WO2016043476A1 - 후면노광 기술을 이용한 미세패턴 보호 및 메탈레이어 증착방법 - Google Patents

후면노광 기술을 이용한 미세패턴 보호 및 메탈레이어 증착방법 Download PDF

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WO2016043476A1
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metal layer
transparent substrate
photosensitive material
pattern
substrate
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김영백
하태원
정현택
허기석
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한국생산기술연구원
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    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
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Definitions

  • a photoresist and a metal layer are deposited while a predetermined pattern is formed on a transparent substrate and a metal layer, without using an optical device mask for a further process, and protecting a previously formed pattern without an alignment error.
  • the present invention relates to a method of fine pattern protection and metal layer deposition using a back exposure technique capable of performing a post-processing process to coincide with an existing pattern hole in performing additional etching on a pattern to enable precise post-processing.
  • transparent substrates are basically used for optical devices, display panels, and the like.
  • the characteristics of the device are utilized by laminating and applying a metal layer or a resin layer on the transparent substrate and forming a predetermined pattern.
  • Various patterns are formed in one device, and these patterns are designed to stably achieve characteristics such as electric conduction and light transmission, and thus, various characteristics of each device and patterns are formed in various patterns. do.
  • a substrate is provided, a metal layer is coated on the substrate, and a photoresist PR is applied on the metal layer to form a predetermined pattern. After that, the metal layer and the substrate are etched using a predetermined pattern, and then a predetermined pattern is formed on the metal layer and the substrate by removing the photoresist.
  • the photoresist is applied to the metal layer and the upper part of the pattern again, and then the photoresist of the desired part is removed by exposure.
  • the post-process can be performed.
  • the pattern formation in the post process uses the exposure in the upper direction as in the example of FIG. 1 attached, the pattern formed in the post process is not easily matched with the original pattern. After several times of post-processing, if a pattern part is not matched as shown in FIG. 1, the entire device cannot perform its role, which causes a problem of discarding it. As such, it is not easy to form the pattern of the post process by matching the existing processed pattern. Thus, a technology for precisely matching the pattern of the front and back process is urgently required.
  • the present invention for solving the above problems is the purpose of depositing a photoresist metal layer while protecting the already formed pattern without an alignment error without using an optical device mask for a further process in a state in which a predetermined pattern is formed on the transparent substrate and the metal layer. There is this.
  • another object of the present invention is not to use an additional mask for performing the back exposure to the transparent substrate side in a subsequent process, and to protect the photoresist pattern formed on the layer of the device already formed prior to the back exposure.
  • Still another object of the present invention is to continuously perform a mask layer even after the formation of the secondary metal layer.
  • Another object of the present invention is to enable precise post-processing by performing post-processing to coincide with existing pattern holes in performing additional etching on the pattern already processed on the transparent substrate.
  • the etching step for forming a pattern hole in the metal layer and the transparent substrate or a pattern hole in the metal layer using an etching process for the metal layer formed on the transparent substrate A back exposure preparation step of applying a photosensitive material made of a positive photoresist on the metal layer on which the pattern hole is formed; A back exposure step of removing the photosensitive material on the upper side of the pattern hole of the metal layer by exposing the back side of the transparent substrate; And an additional etching step of etching the transparent substrate of the pattern hole portion from which the photosensitive material has been removed from the substrate.
  • a method for processing a substrate using a BASCIID ILAN MII ATON technique comprising an additional etching step of etching the transparent substrate of the portion of the secondary pattern hole from which the photosensitive material has been removed.
  • the second metal layer provides a method for processing a substrate using a BASCIID IILWMIIENON technology, wherein the second metal layer is made of the same or different material.
  • the photosensitive material of the hole filling protrusion is provided by a lift-off (Lift-off) provides a method for processing a substrate using a BAGSIID IILWMAIENON technology.
  • prior to the back exposure step further comprises an alignment step of aligning the transparent substrate to the upper side by rotating the transparent substrate by the substrate jig, the substrate jig is at both sides of the transparent substrate or Jig portion coupled to the edge; And a jig base on which a jig portion is installed, which provides a method for processing a substrate using a JCS IDL ILMW INON technology.
  • the metal layer is made of any one of Cr, Cu, and Ti provides a method for processing a substrate using a BASCSIDIE ILLMMINANION technology.
  • the substrate jig used in the above processing method the substrate jig, jig portion coupled to both sides or the edge of the transparent substrate; And a jig base provided with a jig portion, and the transparent jig rotates up and down while being aligned with the substrate jig to provide a substrate jig.
  • the present invention configured as described above has an excellent effect of enabling the deposition of the photoresist metal layer while protecting the already formed pattern without using an optical device mask for further processing in a state where a predetermined pattern is formed on the transparent substrate and the metal layer. There is.
  • another effect of the present invention is that by performing the back exposure to the transparent substrate in the subsequent process, since the existing metal layer acts as a mask for the photoresist, it is possible to reduce the mask manufacturing time and cost by using an additional separate mask. will be.
  • Another effect of the present invention is to use a jig coupled to a layer of a device already formed prior to back exposure, thereby protecting the photoresist pattern and precise processing.
  • Another effect of the present invention is to reduce the thin film stress caused by the thick metal layer deposited for the deep etch in the conventional manner because of the back exposure process.
  • the mask layer may be continuously performed and additionally etched, and a new metal layer may be deposited to increase the selectivity.
  • Another effect of the present invention can be easily applied to the optical device field using a transparent substrate, it is possible to adjust the photoresist profile angle due to the exposure time control.
  • FIG. 1 is a process explanatory diagram according to the prior art, illustrating a state in which an alignment error occurs in a photo lithography process.
  • Fig. 2 is a flow chart of a basic step in a machining method using a BACS IDL ILAN ATON process according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of a process of forming a pattern hole in a transparent substrate after a process by a positive photoresist during back exposure in a machining method using a BACSIDIEL ILMLMMIANTION process according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of forming a secondary metal layer on a primary metal layer after a process by a negative photoresist during back exposure in a processing method using a BACSIDIEL ILMLMMIANTION process according to the present invention.
  • FIG. 5 is an exemplary explanatory diagram for aligning by using a substrate jig when aligning a transparent substrate prior to back exposure in a BASC IDL ILAN ATON process according to the present invention.
  • FIG. 6 illustrate a process of forming a secondary metal layer on a primary metal layer after a process by a negative photoresist during back exposure in a BACSIDIEL ILMWMIIANON process according to the present invention. It is an exemplary photograph of the optical device generated by the process.
  • FIG. 7 is an enlarged exemplary photograph showing a layer structure shape in an optical device generated by a process of forming a secondary metal layer on a primary metal layer after a process by a negative photoresist at the time of back exposure in a BCCSID IILLMMIANATION process according to the present invention .
  • FIG. 8 is a flowchart of a process of forming an additional pattern hole in a transparent substrate after a process by a positive photoresist during back exposure in a BASC IDL ILML MINATION process according to the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a process of forming a secondary metal layer on a primary metal layer after a process by a negative photoresist during back exposure in a BACSIIDEL ILML MINATION process according to the present invention.
  • micropattern protection and metal layer deposition method using the BCSL IDLL MINNATONON (back exposure) technique according to the present invention, as shown in Figures 1 to 9 attached to, after the back exposure in the state of forming a transparent substrate and a metal layer It is provided to facilitate the process.
  • the present invention forms a pattern hole 25 along a predetermined pattern in the metal layer 22 and the transparent substrate 21 formed on the transparent substrate 21, and the metal layer 22 and the pattern hole 25 by a post-processing method.
  • the main feature is the removal of some of the photosensitive material by application of the photosensitive material 26 and backside illumination.
  • the metal layer 22 and the transparent substrate 21 are etched using the photoresist 23 including a predetermined pattern with respect to the metal layer 22 formed on the transparent substrate 21.
  • An etching step of forming the pattern holes 25 in the 22 and the transparent substrate 21 or forming the pattern holes 25 in the metal layer 22 by etching the metal layer 22 is performed.
  • the metal layer forming step of forming the metal layer 22 on the prepared transparent substrate 21 is performed.
  • This metal layer 22 serves as an important factor in setting the processing area in the back exposure described later.
  • a photoresist forming step of applying a photoresist 23 on the metal layer 22 and forming a predetermined pattern is performed.
  • an etching step of forming the pattern hole 25 by etching the metal layer 22 and the transparent substrate 21 on the predetermined pattern region formed in the photoresist 23 is performed.
  • the etching step for the metal layer 22 and the etching for the transparent substrate 21 may be applied.
  • the embodiment may be applied only to the etching of the metal layer, such as metal layer etching and transparent substrate etching according to the characteristics of the device or the circuit implementation situation will be appropriately performed.
  • the transparent substrate may be etched to some pattern regions, and the process of forming the secondary metal layer on the upper metal layer may be performed.
  • an additional etching may be performed on the transparent substrate, and an embodiment in which the secondary metal layer is formed while the metal layer and the transparent substrate are etched may be further performed.
  • 3 and 4 show an embodiment in which the second transparent substrate is further etched by performing backside illumination using a positive photoresist while both the metal layer and the transparent substrate are first etched. 4 shows an embodiment in which an additional secondary metal layer is formed on the metal layer by performing back exposure using a negative photoresist in a state in which the metal layer and the transparent substrate are first etched.
