KR100592177B1 - 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법 - Google Patents

감열식 유량 검출 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제조 비용을 높이지 않고 공작성 및 신뢰성을 높인 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법을 제공한다.
유량 검출 소자(12)는 발열 저항(4)의 양단에 각각 접속된 2개의 리드 패턴(6)과 측온 저항(5)의 양단에 각각 접속된 2개의 리드 패턴(6)을 구비하고 있다. 발열 저항(4)의 양단에 접속된 리드 패턴(6)은 모두 전극(8) 부근에서 더미 패턴(7)에 접속된다. 또한, 측온 저항(5)의 양단에 접속된 리드 패턴(6)은 어느 한쪽이 전극(8) 부근에서 더미 패턴(7)에 접속된다. 더미 패턴(7)은 기판(1)상에 복수개 형성된 유량 검출 소자(12)의 발열 저항(4)을 리드 패턴(6)을 통하여 병렬로 접속하도록 패터닝된다.
유량 검출 소자

Description

감열식 유량 검출 소자의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING THERMAL TYPE FLOW SENSING ELEMENTS}
도 1은 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정에 있어서의 배치를 도시한 상면도.
도 2는 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 구조를 도시한 상면도.
도 3은 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 구조를 도시한 단면도.
도 4는 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 플로우 차트.
도 5는 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 단면도.
도 6은 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 단면도.
도 7은 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 상면도.
도 8은 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 상면도.
도 9는 제 1의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 단면도.
도 10은 제 2의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 단면도.
도 11은 제 2의 실시예에 관한 유량 검출 소자의 제조 공정을 도시한 단면도.
♣부호의 설명♣
1 : 기판 1a : 표면
1b : 이면 2 : 지지막
3 : 보호막 4 : 발열 저항
5 : 측온 저항 6 : 리드 패턴
7 : 더미 패턴 8 : 전극
9a 내지 9d : 더미 패턴 전극 10 : 캐비티
11 : 다이어프램 12 : 유량 검출 소자
13 : 열산화막 14 : 전원
15 : 핀 16 : 조(槽)
17 : 물 18 : 도통 모니터
19 : 전극 20 : 다이싱 소우
21 : 도전성 막 22 : 이물질
23 : 박막 센서부
기술 분야
본 발명은, 내연기관의 흡입 공기량 등을 계측하는 유량 센서 장치용의 유량 검출 소자에 관한 것으로, 특히, 기판상에 박막 센서부가 형성된 다이어프램 구조 를 갖는 감열식 유량 검출 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 기술
종래의 다이어프램 구조를 갖는 감열식의 유량 검출 소자의 제조 방법에 있어서는, 기판 표면에 감열 저항막으로 이루어지는 박막 센서부가 형성된 후, 박막 센서부 하방의 기판의 일부의 영역을 제거함에 의해 다이어프램을 형성한다. 그리고, 이 기판을 절단함에 의해 개개의 유량 검출 소자로 분리한다. 분리된 이들의 유량 검출 소자는, 가공된 후에, 유량 검출 센서 장치에 조립된다.
예를 들면, 특허 문헌 1(특개평10-206205호 공보)에는, 기판 표면에 형성된 박막 센서부를 갖는 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법의 예가 개시되어 있다.
상기한 유량 검출 소자의 박막 센서부는, 발열 저항을 갖고 있지만, 이 발열 저항은, 통전에 의해 고온 발열시키면 저항치 변동이 생기기 때문에, 발열 저항의 특성이 초기 상태로부터 변동하여 버리는 경우가 있다. 따라서, 유량 검출 소자를 외부와 전기적으로 접속시키고 미리 발열 저항이 소정의 온도 이상이 되도록 통전함에 의해, 특성을 안정화시킬 것이 필요해진다.
상기한 전기적인 접속을 행하는 수법으로서는, 유량 검출 소자의 전극을 핀으로 직접 접촉시키는 수법이 생각되지만, 이 경우, 전극이 손상되어 버림에 의해 신뢰성이 저하되어 버리는 경우가 있다는 문제점이 있다.
