KR101385410B1 - 고체 촬상 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

고체 촬상 디바이스의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시형태에 의한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법은, 고체 촬상 소자 웨이퍼 상에 형성된 고체 촬상 소자들을 둘러싸도록 일 표면 상에 스페이서들이 형성되고 스페이서들 사이에 홈들이 형성되는 광 투과성 기판에 고체 촬상 소자 웨이퍼를 접합하여 접합 기판을 제조한 후, 접합 기판을 개별의 고체 촬상 소자에 상응하게 분할하도록 고체 촬상 디바이스를 제조하는 방법에 있어서, 홈들이 형성되는 광 투과성 기판의 표면과 반대되는 표면에 지지체가 접합되는 것을 특징으로 한다.
고체 촬상 디바이스, 고체 촬상 소자 웨이퍼, 지지체, 자기 박리성 양면 테이프

Description

고체 촬상 디바이스의 제조 방법{A METHOD OF PRODUCING SOLID-STATE IMAGING DEVICE}
본 발명은 고체 촬상 디바이스의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고체 촬상 소자 웨이퍼를 광 투과성 (light transmissive) 기판에 접합하여 제조한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 디지털 카메라 또는 휴대폰에 사용되는 전하 결합 소자 (CCD) 및 상보형 금속 산화물 반도체 (CMOS) 로 형성되는 고체 촬상 디바이스가, 더욱 소형화 및 대량 생산화될 것이 요구되고 있다.
그러한 요구에 기초하여 고체 촬상 디바이스를 소형화 및 대량 생산하기 위해서, 다수의 고체 촬상 디바이스의 수광 유닛이 상부에 형성되는 고체 촬상 소자 웨이퍼가, 각 수광 유닛 또는 실링 재료를 둘러싸는 위치에 상응하게 형성된 스페이서를 통해서 광 투과성 기판에 접합되고, 이후 광 투과성 기판에 접합된 고체 촬상 소자 웨이퍼가 관통 배선의 형성, 다이싱 등과 같은 공정으로 처리되어 제조된 고체 촬상 디바이스, 및 그 고체 촬상 디바이스의 제조 방법을 제안하고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 및 2 참조).
이러한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법 중, 다이싱 공정에서, 특히, 광 투 과성 기판 및 고체 촬상 소자 웨이퍼 사이에 형성된 갭 사이의 거리가 협소하기 때문에, 다이싱시 야기되는 광 투과성 기판의 파편에 의해 고체 촬상 소자 웨이퍼가 손상되는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 고체 촬상 소자 웨이퍼에 접합되는 광 투과성 기판 상에 형성된 스페이서들 사이에 홈들 (ditch) 을 형성하고, 홈들이 형성된 광 투과성 기판을 고체 촬상 소자 웨이퍼에 접합한 후 다이싱을 수행하는, 고체 촬상 디바이스의 제조 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 3 참조).
홈들의 형성은, 광 투과성 기판 및 고체 촬상 소자 웨이퍼 사이의 갭을 넓혀서 다이싱시 광 투과성 기판의 파편을 용이하게 배출시키며, 이는 고체 촬상 소자 웨이퍼에 가해지는 손상을 감소시킨다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개공보 2001-351997호
특허 문헌 2: 일본 특허 공개공보 2004-88082호
특허 문헌 3: 일본 특허 공개공보 2006-100587호
한편, 최근 대량 생산이 요구되는 상황에서, 고체 촬상 소자 웨이퍼의 사이즈가 매년 증가하고, 동시에 고체 촬상 소자 웨이퍼에 접합되는 광 투과성 기판의 직경이 증가하고 있다. 이 때문에, 스페이서들 사이에 홈들이 제공되는 광 투과성 기판이 충분한 강성 (stiffness) 을 보장하지 않으며, 이것은 광 투과성 기판이 만곡되어 접합시에 평면성 (flatness) 을 악화시키고, 반송시에 벤딩되는 문제점을 야기하며, 이로 인해 광 투과성 기판이 취급될 수 없거나 또는 손상된다.