  • a back exposure preparation step is performed in which a photosensitive material 26 is coated on the pattern hole 25 and the metal layer 22 on which a predetermined pattern is formed by etching for post processing.
  • the backside illumination uses photosensitive material 26 (eg, photoresist), and the photosensitive material 26 may be selected from positive photoresist or negative photoresist. This will be described in detail later.
  • photosensitive material 26 eg, photoresist
  • an alignment step for aligning the position of the transparent substrate 21 according to the back exposure is performed.
  • the transparent substrate 21 may be supported by using the substrate jig 30 of the device manufacturing apparatus.
  • the substrate jig 30 for this alignment step may be used to fix the transparent substrate, or may be used to align the transparent substrate 21 after the up and down direction is changed.
  • This alignment step may be performed before the rear exposure preparation step, or after the rear exposure preparation step, and may be determined according to the installation situation or the characteristics of the device, and as described above, in the rear exposure preparation step. In the case of forming the photosensitive material, it is preferable that the alignment step is performed later.
  • the alignment step in addition to the process of fixing the substrate, if the light irradiation of the back exposure is made from below, the substrate is fixed as it is, but if the light irradiation of the back exposure is irradiated from the upper side, the transparent substrate 21 to the top Rotation by the pivot member (not shown) to face will also be carried out in the alignment step.
  • the rotating member using the substrate jig may be performed to use the general light irradiation members as it is made by the light irradiation from the top.
  • the substrate jig 30 of the device manufacturing apparatus used in the alignment step is a jig portion 31 is coupled to both sides or the edge of the transparent substrate 21, as shown in Figure 5, a jig base on which the jig portion 31 is installed ( 32).
  • the transparent substrate 21 can be stably rotated or maintained so that the back exposure can be stably performed.
  • the secondary metal layer can be easily formed by using the backside illumination process technology according to the present invention in the secondary metal layer formation and the post-processing related to the pattern hole. It is possible to form and precisely match the existing pattern holes, thereby improving the characteristics of the entire device.
  • the device manufacturing apparatus further includes a rotating member (not shown) for rotating the substrate while the substrate is fixed with the substrate jig 30, thereby rotating the transparent substrate 21 upward from the bottom to face upward. After performing the back exposure, the transparent substrate 21 is rotated to face downward again.
  • a rotating member (not shown) for rotating the substrate while the substrate is fixed with the substrate jig 30, thereby rotating the transparent substrate 21 upward from the bottom to face upward. After performing the back exposure, the transparent substrate 21 is rotated to face downward again.
  • the photosensitive material may be used as a positive photoresist or a negative photoresist.
  • the photosensitive material 26 is made of a positive photoresist, and may be implemented to remove the photosensitive material of a predetermined pattern hole by the back exposure step.
  • the photosensitive material When the positive photoresist (PR) is used as the photosensitive material, the photosensitive material is removed only in the portion of the pattern hole formed during the first processing by the back exposure.
  • PR positive photoresist
  • an additional etching step of etching the transparent substrate 21 of the predetermined pattern hole portion from which the photosensitive material is removed is performed.
  • the metal layer 22 is formed by using a positive photoresist during the back exposure.
  • An embodiment in which the photosensitive material is removed only in the portion of the pattern hole without) may be achieved.
  • an additional etching may be performed on a predetermined pattern region of the transparent substrate 21 after the back exposure step.
  • the transparent substrate 21 it is possible to form a hole deeper than the existing pattern holes. This is because the pattern holes formed during the existing primary processing may be processed to a uniform depth with respect to the entire device, and then the pattern holes of a predetermined region may need to form holes to a deeper depth as necessary.
  • the photosensitive material of the pattern hole portion is removed using the positive photoresist during the back exposure according to the present invention, and the hole is formed to be deeper than the pattern hole of the other portion by second etching. This has the advantage of forming a hole of secondary processing that is more stable and exactly matched with a conventionally processed pattern hole.
  • the transparent substrate 21 is removed in a state where the photosensitive material of the pattern hole part is removed by the positive photoresist during the back exposure. Additional etching may be made to the object. That is, the first etching may be useful when a predetermined pattern for the metal layer is required, and in some predetermined pattern portions, a pattern hole for the transparent substrate is required. In this case also has an advantage that can accurately form the additional pattern holes that match the pattern holes formed in the existing metal layer.
  • the photosensitive material 26 may be made of a negative photoresist. That is, the back exposure step of removing the part of the photosensitive material 26 by performing the back exposure on the transparent substrate 21 side is performed, and since the negative photoresist is used, the photosensitive material on the metal layer except for the predetermined pattern hole is removed by the back exposure step. It is to be removed to form a hole filling projection 27 protruding the photosensitive material in a predetermined pattern hole. This is a useful process when it is carried out so that post-processing to other areas is easily performed without damaging the pattern hole portion as will be described later.
  • a predetermined pattern hole may be formed only in the metal layer 22 during the primary etching, and a predetermined pattern hole may be formed in both the metal layer 22 and the transparent substrate 21.
  • the second metal layer forming step of forming the second metal layer 28 on the metal layer 22 is performed.
  • the secondary pattern hole forming step of forming the secondary pattern hole by removing the photosensitive material of the hole filling protrusion 27 is performed.
  • the photosensitive material of the hole filling protrusion 27 is removed by lift-off.
  • the second metal layer may be made of the same or different materials as the metal layer. That is, when the first metal layer is formed of the same metal, it may be useful to form a thicker metal layer in the region. Alternatively, when the first metal layer and the second metal layer are formed of different metals, it may be useful to protect the existing metal layer or to use advantageous properties of the device such as conductivity.
  • the metal layer (or second metal layer, etc.) used above is made of any one of Cr, Cu, and Ti.
  • an additional etching may be performed on the transparent substrate for the portion of the pattern. That is, it includes an additional etching step of etching the transparent substrate of the portion of the secondary pattern hole from which the photosensitive material is removed. In this way, additional etching on the transparent substrate can be performed precisely.
  • the backside illumination process of the optical device such as the optical device according to the present invention as described above it is possible to easily deposit a metal mask layer while protecting the fine pattern for the optical device, an embodiment thereof same.
  • the transparent substrate 21 is prepared.
  • the transparent substrate 21 generally has a photoresist, a metal layer, and the like formed on an upper surface thereof and forms a base of the device.
  • a device such as an optical device, a semiconductor layer, and a display panel is manufactured through a plurality of processes. Accordingly, the present invention has the advantage that by performing the back exposure during this process, it is possible to achieve further processing of the pattern hole formed in the transparent substrate, and to easily form the metal layer again on the metal layer while not damaging the existing pattern.
  • the transparent substrate 21 is prepared.
  • a quartz wafer having good transmittance is taken as an example, and the substrate may be transparent for backside illumination.
  • a metal layer forming step of forming the metal layer 22 on the transparent substrate 21 is performed.
  • a metal layer is used in the process of fabricating an optical device, and in one embodiment of the present invention, a Cr metal layer is provided.
  • the Cr: SiO 2 selectivity is preferably 20: 1 or more, and the adhesion characteristics are good.
  • Sputter equipment is used to deposit a metal layer, which utilizes a method in which chromium is deposited on a substrate by sputtering a Cr target with ions in a chamber using plasma.
  • the thickness used for etching 7 ⁇ m is usually 3000 ⁇ and up to 4000 ⁇ . Above this thickness, the substrate may be bent or cracked due to the thin film stress. Therefore, the chromium alone is slightly different depending on the conditions when etching, but the limit is about 8 ⁇ m.
  • a photoresist PR
  • a photoresist forming step of forming a predetermined pattern is performed.
  • a PR (photoresist) patterning process is performed using a photomask for Cr etching.
  • AZ5214 was used as the photoresist, and the thickness of the coating was 4000 ⁇ m during the process at 4000 rpm.
  • I-line UV is exposed and the pattern is developed using a MIF 300 develper.
  • the Cr etching using the photomask can be applied to a commonly used technique.
  • Thick PR has the advantage of obtaining a high selectivity due to the thick thickness, but it is difficult to form an optical element pattern of 1 ⁇ m, and the PR profile becomes worse due to the standing wave phenomenon as the exposure time increases. Can be difficult to implement.
  • an etching step of forming the pattern hole 25 by etching the metal layer 22 and the transparent substrate 21 on the predetermined pattern region formed in the photoresist 23 is performed.
  • the metal layer 22 is etched to form a predetermined pattern on the metal layer.
  • Cr, Cu, Ti, and the like may be used for such a metal layer, and in the examples shown, Cr 3000 ⁇ s was used.
  • the transparent substrate 21 is etched.
  • SiO 2 was etched using CF 4 , C 4 F 8 , He, O 2 gas, ICP Power 2300W, Bias Power 300W, and 20 minutes at 6mTorr process pressure.
  • CF 4 and C 4 F 8 gases are used as fluorocarbon gases, and are etched by the physical collision of ions and SiO 2 by ICP Power and Bias Power. I can regulate it.
  • CFx ions are etched by a chemical reaction that encounters SiO 2 and converts it into a SiFx volatile gas. In the case of the optical device it is preferable to etch about 6 ⁇ 7 ⁇ m.
