KR101096395B1 - Ｍｅｍｓ 부품을 윤활하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일 태양으로서 MEMS 조립체를 제조하는 방법을 제공한다. 일실시예에 있어서, 방법은 MEMS 미러 어레이와 같은 MEMS 장치를 조립체 기판 상에 장착시키는 단계를 포함한다. 방법은 MEMS 장치를 수납하는 MEMS 조립체의 내부를 생성하기 위해 조립체 리드를 MEMS 장치에 걸쳐 조립체 기판에 결합시키는 단계를 포함하고, 그 결합은 MEMS 조립체의 내부로의 개구를 유지시킨다. 게다가, 방법은 그 개구를 통해 MEMS 장치를 윤활/보호막 처리하는 단계를 포함한다. 추가로, 본 발명의 공정에 따라 구성된 MEMS 조립체도 개시된다.
MEMS 조립체, MEMS 장치, 리드, 개구, MEMS 미러 어레이

Description

ＭＥＭＳ 부품을 윤활하는 방법 {METHOD FOR LUBRICATING MEMS COMPONENTS}
도1은 본 발명의 MEMS 조립체를 제조하는 방법의 일실시예로서 사용하기 위한 MEMS 어레이의 일실시예의 등각 투상도.
도2a는 본 발명의 제조 공정의 초기 단계 동안의 MEMS 조립체의 측단면도.
도2b는 제조 공정 내에서의 다른 단계 동안의 도2a의 MEMS 조립체를 도시한 도면.
도2c는 제조 공정 이후의 MEMS 조립체를 도시한 도면.
도2d는 본 발명의 원리에 따라 구성된, 완성된 MEMS 조립체를 도시한 도면.
도3은 본 발명의 원리에 따라 구성된 MEMS 조립체의 다른 실시예의 측단면도.
도4는 본 발명의 기술을 채용하는 MEMS 조립체를 제조하기 위한 방법의 일실시예의 플로우 다이아그램.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 미러 어레이
105 : 기판
110 : 미러
200 : MEMS 조립체
210 : MEMS 어레이
220 : 보호층
225 : 조립체 리드
235 : 가용접 비드
240 : 개구
245 : 대기
본 명세서에 개시된 실시예는 전체적으로는 초소형 전자 기계 시스템(MEMS) 조립체에 관한 것이며, 더 구체적으로는 MEMS 조립체 패키지 내의 개구를 사용하여 조립 공정 중에 내부 MEMS 조립체 부품을 윤활하기 위한 방법에 관한 것이다.
광전자 장치는 오늘날의 최고의 제조업자들에게 지속적인 인기를 누려왔다. 특히, 액츄에이터, 모터, 센서와 같은 초소형 전자 기계 장치 및 공간 광 변조기(SLMs)와 같은 초소형 전자 기계 시스템(MEMS)은 상용으로 입수할 수 있는 광전자 장치의 몇몇 형태이다. 이러한 패키지의 SLMs 및 다른 형태의 MEMS 장치는 텍사스주 달라스 소재의 텍사스 인스트루먼츠에 의해 설계되어 사용되는 형태인, "디지털 마이크로 미러 장치(DMD)" 기술 분야에서 채용 가능하다.
이러한 DMD MEMS 조립체는 선택적으로 이동 가능하거나 변형 가능한 전자적으로 주소 지정 가능한 미러 요소(또는 "화소")의 어레이를 포함한다. 각각의 미 러 요소는 보통의 기판에서 주소 지정 가능한 미러 요소와 일체로 형성되는 집적된 주소 지정 회로로의 전기적 입력에 대응하여 이동 가능하다. 이러한 MEMS 조립체는 상, 세기, 편광 또는 방향에 있어서의 전기적 또는 다른 입력에 따라 공간 패턴내에서 입사광을 변조시킨다. 입사광은 각각의 미러 요소로부터의 반사에 의해 변조된다.
유감스럽게도, 제조 공정의 다양한 단계 중 MEMS 미러 어레이의 오염에 의해 결함이 야기될 수도 있다. 예를 들면, 임의의 지점에서, MEMS 어레이는 보호층이 해체될 수도 있어서, MEMS 어레이를 노출시켜 MEMS 조립체 내부에 밀봉되기 전에 오염된다. 더 구체적으로는, 파편 입자 형태인 오염물이 종종 웨이퍼 절단(sawing) 공정, 어레이 적층 단계, 와이어 본딩 공정 및 심지어 MEMS 조립체에 대한 최종 조립 단계 중에 미러 어레이를 오염시킬 수도 있다. 이러한 오염물은 미러의 기능에 악영향을 끼칠 수 있고, 결함의 수가 증가함에 따라 감소된 웨이퍼의 양품률에 기인하여 전체적인 제조 비용도 증가한다.
