KR20000006852A

KR20000006852A - Method of Metal Patterning on the Wafer using Shadow Mask

Info

Publication number: KR20000006852A
Application number: KR1019990049288A
Authority: KR
Inventors: 김창태
Original assignee: 김창태; 경봉반도체 주식회사
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2000-02-07

Abstract

PURPOSE: A method is provided to improve metal pattern formation process. CONSTITUTION: A method is comprises the steps of: performing wet or dry etching a silicon wafer through a photolithography process according to a wanted pattern; removing remained photoresist, filling a photoresist to the whole of the wafer; performing backside etching through a backside photolithography process; constructing a shadow mask by removing remained photoresist; and performing a thermal or an e-beam deposition by using the constructed shadow mask.

Description

Method of forming metal pattern on wafer using shadow mask {Method of Metal Patterning on the Wafer using Shadow Mask}

본 발명은 Shadow Mask를 이용 Wafer 상에 금속 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, Wafer 상에 광리소그래피 공정 없이 금속 패턴을 형성하는 것이다.The present invention relates to a method of forming a metal pattern on a wafer using a shadow mask, wherein the metal pattern is formed on the wafer without an optical lithography process.

도 1은 종래의 Wafer(3) 상에 금속 패턴을 형성하는 개념도 이다.1 is a conceptual diagram of forming a metal pattern on a conventional wafer (3).

Wafer 상에 금속 패턴을 형성하는 종래의 기술에는 광리소그래피 공정을 이용하였다. 포토레지스트(1)를 이용하여 금속(2)이 증착된 Wafer위에 패턴이 새겨진 마스크(Mask)(6)를 가지고 광리소그래피 장비를 이용 마스크에 새겨진 패턴을 Wafer위에 전사(transfer)시킨다. 마스크를 지나 포토레지스트에 전사된 빛에 의하여 포토레지스트의 화학적 성분이 변한다. 이후 현상(Development)공정과 식각공정을 거치면 Wafer위에 금속 패턴이 형성된다.A photolithography process is used in the conventional technique of forming a metal pattern on a wafer. The photoresist 1 has a mask 6 engraved on the wafer on which the metal 2 is deposited, and the photolithography equipment transfers the pattern engraved on the mask onto the wafer. Light transferred through the mask to the photoresist changes the chemical composition of the photoresist. After the development process and etching process, a metal pattern is formed on the wafer.

이러한 금속증착을 할 경우 고가의 광리소그래피 노광장비와 광리소그래피, 현상등 여러 공정 단계를 거쳐야 하므로 고비용으로서만 금속증착이 가능하다.In the case of such metal deposition, it is necessary to go through various process steps such as expensive photolithography exposure equipment, optical lithography, and development, and thus metal deposition is possible only at high cost.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 Shadow Mask를 이용한 Wafer상에 금속 패턴을 형성하는 방법은 필요한 패턴형성의 정확도는 유지하면서 포토마스크 대신 Shadow Mask를 사용하므로 써 저 비용으로 금속증착 공정을 효과적으로 하는데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the method of forming a metal pattern on the wafer using the shadow mask of the present invention devised to solve the above problems is a metal deposition process at a low cost by using a shadow mask instead of a photo mask while maintaining the required pattern formation accuracy The purpose is to make it effective.

도 1은 종래의 금속패턴 형성 방법도1 is a conventional method for forming a metal pattern

도 2는 본 발명에 따른 Shadow Mask 제작방법2 is a shadow mask manufacturing method according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 Shadow Mask를 이용한 Wafer상에 금속 패턴을 형성하는 순서도3 is a flow chart for forming a metal pattern on a wafer using a shadow mask according to the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1, 4, 7, 9, 10, 11 : 포토레지스트1, 4, 7, 9, 10, 11: photoresist

2, 5, 14 : 금속(Metal)2, 5, 14: Metal

3, 8, 12 : 반도체 Wafer3, 8, 12: Semiconductor Wafer

6 : 포토마스크6: photomask

13 : Shadow mask13: Shadow mask

15 : 금속소스(metal source)15: metal source

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 Shadow Mask를 이용한 Wafer위에 금속 패턴을 형성하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 Shadow Mask를 제작하는 단계와 완성된 Shadow Mask를 이용한 Wafer위에 금속 패턴을 형성하는 단계이다.Method for forming a metal pattern on the wafer using the Shadow Mask of the present invention for achieving the above object can be largely divided into two. The first step is to make a shadow mask and to form a metal pattern on the wafer using the completed shadow mask.

