KR20170033453A - Fabrication of X-ray with beam tunnel - Google Patents

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Abstract

Disclosed is an X-ray LIthographie, Galvanoformung and Abformung (LIGA) process having a beam tunnel. The X-ray LIGA process having a beam tunnel can manufacture all processes using an X-ray with a beam tunnel. Through the X-ray LIGA process of improving an alignment problem of a beam tunnel in an EDM or damage of a circuit, low accuracy and surface roughness, a more precise circuit of less than or equal to 1 m can be manufactured.

Description

빔 터널을 포함한 Ｘ－ｒａｙ ＬＩＧＡ 공정{Fabrication of X-ray with beam tunnel}[0001] The present invention relates to an X-ray LIGA process including a beam tunnel,

본 발명은 빔 터널(beam tunnel)을 포함한 X-ray LIGA 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1 ㎛이하의 정밀 가공 분야에서 빔 터널을 포함하여 X-ray LIGA 공정을 사용하여 미세 구조물을 제작하며, EDM(Electrical Discharging Machining, 방전 가공)에서 발생할 수 있는 빔터널(beam tunnel)의 얼라인(align) 문제 또는 회로의 손상, 그리고 낮은 정밀도 및 표면 거칠기 등을 향상하는 X-ray LIGA를 통해 1 ㎛ 이하 보다 더 정밀한 회로제작이 가능한, 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정에 관한 것이다.
The present invention relates to an X-ray LIGA process including a beam tunnel, and more particularly to an X-ray LIGA process including a beam tunnel in a precision machining field of 1 탆 or less to fabricate a microstructure , X-ray LIGA improves beam tunnel alignment problems or circuit damage that can occur in EDM (Electrical Discharging Machining), and low precision and surface roughness. X-ray LIGA process including a beam tunnel capable of producing a more precise circuit than the following.

LIGA 공정 기술은 자외선(UV, ultraviolet rays)을 사용하는 반도체 공정 기술과는 달리, 예를 들면 첨단 기술의 방사선 가속기 등에서 생성되는 X-선을 사용하여 수 ㎛에서 수 mm 정도의 높이를 갖는 고종횡비(구조물의 높이 대 폭의 비)이 3차원 미세 구조물의 형상을 만드는 가공기술이다. Unlike semiconductor processing technology using ultraviolet rays (UV), LIGA process technology, for example, uses X-rays generated from high-tech radiation accelerators and the like to produce a high aspect ratio having a height of several micrometers to several millimeters (Ratio of the height to width of the structure) is a processing technique for making the shape of the three-dimensional microstructure.

LIGA 어휘 자체는 식각(Lithography, 독일어로 Lithograpie), 도금(Electroforming, 독일어로 Galvanofomung), 사출(Molding, 독일어로 Abformung)의 독일어의 머리말에서 생성되었다. The LIGA vocabulary itself was produced in the German preface of etching (Lithography, Lithograpie in German), plating (Electroforming, Galvanofomung in German), Molding (Abformung in German).

LIGA(LIthographie, Galvanoformung, Abformung) 공정은 X-ray 식각기술(X-ray lithography), 정밀도금기술(Electroplating), 이중 가장 중요한 것은 식각에 사용하는 방사광 광원의 특성이다.The LIGA (LIthographie, Galvanoformung, Abformung) process is characterized by X-ray lithography, electroplating, and most importantly, the radiation source used for etching.

LIGA 공정은 크게 X-선 노광 공정, 전기도금 공정의 2단계로 이루어진다. The LIGA process consists of two stages: an X-ray exposure process and an electroplating process.

X선 노광(X-ray exposure) 공정은 수백에서 수천 ㎛ 정도의 두께를 갖는 감광재를 마스크(mask)를 사용하여 X-ray로 노광시킨 후 특정 약품으로 현상하여 마이크로 구조물의 형태를 만드는 과정이다. 이 과정에서 대체로 마스크(mask)를 만드는 과정은 반도체 사진 식각 공정을 사용하여 만들어지는데 이 과정이 제작되는 구조물의 여러가지 치수나 표면 조도 등의 특성을 결정짓게 된다. 도금이 완료된 후 특정 약품을 사용하여 첫번째 과정에서 형성된 감광재 구조물을 제거할 수 있으므로 금속으로 이루어진 금형(mold)의 구조물만 남게 된다. 플라스틱 사출 공정은 제작된 금형을 사용하여 사출(molding)을 통해 플라스틱 구조물을 제작한다. MEMS 공정중 하나인 LIGA는 많은 시행 착오를 통해 적절한 레시피를 얻어내는 것이 중요하다. The X-ray exposure process is a process of exposing a photosensitive material having a thickness of several hundreds to several thousands of microns using a mask to X-rays and developing the microstructures with specific chemicals . In this process, the process of making a mask is generally made using a semiconductor photolithography process, which determines the characteristics of various dimensions and surface roughness of the structure to be manufactured. After the plating is completed, the photosensitive material structure formed in the first process can be removed using a specific chemical, so that only the structure of the metal mold is left. The plastic injection process uses plastic molds to make plastic structures by injection molding. One of the MEMS processes, LIGA, is important to get adequate recipe through many trial and error.

