JP2002341264A - マイクロミラーアクチュエータ - Google Patents
マイクロミラーアクチュエータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロミラーの駆動力に反対となる静電力
を遮断してマイクロミラーが低電圧の静電力により正確
に垂直に直立したり、あるいは水平状態を維持したりす
るようになったマイクロミラーアクチュエータ及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 マイクロミラーアクチュエータは、基板
と、少なくとも一つ以上の電極が形成されたトレンチ
と、トレンチの両側に設けられた支持ポストと、支持ポ
ストにより支持されたトーションバーと、水平の状態で
ある時にトレンチに対向する駆動部、及びトーションバ
ーを中心として弾力的に回動して光信号を反射する反射
部を具備したマイクロミラーと、マイクロミラーが水平
状態である時に反射部に対向するように基板上に設けら
れ、反射部と少なくとも一つ以上の電極との間に生じる
静電力を遮断する遮へい電極とを含む。
を遮断してマイクロミラーが低電圧の静電力により正確
に垂直に直立したり、あるいは水平状態を維持したりす
るようになったマイクロミラーアクチュエータ及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 マイクロミラーアクチュエータは、基板
と、少なくとも一つ以上の電極が形成されたトレンチ
と、トレンチの両側に設けられた支持ポストと、支持ポ
ストにより支持されたトーションバーと、水平の状態で
ある時にトレンチに対向する駆動部、及びトーションバ
ーを中心として弾力的に回動して光信号を反射する反射
部を具備したマイクロミラーと、マイクロミラーが水平
状態である時に反射部に対向するように基板上に設けら
れ、反射部と少なくとも一つ以上の電極との間に生じる
静電力を遮断する遮へい電極とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロミラーアク
チュエータ及びその製造方法に係り、特に、マイクロミ
ラーの駆動力に反対となる静電力を遮断して、マイクロ
ミラーが低電圧の静電力により正確に垂直に直立した
り、あるいは水平状態を維持したりするようにしたマイ
クロミラーアクチュエータ及びその製造方法に関する。
チュエータ及びその製造方法に係り、特に、マイクロミ
ラーの駆動力に反対となる静電力を遮断して、マイクロ
ミラーが低電圧の静電力により正確に垂直に直立した
り、あるいは水平状態を維持したりするようにしたマイ
クロミラーアクチュエータ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光スイッチは、光信号がある入
力端子から所定の出力端子に伝送されるように光経路を
選択できるようにした装置であり、例えば、図１に示す
ように、複数個のマイクロミラーアクチュエータ１０が
２次元のマトリックス状に配列されている。入力部ＩＮ
ＰＵＴの光ファイバ４３からの光は焦点距離だけ離れて
配置されたマイクロレンズ４５を経て平行光に変わる。
この平行光は垂直に直立しているマイクロミラー３１に
向かって入射されて反射された後に出力部に入り、マイ
クロレンズ４６を通過して出力部ＯＵＴＰＵＴ側の光フ
ァイバ４８に伝送される。すなわち、光スイッチは、基
板１５に対して垂直に直立したマイクロミラー３１ａ、
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにより入射する光信号を反射さ
せ、水平状態となっているマイクロミラー３２によって
は入射する光信号を通過させることにより光経路を選択
できるようになっている。例えば、１行４列３１ａ、２
行３列３１ｂ、３行１列３１ｃ及び４行２列３１ｄのマ
イクロミラーを基板１５に対して垂直に立て、残りのマ
イクロミラーは水平にして光信号を所望の経路に伝送す
ることができる。
力端子から所定の出力端子に伝送されるように光経路を
選択できるようにした装置であり、例えば、図１に示す
ように、複数個のマイクロミラーアクチュエータ１０が
２次元のマトリックス状に配列されている。入力部ＩＮ
ＰＵＴの光ファイバ４３からの光は焦点距離だけ離れて
配置されたマイクロレンズ４５を経て平行光に変わる。
この平行光は垂直に直立しているマイクロミラー３１に
向かって入射されて反射された後に出力部に入り、マイ
クロレンズ４６を通過して出力部ＯＵＴＰＵＴ側の光フ
ァイバ４８に伝送される。すなわち、光スイッチは、基
板１５に対して垂直に直立したマイクロミラー３１ａ、
３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにより入射する光信号を反射さ
せ、水平状態となっているマイクロミラー３２によって
は入射する光信号を通過させることにより光経路を選択
できるようになっている。例えば、１行４列３１ａ、２
行３列３１ｂ、３行１列３１ｃ及び４行２列３１ｄのマ
イクロミラーを基板１５に対して垂直に立て、残りのマ
イクロミラーは水平にして光信号を所望の経路に伝送す
ることができる。
【０００３】図２は、従来の静電力を用いたマイクロミ
ラーアクチュエータ１０を示したものである。これを参
照すれば、基板１５上にトレンチ５が形成され、前記ト
レンチ５の両側に支持ポスト２０が立設されている。そ
して、前記支持ポスト２０によりトーションバー２５が
支持され、前記トーションバー２５にマイクロミラー３
０が回動自在に結合されている。前記マイクロミラー３
０は、中間に前記トーションバー２５が位置するように
形成される、水平状態である時に前記トレンチ５に対面
する駆動部３０ａと、前記駆動部３０ａの反対側に設け
られた反射部３０ｂとを含む。
