KR20010041955A

KR20010041955A - 이체형 몰드의 정합 침착을 통한 바늘의 제작 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010041955A
Application number: KR1020007010273A
Authority: KR
Inventors: 닐에이치. 탈봇; 크리스토퍼지. 캘러; 알버트피. 피사노
Original assignee: 린다 에스. 스티븐슨; 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2001-05-25
Also published as: AU3089499A; US6375148B1; EP1094929A4; EP1094929A1; CA2323969A1; US6106751A; AU747586B2; WO1999047341A1; JP2002506710A; BR9908890A

Abstract

상단 몰드 부재 및 하단 몰드 부재가 침착 개구부(24,26)를 가진 밀폐형 연장 바늘 트렌치(34)를 형성하도록, 이체형 몰드의 정합 침착을 통한 바늘 제작 방법은 상단 몰드 부재(20)를 하단 몰드 부재(30)에 부착시키는 단계를 포함한다. 다음에, 폴리실리콘(50)과 같은 적합한 물질이 바늘(60)을 형성하기 위해 밀폐형 연장 바늘 트렌치(34)내에 침착되도록, 상기 물질이 침착 개구부를 통하여 이동된다. 상기 방법은 프롱, 다중 채널, 다중 포트, 바브, 강도 강화부 및 회로를 가진 바늘을 형성하기 위해 이용된다.

Description

이체형 몰드의 정합 침착을 통한 바늘의 제작 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING NEEDLES VIA CONFORMAL DEPOSITION IN TWO-PIECE MOLDS}

관 인발, 연삭 및 연마와 같은 종래 기계가공 기술은 바늘을 제작하기 위해 이용된다. 상기 기술은 간단한 구조의 바늘 설계에는 적합하지만, 기능이 향상된 정교한 외형 및 형상을 제작하는데는 사용될 수 없다. 예를 들어, 동일한 영역으로 두 유체의 동시 주입을 가능하게 하는 두 유체 채널(channel)을 가진 바늘은 종래 바늘 가공 기술로는 제작하기에 매우 어렵다. 전극 및 증폭 회로와 같은 전기 회로가 배전, 전기장 감지 또는 전기이동 펌핑(pumping)을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 생물학적 검정 능력을 제공하기 위한 생물학적 센서는 매우 유용하다. 삽입 및 추출 제한 바브(barb) 또한 매우 유용하다. 추가로, 바늘에 내장된 펌프와 다중 유입구 및 유출구가 구성되는 것이 매우 바람직하다. 이중 프롱(prong) 바늘은 한 프롱으로 주입하고 다른 한 프롱으로 감지하는 것을 가능하게 한다. 상기 특징은 종래 기계가공으로는 수행하기에 매우 어렵다.

근래에, 실리콘 미세제작 기술이 피하주사용 바늘 제작에 사용되었다. 예를 들어, 바늘을 제작하기 위한 미세제작 처리는 Chen 및 Wise의 논문(J.Chen st al., "A Multichannel Neural Probe for the Selective Chemical Delivery at the Cellular Level", Solid State Sensor and Actuator Workshop, Hilton Head, South Carolina, 1994)과 Linn의 논문(Liwei L.Linn et al., "Silicon Processed Microneedles", Technical Digest, 7th International Conference on Solid-State and Actuators, Transducers '93, Yokohama, Japan, June 7-10, 1993)에 제시되어 있다. 상기 공지 논문에는 두가지 단점이 있다. 첫째, 제시된 처리는 바늘이 제작되는 웨이퍼에 손상을 가할 수 있다. 둘째, 상기 처리는 몰드에 의존하지 않는다. 따라서, 새로운 웨이퍼가 사용되어야 하고, 각 시간마다 처리가 반복되어야 한다. 상기는 처리 비용을 현저히 증가시킨다.

바늘을 제작하기 위한 단일 몰드 처리는 본 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, Chris Keller에 의해 발명된 HexSil 처리(Christopher G.Keller et al., "Nickel-Filled HexSil Thermally Actuated Tweezers", Technical Digest, Transducers 95, Stockholm, Sweden, June 25-29, 1995, pp.376-379)는 단일 웨이퍼 미세몰딩 처리이다. 그러나, HexSil 처리는 단지 짧은 길이의 바늘(보통 1mm 보다 짧은)만을 제작할 수 있다.