  • the back exposure according to the present invention which is carried out afterwards, may be more useful because it may be used when the thickness of Cr is slightly left due to an unexpected variable and when further etching is desired.
  • the backside illumination can be etched with a simple process even without a procedure such as the error of mask alignment. You can proceed with the process.
  • the results may appear unintentionally.
  • the 1500 ⁇ was deposited due to the equipment maintenance parameter, it is possible to perform additional deposition using the backside illumination process as in the present invention and to stably etch. To have.
  • the subsequent process for this is as follows.
  • a back exposure preparation step is performed in which the photosensitive material 26 is applied to the metal layer 22 and the pattern hole 25 and the metal layer 22 on the transparent substrate 21 on which the predetermined pattern is formed by etching.
  • a part of the photosensitive material 26 is removed during the rear exposure, which is a post-process, so that the post-treatment process can be easily performed.
  • the photosensitive material used therein may be made of a positive photoresist or a negative photoresist.
  • an alignment step of performing alignment of the layer including the transparent substrate 21 by the substrate jig 30 of the device manufacturing apparatus is performed prior to the back exposure step described later.
  • light irradiation during exposure is mostly irradiated from the upper direction of the device.
  • light irradiation may be performed so that light irradiation is performed in a downward direction in which the transparent substrate 21 is positioned. have.
  • the backside exposure will be carried out after rotating the transparent substrate 21 facing downward before light irradiation.
  • the rotating member (not shown) is further provided as a member that rotates the layer including the transparent substrate 21 stably upward.
  • the substrate jig 30 for fixing the transparent substrate 21 to stably rotate the layer, including the transparent substrate 21 is to be included.
  • the alignment step may include a process of aligning the transparent substrate 21 such that the transparent substrate 21 faces upward by rotating a layer including the transparent substrate 21.
  • the substrate jig 30 includes a jig part 31 coupled to both sides or an edge of the transparent substrate 21 and a jig base 32 on which the jig part 31 is installed.
  • the transparent substrate 21 is aligned in the light source side direction to perform a back exposure step for the transparent substrate 21.
  • the back exposure step of removing the photosensitive material 26 by performing back exposure on the transparent substrate 21 side is performed.
  • both types of positive photoresist and negative photoresist may be used as the photosensitive material.
  • the thickness PR may be 8 ⁇ m or more.
  • PR photosensitive materials
  • PR should be well filled in the etching grooves so that the back exposure and subsequent processing will be successful.
  • the back exposure is light irradiation from the rear of the transparent substrate 21
  • the contamination of the foreign matter on the back of the transparent substrate should be less
  • the back exposure of the UV light irradiation may be performed without a member such as a jig.
  • AZ4620 may be used as a positive photoresist (PR), and may be coated on a substrate by about 8 to 9 ⁇ m.
  • PR positive photoresist
  • Negative photo resist may be used JSR THB126N, and can be coated to approximately 32 ⁇ m thickness from the substrate as the PR actually tested.
  • the substrate of the device is made of a transparent substrate and a pattern is formed thereon, followed by a backside illumination process, and thus a photoresist (photosensitive material) of the backside exposure is positive photoresist (positive photoresist).
  • a photoresist photosensitive material
  • An embodiment made of) and an embodiment made of a negative photoresist will be described separately.
  • AZ4620 may be used as a positive photoresist, which is a photosensitive material applied to the metal layer 21 or the pattern hole.
  • the photosensitive material 26 is related to an exemplary embodiment of a positive photoresist.
  • the AZ4620 photoresist used was spin coated at 2500 rpm with a thickness of about 8-9 ⁇ m. Then, the back exposure process was performed, and developed on a MIF 300 devloper for 2 minutes, and hard baked at 110 ° C. for 2 minutes to etch the transparent substrate 21.
  • the photosensitive material of the predetermined pattern hole formed in the metal layer 22 and the transparent substrate 21 is removed by the back exposure step.
  • the secondary etching of the predetermined pattern region of the transparent substrate may be further performed. In this case, it will be appropriate when additionally processing the pattern hole in the existing transparent substrate 21 to a deeper depth.
  • the positive photo resist is not brought into the metal layer 22 during the back exposure, so that the part receiving the light is developed.
  • the jig is used to protect the pattern formed on the existing device such as the front surface.
  • such a substrate jig is used to prevent the front surface from touching the ground and the like, and a transparent material that is not reflected is preferable, and if it is reflected, the substrate and the jig may be reflected and affect so that the reflection is not performed.
  • the existing pattern hole is precisely formed on the transparent substrate 21 without error. An exposure process can be performed.
  • secondary etching may be performed on a predetermined pattern region of the transparent substrate 21.
  • the positive photoresist is used as a mask, so that additional etching may be performed on the substrate in the same pattern as the existing pattern, thereby achieving a precise post-process.
  • 8 ⁇ m PR can be etched about 16 ⁇ m quartz.
  • a photoresist is formed on the upper part of the metal layer or the pattern hole.
  • the process can be continued from the step of applying photoresist (6. photoresist coating) to continue the subsequent process. However, if it is etched too deep, it is necessary to check whether the PR is well filled inside the pattern hole.
  • JSR THB126N may be used as a negative photoresist, which is a photosensitive material applied to the metal layer 21 or the pattern hole.
  • the photosensitive material 26 is formed of a negative photoresist, and thus the photosensitive material is removed from the predetermined pattern region by removing the photosensitive material except for the predetermined pattern region formed on the metal layer 22 by the back exposure step.
  • the photosensitive material 26 is formed of a negative photoresist, and thus the photosensitive material is removed from the predetermined pattern region by removing the photosensitive material except for the predetermined pattern region formed on the metal layer 22 by the back exposure step.
  • a protruding hole filling protrusion 27 is formed of a negative photoresist
  • the lighted portion is cured.
  • the presented example was spin coated at 800 rpm and the thickness was 32 ⁇ m. By adjusting the rpm, the height of the hole filling protrusion 27 can be adjusted, and the profile angle of the hole filling protrusion 27 can be adjusted by adjusting the time of the rear exposure. Lift-off process proceeds to the subsequent process, since the metal layer is deposited on the metal film except for the pattern hole while PR is removed, the hole filling protrusion 27 should be formed vertically.
  • the hole filling protrusion 27 as a pillar is to protect the existing etched micropattern from being damaged when the metal layer is subsequently deposited.
  • the epoxy component Due to the negative photoresist property, the epoxy component is strong, which has a high viscosity and is thicker than the positive type.
  • the second metal layer forming step of forming the second metal layer 28 on the metal layer 22 is performed.
  • the Sputter / E-Beam evaporator can be used to perform metal deposition.
  • the second metal layer 28 is capable of depositing various metals such as Cr, Cu, and Ti.
  • negative photoresist Due to the high viscosity of the negative photoresist (negative photo resist) has a high temperature resistant properties, it can be deposited to a thickness without cracks.
  • Electroplating also allows metal deposition without lift-off.
  • a secondary pattern hole forming step of removing the photosensitive material of the hole filling protrusion is performed.
  • the hole-filling protrusion 27 may be lifted-off using a stripper or the like.
  • the additional metal layer mask may be additionally etched.
  • the second metal layer is formed on the transparent substrate.
  • the SEM image results of the negative photoresist embodiment can be seen.
  • Substrate used 8 inch quartz substrate (1T)
  • Hard baking 110 °C 240sec
  • the hole filling protrusions 27 formed in the pattern holes 25 of the metal layer 22 and the transparent substrate 21 are formed to have a height of 32.70 ⁇ m and a width of 19.23 ⁇ m, and are well filled in the pattern holes. It can be seen that it has a state. By performing the process of applying the metal layer on top of the metal layer in such a state, it is possible to continuously apply the metal layer in a pattern exactly matching the existing pattern hole without a separate mask.
  • the present invention there is an excellent effect of depositing a photoresist metal layer while protecting the already formed pattern without using an optical device mask for further processing in a state where a predetermined pattern is formed on the transparent substrate and the metal layer.

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Abstract

본 발명은 투명기판 및 금속층에 소정 패턴이 형성된 상태에서 추가 공정을 위해 광소자마스크를 사용하지 않고 정렬오차 없이 이미 형성된 패턴을 보호하면서 포토레지스트 메탈레이어를 증착시키며, 또한 이미 투명기판에 가공된 패턴에 대해 추가 식각을 수행함에 있어 기존 패턴홀과 일치하도록 후가공을 수행할 수 있게 하여 정밀한 후가공이 가능하게 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 미세패턴 보호 및 메탈레이어 증착방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명의 특징은 투명기판 상에 형성된 금속층에 대해 소정 패턴을 포함한 포토레지스트를 이용하여 금속층 및 투명기판을 에칭하여 금속층 및 투명기판에 패턴홀을 형성하거나, 금속층 에칭으로 금속층에 패턴홀을 형성하는 에칭단계; 에칭으로 소정 패턴을 형성한 패턴홀 및 금속층 상부에 감광성 재료를 도포하는 후면노광준비단계; 및 투명기판 측에서의 후면 노광하여 감광성 재료 일부를 제거하는 후면노광단계를 포함하고, 상기 감광성 재료는 포지티브 포토레지스트로 이루어지고, 상기 후면노광단계에 의하여 소정 패턴홀의 감광성 재료를 제거하며, 상기 후면노광단계 이후 감광성 재료가 제거된 소정 패턴홀 부분의 투명기판에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

후면노광 기술을 이용한 미세패턴 보호 및 메탈레이어 증착방법
본 발명은 투명기판 및 금속층에 소정 패턴이 형성된 상태에서 추가 공정을 위해 광소자마스크를 사용하지 않고 정렬오차 없이 이미 형성된 패턴을 보호하면서 포토레지스트와 메탈레이어를 증착시키며, 또한 이미 투명기판에 가공된 패턴에 대해 추가 식각을 수행함에 있어 기존 패턴홀과 일치하도록 후가공을 수행할 수 있게 하여 정밀한 후가공이 가능하게 하는 후면노광(ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ) 기술을 이용한 미세패턴 보호 및 메탈레이어 증착방법에 관한 것이다.