종래 기술의 전술된 결점들을 처리하기 위해, 본 발명은 일 태양에 있어서 MEMS 조립체를 제조하는 방법을 제공한다. 일실시예에 있어서, 상기 방법은 MEMS 미러 어레이와 같은 MEMS 장치를 조립체 기판 상에 장착시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 MEMS 장치를 수납하는 MEMS 조립체의 내부를 생성하기 위해 조립체 리드를 MEMS 장치에 걸쳐 조립체 기판에 결합시키는 단계를 더 포함하고, 그 결합은 MEMS 조립체의 내부로의 개구를 유지시킨다. 게다가, 상기 방법은 그 개구를 통해 MEMS 장치를 윤활/보호막 처리하는 단계를 포함한다.
다른 태양에 있어서, 본 발명은 본 발명의 공정에 따라 구성된 MEMS 조립체를 제공한다. 일실시예에 있어서, MEMS 조립체는 MEMS 미러 어레이와 같은 MEMS 장치를 조립체 기판 상에 장착시킴으로써 구성된다. 또한 MEMS 조립체는 MEMS 장치를 수납하는 MEMS 조립체의 내부를 생성하기 위해 조립체 리드를 MEMS 장치에 걸쳐 조립체 기판에 결합시킴으로써 구성되며, 그 결합은 MEMS 조립체 내부로의 개구를 유지시킨다. 게다가, MEMS 조립체는 개구를 통해 MEMS 장치를 윤활/보호막 처리함으로써 구성된다.
본 발명의 더 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 연계된 다음의 상세한 설명이 참조된다. 다양한 특징부는 일정한 비율로 도시되지 않았음이 강조된다. 사실, 다양한 특징부의 치수는 설명의 명확성을 위해 임의로 확대 또는 축소될 수도 있다. 다음의 첨부 도면과 연계된 다음의 설명이 참조된다.
먼저 도1을 참조하면, 초소형 전자 기계 시스템(MEMS) 미러 어레이(100)의 일실시예의 등각 투상도가 도시된다. 도시된 MEMS 미러 어레이(100)는 그 위에 다른 관련 부품뿐만 아니라 복수의 MEMS 미러(110)가 형성되는 반도체 기판(105)을 포함한다. MEMS 어레이(100)는 그 위에 형성되는 예를 들면, 수천 개 또는 수십만 개의 미러(110)를 가질 수도 있다. "디지털 마이크로 미러 장치(DMD)" 기술을 포함하는, MEMS 구조물 및 제조 방법의 일예는 텍사스주 달라스 소재의 텍사스 인스트루먼츠에 의해 개발 및 기술되어 왔다.
기능적으로, MEMS 어레이(100) 상에 형성되는 미러(110)는 하나 이상의 비교적 얇고 집적적으로 지지하는 빔 또는 힌지 상에서 이동 또는 회전함으로써 광의 빔을 반사시켜서, 광을 변조시킨다. 형성되는 빔 또는 힌지의 형태에 따라, 미러(110)는 원하는 적용예에 따라서, 하나 이상의 토션(torsion) 빔 또는 굽힘(flexure) 빔에 의해 지지될 수도 있고, 또는 캔틸레버(cantilever) 구조일 수도 있다. 각각의 미러(110)의 편향은 각각의 미러(110) 아래에 위치되는 관련 제어 전극에 가해지는 전위에 기인한 전기장에 의해 미러(110)의 일부분 상에 가해지고 기판(105) 상에 형성되는 인력인 정전기력에 의해 영향을 받는다. 전위는 미러(110) 아래의 반도체 기판(105) 내에 형성되는 주소 지정 회로에 의해 제어 전극에 선택적으로 가해진다.
미러(110)가 주소 지정 회로에 의해 제어 전극에 가해진 전압에 따라 제1 위치에서 편향되면, 미러(110)는 제1 경로를 따라 제1 사이트로 광을 반사시킨다. 그러나, 주소 지정 회로가 기초 전극에 다른 전압을 가하는 경우, 미러(110)는 제2 위치로 정전기적으로 당겨짐으로써 제1 경로와 다른 제2 경로를 따라 광을 반사시켜서, 광을 다른 사이트로 재지향시킨다. 위로부터, 입사광은 MEMS 어레이(100) 내의 미러(110)에 의해 변조되어, 어떠한 원하는 광의 빔의 표적을 포함하는지 여부에 관계없이, 제1 또는 제2 사이트에 선택적으로 도달한다.
지금부터는 도2a 내지 도2d로 전환하면, 본 명세서에 개시된 원리에 따른 제조 공정의 다양한 단계에 걸친 MEMS 조립체(200)의 측단면도가 도시된다. 더 구체적으로는, 도2a로부터 시작하여, 제조 공정의 일실시예의 초기 단계 동안의 MEMS 조립체(200)가 도시된다. MEMS 조립체(200)는 그 위에 MEMS 장치, 이번 일예에서는 MEMS 어레이(210)가 장착되어 도시되어 있는 조립체 기판(205)을 포함한다. 전술된 바와 같이, MEMS 어레이(210)는 전술된 방식으로 들어오는 빔 또는 광의 빔들을 변조시키기 위한 복수의 미러(215)를 포함한다.