이와 같은 신뢰성의 저하를 피하기 위해서는, 외부와의 접속을 용이하게 행할 수 있는 상태까지 유량 센서 장치를 조립한 후에 통전하는 수법이 생각된다. 그 러나, 이 경우에는, 구조가 커지기 때문에, 통전을 위한 설비가 커져 버린다. 그 때문에, 공작성이 저하되어 버리는 경우가 있다는 문제점이 있다.
또한, 상기한 유량 검출 소자의 분리 후의 가공에 있어서는, 감열 저항막으로 이루어지는 박막 센서부상에 보호막이 형성되는데, 이 보호막에 균열이나 이물질 등에 의한 커버리지 결함이 있으면, 유량 검출 소자가 물에 폭로된 경우에, 이 커러비지 결함에서 전기분해가 생기는 경우가 있다. 이 때, 저항치 변동이 생김에 의해 특성이 초기 상태로부터 변동하여 버리기 때문에, 최악의 경우에는, 저항이 오픈으로 되어 버리는 경우가 있다는 문제점이 있다. 따라서, 균열이나 이물질 등에 의한 결함이 감열 저항막까지 달하고 있는지의 여부를 검사할 것이 필요해지지만, 유량 검출 소자의 단면(斷面)을 관찰하는 것은 곤란하다. 그래서, 이물질에 의한 결함에 관해서는, 표면측에서 직접 육안 또는 현미경 등으로 관찰함에 의해 이물질의 사이즈를 검지하고, 이 사이즈가 소정의 규격치보다 큰 경우에 결함이라고 판단하는 제조 관리를 행하고 있다. 그러나, 이물질의 형상에 따라서는, 표면에서의 직접적인 관찰에 의해 작게 보이는 경우에도, 실제로는 큰 결함인 경우가 있을 수 있다. 따라서, 표면측에서의 육안 또는 현미경 등에 의한 직접적인 관찰에 의해서는, 이물질에 의한 모든 결함을 정확하게 검지하는 것은 곤란하다. 또한, 마찬가지로, 균열에 의한 결함에 관해서도, 직접적인 관찰에 의해 모든 결함을 정확하게 검지하는 것은 곤란하다. 따라서, 표면에서의 직접적인 관찰에 의해 검사를 행한 경우에는, 신뢰성이 저하되어 버리는 경우가 있다는 문제점이 있다.
이와 같은 신뢰성의 저하를 피하기 위해서는, 직접적으로 관찰하는 것이 아 니라, 유량 검출 소자를 물에 침지시킨 상태에서 통전하고 커버리지 결함에 있어서의 전기 분해에 의한 기포의 발생을 육안 또는 현미경 등에 의해 관찰함에 의해 검사를 행하는 수법이 생각된다. 그러나, 이 경우에는, 복수의 유량 검출 소자의 각각에 대해 통전할 필요가 있기 때문에, 제조 공정이 번잡해지고 제조 비용이 높아져 버린다는 문제점이 있다.
본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 제조 비용을 높이지 않고 공작성 및 신뢰성을 높인 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법은, 기판상에 형성된 절연성의 지지막과 기판을 부분적으로 제거함에 의해 형성된 다이어프램을 갖는 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법으로서, 감열 저항막으로 이루어지고 발열용 저항체 및 측온용 저항체를 갖는 유량 검출용 패턴을 지지막상에 복수개 형성하는 유량 검출용 패턴 형성 공정과, 감열 저항막으로 이루어지고 복수의 유량 검출용 패턴을 전기적으로 접속시키기 위한 더미 패턴을 지지막상에 형성하는 더미 패턴 형성 공정과, 더미 패턴을 이용하여 복수의 유량 검출용 패턴에 대해 소정의 처리를 실행하는 공정과, 복수의 유량 검출용 패턴을 개개로 분리하고 더미 패턴에 의한 접속으로부터 해방하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법에 의하면, 기판상에 복수개 형성된 유량 검출용 패턴을 더미 패턴을 통하여 서로 접속할 수 있다. 따라서, 더미 패턴을 이용하여 복수의 유량 검출용 패턴에 대해 소정의 처리를 실 행함에 의해, 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 복수의 발열용 저항체를 병렬로 접속함에 의해, 복수의 유량 검출 소자를 기판상에 배치시킨 상태에서 동시에 통전시키는 것이 가능해진다. 이로써, 간이한 설비로 같은 전압(또는 같은 전류)을 이용하여 통전을 행할 수가 있기 때문에, 공작성을 향상시키고, 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 발열용 저항체에 더하여 측온용 저항체도 더미 패턴에 접속시킴에 의해, 유량 검출용 패턴 전체에 관해, 수중에 있어서 커버리지 검사를 행하는 것이 가능해진다. 이로써, 신뢰성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 이용하여 설명하다. 또한, 이하의 도면에서는, 도시의 사정상, 각 부재의 치수 비는, 실제의 것과는 다른 경우가 있다.
