JP2008100342A - マイクロアクチュエータのコイル製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロアクチュエータのコイル製造方法を提供する。
【解決手段】基板１００を準備する工程、基板１００の上側にコイルを形成するための複数のトレンチ１１２を形成する工程、基板１００の上側の複数のトレンチ１１２を除いた残余部分を遮蔽剤１２０で覆う工程、複数のトレンチ１１２に導電性物質１３０を電気メッキする工程、及び基板１００上にパッシベーション層を形成する工程を含むマイクロアクチュエータのコイル製造方法である。これにより、ウェーハの反りを最小化してコイルの断面積の変化を減らすことによって、コイル駆動に印加される駆動電流及び消費電力を減少させうる。
【選択図】図２Ｄ

Description

本発明は、電磁気方式のマイクロアクチュエータのコイル製造方法に関する。

大型ディスプレイ装置でレーザビームを偏向させるマイクロアクチュエータとして使われる電磁気効果を利用するスキャナーは、少なくとも一つ以上の永久磁石、可動板、及び可動板に設けられて光路を変更させるミラーを備える。可動板には、電流が印加されるコイルが設けられている。したがって、コイルに電流を印加することによって発生する電気力と、永久磁石によって形成される磁気力とが相互作用しつつ、可動板が回動し、ミラーの角度が調整される。

コイルは、半導体工程を利用して、一つのウェーハ上に複数個を形成する方式で量産している。コイルは、一般的に、基板にコイルを形成する部分をトレンチし、トレンチされた部分に金属を蒸着した後に、基板の上面をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）工程を利用して除去する方式を利用して形成する。

図１は、従来のコイルを形成するために基板をトレンチし、トレンチされた部分に導電性金属を蒸着したウェーハを示す縦断面図である。

図１を参照すれば、ウェーハ１０上に複数のコイル１１を形成するために、トレンチした後に、その上に導電性金属１２を蒸着する。ウェーハ１０は、それ自体だけでも所定の反りが発生し、図１のように、その上に導電性金属１２を蒸着する場合には、その重さによって反り（δ）がさらに発生する。したがって、ウェーハ１０のエッジ部に最大の反りが発生し、中間部は、相対的に反りが少なく発生する。

このような状態で、ＣＭＰ工程を利用して、ウェーハ１０上に蒸着された導電性金属１２を除去すると、ウェーハ１０の反りによって、ウェーハ１０のエッジ部では、導電性金属１２だけでなく、コイル１１の一部も除去される。

したがって、従来のコイルを形成する方法では、ウェーハ１０のエッジ部に形成されたコイル１１は、その断面積に変化が発生し、このような断面積の変化は、駆動電流の増加をもたらして、消費電力が増加するという問題点があった。

本発明は、前記問題点を勘案したものであって、半導体工程を利用してコイルの製造時にウェーハの反りを最小化することによって、ＣＭＰ工程時にコイルのオーバー切削を減らせる電磁気方式のマイクロアクチュエータのコイル製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の電磁気方式のマイクロアクチュエータのコイル製造方法は、（ａ）基板を準備する工程と、（ｂ）前記基板の上側にコイルを形成するための複数のトレンチを形成する工程と、（ｃ）前記基板の上側の前記複数のトレンチを除いた残余部分を遮蔽剤で覆う工程と、（ｄ）前記複数のトレンチに導電性物質を電気メッキする工程と、（ｅ）前記基板上にパッシベーション層を形成する工程と、を含む。

本発明によるマイクロアクチュエータのコイル製造方法は、コイルが形成される複数のトレンチは開放し、その他の部分にのみ遮蔽材を覆うことによって、ウェーハの反りを最小化してコイルの断面積の変化を減らすことによって、コイルの駆動に印加される駆動電流及び消費電力を減少させることができ、また、駆動部のバネの厚さがＣＭＰの厚さ偏差によって定義されるので、同一ウェーハ上で周波数差の発生を最小化しうる。

以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

図２Ａないし図２Ｅは、本発明によってマイクロアクチュエータのコイル製造方法を示す縦断面図であり、図２Ｆないし図２Ｋは、本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。下記で説明する製造方法は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）工程を利用して形成するものであって、公知のＭＥＭＳ工程を利用し、公知のＭＥＭＳ工程についての詳細な説明は省略する。

