TW518618B - Micro-solenoid coil and its manufacturing method - Google Patents

Description

518618 五、發明說明（1) 【發明背景】 本舍明係有關一種可應用在半導體積體電路的感應線 圈 是壓為的線圈、構成微型機械動力源之電磁感應馬達 或超小型發電機的電磁線圈、收發磁氣訊號的感測元件、 以磁氣處理記錄資料的電路元件等各種超小型電路之微螺 線官線圈及其製造方法，特別是有關藉由控制對於感光材 料之曝光描％，而可形成接近正圓形之斷面圓形的橫型及 縱型螺旋線圈之微螺線管線圈及其製造方法。 【先前技術】

習知之螺線管線圈等的感應線圈，係經常被使用於半導 體積體電路等超小型電路以外的電路。在半導體積體電路 中 係使用電晶體、電阻及感應線圈等’ ^[旦在這些元件 中’如螺線管線圈一般的感應線圈與其他元件相較之下P 具有較複雜且製造困難等多數的技術課題。

第2 6圖所示者係半導體製程之一的圖案轉移微影 ^ Photo 1 ithography )製程中，所使用之投影曝光裝置的 簡略圖示。圖中所示，在感光材料丨〇以正型顯影後，光照 射不到的感光材料1 〇係殘留，而光照射到的感光材料丨〇則 被去除。從光源射出的光4，係使光罩Μ上之圖形以明暗的 形狀轉移到基板1上之感光材料1 0。例如，將由圓圈狀之 遮光膜8所構成的圖形，在基板1投影曝光且顯影後，感光 材料1 0的形狀係變成甜甜圈狀，絕對不會變成螺旋狀。習 知所使用的光罩Μ係只由玻璃7所構成，無遮光膜8的領 域’幾乎可使光100%通過；而有遮光膜8的領域，則不會

518618 五、發明說明（2) 使光通過（0 % )。 為了解決此種感應器元件之課題，例如在 ^ 1 0-1 89339號公報、特開平1〇 —3 13〇93號公報二^ 提案。在特開平10_1 89339號公報中，戶斤開的 型線圈的形成方法，其作為形成半圓形狀^m關檢 係在蝕刻製程中利用等向性蝕刻方法或非等曰^方法， 向性蝕刻混合之方法"妾著，為了形成線圈ί面：=等 態’在凹槽的部分藉由氧化預先掩埋之多晶二=形 使其堆積膨脹而形成的—種技術。再者曰曰石土， iO-SUOGS號公報中’所開示的係將旋 特開平 在絕緣層的上下方層疊，此時由於+面感應盗 緣層空出的孔為媒介，使其選擇性的接續==絕 因而形成二層之螺旋線圈的技術。 、形成螺紋狀，

本來，濾波器電路係組合電阻、電容哭 L 但是，硯在的半導體積體電路上所二^線，所構成。 係使用電阻、電容器、電晶體 的濾波器電路，則 圈’因此為了實現具有目的之特廣=於並沒有使用線 :的電阻、電容器及電晶體的元件，要多 右，因此所使用的電晶體數目=;用壤境之溫度所左 性將容易變成不安定。 、σ ，則電路整體的特 電路佈局的配電路的形成’積體電路内之 長，配線電阻與配線間；容士=於配線路徑變得更 书谷里也増加。其結果，控制 C.\Log〇_5\Five Continents\PFl〇8〇 ptd 第5頁 518618 五、發明說明 :U:流通之電荷的速度’因而出現電流延遲之比例增 另_ 特開平=面，作為在基板上設置感應元件的形成方法，在 圈之圓知I1 89339號公報所開示的技術中，其形成橫型線 钕刻=箄ΓΓ的Ϊ ’根據等向性㈣方法、及非等向性 而A:性赚!合之方法、以及氧化多晶娃或非晶娃 度下开^=積恥脹形成之方法，使圓柱之斷面形狀在高精確 化維丄正圓的形狀係非常困難。因此，無法將磁通的變 难得均一。 入，在特開平10_313〇93號公所開示的技術中，以孔 二下的線圈間形成螺旋狀之所層疊的螺旋線圈，與螺 γ s圈相較之下，其磁力線將漏出線圈外，因此產生^ 【發明目的】 本發明之目的，乃在提供一種微螺線管線圈及其製造方 ’其可降低線圈在其女& n . 〇 ~ — θ .咸 /將磁通之變化維持均一的問題點。 J 巧仕杈供一種微螺線管線圈及其製造 雉 f，其可降低線圈在基板的占有面積’且可容易的增加 心圈值，使磁力線保持在線圈内部，且可使磁通的變化 持均一。 發明概要 、有關本發明之微螺線管線圈及其製造方法，係藉由使最 初形成之下半部的金屬配線與最後形成之上半部的金屬齡 線相連結，以完成橫型螺旋形線圈。 有關本發明之微螺線管線圈及其製造方法，係藉由層參 一捲已形成之金屬螺旋，以完成縱型嫘旋構造的線圈。

