[go: up one dir, main page]

KR102703701B1 - Nickel stamp and Method of manufacturing the same - Google Patents

Nickel stamp and Method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102703701B1
KR102703701B1 KR1020210149184A KR20210149184A KR102703701B1 KR 102703701 B1 KR102703701 B1 KR 102703701B1 KR 1020210149184 A KR1020210149184 A KR 1020210149184A KR 20210149184 A KR20210149184 A KR 20210149184A KR 102703701 B1 KR102703701 B1 KR 102703701B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nickel
layer
photoresist layer
forming
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020210149184A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230063771A (en
Inventor
이경균
배남호
이석재
노동기
박유민
이태재
이문근
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020210149184A priority Critical patent/KR102703701B1/en
Publication of KR20230063771A publication Critical patent/KR20230063771A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102703701B1 publication Critical patent/KR102703701B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0015Production of aperture devices, microporous systems or stamps
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

적층된 복수의 미세패턴층을 가지는 니켈 스탬프 및 이의 제조 방법을 개시한다.
니켈 스탬프는 니켈 베이스, 니켈 베이스 상에 형성되고, 제1 미세패턴을 가지는 제1 니켈층, 제1 니켈층의 상측에 배치되며, 제1 미세패턴과 연결되는 제2 미세패턴을 가지는 제2 니켈층을 포함한다.
A nickel stamp having a plurality of laminated micropatterned layers and a method for manufacturing the same are disclosed.
A nickel stamp includes a nickel base, a first nickel layer formed on the nickel base and having a first micropattern, and a second nickel layer disposed on an upper side of the first nickel layer and having a second micropattern connected to the first micropattern.

Description

니켈 스탬프 및 이의 제조 방법{Nickel stamp and Method of manufacturing the same}Nickel stamp and method of manufacturing the same

본 발명은 반도체 분야에서 사용되는 니켈 스탬프 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nickel stamp used in the semiconductor field and a method for manufacturing the same.

일반적으로 나노미터 수준의 연구 및 실험을 위해 미세패턴이 형성된 금속 스탬프를 이용한 미세유체 디바이스가 제작되고 있다.Microfluidic devices are typically fabricated using metal stamps with micropatterns for nanometer-level research and experiments.

미세유체 디바이스를 제작하기 위해 사용되는 금속 스탬프 중 니켈 재질의 니켈 스탬프가 높은 빈도로 사용되고 있다. 니켈은 양호한 경도, 인장 강도 및 내부식성을 가지고 있으므로 미세유체 채널을 형성하기 위한 성형물 제조에 유용하게 사용될 수 있다.Among the metal stamps used to manufacture microfluidic devices, nickel stamps made of nickel are frequently used. Nickel has good hardness, tensile strength, and corrosion resistance, so it can be usefully used in the manufacture of molded articles for forming microfluidic channels.

이러한 니켈 스탬프는 웨이퍼와, 웨이퍼 상에 도포되는 포토레지스트층 위에 포토마스크(Photomask)를 배치하고 빛을 비추는 현상작업(Development)을 통해 빛이 비춰지지 않은 부분을 제거한 뒤 도금공정을 통해 형성되는 미세패턴을 가지는 니켈층을 포함한다.These nickel stamps include a wafer, a photomask placed over a photoresist layer applied on the wafer, a development process in which light is shone on the photomask to remove unexposed areas, and a nickel layer having a micro-pattern formed through a plating process.

그러나, 종래의 니켈 스탬프는 웨이퍼 위에 니켈층이 단층으로 존재하여 더 복잡하고 심화된 연구를 진행하는데 한계가 있으므로, 적층된 복수의 미새패턴층을 가지는 니켈 스탬프의 제작의 필요성이 증대되고 있다.However, since conventional nickel stamps have a single nickel layer on the wafer, there is a limit to conducting more complex and in-depth research, and therefore, the need for manufacturing nickel stamps having multiple laminated micropattern layers is increasing.

본 발명의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 적층된 복수의 미세패턴층을 가지는 니켈 스탬프 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems of the present invention, an object of the present invention is to provide a nickel stamp having a plurality of laminated micropattern layers and a method for manufacturing the same.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 스탬프는 니켈 베이스; 상기 니켈 베이스 상에 형성되고, 제1 미세패턴을 가지는 제1 니켈층; 상기 제1 니켈층의 상측에 배치되며, 상기 제1 미세패턴과 연결되는 제2 미세패턴을 가지는 제2 니켈층; 을 포함한다.According to one embodiment of the present invention for solving the above problem, a nickel stamp includes: a nickel base; a first nickel layer formed on the nickel base and having a first micropattern; a second nickel layer disposed on an upper side of the first nickel layer and having a second micropattern connected to the first micropattern.

상기 제2 니켈층은 상기 제1 니켈층의 상면으로부터 형성될 수 있다.The second nickel layer can be formed from the upper surface of the first nickel layer.

상기 제1 니켈층과 상기 제2 니켈층은 일체화 형태로 서로 부착되어 있을 수 있다.The first nickel layer and the second nickel layer may be attached to each other in an integral form.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 스탬프를 제조하는 방법은 니켈 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 니켈 웨이퍼 상에 제1 포토레지스트층을 형성하는 단계; 상기 제1 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제1 도금영역을 형성하는 단계; 전기도금을 통해 상기 제1 도금영역에 제1 니켈층을 형성하는 단계; 상기 니켈 웨이퍼 상에 잔류된 상기 제1 포토레지스트층과 상기 제1 니켈층 상에 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계; 상기 제2 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제2 도금영역을 형성하는 단계; 전기도금을 통해 상기 제2 도금영역에 제2 니켈층을 형성하는 단계; 및 용매를 이용하여 상기 잔류된 제1 포토레지스트층과 상기 제2 포토레지스트층을 제거하는 단계; 를 포함한다.In addition, a method for manufacturing a nickel stamp according to one embodiment of the present invention includes the steps of: preparing a nickel wafer; forming a first photoresist layer on the nickel wafer; forming a first plating region by removing at least a portion of the first photoresist layer; forming a first nickel layer in the first plating region through electroplating; forming a second photoresist layer on the first photoresist layer remaining on the nickel wafer and the first nickel layer; forming a second plating region by removing at least a portion of the second photoresist layer; forming a second nickel layer in the second plating region through electroplating; and removing the remaining first photoresist layer and the second photoresist layer using a solvent.

상기 제1 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제1 도금영역을 형성하는 단계는, 상기 제1 포토레지스트층 상측에 제1 포토마스크와 광원을 배치하고, 상기 제1 포토마스크를 향해 광을 조사하여 상기 제1 포토레지스트층에 제1 노출영역과 제1 비노출영역을 형성하고, 용매를 통해 상기 제1 비노출영역을 제거하는 것을 포함할 수 있다.The step of forming a first plating region by removing at least a portion of the first photoresist layer may include arranging a first photomask and a light source on an upper side of the first photoresist layer, irradiating light toward the first photomask to form a first exposed region and a first unexposed region in the first photoresist layer, and removing the first unexposed region using a solvent.

상기 제2 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제2 도금영역을 형성하는 단계는, 상기 제2 포토레지스트층 상측에 제2 포토마스크와 광원을 배치하고, 상기 제2 포토마스크를 향해 광을 조사하여 상기 제2 포토레지스트층에 제2 노출영역과 제2 비노출영역을 형성하고, 용매를 통해 상기 제2 비노출영역을 제거하는 것을 포함할 수 있다.The step of forming a second plating region by removing at least a portion of the second photoresist layer may include arranging a second photomask and a light source on an upper side of the second photoresist layer, irradiating light toward the second photomask to form a second exposed region and a second unexposed region in the second photoresist layer, and removing the second unexposed region using a solvent.

