KR101972793B1 - 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼 - Google Patents

반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼 Download PDF

Info

Publication number
KR101972793B1
KR101972793B1 KR1020170092630A KR20170092630A KR101972793B1 KR 101972793 B1 KR101972793 B1 KR 101972793B1 KR 1020170092630 A KR1020170092630 A KR 1020170092630A KR 20170092630 A KR20170092630 A KR 20170092630A KR 101972793 B1 KR101972793 B1 KR 101972793B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
temperature
piezoelectric
surface acoustic
temperature sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020170092630A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190010796A (ko
Inventor
유원식
홍제관
Original Assignee
(주)에이엠티솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)에이엠티솔루션 filed Critical (주)에이엠티솔루션
Priority to KR1020170092630A priority Critical patent/KR101972793B1/ko
Priority to PCT/KR2017/014550 priority patent/WO2019017539A1/ko
Publication of KR20190010796A publication Critical patent/KR20190010796A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101972793B1 publication Critical patent/KR101972793B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
    • H10P74/20—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices characterised by the properties tested or measured, e.g. structural or electrical properties
    • H10P74/203—Structural properties, e.g. testing or measuring thicknesses, line widths, warpage, bond strengths or physical defects
    • H01L22/12—
    • H01L21/67248—
    • H01L22/30—
    • H01L41/22—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/06—Apparatus for monitoring, sorting, marking, testing or measuring
    • H10P72/0602—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P74/00—Testing or measuring during manufacture or treatment of wafers, substrates or devices
    • H10P74/27—Structural arrangements therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 마이크로 머시닝 프로세스에 의해 가공되는 실리콘 웨이퍼의 실온을 모니터링하기 위해, 표면 탄성파 고온센서를 구비하여 웨이퍼 수준으로 패키징된 온도측정용 웨이퍼에 관한 것으로, 본 발명은 압전기판을 구성하는 압전웨이퍼와; 상기 압전웨이퍼 상에 구비되어, 온도변화에 따라 표면탄성파를 발생시키는 온도센서와; 상기 온도센서 상면을 차폐하는 커버웨이퍼; 그리고 상기 압전웨이퍼와 상기 커버웨이퍼를 결합하는 접착부를 포함하여 구성되고: 상기 온도센서는, 상기 압전웨이퍼와 커버웨이퍼 사이에 WLP(Wafer Level Package) 방식으로 패키징된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명은 웨이퍼 상에 표면탄성파를 이용한 온도센서(SAW 센서)를 설치하여, 실시간으로 웨이퍼 상의 온도를 무선으로 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼{ PASSIVE AND WIRELESS TC WAFER USING WLP SURFACE ACOUSTIC WAVE }
본 발명은 반도체 마이크로 머시닝 프로세스에 의해 가공되는 실리콘 웨이퍼의 실온을 모니터링하기 위해, 표면 탄성파 고온센서를 구비하여 웨이퍼 수준으로 패키징된 온도측정용 웨이퍼에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서 웨이퍼는 마이크로 머시닝 내에서 가열조건에 따라 열을 전달받아 가열된 상태에서 제조 공정이 수행된다. 이때 마이크로 머시닝에서 웨이퍼로 열이 전도되는 과정에서 열 손실이 발생되므로 마이크로 머시닝과 웨이퍼 사이에 온도차이가 발생되고, 이에 따라 마이크로 머시닝의 설정온도와 실제 웨이퍼의 온도 사이에는 차이가 발생하게 된다.