본 발명은 상기 문제점의 관점에서 제안된 것으로, 광 투과성 기판의 강성을 증가시키고, 광 투과성 기판이 만곡되는 것을 방지하여 반송성을 향상시키며, 광 투과성 기판의 표면을 청결하게 유지하는 고체 촬상 디바이스의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
그 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1 양태에 의한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법은, 고체 촬상 소자 웨이퍼 상에 형성된 고체 촬상 소자들을 둘러싸도록 일 표면 상에 스페이서들이 형성되고 파단이서들 사이에 홈들이 형성되는 광 투과성 기판에 고체 촬상 소자 웨이퍼를 광 투과성 기판에 접합하여 접합 기판을 제조하고, 이후 접합 기판을 개별의 고체 촬상 소자에 상응하게 분할하도록 고체 촬상 디바이스를 제조하는 방법에 있어서, 홈들이 형성되는 광 투과성 기판의 표면과 반대되는 표면에 지지체를 접합하는 것을 특징으로 한다.
제 1 양태에 따라서, 고체 촬상 소자 웨이퍼 상에 형성된 고체 촬상 소자들의 위치에 상응하게 광 투과성 기판의 일 표면 상에 스페이서들이 형성되어 고체 촬상 소자들을 둘러싸는, 그 광 투과성 기판을 다이싱 디바이스를 사용하여 하프-커트 (half-cut) 다이싱에 의해 스페이서들 사이를 다이싱하여 홈들을 형성한다.
광 투과성 기판이 그 불충분한 강성으로 인해서 만곡되거나 손상되는 것을 방지하는 지지체는, 홈들이 형성되고 스페이서들이 제공되는 광 투과성 기판의 표면과 반대되는 표면에 접합된다.
이것은 광 투과성 기판의 강성을 증가시켜, 광 투과성 기판이 만곡되는 것을 방지하고 광 투과성 기판을 고체 촬상 소자 웨이퍼에 접합할 때 평면성을 향상시키며 반송을 용이하게 하여 손상의 위험을 감소시킨다.
본 발명의 제 2 양태는, 제 1 양태에서, 적어도 일 면이 가열 또는 자외선 조사에 의해 자기 박리되는 자기 박리성 (self-peeling) 양면 테이프에 의해 지지체를 광 투과성 기판에 접합되는 것을 특징으로 한다.
제 2 양태에 따라서, 적어도 일 면이 자기 박리 특성을 가지는 자기 박리성 양면 테이프에 의해 지지체를 광 투과성 기판에 접합한다. 자기 박리성 양면 테이프는 적어도 일 면이 가열 또는 자외선과 같은 외부 에너지에 의해 점착력을 손실하여 자기 박리력이 생기는 특성을 가진다.
이는, 반송 및 고체 촬상 소자 웨이퍼와의 접합을 마쳐서, 광 투과성 기판을 손상시키지 않으면서 불필요한 지지체가 쉽게 박리되게 할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태는, 제 1 양태 또는 제 2 양태에서, 광 투과성 기판의 표면을 보호하는 보호 테이프를 홈들이 형성되는 광 투과성 기판의 표면과 반대되는 표면에 부착하고, 자기 박리성 양면 테이프를 보호 테이프에 부착하는 것을 특징으로 한다.
제 3 양태에 따라서, 점착 잔류물이 거의 없을 수 있도록 점착부가 디자인된 광 투과성 기판의 표면을 보호하는 보호 테이프를, 지지체가 접합되고 홈들이 형성되는 광 투과성 기판의 표면과 반대되는 표면에 부착하고, 그 보호 테이프 상에 자기 박리성 양면 테이프를 부착하여, 광 투과성 기판에 접합한다.
이는, 광 투과성 기판이 박리된 후 자기 박리성 테이프 및 보호 테이프가 박리되는 경우에라도, 점착 잔류물과 같은 오염 물질이 광 투과성 기판 상에 거의 남지 않기 때문에, 광 투과성 기판의 표면을 청결하게 유지시킨다.
본 발명의 제 4 양태는, 제 1 양태 내지 제 3 양태 중 임의의 양태에서, 지지체가 유리, 수지 또는 금속으로 형성된 시트 재료인 것을 특징으로 한다.
제 4 양태에 따라서, 투명하거나 단열성이 낮은 유리, 수지 또는 금속으로 형성된 시트 재료가 지지체로서 사용된다. 이는, 취급을 용이하게 하고, 광 투과성 기판의 강성을 쉽게 증가시킬 수 있고, 광 투과성 기판이 만곡되는 것을 방지하며, 반송성을 향상시킨다.
본 발명의 제 5 양태는, 제 1 양태 내지 제 4 양태 중 임의의 양태에서, 자기 박리성 양면 테이프가 자외선에 의해 자기 박리되는 경우, 지지체를 광 투과성을 가진 시트 재료로 형성하는 것을 특징으로 한다.
