호막 패턴의 형태를 변경해가며 상기 단계(S110 내지 S130)를 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여, 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S140, S150).In this case, when the structure of the three-dimensional structure is complicated and more oxide layers having one or more depths are required, the steps (S110 to S130) may be repeatedly performed one or more times sequentially by changing the shape of the protective film pattern, and thus the plurality of different depths may be used. An oxide layer is formed (S140, S150).
기판의 일면에 상기와 같이 선택적 양극 산화가 완료되면, 다음 과정으로, 상기 산화층 또는 산화층의 일부 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 제거하여 기판의 일면에 관한 3차원 구조물을 제조한다(S160).When the selective anodic oxidation is completed as described above on one surface of the substrate, a three-dimensional structure of one surface of the substrate is manufactured by removing one of the oxide layer, a portion of the oxide layer, or a portion of the substrate (S160).
다음으로, 기판을 뒤집어(S170) 기판의 타면에 상기 과정을 반복한다.Next, the substrate is turned over (S170) and the above process is repeated on the other surface of the substrate.
즉, 기판의 타면에 원하는 보호막 패턴을 형성하고(S180), 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S190).That is, a desired protective film pattern is formed on the other surface of the substrate (S180), and the oxide layer is formed on a portion where the protective film pattern does not exist by anodizing the substrate on which the protective film pattern is formed (S190).
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
마찬가지로, 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한다(S200).Similarly, when anodization is performed to a desired depth, the protective film pattern is removed (S200).
기판의 타면에도 3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요한 경우에는 보호막 패턴의 형태를 변경해가며 상기 단계(S180 내지 S200)를 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여, 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S210, S220).If the structure of the three-dimensional structure is also complicated on the other side of the substrate, and if an oxide layer having one or more depths is needed, the shape of the protective film pattern is changed, and the steps S180 to S200 are repeated one or more times in succession, so that the depth is different. A plurality of oxide layers are formed (S210, S220).
기판의 타면에 상기와 같이 선택적 양극 산화가 완료되면, 다음 과정으로, 상기 산화층 또는 산화층의 일부 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하여 기판의 타면에 관한 3차원 구조물을 제조한다(S230).When the selective anodic oxidation is completed as described above on the other side of the substrate, a next process is performed to remove a portion of the oxide layer or a portion of the oxide layer or a portion of the substrate with a corrosion solution to prepare a three-dimensional structure on the other side of the substrate (S230). ).
상기와 같은 과정을 거쳐 최종적인 3차원 구조물이 제조된다.Through the above process, the final three-dimensional structure is manufactured.
여기서, 전체 과정 중에 어느 하나의 단계 전후에 전기도금 공정을 이용하여 상기 기판상에 도금 구조물을 형성할 수 있다.Here, the plating structure may be formed on the substrate using an electroplating process before and after any one step of the whole process.
또한, 부식액으로 제거하기 전에 기판의 일면 또는 타면 또는 양면에 보호막 패턴을 더 형성할 수 있다.In addition, a protective film pattern may be further formed on one side or the other side or both sides of the substrate before the removal with the corrosion solution.
그리고, 부식액으로 제거한 후에 상기 기판의 일부를 양극 산화시켜 부분적으로 절연시킬 수도 있다.After removal with the corrosive solution, a portion of the substrate may be anodized and partially insulated.
다음으로 본 발명에 따른 본 발명의 제 3 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodic oxidation according to the third aspect of the present invention will be described.
앞서 설명한 본 발명의 제 2 특징에 따른 3차원 구조물 제조방법과의 차이점은 다음과 같다.Differences from the three-dimensional structure manufacturing method according to the second aspect of the present invention described above are as follows.
