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KR20160147161A - Method of manufacturing for flux and pressure detection board - Google Patents

Method of manufacturing for flux and pressure detection board Download PDF

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KR20160147161A
KR20160147161A KR1020150083349A KR20150083349A KR20160147161A KR 20160147161 A KR20160147161 A KR 20160147161A KR 1020150083349 A KR1020150083349 A KR 1020150083349A KR 20150083349 A KR20150083349 A KR 20150083349A KR 20160147161 A KR20160147161 A KR 20160147161A
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KR
South Korea
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thin film
sensor
substrate
flow rate
sensing
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Ceased
Application number
KR1020150083349A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김주형
이영준
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020150083349A priority Critical patent/KR20160147161A/en
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Abstract

본 발명은 유량 및 압력 감지 기판 제조방법에 관한 것으로서, (a) 실리콘 기판의 상부 및 하부에 제1 박막과 제2 박막을 증착하는 단계, (b) 상기 제1 박막의 상부에 유량센서인 제1 감지부와 발열부를 형성하는 단계, (c) 상기 유량센서의 상부에 PR 코팅을 형성하는 단계, (d) 상기 PR 코팅된 부분의 일부를 리소그래피 처리하는 단계, (e) 리소그래피 처리된 부분에 압력센서인 제2 감지부를 증착하는 단계, (f) 상기 PR 코팅을 리프트 오프하는 단계, (g) 상기 유량센서와 상기 압력센서에 전극을 각각 증착하는 단계, (h) 상기 유량센서 및 상기 압력센서의 상부에 제3 박막을 증착하는 단계, 그리고 (i) 상기 실리콘 기판 및 상기 제2 박막의 일부분에 KOH 식각을 통해 상기 실리콘 기판의 하부를 개방하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 하나의 기판을 이용하여 온도, 유량, 유속 및 압력을 모두 감지할 수 있어, 유량 감지용 기판과 압력 감지용 기판을 따로 구비할 때보다 기판 설치에 소요되는 공간을 소형화할 수 있는 복합센서 기판의 제조공정을 제공할 수 있는 효과가 있다.(A) depositing a first thin film and a second thin film on top and bottom of a silicon substrate, (b) depositing a first thin film and a second thin film on the first thin film, (C) forming a PR coating on top of the flow sensor, (d) lithographically processing a portion of the PR coated portion, (e) applying a lithographic treatment to the lithographic treated portion, (F) depositing electrodes on the flow sensor and the pressure sensor, (h) depositing electrodes on the flow sensor and the pressure sensor, (h) depositing electrodes on the flow sensor and the pressure sensor, Depositing a third thin film on top of the sensor, and (i) opening a lower portion of the silicon substrate through a KOH etch to a portion of the silicon substrate and the second thin film. Therefore, it is possible to detect temperature, flow rate, flow rate, and pressure using a single substrate, and it is possible to reduce the space required for substrate mounting compared with the case of separately providing a substrate for detecting a flow rate and a substrate for pressure sensing There is an effect that a manufacturing process of a sensor substrate can be provided.

Description

유량 및 압력 감지 기판 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING FOR FLUX AND PRESSURE DETECTION BOARD}FIELD AND PRESSURE DETECTION BOARD BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 유량 및 압력 감지 기판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 유체의 온도, 유속, 유량 및 압력을 감지하는 기판을 제조하기 위한 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a flow rate and pressure sensing substrate, and more particularly, to a manufacturing method for manufacturing a substrate for sensing temperature, flow rate, flow rate and pressure of a fluid.

유속을 검출하는 유속 센서로서, 발열소자를 구비하고, 발열소자의 온도를 측정하여 측정된 발열소자의 온도변화에 따라 유속을 산출하는 기술이 개시되고 있다.As a flow rate sensor for detecting a flow rate, there is disclosed a technique of providing a heat generating element and measuring the temperature of the heat generating element and calculating the flow velocity according to the temperature change of the measured heat generating element.

발열소자를 이용한 유속 센서의 한 예로서, 대한민국 등록특허공보 제 0931702, 발명의 명칭 서모파일 유속 센서가 있다.As an example of a flow rate sensor using a heat generating element, Korean Patent Registration No. 0931702, entitled Thermopile Flow Rate Sensor, is known.

