KR101159697B1 - Fabrication method of invasive microelectode based on glass wafer - Google Patents
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Abstract
Translated fromKoreanDescription
Translated fromKorean본 발명은 글래스(유리) 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 유리(glass)를 침습형 전극의 절연체로 사용하는 침습형 전극을 제작함에 있어, 글래스 웨이퍼를 가공한 후 실리콘 웨이퍼와 접합하는 방법을 통한 침습형 전극 제작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for fabricating an invasive electrode based on glass (glass) wafer. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing an invasive electrode through a method of bonding a glass wafer to a silicon wafer after fabricating the invasive electrode using glass as an insulator of the invasive electrode. .
일반적으로, 침습형 전극 또는 마이크로 니들(micro needle)이라 함은 질병의 연구 또는 치료를 위하여 인체에 삽입되는 전극을 의미하며 통상적으로 마이크로전극 어레이(microelectrode array)형태로 제작되며 전극은 실리콘을 기반으로 제작된다.In general, an invasive electrode or a micro needle means an electrode inserted into a human body for the study or treatment of a disease, and is generally manufactured in the form of a microelectrode array, and the electrode is based on silicon. Is produced.
여기서, 침습형 전극 어레이의 각 전극들이 서로 전기적으로 연결되지 않도록 하기 위해서 일반적으로 유리등의 절연체가 상기 전극들을 격리시키는 구성이 요구된다. 이에 종래에는 마이크로 니들 어레이(micro needle array)를 제작하기 위해서 먼저 실리콘 웨이퍼에 일정한 깊이를 형성하고 유리가루를 채워넣은 후 퍼니스(furnace)에서 용융한 후 이를 다시 경화하는 등의 방식을 사용하는, 유리를 절연체로 한 침습형 전극의 제작방법을 사용하였는데, 이에 의하면, 공정의 증가 및 공정시간의 증가가 초래되는 문제점이 있었다.In order to prevent the electrodes of the invasive electrode array from being electrically connected to each other, an insulator such as glass is generally required to isolate the electrodes. Conventionally, in order to fabricate a micro needle array, a glass is formed by first forming a predetermined depth on a silicon wafer, filling glass powder, melting it in a furnace, and then hardening it again. A method of fabricating an invasive electrode having an insulator was used, and accordingly, there was a problem that an increase in process and an increase in process time were caused.
상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 글래스 웨이퍼에 침습형 전극이 형성된 부위를 형성한 후 실리콘 웨이퍼와 접합하여, 퍼니스 공정을 생략할 수 있는 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극을 제작하는 방법을 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention from the viewpoint of solving the above problems is to form a region on which the invasive electrode is formed on the glass wafer and then bonded to the silicon wafer, glass substrate based invasive electrode that can omit the furnace process In providing a method of producing.
상기 기술적 과제와 관련하여, 본 발명은, 글래스 웨이퍼(glass wafer) 및 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 준비하는 단계와, 글래스 웨이퍼의 일면에 적어도 하나 이상의 홈부를 형성하는 단계와, 상기 홈부에 글래스 웨이퍼를 관통하는 홀을 형성하는 단계와, 글래스 웨이퍼의 타면과 실리콘 웨이퍼의 일면을 접합하는 단계 및 실리콘 웨이퍼의 타면을 식각하여 홈부에 대응하는 침습형 전극을 형성하는 단계를 포함하는 침습형 전극의 제작방법을 개시한다.In connection with the above technical problem, the present invention, preparing a glass wafer (silicon wafer) and a silicon wafer (silicon wafer), forming at least one groove on one surface of the glass wafer, and the glass wafer Forming a hole penetrating through, bonding the other surface of the glass wafer and one surface of the silicon wafer and etching the other surface of the silicon wafer to form an invasive electrode corresponding to the groove portion The method is disclosed.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem of the present invention is not limited to the above-mentioned matters, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법은, (a) 글래스 웨이퍼(glass wafer) 및 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)를 준비하는 단계와, (b) 상기 글래스 웨이퍼의 일면에 적어도 하나 이상의 홈부를 형성하는 단계와, (c) 상기 홈부에 상기 글래스 웨이퍼를 관통하는 홀을 형성하는 단계와, (d) 상기 글래스 웨이퍼의 타면과 상기 실리콘 웨이퍼의 일면을 접합하는 단계 및 (e) 상기 실리콘 웨이퍼의 타면을 식각하여 상기 홈부에 대응하는 침습형 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a glass wafer-based invasive electrode manufacturing method according to the present invention includes (a) preparing a glass wafer and a silicon wafer, and (b) the glass. Forming at least one groove on one surface of the wafer, (c) forming a hole through the glass wafer in the groove, and (d) bonding the other surface of the glass wafer to one surface of the silicon wafer. And etching (e) the other surface of the silicon wafer to form an invasive electrode corresponding to the groove portion.
