KR20060103793A - 촉각 센서 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 촉각 센서 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 과대 접촉력에 대한 파손 예방과 X, Y, Z의 3축 접촉력을 동시에 측정할 수 있는 촉각 센서 및 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 촉각 센서는 외부 촉각과 최외각에서 접촉하여 접촉력 전달기둥에 촉각의 힘을 전달하는 접촉력 전달매체; 상기 접촉력 전달매체로부터 접촉력을 1차로 전달받는 접촉력 전달기둥; 상기 접촉력 전달매체로부터 외부의 과대한 접촉력을 전달받아 감도 손실을 최소로 하는 스토퍼 기능의 과대 접촉력 파손방지 기둥; 상기 접촉력 전달기둥을 지지하고 접촉력의 크기에 따라 변형되어 응력이 발생되는 다이아프램; 상기 다이아프램의 응력변화를 저항변화로 감지 및 변환하는 압저항; 상기 다이아프램을 형성하는 실리콘; 상기 실리콘의 상부에 형성되어 전기적 절연 및 식각정지층으로 작용하는 산화막; 상기 산화막 하부에 촉각 감지소자의 전기적 신호를 연결시켜 주는 감지부 도전성 전기 배선 금속을 포함하여 구성된 촉각 감지 기판부 및 상기 촉각 감지 기판부와 접합되는 연성회로 기판부로 구성됨에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 촉각 센서 및 제조 방법은 정밀한 건식식각으로 다이아프램의 정의를 정확히 하여 칩의 크기를 줄이고, 촉각 감지 기판부와 연성회로 기판부와의 간격 조절을 솔더링에 의해 조절하며, 접촉력 전달기둥이 다이아프램 상부에 위치하여 X, Y, Z 축의 접촉력을 감지할 수 있는 3축 촉각 감지가 가능하며, 범 프 본딩이 가능하여 와이어 본딩 공정이 필요 없으며, 촉각 감지 기판부 상면에 전기배선 금속이 없으므로 촉각 감지소자들을 분리할 수 있어 연성회로 기판의 사용으로 곡면에서도 촉각을 감지할 수 있는 효과가 있다.
촉각 센서, 압저항
Description
도 1은 종래의 촉각 센서의 감지 소자부를 나타내는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2i는 종래의 촉각 센서 감지 소자부의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 촉각 센서의 기판 구성도를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4y는 본 발명에 따른 촉각 센서의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 촉각 감지 기판부 110 : 연성회로 기판부
130 : 압저항 131 : 실리콘
132 : 산화막 133 : 접촉력 전달기둥
134 : 접촉력 전달매체 135 : 다이아프램
136 : 과대 접촉력 파손방지 기둥
137 : 감지부 도전성 전기 배선 금속
138, 154 : 도전성 범프 솔더 150 : 연성회로 기판
152 : 기판부 도전성 전기 배선 금속
본 발명은 촉각 센서 및 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 과대 접촉력에 대한 파손 예방과 X, Y, Z의 3축 접촉력을 동시에 측정할 수 있는 촉각 센서 및 제조 방법에 관한 것이다.
촉각 센서는 로보트 및 컴퓨터 하드웨어용으로 광범위하게 응용할 수 있다. 로보트에서 촉각 센서는 포착시에 로보트 손과 물체 사이의 접촉 상태에 따라 다양한 형태의 유용한 정보를 제공한다. 센서는 물체, 손의 위치, 접촉력의 상태를 표시하고 물체의 형상에 관한 정보를 제공한다. 불행하게도, 대부분의 로보트 센서는 전단 운동과 관계없이 단지 압축력만을 측정한다. 전단 센서는 예컨대 파지한 물체의 운동을 감지할 수 있다.
컴퓨터 관련 제품용의 대부분의 조정 장치는 키와 같은 압력 감지 장치이다. 컴퓨터 마우스 또는 컴퓨터 조이스틱과 같은 제어기는 2차원에서의 운동에 반응하지만 비교적 크고 제조하기 복잡하며 기계적 손상이 가해진다. 따라서, 로보트 및 컴퓨터용으로 간단하고 소형인 촉각 센서가 필요하게 되었다.