선행문헌의 경우, 저항을 발열체로 이용하고 적어도 두 개의 온도 감지부를 포함하여, 온도 감지부에서 측정된 온도 변화를 이용하여 피계측 유체의 유속 및 유량을 측정한다.In the case of the prior art, the flow rate and the flow rate of the measurement fluid are measured by using the resistance as a heating element and including at least two temperature sensing portions and using the temperature change measured by the temperature sensing portion.

그러나 이러한 선행문헌의 경우 온도 감지부를 구비하여 유체의 유속과 유량만을 측정하는 것이어서 피계측 유체의 압력을 측정하기 위해서는 압력 센서를 별도로 구비해야 하는 단점이 있다.However, in the case of this prior art document, a temperature sensing unit is provided to measure only the flow rate and flow rate of the fluid, so that a pressure sensor must be separately provided to measure the pressure of the measurement fluid.

따라서, 유량 감지 센서와 압력 센서를 모두 구비하는 복합 센서의 개발 및 이의 제조방법이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for the development of a composite sensor including both a flow rate sensor and a pressure sensor, and a manufacturing method thereof.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유체의 온도, 유량, 유속, 그리고 압력을 모두 감지할 수 있는 복합 센서 기판의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of manufacturing a composite sensor substrate capable of sensing temperature, flow rate, flow velocity, and pressure of a fluid.

본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법은 (a) 실리콘 기판의 상부 및 하부에 제1 박막과 제2 박막을 증착하는 단계, (b) 상기 제1 박막의 상부에 유량센서인 제1 감지부와 발열부를 형성하는 단계, (c) 상기 유량센서의 상부에 PR 코팅을 형성하는 단계, (d) 상기 PR 코팅된 부분의 일부를 리소그래피 처리하는 단계, (e) 리소그래피 처리된 부분에 압력센서인 제2 감지부를 증착하는 단계, (f) 상기 PR 코팅을 리프트 오프하는 단계, (g) 상기 유량센서와 상기 압력센서에 전극을 각각 증착하는 단계, (h) 상기 유량센서 및 상기 압력센서의 상부에 제3 박막을 증착하는 단계, 그리고 (i) 상기 실리콘 기판 및 상기 제2 박막의 일부분에 KOH 식각을 통해 상기 실리콘 기판의 하부를 개방하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.(A) depositing a first thin film and a second thin film on top and bottom of a silicon substrate, (b) depositing a first thin film and a second thin film on the first thin film, (C) forming a PR coating on top of the flow sensor, (d) lithographically processing a portion of the PR coated portion, (e) exposing the lithographic processed (F) depositing electrodes on the flow sensor and the pressure sensor, (h) depositing electrodes on the flow sensor and the pressure sensor, Depositing a third thin film on top of the pressure sensor, and (i) opening a lower portion of the silicon substrate through a KOH etch to a portion of the silicon substrate and the second thin film .

한 예에서, 상기 (b) 단계에서 형성되는 압력센서는 Pt/Ti 층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In one example, the pressure sensor formed in step (b) is formed of a Pt / Ti layer.

한 예에서, 상기 (b) 단계에서 형성되는 압력센서는 Cu/a-Si층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In one example, the pressure sensor formed in step (b) is formed of a Cu / a-Si layer.

이때, 상기 (e) 단계에서 증착되는 상기 압력센서는 TaN/Chromel 박막인 것을 특징으로 한다.In this case, the pressure sensor deposited in the step (e) is a TaN / Chromel thin film.

다른 한 예에서, 상기 (e) 단계에서 증착되는 상기 압력센서는 Cr/Chromel 박막인 것을 특징으로 한다.In another example, the pressure sensor deposited in the step (e) is a Cr / Chromel thin film.

이러한 특징에 따르면, 상기한 단계들로부터 발열부와 제1 감지부를 포함하는 유량 센서와 제2 감지부인 압력 센서를 동일 기판에 구현할 수 있어, 유량 센서와 압력 센서를 구비하는 복합센서를 제조할 수 있다.According to this aspect, the flow sensor including the heat generating unit and the first sensing unit and the pressure sensor, which is the second sensing unit, can be implemented on the same substrate from the above steps, so that a composite sensor including a flow sensor and a pressure sensor can be manufactured have.