図２Ａを参照すれば、基板１００を準備し、基板１００上にコイルを形成する複数のトレンチ１１２（図２参照）を形成するための複数のパターン１１２ａが形成されたフォトマスク１１１を設ける。

基板１００は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハを利用しうる。ＳＯＩウェーハは、シリコン（Ｓｉ）からなる下部のハンドルウェーハである第１シリコン層１０１と、シリコン（Ｓｉ）からなる上部のデバイスウェーハである第２シリコン層１０３と、これらの間に介在されており、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）からなる絶縁層である犠牲層１０２と、で形成される。

図２Ｂを参照すれば、フォトリソグラフィ工程を通じて、フォトマスクを利用して基板１００上に複数のトレンチ１１２を形成する。そして、熱酸化工程を利用して基板１００の外周面に絶縁層１１３を１μｍの厚さに形成する。したがって、複数のトレンチ１１２の内側も絶縁層１１３で覆う。

図２Ｃ及び図２Ｄは、本発明の特徴による工程である。本発明の特徴は、複数のトレンチ１１２に導電性金属１３０を電気メッキする場合に、複数のトレンチ１１２を除外した残りの基板１００上に電気メッキされる導電性金属１３０によって、基板１００に反りが発生することを防止するために、基板１００上に導電性物質が電気メッキされる面積を減らして、基板１００の反りの発生を最小化することである。これを具現するために、導電性金属が電気メッキされる複数のトレンチ１１２を除外した基板１００の残りの部分を遮蔽剤１２０で覆い、複数のトレンチ１１２にのみ導電性金属１３０を電気メッキする。

図２Ｃを参照すれば、基板１００上に複数のトレンチ１１２を除いて、残りの部分を遮蔽剤１２０で覆う。遮蔽剤１２０は、フォトレジストであることが望ましい。したがって、複数のトレンチ１１２は、開放されており、複数のトレンチ１１２を除外した基板１００の残りの部分は、遮蔽剤１２０によって外部と遮断されている。

図２Ｄを参照すれば、遮蔽剤１２０によって覆われていない基板１００上に導電性金属１３０を電気メッキする。それにより、複数のトレンチ１１２にも導電性金属１３０が電気メッキされて充填される。すなわち、遮蔽剤１２０上には、導電性金属１３０を電気メッキせず、開放されている複数のトレンチ１１２にのみ導電性金属１３０を電気メッキする。導電性金属１３０は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）及び銅（Ｃｕ）が適用されうる。

なお、上記にかぎらず、図２Ｄの工程で、導電性金属１３０を複数のトレンチ１１２及び遮蔽剤１２０上に蒸着し、次いで、遮蔽剤１２０をエッチングすれば、遮蔽剤１２０上に覆われている導電性金属もリフトオフされて除去される。すなわち、複数のトレンチ１１２上にのみ導電性金属１３０が覆われ、ＣＭＰ工程を利用して複数のトレンチ１１２上に覆われている導電性金属１３０を除去しうる。

一方、基板１００の反りを防止するためにダマシン工程を利用しうるが、ダマシン工程は、難しい工程であるので、本願のように、遮蔽剤１２０を利用して複数のトレンチ１１２を除いて、残りの部分を遮蔽する方法を利用すれば、効率的に基板１００の反りを防止しうる。もちろん、ダマシン工程に本願の遮蔽剤１２０を共に利用することも可能である。

図２Ｅを参照すれば、ＣＭＰを利用して、基板１００の上面に形成された遮蔽剤１２０及び導電性金属１３０を除去する。このとき、基板１００の上面に形成された絶縁層１１３も除去される。その結果、基板１００には、複数のコイル１１４が形成される。

図２Ｆを参照すれば、複数のコイル１１４が形成された基板１００上に絶縁のためのパッシベーション層１４０を蒸着する。パッシベーション層１４０は、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を利用して蒸着する。

図２Ｇを参照すれば、パッシベーション層１４０を、フォトリソグラフィ工程を利用してパターニングし、電極パッド及びセンシングパッドを形成するためのパターン部１４１，１４２を形成する。