일반적으로 광소자나 디스프레이 패널 등에는 기본적으로 투명기판이 이용된다. 이러한 투명기판 상에 금속층이나 수지층을 적층 도포하고 소정의 패턴을 형성함으로써 소자의 특성을 이용하게 된다.
하나의 소자에는 다양한 패턴이 형성되는 것이며, 이러한 패턴에는 전기전도, 광투과 등의 특성을 안정적으로 이룰 수 있도록 하기 위한 것이며, 이에 하나의 소자에 대해서도 다양한 패턴과 패턴별로도 그 특성이 다양하게 형성된다.
이러한 소자의 가공 공정시에는 기본적인 금속층이나 패턴을 형성한 이후, 추가적인 후공정으로 다른 금속층이나 수지층을 형성하거나 또 다른 패턴을 형성할 수 있다. 하지만 대부분 기판 베이스를 기준으로 하여 볼 때 한쪽 방향인 상향으로만 적층과 식각, 노광 등을 수행하게 된다.
이에 첨부된 도 1의 예에서처럼 기판이 마련되고, 이러한 기판상에 금속층을 도포하며, 금속층 상부로 포토레지스트(PR)를 도포하여 소정의 패턴을 형성한다. 이후 소정의 패턴으로 하여 금속층 및 기판을 식각하며 이후 포토레지스트를 제거함으로써 금속층 및 기판에 소정의 패턴을 형성하게 되는 것이다.
이에 다시 기존의 패턴에 맞춰서 기판의 패턴을 더 깊게 식각가공하게 될 경우, 금속층 및 패턴 상부로 다시 포토레지스트를 도포한 후, 노광으로 원하는 부분의 포토레지스트를 제거하며, 이후 노광으로 제거된 부분에 대해 후공정을 수행할 수 있다.
하지만 첨부된 도 1의 예에서처럼 후공정의 패턴형성은 상부방향에서의 노광을 이용하기 때문에, 후공정으로 형성된 패턴은 최초의 패턴과 일치시키기가 쉽지 않게 된다. 여러 회의 후공정을 진행한 이후 도 1에서처럼 어느 패턴 부분이 일치시키지 못하는 가공을 하게 되면 전체 소자는 그 역할을 수행할 수 없어 폐기해만 하는 문제점이 발생된다. 이처럼 기존의 가공된 패턴과 일치시켜 후공정의 패턴을 형성하기란 쉽지 않은 공정으로 이처럼 정확하게 전후 공정의 패턴이 일치되도록 하는 기술이 절실히 요구되는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 투명기판 및 금속층에 소정 패턴이 형성된 상태에서 추가 공정을 위해 광소자마스크를 사용하지 않고 정렬오차 없이 이미 형성된 패턴을 보호하면서 포토레지스트 메탈레이어를 증착시키는 목적이 있다.
이에 본 발명의 다른 목적은, 후속 공정 시 투명기판 측으로 후면노광을 수행함에 추가적인 별도의 마스크를 사용하지 않도록 하고, 후면노광에 앞서 이미 형성된 소자의 레이어에 형성된 포토레지스트 패턴을 보호하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은, 2차 금속층 형성 이후에도 계속해서 마스크레이어를 수행하기 위한 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은, 이미 투명기판에 가공된 패턴에 대해 추가 식각을 수행함에 있어 기존 패턴홀과 일치하도록 후가공을 수행할 수 있게 하여 정밀한 후가공이 가능하게 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투명기판 상에 형성된 금속층에 대해 에칭공정을 이용하여 금속층 및 투명기판에 패턴홀을 형성하거나 또는 상기 금속층에 패턴홀을 형성하는 에칭단계; 상기 패턴홀이 형성된 금속층 상부에 포지티브 포토레지스트로 이루어진 감광성 재료를 도포하는 후면노광준비단계; 상기 투명기판 측에서 후면 노광하여 상기 금속층의 패턴홀 상부에 있는 감광성 재료를 제거하는 후면노광단계; 및 감광성 재료가 제거된 상기 패턴홀 부분의 상기 투명기판에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 투명기판 상에 형성된 금속층에 대해 에칭공정을 이용하여 금속층 및 투명기판에 패턴홀을 형성하거나 또는 상기 금속층에 패턴홀을 형성하는 에칭단계; 상기 패턴홀이 형성된 금속층 상부에 네거티브 포토레지스트로 이루어진 감광성 재료를 도포하는 후면노광준비단계; 상기 투명기판 측에서 후면 노광하여 상기 금속층의 패턴홀 상부를 제외한 영역에 있는 감광성 재료를 제거하여 상기 패턴홀에 감광성 재료가 돌출된 홀채움돌기를 형성하는 후면노광단계; 상기 홀채움돌기를 포함한 상기 금속층 상에 제2금속층을 형성하는 제2금속층형성단계; 및 상기 홀채움돌기의 감광성 재료를 제거하여 2차패턴홀을 형성하는 2차패턴홀형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 감광성 재료가 제거된 상기 2차패턴홀 부분의 상기 투명기판에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2금속층은 금속층과 동일하거나 서로 다른 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 홀채움돌기의 감광성 재료는 리프트-오프(Lift-off)로 제거하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 후면노광단계에 앞서, 기판지그에 의해 투명기판을 회전시켜 투명기판이 상측으로 향하도록 정렬하는 정렬단계를 더 포함하고, 상기 기판지그는 투명기판의 양측 또는 가장자리에 결합되는 지그부; 및 지그부가 설치되는 지그베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 금속층은 Cr, Cu, 및 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기의 가공방법에 이용되는 기판지그에 있어서, 상기 기판지그는, 투명기판의 양측 또는 가장자리에 결합되는 지그부; 및 지그부가 설치되는 지그베이스를 포함하여, 투명기판을 기판지그로 지지한 상태에서 투명기판을 상하로 회동하여 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판지그를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 투명기판 및 금속층에 소정 패턴이 형성된 상태에서 추가 공정을 위해 광소자마스크를 사용하지 않고 정렬오차 없이 이미 형성된 패턴을 보호하면서 포토레지스트 메탈레이어를 증착가능하게 하는 탁월한 효과가 있다.
이에 본 발명의 다른 효과는, 후속 공정 시 투명기판 측으로 후면노광을 수행함에 의하여 기존의 금속층이 포토레지스트에 대한 마스크 역할을 하기 때문에 추가적인 별도의 마스크를 사용하지 않아 마스크 제작시간 및 비용 절감할 수 있는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 효과는, 후면노광에 앞서 이미 형성된 소자의 레이어에 결합되는 지그를 이용하기 때문에 포토레지스트 패턴을 보호하여 정밀한 가공이 이루어지는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 효과는, 후면노광 공정을 이용하기 때문에 기존의 방식으로 Deep etch를 위해 증착한 두꺼운 메탈레이어에 생기는 박막스트레스를 감소시키는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 효과는, 2차 금속층 형성 이후에도 계속해서 마스크레이어를 수행 및 추가식각이 가능하며, 선택비 증가를 위한 새로운 메탈레이어 증착이 가능한 것이다.
아울러 본 발명의 또 다른 효과는, 투명기판을 사용하는 광소자 분야에 쉽게적용이 가능하며, 노광 시간 조절로 인한 포토레지스트 Profile 각도조절이 가능한 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 효과는, 이미 투명기판에 가공된 패턴에 대해 추가 식각을 수행함에 있어 기존 패턴홀과 일치하도록 후가공을 수행할 수 있어 정밀한 후가공이 가능하게 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 공정 설명도로, photo lithography 공정에서 정렬오차가 발생되는 상태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정을 이용한 가공방법에 있어서 기초공정에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정을 이용한 가공방법으로, 후면노광시 포지티브 포토레지스트에 의한 공정 이후 투명기판에 패턴홀을 형성하는 공정의 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정을 이용한 가공방법으로, 후면노광시 네가티브 포토레지스트에 의한 공정 이후 1차 금속층 상에 2차 금속층을 형성하는 공정의 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정으로, 후면노광에 앞서 투명기판을 정렬시킬 때 기판지그를 이용하여 정렬시키는 예시 설명도이다.
