KR20040022270A - 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광소자 패키징(Optical Device Packaging)에 사용되는 브이홈블럭(V-Groove Block)의 제조시 표면이 오염되는 것을 방지한 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법이 개시된다. 상기 제조방법은 V홈이 형성된 실리콘 웨이퍼의 상면에 실리콘 웨이퍼의 상면을 보호하기 위한 감광막을 도포하고, 칩 단위로 절단한 후 감광막을 제거하므로 브이홈블럭의 V홈 부위가 오염되지 않는다. 그러므로 브이홈블럭에 광섬유를 정밀하게 접속할 수 있으므로, 생산수율이 향상된다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 하면을 보호하는 하부마스크층으로 인하여, 실리콘 웨이퍼의 하면이 식각되지 않는다. 그러므로, 브이홈블럭의 V홈에 광섬유를 평형되게 정렬할 수 있으므로, 더욱 생산수율이 향상된다.

Description

광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법 {METHOD FOR FABRICATING V-GROOVE BLOCK OF OPTICAL FIBER ARRAY}

본 발명은 광소자 패키징(Optical Device Packaging)에 사용되는 브이홈블럭(V-Groove Block)의 제조시 표면이 오염되는 것을 방지한 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법에 관한 것이다.

광통신은 대용량의 정보를 초고속으로 전달할 수 있으며, 상기 광통신망의 집적광학소자를 이루는 필수적인 광도파로소자는 광분배기, 광결합기, 모듈레이터, 스위치간섭계 형태의 소자, 반도체배열 레이저 및 평판형 파장다중화소자(Wavelength Division Multiplexing) 등에서 폭넓게 이용되고 있다. 상기 광도파로 소자는 그 특유의 물리적 특성에 기인한 단점을 가지고 있는데, 상기 단점중에서 극복하기 힘든 문제중의 하나가 고도의 기계적 및 물리적 기술을 요구하는 광도파로와 광섬유의 접속에 관한 것이다.

광도파로와 광섬유를 접속하면 손실이 발생하는데, 손실을 발생시키는 요인으로는 광섬유가 접착되는 브이홈블럭에 형성된 V홈의 평편도, 광섬유가 V홈에 접착된 단면 상태 및 각도, 광도파로와 광섬유가 접착된 실리콘 웨이퍼의 정렬상태 등이 있다. 그리고, 코어의 직경이 8㎛ 정도인 광섬유가 허용범위 이내인 0.1dB 정도의 손실을 갖기 위해서는 광도파로와 광섬유의 접속 후에 0.5㎛ 이내의 직경오차를 가져야만 한다.

V홈이 형성되는 웨이퍼의 재료는 광도파로와 동일한 재질특성을 가지는 실리콘이 일반적으로 사용되는데, 실리콘 웨이퍼는 광섬유를 정밀하게 정렬하기 위한 V홈의 형성이 가능함과 동시에 경제성이 있다.

실리콘 웨이퍼에 V홈을 형성하여 브이홈블럭을 제조하는 종래의 방법을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법을 보인 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 단계(S10)에서는 세척된 실리콘 웨이퍼(10)의 상면에 식각용액에 잘 견디는 마스크층(11)을 형성하고, 단계(S20)에서는 마스크층(11) 위에 감광막(13)을 도포한다(S20). 그리고, 단계(S30)에서는 노광마스크(15)를 이용하여 자외선(Ultraviolet)을 감광막(13)에 조사하고, 감광막(13)을 현상하여 포토레지스트패턴(Photoresist Pattern)(13a)을 형성한다(S40).