ラーアクチュエータ１０を示したものである。これを参
照すれば、基板１５上にトレンチ５が形成され、前記ト
レンチ５の両側に支持ポスト２０が立設されている。そ
して、前記支持ポスト２０によりトーションバー２５が
支持され、前記トーションバー２５にマイクロミラー３
０が回動自在に結合されている。前記マイクロミラー３
０は、中間に前記トーションバー２５が位置するように
形成される、水平状態である時に前記トレンチ５に対面
する駆動部３０ａと、前記駆動部３０ａの反対側に設け
られた反射部３０ｂとを含む。
【０００４】図３は、図２のII−II線断面図である。こ
れを参照すれば、前記トレンチ５の底面には下部電極３
７が、そして一側面には側面電極４０がそれぞれ配置さ
れており、前記駆動部３０ａとの相互作用による静電力
によりマイクロミラー３０を駆動させる。言い換えれ
ば、前記下部電極３７と前記駆動部３０ａとの間に静電
力が働いて前記マイクロミラー３０が下方に回動し、あ
る程度回動した後には前記駆動部３０ａと前記側面電極
４０との間に静電力が働いて連続的に回動することによ
り直立する。
れを参照すれば、前記トレンチ５の底面には下部電極３
７が、そして一側面には側面電極４０がそれぞれ配置さ
れており、前記駆動部３０ａとの相互作用による静電力
によりマイクロミラー３０を駆動させる。言い換えれ
ば、前記下部電極３７と前記駆動部３０ａとの間に静電
力が働いて前記マイクロミラー３０が下方に回動し、あ
る程度回動した後には前記駆動部３０ａと前記側面電極
４０との間に静電力が働いて連続的に回動することによ
り直立する。
【０００５】前記マイクロミラー３０はトーションバー
２５により弾性支持されて回動自在になっており、静電
駆動力が解除された後には前記トーションバー２５の復
元力によりマイクロミラー３０が水平状態に戻る。ここ
で、前記マイクロミラー３０には静電力が働く電極面が
全体に亘って設けられているため、電圧が印加されれ
ば、前記駆動部３０ａと下部電極３７及び側面電極４０
の間だけではなく、前記反射部３０ｂと下部電極３７及
び側面電極４０の間でも静電力が働く。反射部３０ｂと
側面電極４０及び下部電極３７の間の距離が駆動部３０
ａと側面電極４０及び下部電極３７の間の距離よりも長
いが、前記基板１５がシリコン基板であり、シリコンの
誘電率が空気よりも約１０以上高いため、反射部３０ｂ
と側面電極４０及び下部電極３７の間の静電力も相当大
きい。
２５により弾性支持されて回動自在になっており、静電
駆動力が解除された後には前記トーションバー２５の復
元力によりマイクロミラー３０が水平状態に戻る。ここ
で、前記マイクロミラー３０には静電力が働く電極面が
全体に亘って設けられているため、電圧が印加されれ
ば、前記駆動部３０ａと下部電極３７及び側面電極４０
の間だけではなく、前記反射部３０ｂと下部電極３７及
び側面電極４０の間でも静電力が働く。反射部３０ｂと
側面電極４０及び下部電極３７の間の距離が駆動部３０
ａと側面電極４０及び下部電極３７の間の距離よりも長
いが、前記基板１５がシリコン基板であり、シリコンの
誘電率が空気よりも約１０以上高いため、反射部３０ｂ
と側面電極４０及び下部電極３７の間の静電力も相当大
きい。
【０００６】したがって、前記駆動部３０ａと側面電極
４０及び下部電極３７の間の静電力をｆ１とし、前記反
射部３０ｂと側面電極４０及び下部電極３７の間の静電
力をｆ２としたとき、前記マイクロミラー３０を駆動さ
せるのに寄与する実質的な静電力ｆ３はｆ１−ｆ２とな
る。すなわち、前記マイクロミラー３０が駆動部３０ａ
により駆動される時、前記反射部３０ｂと側面電極４０
及び下部電極３７との相互作用による静電力はマイクロ
ミラー３０の全体的な駆動力に逆方向に働き、これによ
り、前記駆動部３０ａによる駆動力が抑えられる。この
ため、前記マイクロミラー３０を駆動させるのに必要な
駆動電圧が増大され、前記反射部３０ｂによる反対静電
力によりマイクロミラー３０が正確に垂直に直立するよ
うに制御し難いという問題点がある。
４０及び下部電極３７の間の静電力をｆ１とし、前記反
射部３０ｂと側面電極４０及び下部電極３７の間の静電
力をｆ２としたとき、前記マイクロミラー３０を駆動さ
せるのに寄与する実質的な静電力ｆ３はｆ１−ｆ２とな
る。すなわち、前記マイクロミラー３０が駆動部３０ａ
により駆動される時、前記反射部３０ｂと側面電極４０
及び下部電極３７との相互作用による静電力はマイクロ
ミラー３０の全体的な駆動力に逆方向に働き、これによ
り、前記駆動部３０ａによる駆動力が抑えられる。この
ため、前記マイクロミラー３０を駆動させるのに必要な
駆動電圧が増大され、前記反射部３０ｂによる反対静電
力によりマイクロミラー３０が正確に垂直に直立するよ
うに制御し難いという問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、マイクロミラー
の駆動力を妨げる静電力が発生しないように遮へい電極
を備えて、少ない駆動力で正確に直立するマイクロミラ
ーを駆動できるようにしたマイクロミラーアクチュエー
タを提供することである。
みてなされたものであり、その目的は、マイクロミラー
の駆動力を妨げる静電力が発生しないように遮へい電極
を備えて、少ない駆動力で正確に直立するマイクロミラ
ーを駆動できるようにしたマイクロミラーアクチュエー
タを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によるうマイクロミラーアクチュエータは、
基板と、少なくとも一つ以上の電極が形成されたトレン
チと、前記トレンチの両側に設けられた支持ポストと、
前記支持ポストにより支持されたトーションバーと、水
平の状態である時に前記トレンチに対向する駆動部、及
び前記トーションバーを中心として弾力的に回動して光