또한 도2a에 도시된 바와 같이, MEMS 어레이(210)는 그 위에 형성되는 희생 보호층(220)을 포함한다. 다른 것들 중에서, 보호층(220)은 그렇지 않으면 MEMS 어레이(210)에 도달할 수도 있는 오염물로부터 미러(215)에 대한 보호를 제공한다. 오염물이 MEMS 어레이에 도달하여 영향을 끼치는 것이 허용되는 경우, MEMS 어레이(210)가 절단되는 웨이퍼로부터의 양호한 장치의 양품률은 잠재적으로 감소된다. 보호층(220)은 반도체 웨이퍼를 형성하도록 다른 어레이들과 여전히 접합된 상태로 MEMS 어레이(210)에 걸쳐 덮어 침전될 수도 있다. 일실시예에 있어서, 보호층(220)은 포토레지스트(photoresist)이지만, 다른 형태의 보호층(220)이 또한 채용될 수도 있다.
이제 도2b를 참조하면, 제조 공정에서 다른 단계 동안의 도2a의 MEMS 조립체(200)가 도시된다. 특히, 입사광이 통과하여 MEMS 어레이(210)에 도달하는 윈도우(230)를 가지는 조립체 리드(225)가 MEMS 어레이(210)에 걸쳐 조립체 기판(205) 상에 장착된 상태로 도시된다. 리드(225)의 장착은 MEMS 어레이(210)가 지금부터 위치하게 되는 MEMS 조립체(200)의 내부를 생성시킨다. 그러나, 조립체 리드(225)가 기판(205)에 결합되기 이전에 보호층(220)을 MEMS 어레이(210)로부터 제거하는 것은 MEMS 어레이(210)를 잠재하는 오염물에 노출된 상태로 남겨둘 수가 있다. 그 결과로서, 본 발명의 일실시예에 있어서, 조립체 리드(225)는 보호층 (220)의 제거 이전에 기판(205)에 결합된다.
이제 도2c를 참조하면, 제조 공정 이후의 MEMS 조립체(200)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 조립체 리드(225)는 조립체 기판(205)에 결합되거나 고정된다. 특히, 이 실시예에 있어서, 조립체 리드(225)는 MEMS 조립체(200)의 우측면 상의 가용접 비드(235)에 의해 도시된 바와 같이, 기판(205)에 가용접된다. 조립체 리드(225)가 조립체 기판(205)에 가용접되기 때문에, 개구 또는 통기구(240)가 리드(225) 및 기판(205)이 접촉하기는 하지만 용접되지 않는, MEMS 조립체(200)의 다른 부분을 따라 잔류한다. 이러한 개구(240)를 남겨두기 위한 다른 기술로는 기판(205)과 리드(225) 사이에 비연속의 접착제 비드를 적용시키는 것을 포함한다. 하나의 개구(240)만이 도2a 내지 도2d에 도시되어 있지만, 조립체 리드(225)와 조립체 기판(205) 사이에 수 개의 개구(240)가 두 부분이 제조 공정의 최종 단계에서 함께 영구적으로 밀봉될 때까지는, 예를 들면 다중 가용접 사이의 공간을 통해 있는 것이 효과적일 수도 있다.
일단 MEMS 조립체(200)가 가용접되거나, 달리 부분적으로 함께 결합되면, 전체 조립체는 가압 능력을 가지는 다른 스테이션으로 이동될 수도 있다. 다르게는, MEMS 조립체(200)는 이러한 로케이션으로 전체적으로 또는 실질적으로 제조될 수도 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 가압이 필요 또는 요구되지 않는 경우, MEMS 조립체(200)는 종래의 제조 공정에 존재하는 임의의 적절한 스테이션에서 제조될 수도 있다.
계속 도2c를 참조하면, 다른 실시예에 있어서, 보호층(220)이 제조 공정에서 더 일찍 제거되지 않을 수도 있다. 이러한 실시예에 있어서, 보호층(220)은 31 ℃보다 더 높은 온도 및 1070 psia보다 더 큰 압력의 이산환 탄소(CO2)와 같은 초임계 유체를 사용하여, 화살표(A1)로 표시된 바와 같이, 개구(240)를 통해 해체 및 제거될 수도 있다. 이러한 접근은 본 명세서에서 참조되는, 발명의 명칭이 "MEMS 조립체에서 보호층을 해체시키는 방법"(대리인 일람 번호 제24154816.23)인 공동으로 허여된 공동 특허 출원에서 설명된다.
