KR20180010051A - 광 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 x-z평면으로 확장된 기판 패드막이 상부에 코팅되고, 상기 기판 패드막 상에 서로 마주하여 고정된 광 도파로 및 광 소자를 포함하는 베이스 기판을 형성하는 단계; 상기 광 소자로부터 상기 광 도파로로 광 신호를 송신하거나, 상기 광 도파로로부터의 광 신호가 상기 광 소자로 수신되도록 상기 광 신호를 집광하는 렌즈 바디의 렌즈 패드에 솔더를 코팅하는 단계; 상기 렌즈 바디를 상기 광 도파로와 상기 광 소자에 광학적으로 결합되는 타겟 위치에 정렬하는 단계; 상기 렌즈 바디를 상기 x-z평면에 수직한 y축을 따라 상기 타겟 위치 상부로 상승시키는 단계; 상기 렌즈 패드의 위치 및 형태에 관한 패드 정보를 추출하는 단계; 상기 패드 정보에 따라, 상기 베이스 기판 상에 렌즈 본딩 영역을 패터닝하는 단계; 및 상기 렌즈 바디를 상기 렌즈 본딩 영역에 고정시키는 단계를 포함하는 광 모듈 제조방법 및 이를 이용하여 형성된 광 모듈을 개시한다.

Description

광 모듈 및 그 제조방법{OPTICAL MODULE AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 광통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광송신 및 광수신이 가능한 광 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

광통신 시스템은 광송신 및 광수신이 가능한 광 모듈을 포함한다. 광 모듈은 다양한 광학 소자들을 포함한다.

광 모듈에서의 광 결합 효율을 확보하기 위해서, 광학 소자들 간의 정밀한 광 축 정렬이 요구된다. 광 모듈의 집광 소자로 이용되는 렌즈 유닛은 다양한 본딩 방법을 통해 광 축 정렬된 타겟 위치에서 광 모듈 패키지에 고정될 수 있다.

본딩 방법의 일례로서, 열 에폭시 경화방식이 있다. 열 에폭시 경화 방식은 에폭시 도포 후, 에폭시에 열을 가하여 에폭시를 경화시킴으로써 렌즈를 고정시키는 방식이다. 본딩 방법의 또 다른 예로서, UV 에폭시 경화 방식이 있다. UV 에폭시 경화방식은 열 에폭시 경화방식에 비해 경화시간을 단축시킬 수 있다. 그러나, UV 에폭시 경화방식에 의한 본딩 강도는 열 에폭시 경화방식에 의한 본딩 강도보다 낮다. 또한, UV 에폭시 경화 방식을 위한 에폭시 재질은 UV빔 조사를 위한 투명한 재질로 제한된다.

상술한, 에폭시 경화방식의 문제점들을 개선하기 위해 솔더링(soldering) 공정을 이용한 본딩 방법이 제안된바 있다. 광 모듈의 렌즈 유닛은 광 결합 효율이 확보되는 위치에 고정되어야 한다. 솔더링 공정을 적용하여 렌즈 유닛을 고정하는 경우, 용융된 솔더의 표면 장력에 의해 렌즈가 광축 정렬 최적 위치를 벗어날 수 있다. 이에 따라, 솔더링 공정 중 발생하는 렌즈 유닛의 위치 변화를 줄일 수 있는 기술 개발이 요구된다.

본 발명의 실시 예는 광 축 정렬 위치 변화를 줄일 수 있는 광모듈 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광 모듈은 기판 패드막; 서로 마주하며 상기 기판 패드막 상에 고정된 제1 광 소자부 및 제2 광 소자부; 상기 제1 광 소자부 및 상기 제2 광 소자부 사이에 배치되고, 상기 제1 광 소자부 및 상기 제2 광 소자부에 광학적으로 결합된 타겟 위치에서 상기 기판 패드막 상에 고정된 렌즈 유닛; 및 상기 기판 패드막 상에 교대로 적층된 제1 물질막들 및 제2 물질막들을 포함하고, 상기 렌즈 유닛의 측벽 및 바닥면을 지지하는 렌즈 본딩 영역을 정의하는 다층막을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈 제조방법은 x-z평면으로 확장된 기판 패드막이 상부에 코팅되고, 상기 기판 패드막 상에 서로 마주하여 고정된 광 도파로 및 광 소자를 포함하는 베이스 기판을 형성하는 단계; 상기 광 소자로부터 상기 광 도파로로 광 신호를 송신하거나, 상기 광 도파로로부터의 광 신호가 상기 광 소자로 수신되도록 상기 광 신호를 집광하는 렌즈 바디의 렌즈 패드에 솔더를 코팅하는 단계; 상기 렌즈 바디를 상기 광 도파로와 상기 광 소자에 광학적으로 결합되는 타겟 위치에 정렬하는 단계; 상기 렌즈 바디를 상기 x-z평면에 수직한 y축을 따라 상기 타겟 위치 상부로 상승시키는 단계; 상기 렌즈 패드의 위치 및 형태에 관한 패드 정보를 추출하는 단계; 상기 패드 정보에 따라, 상기 베이스 기판 상에 렌즈 본딩 영역을 패터닝하는 단계; 및 상기 렌즈 바디를 상기 렌즈 본딩 영역에 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 렌즈 본딩 영역을 패터닝 하는 단계는, 상기 패드 정보에 따라, 상기 렌즈 패드와 동일한 형태의 상기 렌즈 본딩 영역이 상기 기판 패드막에 정의되도록 상기 기판 패드막을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광 모듈 제조방법은 상기 기판 패드막 상에 제1 물질막들 및 제2 물질막들이 교대로 적층된 다층막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈 본딩 영역을 패터닝 하는 단계는, 상기 패드 정보에 따라, 상기 기판 패드막을 노출시키고 상기 렌즈 패드와 동일한 형태를 갖는 렌즈 본딩홈이 상기 다층막 내부에 형성되도록 상기 다층막을 식각하는 단계; 상기 렌즈 바디가 y축 방향으로 단계적으로 하강할 수 있도록 상기 제1 물질막들 및 상기 제2 물질막들을 한 층씩 식각하여 상기 렌즈 바디와 동일한 형태의 렌즈 바디홈을 형성하는 단계; 상기 제1 물질막들 및 상기 제2 물질막들을 한 층씩 식각할 때 마다 상기 렌즈 바디, 상기 광 도파로 및 상기 광 소자들 간 광학적 결합 상태를 모니터링하는 단계; 및 상기 렌즈 바디, 상기 광 도파로 및 상기 광 소자들 간 광학적 결합 상태가 타겟에 도달하면, 상기 제1 물질막들 및 상기 제2 물질막들의 식각을 정지하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 용융된 솔더의 표면 장력의 영향으로 렌즈 패드가 광 축 정렬된 타겟 위치에서 벗어나지 않도록 렌즈 패드를 타겟 위치에 고정할 수 있는 렌즈 본딩 영역을 패터닝 한다. 이로써, 본 발명은 광 모듈을 제조하는 과정에서 광 소자들간 광 축 정렬 위치가 변화되는 현상을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 솔더링 공정의 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 내지 도 3c는 솔더링 공정시 렌즈 유닛을 고정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 방법을 이용하여 다채널 광모듈의 렌즈 유닛을 본딩하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈의 렌즈 바디 본딩 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 S11 단계의 일 실시 예 및 그에 따른 렌즈 바디 본딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 6b에 도시된 공정을 이용하여 형성된 트렌치의 레이아웃을 나타내는 평면도이다.
도 8는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 방법들을 이용하여 형성된 광 모듈을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 5에 도시된 S11 단계의 일 실시 예 및 그에 따른 렌즈 바디 본딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 설명되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 광 모듈은 x-z평면으로 확장된 기판 패드막(미도시)이 상부면에 코팅된 베이스 기판(101), x-z평면 상에 z축 방향으로 광 축 정렬된 제1 광 소자부(113), 렌즈 유닛(107), 및 제2 광 소자부(115)를 포함한다. 기판 패드막은 렌즈 유닛(107)이 본딩되는 렌즈 본딩 영역을 패터닝하는 방법에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 기판 패드막의 구체적인 형태는 도 8 및 도 9d를 참조하여 후술한다.

