KR102642272B1

KR102642272B1 - 마이크로기계 센서 장치 및 상응하는 제조 방법

Info

Publication number: KR102642272B1
Application number: KR1020187027335A
Authority: KR
Inventors: 헤리버트 베버; 이졸데 지몬; 토비아스 제바스티안 프라이; 멜리싸 델호이쥐; 미햐엘 크나우쓰
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2024-03-04
Also published as: TWI698392B; TW201739687A; KR20180116357A; DE102016203239A1; WO2017148715A1

Abstract

본 발명은, 마이크로기계 센서 장치 및 상응하는 제조 방법에 관한 것이다. 마이크로기계 센서 장치에는, 전면(VS)과 후면(RS) 및 후면 공동(K)을 갖는 센서 기판(MC)으로서, 상기 전면(VS)에는 센서 기판(MC)의 후면 공동(K) 위에 배치되어 실질적으로 폐쇄된 멤브레인 영역(M)이 형성되어 있는, 센서 기판과; 멤브레인 영역(M) 내에 또는 그 위에 배치된 센서 영역(SB)과; 멤브레인 영역(M) 내에 또는 그 위에 배치된, 상기 센서 영역(SB)을 가열하기 위한 가열 장치(HE);가 구비되며, 상기 멤브레인 영역(M)은 후면 공동(K)의 압력 균등화를 위한 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀(L1 내지 L6; L1 내지 L4)을 갖는다.

Description

마이크로기계 센서 장치 및 상응하는 제조 방법

본 발명은, 마이크로기계 센서 장치 및 가열 장치를 갖는 상응하는 제조 방법에 관한 것이다.

가열 장치를 구비한 모든 마이크로기계 부품이 적용될 수 있지만, 본 발명 및 본 발명의 기초가 되는 문제점은 가열 장치(핫 플레이트)를 갖는 실리콘 기반 가스 센서를 갖춘 부품을 토대로 설명된다.

마이크로 핫 플레이트는 마이크로기계 센서를 위한 중요한 구성 부품이다. 마이크로 핫 플레이트는, 기능 원리를 위해 상승된 온도를 필요로 하는 센서 원리에서 사용된다. 이와 관련해서 우선 화학적 트랜스듀서 원리를 갖는 가스 센서를 언급할 수 있다. 요구되는 화학 반응은 실온에서는 아직 일어나지 않으며, 소정의 활성 에너지 및 이와 더불어 상승된 작동 온도를 필요로 한다. 이와 같은 유형의 전통적인 센서는 예컨대, 통상 250℃ 내지 400℃에서 작동되어야 하는 금속 산화물 가스 센서이다.

핫 플레이트는, 화학적인 센서 외에, 예컨대 열 전도성 센서, 피라니 요소(진공 센서) 또는 질량 흐름 센서와 같은 물리적 트랜스듀서 원리를 갖는 센서용으로도 사용된다.

마이크로 핫 플레이트는 종래 기술에 따라 폐쇄된 멤브레인으로서 제조되거나, 예컨대 마이크로기계식 금속 산화물 가스 센서와 같은 현가식 멤브레인을 통해서 제조되며, 이와 같은 내용은 『opportunities to improve sensor performance, Isolde Simon 외 공저, Sensors and Actuators B 73 (2001), 1~26p.』에 기술되어 있다.

선행 기술에 따른 마이크로 핫 플레이트를 구비한 상기 유형의 센서 요소는 통상적으로 1㎜×1㎜보다 큰 가로 방향 치수를 갖는다. 예컨대 스마트폰의 경우와 같은 가전제품의 요구 수준에 부응하기 위하여, 현재 1㎜×1㎜보다 작은 가로 방향 치수로의 소형화가 추구되는 동시에 전력 수요의 감소가 요구된다. 따라서, 특수한 가열기 설계에 대한 도전 외에, 칩 접착에 이용할 수 있는 면적은 점점 더 작아지고, 이로써 제조에 적합한 조립 기술 및 연결 기술에 대한 도전도 증대되고 있다.