그리고, 상기한 단계들로부터 제조된 복합센서는 유체의 온도, 유량, 유속 및 압력을 감지할 수 있어 기판의 소형화 구현이 가능한 효과가 있다.In addition, the composite sensor manufactured from the above steps can detect the temperature, flow rate, flow rate, and pressure of the fluid, thereby achieving miniaturization of the substrate.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법에 의해 형성될 유량 및 압력 감지 기판의 구조를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법에 따라 형성된 유량 및 감지 기판의 제1 감지부에서 출력하는 제1 그래프를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법에 따라 형성된 유량 및 감지 기판의 제1 감지부에서 출력하는 제2 그래프를 나타낸 도면이다. 1 is a side view showing the structure of a flow rate and pressure sensing substrate to be formed by a flow rate and pressure sensing substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a method of manufacturing a flow rate and pressure sensing substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flow rate and pressure sensing substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a flow rate formed according to the flow rate and pressure sensing substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention and a first graph output from the first sensing unit of the sensing substrate.
FIG. 5 is a graph showing a flow rate formed according to the flow rate and pressure sensing substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention, and a second graph output from the first sensing unit of the sensing substrate.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판 제조방법을 설명한다.A method of manufacturing a flow rate and pressure sensing substrate according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 유량 및 압력 감지 기판 제조방법에 의해 최종적으로 형성될 유량 및 감지 기판을 도 1을 참고로 하여 설명한다.First, a flow rate and a sensing substrate to be finally formed by the flow rate and pressure sensing substrate manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.

도 1에 도시한 것처럼, 유량 및 압력 감지 기판은 실리콘 기판(10), 실리콘 기판(10) 상부에 형성된 제1 멤브레인 박막(21), 제1 멤브레인 박막(21) 상부에 형성된 복수 개의 제1 감지부(41, 42, 43, 44)와 발열부(30) 및 제2 감지부(50), 그리고 상부에 형성된 제3 멤브레인 박막(23)과 실리콘 기판(10)의 하부에 형성된 제2 멤브레인 박막(22)을 포함한다.1, the flow rate and pressure sensing substrate includes a silicon substrate 10, a first membrane membrane 21 formed on the silicon substrate 10, a plurality of first sensing membranes 21 formed on the first membrane membrane 21, And a third membrane thin film 23 formed on the upper portion of the silicon substrate 10 and the second membrane thin film 23 formed on the lower portion of the silicon substrate 10, (22).

실리콘 기판(Si wafer)(10)는 6인치 p-type 실리콘 기판일 수 있다.The silicon wafer (Si wafer) 10 may be a 6 inch p-type silicon substrate.

제1 멤브레인(membrane) 박막(21)는 실리콘 기판(10)의 상부에 증착된 박막으로서, Si3N4 박막인 것이 좋다.The first membrane thin film 21 is a thin film deposited on the top of the silicon substrate 10 and may be a Si 3 N 4 thin film.

이때, 제1 멤브레인 박막(21)은 LP-CVD(low pressure chemical vapor deposition)을 이용하여 실리콘 기판(10)의 상부에 증착되는 것이 좋다.At this time, the first membrane thin film 21 is preferably deposited on the silicon substrate 10 using LP-CVD (low pressure chemical vapor deposition).

발열부(30)는 전기 접속에 따라 열을 발생하는 백금(Pt)(32) 히터로서, 제1 멤브레인 박막(21) 사이에 티타늄(Ti)(31) 버퍼 층을 포함한 형태의 Pt/Ti층 구조를 갖는다.The heating unit 30 is a platinum (Pt) heater 32 that generates heat in accordance with electrical connection. The heater 30 includes a Pt / Ti layer 31 including a buffer layer of titanium (Ti) 31 between the first membrane films 21, Structure.

이때, 백금(32) 부분은 패턴으로서 형성될 수 있다.At this time, the platinum 32 portion may be formed as a pattern.

그리고 이때, 백금(32)과 티타늄(31) 버퍼 층인 Pt/Ti 층인 발열부(30)는 E-beam evaporator를 이용하여 박막 형태로 형성될 수 있다.At this time, the heating unit 30, which is a Pt / Ti layer, which is a buffer layer of platinum 32 and titanium 31, may be formed in a thin film form using an E-beam evaporator.