본 발명의 제 2 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 기판의 일면 및 타면 가공시마다 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성되나, 본 발명의 제 3 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 기판의 일면 또는 타면에 산화층을 형성한 후 바로 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 산화층을 형성한 후 바로 식각하여 3차원 구조물의 일부분을 완성하는 것이 차이점이다.The method for manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization according to the second aspect of the present invention is configured to remove an oxide layer or a part of the oxide layer or a part of the substrate every time one side and the other side of the substrate are processed, but according to the third aspect of the present invention. The method of manufacturing a three-dimensional structure using anodization is different in that the oxide layer or a part of the oxide layer or a part of the substrate is immediately removed after forming the oxide layer on one side or the other side of the substrate. In other words, the difference is that a portion of the three-dimensional structure is completed by etching immediately after forming the oxide layer.
도 2b는 본 발명의 제 3 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도이다.2B is a flowchart illustrating a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization according to a third aspect of the present invention.
도 2b를 참조하면, 먼저 기판의 일면에 1차적으로 보호막 패턴을 형성한다(S111). 다음으로, 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S121). Referring to FIG. 2B, first, a protective film pattern is first formed on one surface of a substrate (S111). Next, the substrate on which the protective film pattern is formed is anodized to form an oxide layer on a portion without the protective film pattern (S121).
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
이런 방식으로 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한후, 상기 산화층 또는 산화층의 일부 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하여 3차원 구조물의 일부분을 완성한다(S131).When the anodic oxidation is performed to the desired depth in this manner, after removing the protective film pattern, any one of the oxide layer or part of the oxide layer or a part of the substrate is removed with a corrosion solution to complete a part of the 3D structure (S131).
이 때 3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요한 경우에는 보호막 패턴의 형태를 변경해가며 상기 단계(S111 내지 S131)를 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여, 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S141, S151).In this case, when the structure of the three-dimensional structure is complicated and more oxide layers having one or more depths are required, the steps (S111 to S131) may be repeatedly performed one or more times in succession by changing the shape of the protective film pattern, and thus, a plurality of layers having different depths. An oxide layer is formed (S141, S151).
다음으로, 기판을 뒤집어(S161) 기판의 타면에 상기 과정을 반복한다.Next, the substrate is turned over (S161) and the above process is repeated on the other surface of the substrate.
즉, 기판의 타면에 원하는 보호막 패턴을 형성하고(S171), 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S181).That is, a desired protective film pattern is formed on the other surface of the substrate (S171), and the oxide layer is formed on a portion without the protective film pattern by anodizing the substrate on which the protective film pattern is formed (S181).
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
마찬가지로, 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한후, 상기 산화층 부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 제거하여 3차원 구조물의 일부분을 완성한다(S191).Likewise, when anodization is performed to a desired depth, after removing the protective film pattern, one of the oxide layer part and the part of the substrate is removed to complete a part of the 3D structure (S191).
기판의 타면에도 3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요한 경우에는 보호막 패턴의 형태를 변경해가며 상기 단계(S171 내지 S191)를 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여, 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S201, S211).If the structure of the three-dimensional structure is also complicated on the other surface of the substrate, and if an oxide layer having one or more depths is needed, the shape of the protective film pattern may be changed, and the steps S171 to S191 may be repeatedly performed one or more times in order to have different depths. A plurality of oxide layers are formed (S201, S211).
상기와 같은 과정을 거쳐 최종적인 3차원 구조물이 제조된다.Through the above process, the final three-dimensional structure is manufactured.
여기서, 전체 과정 중에 어느 하나의 단계 전후에 전기도금 공정을 이용하여 상기 기판상에 도금 구조물을 형성할 수 있다.Here, the plating structure may be formed on the substrate using an electroplating process before and after any one step of the whole process.
또한, 부식액으로 제거하기 전에 기판의 일면 또는 타면 또는 양면에 보호막 패턴을 더 형성할 수 있다.In addition, a protective film pattern may be further formed on one side or the other side or both sides of the substrate before the removal with the corrosion solution.
그리고, 부식액으로 제거한 후에 상기 기판의 일부를 양극 산화시켜 부분적으로 절연시킬 수도 있다.After removal with the corrosive solution, a portion of the substrate may be anodized and partially insulated.
