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KR101192023B1 - Wafer level packaged device formed hermetic seal inspection part and manufacturing method therefor - Google Patents

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KR101192023B1
KR101192023B1 KR1020110025296A KR20110025296A KR101192023B1 KR 101192023 B1 KR101192023 B1 KR 101192023B1 KR 1020110025296 A KR1020110025296 A KR 1020110025296A KR 20110025296 A KR20110025296 A KR 20110025296A KR 101192023 B1 KR101192023 B1 KR 101192023B1
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KR
South Korea
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hermetic seal
electrode
inspection unit
seal inspection
wafer level
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이태훈
김태호
김태윤
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지이센싱코리아(주)
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 된 소자(device)의 소정 부위에 허메틱 실(hermetic seal) 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 형성하고, 이 허메틱 실 검사부를 통해 웨이퍼 레벨 패키지 후 소자 내부의 진공도를 실시간으로, 또 동일 위치(in-situ)에서 용이하게 검사할 수 있도록 한 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 소자의 소정부위에 허메틱 실 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 더 형성하여 제조하되, 상기 허메틱 실 검사부는 마이크로 박막히터인 히터전극을 열전소자인 감지전극 상부에 배치하여 감지막을 형성하고, 허메틱 실 테스트 시 상기 히터전극에 일정 전압을 인가한 후, 상기 감지전극의 통해 검출되는 감도를 확인하여 상기 패키지 소자의 내부 진공도를 파악하는 것을 특징으로 한다.The present invention forms a hermetic seal inspection unit capable of performing a hermetic seal test on a predetermined portion of a packaged device manufactured by a wafer level package method, and through the hermetic seal inspection unit, a wafer level The present invention relates to a wafer level package device having a hermetic seal inspection unit for easily inspecting the degree of vacuum inside the device after packaging in real time and in-situ, and a method of manufacturing the same. The hermetic seal inspection unit may be formed by forming a hermetic seal test unit on a predetermined portion of the package device, wherein the hermetic seal inspection unit is disposed by detecting a heater electrode, which is a micro thin film heater, on the sensing electrode, which is a thermoelectric element. After forming a film, applying a constant voltage to the heater electrode during the hermetic seal test, the detection through the sensing electrode It is characterized in that to determine the sensitivity determine the degree of vacuum inside of the package device.

Description

허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자 및 이의 제조방법{Wafer level packaged device formed hermetic seal inspection part and manufacturing method therefor}Wafer level packaged device formed hermetic seal inspection part and manufacturing method therefor}

본 발명은 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 된 소자(device)의 소정 부위에 허메틱 실(hermetic seal) 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 형성하고, 이 허메틱 실 검사부를 통해 웨이퍼 레벨 패키지 후 소자 내부의 진공도를 실시간으로, 또 동일 위치(in-situ)에서 용이하게 검사할 수 있도록 한 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention forms a hermetic seal inspection unit capable of performing a hermetic seal test on a predetermined portion of a packaged device manufactured by a wafer level package method, and through the hermetic seal inspection unit, a wafer level The present invention relates to a wafer-level package device and a method of manufacturing the same, in which a hermetic seal inspection unit is formed to easily inspect the degree of vacuum inside the device after package in real time and in-situ.

종래 웨이퍼 본딩의 허메틱 실(hermetic seal) 상태를 검사하기 위한 방법으로는, 광 검사(optical inspection), 파인 리크 테스트(Fine leak test), 그로스 리크 테스트(Gross leak test), 쉬어 테스트(shear test) 방법 등을 사용해왔다. As a method for inspecting the state of the hermetic seal of the conventional wafer bonding, optical inspection, fine leak test, gross leak test, shear test ) Has been used.

먼저, 상기 광 검사 방식은 현미경 또는 적외선 영상 등을 통해 본딩 정도를 육안으로 판별하여 보이드(void) 등을 검출하고, 양부 판정을 내리는 데 사용된다. First, the light inspection method is used to visually determine the degree of bonding through a microscope or an infrared image, to detect voids, etc., and to make a determination of good or bad.