信号を反射する反射部を具備したマイクロミラーと、前
記マイクロミラーが水平状態である時に前記反射部に対
向するように前記基板上に設けられ、前記反射部と前記
少なくとも一つ以上の電極との間に生じる静電力を遮断
する遮へい電極とを含むことを特徴とする。
に、本発明によるうマイクロミラーアクチュエータは、
基板と、少なくとも一つ以上の電極が形成されたトレン
チと、前記トレンチの両側に設けられた支持ポストと、
前記支持ポストにより支持されたトーションバーと、水
平の状態である時に前記トレンチに対向する駆動部、及
び前記トーションバーを中心として弾力的に回動して光
信号を反射する反射部を具備したマイクロミラーと、前
記マイクロミラーが水平状態である時に前記反射部に対
向するように前記基板上に設けられ、前記反射部と前記
少なくとも一つ以上の電極との間に生じる静電力を遮断
する遮へい電極とを含むことを特徴とする。
【０００９】また、前記遮へい電極は、前記反射部と等
電位面を有するように形成される。また、前記マイクロ
ミラーは、前記反射部の所定部位に穴が形成されてい
る。前記目的を達成するために、本発明によるマイクロ
ミラーアクチュエータの製造方法は、基板にトレンチ対
応パターンを形成する段階と、前記基板上に絶縁膜及び
金属膜を順次蒸着し、この金属膜をエッチングして前記
トレンチ対応パターンに下部電極及び側面電極を形成
し、前記トレンチ対応パターンの外部に遮へい電極を形
成する段階と、前記トレンチ対応パターンを含む基板上
に所定厚さで犠牲層を塗布する段階と、前記犠牲層をエ
ッチングして支持ポスト対応ホールを形成する段階と、
前記犠牲層上に金属膜を塗布し、マイクロミラー、トー
ションバー及び支持ポストをパターニングする段階と、
前記犠牲層を除去してマイクロミラー、トーションバー
及び支持ポストを形成する段階とを含むことを特徴とす
る。
電位面を有するように形成される。また、前記マイクロ
ミラーは、前記反射部の所定部位に穴が形成されてい
る。前記目的を達成するために、本発明によるマイクロ
ミラーアクチュエータの製造方法は、基板にトレンチ対
応パターンを形成する段階と、前記基板上に絶縁膜及び
金属膜を順次蒸着し、この金属膜をエッチングして前記
トレンチ対応パターンに下部電極及び側面電極を形成
し、前記トレンチ対応パターンの外部に遮へい電極を形
成する段階と、前記トレンチ対応パターンを含む基板上
に所定厚さで犠牲層を塗布する段階と、前記犠牲層をエ
ッチングして支持ポスト対応ホールを形成する段階と、
前記犠牲層上に金属膜を塗布し、マイクロミラー、トー
ションバー及び支持ポストをパターニングする段階と、
前記犠牲層を除去してマイクロミラー、トーションバー
及び支持ポストを形成する段階とを含むことを特徴とす
る。
【００１０】また、前記犠牲層を塗布する段階におい
て、前記基板上にフォトレジストを塗布し、化学機械的
なポリシング工程により前記フォトレジストを平坦化さ
せる段階をさらに含むように構成できる。また、前記犠
牲層を塗布する段階において、前記基板上に第１フォト
レジストを塗布し、エッチング工程を通じて前記トレン
チ対応パターンよりも広くフォトレジストパターンを形
成する段階と、前記フォトレジストパターンを高温でフ
ローさせながらハードベークする段階と、前記フォトレ
ジストパターンをアッシングする段階と、前記フォトレ
ジストパターンを含む基板上に所定厚さで第２フォトレ
ジストを塗布する段階とをさらに含むように構成でき
る。
て、前記基板上にフォトレジストを塗布し、化学機械的
なポリシング工程により前記フォトレジストを平坦化さ
せる段階をさらに含むように構成できる。また、前記犠
牲層を塗布する段階において、前記基板上に第１フォト
レジストを塗布し、エッチング工程を通じて前記トレン
チ対応パターンよりも広くフォトレジストパターンを形
成する段階と、前記フォトレジストパターンを高温でフ
ローさせながらハードベークする段階と、前記フォトレ
ジストパターンをアッシングする段階と、前記フォトレ
ジストパターンを含む基板上に所定厚さで第２フォトレ
ジストを塗布する段階とをさらに含むように構成でき
る。
【００１１】また、前記犠牲層を塗布する段階におい
て、前記トレンチ対応パターンが中空状態で残るように
基板上にフィルム型有機膜をラミネートする段階をさら
に含むように構成できる。
て、前記トレンチ対応パターンが中空状態で残るように
基板上にフィルム型有機膜をラミネートする段階をさら
に含むように構成できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき、本
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。図４
及び図５を参照すれば、本発明によるマイクロミラーア
クチュエータは、基板１００と、基板１００上に形成さ
れたトレンチ１１０と、前記トレンチ１１０の両側に形
成された一対の支持ポスト１１５と、光源（図示せず）
からの光信号を反射または通過させるように回動自在に
設けられたマイクロミラー１２０と、前記支持ポスト１
１５により支持され、前記マイクロミラー１２０を弾力
的に回動させるように結合されたトーションバー１２５
と、前記マイクロミラー１２０が水平状態である時に前
記マイクロミラー１２０の一部に面するように配置され
た遮へい電極１３０とを含んでなる。
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。図４
及び図５を参照すれば、本発明によるマイクロミラーア
クチュエータは、基板１００と、基板１００上に形成さ
れたトレンチ１１０と、前記トレンチ１１０の両側に形
成された一対の支持ポスト１１５と、光源（図示せず）
からの光信号を反射または通過させるように回動自在に
設けられたマイクロミラー１２０と、前記支持ポスト１
