KR20110056290A - 고체 촬상 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
다수의 고체 촬상 장치가 웨이퍼 레벨로 배치-제작되는, 고체 촬상 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 그 방법은, 마스크 재료 (12) 를 프레임 형상 스페이서 (5) 가 제공된 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 부착하고, 이후 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 박형화하는 단계; 마스크 재료 (12) 를 박리하고, 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 를 그 사이에 라미네이팅 부재 (16) 를 개재하여 커버 글라스 웨이퍼에 본딩하는 단계; 실리콘 웨이퍼의 이면에 라미네이팅 부재 (2) 를 개재하여 본딩된 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 를 가지는 실리콘 웨이퍼 (18) 를 커버 글라스 웨이퍼 (10) 와 정렬시키고, 실리콘 웨이퍼 및 커버 글라스 웨이퍼를 서로 본딩하는 단계; 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 지석 (26) 을 이용하여 커버 글라스 (4) 의 피스들로 분할하는 단계; 및 실리콘 웨이퍼 (18) 를 지석 (28) 을 이용하여 피스들로 분할하는 단계가 제공된다.
Description
본 발명은 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 박형의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라 및 휴대전화에 사용되는 CCD 또는 CMOS 로 구성되는 고체 촬상 장치의 소형화가 점점 더 요구되고 있다. 따라서, 세라믹스 등의 패키지에 기밀하게 봉지되는 전체 고체 촬상 소자 칩을 포함한 종래의 대형 패키지로부터, 고체 촬상 소자 칩의 크기와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 칩 사이즈 패키지 (CSP, Chip Size Package) 타입으로 최근 변화되고 있다.
CSP 타입의 고체 촬상 장치를 웨이퍼 레벨로 일괄 제조하는 방법이, 예를 들어, 특허 문헌 1 에 기재되어 있다. 특허 문헌 1 에 기재되어 있는 방법에서는, 수광부를 구성하는 복수의 고체 촬상 소자가 실리콘 웨이퍼 상에 형성되고, 투명 재료로 이루어지는 커버 글라스 웨이퍼가 수광부와 대응하도록 형성된 스페이서들을 개재하여 실리콘 웨이퍼에 본딩되고, 그리고 커버 글라스 웨이퍼와 실리콘 웨이퍼가 절단되고 다이싱되어 고체 촬상 장치를 일괄 제조한다.
최근의 디지털 카메라 및 휴대전화와 같은 디바이스의 소형화 및 박형화와 함께, 고체 촬상 장치의 추가 박형화도 점점 더 요구되고 있다. 상술한 공정에 의한 박형의 고체 촬상 장치를 제조시에는 하기의 문제가 있다.
고체 촬상 장치의 박형화를 도모하기 위해서는, 커버 글라스 웨이퍼, 스페이서, 및 실리콘 웨이퍼의 두께가 감소될 필요가 있다. 이에 따라, 커버 글라스 웨이퍼 또는 실리콘 웨이퍼의 두께가 감소되는 경우에는, 강성이 감소되거나, 굴곡이 발생하거나, 또는 장치가 극도로 작은 충격에 의해서도 쉽게 손상될 수 있다.
예를 들어, 커버 글라스 웨이퍼 및 실리콘 웨이퍼의 외직경이 8 인치라고 가정한다면, 두께가 0.2 mm 이하가 되는 경우, 웨이퍼의 중량만으로 수 mm 의 큰 굴곡이 발생된다. 특히, 다수의 동일한 높이의 프레임 형상 스페이서들이 커버 글라스 웨이퍼의 표면에 형성될 필요가 있지만, 베이스의 역할을 하는 커버 글라스 웨이퍼의 형상이 불안정한 경우에는, 스페이스들을 형성하기 위한 공정의 구축이 곤란하다.
본 발명은 이러한 상황의 측면에서 이루어졌고, 본 발명의 목적은 박형의 고체 촬상 장치를 웨이퍼 레벨로 용이하게 제조할 수 있는 고체 촬상 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 고체 촬상 장치의 제 1 제조 방법은, 커버 글라스의 기재로서 제공되는 투명 기판의 일 표면에, 복수의 프레임 형상 스페이서들, 및 투명 기판의 외주를 따라 프레임 형상 스페이서들을 둘러싸는 고리 형상 스페이서를 형성하는 단계; 투명 기판의 일 표면 측에, 프레임 형상 스페이서들 및 고리 형상 스페이서를 커버하도록 마스크 재료를 제공하는 단계; 투명 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계; 투명 기판으로부터 마스크 재료를 제거하는 단계; 투명 기판의 타 표면에 제 1 서포트 웨이퍼를 라미네이팅 (laminating) 하는 단계; 반도체 기판의 일 표면에 복수의 고체 촬상 소자들을 형성하는 단계; 반도체 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계; 반도체 기판의 타 표면에 제 2 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하는 단계; 반도체 기판 및 투명 기판을 스페이서들을 개재하여 본딩하는 단계; 제 1 서포트 웨이퍼 및 제 2 서포트 웨이퍼를 투명 기판 및 반도체 기판으로부터 박리하는 단계; 투명 기판을 다이싱하는 단계; 및 반도체 기판을 다이싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 고체 촬상 장치의 제 2 제조 방법은, 커버 글라스의 기재로서 제공되는 투명 기판의 일 표면에, 복수의 프레임 형상 스페이서들, 및 투명 기판의 외주를 따라 프레임 형상 스페이서을 둘러싸는 고리 형상 스페이서를 형성하는 단계; 투명 기판의 일 표면 측에, 프레임 형상 스페이서들 및 고리 형상 스페이서를 커버하도록 마스크 재료를 제공하는 단계; 투명 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계; 투명 기판으로부터 마스크 재료를 제거하는 단계; 투명 기판의 타 표면에 제 1 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하는 단계; 투명 기판을 커버 글라스들로 다이싱하는 단계; 반도체 기판의 일 표면에 복수의 고체 촬상 소자들을 형성하는 단계; 반도체 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계; 반도체 기판의 타 표면에 제 2 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하는 단계; 반도체 기판 및 커버 글라스들을 스페이서들을 개재하여 본딩하는 단계; 제 1 서포트 웨이퍼 및 제 2 서포트 웨이퍼를 투명 기판 및 반도체 기판으로부터 박리하는 단계; 및 반도체 기판을 다이싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 따라서, 스페이서들이 충분한 강성을 가진 투명 기판 상에 형성되기 때문에, 스페이서들을 형성하기 위해서 서포트 웨이퍼를 라미네이팅할 필요가 없다. 스페이서들을 형성한 이후에 마스크 재료를 제공하여 투명 기판을 박형화하기 때문에, 투명 기판의 스페이서 측의 표면이 마스크 재료에 의해 보호될 수 있다. 마스크 재료는 또한 박형화 후의 취급 동안 투명 기판의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 투명 기판의 외주를 따라 형성된 고리 형상의 스페이서는, 투명 기판을 박형화할 때 약액 등의 침투를 방지하고, 고리 형상 스페이서는 또한 취급 동안 보강재 (stiffener) 로서 기능한다.
