KR100300965B1 - Micro mirror actuator and Fabricating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 디스크 드라이브의 보조 구동기(secondary actuator)로서 사용되는 정전기력(electrostatic force)을 이용한 미소 거울 구동기를 기재한다. 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기는 미소 거울이 중심축을 기준으로 임의의 각도까지 왕복 회전하도록 구동되고, 마이크로 크기를 갖는 거울의 구동 변위가 크거나 거울의 크기가 마이크로 사이즈에 비해 상당히 커서 구동변위가 상대적으로 증가 되더라도, 두 도체 사이의 간격과 변위 구간의 크기에 무관하게 힘을 발생하도록 하며 거울 크기가 커질 수록 힘이 더 증가하게 되도록, 광디스크 드라이브의 스윙암의 끝단에 크기, 무게, 단순성 정도를 고려하여 정전기력을 이용한 미소 거울을 구동시키는 구동기를 거울과 일체형으로 제작함으로써, 크기와 무게를 줄일수 있으며 단순화를 꾀 할 수 있다.The present invention describes a micromirror driver using an electrostatic force used as a secondary actuator of an optical disk drive. The micro-mirror driver of the optical disk drive using the electrostatic force according to the present invention is driven so that the micro-mirror reciprocates to an arbitrary angle with respect to the central axis, and the driving displacement of the mirror having a micro size is large or the size of the mirror is larger than the micro size. Although it is so large that the drive displacement is relatively increased, the force at the end of the swing arm of the optical disc drive is increased so that the force is generated regardless of the distance between the two conductors and the size of the displacement zone. Considering the weight and the degree of simplicity, the driver that drives the micro-mirror using the electrostatic force can be integrated with the mirror to reduce the size and weight and simplify the process.

Description

정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 및 그 제작 방법{Micro mirror actuator and Fabricating method thereof}Micro mirror actuator and fabrication method of optical disk drive using electrostatic force {Micro mirror actuator and Fabricating method

본 발명은 광 디스크 드라이브의 보조 구동기(secondary actuator)로서 사용되는 정전기력(electrostatic force)을 이용한 미소 거울 구동기에 관한 것이다.The present invention relates to a micromirror driver using electrostatic force used as a secondary actuator of an optical disk drive.

정보 저장 장치로서 하드디스크 드라이브(HDD), 광디스크 드라이브(ODD)등이 있다. 시스템 환경이 멀티미디어로 변화함에 따라 정보 저장 장치에서 많은 양의 정보 저장과 빠른 데이타 접근 속도가 요구되며, 이를 만족시키기 위해 새로운 정보 저장 장치 개발이 필요하다. 특히, 기존의 광디스크 드라이브에서는 이러한 문제점을 해결 하기 위해서 도 1a에 도시된 바와 같이, 빛의 방향을 미세하게 조정할 수 있는 미소 거울 구동기(micro mirror actuator)(12)를 장착하는 방법이 제시 되었다. 이로 인하여 스윙암(swing arm)(11)의 구동속도 한계를 도 1b에 도시된 바와 같이 스윙암의 회전 방향(16)으로 회전하는 스윙암(11)의 끝단에 45°정도 각도로 부착된 거울을 미소거울의 회전 방향(15)으로 구동시킴으로써 빛의 경로(14)를 빛의 경로 변환 방향(17)으로 변환 속도를 증가시켜서 트랙(18) 위의 데이타 추적(tracking) 속도를 향상시키고, 정보 저장 용량을 증가시켜 디스크(13)의 저장 밀도를 향상시키게 된다.Examples of the information storage device include a hard disk drive (HDD) and an optical disk drive (ODD). As the system environment changes to multimedia, a large amount of information storage and fast data access speed are required in the information storage device, and a new information storage device needs to be developed to satisfy this. In particular, in order to solve this problem in the conventional optical disk drive, as shown in Figure 1a, a method of mounting a micro mirror actuator (12) that can finely adjust the direction of light has been proposed. Due to this, the driving speed limit of the swing arm 11 is mirrored at an angle of about 45 ° to the end of the swing arm 11 that rotates in the rotational direction 16 of the swing arm as shown in FIG. 1B. Drive in the direction of rotation 15 of the micromirror to increase the conversion speed of the light path 14 in the light path conversion direction 17 to improve the data tracking speed on the track 18, By increasing the storage capacity, the storage density of the disk 13 is improved.

보조 구동기를 장착하여 데이터의 저장 및 추적 성능을 향상시키는 데이타 광 픽업(pick up) 장치는 최근에 삼성전자 및 미국의 QUINTA사 등에서 연구 개발 중에 있으며 이와 관련된 특허는 아직 발견되지 않고 있다. 그러나, 정전기력을 이용한 마이크로(micro) 광 거울 구동기 자체는 광 스캐닝(optical scanning) 장치(미국특허, 5635708) 및 디지탈 마이크로 거울 장치(Digital Micromirror Device)(논문: Jack M. Younse, 1995, 'Projection Display Systems Based on the Digital Micromirror Device', SPIE, Vol. 2641, pp 64-75)등 다른 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며 특허 또한 많이 존재한다.A data optical pick-up device, which is equipped with an auxiliary driver to improve data storage and tracking performance, has recently been researched and developed by Samsung Electronics and QUINTA of the United States, and related patents have not been found yet. However, the micro-optic mirror driver using electrostatic force itself is an optical scanning device (US Patent, 5635708) and Digital Micromirror Device (Paper: Jack M. Younse, 1995, 'Projection Display' Systems Based on the Digital Micromirror Device ', SPIE, Vol. 2641, pp 64-75).

일례로서, 종래의 정전력을 이용한 대부분의 미소 거울 구동기는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(21), 이 기판(21)위에 설치된 고정전극(22), 기판(21)위에 고정된 기둥(23), 기둥(23)에 연결된 탄성부재(24), 이 탄성부재(24)를 축으로 회전 가능하고 상기 고정전극(22)과 마주보는 도전성이 있는 가변 평판(25) 및 이 가변평판(25)위에 놓인 거울(26)로 구성된다. 이 미소 거울 구동기의 구동 원리는 고정전극(22)과 가변평판(25) 사이에 전위차를 주어 이 때 가변 평판(25) 면에 수직으로 발생하는 정전기력을 이용하여 가변평판(25)을 구동하는 것이다. 이러한 방식에서 정전기력은 두 도체(고정전극(22)과 가변평판(25))사이의 거리 제곱에 반비례 하므로 두 도체 사이의 거리가 멀거나 가까워지면 힘은 비선형적으로 각각 증가하거나 감소된다. 따라서, 이러한 정전기력에 의한 운동 장치의 적용은 두 도체사이의 거리가 충분히 가까워 정전기력이 효과적으로 작용할 수 있는 마이크로 크기의 시스템에 주로 국한되어 사용된다. 따라서, 구동 변위 또한 아주 작아야 하는 문제점이 있다.As an example, most micro mirror drivers using a conventional electrostatic power, as shown in Figure 2, the substrate 21, a fixed electrode 22 provided on the substrate 21, a column fixed on the substrate ( 23, an elastic member 24 connected to the pillar 23, a variable plate 25 that is rotatable about the shaft and that faces the fixed electrode 22, and the variable flat plate 25 It consists of a mirror (26) placed on it. The driving principle of the micromirror driver is to drive the variable plate 25 using an electrostatic force generated perpendicular to the surface of the variable plate 25 by giving a potential difference between the fixed electrode 22 and the variable plate 25. . In this way, the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance between the two conductors (the fixed electrode 22 and the variable plate 25), so the force increases or decreases nonlinearly as the distance between the two conductors increases or decreases. Therefore, the application of the movement device by the electrostatic force is mainly limited to the micro-sized system in which the distance between the two conductors is close enough to effectively operate the electrostatic force. Therefore, there is a problem that the drive displacement must also be very small.

또한, 빗살 구조에 의한 정전효과를 이용한 특허가 미국특허 제5025346호에 기재된 바 있으며, 이는 이동도체판 및 고정도체판이 각각 반복 구조로 연결된 빗살 구조를 지니며 이 구조를 이용하여 현수 구조물을 수평공진주파수를 이용하여 가진시키는 마이크로자이로스코프 구조물에 관한 특허이다.In addition, a patent using the electrostatic effect due to the comb structure has been described in US Patent No. 5025346, which has a comb structure in which the mobile conductor plate and the high-conductor plate are each connected in a repeating structure, and the suspension structure is horizontally resonated using this structure. A patent relates to a microgyroscopic structure that is excited using frequency.

그리고 도 3은 NASA Jet Propulsion Labrotory(JPL)에서 제안한 정전기력을 이용한 거울 구동기를 나타낸다. 여기서 부재번호 61은 고정자(stator) 기판이고, 부재번호 62는 슬라이더(slider)이며, 부재번호 63은 슬라이더(62)를 고정자 기판(61)에 상하로 진동할 수 있도록 고정하는 스프링(spring)이며, 부재번호 64는 슬라이더(62)에 부착된 미러 박막(mirror membrane)이다.3 shows a mirror driver using an electrostatic force proposed by NASA Jet Propulsion Labrotory (JPL). Here, the member number 61 is a stator substrate, the member number 62 is a slider, and the member number 63 is a spring that fixes the slider 62 to the stator substrate 61 so as to vibrate up and down. 64 is a mirror membrane attached to the slider 62.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 마이크로 미터에서부터 밀리(mili) 미터 까지의 크기를 가지고, 거울은 중심축을 기준으로 임의의 각도까지 왕복 회전 하도록 구동되며, 거울의 구동변위가 크거나 거울의 크기가 마이크로 사이즈에 비해 상당히 크다면 구동변위 또한 상대적으로 증가 되더라도 정전기력을 발생하는 두 도체 사이의 간격과 변위 구간의 크기에 무관하게 힘을 발생시키며 거울 크기가 커질 수록 힘이 더 증가 하게 되는 구조를 갖는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 및 그 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and has a size from micrometers to millimeters, the mirror is driven to reciprocate to an arbitrary angle about the central axis, and the driving displacement of the mirror is large. If the mirror size is considerably larger than the micro size, even if the displacement is relatively increased, the force is generated irrespective of the distance between the two conductors generating the electrostatic force and the size of the displacement zone. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a micromirror driver of an optical disk drive using an electrostatic force having a structure of forming the same, and a manufacturing method thereof.

도 1a는 일반적인 광디스크 드라이브 시스템 도면이고,1A is a diagram of a typical optical disc drive system,

도 1b는 도 1a의 광디스크 드라이브 시스템에서 미소 거울이 부착된 모습을 보여주는 도면,FIG. 1B is a view showing a state in which a micro mirror is attached in the optical disk drive system of FIG. 1A;

도 2는 종래의 정전기력을 이용한 거울 구동기의 도면이고,2 is a view of a mirror driver using a conventional electrostatic force,

도 3은 종래의 또 다른 정전기력을 이용한 거울 구동기로서, NASA Jet Propulsion Labrotory(JPL)에서 제안한 거울 구동기의 도면이고,3 is a view of a mirror driver proposed by NASA Jet Propulsion Labrotory (JPL) as another conventional mirror driver using electrostatic force,

도 4a는 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 미소 거울 구동기의 부분 절개 사시도이고,4A is a partially cutaway perspective view of a micromirror driver using electrostatic force according to the present invention;

도 4b는 도 4a의 A-A' 라인을 따라 절개한 단면을 보여주는 수직 단면도,Figure 4b is a vertical cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA 'of Figure 4a,

도 4c는 도 4a의 보조 거울 구동기의 분해 사시도이고,4C is an exploded perspective view of the auxiliary mirror driver of FIG. 4A;

도 5a는 도 4a의 보조 거울 구동기의 정전기력 구동 원리를 설명하기 위한 도면이고,FIG. 5A is a view for explaining a principle of electrostatic force driving of the auxiliary mirror driver of FIG. 4A;

도 5b는 도 5a의 B-B' 라인에서 바라본 정전기력 구동 원리를 설명하기 위한 도면이고,FIG. 5B is a view for explaining the principle of electrostatic force driving viewed from the line BB ′ of FIG. 5A;

도 6은 본 발명에 따른 보조 거울 구동기의 구동 및 감지 회로의 개략적 구성을 보여주는 블럭도이고,6 is a block diagram showing a schematic configuration of a driving and sensing circuit of the auxiliary mirror driver according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 미소 거울 구동기가 제작된 웨이퍼 전체 구조를 보여주는 사시도이고,7 is a perspective view showing the overall structure of the wafer fabricated micromirror driver according to the present invention,

도 8a 내지 도 8h는 도 7의 미소 거울 구동기 중 상부의 실리콘 프레임을 벌크(bulk) 실리콘을 사용하여 ICPRIE(inductively coupled plasma reactive ion etching)법과 XeF2가스를 이용한 에칭법으로 제작하는 방법을 공정 단계별로 보여주는 단면도들이고,8A through 8H illustrate a method of fabricating a silicon frame on the upper part of the micromirror driver of FIG. 7 by using inductively coupled plasma reactive ion etching (ICPRIE) and etching using XeF 2 gas using bulk silicon; Are cross-sectional views,

도 9a 내지 도 9j는 도 7의 미소 거울 구동기 중 상부의 실리콘 프레임을 벌크(bulk) 실리콘을 사용하여 ICPRIE법과 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)법으로 제작하는 방법을 공정 단계별로 보여주는 단면도들이고,9A to 9J are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the upper silicon frame of the micromirror driver of FIG. 7 by using bulk silicon using ICPRIE and TetraMethyl Ammonium Hydroxide (TMAH) method.

