KR20030060488A - 웨이퍼 레벨로 제작되는 소자의 분리방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 레벨로 제조되는 MEMS 소자의 분리방법에 관해 기술된다. 분리방법은: 다수의 개별 소자가 밀집 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계; 상기 개별 소자들이 형성된 웨이퍼의 표면에 자외선에 의해 점착력을 상실하는 UV 테잎를 부착시켜 상기 개별소자를 보호하는 단계; 상기 개별소자를 다이싱 과정을 통해 개별소자로 분리하는 단계; 상기 개별소자들의 상면에 존재하는 UV 테잎에 자외선을 조사시켜 상기 자외선 테잎의 접착력을 제거하는 단계; 상기 UV 테잎을 상기 개별소자로 부터 제거하는 단계;를 포함한다. 이와 같이, UV 테잎로 MEMS 소자를 보호시킨 상태에서 MEMS 소자를 분리 즉 다이싱되도록 하기 때문에 다이싱시의 이물질의 유입, 충격에 의한 개별소자의 손상을 효과적으로 방지하며, 따라서, 매우 높은 수율로 MEMS 소자를 제조할 수 있게 된다.

Description

웨이퍼 레벨로 제작되는 소자의 분리방법{Separating method of device formed at a wafer level}

본 발명은 웨이퍼 레벨로 제작되는 소자의 분리방법에 관한 것이다.

일반적으로 MEMS(micro electromechanic system) 소자는 웨이퍼 상에 형성되는 미소의 전기적 기계구조물을 의미하며, 그 예로서 자이로 스코프, 가속도 센서, 마이크로 액튜에이터, RF 스위치 등이 있다. 이와 같은 MEMS 소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 대부분 베이스(웨이퍼, 1a) 상에 미소 운동체(2a)가 설치되어있는 구조를 가지며, 압력센서와 잉크젯 프린트 헤드와 같은 소자는 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(웨이퍼, 1b)에 구조적으로 취성이 강한 박막(2b)을 포함한다. 이러한 다양한 형태의 MEMS 소자들의 고정요소 및 운동 요소등이 매우 미세하게 가공되어 있고 매우 좁은 간격으로 밀집되어 있기때문에 외부로부터 충격이 가해지거나 이들 내부에 이물질이 존재하거나 유입되어서는 안된다.

이러한 MEMS 소자는 웨이퍼 레벨로 다수개가 일시에 가공되며 최종적으로 다이싱 (dicing)공정을 통해서 개별 소자로 분리된다. 일반적으로 웨이퍼에 대한 MEMS 소자의 전체 제조 공정은 외부와 격리된 클린룸에서 진행되므로 외부로 부터 이물질이 유입되거나 충격이 가해지지 않는다. 그러나 웨이퍼에 대한 소자 형성 공정 후의 공정이 다이싱 공정에서는 공정 특성상 외부로 부터의 충격과 이물질의 유입이 일어날 수 있는 상태가 된다. 특히 다이싱 공정은 회전칼날(Blade)를 회전시키면서 웨이퍼로부터 개별 소자를 절단하는 것이기 때문에 절단시 많은 열이 발생하고 그리고 절단으로 인한 파티클 등의 이물질이 다량 발생한다. 이러한 열과 이물질의 제거를 위해 강한 압력의 냉각수를 분사시키면서 다이싱을 수행하게 된다.

이와 같은 냉각수의 분사를 통한 냉각 및 세척에도 불구하고 다이싱 공정 중 MEMS 소자에 충격이 가해지거나 이때에 발생된 파티클 등의 이물질이 소자 내부로 유입될 수 있다. 이러한 이물질의 유입 문제는 MEMS 소자의 상용화에 큰 걸림돌이 되며 특히 수율의 악화에 주된 원인 중의 하나가 된다.

웨이퍼 레벌에서 팩키징되지 않은 MEMS 소자의 종래의 다이싱 방법은 일반적으로 두가지로 분류된다.