C:\Logo-5\Five Continents\PF1080.ptd 第6頁 518618 五、發明說明（4) 根據本發明，其可降低線圈 =曾加感應她，使磁力線保持：、=:，，=容 磁通的變化維持均一。 丨 且可使 再：’可在積體電路等的超小型電路上作成螺線 势 且，由於連結具備所要之感應線圈性能的單體蟫 二二=或複數個線圈，而可實現元件數目少且電路之特性 口疋的積體電路。藉由從如此積體電路所構成的電子 "口，則可期待更小型且更高的信賴性。而且，在更大^ 的積肢％路中’其所被預測之延遲的問題，也可藉由重點 式的配置螺線管，而降低延遲的問題。 【圖式說明】 為了讓本發明之上述其他目的、特徵和優點能更明顯 下文特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 明如下。 ' 第1圖：根據本發明之方法所製造之橫型螺旋線圈的立 體圖。 第2圖：根據本發明之方法所製造之橫型螺旋線圈的側 視圖。 第3圖：橫型螺旋線圈之製造方法以斷面所示的製程 圖。 第4圖··根據本發明之方法作成橫型螺旋線圈之際使用 光罩Α之曝光描繪模式的立體圖。 第5圖：使用光罩b之曝光描繪模式的立體圖。 第6圖：光罩a及光罩b之透光量與遮光量關係的示意

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518618 五、發明說明（5) -- 圖。 第7圖·螺疑線圈之製造方法以斷面所示的製程圖。

第8圖·根據本發明之方法作成橫型螺旋線圈之A製裎中 該基板的上視圖。 T 第9圖··根據本發明之方法作成橫型螺旋線圈之β製程中 該基板的上視圖。 第1 〇圖··根據本發明之方法作成橫型螺旋線圈之C製程 中該基板的上視圖。 Φ 第11圖：根據本發明之方法作成橫型螺旋線圈之D製程 中該基板的上視圖。 第1 2圖·根據本發明之方法所製造之縱型螺旋線圈的立 體圖。

第1 3圖·根據本發明之方法所製造之縱型螺旋線圈的 視圖。 第1 4圖：根據本發明之方法作成縱型螺旋線圈之際使用 光罩C之曝光描繪模式的立體圖。 第15圖··光罩D之上視圖。 第1 6圖：根據本發明之方法縱型螺旋構造每作成一捲的 製程圖。 第1 7圖：第1 6圖所示製程之後續製程圖。 第1 8圖：根據本發明之方法縱型螺旋線圈每作成丨/ 2捲 之際的光罩Ε的上視圖。 第19圖：光罩F之上視圖。 第2 0圖：根據本發明之方法縱型螺旋構造每作成1 / 2捲

C:\Logo-5\Five Corninents\PF1080.ptd 第8頁 518618 五、發明說明（6^ 一 ----------- 的製程圖。 :第20圖所示製程之後續製程圖。 禾乙乙圖：署A m θ 一 在同心圓之複數螺旋線圈的斷面圖。 弟U圖··橫型螺旋嶢圍M n门 ^ , 7疋琛圈的斷面圖。 弟圖：在同一 fj]田 田夕出$ U周上形成二重之縱型螺旋線圈時所使 用之先罩的上視圖。

第25圖：在同一 Γη® L ^ w , A L u周上形成二重之螺旋線圈時所使用之 光罩的上視圖。 1 K川 【5 f ·習知之投影曝光裝置的示意圖。 L圖諕說明】 1 基板裝置 4 引出線 12 金屬 【發明說明】 用參照圖式予以詳細說明。且就: 圈之製造方法：本實::；；；線； 橫型螺旋形線胃（ 】二，圈則曰断面正圓之 在舻搪士 ☆ 乂下間稱螺旋線圈」）而言。筮1 第2^Η係/明之方法所製造之橫型螺旋線圈的立體圖，回而 弟2圖係根據本發明之方法所製 囵：體圖’而 圖。 〃 ^累旋線圈的側視 圓筒部 感光材料 線圈部 3 引出線 10 13 絕緣體材料 檢型螺旋線圈之構造，係在基板1上所 J的=!!底設一下半部的線圈部2，且在從基板1上面突出 成之圓同部3的外圓周設一上半部的線圈部2，且形成從言

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518618 五、發明說明（7) -- 線圈部2設一引出線4、5之構成。 第3圖係橫型螺旋線圈之製造方法以斷面所示的製程 〇)作成形成螺旋線圈之下半部部分的A製程。 ^衣权係如第8圖所示，在基板丨上形成一構成螺旋線圈 下半部之外形斷面呈半正圓的凹槽狀部分6。

在基板1上塗覆感光材料1〇 (第3圖之A )，感光材料1〇 上具長方形圖案之光罩中，該長方形圖案之外側形成一遮 光膜，而其内側係使用無遮光膜之光罩進行曝光描繪（第 3、圖之A )、。使曝光後的感光材料顯影，且進行高溫處理使 殘留的感光材料固化。再以濕式蝕刻法，將已固化的感光

材料作為保護膜使用，且將基板表面露出之部分進行等向 性钱刻’以形成構成半正圓之凹槽狀部分6 (第3圖之c )’並去除感光材料（第3圖之D)。 (2 )形成螺旋線圈下半部之金屬配線的b製程。 B製程係如第9圖所示，在基板1的凹槽狀部分6上，形 成一螺旋線圈之下半部的金屬配線丨2。

在A製程中，去除了感光材料1〇的基板1上，藉由濺鍍 塗膜將鋁等金屬體12均一全面的層疊在基板上（第3圖之e )’且在其上塗覆感光材料1 〇，並在螺旋線圈之下半部的 傾斜部分’將傾斜的梯子圖案曝光描繪後，進行顯影、高 溫處理（第3圖之F )。將露出的金屬1 2蝕刻去除，之後再 將感光材料1 〇去除（第3圖之G )。 (3 )將螺旋線圈之中空部分的圓柱以絕緣體材料作成的