도 6의 (a), (b), (c), (d) 등은 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정으로, 후면노광시 네가티브 포토레지스트에 의한 공정 이후 1차 금속층 상에 2차 금속층을 형성하는 공정으로 생성된 광소자에 대한 실시 예시사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정으로, 후면노광시 네가티브 포토레지스트에 의한 공정 이후 1차 금속층 상에 2차 금속층을 형성하는 공정으로 생성된 광소자에 있어서 층구조 형상을 보여주는 확대 예시사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정으로, 후면노광시 포지티브 포토레지스트에 의한 공정 이후 투명기판에 추가 패턴홀을 형성하는 공정의 순서도이다.
도 9는 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 공정으로, 후면노광시 네가티브 포토레지스트에 의한 공정 이후 1차 금속층 상에 2차 금속층을 형성하는 공정의 순서도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉 본 발명에 따른 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ(후면노광) 기술을 이용한 미세패턴 보호 및 메탈레이어 증착방법은 첨부된 도 1 내지 도 9 등에서와 같이, 투명기판과 금속층을 형성한 상태에서 후면노광의 실시로 이후의 공정이 손쉽게 이루어지도록 구비된 것이다.
이러한 본 발명은 투명기판(21) 상에 형성된 금속층(22) 및 투명기판(21)에 소정의 패턴을 따라 패턴홀(25)을 형성하고, 후가공방법으로써 금속층(22) 및 상기 패턴홀(25)에 감광성 재료(26)를 도포하며 후면 노광(Backside illumination)으로 상기 감광성 재료 일부를 제거하는 것이 주요 특징인 것이다.
이에 도 1에서처럼 종래 기술에서는 투명기판에 패턴홀이 형성된 이후 다시 포토레지스트 등을 이용하여 패턴홀을 더 가공하고자 할 경우 별도의 마스크 정렬이 이루어져야 하나 포토레지스트에 의해 정확한 위치로 정렬하기 어렵기 때문에 결국 1차가공된 패턴홀과 이후에 가공되는 패턴홀이 정렬되지 못하여 불량이 발생하게 된다.
하지만 본 발명에 따른 후면가공(Backside illumination) 공정을 이용함으로써 수회 패턴홀을 가공하더라도 원래 가공된 패턴홀과 일치되게 가공함으로써 전체 소자에서의 불량률을 현저히 낮추는 장점을 갖게 된다.
이를 위한 공정 기술에 대해 살펴보기로 한다.
즉 첨부된 도면의 예에서와 같이, 투명기판(21) 상에 형성된 금속층(22)에 대해 소정 패턴을 포함한 포토레지스트(23)를 이용하여 금속층(22) 및 투명기판(21)을 에칭하여 금속층(22) 및 투명기판(21)에 패턴홀(25)을 형성하거나, 금속층(22) 에칭으로 금속층(22)에 패턴홀(25)을 형성하는 에칭단계를 수행한다.
좀더 상세히 살펴보면 준비된 투명기판(21) 상에 금속층(22)을 형성하는 금속층형성단계를 수행한다. 이러한 금속층(22)은 후술되는 후면노광에서의 가공영역을 설정하는데 중요한 요소로 작용한다.
아울러 금속층(22) 상에 포토레지스트(23)를 도포하고 소정 패턴을 형성하는 포토레지스트형성단계를 수행한다.
또한 포토레지스트(23)에 형성된 소정 패턴영역에 대해 금속층(22) 및 투명기판(21)을 에칭하여 패턴홀(25)을 형성하는 에칭단계를 수행한다. 이에 에칭단계에서는 도 2에서처럼 금속층(22)에 대한 에칭단계를 수행하고 또한 투명기판(21)에 대한 에칭을 수행하는 실시예가 적용될 수 있다. 또한 필요에 따라서는 적용되는 기술 상황에 따라 금속층에 대한 에칭만 수행하는 실시예가 적용될 수 있는 등, 소자의 특성이나 회로 실시 상황에 따라 금속층에칭과 투명기판에칭 등을 알맞게 수행될 것이다.
아울러 후가공시, 금속층 만 에칭된 경우 일부 패턴 영역에 대한 투명기판의 에칭이 이루어질 수 있고, 금속층 상층에 대한 2차 금속층 형성의 공정이 이루어질 수 있을 것이다. 또한 다른 실시예인 금속층과 투명기판이 에칭된 실시예의 경우에도 투명기판에 대한 추가 에칭이 실시될 수도 있으며, 금속층과 투명기판이 에칭된 상태에서 2차 금속층을 형성하는 실시예가 더 수행될 수 있는 것이다. 이에 도 3과 도 4는 금속층과 투명기판이 모두 1차 에칭된 상태에서, 도 3은 포지티브 포토레지스트를 이용한 후면노광(Backside illumination)을 수행하여 2차 투명기판의 추가 에칭이 이루어지는 실시예를 보인 것이고, 도 4는 금속층과 투명기판이 1차 에칭된 상태에서 네가티브 포토레지스트를 이용한 후면노광을 수행하여 금속층 상에 추가 2차 금속층을 형성하는 실시예를 보인 것이다. 이러한 후가공 실시예에 대해서 살펴보기로 한다.
후가공실시를 위해 에칭으로 소정 패턴을 형성한 패턴홀(25) 및 금속층(22) 상부에 감광성 재료(26)를 도포하는 후면노광준비단계를 수행한다.
이에 후면노광(Backside illumination)은 감광성 재료(26, 예:포토레지스트)를 이용하는 것이며, 이러한 상기 감광성 재료(26)는 포지티브 포토레지스트 또는 네가티브 포토레지스트 중에서 선택되어 실시될 것이다. 이에 대해서는 후술에서 상세히 설명하기로 한다.
다음으로 상기 후면노광단계에 앞서, 투명기판(21)을 후면노광에 따른 위치를 정렬하기 위한 정렬단계를 수행한다.
특히 첨부된 도 5에서와 같이 소자제조장치의 기판지그(30)를 이용하여 투명기판(21)을 지지하는 수행할 수 있다.
이러한 정렬단계에 대한 기판지그(30)는 투명기판을 고정시키도록 이용될 수도 있고, 또한 투명기판(21)이 상하방향이 바뀌도록 한 후 정렬시키도록 이용될 수도 있을 것이다.
이러한 정렬단계는 후면노광준비단계에 앞서 수행될 수도 있고, 후면노광준비단계 이후에 수행될 수도 있는 등, 실시되는 시설상황 또는 소자의 특성에 따라 정하여질 것이며, 앞서 설명한 바와 같이 후면노광준비단계에서 감광성 재료를 형성하는 경우에는 정렬단계가 후에 수행되는 것이 바람직하다.
이에 정렬단계에서는 기판을 고정시키는 과정에 더하여, 후면노광의 광조사가 아래에서 이루어지는 경우에는 그대로 기판을 고정시키게 되나, 후면노광의 광조사가 상측으로부터 조사될 경우에는 투명기판(21)이 상부로 향하도록 회동부재(미도시됨)에 의해 회전시키는 것도 정렬단계에서 이행될 것이다. 그리하여 기판지그를 이용한 회동부재를 이용하는 실시예의 경우 광조사가 상부에서 이루어짐으로써 일반적인 광조사 부재들을 그대로 이용하도록 실시될 수 있을 것이다.
그리고 정렬단계에 이용되는 소자제조장치의 상기 기판지그(30)는 도 5에서처럼 투명기판(21)의 양측 또는 가장자리에 결합되는 지그부(31)와, 지그부(31)가 설치되는 지그베이스(32)를 포함하는 것이다. 그리하여 투명기판(21)이 안정적으로 회전되거나 위치된 상태를 유지할 수 있게 하여 후면노광이 안정적으로 수행되도록 한다.
이후 도 3 내지 도 5 등의 예시에서처럼 투명기판(21) 측에서의 후면 노광하여 일부 감광성 재료(26)를 제거하는 후면노광단계를 수행한다.
이처럼 1차적으로 금속층 또는 투명기판에 패턴홀을 형성된 상태에서도 2차적으로 2차금속층 형성 및 패턴홀과 관련된 후가공에 있어서 본 발명에 따른 후면노광(Backside illumination) 공정 기술을 이용함으로써 손쉽게 2차금속층을 형성할 수 있고 기존의 패턴홀에 정확하게 일치된 가공이 이루어짐으로써 전체 소자의 특성이 양호하게 되는 것이다.
이처럼 소자제조장치에는 기판을 기판지그(30)로 고정시킨 상태에서 회전시키는 회동부재(미도시됨)를 더 구비하여, 상방향 노광시 투명기판(21)을 아래에서 상방향으로 향하도록 회전시켜 후면노광을 수행하고, 이후 다시 투명기판(21)이 아래로 향하도록 회동시키는 것이다.
이후 투명기판(21) 측에서의 후면 노광하여 감광성 재료(26) 일부를 제거하는 후면노광단계를 수행한다.
아울러 후면노광(Backside illumination) 시에는 감광성 재료 일부를 제거하는 것인바, 이러한 감광성 재료는 포지티브 포토레지스트(positive photo resist) 또는 네가티브 포토레지스트(negative photo resist)가 사용될 수 있다.
즉 도 3에서처럼 상기 감광성 재료(26)는 포지티브 포토레지스트로 이루어지고, 상기 후면노광단계에 의하여 소정 패턴홀의 감광성 재료를 제거하도록 실시될 수 있다.
이처럼 포지티브 포토레지스트(PR, positive photo resist)를 감광성 재료로 이용할 경우, 후면노광으로 1차 가공시 형성된 패턴홀 부분만 감광성 재료가 제거된다.