여기서, 상기 (b)단계는 (b1) 상기 글래스 웨이퍼의 일면에 상기 홈부를 형성하기 위한 패턴 포토리소스래피를 통해 마스킹하는 단계 및 (b2) 상기 마스킹된 패턴을 식각하여 상기 홈부를 형성하는 단계를 포함하는 것이 좋다.Here, the step (b) is a step of (b1) masking through a pattern photo resource to form the groove portion on one surface of the glass wafer and (b2) etching the masked pattern to form the groove portion It is good to include.
또한, 상기 (b2)단계에서 상기 마스킹된 패턴의 식각은 습식 식각용액을 도포하는 습식식각에 의하는 것이 바람직하다.In addition, the etching of the masked pattern in the step (b2) is preferably by wet etching to apply a wet etching solution.
그리고, 상기 (d)단계에서 상기 글래스 웨이퍼와 상기 실리콘 웨이퍼의 접합은 양극접합(anodic bonding)에 의하는 것이 바람직하다.In the step (d), the glass wafer is preferably bonded to the silicon wafer by anodic bonding.
또한 바람직하게는, 상기 (e)단계 이후에 (f) 상기 침습형 전극이 외부 장치와 전기적으로 연결 가능하도록 상기 홀에 전도성 분말(silver paste)을 충진하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 전도성 분말은 특히 은 분말(silver paste)로 하는 것이 더욱 바람직하다.Also preferably, after step (e), the method may further include (f) filling a conductive paste (silver paste) in the hole so that the invasive electrode may be electrically connected to an external device. In this case, the conductive powder is particularly preferably silver powder.
또한, 상기 (c)단계의 상기 홀은 펨토초 레이저 절삭(femtosecond laser ablation)을 이용하여 형성하는 것도 좋다.In addition, the hole of step (c) may be formed using femtosecond laser ablation.
그리고, 상기 (e)단계에서 침습형 전극의 형성은, (e1) 상기 실리콘 웨이퍼의 타면을 식각하여 실리콘 기둥을 형성하는 단계 및 (e2) 상기 실리콘 기둥을 등방성 식각방법에 의해 끝단을 뽀족하게 형성하는 단계를 포함하는 것도 좋을 것이다.In the step (e), the invasive electrode may be formed by (e1) etching the other surface of the silicon wafer to form a silicon pillar, and (e2) forming the silicon pillar with an end by isotropic etching. It would be nice to include a step to do this.
본 명세서의 기재내용으로부터 파악되는 본 발명에 의하면, 퍼니스(furnace)공정이 생략되므로 퍼니스 내에서 실리콘 웨이퍼가 유리 분말과 함께 가열되지 않으므로 실리콘 웨이퍼에 대한 물성 변화를 고려하지 않아도 되는 장점이 있다.According to the present invention grasped from the description of the present specification, since the furnace process is omitted, the silicon wafer is not heated together with the glass powder in the furnace, and thus there is an advantage that the physical property change for the silicon wafer is not considered.
또한 상기와 같은 장점으로 인해 실리콘 웨이퍼의 산화(oxidation growth)가 발생하지 않아 산화막 제거와 같은 별도의 공정을 시행하지 않아도 되는 장점이 있다.In addition, due to the advantages described above, there is no need to perform a separate process such as oxide film removal because oxidation growth of the silicon wafer does not occur.