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C:\Logo-5\Five Continents\PF1080.ptd 第10頁 518618 五、發明說明（8) C製程。 c製程係如第1 〇圖所 成一由絕緣體材料n = I丄在下+部螺旋線圈之内側，形 豕篮材枓13所構成的圓筒部3。 為了形成構成螺旋形線 中所形成之包合下坐如 Μ側邛刀的場所，在B製程 度，係：= : (f圖之H)。絕緣體材料13之厚 之圓的直徑相等之層豐形成與構成螺旋線圈内側部分 於圓的半护，碉節於二。且為使感光材料10之薄膜厚度等 ，^ p疋轉數將感光材料10塗覆在基板1。而 2 了形成内側部分，具有長方形圖案的光罩中，在長 之^ :木的内側形成一遮光膜，而其外側係使用無遮光膜 2，且利用長方形圖案之較短方向的寬度，與構成螺 界、、。“内側部分之斷面圖形的直徑相等之光罩進行曝光顯 ^之後，感光材料的斷面形狀係在與螺旋形線圈之半 形狀相似的情形下，以調節後的溫度在一定的時間下固定〜 基板（第3圖之I )。感光材料1 〇與絕緣體材料丨3之蝕刻速 度係形成相等’同時利用只在垂直方向如同蝕刻增進之異 向性乾式餘刻條件，使斷面為半圓形之感光材料1 0的形 狀’照原樣的轉移至基礎材料般的進行蝕刻（第3圖之； )° 本實施例中’在第3圖之I的製程，係使感光材料1 〇形成 斷面圓形者’但是本發明也沒有必要使感光材料1 〇之斷面 形狀形成半圓形狀，且感光材料1 〇與絕緣體材料1 3之薄膜 厚度及蝕刻的速度亦可不同。在此製程中，只要最終該内

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側部分之絕緣體材料 〇 的斷面形狀 可形成圓形的條件即 ϋ f程传、^線圈上半部之金屬配線的D製程。 成之：二如第11圖所示，配合根據A製程至C製程所形 園邻2 W山圈的下半部’形成一上半部的金屬配線1 2 (線 圈部2與引出線4、5 )。 一 ^ Μ = ί中所形成之包含螺旋線圈下半部的基板上，均 /合二宜二屬12 (第3圖之Κ )。塗覆感光材料1〇，將螺旋 2 q上半部之梯子圖案曝光描繪、顯影，且進行高溫處

^ ； 此日可的梯子圖案，係利用與第3圖之F所 描繪之傾斜的梯子圖安士 I ! Λ 圆木相反方向傾斜的梯子圖案。使被感 光材料1 0覆蓋的会屬綠π "屬^邊，且將其他露出的金屬蝕刻去除 後C弟3圖之Μ ) ，Α本κ/ν j .4. ； 丹去除感光材料10(第3圖之N)。 根據本實施例，由於從螺旋線圈的二端引出引出線4 L +»口此可與形成在同—基板上之電阻、電容器或電晶體 等其他電路接續。

接著，就使用具有曝光量從〇 %〜丨〇 〇 %連續變化之遮光膜 2光罩’作成檢型螺旋線圈之方法予以說明。首先，就本 貝施例中所使用的光罩予以說明。第4圖係於作成橫型螺 旋線圈之際，使用光罩A之曝光描繪模式的立體圖，第5圖 係使用光罩B之曝光描繪模式的立體圖，而第6圖係光罩a 及光罩B之透光量與遮光量關係的示意圖。 光罩A，係在光100%可透過的玻璃上，使超過凹槽寬度 之部分形成透光量0%的遮光膜8，且為形成斷面正圓之半

518618 五、發明說明（10) 圓形的凹槽6，以凹槽6之最深位置作為中央，使遮光膜8 的内側朝向中央，形成一透光量從〇%至丨〇〇%之可連續變化 的遮光膜8a。光罩b，為使斷面正圓之圓筒部3突出形成， 其係從構成圓筒部3之頂部的位置，朝向構成圓筒部3之直 徑寬度的端部，形成一透光量從〇%至丨〇〇%之可連續變化的 遮光膜8b。光罩a之遮光膜8a與光罩B之遮光膜8b，其透光 置係形成相反的關係，而進行斷面正圓之曝光描緣。 第7圖係螺旋線圈之製造方法以斷面所示的製程圖。 (1 )作成形成螺旋線圈之下半部部分的A製程。

A製程係如第8圖所示，在基板1上形成一構成螺旋線圈 下半部之外形斷面呈半正圓的凹槽狀部分6。

在基板1上塗覆感光材料10 (第7圖之A)，為使在構成 螺旋線圈部分之感光材料1 〇上形成螺旋線圈的下半部 用光罩A使長方形圖案11曝光描繪（第7圖之b )。使曝光 後的感光材料顯影，且進行高溫處理使殘留的感光材料固 化。感光材料1 0與基板1的蝕刻速度形成相等，同時利用 只在垂直方向如同蝕刻增進之異向性乾式蝕刻條件，使斷 面為半圓形之感光材料1 〇的形狀，照原樣的轉移至基礎材 料般的進行蝕刻（第7圖之C ) 。 ·

本實施例中，在第7圖之B的製程，係使感光材料丨〇形成 斷面圓形者，但是本發明也沒有必要使感光材料丨〇之斷面 形狀形成半圓形狀，且感光材料1 〇與絕緣體材料1 3之薄膜 厚度及姓刻的速度亦可不同。在此製程中，只要最終該凹 槽部分6之斷面形狀可形成圓形的條件即可。 X