<제 1의 실시예>
도 1은 제 1의 실시예에 관한 감열식의 유량 검출 소자(12)의 제조 공정에 있어서의 기판상의 배치를 도시한 상면도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 유량 검출 소자(12)의 구조를 도시한 상면도이다. 또한, 도 3은 도 2에 도시된 유량 검출 소자(12)의 구조를 도시한 단면도이다. 도 1, 2에서는 도시의 사정상 도 3에 도시된 보호막(3)은 생략하고 있다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 실리콘으로 이루어지는 기판(1)의 표면(1a)측에는, 질화실리콘으로 이루어지는 절연성의 지지막(2)이, 전체면에 걸쳐서 형성되어 있다. 지지막(2)상에는, 감열 저항막으로 이루어지는 발열 저항(발열용 저항체)(4), 측온 저항(측온용 저항체)(5), 리드 패턴(6) 및 더미 패턴(7)이 형성되어 있다. 이 감열 저항막은 예를 들면, 백금 등의 저항치가 온도 의존성을 갖는 재료로 이루어진다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 지지막(2)상에는, 질화실리콘으로 이루어지는 절연성의 보호막(3)이, 발열 저항(4), 측온 저항(5), 리드 패턴(6) 및 더미 패턴(7)을 덮도록 형성되어 있다. 이하에서는, 발열 저항(4), 측온 저항(5) 및 리드 패턴(6)을 통합하여, 박막 센서부(23)라고도 부른다. 이 박막 센서부(23)는, 본 발명에 관한 유량 검출용 패턴으로서 기능한다.
도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 리드 패턴(6)의 단부(端部)상에서는, 보호막(3)을 제거하고 리드 패턴(6)을 노출시킴에 의해, 전극(8)이 형성되어 있다. 또한, 더미 패턴(7)의 단부상에서는, 보호막(3)을 제거하고 더미 패턴(7)을 노출시킴에 의해, 더미 패턴 전극(더미 패턴용 전극)(9a 내지 9d)이 형성되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 기판(1)에서는, 이면(1b)측에서부터 지지막(2)에 이르기 까지의 일부의 영역이 단면(斷面) 사다리꼴 형상으로 제거됨에 의해, 발열 저항(4) 하부에 공간(캐비티(10))이 형성되어 있다. 이로써, 발열 저항(4)이 지지막(2) 및 보호막(3)에 의해 끼워 넣어진 막층의 주위가 기판(1)에 지지되어 이루어지는 박육조(薄肉彫)의 다이어프램(11)이 기판(1)과 일체로 형성되게 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 유량 검출 소자(12)는 발열 저항(4)의 양단에 각각 접속된 2개의 리드 패턴(6)과 측온 저항(5)의 양단에 각각 접속된 2개의 리드 패턴(6)을 구비하고 있다. 발열 저항(4)의 양단에 접속된 리드 패턴(6)은 모두 전극(8) 부근에서 더미 패턴(7)에 접속된다. 또한, 측온 저항(5)의 양단에 접속된 리 드 패턴(6)은 어느 한쪽이 전극(8) 부근에서 더미 패턴(7)에 접속된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1)상에는 복수개의 유량 검출 소자(12)가 형성되어 있다. 이하의 설명에서는, 도 1에 있어서, 화살표에 평행한 방향을 횡방향이라고 부르고, 화살표에 수직한 방향을 종방향이라고 부른다. 또한, 유량 검출 소자(12)의 횡방향의 나열을 행이라고 부르고, 유량 검출 소자(12)의 종방향의 나열을 열이라고 부른다. 도 1에서는, 3행 4열의 12개의 유량 검출 소자(12)가 도시되어 있지만, 12개로 한하지 않고, 복수개 형성되어 있으면 좋다.