복수 개의 제1 감지부(40)는 발열부(30)를 중심으로 하여 동일한 간격을 갖고 형성되고, 한 예에서, 제1 감지부(40)는 도 1 에 도시한 것처럼 발열부(30)를 중심으로 각각 두 개씩 형성될 수 있다.The plurality of first sensing units 40 are formed at equal intervals around the heat generating unit 30. In one example, the first sensing unit 40 includes the heat generating unit 30 as shown in FIG. Respectively.

한 예에서, 발열부(30)와 제1 감지부(40) 사이의 간격 및 인접하는 두 개의 제1 감지부(41, 42) 사이의 간격은 500㎛인 것이 좋다.In one example, the interval between the heat generating unit 30 and the first sensing unit 40 and the interval between the two adjacent first sensing units 41 and 42 may be 500 占 퐉.

그러나 이때, 발열부(30)를 중심으로 하여 형성되는 제1 감지부(40)의 개수는 세 개이거나 초과할 수 있다.However, at this time, the number of the first sensing units 40 formed around the heat generating unit 30 may be three or more.

한 예에서, 발열부(30)를 중심으로 형성되는 제1 감지부(40)의 개수가 많을수록, 발열부(30)에서 발생한 열의 변화를 좀더 민감하게 감지할 수 있다. In one example, the greater the number of the first sensing portions 40 formed around the heat generating portion 30, the more sensitively the change in the heat generated in the heat generating portion 30 can be sensed.

이처럼, 복수 개의 제1 감지부(40)는 발열부(30)에서 발생한 열의 변화를 감지하는 온도 감지부로서, 감지한 온도에 따라 저항을 발생하여 저항 값을 출력한다.As described above, the plurality of first sensing units 40 is a temperature sensing unit that senses a change in heat generated in the heat generating unit 30, and generates a resistance according to the sensed temperature to output a resistance value.

그리고, 발열부(30)에 인접하지 않고 떨어져 위치하는 제1 감지부(예로써, 41, 44)는 유체의 온도를 측정하여 출력한다.The first sensing units (for example, 41 and 44) located apart from the heating unit 30 measure the temperature of the fluid and output the measured temperature.

이때, 제1 감지부(40) 중 발열부(30)에 인접하여 위치하는 제1 감지부(예로써, 42, 43)는 제1 감지부(40)의 상부 부분을 지나가는 유체, 예로써, 물의 온도에 따라 저항을 발생한다.At this time, the first sensing units (for example, 42 and 43) positioned adjacent to the heating unit 30 among the first sensing units 40 may be a fluid passing through the upper portion of the first sensing unit 40, Resistance is generated according to the temperature of water.

자세하게는, 발열부(30)와 바로 인접하는 제1 감지부(43)의 경우 발열부(30)와 떨어져 위치하는 제1 감지부(44)보다 높은 온도를 감지하고, 복수 개의 제1 감지부(41, 42, 43, 44)를 구비하여 각각 온도를 감지하게 된다.More specifically, the first sensing unit 43 immediately adjacent to the heat generating unit 30 senses a temperature higher than that of the first sensing unit 44 located away from the heat generating unit 30, (41, 42, 43, 44) to sense the respective temperatures.

이러한 제1 감지부(40)는 발열부(30)와 동일한 Pt/Ti박막 형상으로 형성되어, 도 4에 도시한 그래프와 같이 온도에 따른 저항값을 출력한다.The first sensing unit 40 is formed in the same Pt / Ti thin film as the heating unit 30 and outputs a resistance value according to temperature as shown in the graph of FIG.

도 4에 도시한 것처럼, 제1 감지부(40)가 Pt/Ti 박막일 때, 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 선형적으로 높아지는 형태로 저항 값을 출력한다.As shown in FIG. 4, when the first sensing unit 40 is a Pt / Ti thin film, the resistance value is outputted in a form such that the resistance linearly increases as the temperature rises.

다른 한 예에서, 제1 감지부(40)는 비정질 실리콘(a-Si)과 구리(Cu)로 형성된 Cu/a-Si 박막으로 형성될 때, 제1 감지부(40)는 도 5에 도시한 그래프와 같이 온도가 높아짐에 따라 저항 값이 반비례 그래프 형상으로 줄어드는 형태로 저항 값을 출력한다.In another example, when the first sensing portion 40 is formed of a Cu / a-Si thin film formed of amorphous silicon (a-Si) and copper (Cu) As shown in the graph, the resistance value is outputted in a form in which the resistance value decreases to the inverse graph shape as the temperature increases.