１５により支持され、前記マイクロミラー１２０を弾力
的に回動させるように結合されたトーションバー１２５
と、前記マイクロミラー１２０が水平状態である時に前
記マイクロミラー１２０の一部に面するように配置され
た遮へい電極１３０とを含んでなる。
【００１３】前記トレンチ１１０には、前記マイクロミ
ラー１２０を駆動させるための少なくとも一つ以上の電
極が設けられる。例えば、前記トレンチ１１０の底面に
下部電極１１２が、そして一側壁に側面電極１１３が設
けられうる。また、前記マイクロミラー１２０は静電力
により回動自在となっており、水平状態である時に前記
下部電極１１２に面する駆動部１２０ａと、光信号を反
射させる反射部１２０ｂとを含む。前記マイクロミラー
１２０は光信号を反射させると共に、電極としての役割
もする。したがって、前記駆動部１２０ａは前記下部電
極１１２との相互作用により静電力を発生させ、この静
電力により前記駆動部１２０ａが前記下部電極１１２側
に引っ張られる。その結果、前記マイクロミラー１２０
が前記トーションバー１２５を中心として回動する。そ
して、前記マイクロミラー１２０は前記駆動部１２０ａ
と前記側面電極１１３との相互作用により継続して回動
されて直立する。
ラー１２０を駆動させるための少なくとも一つ以上の電
極が設けられる。例えば、前記トレンチ１１０の底面に
下部電極１１２が、そして一側壁に側面電極１１３が設
けられうる。また、前記マイクロミラー１２０は静電力
により回動自在となっており、水平状態である時に前記
下部電極１１２に面する駆動部１２０ａと、光信号を反
射させる反射部１２０ｂとを含む。前記マイクロミラー
１２０は光信号を反射させると共に、電極としての役割
もする。したがって、前記駆動部１２０ａは前記下部電
極１１２との相互作用により静電力を発生させ、この静
電力により前記駆動部１２０ａが前記下部電極１１２側
に引っ張られる。その結果、前記マイクロミラー１２０
が前記トーションバー１２５を中心として回動する。そ
して、前記マイクロミラー１２０は前記駆動部１２０ａ
と前記側面電極１１３との相互作用により継続して回動
されて直立する。
【００１４】望ましくは、前記マイクロミラー１２０
は、前記駆動部１２０ａの回動ストロークを減らすため
に、その駆動部１２０ａ及び反射部１２０ｂを非対称的
に形成する。すなわち、図４に示されたように、前記駆
動部１２０ａの長さをＬaとし、反射部１２０ｂの長さ
をＬbとしたとき、前記駆動部１２０ａを反射部１２０
ｂよりも短く形成する。また、前記駆動部１２０ａの幅
をＷaとし、反射部１２０ｂの幅をＷbとした時、前記駆
動部１２０ａの幅Ｗaを反射部１２０ｂの幅Ｗbよりも広
く形成する。これにより、前記マイクロミラー１２０が
回動される時に前記駆動部１２０ａの回動ストロークが
減り、その結果、駆動電圧が減る。また、前記駆動部１
２０ａを反射部１２０ｂよりも短く形成することにより
生じる前記駆動部１２０ａと反射部１２０ｂとの間の不
均衡は、前述した幅Ｗa、Ｗbを適切に調節することによ
り補完することができる。
は、前記駆動部１２０ａの回動ストロークを減らすため
に、その駆動部１２０ａ及び反射部１２０ｂを非対称的
に形成する。すなわち、図４に示されたように、前記駆
動部１２０ａの長さをＬaとし、反射部１２０ｂの長さ
をＬbとしたとき、前記駆動部１２０ａを反射部１２０
ｂよりも短く形成する。また、前記駆動部１２０ａの幅
をＷaとし、反射部１２０ｂの幅をＷbとした時、前記駆
動部１２０ａの幅Ｗaを反射部１２０ｂの幅Ｗbよりも広
く形成する。これにより、前記マイクロミラー１２０が
回動される時に前記駆動部１２０ａの回動ストロークが
減り、その結果、駆動電圧が減る。また、前記駆動部１
２０ａを反射部１２０ｂよりも短く形成することにより
生じる前記駆動部１２０ａと反射部１２０ｂとの間の不
均衡は、前述した幅Ｗa、Ｗbを適切に調節することによ
り補完することができる。
【００１５】一方、前記マイクロミラー１２０が直立す
る時には、前記トレンチ１１０の側壁に前記駆動部１２
０ａが密着されて支持されるので、直立が正確に維持さ
れるという利点がある。前記遮へい電極１３０は、前記
マイクロミラー１２０が水平状態である時に前記反射部
１２０ｂに面する基板１００上に設けられる。すなわ
ち、前記遮へい電極１３０は前記反射部１２０ｂと前記
下部電極１１２または側面電極１１３との間に静電力が
生じうる通路上に設けられて、これらの間に静電力が生
じることを防止する。
る時には、前記トレンチ１１０の側壁に前記駆動部１２
０ａが密着されて支持されるので、直立が正確に維持さ
れるという利点がある。前記遮へい電極１３０は、前記
マイクロミラー１２０が水平状態である時に前記反射部
１２０ｂに面する基板１００上に設けられる。すなわ
ち、前記遮へい電極１３０は前記反射部１２０ｂと前記
下部電極１１２または側面電極１１３との間に静電力が
生じうる通路上に設けられて、これらの間に静電力が生
じることを防止する。
【００１６】例えば、前記遮へい電極１３０に前記反射
部１２０ｂと等電位面になるように電圧を印加して、前
記反射部１２０ｂと前記下部電極１１２または側面電極
１１３との間に静電引力が働かないようにできる。これ
により、前記反射部１２０ｂと前記側面電極１１３また
は下部電極１１２との相互作用により生じる反対静電力
により前記駆動部１２０ａと側面電極１１３または下部
電極１１２との間の静電力が減衰されることが防止され
る。
部１２０ｂと等電位面になるように電圧を印加して、前
記反射部１２０ｂと前記下部電極１１２または側面電極
１１３との間に静電引力が働かないようにできる。これ
により、前記反射部１２０ｂと前記側面電極１１３また
は下部電極１１２との相互作用により生じる反対静電力
により前記駆動部１２０ａと側面電極１１３または下部
