KR100594975B1 - Method for fabricating coil of geomagnetic sensor - Google Patents

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KR100594975B1 KR1020050009973A KR20050009973A KR100594975B1 KR 100594975 B1 KR100594975 B1 KR 100594975B1 KR 1020050009973 A KR1020050009973 A KR 1020050009973A KR 20050009973 A KR20050009973 A KR 20050009973A KR 100594975 B1 KR100594975 B1 KR 100594975B1
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노창호
나경원
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삼성전자주식회사
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Abstract

시드층 및 포토레지스트 몰드(phtoresistor mold)를 형성하지 않고 광촉매를 이용하여 지자기 센서의 코일인 패터닝된 금속을 형성하는 지자기 센서의 코일 제조 방법이 개시된다. 기판 상부에 감광성 유기금속 화합물인 제1 광촉매를 형성하는 단계, 제1 광촉매의 영역 중 제1 금속층을 형성하고자 하는 영역을 노광시키는 단계, 제1 광촉매가 형성된 기판과 도금하고자 하는 금속을 반응시켜 노광된 영역에만 제1 금속층이 성장하도록 하여 바텀 코일(bottom coil)을 형성하는 단계, 바텀 코일 상부에 코어를 형성하는 단계, 코어 상부에 감광성 유기금속 화합물인 제2 광촉매를 형성하는 단계, 제1 광촉매의 영역 중 제1 금속층을 형성하고자 하는 영역을 노광시키는 단계, 및 제2 광촉매와 도금하고자 하는 금속을 반응시켜 노광된 영역에만 제2 금속층이 성장하도록 하여 탑 코일(top coil)을 형성하는 단계를 포함한다. 이로 인하여 코일의 제조공정이 간단해지며, 제조 단가를 낮출 수 있다. Disclosed is a method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor that forms a patterned metal that is a coil of a geomagnetic sensor using a photocatalyst without forming a seed layer and a photoresist mold. Forming a first photocatalyst of a photosensitive organometallic compound on the substrate, exposing a region of the first photocatalyst to form the first metal layer, and reacting the substrate on which the first photocatalyst is formed with a metal to be plated Forming a bottom coil by growing the first metal layer only in the exposed region, forming a core on the bottom coil, forming a second photocatalyst of a photosensitive organometallic compound on the top of the core, and a first photocatalyst Exposing a region to form the first metal layer among the regions of the photoresist, and reacting the second photocatalyst with the metal to be plated so that the second metal layer grows only in the exposed region to form a top coil. Include. This simplifies the coil manufacturing process and lowers the manufacturing cost.

광촉매, 감광성 유기금속 화합물, 코일, 도금Photocatalyst, photosensitive organometallic compound, coil, plating

Description

지자기 센서의 코일 제조 방법{Method for fabricating coil of geomagnetic sensor}Method for fabricating coil of geomagnetic sensor

도 1a 내지 도 1c는 일반적인 플럭스게이트 형 지자기 센서를 설명하기 위한 도면, 1A to 1C are views for explaining a general fluxgate type magneto-optic sensor,

도 2a 내지 도 2h는 종래의 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 도면,2a to 2h are views for explaining a coil manufacturing method of a conventional geomagnetic sensor,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 사시도,3A to 3C are perspective views illustrating a coil manufacturing method of a geomagnetic sensor according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 단면도, 그리고4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a coil manufacturing method of a geomagnetic sensor according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100: 기판 200: 제1 광촉매100 substrate 200 first photocatalyst

300: 마스크 400: 제1 금속층300: mask 400: first metal layer

500: 제1 절연물질 600: 코어500: first insulating material 600: core

700: 제2 절연물질 800: 메탈 마스크층700: second insulating material 800: metal mask layer

820: 제2 광촉매 840: 제2 금속층820: second photocatalyst 840: second metal layer

860: 제3 절연물질 860: third insulating material

본 발명은 지자기 센서의 코일 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시드층 및 포토레지스트 몰드(phtoresistor mold)를 형성하지 않고 광촉매를 이용하여 지자기 센서의 코일인 패터닝된 금속을 형성하는 지자기 센서의 코일 제조 방법을 제공하는데 있다. The present invention relates to a method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor, and more particularly, to forming a patterned metal, which is a coil of a geomagnetic sensor, using a photocatalyst without forming a seed layer and a photoresist mold. It is to provide a manufacturing method.

지자기 센서는 지구 자기의 세기 및 방향을 측정해 주는 장치를 말한다. 지자기 센서의 종류로는 홀 효과를 이용한 홀 센서, 양자화 효과를 이용한 SQID 센서, 자화곡선의 포화영역을 이용한 플럭스게이트(fluxgate)형 센서 등이 있다. Geomagnetic sensors are devices that measure the strength and direction of the Earth's magnetism. Types of geomagnetic sensors include Hall sensors using the Hall effect, SQID sensors using the quantization effect, and fluxgate sensors using the saturation region of the magnetization curve.