전술한 사항에 비추어 볼 때, 피하주사용 바늘 제작의 향상된 시굴이 매우 요구된다. 다중 유체 채널, 다중 포트(port) 및 일체형 회로와 같이 기능이 향상된 바늘 제작 기술이 이상적이다. 또한, 제한된 바늘 길이의 공지기술 문제점을 방지하는 기술이 요구된다. 또한, 제작 비용을 감소시키기 위한 재사용가능한 몰드 처리 기술이 요구된다.

본 발명은 피하주사용 바늘에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이체형 몰드(two-piece mold)의 정합 침착(conformal deposition)을 통한 바늘의 제작 기술에 관한 것이다.

본 발명은 첨부 도면을 참고로 더 상세히 기술될 것이다.

도 1a 내지 도 1e 는 본 발명의 실시예에 따라 상단 몰드 부재의 처리가 도시된 도면.

도 2a 내지 도 2e 는 본 발명의 실시예에 따라 하단 몰드 부재의 처리가 도시된 도면.

도 3a 내지 도 3l 은 본 발명의 실시예에 따라 상단 몰드 부재 및 하단 몰드 부재의 처리가 도시된 도면.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따라 다중 유체 포트(port)를 가진 바늘의 사시도.

도 5 는 본 발명의 실시예에 따라 삽입 바브(barb) 및 추출 바브를 가진 바늘의 사시도.

도 6 은 본 발명의 실시예에 따라 강도 강화부를 가진 바늘의 사시도.

도 7 은 도 6 에 도시된 바늘의 강도 강화부에 대한 확대도.

도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 이중 프롱(prong) 바늘의 사시도.

도 9 는 본 발명의 실시예에 따라 회로를 가진 바늘의 사시도.

*부호 설명

20...상단 몰드 부재 22...질화실리콘 층

30...하단 몰드 부재 32...감광저항체 층

34...바늘 트렌치 40,42,44...PSG 층

46...이산화실리콘 층 50...폴리실리콘 층

60,70,80,90,100,110...바늘 72...유입구

74...유출구 82...제거 억제 바브

84...삽입 제한 바브 92...내측 리브

102,104...프롱 112...회로

상단 몰드 부재 및 하단 몰드 부재가 침착 개구부를 가진 밀폐형 연장 바늘 트렌치(trench)를 형성하도록, 이체형 몰드의 정합 침착을 통한 바늘 제작 방법은 상단 몰드 부재를 하단 몰드 부재에 부착시키는 단계를 포함한다. 다음에, 폴리실리콘(polysilicon)과 같은 적합한 물질이 바늘을 형성하기 위해 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 물질이 침착 개구부를 통하여 이동된다. 상기 방법은 프롱, 다중 채널, 다중 포트, 바브, 강도 강화부 및 회로를 가진 바늘을 형성하기 위해 이용된다.

본 발명은 피하주사용 바늘 제작을 위한 향상된 기술로 구성된다. 재사용가능한 몰드 처리는 제작 비용을 감소시킨다. 또한, 본 발명의 몰드 처리는 종래 기술의 몰드 처리에 비해 더 긴 길이를 가진 바늘을 제공한다.

본 발명은 이체형 몰드의 정합 침착을 통한 바늘의 제작 방법을 포함한다. 상단 몰드 부재 및 하단 몰드 부재가 침착 개구부를 가진 밀폐형 연장 바늘 트렌치를 형성하도록, 상기 방법은 상단 몰드 부재를 하단 몰드 부재에 부착시키는 단계를 포함한다. 다음에, 폴리실리콘과 같은 적합한 물질이 바늘을 형성하기 위해 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 물질이 침착 개구부를 통하여 이동된다. 상기 방법은 프롱, 다중 채널, 다중 포트, 바브, 강도 강화부 및 회로를 가진 바늘을 형성하기 위해 이용된다.