도 1에 도시한 바와 같이, 더미 패턴 전극(9a)으로부터 늘어나는 더미 패턴(7)은, 좌단의 열에 배치된 3개의 유량 검출 소자(12)에 있어서, 리드 패턴(6)을 통하여, 발열 저항(4)의 일단에, 각각 접속된다. 각 유량 검출 소자(12)는 리드 패턴(6) 및 더미 패턴(7)을 통하여, 횡방향으로 인접하는 유량 검출 소자(12)와, 발열 저항(4)의 일단에서 서로 접속된다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 더미 패턴 전극(9b)로부터 늘어나는 더미 패턴(7)은, 상단의 행에 배치된 4개의 유량 검출 소자(12)에 있어서, 리드 패턴(6)을 통하여, 발열 저항(4)의 타단 및 측온 저항(5)의 일단에 각각 접속된다. 더미 패턴 전극(9c)로부터 늘어나는 더미 패턴(7)은, 중앙의 행에 배치된 4개의 유량 검출 소자(12)에 있어서, 리드 패턴(6)을 통하여, 발열 저항(4)의 타단 및 측온 저항(5)의 일단에 각각 접속된다. 더미 패턴 전극(9d)으로부터 늘어나는 더미 패턴(7)은, 하단의 행에 배치된 4개의 유량 검출 소자(12)에 있어서, 리드 패턴(6)을 통하여, 발열 저항(4)의 타단 및 측온 저항(5)의 일단에 각각 접속된다.
즉, 더미 패턴(7)은 기판(1)상에 복수개 형성된 유량 검출 소자(12)의 발열 저항(4)을 리드 패턴(6)을 통하여 병렬로 접속하도록 패터닝되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 복수개의 유량 검출 소자(12)가 배치된 기판(1)의 제조 방법에 관해, 도 4 내지 9를 이용하여 설명한다.
도 4는 기본적인 제조 공정을 도시한 플로우 차트이다. 스텝 S1에서는, 기판(1)의 표면에 박막 센서부(23)을 형성한다. 다음에, 스텝 S2에서는, 박막 센서부(23) 하방의 기판(1)의 일부의 영역을 제거함에 의해, 다이어프램(11)을 형성한다. 다음에, 스텝 S3에서는, 발열 저항(4)의 특성 안정화를 위한 통전 가열 처리를 행한다. 다음에, 스텝 S4에서는, 커버리지 결함의 검사를 행한다. 다음에, 스텝 S5에서는, 기판(1)을 복수의 유량 검출 소자(12)로 절단한다.
다음에, 도 5 내지 9를 이용하여, 유량 검출 소자(12)의 상세한 제조 공정에 관해 설명한다.
우선, 스텝 S1에 관해 설명한다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 스텝 S1의 상세한 제조 공정을 도시한 모식도이다. 도 5는 도 1에 있어서 화살표 방향에서 기판(1)을 본 양상이 도시되어 있다. 또한, 도 5에서, 설명에 직접 관계되지 않는 부재에 관해서는, 도시를 생략하고 있다(후술하는 도 6, 9 내지 11에 관해서도 마찬가지이다).
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 스텝 S1에서는, (100) 결정 방위를 갖는 원반형상의 실리콘으로 이루어지는 기판(1)을 준비하고, 기판(1)의 이면(1b)의 전체면에 걸쳐서 열산화막(13)을 형성한다. 여기서, 기판(1)의 두께는 예를 들면 400㎛ 정도이고, 열산화막(13)의 두께는 예를 들면 0.5㎛ 정도이다. 그리고, 기판(1)의 표면(1a)의 전체면에 걸쳐서, 스퍼터링 또는 CVD 등의 수법을 이용하여, 질화실리콘을 1㎛두께 정도로 성막함에 의해, 기판(1)상에 지지막(2)을 형성한다.