예컨대 OMM 기술에 의해서 제조되는 바와 같은 현가식 멤브레인은 "칩 조작(chip handling)" 및 접착과 관련해서 장점들을 갖는데, 그 이유는 이 경우에는 칩이 후면 전체에 걸쳐 접착될 수 있고, 이로써 습식 화학적 제거(예컨대 KOH를 이용함) 또는 예컨대 DRIE를 이용한 건식 에칭을 통해서 후방으로부터 제거된 멤브레인의 경우보다 가능한 접착 면적이 훨씬 더 커지기 때문이다. 하지만, 폐쇄된 멤브레인(통상적으로 이와 같은 멤브레인은 인장 응력 하에 있음)이 견고성 및 다양한 코팅 방법과의 양립성 측면에서 장점들을 가지므로, 이와 같은 멤브레인은 접착 면적이 더 작더라도 고도로 소형화된 시스템에서도 계속 자신의 존재 가치를 유지하게 될 것이다.

OMM 기술로 제조되어 웨브에 현가된 멤브레인은 예컨대 벌크-마이크로기계 기술에 의해서 제조된 폐쇄된 멤브레인에 비해, 중앙에 있는 캐리어 구조물이 예컨대 진동 또는 충격과 같은 기계 응력에 민감하게 반응한다는 특성을 갖는다. 또한, 예컨대 시간-압력 분배(time-pressure" dispensing)와 같은 특정 코팅 방법과 관련해서 이와 같은 멤브레인의 기계적 안정성은 불충분하다. OMM 기술에 의해서 제조된 폐쇄된 멤브레인의 경우에는, 웨이퍼 표면에 제조에서 기인하는 폐쇄된 공동이 나타난다. 이 경우, 압력이 폐쇄 방법에 따라 대기압과 수 밀리바 사이에서 조절된다. 폐쇄가 대기압에서 이루어지면, 밀봉된 가스가 작동 동안 가열되어 멤브레인의 변형을 야기하게 된다. 이와 같은 상황은 재차 멤브레인 상에서 저항의 변동을 야기하고, 센서 성능에도 영향을 미친다. 폐쇄가 밀리바 범위 내에서 수행되면, 멤브레인은 주위 대기압에 의해 휘어진다. 하지만, 이와 같은 휨은 제조 공정에 부정적인 영향을 미치는데, 그 이유는 예컨대 멤브레인이 웨이퍼 표면과 동일한 초평면(focal plane) 내에 있지 않음으로써, 리소그래피 공정에서 이미징 에러가 발생하기 때문이다. 두 가지 경우 모두에서, 멤브레인의 기계적 손상을 확실하게 피할 수 있기 위하여, 특히 가스 민감성 재료의 증착 방법에 초점이 맞추어질 수밖에 없다.

이로 인해, 코팅을 위해 가능한 방법이 선택이 제한되어 있다. 따라서, 구조물에 기계적으로 조금만 하중을 가하는 방법만이 고려된다. 대부분은, 박층에 기반한 층들만 예컨대 CVD 방법, PCD 방법 또는 잉크젯 방법에 의해 증착될 수 있으며, 주로 요구되는, 예컨대 분무 방법, 시간-압력에 걸친 인쇄 방법, 또는 전사 방법 혹은 스탬핑 방법에 의한, 페이스트 재료 또는 액체 재료의 코팅은 고려되지 않는다.

또한, 웨브에 현가된 OMM 멤브레인의 경우에는 예컨대 더 큰 중량을 갖는 더 큰 층 두께가 중요한 것으로서 간주될 수 있는데, 그 이유는 특히 진동 발생 시 현가부에서 손상이 발생할 수 있기 때문이다.

도 3은, 본 발명의 기초가 되는 문제점을 설명하기 위한 마이크로기계 센서 장치의 개략적인 횡단면도이다.