따라서 웨이퍼의 실제 온도를 정확히 파악하기 위해 마이크로 머시닝의 온도가 아닌 웨이퍼 상의 온도를 측정할 필요가 있다. 또한, 한 장의 웨이퍼 내에서도 위치에 따라 온도의 변화가 다르게 나타날 수 있고, 이 경우, 웨이퍼의 부분별로 공정의 환경 조건이 달라져 신뢰도가 저하될 수 있으므로, 웨이퍼 전면적에 대한 온도 균일도를 파악할 필요성이 있다.
이와 같은 기술적 필요성에 의해, 최근에는 마이크로 머시닝 내에 구비되어 온도를 측정할 수 있도록 구성된 테스트 웨이퍼(더미 웨이퍼)가 개발되어 사용되고 있다.
이와 같이 개발되어 상용화된 웨이퍼가 TC(Thermocouple wafer) 웨이퍼이고, 상기 TC 웨이퍼의 일 예가 대한민국 등록특허 제10-1746560호에 개시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 종래기술에 의한 TC 웨이퍼는, 웨이퍼 상에 온도에 따른 저항값 변화를 측정하여, 웨이퍼 상의 온도를 측정하고, 단자 케이블을 통해 측정값을 외부 단말기에 전송하도록 구성된다.
이와 같이, 종래의 TC 웨이퍼는 웨이퍼 상의 센서에 의해 측정된 온도값을 유선 케이블을 통해 외부 단말기에 전송하여, 마이크로 머시닝 내의 온도를 모니터링하도록 구성되므로, 케이블의 연결에 따른 마이크로 머시닝의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.
특히, 밀폐를 요하는 마이크로 머시닝의 경우, TC 웨이퍼 설치로 인하여, 완전한 밀폐성이 확보되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 일반적인 무선 통신 소자와 온도 측정 센서를 웨이퍼 상에 설치할 경우, 마이크로 머시닝 내부의 고온에 의해 소자의 파손이 발생될 뿐만아니라, 능동형 소자의 경우, 배터리의 과열로 인하여 2차 피해가 발생될 우려가 있었다.
(001) 대한민국 등록특허 제10-1746560호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 웨이퍼 상에 표면탄성파를 이용한 온도센서(SAW 센서)를 설치하여, 실시간으로 웨이퍼 상의 온도를 무선으로 모니터링 할 수 있는 TC 웨이퍼를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 웨이퍼 상에 SAW 센서를 다수 개로 분산 배치하여, 웨이퍼 부분별로 온도의 균일성 여부를 측정할 수 있는 TC 웨이퍼를 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 압전기판을 구성하는 압전웨이퍼와; 상기 압전웨이퍼 상에 구비되어, 온도변화에 따라 표면탄성파를 발생시키는 온도센서와; 상기 온도센서 상면을 차폐하는 커버웨이퍼; 그리고 상기 압전웨이퍼와 상기 커버웨이퍼를 결합하는 접착부를 포함하여 구성되고: 상기 온도센서는, 상기 압전웨이퍼와 커버웨이퍼 사이에 WLP(Wafer Level Package) 방식으로 패키징된다.
이때, 상기 온도센서는, 상기 압전웨이퍼에 부착되는 탄성파 생성부와; 상기 탄성파 생성부 상부를 형성하는 절연부; 그리고 상기 절연부 상면에 형성되는 평면 안테나를 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 압전웨이퍼와 상기 평면 안테나는 금속암으로 연결될 수도 있다.
또한, 상기 평면 안테나는 평면상에서 굴곡된 패턴으로 형성될 수도 있다.
그리고 상기 평면안테나는, 금(AU) 코팅 처리될 수도 있다.
한편, 상기 탄성파 발생부는, IDT(Inter digital Transducer) 금속막 상에 반사부를 포함하여, 압전웨이퍼의 온도에 따라 서로 다른 표면탄성파를 생성할 수도 있다.
그리고 상기 IDT 금속막은, 알루미늄(AL) 코팅 처리될 수도 있다.
또한, 상기 접착부는, 금(AU) 모재를 이용한 본딩부일 수도 있다.
그리고 상기 온도센서는, 상기 압전웨이퍼 상에 다수 개가 분산 배치될 수도 있다.
또한, 상기 다수의 온도센서는, 상기 압전웨이퍼 상에 상하 및 좌우 대칭형으로 분산 배치될 수도 있다.
그리고 상기 다수의 온도센서들은, 각각 서로 다른 패턴의 반사부가 구비되어, 서로 다른 중심 주파수의 표면탄성파가 발생되도록 구성될 수도 있다.
한편, 상기 압전웨이퍼 또는 상기 커버 웨이퍼에는 상기 온도센서가 안착되는 홈이 형성되고, 상기 홈은 물리적인 그라인딩 또는 화학적인 식각(CMP, Chemical mechanical polishing)에 의해 형성될 수도 있다.
그리고 상기 압전웨이퍼와 상기 커버 웨이퍼는 얇은 금속 박막층을 형성한 후, 원자의 자기확산 속도에 따라 상온에서 본딩될 수도 있다.
위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 표면탄성파를 이용한 수동형 무선 온도 측정 웨이퍼에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 웨이퍼 상에 표면탄성파를 이용한 온도센서(SAW 센서)를 설치하여, 실시간으로 웨이퍼 상의 온도를 무선으로 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에서는 웨이퍼 상에 SAW 센서를 다수 개로 분산 배치하여, 웨이퍼 부분별로 온도의 균일성 여부를 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 온도측정 웨이퍼의 일 예를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 구체적인 실시예를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서부분을 확대하여 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서를 구성하는 탄성파 발생부의 구체적인 실시예를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서 배치 구조의 일 실시예를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서 배치 구조의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 온도센서들을 구성하는 탄성파 생성부의 다양한 예를 도시한 예시도.