도 10a 내지 도 10e는 도 7의 미소 거울 구동기 중 하부의 구조물을 벌크(bulk) 실리콘을 사용하여 ICPRIE법으로 제작하는 방법을 공정 단계별로 보여주는 단면도들이고,10A through 10E are cross-sectional views illustrating a method of fabricating a lower structure of the micromirror driver of FIG. 7 by ICPRIE using bulk silicon, in a step-by-step manner;

도 11은 도 8h의 상부 실리콘 프레임과 도 9j의 하부 구조물을 결합한 모습을 보여주는 단면도이고,FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a state in which the upper silicon frame of FIG. 8H and the lower structure of FIG. 9J are combined;

도 12는 상기와 같이 미소 거울 구동기의 제작 공정이 완료된 후의 모습을 찍은 사진이고,12 is a photograph taken after the manufacturing process of the micro mirror driver is completed as described above,

그리고, 도 13은 도 12의 동그라미 부분(빗살 전극 구조)을 확대하여 찍은 사진이다.13 is an enlarged photograph of the circle portion (comb electrode structure) of FIG. 12.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11. 스윙암(swing arm) 12. 미소 거울 구동기11. Swing arm 12. Micro mirror driver

13. 디스크 14. 빛의 경로13. Disk 14. Light Path

15. 미소 거울의 회전 방향 16. 스윙암의 회전 방향15. Direction of rotation of the micro mirror 16. Direction of rotation of the swing arm

17. 빛의 경로 변환 방향 18. 트랙17. Light Path Conversion Direction 18. Track

21. 기판 22. 고정전극21. Substrate 22. Fixed electrode

23. 기둥 24. 탄성부재23. Column 24. Elastic member

25. 가변 평판 26. 거울25. Adjustable flatbed 26. Mirror

31. 기판 32. 고정전극31. Substrate 32. Fixed electrode

33. 감지전극 34. 공통전극33. Detection electrode 34. Common electrode

35. 거울몸체 36. 거울35. Mirror body 36. Mirror

37. 탄성부재 38. 프레임37. Elastic member 38. Frame

41. 지지단 42. 고정 도체판41. Supporting end 42. Fixed conductor plate

43. 이동 도체판 지지단 44. 스프링43. Moving conductor plate support end 44. Spring

45. 직류전압 Vo 51. 공통접지45. DC voltage Vo 51. Common ground

52. 교류 전압 53, 54. 사인 인버터(sign inverter)52. Alternating voltage 53, 54. Sign inverter

55. 바이어스 직류전압 56. 최종출력부55. Bias DC Voltage 56. Final Output

57. C-V 변환기 61. 고정자(stator) 기판57. C-V Converter 61. Stator Board

62. 슬라이더(slider) 63. 스프링(spring)62. Slider 63. Spring

64. 미러 박막(mirror membrane) 101. 벌크 실리콘 기판64. Mirror membrane 101. Bulk silicon substrate

103. 실리콘 질화막 마스크 패턴 105. 실리콘 산화막 마스크 패턴103. Silicon Nitride Mask Pattern 105. Silicon Oxide Mask Pattern

107. 포토레지스트 패턴 109. 실리콘 산화막107. Photoresist Pattern 109. Silicon Oxide Film

120. 금속 미러 130. 탄성부재120. Metal mirror 130. Elastic member

140. 상부 빗살 구조 201. 벌크 실리콘 기판140. Top comb structure 201. Bulk silicon substrate

203'. SiO2막 203. 실리콘 산화막 마스크 패턴203 '. SiO 2 film 203. Silicon oxide film mask pattern

205. 포토레지스트 패턴 207. 측면 식각 방지막205. Photoresist pattern 207. Side etching prevention film

209. 실리콘 산화막 마스크 패턴 211. 빗살 전극 구조209. Silicon Oxide Mask Pattern 211. Comb Electrode Structure

220. 금속 미러 230. 탄성부재220. Metal mirror 230. Elastic member

240. 상부 빗살 구조 300. 유리 기판240. Upper comb structure 300. Glass substrate

301. 실리콘 기판 302'. 실리콘 산화막301. Silicon substrate 302 '. Silicon oxide

302. 실리콘 산화막 마스크 패턴 303. 포토레지스트 패턴302. Silicon Oxide Mask Pattern 303. Photoresist Pattern

305. 빗살 전극 구조 306. 실리콘 프레임305. Comb electrode structure 306. Silicone frame

307. 어라인 폴307. Fishing Pole

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기는, 기판; 상기 기판 상면에 고정된 프레임; 상기 프레임에 연결된 탄성부재; 상기 탄성부재가 상기 기판과 평행인 제1방향의 축상에 맞은편에 연결되고, 상기 제1방향축을 중심으로 왕복 회전하도록 상기 기판 상면으로부터 이격되어 있는 거울몸체; 상기 거울몸체 위에 장착된 거울; 상기 거울몸체 아래에, 일정 두께, 폭, 길이를 갖는 판 구조물이, 이 판의 면이 상기 제1방향과 수직하게 놓이고, 상기 판의 길이 방향이, 상기 제1방향과 직각이며 상기 기판과 평행한 제2방향에 평행하게 놓이며, 상기 판 구조물들이 일정 간격을 가지고 상기 제1방향으로 3개 이상 배열되어 있는 공통전극; 상기 공통전극과 같은 구조를 가지며 상기 공통전극과 상기 제1방향으로 소정거리 이격되어 대향하며, 상기 제1방향과 제2방향에 대해 수직인 제3방향으로 일정거리 겹쳐지며, 상기 제2방향으로 맞은편 구조물에 서로 일정거리 이격되어 존재하며, 상기 기판에 고정되어 전압이 인가되면 상기 공통전극에 상기 제3방향으로 정전인력을 제공하는 고정전극; 상기 고정전극과 같은 구조와 배열을 지니며, 상기 기판에 고정되며, 상기 공통전극이 움직이면 정전용량 변화를 감지하는 감지전극; 상기 공통전극과 상기 고정전극에 전위차를 발생시키도록 상기 고정전극에 전위를 인가하는 전원; 상기 공통전극과 상기 감지전극에 정전용량의 변화를 측정하는 감지기; 및 상기 전원을 조정하는 제어기;를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the micro-mirror drive of the optical disk drive using the electrostatic force according to the present invention, the substrate; A frame fixed to the upper surface of the substrate; An elastic member connected to the frame; A mirror body connected to the opposite side on an axis in a first direction parallel to the substrate and spaced apart from the upper surface of the substrate so as to reciprocate about the first direction axis; A mirror mounted on the mirror body; Under the mirror body, a plate structure having a certain thickness, width, and length is placed perpendicular to the first direction, and the length direction of the plate is perpendicular to the first direction and with the substrate. A common electrode placed in parallel in a second parallel direction and having three or more plate structures arranged in the first direction at regular intervals; It has the same structure as the common electrode and faces the common electrode spaced apart from the first direction by a predetermined distance, and overlaps a predetermined distance in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and in the second direction. A fixed electrode which is spaced apart from each other by a predetermined distance to the opposite structure, and fixed to the substrate to provide an electrostatic force to the common electrode in the third direction when a voltage is applied; A sensing electrode having the same structure and arrangement as the fixed electrode, fixed to the substrate, and sensing a change in capacitance when the common electrode is moved; A power supply for applying a potential to the fixed electrode to generate a potential difference between the common electrode and the fixed electrode; A detector measuring a change in capacitance at the common electrode and the sensing electrode; And a controller for adjusting the power supply.

본 발명에 있어서, 상기 고정전극 및 감지전극은 상기 제1방향으로의 축을 기준으로, 일측에 일정한 순서와 비율로 상기 기판 위에 존재하며, 타측에 비율만 같고 순서는 상관없이 상기 기판 위에 존재하고, 상기 전원은 상기 고정전극에 일정한 바이어스 전압을 인가하고 교대로 같은 크기의 전압을 시간에 따라 가감해주는 교류 전압을 인가하여 주는 것이 바람직하며, 상기 감지전극은 상기 공통전극이 상기 제1방향의 축을 회전축으로 하여 일정량 회전할 때의 정전용량의 증감을 상기 회전축의 양쪽에서 감지하며 이 감지값의 절대합을 전체 정전용량의 변화로 하여 2배의 감지효과를 얻는 것이 바람직하며, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극은 일체로 형성되고, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극은 탄성 및 도전성이 있는 재료로 형성되며, 상기 거울은 상기 거울몸체 윗면에 바로 장착되며, 상기 고정전극 혹은 상기 감지전극이 상기 제2방향으로 서로 이격된 거리 만큼 상기 공통전극과 겹치지 않는 부위에서의 폭을 정전기력에 의한 상기 거울몸체의 굽힘 변형이 일정 제한 조건 내에 존재하도록 감소시키며, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극은 각각 벌크 실리콘을 이용하여 리액티브 이온 에칭법을 이용하여 일체로 제작되며, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극을 구비한 일체의 상부 구조와 상기 기판, 고정전극, 감지전극을 구비한 하부 구조가 각각 형성된 후 양극 본딩(anodic bonding)에 의해 결합된 것이 바람직하다.In the present invention, the fixed electrode and the sensing electrode is present on the substrate in a certain order and proportion on one side, based on the axis in the first direction, the other side is present on the substrate in the same order and irrespective of the order, The power supply preferably applies a constant bias voltage to the fixed electrode and alternately applies an alternating voltage that gradually modulates a voltage having the same magnitude over time, and the sensing electrode has the common electrode rotated along an axis in the first direction. It is desirable to detect the increase and decrease of the capacitance when rotating a certain amount on both sides of the rotation axis and to obtain a double detection effect by changing the absolute sum of the detected value as the total capacitance, the frame, the elastic member, The mirror body and the common electrode are integrally formed, and the frame, the elastic member, the mirror body and the common electrode are elastic and conductive materials. The mirror is directly mounted on an upper surface of the mirror body, and the mirror body is formed by electrostatic force to a width at a portion where the fixed electrode or the sensing electrode does not overlap the common electrode by a distance spaced from each other in the second direction. The bending deformation of the structure is reduced to be within a predetermined limit condition, and the frame, the elastic member, the mirror body, and the common electrode are integrally manufactured by using reactive ion etching using bulk silicon, respectively, and the frame, the elastic member, It is preferable that a mirror body, an integral upper structure having a common electrode and a lower structure having the substrate, the fixed electrode, and the sensing electrode are formed, respectively, and then bonded by anodic bonding.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기의 제작 방법은, (가) 벌크 실리콘 기판을 ICPRIE법 및 XeF2가스 에칭법으로 식각하여 상부 빗살 전극 구조를 갖는 상부 프레임을 형성 단계; (나) 유리 기판 상에 부착된 벌크 실리콘을 ICPRIE법으로 식각하여 상기 상부 빗살 전극 구조에 대응하는 하부 빗살 전극 구조를 갖는 하부 구조물을 형성하는 단계; 및 (다) 상기 (가) 단계에서 제작된 상부 프레임을 상기 (나) 단계에서 제작된 하부 구조물에 상기 상부 빗살 전극 구조가 상기 하부 빗살 전극 구조에 맞물리도록 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the manufacturing method of the micro-mirror driver of the optical disk drive using the electrostatic force according to the present invention, (A) the upper comb electrode structure by etching the bulk silicon substrate by ICPRIE method and XeF 2 gas etching method Forming an upper frame having a; (B) etching the bulk silicon deposited on the glass substrate by ICPRIE to form a lower structure having a lower comb electrode structure corresponding to the upper comb electrode structure; And (c) joining the upper frame manufactured in the step (a) to the lower structure manufactured in the step (b) such that the upper comb electrode structure is engaged with the lower comb electrode structure. do.