이후 상기 후면노광단계 이후 감광성 재료가 제거된 소정 패턴홀 부분의 투명기판(21)에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 수행한다.
이에 도 3에서처럼 1차 가공시 금속층(22)과 투명기판(21)에 에칭으로 소정 패턴홀이 형성된 상태에서 다시 2차 추가 에칭을 수행하기 위해, 후면노광시 포지티브 포토레지스트를 이용하여 금속층(22)이 없는 패턴홀 부분만 감광성 재료를 제거하는 실시예가 이루어질 수 있다.
그리고 추가에칭단계에서는 상기 후면노광단계 이후 투명기판(21)의 소정 패턴영역에 대한 추가적인 에칭이 이루어질 수 있다. 그리하여 투명기판(21)에 있어서 기존 패턴홀보다 더 깊은 깊이로 홀을 형성할 수 있는 것이다. 이는 기존 1차 가공시 형성된 패턴홀은 전체적인 소자에 대해서 균일 깊이로 가공될 수 있고, 이후 소정의 영역의 패턴홀은 필요에 따라서 더 깊은 깊이로 홀을 형성할 필요가 있을 수 있다. 이런 경우 본 발명에 의한 후면노광시 포지티브 포토레지스트를 이용하여 패턴홀 부분의 감광성 재료를 제거하고 다시 2차 에칭을 통해 다른 부분의 패턴홀 보다 좀더 깊은 깊이로 홀을 형성하는 것이다. 이로써 보다 안정적이면서 기존 가공된 패턴홀과 정확하게 일치된 2차 가공의 홀을 형성하는 장점을 갖는다.
또한 1차 에칭 가공시 금속층(22)에 대한 에칭만 이루어져 금속층에 소정 패턴홀이 형성된 이후, 후면노광시 포지티브 포토레지스트에 의해 패턴홀 부분의 감광성 재료가 제거된 상태에서, 투명기판(21)을 대상으로 하는 추가에칭이 이루어질 수 있다. 즉 1차에칭시에는 금속층에 대한 소정 패턴이 필요하고, 일부 소정 패턴부분에서는 투명기판에 대한 패턴홀이 필요한 경우에 유용할 수 있다. 이 경우에도 기존의 금속층에 형성된 패턴홀과 일치되는 추가 패턴홀을 정밀하게 형성시킬 수 있는 장점을 갖는다.
다음으로 상기 감광성 재료(26)는 네가티브 포토레지스트로 이루어져 실시될 수 있다. 즉 투명기판(21) 측에서의 후면 노광하여 감광성 재료(26) 일부를 제거하는 후면노광단계를 수행하고, 이에 네가티브 포토레지스트를 이용하므로, 상기 후면노광단계에 의하여 소정 패턴홀을 제외한 금속층 상의 감광성 재료를 제거하여 소정 패턴홀에서 감광성 재료가 돌출된 홀채움돌기(27)를 형성하도록 실시되는 것이다. 이는 후술되는 바와 같이 패턴홀 부분은 손상시키지 않으면서 그 이외의 영역에 대한 후가공이 손쉽게 이루어지도록 실시될 때 유용한 공정이다. 이 경우에도 1차 에칭시 금속층(22)에만 소정 패턴홀이 형성될 수도 있고, 또한 금속층(22)과 투명기판(21) 모두에 소정 패턴홀이 형성되도록 시행될 수 있다.
그리고 상기 후면노광단계 이후 금속층(22) 상에 제2금속층(28)을 형성하는 제2금속층형성단계를 수행하는 것이다.
또한 상기 홀채움돌기(27)의 감광성 재료를 제거하여 2차패턴홀을 형성하는 2차패턴홀형성단계를 더 수행하는 것이다.
상기 홀채움돌기(27)의 감광성 재료는 리프트-오프(Lift-off)로 제거하는 것이 보다 바람직하다.
아울러 상기 제2금속층은 금속층과 동일하거나 또는 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다. 즉 1차 형성된 금속층과 동일한 금속으로 실시될 경우에는 해당 영역의 금속층의 두께를 좀더 두껍게 형성할 때 유용할 것이다. 또는 1차 형성된 금속층과 제2금속층이 서로 다른 금속으로 이루어지는 경우에는 기존의 금속층을 보호하거나 전도도 등과 같이 소자의 유리한 특성을 이용하고자 할 때에 유용할 것이다.
이상에서 이용되는 상기 금속층(또는 제2금속층 등)은 Cr, Cu, 및 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것이다.
이에 더하여, 이상에서와 같이 제2금속층을 형성한 상태에서도 일부 패턴부분에 대한 투명기판에 대해 추가 에칭이 수행될 수 있다. 즉 감광성 재료가 제거된 상기 2차패턴홀 부분의 상기 투명기판에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 포함하는 것이다. 이로써 투명기판에 대한 추가에칭이 정밀하게 수행될 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 마련되는 본 발명에 따른 광소자 등의 후면노광(Backside illumination) 공정에 의하면 광소자에 대해 미세패턴을 보호하면서 메탈마스크 레이어를 쉽게 증착할 수 있는 것이며, 이에 대한 실시예를 보면 아래와 같다.
즉 우선 투명기판(21)을 준비한다. 이러한 투명기판(21)은 대체로 상부면으로 포토레지스트, 금속층 등이 형성되는 것이며 소자의 베이스를 이룬다.
그리고 첨부된 도면 및 이하의 설명에서처럼 다수 공정을 통하여 광소자, 반도체레이어, 디스플레이 패널 등의 소자를 제조하게 된다. 이에 본 발명은 이러한 공정 중에 후면노광을 실시함으로써 투명기판에 형성된 패턴홀의 추가 가공을 이룰 수 있고 금속층 상부에 다시 금속층을 손쉽게 형성하면서 기존의 패턴을 손상시키지 않는 장점을 갖는 것이다.
이에 대한 세부 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
1. Substrate 1T Quartz wafer
우선 투명기판(21)을 준비한다. 본 발명에서의 일 실시예에서는 투과도가 좋은 Quartz wafer로 실시됨을 예로 하였고, 후면노광(Backside illumination)을 위해 substrate가 투명임이 바람직할 것이다.
2. Cr layer deposition
다음으로 투명기판(21) 상에 금속층(22)을 형성하는 금속층형성단계를 수행한다.
즉 광소자제작공정 중 금속층(metal layer)를 이용하는 것이며, 본 발명의 일 실시예에서는 Cr 금속층을 제시하고 있다.
이에 Cr:SiO2 선택비 20:1 이상으로 함이 좋고, adhesion 특성이 좋다.
Sputter 장비를 이용하여 금속층을 증착하며, 이는 플라즈마를 이용해 챔버 내 이온이 Cr 타겟을 스퍼터링하여 기판에 크롬이 증착하는 방법을 이용한다. 광소자의 경우 7㎛ 식각시 사용되는 두께는 보통 3000Å이며 최대 4000Å까지 사용한다. 그 이상의 두께는 박막스트레스로 인해 기판이 휘거나 크랙이 발생할 수 있다. 따라서 크롬만으로 식각시 조건에 따라 조금씩 차이는 있지만 8㎛ 정도가 한계이다.
3. Photo-lithography
그리고 금속층(22) 상에 포토레지스트(PR, photo resist, 23)를 도포하고 소정 패턴을 형성하는 포토레지스트형성단계를 수행한다.
Cr 식각을 위해 포토마스크를 사용하여 PR(포토레지스트) 패터닝 공정을 수행한다. 사용되는 포토레지스트는 AZ5214를 사용하였으며, 4000rpm으로 공정시 코팅된 두께는 1.4㎛ 이다. 이후 I-line UV를 이용하여 노광하고 MIF 300 develper를 이용하여 패턴을 현상한다. Cr 식각용 포토마스크로 사용하기 위해 110℃ 에서 1분 동안 하드 베이킹한다. 이에 포토마스크를 이용한 Cr 식각은 일반적으로 이용되는 기술을 적용할 수 있다.
Thick PR을 사용하면 두꺼운 두께로 인해 높은 선택비를 얻을 수 있는 장점이 있지만, 1㎛ 의 광소자 패턴을 형성하기에 어려움이 있고, 노광 시간이 늘어나면서 스탠딩 웨이브 현상으로 PR profile이 나빠지며 미세패턴을 구현하기가 어려울 수 있다.
다음으로 포토레지스트(23)에 형성된 소정 패턴영역에 대해 금속층(22) 및 투명기판(21)을 에칭하여 패턴홀(25)을 형성하는 에칭단계를 수행한다.
4. Cr etch
우선 금속층(22)을 에칭하는 것으로, 금속층에 소정 패턴을 형성하게 된다. 이러한 금속층에 대해서는 Cr, Cu, Ti 등이 이용될 수 있으며 제시된 실시예에서는 Cr 3000Å을 대상으로 하였다.
즉 PR패턴을 이용하여 Cr식각하는 것으로 일반적으로 알려진 챔버 내 플라즈마와 Cl2 gas 를 이용하며, Cr과 Cl2 가스가 반응하여 Cr2Cl3 휘발성 가스로 제거된다. 이 공정은 일반적으로 Cr 식각에 적용되는 기술이다.