MEMS(Micro Electro Mechanical System, 미세 전자 기계 시스템) 공정 중 하나인 LIGA 가공기술은 빛을 이용한 사진식각공정 이라는 점에서 반도체 공정과 유사하지만, 사용하는 감광용 레지스트가 액상 PR(Photo Resist)이 아닌 수 mm 두께의 PMMA sheet 이므로 제작할 수 있는 구조물의 높이가 수백 ㎛ ~ 수 mm에 이른다는 점에서 차이가 있다.LIGA processing technology, which is one of MEMS (Micro Electro Mechanical System) processes, is similar to the semiconductor process in that it is a photolithography process using light, but the photosensitive resist used is not a liquid PR (photo resist) mm thick PMMA sheet, the height of the structure that can be manufactured ranges from several hundred ㎛ to several mm.

LIGA 가공기술은 수 Å 정도의 짧은 파장을 갖는 고 에너지 X-선을 이용하여 초소형, 초정밀 금형 및 3차원 마이크로 구조물을 일괄 가공하는 기술로써 생산기반기술 중 금형 및 가공기술 분야에 적용된다. LIGA 기술은 X-선을 사용하여 PMMA(polymethylmethacrylate) 레지스트 틀을 형성하는 X-선 사진식각공정, 형성된 레지스트 틀에 금속을 도금으로 채워 넣는 전주도금공정으로 이루어진다.LIGA processing technology is a technology for batch processing of ultra-small, ultra-precision molds and three-dimensional microstructures using high-energy X-rays with a short wavelength of several Å. LIGA technology consists of an X-ray photolithography process to form a polymethylmethacrylate (PMMA) resist frame using X-ray, and a pre-plating process to fill the formed resist frame with metal.

또한, 정밀 가공 분야에서 LIGA 가공기술은 기존의 기계가공, 방전가공 및 Laser 가공으로는 구현하기 힘든 복잡하고 다양한 형태의 초정밀(치수 정밀도 1㎛ 이하) 금형 및 3차원 초미세 구조물을 쉽게 제작할 수 있으며 사출성형 공정을 사용한 양산 공정에 의해 제품의 성능향상 및 가격 저렴화가 가능하다.In the field of precision machining, LIGA machining technology can easily produce complex and various types of ultra-precise (less than 1 μm dimensional) molds and three-dimensional ultrafine structures which are difficult to realize by conventional machining, discharge machining and laser machining. The mass production process using the injection molding process makes it possible to improve the product performance and reduce the price.

LIGA 가공 기술을 사용하려면, X-선을 이용한 마이크로 구조물의 제작을 위해 도금 공정을 통해 정밀 금형 제작이 가능하고 광학 부품, 통신 부품, 마이크로 금형 등 실제 초소형 기기나 부품의 초미세 구조물 제작시에 사용된다. To use LIGA processing technology, it is possible to manufacture precision molds through plating process for the production of microstructures using X-ray, and it is used in the production of ultrafine structures of actual small devices and parts such as optical parts, communication parts and micro molds. do.

이와 관련된 선행기술로는 특허등록번호 10-0518083에서 종래의 LIGA 공정을 이용한 금속 구조물의 제조 방법이 개시되어 있다. As a prior art related thereto, Patent Registration No. 10-0518083 discloses a method of manufacturing a metal structure using a conventional LIGA process.

도 1을 참조하면, LIGA 공정을 이용한 금속 구조물 제조방법은, 하부층을 포지티브 포토레지스트층으로 형 성하고, 상부층으로 네거티브 포토레지스트층으로 형성한 후, 먼저 네거티브 포토레지스트층의 일부를 노광(exposure) 및 현상(develop)하여 금속 구조물의 라인이 형성될 트렌치를 형성하고, 트렌치에 의해 노출된 포지티브 포토레지스트층의 일부를 노광 및 현상 하여 금속 구조물 지지부가 형성될 홀을 형성하고, 트렌치 및 홀을 금속으로 채워 금속 구조물을 제조하므로, 금속 구조물 의 라인 부분인 트렌치의 두께와 폭을 정확하게 구현하여, 안정된 미세 금속 구조물을 형성한다. Referring to FIG. 1, a method of fabricating a metal structure using the LIGA process includes forming a lower layer as a positive photoresist layer, forming a lower layer as a negative photoresist layer, exposing a portion of the negative photoresist layer, Forming a trench in which a line of the metal structure is to be formed and exposing and developing a part of the positive photoresist layer exposed by the trench to form a hole in which the metal structure supporting part is to be formed, So that the thickness and width of the trench, which is a line portion of the metal structure, can be accurately realized to form a stable fine metal structure.