다시 도 1을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유량 및 압력 감지 기판의 구조를 설명하면, 제2 감지부(50)는 제1 감지부(44)와 떨어져 위치하고, 압력을 감지하여 압력 값을 출력한다.Referring to FIG. 1, the structure of the flow rate and pressure sensing substrate according to an embodiment of the present invention will be described. The second sensing unit 50 is located apart from the first sensing unit 44, Output the value.

이때, 제2 감지부(50)는 크롬(Cr)과 크로멜(Chromel)을 포함하는 Cr/Chromel 박막으로서, 스퍼터를 이용하여 제1 멤브레인 박막(21)의 상부에 증착된다.At this time, the second sensing unit 50 is a Cr / Chromel thin film including chromium (Cr) and chrome (Chromel), and is deposited on the first membrane thin film 21 by using a sputter.

다른 한 예에서, 제2 감지부(50)는 TaN/Chromel 박막으로 형성될 수 있다.In another example, the second sensing portion 50 may be formed of a TaN / Chromel thin film.

그리고, 제2 감지부(50)를 제1 멤브레인 박막(21)에 고정시키는 전극(60; 61, 62)이 Ti/Al 형태로 형성될 수 있다.The electrode 60 (61, 62) for fixing the second sensing portion 50 to the first membrane thin film 21 may be formed of Ti / Al.

제3 멤브레인 박막(23)은 복수 개의 제1 감지부(41, 42, 43, 44)와 발열부(30), 제2 감지부(50) 및 전극(60)의 상부에 도포된 보호 박막으로서, 제1 멤브레인 박막(21)과 마찬가지로 Si3N4 박막으로 형성될 수 있다.The third membrane thin film 23 is a protective thin film coated on top of the plurality of first sensing portions 41, 42, 43, and 44, the heating portion 30, the second sensing portion 50, , The first membrane thin film 21 may be formed of a Si 3 N 4 thin film.

이러한 제3 멤브레인 박막(23)은 PE-CVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)을 이용하여 증착될 수 있다.The third membrane thin film 23 may be deposited using plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD).

그리고, 제2 멤브레인 박막(22)은 실리콘 기판(10)의 하부에 증착되는 Si3N4 박막으로서, 제1 멤브레인 박막(21)과 같이 LP-CVD로 증착되는 것이 좋다.The second membrane thin film 22 is a Si 3 N 4 thin film deposited on the lower portion of the silicon substrate 10 and may be deposited by LP-CVD like the first membrane thin film 21.

또한, 실리콘 기판(10) 및 제2 멤브레인 박막(22)은 개방 구조(70; 71, 72)를 갖는데, 이는 KOH 식각을 통해 개방되는 부분이며, 이와 같이 개방구조를 형성함에 따라 실리콘 기판(10)의 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the silicon substrate 10 and the second membrane film 22 have open structures 70 (71, 72), which are opened through KOH etching. As the open structure is formed, the silicon substrate 10 ) Can be improved.

그리고 이때, 실리콘 기판(10) 및 제2 멤브레인 박막(22)에 개방 구조가 형성됨에 따라, 제2 멤브레인 박막(22)은 개방된 구조로 형성된 실리콘 기판(10)의 하단에 각각 형성된 구조의 제2 멤브레인 박막(22; 22a, 22b, 22c)일 수 있다.At this time, since the openings are formed in the silicon substrate 10 and the second membrane thin film 22, the second membrane thin film 22 has a structure of the structure formed at the lower end of the silicon substrate 10, 2 membrane thin film 22 (22a, 22b, 22c).

도 1을 참고로 하여 설명한 것과 같은 구조를 갖는 유량 및 압력 감지 기판의 제조흐름을 도 2 및 도 3을 참고로 하여 설명하면, 먼저, (a) 단계에서 실리콘 기판(10)의 상부 및 하부에 Si3N4 박막인 제1 박막(21)과 제2 박막(22)을 증착한다.2 and 3, a flow of manufacturing a flow rate and pressure sensing substrate having a structure as described with reference to FIG. 1 will be described. First, in step (a) The first thin film 21 and the second thin film 22 which are Si3N4 thin films are deposited.