상기 제2 포토마스크의 일부는, 상기 제1 니켈층과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.A portion of the second photomask may be positioned to overlap with the first nickel layer.

상기 제1 니켈층의 두께는 상기 제1 포토레지스트층의 두께에 대응되는 두께를 가질 수 있다.The thickness of the first nickel layer may have a thickness corresponding to the thickness of the first photoresist layer.

상기 제2 니켈층의 두께는 상기 제2 포토레지스트층의 두께에 대응되는 두께를 가질 수 있다.The thickness of the second nickel layer may have a thickness corresponding to the thickness of the second photoresist layer.

본 발명에 따르면, 복수의 미세패턴이 서로 연결되므로 미세유체를 이용한 다양하고 심화된 구조의 연구 및 실험이 진행될 수 있다. According to the present invention, since a plurality of micropatterns are connected to each other, research and experiments on various and in-depth structures using microfluid can be conducted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 스탬프의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 니켈 웨이퍼를 준비하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 제1 니켈층을 형성하는 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 제1 포토레지스트층에 제1 도금영역을 형성하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 제2 니켈층을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.
도 6은 제2 포토레지스트층에 제2 도금영역을 형성하는 방법을 도시한 순서도이다.
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a nickel stamp according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart illustrating a method for preparing a nickel wafer.
Figure 3 is a drawing illustrating a method for forming a first nickel layer.
Figure 4 is a flowchart illustrating a method for forming a first plating area in a first photoresist layer.
Figure 5 is a drawing illustrating a step of forming a second nickel layer.
Figure 6 is a flowchart illustrating a method for forming a second plating area in a second photoresist layer.

본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described herein may be modified in various ways. Specific embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only intended to facilitate understanding of various embodiments. Therefore, the technical idea is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, but should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms that include ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but these components are not limited by the above-described terms. The above-described terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In this specification, it should be understood that terms such as "include" or "have" are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof. When it is stated that a certain component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to the other component, but that other components may also be present in between. On the other hand, when it is stated that a certain component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other components exist in between.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, the "module" or "part" for the component used in this specification performs at least one function or operation. And, the "module" or "part" can perform the function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of "modules" or a plurality of "parts" excluding a "module" or "part" that must be performed in a specific hardware or performed in at least one processor may be integrated into at least one module. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, when describing the present invention, if it is determined that a specific description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is abbreviated or omitted.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.Below, various embodiments are described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 스탬프의 제조방법을 도시한 순서도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a nickel stamp according to one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 스탬프를 제조하는 방법은, 니켈 웨이퍼를 준비하는 단계(S100), 니켈 웨이퍼 상에 제1 포토레지스트층을 형성하는 단계(S200), 제1 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제1 도금영역을 형성하는 단계(S300), 전기도금을 통해 제1 도금영역에 제1 니켈층을 형성하는 단계(S400), 니켈 웨이퍼 상에 잔류된 제1 포토레지스트층과 제1 니켈층 상에 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계(S500), 제2 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제2 도금영역을 형성하는 단계(S600), 전기도금을 통해 제2 도금영역에 제2 니켈층을 형성하는 단계(S700) 및 용매를 이용하여 잔류된 제1 포토레지스트층과 제2 포토레지스트층을 제거하는 단계(S800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method for manufacturing a nickel stamp according to an embodiment of the present invention includes a step of preparing a nickel wafer (S100), a step of forming a first photoresist layer on the nickel wafer (S200), a step of forming a first plating area by removing at least a portion of the first photoresist layer (S300), a step of forming a first nickel layer in the first plating area through electroplating (S400), a step of forming a second photoresist layer on the first photoresist layer remaining on the nickel wafer and the first nickel layer (S500), a step of forming a second plating area by removing at least a portion of the second photoresist layer (S600), a step of forming a second nickel layer in the second plating area through electroplating (S700), and a step of removing the first photoresist layer and the second photoresist layer remaining using a solvent (S800).

이하에서는 니켈 스탬프를 제조하기 위한 각각의 단계에 대해 설명한다.Below, each step for manufacturing a nickel stamp is described.

도 2는 니켈 웨이퍼를 준비하는 방법을 도시한 순서도이다.Figure 2 is a flow chart illustrating a method for preparing a nickel wafer.

도 2를 참조하면, 니켈 웨이퍼를 준비하는 단계(S100)는, 니켈 플레이트(110)를 제공(S110)하고, 니켈 플레이트(110)를 웨이퍼 형상으로 가공(S120)한 후, 웨이퍼 형상으로 가공된 니켈 플레이트(110)를 경면 연마처리(S130)하는 것을 포함한다.Referring to FIG. 2, the step of preparing a nickel wafer (S100) includes providing a nickel plate (110) (S110), processing the nickel plate (110) into a wafer shape (S120), and then performing a mirror polishing treatment (S130) on the nickel plate (110) processed into a wafer shape.

제공되는 니켈 플레이트(110)는 고순도의 니켈 금속 또는 니켈 합금 재질로 마련될 수 있다. 고순도의 니켈 금속의 경우, 적어도 약 99.99 중량%의 니켈 함량을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The provided nickel plate (110) may be made of high purity nickel metal or nickel alloy material. In the case of high purity nickel metal, it may have a nickel content of at least about 99.99 wt%, but is not limited thereto.

니켈 플레이트(110)를 웨이퍼 형상으로 가공(S120)하는 것은, 니켈 플레이트(110)를 압연(Rolling)처리하고 디스크 형상의 웨이퍼(Wafer)로 가공하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 과정을 통해 형성된 웨이퍼 형상의 니켈 플레이트(110)는 거친 표면을 가지므로 반도체 공정에 바로 투입될 수 없다.Processing a nickel plate (110) into a wafer shape (S120) may include a process of rolling the nickel plate (110) and processing it into a disk-shaped wafer. The wafer-shaped nickel plate (110) formed through the above process has a rough surface and therefore cannot be directly used in a semiconductor process.

웨이퍼 형상으로 가공된 니켈 플레이트(110)를 경면 연마처리(S130)하는 것은, 가공된 니켈 플레이트(110)를 적어도 1회의 열처리 작업 및 적어도 1회의 폴리싱 작업을 수행하는 과정을 포함할 수 있다. The process of performing a mirror polishing treatment (S130) on a nickel plate (110) processed into a wafer shape may include a process of performing at least one heat treatment operation and at least one polishing operation on the processed nickel plate (110).

적어도 1회의 열처리 작업은 니켈의 재결정 온도에서 진행되는 풀림(Annealing)처리를 포함할 수 있다. 적어도 1회의 열처리 작업을 통해 폴리싱 작업에 의한 변형(예: 열변형)이 방지되어 니켈 플레이트(110) 내에 잔류하는 스트레스가 제거될 수 있다. 적어도 1회의 열처리 작업에 소요될 수 있는 시간은 30분 내지 4시간이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.At least one heat treatment operation may include an annealing treatment performed at a recrystallization temperature of nickel. At least one heat treatment operation may prevent deformation (e.g., thermal deformation) due to the polishing operation, thereby removing stress remaining within the nickel plate (110). The time required for at least one heat treatment operation may be from 30 minutes to 4 hours, but is not limited thereto.