최근, 사용주파수가 올라감으로써 진공 튜브(vacuum tube)에서는 미세 회로 제작이 주요 이슈로 제시되고 있다. 그렇기 때문에 기존 제작 방식인 CNC(Computer Numerical Control, 컴퓨터 수치 제어)와 EDM(Electrical Discharging Machining, 방전 가공)으로는 정밀도와 표면 거칠기에 대한 문제점이 나타나고 있다. 그리고 기존의 LIGA는 빔터널(beam tunnel)을 LIGA로 가공하기 힘들어서 EDM(Electrical Discharging Machining, 방전 가공)을 사용하여 빔터널을 가공하었다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 본 발명의 X-ray LIGA를 이용하여 빔터널을 가공하는 제작하는 것이 필요하다. In recent years, the use of microcircuits has become a major issue in vacuum tubes due to the increased frequency of use. For this reason, there are problems with accuracy and surface roughness in CNC (Computer Numerical Control) and EDM (Electrical Discharging Machining). In addition, the existing LIGA is difficult to process beam tunnel into LIGA, and EDM (Electrical Discharging Machining) is used to fabricate the beam tunnel. To solve this problem, it is necessary to fabricate a beam tunnel by using the X-ray LIGA of the present invention.

현재 이러한 회로 제작에는 Nano CNC, DRIE, UV-LIGA 등을 전세계적으로 진행을 하고 있다. 특히, UV-LIGA 기술은 미국에서 활발하게 연구되고 있다.Currently, Nano CNC, DRIE and UV-LIGA are being produced worldwide. In particular, UV-LIGA technology has been actively studied in the United States.

진공 튜브(vacuum tube)의 경우, 기존의 회로는 CNC milling 또는 wire EDM 공정기술을 사용하여 제작 하였었다. 하지만 사용 주파수가 증가하면서 파장이 짧아지고 회로의 사이즈 또한 작아지게 된다. 그러한 추세 때문에 1 ㎛ 보다 더 작은 정밀한 회로 제작 기술이 필요로 하게 된다. 물론 CNC 또는 EDM을 이용하여 고주파 회로를 제작할 수 있지만 작은 회로에 비해 거칠기가 거칠게 제작된다는 단점이 생긴다. 또한 정밀도 또한 떨어지는 것이 사실이다. 그렇게 해서 등장한 것이 DRIE와 UV-LIGA 등이 있다. 이것들은 ㎛ 공정에 적합한 마이크로 공정이지만 문제점이 발생한다. DRIE(Deep Reactive Ion Etching)는 플라즈마로 에칭을 하는 것이기 때문에 완벽한 수직 구조를 가공하기 힘들고 굴곡이 발생하게 된다. UV-LIGA는 파장이 길어서 약간의 기울기를 가지고 가공된다. 이러한 문제점과 함께 고려해야하는 것이 회로를 제작할 때 정밀도 있는 빔터널 가공이다. DRIE는 아직까지 EDM 공정을 사용하는 수밖에 없다. 최근, UV-LIGA는 적절한 회절성을 가지는 빔터널 와이어를 구하면 어느 정도 문제는 해결 가능하지만, X-ray LIGA보다 정밀도가 떨어지는 것은 사실이다. 또한, 기존의 X-ray LIGA로 제작한 회로는 빔터널을 따로 EDM 공정을 통해 제작을 하였다. 그러나, 이 공정은 빔터널의 위치를 맞추는 것도 힘들고 공정상에서 회로의 변질이 일어날 수 있고 정확한 빔터널을 얻는 것이 어려운 문제점이 있었다.
For vacuum tubes, conventional circuits were fabricated using CNC milling or wire EDM process technology. However, as the frequency of use increases, the wavelength becomes shorter and the size of the circuit becomes smaller. Due to such a trend, a precise circuit fabrication technique smaller than 1 탆 is required. Of course, a high-frequency circuit can be manufactured using CNC or EDM, but there is a disadvantage that roughness is made rough compared with a small circuit. It is also true that precision is also low. DRIE and UV-LIGA have emerged as such. These are micro-processes suitable for the 탆 process, but problems arise. Since DRIE (Deep Reactive Ion Etching) is a plasma etch, it is difficult to fabricate a perfect vertical structure and bending occurs. UV-LIGA is processed with a slight slope due to its long wavelength. What should be considered together with these problems is precise beam tunneling when manufacturing circuits. DRIE has yet to use the EDM process. In recent years, UV-LIGA can solve some problems by obtaining a beam tunnel wire with appropriate diffraction, but it is true that it is less accurate than X-ray LIGA. In addition, the existing X-ray LIGA circuit was fabricated through EDM process. However, this process has a problem in that it is difficult to align the beam tunnel, the circuit may be deteriorated in the process, and it is difficult to obtain an accurate beam tunnel.