도 2(가)는 본 발명에 따른 Wafer에 광리소그래피 또는 e-beam 리소그래피 공정을 통해 포토레지스트 또는 e-beam 레지스트 패턴을 형성한 그림이다.2 (a) is a figure in which a photoresist or an e-beam resist pattern is formed on a wafer according to the present invention through an optical lithography or an e-beam lithography process.

도 2(가)에 나타낸 것과 같이 Shadow Wafer를 제작하는 첫 번째 단계로서 광리소그래피 공정을 거쳐 실제 금속 패턴과 같은 모양의 포토레지스트 패턴을 형성한 것이다. 포토레지스트의 패턴 모양은 금속 증착할 패턴의 모양에 따라서 다를 수 있다.As shown in FIG. 2A, a first step of fabricating a shadow wafer is a photolithography process to form a photoresist pattern shaped like an actual metal pattern. The pattern shape of the photoresist may vary depending on the shape of the pattern to be metal deposited.

도 2(나)는 본 발명에 따른 Wafer를 습식 또는 건식 식각한 단면도이다.Figure 2 (b) is a cross-sectional view of the wet or dry etching the wafer according to the present invention.

도 2(나)에 나타낸 바와 같이 Shadow Mask를 제작하는 두 번째 단계로서 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 식각을 하면 포토레지스트가 있는 부분은 식각이 되지 않고 없는 부분은 식각이 되어 도2(나)와 같은 모양이 된다.As shown in FIG. 2 (b), the second step of manufacturing the shadow mask is etching the photoresist pattern as a protective film, and the part with the photoresist is not etched and the part without the etching is etched. It looks the same.

도 2(다)는 본 발명에 따른 Wafer 식각 후 포토레지스트를 제거한 단면도이다.Figure 2 (C) is a cross-sectional view of removing the photoresist after wafer etching according to the present invention.

도 2(다)에서 나타낸 바와 같이 식각 후 남아 있는 포토레지스트를 제거하는 PR strip 공정을 거쳐 포토레지스트를 완전히 제거한 상태이다.As shown in FIG. 2 (c), the photoresist is completely removed through a PR strip process of removing the photoresist remaining after etching.

도 2(라)는 본 발명에 따른 Wafer 전체에 포토레지스트를 채운 단면도이다.2 (d) is a cross-sectional view of a photoresist filled with an entire wafer according to the present invention.

도 2(라)에서 나타낸 바와 같이 Wafer 전체에 포토레지스트를 고루 (Uniformity) 입힌다.As shown in FIG. 2 (d), photoresist is uniformly coated on the entire wafer.

도 2(마)는 본 발명에 따른 Backside 광리소그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성한 단면도 이다.2 (E) is a cross-sectional view of a photoresist pattern formed by a backside photolithography process according to the present invention.

도 2(마)에서 나타낸 바와 같이 포토레지스를 고루 입힌 Wafer의 반대면에 광리소그래피 공정을 거쳐 도2(마)와 같은 패턴을 형성한다. 패턴의 모양은 식각하고자 하는 부위나 모양에 따라 다를 수 있다.As shown in FIG. 2 (M), a pattern as shown in FIG. 2 (M) is formed through an optical lithography process on the opposite side of the wafer coated with the photoresist. The shape of the pattern may vary depending on the part or shape to be etched.