제 5 양태에 따라서, 지지체는 유리 또는 투명 수지로 형성되어 자외선을 투과시킨다. 이로써, 자기 박리성 양면 테이프가 자외선에 의해 자기 박리되는 경우, 지지체의 자외선 조사에 의해 자기 박리성 양면 테이프가 자외선 처리되어 자기 박리를 시작한다.
본 발명의 제 6 양태는, 제 1 양태 내지 제 5 양태 중 임의의 양태에서, 자기 박리성 양면 테이프가 가열되어 자기 박리되는 경우, 자기 박리성 양면 테이프가, 고체 촬상 소자 웨이퍼와 광 투과성 기판 사이의 열 팽창 계수의 차이에 의해 야기되는 휨 (warp) 으로 인해, 스페이서가 고체 촬상 소자 웨이퍼나 광 투과성 기판으로부터 박리되는 온도 또는 스페이서가 파단 (fracture) 되는 온도보다 더 낮은 온도에서 가열되는 것을 특징으로 한다.
제 6 양태에 따라서, 자기 박리성 양면 테이프가 가열되어 자기 박리되는 경우, 약 90℃의 저온에서 박리되는 특성을 가지는 자기 박리성 양면 테이프가 사용된다. 이는, 광 투과성 기판과 고체 촬상 소자 웨이퍼 사이의 열 팽창 계수의 차이로 인한 접합 기판의 휨에 의해 야기된 박리 및 파단을 방지한다.
본 발명의 제 7 양태는, 제 1 양태 내지 제 6 양태 중 임의의 양태에서, 고체 촬상 소자 웨이퍼가 촬상될 수 있는 개구부가 자기 박리성 양면 테이프 및 보호 테이프에 제공되는 것을 특징으로 한다.
제 7 양태에 따라서, 지지체의 광 투과성 기판으로의 접합시 고체 촬상 소자 웨이퍼 상의 위치선정을 수행하기 위해서 형성된 마크를 촬상하기 위한 개구부가, 자기 박리성 양면 테이프 및 보호 테이프에 미리 제공된다.
이는, 지지체가 광 투과성 기판에 접합된 이후, 광 투과성 기판을 고체 촬상 소자 웨이퍼에 접합할 때 위치선정을 용이하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 고체 촬상 디바이스의 제조 방법에 따라서, 지지체는 광 투과성 기판의 강성을 증가시켜 광 투과성 기판이 벤딩되는 것을 방지하고, 반송성을 향상시키며, 손상을 방지한다. 또한, 보호 테이프는 광 투과성 기판의 표면을 청결하게 유지시킨다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 고체 촬상 디바이스의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 고체 촬상 디바이스의 단면도이다.
도 3은 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4A 내지 도 4H는 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 6A 내지 도 6I는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 도시한 측면도이다.
도 7A 내지 도 7G는 또 다른 보호 테이프를 사용하는 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 도시한 측면도이다.
도 8은 개구부를 나타낸 측면도이다.
*부호의 설명
1...고체 촬상 디바이스
2...고체 촬상 소자 칩
3...고체 촬상 소자
4...커버 유리
5...스페이서
6...패드
10...광 투과성 기판
11...홈
12...지지체
13...자기 박리성 양면 테이프
14 & 18...보호 테이프
15...다공성 척 테이블
16...개구부
20...고체 촬상 소자 웨이퍼
본 발명을 수행하기 위한 최적의 모드
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 바람직한 실시형태를 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 고체 촬상 디바이스의 외관을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
고체 촬상 디바이스 (1) 는, 고체 촬상 소자들 (3) 이 제공되는 고체 촬상 소자 칩 (2), 고체 촬상 소자 칩 (2) 에 고정되고 고체 촬상 소자들 (3) 을 둘러싸는 스페이서 (5), 스페이서 (5) 상부에 고정되어 고체 촬상 소자들 (3) 을 봉지하는 커버 유리 (4) 를 포함한다.
고체 촬상 소자 칩 (2) 은 후술되는 고체 촬상 소자 웨이퍼를 분할하는 공정을 통해서 형성된다. 마찬가지로, 커버 유리 (4) 는 후술되는 광 투과성 기판을 분할하는 공정을 통해서 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 소자 칩 (2) 은 장방형 칩 기판 (2A), 그 칩 기판 (2A) 상에 형성된 고체 촬상 소자들 (3), 및 고체 촬상 소자들 (3) 외측에 배열되어 외부 배선으로 사용되는 복수의 패드들 (전극)(6) 을 포함한다. 칩 기판 (2A) 은 예를 들어, 실리콘 단결정으로 형성되고 두께가 대략 300㎛ 이다.