첫번째는 다이싱 전 포토레지스트(photoregist)등의 보호층(3a)을 다수의 소자가 형성된 웨이퍼(1a) 전면에 도포함으로써, 다이싱 할 때의 충격과 이때에 발생된 이물질이 소자 내로 유입되는 것을 방지하며, 다이싱 완료 후에는 도 3b에 도시된 바와 같이 분리된 소자등에 보호층(3a)에 대해 용해성을 가지는 식각액 예를 들어 아세톤이나 황산이나 산소 플라즈마를 공급하여 포토레지스트등의 보호층을 제거한다. 이러한 보호층을 이용해 소자를 보호하는 방법은 임무를 달성한 보호층을 제거하는 과정에서 각 소자에 대한 불이익이 발생된다. 그 중에 하나는 보호층 물질이 완전히 제거되지 않고 소자 내에 잔류하는 것이며, 그리고 식각에 사용된 식각액에 의해 운동체(2a)가 웨이퍼(1a) 또는 그에 근접하는 다른 고정 구조물에 늘어 붙는 스틱션(stiction)의 발생이다. 이러한 스틱션은 먼저 식각액에 의한 표면장력에 의해 발생되며, 일단 늘어 붙은 다음에는 식각액이 완전히 제거되어도 늘어 붙은 상태를 계속유지하게 된다. 이러한 스틱션은 제품자체를 사용할 수 없게하는 최악의 불량요인이다. 그리고 액체가 아닌 기체, 예를 들어 상기한 바와 같이 산소 플라즈마 등에 의해 보호층(3a)을 제거하는 경우에 있어서는 보호층이 완전히 제거되지 않고 그 물질의 일부가 파티클 상태로 소자 내에 잔존한다는 것이다.

두번째는 다이싱 전에 접착 테잎를 웨이퍼에 부착시켜 소자를 보호하고, 접착테잎의 임무가 완수된 이후에는 제거하는 것이다. 이 방법은 접착 테잎을 붙이고 뗄때에 접착 테잎의 강한 접착성의해 MEMS 소자가 손상될 수 있는 결점이 있다. 이를 방지하기 위해서 접착성이 약한 테잎을 사용하게 되면, 약한 접착력에 의해 테잎에 들뜬 부분이 발생되고 따라서 테잎이 완전하게 소자를 보호할 수 없는 상태가된다. 따라서 다이싱시 발생된 파티클이 테잎의 들뜬 부분을 통해 소자 안으로 유입되게 된다.

본 발명은 웨이퍼 레벨로 가공되는 MEMS 소자를 개별소자로 분리함에 있어서, 이물질의 투입을 방지하고 외부로 부터의 충격을 효과적으로 흡수 완화할 수 있는 MEMS 소자의 분리 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

도 1은 운동체를 상하 구동물을 가지는 MEMS 소자의 일례를 보인 단면도이다.

도 2는 운동체로서 얇은 박막을 가지는 MEMS 소자의 일례를 보인 단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 종래 방법에 의한 MEMS 소자의 분리방법을 설명하는 도면이다.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 소자의 분리 방법을 보이는 공정도이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,

다수의 개별 소자가 밀집 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계;

상기 개별 소자들이 형성된 웨이퍼의 표면에 자외선에 의해 접착력을 상실하는 자외선 테잎를 부착시켜 상기 개별소자를 보호하는 단계;

상기 개별소자를 다이싱 과정을 통해 개별소자로 분리하는 단계;

상기 개별소자들의 상면에 존재하는 자외선 테잎에 자외선을 조사시켜 상기 자외선 테잎의 접착력을 제거하는 단계;

상기 자외선 테잎를 상기 개별소자로 부터 제거하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 레벨로 제조된 소자의 분리방법이 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 방법이 대상으로하는 소자는 웨이퍼 레벨로 가공되는 소자, 즉 하나의의 웨이퍼 상에 다수의 소자가 밀집 배치된 상태로 가공되며, 그리고 최종적으로 다이싱에 의해 개별소자를 분리되는 것으로서, 웨이퍼로 부터 얻어진 베이스와 이 베이스에 대해 상대적인 운동을 하는 운동체 또는 박막을 포함하는 소자이다.

이러한 소자들을 기존의 방법을 통해 하나의 웨이퍼에 대해 형성한다.

