KR20030067480A - 하나이상의 자외선 경화 테이프를 사용한 마이크로일렉트로 메커니컬 시스템을 포함하는 장치의 제조 방법 - Google Patents

하나이상의 자외선 경화 테이프를 사용한 마이크로일렉트로 메커니컬 시스템을 포함하는 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기판(14)에, 상기 기판(14)의 한쪽 면(12) 위에 배치되는 MEMS 층(18)을 위치시키는 것을 포함하는, 자외선에 의해 경화되는 테이프를 사용하는 MEMS(microelestromechanical systems)를 포함하는 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 적어도 상기 MEMS 층(18)을 구비한 면(12)의 반대쪽의 기판(14)의 면(22)으로부터 상기 기판(14)에 적어도 한개의 작업이 수행된다. 고정테이프(38)가 상기 기판의 면(22)에 부착된다. 그 후, 개별적인 칩(20)을 형성하기 위하여 추가적인 층(10)에 적어도 한개의 작업이 수행된다. 상기 각각의 칩(20)은 기판(24)의 일부분과, 적어도 한개의 MEMS 층(18), 및 추가적인 층(10)의 일부분으로 이루어진다. 그 후, 상기 개별적인 칩들(20)은, 자외선에 노출됨으로써 상기 테이프(38)로부터 분리될 수 있다.