또한 본 발명에 따르면, 퍼니스 가열 공정이 생략되므로 실리콘 웨이퍼의 삽입한 유리 가루가 실리콘 웨이퍼 표면으로 튀어나와 실리콘 웨이퍼의 표면이 고르지 않기 때문에 시행하여야 하는 폴리싱(polishing)등의 후처리 공정을 생략할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, since the furnace heating process is omitted, post-treatment processes such as polishing, which should be performed because the glass powder inserted into the silicon wafer protrudes to the surface of the silicon wafer and the surface of the silicon wafer is uneven, can be omitted. There is an advantage.
따라서, 본 발명에 의한 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법에 의하면 전체 공정의 수 및 공정 시간을 줄일 수 있다.Therefore, according to the method of manufacturing a glass wafer based invasive electrode according to the present invention, it is possible to reduce the total number of processes and the process time.
도 1은 종래의 유리를 절연체로 한 침습형 전극의 제작방법을 설명하기 위해 도시한 도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법을 설명하기 위해 도시한 도이다.1 is a view illustrating a method for manufacturing an invasive electrode using a glass as an insulator of the related art;
Figure 2 is a flow chart for explaining a glass wafer-based invasive electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention,
3 is a view illustrating a glass wafer-based invasive electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description herein, when a component is described as being connected to another component, this means that the component may be directly connected to another component or an intervening third component may be interposed therebetween. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. At this time, the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by it will be described as at least one embodiment, by which the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation is not limited.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 몇가지 용어에 대한 설명을 개시하여 동일의 물건 또는 물질을 의미하는 용어가 복수 개로 사용될 수 있어 이로 인한 혼란을 배제하기 위함이다. 본 명세서에서 사용되는 침습형 전극은 마이크로일렉트로드(microelectro), 마이크로 니들(micro needle)로 지칭될 수도 있으며, 침습형 전극을 제작하는 공정은 마이크로 니들 제작 공정, 마이크로일렉트로드 제작공정으로 지칭될 수도 있음에 유의하여야 한다. 또한, 글래스 웨이퍼는 유리 웨이퍼로 지칭될 수도 있으나 이는 같은 것임에 유의하여야 한다. 또한 글래스 웨이퍼의 일면, 글래스 웨이퍼의 타면이라는 용어가 사용되는데, 이는 일정한 형상을 갖는 글래스 웨이퍼에서 한쪽 면을 일면이라 하여 이 한쪽 면에 대응되는 반대쪽 면을 타면이라 지칭한 것임에 유의하여야 한다.First, a description of some terms used in the present specification is disclosed to avoid confusion caused by a plurality of terms meaning the same thing or substance. As used herein, the invasive electrode may be referred to as a microelectrode or a micro needle, and the process of manufacturing the invasive electrode may be referred to as a microneedle fabrication process or a microelectrode fabrication process. It should be noted. Glass wafers may also be referred to as glass wafers, but it should be noted that they are the same. In addition, the term “one side of the glass wafer, the other side of the glass wafer” is used. It should be noted that one side of the glass wafer having a predetermined shape is referred to as one side and the other side corresponding to this side is referred to as the other side.
이제, 본 발명에 대한 상세한 설명에 앞서, 종래 유리를 절연체로 한 침습형 전극의 제작방법에 관한 설명을 개시한다.Now, prior to the detailed description of the present invention, a description will be given of a method for manufacturing an invasive electrode having conventional glass as an insulator.