518618 五、發明說明（11) (2 )形成螺旋線圈下半部之金屬配線的B製程。 、B製程係如第9圖所示，在基板丨·的凹槽狀部分6上， 成一螺旋線圈之下半部的金屬配線丨2。 y 在A製程中，去除了感光材料1〇的基板1上，藉由 塗膜將鋁等金體12均一全面的層疊在基板上（第7圖之^ )，且在其上塗覆感光材料10,並在螺旋線圈之 傾斜部A，將傾斜的梯子圖案曝光描繪後，進行顯旦厂含 溫處理（第7圖之E)。將露出的金屬12餘刻去除= 將感光材料10去除（第7圖之F )。 (3)將螺旋線圈之中空部分的圓柱以絕緣 C製程。 了寸邗成的 C製程係如第1 〇圖所示，在下半部螺旋線圈之内側 成一由絕緣體材料1 3所構成的圓筒部3。 、 為了形成構成螺旋形線圈之内側部分的場所，在B製^ 中所幵y成之包含下半部螺旋線圈的基板表面上，層疊石圭氧 化膜等的絕緣體材料13 (第7圖之G )。絕緣體材二厚 度在凹槽狀部分6，係將絕緣體材料丨3層疊形成與構成螺 旋線圈=側部分之正圓的直徑相等之程度。且為使感光材 料1、〇之薄膜厚度等於正圓的半徑，調節旋轉數將感光材料 1 0塗覆在基板1 (第7圖之H )。而且，利用為形成内侧部 刀的光罩Β ’使長方形之圖案曝光描繪、顯影。此時，感 光材料1 0之斷面形狀，係形成與螺旋線圈之半圓形狀相^似 Υ第7圖γ之丨）。感光材料10與絕緣體材料13之蝕刻速度係 形成相等，同時利用只在垂直方向如同蝕刻增進之異向性

C:\Logo-5\Five Continents\PFl〇8〇.ptd 第14頁 518618 五、發明說明（12) 乾式#刻條件，使斷面為半正圓形之感光材料1 〇的形狀， 照原樣的轉移至基礎材料般的進行蝕刻（第7圖之J )。 本實施例中，在第7圖之I的製程，係使感光材料1 〇形成 斷面圓形者，但是本發明也沒有必要使感光材料1 0之斷面 形狀形成半圓形狀，且感光材料1 0與絕緣體材料1 3之薄膜 厚度及蝕刻的速度亦可不同。在此製程中，只要最終該内 側部分之絕緣體材料的斷面形狀，可形成正圓形的條件即 可 〇 (4 )形成螺旋線圈上半部之金屬配線的D製程。 D製程係如第1丨圖所示，配合根據a製程至◦製程所形 _ 成之螺旋線圈的下半部，形成一上半部的金屬配線丨2 (線 圈部2與引出線4、5 )。 在C製程中所形成之包含螺旋線圈下半部的基板上， 層豐金屬12(第7圖之K)。塗覆感光材料1〇 ▲ 形線圈上半部之梯子圖案曝光描繪、顯影，且進行高溫ί 理I弟7圖之L )。此時的梯 ㈣子圖案相反方向傾斜的梯子圖^使=

除後（第7圖之Μ)，再去的金屬蝕刻去 根據本實施例，由於從以峻:（第7圖之N )。 等其他電路連接。 電各裔或電晶體 接著 就縱型螺旋線圈之制 之微螺線管線圈，係指斷明。本實 w形狀之縱型螺旋形線圈

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五、發明說明（13) 「螺旋線圈」）而言。第12圖係根據本發明之方法 之縱型螺旋線圈的立體圖’而第13圖係根據本發明 去所製造之縱型螺旋線圈的側視圖。 =型螺旋線圈，由於其線圈核心係與基板表面垂直或形 =一定角度之傾斜者，因此在本實施例中，線圈核心係對 基板形成垂直的構造。且在基板1上，所定直徑之金屬、 與絶緣體材料1 3係被形成螺旋狀。 首先’就作成縱型螺旋線圈所使用的光罩予以說明。 斤第1 4圖係作成縱型螺旋線圈之際使用光罩c的立體圖， 弟15圖係光罩d的上視圖。 β 光罩C ’係在可使光1 〇 〇 %透過的玻璃上，設一使圓形狀 的透光量從0%至1〇〇%之間可連續控制的遮光膜8。使^過 遮光膜8之光量從〇%至1〇〇%以圓環狀且被連續控制的光 照射在感光材料。只被少量的光照射到的感光材料，即^ 只些微的被顯影，感光材料也會殘留很多；但是，在沒有 全部被感光之程度下照射光的話，則在顯影中只有少量的 感光材料殘留。光罩D，係形成一透光量為〇 %之圓環的遮 光膜8。

(1)每作成一捲螺旋構造之方法。 A衣私係如第1 6圖所不’在基板1上作成螺旋構造之第 一捲線圈。 在基板1上層疊絕緣體材料13，且在其上塗覆感光材料 1 0 (第1 6圖之A )。此時，感光材料1 0之薄膜厚度與絕緣 體材料1 3之薄膜厚度係相同。接著，將感光材料丨0使用光

518618 五、發明說明（14) 罩C曝光顯影，作成螺綠彡 接下來，*行高溫處理/固化\光材料^ (第16圖之B)。 料10下面的絕緣材料13形成回独後使感光材 該基板上層叠金屬12(笛=螺方疋形狀（第16圖之C)，在 的上部也層疊全屬 f16圖之D)。此時，在螺旋構造 改變钱刻條;=成之薄膜厚度比以外，也可藉由 附‘解‘二=t作，就對螺旋狀絕緣體材料之側壁的金屬 二 = = 椹：解決T法，係形成絕緣體材料 的方法。 〜 、冓仏，或疋另一將附著之金屬去除 使：罩：”壁形成倒立錐形。該方法係在