도 3에서, 참조 부호 "1"은 캐리어 기판, 예를 들어 세라믹 캐리어 기판 또는 회로 기판을 지시한다. 전면(VS) 및 후면(RS)을 가진 MEMS 센서 기판(MC)은 접착제 층(KL)에 의해 그 후면(RS)이 캐리어 기판(1) 상에 접착되어 있다.

MEMS 센서 기판(MC)은, 후면(RS)에서 전면(VS)까지 연장되는 후면 공동(K)을 갖는다. 후면 공동(K)의 측벽(S')은 경사진 측면들을 가지며, 이 경사진 측면들은 제조 공정 시 습식 화학 에칭(예컨대 KOH)에 의해 야기된다.

전면(VS)에는, MEMS 센서 기판(MC)의 전면(VS)에 있는 기능 층(FS)으로부터 폐쇄된 멤브레인 영역(M)이 형성되어 있으며, 이 멤브레인 영역은 후면 공동(K) 위에 배치되어 있다. 기능 층(FS) 및 이와 더불어 멤브레인 영역(M)은 예를 들어 산화 규소, 질화 규소 또는 탄화 규소로 이루어진 단 하나의 층으로 구성될 수 있거나, 예를 들어 산화 규소 층 및 질화 규소 층으로 이루어진 층 시퀀스로 구성될 수 있으며, 이 층 시퀀스 내에 또는 그 위에 가열기 또는 전극의 기능을 가질 수 있는 추가의 금속 스트립 도체가 존재한다.

멤브레인 영역(M)의 중심부에 가열 장치(HE)가 통합되며, 이 가열 장치에 의해서 멤브레인 영역(M)이 미리 정해진 온도로 가열될 수 있다. 멤브레인 영역(M) 내에서 가열 장치(HE) 상부에 센서 영역(SB)이 배치되고, 이 센서 영역은 예를 들어 금속 산화물을 기반으로 하는 후막 필름 또는 금속 산화물을 기반으로 하는 박막 필름 및 그 내부에 매립된 전극을 구비하며, 이로써 예를 들어 가스 센서 장치를 구현할 수 있다.

접착제 층(KL)의 접착이 에워싸는 형태가 아님으로써(예를 들어 점 형태 또는 스트립 형상을 가짐으로써), 다시 말하자면 전체 후면(RS)을 덮지 않음으로써, 가열 장치(HE)의 가열 작동 시 후면 공동(K) 내 가스 용적이 팽창할 수 있으며, 즉, 주변과의 가스 교환 시 발생할 수 있다. 따라서, 멤브레인 영역(M)이 센서 작동 중에 이 멤브레인 영역(M)의 마모를 야기할 수 있는 지속적인 압력 변동을 겪게 되는 상황이 방지된다.

본 발명은, 청구항 1에 따른 마이크로기계 센서 장치 및 청구항 11에 따른 상응하는 제조 방법을 제공한다.

바람직한 개선예들은 개별 종속 청구항들의 대상이다.

본 발명의 기초가 되는 사상은, 멤브레인 영역이 후면 공동의 압력 균등화를 위한 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀을 갖는다는 데 있다.

이로써, 본 발명은, 센서 기판이 소형화된 경우에 전체적으로 또는 실질적으로 환형으로 주변을 둘러싸는 접착 상태를 제공하고, 이와 같은 환형의 접착 상태에도 불구하고 충분한 가스 교환을 구현하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 센서 기판이 조립 및 연결 기술에서 필수적인 가열 단계 동안 가스 팽창으로 인해 기울어져서 후속하는 와이어 본딩 공정이 불가능해지는 상황이 방지될 수 있다. 또한, 가열 장치의 가열 동작 중에 압력 변동이 방지되거나 보상될 수 있다.

또 다른 장점은 후속 가공 단계들을 위한 높은 제조 안전성이다. 압력 균등화 홀은, 웨브에 현가된 멤브레인에 비해 클램핑되어 폐쇄된 멤브레인의 바람직한 특성들이 그대로 유지되도록 배치/설계될 수 있다. 충분한 환기를 위해서는, 수 ㎛ 직경의 범위 내 홀들로도 충분하다.