다음에, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 지지막(2)의 표면 전체면에, 증착 또는 스퍼터링 등의 수법을 이용하여, 백금을 0.2㎛두께 정도로 성막한 후에, 사진제판 및 웨트 에칭(또는 드라이 에칭) 등의 수법을 이용하여 이 백금막을 패터닝함에 의해, 발열 저항(4), 측온 저항(5) 및 리드 패턴(6)으로 이루어지는 박막 센서부(23)와 더미 패턴(7)을 형성한다. 그리고, 지지막(2)의 표면 전체면에, 스퍼터링 또는 CVD 등의 수법을 이용하여, 질화실리콘을 1㎛두께 정도로 성막함에 의해, 지지막(2)상에 보호막(3)을 형성한다.
다음에, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 사진제판 및 웨트 에칭(또는 드라이 에칭) 등의 수법을 이용하여, 리드 패턴(6)의 단부상 및 더미 패턴(7)의 단부상에 있어서 보호막(3)을 제거함에 의해, 전극(8) 및 더미 패턴 전극(9a 내지 9d)을 각각 형성한다.
다음에, 스텝 S2에 관해 설명한다.
도 6은 스텝 S2의 상세한 제조 공정을 도시한 단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 스텝 S2에서는, 기판(1)의 이면(1b)의 열산화막(13) 전체면에, 레지스트를 도포하고, 사진제판 등을 이용하여, 이 레지스트에 에칭 홀을 형성한다. 그 후, 예를 들면 알칼리 에칭을 시행하여 기판(1)의 일부를 이면(1b)측으로부터 지지막(2)에 이르도록 제거함에 의해, 다이어프램(11)을 형성한 후에, 레지스트를 제거한다. 상기한 알칼리 에칭에서 사용되는 에천트로서는, KOH, TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide), NAOH 등이 있다.
다음에, 스텝 S3에 관해 설명한다.
도 7은 스텝 S3에서 발열 저항(4)의 특성 안정화를 위한 통전 가열 처리를 행하는 처리 장치를 도시한 모식도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 스텝 S3에서는, 기판(1)의 표면에 형성된 더미 패턴 전극(9a 내지 9d)에 도전성의 핀(15)를 접촉시키고, 더미 패턴 전극(9a)과 더미 패턴 전극(9b 내지 9d) 각각과의 사이에 소정의 전압(또는 소정의 전류)을 줌에 의해, 발열 저항(4)를 발열시킨다. 이 통전은 발열 저항(4)의 저항치가 변동하지 않게 될 때까지 행한다. 또한, 이 통전은 고온 분위기 중에서 행하여도 좋다.
다음에 스텝 S4에 관해 설명한다.
도 8은 스텝 S4에서 커버리지 결함의 검사를 행하는 검사 장치를 도시한 모식도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 스텝 S4에서는, 기판(1)의 검사하여야 할 개소를 조(槽)(16) 내의 물(17)에 침지시킨 상태에서, 전원(14)의 부극에 접속된 핀(15)을 분위기 중에서 더미 패턴 전극(9b 내지 9d)에 차례로 접촉시켜 간다(도 8에서는, 더미 패턴 전극(9c)에 접촉시킨 경우가 도시되어 있다). 여기서, 도통 모니터(18)를 통하여 전극(14)의 정극에 접속된 +전극(19)은 물(17)에 침지되어 있다. 이와 같이 더미 패턴 전극(9c) 등에 소정의 전압(또는 소정의 전류)을 준 상태에서, 커버리지 결함에 의해 전기 분해가 발생하고 도통이 생기고 있는지의 여부를, 도통 모니터(18)로 체크함에 의해, 보호막(3)의 커버리지 검사를 행하는 것이 가능해진다. 또는, 도 8에서는 도시하지 않지만, 도통 모니터(18)를 이용하는 대신에, 물(17)에 침지되고 통전된 유량 검출 소자(12)의 표면을 육안 또는 현미경 등으로 관찰하고 전기 분해에 의한 기포의 발생을 체크함에 의해, 보호막(3)의 커버리지 검사를 행하는 수법도 생각된다. 기판(1)은 검사를 행한 후에 조(16)로부터 취출되고 건조된다.
다음에 스텝 S5에 관해 설명한다.
도 9는 스텝 S5의 상세한 제조 공정을 도시한 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 스텝 S5에서는, 예를 들면 다이싱 소우(20)를 이용하여, 기판(1)을 절단한다. 이로써, 유량 검출 소자(12)를 분리하는 동시에, 발열 저항(4)을 병렬로 접속하고 있던 더미 패턴(7)을 절단하고, 또한, 측온 저항(5)을 접속하고 있던 더미 패턴(7)을 절단한다. 이로써, 복수의 유량 검출 소자(12)는 해방되고, 서로, 전기적으로 오픈으로 된다.