开狀：C刻之比率的增加，而形成倒立錐 類或反應時的壓：如η批可藉由控制蝕刻氣體 力且適切的控制電力而成。 附著i側屬疊ί基板面的金屬厚度較厚，且 屬的厚度盥縱K f度較缚。也就是，可利用層疊之金 異。首先，蔣入^相較之下，其橫方向之厚度較薄的差 在側壁之的層疊在基板上。#著，將已附著 ===:形r目同之㈣比，，被控制的心 去除，但是以外的本進仃蝕刻^後，附著在側壁的金屬被 ^^..、表面上被層疊的部分，雖然若干被餘q 瓜成比較溥，❻殘留有線圈所需要的厚度。之後，進：： 第17頁 C:\Logo-5\Five Continents\PF1080.ptd 518618 五、發明說明（15) 成線圈部分的微影製程。 塗覆感光材料1 0 (第1 6圖之E )，此時之感光材料1 〇的 薄膜厚度只要可充分的覆蓋基板1即可。接著，利用光罩D 曝光顯影後’則只有被覆螺旋構造底座上之金屬的感光材 料1 〇殘留（第1 6圖之F )。進行高溫處理，將露出之金屬 12姓刻後（第16圖之G )，除去感光材料10 (第16圖之Η Β製程係如第17圖之Q所示，在a製程中作成之第一捲 的線圈上，作成第二捲線圈。 將絕緣體材料1 3層疊成第一層的二倍厚，接著塗覆感光 材料1 0，此時之感光材料1 〇的厚度，係形成與螺旋構造之 一層相同的厚度（第17圖之I )。使用光罩C曝光顯影後， 形成螺旋狀的感光材料1 〇 (第丨7圖之j )。高溫處理後 再進行蝕刻作成第二層的底座。如此的，第一層之金 氣 的一部分露出（第17圖之K)。該端面可與第二層的金屬 作電性接續。 在基板上層疊金屬12 (第17圖之L)，且覆感光材料1〇 後（第1 7圖之Μ )，再利用D光罩曝光顯影，則被覆螺旋構 造之金屬12的感光材料1〇將殘留（第17圖之Ν)。高溫處 理後，將露出之金屬1 2蝕刻，再將螺旋構造以外殘留的絕 緣體材料1 3蝕刻去除後（第1 7圖之Ρ )，再次將感光材料 1〇去除（第17圖之Q)。 (2)每作成1/2捲之方法。 就作成本實施例之縱型螺旋線圈所使用的光罩予以說

C:\Logo-5\Five Continents\PF1080.ptd 第18頁 518618 五、發明說明（16) 明。第18圖係縱型螺旋線圈每作成丨/2捲之際使用光罩£的 立體圖，第19圖係光罩F的上視圖。光罩e，係形成一透光 量以一定的寬度可從0%至100%連續的控制之遮光膜8。再 者，光罩F係形成一透光量為〇%之半圓環的遮光膜8。 在基板1上層疊絕緣體材料1 3，接著塗覆感光材料1 〇 (第20圖之A )。利用光罩E曝光顯影，則作成斷面呈傾斜 構造的感光材料1 0 (第2 0圖之B )。高溫處理後，進行蝕 刻以作成傾斜構造的絕緣體材料1 3 (第2 0圖之C )。在基 板1上全面的層疊金屬12 (第20圖之D)，且塗覆感光材料 1 〇 (第2 0圖之E )，並利用光罩F曝光顯影，則殘留被覆傾 斜面上之金屬12的感光材料10 (第20圖之F)。高溫處理 後，將露出之金屬1 2蝕刻（第2 0圖之G )，再去除感光材 料10 (第20圖之Η ) 。 β- 將絕緣體材料1 3層疊成第2 0圖之Α的薄膜厚度的二倍$ 即層疊成被覆金屬12的高度（第21圖之I)，再塗覆感光 材料1 0 (第2 1圖之J )。利用光罩E曝光顯影，則可獲得與 第2 0圖之C相反傾斜構造的感光材料1 〇 (第2 1圖之K )。高 溫處理後進行钱刻，則可獲得如圖所示一部分之金屬1 2露 出的形狀（第21圖之L)。層疊金屬12 (第21圖之Μ )，再 塗覆感光材料1 0，且利用與光罩F上下倒反的光罩曝出顯 影，則殘留被覆傾斜構造上之金屬1 2的感光材料1 〇 (第2 1 圖之0 )。高溫處理後，將露出之金屬1 2蝕刻後（第2 1圖 之G )，除去感光材料1〇 (第21圖之Η )。 重覆上述I〜Q製程，藉由最後對螺旋構造以外之絕緣