서포트 웨이퍼가 박형화된 투명 기판, 박형화된 반도체 기판에 부착되기 때문에, 강성 및 평탄도가 확보될 수 있다. 그 결과, 투명 기판 및 반도체 기판은 용이하게 취급 및 본딩될 수 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 본 발명에 있어서, 투명 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계가, 투명 기판을 타 표면 측으로부터 불산을 주성분으로서 포함하는 약액에 의해 에칭하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 본 발명에 있어서, 마스크 재료가 불산에 대해 내성이 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 본 발명에 있어서, 투명 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계가, 투명 기판을 타 표면 측으로부터, 랩핑 (lapping) 및/또는 폴리싱 (polishing) 에 의해 연마하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 본 발명에 있어서, 마스크 재료가, 외부 에너지가 제공되는 경우 접착력이 감소되는 편면 테이프 또는 도포액인 것이 바람직하다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 본 발명에 있어서, 투명 기판 및 제 1 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하기 위한 부재가 자기 박리성을 가지는 접착제 또는 양면 테이프인 것이 바람직하다. 본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법은, 본 발명에 있어서, 반도체 기판 및 제 2 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하기 위한 부재가 자기 박리성을 가지는 접착제 또는 양면 테이프인 것이 바람직하다.
라미네이팅 부재가 자기 박리 기능을 가지기 때문에, 투명 기판 또는 반도체 기판에 부하를 부과하지 않고 박리가 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 따라서, 박형의 고체 촬상 장치가 웨이퍼 레벨로 용이하게 제조될 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치의 단면도이다.
도 3a는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3b는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3c는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3d는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3e는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3f는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3g는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3h는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3i는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3j는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3k는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3l은 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4a는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4b는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4c는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4d는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4e는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4f는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4g는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4h는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4i는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 5는 지석 (whetstone) 에 의해 커버 글라스 웨이퍼를 연삭 절단하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치의 단면도이다.
도 3a는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3b는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3c는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3d는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3e는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3f는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3g는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3h는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3i는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3j는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3k는 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3l은 제 1 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4a는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4b는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4c는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4d는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4e는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4f는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4g는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4h는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4i는 제 2 실시형태에 따른 고체 촬상 장치의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 5는 지석 (whetstone) 에 의해 커버 글라스 웨이퍼를 연삭 절단하는 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면에 따라 설명한다. 본 발명이 하기의 바람직한 실시형태에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다수의 방법에 의해 변경이 이루어질 수 있고, 본 실시형태 이외의 다른 실시형태가 이용될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 범위 내의 모든 변경은 특허청구범위에 포함된다.
본 명세서에서 "내지 (~)"를 이용하여 표현된 수치 범위는, "내지 (~)"의 전후에 기재된 수치를 포함하는 범위를 나타낸다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 고체 촬상 장치의 외부 형상을 나타낸 사시도 및 단면도이다.
고체 촬상 장치 (1) 는, 복수의 고체 촬상 소자 (3) 를 포함하는 고체 촬상 소자 칩 (2), 고체 촬상 소자 칩 (2) 에 부착되고 복수의 고체 촬상 소자 (3) 를 둘러싸는 프레임 형상 스페이서 (5), 및 프레임 형상 스페이서 (5) 상부에 부착되고 복수의 고체 촬상 소자 (3) 를 봉지하는 커버 글라스 (4) 를 포함한다.
고체 촬상 소자 칩 (2) 은 후술되는 고체 촬상 소자가 제조된 반도체 기판을 분할함으로써 형성되고, 커버 글라스 (4) 도 또한 후술되는 투명 기판을 분할함으로써 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고체 촬상 소자 칩 (2) 은, 직사각형의 칩 기판 (2A), 칩 기판 (2A) 상에 형성된 고체 촬상 소자 (3), 및 고체 촬상 소자 (3) 의 외측에 배열된, 외부와의 배선 연결을 위한 복수의 패드들 (전극들)(6) 을 포함한다. 칩 기판 (2A) 의 재료는, 예를 들어, 실리콘 단결정이고, 그 두께는, 예를 들어, 약 0.15 mm 이다.
일반적인 반도체 소자 제조 공정이 고체 촬상 소자 (3) 의 제조에 적용된다. 고체 촬상 소자 (3) 는, 웨이퍼 (고체 촬상 소자 칩 (2)) 상에 형성된 수광 소자인 포토 다이오드, 여기 전압을 외부에 전송하는 전송 전극, 개구부를 갖는 차광막, 및 층간 절연막을 포함한다. 이너 렌즈가 고체 촬상 소자 (3) 의 층간 절연막 상부에 형성되고, 컬러 필터가 중간층을 개재하여 이너 렌즈 상부에 배열되며, 그리고 마이크로 렌즈 등이 중간층을 개재하여 컬러 필터 상부에 배열된다.
고체 촬상 소자 (3) 가 이 방식으로 구성되기 때문에, 외부로부터 인입되는 광이 이너 렌즈는 물론 마이크로 렌즈에 의해 집광되고, 포토 다이오드로 조사되어, 유효 개구율이 상승한다.
열팽창 계수가 실리콘에 가까운 투명 유리, 예를 들어, "Pyrex (등록상표) 글라스"가 커버 글라스 (4) 로 사용되고, 그 두께는, 예를 들어, 약 0.1 mm 이다.