이들 중에서 플럭스게이트형 센서는 최근 지자기를 측정하기 위하여 중요하게 사용되고 있으며, 특히 지자장 측정, 광물탐사, 우주탐사, 및 해저탐사 등을 위한 센서로 사용되어 왔었다. 이러한 플럭스게이트형 센서는 고투자율 재료로 형성된 연자성 코어(core)와 이 코어를 감고 있는 여자코일, 그리고 검출코일로 구성되어 있다. 기본 검출원리는 여자코일에 교류로 자계를 발생시켜 연자성 코어를 포화시키는 비선형 자기 특성을 이용하고 있으며, 외부자장에 비례하는 제2 고조파 전압 성분을 측정함으로써 외부자장의 세기를 측정하는 것이다. 플럭시게이트형 센서의 자장 검출방법으로는 제2 고조파 검출, 펄스 위치 검출, 펄스 크기 검출방법 등 이 사용되고 있으며, 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법은 제2 고조파 검출방법을 사용하고 있다. Among them, fluxgate type sensors have recently been used to measure geomagnetism, and have been used as sensors for geomagnetic field measurement, mineral exploration, space exploration, and seabed exploration. The fluxgate sensor is composed of a soft magnetic core formed of a high permeability material, an excitation coil wound around the core, and a detection coil. The basic detection principle uses a nonlinear magnetic characteristic that saturates the soft magnetic core by generating a magnetic field by alternating current in the excitation coil, and measures the intensity of the external magnetic field by measuring a second harmonic voltage component proportional to the external magnetic field. Second harmonic detection, pulse position detection, and pulse magnitude detection method are used as magnetic field detection methods of the fluxgate sensor, and the most commonly used method uses the second harmonic detection method.

그리고, 최근 들어 MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술이 발전함에 따라, 이를 이용하여 저소비전력형의 초소형 플럭스게이트형 센서를 제조할 수 있게 되어 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 노트북 PC 등의 각종 휴대형 전자기기 등에도 내장되어 사용되고 있다. In recent years, with the development of MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology, it is possible to manufacture a low-power ultra-small fluxgate sensor using various types of portable devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), and notebook PCs. It is also used in electronic equipment.

도 1a 내지 도 1c는 일반적인 플럭스게이트형 지자기 센서를 설명하기 위한 도면이다. 도 1a는 일반적인 플럭스게이트형 지자기 센서를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 1b는 일반적인 플럭스게이트형 지자기 센서의 사시도이며, 도 1c는 도 1b를 X-X'방향으로 자른 단면도이다. 1A to 1C are diagrams for describing a general fluxgate geomagnetic sensor. FIG. 1A is a view illustrating a general fluxgate geomagnetic sensor. FIG. 1B is a perspective view of a general fluxgate geomagnetic sensor, and FIG. 1C is a cross-sectional view of FIG. 1B taken along the line X-X '.

도 1a를 참조하면, 일반적인 플럭스게이트형 지자기 센서는 코어(10), 코어(10)를 감고 있는 여자코일(30), 코어(10)를 감고 있는 검출코일(40), 여자코일(30)을 구동시키는 구동부(20), 및 검출코일(40)로부터 출력되는 전기적인 신호를 검출하는 검출부(50)를 구비한다. Referring to FIG. 1A, a general fluxgate type geomagnetic sensor includes a core 10, an excitation coil 30 winding the core 10, a detection coil 40 winding the core 10, and an excitation coil 30. The driver 20 to drive and the detection part 50 which detects the electric signal output from the detection coil 40 are provided.

코어(10)는 고투자율의 재료로 형성되며, 단일선형 구조, 두개의 평행코어 구조, 링코어 구조 등으로 형성될 수 있다. 여자코일(30)은 코어(10)를 감은 형태로 형성되며, 구동부(20)로부터 전기적 구동신호를 수신하여 자성체 코어(10)를 여자시킨다. 검출코일(40)도 코어(10)를 감은 형태로 형성되며, 구동코일(30)의 구동에 의해 발생된 자기로부터 유도된 기전력을 검출한다. The core 10 is formed of a material having a high permeability, and may be formed of a single linear structure, two parallel core structures, a ring core structure, or the like. The excitation coil 30 is formed in a form in which the core 10 is wound, and excites the magnetic core 10 by receiving an electric driving signal from the driving unit 20. The detection coil 40 is also formed in a form in which the core 10 is wound, and detects electromotive force induced from magnetism generated by the driving of the driving coil 30.

도 1b를 참조하면, 도 1b의 지자기 센서의 플럭스게이트는 사각형 형태의 코 어(10)에 여자코일(30)과 검출코일(40)이 형성되는 경우이다. Referring to FIG. 1B, the fluxgate of the geomagnetic sensor of FIG. 1B is a case in which the excitation coil 30 and the detection coil 40 are formed in a rectangular core 10.