다음으로 본 발명에 따른 본 발명의 제 4 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodic oxidation according to the fourth aspect of the present invention will be described.
앞서 설명한 본 발명의 제 1 특징 내지 제 3 특징에 따른 3차원 구조물 제조방법과의 차이점은 다음과 같다.Differences from the three-dimensional structure manufacturing method according to the first to third features of the present invention described above are as follows.
본 발명의 제 1 특징 내지 제 3 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 기판의 양면에 순차적으로 다수의 산화층을 생성한 뒤에 최종적으로 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 한번에 제거하도록 구성되거나 혹은 기판의 일면 및 타면 가공시마다 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성되거나 혹은 기판의 일면 또는 타면에 산화층을 형성한 후 바로 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성되나, 본 발명의 제 4 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법은 기판의 일면 및 타면에 보호막을 패터닝한 후 양면을 동시에 양극산화시켜 산화층을 생성한 뒤에 산화층 또는 산화층의 일부 또는 기판의 일부를 제거하도록 구성된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 산화층을 기판의 양면에 동시에 형성하여 식각하여 3차원 구조물을 제조한다는 것이 차이점이다.In the method for manufacturing a three-dimensional structure using the selective anodization according to the first to third aspects of the present invention, after generating a plurality of oxide layers sequentially on both sides of the substrate, finally, the oxide layer or part of the oxide layer or part of the substrate is removed at once. Or to remove a portion of the oxide layer or part of the oxide layer or a part of the substrate every time the one side and the other side of the substrate is processed, or to remove the part of the oxide layer or the part of the oxide layer or the part of the substrate immediately after forming the oxide layer on one side or the other side of the substrate. Although a three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodization according to the fourth aspect of the present invention, after forming a protective film on one side and the other side of the substrate and then anodizing both sides at the same time to produce an oxide layer or part of the oxide layer or oxide layer or The difference is that they are configured to remove part of the substrate. . That is, the difference is that the oxide layer is simultaneously formed on both surfaces of the substrate to be etched to produce a three-dimensional structure.
도 3은 본 발명의 제 4 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization according to a fourth aspect of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저 기판의 일면 및 타면에 1차적으로 보호막 패턴을 형성한다(S310). 다음으로, 보호막 패턴이 형성된 기판을 양극 산화시켜 기판의 보호막 패턴이 없는 부분에 산화층을 형성한다(S320). Referring to FIG. 3, first, a protective film pattern is first formed on one surface and the other surface of a substrate (S310). Next, the substrate on which the protective film pattern is formed is anodized to form an oxide layer on a portion where the protective film pattern does not exist (S320).
3차원 구조물의 구조가 복잡하여 하나 이상의 깊이를 가진 산화층이 더 필요 한 경우에는 기판의 양면의 보호막 패턴의 형태를 변경해가며 상기 단계(S310 내지 S320)를 순차적으로 1회 이상 반복 수행하여, 깊이가 다른 다수의 산화층을 형성한다(S340).When the structure of the three-dimensional structure is complicated and more oxide layers having one or more depths are required, the steps (S310 to S320) are repeatedly performed one or more times in sequence while changing the shape of the protective film pattern on both sides of the substrate. A plurality of other oxide layers are formed (S340).
이 경우 산화층을 형성한 후에 산화층을 포함하는 기판의 표면을 평탄화하는 평탄화 단계가 더 수행될 수 있다.In this case, after forming the oxide layer, a planarization step of planarizing the surface of the substrate including the oxide layer may be further performed.
이런 방식으로 원하는 깊이까지 양극 산화가 이루어지면 보호막 패턴을 제거한후, 상기 산화층 또는 상기 산화층의 일부분 또는 상기 기판의 일부분 중 어느 하나를 부식액으로 제거하여 3차원 구조물을 완성한다(S360).When the anodic oxidation is performed to the desired depth in this manner, after removing the protective film pattern, one of the oxide layer, a portion of the oxide layer, or a portion of the substrate is removed with a corrosion solution to complete the three-dimensional structure (S360).