칩 기판 (2A) 및 커버 글라스 (4) 와 물성, 예를 들어, 열팽창 계수가 유사한 무기 재료가 프레임 형상 스페이서 (5) 로 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 다결정 실리콘이 사용된다. 프레임 형상을 가지는 프레임 형상 스페이서 (5) 의 일부 단면을 보는 경우, 단면의 폭은, 예를 들어, 약 0.15 mm 이고, 두께는, 예를 들어, 약 0.05 mm 이다. 프레임 형상 스페이서 (5) 의 일 단면은 접착제 (7) 를 사용하여 칩 기판 (2A) 에 본딩되고, 다른 단면은 접착제 (8) 를 사용하여 커버 글라스 (4) 에 본딩된다.
본 발명의 고체 촬상 장치의 제조 방법에 따른 제 1 실시형태를 도 3a 내지 도 3h를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서, φ8 인치 외직경 × t0.3 mm 두께의 커버 글라스 웨이퍼, 및 φ8 인치 외직경 × t0.3 mm 두께의 실리콘 웨이퍼가 원 재료로서 사용된다.
t0.15 mm 두께의 고체 촬상 소자 칩, t0.05 mm 두께의 프레임 형상 스페이서, 및 t0.1 mm 두께의 커버 글라스를 포함하는, 고체 촬상 소자를 웨이퍼 레벨로 일괄 제조하는 경우를 설명한다. 고체 촬상 소자에 대한 손상을 고려하여 저알파선 글라스가 커버 글라스 웨이퍼로 사용된다.
도 3a에 나타낸 바와 같이, 4변의 폭이 0.1 ~ 0.15 mm 이고 높이가 t0.05 mm 인 다수 (수백 ~ 수천 개) 의 프레임 형상 스페이서들 (5) 이, φ8 인치 × t0.3 mm 사이즈의 투명 기판인 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 표면에 형성된다. 동시에, 폭 150 mm 및 높이 t0.05 mm 인 고리 형상 스페이서 (20) 가 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 외주에 형성된다. 프레임 형상 스페이서 (5) 및 고리 형상 스페이서 (20) 는, 예를 들어, 하기 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
<제 1 방법>
먼저, 접착제를 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 도포하고, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 스페이서용 부재로서의 역할을 하는 동일한 외직경 (φ8 인치 × t0.73 mm) 을 가진 실리콘 웨이퍼 (미도시) 의 외직경들을 맞추어 접착시킨다. 이후, 지석에 의한 표면 연삭 (grinding) 공정을 적용하여, 실리콘 웨이퍼만의 두께를 t0.05 mm 로 박형화한다. 박형화된 실리콘 웨이퍼의 불필요한 부분을 포토리소그래피 기술에 기초한 레지스트 패터닝에 의해, 그리고 드라이 에칭 기술에 의해 제거한다. 마지막으로, 레지스트 및 접착제를 건식 및 습식 세정에 의해 순차적으로 제거하고, 필요한 사이즈의 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서 (20) 를 형성한다.
<제 2 방법>
두께 t0.05 mm 의 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 용 영구 레지스트를 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 스핀 코팅에 의해 도포하고, 필요한 사이즈의 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서 (20) 를 포토리소그래피 기술에 의해 형성한다. 예를 들어, Kayaku MicroChem Co., Ltd. 의 SU-8 3000 시리즈 및 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. 의 TMMR S2000 을 MEMS용 영구 레지스트로서 사용할 수 있다. 액상 레지스트가 열거되지만, 레지스트가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 시트 타입의 유사 제품 (드라이 필름 레지스트 타입) 도 또한 사용될 수 있다.
<제 3 방법>
감광성 접착제 또는 접착 시트를 스핀 코팅에 의해 커버 글라스 웨이퍼 (10) 상부에 두께 t0.05 mm 로 도포 또는 라미네이팅하고, 필요한 사이즈의 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서 (20) 를 포토리소그래피 기술에 의해 형성한다. 예를 들어, Nitto Denko Corporation 의 접착제 시트, Hitachi Chemical Co., Ltd. 의 MA-1000 시리즈, 및 Taiyo Ink Mfg Co., Ltd. 의 U-100 시리즈를 감광성 접착제/접착 시트로서 사용할 수 있다.
프레임 형상 스페이서들 및 고리 형상 스페이서는, 제 1 방법에서는 무기 재료로 형성되고, 제 2 및 제 3 방법에서는 유기 재료로 형성된다. 내환경성, 예컨대, 엄격한 봉지성 (내습성) 이 최종적인 고체 촬상 장치에 요구되는 경우, 제 1 방법에 의해 프레임 형상 스페이서들 및 고리 형상 스페이서들을 형성하는 것이 바람직하다.
이 방법은, 유사한 구조가 방법, 예컨대, 스크린 인쇄 기술 또는 디스펜싱 방법에 의해 매우 정확하고 효율적으로 획득될 수 있는 한, 상술한 방법에 한정되지 않는다.
어느 방법에서도, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 두께가 t0.3 mm 인 상태로, 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 이 형성된다. 웨이퍼의 면적이 8 인치 외직경으로 큰 경우에도, 두께가 t0.3 mm 이면, 강성은 충분하고, 굴곡은 거의 일어나지 않는다. 따라서, 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 은 상대적으로 용이하게, 그리고 매우 정확하게 형성될 수 있다.
또한, 프레임 형상 스페이서들 및 고리 형상 스페이서들 이외에, 반사 방지 코팅과 같은 기능막이 커버 글라스 웨이퍼 (10) 상에 용이하게 제공될 수 있다.
다음, 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료 (12) 를 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 프레임 형상 스페이서들 (5) 의 측에 제공하여, 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 을 커버한다. 편면 테이프 타입 또는 도포액 타입을 마스크 재료 (12) 로서 사용할 수 있다.
커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 두께가 후공정에서 불산을 주성분으로 하는 약액에 의해 박형화되는 경우, 마스크 재료 (12) 가 편면 테이프 타입이면, 적어도 테이프를 구성하는 기재와 접착층이 약액, 예컨대 불산에 내성이 있는 것이 바람직하고, 그리고 마스크 재료 (12) 가 도포액 타입이면, 도포액이 약액에 내성이 있는 것이 바람직하다.