第19頁 518618 五、發明說明（17) 體材料1 3進行姓刻，形杰1穿9彳 旋形線圈。 成如第21圖之R所示之複數捲的螺 以上，大略的說明了 —链七、+ 況予以說明。 —種方法，此外也就部分變更的情 (1 )每作成一捲螺旋構造之方法。 (A) 金屬層豐時，在螺 的_π日士，比起/疑狀底座的側壁也附著金屬 的μ况呀，比起附者在底座之内圓周與外 須增加去除附著在圓圈最·p #斑 D 、" ‘ ' 側壁的金屬的製程。層與取上層邊界所設高低差之 (B) 以形成-金屬氧化膜來代替，層 外的上層金屬配線間的絕崚妒妊社 .„ 增之展厘以 化金屬表面，因此可二材：：金屬層疊，，由於氧 相同，有將重疊部分屬形也與⑴ 去除之部分的金屬表面之必要。”（擇卜生的乳雙 (2 )每作成1 / 2捲之方法。 、（A)與上述（1)的（B)同樣的形成一金屬氧化膜。但是， 沒有部分的去除與氧化之必要。也不需要形成第二声以 ::影製程，i由於利用金屬氧化膜’可形成更高‘度的 、、y〇〇 再者，以（2)的方法將底座全部以絕緣體材 況，可使各個底座分別形成所要的角度。 x J θ 在本實施例中，雖然未就從線圈二端引出 說明，但其可向任意的方向引出。而且，也可/ 捲以外的捲數形成。再者，線圈之斷面形狀或整體的形

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狀，也可作成橢圓、菱形、木桶狀、纏線軸狀等其他形 狀。再者，亦可形成右捲繞或左捲繞。再者，亦可在^一 圓间狀，形成一條以上的線圈繞線。再者，亦可在同心圓 上，作成二層以上的線圈。而且，由於連接各個線圈，^ 獲得更大的感應線圈。再者，將感光材料形成螺旋狀的方 法中，改變光罩上之遮光膜的厚度以外，也可在遮光膜貫 穿與透光量相同比例的孔，或為了遠離投影曝光之焦點位 置，而在另一方的玻璃面上置一遮光膜，且可利用那時所 形成的影子調節透光量。再者，亦可對感光材料直接照射 電子束或雷射束而形成。而且，亦可對絕緣體材料直接照 射離子束而形成。再者，透過型光罩之外，將反射型光罩 之反射光量從0 %至1 〇 〇 %連續的控制，亦可同樣的作成。

再者’也可只去除底座上之圓圈狀處的感光材料，而形 成該處以外區域的不層疊金屬。且該方法也可螺旋最上^警 與最下層所設高低差部分之側壁的金屬附著。再者，底座 本身也可以金屬作成。而且，在線圈之中空部分，為了使 鐵心等金屬材料不與線圈部的金屬接觸，可藉由在其間置 一較薄的絕緣膜而作成。再者，可將磁性材料配置在線圈 之中空部及外側，以獲得更大的感應線圈。 上述底座，所指的只是第一層的底座。但是，換一個角 度來看，也可將在此所示之構成線圈的金屬層部分改換成 絕緣體材料，且將構成底座之絕緣體材料之部分改換成金 屬而形成。而且，也可以將底座利用光硬化樹脂曝光而形 成。

C:\Log0-5\Five Continems\PF1080.ptd 第 21 頁 518618 五、發明說明（19) 的 ί:厚 ί 二ΐ:旋=刻 體材料之螺旋形狀的目的=成:;；要 上达關係亦可為任意的關係、。再者，_然與 係，但亦可使用於微型機械用螺旋軸。......f 本實施例中的螺旋線圈完成後， π ^ ^ ^ 部分，進行加熱製程。 j ®固金屬間的接續 本發明係可根據如下之材料予以實施。 基板係使用硅、鍺、砷化鎵、磷化 ^ 等半導體材料，或玻璃^ ^ ^ ..餘銻化銦、氦化鋁 Π:材料，或塑膠等有機材料 ；：石 屬，或磁性體材料之鐵/鐵系合 不，鋼荨金 化物材料等。 ’、、’；斗，或鐵氧體等的氧

曰ίΪ材” ΐ:娃氧化膜、、圭氮化膜等絕緣體材料 曰曰體硅、多晶硅等半導體材料 ：=枓 性體材料等。 Κ 1亞胺等有機材料 底座係使用氧化膜等絕緣體 電阻之半導體材料，絕緣性有：：料：J或與基板相同高 線圈材料係使用鋁、鈦、 材科及光硬化樹脂等。 被摻雜低電阻之半導體材料 ':、導：、鉻等金屬及其合金、 透明導電性材料，銅氧化物 =ϋ機材料、ΙΤΟ等 圓柱部或線圈周邊部係超傳導材料等。 絕緣體材料，錳/辞系鐵氧二孔乳化膜/有機材料等 /锰含鉬鎳鐵導磁合金等磁/系非晶體合金、鐵氧體 體、基板材料或半導體材 第22頁 C:\Logo-5\Five Continents\PF1080.ptd 518618 五、發明說明（20) 料，及線圈之間夾有絕緣體材料的鐵等金屬、超傳導材料 等。 就本發明之其他實施形態予以說明。 1.橫型螺旋線圈 (1 )在本實施例中，已就直接於基板上作成線圈的方法 予以說明，但亦可在基板上層疊另一薄膜，而作成該薄膜 的形狀。 (2 )將整個線圈以絕緣體材料被覆，且在上部作成另一 - 線圈，而可重疊者。 (3)線圈形狀並不只是圓筒狀，可作成中央部分突出之 · 木桶形狀或中央部分凹陷之纏線軸狀的線圈。且可形成各 式各樣的形狀。 (4 )引出線之位置也只不限於第丨丨圖所示之位於線圈之 ^ 可攸任思的位置引出。而且，也可引出多數條的引