이 경우 산화층 위에 다시 다른 형태의 보호막 패턴을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다. 그리고 상기 보호막 패턴은 상기 식각단계 후 제거가능하다.In this case, another step of forming a protective film pattern on the oxide layer may be further performed. The protective layer pattern may be removed after the etching step.
상기와 같은 과정을 거쳐 최종적인 3차원 구조물이 제조된다.Through the above process, the final three-dimensional structure is manufactured.
여기서, 전체 과정 중에 어느 하나의 단계 전후에 전기도금 공정을 이용하여 상기 기판상에 도금 구조물을 형성할 수 있다.Here, the plating structure may be formed on the substrate using an electroplating process before and after any one step of the whole process.
또한, 부식액으로 제거하기 전에 기판의 일면 또는 타면 또는 양면에 보호막 패턴을 더 형성할 수 있다.In addition, a protective film pattern may be further formed on one side or the other side or both sides of the substrate before the removal with the corrosion solution.
그리고, 부식액으로 제거한 후에 상기 기판의 일부를 양극 산화시켜 부분적으로 절연시킬 수도 있다.After removal with the corrosive solution, a portion of the substrate may be anodized and partially insulated.
다음으로, 도 4 내지 도 8은 참조하여 본 발명에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법의 구체적인 실시예들을 설명한다. 도 4 내지 도 8은 3차원 구조물인 프로브를 제조하는 다양한 실시예들이다.Next, Figures 4 to 8 will be described with reference to specific embodiments of the manufacturing method of the three-dimensional structure using the selective anodic oxidation according to the present invention. 4 to 8 are various embodiments of manufacturing a probe that is a three-dimensional structure.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 1 실시예가 도시된 도이다. Figure 4 is a diagram showing a first embodiment of a three-dimensional structure manufacturing method according to the present invention.
먼저, 도 4의 (a)와 같이 도체 기판(10)이 준비된다.First, the
도 4의 (b)는 보호막(11) 패턴을 이용하여 기판(10)을 선택적으로 양극 산화하는 공정을 설명하기 위한 단면도로 상기 보호막(11)은 SixNy 또는 SiO2 또는 Cr 또는 Ta 또는 PR(Photoresist)와 같은 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호막(11)을 원하는 소정의 형상으로 패터닝 한 후, 상기 기판의 보호막 없이 노출된 부분만 소정의 깊이만큼 양극 산화를 하여 제 1 산화막(12)을 형성한다.4B is a cross-sectional view illustrating a process of selectively anodizing the
도 4의 (c)는 제 2 산화막(13)을 형성하는 단계를 나타내는 것으로, 제 1 산화막(12) 형성시 이용했던 보호막(11)을 제거하고, 제 2 산화막(13)을 형성하기 위한 보호막을 다시 패터닝한 후, 도 3의 (b)와 같이 양극 산화 공정 과정을 다시 거쳐서 제 2 산화막(13)을 형성하게 된다.FIG. 4C illustrates a step of forming the
본 발명이 제안한 방법에 따라 기판의 하부면도 상기와 같은 동일한 과정을 반복적으로 수행한다.According to the method proposed by the present invention, the same bottom surface of the substrate is repeatedly performed.