電極１１２との間の静電力が減衰されることが防止され
る。
【００１７】さらに、望ましくは、駆動部１２０ａの駆
動力に反対となる静電力の影響を最小化するために、前
記マイクロミラー１２０の所定の位置に穴１３５を形成
する。この穴１３５は、前記遮へい電極１３０により完
全に遮へいできない静電力の発生を抑えることにより、
前記駆動部１２０ａの作用力を極大化させる。この時、
望ましくは、この穴１３５は、前記遮へい電極１３０に
より静電力が遮へいされない領域、そして前記駆動部１
２０ａによる静電力の発生には影響を及ぼさない領域に
形成される。前記反射部１２０ｂと前記側面電極１１３
または下部電極１１２との間の相互作用により生じる静
電力が前記遮へい電極１３０により完全に遮断できず、
前記駆動部１２０ａの静電力に対して反対方向に働く場
合がありうる。このように、前記反射部１２０ｂで前記
遮へい電極１３０により遮断できずに静電力が生じる所
定の領域に穴１３５を形成して、望ましくない静電力が
発生しないようにする。
動力に反対となる静電力の影響を最小化するために、前
記マイクロミラー１２０の所定の位置に穴１３５を形成
する。この穴１３５は、前記遮へい電極１３０により完
全に遮へいできない静電力の発生を抑えることにより、
前記駆動部１２０ａの作用力を極大化させる。この時、
望ましくは、この穴１３５は、前記遮へい電極１３０に
より静電力が遮へいされない領域、そして前記駆動部１
２０ａによる静電力の発生には影響を及ぼさない領域に
形成される。前記反射部１２０ｂと前記側面電極１１３
または下部電極１１２との間の相互作用により生じる静
電力が前記遮へい電極１３０により完全に遮断できず、
前記駆動部１２０ａの静電力に対して反対方向に働く場
合がありうる。このように、前記反射部１２０ｂで前記
遮へい電極１３０により遮断できずに静電力が生じる所
定の領域に穴１３５を形成して、望ましくない静電力が
発生しないようにする。
【００１８】また、前記穴１３５は、前記反射部１２０
ｂで光信号が反射される領域を外れた所に形成しなけれ
ばならない。これにより、前記駆動部１２０ａの静電力
に反対となる静電気の発生を前記遮へい電極１３０によ
り一次的に防止し、これを前記穴１３５により一層完全
に防止することにより、前記駆動部１２０ａの静電気力
を効率よく確保できると共に、マイクロミラー１２０の
駆動を正確に制御できる。
ｂで光信号が反射される領域を外れた所に形成しなけれ
ばならない。これにより、前記駆動部１２０ａの静電力
に反対となる静電気の発生を前記遮へい電極１３０によ
り一次的に防止し、これを前記穴１３５により一層完全
に防止することにより、前記駆動部１２０ａの静電気力
を効率よく確保できると共に、マイクロミラー１２０の
駆動を正確に制御できる。
【００１９】以下、本発明によるマイクロミラーアクチ
ュエータの製造方法について詳細に説明する。図６Ａ及
び図６Ｂに示すように、基板１４０上にフォトレジスト
１４３を塗布し、写真エッチング工程によりトレンチ対
応パターン１４５を形成した後に前記フォトレジスト１
４３を除去する。ここで、前記基板１４０にフォトレジ
スト１４３を塗布する前に絶縁膜（図示せず）を蒸着し
ても良い。
ュエータの製造方法について詳細に説明する。図６Ａ及
び図６Ｂに示すように、基板１４０上にフォトレジスト
１４３を塗布し、写真エッチング工程によりトレンチ対
応パターン１４５を形成した後に前記フォトレジスト１
４３を除去する。ここで、前記基板１４０にフォトレジ
スト１４３を塗布する前に絶縁膜（図示せず）を蒸着し
ても良い。
【００２０】そして、図６Ｃに示すように、前記トレン
チ対応パターン１４５を含む前記基板１４０上に絶縁膜
１４７及び金属膜１５０を蒸着した後に、図６Ｄに示す
ように、写真エッチング工程を通じて遮へい電極１５
１、側面電極１５２及び下部電極１５３を形成する。前
記遮へい電極１５１をパターニングする前に、前記側面
電極１５２及び下部電極１５３とマイクロミラーとの間
に望ましくない静電力が発生しないように、まず、遮へ
い電極１５１を形成する領域の範囲を定めなければなら
ない。次に、前記遮へい電極１５１、側面電極１５２及
び下部電極１５３が形成された基板１４０上に絶縁膜
（図示せず）を蒸着する。次に、この絶縁膜の上に所定
厚さの犠牲層（図示せず）を塗布する。
チ対応パターン１４５を含む前記基板１４０上に絶縁膜
１４７及び金属膜１５０を蒸着した後に、図６Ｄに示す
ように、写真エッチング工程を通じて遮へい電極１５
１、側面電極１５２及び下部電極１５３を形成する。前
記遮へい電極１５１をパターニングする前に、前記側面
電極１５２及び下部電極１５３とマイクロミラーとの間
に望ましくない静電力が発生しないように、まず、遮へ
い電極１５１を形成する領域の範囲を定めなければなら
ない。次に、前記遮へい電極１５１、側面電極１５２及
び下部電極１５３が形成された基板１４０上に絶縁膜
（図示せず）を蒸着する。次に、この絶縁膜の上に所定
厚さの犠牲層（図示せず）を塗布する。
【００２１】図６Ｆに示すように、前記犠牲層を塗布す
るに当たって、常用化したフィルム型の有機膜１５５に
所定の温度及び圧力を加えてラミネートを行う段階を含
む。前記有機膜１５５の厚さは、後に形成されるマイク
ロミラーと電極との距離により決まる。マイクロミラー
と電極との距離が短いほど同一の電圧で大きい静電力が
得られるので、前記有機膜１５５を薄くすることが望ま
しい。この時、前記有機膜１５５は、主としてポリイミ
ド系材質のものを使って薄く形成することもでき、ある
いは厚い有機膜をラミネートした後、ドライエッチング
により薄くすることもできる。
るに当たって、常用化したフィルム型の有機膜１５５に
所定の温度及び圧力を加えてラミネートを行う段階を含
む。前記有機膜１５５の厚さは、後に形成されるマイク