적어도 1회의 폴리싱 작업은 적어도 1회의 열처리 작업을 거친 웨이퍼 형상의 니켈 플레이트(110)(이하 '니켈 웨이퍼'라 함)의 표면을 폴리싱 패드를 통해 연마처리할 수 있다. 이 과정에서 다양한 연마제(규사(Silica sand), 산화 알루미늄(Al2 O3), 실리콘 카바이드(SiC) 등의 재료)가 사용될 수 있다. At least one polishing operation can be performed by polishing the surface of a wafer-shaped nickel plate (110) (hereinafter referred to as a “nickel wafer”) that has undergone at least one heat treatment operation using a polishing pad. In this process, various abrasives (materials such as silica sand, aluminum oxide (Al2 O3), and silicon carbide (SiC)) can be used.

적어도 1회의 열처리와 적어도 1회의 폴리싱 작업을 통해 경면 연마처리된 니켈 웨이퍼(110)는 약 60㎛ 내지 약 30㎛ 이하의 평탄도(Total Thickeness Varition)값을 가질 수 있으며, 약 80㎛ 내지 약 60㎛ 이하의 휨 크기(Bow height)값을 가질 수 있고, 약 100㎛ 내지 약 80㎛ 이하의 뒤틀림(Warp)값을 가질 수 있다. 상기 범위 내의 평탄도값, 휨 크기값 및 뒤틀림값을 가지는 니켈 웨이퍼(110)는 평탄도 저하 현상, 휨 현상 및 뒤틀림 현상이 발생되지 않을 수 있다.A nickel wafer (110) that has been polished to a mirror surface through at least one heat treatment and at least one polishing operation can have a flatness (Total Thickness Variation) value of about 60 ㎛ to about 30 ㎛ or less, a bow height value of about 80 ㎛ to about 60 ㎛ or less, and a warp value of about 100 ㎛ to about 80 ㎛ or less. A nickel wafer (110) having a flatness value, a bow height value, and a warp value within the above ranges may not experience a flatness reduction phenomenon, a warp phenomenon, or a warp phenomenon.

또한, 경면 연마처리된 니켈 웨이퍼(110)는 약 5㎚ 내지 약 2㎚의 조도값을 가질 수 있다. 경면 연마처리된 니켈 웨이퍼(110)의 조도값이 약 5㎚을 초과하거나 약 2㎚보다 미만일 경우 후술할 전기도금 처리에서 이온화된 니켈이 니켈 웨이퍼(110)의 표면에 부착되지 않거나 충분히 부착되지 않아 이온화된 니켈의 성장이 저하될 수 있다.In addition, the mirror-polished nickel wafer (110) may have a roughness value of about 5 nm to about 2 nm. If the roughness value of the mirror-polished nickel wafer (110) exceeds about 5 nm or is less than about 2 nm, ionized nickel may not be attached or may not be sufficiently attached to the surface of the nickel wafer (110) in the electroplating process described below, and thus the growth of the ionized nickel may be reduced.

도 3은 제1 니켈층을 형성하는 방법을 도시한 도면이며, 도 4는 제1 포토레지스트층에 제1 도금영역을 형성하는 방법을 도시한 순서도이다.FIG. 3 is a drawing illustrating a method for forming a first nickel layer, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for forming a first plating area in a first photoresist layer.

도 1 및 도 3을 참조하면, 니켈 웨이퍼 상에 제1 포토레지스트층을 형성하는 단계(S200)는 니켈 웨이퍼(110)의 표면을 전처리하고, 포토레지스트를 도포하는 것을 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 3, the step (S200) of forming a first photoresist layer on a nickel wafer includes preprocessing the surface of the nickel wafer (110) and applying photoresist.

니켈 웨이퍼(110)의 표면을 전처리 하는 것은, 150℃ 내지 250℃에서 12시간 내지 18시간 동안 탈수 베이킹(baking) 처리를 한 후에, 15분 내지 30분 동안 70W 내지 150W로 산소 내에서 프라즈마 애싱(ashing) 처리를 수행하는 과정을 포함한다. 상기의 과정을 통해 전처리된 니켈 웨이퍼(110)의 표면으로부터 임의의 유기물이 제거될 수 있다.Pretreatment of the surface of a nickel wafer (110) includes a process of performing a dehydration baking treatment at 150° C. to 250° C. for 12 to 18 hours, followed by a plasma ashing treatment in oxygen at 70 W to 150 W for 15 to 30 minutes. Through the above process, any organic matter can be removed from the surface of the pretreated nickel wafer (110).

포토레지스트를 도포하는 것은 전처리된 니켈 웨이퍼(110)의 표면 상에 코팅(예: 스핀 코팅)을 통해 포토레지스트를 도포시키는 작업을 포함할 수 있다. 도포되는 포토레지스트(PhotoResist, PR)는 빛에 반응(감광)하여 특성이 변하는 화학물질이다. 포토레지스트는 해상도 및 생체 적합성이 좋은 SU-8(에폭시계 네거티브 포토레지스트의 한 종류)이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Applying the photoresist may include applying the photoresist through coating (e.g., spin coating) on the surface of the pretreated nickel wafer (110). The photoresist (PR) applied is a chemical substance whose properties change when it reacts to light (photosensitive). The photoresist may be SU-8 (a type of epoxy-based negative photoresist) with good resolution and biocompatibility, but is not limited thereto.

도포되는 포토레지스트의 두께는 1㎛ 내지 200㎛ 또는 10㎛ 내지 100㎛사이일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness of the photoresist applied may be, but is not limited to, between 1 ㎛ and 200 ㎛ or between 10 ㎛ and 100 ㎛.

포토레지스트가 니켈 웨이퍼(110)의 표면에 코팅되는 과정에서, 포토레지스트는 니켈 웨이퍼(110)의 모서리 부위에 설정한 두께보다 높게 형성될 수 있다. 이러한 경우에는 소량의 용매(예: 아세톤)을 이용하여 니켈 웨이퍼(110)의 모서리 부위에 포토레지스트가 작업자가 설정한 두께보다 높게 형성되는 현상을 억제시키거나 완화시킬 수 있다.In the process of coating the photoresist on the surface of the nickel wafer (110), the photoresist may be formed to a thickness higher than the set thickness at the edge of the nickel wafer (110). In this case, the phenomenon of the photoresist being formed to a thickness higher than the set thickness by the operator at the edge of the nickel wafer (110) can be suppressed or alleviated by using a small amount of solvent (e.g., acetone).

포토레지스트에 남게되는 용매를 제거하기 위해 소프트 베이킹 작업이 실시될 수 있다. 포토레지스트에 남게되는 용매는 50℃ 내지 140℃ 온도 범위에서 5분 내지 20분 동안 건조시키는 방식으로 소프트 베이킹 처리되어 제거될 수 있다. 이에 의해 후술할 제1 포토마스크(PM1)의 오염이 방지될 수 있다.A soft baking operation can be performed to remove the solvent remaining in the photoresist. The solvent remaining in the photoresist can be removed by soft baking treatment in a manner of drying at a temperature range of 50° C. to 140° C. for 5 to 20 minutes. This can prevent contamination of the first photomask (PM1) described later.

상기의 과정을 통해 니켈 웨이퍼(110)의 표면 상에 제1 포토레지스트층(120)이 형성된다.Through the above process, a first photoresist layer (120) is formed on the surface of a nickel wafer (110).

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제1 도금영역을 형성하는 단계(S300)는 제1 포토레지스트층 상측에 제1 포토마스크와 광원을 배치(S310)하고, 제1 포토마스크를 향해 광을 조사하여 제1 포토레지스트층에 제1 노출영역과 제1 비노출영역을 형성(S320)한 뒤, 용매를 통해 제1 비노출영역을 제거(S330)하는 것을 포함한다. Referring to FIGS. 3 and 4, the step (S300) of forming a first plating area by removing at least a portion of a first photoresist layer includes arranging a first photomask and a light source on an upper side of the first photoresist layer (S310), irradiating light toward the first photomask to form a first exposed area and a first unexposed area in the first photoresist layer (S320), and then removing the first unexposed area using a solvent (S330).