제1 광 소자부(113) 및 제2 광 소자부(115)는 서로 마주하며 배치되고, 베이스 기판(101) 상에 고정된다. 제1 광 소자부(115)는 제1 마운트(103)에 의해 지지되고, 제1 마운트(103) 상에 본딩부재(123)를 통해 고정된다. 제2 광 소자부(115)는 제2 마운트(105)에 의해 지지되고, 제2 마운트(105) 상에 본딩부재(125)를 통해 고정된다. 제1 마운트(103) 및 제2 마운트(105)는 베이스 기판(101)의 기판 패드막 상에 고정된다. 제1 광 소자부(113)는 적어도 하나의 광 도파로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광 소자부(113)는 단채널 광 도파로를 포함하거나, 다채널을 구성하는 다수의 광 도파로들을 포함할 수 있다. 광 도파로는 광 섬유 또는 PLC(planar lightwave circuit)를 포함할 수 있다. 제2 광 소자부(115)는 광 도파로로부터의 광 신호를 수신하는 적어도 하나의 광 수신소자를 포함하거나, 광 도파로에 광 신호를 송신하는 적어도 하나의 광 송신소자를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 광 소자부(115)는 적어도 하나의 레이저 다이오드(LD; Laser Diode)를 포함하거나, 적어도 하나의 포토 다이오드(PD; Photo Diode)를 포함할 수 있다.

렌즈 유닛(107)은 제1 광 소자부(113)와 제2 광 소자부(115) 사이에 배치되고, 본딩부재(127)를 통해 베이스 기판(101)의 기판 패드막 상에 고정된다. 렌즈 유닛(107)은 제1 광 소자부(113) 및 제2 광 소자부(115)에 광학적으로 결합된 타겟 위치에 배치된다. 렌즈 유닛(107)은 적어도 하나의 렌즈 바디를 포함할 수 있다. 제1 광 소자부(113)가 다채널을 구성하는 다수의 광 도파로들을 포함하는 경우, 렌즈 유닛(107)은 광 도파로들 각각에 광학적으로 결합된 다수의 렌즈 바디들을 포함한다. 또한, 제2 광 소자부(115)는 렌즈 바디들 각각에 광학적으로 결합된 다수의 광 수신 소자들 또는 다수의 광 송신 소자들을 포함한다. 렌즈 바디들 각각은 광 신호를 집광하는 렌즈를 포함한다.

광 결합 효율을 확보하기 위해, 렌즈 유닛(107)은 정밀한 광 정렬에 의해 제1 광 소자부(113)와 제2 광 소자부(115) 사이의 타겟 위치에 고정된다. 렌즈 유닛(107)을 고정하기 전, 렌즈 유닛(107)의 위치는 제1 광 소자부(113)에 입사되는 광량이 최대치가 되도록 x축, y축 및 z축의 3축 방향을 따라 조정될 수 있다. 제1 광 소자부(113)가 단일 모드의 광 도파로로 구성되고, 광 도파로의 코어 직경이 9㎛인 경우, 95%의 광 결합 효율을 확보하기 위해 렌즈 유닛(107)은 광 정렬 오차 ±1㎛ 이내의 범위에서 고정되어야 한다. 본 발명의 실시 예는 렌즈 유닛(107)을 정하기 위한 본딩부재(127)로서 솔더를 이용한다. 솔더를 이용한 본딩 방식은 열적 에폭시(thermal epoxy) 경화 방식에 비해 경화 시간이 짧으므로 대량 생산에 적합하다. 솔더를 이용한 본딩 방식은 용융(melting)으로부터 응고(solidification)까지 10초 이내로 짧은 시간 내에 본딩 공정을 완료할 수 있다. 또한, 솔더를 이용한 본딩 방식은 UV 에폭시 경화 방식에 비해 본딩 강도가 높으므로 광 모듈의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 솔더링(soldering) 공정의 특성을 설명하기 위한 도면들이다.

도 2a를 참조하면, 솔더링 공정을 위해, 베이스 기판(201) 상면에 코팅된 기판 패드막(211) 위에 소자(200)를 배치한다. 본딩부재들(215, 217)은 기판 패드막(211)을 향하는 소자(200)의 바닥면에 부착된다. 본딩부재들(215, 217)은 소자(200)의 바닥면에 부착된 패드막(217) 및 패드막(217) 바닥면에 코팅된 솔더(215)를 포함할 수 있다. 패드막(217) 및 기판 패드막(211)은 메탈로 형성된다.

도 2b를 참조하면, 제1 위치(P1)에 소자(200)가 배치된 상태에서 열원(231)을 통해 솔더(215)에 용융점(melting point) 이상의 열을 가하면, 액상의 용융된 솔더(215)에 D1 방향으로 표면 장력(surface tension)이 발생할 수 있다. 용융된 솔더(215)의 표면 장력에 의해, 소자(200)는 기판 패드막(211)의 중심을 향하는 D2방향으로 이동하여 자동 정렬(self-alignment)된다.