작은 접착 면적에도 불구하고(센서 요소의 전형적인 가로 방향 치수는 1㎜ x 1㎜ 이하임) 견고한 접착 공정이 달성될 수 있다.

가스 교환은 진공 센서 및 열 전도성 센서에서 특히 유리한데, 그 이유는 이와 같은 센서들에서는 측정 원리가, 가열 소자의 열 방출이 주변 가스의 열 전도성에 따라 변하는 점에 기반하기 때문이다. 환기가 이루어지지 않는 경우에는, 멤브레인 상부의 가스만 측정에 기여할 수 있으며, 환기가 이루어지는 경우에는, 멤브레인 하부의 가스도 측정 신호에 기여한다.

바람직한 일 개선예에 따라, 압력 균등화 홀(들)이 상이한 크기로 제공된다. 이로써, 기계적 안정성과 관련하여 최적화가 달성될 수 있다.

바람직한 일 개선예에 따라, 압력 균등화 홀(들)은 센서 영역 및 가열 장치의 외부에서 멤브레인 영역의 외측 가장자리 영역에 배열된다. 이로써, 압력 균등화 홀들이 센서 기능에 영향을 미치지 않는다. 멤브레인의 가급적 높은 기계적 안정성을 보장할 수 있기 위하여, 이상적으로는 최소 응력을 갖는 멤브레인 영역 또는 그 근처의 영역에 홀들이 형성된다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 후면 공동의 측벽이 전면에 대해 실질적으로 수직으로 연장된다. 이는 추가의 소형화를 가능하게 한다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 후면은 접착제 영역에 의해서, 후면에 형성된 후면 공동이 밀봉 폐쇄되도록 캐리어 기판상에 접착된다. 이는 소형화 정도가 높아지는 경우에 안정성을 증가시킨다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 후면이 접착제 영역에 의해서 캐리어 기판상에 접착되며, 이 경우 후면 공동의 압력 균등화를 위한 압력 균등화 채널이 센서 기판 내에 제공된다. 이는 안정성을 감소시키기 않으면서 압력 균등화를 더욱 향상시킨다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 후면은 접착제 영역에 의해서 캐리어 기판상에 접착되며, 이 경우 후면 공동의 압력 균등화를 위한 압력 균등화 채널이 캐리어 기판 내에 제공된다. 이는 안정성을 감소시키기 않으면서 압력 균등화를 훨씬 더 향상시킨다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 가열 장치가 멤브레인 영역 내에 삽입되고, 센서 영역이 상기 멤브레인 영역 상에서 가열 장치 상부에 제공된다. 이로써, 효과적인 가열 기능이 보장된다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 센서 영역은 가스 센서 영역 또는 열 전도성 센서 영역 또는 적외선 센서 영역 또는 질량 흐름 센서 영역을 포함한다.

또 다른 바람직한 일 개선예에 따라, 압력 균등화 홀(들)은 1 내지 50㎛, 바람직하게는 1 내지 10㎛의 직경을 갖는다. 이러한 직경은 압력 균등화 홀들의 기계적 영향을 감소시키며, 바람직한 압력 균등화 기능을 위해 충분하다. 바람직하게는, 압력 균등화 홀들이 기계 응력을 적게 받는 멤브레인 영역의 영역들에 놓이며, 그리고/또는 압력 균등화 홀들이 가열 장치 및 센서 영역의 영역에 놓인다.

본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은 이하에서 도면들과 관련한 실시예들을 토대로 설명된다.
도 1a) 및 도 1b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로기계 센서 장치를 설명하기 위한 개략도로서, 특히 도 1a)는 횡단면도이고 도 1b)는 평면도이다.
도 2a) 및 도 2b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로기계 센서 장치를 설명하기 위한 개략도로서, 특히 도 2a)는 평면도이고 도 2b)는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 기초가 되는 문제점을 설명하기 위한 마이크로기계 센서 장치의 개략적인 횡단면도이다.

