KR100658202B1 - Floating body for micro structure and a method of manufacturing thereof - Google Patents

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KR100658202B1
KR100658202B1 KR1020050084716A KR20050084716A KR100658202B1 KR 100658202 B1 KR100658202 B1 KR 100658202B1 KR 1020050084716 A KR1020050084716 A KR 1020050084716A KR 20050084716 A KR20050084716 A KR 20050084716A KR 100658202 B1 KR100658202 B1 KR 100658202B1
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etching
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박범진
장현기
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Abstract

A floating body for micro structure and a method for manufacturing of the same are provided to form a correct micro-structure without interfering a movement of a floating body by providing a cuboid etch groove. An SOI substrate including an insulating layer(120) inserted between a first silicon layer(100) and a second silicon layer(200) is provided. A first pattern substrate is formed by etching the first silicon layer. A part of the second silicon layer is exposed by removing the insulating layer exposed to the outside. A vertical groove is formed by an anisotropic etch process for the exposed part of the second silicon layer. A floating body is completed by floating a part of the first silicon layer by an isotropic etch process for the second silicon layer.

Description

마이크로 구조물의 부양체 및 그 제조방법 {FLOATING BODY FOR MICRO STRUCTURE AND A METHOD OF MANUFACTURING THEREOF} Support body and a manufacturing method of the micro-structure {FLOATING BODY FOR MICRO STRUCTURE AND A METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

도 1은 한국 등록특허공보 461787호에 기재된 부양체의 사시도이다. 1 is a perspective view of a support material according to No. 461 787 Korea Patent Application.

도 2은 식각이 진행되기 전에 마스크가 형성된 실리콘층을 나타낸 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view of a silicon layer is formed before the etching mask is in progress.

도 3은 등방성 식각시 내부 공간의 모습을 도시한 단면도이다. Figure 3 is a cross-sectional view showing a state of the inner space during the isotropic etch.

도 4는 이방성 식각시 내부 공간의 모습을 도시한 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing a state of the inner space during the anisotropic etching.

도 5 내지 도 14는 본 발명에 따른 마이크로 구조물의 부양체의 제조 방법을 설명한 도면으로써, 5 to 14 as a view for explaining a manufacturing method of a support body of the micro-structure according to the present invention,

도 5는 산화막이 게재된SOI 기판의 상측면을 평탄화 시킨 단면도이다. 5 is a cross-sectional view which flatten the image-side surface of the SOI substrate with the oxide film is placed.

도 6는 SOI 기판의 상측면에 에치 마스크를 형성한 모습을 도시한 단면도이다. Figure 6 is a sectional view showing a state that forming an etch mask on the side of the SOI substrate.

도 7은 마스크를 사진 공정한 후의 모습을 도시한 단면도이다. Figure 7 is a cross-sectional view showing a state just after the photo mask.

도 8는 마스크의 패터닝을 위해 식각한 모습을 도시한 단면도이다. Figure 8 is a cross-sectional view showing a state that the etching for the patterning of the mask.

도 9는 마스크의 패터닝에 따라 제 1실리콘층을 이방성 식각한 후의 모습을 도시한 단면도이다. Figure 9 is a sectional view showing a state after the anisotropic etching of the first silicon layer in accordance with the patterning of the mask.

도 10은 식각된 부분의 측면에 보호막을 성장시킨 모습을 보인 단면도이다. 10 is a sectional view showing a state in which a protective film growth on the side surface of the etched portion.

도 11은 외부로 노출된 절연막을 제거하는 모습을 보인 단면도이다. 11 is a sectional view showing a state of removing the insulating layer exposed to the outside.

도 12는 제2 실리콘층을 이방성 식각하여 홈을 형성하는 모습을 보인 단면도이다. 12 is a sectional view showing a state of forming a groove by anisotropic etching the second silicon layer.

도 13은 제2 실리콘층의 홈을 통해 등방성 식각하여 부양체를 부양시키는 모습을 보인 단면도이다. 13 is a sectional view showing a state of supporting the support member by isotropic etching through the groove of the second silicon layer.

