KR20170119155A - METHOD OF MANUFACTURING BULK Si MEMS - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법은, 멤스 구조물을 형성하는 구조물 웨이퍼 및 멤스 구조물을 보호하는 캡 웨이퍼(cap wafer) 간의 금속 본딩 또는 공융 본딩을 통하여 전기적 연결 및 밀봉을 동시에 하는 단계; 및 멤스 웨이퍼 내 전기적 특성을 안정화시키기 위한 전기적 특성 안정화 단계;를 포함한다. A method of manufacturing a bulk silicon MEMS according to the present invention includes the steps of simultaneously performing electrical connection and sealing through metal bonding or eutectic bonding between a structure wafer forming a MEMS structure and a cap wafer protecting a MEMS structure; And an electrical property stabilization step for stabilizing the electrical characteristics in the MEMS wafer.
Description
본 발명은 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 서로 본딩된 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼에 대해서, 실온에서 시작하여 구조물 웨이퍼 및 캡 웨이퍼의 본딩 가능 온도보다 낮은 온도인 제 1 온도까지 제 1 시간 동안 승온하고, 제 2 시간 동안 상기 제 1 온도를 정온으로 유지하고, 제 1 온도에서 시작하여 실온까지 제 3 시간 동안 감온하여, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 저항 접촉(ohmic contact)이 균일한 특성을 가지도록, 전기적 특성을 안정화시키기 위한, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계를 포함하는, 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a bulk silicon MEMS, and more particularly, to a method of manufacturing a bulk silicon MEMS, in which the structure wafers and the cap wafers bonded to each other are heated at a temperature lower than the bondable temperature of the structure wafers and the cap wafers 1 temperature up to a first time, maintaining the first temperature at a constant temperature for a second time, warming from a first temperature to a room temperature for a third time to form an ohmic contact of the patterned MEMS bonding structure The present invention also relates to a method for manufacturing a bulk silicon MEMS including stabilizing the electrical characteristics of a patterned MEMS bonding structure for stabilizing electrical characteristics so as to have uniform characteristics.
벌크 실리콘 멤스(Bulk Si MEMS)의 제작에 있어서, 구조물을 형성하는 구조물 웨이퍼와 MEMS 구조물을 보호하는 캡 웨이퍼(cap wafer)로 이루어진다. In the fabrication of bulk silicon MEMS (bulk Si MEMS), it consists of a structure wafer and a cap wafer that protects the MEMS structure.
두 웨이퍼 간의 본딩을 위하여 다양한 본딩 공정이 적용되고 있으나, 두 웨이퍼 간의 전기적 연결을 위해서는 Au-Au, Cu-Cu 금속 본딩(metal bonding) 또는 Au-Sn, Au-Si, Al-Ge 등의 공융 본딩(eutectic bonding) 방법으로 전기적 연결과 밀봉을 하게 된다. Various bonding processes are used for bonding between two wafers. However, Au-Au, Cu-Cu metal bonding or eutectic bonding of Au-Sn, Au-Si and Al- (eutectic bonding) method.
이렇게 금속 본딩 또는 공융 본딩을 하는 경우, 본딩 공정에서의 높은 온도에서 두 웨이퍼 간의 전기적 접촉(contact)을 하게 된다. When metal bonding or eutectic bonding is performed in this manner, electrical contact between the two wafers occurs at a high temperature in the bonding process.
하지만, 대구경(6" → 8", 12") 웨이퍼에서는 웨이퍼 내 전체적인 본딩 균일성(uniformity) 문제로 인하여 외관상 본딩 상태는 양호하나, 웨이퍼 전체적으로 안정적인 전기적 접촉(contact)를 확보하는데 어려움이 있었다. However, in the case of large diameter (6 "-8 ", 12") wafers, the bonding state is good in appearance due to the problem of uniformity in the overall bonding in the wafer, but it has been difficult to secure stable electrical contact throughout the wafer.