제1 포토레지스트층(120)의 상측에 제1 포토마스크(PM1)와 광원(L)을 배치(S310)하는 과정에서 사용되는 포토마스크(Photomask)는 불투명, 투명 및 위상-반전 영역의 패턴으로 덮여 있는 정사각형 형태의 기판으로서, 광이 제1 포토레지스트층(120)에 도달될 수 있도록 광원(L)에서 조사되는 광을 통과시킬 수 있다.The photomask used in the process of placing the first photomask (PM1) and the light source (L) on the upper side of the first photoresist layer (120) (S310) is a square-shaped substrate covered with a pattern of opaque, transparent, and phase-inversion regions, and can transmit light irradiated from the light source (L) so that the light can reach the first photoresist layer (120).

포토마스크의 소재는 석영(Quartz), 글래스(Sodalime, 유리) 및 필름(Polyster) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. The material used for the photomask may include, but is not limited to, quartz, glass (sodium sodalime, glass), and film (polyster).

광원(L)은 제1 포토마스크(PM1)의 상측에 배치되어 제1 포토마스크(PM1)를 향해 광을 조사한다.A light source (L) is placed above the first photomask (PM1) and irradiates light toward the first photomask (PM1).

제1 포토마스크(PM1)를 향해 광을 조사하여 제1 포토레지스트층(120)에 제1 노출영역(120a)과 제1 비노출영역(120b)을 형성(S320)하는 과정에서, 광원(L)을 통해 조사되는 광의 강도는 초당 10 mJ/cm2 내지 30mJ/cm2 범위 내에서 조정될 수 있다. In the process of forming a first exposure area (120a) and a first non-exposed area (120b) in the first photoresist layer (120) by irradiating light toward the first photomask (PM1) (S320), the intensity of the light irradiated through the light source (L) can be adjusted within the range of 10 mJ/cm2 to 30 mJ/cm2 per second.

광원(L)을 통해 조사되는 광은 제1 포토마스크(PM1)에 의해 일부가 차단되며, 차단되지 않은 일부는 제1 노출영역(120a)에 도달될 수 있다. 광을 받은 제1 포토레지스트층(120)의 제1 노출영역(120a)은 제1 비노출영역(120b)에 비해 단단해지는 특성의 변화가 일어날 수 있다.The light irradiated through the light source (L) is partially blocked by the first photomask (PM1), and the unblocked portion can reach the first exposure area (120a). The first exposure area (120a) of the first photoresist layer (120) that received the light can undergo a change in the characteristic of becoming harder than the first unexposed area (120b).

용매를 통해 제1 비노출영역(120b)을 제거(S330)하는 것은 현상액(Developer)을 통해 제1 비노출영역(120b)을 제거하는 것을 포함할 수 있다.Removing the first unexposed area (120b) through a solvent (S330) may include removing the first unexposed area (120b) through a developer.

현상액을 통해 제1 비노출영역(120b)을 제거하는 작업에는 제1 포토레지스트층(120)이 형성된 니켈 웨이퍼(110)를 현상액이 담긴 베스(Bath)에 넣는 Dip방식, 현상액을 노즐(Nozzle)로 분사하는 Spray방식 및 현상액을 니켈 웨이퍼(110) 위에 공급하며, 표면 장력을 이용하는 Puddle방식을 포함할 수 있다. 현상액을 통해 제1 비노출영역(120b)이 제거되면, 제1 노출영역(120a)의 일측과 타측에는 전기도금을 통에 니켈 층을 형성할 수 있는 제1 도금영역(120c)이 마련된다.The work of removing the first unexposed area (120b) through the developer may include a dip method in which a nickel wafer (110) on which a first photoresist layer (120) is formed is placed in a bath containing the developer, a spray method in which the developer is sprayed using a nozzle, and a puddle method in which the developer is supplied onto the nickel wafer (110) and surface tension is utilized. When the first unexposed area (120b) is removed through the developer, a first plating area (120c) is provided on one side and the other side of the first exposed area (120a) on which a nickel layer can be formed through electroplating.

현상액을 통해 제1 비노출영역(120b)을 제거하는 작업 후에는 이소프로필 알코올 등의 용매로 세정하고, 질소와 같은 불활성 가스로 블로잉 건조하는 과정을 수행할 수 있다. After removing the first unexposed area (120b) using a developer, a process of washing with a solvent such as isopropyl alcohol and blowing drying with an inert gas such as nitrogen can be performed.

전기도금을 통해 제1 도금영역에 제1 니켈층을 형성하는 단계(S400)는 이온성 수용액 내에서 애노드인 타겟 및 캐소드에 전류를 흘리는 방식으로 수행되는 것을 포함할 수 있다. 이때 타겟은 순수 금속으로 이루어지며, 제1 도금영역(120c)에 해당되는 제1 포토레지스트층(120)이 제거된 니켈 웨이퍼(110)의 표면에 해당 금속이 도금된다.The step (S400) of forming a first nickel layer in the first plating area through electroplating may include performing a method of applying current to a target as an anode and a cathode in an ionic aqueous solution. At this time, the target is made of a pure metal, and the metal is plated on the surface of a nickel wafer (110) from which a first photoresist layer (120) corresponding to the first plating area (120c) has been removed.

니켈의 전기도금은 도전성의 니켈 염 수용액 내에 함침되어 있는 한 쌍의 전극 사이에 직접 전류 경로가 형성되어야 하며, 전류 흐름은 애노드가 용해되고 캐소드가 니켈로 피복되도록 유도한다. 용액 내의 니켈은 2가 이온(Ni2+)으로 존재하며, 전류가 흐르면, 양이온이 2개의 전자와 반응하여 캐소드 표면에 금속 니켈을 형성한다. 반면, 애노드에서는 금속 니켈이 용해되어 2가의 양이온을 형성하여 용액 내로 이동하게 된다.Nickel electroplating requires a direct current path between a pair of electrodes immersed in a conductive nickel salt solution, and the current flow causes the anode to dissolve and the cathode to be coated with nickel. Nickel in the solution exists as a divalent ion (Ni2 +) , and when current flows, the cation reacts with two electrons to form metallic nickel on the cathode surface. On the other hand, metallic nickel at the anode dissolves to form divalent cations, which then move into the solution.

제1 도금영역(120c)에 전기도금 작업이 완료되면, 제1 도금영역(120c)에 제1 니켈층(130)이 형성된다. 이때 제1 니켈층(130)의 두께는 제1 포토레지스트층(120)의 두께(보다 자세하게는 제1 노출영역(120a)의 두께)에 대응되는 두께를 가질 수 있다. 또한, 제1 니켈층(130)의 두께는 전기도금액의 온도 또는 전기도금되는 시간에 따라 결정될 수도 있다.When the electroplating operation is completed in the first plating area (120c), a first nickel layer (130) is formed in the first plating area (120c). At this time, the thickness of the first nickel layer (130) may have a thickness corresponding to the thickness of the first photoresist layer (120) (more specifically, the thickness of the first exposure area (120a)). In addition, the thickness of the first nickel layer (130) may be determined depending on the temperature of the electroplating solution or the electroplating time.