이제 도2d로 전환하면, 본 발명의 원리에 따라 구성된 완성된 MEMS 조립체(200)가 도시된다. 재료를 제거하는 것이 보호층(220)을 제거하는데 사용된 이후에, 코팅 단계, 예를 들면 보호막 및/또는 윤활 단계가 실행된다. 더 구체적으로, 다양한 형태의 MEMS 조립체는 MEMS 어레이(210)의 일부분 주위에서 몇몇 형태의 윤활이 양호하게 수행됨으로써 장치 성능에 영향을 끼칠 수도 있는 전극에 대한 미러의 스티킹(sticking) 또는 다른 유사한 문제를 완화되거나 방지된다. 추가로, MEMS 어레이(210)는 그 부품에 대한 보호를 제공하도록 보호막 처리되는 경우 장기간에 걸쳐 최적으로 수행될 수도 있다. 이와 같이, 도시된 실시예는 윤활제 또는 보호제가 MEMS 조립체(200) 내부의 대기와 혼합되는 기회를 제공한다. 예를 들면, 과불화데칸산(perflourodecanoic)(PFDA)과 같은 보호막 재료가 화살표(A2)로 표시된 바와 같이, MEMS 어레이(210)를 둘러싸는 모든 필요한 위치에 도달하기 위해 내부로 주입될 수도 있다. 양호한 실시예에 있어서, 윤활제 및 보호제 모두는 MEMS 어레이(210)를 적절한 재료로 코팅시킴으로써 제공된다.
다른 실시예에 있어서, 게터(getter)가 MEMS 조립체(200)의 내부에 포함될 수도 있고, 일단 원하는 화학 작용에 의해 포화됨으로써 활성화되면 MEMS 조립체의 수명에 걸쳐 MEMS 어레이(210)의 내부 부품을 윤활 및 보호막 처리하도록 사용될 수도 있다. 따라서, 이러한 실시예에 있어서, 보호막 처리 및 윤활 재료는 이러한 목적으로 게터를 활성화시키도록 개구(240)를 통해 주입될 수도 있다. MEMS 조립체 내의 게터의 형성에 대한 더 상세한 설명을 위해서는, 본 명세서에서 참조되는 본 출원과 공동으로 허여된 발명의 명칭이 "비 증발형 게터를 가진 초소형 기계 장치"인 미국 특허 제5,610,438호를 참조하면 된다. 그러나, 게터가 채용되지 않는 경우에도, 본 명세서에 개시된 원리에 따른 개구(240)를 통한 보호막 처리 또는 윤활은 MEMS 어레이(210) 및 MEMS 조립체(200)의 다른 주요 부품에 대해 MEMS 조립체(200)의 이들 부분을 잠재적인 오염물에 노출시키지 않는 장점을 제공한다.
추가로, 최종 대기(245)가 개구(240)가 밀봉되기 전에 선택되어 주입될 수도 있다. 예를 들면, 질소계 대기(245)가 MEMS 조립체(200)에 대해 요구되면, 질소 농후 가스가 조립체(200) 내부로 주입될 수도 있다. 이 추가적인 단계로서, MEMS 조립체(200)의 대기(245)는 조립체(200)의 의도하는 적용예에 따라 구체적으로 선택될 수도 있다. 추가로, 이러한 방식으로 대기(245)를 배기시키는 단계는 희생 보호층(220)을 해체시키는데 사용되는 제거 유체의 임의의 잔류 흔적을 제거하는데 유용할 수도 있다. 변화하는 점성 또는 다른 특성의 다른 가스 또는 액체가 마찬가지로 주입될 수도 있다. 게다가, 특정 적용예에서 이로운 것이라면, 특정 대기(245)가 내부로 주입되고 후에 배기될 수도 있다. 물론, 특정 대기(245)가 본 발명을 수행하기 위해 요구되는 것은 아니고, 대기(245)는 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위 내에서 임의의 요소 또는 성분을 포함할 수도 있다.
제조 공정의 최종 단계에 있어서, MEMS 조립체(200)의 내부에서의 부품의 보호막 처리 및/또는 윤활 이후에, 개구(240)는 MEMS 어레이(210) 뿐만 아니라 MEMS 조립체(200)의 내부에 위치될 수도 있는 다른 부품을 한층 더 보호하기 위해 밀봉된다. 일실시예에 있어서, 개구(240)는 조립체 리드(225)가 조립체 기판(205)과 접촉하는 전체 표면에 걸쳐 심(seam) 용접(250)에 의해 밀봉될 수도 있다. 물론, 두 부분 사이의 임의의 개구(240)를 밀봉하는 다른 기술도 바람직하게 채용될 수도 있다. 예를 들면, 에폭시 또는 다른 경화성 필러 또는 접착제가 밀봉을 형성하거나 조립체(200)를 완전히 둘러싸기 위해 사용될 수도 있다. 추가적으로, 플러그가 개구(240)를 밀봉시키기 위해 사용될 수도 있다. 최종적으로 둘러싸여진 캐비티는 밀폐적으로 밀봉되거나 그렇지 않을 수도 있다.
