미세유체학 및 센서용 무늬 유리 에칭

패턴 에칭은 유리, 용융 실리카, 석영, 붕규산 유리, 사파이어, 실리콘, 유리 세라믹, 광학 유리 및 코팅된 기판 위에 정밀하게 제어된 2D 또는 2.5D 구조를 형성하는 데 사용됩니다. 선택된 영역을 보호하기 위해 마스크를 적용하고, 노출된 영역은 필요한 깊이까지 에칭됩니다.

사용 가능한 공정으로는 습식 화학 식각, 건식 식각, 포토리소그래피 마스킹, 레이저 직접 기록 마스킹 및 하드 마스크 식각이 있습니다. 포토리소그래피를 사용할 경우 피처 크기는 2 μm까지, 레이저 직접 기록을 사용할 경우 5 μm까지 달성할 수 있습니다. 습식 에칭의 경우 에칭 깊이는 0.1 μm에서 500 μm까지, 건식 에칭의 경우 0.1 μm에서 50 μm까지 가능합니다.

대표적인 응용 분야로는 미세유체 채널, 회절 광학 소자, MEMS 구조, 마이크로 렌즈 어레이, 정렬 마크, 기준점 및 광 도파관 구조 등이 있습니다. 당사는 GDS-II, DXF 또는 고객이 제공한 마스크 설계를 기반으로 맞춤형 패턴이 에칭된 기판을 가공할 수 있으며, 웨이퍼 본딩, 다이싱, 프로파일로메트리 보고서 및 피처 치수 검사 등의 추가 서비스를 선택적으로 제공합니다.

패턴 에칭이란 무엇인가?

패턴 에칭은 포토리소그래피, 레이저 직접 기록(LDW) 또는 스크린 인쇄를 통해 형성된 보호 마스크를 기판 표면에 도포하여 특정 영역을 보호하는 한편, 노출된 영역은 화학적으로 또는 플라즈마를 이용하여 제어된 깊이까지 에칭하는 선택적 재료 제거 공정입니다. 마스크 재료(포토레지스트, 금속 하드 마스크 또는 유전체 층)는 에칭액에 대한 내화학성을 갖추고 있어, 보호되지 않은 영역만 에칭되도록 보장합니다. 에칭이 완료된 후 마스크를 제거하면 완성된 패턴이 드러납니다. 습식 화학 에칭은 불화수소산(HF), 완충 산화물 에칭(BOE), 수산화칼륨(KOH)과 같은 액체 에칭제를 사용하여 재료를 등방성 또는 이방성으로 제거하는 반면, 건식 에칭(ICP-RIE)은 플라즈마를 이용하여 거의 수직에 가까운 측벽과 서브미크론 수준의 정밀한 형상 재현성을 달성합니다. 패턴 에칭은 미세유체 채널 제작, 회절 광학 소자 생산, MEMS 소자 제조, 그리고 기계적 접촉 없이 유리 또는 광학 기판에 정밀한 2D 또는 2.5D 구조를 형성해야 하는 모든 응용 분야의 기초 공정이 됩니다.

공정 능력

최소 특징 크기: 2 µm (포토리소그래피); 5 µm (레이저 직접 기록)
에칭 깊이 범위: 0.1 µm – 500 µm (습식); 0.1 µm – 50 µm (건식 / ICP-RIE)
깊이 균일성: 150 mm 기판 전체에 걸쳐 ±0.5 µm
사이드월 각도: 45° – 54.7° (등방성 습식); 80° – 90° (ICP-RIE 건식)
Etch Systems: HF / BOE (SiO₂) · KOH (Si) · H₃PO₄ (Al₂O₃) · ICP-RIE (모든 재료)
마스크 종류: 포토레지스트 · Cr/Au 하드 마스크 · SiO₂ / Si₃N₄ 유전체 마스크
최대 기판 크기: 직경 200 mm / 300 × 300 mm 패널

호환 가능한 재료

1	용융 실리카	코닝 7980 / 토소 ES-2000
2	석영 유리	SCHOTT Lithosil Q / Heraeus Suprasil 1
3	보로실리케이트 유리	PYREX 7740 / BOROFLOAT 33
4	소다-라임 유리	플로트 / 디스플레이 등급
5	사파이어	C-평면 / A-평면
6	실리콘	플로트 존 / 초크랄스키
7	유리 세라믹	ZERODUR / PYROCERAM 9606
8	광학 유리	BK7 / N-BK7
9	CaF₂	UV 등급
10	코팅 유리	ITO / SiO₂ / Si₃N₄ 박막 기판
11	기술용 세라믹	Al₂O₃ / AlN

마스킹 및 에칭 전략

포토레지스트 마스크 + HF/BOE: 융합 실리카 및 붕규산 유리 표준 — 신속하고 비용이 저렴하며, 깊이 50 µm 이하에 적합
Cr/Au 하드 마스크 + HF: 심도 깊은 에칭(> 50 µm)의 경우 — 포토레지스트가 견디지 못하는 긴 에칭 시간 동안에도 금속 마스크는 손상되지 않고 유지됩니다.
레이저 직접 기록 + BOE: 마스크리스 패터닝 — 포토리소그래피 장비가 필요하지 않아, 시제품 및 맞춤형 패턴 제작에 이상적입니다.
KOH 이방성 식각: 실리콘 기판의 경우 — 54.7° 각도의 {111} 결정학적 측벽을 형성하며, 재현성이 매우 높음
ICP-RIE 건식 식각: 거의 수직에 가까운 측벽(80°–90°), 서브미크론 수준의 미세 구조 정밀도, 모든 소재에 적합
LACE (레이저 + HF): 레이저 사전 처리로 노출 영역의 HF 에칭 속도가 100배 빨라짐 — 초심도 고-AR 구조

대표적인 적용 분야

미세유체 채널: 랩온칩(Lab-on-chip) 소자를 위한 용융 실리카 및 붕규산 유리 내 습식 에칭 채널
회절 광학 소자: 융합 실리카에 에칭된 이진 및 다단계 위상 격자
MEMS 구조: 유리 및 실리콘 기판상의 프루프 매스, 캔틸레버 및 멤브레인 구조
마이크로 렌즈 어레이: 유리 내 등방성 에칭으로 형성된 구형 마이크로 렌즈 단면
정렬 표시 및 기준점: 웨이퍼 본딩 및 리소그래피를 위한 영구적 에칭 정렬 표식
광 도파관 구조: 유리 기판 내의 리지 도파관 및 광학 회로 특성

맞춤 사양

당사는 GDS-II, DXF 또는 고객이 제공한 마스크 설계를 기반으로 한 맞춤형 패턴 에칭 주문을 접수하며, 시제품 및 양산 규모 모두를 지원합니다. 맞춤형 매개변수에는 마스크 재료 선택, 에칭제 시스템, 목표 깊이 및 균일도, 측벽 각도, 3D 프로파일 형상을 위한 다단계 에칭 등이 포함됩니다. 포토리소그래피, 에칭, 마스크 스트리핑 및 에칭 후 검사를 결합한 통합 워크플로우를 완벽한 턴키 서비스로 제공합니다. 마이크로유체 및 MEMS 응용 분야의 경우, 다운스트림 공정으로 웨이퍼 본딩 및 다이싱 서비스도 제공합니다. 모든 에칭된 기판은 프로파일로미트리 깊이 맵, 피처 치수 보고서 및 전체 공정 문서와 함께 제공됩니다.