고체 촬상 소자 (3) 는 보통의 반도체 디바이스 제조 공정에서 제조된다. 고체 촬상 소자 (3) 는 웨이퍼 (고체 촬상 소자 칩 (2)) 상에 형성된 수광 유닛인 광 다이오드, 여기된 전압을 외측으로 전송하는 전송 전극, 개구부를 가진 차광막, 및 층간 절연막을 포함한다. 고체 촬상 소자 (3) 는, 내부 렌즈가 층간 절연막 상부에 형성되고, 컬러 필터가 중간층을 통해 내부 렌즈 상부에 제공되고, 마이크로 렌즈가 중간층을 통해 컬러 필터 상부에 제공되도록 구성된다.
고체 촬상 소자 (3) 의 상기 구성은 마이크로 렌즈 및 내부 렌즈가 외측으로부터 광 다이오드로 입사되는 광을 포커싱하여 유효 개구율을 증가시키게 한다.
커버 유리 (4) 는 실리콘과 열 팽창 계수가 유사한 투명 유리, 예컨대, Pyrex (등록 상표) 유리를 사용하며, 예를 들어, 두께가 대략 500㎛ 이다.
스페이서 (5) 는 무기 물질, 예컨대, 다결정 실리콘을 사용하며, 그 이유는 스페이서 (5) 의 열 팽창 계수 등과 같은 특성이 칩 기판 (2A) 및 커버 유리 (4) 와 유사한 것이 바람직하기 때문이다. 프레임 형상의 스페이서 (5) 의 부분 단면도를 볼 때, 예를 들어, 그 단면은 대략 폭이 200㎛이고 두께가 100㎛이다. 스페이서 (5) 의 일 단부면은 접착제 (7) 를 사용하여 칩 기판 (2A) 에 접합되고, 스페이서 (5) 의 다른 단부면은 접착제 (8) 을 사용하여 커버 유리 (4) 에 접합된다.
이하, 본 발명에 의한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법을 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 나타낸 흐름도이다. 도 4A 내지 도 4H는 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 도시한 측면도이다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법에서, 스페이서 (5) 를 광 투과성 기판 (10) 상에 형성하여, 스페이서 (5) 가 후술되는 고체 촬상 소자 웨이퍼 상에 형성된 고체 촬상 소자의 위치에 상응하도록 한다 (단계 S1).
광 투과성 기판 (10) 은 투명 및 반투명한 유리 웨이퍼를 사용하고, 다음 단계들에서 사용되는 자외선과 같은 광을 차단하지 않으며, 선 팽창 계수가 고체 촬상 소자 웨이퍼와 거의 유사하다. 예를 들어, 선 열팽창 계수가 3ppm/℃ 이상 내지 4ppm/℃ 이하인 Pyrex (등록 상표) 유리를 광 투과성 기판 (10) 으로 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
스페이서 (5) 는, 광 투과성 기판에 부착된 실리콘 기판을 포토리소그래피를 이용한 식각 방법에 의해 식각하거나 또는 스페이서 (5) 의 형상으로 미리 형성된 것을 광 투과성 기판 (10) 에 부착하는 방식으로 형성된다.
도 4B에 도시된 바와 같이, 다이싱 디바이스를 사용한 하프-커트 다이싱에 의해 스페이서들 (5) 이 형성된 광 투과성 기판 (10) 의 표면에 대해 스페이서 (5) 사이의 광 투과성 기판 (10) 을 다이싱하여 홈들 (11) 을 형성한다 (단계 S2).
하프-커트 다이싱에서, 예를 들어, 500㎛ 두께의 광 투과성 기판 (10) 을 사용하는 경우, 폭이 대략 900㎛ 이고 깊이가 대략 300㎛ 인 홈 (11) 을 형성한다. 300㎛ 두께의 광 투과성 기판 (10) 을 사용하는 경우, 깊이가 대략 150㎛ 인 홈 (11) 을 형성한다.
도 4C에 도시된 바와 같이, 스페이서들 (5) 이 형성된 광 투과성 기판 (10) 을 스페이서 (5) 측에서 다공성 척 테이블 (15) 상에 흡착 고정한다. 보호 테이프 (14), 자기 박리성 양면 테이프 (13) 및 지지체 (12) 를 이 순서대로 테이블 상에 흡착 고정된 광 투과성 기판 (10) 에 접합한다 (단계 S3).