도시된 실시예에 있어서, 조립체 기판(205)은 MEMS 어레이(210)가 장착되는 단일의 개별 기판으로서 도시된다. 이러한 실시예에 있어서, 조립체 리드(225)도 통상적으로 조립체 기판(205)과 결합하기 위한 단일의 개별 구조물이다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 복수의 MEMS 어레이(210)가 절단되거나 달리 제조 공정 중에 이후에 분할되는 단일의 반도체 웨이퍼 기판 상에 형성될 수도 있다. 이 실시예에 있어서, 조립체 리드(225)는 단일의 웨이퍼 기판 상에 다중 리드로 구성될 수도 있고, 각각의 MEMS 어레이(210)에 걸쳐 단일 단계로서 장착되도록 설계될 수도 있다. 그 결과로서, 조립체 리드(225)를 가지는 웨이퍼 기판은 가용접을 제외한 수단에 의해 조립체 기판(205)을 가지는 웨이퍼 기판에 결합될 수도 있다. 물론, 본 명세서에 개시된 원리에 따라, 개구(240)는 원하는 바와 같은 MEMS 어레이(210)를 코팅하기 위한 보호제 또는 윤활제를 주입하기 위해 조립체 기판(205)과 조립체 리드(225) 사이에서 유지될 수도 있다.
이제 도3을 살펴보면, MEMS 조립체(300)의 다른 실시예의 측단면도가 도시된다. 도시된 바와 같이, MEMS 조립체(300)는 또한 복수의 초소형 미러(315)를 가지는 MEMS 어레이(310)가 장착되는 조립체 기판(305)을 포함한다. 일단 MEMS 어레이(310)가 장착되면, 입사광이 이를 통해 통과하는 윈도우(330)를 가지는 조립체 리드(325)가 MEMS 어레이(310)에 걸쳐 조립체 기판(305)에 결합된다.
그러나, 이러한 실시예에 있어서, 조립체 리드(325)는 MEMS 조립체(300) 내부의 부품의 코팅 이전에 조립체 기판(305)에 완전하게 밀봉된다. 이전과 같이, 리드(325)는 예를 들면, 두 부분 사이의 심 용접(335)을 사용하여 기판(305)에 밀봉될 수도 있다. 물론, 두 부분을 함께 결합하는 다른 기술이 채용될 수도 있다. 리드(325)가 기판(305) 상에 밀봉되지만, 개구(340)는 본 명세서에 개시된 방식으로 윤활 또는 보호막 재료를 내부에 주입하기 위한 목적으로 조립체 기판(305)에 합체된다. 다르게는, 개구(340)는 리드(325)에 합체될 수도 있다. 따라서, 도2c에 도시된 개구(240)와 같이, 도3에 있어서의 개구(340)는 MEMS 어레이(310) 및 다른 다양한 부품을 코팅시키기 위해 사용될 수도 있고, 따라서 이들 부품들을 유활 및/또는 보호막 처리하고 MEMS 조립체(300)의 전체적인 성능 및 수명을 증가시킨 다.
추가로, MEMS 조립체(300) 내에 게터를 가지는 실시예에 있어서, 가공된 개구가 시간에 대해 임계 성분의 연속 윤활을 위해 게터를 활성화시키는데 사용될 수도 있다. 게다가, 추가로 MEMS 조립체(300)가 의도된 바와 같이 기능하는 것을 허용하도록, 개구(340)를 통해 다양한 부품을 보호막 처리하는 것은 MEMS 어레이(310)를 이 코팅을 수행하기 위해 노출된 상태로 두지 않음으로써 종래의 제조 공정 중 통상적으로 존재하게 되는 MEMS 어레이(310)에 대한 오염 또는 다양한 형태의 손상에 대한 위험을 줄인다. 게다가, 보호층(320)이 MEMS 조립체(300)가 함께 가용접된 이후 제거되는 이들 실시예에 있어서, MEMS 어레이(310)는 보호층(320)이 조립체 리드(325)가 조립체 기판(305)에 장착된 이후까지 제거되지 않기 때문에 한 층 더 보호된다.
마지막으로 도4로 전환하면, 본 발명의 기술을 채용하는, 전술된 조립체와 같은 MEMS 조립체를 제조하는 방법의 일실시예의 플로우 다이아그램(400)이 도시된다. 방법은 본 명세서에 개시된 원리와 직접적으로 관련이 없는 초기 제조 단계가 MEMS 조립체 상에 수행되는 시작 블록(405)에서 시작한다. 예를 들면, MEMS 어레이를 반도체 웨이퍼 상에서 제조하기 위해 채용되는 단계는 이 초기 제조 단계에 서 수행될 수도 있다.
