JP2001116913A - 45度マイクロミラー装置の光学的品質を改良する方法 - Google Patents

45度マイクロミラー装置の光学的品質を改良する方法

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JP2001116913A
JP2001116913A JP2000121296A JP2000121296A JP2001116913A JP 2001116913 A JP2001116913 A JP 2001116913A JP 2000121296 A JP2000121296 A JP 2000121296A JP 2000121296 A JP2000121296 A JP 2000121296A JP 2001116913 A JP2001116913 A JP 2001116913A
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etching
micro
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aqueous solution
solution
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JP2000121296A
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Koju Cho
鴻 儒 張
Chokyo Shu
朝 居 朱
Tokuzui Ko
得 瑞 黄
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Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、45度マイクロミラー装置の光学
的品質を改良する方法を提供する。 【溶液手段】 腐食液としてアルカリ性の水溶液を準備
し、これを55℃と95℃の間に温度制御し、攪拌し振
動させつつエッチングし、シリコンウェーハに関し45
度の角度を有する<111>面にマイクロミラー20を
形成する。この方法は、45度マイクロミラー装置の光
学的品質を改良できる。シリコン基板30にレーザダイ
オード10と他の光学的センサ結合することによって、
マイクロミラー20が、薄い光学的ピックアップヘッド
に適用され得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板上の
レーザダイオードや他の光学的センサと共に集積される
ことが可能で、光学的記憶媒体(CDあるいはDVD)にレ
ーザダイオードによって発っせられた入射ビームを反射
する薄い光学的ピックアップヘッドに適用されることが
可能な45度マイクロミラーの光学的品質を改良する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、45度マイクロミラーは、アルカ
リ性水溶液あるいはアルカリ性有機化合物が結合された
シリコンウェーハを使用して製造される。しかしなが
ら、十分に滑らかな反射面を作ることは、非常にむずか
しい。大部分の実験レポート(マイクロメカニック&マ
イクロエンジニアリング誌5,(1995)第209−
218頁;シン ソリッド フィルム (1992)21
5(1)第58頁;センサ&アクチュエータ(199
0)A34(1)51&15;キャンベル等(199
3),エレクトナル ケミストリー誌Vol.344,
211及びVol.348,473)では、水酸化カリ
ウム(KOH)アルカリ性水溶液あるいはエチレンジア
ミン水溶液は、腐食液として使用されている。本発明
は、腐食液としての同じ材料を使用するが、大きい領域
を有する光学的品質改良された45度マイクロミラーが
得られるように製作方法を改良している。
【0003】図2を参照する。論文「CDプレーヤーの
薄い光学的ピックアップのためのレーザ探知ホログラム
ユニット(Laser−Detector−Hologram unit)」(コン
ポーネンツ、パッケイジング、アンド マニュファクチ
ャリング テクノロジイ−パートB(Components, Packa
ging, and Manufacturing Technology-Part B)の Vol.
18, No.2, May 1995 IEEEの論文集)によれば、レ
ーザ探知ホログラム(LDH)ユニットは、以下を備え
ている:レーザダイオード10(LD)、2つの光検出
器40a、40b、フォトダイオード50、シリコン基板
30(以下、「Si基板」)、45度マイクロミラー2
0及びホログラフィック光学エレメント(HOE、図示
せず)。LD10は、Si基板30の溝中央に位置され
ている。光検出器40a,40bは、Si基板30の表
面上でLD10の両側に設けられ、光学的記録媒体(図
示せず)から反射されたリターンビームB2,B3の光
信号を電気信号に変換する。45度マイクロミラー20
は、シリコンの<111>面に形成され、LD10の出
力レーザ光線B1に対し45度の角度を有し、LD10
から出力されるレーザ光線B1を反射するために使用さ
れる。このような形態は、全体構造をより扁平かつより
コンパクトなものにさせる。他方、フォトダイオード5