為使不與絕緣體材料之外的鐵 出線。 由在其間置一絕緣體薄膜而作成。 (5 )線圈之中空部分 等金屬材料接續，可藉

(6 )由於將線圈中空部分之圓柱使用光硬化樹脂，因此 可以只進行上半部形成的曝光。 (7 )_可在如第22圖所示之同一圓筒上，同時的作成二 條、二條以上的線圈。該線圈係使下半部之半圓從外側向 内侧順序的形成；接著’上半部之半圓係從内側向外側順 序的形成者。 (8 )如第2 3圖所不’亦可作成線圈之軸方向對基板面平

518618 五、發明說明（21) 行的螺旋線圈。其係貫穿欲形成之螺旋線圈圖案的中心似 的予以水平切斷，且將上半部與下半部分割而分別的形成 者。即’利用在橫型螺旋線圈中形成下半部的方法，將螺 旋線圈之下半部從外側的圖案連續的形成，接著將上半部 從内側開始形成。 2 ·縱型螺旋線圈 (1 )為了在同一圓筒上同時作成二條、三條以上的線 圈’可使用第24圖所示之光罩。光罩之圓圈的左半部，其 透過量係由上朝下增加；而另一方的右半部，其透過量係 由下朝上增加之構成。 (2 )也可作成二層、三層以上繞線的線圈。而且，經由 將各線圈連接、，而可獲得更大的感應線圈。該線圈之製 =I心可利用第2 5圖所示的光罩。光罩之内側圓圈，其透 過罝係由右下朝左下增加；而外側的圓圈，其透過量係由 左下朝右下增加之構成。 (3) —種縱型線圈一次的曝光複數捲之線圈 宰所：,Ϊ Ϊ::指螺旋圖案，但並不是平面的螺旋圖 :狀螺！圖曰案，及!1旋圖案。其係由從中央朝外側變高之 層疊而形i 了再者從t卜側朝中央變高之凸狀螺旋圖案相互 3m丄者’亦可作成右捲繞或左捲繞。 .〇尹、孓累疋線圈與縱型螺旋線圈之線圈 使縱型的底座形成!捲或i :之” 成一橫型線圈的下半邱'^ ,者，在底座的上面形 槽及梯子形的金屬著形开成=面呈半圓形狀的凹 茶接耆，形成圓柱部分。接下來， 第24頁 C:\Logo-5\Five Continents\PF1080.ptd 518618 五、發明說明（22) 再於圓柱上形 之後，形成縱 4 ·從基板切 在基板與線 的材料。線圈 而從基板將線 板將線圈切開 【發明之效果 依據本發明 螺線管線圈。 單體微螺線管 電路之特性安 的電子製品， 大的積體電路 微螺線管線圈 至今無法實現 作成。再者， 用線圈等。 成構成橫型線圈上半部之金屬的梯子圖案。 型的底座，且同樣的形成橫型線圈。 開線圈的方法 間，預先置一與基板及線圈之材料不同 元成後’由於钱刻基板與線圈之間的材料， 圈切開。或是，經由蝕刻基板本身，而從基 〇 ] 的構成，可於積If雷牧榮t ^ 、篮冤路荨超小型電路上作成 於連結具備所*之感應、線圈性能的 圈，而可實現零件：數^ 可期待更小型且更心之積體電路所構成 中，可預測賴:生。而且’在更 ，將可大幅的減少。而且由於重點的配置 之超小型電動馬達、超，，除了上述之外， 亦可應用在彈筈、I 型機等新製品也%^ 萍-❹機械用螺旋軸、發膚

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Claims (1)

1. 518618 i號 891Q7733 六、申請專利範圍 形成螺旋形線圈内侧部人 及在該c製程中所作成之圓同部 旋形線圈上半部之金屬配.同部的外 -係由A至D製程所構成為其特徵广 2、一種橫型微螺線管之製造方法，使形 t $疋線圈的斷面平分；-寺分，分成 ，且係經由下列A至D製程所形成之

   在該基 料曝光 下半部 一起姓 使凹槽 及在該 圈下半 及為使 相等， 材料， 的感光 形成之 螺旋形 及在該 旋形線 該光罩 板上塗 顯影， ，接著 刻，使 斷面形 A製程 部之金 構成螺 在該B 且在斷 材料， 金屬配 線圈内 C製程 圈上半 A ’為 覆感光材科 以使感光讨 經由乾式蝕 感光材料么 狀形成正 中所作成么 屬配線的：B 旋線圈内供J 製裎中所# 面之正圓内 使用光罩B 線的内侧， 側部分之|U 中所作成么 部之金屬龄 使斷面正U ，且使用光 料之斷面形 刻將基礎材 斷面形狀轉 形之下半部 凹槽狀部分 製程； 部分之斷面 成之金屬配 侧部分的半 曝光顯影， 使用絕緣體 筒部的C製 圓筒部的外 線的D製程 之半圓形的 的C製程； 圓周部，形成螺 > - 成在基板上之橫 上半部與下半部 方法；其係具備 罩A將該感光材 狀形成正圓形的 料與該感光材料 移至基礎材料，的A1程；驗 ’形成螺旋开 的正圓直徑形成 線上層疊絕緣體 後塗覆相等厚度 且在該下半部所 材料作成一形成 程； 圓周部，形成螺 ， 凹槽形成在基板

