KR101569191B1 - 웨이퍼레벨 패키징 소자 - Google Patents

Abstract

웨이퍼레벨 패키징소자가 제공된다.
본 발명의 패키징소자는,
센서가 형성되어 있는 하부 센서 기판; 상기 하부 센서 기판상에 제공되고, 상기 센서가 수용될 수 있도록 그 일면에 캐비티가 형성되어 있는 상부 캡 기판; 및 상기 하부 센서 기판과 상부 캡 기판을 접착하는 금속솔더층;을 포함하고, 상기 상부 캡 기판은 SOI 웨이퍼이고, 상기 캐비티는 상기 SOI 웨이퍼를 이루는 하부 Si층과 절연체층을 순차적으로 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼레벨 패키징 소자{Wafer Level Packaging Device}

본 발명은 웨이퍼레벨 패키징 소자에 관한 것으로, 보다 상세히는 CAP 기판과 센서가 형성된 센서 기판을 웨이퍼레벨 패키징 함에 있어서 상기 CAP기판을 SOI 웨이퍼로 이용하는 웨이퍼레벨 패키징 소자에 관한 것이다.

일반적으로 적외선 센서는 물체가 방사하는 적외선을 감지하고 그 적외선이 갖는 열에너지의 크기를 이용하여 물체의 유무 또는 비접촉 온도 등을 측정하는 센서이다. 이러한 적외선 센서는 다양한 분야에 응용되고 있다. 예컨대 자동문에서 사람의 유무를 감지하여 문을 자동으로 개폐하거나 조명등을 자동으로 온/오프할 수 있고, 한밤중에 건물 내에 외부인의 침입을 확인하는 보안장치나 인체의 유무 및 위치를 감지하여 풍향과 풍속을 조절하도록 하는 에어컨디셔너 등에 응용될 수 있다.

종래에 이러한 적외선 센서에 통상적으로 사용되는 적외선 감지소자로는 파이로일렉트릭(pyroelectric), 써모파일(thermopile), 볼로메터(bolometer) 등의 열 흡수형 감지소자가 있다. 이들 적외선 감지소자들 중 성능이 가장 뛰어나고 부피가 작은 것이 볼로메터(bolometer)이다. 이러한 볼로메터는 인체에서 방사되는 적외선을 흡수할 때 그로 인한 온도상승으로 전기저항이 변화하는 것을 측정하여 적외선을 검출한다. 다른 감지소자들은 10⁷-10⁸㎝㎐^1/2W^-1 정도의 낮은 적외선 감지도를 나타내는 반면에, 볼로메터의 적외선 감지도는 10⁸~10⁹㎝㎐^1/2W^{- 1}정도이다. 볼로메터 물질은 높은 TCR(Temperature Coefficient of Resistance)값, 낮은 소자저항, IC공정과의 연계성 등이 요구된다.

그런데, 상기 볼로메터형 적외선 센서는 적외선 감지소자가 웨이퍼에서 칩으로 제작되어 다이싱을 통해 개별 칩으로 분리한 후 진공챔버 내에서 개별적으로 패키징한다. 이때, 진공 패키징 공정은 적외선 센서의 성능유지를 위해 필요한 공정이지만, MEMS 소자의 전체 비용 중 상당 부분을 차지할 정도로 많은 비용이 요구되는 문제점이 있다. 또한 상기 적외선 센서에 사용되는 캡 등은 그 자체가 차지하는 크기로 인해 적외선 센서를 소형화하는데 상당한 걸림돌이 되는 문제가 있다.

따라서 상기 종래기술을 해결하기 위한 발명으로서 웨이퍼레벨 패키징 기술을 이용하여 MEMS 센서를 제조하는 기술이 제시되어 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 상기 종래기술은 그 일면에 캐비티(40)가 형성된 캡 웨이퍼(10)와, 적외선 감지소자(25)가 형성된 소자 웨이퍼(20)을 웨이퍼레벨 패키징을 이용하여 상하부 웨이퍼를 본딩함으로써 초소형 적외선 MEMS 센서를 제조하는 기술을 제시하고 있다. 그리고 상기 종래기술에서는 상하부 웨이퍼의 접합을 위해서 금속솔더층(30)에 열과 압력을 가하여 금속솔더층(30)을 용융시켜 상하부 웨이퍼를 접합하는 방식을 취하고 있다.