도 4의 (d)는 상기 기판의 하부면을 보호막(11)으로 패터닝하고 선택적 양극 산화를 시켜 제 3 산화막(14)을 만드는 단계를 설명하는 도면이다.FIG. 4D illustrates a step of forming the
도 4의 (e)는 도 4의 (d)의 제 3 산화막(14)을 형성한 후 상기 보호막을 제 거하고 상기 기판의 상부면 및 하부면에 상기 산화층의 일부분 또는 상기 기판의 일부분을 선택적으로 제거하기 위해 상기 기판에 보호막 패턴을 형성한 모습을 나타내는 단면도이다.FIG. 4E illustrates that after forming the
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상기와 같은 단계를 거쳐 생성된 3차원 구조물은 전기도금으로 형성된 팁과 바디 그리고 범프를 포함하는 것으로 전기적 접촉이 가능한 프로브로 사용될 수 있다.The three-dimensional structure generated through the above steps may be used as a probe capable of electrical contact by including a tip, a body and a bump formed by electroplating.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 2 실시예가 도시된 도이다. 마찬가지로 상기 제 1 실시예와 같이 3차원 구조물인 프로브의 제작 과정이 도시된 도이다.5 is a view showing a second embodiment of a method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention. Similarly, a manufacturing process of a probe having a three-dimensional structure as in the first embodiment is shown.
먼저, 도 5의 (a)와 같이 도체 기판(10)이 준비된다.First, the
도 5의 (b)는 보호막(11) 패턴을 이용하여 기판(10)을 선택적으로 양극 산화하는 공정을 설명하기 위한 단면도로 상기 보호막(11)은 SixNy 또는 SiO2 또는 Cr 또는 Ta 또는 PR(Photoresist)와 같은 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 5B is a cross-sectional view illustrating a process of selectively anodizing the
상기 보호막(11)을 임의의 형상으로 패터닝 한 후, 상기 기판에서 보호막 없이 노출된 부분만 임의의 깊이만큼 양극 산화를 하여 제 1 산화막(12)을 형성한다.After the
도 5의 (c)는 제 2 산화막(13)을 형성하는 단계를 나타내는 것으로, 제 1 산화막(12) 형성시 이용했던 보호막(11)을 제거하고, 제 2 산화막(13)을 형성하기 위한 보호막을 다시 패터닝한 후, 도 5의 (b)와 같이 양극 산화 공정 과정을 다시 거쳐서 제 2 산화막(13)을 형성하게 된다.FIG. 5C illustrates a step of forming the
도 5의 (d)는 상기 단계를 거쳐 생성된 다수의 산화막(12,13)을 부식액을 이용하여 제거한 모습을 나타낸다. 이렇게 먼저 기판의 일면에 대한 가공을 마친다음 기판의 타면을 가공한다. 5 (d) shows a state in which a plurality of
본 발명이 제안한 방법에 따라 기판의 하부면도 상기 방법을 반복적으로 수행한다. According to the method proposed by the present invention, the bottom surface of the substrate is repeatedly performed.
도 5의 (e)는 상기 기판의 하단부를 보호막(11)을 이용하여 패터닝하고 선택적 양극 산화를 시켜 제 3 산화막(14)을 만드는 단계를 설명하는 도면이다.FIG. 5E illustrates a step of forming the
도 5의 (f)는 상기와 같이 선택적 양극 산화에 의해 제작된 기판(10)의 보호막(11)이 제거가 된 후, 상기 제 3 산화층(14)을 식각할 수 있는 부식액에 넣어 상기 산화층을 제거하는 단계를 설명하는 도면이다.5 (f) shows that the oxide layer is placed in a corrosion solution capable of etching the
도 5의 (g)는 상기 만들어진 3차원 구조물에 추가적으로 상기 구조물의 일부를 양극산화시켜 부분 절연(10d)시킨 모습을 나타내는 도면으로, 팁(10a)과 바디(10b) 그리고 범프(10c), 절연부(10d)를 포함하는 3차원 형상을 나타내는 도면이다.5 (g) is a view showing a portion of the structure in addition to the three-dimensional structure anodized and partially insulated (10d), the tip (10a) and the body (10b) and bump (10c), insulation It is a figure which shows the three-dimensional shape containing the
도 6은 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 3 실시예가 도시된 도이 다. 마찬가지로 3차원 구조물의 일례로 프로브의 제작 과정이 도시된 도이다.6 is a view showing a third embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention. Similarly, the manufacturing process of the probe is shown as an example of the three-dimensional structure.