마스크 재료 (12) 가 이후에 박리될 필요가 있기 때문에, 박리 동안 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 손상을 방지하기 위해서, 강하고 완전한 접착 대신에, 외부 에너지가 제공되는 경우 (예를 들어, UV 광 또는 온도), 접착력을 감소시키는 기능을 가지는 편면 테이프 또는 도포액이 바람직하다. 마스크 재료 (12) 의 자기 박리성과 관련하여, 자기 박리성이 반드시 요구되는 것은 아니지만, 마스크 재료 (12) 가 자기 박리성을 가질 수도 있다.
마스크 재료 (12) 가 최종적으로 박리되는 것을 고려하여, 테이프의 접착층 또는 접착층 상의 이물질이 프레임 형상 스페이서들 (5) 에 접착 (전사) 되지 않는 특성을 가지는 편면 테이프 또는 도포액을 사용하는 것이 바람직하다.
마스크 재료 (12) 가 편면 테이프 타입이면, 편면 테이프는 롤러 등에 의해 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 에 부착될 수 있다.
마스크 재료 (12) 가 도포액 타입이면, 도포액은 스핀 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 등에 의해 도포액을 도포하고, 이후 도포액을 경화 (건조) 함으로써, 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 에 코팅될 수 있다.
그 결과, 마스크 재료 (12) 가 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 공급되어 프레임 형상 스페이서들 (5) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 을 커버한다.
<편면 테이프 타입>
(1) 테이프 타입인 경우, Nitto Denko Corporation 의 Elegrip (UB-3083D) 의 테이프 기재는 불산 내성을 가진 PET 이고, 접착력이 접착 이후 UV 조사에 의해 감소 (접착층이 경화될 수도 있음) 될 수 있기 때문에, 용이하게 박리될 수 있다. 따라서, 스페이서의 접착 표면에 대한 부착이 적기 때문에, 적합하게 사용될 수 있다. 또한, 테이프 기재가 PET 이기 때문에, IPA 내성이 있고, IPA 건조 (용매 증기 건조) 와 같은 건조 얼룩을 감소시키는 건조법이 습식 에칭 이후의 순수 세정 후 선택될 수 있다.
(2) 테이프 타입의 다른 예는 Nitta Corporation 의 Intelimer 테이프를 포함한다. Intelimer 테이프는, 테이프 기재가 불산 내성을 가진 PET 이고, 접착력이 접착 이후 가열 또는 냉각에 의해 감소되어 테이프를 용이하게 박리시킬 수 있고, 그리고 접착 표면에 대한 부착도 적기 때문에 적합하게 사용될 수 있다. 이 테이프는, 접착력이 가열에 의해 감소되는 타입에 대해서는, 예를 들어 50℃ 이상의 분위기에서 박리될 수 있고, 접착력이 냉각에 의해 감소되는 타입에 대해서는, 예를 들어 40℃ 이하의 분위기에서 박리될 수 있다.
편면 테이프 타입이 사용되는 경우, 테이프는 특히 외주의 고리 형상 스페이서들 (20) 에 대한 접착력 주의를 기울이면서 롤러 등에 의해 라미네이팅될 필요가 있다. 이것은, 접착이 불충분한 경우, 에칭 용액과 같은 약액이 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 박형화 공정시 스며들 수 있고, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 스페이서 형성 표면이 손상될 수도 있기 때문이다. 라미네이팅 이후, 불필요한 부분은 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 아웃라인을 따라 절단된다. 또한, 마스크 재료로서 다음이 적용될 수도 있다.
<액체 타입>
(1) 예를 들어, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. 의 UV 경화성 임시 고정형 접착제, TEMPLOC 시리즈가 마스크 재료 (12) 로서 사용될 수 있다. 도포 및 UV 경화 이후, 접착제는 약 60 ~ 80℃ 의 온수에서의 수분 동안의 침지에 의해 팽윤하고, 접착력이 감소하며, 따라서, 접착제가 용이하게 박리될 수 있다. 접착제는, 불산에 대한 내성이 있고, 박리 이후 프레임 형상 스페이서들 (5) 의 접착 표면에 대한 부착도 적기 때문에 적합하다.
(2) 예를 들어, Sumitomo 3M Co., Ltd. 의 UV 경화성 접착제, LC-3000 시리즈가 마스크 재료 (12) 로서 사용될 수도 있다. 접착제는, 도포 및 경화 (접착) 이후 외부 에너지가 제공되는 때 접착력의 기능 감소가 없지만, 이 접착제는 본질적으로 양호한 박리성을 가지고, 불산에 대한 내성이 있으며, 프레임 형상 스페이서 (5) 의 접착 표면에 대한 부착도 적기 때문에, 적합하게 사용될 수 있다.
부재가 유사한 기능을 가지는 한, 부재는 본 실시형태에 한정되지 않는다. 상술한 부재의 주성분이 수지이지만, 후술되는 에칭 용액의 지극히 거의 없는 흡수 및 투습을 고려하여, 비수지 재료들 (예를 들어, 글라스 웨이퍼 (10) 보다 충분히 더 두꺼운, 실리콘 웨이퍼 및 글라스 웨이퍼와 같은, 무기 재료들) 도 또한 부재에 부착될 수 있다.
다음, 도 3c 에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료 (12) 가 제공된 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 불산과 같은 약액에 담그고, 스페이서 형성 표면의 반대측의 두께를, 두께가 t0.3 mm 내지 t0.1 mm 일 때까지 화학 공정에 의해 박형화한다. 이 때, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 표면이 화학 반응에 의해 거칠어지는 것을 방지하기 위해서 에칭 레이트에 주의를 기울일 필요가 있다.
박형화 공정에서, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 스페이서들 측의 글라스 표면 (최종적으로, 고체 촬상 장치의 커버 글라스의 내측 표면) 은, 마스크 재료 (12) 및 고리 형상 스페이서들 (20) 에 의해 밀봉되어, 약액이 스며들지 않는다. 그 결과, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 스페이서들 측의 글라스 표면은, 약액에 의한 손상으로부터 보호된다.