종래의 촉각 센서는 촉각의 힘(접촉력)을 받아 전달하는 다이아프램, 다이아프램을 지지 및 접촉력에 의해 휘어지는 네 대각선 방향의 스프링 보(Beam), 스프링 보의 휘어짐에 의해 응력(Stress)에 집중되는 부분에 응력변화에 따라 저항의 크기가 변화는 압저항으로 이루어진 촉각 감지 소자부, 2차원 배열로 구성된 촉각 감지소자의 각각의 신호를 감지하여 스위칭, 증폭 등의 신호처리를 하는 신호처리 회로부로 구성되어 있다.
도 1은 종래의 촉각 센서의 감지 소자부를 나타내는 단면도이다. 도 1을 살펴보면, 상면과 외부와의 접촉으로 다이아프램이 접촉력을 받게 되고, 상기 다이아프램을 지지하고 있는 네 대각선 방향의 스프링 보(Beam)가 외부의 접촉력에 의해 휘어지게 된다.
상기 스프링 보가 휘어지면 스프링 보가 변형하게 되어 응력을 유발하게 되는데, 이 응력은 스프링 보의 양 끝단 및 중앙부에 응력이 가장 크게 나타나게 되며 일정한 응력분포를 가지게 된다. 응력이 가장 크게 나타나는 부분에 확산이나 이온주입 등의 반도체 기술로 형성된 응력의 변화에 따라 저항의 크기가 변화는 압저항이 응력변화에 비례하게 저항의 크기가 변하게 된다. 이러한 저항 크기의 변화를 전기신호처리부가 감지하여 접촉력의 크기를 감지하게 된다.
도 2a 내지 도 2i는 종래의 촉각 센서 감지 소자부의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다. 도 2a 내지 도 2i에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(5) 상에 인(P) 이온을 주입한 후, 제1 실리콘 산화막 패터닝 후, 제1 실리콘 산화막(10)을 증착한다.
이후, 상기 제1 실리콘 산화막(10) 상에 제1 포토레지스트(15)로 패턴을 형성한 후, 붕소(B) 이온을 주입하여 폴리 실리콘(20)을 형성한다.
이후, 상기 폴리 실리콘(20) 상에 제2 포토레지스트(25)로 패턴을 형성한 후, 비소(As) 이온을 주입하여 소스/드레인(30)을 형성한다.
다시, 붕소 이온을 주입하고, 제2 실리콘 산화막(35)을 증착한 후, 알루미늄(Al) 금속막(40)을 형성하며, 상기 알루미늄 금속막(40) 상에 실리콘 질화막을 증착한다.
그러나 상기와 같은 종래의 촉각 센서는 넓은 면적의 다이아프램을 공중에 뜬 구조물로 제작하기 위해서 이방성 습식 식각(Anisotropic Wet Etching) 방법을 사용함으로 인해 다이아프램과 기판 바닥과의 간격이 커서 과대 접촉력을 받을 때, 스토퍼(Stopper)가 없어 다이아프램이 과도하게 변형하게 되어 파손될 가능성이 크고, 외부의 접촉력을 받는 다이아프램 상부의 형상이 평평하여 Z축 방향으로의 접촉력은 잘 감지할 수 있으나 다이아프램 상부 면상의 X, Y 축으로 가해지는 접촉력은 상부 면상에 X, Y 축 접촉력 전달기둥이 없어 X, Y 축으로 가해지는 접촉력을 효과적으로 감지할 수 없어서 X, Y, Z의 3축으로 가해진 접촉력을 동일한 정도의 민감도로 감지하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 접촉력을 저항변화로 감지하는 압저항을 외부의 신호처리 회로부와 전기적으로 연결하는 역할을 하는 전기배선이 감지 소자부 상부 평면에 위치하고 있어 각각의 감지소자가 한 덩어리로 되어 있어 곡면에는 종래 촉각 센서를 부착하기 불가능하여 곡면에의 적용이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 과대 접촉력에 대한 파손 예방과 X, Y, Z의 3축 접촉력을 동시에 측정할 수 있고, 각각의 감지소자가 분리되어 있어 곡면에도 적용이 가능한 유연한 구조를 가지며, 각각의 촉각 감지소자의 미세한 신호를 감지소자 가까이에서 증폭 또는 스위칭이 가능하도록 CMOS 공정이 가능한 촉각 센서 및 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명은 와이어의 외부 노출에 의한 파손이나 와이어 본딩에 소요되는 감지소자 사이의 면적의 증가 및 공정의 복잡성 등의 문제점이 있는 와이어 