점착부가 보호 테이프 (14) 의 일 면에 형성되어 있다. 점착부를 홈들이 형성되어 있는 광 투과성 기판 (10) 의 표면과 반대되는 표면에 부착한다. 보호 테이프 (14) 를 박리한 후 보호 테이프 (14) 가 부착된 부품 상에 점착 잔류물이 거의 없도록 점착부가 설계된, 저오염 테이프를 보호 테이프 (14) 로 사용한다. 예를 들어, Nitto Denko Corporation 에서 제조한 백 그라인딩 보호 테이프 "ELEP HOLDER" (등록 상표) 를 바람직하게 사용할 수 있다.
자기 박리성 양면 테이프 (13) 는, 자기 박리성 양면 테이프 (13) 의 양면에 형성된 점착면 중 적어도 일면이 가열 또는 자외선과 같은 외부 에너지에 의해 점착력을 잃고 자기 박리력을 생성하는 특성을 가진다. 예를 들어, Sekisui Chemical Co., Ltd. 에서 제조한 "SELFA" 및 Nitto Denko Corporation 에서 제조한 "RIBA-ALPHA" 를 바람직하게 사용할 수 있다. 자기 박리 특성을 가지는 자기 박리성 양면 테이프 (13) 의 일면을 보호 테이프 (14) 의 기판 표면에 부착하고 다른 보통의 점착 표면을 지지체 (12) 에 부착한다.
지지체 (12) 는 바람직하게 광 투과성 기판 (10) 과 선 팽창 계수가 유사하고 평면성이 우수한, 유리, 수지 또는 금속으로 형성된 시트 재료이다. 자외선이 자기 박리성 양면 테이프 (13) 를 자기 박리하는데 사용되는 경우에, 지지체 (12) 는 자외선을 투과시키는 투명하거나 반투명한 광 투과성 재료이다. 지지 체 (12) 가 가열되어 테이프 (13) 를 자기 박리하는 경우에는, 단열성이 낮은 재료가 선택된다.
진공 환경하에서의 접합시 기포가 들어가지 않도록 고무 롤러를 사용하여, 평면성이 우수하고 전표면에 걸쳐 흡착력을 만들어 광 투과성 기판 (10) 의 손상을 방지하는 다공성 척 테이블 (15) 상부에서, 보호 테이프 (14), 자기 박리성 양면 테이프 (13) 및 지지체 (12) 를 광 투과성 기판 (10) 에 접합하는 것이 바람직하다.
이러한 방식으로, 보호 테이프 (14), 자기 박리성 양면 테이프 (13) 및 지지체 (12) 를 광 투과성 기판 (10) 에 접합하여 광 투과성 기판 (10) 의 강성을 증가시키고, 만곡을 방지하며, 반송성을 향상시키고, 그리고 손상을 피한다. 보호 테이프 (14) 는 광 투과성 기판 (10) 의 표면을 청결하게 유지한다.
고체 촬상 디바이스 (1) 에 있어서, 광 투과성 기판 (10) 의 표면이 다소 오염되는지의 여부가 중요하지 않다면, 보호 테이프 (14) 가 부착되지 않는 경우에라도, 고체 촬상 디바이스 (1) 가 바람직하게 구현될 수 있다.
도 4D에 도시된 바와 같이, 지지체 (12) 가 접합된 광 투과성 기판 (10) 을 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 에 접합한다 (단계 S4).
광 투과성 기판 (10) 을 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 에 접합하는 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 에 대한 위치선정을 위해 형성된 로케이팅 (locating) 마크를, 보호 테이프 (14) 및 자기 박리성 양면 테이프 (13) 에 미리 형성된 개구부 (16) 를 통해 촬상 디바이스 (17) 를 사용하여 촬상한 다. 이것은 정확한 위치선정을 보장하여, 광 투과성 기판 (10) 을 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20)에 점착시켜 접합하며, 이로써 접합 기판을 제조한다.
도 4E에 도시된 바와 같이, 광 투과성 기판 (10) 에 접합된 지지체 (12) 를 가열 또는 자외선 조사하여 자기 박리성 양면 테이프 (13) 를 자기 박리한 결과, 광 투과성 기판 (10) 으로부터 지지체 (12) 가 박리된다 (단계 S5).
