KR0177239B1 - 광로 조절 장치의 평탄화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광로 조절 장치의 토폴러지를 개선시킬 수 있도록 평탄한 표면을 제공하기 위한 방법에 관한 것으로서, 복수개의 패드가 형성된 구동 기판상에 제1절연층을 형성시키는 제1단계와, 상기 제1절연층상에 제2절연층을 형성시킨 후 화학적 기계 연마 공정(CMP;chemical mechanical polishing process)을 수행하여 상기 제2절연층을 평탄화시키는 제2단계와, 상기 평탄한 제2절연층상에 제3절연층을 형성시키는 제3단계에 의해서 달성되며 이에 의해서 광로 조절 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 광로 조절 장치의 구동부가 형성되는 표면을 평탄화시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 화학적 기계 연마 공정에 의하여 표면을 평탄화시키기 위한 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광로 조절 장치는 집속된 광속의 광로를 제어 시스템으로부터 인가되는 전기적 신호에 의하여 조절시키기 위한 장치로서, 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 구동 기판(110)상에 소정 형상으로 패터닝된 희생막(130)상에 복수개의 층으로 구성된 구동부(140)를 구비하고 있으며, 추후의 공정시 상기 희생막(130)을 제거함으로서 에어갭을 형성시킨다.
이때, 제1도에 확대 도시된 바와 같이, 상기 제어 시스템으로부터 인가되는 전기적 신호를 상기 구동부(140)에 전달할 수 있도록 전기적 접점 단자로 작용하는 패드(120)가 상기 구동 기판(110)상에 복수개 형성되어 있다.
그러므로, 상기 구동 기판(110)은 평탄한 표면을 제공하지 못하며 이에 의해서 상기 희생막(130)상에 적층된 구동부(140)에 높은 단차가 발생되고 그 결과 상기 광로 조절 장치의 토폴러지(topology)가 불균일하게 되어서 광속 조절 성능을 저하시킨다.
따라서, 이러한 문제점을 해소시키기 위한 종래의 일실시예에 따르면, 상기 구동부(140)를 구성하고 있는 변형부(145)를 연마(polishing)하는 방법이 제안되었으며 이러한 방법에 의해서 광로 조절 장치의 토폴러지를 향상시킬 수 있는 반면에 상기 변형부(145)의 연마 정도에 따라서 개별적인 구동부(140)들사이에 단차가 발생되며 이에 의해서 광로 조절 장치의 성능을 악화시킨다는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 광로 조절 장치의 성능을 저하시킴이 없이 액츄에이터의 토폴러지를 개선시킬 수 있도록 광로 조절 장치의 구동부가 형성되는 표면을 평탄한 상태로 제공하기 위한 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 관한 것이다.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 광로 조절 장치의 토폴러지를 개선시키기 위한 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 있어서, 희생층이 형성된 구동 기판을 연마 장치의 척에 고정시키고, 회전판에 상기 희생층을 300g/cm2정도의 가압력으로 면접촉시킨 후 상기 회전판은 20rpm의 속도로 회전시키고 상기 척은 30rpm의 속도로 회전시키는 화학적 기계 연마 공정(CMP;chemical mechanical polishing process)을 포함한다.
제1도는 일반적인 광로 조절 장치의 액츄에이터를 개략적으로 도시한 부분 확대 사시도.
제2a도 내지 제2c도는 본 발명에 따라서 액츄에이터를 평탄화시키기 위한 공정을 순차적으로 나타낸 공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 구동 기판 140 : 구동부
210 : 제1절연층 220 : 제2절연층
230 : 제3절연층
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같으며 종래 구성과 동일한 구성은 동일 도면 부호를 사용한다.
제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 일실시예에 따라서 구동 기판(110)상에 형성되고 다수의 층으로 구성된 구동부가 형성되는 절연층의 표면을 평탄한 상태로 제공하여서 광로 조절 장치의 토폴로지를 개선시키기 위한 광로 조절 장치의 평탄화 방법이 순차적으로 도시된 공정도이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 광로 조절 장치의 평탄화 방법은 복수개의 패드(120)가 형성된 구동 기판(110)상에 보호막 형성을 위한 제1절연층(210)을 형성시키는 제1단계와, 상기 제1절연층(210)상에 희생층 형성을 위한 제2절연층(220)을 형성시킨 후 화학적 기계 연마 공정(CMP;chemical mechanical polishing process)을 수행하여 상기 제2절연층(220)을 평탄화시키는 제2단계와, 상기 평탄한 제2절연층(220)상에 멤브레인 형성을 위한 제3절연층(230)을 평탄화시키는 제3단계에 의해서 달성된다.