도 2c를 참조하면, 솔더(215)가 응고되면, 소자(200)는 초기의 정렬 위치인 제1 위치(P1)에 고정되지 않고, 용융된 솔더의 표면 장력에 의해 변경된 제2 위치(P2)에 고정된다.

상술한 바와 같이 솔더링 공정에 따르면, 용융된 솔더의 표면 장력에 의해 소자의 위치가 변경될 수 있다. 정밀한 광 정렬에 의해 광 결합 효율이 확보되는 타겟 위치에 고정되어야 하는 렌즈 유닛은 타겟 위치에 정렬된 이후, 솔더링 공정 시 발생하는 표면 장력에 의해 타겟 위치에서 벗어나지 않도록 그 정렬 위치가 고정되어야 한다.

도 3a 내지 도 3c는 솔더링 공정시 렌즈 유닛을 고정하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 3a를 참조하면, 능동 광정렬(Active alignment) 방식을 이용하여 도 2a에서 상술한 본딩부재들(215, 217)이 하부에 부착된 렌즈 바디(207)의 배치 위치를 결정한다. 능동 광정렬 방식은 광 출력을 모니터링 하면서 배치 위치를 결정하는 방식이다. 기판 패드막(211)이 코팅된 베이스 기판(201) 상에서 상술한 능동 광정렬 방식을 이용하여 광 결합 효율이 최적화된 위치에 렌즈 바디(207)를 배치한다. 베이스 기판(201)은 x-z 평면으로 확장된다. 렌즈 바디(207)의 광 입출사면은 z축 방향을 향한다.

도 3b를 참조하면, 용융된 솔더(215)의 표면 장력에 의해 렌즈 바디(207)의 위치가 변경되지 않도록, 그리퍼(gripper) 또는 홀더(holder)의 고정수단(241)을 이용하여 렌즈 바디(207)의 위치를 최적화된 광 정렬 위치에 고정한다. 이 후, 열원(231)을 통해 솔더(215)에 열을 가하면, 액상의 용융된 솔더(215)에 표면 장력이 발생할 수 있으나, 렌즈 바디(207)의 위치는 고정수단(241)에 의해 고정되어 변경되지 않는다.

도 3c를 참조하면, 온도를 낮추어 솔더(215)를 응고시킨다. 솔더(215)의 응고에 의해, 렌즈 바디(207)는 베이스 기판(201) 상에 본딩된다. 베이스 기판(201) 상에 본딩된 위치는 광 결합 효율이 확보된 위치이다.

상술한 능동 광정렬 방식 이외에, 수동 광정렬(passive alignment) 방식을 이용하여 렌즈 바디(207)의 정렬 위치 변화를 줄일 수 있다. 수동 광정렬 방식은 기계적인 정지(mechanical stop)에 의해 렌즈 바디(207)가 타겟으로 하는 광 정렬 위치에서 벗어나지 않도록 한다. 이 때, 기계적인 정지를 위해, 스톱퍼가 형성될 수 있다.

수동 광정렬 방식과 도 3a 내지 도 3c에서 상술한 능동 광정렬 방식은 단채널 광 모듈을 제작하는데 용이하게 이용될 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 방법을 이용하여 다채널 광모듈의 렌즈 유닛을 본딩하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4a를 참조하면, 다 채널 광 모듈은, 채널들에 각각 대응되는 렌즈 본딩 영역들(211A 내지 211D)을 포함하는 기판 패드막이 상면에 코팅된 베이스 기판(201)을 포함할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c에서 상술한 방법들을 이용하여 제1 렌즈 본딩 영역(211A) 상에 제1 렌즈 바디(207A)를 정렬한 후, 본딩부재들(215A, 217A)을 통해 제1 렌즈 본딩 영역(211A) 상에 제1 렌즈 바디(207A)를 고정시킨다. 본딩부재들(215A, 217B)은 도 2a에서 상술한 바와 같이 제1 렌즈 바디(207A)에 부착된 패드막(217A) 및 솔더(215A)를 포함한다.

이어서, 패드막(217B) 및 솔더(215B)가 부착된 제2 렌즈 바디(207B)를 도 3a에서 상술한 방식을 이용하여 광 결합 효율이 최적화된 위치에 배치하고, 배치위치에서 고정수단(241)을 통해 제2 렌즈 바디(207B)가 움직이지 않도록 고정한다. 고정수단(241)은 도 3b에서 예시한 바와 같다.

도 4b를 참조하면, 열원(231)을 통해 솔더(215B)에 열을 가하면, 제1 렌즈 바디(207A)를 고정하는 솔더(215A)가 용융될 수 있다. 이로 인하여, 제1 렌즈 바디(207A)가 D3방향으로 이동할 수 있다.

도 4c를 참조하면, 제2 렌즈 바디(207B)가 제2 렌즈 본딩 영역(211B) 상에 고정될 수 있도록 온도를 낮추어 솔더(215B)를 응고시킨다. 이 때, 제1 렌즈 바디(215A) 하부의 솔더(215A)가 제1 렌즈 본딩 영역(211A) 상에서 초기 형태와 다른 형태로 응고될 수 있다.

이어서, 제3 렌즈 바디(207C)를 도 3a에서 상술한 방식을 이용하여 광 결합 효율이 최적화된 위치에서 고정수단(241)을 통해 고정한다.

도 4d를 참조하면, 열원(231)을 통해 제3 렌즈 바디(207C) 하부의 패드막(217C)에 코팅된 솔더(215C)에 열을 가하면, 제2 렌즈 바디(207B)를 고정하는 솔더(215B)가 용융될 수 있다. 이로 인하여, 제2 렌즈 바디(207B)가 D4 방향으로 이동할 수 있다. 이 후, 솔더(213C)가 응고될 수 있도록 온도를 낮추면, 제3 렌즈 바디(207C) 하부의 솔더(213C)가 제3 렌즈 본딩 영역(211C) 상에 고정된다.

도 4a 내지 도 4d에서 상술한 공정에 따르면, 고정수단(241)을 통해 렌즈 바디들(207A 내지 207C)의 위치를 고정하더라도, 다채널 광 모듈을 제작하는 동안 미리 고정된 렌즈 바디의 위치가 변경될 수 있음을 알 수 있다.

