KR20140036130A - 에칭 마스크 부착 기재 및 그 제조 방법 - Google Patents

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신타로 스가와라
타츠오 시게타
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가부시키가이샤 씽크. 라보라토리
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Abstract

고정밀 패터닝을 가능하게 한 에칭 마스크 부착 기재 및 그 제조 방법을 제공한다.
기재의 표면에 감광재를 도포하고 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 기재의 표면에 DLC 패턴이 형성되도록 했다.

Description

에칭 마스크 부착 기재 및 그 제조 방법{SUBSTRATE HAVING ETCHING MASK AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 DLC(다이아몬드라이크카본)에 의해 패터닝을 한 에칭 마스크 부착 기재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 부품 및 인쇄회로기판과 같은 전자 부품 등의 공업 제품을 제조함에 있어서, 기판상에 에칭 마스크를 패터닝하고, 상기 에칭 마스크 이외의 영역을 에칭하여 고정밀 패터닝을 실시하는 것이 실시되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2).
이 에칭 마스크 형성은, 예를 들어, 금속층의 표면에 감광재에 의한 감광층을 형성한 후 노광에 의해 상기 감광층에 노광부와 비노광부를 형성하고, 상기 노광부와 상기 비노광부의 현상액에 대한 용해성의 차이를 이용하여 현상하고, 에칭 마스크를 형성하는 것이 실시되고 있다.
그러나, 최근에는 전자 부품의 정밀화에 따라, 보다 고정밀 패터닝의 실현이 요구되고 있으며, 이에 따라, 에칭 마스크에 대해서도 고정밀 패터닝이 필요하게 되고 있다.
(특허 문헌 1) 특개2001-160547호 공보 (특허 문헌 2) 특개2006-113498호 공보 (특허 문헌 3) 특개2009-093170호 공보
본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고정밀 패터닝을 가능하게 한 에칭 마스크 부착 기재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기위한, 본 발명의 에칭 마스크 부착 기재는, 기재의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하며, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리시켜서, 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이렇게 하여, 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리시키기 때문에 고정밀 패터닝이 가능해진다. 즉, 본 발명에서는, 이른바 리프트 오프라고 불리는 방법을 이용하고 있기 때문에, 사이드 에칭 문제가 발생하지 않아, 에칭에 의해 DLC 패턴을 형성하는 경우에 비해 고정밀을 구현할 수 있다.
상기 감광재가 도포되는 기재가, Cu, Ag, Al, Au, Pt, Pd, Zn, Mg, Fe, 스테인리스 강, Ni, Ni-Cr, Sn, Ti, Ti합금, Si, SiO2, 유리 , Cr, Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 적어도 하나의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기재가, 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 이루어진 쿠션층을 갖추는 것이 바람직하다. 즉, 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 이루어진 쿠션층상에 기재를 형성해도 된다. 상기 쿠션 층으로는, 실리콘 고무 등의 합성 고무 및 폴리우레탄, 폴리스티렌 등의 탄력성 있는 합성수지를 사용할 수 있다. 이 쿠션 층의 두께는 쿠션성 즉 탄력성을 부여할 수 있는 두께로 있으면 되고, 특별한 제한은 없지만, 예를 들어 1cm ~ 5cm 정도의 두께면 충분하다. 고무 또는 쿠션성을 가진 수지로 이루어진 쿠션 층을 갖춘 기재의 예로는, 예를들어, 특허 문헌 3에 기재된 그라비아 판 등이 있다.
상기 감광재로는, 포지티브형 감광성 조성물 또는 네가티브형 감광성 조성물 모두 적용 가능하지만, 네가티브형 감광성 조성물이 바람직하다.
상기 DLC 피복막의 두께가, 0.1μm ~ 수 10μm인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 0.1μm ~ 20μm가 바람직하고, 0.1μm ~ 5μm가 더욱 바람직하다.