상기의 과정에 따라 제1 도금영역(120c)에 제1 니켈층(130)이 형성되면, 제1 니켈층(130)은 제1 미세패턴을 가지게 된다.When the first nickel layer (130) is formed in the first plating area (120c) according to the above process, the first nickel layer (130) has a first micropattern.

또한, 제1 도금영역(120c)에 제1 니켈층(130)이 형성되면, 니켈 웨이퍼(110) 상에는 제1 니켈층(130) 및 제1 포토레지스트층(120)의 제1 노출영역(120a)이 잔류하게 된다. In addition, when the first nickel layer (130) is formed in the first plating area (120c), the first nickel layer (130) and the first exposed area (120a) of the first photoresist layer (120) remain on the nickel wafer (110).

도 5는 제2 니켈층을 형성하는 단계를 도시한 도면이며, 도 6은 제2 포토레지스트층에 제2 도금영역을 형성하는 방법을 도시한 순서도이다.FIG. 5 is a drawing illustrating a step of forming a second nickel layer, and FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of forming a second plating area in a second photoresist layer.

도 1 및 도 5를 참조하면, 니켈 웨이퍼 상에 잔류된 제1 포토레지스트층과 제1 니켈층 상에 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계(S500)는 신규 포토레지스트를 코팅(예: 스핀 코팅)을 통해 도포하는 작업을 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 5, the step (S500) of forming a first photoresist layer remaining on a nickel wafer and a second photoresist layer on the first nickel layer may include an operation of applying a new photoresist through coating (e.g., spin coating).

도포되는 포토레지스트의 두께는 제1 포토레지스트층(120)과 마찬가지로 1㎛ 내지 200㎛ 또는 10㎛ 내지 100㎛사이일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness of the applied photoresist may be, but is not limited to, 1 ㎛ to 200 ㎛ or 10 ㎛ to 100 ㎛, similar to the first photoresist layer (120).

신규 포토레지스트가 잔류된 제1 포토레지스트층(120)과 제1 니켈층(130) 상에 도포되면, 신규 포토레지스트의 일부가 제1 니켈층(130)의 표면을 덮게되므로, 제2 니켈층(150)을 형성하기위해 진행되는 과정에서 제1 니켈층(130)에 먼지 또는 미세한 이물질의 유입이 일시적으로 차단될 수 있다.When a new photoresist is applied on the first photoresist layer (120) and the first nickel layer (130) where the new photoresist remains, a portion of the new photoresist covers the surface of the first nickel layer (130), so that dust or fine foreign substances can be temporarily blocked from entering the first nickel layer (130) during the process of forming the second nickel layer (150).

도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제2 도금영역을 형성하는 단계(S600)는 제2 포토레지스트층 상측에 제2 포토마스크와 광원을 배치(S610)하고, 제2 포토마스크를 향해 광을 조사하여 제2 포토레지스트층에 제2 노출영역과 제2 비노출영역을 형성(S620)한 뒤, 용매를 통해 제2 비노출영역을 제거(S630)하는 것을 포함한다.Referring to FIGS. 5 and 6, the step (S600) of forming a second plating area by removing at least a portion of a second photoresist layer includes arranging a second photomask and a light source on an upper side of the second photoresist layer (S610), irradiating light toward the second photomask to form a second exposed area and a second unexposed area in the second photoresist layer (S620), and then removing the second unexposed area using a solvent (S630).

제2 포토레지스트(140)층 상측에 제2 포토마스크(PM2)와 광원(L)을 배치(S610)하는 과정에서 제2 포토마스크(PM2)의 상측에 광원(L)이 배치된다. In the process of placing a second photomask (PM2) and a light source (L) on the upper side of the second photoresist (140) layer (S610), a light source (L) is placed on the upper side of the second photomask (PM2).

제2 포토레지스트층(140) 상측에 배치되는 제2 포토마스크(PM2)의 일부는 제1 니켈층(130)과 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. A portion of the second photomask (PM2) disposed on the upper side of the second photoresist layer (140) may be disposed at a position overlapping the first nickel layer (130).

제2 포토마스크(PM2)는 제1 포토마스크(PM1)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 제2 포토마스크(PM2)가 제1 포토마스크(PM1)의 형상에 대응되는 형상을 가지면, 제2 니켈층(150)은 제1 니켈층(130)과 동일한 형상으로 제1 니켈층(130) 상에 배치될 수 있다.The second photomask (PM2) may have a shape corresponding to the shape of the first photomask (PM1). If the second photomask (PM2) has a shape corresponding to the shape of the first photomask (PM1), the second nickel layer (150) may be disposed on the first nickel layer (130) with the same shape as the first nickel layer (130).

또한, 제2 포토마스크(PM2)는 제1 포토마스크(PM1)의 형상과 다른 형상을 가질 수 있다. 제2 포토마스크(PM2)가 제1 포토마스크(PM1)의 형상과 다른 형상을 가지면, 제2 니켈층(150)은 제1 니켈층(130)과 다른 형상을 가지고 제1 니켈층(130) 상에 배치될 수 있다. 작업자는 다양한 패턴을 가지는 제2 포토마스크(PM2)를 배치하여 다양한 형상의 제2 니켈층(150)을 형성시킬 수 있다. In addition, the second photomask (PM2) may have a different shape from the shape of the first photomask (PM1). If the second photomask (PM2) has a different shape from the shape of the first photomask (PM1), the second nickel layer (150) may have a different shape from the first nickel layer (130) and may be disposed on the first nickel layer (130). An operator may form second nickel layers (150) of various shapes by disposing second photomasks (PM2) having various patterns.

제2 포토마스크(PM2)를 향해 광을 조사하여 제2 포토레지스트층(140)에 제2 노출영역(140a)과 제2 비노출영역(140b)을 형성(S620)하는 과정에서, 광원(L)을 통해 조사되는 광의 강도는 초당 10 mJ/cm2 내지 30mJ/cm2 범위 내에서 조정될 수 있다. In the process of forming a second exposure area (140a) and a second non-exposed area (140b) in the second photoresist layer (140) by irradiating light toward the second photomask (PM2) (S620), the intensity of the light irradiated through the light source (L) can be adjusted within the range of 10 mJ/cm2 to 30 mJ/cm2 per second.

도 5에 도시된 바와 같이, 광원(L)을 통해 조사되는 광은 제2 포토마스크(PM2)에 의해 일부가 차단되며, 차단되지 않은 일부는 제2 노출영역(140a)에 도달될 수 있다. 광을 받은 제2 포토레지스트층(140)의 제2 노출영역(140a)은 제2 비노출영역(140b)에 비해 단단해지는 특성의 변화가 일어날 수 있다.As illustrated in Fig. 5, light irradiated through a light source (L) is partially blocked by the second photomask (PM2), and the remaining portion may reach the second exposure area (140a). The second exposure area (140a) of the second photoresist layer (140) that received light may undergo a change in properties such that it becomes harder than the second unexposed area (140b).

용매를 통해 제2 비노출영역(140b)을 제거(S630)하는 것은 현상액(Developer)을 통해 제2 비노출영역(140b)을 제거하는 것을 포함할 수 있다.Removing the second unexposed area (140b) through a solvent (S630) may include removing the second unexposed area (140b) through a developer.