자외선에 의해 자기 박리되는 자기 박리성 양면 테이프 (13) 를 사용하여 지지체 (12) 를 박리하는 경우, 지지체 (12) 측으로부터의 지지체 (12) 의 자외선 조사는 보호 테이프 (14) 에 부착된 자기 박리성 양면 테이프 (13) 의 표면에 자기 박리 특성이 생기게 하며, 그 결과 광 투과성 기판 (10) 으로부터 지지체 (12) 및 자기 박리성 양면 테이프 (13) 가 박리된다. 이 시점에서, 지지체는 투명하거나 반투명하므로, 자외선을 투과시킨다.
가열에 의해 박리되는 자기 박리성 양면 테이프 (13) 가 사용되는 경우, 자기 박리성 양면 테이프 (13) 에 자기 박리 특성이 생기는 온도는 스페이서 (5) 가 파손되는 온도보다 더 낮게 설정된다. 이 설정이 이루어져, 접합된 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 및 광 투과성 기판 (10) 사이의 가열시에서의 열 팽창 계수의 차이에 의해 야기되는 휨으로 인해 스페이서 (5) 가 박리되거나 파단되는 것을 방지한다. 구체적으로, 설정 온도는 바람직하게 대략 80℃ ~ 100℃ 이다.
도 4F에 도시된 바와 같이, 광 투과성 기판 (10) 으로부터 보호 테이프 (14) 를 박리한다 (단계 S6).
보호 테이프 (14) 는 자외선 조사 이후 또는 직후에 박리한다.
도 4G에 도시된 바와 같이, 접합 기판의 광 투과성 기판 (10) 을 개별 커버 유리 (4) 로 다이싱한다 (단계 S7).
접합된 광 투과성 기판 (10) 을 다이싱한 이후, 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 를 개별의 고체 촬상 소자 칩 (2) 으로 다이싱하여 고체 촬상 디바이스 (1) 를 제조한다 (단계 S8).
이하, 본 발명에 의한 또 다른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명에 의한 또 다른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 나타낸 흐름도이다. 도 6A 내지 도 6I는 또 다른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 단계를 도시한 측면도이다. 덧붙여, 전술한 실시형태에서와 동일한 구성요소 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하며, 유사한 단계의 설명은 생략한다.
도 6A에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 또 다른 고체 촬상 디바이스의 제조 방법에서, 스페이서 (5) 를 광 투과성 기판 (10) 상에 형성하여, 스페이서 (5) 가 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 상에 형성된 고체 촬상 소자 (3) 의 위치에 상응하도록 한다 (단계 S1A).
도 6B 및 도 6C에 도시된 바와 같이, 보호 테이프 (14), 자기 박리성 양면 테이프 (13) 및 지지체 (12) 를 이 순서대로 광 투과성 기판 (10) 에 접합한다 (단계 S2A).
홈들 (11) 이 아직 형성되지 않은 광 투과성 기판 (10) 은 강성을 유지하므로, 다공성 척 테이블 (15) 에 고정될 필요가 없다.
도 6D에 도시된 바와 같이, 다이싱 디바이스를 사용한 하프-커트 다이싱에 의해 스페이서들 (5) 이 형성된 광 투과성 기판 (10) 의 표면에 대해 스페이서들 (5) 사이의 광 투과성 기판 (10) 을 다이싱하여 홈들 (11) 을 형성한다 (단계 S3A).
광 투과성 기판 (10) 을 지지체 (12) 에 접합하므로, 홈들 (11) 이 형성된 이후에라도 만곡되지 않으며, 효과적으로 반송될 수 있다. 또한, 보호 테이프 (14) 는 광 투과성 기판 (10) 의 표면을 청결하게 유지한다.
도 6E에 도시된 바와 같이, 지지체 (12) 가 접합된 광 투과성 기판 (10) 을 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 에 접합한다 (단계 S4A).
도 6F에 도시된 바와 같이, 광 투과성 기판 (10) 에 접합된 지지체 (12) 를 가열 또는 자외선 조사하여 자기 박리성 양면 테이프 (13) 를 자기 박리한 결과, 광 투과성 기판 (10) 으로부터 지지체 (12) 가 박리된다 (단계 S5A).
도 6G에 도시된 바와 같이, 광 투과성 기판 (10) 으로부터 보호 테이프 (14) 를 박리한다 (단계 S6A).
도 6H에 도시된 바와 같이, 광 투과성 기판 (10) 을 개별 커버 유리 (4) 로 다이싱한다 (단계 S7A).
광 투과성 기판 (10) 을 다이싱한 이후, 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 를 개별의 고체 촬상 소자 칩 (2) 으로 다이싱하여 고체 촬상 디바이스 (1) 를 제조한다 (단계 S8A).