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 구체적인 실시예를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서를 구성하는 탄성파 발 생부의 구체적인 실시예를 도시한 예시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서 배치 구조의 일 실시예를 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서 배치 구조의 다른 실시예를 도시한 예시도이며, 도 7은 본 발명에 의한 온도센서들을 구성하는 탄성파 생성부의 다양한 예를 도시한 예시도이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼는 압전웨이퍼(100) 및 커버웨이퍼(200), 두 개의 웨이퍼 사이에 온도센서(300)를 구비하고, 이들 웨이퍼를 접착(본딩)하여 구성한다.
이때, 상기 온도센서(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성파 생성부(310), 절연부(320) 및 평면 안테나(330)를 포함하여 구성된다.
상기 탄성파 생성부(310)는 구동신호에 따라 표면탄성파를 생성하는 구성으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 트랜듀서를 포함하여 구성되는 IDT(Inter digital Transducer) 금속막(311)에 반사부(313)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 압전 웨이퍼(100)는 온도센서(300)의 압전기판 역할을 수행하는 것으로, 주위의 온도에 따라 지연선(delay line)이 팽창하거나 수축할 뿐만 아니라 압전기판의 물성에도 영향을 주어 표면 탄성파의 전파시간이 변하거나 공진 주파수가 변하게 된다.
그리고 상기 ITD 금속막(311)에 포함된 트랜듀서는 빗살전극으로 인터디지털 트랜듀서(Inter-digital Transducer)가 이용될 수 있고, 수신된 구동신호에 의해 표면탄성파를 발생하게 한다.
또한, 상기 반사부(313)는 상기 IDT 금속막(311)에서 생성된 표면탄성파가 지연선을 통과하여 지연선의 끝 부분에서 표면탄성파를 반사시켜 IDT 금속막(311)으로 다시 전파시키는 역할을 한다.
이에 따라, 마이크로 머시닝 챔버 외부에 구비된 리더기를 통해, 상기 표면탄성파를 수신하여 분석하면, 상기 온도센서(300)의 표면온도를 측정할 수 있다.
이때, 상기 IDT 금속막(311)은 알루미늄(AL) 코팅 처리될 수 있다.
그리고 상기 절연부(320)는 상기 표면탄성파 생성부를 압전 웨이퍼 상에 고정하는 구성으로 절연물질로 형성된다.
이때, 상기 절연부(320)의 두께는 안테나의 성능에 따라 선택되며 두께가 안테나의 복사 필드에 영향이 있기 때문에 두꺼운 것이 바람직하나, 전체 온도측정 웨이퍼의 두께를 고려하여 적정한 두께로 설계된다.
한편, 상기 평면 안테나(330)는 절연부(320) 상에 부착편 형태의 납작한 평면으로 구성된다. 상기 평면 안테나(330)는 휩 안테나 또는 나선형 안테나에 비하여 높이가 낮고 부피가 작은 소자를 구현할 수 있다. 또한, 평면 안테나(330)는 접지선과 피드선 자체가 연통되어 있고, 바람직하게는 상기 금(AU)으로 코팅 처리되어, 높은 전압과 강한 전장 환경에서 동전위를 가지도록 하여, 강성이 높고, 정전 저항 능력이 강해 신뢰도가 높고 내구성이 향상되도록 할 수 있다.
상기 평면안테나(330, 330')는 도 5에 도시된 바와 같이, 일자형으로 형성될 수도 있으나, 바람직하게는, 도 6에 도시된 바와 같이, 굴곡된 패턴으로 형성되어, 수신 감도를 높이도록 구성되어 있다.
이때, 상기 평면 안테나(330, 330')는 피드점 및 접지점을 포함하여 형성될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명에 의한 온도센서는 에너지 축전부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 에너지 축전부는 리더기로부터 수신된 신호의 전력을 증가시켜, 상기 탄성파 생성부(310)에 제공하여, 상기 탄성파 생성부(310)로부터 생성되는 표면 탄성파의 세기를 강하게 증폭할 수 있다.
즉, 상기 에너지 축전부는 상기 탄성파 생성부(310)의 표면 탄성파 강도를 증가시키기 위한 구성으로, 상기 온도센서(300)와 리더기의 거리가 상대적으로 먼 경우에 적용될 수 있다.
이를 위해 상기 에너지 축전부는 충전 펌프, 부스터 및 캐패시터 등을 포함하여 구성할 수 있다.
한편, 본 발명은 기본적으로 압전웨이퍼와 커버웨이퍼 사이에 온도센서를 WLP(Wafer Level Package) 방식으로 구성하는 것으로, 상기 압전웨이퍼(100)와 상기 커버웨이퍼(200)의 접착방식을 살피면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압전웨이퍼(100)와 상기 커버웨이퍼(200)는 접착부(400)에 의해 본딩처리되는데, 이때, 본딩은 금(Gold, Au) Bump 방식이 적용될 수 있다.