상기와 같은 MEMS 센서소자의 경우, 캡 웨이퍼로서 Si 웨이퍼를 사용하는 것이 일반적이다. 이와 같이, Si 웨이퍼를 캡 웨이퍼로 사용하는 경우, 도 1과 같이, 캐비티의 상부의 캡 웨이퍼는 매끈한 표면을 갖지 못하고 거친 표면(15)을 가지는데, 이는 이러한 캡 웨이퍼의 제조공정에서 상기 캐비티를 형성하기 위한 에칭공정으로 인하여 노출된 Si 표면이 소정의 거칠기를 갖기 때문이다.

그런데 상기와 같이 캐비티를 형성하는 캡 웨이퍼의 상부 표면이 소정의 거칠기를 가질 경우, 도 1과 같이, 입사된 광의 산란을 초래하여 빛의 직진성이 떨어지게 되고, 이에 따라 그 하방의 MEMS 센서의 감지특성이 나빠진다는 문제가 있다.

그러므로 웨이퍼레벨 패키징을 이용한 MEMS 센서소자를 제조함에 있어서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 대안이 대두되고 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼레벨 패키징을 이용하여 MEMS 소자를 제조함에 있어서, 그 상부 캡 웨이퍼를 SOI(Silicone On Insulator) 웨이퍼를 이용함으로써 캐비티 형성에 따른 Si의 침식을 억제함으로써 캐비티 상방의 캡 웨이퍼 표면을 매끈하게 하여 MEMS 센서소자의 감지 성능을 개선할 수 있는 웨이퍼레벨 패키징 소자를 제공함을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

센서가 형성되어 있는 하부 센서 기판;

상기 하부 센서 기판상에 제공되고, 상기 센서가 수용될 수 있도록 그 일면에 캐비티가 형성되어 있는 상부 캡 기판; 및

상기 하부 센서 기판과 상부 캡 기판을 접착하는 금속솔더층;을 포함하고,

상기 상부 캡 기판은 SOI 웨이퍼이고, 그리고

상기 캐비티는 상기 SOI 웨이퍼를 이루는 하부 Si층과 절연체층을 순차적으로 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징 소자에 관한 것이다.

또한 상기 상부 캡 기판의 좌우 측방 하부를 소정의 높이로 제거하여 다이싱그루브를 형성함이 바람직하다.

또한 상기 다이싱그루브를 형성함으로써 다이싱쏘로 전극패드를 오픈할 수 있다.

또한 상기 다이싱 그루브는 상기 캐비티를 형성할 때 함께 형성함이 바람직하다.

또한 상기 절연체층은 SiO₂층인 것이 바람직하다.

또한 상기 하부 센서 기판상에는, 상기 센서와 상기 금속 솔더층과의 사이에 상하부 기판의 접합시 발생하는 용융 금속솔더층의 리플로우를 차단할 수 있는 제1 리플로우 차단막이 형성되어 있음이 바람직하다.

또한 상기 하부 센서 기판상에는 외부의 신호 전극과 전기적으로 연결된 전극패드를 포함할 수 있다.

또한 상기 하부 센서 기판상에는, 상기 전극패드와 상기 금속솔더층과의 사이에 제2 리플로우 차단막을 형성할 수도 있다.

또한 상기 리플로우 차단막은 상기 상부 캡 기판상에 형성되는 웨팅레이어와 동일한 조성인 것이 바람직하다.

또한 하부 센서 기판상에는, 상기 센서와 제1 리플로우 차단막 사이에 제1 리플로우 수용홈을 형성할 수도 있다.

또한 하부 센서 기판상에는, 상기 전극패드와 제2 리플로우 차단막 사이에 제2 리플로우 수용홈을 형성할 수도 있다.

또한 상기 리플로우 수용홈내에 리플로우 차단막과 동일한 금속으로 이루어진 금속코팅층을 형성할 수 있다.

또한 상기 센서는 적외선 MEMS 감지센서일 수가 있다.

또한 상기 상부 캡 기판의 캐비티 내에는 게터를 형성할 수도 있다.

또한 상기 상부 캡 기판의 적어도 일면에 적외선 필터를 형성할 수도 있다.