도 4a 내지 도 4d에 도시된 바를 참조하면, 제1 및 제2 렌즈 바디들(207A, 207B)은 초기 고정 위치에서 후속 열 공정에 의해 기판 패드막의 제1 및 제2 렌즈 본딩 영역들(211A, 211B)의 중심을 향하여 고정 위치가 변경됨을 알 수 있다. 이러한 현상은 도 2a 내지 도 2c에서 상술한 바와 동일하다.

한편, 도 4b에서 상술한 공정을 진행하는 과정에서 기판 패드막의 제1 렌즈 본딩 영역(211A) 중심과 동일선 상에 제1 렌즈 바디(207A) 하부에 부착된 패드막(217A)의 중심이 배치될 수 있다. 이 경우, 도 4d에 도시된 열원(231)에 의해 열이 가해지더라도 제1 렌즈 바디(207A) 하부에 부착된 솔더(215A)의 표면 장력에 의해 제1 렌즈 바디(207A)의 위치 변화가 거의 없음을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 솔더링 공정의 특성을 고려하여, 단채널 광 모듈 뿐 아니라 다채널 광 모듈을 제작하는 동안, 렌즈 유닛(107)이 타겟 위치를 벗어나 오정렬되지 않도록 하는 다양한 실시 예들을 제공한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈의 렌즈 바디 본딩 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 광 모듈을 제조하기 위해, S1 단계에서 상부에 광 도파로 및 광 소자가 고정된 베이스 기판을 형성할 수 있다. 광 도파로 및 광 소자는 베이스 기판 상부에 코팅된 기판 패드막 상에 고정될 수 있다. 광 도파로는 도 1에서 상술한 제1 광 소자부를 구성할 수 있다. 광 소자는 도 1에서 상술한 제2 광 소자부를 구성할 수 있다.

이 후, S3 단계에서 렌즈 바디의 렌즈 패드에 솔더를 코팅한다. 렌즈 바디는 도 1에서 상술한 렌즈 유닛을 구성할 수 있다. 렌즈 바디는 광 도파로로 광 신호를 송신하거나, 광 도파로로부터의 광 신호가 광 소자로 수신되도록 광 신호를 집광하는 렌즈를 포함한다. 렌즈 패드는 렌즈 바디의 하부면에 부착될 수 있다.

이어서, S5 단계에서, 렌즈 바디를 광 도파로와 광 소자에 광학적으로 결합된 타겟 위치에 정렬한다.

이 후, S7 단계에서, 렌즈 바디를 타겟 위치 상부로 상승시키고, S9 단계에서 렌즈 패드의 위치 및 형태에 관한 패드 정보를 추출한다.

이어서, S11 단계에서 패드 정보에 따라 렌즈 본딩 영역을 패터닝한다. S11 단계는 다양한 실시 예들을 포함할 수 있다.

이 후, S13 단계에서 렌즈 바디를 렌즈 본딩 영역에 고정시킨다.

이하, 다양한 실시 예들에 따른 S11 단계를 이용한 렌즈 바디 본딩 방법에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 S11 단계의 일 실시 예 및 그에 따른 렌즈 바디 본딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 7은 도 6b에 도시된 공정을 이용하여 형성된 트렌치의 레이아웃을 나타내는 평면도이다.

도 6a를 참조하면, x-z평면으로 확장된 기판 패드막(333)이 코팅된 베이스 기판(301) 상에 본딩부재(327)가 부착된 렌즈 바디(307)가 정렬된다. 도면에 도시되진 않았으나, 렌즈 바디(307)는 도 1에 도시된 렌즈 유닛(107)에 포함될 수 있다. 렌즈 바디(307)는 광 도파로와 광 소자 사이에서 광 도파로와 광 소자에 광학적으로 결합된 타겟 위치에 정렬된다. 광 도파로는 도 1에 도시된 제1 광 소자부(113)에 포함되고, 광 소자는 도 1에 도시된 제2 광 소자부(115)에 포함된다. 광 도파로, 광 소자부 및 렌즈 바디(307)의 정렬 위치는 도 1에 도시된 제1 광 소자부(113), 제2 광 소자부(115), 및 렌즈 유닛(107)의 정렬 위치를 참조한다. 렌즈 바디(307)를 타겟 위치에 정렬하기 위해 다이본더(Die bonder), 플립칩 본더(Flip chip bonder) 등과 같은 광 정렬 장비를 이용할 수 있다.

렌즈 바디(307)는 광 신호를 집광하는 렌즈(L)를 포함한다. 렌즈(L)는 z축 방향을 향한다. 본딩부재(327)는 렌즈 바디(307) 하부면에 부착된 렌즈 패드(327B)와 렌즈 패드(327B)에 코팅된 솔더(327A)를 포함한다.

도 6b를 참조하면, 리프트업 장비를 통해 렌즈 바디(307)를 x-z 평면에 수직한 y축을 따라 타겟 위치의 상부로 상승시킨다. 이 때, 그리퍼(gripper) 또는 홀더(holder) 등의 고정수단(341)은 렌즈 바디(307)의 위치가 x-z평면의 연장 방향을 따라 변경되지 않도록 렌즈 바디(307)를 고정한다.

이 후, 광 정렬 장비(400)를 이용하여, 렌즈 패드(327B)의 위치 및 형태를 스캐닝한다. 광 정렬 장비(400)는 레이저 조사 장치(401), 무빙 미러(403), 이미지 센서(405), 및 분광기(407)를 포함한다.

레이저 조사 장치(401)는 KHz의 반복률(repetition rate)을 갖는 고속 고출력 초단파 레이저 빔(409)을 출력하여 메탈로 형성된 기판 패드막(도 6a의 333)을 식각하는데 이용될 수 있다. 레이저 조사 장치(401)는 1제곱 센티미터당 수 기가 와트의 출력이 가능한 펨토세컨드 레이저(fs-Laser) 또는 나노세컨드 레이저(ns-Laser)와 같은 단펄스(short pulse) 레이저 소스를 포함한다.

무빙 미러(403)는 렌즈 바디(307)와 베이스 기판(301) 사이에 배치된다. 무빙 미러(403)는 레이저 조사 장치(401)로부터 출력된 레이저 빔(409)을 기판 패드막(도 6a의 333)을 향해 반사시킨다. 무빙 미러(403)는 렌즈 패드(327B)의 형태 및 위치에 대한 패드 정보를 이미지 센서(405)에 제공한다.