ロミラーと電極との距離により決まる。マイクロミラー
と電極との距離が短いほど同一の電圧で大きい静電力が
得られるので、前記有機膜１５５を薄くすることが望ま
しい。この時、前記有機膜１５５は、主としてポリイミ
ド系材質のものを使って薄く形成することもでき、ある
いは厚い有機膜をラミネートした後、ドライエッチング
により薄くすることもできる。
【００２２】犠牲層を塗布する他の方法として、図７Ａ
及び図７Ｂに示すように、電極１５１、１５２、１５３
を含む基板１４０上にフォトレジスト１５６を塗布する
方法が挙げられる。ここで、前記フォトレジスト１５６
は、クッション現象によりトレンチ対応パターン１４５
で若干へこみうる。したがって、これを考慮して、前記
フォトレジスト１５６の断面形状が全体的に基板１４０
表面よりも高くなるようにする。そして、前記フォトレ
ジスト１５６を化学機械的なポリシング（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭ
Ｐ）工程またはフォトレジスト平坦化工程により平坦化
する。平坦化のための方法として、前記基板上に第１フ
ォトレジストを塗布し、エッチング工程によりフォトレ
ジストパターンを前記トレンチ対応パターン１４５より
も広く形成した後、前記フォトレジストパターンを高温
でフローさせながらハードベークする方法が挙げられ
る。次に、前記フォトレジストパターンをアッシング
し、前記フォトレジストパターンを含む基板上に第２フ
ォトレジストを所定の厚さで塗布する。
及び図７Ｂに示すように、電極１５１、１５２、１５３
を含む基板１４０上にフォトレジスト１５６を塗布する
方法が挙げられる。ここで、前記フォトレジスト１５６
は、クッション現象によりトレンチ対応パターン１４５
で若干へこみうる。したがって、これを考慮して、前記
フォトレジスト１５６の断面形状が全体的に基板１４０
表面よりも高くなるようにする。そして、前記フォトレ
ジスト１５６を化学機械的なポリシング（Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭ
Ｐ）工程またはフォトレジスト平坦化工程により平坦化
する。平坦化のための方法として、前記基板上に第１フ
ォトレジストを塗布し、エッチング工程によりフォトレ
ジストパターンを前記トレンチ対応パターン１４５より
も広く形成した後、前記フォトレジストパターンを高温
でフローさせながらハードベークする方法が挙げられ
る。次に、前記フォトレジストパターンをアッシング
し、前記フォトレジストパターンを含む基板上に第２フ
ォトレジストを所定の厚さで塗布する。
【００２３】図８Ａないし図８Ｃは、図４のＶ−Ｖ線断
面図である。図８Ａに示すように、前記犠牲層１５５、
１５６を形成した後、支持ポスト用ホール１６４をパタ
ーニングする。 次に、図６Ｆ及び図８Ｂに示すよう
に、前記犠牲層１５５、１５６上に金属膜１５７を蒸着
し、エッチング工程を通じてマイクロミラー１６０及び
トーションバー１６５をパターニングする。この時、前
記マイクロミラー１６０の所定領域に静電力発生防止用
穴１６２を合わせてパターニングする。次に、前記マイ
クロミラー１６０の下方にある犠牲層１５５、１５６を
除去する。この時、等方性ドライエッチング工程が用い
られる。
面図である。図８Ａに示すように、前記犠牲層１５５、
１５６を形成した後、支持ポスト用ホール１６４をパタ
ーニングする。 次に、図６Ｆ及び図８Ｂに示すよう
に、前記犠牲層１５５、１５６上に金属膜１５７を蒸着
し、エッチング工程を通じてマイクロミラー１６０及び
トーションバー１６５をパターニングする。この時、前
記マイクロミラー１６０の所定領域に静電力発生防止用
穴１６２を合わせてパターニングする。次に、前記マイ
クロミラー１６０の下方にある犠牲層１５５、１５６を
除去する。この時、等方性ドライエッチング工程が用い
られる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるマイク
ロミラーアクチュエータ及びその製造方法は、前記マイ
クロミラーの駆動部の駆動力に反対となる静電力が発生
しないように遮へい電極を備えることにより、少ない駆
動力でマイクロミラーを正確に直立させることができ
る。また、マイクロミラーを駆動するに当たって反対方
向に働く静電力を考慮しなくても良いので、マイクロミ
ラーが制御し易いという利点がある。
ロミラーアクチュエータ及びその製造方法は、前記マイ
クロミラーの駆動部の駆動力に反対となる静電力が発生
しないように遮へい電極を備えることにより、少ない駆
動力でマイクロミラーを正確に直立させることができ
る。また、マイクロミラーを駆動するに当たって反対方
向に働く静電力を考慮しなくても良いので、マイクロミ
ラーが制御し易いという利点がある。
【図１】複数個のマイクロミラーがマトリックス状に配
列された構造を示した図である。
列された構造を示した図である。
【図２】従来のマイクロミラーアクチュエータの斜視図
である。
である。
【図３】図２のII−II線断面図である。
【図４】本発明によるマイクロミラーアクチュエータの
斜視図である。
斜視図である。
【図５】図４のIV−IV線断面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図６Ｅ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図６Ｆ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図６Ｇ】本発明の一実施形態によるマイクロミラーア
クチュエータの製造工程別の断面図である。
クチュエータの製造工程別の断面図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態によるマイクロミラー