본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계는, (가-1) 200μm 정도 두께의 벌크 실리콘 기판 상에 화학기상증착법을 이용하여 SiN 및 SiO2를 차례로 증착하여 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 형성하는 서브단계; (가-2) 상기 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막을 패터닝하되, 상기 실리콘 질화막은 인산(H3PO4)으로 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 마스크 패턴을 형성하는 서브단계; (가-3) 상기 산화막 및 질화막 마스크 패턴이 형성된 상기 벌크 실리콘 기판 상의 가장자리에 포토레지스트를 도포하고 패터닝하여 빗살 구조 및 어라인 폴 형성을 위한 포토레지스트 마스크 패턴을 형성하는 서브단계; (가-4) 상기 산화막 및 질화막 마스크 패턴 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 ICPRIE법으로 상기 벌크 실리콘 기판을 수직 방향으로 두께 10~20μm 만 남도록 식각하여 빗살 구조를 형성한 다음 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 서브단계; (가-5) 상기 빗살 구조 위의 실리콘 산화막 마스크 패턴을 제거하여 실리콘 질화막 마스크 패턴이 드러나도록 한 상태에서 상기 빗살 구조를 갖는 실리콘 기판 전면을 산화시켜 재차 실리콘 산화막을 형성하는 서브단계; (가-6) 상기 빗살 구조 위의 실리콘 질화막 마스크 패턴을 제거하여 빗살 구조 상부에만 실리콘이 드러나도록 하고, XeF2가스를 이용하여 빗살 구조 만을 적당한 길이가 되도록 에칭한 다음 실리콘 산화막을 제거하는 서브단계; (가-7) 상기 벌크 실리콘 기판을 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 상기 빗살 구조가 없는 후면에서 식각하여 불필요한 부분을 식각하여 관통시킴으로써 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 형성하는 서브단계; 및 (가-8) 상기 상부 프레임 후면에 Al을 증착시켜 금속 미러 및 탄성부재에 도선을 형성하는 서브단계;를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the step (a) comprises (a-1) a sub-step of sequentially depositing SiN and SiO 2 on a bulk silicon substrate having a thickness of about 200 μm by chemical vapor deposition to form a silicon nitride film and a silicon oxide film. ; (A-2) a sub-step of patterning the silicon oxide film and the silicon nitride film, wherein the silicon nitride film is patterned with phosphoric acid (H 3 PO 4 ) to form a mask pattern for forming a comb electrode structure; (A-3) a sub-step of forming a photoresist mask pattern for forming a comb structure and an array pole by applying and patterning photoresist on an edge on the bulk silicon substrate on which the oxide and nitride mask patterns are formed; (A-4) forming a comb structure by etching the bulk silicon substrate to a thickness of 10-20 μm in the vertical direction by ICPRIE method using the oxide film, nitride film mask pattern and the photoresist pattern, and then removing the photoresist pattern. A sub-step; (A-5) a sub-step of forming a silicon oxide film by oxidizing the entire surface of the silicon substrate having the comb structure while removing the silicon oxide mask pattern on the comb structure to expose the silicon nitride film mask pattern; (A-6) substep of removing the silicon nitride film mask pattern on the comb structure to expose silicon only on the upper part of the comb structure, etching only the comb structure to a suitable length using XeF 2 gas, and then removing the silicon oxide film ; (A-7) a sub-step of forming the upper frame of the micromirror driver by etching the bulk silicon substrate from the rear surface without the comb structure by using the photolithography method and the ICPRIE method to etch through unnecessary parts; And (A-8) sub-steps of depositing Al on the rear surface of the upper frame to form conductive wires in the metal mirror and the elastic member.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계는, (가-1) 두께 200μm 의 (100)면을 갖는 벌크 실리콘 기판 전후면에 1100℃에서 3시간 정도 습식 산화(wet oxidation)법으로 산화시켜 1μm 두께의 SiO2막을 형성하는 서브단계; (가-2) 포토리소그래피법으로 상기 실리콘 산화막을 패터닝하여 상기 빗살 전극 구조 형성을 위한 마스크 패턴을 형성하는 서브단계; (가-3) ICPRIE법을 이용하여 상기 실리콘기판을 수직 방향으로 140μm 깊이 까지 식각한 다음 포토레지스트 패턴만을 제거하는 서브단계; (가-4) 상기 노출된 실리콘 벽면에 CVD법으로 0.2μm 두께의 SiN을 전면에 증착한 다음, 이온 밀링(ion milling)을 이용하여 상기 벽면에 증착된 질화막 외의 모든 질화막을 제거함으로써 측면 식각 방지막을 형성하는 서브단계; (가-5) 상기 노출된 실리콘 기판의 바닥면을 수직 방향으로 ICPRIE법을 이용하여 추가로 깊이 50μm 만큼 더욱 깊게 식각하고, 그 식각된 면에 습식 산화법으로 실리콘 산화막 마스크 패턴을 형성하는 서브단계; (가-6) 상기 실리콘 질화막 마스크 패턴을 인산(H3PO4)을 이용하여 제거하는 서브단계; (가-7) TMAH법으로 상기 실리콘 기판의 빗살 구조를 식각하여, 상기 빗살 전극 구조를 소정의 길이로 형성하는 서브단계; (가-8) 상기 실리콘 산화막들을 제거하는 서브단계; (가-9) 상기 빗살 구조가 없는 후면으로부터 상기 실리콘 기판의 불필요한 부분을 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용한 식각으로 관통시킴으로써 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 형성하는 서브단계; 및 (가-10) 상기 상부 프레임 후면에 Al을 증착시켜 금속 미러 및 탄성부재에 도선을 형성하는 서브단계;를 포함하는 것도 바람직하며, 또한, 이러한 공정들 중에서, 상기 (가-1) 서브 단계에서는 상기 (100)면 혹은 다른 결정 방향을 갖는 벌크 실리콘 기판을 사용하고, 상기 (가-7) 서브단계에서, TMAH법 대신에 XeF2가스를 이용하여 빗살 구조 만을 소정의 길이가 되도록 에칭하는 것도 바람직하다.In addition, in the present invention, the step (a) is performed by wet oxidation (wet oxidation) for about 3 hours at 1100 ° C. on the front and rear surfaces of the bulk silicon substrate having a (100) plane having a thickness of (A-1) 200 μm. Forming a 1 μm thick SiO 2 film; (A-2) a substep of patterning the silicon oxide film by photolithography to form a mask pattern for forming the comb electrode structure; (A-3) sub-etching the silicon substrate to a depth of 140 μm in the vertical direction by using the ICPRIE method and then removing only the photoresist pattern; (A-4) Deposition of 0.2 μm thick SiN on the exposed silicon wall by CVD, and then removing all nitride films other than the nitride film deposited on the wall by ion milling. Forming a sub-step; (A-5) a sub-step of etching the bottom surface of the exposed silicon substrate in a vertical direction further by a depth of 50 μm using the ICPRIE method, and forming a silicon oxide film mask pattern on the etched surface by a wet oxidation method; (A-6) removing the silicon nitride film mask pattern using phosphoric acid (H 3 PO 4 ); (A-7) a sub-step of etching the comb tooth structure of the silicon substrate by TMAH to form the comb electrode structure to a predetermined length; (A-8) substeps of removing the silicon oxide films; (A-9) a sub-step of forming an upper frame of the micro mirror driver by penetrating an unnecessary portion of the silicon substrate from the rear surface without the comb structure by etching using photolithography and ICPRIE; And (A-10) a sub-step of depositing Al on the rear surface of the upper frame to form conductive wires on the metal mirror and the elastic member. Further, among these processes, (A-1) sub-step In this case, a bulk silicon substrate having the (100) plane or another crystal direction is used, and in the sub-step (A-7), etching of only the comb structure to a predetermined length using XeF 2 gas instead of the TMAH method is also possible. desirable.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는, (나-1) 170μm 두께의 고농도 p형 실리콘 기판을 전체적으로 산화시켜 산화막을 형성하는 서브단계; (나-2) 상기 실리콘 웨이퍼 전면의 실리콘 산화막을 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 실리콘 산화막 마스크 패턴을 형성한 후 배면의 산화막은 완전히 제거하고, 상기 실리콘 기판을 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 50μm 정도 깊이로 식각하는 서브단계; (나-3) 상기 식각된 실리콘 기판의 배면을 1mm 두께의 유리 기판에 양극 접합 공정을 이용하여 접합하는 서브단계; (나-4) 상기 실리콘 기판에 형성된 실리콘 산화막 마스크 패턴을 덮는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 실리콘 기판의 빗살 전극 지지부와 주위의 어라인 폴이 형성될 부분만 남기고 상기 실리콘 기판을 수직하방으로 ICPRIE법을 이용하여 70μm 깊이 까지 식각하는 서브단계; (나-5) 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 다음, ICPRIE법으로 상기 실리콘 기판을 식각하여 하부 빗살 전극 구조를 형성함과 동시에 상기 실리콘 기판의 불필요한 부분을 식각하여 관통시킴으로써 빗살전극 구조의 하부 및 주변에 실리콘 프레임 구조 및 어라인 폴 만을 남겨 미소 거울 구동기의 하부 구조를 완성하는 서브단계;를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the step (b) may include: (b-1) a sub-step of oxidizing a high concentration p-type silicon substrate having a thickness of 170 μm as a whole to form an oxide film; (B-2) After patterning the silicon oxide film on the entire surface of the silicon wafer to form a silicon oxide mask pattern for forming a comb electrode structure, the oxide film on the back is completely removed, and the silicon substrate is 50μm using photolithography and ICPRIE. A substep of etching to a depth of degree; (B-3) bonding the back surface of the etched silicon substrate to a 1 mm thick glass substrate using an anodic bonding process; (B-4) A photoresist pattern is formed to cover the silicon oxide mask pattern formed on the silicon substrate, and the IC substrate is vertically downward while leaving only the portion where the comb electrode support and the surrounding alignment poles are to be formed. A substep of etching to a depth of 70 μm using the method; (B-5) After removing the photoresist pattern, the silicon substrate is etched by the ICPRIE method to form a lower comb electrode structure, and an unnecessary portion of the silicon substrate is etched and penetrated into and around the comb electrode structure. It is preferable to include; sub-steps to complete the substructure of the micro mirror driver leaving only the silicon frame structure and the alignment pole.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 (다) 단계는, 상기 유리 기판 상의 하부 빗살 전극 구조에 상기 상부 빗살 전극 구조가 맞물리도록 상기 하부 구조물의 네 귀퉁이에 각각 하나씩 마련된 어라인 폴을 상기 하부 구조물의 홀에 끼워 상기 상부 프레임을 상기 하부 구조물에 결합하는 단계; 및 양극 접합을 이용하여 상기 하부 구조물에 상기 상부 프레임을 양극접합을 이용하여 접합하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the step (c) may include arranging poles provided at four corners of the lower structure such that the upper comb electrode structure is engaged with the lower comb electrode structure on the glass substrate. Coupling the upper frame to the lower structure; And bonding the upper frame to the lower structure using anodic bonding using an anodic bonding.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the micro mirror driver of the optical disk drive using the electrostatic force according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명은 마이크로머신 공정을 사용하여 제작 가능하며 마이크로 미터에서부터 밀리(mili) 미터 까지의 크기를 갖는 정전기력을 이용한 거울 구동기로서, 거울은 중심축을 기준으로 임의의 각도 까지 왕복 회전하도록 구동될 수 있으며, 마이크로 크기를 갖는 거울의 구동 변위가 크거나 거울의 크기가 마이크로 사이즈에 비해 상당히 커서 구동 변위가 상대적으로 증가 되어 도 2에 도시된 바와 같은 정전기 구동 방식의 부적합함이 개선되도록 두 도체 사이의 간격과 변위 구간의 크기에 무관하게 힘을 발생시켜야 하며, 거울 크기가 커질 수록 힘이 더 증가하게 되는 구조를 갖도록 설계되어야 한다. 이러한 설계 조건을 만족하도록 창안된 것이 도 4a에 도시된 바와 같은 정전기력을 이용한 미소 거울 구동기이다. 이 미소 거울 구동기를 A-A'라인을 따라 절개하여 보면 도 4b에 도시된 바와 같은 단면도가 되고, 분해하여 나열하면 도 4c에 도시된 바와 같다.The present invention can be fabricated using a micromachined process and has an electrostatic force mirror driver having a size from micrometers to millimeters, the mirror can be driven to reciprocate to any angle about the central axis, The distance between the two conductors is increased so that the driving displacement of the mirror having a micro size is large or the size of the mirror is considerably larger than the micro size, so that the driving displacement is relatively increased to improve the inadequacy of the electrostatic driving method as shown in FIG. The force must be generated regardless of the size of the displacement section, and it must be designed to have a structure in which the force increases as the mirror size increases. Created to satisfy this design condition is a micro-mirror driver using the electrostatic force as shown in Fig. 4a. When the micromirror driver is cut along the line A-A ', it becomes a cross-sectional view as shown in FIG. 4B, and when disassembled and arranged, it is as shown in FIG. 4C.