5. SiO2 etch
다음으로 투명기판(21)에 대한 에칭을 실시하는 것이다.
이에 PR & Cr metal mask를 이용하여 SiO2를 식각하는 것으로 잘 알려진 기술을 적용할 수 있다. 제시된 실시예에서는 CF4와 C4F8, He, O2 가스를 이용하여 SiO2를 식각하였으며, ICP Power 2300W, Bias Power 300W 이며, 6mTorr 공정압력에서 20분 진행하였다. CF4와 C4F8 가스는 Fluorocarbon계의 가스로 사용되었으며, ICP Power와 Bias Power에 의해 이온과 SiO2의 물리적 충돌에 의해 식각되며, 이 힘의 정도에 따라 식각률, 수직성, 선택비를 조절할 수 있다. 그리고 CFx이온들은 SiO2와 만나 SiFx 휘발성 가스로 변환되는 화학적 반응으로 식각된다. 이에 광소자의 경우 6 ~ 7㎛ 정도 식각함이 바람직하다.
아울러 이후에 진행되는 본 발명에 따른 후면노광(Backside illumination)은 Cr의 두께가 의외의 변수로 인해 조금 남았을 경우와, 추가 식각을 더 진행하고 싶을 때 사용이 가능하여 더욱 유용하게 적용할 수 있다.
예를 들면 10㎛ 이상 깊은 식각 공정을 진행해야 하지만 앞에서 설명하였듯이 두꺼운 금속막의 박막스트레스로 인해 한 번에 진행하지 못할 때, Backside illumination 은 종래와 같은 마스크 정렬의 오차와 같은 절차가 없어도 간단한 공정만으로도 식각공정을 진행할 수 있는 것이다.
또한 반도체 공정 장비의 장비 유지 관리의 어려움으로 인해 동일 공정을 진행하였음에도 불구하고 결과가 의도하지 않게 나타날 수가 많다. 실시예로 진행한 3000Å Cr 금속막을 형성해야 하는 경우를 보면, 장비 유지 변수로 인해 1500Å이 증착되었다면 본 발명에서와 같은 Backside illumination 공정을 이용하여 추가 증착이 가능하고 안정적으로 식각을 진행할 수 있는 장점을 갖는 것이다. 이를 위한 후속 공정에 대해 살펴보면 다음과 같다.
(후면노광준비단계)
앞선 공정인 에칭으로 소정 패턴을 형성한 금속층(22) 및 투명기판(21) 상의 상기 패턴홀(25)과 금속층(22) 상부에 감광성 재료(26)를 도포하는 후면노광준비단계를 수행한다. 그리하여 후공정인 후면노광시 감광성 재료(26) 일부가 제거됨으로써 후처리 공정을 손쉽게 수행할 수 있는 것이다. 이에 이용되는 감광성 재료로는 포지티브 포토레지스트(positive photo resist) 또는 네가티브 포토레지스트(negative photo resist)로 이루어져 실시될 것이다.
(정렬단계)
이에 더하여 후술되는 후면노광단계에 앞서, 소자제조장치의 기판지그(30)에 의해 투명기판(21)을 비롯한 레이어의 정렬을 수행하는 정렬단계를 더 포함한다.
이로써 후면노광의 광조사시 원하는 패턴과 관련된 포토레지스트를 제거할 수 있다.
일반적인 소자제조장치에서는 노광시 광조사는 대부분 소자의 상방향에서 조사되는 것인바, 본 발명에 의한 일부 실시예에서는 광조사가 투명기판(21)이 위치한 아래 방향에서 광조사가 이루어지도록 실시될 수도 있다.
또한 보다 바람직하게는 일반적인 소자제조장치에 적용된 기술로, 상방향에서 광조사되도록 실시될 수도 있는 것이다. 이를 위해 광조사 전 아래 방향으로 향해있는 투명기판(21)을 상방향으로 회전시킨 후 후면노광을 실시할 것이다.
이에 투명기판(21)을 비롯한 레이어를 안정적으로 상방향으로 향하도록 회전시키는 부재로써 회동부재(미도시됨)가 더 구비된다.
또한 투명기판(21)을 비롯한 레이어를 안정적으로 회전시키기 위해 투명기판(21)을 고정시키는 기판지그(30)를 더 포함하는 것이다.
이로써 정렬단계는 투명기판(21)을 비롯한 레이어를 회전시켜 투명기판(21)이 상측으로 향하도록 정렬하는 공정도 포함하게 된다.
아울러 도 5에서처럼 상기 기판지그(30)는 투명기판(21)의 양측 또는 가장자리에 결합되는 지그부(31)와 지그부(31)가 설치되는 지그베이스(32) 등으로 이루어지는 것이다.
6. Photoresist coating(후면노광)
이후 투명기판(21)이 광원 측 방향으로 정렬된 상태에서 투명기판(21)에 대한 후면노광단계를 수행하는 것이다.
즉 투명기판(21) 측에서의 후면 노광하여 감광성 재료(26)를 제거하는 후면노광단계를 수행한다.
이러한 후면노광시에는 감광성 재료로 포지티브 포토레지스트(positive photo resist), 네가티브 포토레지스트(negative photo resist) 등의 타입 모두 사용가능하다.
대체로 두께(Thick PR)는 8㎛ 이상일 수 있다. 식각 홈에 PR(감광성 재료)이 잘 채워져야 후면노광 및 이후의 공정이 잘 이루어질 것이다.
또한 후면노광은 투명기판(21)의 후방에서 광조사가 이루어지는 것이므로, 투명기판 뒷면에 이물질 오염이 적어야 하며, 정렬이나 회동시 소자의 앞면 패턴을 보호하기 지그를 사용함이 바람직하다.
일부 실시예에서는 노광기와 투명기판이 위치된 방향이 같으면 지그와 같은 부재가 없어도 UV 광조사의 후면노광을 실시할 수 있다.
포지티브 포토레지스트(positive photo resist, PR)로는 AZ4620가 이용될 수도 있으며, 기판에서 대략 8 ~ 9 ㎛ 정도 코팅될 수 있다.
네가티브 포토레지스트(negative photo resist, PR)은 JSR THB126N이 이용될 수도 있으며, 실제 실험한 PR로써 기판으로부터 대략 32 ㎛ 두께로 코팅될 수 있다.
이상에서처럼 소자의 기판이 투명기판으로 이루어지고 이에 패턴이 형성된 상태에서 후면노광(Backside illumination) 공정으로 후속가공을 이룰 수 있으며, 이에 후면노광의 포토레지스트(감광성 재료)를 포지티브 포토레지스트(positive photo resist)로 이루어지는 실시예와 네가티브 포토레지스트(negative photo resist)로 이루어지는 실시예를 나누어 설명하기로 한다.
우선 도 3에서처럼 후면노광(Backside illumination)의 감광성 재료를 포지티브 포토레지스트(positive photo resist)로 이루어져 이루어지는 실시예를 살펴보기로 한다. 금속층(21)이나 패턴홀 등에 도포되는 감광성 재료인 포지티브 포토레지스트(positive photo resist)로 AZ4620이 이용될 수 있다.
7-1. Backside illumination(후면노광)
앞서 투명기판(21) 방향으로 광을 조사하여 후면노광(Backside illumination) 공정을 실시하며, 이에 상기 감광성 재료(26)는 포지티브 포토레지스트로 이루어지는 실시예에 대한 것이다. 사용된 AZ4620 포토레지스트는 2500rpm에 스핀 코팅되었으며, 두께는 약 8 ~ 9㎛이다. 이후 후면노광 공정을 실시하였으며, MIF 300 devloper에 2분 동안 현상하고, 투명기판(21) 식각에 사용하기 위해 110℃에서 2분간 하드베이킹을 하였다.
이로써 상기 후면노광단계에 의하여 도 3에서처럼 금속층(22) 및 투명기판(21) 등에 형성된 소정 패턴홀의 감광성 재료를 제거하는 것이다.
그리고 이러한 상기 후면노광단계 이후 투명기판의 소정 패턴영역에 대한 2차 에칭하는 단계를 더 수행할 수 있는 것이다. 이에 이러한 경우에는 기존의 가공된 투명기판(21)에서의 패턴홀을 좀더 깊은 깊이로 추가가공할 때 적절할 것이다.
이에 Positive photo resist 실시예는 후면노광 시 금속층(22)으로 가져지지 않아 빛을 받는 부분이 현상되는 것이다.
이는 결국 금속층(22)에 패턴 형상에 따라 도포된 photo resist에 대한 후면노광을 실시한 것이며, 금속층(22)에 대한 별도의 마스크 없이 실시한 것으로, 추가 공정시 기존의 패턴홀과의 정렬오차 없이 미세패턴 구현이 가능한 것이다.
물론 정렬키와 같은 별도 부재가 없기 때문에 공정시간을 단축시키는 장점을 갖는다.
그리고 마스크를 사용하지 않기 때문에 마스크 제작 비용을 절감할 수 있다.
아울러 앞서 설명한 바와 같이 지그를 이용하여 앞면 등 기존의 소자에 형성된 패턴 등을 보호하게 된다.