하기 처리 단계가 본 발명에 따라 다양한 장치를 제작하는데 사용되었다. 본 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 범위내에서 특정 단계에 대한 다양한 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

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표 1 - 선호되는 제작 단계

A. 표준 웨이퍼(wafer) 세척

VLSI 랩 싱크(lab sink)를 사용

10분 동안 피라나(piranha) 세척(H₂SO₄:H₂O₂, 5:1)

탈이온수(DI water)에서 1분간 두 번 세정

물의 저항이 11㏁-㎝보다 클 때까지 세정

원심 탈수

10분 동안 피라나 세척(H₂SO₄:H₂O₂, 5:1)

1분 동안 탈이온수에서 세정

소수성이 될 때까지 25:1 HF에 담금

탈이온수에서 1분간 두 번 세정

물의 저항이 14㏁-㎝보다 클 때까지 세정

원심 탈수

B. 최소 산화 스트립(strip)으로 웨이퍼 세척

VLSI 랩 싱크를 사용

10분 동안 피라나 세척(H₂SO₄:H₂O₂, 5:1)

1분 동안 탈이온수에서 세정

천연 산화 실리콘이 제거될 때까지 25:1 HF에 담금

탈이온수에서 1분간 두 번 세정

탈이온수의 저항이 14㏁-㎝보다 클 때까지 세정

원심 탈수

C. 웨이퍼를 부분적으로 세척

VLSI 랩 싱크를 사용

10분 동안 피라나 세척(H₂SO₄:H₂O₂, 5:1)

탈이온수에서 1분간 두 번 세정

물의 저항이 11㏁-㎝보다 클 때까지 세정

원심 탈수

D. 저응력 질화 실리콘의 침착

수평의 저압 화학 증착 반응기를 사용

규정된 두께를 목표로 함

조건 = 835℃, 140mTorr, 100sccmDCS 및 25sccmNH₃

E. 인규산염 유리(PSG) 침착

수평의 저압 화학 증착 반응기를 사용

규정된 두께를 목표로 함

조건 = 450℃, 300mTorr, 60sccmSiH₄, 90sccmO₂및 10.3sccmPH₃

단계 G. 인규산염 유리 역류

F. 저온 산화물 침착(LTO)

수평의 저압 화학 증착 반응기를 사용

규정된 두께를 목표로 함

조건 = 450℃, 300mTorr, 60sccmSiH₄및 90sccmO₂및 10.3sccmPH₃

단계 G. 인규산염 유리 역류

G. 인규산염 유리 역류

수평의 대기압 반응기를 사용

조건 = 1000℃, N₂, 1시간

H. 석판술(photolithography)

1. HMDS 준비

2. 감광저항체(photoresist) 피복

Shipley S3813 다파장 양성 저항체 1㎛를 피복(에칭되는 재료의 두께 및 형상에 따라 두께는 변할 수 있다.)

3. 저항체 노출

G-라인 웨이퍼 스텝퍼(stepper)