특허등록번호 10-0695756Patent Registration No. 10-0695756 특허등록번호 10-0518083Patent Registration No. 10-0518083

종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 1 ㎛이하의 정밀 가공 분야에서 모든 공정과정을 빔 터널(beam tunnel)을 포함하여 X-ray LIGA 공정을 사용하여 제작을 할 수 있으며, EDM에서 발생할 수 있는 빔터널의 얼라인 문제 또는 회로의 손상, 그리고 낮은 정밀도 및 표면 거칠기 등을 향상하는 X-ray LIGA를 통해 1 ㎛ 이하 보다 더 정밀한 회로제작이 가능한, 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an X-ray LIGA process, including a beam tunnel, X-ray LIGA process with beam tunnel, which can make circuit more precise than 1 ㎛ by X-ray LIGA which improves beam tunnel alignment, circuit damage, low precision and surface roughness .

우리가 제안하는 X-ray LIGA 공정이 직진성을 갖는 X-ray의 특성을 이용하여 정밀한 가공을 하고 X-ray LIGA로 가공하기 힘든 빔터널을 포함한 회로를 제작한다. 기존의 X-ray LIGA는 wire EDM 공정을 이용하여 제작을 하였지만 정확한 빔 터널(beam tunnel)을 제작하기 위해 LIGA를 이용하여 제작하는 것이 바람직하다. 위에서 언급한 것과 같은 wire EDM에서 발생할 수 있는 문제점을 보완할 수 있다. X-ray LIGA를 이용하여 빔터널을 제작하게 되면 최근 UV-LIGA로 빔터널을 제작한 것처럼 회절성을 고려하지 않아도 문제없이 빔터널 제작이 가능하다. X-ray의 직진성 때문에 빔터널 와이어 아래에도 shadow없이 X-ray 노광이 가능하기 때문이다.
Our proposed X-ray LIGA process uses precise X-ray characteristics to fabricate a circuit including a beam tunnel which is difficult to process with X-ray LIGA. Conventional X-ray LIGA is fabricated using wire EDM process, but it is preferable to fabricate using LIGA in order to make accurate beam tunnel. It can solve the problems that can occur in the wire EDM as mentioned above. When a beam tunnel is fabricated using X-ray LIGA, it is possible to fabricate a beam tunnel without considering the diffraction properties as in the recent UV-LIGA beam tunnel. Because of the straightness of the X-ray, X-ray exposure is possible without shadow even under the beam tunnel wire.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 빔 터널(beam tunnel)을 포함한 X-ray LIGA 공정은 (1) 기판(substrate) 위에 PMMA(polymethylmethacrylate)를 증착하는 단계; (2) X-ray mask를 통과시킨 X-ray를 노광(exposure)하여 원하는 패턴(pattern)을 형성하는 단계; (3) 노광된 PMMA를 현상액을 통해 제거하는 단계; (4) 상기 남아있는 패턴으로 구리(Cu)를 채울 수 있도록 도금하고, 빔터널용 와이어 높이(원하는 회로 높이)까지 polishing 하는 단계; (5) 비금속 빔터널용 와이어(beam tunnel wire)를 위에 정렬(align)되는 단계; (6) 상기 비금속 빔터널용 와이어를 포함하여 PMMA를 올려 붙이는 단계; (7) 부착된 PMMA(attached PMMA) 위에 동일한 X-ray mask에 X-ray를 노광하고 패턴을 형성하는 단계; (8) 앞에 (3) 과정과 동일하게 노광된 PMMA를 현상하는 단계; (9) 상기 (7) 단계의 패턴으로 구리(Cu)를 채울수 있도록 도금하는 단계; 및 (10) 도금을 다 마친 회로는 최종적으로 노광되지 않는 PMMA를 PMMA remover를 통해 제거하고, 상기 비금속 빔 터널 와이어(beam tunnel wire)를 제거하고, 그 위에 금속판을 올려 회로를 완성하는 단계를 포함한다. In order to accomplish the object of the present invention, an X-ray LIGA process including a beam tunnel includes (1) depositing polymethylmethacrylate (PMMA) on a substrate; (2) exposing an X-ray passed through an X-ray mask to form a desired pattern; (3) removing the exposed PMMA through a developer; (4) plating the remaining pattern to fill copper (Cu) and polishing to a wire height (desired circuit height) for the beam tunnel; (5) aligning a beam tunnel wire for the non-metallic beam tunnel; (6) placing the PMMA on the non-metallic beam tunnel including the wire; (7) exposing the same X-ray mask to an attached PMMA (attached PMMA) and forming a pattern; (8), developing the exposed PMMA in the same manner as the process (3); (9) plating the copper (Cu) so as to fill the pattern of the step (7); (10) The completed circuit includes a step of removing the PMMA which is not exposed finally through the PMMA remover, removing the non-metallic beam tunnel wire, and mounting a metal plate thereon to complete the circuit do.