이하, 본 발명에 의한 고체 촬상 디바이스의 제조 방법의 구체예를 설명한 다. 이후에 기술되는 참조 번호는 도 1, 도 2, 도 4 및 도 6에 도시된 것을 사용한다.
8 인치 및 300㎛ 두께의 Pyrex (등록 상표) 유리를 광 투과성 기판 (10) 으로 사용하였다. 50㎛ 높이의 스페이서 (5) 를 광 투과성 기판 (10) 상에 형성하였다.
깊이 150㎛ 및 수직과 수평 방향으로 80 라인을 가지도록 스페이서들 (5) 사이에 하프-커트 다이싱을 수행하였다. 다이싱하기 위해 DISCO Corporation 에서 제조한 다이싱 디바이스를 사용하였다. DENKI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA 에서 제조한 "UHP-1005M3 (자외선 박리형)" 를 다이싱 테이프로 사용하였다. 외직경이 55mm 이고, 폭이 0.1mm ~ 0.7mm 이며, 그레인 사이즈가 #400 인 수지 본드 연마돌을 사용하였다. 연마돌의 회전수는 30000rpm 이고, 공정 속도는 1mm/sec ~ 2mm/sec 이었다.
이들 조건 하에서 홈들 (11) 이 형성된 광 투과성 기판 (10) 을 파손을 방지하기 위해 평면성 ±5㎛ 이하로 다공성 척 케이블 (15) 에 의해 흡착함으로써, 이로써 다이싱 테이프를 박리하였다.
다이싱 테이프를 박리한 이후, 지지체 (12) 로서의 8 인치 및 500㎛ 두께의 Pyrex 유리를 광 투과성 기판 (10) 에 접합하였다. 접합시, 자외선 자기 박리성 양면 테이프인 "SELFA BG" (Sekisui Chemical Co., Ltd. 제조) 또는 열 자기 박리성 양면 테이프이고 온도 90℃에서 박리되는 "RIBA-ALPHA 3195" (Nitto Denko Corporation 제조) 를, 자기 박리성 양면 테이프 (13) 로서 지지체 (12) 에 부착하 였다. 부착시, 고무 롤러를 사용하여 기포를 배출하고, 보통의 점착 표면을 지지체 (12) 에 부착하였다.
자기 박리성 양면 테이프 (13) 를 지지체 (12) 에 부착한 이후, 보호 테이프 (14) 의 기판 표면을 자기 박리성 양면 테이프 (13) 의 자기 박리 표면에 부착하였다. Nitto Denko Corporation 에서 제조한 "ELEP HOLDER ELP UB-3083D" 를 보호 테이프 (14) 로 사용하였다. 부착시 고무 롤러를 사용하였다.
지지체 (12), 자기 박리성 양면 테이프 (13) 및 보호 테이프 (14) 를, 3torr (약 400Pa) 의 진공 하에서 접합하는 방식으로 서로의 상부에 적층하여 기포가 트랩핑되는 것을 피하였다. 지지체 (12) 를 접합한 다음, 다수의 고체 촬상 소자 (3) 가 형성되어 있는 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 에 광 투과성 기판 (10) 을 접합하였다. 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 상의 얼라인먼트 마크가 확인될 수 있도록, 10mm 직경의 개구부를 얼라인먼트 마크의 위치에 상응하게 자기 박리성 양면 테이프 및 보호 테이프 (14) 에 제공하였다.
이 시점에서, 광 투과성 기판 (10) 의 강성이 지지체 (12) 에 의해 유지되고, 광 투과성 기판 (10) 이 아무런 문제없이 반송되고 접합될 수 있음을 확인하였다.
자기 박리성 양면 테이프 (13) 로서 "SELFA BG" 를 사용하여 지지체 (12) 를 박리하는 경우, "SELFA BG" 를 지지체 (12) 측에서 3분 동안 30mW/㎠ 의 조도로 자외선 조사하여 자기 박리 특성이 생기게 하였다. 이로써, 자기 박리성 양면 테이프 (13) 의 점착력이 감소하여 지지체 (12) 가 용이하게 박리되고, 그리고 보통 의 점착 표면의 점착력이 낮지 않기 때문에 자기 박리성 양면 테이프 (13) 도 또한 지지체 (12) 와 함께 박리됨이 확인되었다.