상기 Gold Bump는 물리적, 화학적 특성이 뛰어나고, 전기 및 열 전도성 우수하며, 화학적 안정성이 확보될 뿐만 아니라, 산도(산/알칼리)에 영향을 받지 아니하고, 고온 가열에도 산화가 없는 특징을 갖는다.
한편, 본 발명에 의한 상기 압전웨이퍼(100)와 상기 커버 웨이퍼(200)의 접착은 웨이퍼 직접 체결방식(Wafer Direct Bonding) 또는 확산 체결방식(Atomic diffusion Bonding)이 적용될 수 있다.
상기 웨이퍼 직접 체결방식(Wafer Direct Bonding)은 웨이퍼의 전체 적층 높이를 낮추기 위하여, 상기 압전웨이퍼 및/또는 상기 커버 웨이퍼에 홈을 형성고, 상기 홈에 온도센서를 안착하도록 구성하는 접합방식으로, 상기 홈은 물리적인 그라인딩 또는 화학적인 식각(CMP, Chemical mechanical polishing)에 의해 형성될 수 있다.
한편, 확산 체결방식(Atomic diffusion Bonding)은 얇은 금속 박막층을 형성한 후, 원자의 높은 자기확산 속도를 이용하여 상온에서 상기 압전웨이퍼와 상기 커버 웨이퍼를 본딩하는 것을 말한다.
그리고 도시되지는 않았으나, 상기 압전웨이퍼(100)와 상기 평면 안테나(330)는 금속암으로 연결되어, 표면탄성파 발생 효율을 증가시키는 것도 가능하다.
이하에서는 상기 온도측정 웨이퍼 상의 온도센서의 다양한 배열구성을 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서 배치 구조의 일 실시예를 도시한 예시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼의 온도센서 배치 구조의 다른 실시예를 도시한 예시도이며, 도 7은 본 발명에 의한 온도센서들을 구성하는 탄성파 생성부의 다양한 예를 도시한 예시도이다.
본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼는, 웨이퍼 자체의 온도를 정확히 측정하는 것 뿐만 아니라, 웨이퍼 상의 위치별 온도의 편차를 판단할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼에는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수개의 온도센서(300)들이 분산 배치된다.
이때, 상기 온도센서(300)는 상기 압전웨이퍼(100) 상에 상하 및 좌우 대칭형으로 전체 영역에 대하여 고르게 분산 배치되어, 웨이퍼 전체 영역의 온도를 고르게 측정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이에 따라 수신기는 상기 각 온도센서(300)들로부터 출력되는 표면탄성파를 분석하여, 오차범위를 벗어나는 온도 편차가 웨이퍼 상에 발생되는 지 여부를 판별할 수 있게 된다.
또한, 온도센서(300)의 평면안테나(330)는 도 5에 도시된 바와 같이, 선형의 형태로 형성될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, 굴곡된 형태로 형성되어 표면탄성파의 송신효율을 증가시킬 수도 있다.
한편, 본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼 상에 다수개의 온도센서(300)들이 분산 배치됨에 있어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 온도센서들이 서로 다른 반사부(313A, 313B, 313C, …)의 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.
이에 따라 각 온도센서들(310A, 310B, 310C, …)은 서로 다른 중심 주파수의 표면탄성파를 발생시키고, 이에 따라 수신기는 웨이퍼 상의 각 지점의 온도를 개별적으로 파악할 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 표면탄성파를 이용한 수동형 무선 온도 측정 웨이퍼의 작동 기전을 설명한다.
본 발명에 의한 온도측정 웨이퍼는 온도를 측정하고자 하는 피측정 설비(마이크로 머시닝 챔버) 내에 삽입한다. 그리고 상기 피측정 설비를 가동하면서, 상기 피측정 설비 외부에 구비된 리더기를 통해 구동신호를 송출한다.
상기 구동신호를 상기 피측정 설비 내의 온도측정 웨이퍼가 수신하면, 구동신호는 온도센서(300)의 IDT 금속막(311) 내의 트랜듀서에 입력되고 압전 웨이퍼(100)의 표면을 따라 전파하는 표면탄성파가 발생되어 지연선을 따라 전파되어, 상기 반사부(313)로 전파된다. 전파된 표면탄성파는 상기 반사부(313)에서 반사되어 지연선과 트랜듀서를 거쳐 평면 안테나(330)의 의해 다시 송신된다.
물론, 상기 온도센서(300)에 에너지 축전부가 형성된 경우, 상기 구동신호는 상기 에너지 축전부에 의해 증폭되어 상기 트랜듀서에 전달될 수 있다,
한편, 리더기는 신호를 수신하여 주파수의 진폭이나 진동수와 같은 주파수 특성을 분석함으로써 피측정 설비 내의 웨이퍼 온도를 계산할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
본 발명은 반도체 마이크로 머시닝 프로세스에 의해 가공되는 실리콘 웨이퍼의 실온을 모니터링하기 위해, 표면 탄성파 고온센서가 구비된 실리콘 웨이퍼에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 본 발명은 웨이퍼 상에 표면탄성파를 이용한 온도센서(SAW 센서)를 설치하여, 실시간으로 웨이퍼 상의 온도를 무선으로 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
100 : 압전 웨이퍼 200 : 커버 웨이퍼
300 : 온도센서 310 : 탄성파 생성부
311 : IDT 금속막 313 : 반사부
320 : 절연부 330 : 평면 안테나
400 : 접착부