상기 단계(5)에서, 상기 빔터널용 와이어는 X-ray가 통과하지 못하는 금속을 쓰지 않고 금속 재질이 아닌 폴리머 종류계열을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the step (5), the wire for the beam tunnel uses a polymer type series rather than a metal which can not pass through X-ray and is not a metal material.

상기 단계(6)에서, 상기 빔터널용 와이어의 높이(원하는 회로 높이) 이상으로 액체 PMMA를 채우고 bake out(진공 상태에서 95℃의 고온으로 수분을 제거)을 하고 polishing을 하는 방법, 또는 상기 빔터널용 와이어의 높이 보다 조금 높게 액체 PMMA를 올리고 bake out후, 빔터널이 위치하는 높이까지 polishing하고 그 위에 고체 PMMA를 붙이는 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다. In the step (6), a method of filling the liquid PMMA with the height of the wire for the beam tunnel (desired circuit height) and bake out (removing water at a high temperature of 95 캜 in a vacuum state) A method is used in which the liquid PMMA is raised to a height slightly higher than the height of the tunnel wire and polished to a height at which the beam tunnel is located and then solid PMMA is applied thereon.

상기 X-ray LIGA 공정에서는 빔 터널을 포함해도 상기 빔터널용 와이어를 X-선이 전부 통과하므로 shadow 없이 노광되는 것을 특징으로 한다, In the X-ray LIGA process, even though the beam tunnel is included, the X-ray passes through the beam for the beam tunnel and is exposed without a shadow.

상기 X-ray LIGA 공정에서 빔 터널(beam tunnel)을 가공하는 공정은 진공 튜브(vacuum tube) 분야에서 tera Hz 정도의 고주파 공정에서 사용되는 것을 특징으로 한다.
The process of processing a beam tunnel in the X-ray LIGA process is characterized in that it is used in a high-frequency process of about tera Hz in the vacuum tube field.

본 발명에 따른 빔 터널(beam tunnel)을 포함한 X-ray LIGA 공정은 1 ㎛이하의 정밀 가공분야에서 모든 공정과정을 빔 터널(beam tunnel)을 포함하여 X-ray를 이용하여 제작을 할 수 있으며, EDM에서 발생할 수 있는 빔터널(beam tunnel)의 얼라인(align) 문제 또는 회로의 손상, 그리고 낮은 정밀도 및 표면 거칠기 등을 X-ray LIGA를 통해 1 ㎛ 이하로 좀 더 정밀하고 정확한 회로제작이 가능하다. 그리고 정밀한 빔 터널 제작이 가능하다. The X-ray LIGA process including the beam tunnel according to the present invention can be performed by using X-ray including a beam tunnel including all processes in the precision machining field of 1 μm or less , X-ray LIGA can be used to make precise and precise circuits with less than 1 μm through the use of X-ray LIGA for the alignment problems of beam tunnel or EDM, damage to circuits and low precision and surface roughness. It is possible. And it is possible to make precise beam tunnel.

이상과 같은 본 발명의 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외에 구체적인 사항들은 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 참부된 도면과 함께 후술하는 실시예들을 참조하면 명백해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the following embodiments together with the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도 1은 종래의 LIGA 공정을 이용한 금속 구조물의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정을 나타낸 도면이다. 1 is a view illustrating a method of manufacturing a metal structure using a conventional LIGA process.
2 is a view showing an X-ray LIGA process including a beam tunnel according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정을 나타낸 도면이다. 2 is a view showing an X-ray LIGA process including a beam tunnel according to the present invention.

본 발명은 기존에 X-ray LIGA 방식에서 빔터널을 포함한 X-ray LIGA 공정 방식이 적용된다. In the present invention, an X-ray LIGA process method including a beam tunnel is applied to an X-ray LIGA process.