본 발명의 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법은, 기재를 준비하는 공정과, 상기 기재의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정과, 상기 기재와 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 감광재가 도포되는 기재가, Cu, Ag, Al, Au, Pt, Pd, Zn, Mg, Fe, 스테인리스 강, Ni, Ni-Cr, Sn, Ti, Ti 합금, Si, SiO2, 유리, Cr, Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 적어도 하나의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 기재가, 상술한 고무 또는 쿠션성을 가진 수지로 이루어진 쿠션 층을 갖추는 것이 바람직하다. 즉, 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 이루어진 쿠션층상에 기재를 형성해도 된다.
상기 감광재로는, 포지티브형 감광성 조성물 또는 네가티브형 감광성 조성물 모두 적용 가능하지만, 네가티브형 감광성 조성물이 바람직하다.
상기 DLC 피복막의 두께가, 0.1μm ~ 수 10μm인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 0.1μm ~ 20μm가 바람직하고, 0.1μm ~ 5μm가 더욱 바람직하다.
본 발명의 에칭 마스크는, 기재의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하며, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 패턴 부착 제품은, 기판의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하며, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 상기 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하고, 상기 기재를 에칭한 후, 상기 DLC 패턴을 O2 에싱(Ashing) 처리해 제거하여 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 패턴 부착 제품은, 반도체 부품 및 인쇄회로기판과 같은 각종 전자 부품 등 외, 다양한 패턴 부착 공업 제품으로 적용할 수 있다.
본 발명의 패턴 부착 제품의 제조 방법은, 기판의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하며, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 상기 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하고, 상기 기재를 에칭 한 후, 상기 DLC 패턴을 O2 에싱(Ashing) 처리해 제거하여 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고정밀 패터닝을 가능하게 한 에칭 마스크 부착 기재 및 그 제조 방법을 제공 할 수 있다는 현저하게 큰 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 에칭 마스크 부착 기재 및 패턴 부착 제품의 일례를 모식 적으로 나타내는 설명도이고, (a)는 기판의 표면에 감광재를 도포한 상태의 요부 단면도, (b)는 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성한 상태의 요부 단면도, (c)는 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성한 상태의 요부 단면도, (d)는 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리시킨 상태를 나타내는 요부 단면도, (e)는 상기 기재를 에칭한 상태를 나타내는 요부 단면도, (f)는 상기 DLC 패턴을 O2 에싱(Ashing) 처리하여 제거한 상태를 나타내는 요부 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법의 공정 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 패턴 부착 제품의 제조 방법의 공정 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 실시 예에 따른 에칭 마스크 부착 기재의 표면 확대 사진이다.
도 5는 실시 예에 따른 패턴 부착 제품 표면의 확대 사진이다.
다음에 본 발명의 실시 형태를 설명하지만, 이러한 실시의 형태는 예시 적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 기술 사상에서 벗어나지 않는 한 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다.
도 1에서, 부호(10)은 에칭 마스크 부착 기재를 보여준다. 부호(12)는 기재를 나타내고, Cu, Ag, Al, Au, Pt, Pd, Zn, Mg, Fe, 스테인리스 강, Ni, Ni-Cr, Sn, Ti, Ti 합금, Si, SiO2, 유리, Cr, Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 적어도 하나의 재료로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 기재가 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 이루어진 쿠션 층을 갖추어도 된다. 즉, 고무 또는 쿠션성을 가진 수지로 이루어진 쿠션 층상에 기재를 형성해도 된다.
먼저, 기재(12)의 표면에 감광재(14)를 도포한다 (도 1 (a) 및 도 2 스텝 100). 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴(16)을 형성 한다 (도 1 (b) 및 도 2 스텝 102). 감광재로서 이용하는 감광성 조성물은 네가티브형과 포지티브형의 어느 쪽이든 사용 가능하지만, 네가티브형 감광성 조성물을 이용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 기재(12)와 레지스트 패턴(16)의 표면에 DLC 피복막(18)을 형성 한다 (도 1 (c) 및 도 2 스텝 104). DLC 피복막은 CVD (Chemical Vapor Deposition) 법이나 스퍼터 법에 의해 형성되면 된다.
이어서, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 기재 표면에 DLC 패턴(20)을 형성 한다 (도 1 (d) 및 도 2 스텝 106).