본딩이 필요없고, 3축의 접촉력 측정을 위해 필요한 접촉력 전달용 기둥의 재현성 있는 일괄 제작이 가능하며, 대면적의 접촉력 분포 측정의 위한 2차원 배열이 가능한 촉각 센서 및 제조 방법을 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 외부 촉각과 최외각에서 접촉하여 접촉력 전달기둥에 촉각의 힘을 전달하는 접촉력 전달매체; 상기 접촉력 전달매체로부터 접촉력을 1차로 전달받는 접촉력 전달기둥; 상기 접촉력 전달매체로부터 외부의 과대한 접촉력을 전달받아 감도 손실을 최소로 하는 스토퍼 기능의 과대 접촉력 파손방지 기둥; 상기 접촉력 전달기둥을 지지하고 접촉력의 크기에 따라 변형되어 응력이 발생되는 다이아프램; 상기 다이아프램의 응력변화를 저항변화로 감지 및 변환하는 압저항; 상기 다이아프램을 형성하는 실리콘; 상기 실리콘의 상부에 형성되어 전기적 절연 및 식각정지층으로 작용하는 산화막; 상기 산화막 하부에 촉각 감지소자의 전기적 신호를 연결시켜 주는 감지부 도전성 전기 배선 금속을 포함하여 구성된 촉각 감지 기판부 및 상기 촉각 감지 기판부와 접합되는 연성회로 기판부를 포함하여 구성된 촉각 센서에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 SOI 기판의 상/하부에 제1, 제2 산화막을 순차적으로 증착하는 단계; 상기 제1 산화막의 상부에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 이온 주입 공정과 열처리 공정을 한 후 제3 산화막을 증착하는 단계; 상기 제3 산화막의 상부에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제3 산화막 상에 금속막을 증착한 후, 제3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 금속으로 전기 도금한 후, 제4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제4 포토레지스트 패턴 상부에 제5 포토레지스트로 코팅하는 단계; 상기 SOI 기판의 하부에 제6 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 SOI 기판의 하부를 식각한 후, 제6 포토레지스트를 제거하는 단계; 제7 포토레지스트 패턴을 형성한 후, SOI 기판의 절연막까지 식각을 한 후, 제7 포토레지스트를 제거하여 촉각 감지 기판부를 형성하는 단계; 상기 촉각 감지 기판부와 연성회로 기판부를 범프 솔더로 접합하는 단계 및 상기 촉각 감지 기판부를 다이싱 공정을 한 후, 접촉력 전달매체를 도포 및 패키징하는 단계하는 단계를 포함하여 이루어진 촉각 센서의 제조 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 촉각 센서의 기판 구성도를 나타내는 단면도이다. 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 촉각 센서는 촉각 감지 기판부(100)와 연성회로 기판부(110)로 구성되어 있다.
촉각 감지 기판부(100)는 압저항(130), 실리콘(131), 산화막(132), 접촉력 전달기둥(133), 접촉력 전달매체(134), 다이아프램(135), 과대 접촉력 파손방지 기둥(136), 감지부 도전성 전기 배선 금속(137), 도전성 범프 솔더(Bump Solder)(138)로 구성되어 있다.
연성회로 기판부(110)는 연성회로 기판(150), 기판부 도전성 전기 배선 금속(152), 도전성 범프 솔더(154)로 구성되어 있다.
상기 촉각 센서의 구성 요소를 살펴 보면, 촉각 감지 기판부(100)에서 외부 촉각과 최외각에서 직접 접촉하여 접촉력 전달기둥(133)에 촉각의 힘을 전달하는 접촉력 전달매체(134), 그리고 상기 접촉력 전달매체(134)로부터 접촉력을 1차로 전달받는 접촉력 전달기둥(133)이 있다. 상기 촉각 감지 기판부(100)는 가로, 세로로 다이싱되고, 연성회로 기판부(110)의 유연성을 이용할 수 있어 곡면에서도 촉각 감지를 할 수 있다.