도 1c를 참조하면, 도 1b의 지자기 센서의 플럭스게이트를 코일과 수직한 방향인 X-X'방향으로 자른 단면도이다. Referring to FIG. 1C, a cross-sectional view of the flux gate of the geomagnetic sensor of FIG. 1B is cut in the X-X 'direction, which is perpendicular to the coil.

도 2a 내지 도 2h는 종래의 지자기 센서의 코일 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2a, 도 2c, 도 2e, 도 2g, 도 2i, 도 2k, 도 2m, 도 2o, 도 2q는 종래의 지자기 센서의 코일 제조 방법을 설명하기 위해 도 1b의 지자기 센서를 X-X'방향으로 자른 단면도이다. 그리고, 도 2b, 도 2d, 도 2f, 도 2h, 도 2j, 도 2l, 도 2n, 도 2p, 도 2r는 종래의 지자기 센서의 코일 제조 방법을 설명하기 위해 도 1b의 지자기 센서를 Y-Y'방향으로 자른 단면도이다.2A to 2H are diagrams for explaining a coil manufacturing method of a conventional geomagnetic sensor. 2A, 2C, 2E, 2G, 2I, 2K, 2M, 2O, and 2Q illustrate the geomagnetic sensor of FIG. 1B in the X-X 'direction to explain a coil manufacturing method of a conventional geomagnetic sensor. It is a cross-sectional view cut into pieces. 2B, 2D, 2F, 2H, 2J, 2L, 2N, 2P, and 2R illustrate the geomagnetic sensor of FIG. 1B as Y-Y to explain a coil manufacturing method of a conventional geomagnetic sensor. It is a cross section cut in the 'direction.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 산화실리콘(SiO2)과 같은 기판(70) 상부에 도금(plating)을 하기 위해 제1 시드층(seed layer)(71)을 형성한다. 이때, 제1 시드층(71)으로 Ti/Cu을 사용하여 형성될 수 있다. 2A and 2B, a first seed layer 71 is formed on the substrate 70 such as silicon oxide (SiO 2 ) for plating. In this case, the first seed layer 71 may be formed using Ti / Cu.

도 2c 및 도 2d에 도시한 바와 같이, 제1 시드층(71) 상부에 도금하고자 하는 금속의 패턴을 형성하기 위한 제1 포토레지스터 몰드(photoresistor mold)(72)를 형성한다. As shown in FIGS. 2C and 2D, a first photoresist mold 72 is formed on the first seed layer 71 to form a pattern of a metal to be plated.

도 2e 및 도 2f에 도시한 바와 같이, 제1 포토레지스터 몰드(72)가 형성된 기판(70) 상부에 도금하고자 하는 제1 금속(74)을 형성시킨다. 이때, 기판(70) 상부에 형성되는 제1 금속(74)은 Cu가 될 수 있으며, 이 제1 금속(74)은 지자기 센서의 여자코일(30)과 검출코일(40) 중 어느 하나가 되는 바텀 코일(bottom coil)이 된다. As shown in FIGS. 2E and 2F, a first metal 74 to be plated is formed on the substrate 70 on which the first photoresist mold 72 is formed. In this case, the first metal 74 formed on the substrate 70 may be Cu, and the first metal 74 may be any one of the excitation coil 30 and the detection coil 40 of the geomagnetic sensor. It becomes a bottom coil.

도 2g 및 도 2h에 도시한 바와 같이, 기판(70) 상부에 제1 금속(74)이 형성된 후, 패터닝된 제1 금속(74)을 형성하기 위한 이용된 제1 시드층(71)과 제1 포토레지스터 몰드(72)를 제거한다. As shown in FIGS. 2G and 2H, after the first metal 74 is formed on the substrate 70, the first seed layer 71 and the first seed layer 71 used to form the patterned first metal 74 are formed. 1 Remove the photoresist mold 72.

도 2g 및 도 2h에 도시한 바와 같이, 제1 금속(74) 상부에 코어(10)를 형성하기 위해 제1 절연층(76)를 형성한 후, 평탄화를 한다. 이때, 제1 절연층(76)으로 BCB(benzocyclobutene)를 사용할 수 있다. As shown in FIGS. 2G and 2H, the first insulating layer 76 is formed to form the core 10 on the first metal 74, and then planarized. In this case, benzocyclobutene (BCB) may be used as the first insulating layer 76.

도 2i 및 도 2j에 도시한 바와 같이, 제1 절연층(76) 상부에 코어층(78)를 형성한다. 이때, 코어층(78)는 NiFe를 이용하여 형성될 수 있다. As shown in FIGS. 2I and 2J, a core layer 78 is formed on the first insulating layer 76. In this case, the core layer 78 may be formed using NiFe.