기본적으로 2단계에 거쳐 작업을 진행하게 된다. 기존에 방식과 동일하게 (1) 기판(substrate)위에 PMMA(polymethylmethacrylate)를 올려 증착한다. 이후 (2) X-ray mask를 통과시킨 X-ray를 노광(exposure)하게 되어 원하는 패턴(pattern)을 형성하여 남기고 (3) 노광된 PMMA를 현상액을 통해 제거하게 된다. 그다음으로 (4) 남아있는 패턴으로 구리(Cu)를 채울 수 있도록 도금을 한다. 그리고 원하는 회로 높이(빔터널이 위치하는 빔터널용 와이어의 높이)를 맞출 수 있게 polishing한다. 여기까지의 과정은 기존의 회로제작 방식과 동일하다. 여기서 중요한 것은 높이를 빔터널이 위치하는 빔터널용 와이어의 높이(원하는 회로 높이)까지 polishing을 하고 이후 (5) 비금속 빔터널용 와이어(beam tunnel wire)를 위에 정렬(align)하게 된다. 이때 빔터널용 와이어는 금속 재질이 아닌 폴리머 종류계열이면 문제가 없다. 금속은 X-ray가 통과하지 못하기 때문에 쓰지 않도록 한다. 이후 기존과 유사하게 (6) 상기 비금속 빔터널용 와이어를 포함하여 PMMA를 올리고 붙이게 되는데, 이때 두 가지 방식이 도입될 수 있다. 빔터널을 포함하여 액체 PMMA를 통해서 붙이는 방법은, 하나는 원하는 회로 높이 이상으로 액체 PMMA를 채우고 bake out(진공 상태에서 200~300℃의 고온으로 수분을 제거)을 하고 polishing을 하는 방법이고, 다른 하나는 빔터널 높이보다 조금 높게 액체 PMMA를 올리고 bake out후 빔터널 높이까지 polishing하고 그 위에 고체 PMMA를 붙이는 방법이다. 두 가지 방법 중 하나를 사용한다. 이후 (7) 부착된 PMMA(attached PMMA) 위에 동일한 X-ray 마스크에 X-ray를 노광하고 패턴을 형성하여 남기게 된다. (7)처럼 비금속 빔터널 와이어를 사용하여 빔터널을 포함해도 shadow 없이 노광한다. 이 후 (8) 앞에 (3) 과정과 동일하게 PMMA를 현상하고 (9) (7)단계에서 남아있는 패턴으로 구리(Cu)를 채울 수 있도록 도금을 하게 된다. 도금을 다 마친 회로는 (10) 최종적으로 노광되지 않는 PMMA를 PMMA remover를 통해 제거하고, 빔 터널 와이어(beam tunnel wire)sms 또한 물리적으로 뽑아 제거하게 된다. 마지막으로 (11) 그 위에 금속판을 올려 회로를 완성하게 된다. Basically, you will go through two steps. (1) PMMA (polymethylmethacrylate) is deposited on the substrate and deposited. (2) Exposure of the X-ray passed through the X-ray mask to form a desired pattern, and (3) Removal of the exposed PMMA through the developer. Next, (4) Plating is done to fill copper (Cu) with the remaining pattern. Then polish the desired circuit height (the height of the wire for the beam tunnel where the beam tunnel is located) to match. The process up to this point is the same as the conventional circuit manufacturing method. What is important here is to polish the height up to the height of the wire for the beam tunnel where the beam tunnel is located (the desired circuit height) and then align the beam tunnel wire for the nonmetallic beam tunnel. At this time, the wire for the beam tunnel is not a problem if it is a polymer type rather than a metal material. Do not use metal because X-ray does not pass through. Then, the PMMA is mounted and attached including the wires for the non-metallic beam tunnel, similar to the conventional method. In this case, two methods can be introduced. One method of applying PMMA through a liquid tunnel, including a beam tunnel, is to bake out (remove moisture at a high temperature of 200-300 ° C in a vacuum) and fill the liquid PMMA above the desired circuit height, One is to lift the liquid PMMA slightly higher than the beam tunnel height, bake out, polish it to the beam tunnel height, and attach the solid PMMA on it. Use one of two methods. Thereafter, (7) the X-ray is exposed to the same X-ray mask on the attached PMMA (attached PMMA) and a pattern is formed and left. (7), even if a beam tunnel is included using a nonmetallic beam tunnel wire, it is exposed without a shadow. Next, the PMMA is developed in the same manner as the process (3) before the step (8), and the plating is performed so as to fill the copper (Cu) with the remaining pattern in step (9). (10) Finally, the unexposed PMMA is removed through the PMMA remover, and the beam tunnel wire sms is also physically removed and removed. Finally, (11) a metal plate is placed on top of it to complete the circuit.