도 1은 종래의 유리를 절연체로 한 침습형 전극의 제작방법을 설명하기 위해 도시한 도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a method of manufacturing an invasive electrode using glass as an insulator.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 침습형 전극 제작방법은 (A) 실리콘 웨이퍼를 준비하는 단계, (B) 제1 그루브를 형성하는 단계, (C) 상기 (B)단계에서 형성된 그루브에 수직한 제2 그루부를 형성하는 단계, (D) 유리 가루를 그루부에 충진한 후 가열하는 단계 및 (E) 침습형 전극(microelectrode 또는 micro needle)을 형성하는 단계를 포함한다.As shown in FIG. 1, a conventional invasive electrode manufacturing method includes (A) preparing a silicon wafer, (B) forming a first groove, and (C) perpendicular to the groove formed in (B). Forming a second groove, (D) filling and then heating the glass powder to the groove, and (E) forming an invasive electrode (microelectrode or micro needle).
(A)단계에서 준비된 실리콘 웨이퍼(100)에 (B)단계에서 실리콘 웨이퍼(100)의 일면을 가공하는 단계를 시행한다. 여기의 가공은, 다이아몬드 블레이드를 이용하여 실리콘 웨이퍼에 일정한 깊이로 직선의 제1 그루브(110)를 형성하는 것이다.A step of processing one surface of the
(C)단계에서는 상기 제1 그루브(110)에 수직한 방향으로 제2 그루브(120)를 형성하는데, (B)단계에서와 마찬가지로 다이아몬드 블레이드를 이용하여 실리콘 웨이퍼(100)에 일정한 깊이로 직선의 제2 그루브(120)를 형성한다. 이에 의해 실리콘 웨이퍼(100)의 일면에서는 제1 그루브(110)와 제2 그루브(120)에 의해 바둑판 형태의 홈이 생성된다.In step (C), the
다음으로 (D)단계는 상기 바둑판 형태의 홈에 유리 가루(210)를 충진하고 이를 퍼니스(furnace)에 넣어 가열하는 단계이다. 즉, 고체 가루인 유리 가루(210)를 바둑판 형태의 홈에 충진한 후 실리콘 웨이퍼(100)를 퍼니스에 넣고 가열시켜 유리 가루(210)를 용융시킨 후 경화하는 단계를 시행한다. 통상 (D)단계는 세부적으로 퍼니스에서의 가열시간 약 7시간이 소요된다. 이 때 유리 가루(210)가 실리콘 웨이퍼(100)의 일면에 튀어나와 융용 및 경화될 수 있으므로, 퍼니스에서의 가열이 종료된 후 실리콘 웨이퍼(100)의 일면에 형성된 유리를 폴리싱(polishing) 및 그라인딩(grinding)한다. 폴리싱 및 그라인딩 공정은 약 8시간이 소요된다.Next step (D) is a step of filling the
다음 (E)단계는 침습형 전극(150)을 상기 실리콘 웨이퍼(100)의 타면에 형성하는 단계로, 보다 상세하게는 실리콘 웨이퍼(100)의 타면에 다이아몬드 블레이드를 이용하여 바두판 무늬의 홈을 내어 실리콘 기둥(shank)을 생성한다. 다음으로 실리콘 웨이퍼의 타면에 습식식각의 방법으로 침습형 전극, 즉 마이크로 니들을 형성한다.The next step (E) is to form the
이와 같이 제작된 침습형 전극(150)에서는 상술한 바둑판 무늬의 홈에 채워진 유리가 실리콘 기둥(shank)들이 전기적으로 연결되지 않도록 하여 각 실리콘 기둥들이 독립적인 전도체가 되도록 한다.In the
다음으로 도 1에 도시되지는 않았으나, 종래의 방법으로 제작된 침습형 전극이 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있도록 유리 절연체가 존재하는 실리콘 웨이퍼의 일면에 알루미늄 층을 E-beam evaporator를 통해 쌓고, 그 층을 포토리소그래피(Photolithography)를 통해 패터닝하여 통전 가능한 침습형 전극을 제작한다.Next, although not shown in FIG. 1, an aluminum layer is stacked on one surface of a silicon wafer having a glass insulator through an E-beam evaporator so that an invasive electrode manufactured by a conventional method may be electrically connected to an external device. The layers are patterned through photolithography to produce energized, invasive electrodes.
상술한 종래의 침습형 전극 제작방법에 의하면, 다음과 같은 문제점이 발생하는데, 이를 나열해 보면 하기와 같다.According to the conventional invasive electrode manufacturing method described above, the following problems occur, which are listed below.