이미지 센서(405)는 CCD(charge coupled device)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(405)는 렌즈 패드(327B)에 관한 패드 정보를 레이저 조사 장치(401)에 제공한다. 레이저 조사 장치(401)는 레이저 조사 장치(401)에 제공된 패드 정보에 따라 레이저 빔(409)의 스캐닝 경로를 결정한다.

분광기(407)는 LIBS(Laser induced breakdown spectroscopy)일 수 있다. 메탈로 형성된 기판 패드막 식각을 위해 기판 패드막에 고출력 초단파 레이저 빔(409)을 조사하면, 강한 플라즈마 발광(laser induced plasma emission)이 발생한다. 레이저 빔(409)을 이용한 식각에 의한 플라즈마 발광은 분광기(407)를 통해 분석된다. 분광기(407)는 플라즈마 발광을 통해 식각되고 있는 재질의 정보를 제공할 수 있다. 이에 따라, 본 실시 예에 따르면 식각되는 재질의 정보를 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 그 결과, 세라믹, 실리콘 또는 유리 등으로 형성된 베이스 기판(301)의 손상을 최소화하면서, 메탈로 형성된 기판 패드막만을 레이저 식각을 통해 제거할 수 있다.

상술한 광정렬 장비(400)를 이용하여, 렌즈 패드(327B)의 위치 및 형태에 관한 패드 정보 추출이 가능하고, 패드 정보에 따라 기판 패드막을 레이저 식각하여 렌즈 패드(327B)와 동일한 형태의 렌즈 본딩 영역(333A)이 정의될 수 있다. 렌즈 본딩 영역(333A)은 레이저 식각에 의해 형성된 트렌치(351)를 통해 타겟 위치에 배치되지 않은 기판 패드막의 렌즈 본딩 예외 영역(333R)으로부터 고립된다.

도 7을 참조하면, 렌즈 본딩 영역(333A) 및 렌즈 본딩 예외 영역(333R)은 트렌치(351)에 의해 서로 분리된다. 렌즈 본딩 영역(333A)은 도 6b에서 상술한 광정렬 장비(400)를 통해 렌즈 패드(327B)와 동일한 형태로 타겟 위치에 패터닝될 수 있다.

도 6c를 참조하면, 솔더(327A)가 렌즈 본딩 영역(333A)에 접촉되도록 렌즈 본딩 영역(333A)을 향해 렌즈 바디(307)를 y축 방향을 따라 하강시킨다. 이 때, 고정수단(341)은 렌즈 바디(307)의 위치가 x-z평면의 연장 방향을 따라 변경되지 않도록 렌즈 바디(307)를 고정한다. 이로써, x-z평면 상의 렌즈 바디(307)의 타겟 위치는 초기 정렬 상태를 유지할 수 있다. 이 후, 열원(미도시)을 통해 솔더(327A)에 열을 가한 후, 솔더(327A)를 냉각시키면, 솔더(327A)의 용융 및 응고에 의해 렌즈 본딩 영역(333A)에 렌즈 바디(307)가 고정될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시 예는 다양한 원인에 의해 솔더(327A)가 본딩된 위치에서 온도가 상승하면, 솔더(327A)가 용융되고, 표면적을 최대화하려는 표면 장력이 솔더(327A)에 가해지는 현상을 고려하여 렌즈 본딩 영역(333A)을 패터닝한다. 렌즈 본딩 영역(333A)은 렌즈 바디(307)의 위치 변화를 최소화할 수 있도록 렌즈 바디(307)의 타겟 위치에 맞추어 패터닝 된다.

도 8은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 방법들을 이용하여 형성된 광 모듈을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 광 모듈은 다채널을 구성하는 광 도파로들(313), 광 도파로들(313)에 각각 마주하는 광 소자들(315), 광 소자들(315)과 광 도파로들(313) 사이에서 광 소자들(315) 및 광 도파로들(313)에 광학적으로 결합된 타겟 위치들에 각각 고정된 렌즈 바디들(307)을 포함한다. 도면에는 제1 내지 제4 채널(CH1 내지 CH4)를 포함하는 광 모듈이 도시되었으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 2채널 이상의 다수의 채널들을 포함할 수 있다.

렌즈 바디들(307)은 도 6a 내지 도 6c에서 상술한 방법들을 반복 실시함으로써, 각각의 타겟 위치에 고정될 수 있다. 즉, 렌즈 바디들(307)은 솔더들(327A)에 의해 타겟 위치들에 패터닝된 기판 패드막의 렌즈 본딩영역들(333A)에 각각 고정된다. 렌즈 본딩영역들(333A)은 렌즈 바디들(307) 하부에 고정되어 솔더들(327A)에 부착된 렌즈 패드들(327B)과 동일한 형태로 패터닝되고, 렌즈 본딩영역들(333A) 각각의 y축 방향 중심축은 그에 대응하는 렌즈 패드(237B)의 y축 방향 중심축과 일치된다. 이에 따라, 솔더들(327A)이 용융 상태가 되더라도, 표면 장력에 의한 위치 변화는 최소화될 수 있다.

솔더들(327A) 각각은 그에 인접한 채널(CH1 내지 CH4 중 적어도 어느 하나)에 광 정렬된 렌즈 패드를 고정시키는 단계에서 가해지는 열에 의해 재용융(re-melting) 될 수 있다. 솔더들(327A) 각각은 렌즈 바디들(307) 중 어느 하나를 분리하기 위한 디솔더링(desoldering) 공정을 진행하는 단계에서 가해지는 열에 의해 재용융(re-melting) 될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c와, 도 4a 내지 도 4d에서 상술하였듯, 용융된 솔더의 표면 장력에 의한 위치 변화는 패드의 중심을 향한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 광 결합 효율이 최대화되는 타겟 위치에 렌즈 바디들(307)을 정렬한 후, 기판 패드막을 식각하여 광 결합 위치에 대응되는 부분에 렌즈 패드들(327B)과 동일한 형상의 렌즈 본딩 영역들(333A)을 인-시튜(in-situ) 방식으로 형성한다. 이로써, 렌즈 본딩 영역들(333A)의 y축 방향 중심축들은 광 결합 효율이 최대화되는 타겟 위치에서 렌즈 패드들(327B)의 y축 방향 중심축들과 동일 선상에 정렬된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예는 솔더들(327A)이 다양한 원인에 의해 재용융되더라도 솔더들(327A)에 고정된 렌즈 바디들(307)의 광 정렬 위치 변화를 방지할 수 있고, 광 모듈의 광 정렬 오차를 줄일 수 있다.