블록(410)에서, 그 위에 다중 MEMS 어레이가 형성되는 반도체 웨이퍼는 절단되어 개별 어레이가 된다. 절단 이전에, 전체 웨이퍼는 오염물뿐만 아니라 다른 제조 단계 동안의 물리적인 손상으로부터 MEMS 어레이를 보호하기 위해 전술된 포토레지스트와 같은 보호층으로 덮여진다. 공지된 싱귤레이션(singulation) 기술이 웨이퍼를 개별 어레이로 절단하기 위해 사용될 수도 있다.
공정이 블록(415)으로 이동함에 따라, 웨이퍼로부터 절단된 개별 MEMS 어레이는 조립체 기판 상에 장착된다. 특히, MEMS 어레이와 관련된 트레이스 및 접촉 패드는 조립체 기판 상에 형성된 관련 트레이스 및 접촉 패드와 정렬된다. 블록(420)에서, 와이어 본딩(wire-bonding)이 MEMS 어레이의 이들 접촉부를 조립체 기판의 접촉부와 전기적으로 결합시키기 위해 채용된다. 채용 가능한 와이어 본딩은 널리 공지되어 있고, 임의의 이러한 기술이 본 공정에서 채용될 수도 있다.
블록(425)으로 이동하면, 조립체 리드는 조립체 기판에 가용접되어, 두 부분을 함께 부분적으로 결합시켜서 MEMS 어레이가 위치되는 MEMS 조립체의 내부를 생성시킨다. 단지 두 개 부분을 함께 부분적으로 결합시킴으로써, 개별 가용접 사이의 개구가 잔류한다. 공정은 MEMS 조립체 내부의 부품, 주로 MEMS 어레이의 코팅이 수행되는 블록(430)으로 이동한다. 예시적인 실시예에 있어서, 보호제/윤활제는 MEMS 조립체 내의 개구(개구들)를 통해 주입되고, 침투되어서 그 내부의 모든 영역을 코팅시킨다. 추가로, 게터가 MEMS 조립체의 내부에 형성되는 실시예에 있어서, 이 코팅 단계는 조립체의 수명에 걸쳐 MEMS 조립체 내부 부품에 윤활 또는 보호막을 제공하도록 게터를 활성화시키기 위해 채용될 수도 있다. 그러나, 양 실시예에 있어서, 본 명세서에 개시된 원리에 따른 개구를 통한 코팅은 MEMS 조립체의 이들 부분을 잠재적인 오염물에 노출시키지 않는 MEMS 조립체의 MEMS 어레이 및 다른 주요 부품에 대한 바람직한 윤활/보호막 처리를 제공한다.
대체 실시예에 있어서, 상세히 설명된 바와 같이, 리드 및 기판은 공정 중 블록(425)에서 완전히 함께 용접될 수도 있고, 이는 두 부분 사이의 밀폐 또는 다른 적절한 밀봉을 야기한다. 이러한 실시예에 있어서, 리드와 기판 사이의 가용접에 관련된 것 이외의 개구(개구들)가 기판 또는 리드 내부에 가공된다. 이 개구는 그 안에 위치된 실제 부품을 윤활/보호막 처리하도록, 블록(430)에서 MEMS 조립체의 내부를 코팅하기 위해 사용될 수도 있다. 유사하게, 가공된 개구는 다르게는 MEMS 조립체 내부에 형성될 수도 있는 게터를 활성화시키기 위해 사용될 수도 있다.
블록(435)에서, MEMS 조립체 내의 개구(개구들)는 채워지거나 다르게는 밀봉된다. 개구(개구들)를 밀봉시킴으로써, MEMS 조립체의 내부는 외부 오염물로부터 보호된다. 추가로, 개구(개구들)를 밀봉시킴으로써, MEMS 조립체 내부의 대기가 특정 적용예에 따라 원하는 경우 유지될 수도 있다. 일단 개구(개구들)가 밀봉되면, 공정은 블록(440)에서 종료되고, MEMS 조립체는 대형의 DMD 장치에 장착되거나 다르게는 원하는 적용예용으로 작동하게 될 수도 있다.
MEMS 조립체(200, 300) 및 도4에서의 예시적인 공정을 참조하여 전술된 것들과 같은 본 명세서에 개시된 원리를 따른 임의의 공정을 채용함으로써, 종래 기술에서 발견되고 종래 기술을 사용하여 생산된 것들에 비해 현저한 장점들을 가지는 MEMS 조립체용 제조 공정 및 MEMS 조립체가 제조될 수가 있다. 특히, MEMS 어레이가 윤활/보호막 처리 이전에 MEMS 조립체 내부에 둘러싸이는 것을 허용함으로써, MEMS 조립체 내부 공간 내에 수납되는 실제 부품들은 윤활/보호막 공정 이전, 작업 중 그리고 후에 입자 및 증기 형태의 오염물로부터 보호된다. 따라서, 전체적으로, MEMS 어레이 및 그와 관련된 부품의 오염은 제조 공정의 몇몇 단계 중에 감소 또는 제거된다.