각각의 도면에서 동일한 참조 부호는 동일하거나 기능적으로 동일한 요소들을 지시한다.

도 1a) 및 도 1b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로기계 센서 장치를 설명하기 위한 개략도로서, 특히 도 1a)는 횡단면도로 그리고 도 1b)는 평면도로 도시되어 있다.

도 1a) 및 도 1b)에서, 참조 부호 "1"은 캐리어 기판, 예를 들어 세라믹 캐리어 기판 또는 회로 기판을 지시한다. 전면(VS) 및 후면(RS)을 구비한 MEMS 센서 기판(MC)은 접착제 층(KL)에 의해서 그 후면(RS)이 캐리어 기판(1) 상에 접착되어 있다. 접착제 층(KL)의 접착은 주연부에 걸쳐 구현되며, 이는 소형화가 진행되면서 안정성을 지원한다.

MEMS 센서 기판(MC)은, 후면(RS)으로부터 전면(VS)까지 연장되는 후면 공동(K)을 구비한다. 후면 공동(K)의 측벽(S)은 위에서 도 3과 관련하여 기술한 후면 공동과 달리 수직의 측면들을 가지며, 이 측면들은 제조 공정 중에 이방성 에칭에 의해 야기된다. 이는 소형화를 지원한다. 측벽(S)이 곧은 수직 형상을 취하고 멤브레인 영역(M)의 평면 또는 전면(VS)에 대해 실질적으로 수직으로 연장됨으로써, 사전 설정된 멤브레인 영역의 크기에서 가급적 작은 센서 장치가 구현될 수 있다. 이를 위해 특히 바람직한 한 가지 가능성은 건식 에칭 공정(DRIE)의 적용이다.

전면(VS)에는, MEMS 센서 기판(MC)의 전면(VS) 상의 기능 층(FS)으로부터 폐쇄된 멤브레인 영역(M)이 형성되고, 이 멤브레인 영역은 후면 공동(K)의 상부에 배치된다. 기능 층(FS) 및 이와 더불어 멤브레인 영역(M)은 예를 들어 산화 규소, 질화 규소 또는 탄화 규소로 이루어진 단일층으로 구성될 수 있거나, 예를 들어 산화 규소 층들 및 질화 규소 층들로 이루어진 층 시퀀스로 구성될 수 있으며, 이 층 시퀀스 내에 또는 그 위에는 가열기 또는 전극의 기능을 가질 수 있는 추가 금속 스트립 도체가 존재한다.

멤브레인 영역(M)의 중심부에 가열 장치(HE)가 통합되며, 이 가열 장치에 의해서 멤브레인 영역(M)이 미리 정해진 온도로 가열될 수 있다. 멤브레인 영역(M) 내에서 가열 장치(HE)의 상부에 센서 영역(SB)이 배치되고, 이 센서 영역은 예를 들어 금속 산화물을 기반으로 하는 후막 필름 또는 금속 산화물을 기반으로 하는 박막 필름을 전극 구조물 상에 구비하고, 이로써 예를 들어 가스 센서 장치를 구현할 수 있다.

도 3과 관련하여 위에서 설명한 MEMS 센서 장치와 달리, 제1 실시예의 멤브레인 영역(M)은 압력 균등화 홀(L1, L2, L3, L4, L5, L6)을 구비하며, 이들 압력 균등화 홀은 가열 장치(HE) 및 그 위에 배치된 센서 영역(SB)의 외부에서 멤브레인 영역(M)의 가장자리 영역에 배열된다.

상기 압력 균등화 홀들은 바람직하게 1 내지 50㎛, 더 바람직하게는 1 내지 10㎛의 직경을 갖는다. 바람직하게는 압력 균등화 홀들(L1, L2, L3, L4, L5, L6)이, 멤브레인 영역(M) 중 기계 응력을 적게 받는 영역들에 배열된다. 압력 균등화 홀들은 압력 균등화 효과 외에 멤브레인 영역(M)의 열절연도 개선할 수 있다.