자기 박리성 양면 테이프 (13) 로서 "RIBA-ALPHA 3195" 를 사용하는 경우, 접합된 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20), 광 투과성 기판 (10) 및 지지체 (12) 모두를 100℃ 온도로 가열된 오븐으로 투입하고 2분 동안 가열하였다. 이로써, 자기 박리성 양면 테이프 (13) 의 점착력이 저하되어 지지체 (12) 가 용이하게 박리되고, 그리고 보통의 점착 표면의 점착력이 낮지 않기 때문에 자기 박리성 양면 테이프 (13) 도 또한 지지체 (12) 와 함께 박리됨이 확인되었다.
그 후, 광 투과성 기판 (10) 으로부터 보호 테이프 (14) 를 박리하고 그 표면을 체크하였다. 그 결과, 1㎛ 이상의 크기를 가진 어떠한 이물질 및 먼지도 표면에 부착되지 않아 양호한 청결성 (cleanness) 을 유지함을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 고체 촬상 디바이스의 제조 방법에 따라서, 하프-커트 다이싱에 의해 홈들이 형성된 광 투과성 기판의 강성이 지지체에 의해 증가하여, 광 투과성 기판이 만곡되는 것을 방지하고 반송성을 향상시키며 손상을 방지한다. 또한, 보호 테이프는 광 투과성 기판의 표면을 청결하게 유지한다.
본 발명의 실시형태에서 Pyrex 유리와 같은 시트 재료가 지지체 (12) 로서 사용되었지만, 본 발명은 Pyrex 유리에 한정되지 않으며, 점착 잔류물을 거의 남기지 않고 도 7C에 도시된 보호 테이프 (18) 와 같이 기판부가 두꺼운 테이프 재료를 사용하여 바람직하게 구현할 수 있다.
구체적으로, 기판부가 두께 200㎛ 이상이고 박형 웨이퍼에 채용되는 THE FURUKAWA ELECTRIC CO., LTD. 에서 제조한 백 그라인딩 보호 테이프 "SP5013B-260 (자외선 박리형)" 이, 보호 테이프 (18) 로 사용되고, 도 7C에 도시된 바와 같이, 다공성 척 테이블 (15) 상에 고정된 광 투과성 기판 (10) 에 부착되고, 전술한 실시예의 경우에서와 같이 반송되며, 고체 촬상 소자 웨이퍼 (20) 에 접합되었다.
그 결과, 광 투과성 기판의 강성이 유지되고, 광 투과성 기판이 아무런 문제없이 반송 및 접합될 수 있음이 확인되었다.

Claims (7)

  1. 고체 촬상 소자 웨이퍼 상에 형성된 고체 촬상 소자들을 둘러싸도록 일 표면 상에 스페이서들이 형성되고 상기 스페이서들 사이에 홈들이 형성되는 광 투과성 기판에 상기 고체 촬상 소자 웨이퍼를 접합하여 접합 기판을 제조한 후, 상기 접합 기판을 개별의 상기 고체 촬상 소자에 상응하게 분할하도록 고체 촬상 디바이스를 제조하는 방법으로서,
    상기 고체 촬상 소자 웨이퍼를 상기 광 투과성 기판에 접합하기 전에, 상기 홈들이 형성되는 상기 광 투과성 기판의 상기 일 표면과 반대되는 표면에 지지체를 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 지지체는, 적어도 일 면이 가열에 의해 자기 박리되는 자기 박리성 양면 테이프에 의해, 상기 광 투과성 기판에 접합되며,
    상기 자기 박리성 양면 테이프가 가열되어 자기 박리될 때, 상기 자기 박리성 양면 테이프는, 상기 고체 촬상 소자 웨이퍼와 상기 광 투과성 기판 사이의 열 팽창 계수의 차이에 의해 야기되는 휨으로 인해 상기 스페이서가 상기 고체 촬상 소자 웨이퍼나 상기 광 투과성 기판으로부터 박리되는 온도 또는 상기 스페이서가 파단되는 온도보다 더 낮은 온도에서 가열되는, 고체 촬상 디바이스의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 투과성 기판의 표면을 보호하는 보호 테이프가, 상기 홈들이 형성되는 상기 광 투과성 기판의 상기 표면과 반대되는 표면에 부착되고,
    상기 자기 박리성 양면 테이프는 상기 보호 테이프에 부착되는, 고체 촬상 디바이스의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 지지체는 유리, 수지 또는 금속으로 형성된 시트 재료인, 고체 촬상 디바이스의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자 웨이퍼가 촬상될 수 있는 개구부가 상기 자기 박리성 양면 테이프 및 상기 보호 테이프에 제공되는, 고체 촬상 디바이스의 제조 방법.
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