한편, 이와 관련된 본 출원인의 종래 특허출원 제2014-0049602호(2014.04.24 출원, 공개특허 제2015-0123106호(2015.11.03 공개))를 보면, On the other hand, according to the applicant's prior patent application No. 2014-0049602 (filed on Apr. 24, 2014, published patent application No. 2015-0123106 (published on May 31, 2015)
"미세 구조 기판을 밀봉 실장하기 위해 이용되는 캡 기판으로서, 상기 캡 기판 상에 형성되고, 상기 미세 구조 기판의 일부와 결합되어, 상기 미세 구조 기판을 밀봉 실장하는 범프; 및 상기 범프보다 낮은 두께로 형성되어, 상기 범프의 공융(eutectic) 반응을 제어하여 상기 미세 구조 기판과의 결합 후 상기 미세 구조 기판과 상기 캡 기판 사이의 간격을 일정 간격으로 유지하도록 만드는 본딩 반응 지지층;을 포함하는, 캡 기판을 제공한다"는 기술이 개시되어 있었다. A cap substrate used for sealingly mounting a microstructure substrate, comprising: a bump formed on the cap substrate and bonded to a portion of the microstructure substrate to seally mount the microstructure substrate; And a bonding reaction supporting layer for controlling eutectic reaction of the bumps to maintain a gap between the microstructure substrate and the cap substrate at a predetermined interval after bonding with the microstructure substrate, Quot; has been disclosed.
하지만, 캡 기판과 미세 구조 기판 간의 공융 본딩 이후, 대구경 웨이퍼에서 발생하는 웨이퍼 내 전체적인 본딩 균일성(uniformity) 문제에 대한 대응책, 즉 외관상 본딩 상태는 양호하나, 웨이퍼 전체적으로 안정적인 전기적 접촉(contact)를 확보하는데 어려움이 있었던 것에 대한 대응책이 전혀 개시되어 있지 않았다. However, after the eutectic bonding between the cap substrate and the microstructured substrate, the countermeasure against the problem of the uniformity of the bonding in the wafer as a whole occurring in the large diameter wafer, that is, the apparent bonding state is good, but the stable electrical contact It has not been disclosed at all.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명은 대구경 웨이퍼에서 발생하는 웨이퍼 내 전체적인 본딩 균일성(uniformity)에 문제가 있던 것과, 외관상 본딩 상태는 양호하나 웨이퍼 전체적으로 안정적인 전기적 접촉(contact)를 확보하는데 어려움이 있었던 것을 해결하여, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화가 가능한, 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which has problems in the uniformity of the overall bonding in the wafer generated in a large diameter wafer, The present invention also provides a method of manufacturing a bulk silicon MEMS which is capable of stabilizing electrical characteristics of a patterned MEMS bonding structure.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법은, 멤스 구조물을 형성하는 구조물 웨이퍼 및 멤스 구조물을 보호하는 캡 웨이퍼(cap wafer) 간의 금속 본딩 또는 공융 본딩을 통하여 전기적 연결 및 밀봉을 동시에 하는 단계; 및 패턴된 멤스 본딩 구조물의 저항 접촉(ohmic contact)이 균일한 특성을 가지도록, 전기적 특성을 안정화시키기 위한, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계;를 포함한다.In order to accomplish the above object, a method of manufacturing a bulk silicon MEMS according to the present invention is characterized in that electrical connection and sealing are performed through metal bonding or eutectic bonding between a wafer of a structure forming a MEMS structure and a cap wafer for protecting a MEMS structure Simultaneously; And stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure to stabilize the electrical characteristics such that the ohmic contact of the patterned MEMS bonding structure has a uniform property.
또한, 상기 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계는, 서로 본딩된 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼에 대해서, 실온에서 시작하여 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼의 본딩 가능 온도보다 낮은 온도인 제 1 온도까지 제 1 시간 동안 승온을 진행하고, 제 2 시간 동안 상기 제 1 온도를 정온으로 유지하고, 제 1 온도에서 시작하여 실온까지 제 1 시간 이상의 제 3 시간 동안 감온을 진행하는 단계를 포함한다. The stabilized electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure may include stabilizing electrical characteristics of the structured wafer and the cap wafer bonded to each other at a temperature lower than a bondable temperature of the structure wafer and the cap wafer, , Maintaining the first temperature at a constant temperature for a second time, proceeding from a first temperature to a room temperature for a third time or more for a first time or more.