현상액을 통해 제2 비노출영역(140b)을 제거하는 작업에는 현상액이 담긴 베스(Bath)에 넣는 Dip방식, 현상액을 노즐(Nozzle)로 분사하는 Spray방식 및 현상액의 표면 장력을 이용하는 Puddle방식을 포함할 수 있다. 현상액을 통해 제2 비노출영역(140b)이 제거되면, 제2 노출영역(140a)의 일측과 타측에는 전기도금을 통에 니켈 층을 형성할 수 있는 제2 도금영역(140c)이 마련된다.The work of removing the second unexposed area (140b) through the developer may include a dip method in which the developer is placed in a bath containing the developer, a spray method in which the developer is sprayed through a nozzle, and a puddle method using the surface tension of the developer. When the second unexposed area (140b) is removed through the developer, a second plating area (140c) is provided on one side and the other side of the second exposed area (140a) on which a nickel layer can be formed in an electroplating vessel.

현상액을 통해 제2 비노출영역(140b)을 제거하는 작업 후에는 이소프로필 알코올 등의 용매로 세정하고, 질소와 같은 불활성 가스로 블로잉 건조하는 과정을 수행할 수 있다. After removing the second unexposed area (140b) using a developer, a process of washing with a solvent such as isopropyl alcohol and blowing drying with an inert gas such as nitrogen can be performed.

도 1 및 도 5를 참조하면, 전기도금을 통해 제2 도금영역에 제2 니켈층을 형성하는 단계(S700)는 이온성 수용액 내에서 애노드인 타겟 및 캐소드에 전류를 흘리는 방식으로 수행되는 것을 포함할 수 있다. 이때 타겟은 순수 금속으로 이루어지며, 제2 도금영역(140c)에 해당되는 제2 포토레지스트층(140)이 제거된 제1 니켈층(130)의 표면에 해당 금속이 도금된다.Referring to FIGS. 1 and 5, the step (S700) of forming a second nickel layer in a second plating area through electroplating may include performing a method of passing current between a target as an anode and a cathode in an ionic aqueous solution. At this time, the target is made of a pure metal, and the metal is plated on the surface of the first nickel layer (130) from which the second photoresist layer (140) corresponding to the second plating area (140c) has been removed.

니켈의 전기도금은 도전성의 니켈 염 수용액 내에 함침되어 있는 한 쌍의 전극 사이에 직접 전류 경로가 형성되어야 하며, 전류 흐름은 애노드가 용해되고 캐소드가 니켈로 피복되도록 유도한다. 용액 내의 니켈은 2가 이온(Ni2+)으로 존재하며, 전류가 흐르면, 양이온이 2개의 전자와 반응하여 캐소드 표면에 금속 니켈을 형성한다. 반면, 애노드에서는 금속 니켈이 용해되어 2가의 양이온을 형성하여 용액 내로 이동하게 된다.Nickel electroplating requires a direct current path between a pair of electrodes immersed in a conductive nickel salt solution, and the current flow causes the anode to dissolve and the cathode to be coated with nickel. Nickel in the solution exists as a divalent ion (Ni2 +) , and when current flows, the cation reacts with two electrons to form metallic nickel on the cathode surface. On the other hand, metallic nickel at the anode dissolves to form divalent cations, which then move into the solution.

전기도금에 사용되는 니켈 전기도금액 니켈 전기도금액은, 예를 들면 니켈 설파메이트 약 350 내지 550 g/l, 붕산 약 25 내지 45 g/l 및 염화니켈 약 4 내지 20 g/l으로 조성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Nickel electroplating solution used in electroplating The nickel electroplating solution may be composed of, for example, about 350 to 550 g/l of nickel sulfamate, about 25 to 45 g/l of boric acid, and about 4 to 20 g/l of nickel chloride, but is not limited thereto.

이때, 캐소드 전류 밀도는, 예를 들면 약 0.01 내지 0.2 A/cm2, 구체적으로 약 0.015 내지 0.18 A/cm2 범위일 수 있다. 니켈 전기도금액의 pH는, 예를 들면 약 3.5 내지 5, 구체적으로 약 3.8 내지 4.5 범위일 수 있다. 또한, 도금 온도는, 약 35 내지 55℃ 사이 일 수 있다. At this time, the cathode current density may be, for example, in a range of about 0.01 to 0.2 A/cm2, specifically, in a range of about 0.015 to 0.18 A/cm2. The pH of the nickel electroplating solution may be, for example, in a range of about 3.5 to 5, specifically, in a range of about 3.8 to 4.5. In addition, the plating temperature may be between about 35 to 55°C.

이외에도 도금 시간은, 예를 들면 약 0.1 내지 24 시간, 약 0.3 내지 5 시간, 또는 약 0.5 내지 3 시간 범위 내에서 조절될 수 있다.Additionally, the plating time can be adjusted within a range of, for example, about 0.1 to 24 hours, about 0.3 to 5 hours, or about 0.5 to 3 hours.

도금 시간이 증가할수록 보다 치밀하고 강성을 갖는 니켈 도금층이 형성될 수 있으며, 도금층의 성장 속도는, 예를 들면 약 1 내지 500 nm/min, 또는 약 10 내지 100 nm/min 범위일 수 있다.As the plating time increases, a denser and stronger nickel plating layer can be formed, and the growth rate of the plating layer can be, for example, in a range of about 1 to 500 nm/min, or about 10 to 100 nm/min.

제2 도금영역(140c)에 전기도금 작업이 완료되면, 제2 도금영역(140c)에 제2 니켈층(150)이 형성된다. 이때 제2 니켈층(150)의 두께는 제2 포토레지스트층(140)의 두께(보다 자세하게는 제2 노출영역(140a)의 두께)에 대응되는 두께를 가질 수 있다. 또한, 제2 니켈층(150)의 두께는 전기도금액의 온도 또는 전기도금되는 시간에 따라 결정될 수도 있다.When the electroplating work is completed in the second plating area (140c), a second nickel layer (150) is formed in the second plating area (140c). At this time, the thickness of the second nickel layer (150) may have a thickness corresponding to the thickness of the second photoresist layer (140) (more specifically, the thickness of the second exposure area (140a)). In addition, the thickness of the second nickel layer (150) may be determined depending on the temperature of the electroplating solution or the electroplating time.

상기의 과정에 따라 제2 도금영역(140c)에 제2 니켈층(150)이 형성되면, 제2 니켈층(150)은 제2 미세패턴을 가지게 된다. 제2 미세패턴은 제2 포토마스크(PM2)의 패턴에 따라 제1 미세패턴에 대응될 수 있으며, 제1 미세패턴과 다를 수 있다.When the second nickel layer (150) is formed in the second plating area (140c) according to the above process, the second nickel layer (150) has a second micropattern. The second micropattern may correspond to the first micropattern according to the pattern of the second photomask (PM2), and may be different from the first micropattern.

또한, 제2 도금영역(140c)에 제2 니켈층(150)이 형성되면, 제1 니켈층(130) 상에는 제2 니켈층(150) 및 제2 포토레지스트층(140)의 제2 노출영역(140a)이 잔류하게 된다. In addition, when a second nickel layer (150) is formed in the second plating area (140c), the second nickel layer (150) and the second exposure area (140a) of the second photoresist layer (140) remain on the first nickel layer (130).

도 1 및 도 5를 참조하면, 용매를 이용하여 잔류된 제1 포토레지스트층과 제2 포토레지스트층을 제거하는 단계(S800)는 PR Remover, Si Cleaning 및 아세톤 등과 같은 용매를 이용하여 제1 노출영역(120a)과 제2 노출영역(140a)을 제거하는 것을 포함한다.Referring to FIG. 1 and FIG. 5, the step (S800) of removing the remaining first photoresist layer and second photoresist layer using a solvent includes removing the first exposure area (120a) and the second exposure area (140a) using a solvent such as PR Remover, Si Cleaning, and acetone.