상술한 바와 같은 구성의 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 웨이퍼레벨 패키징을 이용하여 소자를 제조함에 있어서, SOI 웨이퍼를 상부 캡 웨이퍼로 이용하고 캐비티를 형성함으로써 제조된 캐비티 상부 표면이 매끈하여 입사되는 광의 산란을 감소시키고 직진성을 개선하여 전체적인 감지소자의 감지능을 개선할 수 있다.

둘째, 상기 상부 캡 웨이퍼의 좌우 측방 하부를 에칭제거하여 다이싱 그루브를 형성함으로써 다이싱공정에서 다이싱에 따른 하부 센서기판의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼레벨 패키징을 이용하여 제조된 적외선 감지센서의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼레벨 패키징 소자의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서 상부 캡 기판인 SOI 웨이퍼에 캐비티를 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.
도 4는 상부 캡 기판으로 SOI 웨이퍼를 이용한 경우의 입사광의 직진성을 보여주는 그림이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼레벨 패키징 소자의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 웨이퍼레벨 패키징 소자의 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 웨이퍼레벨 패키징 소자의 하부 센서기판을 나타내는 개략단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼레벨 패키징 소자의 개략 단면도이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 패키징 소자는 대략 센서(130)가 형성되어 있는 하부 센서 기판(110)과 캐비티(140)가 형성되어 있는 상부 캡 기판(170), 그리고 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(170)을 접착하는 금속솔더층(150)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 상부 캡 기판(170)은 하부 Si층(171), 절연체층(173), 및 상부 Si층(175)를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 캐비티(140)는 상기 상부 캡 기판(170)의 하부 소정의 위치에 하부 Si층(171)과 절연체층(173)을 제거함으로써 형성된다.

먼저 본 발명의 패키징 소자는 센서가 형성되어 있는 하부 센서 기판(110)을 포함한다. 본 발명에서는 상기 하부 센서 기판(110)으로서 실리콘 웨이퍼를 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 하부 센서 기판(110)의 내부에는 도시되지 않은 신호처리부가 집적되어 있을 수 있으며, 이러한 신호처리부는 상기 센서(130)와 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 그리고 상기 신호처리부는 그 일례로 반도체 제조기술인 CMOS공정을 통하여 상기 하부 기판(110)에 집적될 수 있다. 또한 상기 센서(130)는 신호처리부가 집적된 하부 기판(110)과 모놀리식(monolithic)하게 MEMS 기술로 제조될 수 있다. 여기서 상기 신호처리부와 센서(130)는 하부 기판(110)에서 SoC(System on Chip)으로 구현될 수 있다.

또한 본 발명의 패키징 소자에 있어서, 상기 하부 센서 기판(110)상에는 외부의 신호전극(미도시)와 전기적으로 연결된 전극패드(160)을 포함할 수 있다. 이러한 전극패드(160)는 상기 신호처리부를 외부의 신호전극과 전기적으로 연결하는 역할을 하는 것으로, 금속박막의 형태로서 상기 신호처리부와 연결되어 신호처리부에서 처리된 신호를 외부의 신호전극에 전달하는 역할을 한다. 본 발명의 일실시예에서는 이러한 전극패드(160)는 와이어 본딩을 통해 외부의 신호전극과 연결될 수 있다.

본 발명은 상기 센서(130)의 종류에 제한되지 않으며, 상기 센서는 MEMS 센서일 수도 있으며, 그 일예로 적외선 감지센서일 수도 있다.

또한 본 발명의 패키징 소자(100)는, 상기 하부 센서 기판(110)상에 제공되고, 상기 센서(130)가 수용될 수 있도록 그 일면에 캐비티(cavity:140)가 형성되어 있는 상부 캡(Cap) 기판(170)을 포함한다.

본 발명에서는 상기 상부 기판(170)은 SOI 웨이퍼를 이용함을 특징으로 하며, 상기 캐비티(140)은 상기 상부 SOI 웨이퍼(170)의 일부를 벌크 에칭함으로써 쉽게 형성할 수 있다.

또한 상기 캐비티(140)는 웨이퍼레벨 패키징으로 상술한 센서(130)가 수용될 것이 요구되므로 소정의 높이와 길이를 가질 것이 요구된다. 본 발명의 일실시예에서 상기 캐비티(140)는 수십 ㎛의 높이로 형성함이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 상부 캡 기판(170)에 캐비티(140)를 형성하는 공정을 나타내는 개략도이다.