또한, 상기 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계는, 반도체 공정에서 노출된 금속의 부식을 방지되도록, 대기압보다 낮은 압력 하에서 N2 가스 분위기에서 진행하는 것을 특징으로 한다. The pattern stabilization of the MEMS bonding structure may be performed under an N 2 gas atmosphere at a pressure lower than atmospheric pressure so as to prevent corrosion of the metal exposed in the semiconductor process.
또한, 상기 금속 본딩은 Au-Au 본딩 또는 Cu-Cu 본딩이고, 상기 공융 본딩은 Au-Sn, Au-Si 본딩, 또는 Al-Ge 본딩이다. Also, the metal bonding is Au-Au bonding or Cu-Cu bonding, and the eutectic bonding is Au-Sn, Au-Si bonding, or Al-Ge bonding.
특히, 상기 공융 본딩이 Al-Ge 공융 본딩인 경우, 상기 Al-Ge 공융 본딩은 섭씨 440도~450도에서, 50KN으로 가압하고, 10분간 진행되며, 상기 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계는, 서로 본딩된 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼에 대해서, 실온에서 시작하여 Al-Ge 공융 반응 온도 이하의 온도인 섭씨 324도 내지 섭씨 420도 범위 내의 온도 중 특정 온도까지 90분 동안 승온을 진행하고, 10분 동안 상기 특정 온도에서 정온으로 유지하고, 상기 특정 온도에서 시작하여 실온까지 90분 이상의 시간 동안 감온을 진행하는 단계를 포함한다. In particular, when the eutectic bonding is Al-Ge eutectic bonding, the Al-Ge eutectic bonding is performed at a pressure of 50 KN at 440 to 450 degrees Celsius for 10 minutes, The temperature of the structure wafers and the cap wafer bonded to each other is increased from 90 ° C to 90 ° C in a temperature range from 324 ° C to 420 ° C, which is a temperature below the Al-Ge eutectic reaction temperature, starting from room temperature , Maintaining the temperature at the specific temperature for 10 minutes, and starting the specific temperature to the room temperature for 90 minutes or more.
본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법은, A method of manufacturing a bulk silicon MEMS according to the present invention comprises:
첫째, 대구경 웨이퍼에서 발생하는 웨이퍼 내 전체적인 본딩 균일성(uniformity)의 문제를 해결하는 것이 가능하다. First, it is possible to solve the problem of the uniformity of the whole bonding in the wafer generated in a large-diameter wafer.
둘째, 외관상 본딩 상태는 양호하나, 실제로는 웨이퍼 전체적으로 안정적인 전기적 접촉(contact)를 확보하는데 어려움이 있었던 것을 해결하여, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화가 가능하다. Secondly, it is possible to stabilize the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure by solving the problem of securing an electrical contact stably over the entire wafer in view of the good bonding state.
셋째, 비교적 간단한 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화를 통해서, 전기적 특성을 향상 또는 개선하는 것이 가능하다. Third, it is possible to improve or improve the electrical characteristics through stabilization of the electrical characteristics of a relatively simple patterned MEMS bonding structure.
도 1은 본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법의 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계를 거치지 않은 경우의 전기적 특성을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법의 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계를 거친 경우의 전기적 특성을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing electrical characteristics of a patterned MEMS bonding structure of a bulk silicon MEMS according to the present invention without the step of stabilizing electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure.
FIG. 2 is a graph showing electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure of the method of manufacturing a bulk silicon MEMS according to the present invention when the electrical characteristics are stabilized. FIG.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
(멤스 웨이퍼 내 전기적 특성 안정화를 위한 실시예)(Embodiment for stabilizing electrical characteristics in a MEMS wafer)
도 1은 본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법의 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계를 거치지 않은 경우의 전기적 특성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 벌크 실리콘 멤스의 제조 방법의 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계를 거친 경우의 전기적 특성을 나타낸 도면이다. 이하 도면을 참조하여 설명하기로 한다. FIG. 1 is a graph showing electrical characteristics of a patterned MEMS bonding structure of a bulk silicon MEMS fabrication method according to the present invention without the step of stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure. FIG. And the electric characteristics of the patterned MEMS bonding structure after the stabilization of the electrical characteristics are shown. The following description will be made with reference to the drawings.