그리고 상기 접촉력 전달기둥(133)을 지지하고 접촉력의 크기에 따라 변형되어 응력이 발생되는 다이아프램(135), 상기 다이아프램(135)의 응력변화를 저항변화로 감지 및 변환하는 압저항(130), 상기 다이아프램(135)을 형성하는 실리콘 (131), 상기 실리콘(131)과 상부의 요소들과 전기적 절연 및 식각정지층으로 작용하는 산화막(132), 상기 산화막(132) 하부에 촉각 감지소자의 전기적 신호를 연결시켜 주는 감지부 도전성 전기 배선 금속(137), 연성회로 기판부(110)와의 전기적 연결 및 기계적 접합 역할을 위한 도전성 범프 솔더(138) 등이 있다.
과대 접촉력 파손방지 기둥(136)은 접촉력 전달기둥(133) 제작시 포토레지스트 패턴을 형성하여 제조되어 감도손실을 최소로 하면서 촉각 감지소자의 파손을 효과적으로 막아주는 스토퍼(Stopper)로써 기능을 수행함으로써 과대 접촉력에 대해 파손방지가 가능하다. 접촉력 전달기둥(133)은 과대 접촉력 파손방지 기둥(136)보다 소정의 위치만큼 돌출되게 가공하였다. 이는 외부의 접촉력에 대해 접촉력 전달기둥(133)이 1차로 접촉력을 민감하게 반응하게 하는 것이다.
연성회로 기판부(110)에는 기본 기판 역할을 하는 연성회로 기판(150), 그 위에 촉각 감지소자의 전기적 신호를 외부로 연결시켜 주는 기판부 도전성 전기 배선 금속(152), 그리고 촉각 감지 기판부(100)와의 전기적 연결 및 기계적 접합 역할을 위한 도전성 범프 솔더(154)로 구성되어 있다.
상기와 같은 구성 요소로 이루어진 촉각 센서는 접촉력 전달매체(134)가 외부 접촉력에 대한 촉각 센서의 감도를 높이고, 3축에 대한 촉각도 효과적으로 감지한다.
접촉력 전달 기둥(133)이 없는 다이아프램(135) 부분이 스프링 계수가 작으므로 접촉력에 의해 휘어 변형되어지고, 상기 다이아프램(135)이 변형되면 응력이 발생된다. 상기 응력은 다이아프램(135) 고정 끝단과 접촉력 전달 기둥(133) 부분 에 응력이 가장 크게 나타나게 되며 일정한 응력분포를 가지게 된다. 응력이 가장 크게 나타나는 부분에 확산이나 이온주입 등의 반도체 기술로 형성된 응력의 변화에 따라 저항의 크기가 변하는 압저항(130)이 응력변화에 비례하게 저항의 크기가 변하게 된다. 이러한 저항 크기의 변화를 감지하여 접촉력의 크기를 감지하게 된다.
도 4a 내지 도 4y는 본 발명에 따른 촉각 센서의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, SOI 기판(200)의 상/하부에 제1 산화막(SiO2)(210)과 제2 산화막(220)을 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 순차적으로 증착한다.
도 4c 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 제1 산화막(210)의 상부에 제1 포토레지스트(230)를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 제1 포토레지스트(230)를 노광 현상함으로써, 패턴을 형성한다. 상기 제1 포토레지스트 패턴을 마스크로 제1 산화막(210)을 식각한다.
도 4e 및 도 4f에 도시된 바와 같이, 이온 주입(240) 공정을 하고, 제1 포토레지스트(230)와 제1 산화막(210)을 순차적으로 제거한 후, 열처리 공정을 한다.