상기 단계(5)에서, 상기 빔터널용 와이어는 X-ray가 통과하지 못하는 금속을 쓰지 않고 금속 재질이 아닌 폴리머 종류계열을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the step (5), the wire for the beam tunnel uses a polymer type series rather than a metal which can not pass through X-ray and is not a metal material.

상기 단계(6)에서, 상기 빔터널용 와이어의 높이(원하는 회로 높이) 이상으로 액체 PMMA를 채우고 bake out(진공 상태에서 200~300℃의 고온으로 수분을 제거)을 하고 polishing을 하는 방법, 또는 상기 빔터널용 와이어의 높이 보다 조금 높게 액체 PMMA를 올리고 bake out후, 빔터널이 위치하는 높이까지 polishing하고 그 위에 고체 PMMA를 붙이는 방법을 사용하는 것을 특징으로 한다. In the step (6), a method of filling the liquid PMMA with the height of the wire for the beam tunnel (desired circuit height) and bake out (removing water at a high temperature of 200 to 300 ° C in a vacuum state) A method is used in which the liquid PMMA is raised and baked out to a height slightly higher than the height of the wire for the beam tunnel, then polished to a height at which the beam tunnel is located, and the solid PMMA is stuck thereon.

기존 UV-LIGA 공정을 사용하는 경우 자외선(UV)는 빔터널용 와이어 아래에 shodow가 생기는데, X-ray LIGA 공정에서는 빔 터널을 포함해도 빔터널용 와이어를 X-선이 전부 통과하므로 shadow 없이 노광되는 것을 특징으로 한다, When using the existing UV-LIGA process, ultraviolet rays (UV) shodows under the wire for the beam tunnel. In the X-ray LIGA process, even though the beam tunnel is included, the beam for the beam tunnel is completely passed through the X- . ≪ / RTI >

상기 X-ray LIGA 공정에서 빔 터널(beam tunnel)을 가공하는 공정은 진공 튜브(vacuum tube) 분야에서 tera Hz 정도의 고주파 공정에서 사용되는 것을 특징으로 한다. The process of processing a beam tunnel in the X-ray LIGA process is characterized in that it is used in a high-frequency process of about tera Hz in the vacuum tube field.

우리가 제안하는 X-ray LIGA 공정에서 빔 터널(beam tunnel)을 가공할 수 있는 공정은 앞으로 진공 튜브(vacuum tube) 분야에서 tera Hz 정도의 고주파 공정에 매우 중요한 요소로 작용할 것이다. 주파수는 점점 올라가고 점점 더 정밀한 공정이 필요로 하기 때문이다. 우리는 Folded waveguide라는 회로에 사용하려고 하지만 더 많은 더 다양한 빔터널을 포함한 interaction circuit 종류에 사용될 것이다. In our proposed X-ray LIGA process, the process of processing the beam tunnel will be a very important factor for the high-frequency process of about tera Hz in the vacuum tube field in the future. The frequency is getting higher and more and more precise processes are needed. We are going to use it in a circuit called Folded waveguide, but it will be used for a kind of interaction circuit that includes more and more various beam tunnels.

본 발명의 빔 터널(beam tunnel)을 포함한 X-ray LIGA 공정은 모든 공정과정을 빔 터널(beam tunnel)을 포함하여 X-ray를 사용하여 제작을 할 수 있으며, EDM(Electrical Discharging Machining, 방전 가공)에서 발생할 수 있는 빔터널의 얼라인 문제 또는 회로의 손상, 그리고 낮은 정밀도 및 표면 거칠기 등을 X-ray LIGA를 통해 1 ㎛ 이하의 좀 더 정밀하고 정확한 회로제작이 가능하게 되었다.
The X-ray LIGA process including the beam tunnel of the present invention can be performed by using X-ray including all of the beam tunnel including the beam tunnel. The EDM (Electrical Discharging Machining) X-ray LIGA enables to fabricate a more precise and accurate circuit of less than 1 ㎛ through beam tunneling problems or circuit damage, and low precision and surface roughness that can occur in the X-ray tube.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken in conjunction with the present invention. The present invention can be variously modified or modified.