제1 노출영역(120a)이 제거되면, 니켈 웨이퍼(110) 상에 제1 니켈층(130)만 남게되며, 제2 노출영역(140a)이 제거되면, 제1 니켈층(130) 상에 제2 니켈층(150)만 남게된다.When the first exposure area (120a) is removed, only the first nickel layer (130) remains on the nickel wafer (110), and when the second exposure area (140a) is removed, only the second nickel layer (150) remains on the first nickel layer (130).

이에 의해 제1 니켈층(130)과 제2 니켈층(150)을 가지는 니켈 스탬프(100)가 제조된다. In this way, a nickel stamp (100) having a first nickel layer (130) and a second nickel layer (150) is manufactured.

상기의 제조 방법에 의해 제조된 니켈 스탬프(100)를 성형 공정에 적용시, 설계한 치수에 따라 성형물 내에 약 10㎚ 내지 200㎛ 수준의 미세 유로(채널)을 형성할 수 있다.When a nickel stamp (100) manufactured by the above manufacturing method is applied to a molding process, a microchannel of about 10 nm to 200 μm can be formed within the molded product according to the designed dimensions.

상기의 제조 방법에 의해 제조된 니켈 스탬프(100)의 비커스 경도는, 약 650 내지 800MPa 범위이며, 브리넬 경도는 약 650 내지 1600MPa 범위 일 수 있다.The Vickers hardness of the nickel stamp (100) manufactured by the above manufacturing method may be in the range of about 650 to 800 MPa, and the Brinell hardness may be in the range of about 650 to 1600 MPa.

본 실시예의 제조 방법은, 제1 포토레지스트층(120)을 제거하지 않고 잔류시킨 상태에서 신규 포토레지스트층(제2 포토레지스트층(140))을 도포하므로, 제1 포토레지스트층(120)을 제거하고 신규 포토레지스트층을 형성할 경우에 비해 신규 포토레지스트층을 형성하기 위해 소모되는 공정시간이 단축될 수 있으며 공정비용이 절감될 수 있다. Since the manufacturing method of the present embodiment applies a new photoresist layer (second photoresist layer (140)) while leaving the first photoresist layer (120) without removing it, the process time consumed for forming the new photoresist layer can be shortened and the process cost can be reduced compared to when the first photoresist layer (120) is removed and the new photoresist layer is formed.

또한, 제1 포토레지스트층(120)과 제2 포토레지스트층(140)을 동시에 제거하므로, 상기의 제조 방법을 통해 제1 포토레지스트층(120)과 제2 포토레지스트층(140)을 각각 제거하기위해 소모되는 공정시간을 단축시킬 수 있다.In addition, since the first photoresist layer (120) and the second photoresist layer (140) are removed simultaneously, the process time consumed for removing the first photoresist layer (120) and the second photoresist layer (140) respectively through the above manufacturing method can be shortened.

또한, 본 발명의 상기 제조 단계를 통해 제조된 니켈 스탬프(100)는 서로 다른 높낮이 및 다양한 구조가 마련되는 복수의 미세 패턴을 가질 수 있으므로, 복수의 미세 패턴을 활용한 연구의 다양성이 증대될 수 있다. In addition, since the nickel stamp (100) manufactured through the manufacturing step of the present invention can have multiple micro-patterns having different heights and various structures, the diversity of research utilizing multiple micro-patterns can be increased.

상기의 제조 방법에 의해 제조된 니켈 스탬프(100)는 니켈 베이스의 니켈 웨이퍼(110) 및 니켈 베이스(110) 상에 형성되고, 제1 미세패턴을 가지는 제1 니켈층(130) 및 제1 니켈층(130)의 상측에 배치되며, 제2 미세패턴을 가지는 제2 니켈층(150)을 포함한다. 제2 니켈층(150)은 제1 니켈층(130)의 상면으로부터 형성되어 제2 포토레지스트층(140)의 두께에 대응되는 두께를 가질 수 있다.A nickel stamp (100) manufactured by the above manufacturing method includes a nickel wafer (110) formed on a nickel base and a first nickel layer (130) having a first micropattern and a second nickel layer (150) disposed on an upper side of the first nickel layer (130) and having a second micropattern. The second nickel layer (150) may be formed from the upper surface of the first nickel layer (130) and may have a thickness corresponding to the thickness of the second photoresist layer (140).

제2 미세패턴이 제1 미세패턴의 상측에 배치된 상태에서, 제1 미세패턴과 제2 미세패턴은 서로 연결될 수 있다. 이에 의해 작업자는 더욱 복잡하고 다양한 구조의 실험을 진행할 수 있다.With the second micropattern positioned on the upper side of the first micropattern, the first micropattern and the second micropattern can be connected to each other. This allows the operator to conduct experiments with more complex and diverse structures.

상기의 제조 방법에 의해 제조된 니켈 스탬프(100)는, 제2 니켈층(150)이 제1 니켈층(130)의 상면으로부터 형성되므로, 제1 니켈층(130)과 제2 니켈층(150)은 서로 부착된 상태로 일체화된 형태를 가질 수 있다. 이에 의해 니켈 스탬프(100)의 안정성이 증대되며, 연구 또는 실험의 신뢰성이 증대될 수 있다.The nickel stamp (100) manufactured by the above manufacturing method can have a form in which the first nickel layer (130) and the second nickel layer (150) are integrated while being attached to each other, since the second nickel layer (150) is formed from the upper surface of the first nickel layer (130). As a result, the stability of the nickel stamp (100) is increased, and the reliability of research or experiments can be increased.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the attached drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made without departing from the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary and not restrictive in all aspects. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within a scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.

100. 니켈 스탬프
110. 니켈 플레이트, 니켈 웨이퍼
120. 제1 포토레지스트층
120a. 제1 노출영역
120b. 제1 비노출영역
120c. 제1 도금영역
130. 제1 니켈층
140. 제2 포토레지스트층
140a. 제2 노출영역
140b. 제2 비노출영역
140c. 제2 도금영역
150. 제2 니켈층
L. 광원
PM1. 제1 포토마스크
PM2. 제2 포토마스크
100. Nickel Stamp
110. Nickel plate, nickel wafer
120. First photoresist layer
120a. First exposure area
120b. 1st non-exposed area
120c. 1st plating area
130. First nickel layer
140. Second photoresist layer
140a. Second exposure area
140b. Second non-exposed area
140c. 2nd plating area
150. Second nickel layer
L. Light source
PM1. 1st photomask
PM2. 2nd photomask