도 14는 후속공정을 위해 부양체 둘레의 산화막을 제거하는 모습을 보인 단면도이다. 14 is a cross-sectional view showing a state of removing the oxide film of the peripheral floating bodies for further processing.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Description of the Related Art>

100: 제1 실리콘층 110: 마스크 100: first silicon layer 110: mask

120: 절연막 130: 측면 보호막 120: insulating film 130: Side Shield

200: 제2 실리콘층 300: 에치 마스크 200: second silicon layer 300: etch mask

310: 패턴 마스크 310: mask pattern

본 발명은 마이크로 구조물에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 부양체의 거동을 간섭하지 않으며, 또한 제작공정이 단순하여 생산성을 높일 수 있는 마이크로 구조물의 부양체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a micro structure, and more specifically does not interfere with the behavior of the floating body, also relates to a supporting body and a method of manufacturing a micro structure to increase the productivity by a simple manufacturing process.

일반적으로 초소형 전자정밀기계(Micro Electro Mechanical System: MEMS)는 전자적인 제어, 측정되는 초소형 기계 장치류를 의미하여, 기계적, 전자적 부품들을 반도체 공정으로서 구현하는 기술이다. In general, very small electronic precision machine (Micro Electro Mechanical System: MEMS) is the technology of implementing the electronic control means, very small mechanical devices that measure flow, mechanical, electronic components as semiconductor processing. 이러한 멤스(MEMS) 기술을 이용한 소자중 하나로서 마이크로 센서가 알려져 있다. As one of the devices using such a MEMS (MEMS) technology has been known a micro-sensor.

마이크로 센서란 회전 운동시 관성 각가속도를 측정하는 마이크로 자이로 센서, 직선 운동시 관성 가속도를 측정하는 가속도 센서 등을 의미하며, 최근에 급속도로 발전된 반도체 제조 공정을 이용하여 1 평방밀리미터 정도의 크기로 축소시킨 마이크로 센서는 성능면에서 기존의 압전 소자 등을 이용한 방식보다 떨어질 수 있지만 반도체 공정으로 대량 생산이 가능하고 생산 단가를 크게 낮출 수 있으므로 군수용은 물론이고 자동차 및 비행체의 항법, 캠코더, 로봇 등 광범위한 일반 산업 제품의 성능을 개선하는데 이용되고 있다. Which microsensor means the acceleration sensor such as a micro gyroscope, measuring the inertial acceleration during linear motion to measure the time of rotation movement inertial angular acceleration, and recently with the advanced semiconductor manufacturing process rapidly to shrink to about the size of one square millimeter wide range of general industries, such as micro-sensors may decrease from its method using such conventional piezoelectric element in terms of performance, but can be mass-produced by a semiconductor process and can significantly reduce the production cost gunsuyong as well as automotive and navigation, a camcorder, a robot of the vehicle It has been used to improve the performance of the product.

이러한 마이크로 센서는 가속도에 의해 작용되는 힘을 받아들이는 미세 기계구조부, 이 힘을 전기적 신호로 바꾸어 주는 변환 소자부 및 정격 출력을 만들어 주는 신호 처리부의 세 부분으로 구성되어 있다. This microsensor is constituted by three sections of the signal processor to make the conversion element section and the rated output micromechanical structure to accept power, which converts a force into an electrical signal which is acted upon by the acceleration. 변환 소자부는 저항 변화, 용량 변화 또는 압전 효과 등에 의해 미세 기계구조부에 가해지는 힘을 전기적 신호로 변환한다. Conversion element portion converts the force applied to the micromechanical structure by resistance change, capacitance change, or the piezoelectric effect to an electrical signal. 미세 기계구조부는 가속도 센서의 핵심부로서 MEMS 기술을 이용하여 제조된 다이아프램(diaphragm), 캔틸레버(cantilever), 에어 브릿지(air-bridge) 등의 구조가 많이 적용되고 있다. Micro-mechanical structure portion may be a structure such as a diaphragm (diaphragm), a cantilever (cantilever), the air bridge (air-bridge) manufactured using the MEMS technology, as integral part of the acceleration sensor applies a lot. 이러한 구조를 제조하기 위한 MEMS 기술로는 실리콘 기판을 3차원 식각하여 단결정 실리콘 미세 구조를 제조하는 몸체 미세가공(bulk micromachining)법과, 기판의 산화층 위에 다결정 실리콘 등의 박막을 형성하고 이를 선택적으로 식각하는 표면 미세가공(surface micromachining)법이 있다. In MEMS technology for the production of such a construction is to form a thin film such as polycrystalline silicon on the oxide layer of the body microprocessing (bulk micromachining) method, a substrate for producing a single crystal silicon microstructure to a three-dimensional etching the silicon substrate, and selectively etching this there is a surface micro-machining (surface micromachining) process.