본 발명에 따른 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기는 도 4C에 도시된 바와 같이 크게 상부 구조와 하부 구조로 나뉜다. 하부 구조에는 기판(31)과 이에 부착된 고정전극(32)과 감지전극(33)이 구비된다. 상부 구조에는 고정전극(32) 및 감지전극(33)에 상응하는 공통전극(34), 거울몸체(35), 거울(36), 및 이들을 지지하고 구동축이되는 탄성부재(37), 하부 구조와 연결되는 프레임(38)이 구비된다. 또한, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에는 표시되지 않았지만, 구동기를 구동하기 위한 전원공급장치 및 거울몸체의 회전 감지를 위한 감지 장치 그리고 상기거울몸체(35)를 왕복 회전 변화 조정을 위한 제어기(controller)가 더 구비된다.The micromirror driver of the optical disk drive using the electrostatic force according to the present invention is largely divided into an upper structure and a lower structure as shown in FIG. 4C. The lower structure includes a substrate 31, a fixed electrode 32 and a sensing electrode 33 attached thereto. The upper structure includes a common electrode 34 corresponding to the fixed electrode 32 and the sensing electrode 33, a mirror body 35, a mirror 36, an elastic member 37 supporting them and being a driving shaft, and a lower structure. A frame 38 is provided to be connected. Also, although not shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, a power supply device for driving a driver, a sensing device for detecting rotation of the mirror body, and a controller for adjusting reciprocating rotational change of the mirror body 35 are provided. ) Is further provided.

상부 구조물에서 상기 거울몸체(35)는 직육면체의 모양으로 양측면의 중앙에 회전 스프링 역할을 하는 탄성부재(37)로 연결되고, 이는 프레임(38)에 연결된다. 거울몸체(35) 윗면에는 거울(36)이 막 형태로 씌워져있다. 거울몸체(35)의 아랫 부분은 일정 두께와 폭 및 길이를 갖는 하나 이상의 판들이 일정한 간격으로 떨어져서 거울 아랫 면에 수직으로 배열된 형태를 지니게 된다. 즉, 거울몸체(35)의 앞면에서 바라볼 때 빗살 모양구조를 이루도록 판이 두 개 이상으로 연속적으로 배열된 형태이며 이 판들의 면은 또한 거울의 구동 회전축(거울몸체 양축에 연결된 탄성부재를 연결한 축; 탄성부재축)과 수직을 이룬다. 이러한 빗살 구조물(comb structure)의 빗살 판의 수직방향 길이는 거울 길이와 같고 질량 감소를 위해 도 4b에 도시된 바와 같이 정전기력에 의한 모멘트가 작은 부분인 회전축으로부터 일정 거리 까지는 빗살 판의 폭을, 정전기력에 의해 상기 거울몸체(35)의 굽힘 변형이 일정 제한 조건 내에 존재하여 거울의 편평도를 충분히 유지 할 수 있는 정도 까지 감소시킨다. 그리고 빗살판의 폭에서 감소된 부분은 하부 구조물의 고정전극(32) 및 감지전극(33)과는 맞물리지 않는 부분이 된다. 거울몸체(35)를 포함해서 빗살 구조물은 도체이므로 이 모두를 공통전극(34)으로 구성한다.In the upper structure, the mirror body 35 is connected to an elastic member 37 serving as a rotation spring in the center of both sides in the shape of a rectangular parallelepiped, which is connected to the frame 38. On the upper surface of the mirror body 35, a mirror 36 is covered in a film form. The lower part of the mirror body 35 has a shape in which one or more plates having a predetermined thickness, width, and length are arranged at regular intervals to be spaced apart at regular intervals. In other words, when viewed from the front of the mirror body 35, the plate is arranged in two or more consecutively to form a comb-like structure, the surface of the plate is also connected to the drive axis of rotation of the mirror (resilient members connected to both mirror body shafts) Axis; and an elastic member axis). The vertical length of the comb plate of this comb structure is equal to the mirror length and the width of the comb plate up to a certain distance from the rotation axis, which is a small moment due to the electrostatic force, as shown in FIG. 4B for mass reduction. By the bending deformation of the mirror body 35 is present within a certain limit condition to reduce the degree to which the flatness of the mirror can be sufficiently maintained. The portion reduced in the width of the comb plate becomes a portion which is not engaged with the fixed electrode 32 and the sensing electrode 33 of the lower structure. Since the comb tooth structure including the mirror body 35 is a conductor, all of them are constituted by the common electrode 34.

하부 구조물에서 축의 역할을 하는 탄성부재(37)를 기준으로 양옆에 구동을 위한 고정전극(32)과 위치 제어를 위한 감지전극(33)이 기판(31)위에 구성된다. 이 전극들이 형성되는 구조물은 거울몸체(35)에 달려있는 공통전극(34)의 구조물과 같다. 우선, 탄성부재(37)를 기준으로 하여 한 쪽편에 빗살구조를 이루는 판이 고정전극(32)과 감지전극(33)을 위해 각각 두 개이상 사용되며, 이 구조물의 표면 위에 고정전극(32)과 감지전극(33)을 서로 절연시켜 각각 형성한다. 마찬가지로, 탄성부재(37)의 다른 편에도 고정전극(32)과 감지전극(33)을 각각 형성한다. 즉, 탄성부재(37)에 대해 좌우의 고정전극(32) 및 감지전극(33)들은 서로 대각선으로 배열되거나 혹은 탄성부재(37)에 대칭으로 배열된다. 이 하부 구조물의 전극 구조물은 상부 구조물의 공통전극(34)과 서로 접촉하지 않은 상태로, 똑같은 간격을 서로 유지하면서 맞물려있는 상태로 배열이 된다.A fixed electrode 32 for driving and a sensing electrode 33 for position control are formed on the substrate 31 on both sides of the elastic member 37 serving as an axis in the lower structure. The structure in which these electrodes are formed is the same as that of the common electrode 34 that rests on the mirror body 35. First, two or more plates forming a comb structure on one side of the elastic member 37 are used for the fixed electrode 32 and the sensing electrode 33, respectively. The sensing electrodes 33 are insulated from each other and formed. Similarly, the fixed electrode 32 and the sensing electrode 33 are formed on the other side of the elastic member 37, respectively. That is, the left and right fixed electrodes 32 and the sensing electrodes 33 with respect to the elastic member 37 are arranged diagonally to each other or symmetrically arranged on the elastic member 37. The electrode structures of the lower structure are arranged in a state of being engaged with each other while maintaining the same distance from each other, without being in contact with the common electrode 34 of the upper structure.

이상과 같은 구조를 갖는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브 미소 거울 구동기의 동작원리는 다음과 같다.The operation principle of the optical disk drive micro mirror driver using the electrostatic force having the above structure is as follows.

미소 거울 구동의 근원적인 힘이되는 정전기력을 발생시키는 원리는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 일정 두께(c)와 길이(d)를 갖는 고정 도체판(42)과 이동 도체판(43)이 기판(31)에 수직인 방향으로 서로 일정 간격(g) 만큼 이격되어 맞물려있는 상태에서 전위차를 인가해주면 이동도체판(43)이 정전기력에 의해 지지단(41)에 고정된 상기 고정도체판(42) 방향(45)으로 이끌려가고 지지단(41)과 상기 이동도체판(43)을 연결하는 스프링(44)에 의해 상기 이동도체판(43)이 복귀되어 왕복 직선하는 원리이다. 하나의 상기 이동도체판(43)에 작용하는 정전기력 F는 복소수(complex)를 이용한 등각사상법(conformal mapping)에 의해 이론적으로 구해지며,이 값은 마주보는 빗살 사이의 간격 g, 빗살의 두께 c 및 빗살의 길이 d에 따라 달라지며 다음 수학식과 같이 구해진다.The principle of generating the electrostatic force which is the fundamental force of the micro-mirror driving is as shown in Figs. 5a and 5b, the fixed conductor plate 42 and the moving conductor plate 43 having a predetermined thickness (c) and length (d) When the potential difference is applied in a state where) is spaced apart from each other by a predetermined interval (g) in a direction perpendicular to the substrate 31, the movable conductor plate 43 is fixed to the support end 41 by the electrostatic force. The movable conductor plate 43 is returned and reciprocally straightened by a spring 44 drawn in the direction (42) and connecting the support end 41 and the movable conductor plate 43. The electrostatic force F acting on one of the mobile conductor plates 43 is theoretically determined by conformal mapping using a complex number, and this value is the interval g between the facing combs and the thickness of the comb teeth c. And the length of the comb teeth d, and are obtained as follows.

F=F(c,d,g)=εV2[d/g + (Ksinα/Kcosβ)K[sinα]/K[cosβ]]F = F (c, d, g) = εV2 [d / g + (Ksinα / Kcosβ) K [sinα] / K [cosβ]]

α=πc/2(c+g), α = πc / 2 (c + g),

단, 수학식 1에서 ε는 진공 유전율이고, V는 두 도체 사이의 전위차가 된다.In Equation 1, ε is a vacuum permittivity, and V is a potential difference between two conductors.

다시말해서, 미소 거울 구동기의 구동 원리는, 거울몸체(35) 아랫 면에 존재하는 빗살구조물인 이동전극(34)과 기판(31) 위에 존재하며 마주 대응하는 고정전극(32) 사이에 전위차가 주어질 때 정전기력이 거울면에 수직으로 작용하여 거울이 탄성부재(축)(37)에 대해 회전운동하도록 하는 원리이다.In other words, the driving principle of the micromirror driver is that a potential difference is given between the moving electrode 34, which is a comb structure existing on the lower surface of the mirror body 35, and the fixed electrode 32, which is present on the substrate 31 and faces the corresponding electrode 31. When the electrostatic force acts perpendicular to the mirror surface is a principle that the mirror to rotate relative to the elastic member (axis) (37).

이와 같은 원리로 동작하는 미소 거울 구동기의 구동 회로 및 감지 회로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 거울몸체(35)를 탄성부재(37)에 대해 일정량 왕복 회전구동시키기 위해 두 고정전극(32)에 바이어스 직류전압 Vo(55)를 똑같이 가하고 진폭의 크기가 Vo 인 교류 전압(52)을 두 개의 고정전극(32)에 위상차가 180도가 되도록 부호가 다른 사인 인버터(sign inverter)(53, 54)를 지나도록 한다. 그러면, 한쪽의 고정전극(32)에서는 바이어스 직류전압(55)과 교류전압(52)이 합산되고, 반면 다른 편에서는 상쇄가 된다. 전압이 합산되는 부분에서는 공통접지(51)된 공통전극(34)과 이 전압차로 인한 정전기력이 발생하게된다. 이 힘은 고정전극(32)과 공통전극(34)이 서로 겹쳐지는 영역에서 분포하중으로 작용하고 작용지점은 탄성부재(37)로부터 일정량의 거리를 가지게 되므로 그에 상응하는 모멘트를 발생시켜 거울몸체(35)를 회전시키게 된다. 제어기에 의해 직류전압(55)의 크기 및 상기 교류전압(52)의 최대 진폭의 크기가 제어되며 또한 상기 교류전압(52)의 위상차 및 주기를 제어하므로서, 시간에 따라 정전기력이 발생하는 위치가 서로 바뀌고, 정전기력의 크기, 정전기력이 작용하는 시간이 조절되어, 거울몸체(35)가 제어된 회전 각도 및 회전 속도로 왕복 회전 운동을 하게 된다. 거울몸체(35)가 구동됨에 따라 공통전극(34) 또한 탄성부재(37)에 대해 회전 구동하고 공통전극(34)과 감지전극(33) 사이에 정전용량의 변화가 발생한다. 이 때 탄성부재(37)에 대해 양편에 감지전극(33)이 존재하므로 공통전극(34)과 감지전극(33)으로 기울어지는 쪽에서는 정전용량이 증가되고 다른 편에서는 감소된다. 이 두 부분에서 측정된 정전용량들의 절대값을 합산하여 전체 정전용량의 변화값으로 간주하여 결국 감지능력을 2배로 향상시키게 된다. 이러한 정전용량 변화값은 C-V 변환기(57)를 통하여 전압의 변화값으로 변환되고 최종출력부(56)에 의해 궁국적으로 거울몸체(35)의 회전 정도를 나타내게 된다.As shown in FIG. 6, the driving circuit and the sensing circuit of the micromirror driver operating on the same principle include two fixed electrodes 32 for driving the mirror body 35 in a reciprocal rotation with respect to the elastic member 37. Sign inverters 53 and 54 having different signs so that the phase difference is 180 degrees to the two fixed electrodes 32 by applying the same bias DC voltage Vo (55) to each other and applying an alternating voltage 52 having amplitude magnitude Vo. Pass through. Then, in one fixed electrode 32, the bias DC voltage 55 and the AC voltage 52 are added together, while the other side is canceled. In the summation of the voltages, the common electrode 34 of the common ground 51 and the electrostatic force due to the voltage difference are generated. This force acts as a distribution load in the region where the fixed electrode 32 and the common electrode 34 overlap each other, and the action point has a certain amount of distance from the elastic member 37, thereby generating a corresponding moment to generate a mirror body ( 35). The magnitude of the DC voltage 55 and the magnitude of the maximum amplitude of the AC voltage 52 are controlled by the controller, and the phase difference and the period of the AC voltage 52 are controlled, whereby the positions at which the electrostatic force is generated with time are mutually different. In turn, the magnitude of the electrostatic force, the time the electrostatic force is applied is adjusted, so that the mirror body 35 makes a reciprocating rotational movement at a controlled rotation angle and rotation speed. As the mirror body 35 is driven, the common electrode 34 also rotates with respect to the elastic member 37, and a change in capacitance occurs between the common electrode 34 and the sensing electrode 33. At this time, since the sensing electrodes 33 exist on both sides of the elastic member 37, the capacitance increases on the inclined side to the common electrode 34 and the sensing electrode 33, and decreases on the other side. The absolute values of the capacitances measured in these two parts are added together to be regarded as the change of the total capacitance, and thus the detection capability is doubled. The capacitance change value is converted into a change value of the voltage through the C-V converter 57, and finally represents the degree of rotation of the mirror body 35 by the final output unit 56.