기판 패드막은 렌즈 본딩 영역들(333A) 및 렌즈 본딩 예외 영역(333R)을 포함한다. 렌즈 본딩 영역들(333A)은 트렌치들(351)에 의해 구획되어 서로 분리되고, 트렌치들(351)에 의해 렌즈 본딩 예외 영역(333R)으로부터 분리된다.

광 도파로들(313)은 렌즈 본딩 예외 영역(333R) 상에 고정된 제1 마운트들(303)에 의해 지지된다. 광 도파로들(313)은 본딩부재들(323)을 통해 제1 마운트들(303)에 고정될 수 있다.

광 소자들(315)은 광 신호를 송신하도록 구성되거나, 광 신호를 수신하도록 구성된다. 광 소자들(315)은 렌즈 본딩 예외 영역(333R) 상에 고정된 제2 마운트들(305)에 의해 지지된다. 광 소자들(315)은 본딩부재들(325)을 통해 제2 마운트들(305)에 고정될 수 있다.

도 9a 내지 도 9d는 도 5에 도시된 S11 단계의 일 실시 예 및 그에 따른 렌즈 바디 본딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다.

도 9a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 도 5에 도시된 공정들 이외에 다층막(ML) 형성 단계를 더 포함한다. 다층막(ML)은 베이스 기판(501) 상면에 부착된 기판 패드막(533) 상부에 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)을 교대로 적층함으로써 형성된다. 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)은 스핀 코팅, 스퍼터링, 진공 증착(evaporation deposition) 등의 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 기판 패드막(533)은 x-z평면으로 연장된다.

제1 물질막들(551)은 제2 물질막들(553)과 다른 화학 조성을 가지며, 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)은 메탈로 형성된 기판 패드막(533)과 다른 물질로 형성된다. 예를 들어, 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)은 기판 패드막(533)의 메탈과 다른 화학 조성을 갖는 메탈로 형성될 수 있으며, 제1 물질막들(551)은 제2 물질막들(553)의 메탈과 다른 화학 조성을 갖는 메탈로 형성될 수 있다. 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)을 위한 메탈로서 구리 및 알루미늄이 각각 이용될 수 있으며, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또는 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)은 메탈을 포함하지 않을 수 있다. 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)은 일정한 두께로 형성될 수 있다.

다층막(ML)은 광 소자와 광 도파로 사이에 형성될 수 있다. 광 도파로는 도 1에서 상술한 제1 광 소자부에 포함되고, 광 소자는 도 1에서 상술한 제2 광 소자부에 포함된다.

도 9b를 참조하면, 그리퍼(gripper) 또는 홀더(holder)의 고정수단(541)에 의해 고정된 렌즈 바디(507)를 베이스 기판(501) 상에 정렬한다. 렌즈 바디(507)는 광 신호를 집광하는 렌즈(L)를 포함한다. 렌즈(L)는 z축 방향을 향한다. 본딩부재(527)는 렌즈 바디(507) 하부면에 부착된 렌즈 패드(527B)와 렌즈 패드(527B)에 코팅된 솔더(527A)를 포함한다. 본 실시 예에서, 렌즈 패드(527B) 및 솔더(527A) 각각의 폭(W2)은 렌즈 바디(507)의 폭(W1)보다 좁게 형성된다.

렌즈 바디(507)는 리프트업 장비를 통해 x-z 평면에 수직한 y축을 따라 타겟 위치의 상부로 상승되며, 고정수단(541)은 렌즈 바디(507)의 위치가 x-z평면의 연장 방향을 따라 변경되지 않도록 렌즈 바디(507)를 고정한다.

이 후, 도 6b에서 상술한 광 정렬 장비(400)를 이용하여, 렌즈 바디(507) 하부면에 부착된 렌즈 패드(527B)의 위치 및 형태에 대한 패드 정보를 추출한다.

본 실시 예에 따른 렌즈 본딩 영역은 렌즈 본딩홈(H1) 및 렌즈 바디홈을 포함할 수 있다. 렌즈 본딩 영역을 패터닝하기 위해, 먼저 메탈 성분이 검출될 때까지 다층막(ML)을 식각한다. 이로써, 렌즈 패드(527B)와 동일한 형태의 렌즈 본딩홈(H1)이 형성된다. 렌즈 본딩홈(H1)은 패드 정보를 이용하여 렌즈 패드(527B)와 동일한 형태로 패터닝된다.

다층막(ML)은 도 6b에서 상술한 레이저 조사 장치(401)를 통해 출력된 레이저 빔(409)에 의해 식각될 수 있다. 메탈 성분은 도 6b에서 상술한 광 정렬 장비(400)를 통해 다층막(ML)을 식각하는 과정에서 발생되는 플라즈마 발광을 분광기(407) 통해 분석함으로써 검출될 수 있다. 다층막(ML)은 메탈로 형성된 기판 패드막(533)과 다른 물질들로 구성되므로, 식각 공정시 다층막(ML)을 완전히 관통하여 기판 패드막(533)이 노출된 경우 메탈이 검출될 수 있다.

도 9c를 참조하면, 렌즈 본딩홈(H1)을 향해 렌즈 바디(507)를 y축 방향을 따라 하강시킨다. 이 때, 고정수단(541)은 렌즈 바디(507)의 위치가 x-z평면의 연장 방향을 따라 변경되지 않도록 렌즈 바디(507)를 고정한다. 렌즈 바디(507)는 렌즈 패드(527B)와 동일한 형태의 렌즈 본딩홈(H1)보다 넓은 폭을 가지므로, 렌즈 바디(507)는 다층막(ML) 상에 안착될 수 있다.

이어서, 도 6b에서 상술한 광 정렬 장비(400)를 이용하여 렌즈 바디(507), 광 도파로(도 1에서 상술한 제1 광 소자), 및 광 소자(도 1에서 상술한 제2 광 조사)간 광학적 결합상태를 모니터링 한다.

도 9d를 참조하면, 도 9c에서 상술한 모니터링 결과, 렌즈 바디(507), 광 도파로(도 1에서 상술한 제1 광 소자), 및 광 소자(도 1에서 상술한 제2 광 조사)간 광학적 결합상태가 타겟으로 하는 광결합 효율에 도달하지 않을 수 있다. 이 경우, 타겟으로 하는 광 결합 효율에 도달하는 위치 렌즈 바디홈(507)이 y축 방향으로 하강할 수 있도록, 다층막(ML)을 식각한다. 이 때, 렌즈 바디(507)와 동일한 형태의 렌즈 바디홈(H2)이 다층막(ML) 내부에 형성된다.