그후, 단계(S50)에서는 V홈 식각용 마스크 패턴을 마스크층(11)에 형성하고, 단계(S60)에서는 남아있는 감광막(13)인 포토레지스트패턴(13a)을 제거한다. 그리고, 단계(S70)에서는 이방성 식각법으로 실리콘 웨이퍼(10)에 V홈(10a)을 만들고, 단계(S80)에서는 실리콘 웨이퍼(10) 상면의 마스크층(11)을 제거한다(S80). 그후, 단계(S90)에서는 V홈(10a)이 형성된 실리콘 웨이퍼(10)를 칩 단위로 절단하여 원하는 V홈(10a)을 가지는 브이홈블럭(20)을 제조한 후, 세정한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 생산수율이 저하되는 단점이 있다. 상세히 설명하면, 실리콘 웨이퍼(10)의 절단공정시 발생하는 이물질에 의하여 브이홈블럭(20)의 V홈(10a) 부위가 오염되는데, 브이홈블럭(20)을 세정하여도 V홈(10a) 부위의 오염이 그대로 유지되는 것이 일반적이다. 그리고, 별도의 클리닝 공정을 통하여 V홈(10a) 부위의 오염을 제거하려고 하여도 오염이 잘 제거되지 않고 남게되는 것이 일반적이다. 이로인해, 광도파로와 광섬유의 정렬오차인 0.5㎛ 이내로 브이홈블럭(20)의 V홈(10a)에 광섬유를 정밀하게 실장하기가 어려운 단점이 있다. 그러므로, 광섬유 어레이의 생산수율이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의목적은 V홈이 형성된 실리콘 웨이퍼의 면이 오염되지 않도록 V홈이 형성된 실리콘 웨이퍼의 면에 감광막을 도포하고, 상기 실리콘 웨이퍼를 칩 단위로 절단한 상기 감광막을 제거하므로써, 생산수율을 향상시킬 수 있는 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법을 보인 흐름도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법을 보인 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명*

50 : 실리콘 웨이퍼,51a,51b : 상,하부마스크층

53a : 제 1 상부감광막53b : 하부감광막

53aa : 포토레지스트패턴55 : 노광마스크

57 : 제 2 상부감광막60 : 브이홈블럭

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법은, 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법에 있어서,

세척된 실리콘 웨이퍼의 상면 및 하면에 상부 및 하부마스크층을 각각 형성하고, 상기 상부마스크층 위에 제 1 상부감광막을 도포하는 단계; 노광마스크를 이용하여 상기 제 1 상부감광막에 자외선을 조사하고, 상기 제 1 상부감광막을 현상하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; V홈 식각용 마스크를 상기 상부마스크층에 형성하고, 남아있는 상기 제 1 상부감광막인 상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계; 이방성 식각법으로 상기 실리콘 웨이퍼의 상면에 V홈을 형성하는 단계; 상기 실리콘 웨이퍼에 남아있는 상기 상부 및 하부마스크층을 제거하는 단계; 상기 V홈이 형성된 상기 실리콘 웨이퍼 상면에 제 2 상부감광막을 도포하는 단계; 그리고, 상기 V홈이 형성된 상기 실리콘 웨이퍼를 칩 단위로 절단하여, 상기 V홈이 형성된 브이홈블럭을 제조한 후, 상기 브이홈블럭의 상면에 남아있는 상기 제 2 상부감광막을 제거하는 단계를 수행한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법을 보인 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 단계(S100)에서는 세척된 실리콘 웨이퍼(50)의 상면 및 하면에 상부 및 하부마스크층(51a,51b)을 각각 형성한다. 상부 및 하부마스크층(51a,51b)은 식각 용액에 잘 견디는 실리콘산화막 또는 실리콘질화막이 사용된다. 상부마스크층(51a)은 실리콘 웨이퍼(50)의 상면으로 식각 용액이 침투하지 못하게 하여 실리콘 웨이퍼(50)의 상면에 언더컷(Undercut)이 생기는 것을 방지한다. 언더컷이 생기면 식각 후, 설계치보다 큰 후술할 V홈(50a)이 형성되므로 광섬유의 정렬시 정밀도가 떨어지게 된다. 그리고, 하부마스크층(51b)은 식각 용액이 실리콘 웨이퍼(50)의 하면으로 침투하지 못하게 하여 실리콘 웨이퍼(50)의 하면이 식각되는 것을 방지한다.

단계(S110)에서는 상부마스크층(51a) 위에 스핀코팅(Spin Coating)법으로 제 1 상부감광막(Photoresist)(53a)을 도포하고, 단계(S120)에서는 노광마스크(55)를 이용하여 자외선(Ultraviolet)을 제 1 상부감광막(53a)에 조사하며, 단계(S120)에서는 상부감광막(53a)을 현상하여 포토레지스트패턴(Photoresist Pattern)(53aa)을 형성한다.