그러나 상기 광검사 방법은 눈에 보이는 보이드만 판별 가능하고, 보이드가 발견되지 않아도 발생되는 미세 누출 등에 의한 진공도 변화에 대한 검사는 불가능한 문제점이 있었다. However, the optical inspection method is capable of discriminating only visible voids, and it is impossible to inspect a change in the degree of vacuum due to micro leakage caused even if no voids are found.

또한 상기 파인 리크 테스트 방식이나 그로스 리크 테스트 방식은, 각종 디바이스나 모듈을 밀봉 후 누출 유무 검사 및 밀봉 테스트를 수행하는 방법으로, 진공 및 가압 후 거품 검출기(Bubble Detector), 증기 검출기(Vapor Detector), 헬륨 검출기(Helium Detector) 등을 이용하여 침투된 헬륨 또는 탄화 플루오르(Fluoro carbon)(Galden 용액)를 검출하여 누출 유무를 검사한다. In addition, the fine leak test method or the gross leak test method is a method of inspecting a leak test and sealing test after sealing various devices or modules, and includes a vacuum detector, a bubble detector, a vapor detector, a vapor detector, Helium detectors are used to detect infiltrated helium or fluorocarbons (Galden's solution) to check for leaks.

그러나 상기 파인 리크 테스트 방식이나 그로스 리크 테스트 방식은 이와 같은 검사를 하기 위한 구조를 따로 만들어야 하므로, 본딩 품질 만을 검사할 수밖에 없고 이 역시 사용 중 실시간으로 허메틱 실(hermetic seal) 검사는 불가능 했다.However, since the fine leak test method or the gross leak test method must make a structure for such an inspection, only the bonding quality can be inspected and this also cannot be performed in real time with a hermetic seal test.

또한 쉬어 테스트(shear test) 방법은, 칼날 등을 본딩 면에 밀어 넣어 본딩의 내구력을 확인하고 이를 이용하여 허메틱 실의 여부를 판단한다. In addition, in the shear test method, a blade or the like is pushed on the bonding surface to check the durability of the bonding and the presence of the hermetic thread is determined using the same.

그러나 상기 쉬어 테스트(shear test) 방법은 반드시 소자(device)를 파괴하는 검사이기 때문에 실제 디바이스의 검사가 불가능하고 실시간으로 확인도 불가능한 문제점이 있다.However, since the shear test method is a test that necessarily destroys a device, there is a problem that the actual device cannot be inspected and cannot be confirmed in real time.

결국, 종래의 허메틱 실 검사 방법들은 모두 디바이스를 파괴해야 하거나 실시간 또는 동일 위치(In-situ)에서의 확인이 불가능한 문제점을 가지고 있었다.
As a result, all of the conventional hermetic seal inspection methods have a problem that the device must be destroyed or cannot be confirmed in real time or in-situ.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 된 소자(device)의 소정 부위에 허메틱 실(hermetic seal) 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 형성하고, 이 허메틱 실 검사부를 통해 웨이퍼 레벨 패키지 후 소자 내부의 진공도를 실시간으로, 또 동일 위치(in-situ)에서 용이하게 검사할 수 있도록 한 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to allow a hermetic seal test to be performed on a predetermined portion of a packaged device manufactured by a wafer level package method. A wafer level with a hermetic seal inspection section formed to facilitate the inspection of the vacuum inside the device in real time and in-situ after wafer level packaging through the hermetic seal inspection section. The present invention provides a package element and a method of manufacturing the same.