図２Ｈを参照すれば、電極パッド及びセンシングパッドを形成するためのパターン部１４１，１４２に導電性金属１５０をスパッタリングする。導電性金属１５０は、クロム（Ｃｒ）または金（Ａｕ）が適用されうる。クロム（Ｃｒ）は、７００Åの厚さに、金（Ａｕ）は、１μｍの厚さにスパッタリング法を利用して蒸着されうる。

クロム（Ｃｒ）または金（Ａｕ）を蒸着した後に、フォトリソグラフィ工程及びエッチングを利用してクロム（Ｃｒ）及び金（Ａｕ）をパターニングする。クロム（Ｃｒ）の場合には、乾式エッチングを利用し、金（Ａｕ）の場合には、湿式エッチングを利用する。

図２Ｉを参照すれば、パッシベーション層１４０上にフォトレジスト１６０を蒸着し、コーム（ｃｏｍｂ）を形成するためのホール１６１，１６２をパターニングし、基板１００の上面までエッチングしてパッシベーション層１４０の一部を除去する。

図２Ｊを参照すれば、基板１００の犠牲層１０２までエッチングして第２シリコン層１０３の一部を除去する。そして、フォトレジスト１６０を除去する。したがって、コームを形成するためのホール１６１，１６２は、パッシベーション層１４０及び第２シリコン層１０３を貫通する。

図２Ｋを参照すれば、基板１００の第１シリコン層１０１をエッチングして空間部１７０を形成する。このとき、犠牲層１０２の一部も除去されつつ、ホール１６１，１６２は、空間部１７０と連結されることによって貫通される。

本発明は、図面に示した実施形態を参照して説明されたが、それは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。

本発明は、マイクロアクチュエータのコイル関連の技術分野に適用可能である。

従来のコイルを形成するために基板をトレンチし、導電性金属を蒸着したウェーハを示す縦断面図である。 本発明によってマイクロアクチュエータのコイル製造方法を示す縦断面図である。 本発明によってマイクロアクチュエータのコイル製造方法を示す縦断面図である。 本発明によってマイクロアクチュエータのコイル製造方法を示す縦断面図である。 本発明によってマイクロアクチュエータのコイル製造方法を示す縦断面図である。 本発明によってマイクロアクチュエータのコイル製造方法を示す縦断面図である。 本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。 本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。 本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。 本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。 本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。 本発明によって製作されたコイルを適用してマイクロアクチュエータを製作する方法を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 基板、
１０１ 第１シリコン層、
１０２ 犠牲層、
１０３ 第２シリコン層、
１１３ 絶縁層、
１２０ 遮蔽剤、
１３０ 導電性金属。

Claims (7)

1. （ａ）基板を準備する工程と、
   （ｂ）前記基板の上側にコイルを形成するための複数のトレンチを形成する工程と、
   （ｃ）前記基板の上側の前記複数のトレンチを除いた残余部分を遮蔽剤で覆う工程と、
   （ｄ）前記複数のトレンチに導電性物質を電気メッキする工程と、
   （ｅ）前記基板上にパッシベーション層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするマイクロアクチュエータのコイル製造方法。
2. 前記（ｃ）工程で、
   前記遮蔽剤は、フォトレジストであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロアクチュエータのコイル製造方法。
3. 前記（ｄ）工程で、
   複数のトレンチのみに導電性物質を電気メッキすることを特徴とする請求項１に記載のマイクロアクチュエータのコイル製造方法。
4. 前記（ｄ）工程後に、
   ＣＭＰ工程を利用して、前記遮蔽剤と前記導電性物質とを除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマイクロアクチュエータのコイル製造方法。
5. 前記（ｂ）工程で、
   前記基板の外周面を熱酸化工程で絶縁層を覆うことを特徴とする請求項１に記載のマイクロアクチュエータのコイル製造方法。
6. 前記（ｂ）工程で、
   フォトマスクを利用して前記複数のトレンチを形成することを特徴とする請求項１に記載のマイクロアクチュエータのコイル製造方法。
7. 前記（ａ）工程で、
   前記基板は、ＳＯＩウェーハであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロアクチュエータのコイル製造方法。

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