본 발명은, 멤스 구조물을 형성하는 구조물 웨이퍼 및 멤스 구조물을 보호하는 캡 웨이퍼 간의 금속 본딩 또는 공융 본딩을 통하여 전기적 연결 및 밀봉을 동시에 하는 단계; 및 패턴된 멤스 본딩 구조물의 저항 접촉(ohmic contact)이 균일한 특성을 가지도록, 전기적 특성을 안정화시키기 위한, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계;를 포함한다. 여기서, 상기 금속 본딩은 Au-Au 본딩 또는 Cu-Cu 본딩이고, 상기 공융 본딩은 Au-Sn, Au-Si 본딩, 또는 Al-Ge 본딩일 수 있다. The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of simultaneously performing electrical connection and sealing through metal bonding or eutectic bonding between a structure wafer forming a MEMS structure and a cap wafer protecting a MEMS structure; And stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure to stabilize the electrical characteristics such that the ohmic contact of the patterned MEMS bonding structure has a uniform property. Here, the metal bonding may be Au-Au bonding or Cu-Cu bonding, and the eutectic bonding may be Au-Sn, Au-Si bonding, or Al-Ge bonding.
특히, 공융 본딩이 Al-Ge 공융 본딩인 경우, 보통 섭씨 440도~450도, 50KN, 10분 내외로 진행하게 된다. 이와 같은 웨이퍼 본딩 이후 멤스 웨이퍼 공정이 완료된 상태에서 Al-Ge 공융 반응 온도인 섭씨 424도 이하의 온도에서 전기적 특성 안정화 단계를 진행한다. In particular, when the eutectic bonding is Al-Ge eutectic bonding, the temperature is usually in the range of 440 to 450 degrees Celsius, 50 KN, for about 10 minutes. After the wafer bonding, the electric characteristic stabilization step is performed at a temperature of 424 degrees Celsius or less, which is the Al-Ge eutectic reaction temperature, in the state that the MEMS wafer process is completed.
구체적으로, 대기압보다 낮은 압력하에서 N2 가스(gas) 분위기의 챔버에 본딩된 웨이퍼를 투입하고 실온에서 섭씨 324도 내지 섭씨 420도 범위 내의 온도 중 특정 온도까지 섭씨 3.5도/분(min) 내지 섭씨 10도/분의 승온(昇溫) 속도로 승온을 진행하여 그 특정 온도에서 10분간 정온(定溫)으로 유지한 후 승온 속도 이하로 보다 천천히 섭씨 25도(실온)까지 감온(減溫)을 실시하는 것이 바람직하다. Specifically, a wafer bonded to a chamber in an N 2 gas atmosphere under a pressure less than atmospheric pressure is introduced and is heated to a specific temperature within a temperature range of 324 ° C. to 420 ° C. at room temperature in the range of 3.5 ° C./min to The temperature is raised at a rate of 10 ° C./minute and maintained at a constant temperature for 10 minutes at the specific temperature. Thereafter, the temperature is lowered to 25 ° C. (room temperature) more slowly than the temperature increase rate .
여기서 정온 온도는, Al-Ge 공융 반응 온도인 섭씨 424도보다는 섭씨 100도 이상 낮게 되면, 즉 섭씨 324도 이하가 되면 전기적 특성 안정화의 효과가 부족하게 되며, 정온 온도가 Al-Ge 공융 반응 온도인 섭씨 424도에 근접할 경우 금속-실리콘(metal-silicon) 반응에 의해 실리콘 핏트(pits) 또는 실리콘 스파이크(spike)가 발생하여 불량을 유발하게 된다. 그래서 정온 온도는 섭씨 324도에서 섭씨 420도 가운데 특정 온도가 바람직한 온도이다. When the temperature is lower than the Al-Ge eutectic reaction temperature of 424 deg. C or lower by 100 deg. C or below, that is, below 324 deg. C, the effect of stabilizing the electric characteristic becomes insufficient. When the temperature is close to 424 degrees Celsius, silicon pits or silicon spikes are generated by a metal-silicon reaction, resulting in defects. Therefore, the constant temperature is a temperature of 324 degrees Celsius to 420 degrees Celsius.