또한 본 발명의 다른 목적은 상기 웨이퍼 레벨 패키지 되는 소자의 일정 영역에 허메틱 실 검사부를 배치 형성하되, 상기 허메틱 실 검사부는 열전소자와 마이크로 박막히터로 이루어지는 감지막을 형성하고, 상기 박막히터로 일정 전압을 인가한 후, 이에 응답되는 열전소자의 고유 특성에 따른 감도를 검출함으로써 실시간으로 패키지 내부의 진공도를 확인 할 수 있도록 한 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
In addition, another object of the present invention is to arrange a hermetic seal inspection unit in a predetermined region of the device to be packaged wafer level, the hermetic seal inspection unit to form a sensing film consisting of a thermoelectric element and a micro thin film heater, constant with the thin film heater To provide a wafer-level package device and a method of manufacturing the same, which has a hermetic seal inspection unit configured to check the degree of vacuum inside the package in real time by detecting a sensitivity according to the inherent characteristics of the thermoelectric element corresponding to the voltage applied thereto. have.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자는 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 소자의 소정부위에 허메틱 실 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 더 형성하여 제조하되, 상기 허메틱 실 검사부는 마이크로 박막히터인 히터전극을 열전소자인 감지전극 상부에 배치하여 감지막을 형성하고, 허메틱 실 테스트 시 상기 히터전극에 일정 전압을 인가한 후, 상기 감지전극의 통해 검출되는 감도를 확인하여 상기 패키지 소자의 내부 진공도를 파악하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the wafer level package device having the hermetic seal inspection unit according to the present invention further includes a hermetic seal inspection unit capable of performing a hermetic seal test on a predetermined portion of the package element manufactured by the wafer level package method. Forming and manufacturing, the hermetic seal inspection unit to form a sensing layer by placing a heater electrode, a micro thin film heater on the sensing electrode, the thermoelectric element, and applying a predetermined voltage to the heater electrode during the hermetic seal test, the sensing The internal vacuum degree of the package device may be determined by checking the sensitivity detected through the electrode.

또한 본 발명에 따른 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 제조방법은, 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 소자의 소정부위에 허메틱 실 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 더 형성하는 것으로, 실리콘 기판의 상면에 에어갭을 식각 형성하는 공정; 상기 실리콘 기판의 상부에 폴리실리콘을 0.05μm 이상의 두께로 전체 영역에 증착시키되, 상기 에어갭의 단면 폭보다 2μm이상 크게 폴리실리콘을 패터닝하여 주는 공정; 상기 실리콘기판의 상면을 CMP공정을 이용하여 평탄 화하여 주는 공정; 상기 실리콘기판의 상부에 옥사이드막을 증착시키고, 상기 폴리실리콘을 식각하기 위한 에치홀을 형성하는 공정; 상기 옥사이드 막의 상부에 백금 전극을 증착하여 히터전극을 형성하는 공정; 상기 히터전극의 상부에 실리콘 질화막을 증착하고, 상기 폴리실리콘을 식각하기 위한 에치홀과 히터전극의 패드 부분이 오프닝 될 수 있게 패터닝을 수행하는 공정; 상기 실리콘 질화막의 상부에 백금 전극을 증착하여 감지전극을 형성하는 공정; 및 상기 히터전극과 감지전극을 포함하는 감지막을 완성하고, 상기 에치홀로 가스를 흘려서 상기 폴리실리콘을 식각하여 상기 감지막 하부에 에어갭을 형성하는 공정을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
In addition, the method for manufacturing a wafer level package device having a hermetic seal inspection unit according to the present invention further includes forming a hermetic seal inspection unit capable of performing a hermetic seal test on a predetermined portion of a package element manufactured by a wafer level package method. By etching an air gap on the upper surface of the silicon substrate; Depositing polysilicon over the entire area of the silicon substrate in a thickness of 0.05 μm or more, and patterning polysilicon more than 2 μm larger than the cross-sectional width of the air gap; Planarizing the upper surface of the silicon substrate using a CMP process; Depositing an oxide film on the silicon substrate and forming an etch hole for etching the polysilicon; Depositing a platinum electrode on the oxide film to form a heater electrode; Depositing a silicon nitride film on the heater electrode and patterning the etch hole for etching the polysilicon and the pad portion of the heater electrode to be opened; Depositing a platinum electrode on the silicon nitride film to form a sensing electrode; And forming an air gap in the lower portion of the sensing layer by completing the sensing layer including the heater electrode and the sensing electrode, and etching the polysilicon by flowing a gas into the etch hole.