도 2k 및 도 2l에 도시한 바와 같이, 코어층(78) 상부에 여자코일(30)과 검출코일(40) 중 어느 하나가 되는 탑 코일(top coil)을 형성하기 위해 제2 절연층(80)을 형성한다. 그리고, 제2 절연층(80) 상부에 금속 마스크(82)를 형성한 후, 탑 코일을 형성하고자 하는 패턴에 따라 금속 마스크(82)를 패터닝한다. As shown in FIGS. 2K and 2L, the second insulating layer 80 is formed on the core layer 78 to form a top coil, which becomes either the excitation coil 30 or the detection coil 40. ). After the metal mask 82 is formed on the second insulating layer 80, the metal mask 82 is patterned according to a pattern to form a top coil.

도 2m 및 도 2n에 도시한 바와 같이, 코일이 접촉할 수 있는 홀을 형성하기 위해 패터닝된 금속 마스크(82)의 패턴에 따라 제1 절연층(76) 상부까지 식각한 후, 금속 마스크(82)를 제거한다. As shown in FIGS. 2M and 2N, the metal mask 82 is etched to the upper portion of the first insulating layer 76 according to the pattern of the patterned metal mask 82 so as to form a hole to which the coil can contact. ).

도 2o 및 도 2p에 도시한 바와 같이, 탑 코일을 형성하기 위해, 바텀 코일을 형성하는 방법과 같이 제2 절연층(80) 상부에 도금을 하기 위한 제2 시드층(86)과 소정 패턴을 형성하기 위한 제2 포토레지스트 몰드(84)를 형성한다. As shown in FIGS. 2O and 2P, in order to form the top coil, the second seed layer 86 and a predetermined pattern for plating the upper portion of the second insulating layer 80, such as a method of forming a bottom coil, are formed. A second photoresist mold 84 for forming is formed.

도 2q 및 도 2r에 도시한 바와 같이, 제2 포토레지스트 몰드(84)의 패턴에 따라 제2 금속(86)을 형성한다. 이 제2 금속층은 여자코일(30)과 검출코일(40) 중 어느 하나가 되는 탑 코일(top coil)이 된다. 그리고, 제2 시드층(86) 및 제2 포토레지스트 몰드(84)를 제거하고, 제2 금속(88) 상부에 제3 절연층(90)을 형성한다. 이때, 제3 절연층(90)은 제1 절연층(76) 및 제2 절연층(80)과 같이 BCB가 될 수 있다. As shown in FIGS. 2Q and 2R, the second metal 86 is formed according to the pattern of the second photoresist mold 84. The second metal layer becomes a top coil which becomes either the excitation coil 30 or the detection coil 40. The second seed layer 86 and the second photoresist mold 84 are removed, and a third insulating layer 90 is formed on the second metal 88. In this case, the third insulating layer 90 may be BCB like the first insulating layer 76 and the second insulating layer 80.

그러나, 종래의 지자기 센서의 코일 제조 방법은 코일인 패터닝된 금속층을 형성하기 위해 시드층과 포토레지스트 몰드를 형성하여야 하는 제조공정상의 번거로움이 있다. However, the conventional method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor is cumbersome in the manufacturing process of forming a seed layer and a photoresist mold to form a patterned metal layer which is a coil.

따라서, 본 발명의 목적은 광촉매를 이용하여 지자기 센서의 코일인 금속을 용이하게 형성할 수 있는 지자기 센서의 코일 제조 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor that can easily form a metal, which is a coil of the geomagnetic sensor, using a photocatalyst.

또한, 광촉매를 이용하여 금속을 형성함으로써 코일 피치(pitch)가 작아 센서 감도가 향상된 지자기 센서의 코일 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor, in which a coil pitch is reduced by forming a metal using a photocatalyst, thereby improving sensor sensitivity.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지자기 센서의 코일 제조 방법은 기판 상부에 감광성 유기금속 화합물인 제1 광촉매를 형성하는 단계, 제1 광촉매의 영역 중 제1 금속층을 형성하고자 하는 영역을 노광시키는 단계, 제1 광촉매가 형성된 기판과 도금하고자 하는 금속을 반응시켜 노광된 영역에만 제1 금속층이 성장하도록 하여 바텀 코일(bottom coil)을 형성하는 단계, 바텀 코일 상부에 코어를 형성하는 단계, 코어 상부에 감광성 유기금속 화합물인 제2 광촉매를 형성하는 단 계, 제1 광촉매의 영역 중 제1 금속층을 형성하고자 하는 영역을 노광시키는 단계, 및 제2 광촉매와 도금하고자 하는 금속을 반응시켜 노광된 영역에만 제2 금속층이 성장하도록 하여 탑 코일(top coil)을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor, the method including: forming a first photocatalyst of a photosensitive organometallic compound on an upper surface of a substrate, exposing a region of the first photocatalyst to form a first metal layer; Forming a bottom coil by reacting the substrate on which the first photocatalyst is formed with the metal to be plated to grow the first metal layer only in the exposed region; forming a bottom coil on the bottom coil; forming a core on the bottom coil; Forming a second photocatalyst, a photosensitive organometallic compound, exposing a region of the first photocatalyst to form the first metal layer, and reacting the second photocatalyst with the metal to be plated only in the exposed region. Allowing the second metal layer to grow to form a top coil.