표면 미세가공법은 박막의 형성과 두께 조절이 용이하나 단결정 실리콘의 미세 기계구조를 만들 수 없고 공정이 복잡한 단점이 있다. Surface micro machining process can not be controlled to form the thickness of the thin film can easily create a micro-mechanical structure of the single crystal silicon it has a complex process disadvantage. 따라서, 몸체 미세가공법이 식각으로 인한 공정 시간이 많이 필요함에도 불구하고, 제조 공정이 간단하며 미세 기계구조를 만들 수 있으므로 많이 활용되고 있다. Thus, despite the need for a lot of the process time due to the body fine processing method and etching, the manufacturing process is simple and has been widely utilized because it can make a fine mechanical structure.

몸체 미세가공법을 통하여 미세 기계구조부를 제작하고자 할 경우에는 에칭공정을 통해 일정 공간(cavity)를 식각 형성하여 그 구조물을 부양시키는 방식을 많이 사용한다. If you wish to produce a micro-mechanical structure through the body, the fine processing method by the etching to form a predetermined space (cavity) through the etching step uses a lot of ways to provide for that structure. 그 일예로써 한국 등록특허공보 461787호를 제시하며, 이를 도 1에 도시하였다. As its example, and present the Korea Patent Application No. 461 787, which was shown in Fig. 이에 도시된 바와 같이, 사각의 판상을 이루는 베이스(1)와, 상기 베이스의 공간부(2) 내측에 부양체(3)가 설치된다. As a result, the As shown, forming the base of the rectangular plate (1), a space portion (2) supporting element 3 on the inner side of the base is provided. 이 부양체(3)는 스프링 역할을 하는 켄틸레버빔(4)을 일측에 가지고 있으며, 상기 부양체(3)는 ZnO 와 같은 압전물질의 응력에 대한 전기 분극을 이용한다. The support body (3) have on one side of the cantilever beam (4) which acts a spring, the support body 3 is used in the electric polarization of the stress of the piezoelectric material such as ZnO. 상기 부양체(3)가 가속도에 의하여 상하 움직이게 되면, 관성력에 의해 상대적 변위가 생기고, 이 변위가 변환 소자부에 의하여 전기적 신호로 감지되는 구조로 형성되어 있다. When the support element 3 is moved up and down by the acceleration, the relative displacement occurs by the force of inertia, and is formed as a structure in which the displacement is detected as electrical signals by the transducer unit.

이 때, 상기 공간부(2)는 에칭 공정을 통해 형성되는데 그 깊이가 깊고 또한 형상이 상기 부양체(3)의 거동을 방해하지 않아야 하며, 또한 제작 공정이 단순해야 한다. At this time, the space portion 2 is formed through an etching process is the depth of a deep shape should also not interfere with the behavior of the support body 3 and, also have a simpler manufacturing process. 상기 공간부(2)를 구성하는 에칭 공정으로는 등방성 식각을 통해 형성하는 것이 일반적인 방법이며, 등방성 식각시에는 반구 모양으로 공간부(2)가 형성된다. The etching step forming the space portion 2 is not a general method for forming via isotropic etching, when the isotropic etching is formed with a recess 2 in a semi-spherical shape. 그러나, 상기 공간부(2)의 모양이 반구 모양으로 형성되면 상기 부양체(3)와 간섭을 일으킬 우려가 있어서 정확한 가속도를 측정하는데 방해가 된다는 문제점이 있다. However, the shape of the space portion (2) has a problem that the way in may cause the support element 3 and the interference in measuring the exact acceleration when forming a hemispherical shape.