アクチュエータの製造工程別の断面図である。
アクチュエータの製造工程別の断面図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施形態によるマイクロミラー
アクチュエータの製造工程別の断面図である。
アクチュエータの製造工程別の断面図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態によるマイクロアクチュエ
ータの製造工程のうち図４のＶ−Ｖ線断面図である。
ータの製造工程のうち図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態によるマイクロアクチュエ
ータの製造工程のうち図４のＶ−Ｖ線断面図である。
ータの製造工程のうち図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図８Ｃ】本発明の実施形態によるマイクロアクチュエ
ータの製造工程のうち図４のＶ−Ｖ線断面図である。
ータの製造工程のうち図４のＶ−Ｖ線断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲ベ▼ 紀 ▲ドク▼ 大韓民国京畿道龍仁市水枝邑1003−８番地 東星２次アパート103棟1103号 Ｆターム(参考） 2H041 AA14 AA15 AA16 AA17 AB14 AC06 AZ02 AZ05 AZ08
Claims (11)
- 【請求項１】基板と、 少なくとも一つ以上の電極が形成されたトレンチと、 前記トレンチの両側に設けられた支持ポストと、 前記支持ポストにより支持されたトーションバーと、 水平の状態である時に前記トレンチに対向する駆動部、
及び前記トーションバーを中心として弾力的に回動して
光信号を反射する反射部を具備したマイクロミラーと、 前記マイクロミラーが水平状態である時に前記反射部に
対向するように前記基板上に設けられ、前記反射部と前
記少なくとも一つ以上の電極との間に生じる静電力を遮
断する遮へい電極とを含むことを特徴とするマイクロミ
ラーアクチュエータ。 - 【請求項２】前記遮へい電極は、 前記反射部と等電位面を有するように形成されたことを
特徴とする請求項１に記載のマイクロミラーアクチュエ
ータ。 - 【請求項３】前記マイクロミラーは、 前記反射部の所定部位に穴が形成されていることを特徴
とする請求項１または２に記載のマイクロミラーアクチ
ュエータ。 - 【請求項４】前記少なくとも一つ以上の電極は、 前記トレンチの底面及び／または一側壁に形成されてい
ることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ
ミラーアクチュエータ。 - 【請求項５】前記マイクロミラーは、 前記駆動部が反射部よりも短く、かつ非対称的に形成さ
れたことを特徴とする請求項１または２に記載のマイク
ロミラーアクチュエータ。 - 【請求項６】前記マイクロミラーは、 前記駆動部が反射部よりも広く形成されたことを特徴と
する請求項１または５に記載のマイクロミラーアクチュ
エータ。 - 【請求項７】基板にトレンチ対応パターンを形成する段
階と、 前記基板上に絶縁膜及び金属膜を順次蒸着し、この金属
膜をエッチングして前記トレンチ対応パターンに下部電
極及び側面電極を形成し、前記トレンチ対応パターンの
外部に遮へい電極を形成する段階と、 前記トレンチ対応パターンを含む基板上に所定厚さで犠
牲層を塗布する段階と、前記犠牲層に支持ポスト対応ホ
ールをエッチングする段階と、 前記犠牲層上に金属膜を塗布し、マイクロミラー、トー
ションバー及び支持ポスト対応領域をパターニングする
段階と、 前記犠牲層を除去してマイクロミラー、トーションバー
及び支持ポストを形成する段階とを含むことを特徴とす
るマイクロミラーアクチュエータの製造方法。 - 【請求項８】前記犠牲層を塗布する段階において、 前記基板上にフォトレジストを塗布し、化学機械的なポ
リシング工程により前記フォトレジストを平坦化させる
段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のマ
イクロミラーアクチュエータの製造方法。 - 【請求項９】前記犠牲層を塗布する段階において、 前記基板上に第１フォトレジストを塗布し、エッチング
工程を通じて前記トレンチ対応パターンよりも広くフォ
トレジストパターンを形成する段階と、 前記フォトレジストパターンを高温でフローさせながら
ハードベークする段階と、 前記フォトレジストパターンをアッシングする段階と、 前記フォトレジストパターンを含む基板上に所定厚さで
第２フォトレジストを塗布する段階とをさらに含むこと
を特徴とする請求項７に記載のマイクロミラーアクチュ
エーターの製造方法。 - 【請求項１０】前記犠牲層を塗布する段階において、 前記トレンチ対応パターンが中空状態で残るように基板
上にフィルム型有機膜をラミネートする段階をさらに含
むことを特徴とする請求項７に記載のマイクロミラーア
クチュエータの製造方法。 - 【請求項１１】前記金属膜にマイクロミラーをパターニ
ングする段階において、 前記マイクロミラーの所定領域にエッチング工程を通じ
て静電力発生防止用穴を形成する段階をさらに含むこと
を特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載
のマイクロミラーアクチュエータの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0025984A KR100400223B1 (ko) | 2001-05-12 | 2001-05-12 | 마이크로미러 액튜에이터 |