또한, 감온 속도는 온도 하락에 의한 스트레스에 의해 멤스 구조물 변형이나 다른 불량을 유발할 가능성이 높으므로, 승온 속도보다 상대적으로 천천히 하는 것이 바람직하다.In addition, since the temperature reduction rate is likely to cause deformation of the MEMS structure or other defects due to the stress caused by the temperature drop, it is preferable to relatively slow the rate of temperature rise.
예를 들어, 전기적 특성 안정화 단계의 승온 소요 시간은 90분으로 하고, 감온 소요 시간은 90분 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, N2 가스 분위기에서 진행하는 것은 반도체 공정에서 노출된 금속의 부식을 방지하기 위해서이다. For example, it is preferable that the time required for raising the temperature in the electric characteristic stabilization step is 90 minutes and the time required for warming is 90 minutes or more. Here, advancing in the N 2 gas atmosphere is to prevent corrosion of the metal exposed in the semiconductor process.
또한, 대기압보다 낮은 압력하에서 진행하는 것은, 전기적 특성 안정화 단계 동안에 추가적인 금속의 산화를 예방하는 한편, 금속과 반도체 사이의 계면 산화를 줄이는 것도 가능하다. It is also possible to proceed under a pressure lower than the atmospheric pressure to prevent the oxidation of the additional metal during the electrical property stabilization step while reducing the interfacial oxidation between the metal and the semiconductor.
이와 같은 전기적 특성 안정화 단계를 통해서, 두 웨이퍼 간의 공융 본딩 후 전기적 연결의 안정성은 두 웨이퍼 간의 저항 측정으로 알 수 있다. 웨이퍼 내의 전기적 연결이 안정적이지 못할 경우 저항 증가로 인하여 전기적 신호의 손실(loss)이 발생하여 잘못된 데이터 측정을 유발하게 된다. 공융 본딩 후 멤스 웨이퍼의 프로세스를 완료하는 단계에서 본 발명에 따른 전기적 특성 안정화 단계를 추가한다. 본 공정을 통하여 웨이퍼 전체적인 저항 접촉(ohmic contact)을 통하여 전기적 안정화를 확보하고 양호한 특성을 얻게 된다. Through the electrical stabilization step, the stability of the electrical connection after eutectic bonding between two wafers can be determined by measuring resistance between two wafers. If the electrical connection in the wafer is not stable, an increase in resistance will result in a loss of electrical signal, resulting in erroneous data measurements. In the step of completing the process of the MEMS wafer after eutectic bonding, an electrical property stabilization step according to the present invention is added. Through this process, electrical stability is ensured through the ohmic contact of the whole wafer, and good characteristics are obtained.
도 1 및 도 2는 전기적 특성 안정화 단계를 추가하기 전과 전기적 특성 안정화 단계를 추가한 후, 각각에 대한 저항 측정 결과, 즉 저항 측정을 통한 웨이퍼 내 균일도(uniformity) 결과이다. 도면에서 붉은 색이 저항을 나타내고, 파란 색이 전류를 나타낸 것이며, 도 2가 도 1과 비교하여 개선된 특성을 확인할 수 있다. 즉, 확보하고자 하는 I-V 커브 형태로서, 낮은 저항, 짧은 시간 내에 최대 전류(Max current)에 도달하는 특성을 확인할 수 있다. 이와 같은 전기적 특성 안정화를 확인하기 위한 측정은, 웨이퍼의 5군데, 즉 Center, top, bottom, left, right를 계측하는 것이 가능하다. FIGS. 1 and 2 show results of resistance measurement for each of the wafers after adding the electric characteristic stabilization step and the electric characteristic stabilization step, that is, the uniformity in the wafer through resistance measurement. In the figure, the red color represents the resistance, the blue color represents the current, and the improved characteristics of FIG. 2 are confirmed in comparison with FIG. That is, as the I-V curve type to be secured, it is possible to confirm the characteristic of reaching the maximum current within a short time with a low resistance. In order to confirm such stabilization of electric characteristics, it is possible to measure five points of the wafer, that is, center, top, bottom, left, and right.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
Claims (5)
패턴된 멤스 본딩 구조물의 저항 접촉(ohmic contact)이 균일한 특성을 가지도록, 전기적 특성을 안정화시키기 위한, 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계;를 포함하는,
벌크 실리콘 멤스(Bulk Si MEMS)의 제조 방법.