도 4g 내지 도 4i에 도시된 바와 같이, 패시베이션(Passivation)막으로 제3 산화막(250)을 증착한 후, 상기 제3 산화막(250)의 상부에 제2 포토레지스트(260)를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 제2 포토레지스트(260)를 노광 현상함으로 써, 패턴을 형성한다. 상기 제2 포토레지스트 패턴을 마스크로 제3 산화막(250)을 식각한 후, 상기 제2 포토레지스트(260)를 제거한다.
도 4j 및 도 4k에 도시된 바와 같이, 금속막(270)을 증착하고, 상기 금속막(270)의 상부에 제3 포토레지스트(280)를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 제3 포토레지스트(280)를 노광 현상함으로써, 패턴을 형성한다. 상기 금속막(270)은 Cr(크롬)/Au(금)을 이용함이 바람직하다.
도 4l 내지 도 4n에 도시된 바와 같이, Ni(니켈)/Au(금)으로 전기 도금(290)을 하고, 제3 포토레지스트(280)를 제거한 후, 제4 포토레지스트(300)를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 제4 포토레지스트(300)를 노광 현상함으로써, 패턴을 형성한다.
도 4o 내지 도 4r에 도시된 바와 같이, 금속막(270)과 제4 포토레지스트(300)를 순차적으로 제거한 후, 제5 포토레지스트(310)로 코팅하고, 제2 산화막(220)에 제6 포토레지스트(320)를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 제6 포토레지스트(320)를 노광 현상함으로써, 패턴을 형성한다. 상기 제6 포토레지스트 패턴을 마스크로 제2 산화막(220)을 식각한다.
도 4s 및 도 4t에 도시된 바와 같이, SOI 기판(200)을 건식식각 또는 습식식각으로 소량 식각하고, 제6 포토레지스트(320)를 제거한 후, 제7 포토레지스트(미도시)를 도포하고, 마스크를 이용하여 상기 제7 포토레지스트를 노광 현상함으로써, 패턴을 형성한다. 상기 제7 포토레지스트 패턴을 마스크로 SOI 기판(200)의 절연막까지 깊은 RIE(Reactive Ion Etch) 식각을 한 후, 제7 포토레지스트를 제거하 여 촉각 감지 기판부의 제조 공정을 완료한다.
이후, 도 4u 내지 도 4x에 도시된 바와 같이, 촉각 감지 기판부와 연성회로 기판부를 범프 솔더(330)를 이용하여 접합하고, 다이싱(Dicing) 공정을 통해 분리한 후, SOI 기판(200) 상에 접촉력 전달매체(340)를 도포한다. 상기 접촉력 전달매체(340)는 엘라스토머와 같은 고무 재질이다. 이후, 촉각 감지 기판부를 보호하기 위해 패키징(350)을 하는데, 상기 패키징(350)은 고무와 같은 재질로 실링처리한다.
도 4y에 도시된 바와 같이, 도 4x와 달리 금속막1(271)과 금속막2(272) 사이에 패키징(360)을 하는데, 상기 패키징(360)은 엘라스토머와 같은 고무로 실링처리하여 촉각 감지 기판부의 휨이나 변형에 의한 깨짐현상을 방지한다. 이는 도 4x에서 패키징할 때와 달리 촉각센서의 감도가 떨어짐을 방지할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 촉각 센서 및 제조 방법은 정밀한 건식식각으로 다이아프램의 정의를 정확히 하여 칩의 크기를 줄이고, 촉각 감지 기판부와 연성회로 기판부와의 간격 조절을 솔더링에 의해 조절하며, 접촉력 전달기둥이 다이아프램 상부 에 위치하여 X, Y, Z 축의 접촉력을 감지할 수 있는 3축 촉각 감지가 가능하며, 범프 본딩이 가능하여 와이어 본딩 공정이 필요 없으며, 촉각 감지 기판부 상면에 전기배선 금속이 없으므로 촉각 감지소자들을 분리할 수 있어 연성회로 기판의 사용으로 곡면에서도 촉각을 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 촉각 센서 및 제조 방법은 각각의 촉각 감지소자의 미세한 신호를 감지소자 가까이에서 증폭 또는 스위칭이 가능하여 CMOS 공정이 가능하고, 와이어의 외부 노출에 의한 파손이나 와이어 본딩에 소요되는 감지소자 사이의 면적의 증가 및 공정의 복잡성 등의 문제점이 있는 와이어 본딩이 필요 없으며, 3축의 접촉력 측정을 위해 필요한 접촉력 전달용 기둥의 재현성 있는 일괄 제작이 가능하여 제조 비용이 저렴한 효과가 있다.