| KR2001-25984 | 2001-05-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001378790A Expired - Fee Related JP3510614B2 (ja) | 2001-05-12 | 2001-12-12 | マイクロミラーアクチュエータ |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3510614B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
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| US7177065B2 (en) * | 2002-01-09 | 2007-02-13 | Nikon Corporation | Optical element, thin film structure, optical switch, and method of manufacturing optical element |
| US7110635B2 (en) * | 2002-05-28 | 2006-09-19 | Jds Uniphase Inc. | Electrical x-talk shield for MEMS micromirrors |
| KR100464320B1 (ko) * | 2002-11-19 | 2004-12-31 | 삼성전자주식회사 | 마이크로미러 액츄에이터 및 그 제조방법 |
| AU2003208624A1 (en) * | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Intellimicrons Co., Ltd. | Scanning mirror with 2 degrees of freedom and manufacturing method thereof |
| US7432788B2 (en) * | 2003-06-27 | 2008-10-07 | Memscap, Inc. | Microelectromechanical magnetic switches having rotors that rotate into a recess in a substrate |
| US7193492B2 (en) * | 2004-09-29 | 2007-03-20 | Lucent Technologies Inc. | Monolithic MEMS device having a balanced cantilever plate |
| WO2009107835A1 (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | 日本電信電話株式会社 | Ｍｅｍｓデバイスとその製造方法 |
| CN113985599B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-01-16 | 无锡微文半导体科技有限公司 | 透射式光开关、照明装置及电子设备 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06230295A (ja) * | 1993-02-03 | 1994-08-19 | Canon Inc | 光偏向器、その作製方法、および光偏向器を用いた表示装置 |
| US5629794A (en) * | 1995-05-31 | 1997-05-13 | Texas Instruments Incorporated | Spatial light modulator having an analog beam for steering light |
| JP2001004952A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-12 | Victor Co Of Japan Ltd | 光偏向子 |
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| JP4366778B2 (ja) * | 1999-09-02 | 2009-11-18 | ソニー株式会社 | マイクロミラーの製造方法 |
| US6519075B2 (en) * | 2000-11-03 | 2003-02-11 | Agere Systems Inc. | Packaged MEMS device and method for making the same |
| US6791742B2 (en) * | 2001-07-30 | 2004-09-14 | Glimmerglass Networks, Inc. | MEMS structure with raised electrodes |
-
2001
- 2001-05-12 KR KR10-2001-0025984A patent/KR100400223B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-12-12 JP JP2001378790A patent/JP3510614B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-17 US US10/015,953 patent/US6947197B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|
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| US20040246558A1 (en) | 2004-12-09 |
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