도 3(a)에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 먼저 SOI 웨이퍼(170)를 마련하며, 이러한 SOI웨이퍼(170)는 하부 Si층(171)과 절연체층(173) 및 상부 Si층(175)을 포함하여 구성된다.

이어, 본 발명에서는 도 3(b)와 같이, 상기 SOI 웨이퍼(170)의 소정의 위치에 캐비티를 형성하기 위하여, 먼저 상기 하부 Si층(171)을 에칭하여 제거한다. 예컨대 공지의 사진식각 공정 후 KOH 또는 ICP-RIE(Inductively coupled plasma RIE) 등으로 벌크 에칭함으로써 상기 Si층(171)의 소정의 부위를 제거한다.

다음으로 도 3(c)와 같이, 상기 Si층(171)층의 제거로 인하여 노출된 절연체층(173), 바람직한 일예로서 SiO₂층을 벌크 에칭으로 제거한다. 이때 절연체층(173)의 에칭은 통상의 습식 내지 건식법을 이용할 수 있으며, 그 일예로 상기 절연체층(173)이 SiO₂층일 경우 이러한 SiO₂를 선택적으로 에칭할 수 있는 에칭용액을 이용하여 제거할 수 있다.

한편 상기 절연체층(173)을 에칭 제거함으로써 상부 Si층(175)가 노출되는데, 이때 상부 Si층(175)는 상술한 절연체층(173)의 에칭에 따른 영향을 받지 않는다. 따라서 상기 절연층(173)의 에칭에 따라 노출된 상기 상부 Si층(171)의 노출 표면은 매끈한 성상을 가지게 된다.

도 4는 상부 캡 기판으로 SOI 웨이퍼를 이용한 경우의 입사광의 직진성을 모식적으로 나타낸 그림이다.

상술한 바와 같이, SOI 웨이퍼를 상부 캡 기판으로 이용하는 경우, 캐비티의 형성을 위해 SOI 웨이퍼의 절연체층(SiO₂)의 에칭 제거가 필요하게 되고, 이에 따라 캐비티 형성에 따라 노출된 상부 Si층(175) 표면이 SiO₂ 에칭에 의해 영향을 받지 않으므로 실질적으로 매끈한 표면 성상을 가진다. 따라서 도 4와 같이, 이러한 매끈한 표면 성상은 입사되는 광의 직진성을 개선시켜 하방의 감지센서의 감지 성능을 향상시킬 수 있는 것이다. 이는 도 1에서와 같이, 상부 캡 기판의 캐비티의 상부 표면 성상이 거친 표면을 가지게 되어, 입사되는 광의 산란에 따라 감지소자의 감지 성능이 떨어질 수 밖에 없는 종래기술과 대비된다.

또한 본 발명에서는 상기 상부 캡 기판(170)의 내면 및 외면 중 적어도 일면에는 적외선 필터를 형성할 수도 있다. 이러한 적외선 필터는 감지하고자 하는 인체에서 방출되는 파장을 필터링하여 투과시키는 역할을 한다.

그리고 상기 캐비티(140)가 형성된 상부 기판(170)의 내면에 하나 이상의 게터(getter)를 형성할 수도 있다. 이러한 게터는 웨이퍼레벨 패키징 후 내부물질에 의해 나오는 가스를 흡수하여 패키지 내부의 진공도를 유지하는 기능을 한다.

또한 본 발명에서는 도 5와 같이, 상기 상부 캡 기판(170)의 좌우 측방 하부를 소정의 높이로 제거하여 다이싱 그루브(V)를 형성하여 줌이 바람직하다. 이와 같이 적당한 높이와 크기의 다이싱 그루브를 형성함으로써 후속하는 다이싱공정에서 절단에 따른 하부 기판의 손상을 최소화할 수 있기 때문이다. 상세하게 설명하면, 후속하는 상부 캡 기판의 다이싱공정에서 다이싱 쏘(블레이드)가 지나가는 하부면 소정의 위치를 에칭하여 다이싱 그루브(V)를 형성함으로써 다이싱공정에 따른 하부 기판의 손상을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에서는 상기 다이싱그루브(V)를 형성함으로써 다이싱쏘로 전극패드(160)를 오픈할 수 있다.

본 발명에서 상기 다이싱 그루브(V)는 상술한 통상의 에칭공정을 통하여 형성할 수 있으며, 바람직게는 상기 캐비티(140)를 에칭하여 형성할 때, 다이싱 그루브(V)를 에칭하여 형성하는 것이다.