먼저, 본 발명의 제1단계가 예시되어 있는 제2a도를 참조하면, 전기적 접점 단자로 작용하는 패드(120)가 복수개 형성된 구동 기판(110)상에 화학 기상 증착 공정(CVD) 또는 급가열 공정(rapid thermal process)에 의하여 절연 물질을 소정 두께로 적층시킴으로서 제1절연층(210) 즉, 보호층을 형성시킨다.
이때, 상기 절연 물질은 상기 구동 기판(110)상에 형성된 패드(120)가 상호간에 전기적으로 도통되는 것을 방지시키기 위한 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 상기 패드(120)의 표면 보호 특성을 나타내는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 절연 물질은 이 후의 공정에 의하여 상기 제1절연층(210)상에 적층되는 막(예를 들면 제2절연층(220))의 스텝 커버리지(step coverage)를 양호하게 유지시킬 수 있도록 약 1000℃ 내지 1100℃의 고온에서 양호한 유동 특성을 나타내는 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG;phosphosilicate glass)로 구성된다.
이때, 상기 인이 함유된 실리콘 산화물은 화학 기상 증착 공정(CVD)시 H2O, N2및 O2분위기하에서 약 1 내지 25 기압의 압력과 약 1000 내지 1100℃ 정도의 온도 조건하에 SiO2를 상기 구동 기판(110)상에 증착시키는 동안 PH3형태로 인을 첨가시킴으로서 P2O5·SiO2와 같은 2원계 산화물로 구성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 절연 물질은 상기 인이 함유된 실리콘 산화물의 유동 특성 온도보다 낮은 온도 예를 들면 약 700℃ 정도의 온도에서 양호한 유동 특성을 나타낼 수 있도록 상기 PSG 조성에 B2H6성분을 첨가시킴으로서 형성된 B2O3·P2O5·SiO2조성의 3원계 산화물 즉 BPSG(borophosphosilicate glass)로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2단계가 예시되어 있는 제2b도를 참조하면, 상기 제1절연층(210)상에 절연 물질을 저압 화학 기상 증착 공정(LPCVD) 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정(PECVD) 또는 스퍼터링 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 제2절연층(220) 즉, 희생층을 형성시킨다.
이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2절연층(220)을 구성하는 절연 물질은 양호한 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 상기 제1절연층(210)을 구성하고 있는 실리콘 산화물 조성이 불산(HF) 용액에 용해되는 것을 방지시킬 수 있도록 내산성이 양호한 실리콘 질화물(SiN 또는 Si3N4) 조성으로 이루어진다.
한편, 광로 조절 장치의 토폴러지를 개선시키기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제2절연층(220)의 표면을 화학적 기계 연마 공정(CMP;chemical mechanical polishing process)에 의하여 연마시켜서 평탄하게 형성시킨다.
이때, 상기 화학적 기계 연마 공정에 따르면, 상기된 바와 같이 제2절연층(220)이 형성된 상기 구동 기판(110)을 연마 장치의 척에 고정시켜서 융 또는 다이아몬드 사포등이 표면에 구비된 회전판에 면접촉이 이루어지도록 설치한 후 상기 회전판 및 척을 일정한 속도로 회전시킴으로서 상기 제2절연층(220)의 표면은 연마된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제2절연층(220)의 표면을 연마시킬 때 상기 구동 기판(110)에 내장된 소자가 손상되는 것을 예방할 수 있을 뿐만 아니라 양호한 표면 연마를 수행할 수 있도록 약 330g/cm2정도의 가압하에서 상기 회전판을 약 20rpm 정도로 회전시키고 또한 상기 척을 약 30rpm 정도로 회전시킨다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2절연층(220) 표면의 연마가 균일하면서도 양호하게 수행될 수 있도록 상기 회전판에 면접촉되어 있는 상기 제2절연층(220)이 약 분당 8cm 정도의 행정 속도(stroke speed)로 약 4cm 정도의 거리를 왕복 운동하도록 작동시킨다.