도 4a은 웨이퍼(100)를 보이며, 웨이퍼(100)에는 개별소자(101)가 격자상으로 배치되어 있다. 이 개별소자(101)는 예를 들어 자이로 스코프, 가속도 센서, 마이크로 액튜에이터, RF 스위치, 압력센서 또는 잉크젯 프린트 헤드 이다. 이러한 개별소자의 제법이 공지된 방법에 의존하며, 본 발명을 기술적 범위를 제한하는 것이 아니기 때문에 구체적으로 설명되지 않는다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(100)의 표면, 특히 개별 소자가 형성된 면 전체에 UV 테잎을 부착한다. 이때에 UV 테입이 충분히 밀착되도록 UV 테잎에 압력을 가한다. 이 UV 테잎은 일반적인 테잎과 같이 강한 점착성을 가지며, 자외선에 노출되었을때에 점착성을 잃는 특성을 가진다.

도 4c에 도시된 바와 같이 다이싱을 행하여 상기 웨이퍼(100)로 부터 개별소자(101)를 분리한다. 도 4c에서는 회전 블레이드(300)에 의해 다이싱 라인이 커팅되는 모습을 보인다. 그리고, 도 4d는 개별적으로 분리된 것으로서 운동체로서의 얇은 막(101a)을 가지는 개별소자(101)의 단면을 보인다.

도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 자외선(UV) 테잎에 일정 시간동안 일정 강도의 자외선을 조사한다. 이와 같은 자외선의 조사에 의해 UV 테잎의 점착력이 소멸되게 된다.

도 4f에 도시된 바와 같이 UV 조사에 의해 점착력이 소멸된 UV 테잎을 개별소자(101)로 부터 분리한다. 이때에 UV 테잎의 점착력이 소멸된 상태이므로 쉽게 개별소자(101)로 부터 분리되게 된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 테잎에 의해 개별소자를 보호하도록 하기 때문에 다이싱시 발생된 파티클등의 입자가 소자 내로 유입되지 않고, 그리고 웨이퍼 전면에 걸쳐 소정의 두께와 점착력으로 부착되어 있기 때문에 다이싱시 발생되는 충격을 효과적으로 흡수 완충하게 된다. 그리고 상기 UV 테잎의 임무, 즉 개별소자로의 파티클 유입방지, 외부로 부터의 충격 흡수 및 완화 등의 임무가 완수된 이후, 즉 다이싱이 완료된 후에는 UV에 의해 점착성이 제거됨으로써 개별소자로 부터 매우 쉽게 그리고 개별소자에 대한 손상을 일으키지 않는 상태로 분리될 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 UV 테잎로 MEMS 소자를 보호시킨 상태에서 MEMS 소자를 분리 즉 다이싱되도록 하기 때문에 다이싱시의 이물질의 유입, 충격에 의한 개별소자의 손상을 효과적으로 방지한다. 따라서, 본 발명에 따른 양지의 소자를 매우 높은 수율로 제조할 수 있게 된다.

상술된 바람직한 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 그리고 주어진 실험예가 많은 한정성을 포함하고 있지만 이들은 본 발명의 약간의 가능한 실시예로서의 예시를 의미한다. 다른 실시예들과 수정은 의심할 것 없이, 당 분야에서 숙련된 자들에게 일어날 수 있다. 주어진 실험들은 본 발명의 바람직한 실시예의 일부의 예시로서 이해되어야 하며, 그리고 본 발명의 전체적인 범위는 첨부된 청구범위와 이들의 법적 동등성에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 다수의 개별 소자가 밀집 형성된 웨이퍼를 준비하는 단계;

   상기 개별 소자들이 형성된 웨이퍼의 표면에 자외선에 의해 점착력을 상실하는 자외선 테잎를 부착시켜 상기 개별소자를 보호하는 단계;

   상기 개별소자를 다이싱 과정을 통해 개별소자로 분리하는 단계;

   상기 개별소자들의 상면에 존재하는 자외선 테잎에 자외선을 조사시켜 상기 자외선 테잎의 접착력을 제거하는 단계;

   상기 자외선 테잎를 상기 개별소자로 부터 제거하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 레벨로 제조된 소자의 분리방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 개별소자는 자이로 스코프, 가속도 센서, 마이크로 액튜에이터, RF 스위치, 압력센서 및 잉크젯 프린트 헤드 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨로 제조된 소자의 분리방법.