게다가, 대부분의 제조 공정 동안 보호층에 의해 통상적으로 보호되는 MEMS 어레이뿐만 아니라 다른 부품의 전체적인 노출 시간을 감소시킴으로써, 전체적인 MEMS 어레이의 성능에 영향을 끼치는 오염물의 위험 또는 심지어 MEMS 어레이에 대한 사람의 접촉 기회가 감소 또는 제거된다. 어레이 오염을 감소시키는 것은 더 높은 웨이퍼 양품률을 낳고, 따라서 웨이퍼당 더 많은 수의 기능적인 MEMS 조립체를 생산함으로써 전체적인 제조 비용을 감소시킨다. 추가로, 많은 경우에 있어서, 개시된 공정은 종래 공정 보다 더 적은 단계를 포함하여, 더 나은 결과를 산출한다. 게다가, 개시된 공정은 거의 표준의 재료 및 관련 공정 단계가 채용되기 때문에 현존하는 제조 공정과 합체될 수도 있다. 이러한 합체는 심지어 초기에 다중 조립체 기판이 단일 반도체 웨이퍼 상에 형성되고, 이어서 별개의 단일 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 다중 조립체 리드로 덮여지는 공정을 포함할 수도 있다. 게다가, 이러한 합체는 전술된 것과 같은 장점들을 여전히 유지시키면서, 거의 대부분의 형태의 광전자 또는 전기 기계 장치를 제조하기 위한 거의 대부분의 형태의 제조 공정에서 가능하다.
본 명세서에 개시된 원리에 따라 구성된 MEMS 조립체의 다양한 실시예들이 전술되었지만, 이는 일예로서 제시되었을 뿐이고 이에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명의 범위 및 영역은 전술된 예시적인 실시예 중 어느 것에도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구 범위 및 그 상당 어구에 의해서만 한정되어야만 한다. 게다가, 전술된 장점 및 특징은 전술된 실시예에서 유효하지만, 청구 범위에 대한 응용을 앞선 장점 중 일부 또는 전체를 달성하는 공정 및 구조물에 제한시켜서는 안 된다. 개시된 원리는 단순히 SLMs 등에 사용하기 위한 MEMS 조립체의 제조에 제한되지 않는다. 사실상, 개시된 공정 및 변형은 전술된 조립체 리드에서 윈도우를 필요로 하는 비거울식 MEMS 장치의 제조에 채용될 수도 있다. 게다가 미세하게 이동 가능한 부품을 가지는 임의의 장치가 본 명세서에 개시된 원리를 사용함으로써 장점을 가질 수도 있다.
추가로, 본 명세서의 항목들은 37 CFR 1.77 하에서의 제안에 일치시켜 제공되었고, 다르게는 조직적인 체계를 제공하기 위함이다. 이들 표제는 이 개시 내용으로부터 발행될 수도 있는 임의의 청구 범위에서 설명되는 본 발명을 제한하거나 특정하지 않는다. 특히 예로서, 표제는 "발명의 기술 분야"를 칭하고 있지만, 청구 범위는 소위 발명의 분야를 설명하기 위한 이 표제 하에서 선택된 언어에 의해서만 제한되어서는 안 된다. 또한, "발명의 배경 기술"에서의 기술의 설명은 본 기술이 개시 내용에서 임의의 발명에 대한 종래 기술임을 용인하는 것으로 해석되어서는 안 된다. "발명의 간단한 요약"도 역시 본 명세서에서 설명되고 있는 청구 범위에서 설명되는 본 발명의 특징으로 여겨져서는 안 된다. 게다가, "발명" 단독에 대한 본 개시 내용 중 이들 표제 또는 다른 부분에서의 기준이 본 개시 내용에서 청구되는 신규성에 대해 단일 요점만이 존재하는 것으로 주장하는 것으로 사용되어서는 안 된다. 다양한 발명이 본 개시 내용과 관련된 다양한 청구 범위의 제 한에 따라 설명될 수도 있으며, 따라서, 청구 범위는 보호되어야 하는 발명을 한정한다. 모든 경우에 있어서, 청구 범위의 범위는 명세서에 비추어 그 장점이 해석되어야하며, 명세서에서 설명되는 표제에 의해 구속되어서는 안 된다.
본 발명에 의하면, MEMS 조립체 내부 공간 내에 수납되는 실제 부품들이 제조 공정 중에 입자 및 증기 형태의 오염물로부터 보호되는 MEMS 조립체 제조 방법이 제공된다.