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 니켈 웨이퍼를 준비하는 단계;
상기 니켈 웨이퍼 상에 제1 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 제1 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제1 도금영역을 형성하는 단계;
전기도금을 통해 상기 제1 도금영역에 제1 니켈층을 형성하는 단계;
상기 니켈 웨이퍼 상에 잔류된 상기 제1 포토레지스트층과 상기 제1 니켈층 상에 제2 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 제2 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제2 도금영역을 형성하는 단계;
전기도금을 통해 상기 제2 도금영역에 제2 니켈층을 형성하는 단계; 및
용매를 이용하여 상기 잔류된 제1 포토레지스트층과 상기 제2 포토레지스트층을 제거하는 단계; 를 포함하고,
상기 전기도금을 통해 상기 제1 도금영역에 제1 니켈층을 형성하는 단계는, 상기 제1 니켈층이 형성되는 과정 중에 상기 제1 니켈층 내에 제1 미세패턴이 함께 형성되는 단계를 포함하고,
상기 전기도금을 통해 상기 제2 도금영역에 제2 니켈층을 형성하는 단계는, 상기 제2 니켈층이 형성되는 과정 중에 상기 제2 니켈층 내에 상기 제1 미세패턴과 중첩되고 상기 제1 미세패턴과 상이한 형상을 가지는 제2 미세패턴이 형성되는 단계를 포함하는 니켈 스탬프의 제조 방법.
Steps for preparing nickel wafers;
A step of forming a first photoresist layer on the nickel wafer;
A step of forming a first plating area by removing at least a portion of the first photoresist layer;
A step of forming a first nickel layer in the first plating area through electroplating;
A step of forming a first photoresist layer remaining on the nickel wafer and a second photoresist layer on the first nickel layer;
A step of forming a second plating area by removing at least a portion of the second photoresist layer;
A step of forming a second nickel layer in the second plating area through electroplating; and
A step of removing the remaining first photoresist layer and the second photoresist layer using a solvent; including;
The step of forming a first nickel layer in the first plating area through the above electroplating includes a step of forming a first micropattern within the first nickel layer during the process of forming the first nickel layer.
A method for manufacturing a nickel stamp, wherein the step of forming a second nickel layer in the second plating area through the electroplating includes a step of forming a second micropattern within the second nickel layer during the process of forming the second nickel layer, the second micropattern overlapping the first micropattern and having a different shape from the first micropattern.
제4항에 있어서,
상기 제1 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제1 도금영역을 형성하는 단계는,
상기 제1 포토레지스트층 상측에 제1 포토마스크와 광원을 배치하고, 상기 제1 포토마스크를 향해 광을 조사하여 상기 제1 포토레지스트층에 제1 노출영역과 제1 비노출영역을 형성하고, 용매를 통해 상기 제1 비노출영역을 제거하는 것을 포함하는 니켈 스탬프의 제조 방법.
In paragraph 4,
The step of forming a first plating area by removing at least a portion of the first photoresist layer is:
A method for manufacturing a nickel stamp, comprising: arranging a first photomask and a light source on an upper side of the first photoresist layer, irradiating light toward the first photomask to form a first exposed area and a first unexposed area in the first photoresist layer, and removing the first unexposed area using a solvent.
제5항에 있어서,
상기 제2 포토레지스트층의 적어도 일 부분을 제거하여 제2 도금영역을 형성하는 단계는,
상기 제2 포토레지스트층 상측에 제2 포토마스크와 광원을 배치하고, 상기 제2 포토마스크를 향해 광을 조사하여 상기 제2 포토레지스트층에 제2 노출영역과 제2 비노출영역을 형성하고, 용매를 통해 상기 제2 비노출영역을 제거하는 것을 포함하는 니켈 스탬프의 제조 방법.
In paragraph 5,
The step of forming a second plating area by removing at least a portion of the second photoresist layer is:
A method for manufacturing a nickel stamp, comprising: arranging a second photomask and a light source on an upper side of the second photoresist layer, irradiating light toward the second photomask to form a second exposed area and a second unexposed area in the second photoresist layer, and removing the second unexposed area using a solvent.
제6항에 있어서,
상기 제2 포토마스크의 일부는, 상기 제1 니켈층과 중첩되는 위치에 배치되는, 니켈 스탬프의 제조 방법.
In Article 6,
A method for manufacturing a nickel stamp, wherein a portion of the second photomask is positioned to overlap the first nickel layer.
제4항에 있어서,
상기 제1 니켈층의 두께는 상기 제1 포토레지스트층의 두께에 대응되는 두께를 가지는, 니켈 스탬프의 제조 방법.
In paragraph 4,
A method for manufacturing a nickel stamp, wherein the thickness of the first nickel layer corresponds to the thickness of the first photoresist layer.
제8항에 있어서,
상기 제2 니켈층의 두께는 상기 제2 포토레지스트층의 두께에 대응되는 두께를 가지는, 니켈 스탬프의 제조 방법.
In Article 8,
A method for manufacturing a nickel stamp, wherein the thickness of the second nickel layer corresponds to the thickness of the second photoresist layer.
KR1020210149184A 2021-11-02 2021-11-02 Nickel stamp and Method of manufacturing the same Active KR102703701B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210149184A KR102703701B1 (en) 2021-11-02 2021-11-02 Nickel stamp and Method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210149184A KR102703701B1 (en) 2021-11-02 2021-11-02 Nickel stamp and Method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230063771A KR20230063771A (en) 2023-05-09
KR102703701B1 true KR102703701B1 (en) 2024-09-05

Family

ID=86408262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210149184A Active KR102703701B1 (en) 2021-11-02 2021-11-02 Nickel stamp and Method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102703701B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1661477A (en) * 2004-02-27 2005-08-31 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Die manufacturing method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100603082B1 (en) * 2004-10-18 2006-08-09 한국기계연구원 Manufacturing Method of Nanostructured Nickel Stamper Using Exposure Mask
KR100922505B1 (en) * 2007-12-07 2009-10-21 한국과학기술원 Manufacturing method of stamp with flexibility using nickel plating solution
KR101610376B1 (en) * 2009-04-10 2016-04-08 엘지이노텍 주식회사 A wire grid polarizer, liquid crystal display including the same and method of manufacturing the wire grid polarizer
KR101775163B1 (en) * 2011-07-28 2017-09-05 엘지이노텍 주식회사 Manufacturing method of mold for nano imprint and mold for nano imprint by using the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1661477A (en) * 2004-02-27 2005-08-31 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 Die manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230063771A (en) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6307620B1 (en) Substrate holding apparatus, substrate transfer system, exposure apparatus, coating apparatus, method for making a device, and method for cleaning a substrate holding section
US7025865B2 (en) Method for producing metal mask and metal mask
US9885118B2 (en) Template forming method, template, and template base material
KR102703701B1 (en) Nickel stamp and Method of manufacturing the same
US20120114872A1 (en) Method for patterning a photosensitive layer
US10768522B2 (en) Original plate
JP2010103363A (en) Method of cleaning immersion lithography apparatus, dummy wafer, and immersion lithography apparatus
US3542612A (en) Photolithographic masks and methods for their manufacture
JP2023037572A (en) Blank mask and photomask using the same
JP2013074268A (en) Reflective mask and mask blank, and methods of manufacturing the same
JP5343378B2 (en) Stencil mask and manufacturing method thereof
CN107546111A (en) Photoetching process
KR20130060999A (en) Method of forming pattern
KR100861368B1 (en) Immersion Lithography Method to Suppress Residual Water on Wafer Backside
US20220221799A1 (en) Photoresist-free deposition and patterning with vacuum ultraviolet lamps
US11482417B2 (en) Method of manufacturing semiconductor structure
TWI864656B (en) Mask for deposition, method for manufacturing the same and metal plate for manufacturing the same
KR102830295B1 (en) Method for manufacturing metal mask using reusable dfr patterns and metal mask manufactured by the method
TWI754198B (en) Systems and methods for etching a substrate
US20160304815A1 (en) Methods and chemical solutions for cleaning photomasks using quaternary ammonium hydroxides
TW202335066A (en) Full-board copper plating subtraction process for circuit substrates using ultra-thin photoresist
KR20060005454A (en) Transfer robot blade of exposure apparatus for semiconductor manufacturing
US20140242524A1 (en) Two mask process for electroplating metal employing a negative electrophoretic photoresist
US20070059902A1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
CN118164427A (en) Preparation method of template with micron-sized oxide insulating layer hole array

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PX0901 Re-examination

St.27 status event code: A-2-3-E10-E12-rex-PX0901

PX0701 Decision of registration after re-examination

St.27 status event code: A-3-4-F10-F13-rex-PX0701

X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601