이때, 상기된 바와 같이 상기 제2절연층(220)의 표면이 연마됨과 동시에 발생되는 찌꺼기를 슬러지(slurry) 형태로 제거할 수 있도록 Ce2O3성분을 약 10% 정도 함유하고 있는 수용액을 상기 회전판과 제2절연층(220)의 접촉면사이에 공급시킨다.
따라서, 상기된 바와 같이 화학적 기계 연마 공정의 연마 작용에 의하여 상기 제2절연층(220)의 표면은 연마되어서 평탄한 표면을 제공하게 된다.
한편, 본 발명의 제3단계가 예시되어 있는 제2c도를 참조하면, 상기된 바와 같이 평탄한 표면 상태로 유지된 상기 제2절연층(220)의 표면상에 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 소정 온도에서 유동성이 양호한 절연 물질을 화학 기상 증착 공정 또는 급가열 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 제3절연층(230) 즉, 멤브레인을 형성시킨다.
이때, 상기 제3절연층(230)을 구성하는 절연 물질은 이 후의 공정에 의하여 상기 제3절연층(230)상에 적층되는 막(예를 들면 상기 구동부(140)의 멤브레인(141))의 스텝 커버리지를 향상시킬 수 있도록 인이 도핑된 실리콘 산화물(PSG) 또는 유동 특성 온도를 저하시킬 수 있도록 상기 PSG 조성에 붕소 성분이 첨가된 BPSG 조성으로 이루어진다.
따라서, 이 후의 공정에 의하여 상기 제3절연층(230)의 평탄한 표면상에 상기 구동부(140)를 형성시킨 후 상기 제3절연층(230)을 불산(HF)등의 식각 용액에 용해시킴으로서 상기 구동 기판(110)상에 구동부(140)가 작동가능하게 설치된 광로 조절 장치를 제작한다.
따라서, 상기 제3절연층(230)상에 형성되는 구동부(140)는 양호한 토폴러지를 구비하게 되며 그 결과 광로 조절 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기 평탄화 방법에 의하여 제공된 절연층상에 형성된 구동부를 갖는 광로 조절 장치에 있어서, 전기적 접점 단자로 작용하는 패드가 복수개 형성된 구동 기판(110)에는 도시되어 있지 않은 트랜지스터가 복수개 내장되어 있으며, 이에 의해서 제어 시스템(도시되어 있지 않음)으로부터 인가되는 전기적 신호의 전송 경로는 상기 트랜지스터와 패드(120)와 구동부(140)로 이루어진다.
이때, 상기 구동부(140)는 제1도에 확대되어 도시된 바와 같이 멤브레인(141), 하부 전극(143), 변형부(145) 및 상부 전극(147)으로 구성되고 상기 하부 전극(143)은 도시되어 있지 않은 도전체에 의하여 상기 패드(120)와 전기적으로 연결되어 있다.
따라서, 상기 제어 시스템으로부터 인가되는 전기적 신호는 상기 트랜지스터와 패드(120)를 통해서 상기 하부 전극(143)으로 전송되며 그 결과 상기 전기적 신호에 따라서 상기 구동부(140)는 개별적으로 작동됨과 동시에 집속된 광속의 광로를 조절시킴으로서 광로 조절 장치의 성능을 향상시킨다.
상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명에 속하는 분야의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 광로 조절 장치의 성능을 향상시킬 수 있도록 토폴러지를 개선시키기 위하여 상기 광로 조절 장치의 구동부를 구성하는 변형부를 평탄화시키는 대신에 비구동부를 평탄화시킴으로서 평탄한 표면을 제공하며 이에 의해서 광로 조절 장치의 성능을 저하시킴이 없이 액츄에이터의 토폴러지를 향상시킬 수 있다.
Claims (3)
- 광로 조절 장치의 토폴러지를 개선시키기 위한 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 있어서, 제2절연층(220)이 형성된 구동 기판(110)을 연마 장치의 척에 고정시키고, 회전판에 상기 제2절연층(220)을 330g/cm2정도의 가압력으로 면접촉시킨 후 상기 회전판은 20rpm의 속도로 회전시키고 상기 척은 30rpm의 속도로 회전시키는 화학적 기계 연마 공정을 포함하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 척은 상기 회전판상을 분당 8cm의 속도로 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2절연층(220)의 표면 세정제는 Ce2O3성분을 약 10% 함유하고 있는 수용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.
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