Claims (11)
- 촉각 센서에 있어서,외부 촉각과 최외각에서 접촉하여 접촉력 전달기둥에 촉각의 힘을 전달하는 접촉력 전달매체;상기 접촉력 전달매체로부터 접촉력을 1차로 전달받는 접촉력 전달기둥;상기 접촉력 전달매체로부터 외부의 과대한 접촉력을 전달받아 감도 손실을 최소로 하는 스토퍼 기능의 과대 접촉력 파손방지 기둥;상기 접촉력 전달기둥을 지지하고 접촉력의 크기에 따라 변형되어 응력이 발생되는 다이아프램;상기 다이아프램의 응력변화를 저항변화로 감지 및 변환하는 압저항;상기 다이아프램을 형성하는 실리콘;상기 실리콘의 상부에 형성되어 전기적 절연 및 식각정지층으로 작용하는 산화막;상기 산화막 하부에 촉각 감지소자의 전기적 신호를 연결시켜 주는 감지부 도전성 전기 배선 금속을 포함하여 구성된 촉각 감지 기판부; 및상기 촉각 감지 기판부와 접합되는 연성회로 기판부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 촉각 센서.
- 제 1항에 있어서,상기 연성회로 기판부는연성회로 기판; 및상기 연성회로 기판 상부에 촉각 감지소자의 전기적 신호를 외부로 연결시켜 주는 기판부 도전성 전기 배선 금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 연성회로 기판부는 촉각 감지 기판부와 도전성 범프 솔더로 접합되는 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
- 제 1항에 있어서,상기 접촉력 전달기둥은 과대 접촉력 파손방지 기둥보다 소정의 위치 만큼 돌출된 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
- 제 1항에 있어서,상기 촉각 감지 기판부는 가로, 세로로 다이싱되고, 연성회로 기판부의 유연 성을 이용할 수 있어 곡면에서 촉각 감지를 할 수 있는 것을 특징으로 하는 촉각센서.
- 촉각 센서의 제조 방법에 있어서,(a) SOI 기판의 상/하부에 제1, 제2 산화막을 순차적으로 증착하는 단계;(b) 상기 제1 산화막의 상부에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;(c) 이온 주입 공정과 열처리 공정을 한 후 제3 산화막을 증착하는 단계;(d) 상기 제3 산화막의 상부에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;(e) 상기 제3 산화막 상에 금속막을 증착한 후, 제3 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;(f) 금속으로 전기 도금한 후, 제4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;(g) 상기 제4 포토레지스트 패턴 상부에 제5 포토레지스트로 코팅하는 단계;(h) 상기 SOI 기판의 하부에 제6 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;(i) 상기 SOI 기판의 하부를 식각한 후, 제6 포토레지스트를 제거하는 단계;(j) 제7 포토레지스트 패턴을 형성한 후, SOI 기판의 절연막까지 식각을 한 후, 제7 포토레지스트를 제거하여 촉각 감지 기판부를 형성하는 단계;(k) 상기 촉각 감지 기판부와 연성회로 기판부를 범프 솔더로 접합하는 단계; 및(l) 상기 촉각 감지 기판부를 다이싱 공정을 한 후, 접촉력 전달매체를 도포 및 패키징하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 촉각 센서의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 제1, 제2 산화막은 저압 화학기상증착 또는 플라즈마 화학기상증착 방법으로 증착하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 (e) 단계의 금속막은 Cr/Au인 것을 특징으로 하는 촉각 센서의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 (f) 단계의 금속은 Ni/Au인 것을 특징으로 하는 촉각 센서의 제조 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 (j) 단계의 식각은 깊은 RIE 식각하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서의 제조 방법.
- 상기 (l) 단계의 패키징은 촉각 감지 기판부를 보호하기 위한 패키징 및 촉각 감지 기판부의 금속막 사이에 패키징 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서의 제조 방법.
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