그런 다음, (b) 단계에서 Si3N4 박막인 제1 박막(21)의 상부에 유량센서 증착을 위해 복수 개의 제1 감지부(30)와 발열부를 형성한다.Then, in step (b), a plurality of first sensing parts 30 and a heat generating part are formed on the first thin film 21, which is a Si3N4 thin film, for deposition of a flow sensor.

이때, 도 1을 참고로 하여 설명한 유량 및 압력 감지 기판에서 제1 감지부(40) 및 발열부(30)로 형성하였으나, 제1 감지부(40)와 발열부(30)는 동일한 물질 및 구조로 형성되므로 도 2를 참고로 하는 제조방법의 흐름에서는 제1 감지부(40)와 발열부(30)를 동일하게 유량센서(30)로 삼아 설명하도록 한다.1, the first sensing unit 40 and the heat generating unit 30 are formed of the same material and structure as the first sensing unit 40 and the heating unit 30 in the flow rate and pressure sensing substrate described with reference to FIG. The first sensing unit 40 and the heat generating unit 30 will be described as the same flow sensor 30 in the flow of the manufacturing method with reference to FIG.

그리고 이때, 유량센서(30)는 백금 층(32)과 티타늄 버퍼 층(31)을 포함한다.At this time, the flow sensor 30 includes a platinum layer 32 and a titanium buffer layer 31.

다른 한 예에서, (b) 단계에서 형성하는 유량센서(30)는 비정질 실리콘과 구리를 포함하는 박막일 수 있다.In another example, the flow sensor 30 formed in step (b) may be a thin film containing amorphous silicon and copper.

(c) 단계에서, 유량센서(30)의 상부와 제1 박막(21)의 상부를 PR 코팅(90) 형성하고, (d) 단계에서는 PR 코팅(90)된 부분의 일부에 리소그래피(lithography) 처리한다.a PR coating 90 is formed on the upper portion of the flow sensor 30 and the upper portion of the first thin film 21 in step (c), and lithography is performed on a part of the PR coating 90 in step (d) .

다음으로, (e) 단계에서는 리소그래피 처리된 부분에 압력센서인 제2 감지부(50)를 증착한다.Next, in step (e), the second sensing unit 50, which is a pressure sensor, is deposited on the lithographically processed portion.

(f) 단계에서는 (c) 단계에서 형성된 PR 코팅(90)를 리프트 오프(lift-off)하고, (g) 단계에서는 유량센서(30)와 압력센서인 제2 감지부(50)에 전극(60; 61, 62)을 각각 증착한다.In step (f), the PR coating 90 formed in step (c) is lifted off. In step (g), the flow sensor 30 and the second sensing part 50, which is a pressure sensor, 60, 61 and 62, respectively.

그런 다음, (h) 단계에서, 유량센서(30)와 제2 감지부(50)의 보호를 위해서 제3 박막(23)인 Si3N4 박막을 제1 감지부(30) 및 제2 감지부(50)의 상부면에 증착한다.Then, in step (h), the Si3N4 thin film as the third thin film 23 is applied to the first sensing unit 30 and the second sensing unit 50 Lt; / RTI >

마지막으로, (i) 단계에서, 실리콘 기판(10) 및 제2 박막(22)의 일부분에 KOH 식각을 통해 실리콘 기판(10)의 하부를 개방(71, 72)한다.Finally, in the step (i), the lower portion of the silicon substrate 10 is opened (71, 72) by KOH etching on a part of the silicon substrate 10 and the second thin film 22.

이러한 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 생성될 유량 및 압력 감지 기판은 유량센서(30) 그리고 제2 감지부(50)를 동일 기판 상에 형성하게 되므로, 유량센서(30)와 제2 감지부(50)인 압력센서를 하나의 기판에 복합적으로 형성할 수 있게 된다.Since the flow rate and pressure sensing substrate to be produced by the manufacturing method including these steps forms the flow sensor 30 and the second sensing unit 50 on the same substrate, the flow sensor 30 and the second sensing unit 50) can be formed in a complex manner on one substrate.

즉, 하나의 기판을 이용하여 유체의 온도, 유량, 유속 및 압력을 모두 감지할 수 있어, 유량 감지용 기판과 압력 감지용 기판을 따로 구비할 때보다 기판 설치에 소요되는 공간을 소형화할 수 있는 효과가 있다.That is, it is possible to detect the temperature, the flow rate, the flow rate, and the pressure of the fluid by using a single substrate, and it is possible to reduce the space required for mounting the substrate, It is effective.

