Ni 캡의 전기도금 및 SnBi 솔더 Debonding을 이용한 웨이퍼 레벨 MEMS Capping 공정

Abstract

Si 기판의 캐비티 형성이 불필요한 웨이퍼-레벨 MEMS capping 공정을 연구하였다. 4인치 Si 웨이퍼에 Ni 캡 을 전기도금으로 형성하고 Ni 캡 rim을 Si 하부기판의 Cu rim에 에폭시 본딩한 후, SnBi debonding 층을 이용하여 상부 기판을 Ni 캡 구조물로부터 debonding 하였다. 진공증착법으로 형성한 SnBi debonding 층은 Bi와 Sn 사이의 심한 증기 압 차이에 의해 Bi/Sn의 2층 구조로 이루어져 있었다. SnBi 증착 층을 150oC에서 15초 이상 유지시에는 Sn과 Bi 사이의 상호 확산에 의해 eutectic 상과 Bi-rich β상으로 이루어진 SnBi 합금이 형성되었다. 150℃에서 유지시 SnBi의 용융에 의 해 Si 기판과 Ni 캡 구조물 사이의 debonding이 가능하였다.