도 2a) 및 도 2b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로기계 센서 장치를 설명하기 위한 개략도로서, 특히 도 2a)는 평면도로 그리고 도 2b)는 측면도로 도시되어 있다.

제2 실시예에서는 센서 기판(MC) 내에 압력 균등화 채널(AK)이 추가로 제공되며, 이 압력 균등화 채널이 캐리어 기판(1) 상에 접착된 상태(본 도면에는 도시되어 있지 않음)에서 접착제 층(KL)의 빈 영역에 위치함에 따라, 상기 압력 균등화 채널(AK)에 의해 추가의 압력 균등화가 가능하다. 그러므로 제2 실시예에서는 단 4개의 압력 균등화 홀(L1, L3, L4, L6)만 제공된다. 압력 균등화 채널(AK)의 형상에 따라, 이들 압력 균등화 홀(L1, L3, L4, L6)도 생략될 수도 있다.

상기 내용을 제외하고, 제2 실시예는 제1 실시예와 동일하다.

(도면에 도시되어 있지 않은) 또 다른 일 실시예에서는, 센서 기판(MC) 내 압력 균등화 채널(AK)에 추가로 또는 대안적으로 캐리어 기판(1) 내에서 후면 공동(K)의 하부에 압력 균등화 채널이 제공될 수 있다.

제1 또는 제2 실시예에 따른 MEMS 센서 장치의 제조 시, 압력 균등화 홀들은 에칭 공정, 예를 들어 건식 에칭 공정에 의해서 또는 레이저 공정에 의해서 제조될 수 있다.

본원에 기술된 멤브레인 영역(M)의 제조 방법은, 멤브레인 영역(M) 아래에 놓여 있는 규소 층이 DRIE 에칭 공정에 의해서 제거되는 웨이퍼 후면(RS)의 제거 에칭 공정이기 때문에, 그 이전의 일 공정 단계에서 이미 압력 균등화 홀(L1 내지 L6 또는 L1 내지 L4)이 기능 층(FS) 내에 그리고 이로써 멤브레인 영역(M) 내에 형성된 것이 바람직하다. 멤브레인 영역(M)의 제거가 진행되는 동안 상기 압력 균등화 홀들이 개방되고, 향후의 센서 요소 내 멤브레인 영역(M)의 전면과 후면 간의 압력 균등화가 가능해진다.

본 발명을 바람직한 실시예들을 참조해서 기술하였지만, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되지는 않는다. 특히, 언급한 재료들 및 형상들은 단지 예시일 뿐이며, 설명된 예들에 한정되지 않는다.

제1 또는 제2 실시예에 도시된 압력 균등화 홀들의 위치들 외에, 다른 구현 예들, 예를 들면 다른 개수의 홀/홀 형상 또는 슬롯형 구성 등도 고려될 수 있다.

본 발명에 따른 MEMS 센서 장치의 매우 바람직한 용례는 일반적으로, 예를 들어 금속 산화물 가스 센서와 같은 화학식 가스 센서, 열 전도성 센서, 피라니(Pirani) 소자, 질량 흐름 센서(예: 공기 유량계), 마이크로기계 멤브레인 기반의 람다 프로브(lambda probe), 적외선 센서 장치 등 외에 가열 장치 및 멤브레인을 구비한 모든 센서 장치이다.