이와 같이 본 발명은 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 된 소자(device)의 소정 부위에 허메틱 실(hermetic seal) 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 형성하고, 이 허메틱 실 검사부를 통해 웨이퍼 레벨 패키지 후 소자 내부의 진공도를 실시간으로, 또 동일 위치(in-situ)에서 용이하게 검사할 수 있다.As such, the present invention forms a hermetic seal inspection unit capable of performing a hermetic seal test on a predetermined portion of a packaged device manufactured by a wafer level package method, and through the hermetic seal inspection unit. After wafer level packaging, the degree of vacuum inside the device can be easily inspected in real time and in-situ.

또한 본 발명은 실시간으로 패키지 내부의 밀봉도를 확인할 수 있고, 더불어 진공도 변화에 따른 소자 특성의 보정 역시 가능하기 때문에 소자의 성능에 대한 신뢰성 및 성능이 향상되는 장점을 제공한다.
In addition, the present invention can check the sealing degree inside the package in real time, and can also correct the device characteristics according to the change in the vacuum degree, thereby providing an advantage of improving the reliability and performance of the device performance.

도 1은 일반적인 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 평면도 및 주요부 확대도,
도 3a 내지 3h는 본 발명에 따른 허메틱 실 검사부가 형성되는 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 제조공정을 나타내는 단면도,
도 4는 진공도에 따른 열전소자의 감도 변화를 나타내는 그래프이다.
1 is a block diagram of a typical wafer level package device,
2 is a plan view and an enlarged view of an essential part of a wafer level package device in which a hermetic seal inspection unit is formed according to the present invention;
3A to 3H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a wafer level package device having a hermetic seal inspection unit according to the present invention;
4 is a graph showing the change in sensitivity of the thermoelectric element according to the degree of vacuum.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 웨이퍼 레벨 패키지 소자(P)의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a general wafer level package device P. As shown in FIG.

본 발명은 상기 도 1과 같이 웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조된 패키지 소자(P)의 소정부위에 도 2에서와 같이 허메틱 실(hermetic seal) 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부(30)를 더 포함하여 구성된다.According to the present invention, a hermetic seal inspection unit 30 capable of performing a hermetic seal test as shown in FIG. 2 on a predetermined portion of the package device P manufactured by the wafer level package method as shown in FIG. It is configured to include more.

도 2는 본 발명에 따른 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 평면도 및 주요부 확대도이다.2 is a plan view and an enlarged view of a main portion of a wafer level package device having a hermetic seal inspection unit according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자는, 주장치부(20)가 형성되는 실리콘 기판(10) 상의 소정 부위에 허메틱 실(hermetic seal) 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부(30)가 더 형성된다.As shown, the wafer level package device in which the hermetic seal inspection unit of the present invention is formed may be a hermetic seal test on a predetermined portion of the silicon substrate 10 on which the main unit 20 is formed. The mechanical seal inspection unit 30 is further formed.

상기 허메틱 실 검사부(30)는 열전소자인 감지전극(16)과 마이크로 박막히터인 히터전극(14)을 주요 구성요소로 하여 제작되며, 진공도에 따라 열전소자의 감도가 변화하는 성질을 이용하여 웨이퍼 레벨 패키지 후 디바이스 내부의 진공도를 실시간으로 체크할 수 있게 된다.The hermetic seal inspection unit 30 is manufactured using the sensing electrode 16, which is a thermoelectric element, and the heater electrode 14, which is a micro thin film heater, as main components, and the sensitivity of the thermoelectric element is changed according to the degree of vacuum. After wafer-level packaging, the vacuum inside the device can be checked in real time.

우선, 상기 열전소자는 진공도(Pressure)에 따라 감도(Responsivity)가 도 4의 그래프와 같이 변화되는 특성을 가진다.First, the thermoelectric device has a characteristic in which the sensitivity is changed as shown in the graph of FIG. 4 according to the degree of vacuum.

본 발명은 이러한 열전소자의 특성을 이용한 것이다.The present invention utilizes the characteristics of such a thermoelectric element.