렌즈 바디홈(H2)을 형성하기 위한 다층막(ML)의 식각 공정은 렌즈 바디(507)가 y축 방향으로 단계적으로 하강할 수 있도록 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)을 한 층씩 식각함으로써 실시된다. 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)이 한 층씩 식각될 때마다, 렌즈 바디(507), 광 도파로(도 1에서 상술한 제1 광 소자), 및 광 소자(도 1에서 상술한 제2 광 조사)간 광학적 결합상태를 모니터링한다. 렌즈 바디(507), 광 도파로(도 1에서 상술한 제1 광 소자), 및 광 소자(도 1에서 상술한 제2 광 조사)간 광학적 결합상태는 도 6b에서 상술한 광 정렬 장비(400)를 통해 모니터링될 수 있다.

다층막(ML)의 식각 공정은 렌즈 바디(507), 광 도파로(도 1에서 상술한 제1 광 소자), 및 광 소자(도 1에서 상술한 제2 광 조사)간 광학적 결합상태가 타겟에 도달한 깊이에서 정지한다.

제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)의 식각 공정시 식각 타겟 물질막과 다른 성분의 물질이 검출되는 시점에서 식각 공정을 정지할 수 있다. 식각 과정에서 노출되는 물질막의 성분은, 식각과정에서 발생되는 플라즈마 발광을 도 6b에서 상술한 분광기(407)를 통해 분석함으로써 검출할 수 있다. 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)이 이종의 물질로 형성되고 교대로 적층되므로, 도 6b에서 상술한 광 정렬 장비(400)를 이용하여 플라즈마 발광을 분석함으로써 제1 물질막들(551) 및 제2 물질막들(553)을 한층씩 식각할 수 있다. 이로 인하여, 렌즈 바디(507)를 y축 방향으로 단계적으로 하강시킬 수 있다.

렌즈 바디홈(H2)은 렌즈 바디(507)가 안착될 수 있도록 렌즈 바디(507)의 폭과 동일하게 형성될 수 있다. z축 방향에서 렌즈 바디(507)가 다층막(ML)에 의해 차단되지 않도록, 렌즈 바디홈(H2)은 z축 방향을 따라 연장된다. 렌즈 본딩홈(H1)은 렌즈 바디홈(H2)보다 좁은 폭으로 형성되므로, 렌즈 본딩홈(H1)과 렌즈 바디홈(H2)을 포함하는 렌즈 본딩 영역은 계단형 측벽을 포함할 수 있다. 렌즈 본딩 영역의 계단형 측벽을 정의하는 다층막(ML)의 일부는 렌즈 바디홈(H2)의 바닥면에서 렌즈 바디(507)가 y축 방향으로 더 이상 하강하지 않도록 지지할 수 있다.

이 후, 열원(531)을 통해 솔더(527A)에 열을 가한 후, 솔더(527A)를 냉각시키면, 솔더(527A)의 용융 및 응고에 의해 렌즈 본딩홈(H1)과 렌즈 바디홈(H2)을 포함하는 렌즈 본딩 영역에 렌즈 바디(507)가 고정될 수 있다.

솔더(527A)는 응고 시에 수축될 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 솔더(527A)가 수축되더라도, 렌즈 바디(507)가 렌즈 바디홈(H2) 바닥면을 따라 잔류되는 다층막(ML)에 의해 지지된다. 따라서, 렌즈 바디(507)의 y축 위치는 광 결합 효율이 최대화된 타겟 위치에서 벗어나지 않고 고정될 수 있다.

렌즈 바디(507)는 렌즈 바디홈(H2)의 측벽을 따라 잔류된 다층막(ML)에 의해 지지되므로, 렌즈 바디(507)의 x축 위치는 광 결합 효율이 최대화된 타겟 위치에서 벗어나지 않고 고정될 수 있다.

도 9a 내지 9d에 도시된 실시 예에 따라, 기판 패드막(533) 상에 솔더(527A)에 의해 고정된 렌즈 바디(507)는 다층막(ML)에 의해 측벽 및 바닥면이 지지될 수 있고, 도 1에서 상술한 렌즈 유닛(107)으로서 이용될 수 있다.

도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시 예 및 도 9a 내지 도 9d에 도시된 실시 예에 따라 기판 패드막 상에 렌즈 바디를 고정하는 경우, 솔더의 용융에 따른 렌즈 바디의 광 정렬 위치 변화를 줄일 수 있다. 솔더로서 AuSn, SnAg, PbSn, InAg 등이 이용될 수 있다. AuSn은 280℃의 용융점을 갖고, SnAg은 220℃의 용융점을 갖고, PbSn은 180℃의 용융점을 갖고, InAg은 143℃의 용융점을 갖는다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시 예 및 도 9a 내지 도 9d에 도시된 실시 예에 따르면, 렌즈 바디는 광 도파로, 광 수신 소자 및 광 송신 소자가 고정된 상태에서 솔더링에 의해 그 정렬 위치가 고정된다. 이에 따라, 렌즈 바디를 고정하기 전 고정된 광 도파로, 광 수신 소자 및 광 송신 소자등의 소자들이 솔더의 재용융에 의해 위치변화가 발생되지 않도록 렌즈 바디를 고정하기 위한 솔더는 광 도파로, 광 수신 소자 및 광 송신 소자를 고정하는 솔더에 비해 낮은 용융점을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 다채널 광 모듈의 구현을 위한 다수의 렌즈 바디들에 부착된 솔더들은 솔더링 공정의 단순화를 위해 동일한 용융점을 가질 수 있으며, 광 모듈의 고집적화를 위해 좁은 간격으로 배치될 수 있다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시 예 및 도 9a 내지 도 9d에 도시된 실시 예에 따르면, 솔더가 재용융되더라도 광 정렬된 렌즈 바디의 위치 변화를 줄일 수 있는 구조의 렌즈 본딩 영역을 제공할 수 있다. 따라서, 동일한 용융점을 가지고, 좁은 간격으로 배치된 솔더들에 렌즈 패드들이 부착되어, 솔더링 또는 디솔더링 과정에서 발생하는 열에 의해 솔더링 또는 디솔더링 대상이 아닌 솔더가 재용융되더라도 본 발명의 실시 예들에 따른 렌즈 바디들의 광 정렬 위치 변화를 줄일 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