먼저, 도 6의 (a)와 같이 도체 기판(10)이 준비된다.First, the
도 6의 (b)는 보호막(11) 패턴을 이용하여 기판(10)을 선택적으로 양극 산화하는 공정을 설명하기 위한 단면도로 상기 보호막(11)은 SixNy 또는 SiO2 또는 Cr 또는 Ta 또는 PR(Photoresist)와 같은 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호막(11)을 임의의 형상으로 패터닝 한 후, 상기 기판의 원하는 깊이만큼 양극 산화를 하여 제 1 산화막(12) 형성을 나타낸다. 6B is a cross-sectional view illustrating a process of selectively anodizing the
도 6의 (c)는 제 2 산화막(13)을 형성하는 단계를 나타내는 것으로, 제 1 산화막(12) 형성시 이용했던 보호막(11)을 제거하고, 제 2 산화막(13)을 형성하기 위한 보호막을 다시 패터닝한 후, 도 6의 (b)와 같이 양극 산화 공정 과정을 다시 거쳐서 제 2 산화막(13)을 형성하게 된다.FIG. 6C illustrates a step of forming the
본 발명이 제안한 방법에 따라 기판의 하부면도 상기 방법을 반복적으로 수행한다.According to the method proposed by the present invention, the bottom surface of the substrate is repeatedly performed.
도 6의 (d)와 도 6의 (e)는 상기 기판의 하부면에 보호막(11)을 패터닝하고 선택적 양극 산화를 시켜 제 3 산화막(14), 제 4 산화막(15)을 만드는 단계를 설명하는 도면이다.6 (d) and 6 (e) illustrate the steps of forming the
도 6의 (f)는 도 5의 (e)의 제 4 산화막(15)을 형성한 후 상기 보호막을 제거하고 상기 기판의 상부면에 사진식각 공정을 이용하여 주형(16)을 만들고 상기 기판의 하단부에 전류를 걸어주어 전기도금 공정을 실시하여 추가적인 도금 구조 물(10a')을 만든 모습을 나타내는 단면도이다.FIG. 6F illustrates that after forming the
마지막으로 도 6의 (g)는 상기 산화층(12,13,14,15)만 식각할 수 있는 부식액에 넣어 상기 산화층을 제거한 후 남은 3차원 형상의 프로브를 나타낸다.6 (g) shows a three-dimensional probe remaining after removing the oxide layer by adding the
상기 3차원 구조물은 전기도금으로 형성된 팁(10a')과 바디(10b) 그리고 범프(10c)를 포함하는 것으로 전기적 접촉이 가능한 프로브로 사용될 수 있다.The three-dimensional structure includes a tip (10a '), the body (10b) and the bump (10c) formed by electroplating can be used as a probe capable of electrical contact.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 4 실시예가 도시된 도이다. 마찬가지로 3차원 구조물의 일례로 프로브의 제작 과정이 도시된 도이다.7 is a view showing a fourth embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention. Similarly, the manufacturing process of the probe is shown as an example of the three-dimensional structure.
먼저, 도 7의 (a)와 같이 도체 기판(10)이 준비된다.First, as shown in FIG. 7A, the
도 7의 (b)과 도 7의 (c)는 보호막(11) 패턴을 이용하여 기판(10)을 선택적으로 양극 산화하는 공정을 설명하기 위한 단면도로 상기 보호막(11)은 SixNy 또는 SiO2 또는 Cr 또는 Ta 또는 PR(Photoresist)와 같은 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 7B and 7C are cross-sectional views illustrating a process of selectively anodizing the
도 7의 (d)는 상기 기판의 양면에 보호막(11)을 임의의 형상으로 패터닝 한 후, 상기 기판을 동시에 상기 기판의 원하는 깊이만큼 양극 산화를 하여 상기 기판의 일면 및 타면에 제 1 산화막(12) 형성을 나타낸다. FIG. 7D illustrates that the
마지막으로 도 7의 (e)는 상기 산화층(12) 식각할 수 있는 부식액에 넣어 상기 산화층을 제거한 후 남은 3차원 형상의 프로브를 나타낸다.Finally, FIG. 7E shows a probe having a three-dimensional shape remaining after removing the oxide layer in an etchant that can etch the
상기 3차원 구조물은 전기도금으로 형성된 팁(10a)과 바디(10b) 그리고 범 프(10c)를 포함하는 것으로 전기적 접촉이 가능한 프로브로 사용될 수 있다.The three-dimensional structure includes a tip (10a) and the body (10b) and bump (10c) formed by electroplating can be used as a probe capable of electrical contact.