습식 에칭에 의한 박형화는 비부하 공정이다. 스페이서 측에 부착된 마스크 재료 (12) 는 또한 지지체로서 기능하기 때문에, 에칭 공정에서, 또는 후속하는 순수 세정 또는 건조 동안 커버 글라스 웨이퍼 (10) 가 손상되지 않고 프로세싱될 수 있다.
공정 타켓을 위한 공정에서의 부하가 낮고 손상 리스크가 낮은 습식 에칭에 의한 방법이, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 더 얇게 형성하는 적합한 방법으로서 설명되었다. 하지만, 랩핑 및 폴리싱과 같은 기계적 연마 공정에 의한 방법이 또한 채택될 수 있다. 이 경우도 또한, 마스크 재료 (12) 가 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 스페이서 측을 연마 더스트 및 연마제로부터 보호하는 역할을 한다.
다음, 도 3d 에 나타낸 바와 같이, 마스크 재료 (12) 가 커버 글라스 웨이퍼 (10) 로부터 박리된다. 커버 글라스 웨이퍼 (10) 가 마스크 재료 (12) 의 박리시 매우 얇기 때문에, 박리 동안 인장력에 의한 손상을 방지하기 위해서, 글라스 표면 측이 평탄한 진공 흡착 테이블 (미도시) 위에 흡착 및 고정되는 때 마스크 재료 (12) 를 박리하는 것이 바람직하다.
접착력이 외부 에너지 (예를 들어, UV 광 또는 온도) 에 의해 감소되는 부재가 마스크 재료 (12) 로 사용되는 경우, 외부 에너지를 가한 후, 또는 외부 에너지를 가한 상태에서 박리하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 접착력이 UV 광에 의해 감소되는 부재가 마스크 재료 (12) 로서 사용되는 경우, UV 광이 마스크 재료 (12) 측으로부터 30 mW 의 조도로 약 30 sec 동안 조사되고, 에칭된 글라스 표면 측이 진공에 의해 진공 흡착 테이블에 강하게 고정되며, 그리고 마스크 재료 (12) 가 천천히 박리된다. 접착력이 UV 광 조사에 의해 감소되고, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 가 진공 흡착 테이블에 강하게 고정되므로, 마스크 재료 (12) 가 손상 없이 용이하게 박리될 수 있다.
흡착력이 테이블의 전체 표면에 제공되기 때문에, 다공성 구조가 진공 흡착 테이블로 적합하다. 평탄도는 흡착력으로부터의 손상을 방지하기 위해서 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
소정의 박리 조건이 마스크 재료 (12) 로 사용되는 재료에 따라 제공되어, 마스크 재료 (12) 를 박리한다.
다음, 도 3e 에 나타낸 바와 같이, 제 1 지지체 웨이퍼 (14) 가, 프레임 형상 스페이서들 (5) 이 형성되는 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 스페이서 측과 반대측인 글라스 표면에, 라미네이팅 부재 (16) 를 개재하여 부착된다. 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 의 목적은 단순히 취급 동안의 강성을 확보하는 것이다.
라미네이팅 부재 (16) 는 자기 박리성, 글라스 표면에 대한 부착이 적은 것을 특징으로 하는 양면 테이프, 접착제 등인 것이 바람직하다. 프레임 형상 스페이서들 (5) 의 형성과 같은 반도체 공정은, 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 가 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 부착되는 경우에는 실행되지 않는다. 따라서, 내약품성, 내수성, 내진공성, 내플라즈마성, 내고온성과 같은 가혹한 공정 환경에 대한 내성이 라미네이팅 부재 (16) 에는 요구되지 않는다. 따라서, 라미네이팅 부재 (16) 에 적용가능한 부재에 대한 보다 많은 옵션이 있다.
제 1 서포트 웨이퍼 (14) 는 다음과 같이 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 부착된다.
커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 스페이서 측을 진공 흡착 테이블에 고정시킨다. 상술한 바와 같이 5 ㎛ 이하의 평탄도를 가진 다공성 구조의 진공 흡착 테이블을 사용하는 것이 바람직하다.
커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 진공 흡착 테이블에 흡착 및 고정시키면서, 동일한 외직경 (φ8 인치) 및 t0.5 mm 두께를 가진 Pyrex (등록 상표) 글라스를 커버 글라스 웨이퍼 (10) 측에 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 로서 라미네이팅시킨다.
Sekisui Chemical Co., Ltd. 의 양면 테이프, Selfa BG 를 라미네이팅 부재 (16) 로서 사용할 수 있다. Selfa BG 는 UV 가 일측으로 조사될 때 자기 박리 효과를 발생시키는 기능을 가진다. 이 경우, 접착이 UV 조사에 의한 아웃 가스 발생에 의해 박리된다. 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 를 커버 글라스 웨이퍼 (10) 로부터 나중에 박리하는 것이 유용하고, 적은 접착층을 남겨두도록 설계되어, 적합하게 사용될 수 있다.
선택적으로, 하기 시스템 및 부재가 적용될 수 있는 것이 가능하다.
<양면 테이프 타입>
예를 들어, Nitto Denko Corporation 의 Revalpha 및 Denki Kagaku Co., Ltd. 의 Elegrip 과 같은 열 박리 양면 테이프가 적합하게 사용될 수 있다. 열 박리 양면 테이프는 가열에 의해 접착층에 포함된 마이크로캡슐의 팽창에 의해 접착 면적을 감소시킴으로써 접착을 박리하는 자기 박리 기능을 가지며, 접착 표면에 대한 부착이 적다.
<접착제 타입>
예를 들어, Kaken Tech Co., Ltd. 의 Ecosepara 및 Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. 의 TEMPLOC 과 같은 임시 접착제 등이 적합하게 사용될 수 있다. 접착제는 온수에 대한 침지에 의해 자기 박리성을 가지고, 접착력 감소의 기능을 가진다. 이 경우, 접착제는 온수에 용해 (분해) 되지 않으며, 접착제는 도포된 형태를 유지하는 일체로 형성된 오브젝트로서 박리될 수 있고, 작업 효율성은 양호하고 접착제는 유용하다. 하지만, 온수의 경로는, 온수에 의해 접착부 (=웨이퍼의 전체 표면) 를 효율적으로 팽윤시키기 위해서, 예를 들어, 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 에 다수의 미소 구멍을 제공함으로써 제공될 필요가 있다.