0は、LD10の発信レーザ光線B1に対し反対側に位
置し、LD10から出力される光エネルギを監視する。
前記HOEは、元の出力されるレーザ光線を妨害するこ
となく、前記リターンビームB2,B3を、異なる光路
を有する複数のビームに分割するために、全体構造の上
にある。
【0004】
【発明の概要】本発明は、通常の半導体レーザのパッケ
ージ処理を単純化できる45度マイクロミラーの光学的
品質を改良する方法を提供する。CD、DVD及びHO
Eが混在した製品の大量生産方法は、単純で簡単にな
る。この方法は、集約された光学システムにおける光学
エレメントに適用でき、大きな領域が要請される下でも
高い光学的品質を維持することができ、大量生産に非常
に適している。
【0005】本明細書に開示された45度マイクロミラ
ーの光学的性質を改良する方法は、エッチングを行う腐
食液として水酸化ナトリウム(NaOH)あるいは水酸
化カリウム(KOH)水溶液を使用し、入射レーザ光線
に対し45度の角度となる<111>面に光学的マイク
ロミラーが得られるように、<100>から<110>
の方へ角度が9.7度偏って作られた面を有するシリコ
ンウェーハを採用している。マイクロミラーにより反射
されるレーザ光線は、Si基板に対し垂直に出力される
ビーム線になる。特に、エッチングの反応温度は、55
℃と95℃との間にセットされている。エッチング時に
攪拌と振動を行う手段を利用することが、マイクロミラ
ーの光学的品質を改良できる。
【0006】さらに、本発明の適応範囲は、以下の詳細
な説明から明らかになる。しかしながら、本発明の精神
及び範囲内での種々の変更と改良は、この詳細な説明か
ら当業者に明らかにされるため、以下の説明は、本発明
の好適な実施形態を示す場合の詳細な説明と特殊な例と
して理解されるべきである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明は、以下の図に基づいく詳
細な説明からより十分に理解されるであろうが、これら
は本発明を限定するものではない。
【0008】エッチング処理機能は、化学的あるいは物
理的な反応の方法でフォトレジストにより覆われ保護さ
れていない部分を取り除くことである。半導体の製法で
広く利用されているエッチング技術は、ウェットエッチ
ングとドライエッチングがある。本発明は、水酸化ナト
リウム(NaOH)あるいは水酸化カリウム(KOH)
の水溶液をエッチングする腐食液として使用するので、
ウェットエッチングに属する。
【0009】ウェットエッチングは、材料と、材料を取
り除く特殊な溶液との間の化学反応を利用している。そ
の利点は、容易な製法、すばやい処理能力である。化学
反応は、特殊な方向性を有しないので、このような方法
は、材料の結晶構造を考慮しない場合には、等方性エッ
チングとなる。
【0010】ウェットエッチングが行なわれるときに
は、溶液中の複数の反応物質は、エッチングされる材料
の表面に達した拡散効果により、最初にかなり薄い境界
層を通過することになる。それから、これら反応物質
は、材料表面上の分子と化学反応を開始し、さまざまな
合成物質を発生させる。また、これら合成物質は、材料
表面上で拡散により溶解している境界層を通過し、溶液
により排出される。したがって、エッチングは、腐食液
と溶解した材料との間の化学反応で生じるガス状あるい
は液状の合成物質を放出することにより材料分子を取り
除く。
【0011】ウェットエッチング反応を制御する主な要
素は、溶液集中、エッチング時間、反応温度及び攪拌方
法である。ウェットエッチングは、化学反応であるの
で、このようなより高い腐食液集中あるいは反応温度
は、より素早い材料除去速度となる。しかしながら、エ
ッチング速度が遅くなればなるほど、材料の除去により
長い時間がかかる。したがって、溶液集中、エッチング
時間及び反応温度は、独立のものではなく基本的に相互
に関連している。他方、溶液の適正な攪拌も、全面的に
拡散に依存することなく、腐食液中で材料表面に反応物
質を大量移動させる。また、攪拌に伴う溶液対流は、反
応物質を材料表面に移送することを高めるため、境界層
の厚さを減らすことができる。このような攪拌方法の設
計と制御は、ウェットエッチングにきわめて重大な効果
を有している。
【0012】図1において、この明細書に開示された4
5度マイクロミラーの光学的品質を改良する方法は、エ
ッチングを行うための腐食液として水酸化ナトリウム
(NaOH)水溶液を使用している。このエッチング
は、入射レーザ光線に対し45度角度を作るように<1
11>面に光学的マイクロミラー20が得られるよう
に、<100>から<110>の方へ角度角度が9.7
度偏って作られた面を有するシリコンウェーハに実行さ
れる。入射レーザ光線がマイクロミラー20により反射
されるときに、出力レーザ光線B1は、シリコン基板3
0に対し直角になる。
【0013】製法は、石版印刷法と同様である。最初
に、マイクロミラーをエッチングするための写真マスク
パターンが形成される。それから、フォトレジスト、ソ
フトベイク、露光、現像及びハードベイクを適用するよ
うな半導体製造工程が、エッチングの前に行なわれる。
【0014】エッチング中、上記工程を通過したシリコ