바람직하게는 노광시키는 단계는, 소정 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 제1 금속층 및 제2 금속층을 성장시키고자 하는 광촉매의 영역을 노광시킨다.Preferably, the exposing step exposes an area of the photocatalyst for growing the first metal layer and the second metal layer by using a mask having a predetermined pattern.

이때, 제1 금속층 및 제2 금속층은 Au, Ag, 및 Cu 중 어느 하나이다.In this case, the first metal layer and the second metal layer are any one of Au, Ag, and Cu.

바람직하게는 광촉매를 형성하는 단계는, 스핀 코팅(spin coating)에 의해 광촉매를 형성한다.Preferably, forming the photocatalyst forms the photocatalyst by spin coating.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 사시도이다. 3A to 3C are perspective views illustrating a coil manufacturing method of a geomagnetic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 산화실리콘(SiO2)과 같은 기판(100) 상부에 감광성 유기금속 화합물인 광촉매(200)를 형성한다. 여기서, 광촉매(200)는 UV 노광에 의해 노광된 영역에는 금속 성장의 기반이 형성된다. 즉, 노광된 광촉매(200) 영역의 상부에만 도금에 의해 금속이 형성될 수 있게 된다. Referring to FIG. 3A, the photocatalyst 200, which is a photosensitive organometallic compound, is formed on the substrate 100, such as silicon oxide (SiO 2 ). Here, the photocatalyst 200 has a base of metal growth formed in a region exposed by UV exposure. That is, the metal may be formed by plating only on the exposed area of the photocatalyst 200.

도 3b를 참조하면, 제1 광촉매(200)가 형성된 기판(100) 상부에 패터닝된 제1 금속층(400)을 형성하기 위해 소정 형태의 패턴을 갖는 마스크(300)를 위치시키고 UV를 조사한다. 여기서, A는 형성된 제1 광촉매(200) 영역 중에서 노광된 영역을 나타낸다.Referring to FIG. 3B, in order to form the patterned first metal layer 400 on the substrate 100 on which the first photocatalyst 200 is formed, a mask 300 having a predetermined pattern is positioned and UV is irradiated. Here, A represents an exposed region of the formed first photocatalyst 200 region.

도 3c를 참조하면, 소정 영역만 노광된 제1 광촉매(200)가 형성된 기판(100)을 도금(plating)할 경우, 노광된 영역인 A 영역에만 제1 금속층(400)이 성장하게 된다. 이때, 제1 금속층(400)은 비저항이 3[mΩ·cm]인 Ag, Cu, 및 Au 등이 될 수 있다. Referring to FIG. 3C, when plating the substrate 100 on which the first photocatalyst 200 exposed only a predetermined region is formed, the first metal layer 400 grows only in the exposed region A. FIG. In this case, the first metal layer 400 may be Ag, Cu, Au, etc. having a specific resistance of 3 [mΩ · cm].

도 3a 내지 도 3c는 지자기 센서의 여자코일 또는 검출코일 중 어느 하나인 바텀 코일(bottom coil)인 제1 금속층(400)을 형성하기 위한 방법을 나타낸 것으로, 바텀 코일 상부에 형성되는 코어 상부에 형성되는 탑 코일을 형성하는 방법 또한 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 상술한 바와 같다. 3A to 3C illustrate a method for forming a first metal layer 400, which is a bottom coil, which is either an excitation coil or a detection coil of a geomagnetic sensor, and is formed on an upper portion of a core formed on an upper portion of a bottom coil. Method of forming the top coil is also as described above with reference to Figures 3a to 3c.

도 4a 내지 도 4r은 본 발명의 일실시예에 따른 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4a, 도 4c, 도 4e, 도 4g, 도 4i, 도 4k, 도 4m, 도 4o, 도 4q는 지자기 센서에 형성된 코일과 수직한 방향으로 자른 단면도이며, 도 4b, 도 4d, 도 4f, 도 4h, 도 4j, 도 4l, 도 4n, 도 4p, 도 4r는 지자기 센서에 형성된 코일과 평행한 방향으로 자른 단면도이다. 4A to 4R are cross-sectional views illustrating a coil manufacturing method of a geomagnetic sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. 4A, 4C, 4E, 4G, 4I, 4K, 4M, 4O, and 4Q are cross-sectional views cut in a direction perpendicular to the coil formed in the geomagnetic sensor, and FIGS. 4B, 4D, 4F, 4H, 4J, 4L, 4N, 4P, and 4R are cross-sectional views cut in parallel with coils formed in the geomagnetic sensor.