이와 같이, 본 실시의 형태에 관한 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법에서는, 기판(1)상에 복수개 형성된, 발열 저항(4), 측온 저항(5) 및 리드 패턴(6)으로 이루어지는 박막 센서부(23)를, 더미 패턴(7)을 통하여 서로 접속한다. 그리고, 이 더미 패턴(7)을 이용하여, 복수의 유량 검출 소자(12)에 대해, 통전이나 커버리지 검사 등의 처리를 실행한다. 따라서, 전극(8)이 손상하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 복수의 발열 저항(4)을 병렬로 접속함에 의해, 복수의 유량 검출 소자(12)를 기판(1)상에 배치시킨 상태에서 동시에 통전시키는 것이 가능해진다. 이로써, 간이한 설비로 같은 전압(또는 같은 전류)을 이용하여 통전을 할 수가 있기 때문에, 공작성을 향상시키고, 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 발열 저항(4)에 더하여 측온 저항(5)도 더미 패턴(7)에 접속시킴에 의해, 발열 저항(4), 측온 저항(5) 및 리드 패턴(6)으로 이루어지는 박막 센서부(23) 전체에 관해, 물(17) 속에서 커버리지 검사를 행하는 것이 가능해진다. 이로써, 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 더미 패턴(7)은 전극(8) 부근에서 리드 패턴(6)에 접속되어 있다. 유량 검출 소자(12)는 스텝 S5에서 절단된 후에, 보호막으로 덮이고 유량 센서 장치에 조립된다. 이 때, 전극(8) 부근은 이 보호막으로 덮이기 때문에, 유량 센서 장치를 실제로 사용할 때에, 절단된 더미 패턴(7)의 분리단이 유체 검사 소자(12) 내에서 물 등의 유체에 폭로되는 일은 없다. 즉, 더미 패턴(7)을 실제로 사용할 때에 유체에 폭로되지 않는 전극(8) 부근 등에서 리드 패턴(6)과 접속함에 의해 부식에 의한 열화 등을 방지할 수 있기 때문에, 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 스텝 S1에서, 발열 저항(4), 측온 저항(5) 및 리드 패턴(6)으로 이루어지는 박막 센서부(23)와 더미 패턴(7)을 동시에 형성함에 의해, 공정 수를 저감하고 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 상술한 설명에서는, 스텝 S3에서 통전을 행한 후에, 스텝 S4에서 보호막(3)의 커버리지 검사를 행하고 있지만, 커버리지 검사는 통전의 후로 한하지 않고, 전극(9a 내지 9d)이 형성된 후라면, 언제 행하여도 좋다.
<제 2의 실시예>
제 1의 실시예에 관한 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법에서는, 기판(1)을 물(17)에 침지시킨 상태에서 통전하고, 물(17)의 전기 분해를 체크함에 의해, 커버리지 결함의 검사를 행하고 있다. 그러나, 물(17)에 침지시키는 대신에, 보호막(3)상에 도전성 막을 형성하고, 이 도전성 막을 이용하여 커버리지 결함의 검사를 행하여도 좋다.
도 10은 제 2의 실시예에 관한 유량 검출 소자를 도시한 단면도이다.
도 10을 이용하여, 본 실시의 형태에 관한 유량 검출 소자의 상세한 제조 공정에 관해 설명한다.
우선, 제 1의 실시예의 스텝 S1과 마찬가지로, (100) 결정 방위를 갖는 원반형상의 실리콘으로 이루어지는 기판(1)을 준비하고, 기판(1)의 이면(1b)의 전체면에 걸쳐서 열산화막(13)을 형성한다. 여기서, 기판(1)의 두께는 예를 들면 400㎛ 정도이고, 열산화막(13)의 두께는 예를 들면 0.5㎛ 정도이다. 그리고, 기판(1)의 표면(1a)의 전체면에 걸쳐서, 스퍼터링 또는 CVD 등의 수법을 이용하여, 질화실리콘을 1㎛두께 정도로 성막함에 의해, 기판(1)상에 지지막(2)을 형성한다.