Simultaneously performing electrical connection and sealing through metal bonding or eutectic bonding between a structure wafer forming a MEMS structure and a cap wafer protecting the MEMS structure; And
And stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure to stabilize the electrical characteristics so that the ohmic contact of the patterned MEMS bonding structure has a uniform characteristic.
Method of manufacturing bulk silicon MEMS (Bulk Si MEMS).
상기 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계는,
서로 본딩된 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼에 대해서, 실온에서 시작하여 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼의 본딩 가능 온도보다 낮은 온도인 제 1 온도까지 제 1 시간 동안 승온을 진행하고, 제 2 시간 동안 상기 제 1 온도를 정온으로 유지하고, 제 1 온도에서 시작하여 실온까지 제 1 시간 이상의 제 3 시간 동안 감온을 진행하는 단계를 포함하는,
벌크 실리콘 멤스의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure may include:
The structure wafers and the cap wafers being bonded to each other are heated from a room temperature to a first temperature lower than a bondable temperature of the structure wafer and the cap wafer for a first time, Maintaining the first temperature at a constant temperature, and proceeding from the first temperature to the room temperature for a third time or more for a first time,
Method of manufacturing bulk silicon.
상기 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계는,
반도체 공정에서 노출된 금속의 부식을 방지되도록, 대기압보다 낮은 압력 하에서 N2 가스 분위기에서 진행하는 것을 특징으로 하는,
벌크 실리콘 멤스의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The step of stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure may include:
Characterized in that the process is carried out in an N 2 gas atmosphere at a pressure lower than atmospheric pressure so as to prevent corrosion of the exposed metal in the semiconductor process,
Method of manufacturing bulk silicon.
상기 금속 본딩은 Au-Au 본딩 또는 Cu-Cu 본딩이고,
상기 공융 본딩은 Au-Sn, Au-Si 본딩, 또는 Al-Ge 본딩인,
벌크 실리콘 멤스의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the metal bonding is Au-Au bonding or Cu-Cu bonding,
The eutectic bonding may be Au-Sn, Au-Si bonding, or Al-Ge bonding,
Method of manufacturing bulk silicon.
상기 공융 본딩이 Al-Ge 공융 본딩인 경우,
상기 Al-Ge 공융 본딩은 섭씨 440도~450도에서, 50KN으로 가압하고, 10분간 진행되며,
상기 패턴된 멤스 본딩 구조물의 전기적 특성 안정화 단계는,
서로 본딩된 상기 구조물 웨이퍼 및 상기 캡 웨이퍼에 대해서, 실온에서 시작하여 Al-Ge 공융 반응 온도 이하의 온도인 섭씨 324도 내지 섭씨 420도 범위 내의 온도 중 특정 온도까지 90분 동안 승온을 진행하고, 10분 동안 상기 특정 온도에서 정온으로 유지하고, 상기 특정 온도에서 시작하여 실온까지 90분 이상의 시간 동안 감온을 진행하는 단계를 포함하는,
벌크 실리콘 멤스의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
When the eutectic bonding is Al-Ge eutectic bonding,
The Al-Ge eutectic bonding is performed at a pressure of 50 KN at 440 to 450 degrees Celsius for 10 minutes,
The step of stabilizing the electrical characteristics of the patterned MEMS bonding structure may include:
The bonded structures of the structure wafers and the cap wafers were heated at a temperature ranging from 324 degrees Celsius to 420 degrees Celsius, which is a temperature not higher than the Al-Ge eutectic reaction temperature, at a room temperature for 90 minutes, Min for a period of at least 90 minutes from the specified temperature to the room temperature.
Method of manufacturing bulk silicon.
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