1) 실리콘 웨이퍼에 다이아몬드 블레이드를 통해 유리 가루가 채워질 홈을 가공하는 많은 시간(약 3시간)이 소모된다.1) A lot of time (about 3 hours) is spent processing a groove on which a silicon wafer is filled with glass powder through a diamond blade.
2) 퍼니스(Furnace) 내에서 유리 가루를 용융상태로 만들고 다시 절연체인 고체유리 상태로 응고시키는데 많은 시간(약 7시간)이 소모된다.2) It takes a lot of time (about 7 hours) to melt the glass powder in the furnace and solidify it into solid glass as an insulator.
3) Furnace 내의 고온으로 인해 실리콘 웨이퍼 표면에서 산화가 일어날 수 있다.3) Oxidation may occur on the silicon wafer surface due to the high temperature in the furnace.
4) 홈을 채운 응고된 유리는 홈 밖으로 튀어나와 실리콘 웨이퍼의 표면이 고르지 않게 되어 폴리싱(Polishing)등의 후처리가 필요하다. 여기서, 약 8시간이 소요된다. 즉, 이러한 문제점들에 의해 침습형 전극을 제작함에 있어 전체 가공시간이 늘어날 뿐만 아니라, 사람의 손으로 작업이 이루어져 공정의 자동화가 어려우며, 공정 전반이 노동 집약적이다.4) The solidified glass filled with grooves stick out of the grooves and the surface of the silicon wafer becomes uneven and needs post-treatment such as polishing. Here, it takes about 8 hours. That is, not only does the overall processing time increase in manufacturing the invasive electrode due to these problems, but the work is performed by human hands, making it difficult to automate the process, and the overall process is labor intensive.
이하에서는 본 발명에 따른 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법에 관한 상세한 설명을 개시한다.Hereinafter, a detailed description of a method of manufacturing a glass wafer based invasive electrode according to the present invention will be disclosed.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작 방법을 설명하기 위한 플로우 차트, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법을 설명하기 위해 도시한 도이다.2 is a flow chart for explaining a glass wafer-based invasive electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a glass wafer-based invasive electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention Figure is for.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 침습형 전극 제작방법의 일 실시예는 (S10) 글래스 웨이퍼 및 실리콘 웨이퍼를 준비하는 단계, (S20) 글래스 웨이퍼 일면에 홈부를 형성하는 단계, (S30) 홈부를 관통하는 홀을 형성하는 단계, (S40) 글래스 웨이퍼의 타면과 실리콘 웨이퍼의 일면을 접합하는 단계 및 (S50) 실리콘 웨이퍼의 타면을 식각하여 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 도 2에 도시된 플로우 차트에 대한 보다 상세한 설명은 후술될 도 3을 통한 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극 제작방법으로 갈음하기로 한다.As shown in FIG. 2, one embodiment of the method for fabricating an invasive electrode according to the present invention includes preparing a glass wafer and a silicon wafer (S20), forming a groove on one surface of the glass wafer, and (S30). Forming a hole penetrating the groove portion, (S40) bonding the other surface of the glass wafer and one surface of the silicon wafer and (S50) etching the other surface of the silicon wafer to form an electrode. For a more detailed description of the flow chart shown in Figure 2 will be replaced with a glass wafer-based invasive electrode manufacturing method through FIG. 3 to be described later.