<기타>
예를 들어, Sumitomo 3M Co., Ltd. 의 WSS (웨이퍼-서포트-시스템) 및 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. 의 Zero-Newton 시스템이 적합하게 사용될 수 있다. 특별한 라미네이팅/박리 장치 또는 박리 용액이 필요하지만, 서포트 웨이퍼를 임시로 제공하는 방법으로서 유용하다. 시스템 및 부재가 유사한 기능을 가지는 한, 시스템 및 부재는 본 실시형태에 한정되지 않는다.
실리콘 웨이퍼는, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 박형화하여 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 를 부착하는, 도 3a ~ 도 3e 와는 상이한 공정으로 준비된다.
도 3f 에 나타낸 바와 같이, 일반적인 반도체 소자 제조 공정이 반도체 기판인 실리콘 웨이퍼 (18)(φ8 인치 × t0.3 mm) 의 표면에 적용되고, 복수의 고체 촬상 소자들 (3) 및 패드들 (6) 이 형성된다.
다음, 도 3g 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 (18) 의 이면측을 백 그라인드 등에 의해 연마하여, 두께를 t0.15 mm 까지 박형화한다. 마스크 재료를 실리콘 웨이퍼 (18) 의 표면에 제공하여, 습식 에칭 공정에 의해 이면측의 두께를 박형화할 수도 있다.
다음, 도 3h 에 나타낸 바와 같이, 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 를 실리콘 웨이퍼 (18) 의 이면측에 라미네이팅 부재 (24) 를 개재하여 라미네이팅한다. 후공정에서의 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 의 박리를 고려하여, 라미네이팅 부재 (24) 가 자기 박리성을 가지는 것이 바람직하다.
하지만, 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 가 실리콘 웨이퍼 (18) 의 이면측에 부착되기 때문에, 라미네이팅 부재 (16) 와 달리, 전기적인 특성, 모듈로의 조립 등에 대한 영향이 없는 한, 접착층의 일부가 잔존해도 큰 문제는 아니다.
제 2 서포트 웨이퍼 (22) 는 다음과 같이 실리콘 웨이퍼 (18) 에 부착된다. 동일한 외직경 (φ8 인치) 을 가지는 Pyrex (등록 상표) t0.5 mm 를, 제 2 서포트 웨이퍼로서 실리콘 웨이퍼 (18) 의 연마된 표면에 자기 박리 양면 테이프 (Selfa BG) 에 의해 라미네이팅한다.
도 3e 에서 설명한 라미네이팅 부재/시스템이 또한 이 공정에서 사용될 수도 있다.
다음, 도 3i 에 나타낸 바와 같이, 시간 경화형 접착제가 프레임 형상 스페이서들 (5) 의 접착 표면에 전사된 상태에서, 프레임 형상 스페이서들 (5) 이 고체 촬상 소자들 (3) 의 수광 영역을 둘러싸도록, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 실리콘 웨이퍼 (18) 가 3 차원적으로 포지셔닝 및 본딩된다. 본딩 이후, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 실리콘 웨이퍼 (18) 를 제 1 및 제 2 서포트 웨이퍼 (14 및 22) 측으로부터 가압하고, 접착제가 완전히 경화될 때까지 접착된 채로 둔다.
제 1 및 제 2 서포트 웨이퍼 (14 및 22) 가 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 실리콘 웨이퍼 (18) 에 부착되기 때문에, 취급에 의한 손상이 방지될 수 있다. 평탄도도 또한 유지되기 때문에, 매우 정확한 정렬 및 본딩이 용이하게 수행될 수 있다.
다음, 도 3j 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 (18) 및 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 는 물론, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 가 라미네이팅 부재 (16 및 24) 의 자기 박리 효과에 의해 박리된다. 제 1 및 제 2 서포트 웨이퍼 (14 및 22) 는 반복해서 사용될 수 있다.
라미네이팅 부재 (16 및 24) 가 양면 테이프 (Selfa BG) 인 경우, 실리콘 웨이퍼 (18) 및 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 는 물론, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 는 구체적으로 다음 절차에 의해 박리된다.
UV 광이 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 측으로부터 30 mW 의 조도로 약 100 초 동안 조사된다. 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 는 투명 기판이기 때문에, UV 광이 통과하여, 라미네이팅 부재 (16) 인 양면 테이프 (Selfa BG) 로 조사된다. 자기 박리 효과 (아웃 가스 발생에 의한 접착 박리) 가 UV 조사에 의해 라미네이팅 부재 (16) 에서 발생된다. 강체 웨이퍼가 라미네이팅되는 경우에도, 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 는 커버 글라스 웨이퍼 (10) 로부터 용이하게 박리될 수 있다.
유사한 절차에 의해, UV 광이 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 측으로부터 30 mW 의 조도로 약 100 초 동안 조사된다. 그 결과, 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 가 실리콘 웨이퍼 (18) 로부터 용이하게 박리될 수 있다.
커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 의 박리, 및 실리콘 웨이퍼 (18) 및 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 의 박리 중 어느 하나가 먼저 수행될 수 있다.
제 1 서포트 웨이퍼 (14) 및 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 가 박리되는 경우, 총 두께는 t0.30 mm ( = 커버 글라스 웨이퍼 두께 t0.1 mm + 스페이서들의 높이 t0.05 mm + 실리콘 웨이퍼의 t0.15 mm) 이며, 이것은 강성을 충분히 확보할 수 있는 두께이고, 취급시 문제가 없다. 도 3e 에서 설명한 바와 같은 다양한 시스템 및 부재가 라미네이팅 부재 (16 및 24) 로 사용되는 경우, 소정의 박리 조건 (예컨대, 가열 조건 및 팽윤 조건) 이 각각 제공되어 제 1 및 제 2 서포트 웨이퍼 (14 및 22) 를 박리시킨다.