도 2(바)는 습식 또는 건식 식각 공정으로 Backside 식각을 한 단면도 이다.Figure 2 (bar) is a cross-sectional view of the backside etching in a wet or dry etching process.

도 2(바)에서 나타낸 바와 같이 포토레지스트 패턴을 보호막으로 하여 식각을 하면 포토레지스트가 없는 부분은 식각이 되어 도2(바)와 같은 모양이 된다.As shown in FIG. 2 (bar), when the photoresist pattern is etched as a protective film, the portion without the photoresist is etched to have a shape as shown in FIG.

도 2(사)는 Wafer에 남아 있는 포토레지스트를 모두 제거한 후 완성된 Shadow Mask 단면도이다.Figure 2 (g) is a cross-sectional view of the completed Shadow Mask after removing all the photoresist remaining in the wafer.

도 2(사)에서 나타낸 바와 같이 Wafer에 남아 있는 포토레지스트를 모두 제거하면 Shadow Mask가 완성된다.As shown in FIG. 2 (G), when the photoresist remaining in the wafer is removed, the shadow mask is completed.

도 3(가)는 금속 패턴을 형성 하려는 Wafer를 Shadow Mask 뒤에 둔 단면도 이다.3 (a) is a cross-sectional view of a wafer to form a metal pattern behind a shadow mask.

도 3(가)에 나타낸 바와 같이 금속 패턴을 형성 하고자 하는 Wafer를 Shadow Mask 뒤에 둔다.As shown in FIG. 3 (a), a wafer to form a metal pattern is placed behind a shadow mask.

도 3(나)는 Wafer에 Thermal 또는 e-beam 증착으로 금속을 증착한 단면도이다.Figure 3 (b) is a cross-sectional view of the metal deposited on the wafer by thermal or e-beam deposition.

도 3(나)에 나타낸 바와 같이 금속 패턴을 형성 하고자 하는 Wafer에 Shadow Mask가 보호막 역할을 하여 Shadow Mask의 패턴 모양과 같은 모양의 금속 패턴이 Wafer위에 증착되어 금속 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 3 (b), a shadow mask serves as a protective film on a wafer to form a metal pattern, and a metal pattern having a shape similar to that of a shadow mask is deposited on the wafer to form a metal pattern.

도 3(다)는 Shadow Mask를 제거한 후 금속패턴이 형성된 완성된 Wafer 단면도이다.3 (c) is a cross-sectional view of a completed wafer in which a metal pattern is formed after removing the shadow mask.

상술한 바와 같이 본 발명의 Shadow Mask를 이용한 Wafer상에 금속 패턴을 형성하는 방법은 Wafer를 원하는 패턴에 따라 광리소그래피 공정을 거쳐 건식 또는 습식 식각을 한 후 남아 있는 포토레지스트를 제거하고 다시 포토레지스트를 Wafer전체에 채우고 Backside 광리소그래피 공정을 거쳐 Backside 식각을 한 다음 남아 있는 포토레지스트를 제거하여 완성된 Shadow Mask를 이용하여 기존의 광리소그래피 공정이 없이 Thermal 또는 e-beam 증착 공정을 통해 저 비용으로 Wafer상에 금속 패턴을 형성할 수 있다.As described above, the method of forming the metal pattern on the wafer using the shadow mask of the present invention removes the remaining photoresist after dry or wet etching through a photolithography process according to the desired pattern of the wafer and again removes the photoresist. Fill the entire wafer and backside etch through backside photolithography process, remove remaining photoresist and use shadow mask to complete the wafer at low cost through thermal or e-beam deposition process without conventional photolithography process A metal pattern can be formed in the.

Claims

Dry or wet etch through photolithography process according to the desired pattern of wafer, remove remaining photoresist, fill photoresist all over Wafer, backside etch through backside photolithography process, and remove remaining photoresist To form a completed shadow mask

The method of claim 1,

How to make shadow mask using silicon wafer

The method of claim 1,

Method of forming metal pattern on wafer by thermal deposition or e-beam deposition without photolithography process using shadow mask