이때, (b) 단계에서 형성되는 유량센서(30)는 기판 상부를 이동하는 유체의 열을 감지하는데, 자세하게는, 유체의 온도를 감지하여 온도정보로서 측정하고, 감지한 유체의 온도 변화에 따라 저항 값 변화를 측정하여, 측정된 온도정보 및 저항 값 변화를 출력한다.At this time, the flow sensor 30 formed in the step (b) senses the heat of the fluid moving on the substrate, more specifically, it senses the temperature of the fluid and measures it as temperature information. The change in resistance value is measured, and the measured temperature information and resistance value change are output.

그리고, 제2 감지부(50)는 기판 상부를 이동하는 유체의 압력을 감지하여 압력값을 출력한다.The second sensing unit 50 senses the pressure of the fluid moving on the upper surface of the substrate and outputs a pressure value.

따라서, 유량센서(30) 및 제2 감지부(50)로부터 온도정보, 저항 변화 값, 압력값이 출력되므로, 본 발명의 유량 및 압력 감지 기판 제조방법에 의해 형성되는 유량 및 압력 감지 기판은, 기판 상에 추가로 구비되는 처리부 등(미도시)을 통해 온도정보, 저항 값 변화, 압력값을 가공하여 온도, 유량 및 유속, 그리고 압력값을 각각 추출할 수 있다.Accordingly, since the temperature information, the resistance change value, and the pressure value are output from the flow sensor 30 and the second sensing unit 50, the flow rate and pressure sensing substrate formed by the flow rate and pressure sensing substrate manufacturing method of the present invention, The temperature information, the resistance value change, and the pressure value can be processed through a processing unit (not shown) provided on the substrate to extract temperature, flow rate, flow rate, and pressure value.

이때, 유량센서(30)에서 출력한 저항 변화 값은, 유량센서(30)가 Pt/Ti일 때, 도 4의 그래프와 같이 저항 변화 양상을 갖고, 유량센서(30)가 Cu/a-Si일 때, 도 5의 그래프와 같이 저항 변화 양상을 가지므로, 처리부에서 저항 변화 값에 따라 유체의 유량 및 유속을 산출한다.At this time, the resistance change value output from the flow sensor 30 has a resistance change pattern as shown in the graph of FIG. 4 when the flow sensor 30 is Pt / Ti, and the flow sensor 30 is made of Cu / a-Si 5, the processing unit calculates the flow rate and flow rate of the fluid according to the resistance change value.

예로써, 도 3의 그래프처럼 나타나는 저항 변화값에 따라 유량 및 유속을 산출하는 경우, 연속하는 두 시간 단위에서 유량센서(30)에서 출력한 저항 값이 큰 폭으로 감소함에 따라, 처리부는 온도가 큰 폭으로 감소했다는 것으로 판단하며, 유체의 유속이 매우 빠른 것으로 계산한다.For example, when calculating the flow rate and the flow rate according to the resistance change value appearing in the graph of FIG. 3, as the resistance value output from the flow rate sensor 30 is greatly reduced in two consecutive time units, And it is calculated that the flow rate of the fluid is very fast.

한편, 연속하는 두 시간 단위에서 저항 값이 작은 폭으로 감소함에 따라 처리부는 온도가 작은 폭으로 감소했다고 판단하며, 유체의 유속이 느린 것으로 계산한다.On the other hand, as the resistance value decreases to a small width in two consecutive time units, the processing unit determines that the temperature has decreased to a small width and calculates that the flow rate of the fluid is slow.

그리고, 도 4의 그래프처럼 나타나는 저항 변화값에 따라 유량 및 유속을 산출하는 경우, 연속하는 두 시간 단위에서 저항 값이 큰 폭으로 증가함에 따라 처리부는 온도가 큰 폭으로 감소했다고 판단하며, 유체의 유속이 느린 것으로 계산한다.When the flow rate and the flow velocity are calculated according to the resistance change value as shown in the graph of FIG. 4, the processor determines that the temperature has greatly decreased as the resistance value increases greatly in two consecutive time units. It is calculated that the flow rate is slow.