즉 이러한 기판지그는 앞면이 지면 등에 닿지 않게 하는 용도로 이용되며 반사가 되지 않은 투명재질이 바람직하며, 혹여 반사가 되면 기판과 지그가 반사되어 영향을 미칠 수 있기 때문에 반사가 안되도록 한다.
이처럼 후면노광을 통하여 금속층(22)이 없는 곳의 photo resist(PR)를 제거함으로써 기존의 패턴과 동일한 홀을 형성하기 때문에, 기존의 패턴홀을 투명기판(21)에 동일하게 오차없이 형성하는 정밀한 노광공정을 수행할 수 있다.
8-1. SiO2 건식식각
이후 투명기판(21)에 대한 소정 패턴영역에 대한 2차 에칭을 수행할 수 있다.
즉 포지티브 포토레지스트(positive photo resist)를 마스크처럼 이용하는 것이며, 이로서 기존의 패턴과 동일한 패턴으로 기판에 대한 추가 식각을 수행할 수 있어 정밀한 후공정을 이룰 수 있다.
이에 AZ4620의 경우 8㎛ PR은 Quartz 약 16㎛ 정도 식각이 가능하다.
그리고 선택비 AZ4620 : SiO2 = 1 : 2로 실시될 수 있다.
계속해서 후면노광으로 2차 후공정 시 투명기판(21)에 대한 2차 식각을 수행한 다음에, 다시 3차 식각을 수행할 경우에는 앞선 금속층이나 패턴홀 등의 상부에 감광성 재료(photo resist)를 도포하는 단계(6. Photoresist coating(후면노광))부터 다시 진행하여 후속 공정을 계속할 수 있다. 다만 너무 깊게 식각된 경우에는 패턴홀 안쪽으로 PR이 잘 채워지는지 확인이 필요하다.
다음으로 도 4에서처럼 후면노광(Backside illumination)의 감광성 재료를 네가티브 포토레지스트(negative photo resist)로 이루어져 이루어지는 실시예를 살펴보기로 한다. 금속층(21)이나 패턴홀 등에 도포되는 감광성 재료인 네가티브 포토레지스트(negative photo resist)로 JSR THB126N이 이용될 수 있다.
7-2. Backside illumination(후면노광)
즉 상기 감광성 재료(26)는 네가티브 포토레지스트(negative photo resist)로 이루어지는 것이고, 이에 상기 후면노광단계에 의하여 금속층(22)에 형성된 소정 패턴영역을 제외한 감광성 재료를 제거하여 소정 패턴영역에서 감광성 재료가 돌출된 홀채움돌기(27)를 형성하는 것이다.
이러한 네가티브 포토레지스트(negative photo resist) 특성상 빛을 받은 부분이 경화되는 것이다. 제시한 실시예는 800rpm에 스핀코팅하였으며, 두께는 32㎛ 이다. rpm 조절로 홀채움돌기(27)의 높이를 조절할 수 있으며, 후면 노광의 시간을 조절하여 홀채움돌기(27)의 profile 각도를 조절할 수 있는 장점이 있다. 후속공정으로 진행되는 Lift-Off 공정은 PR이 제거되면서 패턴홀을 제외한 금속막 위에 금속층이 증착되기 때문에 홀채움돌기(27)가 수직으로 형성되어 있어야 한다.
그리고 기둥인 홀채움돌기(27)는 이후 메탈레이어(metal layer)를 증착시킬 때 기존의 식각된 미세패턴이 손상되지 않게 보호하는 것이다.
네가티브 포토레지스트(negative photo resist) 특성상 Epoxy 성분이 강해 점도가 높으며 positive 타입보다 두껍게 도포된다.
8-2. Metal layer 증착(ex : Cu)
그리고 상기 후면노광단계 이후 금속층(22) 상에 제2금속층(28)을 형성하는 제2금속층형성단계를 수행한다.
이에 Sputter/E-Beam evaporator 를 이용해 메탈 증착과정을 수행할 수 있다.
이러한 제2금속층(28)은 Cr, Cu, 및 Ti 등이 여러 메탈 증착이 가능하다.
네가티브 포토레지스트(negative photo resist)의 높은 점도 때문에 고온에 잘 견디는 특성을 갖는 것으로, Crack이 생기지 않은 두께로 증착할 수 있다.
또한 전기도금을 사용하면 lift - off없이 메탈 증착이 가능할 수 있다.
8-3. Lift-off
다음으로 상기 홀채움돌기의 감광성 재료를 제거하는 2차패턴홀형성단계를 수행한다.
즉 2차금속층(28)을 형성한 이후, 홀채움돌기(27)에 대해 stripper 등을 이용하여 lift - off를 진행할 수 있다.
또는 추가된 Metal layer 마스크에 대해서 추가로 식각을 진행할 수 있다.
이로써 도 4에서처럼 2차로 금속층을 투명기판 상부로 형성하게 된다. 이에 대해 도 6 및 도 7에서처럼 네가티브 포토레지스트(negative photo resist) 실시예에 대한 SEM image 결과를 볼 수 있다.
이러한 실험예의 조건을 보면 다음과 같다.
(Negative Photoresist를 이용한 Backside illumination 실험)
사용 기판 : 8인치 쿼츠 기판(Quartz substrate) (1T)
식각 패턴 16채널 음각 Optical splitter 6.76㎛ 식각
PR 종류 : JSR THB-126N(Negative type)
(공정조건 )
Spin coating : 800rpm/32㎛
Soft baking : 90℃ 300sec
Exposure : 65sec(780Jcm-2)
Develop : 4min(DVI2000)
Hard baking : 110℃ 240sec
이로써 도 6 및 도 7에서처럼 금속층(22)과 투명기판(21)의 패턴홀(25)에 형성된 홀채움돌기(27)는, 높이 32.70㎛, 폭 19.23㎛로 형성되고 패턴홀 내에 빈틈없이 잘 채워진 상태를 갖는 것을 알 수 있다. 이와 같은 상태에서 금속층 상부로 다시 금속층을 도포하는 공정을 수행하는 것으로, 별도의 마스크 없이 기존의 패턴홀과 정확히 일치하는 패턴으로 금속층을 연속해서 도포하는 것이 가능한 것이다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 의하면 투명기판 및 금속층에 소정 패턴이 형성된 상태에서 추가 공정을 위해 광소자마스크를 사용하지 않고 정렬오차 없이 이미 형성된 패턴을 보호하면서 포토레지스트 메탈레이어를 증착가능하게 하는 탁월한 효과가 있으며, 후속 공정 시 투명기판 측으로 후면노광을 수행함에 의하여 기존의 금속층이 포토레지스트에 대한 마스크 역할을 하기 때문에 추가적인 별도의 마스크를 사용하지 않아 마스크 제작시간 및 비용을 절감할 수 있어 경제성을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 투명기판 상에 형성된 금속층에 대해 에칭공정을 이용하여 금속층 및 투명기판에 패턴홀을 형성하거나 또는 상기 금속층에 패턴홀을 형성하는 에칭단계;
    상기 패턴홀이 형성된 금속층 상부에 포지티브 포토레지스트로 이루어진 감광성 재료를 도포하는 후면노광준비단계;
    상기 투명기판 측에서 후면 노광하여 상기 금속층의 패턴홀 상부에 있는 감광성 재료를 제거하는 후면노광단계;
    감광성 재료가 제거된 상기 패턴홀 부분의 상기 투명기판에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  2. 투명기판 상에 형성된 금속층에 대해 에칭공정을 이용하여 금속층 및 투명기판에 패턴홀을 형성하거나 또는 상기 금속층에 패턴홀을 형성하는 에칭단계;
    상기 패턴홀이 형성된 금속층 상부에 네거티브 포토레지스트로 이루어진 감광성 재료를 도포하는 후면노광준비단계;
    상기 투명기판 측에서 후면 노광하여 상기 금속층의 패턴홀 상부를 제외한 영역에 있는 감광성 재료를 제거하여 상기 패턴홀에 감광성 재료가 돌출된 홀채움돌기를 형성하는 후면노광단계;
    상기 홀채움돌기를 포함한 상기 금속층 상에 제2금속층을 형성하는 제2금속층형성단계; 및
    상기 홀채움돌기의 감광성 재료를 제거하여 2차패턴홀을 형성하는 2차패턴홀형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    감광성 재료가 제거된 상기 2차패턴홀 부분의 상기 투명기판에 대해 에칭하는 추가에칭단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제2금속층은 금속층과 동일하거나 서로 다른 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 홀채움돌기의 감광성 재료는 리프트-오프(Lift-off)로 제거하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후면노광단계에 앞서, 기판지그에 의해 투명기판을 회전시켜 투명기판이 상측으로 향하도록 정렬하는 정렬단계를 더 포함하고,
    상기 기판지그는 투명기판의 양측 또는 가장자리에 결합되는 지그부; 및
    지그부가 설치되는 지그베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층은 Cr, Cu, 및 Ti 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＢＡＣＫＳＩＤＥ ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ 기술을 이용한 기판의 가공방법.
  8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 가공방법에 이용되는 기판지그에 있어서,
    상기 기판지그는,
    투명기판의 양측 또는 가장자리에 결합되는 지그부; 및
    지그부가 설치되는 지그베이스를 포함하여,
    투명기판을 기판지그로 지지한 상태에서 투명기판을 상하로 회동하여 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판지그.
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