이와 같이 동작하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브 미소 거울 구동기의 제조 방법은 다음과 같다.The method of manufacturing the optical disk drive micromirror driver using the electrostatic force operating as described above is as follows.

도 7은 본 발명에 따른 미소 거울 구동기가 제작된 웨이퍼 전체 구조를 보여주는 사시도이다. 여기서 좌반부는 거울 몸체(35) 및 미소거울(36)이 제거된 상태를 보여주고, 우반부는 거울 몸체(35) 및 미소거울(36)이 형성되어 있는 상태를 보여준다. 이와 같이, 본 발명에 따른 미소 거울 구동기는 하부 빗살 전극(33)이 형성된 유리 기판(31) 상에 상부 빗살 전극(36)이 형성된 거울 몸체(35)를 갖는 실리콘 프레임(38)을 유리 기판(31)의 네 모서리에 형성된 어라인 폴(100)를 이용하여결합한 구조로 되어있다. 따라서, 본 발명에 따른 미소 거울 구동기의 제작 방법은 크게 유리 기판(31) 상에 하부 빗살 전극(33) 및 금속 배선(39)을 형성하는 공정과 상부 빗살 전극(36)이 형성된 거울 몸체(35)를 갖는 실리콘 프레임(38)을 형성하는 공정 및 이 둘을 결합하는 공정으로 이루어진다.7 is a perspective view showing the overall structure of the wafer fabricated micro-mirror driver according to the present invention. Here, the left half shows the state in which the mirror body 35 and the micromirror 36 are removed, and the right half shows the state in which the mirror body 35 and the micromirror 36 are formed. As described above, the micro-mirror driver according to the present invention comprises a silicon frame 38 having a mirror body 35 on which the upper comb electrode 36 is formed on the glass substrate 31 on which the lower comb electrode 33 is formed. 31 is a structure that is combined using the array pole 100 formed at the four corners. Therefore, the manufacturing method of the micro mirror driver according to the present invention is largely a process of forming the lower comb electrode 33 and the metal wiring 39 on the glass substrate 31 and the mirror body 35 on which the upper comb electrode 36 is formed. Is a step of forming a silicon frame 38 having a) and a step of combining the two.

여기서, 상부 구조물인 실리콘 프레임(35)은 벌크(bulk) 실리콘을 사용하여 제작한다. 상부 구조물 제작 방법으로 ICPRIE(inductively coupled plasma reactive ion etching)법과 XeF2가스를 이용한 에칭법을 이용하는 도 8a 내지 도 8h에 제시된 방법과 ICPRIE법과 TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)법을 이용하는 도 9a 내지 도 9j에 제시된 방법 등 두 가지 방법을 제시한다. 그 중 첫 번째 방법은 다음과 같은 순서로 진행된다.Here, the upper frame silicon frame 35 is manufactured using bulk silicon. 8A to 8H using the inductively coupled plasma reactive ion etching (ICPRIE) method and the etching method using XeF 2 gas as the method of fabricating the upper structure, and FIGS. 9A to 9J using the ICPRIE method and the TetraMethyl Ammonium Hydroxide (TMAH) method. Two methods are presented, one presented. The first method is as follows.

먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 200μm 두께의 벌크 실리콘 기판(101) 상에 화학기상증착(CVD)법을 이용하여 SiN 및 SiO2를 차례로 증착하여 실리콘 질화막(103') 및 실리콘 산화막(105')을 형성한다.First, as shown in FIG. 8A, SiN and SiO 2 are sequentially deposited on the 200 μm-thick bulk silicon substrate 101 by chemical vapor deposition (CVD) to form a silicon nitride film 103 ′ and a silicon oxide film 105. Form ').

다음에, 도 8b에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막(105') 및 실리콘 질화막(103')을 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 마스크 패턴(103, 105)을 형성한다. 이 때, 인산(H3PO4)으로 실리콘 질화막(103)을 패터닝하나 플라즈마 에칭 공정을 이용하여 패터닝할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 8B, the silicon oxide film 105 ′ and the silicon nitride film 103 ′ are patterned to form mask patterns 103 and 105 for forming the comb electrode structure. In this case, the silicon nitride film 103 is patterned with phosphoric acid (H 3 PO 4 ), but may be patterned using a plasma etching process.

다음에, 도 8c에 도시된 바와 같이, 포토레지스트를 도포하고 패터닝하여 빗살 구조 및 어라인 폴 형성을 위한 포토레지스트 마스크 패턴(107)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 8C, a photoresist is applied and patterned to form a photoresist mask pattern 107 for comb structure and alignment pole formation.

다음에, 도 8d에 도시된 바와 같이, ICPRIE법을 이용하여 수직 방향으로 깊숙히 최종 두께 10~20μm 만 남도록 벌크 실리콘 기판(101)을 식각하여 빗살 구조를 형성한 다음 포토레지스트 패턴(107)을 제거하여 실리콘 산화막 마스크 패턴(105) 및 실리콘 질화막 마스크 패턴(103) 만을 남긴다. 여기서, ICPRIE법은 RIE법 보다 플라즈마 이온들을 집속시킬 수 있어 수직방향으로의 정밀한 이방성 식각에 더 유리한 장점이 있다.Next, as shown in FIG. 8D, the bulk silicon substrate 101 is etched to form only the comb structure after the ICPRIE method is used to etch deeply in the vertical direction, leaving only a final thickness of 10 to 20 μm, and then removing the photoresist pattern 107. Thus, only the silicon oxide film mask pattern 105 and the silicon nitride film mask pattern 103 are left. Here, the ICPRIE method can focus plasma ions more than the RIE method, which is more advantageous for precise anisotropic etching in the vertical direction.

다음에, 도 8e에 도시된 바와 같이, 빗살 구조 위의 실리콘 산화막 마스크 패턴(105)을 제거하여 실리콘 질화막 마스크 패턴(103)이 드러나도록 한 상태에서 빗살 구조를 갖는 실리콘 기판(101) 전면을 산화시켜 실리콘 산화막(109)을 형성한다. 이 때 실리콘 질화막 마스크 패턴(103)이 남아있는 곳에는 산화막이 생기지 않는다.Next, as illustrated in FIG. 8E, the entire surface of the silicon substrate 101 having the comb structure is oxidized while the silicon oxide film mask pattern 105 is removed to expose the silicon nitride mask pattern 103 on the comb structure. To form a silicon oxide film 109. At this time, no oxide film is formed where the silicon nitride film mask pattern 103 remains.

다음에, 빗살 구조 위의 실리콘 질화막 마스크 패턴(103)를 제거하여 빗살 구조 상부에만 실리콘이 드러나도록 하고, 도 8f에 도시된 바와 같이, XeF2가스를 이용하여 빗살 구조 만을 적당한 길이가 되도록 그 두께를 에칭한 다음 실리콘 산화막(109)을 제거한다. 이 때, 주위의 프레임 상에는 아직 산화막이 남아 있다. 여기서, XeF2가스 에칭법으로는 등방성 식각이 이루어지며, 그 식각속도(etching rate)가 빠른 것이 장점이다. 산화막 대비 실리콘 식각 속도 SiO2/Si는 1/8000 정도로 실리콘의 식각 속도가 빠르다.Next, the silicon nitride film mask pattern 103 on the comb structure is removed so that the silicon is exposed only on the upper part of the comb structure, and as shown in FIG. 8F, the thickness of the comb structure is appropriately lengthened using XeF 2 gas. Is etched and then the silicon oxide film 109 is removed. At this time, an oxide film still remains on the surrounding frame. Here, isotropic etching is performed by the XeF 2 gas etching method, and the etching rate is high. Silicon etching rate compared to the oxide film SiO 2 / Si is about 1/8000 silicon etching rate is fast.

다음에, 도 8g에 도시된 바와 같이, 빗살 구조가 없는 후면에 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 불필요한 실리콘 기판 부분을 식각하여 관통시킴으로써 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 형성한다. 여기서, 이 도면은 관통부를 보여주기 위하여 상기 도면들과는 달리 90도 회전된 것이다.Next, as shown in FIG. 8G, the upper frame of the micromirror driver is formed by etching through the unnecessary silicon substrate portion on the rear surface without the comb structure by using the photolithography method and the ICPRIE method. Here, the figure is rotated 90 degrees differently from the figures to show the penetrating portion.

다음에, 도 8h에 도시된 바와 같이, 상부 프레임 후면에 Al을 증착시켜 금속 미러(120) 및 탄성부재(130)에 도선을 형성한다. 부재번호 140은 상부 빗살 구조이다. 이 도면도 도 8g와 마찬가지로 앞서의 도면들과 달리 90도 회전 단면을 보여준다.Next, as shown in FIG. 8H, Al is deposited on the rear surface of the upper frame to form conductive wires in the metal mirror 120 and the elastic member 130. Reference numeral 140 is an upper comb structure. This figure also shows a 90-degree rotational cross section as in the previous figures as in FIG. 8G.

본 발명에 따른 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 제작하는 두 번째 방법은 다음과 같은 순서로 진행된다.The second method of manufacturing the upper frame of the micro mirror driver according to the present invention proceeds in the following order.

먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 200μm 두께의 벌크 실리콘 기판(201)의 전후면을 1100℃에서 3시간 정도 습식 산화(wet oxidation)법으로 산화시켜 1μm 두께의 SiO2막(203')을 형성한다.First, as shown in FIG. 9A, the front and rear surfaces of the 200 μm-thick bulk silicon substrate 201 are oxidized by wet oxidation at 1100 ° C. for about 3 hours to form a 1 μm-thick SiO 2 film 203 ′. Form.

다음에, 도 9b에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막(203')에 포토리소그래피법으로 실리콘 산화막(203')을 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 마스크 패턴(203)을 형성한다. 여기서 부재번호 205는 포토레지스트 패턴이다.Next, as shown in FIG. 9B, the silicon oxide film 203 'is patterned on the silicon oxide film 203' by photolithography to form a mask pattern 203 for forming a comb electrode structure. Here, reference numeral 205 denotes a photoresist pattern.

다음에, 도 9c에 도시된 바와 같이, ICPRIE법을 이용하여 수직 방향으로 약 140μm 정도로 깊숙히 벌크 실리콘 기판(201)을 식각한 다음 포토레지스트 패턴(205)을 제거하여 실리콘 산화막 마스크 패턴(203) 만을 남긴다.Next, as shown in FIG. 9C, the bulk silicon substrate 201 is etched to about 140 μm deep in the vertical direction using the ICPRIE method, and then the photoresist pattern 205 is removed to remove only the silicon oxide mask pattern 203. Leave

다음에, 도 9d에 도시된 바와 같이, 노출된 실리콘 기판(201) 면에 CVD법으로 0.2μm 두께의 SiN을 전면에 증착한 다음 이온 밀링(ion milling)을 이용하여에칭된 벽면에 증착된 질화막 외의 모든 질화막(특히 바닥면의 질화막)을 제거하여 측면 식각 방지막(207)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9D, a silicon nitride film deposited on the surface of the exposed silicon substrate 201 was deposited on the surface of the silicon substrate 201 deposited by CVD on the entire surface, and then etched by ion milling. All other nitride films (particularly, nitride films on the bottom surface) are removed to form the side etch stop film 207.

다음에, 도 9e에 도시된 바와 같이, 노출된 실리콘 기판(201) 바닥면을 수직 방향으로 ICPRIE법을 이용하여 더욱 깊게 식각하고, 그 식각된 면을 습식으로 산화시켜(wet oxidation), 실리콘 산화막 마스크 패턴(209)을 형성한다. 이 때 식각 깊이는 50μm 정도 더 깊게 식각한다. 따라서 실리콘 기판(201)의 총 식각 깊이는 190μm 정도가 된다. 그리고 실리콘 질화막 마스크 패턴(207)이 남아있는 곳에는 산화막이 생기지 않는다.Next, as shown in FIG. 9E, the bottom surface of the exposed silicon substrate 201 is etched more deeply in the vertical direction by using the ICPRIE method, and the etched surface is wet oxidized to wet oxidation. The mask pattern 209 is formed. At this time, the etching depth is about 50 μm deeper. Therefore, the total etching depth of the silicon substrate 201 is about 190 μm. The oxide film does not occur where the silicon nitride film mask pattern 207 remains.