Claims (8)

  1. 압전기판을 구성하는 압전웨이퍼와;
    상기 압전웨이퍼 상에 구비되어, 온도변화에 따라 표면탄성파를 발생시키는 온도센서와;
    상기 온도센서 상면을 차폐하는 커버웨이퍼; 그리고
    상기 압전웨이퍼와 상기 커버웨이퍼를 결합하는 접착부를 포함하여 구성되고:
    상기 온도센서는,
    상기 압전웨이퍼와 커버웨이퍼 사이에 WLP(Wafer Level Package) 방식으로 패키징되며;
    상기 압전웨이퍼에 부착되는 탄성파 생성부와;
    상기 탄성파 생성부 상부를 형성하는 절연부; 그리고
    상기 절연부 상면에 형성되는 평면 안테나를 포함하여 구성되고:
    상기 탄성파 생성부는,
    IDT(Inter digital Transducer) 금속막 상에 반사부를 포함하여, 압전웨이퍼의 온도에 따라 서로 다른 표면탄성파를 생성하며:
    상기 온도센서는,
    상기 압전웨이퍼 상에 다수 개가 분산 배치되고:
    상기 다수의 온도센서들은,
    둘 이상의 서로 다른 패턴의 반사부가 구비되어, 반사부 패턴에 따라 서로 다른 중심 주파수의 표면탄성파가 발생되도록 구성되며:
    상기 압전웨이퍼 또는 상기 커버 웨이퍼에는,
    물리적인 그라인딩 또는 화학적인 식각(CMP, Chemical mechanical polishing)에 의해 형성되어 상기 온도센서가 안착되는 홈이 형성되고:
    상기 압전웨이퍼와 상기 커버 웨이퍼는,
    얇은 금속 박막층을 형성한 후, 원자의 자기확산 속도에 따라 상온에서 본딩됨을 특징으로 하는 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압전웨이퍼와 상기 평면 안테나는 금속암으로 연결됨을 특징으로 하는 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 평면 안테나는 평면상에서 굴곡된 패턴으로 형성됨을 특징으로 하는 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 평면안테나는,
    금(AU) 코팅 처리됨을 특징으로 하는 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 IDT 금속막은,
    알루미늄(AL) 코팅 처리됨을 특징으로 하는 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼.
  8. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착부는,
    금(AU) 모재를 이용한 본딩부임을 특징으로 하는 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼.
KR1020170092630A 2017-07-21 2017-07-21 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼 Active KR101972793B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170092630A KR101972793B1 (ko) 2017-07-21 2017-07-21 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼
PCT/KR2017/014550 WO2019017539A1 (ko) 2017-07-21 2017-12-12 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170092630A KR101972793B1 (ko) 2017-07-21 2017-07-21 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190010796A KR20190010796A (ko) 2019-01-31
KR101972793B1 true KR101972793B1 (ko) 2019-04-29