표준 노출 시간

4. 저항체 현상

Shipley MF319를 사용한 표준 현상

5. 30분 동안 가열

I. 감광저항체로 배면 피복

1. HMDS 준비

2. 감광저항체(photoresist) 피복

3. 저항체 현상

Shipley MF319를 사용한 표준 현상

4. 30분 동안 가열

J. 산화물 습식 에칭

VLSI 랩 싱크를 사용

원하는 양의 산화물이 제거될 때까지 5:1 BHF에서 에칭

탈이온수에서 1분간 두 번 세정

물의 저항이 11㏁-㎝보다 클 때까지 세정

원심 탈수

K. 저항체 제거

랩 싱크를 사용

PRS-2000, 10분간 90℃까지 가열

탈이온수의 세 용액에서 각각 2분간 세정

단계 C. 웨이퍼를 부분적으로 세척

L. 질화물 에칭

SF₆+He 플라즈마 에칭

원하는 양의 질화물이 제거될 때까지 에칭

M. 비첨가된 폴리실리콘의 침착

수평의 저압 화학 증착 반응기를 사용

규정된 두께를 목표로 함

조건 = 580℃, 300mTorr 및 100sccmSiH₄

N. 비등방성 폴리실리콘 에칭

염소 플라즈마 에칭

원하는 양의 폴리실리콘이 제거될 때까지 에칭

O. 질소 어닐링(annealing)

수평의 대기압 반응기를 사용

조건 = 1000℃, N₂, 1시간

P. 비등방성 실리콘 습식 에칭

랩 싱크, 가열 용액 사용

750g KOH:1500㎖ H₂O

온도 : 80℃

Q. 산화물 제거 습식 에칭

랩 싱크를 사용

원하는 산화물이 제거될 때까지 묽은 HF 또는 완충 HF에서 에칭

약 1시간 동안 탈이온수에서 세정

R. 수직벽 트렌치 에칭

유도적으로 연결된 플라즈마 에칭기를 사용

고등 실리콘 에칭 공정

고밀도 플라즈마 저압 처리 시스템

불소 플라즈마

원하는 깊이까지 에칭

S. PSG 및 질화 실리콘 제거

랩 싱크를 사용

만약 필요하다면 계면활성제로 농축 HF를 담금, 원하는 손실재가 제거될 때까지 계속 수행

탈이온수의 두 탱크(tank)에서 2분간 세정

탈이온수의 세 번째 탱크에서 120분간 세정

T. 스퍼터(sputter) 금(gold)

저압 챔버(chamber)를 사용

금을 목표로 함

U. 금 에칭

랩 싱크를 사용

왕수(aqua regent) 부식제 또는 상업적으로 이용가능한 금 부식제

V. 습식 산화

수평의 대기압 반응기를 사용

조건 = 규정 온도, 수증기 환경

W. 붕소 확산

수평의 대기압 반응기를 사용

고체 소스(source) 붕소 확산

조건 = 규정 온도

X. 원위치에 첨가된 폴리실리콘 침착

수평의 저압 화학 증착 반응기를 사용

규정된 두께를 목표로 함

조건 = 610℃ 및 300mTorr

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도 1a 내지 도 1e 에 본 발명의 실시예에 따른 상단 몰드 부재의 제작이 도시되어 있다. 도 1a 에 개시 웨이퍼(20)가 도시되어 있고, 상기 웨이퍼(20)는 500 미크론(micron) 내지 5000 미크론의 두께를 가진다. 웨이퍼는 세척되고(단계 A), 400Å의 질화 실리콘이 침착된다(단계 D). 질화 실리콘층(22)이 도 1b 에 도시되어 있다. 다음에 석판술이 수행된다(단계 H). 다음에 질화 실리콘이 에칭된다(단계 L). 25% 과잉에칭을 위해 5000Å이 에칭되는 것이 선호된다. 다음에, 도 1c 의 장치를 제작하기 위해, 감광저항체가 제거된다(단계 K). 다음에 비등방성 실리콘 습식 에칭이 웨이퍼를 통하여 수행된다(단계 P). 도 1d 에 장치(20)의 측면도가 도시되어 있고, 도 1e 에 장치(20)의 사시도가 도시되어 있다. 상단 몰드 부재(20)는 침착 개구부(24,26)를 포함한다.

도 1a 내지 도 1e 에 하나의 몰드 부재(20)가 도시되어 있지만, 본 기술분야의 숙련자라면 한 번에 수천개 이상의 몰드가 구비될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 전술한 단계는 상단 몰드 부재(20)의 형성에 단지 한번만 수행된다. 상단 몰드 부재(20)는 여러개의 바늘 배치(batch)를 형성하도록 재사용될 수 있다.

도 2a 내지 도 2e 에 본 발명의 실시예에 따른 하단 몰드 부재의 제작이 도시되어 있다. 도 2a 에 개시 웨이퍼(30)가 도시되어 있고, 상기 웨이퍼(30)는 500 미크론(micron) 내지 5000 미크론의 두께를 가진다. 웨이퍼는 세척된다(단계 A). 감광저항체는 웨이퍼(30)에 구성되고, 감광저항체 층(32)을 형성한다. 다음에, 바늘의 형상을 형성하기 위해, 석판술이 수행되고(단계 H), 도 2b 의 장치에 도시되어 있다. 다음에 약 100 미크론 깊이까지 트렌치 에칭이 수행된다(단계 R). 도 2c 에 바늘 트렌치(34)가 도시되어 있다. 다음에, 도 2d 의 장치 제작을 위해, 감광저항체가 제거된다(단계 K). 도 2d 에 장치(30)의 측면도가 도시되어 있고, 도 2e 에 장치(30)의 사시도가 도시되어 있다. 하단 몰드 부재(30)는 바늘의 형상을 형성하는 바늘 트렌치(34)를 포함한다. 특히, 몰드 부재(30)는 연장 바늘 트렌치(34)를 형성한다. 상단 몰드 부재(20)와 하단 몰드 부재(30)가 부착될 때, 밀폐형 연장 바늘 트렌치가 형성된다. 트렌치내로 적합한 물질의 침착은 바늘을 형성한다.

