KR20000044811A - 적외선 볼로메타의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적외선 볼로메타의 제조방법에 관한 것으로, 구동기판레벨(210)을 포함하는 3층 구조의 적외선 볼로메타의 제조방법에 있어서, 구동기판레벨(210)의 상부에 평탄화물질로 이루어지는 제 1 희생층(301)을 증착하는 단계, 제 1 희생층(301)의 상부에 지지레벨(220)을 형성하는 단계, 지지레벨(220)의 상부에 제 1 희생층(301)과 동일한 물질로 이루어지는 제 2 희생층(311)을 증착하는 단계 및 제 2 희생층(311)의 상부에 볼로메타 요소(285)를 포함하는 흡수레벨(230)을 형성하는 단계를 포함하며, 지지레벨(230)을 형성하는 단계는 제 1 희생층(301)의 상부에 지지층(250)을 형성하는 단계, 지지층(250)의 상부에 전도선 층(260)을 형성하는 단계, 전도선 층(260) 상부에 제 1 포토레지스트 패턴(267)을 형성한 후 식각하는 것에 의해 전도선(265)을 형성하는 단계, 제 1 포토레지스트 패턴(267)을 제거한 후, 전도선(265) 및 지지층(250) 일부분의 상부에 제 2 포토레지스트 패턴(268)을 형성하는 단계 및 지지층(250)의 노출된 부분을 제거하여 지지교각(240)을 형성하는 단계를 포함하는 것에 의해, 지지교각 및 전도선 등의 변형을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 물체가 방사하고 있는 각종 적외선(온도)을 검출하는 적외선 볼로메타 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 희생층으로써 평탄화 물질인 아큐풀로(ACCUFLO)를 사용하는 적외선 볼로메타의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 볼로메타는 적외선 센서의 일종으로서, 물체에서 방사되는 적외선을 흡수하여 열에너지로 바뀔 때 그로 인한 온도상승으로 전기저항이 변화하는 것을 측정하여 직접 접촉하지 않아도 물체 표면의 온도를 감지할 수 있는 특징을 가진다.
상술한 볼로메타의 제조방법에 대하여 출원인은 대한민국 특허청에 1998년 월 일자로 특허출원번호 제 98- 호로 출원하였다.
도 1과 도 2는 각각 종래의 볼로메타의 단면도 및 도 1의 볼로메타 제조공정중에서 볼로메타의 구성요소인 지지교각(240) 및 전도선(265)의 형성과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 볼로메타(201)의 구성은 구동기판레벨(210), 지지레벨(220), 적어도 한쌍 이상의 포스트(270, 하나만 도시함), 흡수레벨(230)로 구성된다.
이러한 볼로메타의 제조공정을 지지교각(240) 및 전도선(265)의 형성과정을 중심으로 도 2a 내지 2e를 참조하여 간단히 설명한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 우선 집적회로(도시되지 않음)와 한쌍의 접속단자(214, 하나만 도시함)를 포함한 기판(212)을 준비한 후, 실리콘 질화막(SiNx)등으로 이루어지는 보호층(216)을 PECVD 방법을 사용하여 증착하여 구동기판레벨(210)을 형성하며, 그 위에 평탄화 물질인 아큐풀로로 이루어지는 제 1 희생층(301)을 스핀코팅방법으로 도포한 후 300℃정도의 온도에서 베이킹(baking)하여 형성한다. 그후, 제 1 희생층(301)을 부분적으로 제거하고 그 위에 실리콘 질화물(SiNx) 같은 재료로 만들어진 지지층(250)을 증착한 후, 접속단자(214)가 노출되도록 지지층(250)에 한쌍의 비아홀(via hole:252, 하나만 도시함)이 형성된다.
계속해서 도 2b에 도시된 바와 같이, 티탄늄 같은 금속으로 만들어진 전도선층(260)이 비아홀(252)을 포함한 지지층(250)의 상부에 스퍼터링으로 증착되는데, 여기에서 비아홀(252) 내부에 금속으로 만들어진 전도선층(260)이 채워지면서 전도선층(260)이 접속단자(214)와 전기적으로 연결된다.
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 일정 패턴을 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(267)을 전도선층(260) 상에 형성한 후 금속식각방법을 사용하여 전도선 층(260)을 부분적으로 제거하는 것에 의해 전도선(265)을 형성한다.
그후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트 패턴(267)을 제거한 후, 전도선(265) 및 지지층(250) 일부의 상부에 일정 패턴을 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(268)을 형성한다.