도 4a 내지 도 4f에 따른 지자기 센서의 코일 제조 방법은 도 3a 내지 도 3c의 도면를 참조하여 상술한 바와 같다. 그리고, 도 4g 내지 도 4j는 지자기 센서의 코어를 형성하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제1 금속층(400) 상부에 제1 절연물질(500)을 형성한다. 이때, 제1 절연물질(500)은 BCB(benzocyclobutene) 코팅(coating)에 의해 형성될 수 있다. 제1 절연물질(500) 상부에는 코어(600)가 형성된다. 이때, 코어(600)는 NiFe를 이용하여 형성할 수 있다. The coil manufacturing method of the geomagnetic sensor according to FIGS. 4A to 4F is as described above with reference to the drawings of FIGS. 3A to 3C. 4G to 4J illustrate a method for forming a core of a geomagnetic sensor, and form a first insulating material 500 on the first metal layer 400. In this case, the first insulating material 500 may be formed by coating benzocyclobutene (BCB). The core 600 is formed on the first insulating material 500. In this case, the core 600 may be formed using NiFe.

도 4k 내지 도 4h는 코일의 접촉을 위한 홀을 형성하는 방법을 설명하기 위 한 도면으로, 코어(600) 상부에 제2 절연층(700) 및 메탈 마스크층(800)을 형성한 후, 형성하고자 하는 홀의 패턴에 따라 메탈 마스크층(800)를 패터닝한다. 이어, 패터닝된 메탈 마스크층(800)을 이용하여 제1 절연물질(500) 상부까지 에칭하여 홀을 형성한 후,메탈 마스크층(800)을 제거한다. 4K to 4H are diagrams for describing a method of forming a hole for contacting a coil. The second insulating layer 700 and the metal mask layer 800 are formed on the core 600 and then formed. The metal mask layer 800 is patterned according to the pattern of holes to be made. Subsequently, the hole is formed by etching the upper portion of the first insulating material 500 using the patterned metal mask layer 800, and then the metal mask layer 800 is removed.

도 40 내지 도 4r은 코어(600) 상부에 여자코일 및 검출코일 중 어느 하나인 탑 코일(top coil)을 형성하는 방법을 설명하기 위하 도면으로, 코어(600) 상부에 소정 패턴을 갖는 제2 금속층(840)을 형성하기 위해 제2 광촉매(820)를 형성한다. 이때, 제2 광촉매(820)는 스핀 코팅(spin coating)에 의해 형성될 수 있다. 제2 광촉매(820) 상부에 형성하고자 하는 제2 금속층(840)의 패턴에 따라 제2 광촉매(820) 상부에서 빛을 조사한다. 즉, 제2 광촉매(820) 상부에서 제2 금속층(840)를 형성하고자 하는 영역에 빛을 조사한다. 40 to 4r are diagrams for describing a method of forming a top coil, which is one of an excitation coil and a detection coil, on a core 600, and a second pattern having a predetermined pattern on the core 600. The second photocatalyst 820 is formed to form the metal layer 840. In this case, the second photocatalyst 820 may be formed by spin coating. Light is irradiated on the second photocatalyst 820 according to the pattern of the second metal layer 840 to be formed on the second photocatalyst 820. That is, light is irradiated to a region where the second metal layer 840 is to be formed on the second photocatalyst 820.

빛이 조사된 제2 광촉매(820) 영역에 도금을 하여 제2 금속층(840)을 형상하여 탑 코일을 형성한다. 이어, 제2 금속층(840) 상부에 제3 절연물질(860)을 형성한다. The top coil is formed by plating the region of the second photocatalyst 820 irradiated with light to form the second metal layer 840. Subsequently, a third insulating material 860 is formed on the second metal layer 840.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지자기 센서의 코일 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a coil manufacturing method of a geomagnetic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 먼저 산화실리콘(SiO2)과 같은 기판(100) 상부에 감광성 유기금속 화합물인 광촉매(200)를 형성한다(S901). 여기서, 제1 광촉매(200)는 스핀 코팅(spin coaint)에 의해 형성될 수 있으며, UV에 의해 노광된 영역에는 금속 성장의 기반이 형성된다. Referring to FIG. 5, first, a photocatalyst 200 which is a photosensitive organometallic compound is formed on a substrate 100 such as silicon oxide (SiO 2 ) (S901). Here, the first photocatalyst 200 may be formed by spin coating, and a base of metal growth is formed in a region exposed by UV.