Family

ID=65015779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170092630A Active KR101972793B1 (ko) 2017-07-21 2017-07-21 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101972793B1 (ko)
WO (1) WO2019017539A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11920994B2 (en) 2020-10-12 2024-03-05 Applied Materials, Inc. Surface acoustic wave sensor assembly
US11901875B2 (en) 2020-10-12 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Surface acoustic wave sensor assembly
CN113436999A (zh) * 2021-07-06 2021-09-24 电子科技大学 一种基于声表面波传感技术的晶圆温度场测量装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101613412B1 (ko) * 2015-04-14 2016-04-21 (주)유우일렉트로닉스 웨이퍼레벨 패키징 소자의 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7442570B2 (en) * 2005-03-18 2008-10-28 Invensence Inc. Method of fabrication of a AL/GE bonding in a wafer packaging environment and a product produced therefrom
US10720350B2 (en) * 2010-09-28 2020-07-21 Kla-Tencore Corporation Etch-resistant coating on sensor wafers for in-situ measurement
US20170363483A1 (en) * 2014-12-30 2017-12-21 3M Innovative Properties Company Surface acoustic wave (saw) based temperature sensing for electrical conductor
KR102211922B1 (ko) * 2016-04-29 2021-02-05 주식회사 에이엠티세미코어 표면탄성파를 이용한 온도센서 및 온도 측정기 그리고 이를 이용한 실시간 패시브 온도측정 시스템
KR101746560B1 (ko) 2017-02-24 2017-06-14 한국표준과학연구원 다층 저항-열전식 온도측정 웨이퍼 센서 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101613412B1 (ko) * 2015-04-14 2016-04-21 (주)유우일렉트로닉스 웨이퍼레벨 패키징 소자의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019017539A1 (ko) 2019-01-24
KR20190010796A (ko) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7233803B2 (ja) 工業用製造機器における特性をリアルタイム感知するための装置及び方法
US7243547B2 (en) MEMS SAW sensor
Binder et al. Wireless Surface Acoustic Wave Pressure and Temperature Sensor With Unique Identification Based on ${\rm LiNbO} _ {3} $
KR101972793B1 (ko) 반도체 챔버 온도 측정용 웨이퍼 레벨 패키징 방식의 수동형 표면탄성파 무선 웨이퍼
US12271774B2 (en) Composite substrates for saw tags or RFID and sensors applications
JP5341381B2 (ja) 圧電振動子、温度センサ、及び、温度測定方法
JP6552644B2 (ja) 金属性保護構造を有する超音波トランスデューサのためのインピーダンス整合層
EP1825240A1 (en) Surface acoustic wave sensor methods and systems
KR102064901B1 (ko) 반도체공정 조건 감지용 무선온도센서 시스템
US10648868B2 (en) Surface acoustic wave device
CN101124466A (zh) 表面声波多重检测元件
US7302864B2 (en) Torque sensor
KR101616639B1 (ko) 표면 탄성파 소자 및 그 실장 장치, 이를 이용한 측정 센서
Yan et al. Surface acoustic wave sensors for temperature and strain measurements
JP2010151630A (ja) 加速度検出素子および加速度検出装置
CN105117552B (zh) 一种基于comsol软件的声表面波温度传感器谐振腔体设计方法
JP7345117B2 (ja) 温度センサ及び温度測定装置
KR101964869B1 (ko) Saw 온도센서에 의한 측정 온도 수신 시스템
Hage-Ali et al. SAW-RFID sensors for industrial applications
JP4569599B2 (ja) 位置検出システム
Weser et al. Advanced characterization of surface acoustic wave fields at high temperature
US9618399B1 (en) Frequency correction of oscillators and related apparatus and methods
JP3979423B2 (ja) 位置検出システム
KR102352748B1 (ko) 온도 측정 장치 및 이를 포함하는 온도 측정 시스템
JP2013217719A (ja) 圧力センサー及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P14-X000 Amendment of ip right document requested

St.27 status event code: A-5-5-P10-P14-nap-X000

P14-X000 Amendment of ip right document requested

St.27 status event code: A-5-5-P10-P14-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

P14-X000 Amendment of ip right document requested

St.27 status event code: A-5-5-P10-P14-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

S20-X000 Security interest recorded

St.27 status event code: A-4-4-S10-S20-lic-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

P14-X000 Amendment of ip right document requested

St.27 status event code: A-5-5-P10-P14-nap-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000