101, 301, 501: 베이스 기판
333, 533: 기판 패드막
333A: 기판 패드막의 렌즈 본딩 영역
333R: 기판 패드막의 렌즈 본딩 예외 영역
113, 313 : 제1 광 소자부, 광 도파로
115, 315: 제2 광 소자부, 광 소자
107, 307, 507: 렌즈 유닛, 렌즈 바디
327A, 527A: 솔더
327B, 527B: 렌즈 패드
351: 트렌치
103, 303: 제1 마운트
105, 305: 제2 마운트
551: 제1 물질막
553: 제2 물질막
ML: 다층막
H1: 렌즈 본딩홈
H2: 렌즈 바디홈

Claims (12)

1. 기판 패드막;
   서로 마주하며 상기 기판 패드막 상에 고정된 제1 광 소자부 및 제2 광 소자부;
   상기 제1 광 소자부 및 상기 제2 광 소자부 사이에 배치되고, 상기 제1 광 소자부 및 상기 제2 광 소자부에 광학적으로 결합된 타겟 위치에서 상기 기판 패드막 상에 고정된 렌즈 유닛; 및
   상기 기판 패드막 상에 교대로 적층된 제1 물질막들 및 제2 물질막들을 포함하고, 상기 렌즈 유닛의 측벽 및 바닥면을 지지하는 렌즈 본딩 영역을 정의하는 다층막을 포함하는 광 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 물질막들은 상기 제2 물질막들과 다른 화학적 조성을 갖는 광 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 렌즈 본딩 영역은
   상기 렌즈 유닛의 렌즈 바디가 안착되는 렌즈 바디홈; 및
   상기 렌즈 바디의 바닥면에 부착된 렌즈 패드 및 솔더가 안착되도록 상기 렌즈 바디홈 아래에 배치된 렌즈 본딩홈을 포함하는 광 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 렌즈 본딩홈은 상기 렌즈 바디홈에 비해 좁은 폭으로 형성된 광 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 광 소자부는 다채널을 구성하는 광 도파로들을 포함하고,
   상기 제2 광 소자부는 상기 광 도파로들 각각에 광 신호를 송신하는 레이저 다이오드들을 포함하거나, 상기 광 도파로들 각각으로부터의 광 신호를 수신하는 포토 다이오드를 포함하고,
   상기 렌즈 유닛은 상기 광 도파로들 각각에 광학적으로 결합된 렌즈 바디들을 포함하는 반도체 장치.
6. x-z평면으로 확장된 기판 패드막이 상부에 코팅되고, 상기 기판 패드막 상에 서로 마주하여 고정된 광 도파로 및 광 소자를 포함하는 베이스 기판을 형성하는 단계;
   상기 광 소자로부터 상기 광 도파로로 광 신호를 송신하거나, 상기 광 도파로로부터의 광 신호가 상기 광 소자로 수신되도록 상기 광 신호를 집광하는 렌즈 바디의 렌즈 패드에 솔더를 코팅하는 단계;
   상기 렌즈 바디를 상기 광 도파로와 상기 광 소자에 광학적으로 결합되는 타겟 위치에 정렬하는 단계;
   상기 렌즈 바디를 상기 x-z평면에 수직한 y축을 따라 상기 타겟 위치 상부로 상승시키는 단계;
   상기 렌즈 패드의 위치 및 형태에 관한 패드 정보를 추출하는 단계;
   상기 패드 정보에 따라, 상기 베이스 기판 상에 렌즈 본딩 영역을 패터닝하는 단계; 및
   상기 렌즈 바디를 상기 렌즈 본딩 영역에 고정시키는 단계를 포함하는 광 모듈 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 렌즈 본딩 영역을 패터닝 하는 단계는,
   상기 패드 정보에 따라, 상기 렌즈 패드와 동일한 형태의 상기 렌즈 본딩 영역이 상기 기판 패드막에 정의되도록 상기 기판 패드막을 식각하여 트렌치를 형성하는 단계를 포함하는 광 모듈 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 기판 패드막의 상기 렌즈 본딩 영역은 상기 트렌치에 의해 상기 기판 패드막의 렌즈 본딩 예외 영역으로부터 고립되는 광 모듈 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 렌즈 바디를 상기 렌즈 본딩 영역에 고정시키는 단계는
   상기 솔더가 상기 기판 패드막의 상기 렌즈 본딩 영역에 접촉되도록 상기 상기 렌즈 바디를 상기 y축을 따라 하강시키는 단계; 및
   상기 솔더를 용융시키는 단계; 및
   상기 용융된 솔더를 냉각시키는 단계를 포함하는 광 모듈 제조방법.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판 패드막 상에 제1 물질막들 및 제2 물질막들이 교대로 적층된 다층막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 렌즈 본딩 영역을 패터닝 하는 단계는,
    상기 패드 정보에 따라, 상기 기판 패드막을 노출시키고 상기 렌즈 패드와 동일한 형태를 갖는 렌즈 본딩홈이 상기 다층막 내부에 형성되도록 상기 다층막을 식각하는 단계;
    상기 렌즈 바디가 y축 방향으로 단계적으로 하강할 수 있도록 상기 제1 물질막들 및 상기 제2 물질막들을 한 층씩 식각하여 상기 렌즈 바디와 동일한 형태의 렌즈 바디홈을 형성하는 단계;
    상기 제1 물질막들 및 상기 제2 물질막들을 한 층씩 식각할 때 마다 상기 렌즈 바디, 상기 광 도파로 및 상기 광 소자들 간 광학적 결합 상태를 모니터링하는 단계; 및
    상기 렌즈 바디, 상기 광 도파로 및 상기 광 소자들 간 광학적 결합 상태가 타겟에 도달하면, 상기 제1 물질막들 및 상기 제2 물질막들의 식각을 정지하는 단계를 포함하는 광 모듈 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 렌즈 본딩 영역은, 상기 다층막 내에 형성된 상기 렌즈 바디홈, 및 상기 렌즈 바디홈보다 좁은 폭을 가지고 상기 렌즈 바디홈 하부에 배치된 상기 렌즈 본딩홈을 포함하는 광 모듈 제조방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 렌즈 바디를 상기 렌즈 본딩 영역에 고정시키는 단계는
    상기 렌즈 바디홈의 측벽 및 바닥면에 잔류된 상기 다층막에 의해 상기 렌즈 바디가 지지된 상태에서, 상기 솔더를 용융 및 냉각하여 상기 솔더를 상기 기판 패드막에 고정시키는 단계를 포함하는 광 모듈 제조방법.

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