Claims

전면(VS)과 후면(RS) 및 후면 공동(K)을 갖는 센서 기판(MC)으로서, 상기 전면(VS)에는, 센서 기판(MC)의 후면 공동(K) 위에 배치되어 폐쇄된 멤브레인 영역(M)이 형성되어 있는, 센서 기판과;
상기 멤브레인 영역(M) 내에 또는 그 위에 배치된 센서 영역(SB)과;
상기 멤브레인 영역(M) 내에 또는 그 위에 배치되고 상기 센서 영역(SB)을 가열하기 위한 가열 장치(HE);
를 구비한 마이크로기계 센서 장치이며,
상기 멤브레인 영역(M)이 후면 공동(K)의 압력 균등화를 위한 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀을 포함하고,
후면(RS)은 접착제 영역(KL)에 의해서, 상기 후면에 형성된 후면 공동(K)이 밀봉 폐쇄되도록 캐리어 기판(1) 상에 접착되는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항에 있어서, 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀이 서로 상이한 크기로 제공되는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀이 센서 영역(SB) 및 가열 장치(HE)의 외부에서 멤브레인 영역(M)의 외측 가장자리 영역에 배열되는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 후면 공동(K)의 측벽(S)이 전면(VS)에 대해 수직으로 연장되는, 마이크로기계 센서 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 후면(RS)이 접착제 영역(KL)에 의해서 캐리어 기판(1) 상에 접착되며, 후면 공동(K)의 압력 균등화를 위한 압력 균등화 채널(AK)이 센서 기판(MC) 내에 제공되는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 후면(RS)이 접착제 영역(KL)에 의해서 캐리어 기판(1) 상에 접착되며, 후면 공동(K)의 압력 균등화를 위한 압력 균등화 채널(AK)이 캐리어 기판(1) 내에 제공되는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 가열 장치(HE)가 멤브레인 영역(M) 내에 삽입되고, 센서 영역(SB)이 상기 멤브레인 영역(M) 상에서 가열 장치(HE) 상부에 제공되는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 센서 영역(SB)이 가스 센서 영역 또는 열 전도성 센서 영역 또는 적외선 센서 영역 또는 질량 흐름 센서 영역을 포함하는, 마이크로기계 센서 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀이 1 내지 50㎛, 또는 1 내지 10㎛의 직경을 가지고, 멤브레인 영역(M) 중 기계 응력을 적게 받는 영역에 놓이며, 그리고/또는 압력 균등화 홀들이 가열 장치(HE) 및 센서 영역(SB)의 영역에 놓이는, 마이크로기계 센서 장치.
마이크로기계 센서 장치를 제조하기 위한 방법이며, 상기 방법은:
전면(VS)과 후면(RS) 및 후면 공동(K)을 갖는 센서 기판(MC)을 형성하는 단계로서, 상기 전면(VS)에, 센서 기판(MC)의 후면 공동(K)의 상부에 배치되고 폐쇄된 멤브레인 영역(M)을 형성하는 단계와,
상기 멤브레인 영역(M) 내에 또는 그 위에 배치되는 센서 영역(SB)을 형성하는 단계와,
상기 멤브레인 영역(M) 내에 또는 그 위에 배치되어 상기 센서 영역(SB)을 가열하기 위한 가열 장치(HE)를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 멤브레인 영역(M)은, 후면 공동(K)의 압력 균등화를 위한 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀을 갖도록 형성되고,
후면(RS)은 접착제 영역(KL)에 의해서, 상기 후면에 형성된 후면 공동(K)이 밀봉 폐쇄되도록 캐리어 기판(1) 상에 접착되는, 마이크로기계 센서 장치의 제조 방법.
제11항에 있어서, 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀이 에칭 공정에 의해 형성되는, 마이크로기계 센서 장치의 제조 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 후면 공동(K)은 이방성 에칭 공정에서, 상기 후면 공동(K)의 측벽(S)이 전면(VS)에 대해 수직으로 연장되도록 형성되는, 마이크로기계 센서 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서, 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀은 건식 에칭 공정 또는 레이저 공정에 의해 형성되는, 마이크로기계 센서 장치의 제조 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서, 멤브레인 영역(M)은, 상기 멤브레인 영역(M) 아래에 놓여 있는 규소 층이 제거되는 제거 에칭 공정에 의해 형성되며, 하나 또는 복수의 압력 균등화 홀은 상기 제거 에칭 공정이 수행되기 전에 건식 에칭 공정 또는 레이저 공정에 의해 형성되는, 마이크로기계 센서 장치의 제조 방법.