PMMA: polymethylmethacrylate
X-ray exposure: X-ray 노광
PMMA develop: PMMA 현상
Electroforming and polishing: 도금 및 경면 연마PMMA: polymethylmethacrylate
X-ray exposure: X-ray exposure
PMMA develop: PMMA phenomenon
Electroforming and polishing: Plating and mirror polishing

Claims (5)

빔 터널(beam tunnel)을 포함한 X-ray LIGA 공정에 있어서,
(1) 기판(substrate) 위에 PMMA(polymethylmethacrylate)를 증착하는 단계;
(2) X-ray mask를 통과시킨 X-ray를 노광(exposure)하여 원하는 패턴(pattern)을 형성하는 단계;
(3) 노광된 PMMA를 현상액을 통해 제거하는 단계;
(4) 상기 남아있는 패턴으로 구리(Cu)를 채울 수 있도록 도금하고, 빔터널이 위치하는 빔터널용 와이어의 높이(원하는 회로 높이)까지 polishing 하는 단계;
(5) 비금속 빔터널용 와이어(beam tunnel wire)를 위에 정렬(align)되는 단계;
(6) 상기 비금속 빔터널용 와이어를 포함하여 PMMA를 올려 붙이는 단계;
(7) 부착된 PMMA(attached PMMA) 위에 동일한 X-ray mask에 X-ray를 노광하고 패턴을 형성하는 단계;
(8) 앞에 (3) 과정과 동일하게 노광된 PMMA를 현상하는 단계;
(9) 상기 (7) 단계의 패턴으로 구리(Cu)를 채울수 있도록 도금하는 단계; 및
(10) 도금을 다 마친 회로는 최종적으로 노광되지 않는 PMMA를 PMMA remover를 통해 제거하고, 상기 비금속 빔 터널 와이어(beam tunnel wire)을 제거하고, 그 위에 금속판을 올려 회로를 완성하는 단계;
를 포함하는 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정.In an X-ray LIGA process involving a beam tunnel,
(1) depositing polymethylmethacrylate (PMMA) on a substrate;
(2) exposing an X-ray passed through an X-ray mask to form a desired pattern;
(3) removing the exposed PMMA through a developer;
(4) polishing the remaining pattern to fill copper (Cu) and polishing to the height of the wire for the beam tunnel where the beam tunnel is located (desired circuit height);
(5) aligning a beam tunnel wire for the non-metallic beam tunnel;
(6) placing the PMMA on the non-metallic beam tunnel including the wire;
(7) exposing the same X-ray mask to an attached PMMA (attached PMMA) and forming a pattern;
(8), developing the exposed PMMA in the same manner as the process (3);
(9) plating the copper (Cu) so as to fill the pattern of the step (7); And
(10) Completing the plating process is a step of removing the PMMA which is not exposed finally through the PMMA remover, removing the non-metallic beam tunnel wire, and mounting a metal plate thereon to complete the circuit.
X-ray LIGA process involving a beam tunnel that includes the beam tunnel. 제1항에 있어서,
상기 단계(5)에서, 상기 빔터널용 와이어는 X-ray가 통과하지 못하는 금속을 쓰지 않고 금속 재질이 아닌 폴리머 종류계열을 사용하는 것을 특징으로 하는 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정.The method according to claim 1,
Wherein in the step (5), the wire for the beam tunnel uses a polymer type series rather than a metal material that does not allow X-rays to pass through, and an X-ray LIGA process including the beam tunnel. 제1항에 있어서,
상기 단계(6)에서, 상기 빔터널용 와이어의 높이(원하는 회로 높이) 이상으로 액체 PMMA를 채우고 bake out(진공 상태에서 95℃의 고온으로 수분을 제거)을 하고 polishing을 하는 방법, 또는 상기 빔터널용 와이어의 높이(원하는 회로 높이) 보다 조금 높게 액체 PMMA를 올리고 bake out후, 빔터널용 와이어의 높이까지 polishing하고 그 위에 고체 PMMA를 붙이는 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정.The method according to claim 1,
In the step (6), a method of filling the liquid PMMA with the height of the wire for the beam tunnel (desired circuit height) and bake out (removing water at a high temperature of 95 캜 in a vacuum state) A method is used in which the liquid PMMA is raised and bake out to a height slightly higher than the height of the tunnel wire (desired circuit height), then polished to the height of the wire for the beam tunnel, and the solid PMMA is applied thereon. ray LIGA process. 제1항에 있어서,
상기 X-ray LIGA 공정에서는 빔 터널을 포함해도 상기 빔터널용 와이어를 X-선이 전부 통과하므로 shadow 없이 노광되는 것을 특징으로 하는 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정.The method according to claim 1,
In the X-ray LIGA process, even though a beam tunnel is included, the X-ray LIGA process including the beam tunnel is exposed without the shadow because the X-ray passes through the beam for the beam tunnel. 제1항에 있어서,
상기 X-ray LIGA 공정에서 빔 터널(beam tunnel)을 가공하는 공정은 진공 튜브(vacuum tube) 분야에서 tera Hz 정도의 고주파 공정에서 사용되는 것을 특징으로 하는 빔 터널을 포함한 X-ray LIGA 공정. The method according to claim 1,
Wherein the step of processing the beam tunnel in the X-ray LIGA process is used in a high frequency process of about tera Hz in the vacuum tube field.
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