이어, 제1 광촉매(200)가 형성된 기판(100) 상부에 패터닝된 제1 금속층(400)을 형성하기 위해 소정 형태의 패턴을 갖는 마스크(300)를 위치시키고 UV를 조사한다(S903). 이때, 소정 형태의 패턴을 갖는 마스크(300)에 의해 패터닝되어 형성되는 제1 금속층(400)은, 마스크(300)의 패턴에 따라 작은 코일 피치(pitch)를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 소정 패턴은 형성하고자 하는 제1 금속층(400)의 패턴에 따라 결정된다. Subsequently, in order to form the patterned first metal layer 400 on the substrate 100 on which the first photocatalyst 200 is formed, a mask 300 having a pattern of a predetermined shape is positioned and irradiated with UV (S903). In this case, the first metal layer 400 that is patterned and formed by the mask 300 having a predetermined pattern may be formed to have a small coil pitch according to the pattern of the mask 300. That is, the predetermined pattern is determined according to the pattern of the first metal layer 400 to be formed.

그리고, 지자기 센서의 감도는 다음의 수학식에 의해 나타낼 수 있다. The sensitivity of the geomagnetic sensor can be expressed by the following equation.

Figure 112005006529573-pat00001
Figure 112005006529573-pat00001

여기서, SB는 지자기 센서의 감도, V는 검출코일에서 검출되는 기전력, 및 B는 외부 자기장이다. 그리고, N은 코일의 권선수, A는 코일의 면적, μ는 코일이 형셩되는 코어의 투자율, f는 여자코일을 구동시키는 구동전원의 주파수, Hs는 포화 자기장의 세기이며, Hm은 최대 자기장의 세기이다. Where S B is the sensitivity of the geomagnetic sensor, V is the electromotive force detected by the detection coil, and B is the external magnetic field. Where N is the number of turns of the coil, A is the area of the coil, μ is the permeability of the core in which the coil is shaped, f is the frequency of the drive power source driving the excitation coil, H s is the strength of the saturation magnetic field, and H m is the maximum. The strength of the magnetic field.

수학식 1에 나타낸 바와 같이, 제1 광촉매(200)를 이용하여 작은 피치를 갖는 제1 금속층(400)을 형성함으로써 코일의 권선수(N)를 증가시킬 수 있다. 따라서, 코일의 권선수(N)와 비례 관계를 갖는 지자기 센서의 감도(SB)는 증가하게 된다. As shown in Equation 1, the winding number N of the coil may be increased by forming the first metal layer 400 having a small pitch using the first photocatalyst 200. Therefore, the sensitivity S B of the geomagnetic sensor having a proportional relationship with the number N of coils is increased.

이어, 소정 영역만 노광된 제1 광촉매(200)가 형성된 기판(100)을 도금(plating)할 경우, 노광된 영역에만 제1 금속층(400)이 성장하게 되어 바텀 코일이 형성된다(S905). 예를 들어, Cu 용액에 소정 영역만 노광된 제1 광촉매(200)가 형성된 기판(100)을 위치시킬 경우, UV에 노광된 광촉매 영역에서만 화학반응이 발생하여 Cu가 형성된다. 이때, 제1 금속층(400)은 Cu 외에 Ag, Au 등이 될 수 있다. 이때, 제1 금속층(400)이 지자기 센서의 여자코일 및 검출코일 중 어느 하나인 바텀 코일이 된다. 즉, S901 단계 내지 S905 단계는 지자기 센서의 코어(600)를 형성하기 전에 형성되는 바텀 코일을 형성하는 방법이다.Subsequently, when plating the substrate 100 on which the first photocatalyst 200 exposed only a predetermined region is formed, the first metal layer 400 grows only in the exposed region to form a bottom coil (S905). For example, when the substrate 100 on which the first photocatalyst 200 is exposed is exposed to only a predetermined region in the Cu solution, a chemical reaction occurs only in the photocatalyst region exposed to UV to form Cu. In this case, the first metal layer 400 may be Ag, Au, or the like in addition to Cu. In this case, the first metal layer 400 is a bottom coil which is one of an excitation coil and a detection coil of the geomagnetic sensor. That is, steps S901 through S905 are methods of forming a bottom coil formed before forming the core 600 of the geomagnetic sensor.

이어, 바텀 코일인 제1 금속층(400) 상부에 코어(600)를 형성한다(S907). 코어(600)를 형성하는 방법은 도 4g 내지 도 4j를 참조하여 상술한 바와 같다. 그리고, 형성된 코어(600) 상부에는 코일이 접촉하기 위한 홀이 형성되며, 이는 도 4k 내지 도 4h를 참조하여 상술한 바와 같다. Subsequently, the core 600 is formed on the first metal layer 400, which is a bottom coil, in operation S907. The method of forming the core 600 is as described above with reference to FIGS. 4G to 4J. In addition, a hole for contacting the coil is formed on the formed core 600, which is as described above with reference to FIGS. 4K to 4H.