도 8은 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 5 실시예가 도시된 도이다. 8 is a view showing a fifth embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention.
먼저, 도 8의 (a)와 같이 도체 기판(10)이 준비된다.First, the
도 8의 (b)는 보호막(11) 패턴을 이용하여 기판(10)을 선택적으로 양극 산화하는 공정을 설명하기 위한 단면도로 상기 보호막(11)은 Si3N4 또는 SiO2 또는 Cr 또는 Ta와 같은 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호막(11)을 임의의 형상으로 패터닝 한 후, 상기 기판의 보호막 없이 노출된 부분만 임의의 깊이만큼 양극 산화를 하여 제 1 산화막(12)을 형성한다. 8B is a cross-sectional view illustrating a process of selectively anodizing the
도 8의 (c)는 선택적 양극 산화에 의해 제작된 기판(10)의 하부에 다시 보호막(11)을 패터닝을 한 후, 상기 기판의 상기 산화층을 제외한 부분만을 선택적으로 식각하는 부식액을 이용하여 상기 기판의 특정 위치, 깊이만큼만 식각하여 상기 기판의 일부분을 제거하는 단계를 거친다. FIG. 8C illustrates that the
도 8의 (d)는 상기 선택적 양극 산화된 부분과 선택적 식각된 상기 기판으로 이루어진 3차원 구조물을 나타낸다.8D shows a three-dimensional structure consisting of the selective anodized portion and the selectively etched substrate.
이상과 같이 본 발명에 의한 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다. As described above with reference to the illustrated drawings illustrating a three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodization according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, the scope of the technical idea is protected It can be applied within.
도 1 은 본 발명의 제 1 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도,1 is a flow chart illustrating a three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodization according to a first aspect of the present invention,
도 2a는 본 발명의 제 2 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도,Figure 2a is a flow chart illustrating a three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodization according to a second aspect of the present invention,
도 2b는 본 발명의 제 3 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도,2b is a flowchart illustrating a method of manufacturing a three-dimensional structure using selective anodization according to a third aspect of the present invention;
도 3은 본 발명의 제 4 특징에 따른 선택적 양극 산화를 이용한 3차원 구조물 제조방법이 도시된 순서도,3 is a flow chart illustrating a three-dimensional structure manufacturing method using a selective anodization according to a fourth aspect of the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 1 실시예가 도시된 도,4 is a view showing a first embodiment of a method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 2 실시예가 도시된 도,5 is a view showing a second embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 3 실시예가 도시된 도,6 is a view showing a third embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 4 실시예가 도시된 도,7 is a view showing a fourth embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 3차원 구조물 제조방법의 제 5 실시예가 도시된 도이다.8 is a view showing a fifth embodiment of the method of manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
10: 기판 10a, 10a': 프로브의 팁10:
10b: 프로브의 바디 10c: 프로브의 범프10b: body of the
10d: 절연부10d: insulation
11: 보호막 12: 제 1 산화막11: protective film 12: first oxide film
13: 제 2 산화막 14: 제 3 산화막 13: second oxide film 14: third oxide film
15: 제 4 산화막 16: 주형15: fourth oxide film 16: template
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| KR20060058471A (en) * | 2004-11-25 | 2006-05-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of fabricating vertical mos transistor |
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| KR20090013413A (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | Fabricating method of 3d shape structure having hydrophobic inner surface |
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