도 2a 내지 도 2e 에 하나의 몰드 부재가 도시되어 있지만, 본 기술분야의 숙련자라면 한 번에 수천개 이상의 몰드가 구비될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 전술한 단계는 하단 몰드 부재(30)의 형성에 단지 한번만 수행된다. 하단 몰드 부재(30)는 여러개의 바늘 배치를 형성하도록 재사용될 수 있다.

상기 접합에서, 상단 몰드 부재(20) 및 하단 몰드 부재(30)는 이용가능하다. 상기 요소의 사시도가 도 3a 에 도시되어 있고, 상기 요소의 측면도는 도 3b 에 도시되어 있다. 하기 설명은 상기 몰드 부재를 이용한 바늘 제작 단계에 관한 것이다. 상단 몰드 부재(20) 및 하단 몰드 부재(30)에 표준 웨이퍼 세척작업이 수행된다(단계 A). 약 2 미크론의 인규산염 유리가 상단 몰드 부재(20) 및 하단 몰드 부재(30)에 침착된다. 도 3c 에 상단 몰드 부재(20)의 인규산염 유리(PSG)층(40) 및 하단 몰드 부재(30)의 PSG층(42)이 도시되어 있다. 다음에 인규산염 유리가 역류된다(단계 G). 약 5 미크론의 도핑(doping)되지 않은 폴리실리콘이 하단 몰드 부재(30)에 침착된다(단계 M). 다음에, 약 1 미크론의 산화물을 형성하기 위해, 하단 몰드 부재(30)에 습식 산화가 수행된다(단계 V). 이산화 실리콘층(46)이 도 3e 에 도시되어 있다.

다음에 상단 몰드 부재(20)가 하단 몰드 부재(30)와 정렬된다. 미시적 기술을 포함한 표준 기술 및 위치조정 마크(mark)가 상기 단계에 사용될 수 있다. 다음에, 도 3f 의 장치를 형성하기 위해, 몰드 부재는 함께 압력결합된다.

상기 점에서, 바늘은 적합한 물질을 몰드내로 침착시킴으로써 형성될 수 있다. 특히, 적합한 물질은 침착 개구부를 통하여 밀폐형 연장 바늘 트렌치로 이동된다. 예를 들어, 약 3 미크론의 도핑되지 않은 폴리실리콘이 침착될 수 있다(단계 M). 질소 어닐링이 수행된다(단계 O). 전술한 폴리실리콘 및 질소 어닐링 단계는 원하는 두께의 폴리실리콘이 형성될 때까지 반복된다. 강도 및 경도 요구조건에 따라, 6 미크론 내지 15 미크론의 폴리실리콘이 통상적이다. 상기 결과로 형성되는 장치가 도 3g 에 도시되어 있다. 특히, 폴리실리콘 층(50)이 도시되어 있다. 트렌치(34)내의 폴리실리콘 층(60)은 바늘을 형성한다. 상기 처리에서 장치의 사시도가 도 3h 에 도시되어 있다.

도 3g 및 도 3h 에 도시된 웨이퍼 샌드위치(sandwich)의 상단측에서 비등방성 폴리실리콘 에칭이 수행된다(단계 N). 폴리실리콘 두께 및 75% 과잉에칭이 수행되는 것이 선호된다. 상기 작업은 도 3i 의 장치에 도시되어 있다. 다음에, 웨이퍼 샌드위치의 하단측에서 비등방성 폴리실리콘 에칭이 수행된다. 폴리실리콘 두께 및 25% 과잉에칭이 수행되는 것이 선호되고, 도 3j 의 장치에 도시되어 있다.