이어, 코어(600) 상부에 탑 코일을 형성하기 위한 제2 광촉매(820)을 형성한다(S909). 제2 광촉매(820) 또한 제1 광촉매(820)와 같이 스핀 코팅에 의해 형성될 수 있다. Subsequently, a second photocatalyst 820 for forming a top coil is formed on the core 600 (S909). The second photocatalyst 820 may also be formed by spin coating like the first photocatalyst 820.

이어, 제2 광촉매(820) 상부에 형성하고자 하는 제2 금속층(840)의 패턴에 따라 제2 금속층(840)를 형성하고자 하는 영역에 빛을 조사한다(S911).Subsequently, light is irradiated to a region where the second metal layer 840 is to be formed according to the pattern of the second metal layer 840 to be formed on the second photocatalyst 820 (S911).

이어, S905 단계와 같이 빛이 조사된 제2 광촉매(200)의 영역에만 제2 금속층(820)이 성장하게 되어 탑 코일이 형성된다(S913). Subsequently, as in step S905, the second metal layer 820 grows only in the region of the second photocatalyst 200 to which light is irradiated to form a top coil (S913).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 지자기 센서의 패턴닝된 코일을 형성하기 위해 노광된 영역에만 금속이 성장하는 광촉매를 이용함으로써, 스퍼터링(sputtering)에 의해 시드층을 형성하고 포토레지스트 몰드를 형성하여 코일을 형성할 필요가 없다. 이로 인하여 코일의 제조공정이 간단해지며, 제조 단가를 낮출 수 있다.  As described above, according to the present invention, by using a photocatalyst in which a metal grows only in an exposed region to form a patterned coil of a geomagnetic sensor, a seed layer is formed by sputtering and a photoresist mold is formed. There is no need to form a coil. This simplifies the coil manufacturing process and lowers the manufacturing cost.

그리고, 소정 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 광촉매의 일부 영역을 노광시켜 금속을 패터닝함으로써 작은 코일 피치를 갖는 코일을 형성할 수 있다. 이로 인하여 높은 권선수를 갖는 코일을 형성할 수 있음으로써 지자기 센서의 감도를 향상시킬 수 있다. In addition, a coil having a small coil pitch can be formed by exposing a portion of the photocatalyst using a mask having a predetermined pattern to pattern the metal. This makes it possible to form a coil having a high number of turns, thereby improving the sensitivity of the geomagnetic sensor.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

Claims (4)

기판 상부에 감광성 유기금속 화합물인 제1 광촉매를 형성하는 단계;Forming a first photocatalyst which is a photosensitive organometallic compound on the substrate; 상기 제1 광촉매의 영역 중 제1 금속층을 형성하고자 하는 영역을 노광시키는 단계; Exposing a region of the first photocatalyst to which the first metal layer is to be formed; 상기 제1 광촉매가 형성된 기판과 도금하고자 하는 금속을 반응시켜 상기 노 광된 영역에만 상기 제1 금속층이 성장하도록 하여 바텀 코일(bottom coil)을 형성하는 단계;Forming a bottom coil by reacting the substrate on which the first photocatalyst is formed with the metal to be plated to grow the first metal layer only in the exposed region; 상기 바텀 코일 상부에 코어를 형성하는 단계;Forming a core on the bottom coil; 상기 코어 상부에 감광성 유기금속 화합물인 제2 광촉매를 형성하는 단계;Forming a second photocatalyst as a photosensitive organometallic compound on the core; 상기 제1 광촉매의 영역 중 제1 금속층을 형성하고자 하는 영역을 노광시키는 단계; 및Exposing a region of the first photocatalyst to which the first metal layer is to be formed; And 상기 제2 광촉매와 도금하고자 하는 금속을 반응시켜 상기 노광된 영역에만 상기 제2 금속층이 성장하도록 하여 탑 코일(top coil)을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서의 코일 제조 방법. And forming a top coil by reacting the second photocatalyst with the metal to be plated to grow the second metal layer only in the exposed region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노광시키는 단계는, 상기 소정 패턴을 갖는 마스크를 이용하여 상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층을 성장시키고자 하는 상기 광촉매의 영역을 노광시키는 것을 특징으로 하는 지자기 센서의 코일 제조 방법. The exposing step may include exposing a region of the photocatalyst for growing the first metal layer and the second metal layer by using a mask having the predetermined pattern. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 금속층 및 제2 금속층은 Au, Ag, 및 Cu 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지자기 센서의 코일 제조 방법. The first metal layer and the second metal layer is a coil manufacturing method of a geomagnetic sensor, characterized in that any one of Au, Ag, and Cu. 제1항에 있이서,In claim 1, 상기 광촉매를 형성하는 단계는, 상기 스핀 코팅(spin coating)에 의해 상기 광촉매를 형성하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서의 코일 제조 방법. Forming the photocatalyst, the method of manufacturing a coil of a geomagnetic sensor, characterized in that for forming the photocatalyst by the spin coating (spin coating).
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