또한, 본 발명의 패턴 부착 제품에는, 상술한 스텝 100 ~ 스텝 106후, 상기 기재(12)를 에칭하여 (도 1 (e) 및 도 3의 108), 요부 패턴(22)을 형성하고, 상기 DLC 패턴을 O2 에싱(Ashing) 처리에서 제거한다 (도 1 (f) 및 도 3 스텝 110). 그리고, 마무리로, 요부 패턴이 형성된 기재의 표면을 연마하면, 본 발명의 패턴 부착 제품(24)을 얻을 수 있다.
(실시 예)
이하, 실시 예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 이러한 실시 예는 예시 적으로 나타내는 것으로 한정적으로 해석되어지지 않은 것은 물론이다.
원주 600mm, 면장 1100mm의 판 모재(알루미늄 중공 롤)를 준비하고, 부메랑 라인 (주식회사 싱크 · 레버러토리 제 전자동 레이저 그라비아 제판 롤 제조 장치)을 이용하여 하기의 구리 도금 층 및 니켈 도금 층의 형성까지 실시하였다. 먼저, 판 모재 (알루미늄 중공 롤)를 구리 도금 조에 장착하여, 중공 롤을 도금액에 전몰(全沒)시켜 20A/dm2, 6.0V에서 80μm의 구리 도금 층을 형성했다. 도금 표면은 (부츠)와 (피트)의 발생이 없고, 균일한 구리 도금 층을 얻었다. 이 구리 도금 층의 표면을 4헤드형 연마기 (주식회사 싱크 · 레버러토리 제 연마기)를 이용하여 연마하여 상기 구리 도금 층 표면을 균일 한 연마 면이 되게 했다. 이어, 니켈 도금 조에 장착하여, 도금액에 반몰(半沒)시켜 2A/dm2, 7.0V에서 20μm의 니켈 도금 층을 형성했다. 도금 표면은 (부츠)와 (피트)의 발생이 없고, 균일한 니켈 도금 층을 얻었다. 상기 형성한 니켈 도금 층을 기재로 그 표면에 감광막 (서멀 레지스트 : TSER-NS (주식회사 싱크 레버러토리 제))을 도포 (파운틴코터), 건조했다. 얻어진 감광막의 막두께는 막두께 측정기 (FILLMETRICS사의 F20, 마츠시타 테크노 트레이딩사 제)로 잰 결과, 7μm이었다. 그 다음, 화상을 레이저 노광하고 현상했다. 상기 레이저 노광은, Laser Stream FX를 이용한 노광 조건 300mJ/cm2에서 소정의 패턴 노광을 실시했다. 또한, 상기 현상은, TLD 현상액 (주식회사 싱크 · 레버러토리 제 현상액)을 이용해, 현상액 희석 비율 (원액 1 : 물 7)로, 24℃ 90초 동안 실시하여, 소정의 레지스트 패턴을 형성했다.
상기 니켈 도금 층 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 CVD 법으로 형성했다. 분위기(雰) 아르곤 / 수소 가스 분위기(雰), 원료 가스에 헥사메틸디실록산, 성막 온도 80-120℃, 성막 시간 60분에서, 막두께 0.1μm의 중간 층을 성막했다. 다음으로, 원료 가스에 톨루엔, 성막 온도 80-120℃, 성막 시간 180분에서, 막두께 5μm의 DLC 층을 성막했다.
이어, 상기 기재를 수산화나트륨수용액 중에서 초음파 처리를 30분 실시했다. 그리고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 기재의 표면에 DLC 패턴이 형성된 에칭 마스크 부착 기재를 얻었다.
이 에칭 마스크 부착 기재의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과, 도 4에 나타낸 고정밀 에칭 마스크 부착 기재가 관찰되었다. 도 4에서, DLC 패턴(20)의 선폭은 10μm이었다.
그런 다음, 이 에칭 마스크 부착 기재에 대해, 질산 (5%) + 과산화수소 (5%)의 에칭액을 스프레이 방식으로 도포하고, 기재인 니켈 층에 에칭을 실시했다.