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예에서는 (A) 글래스 웨이퍼(200)를 준비하여, (B)단계에서 상기 글래스 웨이퍼(200)의 일면에 적어도 하나 이상의 홈부(230)를 형성한다. 여기서, 홈부(230)를 형성하기 위해서는 글래스 웨이퍼(200)의 일면에 패턴을 형성하여야 하는데, 이는 포토리소그래피를 통해 마스킹 패턴을 형성하는 방법으로 시행한다. 다음으로, 상기 글래스 웨이퍼(200)의 일면상에 음각으로 파여진 홈부(230)를 형성하기 위해 상기 마스킹된 패턴에 습식식각 D액을 도포한다.As shown in FIG. 3, in one embodiment according to the present invention, (A) prepares a
다음으로 (C)단계에서는 (B)단계에서 생성된 홈부(230)의 중앙부분에 홀(hole, 250)을 형성한다. 여기의 홀(250)은 상기 글래스 웨이퍼(200)를 관통하는 홀로서 후술하겠지만, 생성된 침습형 전극과 외부장치간의 전기적 연결을 위한 전도체가 채워진다. 홀(250)의 형성은 바람직하게는 펨토초 레이저 절삭(femtosecond laser ablation)에 의해 형성되나, 이는 바람직한 일례로 기술되는 것으로, 공지된 다양한 기술을 통해 상기 홀(250)을 형성하는 것도 가능함에 유의하여야 한다.Next, in step (C), holes 250 are formed in the central portion of the
다음, (D)단계에서는 준비된 실리콘 웨이퍼(100)의 일면에 상기 글래스 웨이퍼(200)의 타면을 접합한다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(100)의 단면적은 글래스 웨이퍼(200)의 단면적과 일치되는 것이 바람직하며, 또한 (D)단계에서의 접합은 양극접합에 의해 전기적으로 이루어지는 것이 바람직하다. 양극 접합에 의하면, 글래스 웨이퍼(200)와 실리콘 웨이퍼(100) 사이의 상호확산(interdiffusion)에 의한 공유결합(covalent bond)을 달성할 수 있어 긴밀한 접촉이 가능하기 때문이다.Next, in step (D), the other surface of the
다음, (E)단계에서 도시된 바와 같이 실리콘 웨이퍼(100)와 글래스 웨이퍼(200)가 접합된 상태에서 실리콘 웨이퍼(100)의 타면에 대하여 침습형 전극(150)을 형성하기 위한 식각을 시행하여 최종적으로 글래스 웨이퍼(200)에 의해 각 침습형 전극(150)들이 절연되는 글래스 웨이퍼 기반의 침습형 전극이 제조된다(F).Next, as illustrated in step (E), etching is performed to form the
(F)단계에서는 상기 침습형 전극(150)이 외부 장치와 전기적으로 연결 가능하도록 홀(250)에 전도성 분말을 충진할 수 있다. 바람직하게 여기의 전도성 분말은 전도성이 좋은 분말(silver paste)로 할 수 있다. 충진된 전도성 분말 중 글래스 웨이퍼의 표면에 불필요하게 묻은 전도성 분말은 닦아내어 제거한다.In step (F), the
여기서, 실리콘 웨이퍼(100)에 침습형 전극(150)을 형성하는 방법은 실리콘 웨이퍼(100)의 타면을 이방성 식각기법 또는 다이아몬드 블레이드에 의해 상기 홈부(230)에 대응되는 형태로 식각하여 실리콘 기둥을 형성하고, 상기 형성된 실리콘 기둥을 등방성 식각기법에 의해 끝단을 뽀족하게 형성한다. 침습형 전극(150)을 형성하는 보다 상세한 설명은, 실리콘 웨이퍼(100)에 침습형 전극(150)을 형성하는 방법은 공지된 방법을 사용하여도 무방하며, 또한 이는 본 발명의 범주를 벗어나는 것이므로 여기서는 상세한 설명한 설명을 생략하기로 한다.Here, the method of forming the
상술한 본 발명에 따른 침습형 전극의 제작방법은 종래의 침습형 전극 제작 방법에 비해 다음에 열거되는 특성을 갖는다.The manufacturing method of the invasive electrode according to the present invention described above has the following characteristics compared to the conventional invasive electrode manufacturing method.
1) 외부 장치와 연결할 Wiring할 홀(hole)만 글래스 웨이퍼에서 가공하면 되므로 총 공정 수와 공정시간이 감소한다.1) Only the holes to be connected to external devices need to be processed on the glass wafer, which reduces the total number of processes and process time.