Description

하나이상의 자외선 경화 테이프를 사용한 마이크로 일렉트로 메커니컬 시스템을 포함하는 장치의 제조 방법{Method of Fabricating Devices Incorporating Microelectromechanical Systems Using at Least One UV Curable Tape}
본 발명은 마이크로 일렉트로 메커니컬 시스템(MEMS)을 포함하는 장치의 제조에 관한 것으로, 특히 적어도 한개의 자외선에 의해 경화되는(UV curable) 테이프를 사용한 MEMS 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 설명의 간결을 위하여, 이하에서 상기 장치는 MEMS 장치로, 마이크로 일렉트로 메커니컬 시스템을 포함하는 장치의 부분은 MEMS 층(MEMS layer)으로 칭하기로 한다.
함께 출원된 출원들
본 발명에 따른 다양한 방법, 시스템, 및 장치는, 본 출원인 또는 승계인에 의해 본 출원과 동시에 함께 출원된 다음의 출원서에 개시되어 있다.
PCT/AU00/00518, PCT/AU00/00519, PCT/AU00/00520, PCT/AU00/00521, PCT/AU00/00522, PCT/AU00/00523, PCT/AU00/00524, PCT/AU00/00525, PCT/AU00/00526, PCT/AU00/00527, PCT/AU00/00528, PCT/AU00/00529, PCT/AU00/00530, PCT/AU00/00531, PCT/AU00/00532, PCT/AU00/00533, PCT/AU00/00534, PCT/AU00/00535, PCT/AU00/00536, PCT/AU00/00537, PCT/AU00/00538, PCT/AU00/00539, PCT/AU00/00540, PCT/AU00/00541,PCT/AU00/00542, PCT/AU00/00543, PCT/AU00/00544, PCT/AU00/00545, PCT/AU00/00547, PCT/AU00/00546, PCT/AU00/00554, PCT/AU00/00556, PCT/AU00/00557, PCT/AU00/00558, PCT/AU00/00559, PCT/AU00/00560: PCT/AU00/00561, PCT/AU00/00562, PCT/AU00/00563, PCT/AU00/00564, PCT/AU00/00565, PCT/AU00/00566, PCT/AU00/00567, PCT/AU00/00568, PCT/AU00/00569, PCT/AU00/00570, PCT/AU00/00571, PCT/AU00/00572, PCT/AU00/00573, PCT/AU00/00574, PCT/AU00/00575, PCT/AU00/00576, PCT/AU00/00577, PCT/AU00/00578, PCT/AU00/00579, PCT/AU00/00581, PCT/AU00/00580, PCT/AU00/00582, PCT/AU00/00587, PCT/AU00/00588, PCT/AU00/00589, PCT/AU00/00583, PCT/AU00/00593, PCT/AU00/00590, PCT/AU00/00591, PCT/AU00/00592, PCT/AU00/00584, PCT/AU00/00585, PCT/AU00/00586, PCT/AU00/00594, PCT/AU00/00595, PCT/AU00/00596, PCT/AU00/00597, PCT/AU00/00598, PCT/AU00/00516, PCT/AU00/00517, PCT/AU00/00511, PCT/AU00/00501, PCT/AU00/00502, PCT/AU00/00503, PCT/AU00/00504, PCT/AU00/00505, PCT/AU00/00506, PCT/AU00/00507, PCT/AU00/00508, PCT/AU00/00509, PCT/AU00/00510, PCT/AU00/00512, PCT/AU00/00513, PCT/AU00/00514, PCT/AU00/00515
상기 함께 출원된 출원서에 개시된 내용은 교차 참조에 의해 여기에 포함된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명할 것인데, 도1 내지 도8은, 본 발명에 따른 MEMS 장치를 제조하는 방법의 여러 단계를 도시한다.
본 발명에 따르면, MEMS 장치를 제조하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은,
기판의 한쪽 면에 배열된 MEMS 층을 구비한 기판을 제공하는 단계와;
상기 기판의 한쪽 면에 추가적인 층을 붙이는 단계와;
상기 MEMS 층을 구비한 면의 반대쪽의 기판의 면으로부터 상기 기판에 적어도 한개의 작업을 수행하는 단계와;
상기 기판의 반대쪽에 고정수단을 부착하는 단계와;
각각의 칩은 기판의 일부분과, 적어도 한개의 MEMS 층, 및 추가적인 층의 일부분으로 이루어진, 개별적인 칩을 형성하기 위하여 추가적인 층에 적어도 한개의 작업을 수행하는 단계; 및
상기 개별적인 칩들을 상기 고정수단으로부터 분리하기 위하여, 상기 고정수단으로부터 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판에 수행된 작업은, 기판을, 각 부분이 적어도 한개의 MEMS 부분을 구비하는 개별적인 부분으로 분리하는 것을 포함할 수도 있다.
상기와 유사하게, 추가적인 층에 수행되는 작업은, 추가적인 층을, 한 부분이 상기 기판의 각 부분과 결합된 개별적인 부분으로 분리하는 것을 포함할 수도 있다. 또한, 본 제조방법은, 상기 고정수단을 기판에 붙인 후에, 추가적인 층에 상기 작업을 수행하는 것을 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 본 제조방법은 고정수단을 기판에 부착하는 것을 포함한다. 선택적으로는, 파지수단이 상기 고정수단에 붙여질 수도 있다. 상기 파지수단은, 상기 고정수단에 견고성을 제공하여, 기판과, MEMS 층, 및 추가적인 층으로 구성된적층구조(laminate)를 취급하는 것을 편하게 한다.
본 발명에 따른 MEMS 장치를 제조하는 방법의 초기 단계에서, 도1에서 10으로 나타내진 바와 같이, 층(layer, 10)이 웨이퍼(14) 또는 실리콘 기판의 제1면 (12)에 붙여지도록 위치된다.
상기 웨이퍼(14)는 그 제1표면(12) 상에 표면 기계처리된 MEMS 층(16)을 구비한다. 상기 MEMS 층(16)은 개별적인 MEMS 요소(18)를 포함한다.
본 발명은, 잉크젯 프린트헤드의 제조에 있어서 특별한 실시예를 가진다. 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 상기 실시예와 관련하여 설명될 것이다. 상기 층(10)은, 노즐보호구 또는 실리콘 기판(14)의 표면(12)에 붙여지는 웨이퍼이다. 각각의 개별적인 MEMS 요소(18)는, 노즐조립체의 형태로 되어 있다. 상기 각각의 노즐조립체(18)는, 잉크 분사 노즐 및 그와 관련된 액튜에이터를 포함한다. 상기 액튜에이터는 필요에 따라 잉크 분사에 영향을 주기 위하여 노즐에 작용한다.
제조방법의 목적은 개별적인 MEMS 칩(20)을 형성하는 것이다(도8참조).
그러므로, 상기 노즐보호층(10)이 웨이퍼(14)에 붙여진 후에, 상기 웨이퍼(14)는, 도3에 도시한 바와 같이, 반대면(22)이 노출되도록 뒤집혀진다.
그 후, 상기 웨이퍼(14) 상에 다양한 작업이 수행된다. 특히, 상기 웨이퍼(14)는, 상기 실리콘 웨이퍼를 분리된 부분(24)으로 나누기 위하여, 표면(22)부터 표면(12)까지 후면 에칭 처리된다(back etched). 더우기, 본 발명의 본 실시예에 있어서, 잉크 도입 구멍(ink inlet aperture,26)은, 상기 부분(24)을 통과하도록 에칭되어 형성된다. 상기 각 부분(24)은 다수의 MEMS 요소(18) 및 결합패드(28)를 포함한다는 것에 유의하여야 한다. 또한, 도1에 더 뚜렷하게 도시한 바와 같이, 상기 층(10)은, 상기 MEMS 요소(18) 및 결합패드(28)가 본체(32)에 의해 보호되도록, 상기 웨이퍼(14)의 표면(12)과 이격되어 상기 층(10)의 본체(32)를 지지하는 다수의 지주부(strut,30)를 구비한다. 상기 지주부(30)는, 체임버(34,36)를 형성한다. 상기 체임버(24)는 상기 부분(24)의 결합패드(28) 위에 위치하는 반면에, 상기 체임버(36)는 상기 부분(24)의 MEMS 요소(18) 위에 위치한다.
도5에 도시한 바와 같이, 접착테이프(38) 형태의 고정수단이 층(14)의 표면(22)에 붙여진다. 상기 테이프(38)는, 경화될 수 있는 접착제(curable adhesive)에 의하여 상기 층(14)에 붙여진다. 상기 접착제는, 자외선 (ultraviolet light)에 노출된 경우에, 접착 특성, 즉 "점착성(tackiness)"이 사라진다는 의미에서, 경화되는 특징을 가진다.
사용되는 설비에 따라서, 유리, 석영, 알루미나(alumina), 또는 다른 투명한 핸들 웨이퍼(40)의 형태인 파지수단(handle means)이 상기 테이프(30)의 반대면에 구비된다.
상기 웨이퍼(40), 테이프(38), 실리콘 웨이퍼(14), 및 노즐 보호층(10)이 적층구조(laminate,42)를 이룬다. 그 후, 상기 적층구조(42)는, 도7에 도시한 바와 같이, 뒤집혀진다.
소정의 작업이 층(10) 상에 수행된다. 더욱 구체적으로는, 통로(44)가 외부면(46)부터 체임버(36)까지 에칭되어 형성된다. 또한, 개별 노즐보호부(48)가, 도7에 50으로 나타낸 재료를 제거하도록 에칭함으로써 형성된다. 상기 재료의 제거는, 각 칩(20)의 결합패드(28)을 노출시킨다. 상기 작업을 완료하면, 개별 칩(20)이 형성된다.
본 실시예에서, 각 칩(20)은, 그 위에 형성된 다수의 MEMS 요소(18)의 배열을 구비한다.
상기 적층구조(42)는, 도8에서 화살표(52)로 도시한 바와 같이, 왕복운동하는 xy 웨이퍼 스테이지(미도시) 상에 위치된다. 각 MEMS 칩(20)은, 떼어낼 필요가 있는 경우에, 화살표(54)로 나타낸 바와 같이, 가리개(56)를 통하여 자외선에 노출된다. 이는, 한개의 특정한 MEMS 칩(20)의 아래쪽 부분의 테이프(40)의 접착제를 순간적으로 경화시켜, 상기 MEMS 칩(20)이 상기 테이프(38)로부터 제거될 수 있게 한다. 상기 MEMS 칩(20)은, 진공픽업(vacuum pickup,58) 등의 운반수단에 의하여, 상기 테이프(38)로부터 제거된다,
따라서, 본 발명의 장점은, 개별적인 MEMS 칩(20)을 제조하는 다양한 작업의 수행이 편하게 되고, 포장을 위하여 MEMS 칩(20)의 운반이 편하게 되는 제조방법을 제공한다는 것이다. 논의되는 장치들은 미크론 단위(micron dimension)로 나타냈다는 점이 이해되어야 한다. 따라서, 상기 장치 위의 MEMS 요소(18)은 극도로 취약하다.
노즐 보호층(10)의 제공과 자외선에 의해 경화되는 테이프(38)의 사용은, 상기 MEMS 칩(20)이, 떼어내기 에칭(release etching)에 의해 떼어내진 후에도 고체 또는 액체에 접촉하지 않도록 한다.
전술한 발명의 사상의 범위로부터 벗어나지 않고, 상기 특정의 실시예로써 나타내진 발명에 다양한 변화 및/또는 수정이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 이해되어질 것이다. 따라서, 본 실시예는 모든 관점에 있어서, 설명을 위한 것이지 한정하는 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다.