이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 지지층(250)의 노출된 부분을 제거하여 지지교각(240)을 형성한다. 그후, 다음 공정을 위해 제 2 포토레지스트 패턴(20)이 제거된 후, 도 1에 도시된 바와 같이, 포스트(270), 볼로메타 요소(285)를 둘러싸고 있는 흡수층(295) 및 그의 상부에 형성된 적외선 흡수코팅(297)을 포함하는 흡수레벨(230)이 형성된다.
이러한 종래의 적외선 볼로메타의 제조방법에 있어서, 지지교각을 형성하기 위한 제 2 포토레지스트 패턴이 다음 공정을 위해 제거되는 과정에서 아큐풀로로 이루어지는 제 1 희생층의 일부가 제거되므로, 제 1 희생층이 제거되는 과정 또는 포스트 및 흡수레벨을 형성하는 과정에서 지지교각 및 전도선등이 변형되어 적외선 이미지 센서의 성능이 저하한다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하지 않은 상태에서 흡수레벨을 형성하는 적외선 볼로메타의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 기판과 기판 상에 형성된 적어도 한쌍 이상의 접속단자를 갖는 구동기판레벨을 포함하는 3층 구조의 적외선 볼로메타의 제조방법에 있어서, 구동기판레벨의 상부에 평탄화물질로 이루어지는 제 1 희생층을 증착하는 단계, 제 1 희생층의 상부에 지지레벨을 형성하는 단계, 지지레벨의 상부에 제 1 희생층과 동일한 물질로 이루어지는 제 2 희생층을 증착하는 단계 및 제 2 희생층의 상부에 볼로메타 요소를 포함하는 흡수레벨을 형성하는 단계를 포함하며, 지지레벨을 형성하는 단계는 제 1 희생층의 상부에 지지층을 형성하는 단계, 지지층의 상부에 전도선층을 형성하는 단계, 전도선층 상부에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성한 후 식각하는 것에 의해 전도선을 형성하는 단계, 제 1 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 전도선 및 지지층 일부분의 상부에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 지지층의 노출된 부분을 제거하여 지지교각을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 다음에 설명하는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래의 볼로메타의 단면도,
도 2a 내지 2e는 도 1에 도시된 볼로메타의 구성요소중 지지교각 및 전도선을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 볼로메타의 단면도,
도 4a 내지 도 4l은 본 발명에 따른 볼로메타의 제조공정을 설명하기 위한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210 : 구동기판레벨 220 : 지지레벨 230 : 흡수레벨
212 : 기판 214 : 접속단자 216 : 보호층
240 : 지지교각 252 : 비아홀 265 : 전도선
267, 268 : 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 270 : 포스트
285 : 볼로메타 요소 292 : 제 1 열흡수층
294 : 제 2 열흡수층 295 :흡수층
301, 311 : 제 1 및 제 2 희생층
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 도 3 및 도 4a 내지 도 4l을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 기재에 있어서, 종래와 동일한 구성부재에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 적외선 볼로메타(201)는 구동기판레벨(210), 지지레벨(220), 적어도 한쌍 이상의 포스트(270, 하나만 도시함) 및 흡수레벨(230)을 포함한다.
구동기판레벨(210)은 집적회로(도시되지 않음)가 형성되어 있는 기판(212)과 한쌍의 접속단자(214, 하나만 도시함) 및 보호층(216)을 포함한다. 금속으로 만들어진 각각의 접속단자(214)는 기판(212)의 상부에 형성되어, 기판(212)의 집적회로에 전기적으로 접속되어 적외선 방사에너지 흡수작용에 의한 볼로메타(201)의 저항변화를 집적회로에 전달하는 역할을 한다. 보호층(216)은 잔류응력이 보상되고 절연성이 우수한 재료 예를들면, 실리콘 질화막으로 이루어져 있으면서 기판(212)을 덮고 있도록 형성되어 공정중에 기판(212)에 손상이 가지않도록 한다.
지지레벨(220)은 실리콘 질화막으로 만들어진 한쌍의 지지교각(240, 하나만 도시함)을 포함하는데, 지지교각(240)의 상부에는 티탄늄(Ti) 같은 금속으로 만들어진 전도선(265)이 형성되어 있다. 지지교각(240)의 앵커부분에는 비아홀(252)이 형성되어 있어서, 이 비아홀(252)을 통해 전도선(265)의 한끝이 접속단자(214)에 전기적으로 연결될 수 있다.
흡수레벨(230)은 잔류응력이 보상되고 절연성이 우수한 재료 예를들면, 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 제 1 열흡수층(292)과 예를들면, 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 제 2 열흡수층(294)으로 구성되는 흡수층(295)과 이 흡수층(295)에 의해 둘러싸여진 볼로메타 요소(285)를 포함한다.
