리프트오프(Lift-Off) 공정이란?

리프트오프(Lift-Off) 공정이란?

리프트오프(Lift-Off) 공정은 반도체, 디스플레이, MEMS 등 미세 패터닝이 필요한 다양한 분야에서 사용하는 저온 패터닝 공정의 한 종류입니다.

이 공정은 희생층(주로 포토레지스트, PR)을 활용해 원하는 패턴 형태로 금속이나 기타 박막을 증착한 뒤, 희생층을 제거함으로써 기판 위에 원하는 패턴만 남기는 방식입니다.

리프트오프 공정의 주요 특징 및 원리
• 공정 순서
1. 기판 위에 포토레지스트(PR) 도포 및 패터닝(포토리소그래피)
2. 패턴이 형성된 PR 위에 금속 등 박막 증착(증착은 패턴이 없는 부분까지 덮음)
3. PR을 용매(예: 아세톤)로 제거(lift-off)하면, PR 위에 있던 박막도 함께 떨어져 나가고, 기판 위에만 원하는 패턴의 박막이 남음.
• 식각 공정과의 차이
• 식각 공정은 박막 전체를 먼저 증착한 후, 필요 없는 부분을 식각(Etching)으로 제거합니다.
• 리프트오프는 PR 패턴을 먼저 만들고 그 위에 박막을 증착한 뒤, PR을 제거하여 패턴을 남깁니다. 즉, 불필요한 식각 단계가 없고, 저온 공정이 가능하며, 식각이 어려운 금속(예: 알루미늄, 금 등) 패터닝에 유리합니다.
• 주로 사용되는 포토레지스트
• Negative PR 또는 Lift-Off Resist(LOR)를 사용하여 언더컷(undercut) 프로파일을 형성, 증착된 박막이 PR 벽면에 이어지지 않게 하여 깔끔한 패턴 형성이 가능합니다.

리프트오프 공정의 장점과 활용 예시

• 장점
• 식각이 어려운 금속이나 민감한 소재의 미세 패터닝에 적합
• 저온 공정이 가능해 열에 민감한 기판이나 소재에 사용 가능
• 복잡한 패턴, 미세 패턴 제작이 용이
• 활용 분야
• 반도체 소자(예: MESFET, HEMT, TFT) 금속 전극 패터닝
• OLED, 디스플레이, MEMS 등에서의 박막 패터닝
• 연구개발 단계에서 다양한 금속/소재의 패턴 제작

리프트오프 공정의 한계
• PR 프로파일과 언더컷 형성이 불충분하면 패턴 엣지에서 결함이 발생할 수 있음
• 박막 두께가 PR 두께의 1/3을 넘지 않는 것이 일반적으로 성공률이 높음
• PR 제거 시 남은 잔여물, 박막의 재부착 등 이슈가 있을 수 있음


리프트오프 공정은 포토레지스트를 패턴화한 뒤 그 위에 박막을 증착하고, PR을 제거하여 원하는 패턴만 남기는 저온 패터닝 기술입니다. 식각이 어려운 금속이나 미세 패턴 제작에 강점을 가지며, 반도체, 디스플레이, MEMS 등 다양한 산업에서 널리 활용되고 있습니다.