Claims (8)

  1. MEMS 장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    기판의 한쪽 면에 배열된 MEMS 층을 구비한 기판을 제공하는 단계와;
    상기 기판의 한쪽 면에 추가적인 층을 붙이는 단계와;
    상기 MEMS 층을 구비한 면의 반대쪽의 기판의 면으로부터 상기 기판에 적어도 한개의 작업을 수행하는 단계와;
    상기 기판의 반대쪽 면에 고정수단을 부착하는 단계와;
    각각의 칩은 기판의 일부분과, 적어도 한개의 MEMS 층, 및 추가적인 층의 일부분으로 이루어진, 개별적인 칩을 형성하기 위하여 추가적인 층에 적어도 한개의 작업을 수행하는 단계; 및
    상기 개별적인 칩들을 상기 고정수단으로부터 분리하기 위하여, 상기 고정수단으로부터 떼어놓는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 수행되는 작업은, 기판을, 각 부분이 적어도 한개의 MEMS 부분을 구비하는 개별적인 부분으로 분리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추가적인 층에 수행되는 작업은, 추가적인 층을, 한 부분이 상기 기판의 각 부분과 결합된 개별적인 부분으로 분리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MEMS 장치의 제조방법은, 상기 고정수단을 기판에 붙인 후에, 추가적인 층에 상기 작업을 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    MEMS 장치의 제조방법은, 상기 고정수단을 기판에 부착하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 MEMS 장치의 제조방법은, 상기 고정수단이 자외선에 노출됨에 의하여 경화되는 접착제에 의하여 상기 층에 부착되고, 각 칩을 상기 고정수단으로부터 개별적으로 제거하기 위해 상기 고정수단으로부터 한번에 한개의 칩이 분리될 수 있도록 상기 고정수단의 국부적인 부분을 자외선에 노출시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 MEMS 장치의 제조방법은, 자외선이 파지수단을 투과하여 고정수단의 접착제를 경화시키도록 자외선 투과성이 있는 파지수단을 상기 고정수단에 붙이는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 MEMS 장치의 제조방법은, 상기 각 칩을 운반수단에 의하여 상기 고정수단으로부터 분리시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 MEMS 장치의 제조방법.
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