다음에, 도 9f에 도시된 바와 같이, 상기 실리콘 질화막(SiN) 마스크 패턴(207)을 인산(H3PO4)을 이용하여 제거한다.Next, as shown in FIG. 9F, the silicon nitride film (SiN) mask pattern 207 is removed using phosphoric acid (H 3 PO 4 ).

다음에, TMAH법으로 실리콘 기판(201)의 빗살 구조를 식각하여, 도 9g에 도시된 바와 같이, 빗살 전극 구조(211)를 적당한 길이로 형성한다. 이 대, 산화막(209)로 덮여진 부분의 빗살 구조는 그대로 남게된다. 이는, TMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)법은 습식식각법으로서 결정면을 따라 식각되는 이방성을 이용한 방법으로 본 공정에서는 이러한 결정면에 따른 이방성 식각 성질을 이용하여 빗살 전극 구조의 식각이 일정지점에서 정지되도록 하기 때문이다. 이를 위해서는 (100)면을 갖는 실리콘 웨이퍼를 기판으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 공정에서는 TMAH법 뿐 만 아니라, 첫번째 제작 방법에서 소개된 바 있는, XeF2가스를 이용하여 빗살 구조 만을 적당한 길이가 되도록 에칭할 수 도있다. XeF2가스 에칭법으로는 등방성 식각이 이루어지며, 그 식각속도(etching rate)가 빠른 것이 장점이다. 산화막 대비 실리콘 식각 속도 SiO2/Si는 1/8000 정도로 실리콘의 식각 속도가 빠르다.Next, the comb-tooth structure of the silicon substrate 201 is etched by the TMAH method, so that the comb-tooth electrode structure 211 is formed to an appropriate length, as shown in FIG. 9G. In this case, the comb-tooth structure of the portion covered with the oxide film 209 remains as it is. This is because TMAH (TetraMethyl Ammonium Hydroxide) method is a wet etching method using anisotropy etched along the crystal plane. In this process, the anisotropic etching property of the crystal plane allows the etching of the comb electrode structure to stop at a certain point. to be. For this purpose, it is preferable to use a silicon wafer having a (100) plane as the substrate. In addition, in this step, not only the TMAH method but also the XeF 2 gas introduced in the first manufacturing method can be used to etch only the comb tooth structure to an appropriate length. Isotropic etching is performed by XeF 2 gas etching, and the etching rate is high. Silicon etching rate compared to the oxide film SiO 2 / Si is about 1/8000 silicon etching rate is fast.

다음에, 도 9h에 도시된 바와 같이, 실리콘 산화막(203, 209)들을 제거한다.Next, as shown in Fig. 9H, the silicon oxide films 203 and 209 are removed.

다음에, 도 9i에 도시된 바와 같이, 빗살 구조가 없는 후면에 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 불필요한 실리콘 기판 부분을 식각하여 관통시킴으로써 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 형성한다. 여기서, 이 도면은 관통부를 보여주기 위하여 상기 도면들과는 달리 90도 회전된 것이다.Next, as shown in FIG. 9I, the upper frame of the micromirror driver is formed by etching through the unnecessary silicon substrate portion using the photolithography method and the ICPRIE method on the back surface having no comb structure. Here, the figure is rotated 90 degrees differently from the figures to show the penetrating portion.

다음에, 도 9j에 도시된 바와 같이, 상부 프레임 후면에 Al을 증착시켜 금속 미러(220) 및 탄성부재(230)에 도선을 형성한다. 부재번호 240은 상부 빗살 구조이다. 이 도면도 도 9i와 마찬가지로 앞서의 도면들과 달리 90도 회전 단면을 보여준다.Next, as shown in FIG. 9J, Al is deposited on the rear surface of the upper frame to form conductive wires in the metal mirror 220 and the elastic member 230. Reference numeral 240 is an upper comb structure. This figure also shows a 90-degree rotational cross section as in the previous figures as in FIG. 9I.

이상과 같이 상부 프레임의 빗살 전극 구조에 대응하는 하부 빗살 전극 및 금속 배선을 유리 기판(31) 상에 형성하는 방법은 다음과 같다.As described above, the method of forming the lower comb electrode and the metal wiring on the glass substrate 31 corresponding to the comb electrode structure of the upper frame is as follows.

먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이, 170μm 두께의 고농도 p형 실리콘 웨이퍼(301)를 전면적으로 산화시켜 산화막(302')을 형성한다.First, as shown in FIG. 10A, an oxide film 302 ′ is formed by completely oxidizing a 170 μm-thick high concentration p-type silicon wafer 301.

다음에, 도 10b에 도시된 바와 같이, 전면의 실리콘 산화막(302')을 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 실리콘 산화막 마스크 패턴(302)를 형성한 후 배면의 산화막(302')는 완전히 제거한다. 이 배면의 산화막 에칭은 빗살 전극의 지지부(Si island)만 유리 기판에 접합되도록 하기 위한 것이다. 이와 같이 하지 않으면 나중에 상부 미러 실리콘을 접합시킬 때 유리 기판에 접합되지 않기 때문이다. 다음에, 실리콘 기판(301)을 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 50μm 정도 깊이로 식각한다. 부재번호 303은 포토레지스트 패턴이다.Next, as shown in FIG. 10B, the silicon oxide film 302 ′ on the front surface is patterned to form a silicon oxide mask pattern 302 for comb electrode structure formation, and then the oxide film 302 ′ on the back surface is completely removed. . The oxide film etching on the back surface is such that only the support (Si island) of the comb electrode is bonded to the glass substrate. This is because otherwise, the upper mirror silicon is not bonded to the glass substrate later. Next, the silicon substrate 301 is etched to a depth of about 50 μm using the photolithography method and the ICPRIE method. Reference numeral 303 denotes a photoresist pattern.

다음에, 도 10c에 도시된 바와 같이, 식각된 실리콘 기판(301)의 배면을 1mm 두께의 유리 기판(300)에 양극 접합 공정을 이용하여 접합한다. 이 때, 접합되는 부분은 빗살 전극 지지부와 주위의 실리콘 어라인 폴 만이 접합된다.Next, as shown in FIG. 10C, the back surface of the etched silicon substrate 301 is bonded to the glass substrate 300 having a thickness of 1 mm using an anodic bonding process. At this time, only the comb-tooth support part and the surrounding silicon-array pole are joined in the part to be joined.

다음에, 도 10d에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(301)에 형성된 실리콘 산화막 마스크 패턴(302)를 덮는 포토레지스트 패턴(303)을 형성하고, ICPRIE법으로 실리콘 기판(301)의 빗살 전극 지지부와 주위의 어라인 폴가 형성될 부분만 남기고 수직하방으로 70μm 정도의 깊이가 되게 깊숙이 식각한다.Next, as shown in FIG. 10D, a photoresist pattern 303 covering the silicon oxide film mask pattern 302 formed on the silicon substrate 301 is formed, and the comb electrode supporting portion of the silicon substrate 301 is formed by the ICPRIE method. Etch deeply to the depth of about 70μm vertically, leaving only the part where the surrounding pole is to be formed.

다음에, 포토레지스트 패턴(303)을 제거한 다음, 도 10e에 도시된 바와 같이, ICPRIE법으로 실리콘 기판(301)을 식각하여 하부 빗살 전극 구조(305)를 형성함과 동시에 실리콘 기판(301)의 불필요한 부분을 식각하여 관통시킴으로써 빗살전극 구조의 하부 및 주변에 실리콘 프레임(306) 구조 및 어라인 폴(307) 만을 남겨 미소 거울 구동기의 하부 구조를 완성한다.Next, after removing the photoresist pattern 303, as shown in FIG. 10E, the silicon substrate 301 is etched by the ICPRIE method to form the lower comb electrode structure 305, and at the same time, By etching through the unnecessary portion, only the silicon frame 306 structure and the alignment pole 307 are left in and around the comb electrode structure, thereby completing the lower structure of the micromirror driver.

이와 같이 완성된 상부 프레임 및 하부 프레임은, 도 11에 도시된 바와 같이, 유리 기판(300) 상의 하부 빗살 전극 구조(300)에 상부 빗살 전극 구조(140, 240)가 맞물리도록 유리 기판의 네 귀퉁이에 각각 하나씩 마련된 어라인 폴(307)를 이용하여 하부 구조물에 상부 프레임을 결합시켜 미소 거울 구동기를 완성한다. 이와 같은 상하부 구조물의 결합을 위하여 어라인할 때, 어라인 폴는 중요한 역할을 한다. 즉, 어라인이 되기 전가지는 상하부의 빗살 전극 구조가 부딪히는 않도록 하는 스토퍼(stopper)의 역할을 하게 되며, 이 어라인 폴와 상면 실리콘 프레임의 관통홀을 이용해 위치를 어라인한 후 끼워넣어 상부 실리콘 프레임과 파이렉스 유리 기판을 접합하게 된다.As shown in FIG. 11, the completed upper frame and the lower frame have four corners of the glass substrate such that the upper comb electrode structures 140 and 240 are engaged with the lower comb electrode structure 300 on the glass substrate 300. A micro mirror driver is completed by coupling the upper frame to the lower structure by using the array pawls 307 provided at each one. When aligning for the coupling of the upper and lower structures, the align pole plays an important role. In other words, before the line becomes an array, it acts as a stopper to prevent the upper and lower comb electrode structures from colliding with each other. Pyrex glass substrates are bonded.

도 12는 상기와 같이 미소 거울 구동기의 제작 공정이 완료된 후의 모습을 찍은 사진이다. 도 13은 도 12의 동그라미 부분(빗살 전극 구조)을 확대하여 찍은 사진이다.12 is a photograph taken after the manufacturing process of the micro mirror driver is completed as described above. FIG. 13 is an enlarged photograph of a circle part (comb electrode structure) of FIG. 12.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기는 미소 거울이 중심축을 기준으로 임의의 각도까지 왕복 회전하도록 구동되고, 마이크로 크기를 갖는 거울의 구동 변위가 크거나 거울의 크기가 마이크로 사이즈에 비해 상당히 커서 구동변위가 상대적으로 증가 되더라도, 두 도체 사이의 간격과 변위 구간의 크기에 무관하게 힘을 발생하도록 하며 거울 크기가 커질 수록 힘이 더 증가하게 되도록, 광디스크 드라이브의 스윙암의 끝단에 크기, 무게, 단순성 정도를 고려하여 정전기력을 이용한 미소 거울을 구동시키는 구동기를 거울과 일체형으로 제작함으로써, 크기와 무게를 줄일수 있으며 단순화를 꾀 할 수 있다. 거울의 크기가 마이크로에서 밀리 크기로 커지더라도 빗살의 구조를 이용하기 때문에 다른 정전 구동기 방식에 비해 크기로 인한 정전력을 발생 시키는데에는 크게 제약을 받지 않으며 오히려 빗살 구조물을 더 많이 형성시킬 수있어 작용력이 증가하게 된다. 구동시 거울의 회전축에 대칭으로 교대로 구동하기 때문에 한쪽 구동에 비해 같은 힘으로 두 배의 구동 변위를 얻는다. 또한 감지기는 양쪽 모두 존재하여 감지하므로 한쪽만 있는 경우 보다 두 배로 감지 성능이 향상된다. 그리고 거울의 구조상 거울몸체의 아래에 빗살 구조가 회전축에 대해 수직으로 놓여있는 구조여서 거울몸체가 정전기력을 받아 축에 대해 회전할 때 거울자체의 휘어짐을 방지하는 효과를 더불어 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 거울 구동기는 거울 평면의 평평도의 문제 또한 해결이 가능한 구조이며 구동기와 거울평판이 분리가 되어있지 않는 일체형이라는 장점을 갖는다.As described above, the micro-mirror driver of the optical disk drive using the electrostatic force according to the present invention is driven so that the micro-mirror reciprocates to an arbitrary angle about the central axis, the driving displacement of the mirror having a micro size is large or the size of the mirror Is considerably larger than the micro size, so that the drive displacement is relatively increased, so that the force is generated regardless of the distance between the two conductors and the size of the displacement section, and the force increases as the mirror size increases. By considering the size, weight, and simplicity at the end of the mirror, the actuator that drives the micro-mirror using the electrostatic force is manufactured integrally with the mirror, so that the size and weight can be reduced and simplified. Even if the size of the mirror increases from micro to millimeters, the structure of the comb teeth is used, so it is not restricted to generate the electrostatic force due to the size compared to other electrostatic driver methods. Will increase. When driven, they are driven symmetrically with respect to the axis of rotation of the mirror, thus obtaining twice the driving displacement with the same force compared to one drive. In addition, both detectors are present and detect, improving detection performance twice as much as having only one. And because of the structure of the mirror, the comb teeth structure under the mirror body is perpendicular to the axis of rotation, so that the mirror body under the electrostatic force can be obtained with the effect of preventing the bending of the mirror itself when rotating about the axis. That is, the mirror driver according to the present invention has a merit that the problem of flatness of the mirror plane can also be solved, and that the driver and the mirror plate are not separated from each other.