도 3k 에 나타낸 바와 같이, 다이싱 장치 등을 사용하여, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 만을 디스크 형상의 지석 (다이싱 블레이드)(26) 으로 연삭 절단 공정을 적용하여, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 커버 글라스들 (4) 로 다이싱한다. 실리콘 웨이퍼 (18) 상의 패드들 (6) 의 표면을 노출하는데 필요한 폭 (0.1 ~ 1.0 mm) 을 가지고 직사각형 형상의 단면을 가지는 지석 (26) 을 사용하고, 지석 (26) 의 최하점이 실리콘 웨이퍼 (18) 의 표면으로부터 0.02 ~ 0.03 mm 의 높이를 통과하도록 지석 (26) 의 높이를 설정하여, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 평면 상에서 서로 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향으로 연삭 절단 공정을 적용한다.
지석 (26) 으로서 지립 (abrasive grain) # 600 ~ 1200 정도의 미세 텍스쳐를 가지는 지석이 선택되어, 연삭 더스트 (글라스 파편) 의 크기를 감소시키거나 또는 공정 동안 가능한 한 많은 연삭 더스트를 감소시킨다. 또한, 연삭 저항을 감소시키기 위해서 지립의 유지력이 작고 본딩의 재료로서 셀프-샤프닝 (self-sharpening) 효과를 가지는 탄성 레진 본드를 선택하는 것이 바람직하다. 공정 속도는, 0.5 ~ 2 mm/sec 의 비교적 저속 범위로 설정된다.
다음, 도 3l 에 나타낸 바와 같이, 연삭 절단 공정을, 얇은 지석 (약 t0.04 mm) 에 의해 실리콘 웨이퍼 (18) 에 다이싱 스트리트에 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 적용하여, 실리콘 웨이퍼 (18) 를 고체 촬상 소자 칩들 (2) 로 다이싱한다. 그 결과, 총 두께가 t0.30 mm 인 다수의 박형 고체 촬상 장치 (1) 가 일괄적으로 및 동시에 웨이퍼 레벨로 제작될 수 있다.
다음, 도 4a 내지 도 4i 를 참조하여 본 발명에 의한 고체 촬상 장치의 제조 방법의 제 2 실시형태를 설명한다. 제 1 실시형태에서 설명한 동일한 구성은 동일한 도면 부호로 나타낼 수 있고, 설명은 반복하지 않을 수 있다. 도 3f 내지 도 3h 에 상당하는 실리콘 웨이퍼 (18) 의 제조 공정은 나타내지 않는다. 제 2 실시형태의 방법에서, 커버 글라스 웨이퍼를 개별화하여 커버 글라스들을 형성하는 방법은, 제 1 실시형태의 방법과 상이하다.
도 4a 내지 도 4e 의 공정은 도 3a 내지 도 3e 의 공정과 정확히 동일하다. 도 4f 에 나타낸 바와 같이, 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 가 라미네이팅 부재 (16) 를 개재하여 커버 글라스 웨이퍼 (10) 상에 라미네이팅되는 상태로 커버 글라스 웨이퍼 (10) 가 커버 글라스들 (4) 로 다이싱될 수 있다.
도 3k 로 나타낸 바와 같이, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 실리콘 웨이퍼 (18) 가 라미네이팅된 상태로, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 가 커버 글라스들 (4) 로 지석 (26) 에 의해 다이싱될 수 있다. 하지만, 프레임 형상 스페이서 (5) 의 높이가 낮은 경우, 지석 (26) 의 최하점 및 실리콘 웨이퍼 (18) 사이의 거리가 짧아진다. 그 결과, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 연삭 더스트의 배출을 위한 클리어런스가 작아진다. 실리콘 웨이퍼 (18) 를 손상시키는 연삭 더스트의 가능성은 더 높아진다.
한편, 제 2 실시형태의 방법에 의하면, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 실리콘 웨이퍼 (18) 가 라미네이팅되기 이전에, 그리고 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 가 라미네이팅 부재 (16) 를 개재하여 커버 글라스 웨이퍼 (10) 에 라미네이팅된 상태로, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 가 커버 글라스들 (4) 로 다이싱된다. 따라서, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 의 연삭 더스트가 실리콘 웨이퍼 (18) 를 손상시키지 않는다.
도 5는 지석 (26) 에 의해 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 연삭 절단하는 상태를 나타낸다. 폭 (0.1 ~ 1.0 mm) 및 직사각형의 단면 형상을 가지는 지석 (26) 이 사용되고, 지석 (26) 의 높이는 프레임 형상 스페이서 (5) 측으로부터 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 의 라미네이팅 부재 (16) 를 약간 절단하는 높이로 설정되어, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 를 커버 글라스들 (4) 로 다이싱 (완전 절단) 한다.
지석 (26) 의 에지는 완전한 직각이 아니고, 정확하게는 에지가 둥근 부분 (30)(약 R=0.04 mm) 을 가진다. 둥근 부분 (30) 에 의해 야기되는 커버 글라스들 (4) 의 절단면 상에 돌기를 남기지 않는 것이 중요하다. 라미네이팅 부재 (16) 의 두께는 t0.08 mm 이상으로 설정되고, 지석 (26) 에 의해 라미네이팅 부재 (16) 를 절단하는 양은 0.04 ~ 0.07 mm 의 범위로 설정된다. 지석 (26) 의 선단에서의 둥근 부분 (30) 이 라미네이팅 부재 (16) 의 중간까지 절단되기 때문에, 지석 (26) 의 에지의 둥근 부분 (30) 에 의한 영향이 방지될 수 있다.
공정 동안 연마 더스트가 실리콘 웨이퍼를 손상시키지 않기 때문에, 공정 속도는 2 ~ 5 mm/sec 로 설정될 수 있다. 그 결과, 연삭 절단 공정은 도 3k 에서의 커버 글라스 웨이퍼 (10) 로부터의 커버 글라스들 (4) 의 다이싱보다 더 빠르게 실행될 수 있다.
지석 (26) 은 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 를 절단하지 않도록 설정된다. 따라서, 라미네이팅 부재 (16) 는 다이싱되지 않는다. 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 가 복수의 커버 글라스들 (4) 로부터 박리된 이후, 라미네이팅 부재 (16) 는 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 로부터 함께 박리될 수 있다. 이것은 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 의 재생산 작업을 용이하게 수행하게 한다.