반면, 연속하는 두 시간 단위에서 저항 값이 작은 폭으로 증가함에 따라 처리부는 온도가 작은 폭으로 감소했다고 판단하며, 유체의 유속이 느린 것으로 계산한다.On the other hand, as the resistance value increases slightly in two consecutive time units, the processor determines that the temperature has decreased to a small width and calculates that the flow rate of the fluid is slow.

이때, 도 4의 그래프와 같은 형태로 저항 값이 변하는 유량센서(30)를 구비함에 따라, 처리부는 저항 값의 변화를 민감하게 추출할 수 있어 유체의 유속을 좀더 세밀하게 계산할 수 있는 효과가 있다.At this time, since the flow sensor 30 having the resistance value changed in the form of the graph of FIG. 4 is provided, the processing unit can sensitively extract the change of the resistance value, and the flow rate of the fluid can be finely calculated .

또한, 기판에 구비될 수 있는 처리부는 유량센서(30)에서 출력한 저항값 변화를 이용하여 유체의 유량을 판단한다.In addition, the processing unit, which may be provided in the substrate, determines the flow rate of the fluid by using a change in the resistance value output from the flow rate sensor 30.

예로써, 저항 값 변화 폭이 큰 경우 유량이 적다고 판단하고, 저항 값 변화가 비교적 없는 경우 유체의 유량이 많다고 판단한다.For example, when the resistance value variation width is large, it is determined that the flow rate is small, and when the resistance value variation is not relatively large, it is determined that the fluid flow rate is large.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

10 : 실리콘 기판 21 : 제1 멤브레인 박막
22 : 제 멤브레인 박막 23 : 제3 멤브레인 박막
30 : 발열부 40 : 제1 감지부
50 : 제2 감지부10: silicon substrate 21: first membrane thin film
22: Membrane thin film 23: Third membrane thin film
30: a heating unit 40: a first sensing unit
50: second sensing unit

Claims (5)

(a) 실리콘 기판의 상부 및 하부에 제1 박막과 제2 박막을 증착하는 단계,
(b) 상기 제1 박막의 상부에 유량센서인 제1 감지부와 발열부를 형성하는 단계,
(c) 상기 유량센서의 상부에 PR 코팅을 형성하는 단계,
(d) 상기 PR 코팅된 부분의 일부를 리소그래피 처리하는 단계,
(e) 리소그래피 처리된 부분에 압력센서인 제2 감지부를 증착하는 단계,
(f) 상기 PR 코팅을 리프트 오프하는 단계,
(g) 상기 유량센서와 상기 압력센서에 전극을 각각 증착하는 단계,
(h) 상기 유량센서 및 상기 압력센서의 상부에 제3 박막을 증착하는 단계, 그리고
(i) 상기 실리콘 기판 및 상기 제2 박막의 일부분에 KOH 식각을 통해 상기 실리콘 기판의 하부를 개방하는 단계
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량 및 압력 감지 기판 제조방법.(a) depositing a first thin film and a second thin film on top and bottom of a silicon substrate,
(b) forming a first sensing unit and a heat generating unit, which are flow sensors, on the first thin film,
(c) forming a PR coating on top of said flow sensor,
(d) lithographically treating a portion of the PR coated portion,
(e) depositing a second sensing portion, which is a pressure sensor, on the lithographically processed portion,
(f) lifting off the PR coating,
(g) depositing electrodes on the flow sensor and the pressure sensor, respectively,
(h) depositing a third thin film over the flow sensor and the pressure sensor, and
(i) opening a lower portion of the silicon substrate through a KOH etch to a portion of the silicon substrate and the second thin film
Wherein the pressure-sensitive adhesive layer is formed on the substrate. 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 형성되는 압력센서는 Pt/Ti 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유량 및 압력 감지 기판 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensor formed in step (b) is formed of a Pt / Ti layer. 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 형성되는 압력센서는 Cu/a-Si층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유량 및 압력 감지 기판 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensor formed in step (b) is formed of a Cu / a-Si layer. 제1항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 증착되는 상기 압력센서는 TaN/Chromel 박막인 것을 특징으로 하는 유량 및 압력 감지 기판 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensor deposited in step (e) is a TaN / Chromel thin film. 제1항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 증착되는 상기 압력센서는 Cr/Chromel 박막인 것을 특징으로 하는 유량 및 압력 감지 기판 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensor deposited in step (e) is a Cr / Chromel thin film.
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