다음에, 제 1의 실시예의 스텝 S1과 마찬가지로, 지지막(2)의 표면 전체면에, 증착 또는 스퍼터링 등의 수법을 이용하여, 백금을 0.2㎛두께 정도로 성막한 후에, 사진제판 및 웨트 에칭(또는 드라이 에칭) 등의 수법을 이용하여 이 백금막을 패터닝함에 의해, 발열 저항(4), 측온 저항(5) 및 리드 패턴(6)으로 이루어지는 박막 센서부(23)와 더미 패턴(7)을 형성한다. 그리고, 지지막(2)의 표면 전체 면에, 스퍼터링 또는 CVD 등의 수법을 이용하여, 질화실리콘을 1㎛두께 정도로 성막함에 의해, 지지막(2)상에 보호막(3)을 형성한다.
다음에, 지지막(2)의 표면 전체면에, 증착 또는 스퍼터링 등의 수법을 이용하여, 백금을 예를 들면 0.2㎛두께 정도로 성막함에 의해, 도전성 막(21)을 형성한다. 또한, 이 도전성 막(21)의 재료는 백금에 한하지 않고 도전성의 재료라면 좋다.
다음에, 사진제판 및 웨트 에칭(또는 드라이 에칭) 등의 수법을 이용하여, 리드 패턴(6)의 단부상에서 보호막(3) 및 도전성 막(21)을 제거함에 의해, 전극(8)을 형성한다. 또한, 같은 수법을 이용하여, 더미 패턴(7)의 단부상에서 보호막(3) 및 도전성 막(21)을 제거함에 의해, 더미 패턴 전극(9a 내지 9d)을 각각 형성한다.
다음에, 제 1의 실시예의 스텝 S2와 마찬가지로, 기판(1)의 이면(1b)의 열산화막(13) 전체면에, 레지스트를 도포하고, 사진제판 등을 이용하여, 이 레지스트에 에칭 홀을 형성한다. 그 후, 예를 들면 알칼리 에칭을 시행하여 기판(1)의 일부를 이면(1b)측에서부터 지지막(2)에 이르도록 제거함에 의해, 다이어프램(11)을 형성한 후에, 레지스트를 제거한다. 제 1의 실시예의 스텝 S2와 마찬가지로, 상기한 알칼리 에칭에서 사용되는 부식액으로서는, KOH, TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide), NAOH 등이 있다.
다음에, 제 1의 실시예의 스텝 S3과 마찬가지로, 기판(1)의 표면에 형성된 더미 패턴 전극(9a 내지 9d)에 도전성의 핀(15)를 접촉시키고, 더미 패턴 전극(9a)과 더미 패턴 전극(9b 내지 9c) 각각과의 사이에 소정의 전압(또는 소정의 전류)을 줌에 의해, 발열 저항(4)를 발열시킨다. 이 통전은 발열 저항(4)의 저항치가 변동하지 않게 될 때까지 행한다. 또한, 이 통전은 고온 분위기 중에서 행하여도 좋다.
다음에, 도 11에 도시된 바와 같은 검사 장치를 이용하여, 보호막(3)의 커버리지 결함의 검사를 행한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전원(14)의 부극에 접속된 핀(15)를 도전성 막(21)에 접촉시키는 동시에, 도통 모니터(18)을 통하여 전원(14)의 정극에 접속된 핀(15)를 더미 패턴 전극(9a)에 접촉시킨다. 이와 같이 더미 패턴 전극(9a)에 소정의 전압(또는 소정의 전류)을 준던 상태에서, 커버리지 결함에 의해 도통이 생기고 있는지의 여부를, 도통 모니터(18)로 체크함에 의해, 보호막(3)의 커버리지 검사를 행하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 도 11에 도시한 바와 같이, 박막 센서부(23)와 도전성 막(21)과의 사이에 도전성의 이물질(22)이 있는 경우에는, 이물질(22)를 통한 도통을 도통 모니터(18)로 검출함에 의해, 보호막(3)의 커버리지 검사를 행하는 것이 가능해진다.