또한, 그 제작 방법에 있어서는, 미소 거울은 벌크 실리콘(bulk silicon)의 윗면에 증착되고 거울몸체, 빗살구조인 공통전극, 탄성부재 및 프레임은 마이크로 머신 공정인 ICPRIE를 포함하는 벌크 마이크로머시닝(bulk micromachining)을 이용하여 벌크 실리콘 재료로서 일체 구조로 제작한다. 하부 구조는 파이렉스 글래스(Pyrex glass)를 기판으로 하고 벌크 실리콘 혹은 레지스트(resist)를 이용하여 빗살 구조물을 형성하고 고정전극과 감지전극을 만든다. 이 때, 고정전극과 감지전극은 서로 절연되도록 실리콘으로 형성하거나 혹은 레지스트 빗살구조물 위에 도체막을 입히여 형성한다. 완성된 상부 구조물과 하부 구조물은 상부 구조물에서의 프레임과 하부 구조물의 기판의 접촉면에서 양극접합(anodic bonding)에 의해 결합된다. 지금까지 설명한 제작 방법은 하나의 예이며, 도 4a에 도시된 바와 같은 미소 거울 구동기는 다른 제조 방법에 의해서도 제작가능하다.In addition, in the manufacturing method, the micro mirror is deposited on the upper surface of the bulk silicon (bulk silicon) and the bulk micromachining including the mirror body, the common electrode having a comb structure, the elastic member, and the frame includes ICPRIE which is a micro machine process. ) As a bulk silicon material to produce a unitary structure. The lower structure is made of Pyrex glass as a substrate, a comb-tooth structure is formed by using bulk silicon or resist, and a fixed electrode and a sensing electrode are made. In this case, the fixed electrode and the sensing electrode are formed of silicon to insulate each other or formed by coating a conductor film on the resist comb structure. The completed superstructure and substructure are joined by anodic bonding at the contact surface of the frame in the superstructure and the substrate of the substructure. The fabrication method described so far is one example, and the micro mirror driver as shown in FIG. 4A can also be fabricated by other fabrication methods.

Claims (34)