그리고, 단계(S140)에서는 V홈(50a) 식각용 마스크를 습식식각(Wet-Etching) 또는 건식식각(Dry-Etching)법으로 상부마스크층(51a)에 형성한다. 일반적으로, 습식식각법의 식각용액은 BOE(Buffered Oxide Etchent)가 사용되고, 건식식각법으로는 고밀도 플라즈마를 이용한 RIE(Reactive Ion Etching)가 사용된다. 실리콘 웨이퍼(50)에 형성되는 V홈(50a)의 깊이는 상부마스크층(51a)에 형성되는 식각용 마스크의 개구부의 폭(Opening Width)(d)에 의하여 결정되기 때문에, V홈(50a) 식각용 마스크를 형성하는 공정은 가장 중요하다.

단계(S150)에서는 남아있는 제 1 상부감광막(53)인 포토레지스트패턴(53aa)을 제거하고, 단계(S160)에서는 이방성 식각법으로 실리콘 웨이퍼(50)의 상면에 V홈(50a)을 만든다. 이방성식각법은 결정(Crystal) 방향에 따른 식각률의 차이를 이용하여 실리콘 웨이퍼(50)에 미세한 구조를 형성하는 가공법으로, 이방성 식각용액으로는 KOH(Potassium Hydroxide) 수용액이 널리 사용된다.

그리고, 단계(170)에서는 상부 및 하부마스크층(51a,51b)을 제거하여 V홈(50a)이 형성된 실리콘 웨이퍼(50)를 제조한 후, 단계(S180)에서는 V홈(50a)이 형성된 실리콘 웨이퍼(50) 상면에 스핀코팅(Spin Coating)법으로 제 2 상부감광막(57)을 도포한다. 그후, 단계(S190)에서는 제 2 상부감광막(57)이 도포된 실리콘 웨이퍼(50)를 원하는 칩 단위로 절단하여 V홈(50a)이 형성된 브이홈블럭(V-Groove Block)(60)을 제조한 후, 마지막으로 단계(S200)에서는 감광막 제거용액을 이용하여 제 2 상부감광막(57)을 제거한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법은 V홈이 형성된 실리콘 웨이퍼의 상면에 실리콘 웨이퍼의 상면을 보호하기 위한 감광막을 도포하고, 칩 단위로 절단한 후 감광막을 제거하므로 브이홈블럭의 V홈 부위가 오염되지 않는다. 그러므로 브이홈블럭에 광섬유를 정밀하게접속할 수 있으므로, 생산수율이 향상된다.

또한, 실리콘 웨이퍼의 하면을 보호하는 하부마스크층으로 인하여, 실리콘 웨이퍼의 하면이 식각되지 않는다. 그러므로, 브이홈블럭의 V홈에 광섬유를 평형되게 정렬할 수 있으므로, 더욱 생산수율이 향상된다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자가 변형이나 개량한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (1)

1. 광섬유 어레이용 브이홈블럭(V-Groove Block)의 제조방법에 있어서,

   세척된 실리콘 웨이퍼의 상면 및 하면에 상부 및 하부마스크층을 각각 형성하고, 상기 상부마스크층 위에 제 1 상부감광막을 도포하는 단계;

   노광마스크를 이용하여 상기 제 1 상부감광막에 자외선을 조사하고, 상기 제 1 상부감광막을 현상하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계;

   V홈 식각용 마스크를 상기 상부마스크층에 형성하고, 남아있는 상기 제 1 상부감광막인 상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계;

   이방성 식각법으로 상기 실리콘 웨이퍼의 상면에 V홈을 형성하는 단계;

   상기 실리콘 웨이퍼에 남아있는 상기 상부 및 하부마스크층을 제거하는 단계;

   상기 V홈이 형성된 상기 실리콘 웨이퍼 상면에 제 2 상부감광막을 도포하는 단계; 그리고,

   상기 V홈이 형성된 상기 실리콘 웨이퍼를 칩 단위로 절단하여, 상기 V홈이 형성된 브이홈블럭을 제조한 후, 상기 브이홈블럭의 상면에 남아있는 상기 제 2 상부감광막을 제거하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 광섬유 어레이용 브이홈블럭의 제조방법.