다음에, 인규산염 유리층(42,44)이 제거된다(단계 S). 상단 몰드 부재(20) 및 하단 몰드 부재(30)가 분리되고, 바늘이 배출된다. 도 3k 는 분리된 상단 몰드 부재(20), 하단 몰드 부재(30) 및 배출된 바늘(60)의 측면도이다. 도 3l 은 분리된 상단 몰드 부재(20), 하단 몰드 부재(30) 및 배출된 바늘(60)의 사시도이다.

다음에 배출된 바늘 및 몰드 부재가 탈이온수에 세정된다. 바늘은 상기 점에서 사용될 수 있고, 몰드 부재는 재사용될 수 있다.

도 4 는 처리 단계에 따라 제작된 바늘(70)의 사시도이다. 바늘(70)은 유체 유입구(72) 및 한 세트의 유체 유출구(74)를 포함한다. 추가 유체 유출구(74)가 구성되도록, 상단 몰드 부재에 추가 침착 개구부를 형성하기 위해, 도 1 에 관해 기술된 작업은 변경된다. 상단 몰드 부재의 각 침착 개구부는 바늘의 포트가 된다.

도 5 는 본 발명의 처리 단계를 따라 제작된 다른 바늘(80)의 사시도이다. 바늘(80)은 제거 억제 바브(82) 및 삽입 제한 바브(84)를 포함한다. 바브(82,84)에 상응하는 구성을 가진 하단 몰드 부재를 형성하기 위해, 도 2 에 관해 기술된 작업이 변경된다.

도 6 은 본 발명의 처리 단계를 따라 제작된 다른 바늘(90)의 사시도이다. 바늘(90)은 강도 강화부를 포함한다. 본 발명에 따라, 강도 강화부는 리브(rib), 코팅(coating) 또는 밴드(band) 형태일 수 있다. 도 6 에 강도 증가를 위한 내측 리브(92)가 도시되어 있다. 도 7 은 도 6 의 영역(94)에 대한 확대도이다. 도 7 은 내측 리브(92)의 상세도이다. 리브를 가진 하단 몰드 부재를 형성하기 위해, 도 2 에 관해 기술된 작업은 변경된다.

도 8 은 본 발명의 처리 단계를 따라 제작된 이중 프롱 바늘(100)의 사시도이다. 바늘(100)은 허브(hub)(106)에서 연결된 제 1 프롱(102) 및 제 2 프롱(104)을 포함한다. 제 1 프롱(102)을 형성하기 위한 트렌치 및 제 2 프롱(104)을 형성하기 위한 트렌치를 가진 하단 몰드 부재를 형성하기 위해, 도 2 에 관해 기술된 작업이 변경된다.

도 9 는 본 발명의 처리 단계를 따라 제작된 다른 바늘(110)의 사시도이다. 바늘(110)은 회로(112)를 포함한다. 본 발명의 바늘과 결합될 수 있는 회로는 전극, 증폭 회로, 펌프(pump) 및 생체 센서를 포함한다. 바늘(110)은 폴리실리콘으로 형성되기 때문에, 바늘(110)에 회로(112)를 추가하기 위해 표준 처리 기술이 사용될 수 있다.

본 기술분야의 숙련자라면 제시된 처리 단계에 따라 다양한 여러 기하학적 형상이 구성될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 다중 유체 채널, 펌프, 히터(heater), 전극 및 증폭 회로가 본 발명의 바늘에 용이하게 구성될 수 있다. 도면에 도시된 바늘은 몰드의 에칭 마스크(mask)에 대한 용이한 수정에 의해 상기 바늘에 추가된 모든 특징을 가질 수 있다. 히터, 전극 및 증폭 회로와 같은 바늘의 부품을 제작하기 위해, 몰드가 분리되나 바늘은 여전히 하단 몰드 웨이퍼의 몰드 캐비티(cavity)내에 구성되도록, 해리 에칭이 조절되어야 한다. 상기의 부분적인 해리 처리 단계는 바늘 주위의 해리층으로서 단지 이산화 실리콘을 사용함으로써 수행될 수 있으나, 여전히 웨이퍼 접합에 PSG를 사용한다. PSG가 이산화 실리콘에 비해 더 빨리 에칭되므로 상기 변화는 부분 해리에 도움이 된다. 상기 단계 후, 상술한 부품을 바늘에 구성하기 위해 다른 처리가 하단 몰드 웨이퍼에 대해서만 수행될 수 있다. 히터 및/또는 전극은 금속 또는 도핑된 폴리실리콘 침착과 마스킹 및 에칭에 의해 형성될 수 있다. 증폭 회로는 CMOS, NMOS, 양극형 또는 FET 처리를 이용하여 추가될 수 있다. 실리콘 외의 재료로 제작된 모든 부품은 농축 HF 해리 에칭에 의해 손상될 수 있어, 상기 부품은 폴리실리콘 층 또는 HF에 저항성을 가진 다른 재료로 보호되어야 한다.