기판;Board; 상기 기판 상면에 고정된 프레임;A frame fixed to the upper surface of the substrate; 상기 프레임에 연결된 탄성부재;An elastic member connected to the frame; 상기 탄성부재가 상기 기판과 평행인 제1방향의 축상에 맞은편에 연결되고, 상기 제1방향축을 중심으로 왕복 회전하도록 상기 기판 상면으로부터 이격되어 있는 거울몸체;A mirror body connected to the opposite side on an axis in a first direction parallel to the substrate and spaced apart from the upper surface of the substrate so as to reciprocate about the first direction axis; 상기 거울몸체 위에 장착된 거울;A mirror mounted on the mirror body; 상기 거울몸체 아래에, 일정 두께, 폭, 길이를 갖는 판 구조물이, 이 판의 면이 상기 제1방향과 수직하게 놓이고, 상기 판의 길이 방향이, 상기 제1방향과 직각이며 상기 기판과 평행한 제2방향에 평행하게 놓이며, 상기 판 구조물들이 일정 간격을 가지고 상기 제1방향으로 3개 이상 배열되어 있는 공통전극;Under the mirror body, a plate structure having a certain thickness, width, and length is placed perpendicular to the first direction, and the length direction of the plate is perpendicular to the first direction and with the substrate. A common electrode placed in parallel in a second parallel direction and having three or more plate structures arranged in the first direction at regular intervals; 상기 공통전극과 같은 구조를 가지며 상기 공통전극과 상기 제1방향으로 소정거리 이격되어 대향하며, 상기 제1방향과 제2방향에 대해 수직인 제3방향으로 일정거리 겹쳐지며, 상기 제2 방향으로 맞은편 구조물에 서로 일정거리 이격되어 존재하며, 상기 기판에 고정되어 전압이 인가되면 상기 공통전극에 상기 제3방향으로 정전인력을 제공하는 고정전극;It has the same structure as the common electrode and faces the common electrode spaced apart from the first direction by a predetermined distance, and overlaps a predetermined distance in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and in the second direction. A fixed electrode which is spaced apart from each other by a predetermined distance to the opposite structure, and fixed to the substrate to provide an electrostatic force to the common electrode in the third direction when a voltage is applied; 상기 고정전극과 같은 구조와 배열을 지니며, 상기 기판에 고정되며, 상기 공통전극이 움직이면 정전용량 변화를 감지하는 감지전극;A sensing electrode having the same structure and arrangement as the fixed electrode, fixed to the substrate, and sensing a change in capacitance when the common electrode is moved; 상기 공통전극과 상기 고정전극에 전위차를 발생시키도록 상기 고정전극에전위를 인가하는 전원;A power supply for applying a potential to the fixed electrode to generate a potential difference between the common electrode and the fixed electrode; 상기 공통전극과 상기 감지전극에 정전용량의 변화를 측정하는 감지기; 및A detector measuring a change in capacitance at the common electrode and the sensing electrode; And 상기 전원을 조정하는 제어기;를A controller for adjusting the power; 구비한 것을 특징으로하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.Micro mirror drive of the optical disk drive using the electrostatic force, characterized in that provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정전극 및 감지전극은 상기 제1방향으로의 축을 기준으로, 일측에 일정한 순서와 비율로 상기 기판 위에 존재하며, 타측에 비율만 같고 순서는 상관없이 상기 기판 위에 존재하는 것을 특징으로하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The fixed electrode and the sensing electrode are present on the substrate in a certain order and proportion on one side with respect to the axis in the first direction, the other side is the same as the ratio and the electrostatic force is present on the substrate regardless of the order Micro mirror drive of optical disk drive. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전원은 상기 고정전극에 일정한 바이어스 전압을 인가하고 교대로 같은 크기의 전압을 시간에 따라 가감해주는 교류 전압을 인가하여 주는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The power supply is applied to a fixed bias voltage to the fixed electrode and the micro-mirror drive of the optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that by applying an alternating voltage that alternately adds or subtracts a voltage of the same magnitude over time. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 감지전극은 상기 공통전극이 상기 제1방향의 축을 회전축으로 하여 일정량 회전할 때의 정전용량의 증감을 상기 회전축의 양쪽에서 감지하며 이 감지값의 절대합을 전체 정전용량의 변화로 하여 2배의 감지효과를 얻는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The sensing electrode senses the increase or decrease of the capacitance when the common electrode rotates a predetermined amount by rotating the axis in the first direction as the rotation axis, and doubles the absolute sum of the sensed values as the change in the total capacitance. Micro mirror drive of the optical disk drive using the electrostatic force, characterized in that to obtain a sensing effect. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The frame, the elastic member, the mirror body and the common electrode is a micro mirror drive of the optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that formed integrally. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극은 탄성 및 도전성이 있는 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The frame, the elastic member, the mirror body, the common electrode is a micro-mirror drive of the optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that formed of an elastic and conductive material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 거울은 상기 거울몸체 윗면에 바로 장착된 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The mirror is a micro mirror drive of the optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that mounted directly on the mirror body. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고정전극 혹은 상기 감지전극이 상기 제2방향으로 서로 이격된 거리 만큼 상기 공통전극과 겹치지 않는 부위에서의 폭을 정전기력에 의한 상기 거울몸체의 굽힘 변형이 일정 제한 조건 내에 존재하도록 감소시키는 것을 특징으로 하는정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The fixed electrode or the sensing electrode to reduce the width of the portion in the non-overlapping area with the common electrode by the distance spaced from each other in the second direction so that the bending deformation of the mirror body due to the electrostatic force is within a certain constraint condition. Micro-mirror drive of optical disk drive using electrostatic force. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극은 각각 벌크 실리콘을 이용하여 리액티브 이온 에칭법을 이용하여 일체로 제작된 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.And the frame, the elastic member, the mirror body, and the common electrode are integrally manufactured by using a reactive ion etching method using bulk silicon, respectively. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 파이렉스 글래스(Pyrex glass)로 형성되고, 상기 고정전극 및 상기 감지전극을 위한 구조물은 벌크 실리콘을 이용하여 형성되며, 상기 고정전극 및 상기 감지전극은 실리콘으로 형성된 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The substrate is formed of Pyrex glass, and the structure for the fixed electrode and the sensing electrode is formed using bulk silicon, and the fixed electrode and the sensing electrode is formed of silicon Micro mirror drive of optical disc drive. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프레임, 탄성 부재, 거울몸체, 공통전극을 구비한 일체의 상부 구조와 상기 기판, 고정전극, 감지전극을 구비한 하부 구조가 각각 형성된 후 양극 본딩(anodic bonding)에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기.The upper structure including the frame, the elastic member, the mirror body, and the common electrode and the lower structure including the substrate, the fixed electrode, and the sensing electrode are formed, respectively, and then bonded by anodic bonding. Micro mirror drive of optical disk drive using electrostatic force. (가) 벌크 실리콘 기판을 ICPRIE법 및 XeF2가스 에칭법으로 식각하여 상부빗살 전극 구조를 갖는 상부 프레임을 형성 단계;(A) etching the bulk silicon substrate by ICPRIE method and XeF 2 gas etching method to form an upper frame having an upper comb electrode structure; (나) 유리 기판 상에 부착된 벌크 실리콘을 ICPRIE법으로 식각하여 상기 상부 빗살 전극 구조에 대응하는 하부 빗살 전극 구조를 갖는 하부 구조물을 형성하는 단계; 및(B) etching the bulk silicon deposited on the glass substrate by ICPRIE to form a lower structure having a lower comb electrode structure corresponding to the upper comb electrode structure; And (다) 상기 (가) 단계에서 제작된 상부 프레임을 상기 (나) 단계에서 제작된 하부 구조물에 상기 상부 빗살 전극 구조가 상기 하부 빗살 전극 구조에 맞물리도록 접합하는 단계;를(C) bonding the upper frame fabricated in step (A) to the lower structure fabricated in step (B) such that the upper comb electrode structure is engaged with the lower comb electrode structure; 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.Micro mirror drive manufacturing method of the optical disk drive using the electrostatic force, characterized in that it comprises a. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (가) 단계는,Step (a), (가-1) 벌크 실리콘 기판 상에 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막을 형성하는 서브단계;(A-1) sub-steps of forming a silicon nitride film and a silicon oxide film on the bulk silicon substrate; (가-2) 상기 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막을 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 마스크 패턴을 형성하는 서브단계;(A-2) forming a mask pattern for forming a comb electrode structure by patterning the silicon oxide layer and the silicon nitride layer; (가-3) 상기 산화막 및 질화막 마스크 패턴이 형성된 상기 벌크 실리콘 기판 상의 가장자리에 포토레지스트를 도포하고 패터닝하여 빗살 구조 및 어라인 폴 형성을 위한 포토레지스트 마스크 패턴을 형성하는 서브단계;(A-3) a sub-step of forming a photoresist mask pattern for forming a comb structure and an array pole by applying and patterning photoresist on an edge on the bulk silicon substrate on which the oxide and nitride mask patterns are formed; (가-4) 상기 산화막 및 질화막 마스크 패턴 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 ICPRIE법으로 상기 벌크 실리콘 기판을 수직 방향으로 식각하여 빗살 구조를 형성한 다음 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 서브단계;(A-4) a sub-step of etching the bulk silicon substrate in the vertical direction by using the oxide film and the nitride film mask pattern and the photoresist pattern to form a comb structure, and then removing the photoresist pattern; (가-5) 상기 빗살 구조 위의 실리콘 산화막 마스크 패턴을 제거하여 실리콘 질화막 마스크 패턴이 드러나도록 한 상태에서 상기 빗살 구조를 갖는 실리콘 기판 전면을 산화시켜 재차 실리콘 산화막을 형성하는 서브단계;(A-5) a sub-step of forming a silicon oxide film by oxidizing the entire surface of the silicon substrate having the comb structure while removing the silicon oxide mask pattern on the comb structure to expose the silicon nitride film mask pattern; (가-6) 상기 빗살 구조 위의 실리콘 질화막 마스크 패턴을 제거하여 빗살 구조 상부에만 실리콘이 드러나도록 하고, XeF2가스를 이용하여 빗살 구조 만을 적당한 길이가 되도록 에칭한 다음 실리콘 산화막을 제거하는 서브단계;(A-6) substep of removing the silicon nitride film mask pattern on the comb structure to expose silicon only on the upper part of the comb structure, etching only the comb structure to a suitable length using XeF 2 gas, and then removing the silicon oxide film ; (가-7) 상기 벌크 실리콘 기판을 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 상기 빗살 구조가 없는 후면에서 식각하여 불필요한 부분을 식각하여 관통시킴으로써 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 형성하는 서브단계; 및(A-7) a sub-step of forming the upper frame of the micromirror driver by etching the bulk silicon substrate from the rear surface without the comb structure by using the photolithography method and the ICPRIE method to etch through unnecessary parts; And (가-8) 상기 상부 프레임 후면에 Al을 증착시켜 금속 미러 및 탄성부재에 도선을 형성하는 서브단계;를(A-8) sub-steps of depositing Al on the rear of the upper frame to form conductive wires in the metal mirror and the elastic member; 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.Micro mirror drive manufacturing method of the optical disk drive using the electrostatic force, characterized in that it comprises a. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 (가-1) 서브단계에서, 상기 벌크 실리콘 기판은 200μm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-1), the bulk silicon substrate has a thickness of 200μm or more, characterized in that the micro mirror drive manufacturing method of the optical disk drive using the electrostatic force. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 (가-1) 서브단계에서, 상기 실리콘 질화막 및 실리콘 산화막은 화학기상증착법을 이용하여 SiN 및 SiO2를 차례로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-1), the silicon nitride film and the silicon oxide film are formed by sequentially depositing SiN and SiO 2 by chemical vapor deposition. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 (가-2) 서브단계에서 상기 실리콘 질화막은 인산(H3PO4)으로 패터닝하거나 플라즈마 에칭 공정을 이용하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-2), the silicon nitride film is patterned with phosphoric acid (H 3 PO 4 ) or patterned using a plasma etching process. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 (가-4) 서브단계에서, 상기 벌크 실리콘 기판이 두께 10~20μm 만 남도록 식각되는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-4), the bulk silicon substrate is etched so that only a thickness of 10 to 20μm is left. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (가) 단계는,Step (a), (가-1) (100)면을 갖는 벌크 실리콘 기판 전후면에 SiO2막을 형성하는 서브단계;(A-1) sub-steps of forming a SiO 2 film on the front and back surfaces of the bulk silicon substrate having the (100) plane; (가-2) 포토리소그래피법으로 상기 실리콘 산화막을 패터닝하여 상기 빗살 전극 구조 형성을 위한 마스크 패턴을 형성하는 서브단계;(A-2) a substep of patterning the silicon oxide film by photolithography to form a mask pattern for forming the comb electrode structure; (가-3) ICPRIE법을 이용하여 상기 실리콘 기판을 수직 방향으로 식각한 다음 포토레지스트 패턴만을 제거하는 서브단계;(A-3) sub-etching the silicon substrate in the vertical direction by using the ICPRIE method and removing only the photoresist pattern; (가-4) 상기 노출된 실리콘 벽면에 질화막으로 측면 식각 방지막을 형성하는 서브단계;(A-4) a sub-step of forming a side etch stop layer using a nitride film on the exposed silicon wall; (가-5) 상기 노출된 실리콘 기판의 바닥면을 수직 방향으로 ICPRIE법을 이용하여 추가로 소정의 깊이 만큼 더욱 깊게 식각하고, 그 식각된 면에 실리콘 산화막 마스크 패턴을 형성하는 서브단계;(A-5) a sub-step of etching the bottom surface of the exposed silicon substrate further deeply by a predetermined depth in the vertical direction by using the ICPRIE method, and forming a silicon oxide mask pattern on the etched surface; (가-6) 상기 실리콘 질화막 마스크 패턴을 제거하는 서브단계;(A-6) substep of removing the silicon nitride film mask pattern; (가-7) TMAH법으로 상기 실리콘 기판의 빗살 구조를 식각하여, 상기 빗살 전극 구조를 소정의 길이로 형성하는 서브단계;(A-7) a sub-step of etching the comb tooth structure of the silicon substrate by TMAH to form the comb electrode structure to a predetermined length; (가-8) 상기 실리콘 산화막들을 제거하는 서브단계;(A-8) substeps of removing the silicon oxide films; (가-9) 상기 빗살 구조가 없는 후면으로부터 상기 실리콘 기판의 불필요한 부분을 식각하여 관통시킴으로써 미소 거울 구동기의 상부 프레임을 형성하는 서브단계; 및(A-9) sub-step of forming an upper frame of the micro mirror driver by etching through the unnecessary portion of the silicon substrate from the back surface without the comb structure; And (가-10) 상기 상부 프레임 후면에 금속을 증착시켜 금속 미러 및 탄성부재에 도선을 형성하는 서브단계;를(A-10) sub-step of forming a conductive wire on the metal mirror and the elastic member by depositing a metal on the back of the upper frame; 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울구동기 제작 방법.Micro mirror drive manufacturing method of the optical disk drive using the electrostatic force, characterized in that it comprises a. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-1) 서브단계에서, 상기 벌크 실리콘 기판은 200μm 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-1), the bulk silicon substrate has a thickness of 200μm, the method of manufacturing a micro mirror drive of the optical disk drive using an electrostatic force. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-1) 서브단계는 1100℃에서 3시간 정도 습식 산화(wet oxidation)법으로 산화시켜 1μm 두께의 SiO2막을 형성하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.The sub-step (A-1) is a method of manufacturing a micro-mirror drive of an optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that the oxidation by wet oxidation method at 1100 ℃ for about 3 hours to form a SiO 2 film of 1μm thickness. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-3) 서브단계에서, 상기 실리콘 기판은 수직 방향으로 140μm 깊이 까지 식각되는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-3), the silicon substrate is etched to a depth of 140μm in the vertical direction, the method of manufacturing a micro mirror drive of the optical disk drive using an electrostatic force. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-4) 서브단계에서, 상기 질화막으로된 측면 식각 방지막은 CVD법으로 0.2μm 두께의 SiN을 전면에 증착한 다음, 이온 밀링(ion milling)을 이용하여상기 벽면에 증착된 질화막 외의 모든 질화막을 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-4), the side etch stop layer formed of the nitride layer is deposited on the entire surface of SiN having a thickness of 0.2 μm by CVD, and then all other than the nitride layer deposited on the wall surface by ion milling. A method of manufacturing a micromirror driver for an optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that formed by removing the nitride film. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-5) 서브단계에서, 상기 추가 식각 깊이는 50μm 인 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub- (A-5) step, the additional etching depth is 50μm characterized in that the micro mirror drive manufacturing method of the optical disk drive using the electrostatic force. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-5) 서브단계에서, 상기 실리콘 산화막 마스크 패턴은 습식 산화법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-5), the silicon oxide film mask pattern is formed by a wet oxidation method. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-6) 서브단계에서, 상기 실리콘 질화막 마스크 패턴은 인산(H3PO4)을 이용하여 제거되는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In step (A-6), the silicon nitride film mask pattern is removed using phosphoric acid (H 3 PO 4 ). 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-1) 서브 단계에서 상기 (100)면 혹은 다른 결정 방향을 갖는 벌크실리콘 기판을 사용하고, 상기 (가-7) 서브단계에서, TMAH법 대신에 XeF2가스를 이용하여 빗살 구조 만을 소정의 길이가 되도록 에칭하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-1), a bulk silicon substrate having the (100) plane or another crystal direction is used, and in the sub-step (A-7), only the comb-tooth structure is used by using XeF 2 gas instead of the TMAH method. A method of manufacturing a micromirror driver for an optical disk drive using an electrostatic force, which is etched to have a predetermined length. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-9) 서브단계는 포토리소그래피법과 ICPRIE법을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.The sub-step (A-9) is performed by using a photolithography method and an ICPRIE method. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 (가-10) 서브단계에서, 상기 금속으로 Al을 사용하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the sub-step (A-10), Al is used as the metal, the method of manufacturing a micro mirror driver of an optical disc drive using an electrostatic force. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (나) 단계는,The (b) step, (나-1) 실리콘 기판을 전체적으로 산화시켜 산화막을 형성하는 서브단계;(B-1) sub-oxidizing the silicon substrate as a whole to form an oxide film; (나-2) 상기 실리콘 웨이퍼 전면의 실리콘 산화막을 패터닝하여 빗살 전극 구조 형성을 위한 실리콘 산화막 마스크 패턴을 형성한 후 배면의 산화막은 완전히 제거하고, 상기 실리콘 기판을 소정의 깊이로 식각하는 서브단계;(B-2) forming a silicon oxide mask pattern for forming a comb electrode structure by patterning a silicon oxide film on the entire surface of the silicon wafer, and then completely removing the back oxide film and etching the silicon substrate to a predetermined depth; (나-3) 상기 식각된 실리콘 기판의 배면을 소정 두께의 유리 기판에 양극 접합 공정을 이용하여 접합하는 서브단계;(B-3) bonding the back surface of the etched silicon substrate to a glass substrate having a predetermined thickness using an anodic bonding process; (나-4) 상기 실리콘 기판에 형성된 실리콘 산화막 마스크 패턴을 덮는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 실리콘 기판의 빗살 전극 지지부와 주위의 어라인 폴이 형성될 부분만 남기고 상기 실리콘 기판을 수직하방으로 소정의 깊이 까지 식각하는 서브단계;(B-4) A photoresist pattern is formed to cover the silicon oxide mask pattern formed on the silicon substrate, and the silicon substrate is vertically downward while leaving only the portion where the comb electrode support and the surrounding alignment poles are to be formed. A substep of etching to the depth of; (나-5) 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 다음, ICPRIE법으로 상기 실리콘 기판을 식각하여 하부 빗살 전극 구조를 형성함과 동시에 상기 실리콘 기판의 불필요한 부분을 식각하여 관통시킴으로써 빗살전극 구조의 하부 및 주변에 실리콘 프레임 구조 및 어라인 폴 만을 남겨 미소 거울 구동기의 하부 구조를 완성하는 서브단계;를(B-5) After removing the photoresist pattern, the silicon substrate is etched by the ICPRIE method to form a lower comb electrode structure, and an unnecessary portion of the silicon substrate is etched and penetrated into and around the comb electrode structure. A substep of completing the substructure of the micromirror driver leaving only the silicon frame structure and the alignment poles; 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.Micro mirror drive manufacturing method of the optical disk drive using the electrostatic force, characterized in that it comprises a. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 (나-1) 단계에서, 상기 실리콘 기판으로 170μm 두께의 고농도 p형 실리콘 기판을 사용하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the step (b-1), a high-concentration p-type silicon substrate having a thickness of 170 μm is used as the silicon substrate. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 (나-2) 단계에서, 상기 실리콘 기판은 포토리소그래피법과 ICPRIE법을이용하여 50μm 정도 깊이로 식각하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the step (b-2), the silicon substrate is etched to a depth of about 50μm using a photolithography method and an ICPRIE method. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 (나-3) 단계에서, 상기 유리 기판으로 1mm 두께의 파이렉스 유리 기판을 사용하고, 상기 식각된 실리콘 기판의 배면 중에서 하부 빗살 전극 지지부와 어라인 폴만을 접합하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the step (b-3), a 1 mm-thick Pyrex glass substrate is used as the glass substrate, and only the lower comb electrode support and the array pole are bonded to the rear surface of the etched silicon substrate. How to make a micro mirror drive of a drive. 제29항에 있어서,The method of claim 29, 상기 (나-4) 단계에서, 상기 식각 공정은 ICPRIE법으로 70μm 깊이 까지 식각하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.In the step (b-4), the etching process is a micro mirror driver manufacturing method of the optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that the etching to the depth of 70μm by ICPRIE method. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 (다) 단계는,The (c) step, 상기 유리 기판 상의 하부 빗살 전극 구조에 상기 상부 빗살 전극 구조가 맞물리도록 상기 하부 구조물의 네 귀퉁이에 각각 하나씩 마련된 어라인 폴을 상기 하부 구조물의 홀에 끼워 상기 상부 프레임을 상기 하부 구조물에 결합하는 단계; 및Coupling the upper frame to the lower structure by inserting align poles provided at each of four corners of the lower structure into the holes of the lower structure so that the upper comb electrode structure is engaged with the lower comb electrode structure on the glass substrate; And 양극 접합을 이용하여 상기 하부 구조물에 상기 상부 프레임을 양극접합을 이용하여 접합하는 단계;를Bonding the upper frame to the lower structure using anodic bonding using anodic bonding; 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 정전기력을 이용한 광디스크 드라이브의 미소 거울 구동기 제작 방법.A method of manufacturing a micro mirror driver of an optical disk drive using an electrostatic force, characterized in that it comprises a.
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