즉 일정한 전압에서 일정한 열을 발생시키도록 설계된 마이크로 박막히터인 히터전극(14)을 열전소자인 감지전극(16) 상부에 배치하여 감지막을 형성하고, 허메틱 실(hermetic seal) 테스트가 필요한 시점마다 히터전극(14)에 일정 전압을 흘리고 감지전극(16)의 감도를 검출하면 실시간으로 패키지(P) 내부의 진공도를 확인할 수 있게 되는 것이다.That is, a heater film 14, which is a micro thin film heater, which is designed to generate a constant heat at a constant voltage, is disposed on the sensing electrode 16, which is a thermoelectric element, to form a sensing film, and every time a hermetic seal test is required. When a constant voltage is applied to the heater electrode 14 and the sensitivity of the sensing electrode 16 is detected, the degree of vacuum inside the package P can be checked in real time.

부호 10a는 웨이퍼 본딩부이다.
Reference numeral 10a denotes a wafer bonding portion.

이와 같이 구성되는 본 발명 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 제조방법을 도 3a 내지 도 3h를 참조하여 보다 상세히 알아본다.The method of manufacturing the wafer level package device having the hermetic seal inspection unit of the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to FIGS. 3A to 3H.

여기에서는 일례로, 마이크로 가스센서의 제작 시 형성되는 허메틱 실 검사부(30)의 제조공정이다.Here, as an example, it is a manufacturing process of the hermetic seal | sticker inspection part 30 formed at the time of manufacture of a micro gas sensor.

먼저, 도 3a와 같이 포토리소그라피 공정을 이용하여 실리콘 기판(10)의 상면에 건식식각 시 마스크 역할을 할 포토레지스트를 형성하되, 이때 식각될 부분의 크기는 설계했던 가스센서 감지막의 크기보다 좌우로 약간씩 더 크게 한다. 그 후 가스센서 제작 시 원하는 에어갭(air gap) 깊이만큼 건식식각 방식을 이용하여 식각(11) 한 후, 상기 포토레지스트를 제거한다.First, as shown in FIG. 3A, a photoresist is formed on the upper surface of the silicon substrate 10 using a photolithography process to serve as a mask during dry etching, wherein the size of the portion to be etched is left and right than the size of the gas sensor detection film. Make it slightly larger. Thereafter, when the gas sensor is manufactured, the photoresist is removed by etching 11 using a dry etching method to a desired air gap depth.

그리고 상기 실리콘 기판(10)의 상부에 폴리실리콘(12)을 0.05μm이상의 두께로 전체 영역에 증착시키고, 포토리소그라피 공정을 이용하여 에어갭의 단면 폭보다 2μm이상(12a) 크게 폴리실리콘(12)을 패터닝 해준다. 이는 추후 공정인 CMP 공정 진행 시 폴리싱(polishing) 되는 부분을 제한시켜 줌으로써 공정 재현성을 확보하기 위한 것이다.Then, the polysilicon 12 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10 in a thickness of 0.05 μm or more, and the polysilicon 12 is 2 μm or more 12a larger than the cross-sectional width of the air gap using a photolithography process. To pattern. This is to secure the process reproducibility by limiting the part polished during the subsequent CMP process.

그리고 난 후, 도 3c와 같이 CMP(Chemical Mechanical Polishing)공정을 이용하여 실리콘기판(10)의 상면을 평탄화 시켜준다. 이는 추후 히터전극(14)과 감지전극(16)에 의하여 형성되는 감지막을 평탄하게 하여 히터전극 설계 및 감지전극 설계를 정확하게 해주기 위한 것이다.After that, the upper surface of the silicon substrate 10 is planarized by using a chemical mechanical polishing (CMP) process as shown in FIG. 3C. This is to make the sensing electrode formed by the heater electrode 14 and the sensing electrode 16 later to flatten the heater electrode design and the sensing electrode design accurately.

그리고 도 3d와 같이 실리콘기판(10)의 상부에 추후 형성될 히터전극(14)과의 절연을 위해서 옥사이드막(13)을 증착시키고, 포토리소그라피 공정을 이용하여 폴리실리콘(12)을 식각해내는 데 필요한 에치홀(13a) 역할을 부분을 패터닝하여 준다.3D, an oxide film 13 is deposited on the silicon substrate 10 to insulate the heater electrode 14 to be formed later, and the polysilicon 12 is etched by using a photolithography process. Pattern the part to serve as an etch hole (13a) necessary to.