흡수층(295)의 상부에는 일반적인 적외선 흡수코팅(297)이 형성된다.
한편, 각각의 포스트(270)는 흡수레벨(230)과 지지레벨(220)의 사이에 위치한다. 각각의 포스트(270)는 실리콘 질화막 같은 절연물질(274)에 의해서 둘러싸여져 있고 티탄늄(Ti) 같은 금속으로 만들어진 전관(272)을 포함하는데, 전관(272)의 상부 끝은 볼로메타 요소(285)의 한쪽 끝에 전기적으로 연결되어 있고, 하부 끝은 지지교각(240)의 전도선(265)에 전기적으로 연결되어 있음으로서 흡수레벨(230)의 볼로메타 요소(285)의 양끝은 전관(272), 전도선(265), 접속단자(214)를 통하여 구동기판레벨(210)의 집적회로에 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 구성에 의해, 적외선 에너지가 흡수되었을 때, 볼로메타 요소(285)의 저항값이 바뀌고, 바뀐 저항값에 의하여 전압, 또는 전류가 변화한다. 변화된 전류나 전압은 집적회로에 입력시켜 증폭되어 출력되고, 증폭된 전류나 전압은 검출회로(도시되지 않음)에 의해 읽혀져 적외선 센싱이 된다.
이하, 도 4a 내지 도 4l을 참조하여 본 발명에 따른 적외선 볼로메타의 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명은 우선, 집적회로(도시되지 않음)와 한쌍의 접속단자(214)를 포함한 기판(212)의 준비로서 시작된다. 이 각각의 접속단자(214)는 기판(212) 상부에 위치하면서 집적회로에 전기적으로 접속되어 있다. 계속적으로, 실리콘 질화막(SiNx) 같은 잔류응력이 보상된 절연성이 우수한 재료로 만들어진 보호층(216)이 PECVD 방법을 사용하여 증착됨으로서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(212)과 접속단자(214)를 완전하게 덮고 있는 구동기판레벨(210)이 형성된다.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 아큐풀로(ACCUFLO)같은 평탄화 물질을 스핀코팅방법을 이용하여 보호층(216)의 상부에 도포한 후 300℃정도의 온도에서 베이킹하여 제 1 희생층(301)이 형성된 후, 제 1 희생층(301)이 부분적으로 제거됨으로서 한쌍의 빈구멍(305, 하나만 도시함)이 형성된다. 여기에서, 상술한 아큐풀로는 Allied Signal Advanced Microelectronic Material사가 생산하는 평탄화물질중 하나로 우수한 유동특성을 가지면서 실리콘을 포함하지 않는 탄소(C)와 수소(H)의 결합을 기본조성으로 하는 물질이다.
그후, 제 1 희생층(301)이 부분적으로 제거됨으로서 한쌍의 빈구멍(305)이 형성된다.
그 다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화물(SiNx) 같은 재료로 만들어진 지지층(250)이 빈구멍(305)을 포함한 제 1 희생층(301)의 상부에 PECVD 법을 사용하여 증착된다. 이어서, 접속단자(214)가 노출되도록 지지층(250)에 한쌍의 비아홀(via hole:252, 하나만 도시함)이 형성된다.
계속해서 도 4d에 도시된 바와 같이, 티탄늄 같은 금속으로 만들어진 전도선층(260)이 비아홀(252)을 포함한 지지층(250)의 상부에 스퍼터링법으로 증착되는데, 여기에서 비아홀(252) 내부에 금속으로 만들어진 전도선층(260)이 채워지면서 전도선층(260)이 접속단자(214)와 전기적으로 연결된다.
계속해서, 도 4e에 도시된 바와 같이, 일정 패턴을 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(267)을 전도선층(260) 상에 형성한 후 금속식각방법을 사용하여 전도선 층(260)을 부분적으로 제거하는 것에 의해 전도선(265)을 형성한다.
그후, 도 4f에 도시된 바와 같이, 제 1 포토레지스트 패턴(267)을 제거한 후, 전도선(265) 및 지지층(250)의 일부의 상부에 일정 패턴을 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(268)을 형성한다.
이어서, 도 4g에 도시된 바와 같이, 지지층(250)의 노출된 부분을 실리콘 질화막 식각방법으로 제거하여 지지교각(240)을 형성함으로서 지지레벨(220)이 형성된다.
계속적으로, 아큐풀로로 이루어지는 제 2 희생층(311)이 제 2 포토레지스트 패턴(268) 및 노출된 제 1 희생층(301)의 상부에 스핀코팅방법을 이용하여 도포한 후 300℃정도의 온도에서 베이킹하여 제 2 희생층(311)을 형성한 후, 제 2 희생층(311) 및 제 2 포토레지스트 패턴(268)을 부분적으로 식각하여, 도 4h에 도시된 바와 같이, 한쌍의 구멍(315, 하나만 도시함)이 형성되도록 한다.