다음, 도 4g 에 나타낸 바와 같이, 시간 경화형 접착제가 프레임 형상 스페이서들 (5) 의 접착면에 전사된 상태로, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 실리콘 웨이퍼 (18) 가, 프레임 형상 스페이서들 (5) 이 고체 촬상 소자들 (3) 의 수광 영역을 둘러싸도록 3 차원적으로 포지셔닝 및 본딩된다. 본딩 이후, 제 1 및 제 2 서포트 웨이퍼 (14 및 22) 측으로부터 가압되고, 접착제가 완전히 경화될 때까지 접착된 상태로 둔다.
다음, 도 4h 에 나타낸 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 (18) 및 제 2 서포트 웨이퍼 (22) 는 물론, 커버 글라스 웨이퍼 (10) 및 제 1 서포트 웨이퍼 (14) 가 라미네이팅 부재 (16 및 24) 의 자기 박리 효과에 의해 박리된다. 제 1 및 제 2 서포트 웨이퍼 (14 및 22) 는 반복적으로 사용될 수 있다.
다음, 도 4i 에 나타낸 바와 같이, 연삭 절단 공정을, 얇은 지석 (약 t0.04 mm) 에 의해 실리콘 웨이퍼 (18) 에 다이싱 스트리트를 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 적용하여, 실리콘 웨이퍼 (18) 를 다이싱한다. 그 결과, 총 두께가 t0.30 mm 인 다수의 박형 고체 촬상 장치가 일괄적으로 및 동시에 웨이퍼 레벨로 제작될 수 있다.
1 ... 고체 촬상 장치, 2 ... 고체 촬상 소자 칩, 3 ... 고체 촬상 소자, 4 ... 커버 글라스, 5 ... 프레임 형상 스페이서, 6 ... 패드, 10 ... 커버 글라스 웨이퍼, 12 ... 마스크 재료, 16, 24 ... 라미네이팅 부재, 14 ... 제 1 서포트 웨이퍼, 18 ... 실리콘 웨이퍼, 20 ... 고리 형상 스페이서, 22 ... 제 2 서포트 웨이퍼, 26, 28 ... 지석
Claims (8)
- 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서,
커버 글라스의 기재로서 제공되는 투명 기판의 일 표면에, 복수의 프레임 형상 스페이서들, 및 상기 투명 기판의 외주를 따라 상기 프레임 형상 스페이서들을 둘러싸는 고리 형상 스페이서를 형성하는 단계;
상기 투명 기판의 상기 일 표면 측에, 상기 프레임 형상 스페이서들 및 상기 고리 형상 스페이서를 커버하도록 마스크 재료를 제공하는 단계;
상기 투명 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계;
상기 투명 기판으로부터 상기 마스크 재료를 제거하는 단계;
상기 투명 기판의 상기 타 표면에 제 1 서포트 웨이퍼를 라미네이팅 (laminating) 하는 단계;
반도체 기판의 일 표면에 복수의 고체 촬상 소자들을 형성하는 단계;
상기 반도체 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계;
상기 반도체 기판의 상기 타 표면에 제 2 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하는 단계;
상기 반도체 기판 및 상기 투명 기판을 상기 스페이서들을 개재하여 본딩하는 단계;
상기 제 1 서포트 웨이퍼 및 상기 제 2 서포트 웨이퍼를 상기 투명 기판 및 상기 반도체 기판으로부터 박리하는 단계;
상기 투명 기판을 다이싱하는 단계; 및
상기 반도체 기판을 다이싱하는 단계를 포함하는, 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 고체 촬상 장치의 제조 방법으로서,
커버 글라스의 기재로서 제공되는 투명 기판의 일 표면에, 복수의 프레임 형상 스페이서들, 및 상기 투명 기판의 외주를 따라 상기 프레임 형상 스페이서들을 둘러싸는 고리 형상 스페이서를 형성하는 단계;
상기 투명 기판의 상기 일 표면 측에, 상기 프레임 형상 스페이서들 및 상기 고리 형상 스페이서를 커버하도록 마스크 재료를 제공하는 단계;
상기 투명 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계;
상기 투명 기판으로부터 상기 마스크 재료를 제거하는 단계;
상기 투명 기판의 상기 타 표면에 제 1 서포트 웨이퍼를 라미네이팅 (laminating) 하는 단계;
상기 투명 기판을 커버 글라스들로 다이싱하는 단계;
반도체 기판의 일 표면에 복수의 고체 촬상 소자들을 형성하는 단계;
상기 반도체 기판을 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계;
상기 반도체 기판의 상기 타 표면에 제 2 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하는 단계;
상기 반도체 기판 및 상기 커버 글라스들을 상기 스페이서들을 개재하여 본딩하는 단계;
상기 제 1 서포트 웨이퍼 및 상기 제 2 서포트 웨이퍼를 상기 투명 기판 및 상기 반도체 기판으로부터 박리하는 단계; 및
상기 반도체 기판을 다이싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투명 기판을 상기 타 표면 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계는,
상기 투명 기판을 상기 타 표면 측으로부터, 불산을 주성분으로서 포함하는 약액에 의해 에칭하는 단계인, 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 마스크 재료는 불산에 대해 내성을 갖는 재료로 구성되는, 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투명 기판을 상기 타 측의 측으로부터 소정 범위 내의 두께를 설정하도록 제거하는 단계는,
상기 투명 기판을 상기 타 표면 측으로부터, 랩핑 (lapping) 및/또는 폴리싱 (polishing) 에 의해 연마하는 단계인, 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크 재료는, 외부 에너지가 제공되는 경우 접착력이 감소되는 편면 테이프 또는 도포액인, 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명 기판 및 상기 제 1 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하기 위한 부재는 자기 박리성을 가지는 양면 테이프 또는 접착제인, 고체 촬상 장치의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 기판 및 상기 제 2 서포트 웨이퍼를 라미네이팅하기 위한 부재는 자기 박리성을 가지는 양면 테이프 또는 접착제인, 고체 촬상 장치의 제조 방법.
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