그리고 난 후, 도 3e와 같이 상기 옥사이드 막(13)의 상부에 전자빔 증착방식이나 스퍼터링 방식을 이용하여 백금 전극을 증착하고 포토리소그라피 방법을 이용하여 히터전극(14)을 형성하여 준다.After that, as shown in FIG. 3E, a platinum electrode is deposited on the oxide film 13 using an electron beam deposition method or a sputtering method, and a heater electrode 14 is formed using a photolithography method.

그리고 도 3f와 같이 상기 히터전극(14)의 상부에 추후 형설될 감지전극(14)과의 절연을 위해 실리콘 질화막(15)을 증착시키고, 포토리소그라피 방법을 이용하여 폴리실리콘(12)이 에치될 수 있게 에치홀(13a) 역할을 할 부분과 히터전극(14)의 패드 부분이 오프닝(opening) 될 수 있게 패터닝을 수행한다.3F, a silicon nitride film 15 is deposited on the heater electrode 14 to insulate the sensing electrode 14 to be formed later, and the polysilicon 12 is etched by using a photolithography method. Patterning is performed so that the portion to serve as the etch hole 13a and the pad portion of the heater electrode 14 can be opened.

그리고 난 후, 도 3g와 같이 상기 실리콘 질화막(15)의 상부에 전자빔 증착방식이나 스퍼터링 방식을 이용하여 백금 전극을 증착하고, 포토리소그라피 방법을 이용하여 감지전극(16)을 형성하여 준다.Thereafter, as shown in FIG. 3G, a platinum electrode is deposited on the silicon nitride film 15 using an electron beam deposition method or a sputtering method, and a sensing electrode 16 is formed using a photolithography method.

그리고 도 3h와 같이 상기 히터전극(14)과 감지전극(16)을 포함하는 감지막을 완성하고, 에치홀(13a)로 가스(XeF2)를 흘려서 상기 폴리실리콘(12)을 식각해낸다. 이로써 상기 감지막 하부에 에어갭(17)이 완성되어진다.3H, the polysilicon 12 is etched by completing the sensing layer including the heater electrode 14 and the sensing electrode 16 and flowing gas XeF2 through the etch hole 13a. As a result, the air gap 17 is completed under the sensing layer.

여기에서는 마이크로 가스센서의 제작 시 형성되는 허메틱 실 검사부(30)의 제조공정을 예로 설명하였으니, 웨이퍼 레벨 패키지화 되는 다양한 패키징 소자에 상기 감지막의 구조를 적용할 수 있을 것이다.Here, since the manufacturing process of the hermetic seal inspection unit 30 formed during the manufacture of the micro gas sensor has been described as an example, the structure of the sensing layer may be applied to various packaging elements packaged at the wafer level.

또한 상기 제조공정은 주장치부(20)의 제조공정에 맞추어서 희생층 및 에어갭의 형성방법 등을 변경할 수 있을 것이다.In addition, the manufacturing process may change the method of forming the sacrificial layer and the air gap in accordance with the manufacturing process of the main unit 20.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르자면, 허메틱 실(hermetic seal) 테스트가 필요한 시점에, 상기 허메틱 실 검사부(30)의 히터전극(14)에 일정 전압을 인가하여 열을 발생토록 하여주고, 이때 감지전극(16)을 통해 발생되는 값(감도)을 검출하여 패키지 내부의 진공도를 실시간으로 확인 할 수 있게 된다.
According to the present invention configured as described above, when a hermetic seal test is required, heat is generated by applying a predetermined voltage to the heater electrode 14 of the hermetic seal inspection unit 30. By detecting a value (sensitivity) generated through the sensing electrode 16, it is possible to check the degree of vacuum inside the package in real time.