또한 본 발명의 패키징 소자(100)는 상기 하부 센서 기판(110)과 상기 상부 캡 기판(170)을 접착하는 금속솔더층(150)을 포함한다. 이러한 금속솔더층(150)은 하부 센서 기판(110)과 상부 캡 기판(170)을 웨이퍼레벨에서 접합하여 패키징하기 위하여 lift-off 공정등을 이용하여 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(170)중 하나 이상에 형성할 수 있다.

본 발명에서는 상기 금속솔더층(150)은 Au, AuSn, Sn, Cu, Ag 등의 물질로 조성됨이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Au 및 Sn을 포함하는 물질을 사용함이 좋다. 본 발명의 일실시예에서 이러한 금속솔더층(150)은 Au 80wt% + Sn 20wt%을 포함할 수 있고, 다른 예로서 Au 10wt% + Sn 90wt%를 들 수 있다. 여기서, Au와 Sn을 다층 박막 형태로 증착할 수도 있고, Au와 Sn의 합금을 박막 형태로 증착할 수도 있다.

본 발명에서는 상기 금속솔더층(150)을 이용한 구체적인 접합방법에 제한되지 않으며, 다양한 접합방법을 이용할 수 있다. 그 일례로 이러한 금속 접합법으로 열압착 본딩, 유테틱 본딩 등을 이용할 수 있다. 예컨대 금속솔더층(150)의 종류에 따라 Au-Au 열압착 본딩(Au-Authermocompression bonding)과 Au-Sn 유테닉 본딩(Gold-Tin eutectic bonding) 등을 이용하여 본딩할 수 있다.

한편 상기 하부 센서 기판(110)과 상부 캡 기판(170)을 상술한 금속솔더층(150)을 이용하여 웨이퍼레벨에서 패키징하면 상기 금속솔더층(150)이 고온의 열과 압력에 의해 흘러내리는 리플로우(reflow)현상이 발생한다. 그리고 이러한 리플로우된 용융 금속물질은 상술한 센서(130)에 도달하게 되어 센서의 작동불능을 초래하게 된다.

이를 고려하여 본 발명의 상기 하부 센서 기판(110)에는, 도 6에 나타난 바와 같이, 상기 센서(130)와 상기 금속 솔더층(150)과의 사이에 상하부 기판의 접합시 발생하는 용융 금속솔더층의 리플로우를 차단할 수 있는 제1 리플로우 차단막(120a)을 형성함이 바람직하다.

본 발명에서 상기 리플로우 차단막(120a)는 하부 센서 기판(110)상에 형성되며, 상술한 금속솔더층과 유사하게 lift-off공정등을 이용하여 패턴으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 제1 리플로우 차단막(120a)이 형성되는 위치는 상기 센서(130)와 금속솔더층(150)과의 사이면 족하며, 보다 바람직하게는 상술한 캐비티(140)내에 수용되는 위치에 형성되는 것이다.

본 발명에서 상기 리플로우 차단막(120a)을 이루는 물질은 젖음성이 좋은 금속 물질인 것이 바람직하며, 상기 상부 캡 기판상에 형성되는 웨팅레이어와 동일한 조성인 것이 보다 바람직하다.

또한 상기 하부 센서 기판(110)과 상부 캡 기판(170)의 웨이퍼레벨에서의 접착시 용융된 금속솔더층(150)은 하부 기판(110)의 내측으로 흘러갈 뿐만 아니라 외부의 전극패드(160)쪽으로도 흘러가게 된다. 이때 만일 기판(110)의 외측으로 흘러간 용융 물질이 전극패드(160)에 접하게 되면 단락등의 문제가 있을 수 있다.

따라서 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 하부 센서 기판상에서, 상기 금속솔더층(150)과 전극패드(160)의 사이에 제2 리플로우 차단막(120b)을 형성할 수도 있다.

한편 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 웨이퍼레벨 패키징 소자의 하부 센서기판을 나타내는 개략단면도이다.

도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 상기 하부 센서 기판(110)상에는, 상기 제1 리플로우 차단막(120a)과 상기 센서(130)과의 사이에 제1 리플로우 수용홈(125a)을 형성할 수 있다. 이러한 리플로우 수용홈(125a)는 금속솔더층(150)의 리플로우된 메탈이 상기 제1 차단막(120a)을 넘쳐 상기 센서(130)까지 도달하여 센서 동작 불능이 되는 것을 원천적으로 막아주는 역할을 한다.