Claims (12)

  1. 미러 요소(mirror elements)의 어레이(array)를 포함하는 조립체를 제조하는 방법으로서, 상기 어레이의 미러 요소 각각은 공간 패턴 내에서 입사광을 변조시키기 위해 이동하도록 동작 가능하며, 상기 방법은
    상기 어레이를 조립체 기판 상에 제공하는 단계와,
    윈도우(window)를 가지는 조립체 리드(lid)를 상기 조립체 기판에 결합시키되, 상기 어레이가 위치하는 내부를 생성하고, 입사광이 상기 윈도우를 통과하여 상기 어레이에 도달할 수 있도록 상기 어레이에 대해 상기 윈도우를 지향시키기 위해, 결합시키는 단계 - 상기 결합시키는 단계는 상기 조립체의 상기 내부로의 개구를 유지함 - 와,
    상기 어레이를 상기 개구를 통해 코팅하는 단계
    를 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅하는 단계는 과불화데칸산(PFDA)을 상기 어레이 주위에 걸쳐 주입시키는 단계를 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내부에 게터를 형성하는 단계 및 상기 개구를 통해 상기 게터를 포화시키는 단계를 더 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  4. MEMS 조립체를 제조하는 방법이며,
    MEMS 장치를 조립체 기판 상에 제공하는 단계와,
    MEMS 장치를 수납하는 MEMS 조립체 내부를 생성하도록 조립체 리드를 MEMS 장치에 걸쳐 조립체 기판에 결합시키는 단계와,
    MEMS 장치를 개구를 통해 코팅하는 단계를 포함하고,
    상기 결합시키는 단계는 MEMS 조립체 내부로의 개구를 유지하며,
    상기 결합시키는 단계는 가용접 단계를 포함하고, 상기 개구는 가용접 단계 동안에 형성되는 가용접 비드들 사이에 공간을 포함하는,
    MEMS 조립체를 제조하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 코팅하는 단계는 각기 윤활제 또는 보호제로 상기 개구를 통해 상기 어레이를 윤활 또는 보호막 처리하는 단계를 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 개구는 상기 조립체 기판 내의 통기구를 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  7. MEMS 조립체를 제조하는 방법이며,
    MEMS 장치를 조립체 기판 상에 제공하는 단계와,
    MEMS 장치를 수납하는 MEMS 조립체 내부를 생성하도록 조립체 리드를 MEMS 장치에 걸쳐 조립체 기판에 결합시키는 단계와,
    MEMS 장치를 개구를 통해 코팅하는 단계를 포함하고,
    상기 결합시키는 단계는 MEMS 조립체 내부로의 개구를 유지하며,
    상기 방법은
    MEMS 장치를 조립체 기판 상에 제공하기 전에, MEMS 어레이에 걸쳐 보호층을 형성하는 단계와,
    MEMS 어레이를 개구를 통해 코팅하는 단계 전에, 개구를 통해 삽입되는 초임계 성분을 사용하여 개구를 통해 보호층을 제거하는 단계
    를 더 포함하는, MEMS 조립체를 제조하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 어레이를 상기 개구를 통해 코팅한 후에 상기 개구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제공하는 단계는 상기 어레이를 개별 조립체 기판 상에 제공하는 단계를 포함하고, 상기 결합시키는 단계는 상기 어레이가 위치하는 내부를 생성하도록 개별 조립체 리드를 상기 어레이에 걸쳐 상기 조립체 기판에 결합시키는 단계를 포함하는, 조립체를 제조하는 방법.
  10. 미러 요소의 어레이를 포함하는 조립체로서, 상기 어레이의 미러 요소 각각은 공간 패턴 내에서 입사광을 변조시키기 위해 이동하도록 동작 가능하며, 상기 조립체는,
    상기 어레이를 조립체 기판 상에 제공하는 단계와,
    윈도우를 가지는 조립체 리드를 상기 조립체 기판에 결합시키되, 상기 어레이가 위치하는 내부를 생성하고, 입사광이 상기 윈도우를 통과하여 상기 어레이에 도달할 수 있도록 상기 어레이에 대해 상기 윈도우를 지향시키기 위해, 결합시키는 단계 - 상기 결합시키는 단계는 상기 조립체의 상기 내부로의 개구를 유지함 - 와,
    상기 어레이를 상기 개구를 통해 코팅하는 단계
    를 포함하는 공정에 따라 구성되는, 조립체.
  11. MEMS 장치를 조립체 기판 상에 제공하는 단계와,
    MEMS 장치를 수납하는 MEMS 조립체 내부를 생성하도록 조립체 리드를 MEMS 장치에 걸쳐 조립체 기판에 결합시키는 단계와,
    MEMS 장치를 개구를 통해 코팅하는 단계를 포함하는 공정에 따라 구성되는 MEMS 조립체이며,
    상기 결합시키는 단계는 MEMS 조립체 내부로의 개구를 유지하고,
    구성 공정 중 결합시키는 단계는 가용접 단계를 포함하고, 상기 개구는 가용접 단계 동안에 형성되는 가용접 비드들 사이에 공간을 포함하는,
    MEMS 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 개구는 MEMS 장치가 개구를 통해 코팅된 후에 밀봉되는 MEMS 조립체.
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