안녕하세요. 청진테크입니다.
저희 회사의 대표 장비인 cavity steam 세정 장치 (ECOMA-300)에 대한 소개를 드리기 앞서
원하는 pattern으로 metal을 증착시키는 패터닝 (patterning) 기술 중 하나인
리프트 오프 (lift-off) 공정에 대해 소개드리려고 합니다.
Lift-off 또는 metal lift-off (MLO)로 불리는 리프트 오프 공정은
증착시킨 metal의 식각 (etching)이 까다로운 공정,
예를 들어 metal을 두껍게 증착시켜야 하는 공정이나
금, 백금 등의 식각이 어려운 metal을 사용하는 공정에서 주로 사용됩니다.
아래 그림을 통해 식각 공정이 포함된 기존의 패터닝 공정과
리프트 오프를 통한 패터닝 공정을 비교해보겠습니다.
동일한 패턴을 얻기 위한 일련의 공정에서 리프트 오프는 고도의 기술을 필요로 하는 식각 공정이 생략되기 때문에 저온 패터닝 공정으로 잘 알려져 있고,
비용과 시간을 절감시킬 수 있다는 장점이 있습니다.
또한 식각 공정으로부터 발생할 수 있는 박막 표면 손상 등을 최소화 할 수 있습니다.
이러한 리프트 오프 기술을 주로 사용하는 분야는
센서와 같은 광통신 소자나 디스플레이 소자 제조 기술 등이 있습니다.
리프트 오프 공정에서는 PR의 종류를 선택하는 데에 제한이 있습니다. PR의 종류는 positive-PR (PPR)과 negative-PR (NPR)로 나뉘어지는데 다른 종류의 고분자를 사용합니다.
간단히 비교하면 노광-현상의 일련의 과정에서
PPR은 노광된 부분이 사라지게 되고, NPR은 노광된 부분이 남게됩니다.
이러한 고분자의 특성 때문에 현상 후 남은 PR의 모양에 차이를 보입니다.
이제 현상된 PR에 metal을 증착시키고 리프트 오프를 거치면 다음과 같이 차이를 보이게 됩니다.
이처럼 PPR을 사용할 경우에는 metal fencing이라는 defect가 생기거나
증착된 metal의 두께가 두꺼우면 리프트 오프가 안되기도 합니다.
따라서 리프트 오프를 위해서는 NPR을 사용하거나
lift-off resist PR (LORPR)을 추가로 사용하여야 합니다.
그림. (좌) NPR위에 metal이 증착된 이미지, 그리고 (우) 리프트 오프 이후 남은 metal의 pattern.
리프트 오프의 핵심은 PR을 제거하는 것입니다.
Metal pattern에 손상을 주지 않으면서 PR을 완벽하게 제거해야 하기 때문입니다.
저희 청진테크가 개발한 cavity steam 세정 장치 (ECOMA-300)의
high-speed jet nozzel을 사용한 steam cleaning은 multiphase steam-DIW spraying을 생성하여
PR 뿐만이 아닌 saw dust와 같은 공정 중 유입될 수 있는 이물질 cleaning을 동시에 해결합니다.
또한 PR의 종류에 따라 solvent washing을 필요로 할 경우,
chemical spraying을 통해 chemical cleaning을 진행할 수 있고,
DIW back-rinsing을 통해 표면의 chemical을 완벽히 제거할 수 있습니다.
그리고 chemical recycling system (CRS)를 갖추고 있어
사용한 chemical solvent를 회수할 수 있기 때문에 친환경적인 공정을 제공합니다.
다음 번에는 cavity steam 세정 장치 (ECOMA-300)의
주요 핵심 기술에 대한 소개를 드리도록 하겠습니다.
감사합니다.
참고 문헌
Tyler, Phillip, et al. “Development
of Advanced Lift-Off Processes for 5G & VCSEL Applications.” CS
Mantech
Conference, May 2019. 2019.