그런 다음, 이 니켈 층에 에칭이 된 에칭 마스크 부착 기재를 처리실로 이동시키고, DLC 패턴(20)에 대해서 O2 에싱(Ashing) 처리를 실시 해, DLC 패턴(20)을 제거했다. 그리고, 요부 패턴(22)이 형성된 니켈 층의 표면을 4헤드형 연마기 (주식회사 싱크 · 레버러토리 제 연마기)를 사용하여 연마하여, 도 5에 나타낸 고정밀 패턴 부착 제품을 얻었다. 도 5에서 이 패턴 부착 제품의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과, 요부 패턴(22)의 선폭은 14μm이고, 깊이는 5μm이었다.
또한, Cu, Ag, Al, Au, Pt, Pd, Zn, Mg, Fe, 스테인리스 강, Ni-Cr, Sn, Ti, Ti 합금, Si, SiO2, 유리, Cr 및 Mo를 각각 기재로 한 것 에 대해서도 상기 Ni의 실시 예와 마찬가지로 에칭 마스크 부착 기재을 제작 하였다. 이러한 에칭 마스크 부착 기재의 표면을 광학 현미경으로 관찰한 결과, 고정밀 에칭 마스크 부착 기재가 관찰되었다.
또한, 기재로서, 실리콘 고무상에 두께 0.4mm의 니켈 슬리브를 감착(嵌着)하는 롤을 사용한 것 이외에는 상기 Ni의 실시 예와 마찬가지로 에칭 마스크 부착 기재를 제작 하였다. 즉, 실리콘 고무로 이루어진 쿠션 층을 갖춘 기재를 사용하여, 실시 예와 마찬가지로 에칭 마스크 부착 기판을 제작 하였다. 얻어진 에칭 마스크 부착 기재를 전자 현미경으로 관찰한 결과, 고정밀 DLC 패턴이 관찰되었다.
10 : 에칭 마스크 부착 기재, 12 : 기재,
14 : 감광재, 16 : 레지스트 패턴,
18 : DLC 피복막, 20 : DLC 패턴,
22 : 요부 패턴, 24 : 패턴 부착 제품.

Claims (14)

  1. 기재의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하며, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 마스크 부착 기재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감광재가 도포되는 기재가 Cu, Ag, Al, Au, Pt, Pd, Zn, Mg, Fe, 스테인리스 강, Ni, Ni-Cr, Sn, Ti, Ti 합금, Si, SiO2, 유리 , Cr, Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기재가, 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 이루어진 쿠션층을 갖춘 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광재가, 네가티브형 감광성 조성물인 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DLC 피복막의 두께가 0.1μm ~ 수 10μm인 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 에칭 마스크 부착 기판을 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 제품.
  7. 기재를 준비하는 공정;
    상기 기재의 표면에 감광재를 도포하고 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정;
    상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하는 공정; 및
    상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리시키는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 감광재가 도포되는 기재가, Cu, Ag, Al, Au, Pt, Pd, Zn, Mg, Fe, 스테인리스 강, Ni, Ni-Cr, Sn, Ti, Ti 합금, Si, SiO2, 유리 , Cr, Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 기재가, 고무 또는 쿠션성을 가지는 수지로 이루어진 쿠션층을 갖춘 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광재가, 네가티브형 감광성 조성물인 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DLC 피복막의 두께가, 0.1μm ~ 수 10μm인 것을 특징으로 하는, 에칭 마스크 부착 기재의 제조 방법.
  12. 기재의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하며, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 기재 표면에 DLC 패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 마스크.
  13. 기재의 표면에 감광재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성하며, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 상기 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하고, 상기 기재를 에칭 한 후, 상기 DLC 패턴을 O2 에싱(Ashing) 처리로 제거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 부착 제품.
  14. 기재의 표면에 감광 재를 도포하고, 노광 · 현상 하여 레지스트 패턴을 형성며, 상기 기재 및 레지스트 패턴의 표면에 DLC 피복막을 형성하고, 상기 레지스트 패턴상에 형성된 DLC 피복막을 상기 레지스트 패턴마다 박리해, 상기 기재의 표면에 DLC 패턴을 형성하고, 상기 기재를 에칭 한 후, 상기 DLC 패턴을 O2 에싱(Ashing) 처리로 제거하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 패턴 부착 제품 제조 방법.
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