ンウェーハは、水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中
に配置される。攪拌と振動の手段と、55℃から95℃
までの温度範囲で制御することによって、水酸化ナトリ
ウム(NaOH)水溶液は、シリコンウェーハ上の保護
されていない露出したシリコンをエッチングして除く。
このようにして、かなり高い光学的品質を有するマイク
ロミラー20が得られる。前記攪拌手段は、攪拌機によ
り行なわれ、前記振動手段は、気泡発生装置あるいは超
音波攪拌装置により実行される。この方法は、大きい領
域(およそ50umX50um)を有するマイクロミラ
ーを製造するために、かなり単純な製法として利用さ
れ、また光学的品質も改良する。
【0015】加えて、このマイクロミラー20は、シリ
コン基板30に設けることができる。シリコン基板30
は、リターンビームの光信号を電気の信号に変換するた
めに、レーザダイオード10の両側に設けられた2つの
光検出器と、レーザダイオード10の出力光エネルギを
モニターするための、レーザダイオード10の出力レー
ザ光線の反対側に位置するフォトダイオードとを有して
いる。
【0016】上述の本発明は、同様のものが種々の方法
で変形できることは、明らかである。本発明の精神と範
囲から逸脱しては考えられない変形や、当業者にとって
明らかな全ての変形は、特許請求の範囲内に含まれるべ
きである。
【0017】
【発明の効果】本発明による45度マイクロミラーの光
学的品質を改良する方法は、以下の利点を有している: 1. このような単純な製造方法を使用することは、通常
の半導体パッケージ処理を単純化できる。
【0018】2. この方法は、CD、DVD及びHOE
の混在する製品の製法を簡単で容易にし、大量生産する
ことに適している。
【0019】3. この方法は、集積された光学系の光学
エレメントに適用され得る。
【0020】4. この方法は、大きい領域(およそ50
umX50um)の要請に対してもマイクロミラーの光
学的品質を改良できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法により製作される構造の概略側面
図である。
【図2】 従来技術の装置を示す構造図である。
【符号の説明】
10…レーザダイオード、 20…マイクロミラー、 30…シリコン基板、 50…フォトダイオード。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の工程を有するシリコン基板(Si基
    板)上に設けられた45度マイクロミラーの光学的品質
    を改良する方法:腐食液としてアルカリ性の水溶液を準
    備し、 55℃と95℃の間の温度に腐食液を温度制御してエッ
    チングし、 エッチングの間、腐食液を攪拌し振動させること。
  2. 【請求項2】 前記エッチングは、<111>面に45
    度マイクロミラーを形成するように、<100>から<
    110>の方に角度が9.7度偏って作られた面を有す
    るシリコンウェーハに実行される請求項1に記載の45
    度マイクロミラーの光学的品質を改良する方法、
  3. 【請求項3】 前記アルカリ性の水溶液は、水酸化ナト
    リウム水溶液(NaOH)あるいは水酸化カリウム水溶
    液(KOH)の群から選ばれる請求項1に記載の45度
    マイクロミラーの光学的品質を改良する方法。
  4. 【請求項4】 前記腐食液は、攪拌機によって、攪拌さ
    れる請求項1に記載の45度マイクロミラーの光学的品
    質を改良する方法。
  5. 【請求項5】 前記腐食液は、超音波攪拌装置によって
    振動させられる請求項1に記載の45度マイクロミラー
    の光学的品質を改良する方法。
JP2000121296A 1999-10-07 2000-04-21 45度マイクロミラー装置の光学的品質を改良する方法 Pending JP2001116913A (ja)

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TW88117286A TW429403B (en) 1999-10-07 1999-10-07 Method for improving the optical quality of a 45 DEG micro-mirror device
TW088117286 1999-10-07

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100601991B1 (ko) 2005-02-15 2006-07-18 삼성전기주식회사 마이크로 미러 어레이 제조 방법 및 광학 소자의 제조 방법
CN100445797C (zh) * 2004-11-11 2008-12-24 三星电机株式会社 微镜阵列和制造该微镜阵列的方法
JP2017069241A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 京セラ株式会社 半導体レーザ素子用パッケージおよび半導体レーザ装置

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Effective date: 20021029