다음으로, 도 4i에 도시된 바와 같이, 잔류응력이 보상되고 절연성이 우수한 재료, 예를들면 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어지는 제 1 열흡수층(292)이 제 2 희생층(311)의 상부 및 노출된 전도선(265)의 상부에 PECVD법을 사용하여 증착된 후, 지지교각(240)의 전도선(265)을 노출시키기 위한 한쌍의 노출구멍(296, 하나만 도시함)이 형성되도록 제 1 열흡수층(292)을 제거한다.
계속적으로, 티타늄(Ti)층이 노출구멍(296)을 포함한 제 1 열흡수층(292)의 상부에 스퍼터링법을 사용하여 증착되는데, 이때 노출구멍(296)의 내부는 티타늄 층으로 채워지면서 한쌍의 전관(272, 하나만 도시함)을 형성한다. 그런 다음, 티타늄 층은 도 4j에 도시된 바와 같이 금속식각법을 사용하여 볼로메타 요소(285)가 형성되도록 패턴된다.
다음으로, 도 4k에 도시된 바와 같이, 제 1 열흡수층(292)과 동일한 재료 즉, 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 제 2 열흡수층(294)을 제 1 열흡수층(292)의 상부에 볼로메타 요소(285)를 둘러싸도록 증착하여 볼로메타 요소(285)를 포함하는 흡수층(295)을 형성한 후, 이 흡수층(295)의 상부에 일반적인 적외선 흡수코팅막(297)을 형성한다.
그후, 도 4l에 도시된 바와 같이, 흡수층(295)이 패턴된 후, 제 2 희생층(311), 제 1 희생층(301) 및 제 2 포토레지스트 패턴(268)은 에싱(Ashing)방법 등을 이용하여 제거되면, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 볼로메타가 완성된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 바람직한 예를 중심으로 설명 및 도시되었으나, 본 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변형 실시 할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제 2 포토레지스트 패턴이 흡수레벨을 형성한 후 제거되므로, 지지교각 및 전도선 등의 변형을 방지할 수 있다.
Claims (3)
- 기판과 상기 기판 상에 형성된 적어도 한쌍 이상의 접속단자를 갖는 구동기판레벨을 포함하는 3층 구조의 적외선 볼로메타의 제조방법에 있어서,상기 구동기판레벨의 상부에 평탄화물질로 이루어지는 제 1 희생층을 증착하는 단계;상기 제 1 희생층의 상부에 지지레벨을 형성하는 단계;상기 지지레벨의 상부에 제 1 희생층과 동일한 물질로 이루어지는 제 2 희생층을 증착하는 단계 및상기 제 2 희생층의 상부에 볼로메타 요소를 포함하는 흡수레벨을 형성하는 단계를 포함하며,상기 지지레벨을 형성하는 단계는 상기 제 1 희생층의 상부에 지지층을 형성하는 단계, 상기 지지층의 상부에 전도선층을 형성하는 단계, 상기 전도선층 상부에 제 1 포토레지스트 패턴을 형성한 후 식각하는 것에 의해 전도선을 형성하는 단계, 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 전도선 및 지지층 일부분의 상부에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 지지층의 노출된 부분을 제거하여 지지교각을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3층 구조의 적외선 볼로메타의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 희생층을 이루는 평탄화 물질은 아큐풀로인 것을 특징으로 하는 3층 구조의 적외선 볼로메타의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 희생층과 상기 제 2 포토레지스트 패턴은 동시에 제거되는 것을 특징으로 하는 3층 구조의 적외선 볼로메타의 제조방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019980061311A KR20000044811A (ko) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | 적외선 볼로메타의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019980061311A KR20000044811A (ko) | 1998-12-30 | 1998-12-30 | 적외선 볼로메타의 제조방법 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20000044811A true KR20000044811A (ko) | 2000-07-15 |
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ID=19568066
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| KR (1) | KR20000044811A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100332694B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2002-04-17 | 손재익 | 공기 유로 변환기를 구비한 축열식 복사형 가스 연소기 |
| KR100501296B1 (ko) * | 2001-08-22 | 2005-07-18 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 |
-
1998
- 1998-12-30 KR KR1019980061311A patent/KR20000044811A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100332694B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2002-04-17 | 손재익 | 공기 유로 변환기를 구비한 축열식 복사형 가스 연소기 |
| KR100501296B1 (ko) * | 2001-08-22 | 2005-07-18 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 적외선 흡수 볼로메터 제조 방법 |
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