본 발명의 바늘은 100mm 웨이퍼에서 제작되었다. 특히, 3mm 및 6mmm의 길이를 가진 1000개 이상의 바늘이 100mm 웨이퍼로 제작되었다. 길이가 2 인치까지의 바늘은 본 발명에 따라 제작될 수 있다. 상기 실시예를 위해서는, 상단 몰드 부재(20)의 침착 개구부가 확대되어야한다.

상술한 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 명칭을 사용하였다. 그러나, 본 기술분야의 숙련자라면 특정의 설명이 본 발명의 수행에 필요하지 않음을 알 수 있을 것이다. 다른 경우에, 공지된 회로 및 장치가 잠재 발명과의 불필요한 혼란을 방지하기 위해 블록 다이어그램 형태로 도시된다. 따라서, 본 발명의 특정 실시예에 대한 상술한 설명은 설명 및 도시의 목적으로 제시된다. 상기 실시예는 기술된 특정 형태로 본 발명을 국한시키지 않고, 여러 변경 및 수정이 가능하다. 상기 실시예는 본 발명의 원리를 가장 잘 설명하기 위해 선택되었고, 따라서 본 기술분야의 숙련자라면 본 발명을 가장 잘 이용하여 여러 변경 및 수정이 가해질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 하기 특허청구범위에 제시된다.

Claims

이체형 몰드의 정합 침착을 통한 바늘 제작 방법에 있어서, 상기 방법은,

상단 몰드 부재 및 하단 몰드 부재가 침착 개구부를 가진 밀폐형 연장 바늘 트렌치를 형성하도록, 상기 상단 몰드 부재를 상기 하단 몰드 부재에 부착시키고,

적합한 물질이 상기 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 적합한 물질이 상기 침착 개구부를 통하여 이동되는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 침착 개구부를 통하여 폴리실리콘이 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 이동 단계는 상기 폴리실리콘이 소요 깊이로 침착될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 적합한 물질이 이중 프롱 바늘을 형성하는 상기 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 이동 단계는 상기 적합한 물질이 상기 침착 개구부를 통하여 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 적합한 물질이 바브를 형성하는 상기 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 이동 단계는 상기 적합한 물질이 상기 침착 개구부를 통하여 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 적합한 물질이 강도 강화부를 형성하는 상기 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 이동 단계는 상기 적합한 물질이 상기 침착 개구부를 통하여 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항의 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바늘.
제 2 항의 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바늘.
제 4 항의 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바늘.
제 5 항의 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바늘.
제 6 항의 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바늘.
바늘의 정합 제작에 사용되는 이체형 몰드에 있어서,

상기 이체형 몰드는 상단 몰드 부재 및 상기 상단 몰드 부재에 연결된 하단 몰드 부재로 구성되고, 상기 하단 몰드 부재 및 상기 상단 몰드 부재는 침착 개구부를 가진 밀폐형 연장 바늘 트렌치를 형성하는 것을 특징으로 하는 이체형 몰드.
제 12 항에 있어서, 상기 상단 몰드 부재는 상기 침착 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 이체형 몰드.
제 13 항에 있어서, 상기 상단 몰드 부재는 다수의 침착 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 이체형 몰드.
제 14 항에 있어서, 유체 포트 개구부가 구성되는 상기 침착 개구부를 제외하고 적합한 물질이 상기 밀폐형 연장 바늘 트렌치내에 침착되도록, 상기 침착 개구부는 상기 적합한 물질이 상기 밀폐형 연장 바늘 트렌치로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 이체형 몰드.
제 12 항에 있어서, 상기 하단 몰드 부재는 상기 연장 바늘 트렌치를 형성하는 것을 특징으로 하는 이체형 몰드.