P: 웨이퍼 레벨 패키지 소자 10: 실리콘기판(웨이퍼)
20: 주장치부 30: 허메틱 실 검사부
11: 식각 12: 폴리실리콘
13: 옥사이드막 14: 히터전극
15: 실리콘 질화막 16: 감지전극
17: 에어갭
P: wafer level package element 10: silicon substrate (wafer)
20: main unit 30: hermetic seal inspection unit
11: etching 12: polysilicon
13: oxide film 14: heater electrode
15: silicon nitride film 16: sensing electrode
17: air gap

Claims (2)

웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 소자의 소정부위에 허메틱 실 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 더 형성하여 제조하되,
상기 허메틱 실 검사부는 마이크로 박막히터인 히터전극을 열전소자인 감지전극 상부에 배치하여 감지막을 형성하고,
허메틱 실 테스트 시 상기 히터전극에 일정 전압을 인가한 후, 상기 감지전극의 통해 검출되는 감도를 확인하여 상기 패키지 소자의 내부 진공도를 파악하는 것을 특징으로 하는 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자.
In order to manufacture a hermetic seal inspection unit that can perform a hermetic seal test on a predetermined portion of the package device manufactured by the wafer-level package method,
The hermetic seal inspection unit forms a sensing layer by disposing a heater electrode which is a micro thin film heater on the sensing electrode which is a thermoelectric element,
Wafer-level package device formed with a hermetic seal inspection unit characterized in that the internal vacuum degree of the package element is checked by applying a predetermined voltage to the heater electrode during the hermetic seal test, and then checking the sensitivity detected by the sensing electrode. .
웨이퍼 레벨 패키지 방식으로 제조되는 패키지 소자의 소정부위에 허메틱 실 테스트를 수행할 수 있는 허메틱 실 검사부를 더 형성하는 것으로,
실리콘 기판의 상면에 에어갭을 식각 형성하는 공정;
상기 실리콘 기판의 상부에 폴리실리콘을 0.05μm 이상의 두께로 전체 영역에 증착시키되, 상기 에어갭의 단면 폭보다 2μm이상 크게 폴리실리콘을 패터닝하여 주는 공정;
상기 실리콘기판의 상면을 CMP공정을 이용하여 평탄 화하여 주는 공정;
상기 실리콘기판의 상부에 옥사이드막을 증착시키고, 상기 폴리실리콘을 식각하기 위한 에치홀을 형성하는 공정;
상기 옥사이드 막의 상부에 백금 전극을 증착하여 히터전극을 형성하는 공정;
상기 히터전극의 상부에 실리콘 질화막을 증착하고, 상기 폴리실리콘을 식각하기 위한 에치홀과 히터전극의 패드 부분이 오프닝 될 수 있게 패터닝을 수행하는 공정;
상기 실리콘 질화막의 상부에 백금 전극을 증착하여 감지전극을 형성하는 공정; 및
상기 히터전극과 감지전극을 포함하는 감지막을 완성하고, 상기 에치홀로 가스를 흘려서 상기 폴리실리콘을 식각하여 상기 감지막 하부에 에어갭을 형성하는 공정을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 허메틱 실 검사부가 형성된 웨이퍼 레벨 패키지 소자의 제조방법.
By further forming a hermetic seal inspection unit capable of performing a hermetic seal test on a predetermined portion of a package device manufactured by a wafer level package method,
Etching the air gap on the upper surface of the silicon substrate;
Depositing polysilicon over the entire area of the silicon substrate in a thickness of 0.05 μm or more, and patterning polysilicon more than 2 μm larger than the cross-sectional width of the air gap;
Planarizing the upper surface of the silicon substrate using a CMP process;
Depositing an oxide film on the silicon substrate and forming an etch hole for etching the polysilicon;
Depositing a platinum electrode on the oxide film to form a heater electrode;
Depositing a silicon nitride film on the heater electrode and patterning the etch hole for etching the polysilicon and the pad portion of the heater electrode to be opened;
Depositing a platinum electrode on the silicon nitride film to form a sensing electrode; And
And a step of forming an air gap in the lower portion of the sensing layer by etching the polysilicon by completing a sensing layer including the heater electrode and the sensing electrode and flowing gas into the etch hole. A method of manufacturing a formed wafer level package device.
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