또한 본 발명에서는 도 7에 나타난 바와 같이, 상기 하부 센서 기판(110)상에는, 상기 제2 리플로우 차단막(120b)과 상기 전극패드(160) 사이에도 제2 리플로우 수용홈(125b)을 형성할 수도 있다. 이러한 리플로우 수용홈(125b)은 금속솔더층(150)의 리플로우된 메탈이 상기 제2 차단막(120b)을 넘쳐 상기 전극패드(160)까지 도달하여 단락 등을 유발하는 것을 원천적으로 막아주는 역할을 한다.

본 발명에서 상기 제1-2 리플로우 수용홈(125a, 125b)은 상기 하부 센서 기판(110)의 일부를 벌크 에칭함으로써 쉽게 형성할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상기 리플로우 수용홈(125a,125b)은 공지의 사진식각 공정 후 KOH 또는 ICP-RIE(Reactive Ion Etching) 등으로 에칭하여 형성할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예 있어서, 상기 제1-2 리플로우 수용홈(125a,125b) 내부에 상기 리플로우 차단막(120a, 120b)와 동일한 물질로 이루어진 금속코팅층(120c)을 형성할 수도 있다. 이러한 금속코팅층(120c)은 리플로우된 금속솔더의 젖음성을 높이기 위해 형성될 수 있으며, 통상의 lift-off 공정을 이용하여 용이하게 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

110........하부 센서 기판 120a,b........리플로우 차단막
125a,b.....리플로우 수용홈
130........센서 140...........캐비티
150........금속솔더층 160...........전극패드
170........상부 캡 기판

Claims (15)

1. 센서가 형성되어 있는 하부 센서 기판;
   상기 하부 센서 기판상에 제공되고, 상기 센서가 수용될 수 있도록 그 일면에 캐비티가 형성되어 있는 상부 캡 기판; 및
   상기 하부 센서 기판과 상부 캡 기판을 접착하는 금속솔더층;을 포함하고,
   상기 상부 캡 기판은 SOI 웨이퍼이고,
   상기 캐비티는 상기 SOI 웨이퍼를 이루는 하부 Si층과 절연체층을 순차적으로 제거함으로써 형성되고, 그리고
   상기 상부 캡 기판의 좌우 측방 하부를 소정의 높이로 제거함으로써 다이싱 그루브(V)를 형성함을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징 소자.
   
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3. 제 1항에 있어서, 상기 다이싱 그루브(V)를 형성함으로써 다이싱 쏘로 전극패드를 오픈하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 다이싱 그루브(V)는 상기 캐비티의 형성과 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 절연체층은 SiO2층인 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 하부 센서 기판상에는, 상기 센서와 상기 금속 솔더층과의 사이에 상하부 기판의 접합시 발생하는 용융 금속솔더층의 리플로우를 차단할 수 있는 제1 리플로우 차단막이 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 하부 센서 기판상에는, 전극패드와 상기 금속솔더층과의 사이에 제2 리플로우 차단막이 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
   
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 상기 리플로우 차단막은 상기 상부 캡 기판의 웨팅레이어와 동일한 조성인 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
   
9. 제 6항에 있어서, 상기 하부 센서 기판상에는, 상기 센서와 제1 리플로우 차단막 사이에 제1 리플로우 수용홈이 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징 소자.
   
10. 제 7항에 있어서, 상기 하부 센서 기판상에는, 상기 전극패드와 제2 리플로우 차단막 사이에 제2 리플로우 수용홈이 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징 소자.
    
11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 리플로우 수용홈내에 리플로우 차단막과 동일한 금속으로 이루어진 금속코팅층이 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징 소자.
    
12. 제 1항에 있어서, 상기 센서는 적외선 MEMS 감지센서인 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
    
13. 제 1항에 있어서, 상기 상부 캡 기판의 캐비티 내에는 게터가 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
    
14. 제 1항에 있어서, 상기 상부 캡 기판의 적어도 일면에 적외선 필터가 형성되어 있음을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.
    
15. 제 1항에 있어서, 상기 하부 센서 기판상에는 외부의 신호 전극과 전기적으로 연결된 전극패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼레벨 패키징소자.

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