다음에, 제 1의 실시예의 스텝 S5와 마찬가지로, 예를 들면 다이싱 소우(20)을 이용하여 기판(1)을 절단한다. 이로써, 유량 검출 소자를 분리하는 동시에, 발열 저항(4)를 병렬로 접속하고 있던 더미 패턴(7)을 절단하고, 또한, 측온 저항(5)를 접속하고 있던 더미 패턴(7)을 절단한다. 이로써, 복수의 유량 검출 소자는 해방되고, 서로, 전기적으로 오픈으로 된다.
이와 같이, 본 실시의 형태에 관한 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법에서는, 보호막(3)상에 형성된 도전성 막(21)을 이용함에 의해, 기판(1)을 물(17)에 침 지시키는 일 없이 커버리지 결함의 검사를 행하고 있다. 따라서, 분위기 중에서 간이한 설비로 검사를 행할 수가 있기 때문에, 제 1의 실시예의 효과에 더하여, 더욱 공작성을 향상시킬 수 있다는 효과를 갖는다. 또한, 기판(1)을 건조시키는 공정이 불필요하게 되기 때문에, 제 1의 실시예의 효과에 더하여, 더욱 제조 비용을 저감할 수 있다는 효과를 갖는다.
또한, 상기한 도전성 막(21)은 열전도성이 높은 경우가 많기 때문에, 유량 검출 소자(12)가 유량 센서 장치에 조립되어 실제로 사용되는 때에, 발열 저항(4)의 열전도 손실이 커지고 유량 검출 감도가 저하되는 것이 생각되다. 따라서, 이 도전성 막(21)은, 커버리지 검사를 행한 후에, 제거하여도 좋다.
또한, 상술한 설명에서는, 통전을 행한 후에, 보호막(3)의 커버리지 검사를 행하고 있지만, 커버리지 검사는 통전의 후로 한하지 않고, 전극(9a 내지 9d)가 형성된 후라면, 언제 행하여도 좋다. 또는, 개개의 유량 검출 소자로 분리된 후에 행하여도 좋다.
본 발명에 관한 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법에 의하면, 기판상에 복수개 형성된 유량 검출용 패턴을 더미 패턴을 통하여 서로 접속할 수 있다. 따라서, 더미 패턴을 이용하여 복수의 유량 검출용 패턴에 대해 소정의 처리를 실행함에 의해, 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 복수의 발열용 저항체를 병렬로 접속함에 의해, 복수의 유량 검출 소자를 기판상에 배치시킨 상태에서 동시에 통전시키는 것이 가능해진다. 이로써, 간이한 설 비로 같은 전압(또는 같은 전류)을 이용하여 통전을 행할 수가 있기 때문에, 공작성을 향상시키고, 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 발열용 저항체에 더하여 측온용 저항체도 더미 패턴에 접속시킴에 의해, 유량 검출용 패턴 전체에 관해, 수중에 있어서 커버리지 검사를 행하는 것이 가능해진다. 이로써, 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (3)

  1. 기판상에 형성된 절연성의 지지막과 상기 기판을 부분적으로 제거함에 의해 형성된 다이어프램을 갖는 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법으로서,
    감열 저항막으로 이루어지고 발열용 저항체 및 측온용 저항체를 갖는 유량 검출용 패턴을 상기 지지막상에 복수개 형성하는 유량 검출용 패턴 형성 공정과,
    상기 감열 저항막으로 이루어지고 복수의 상기 유량 검출용 패턴을 전기적으로 접속시키기 위한 더미 패턴을 상기 지지막상에 형성하는 더미 패턴 형성 공정과,
    상기 더미 패턴을 이용하여 복수의 상기 유량 검출용 패턴에 대해 통전 또는 커버리지 검사의 처리를 실행하는 공정과,
    복수의 상기 유량 검출용 패턴을 개개로 분리하고 상기 더미 패턴에 의한 접속으로부터 해방하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 더미 패턴을 전기적으로 외부와 접속시키기 위한 더미 패턴용 전극을 형성하는 공정을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 더미 패턴 형성 공정에 있어서, 상기 더미 패턴은, 인접하는 상기 유량 검출용 패턴 끼리에 있어서 상기 발열용 저항체 끼리를 병렬로 전기적으로 접속시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 감열식 유량 검출 소자의 제조 방법.
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