   C: \ L0C；0 - 5 \ FI νΈ CONTINENTS \ PF1080a. p t c

   2002.11.11.028 518618

   , ^—1,¾¾ 891077^ 申請專矛,ίϊϊ ~ 修正 曰 J：ι 在3基板上層疊絕緣體材料，且在其上塗覆感光材料 使用朵置卩脸# a τ 竭止1 將该感光材料曝光後，顯影作成傾斜之 4先材料的A製程； 及在該A製程之接 成倆过後’進行高溫處理，再進行餘刻以作 叠的B製^的絕緣體材料’且在該基板全面使金屬層 ，ί : ϋ Ϊ 5後，塗覆感光材料，*用光罩F曝光 程； 上之金屬的感光材料殘留的C製 及接續該C製程，進^ 、 後，將f i ^ 阿溫處理，使露出之金屬蝕刻 該? 去除的D製程； /光罩E ，係以一定的 量之遮光膜；而爷光 ^度形成一可連續的控制透光 圓環的遮光膜為其特徵。，係形成一透光量為⑽^半 —種橫型微螺線管之製造 園: 型螺旋線圈的斷面平分二μ去使形成在基板上之〜|黃 ，且係經由下列Α至=:等分，分成上半部與下半部 : 衣種所形成之方法；其係具備 在該基板上層疊絕緣體材 ，使用光罩A將該感光# 7 ’且在其上塗覆感光材料 之斷面形狀形成正圓形的料暴光_影，以使感光材料 將基礎材料與該感光材料I半部，接著經由乾式蝕刻 面形狀轉移至基礎材料，' 起餘刻，使感光材料之斷 之下半部的A製程； 使凹槽斷面形狀形成正圓形

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   2002.11.11.030 518618 -— Ά m〇77^_ 年月 a 六、申請專利範圍 及在該A製程中所作成之凹槽狀部分，形成虫 圈下半部之金屬配線的B製程； 乂 1旋形後 修正

   及為使構成螺旋線圈中空部分之斷面的正圓一 等，在該B製程中所形成之金屬配線上^最，形戍 料，且在斷面之正圓中空部分的半徑塗^ ^，緣體亦.置R日i κ , 〇 i 1 § #度 相 材料 ^ 一丨叫〜》叫丨一 4刀μ干從室覆相 的感光材料，使用光罩Β曝光顯影，且在該二：良 形成之金屬配線的内側，使用絕緣體材料作I f邛所 螺旋形線圈中空部分之圓柱的C製程； 形成 及在該C製程中所作成之圓柱上 半部之金屬配線的D製程； 形成螺旋形線圈上 及在該D製程之後 ，…必双上白勺絕 體材料去除，使螺旋線圈從基板上切離的E掣程'· 該光罩A，為使斷面正圓之半圓形的凹槽形基板 上’在光100%可透過的玻璃上’使超過凹槽寬度黎部 分形成透光量0%的遮光膜，且以該凹槽之最深位 為中央，從該透光量0%之遮光膜的内侧朝向中央，設 一從0%至100%之可連續控制的遮光膜；而光罩B，為 :斷面正圓之一半的圓柱經由絕緣體材料而突出形成 f基板上，與該光罩A之透光量係在相反的關係下， 没有一可控制的遮光膜為其特徵。 一種縱型微螺線管之製造方法，其係具備· 在該基板上層疊第一絕緣體材料後， L 體材料，且在其上塗覆戍光：：祐再層豐第二絕緣 说忒尤材枓，使用来1 r蔣蚌咸 光材料曝光後，顯影作成螺旋形β # g尤罩L將3 A 又糸万疋形感先材料的A製程； 错由寻向性蝕刻將基板上的絕緣

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   -MK 891077^ 六、 申請專利範圍 及在/ A ‘ ％之後，進行鬲溫處理使感光材料 再進行蝕刻使感光材料下之第一絕緣體材料，， 形狀，且在該第一絕緣體材料上使金屬層疊的B j旋 ; $輕 及在該B製程之後，塗覆感光材料，使用光罩β暾 有被覆螺旋構造底座上之金屬的感光材：i 留的c製程； 巧 及接續該c製程，逸杆；、、西_ $田 ..t 衣枉進仃冋/皿處理，使露出之金屬蝕刻 後 將感光材料去除的d製程； 及在該D製程之後，藉由等向性蝕刻將基板上的第一 絕緣體材料去除，I螺旋線圈從基板上切離的e製程 可使光100%透過的玻璃上，形成 口 々Λ 1 η rv λ / 一 a Λ 該光罩 透光量 膜；而 膜為其 一種縱 在該基 體材料 光材料 及在該 成傾斜 屬層疊 及在該 C，係在 以圓環狀 該光罩D 特徵。 型微螺線 板上層叠 ，且在其 曝光後， A製程之 構造的第 的B製程 B製程之 且，i〇0%至0%之間可連續控制的 係形成一透光量為〇 %之圓環的遮光 官之製造方法，其係具備： 第一絕緣體材料後，再層疊第二絕緣 上塗覆感光材料，使用光罩E將該感 顯影作成傾斜之感光材料的A製程: 後’進行高溫處理，再進行蝕刻以作 二絕緣體材料，且在該基板全面使金 後 塗覆感光材料，使用光罩F曝光

   518618 _案號891Q7.733_年月日_修正_ 六、申請專利範圍 ，顯影後被覆傾斜面上之金屬的感光材料殘留的C製 程； 及接續該C製程，進行高溫處理，使露出之金屬蝕刻 後，將感光材料去除的D製程； 及在該D製程之後，藉由等向性蝕刻將基板上的第一 絕緣體材料去除，使螺旋線圈從基板上切離的E製程 j 該光罩E ，係從矩形之一邊向對面的邊，其透光量連 續的變化；而該光罩F ，係形成一透光量為0 %之半圓 環的遮光膜5 a為其特徵。

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