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미소 진공 구조체의 제작방법

  • 기술번호 : KST2015076781
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 진공에서 작동하는 멤즈(MEMS : Microelectromechanical system) 소자 등을 위한 미소 진공 구조체의 제작방법에 관한 것이다. 상부 실리콘 에피층(11), 층간 절연막(12), 하부 실리콘 벌크 층(13)으로 이루어진 SOI 구조를 갖는 실리콘 기판의 상기 에피층을 전체적으로 식각하여 두 개의 전극 구조체(23, 25)와 플로우팅된 진동 구조체(24)를 형성하고 나서 진공 밀폐용 기판(16)으로 진공상태에서 봉입한다. 그후, SOI 구조의 실리콘 기판 뒷면에서 부터 층간 절연막까지 식각하여 전극 구조체를 개방한 후 금속 전극(19)을 형성한다. 이렇게 형성된 미소 진공 구조체를 본딩 와이어(22) 또는 금속 볼(Ball)(26)을 이용하여 외부 기판 또는 IC 칩(20)에 전기적으로 연결하여 멤즈 구조체를 제작할 수가 있다. 이러한 본 발명을 이용하면, 종래 고진공하에서 작동되는 각속도 센서가 웨이퍼 공정 후 센서 칩 별로 하나씩 진공내에 실장시키는 작업과정을 줄일 수가 있다. 또한, 웨이퍼 단위의 일괄 공정 및 패키징이 가능하다. 금속 볼을 사용함으로써 연결선을 줄일 수가 있다.
Int. CL H01L 29/84 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1019980036777 (1998.09.07)
출원인 한국전자통신연구원
등록번호/일자 10-0276429-0000 (2000.09.28)
공개번호/일자 10-2000-0018926 (2000.04.06) 문서열기
공고번호/일자 (20001215) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (1998.09.07)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자통신연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 최창억 대한민국 대전광역시 유성구
2 이종현 대한민국 대전광역시 유성구
3 장원익 대한민국 대전광역시 유성구
4 김대용 대한민국 대전광역시 중구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이화익 대한민국 서울시 강남구 테헤란로*길** (역삼동,청원빌딩) *층,***,***호(영인국제특허법률사무소)
2 김명섭 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로**길 *, 테헤란오피스빌딩 ***호 시몬국제특허법률사무소 (역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국전자통신연구원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 대리인선임신고서
Notification of assignment of agent		 1998.09.07 수리 (Accepted) 1-1-1998-0111594-88
2 출원심사청구서
Request for Examination		 1998.09.07 수리 (Accepted) 1-1-1998-0111595-23
3 특허출원서
Patent Application		 1998.09.07 수리 (Accepted) 1-1-1998-0111593-32
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2000.07.18 수리 (Accepted) 9-1-2000-9000674-31
5 등록사정서
Decision to grant		 2000.07.28 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2000-0185038-01
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2001.04.19 수리 (Accepted) 4-1-2001-0046046-20
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2002.08.08 수리 (Accepted) 4-1-2002-0065009-76
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2009.08.04 수리 (Accepted) 4-1-2009-5150899-36
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.02.02 수리 (Accepted) 4-1-2015-0006137-44
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번호 청구항
1 1

진공중에서 작동하는 소자를 위한 미소 진공 구조체를 제작하는 방법에 있어서,

상부 실리콘 에피층, 층간 절연막, 하부 실리콘 벌크 층으로 이루어진 SOI 구조를 갖는 실리콘 기판의 상기 에피층을 전체적으로 식각하여 두 개의 전극 구조체와 플로우팅된 진동 구조체를 형성하고 나서 진공 밀폐용 기판으로 진공상태에서 봉입하는 제 1 과정과;

상기 SOI 구조의 실리콘 기판 뒷면에서 부터 상기 층간 절연막까지 식각하여 상기 전극 구조체를 개방한 후 금속 전극을 형성하는 제 2 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

2 2

제 1 항에 있어서,

상기 제작된 미소 진공 구조체의 금속 전극에, 본딩용 금속 와이어로 외부 회로 연결용 외부 기판 또는 IC 칩을 전기적으로 연결시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

3 3

제 1 항에 있어서,

상기 제작된 미소 진공 구조체의 금속 전극에, 플립 본드용 금속 볼(ball)로 외부 기판을 전기적으로 연결시켜 사용하는 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

4 4

제 1 항에 있어서,

상기 제 1 과정은,

상기 SOI 구조의 에피층 양측단에 제 1 산화막을 마스크로 하여 에피층을 식각한 후 그 산화막을 제거하여 진공 밀폐용 턱을 형성하는 제 1 공정과;

상기 제 1 공정의 결과물 전면에 제 2 산화막을 형성하고나서 리소그라피 공정을 이용하여 빗살모양의 전극 구조체 및 진동 구조체의 패턴을 정의하고, 상기 SOI 구조의 하부 실리콘 벌크층에 상기 에피층 위에 형성될 전극과의 패턴 정열을 위해 리소그라피 공정으로 식각하여 음각 패턴을 형성하는 제 2 공정과;

상기 제 2 산화막을 마스크로 하여 플라즈마 공정으로 상기 에피층을 수직으로 식각하는 제 3 공정과; 및

상기 진동 구조체 밑면에 형성된 희생층용 층간 절연막을 제거하여 플로우팅 상태의 진동 구조체를 형성한 후 진공 밀폐용 기판으로 밀폐시켜 접합하는 제 4 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

5 5

제 4 항에 있어서,

상기 제 2 공정에서 음각 패턴은 양면 어라이너(aligner)를 이용한 리소그라피 공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

6 6

제 4 항에 있어서,

상기 희생층용 층간 절연막은 GPE(gas phase etching) 공정을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

7 7

제 4 항에 있어서,

상기 진공 밀폐용 기판은 고진공 챔버내에서 양극 본딩(anodic bonding)에 의해 밀폐시켜 접합하는 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

8 8

제 1 항에 있어서,

상기 제 2 과정은,

상기 하부 실리콘 벌크층 밑면에 상기 전극 구조체 연결을 위한 접촉 창 개방을 위해 실리콘 질화막을 증착한 후 리소그라피 공정으로 접촉 창 영역을 식각하는 제 1 공정과;

상기 남겨진 실리콘 질화막을 마스크로 하여 상기 전극 구조체 하부에 위치한 층간 절연막까지 식각하여 전극 구조체를 개방하는 제 2 공정과;

상기 개방된 전극 구조체와 외부 기판과의 절연을 위해 제 3 산화막을 증착하는 제 3 공정과; 및

상기 증착된 제 3 산화막을 리소그라피 공정으로 식각하여 상기 전극 구조체를 다시 개방한 후 알루미늄 금속 전극을 형성하는 제 4 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

9 9

제 8 항에 있어서,

상기 제 2 공정의 식각 공정은, 상기 실리콘 질화막을 마스크로 하여 KOH 식각 용액으로 실리콘 기판의 결정 방향에 따라 깊은 사면 구조로 하부 실리콘 벌크층을 식각하고, 이온 반응성 플라즈마 공정을 이용하여 상기 층간 절연막을 식각하는 것을 특징으로 하는 미소 진공 구조체의 제작방법

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