2) 퍼니스(Furnace) 내에서 실리콘 웨이퍼와 함께 가열되는 공정이 생략되기 때문에 실리콘 웨이퍼에 대한 물성 변화를 고려하지 않아도 된다. 즉, 실리콘 웨이퍼의 산화(Oxidation growth)에 대해 고려하지 않아도 된다. 따라서, 산화가 발생 할 경우 산화막을 제거하기 위한 별도의 공정 역시 불필요하다.2) Since the process of heating together with the silicon wafer in the furnace is omitted, it is not necessary to consider the change in the physical properties of the silicon wafer. That is, it is not necessary to consider the oxidation growth of the silicon wafer. Therefore, when oxidation occurs, a separate process for removing the oxide film is also unnecessary.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, it is intended that the scope of the invention be defined solely by the claims appended hereto, and that all equivalents or equivalent variations thereof fall within the spirit and scope of the invention.
100 :실리콘 웨이퍼150 :침습형 전극
210 :유리 가루200 :글래스 웨이퍼
230 :홈부250 :홀100
210: glass powder 200: glass wafer
230: groove 250: hole
Claims (7)
Translated fromKorean(b) 상기 글래스 웨이퍼의 일면에 적어도 하나 이상의 홈부를 형성하는 단계;
(c) 상기 홈부에 상기 글래스 웨이퍼를 관통하는 홀(hole)을 형성하는 단계;
(d) 상기 글래스 웨이퍼의 타면과 상기 실리콘 웨이퍼의 일면을 접합하는 단계; 및
(e) 상기 실리콘 웨이퍼의 타면을 식각하여 상기 홈부에 대응하는 침습형 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.(a) preparing a glass wafer and a silicon wafer;
(b) forming at least one groove on one surface of the glass wafer;
(c) forming a hole through the glass wafer in the groove portion;
(d) bonding the other surface of the glass wafer to one surface of the silicon wafer; And
(e) etching the other surface of the silicon wafer to form an invasive electrode corresponding to the groove.
(b1) 상기 글래스 웨이퍼의 일면에 상기 홈부를 형성하기 위한 패턴을 포토리소스래피를 통해 마스킹하는 단계; 및
(b2) 상기 마스킹된 패턴을 식각하여 상기 홈부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.The method of claim 1, wherein step (b)
(b1) masking a pattern for forming the groove on one surface of the glass wafer through a photo resource recipe; And
(b2) forming the groove by etching the masked pattern.
상기 마스킹된 패턴의 식각은 습식 식각용액을 도포하는 습식식각에 의하는 것임을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.The method of claim 2, wherein in step (b2)
The etching of the masked pattern is an invasive electrode manufacturing method, characterized in that by wet etching to apply a wet etching solution.
상기 글래스 웨이퍼와 상기 실리콘 웨이퍼의 접합은 양극접합(anodic bonding)에 의하는 것임을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.The method of claim 1, wherein in step (d)
The method of manufacturing an invasive electrode, characterized in that the bonding of the glass wafer and the silicon wafer is by anodic bonding.
(f) 상기 침습형 전극이 외부 장치와 전기적으로 연결 가능하도록 상기 홀에전도성 분말을 충진하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.The method of claim 1, wherein after step (e)
and (f) filling the hole with conductive powder so that the invasive electrode can be electrically connected to an external device.
상기 (c)단계의 상기 홀은 펨토초 레이저 절삭(femtosecond laser ablation)을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.The method of claim 1,
The hole of step (c) is formed by using femtosecond laser ablation (femtosecond laser ablation) manufacturing method of the invasive electrode.
(e1) 상기 실리콘 웨이퍼의 타면을 식각 또는 Dicing하여 실리콘 기둥을 형성하는 단계; 및
(e2) 상기 실리콘 기둥을 등방성 식각하여 끝단을 뽀족하게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침습형 전극 제작방법.The method of claim 1, wherein the formation of the invasive electrode in the step (e),
(e1) etching or dicing the other surface of the silicon wafer to form a silicon pillar; And
(e2) forming the tip by isotropically etching the silicon pillar, characterized in that it comprises a step of forming a sharp point.
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