또 다른 문제점으로는 상기 공간부(2)의 깊이를 깊게 형성하기 위하여 과도하게 식각을 수행하게 되면 엥커(anchor), 즉 부양체가 베이스에 연결되는 부분, 가 식각에 의하여 침해되어서 부양체를 충분히 지지할 수 없을 뿐만 아니라, 부양체를 충분히 지지시키기 위해서는 엥커의 크기가 커지는 문제점이 있다. Another problem with the if excessively performing the etching to form deeper the depth of the recess (2) the anchor (anchor), i.e. be infringed by a portion, the etching is connected to the body support base supporting the support member fully to be held there, as well as the support material enough to have a problem that the size of the anchor increases.

따라서, 본 발명은 상술한 본 발명의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제작 방법이 간단하여 생산성을 높이고 제작 단가를 줄일 수 있는 마이크로 구조물의 부양체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention is to solve the problems of the present invention described above, an object of the invention to provide a manufacturing method is easy to support the micro structure that can improve productivity and reduce the production cost material and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 이방성 식각으로 수직 홈을 형성한 후 등방성 식각으로 부양체를 부양시키므로, 상기 부양체를 부양시키기 위한 하방의 공간이 깊어서 부양체의 거동을 방해하지 않는 마이크로 구조물의 부양체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention because floating the floating body made of isotropic etching after the formation of the vertical groove by anisotropic etching, the space on the lower side for supporting the support member deep in the micro structure which does not disturb the behavior of the floating body support member and to provide a method of manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 엥커의 사이즈를 줄일 수 있는 마이크로 구조물의 부양체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. It is another object of the invention to provide a support of microstructures that can reduce the size of the anchor body and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마이크로구조물의 부양체 제조방법은 제 1실리콘층과 제2실리콘층 사이에 절연막이 게재된 SOI 기판을 제공하고, 상기 제1 실리콘층을 사진 및 식각 과정을 통해 일정 패턴으로 식각하며, 상기 제1 실리콘층의 식각된 부분을 통하여 외부로 노출된 상기 절연막을 식각을 통해 제거하여 상기 제2실리콘층의 일부를 노출시킨 후에, 상기 제2 실리콘층의 노출된 일부로부터 이방성 식각을 통해 수직홈을 형성하여, 상기 제2 실리콘층의 상기 수직홈을 통해 등방성 식각을 수행하여 상기 제1 실리콘층의 일부를 부양시킨다. According to an aspect of the present invention as described above, the support member manufacturing method of a micro structure according to the present invention provides an SOI substrate insulating film is interposed between the first silicon layer and second silicon layer, the first silicon layer a and etching a predetermined pattern through photo and etching processes, the first after removing through etching the said insulating film exposed through the etched portion of the silicon layer and the second exposed part of the silicon layer, wherein to form a vertical groove by anisotropic etching from the exposed part of the second silicon layer by performing an isotropic etch through the vertical groove of the second silicon layer to provide for a portion of the first silicon layer.

이 때, 상기 제1 실리콘층과 상기 제2 실리콘층을 접합하는 단계는 접합 후에 상기 제1 실리콘층을 랩핑 또는 식각으로 원하는 두께로 절삭하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 실리콘층을 원하는 두께로 절삭하는 단계는 그 후에 상기 제1 실리콘층의 상측면을 평탄화시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. At this time, the first silicon layer and wherein the step of bonding a second silicon layer, further comprising the step of cutting the desired thickness of the first silicon layer by lapping or etching after bonding, the desired thickness of the first silicon layer a step of cutting is then preferably further comprising the step of flattening the image-side surface of the first silicon layer. 또한, 상기 제1 실리콘층을 일정 패턴으로 식각하는 단계는 상기 제1 실리콘층이 식각으로 노출된 측면을 보호하기 위하여 그 측면에 측면 보호막을 성장시키는 것이 좋으며, 상기 부양체를 둘러싸고 있는 측면 보호막을 후속 공정을 위하여 습식 또는 건식 식각으로 제거하는 것이 바람직하다. Further, etching the first silicon layer a predetermined pattern is a side protective film that recommended for growing a side protective film on its side to protect the side exposed to said first silicon layer is etched, surrounding the support body for the subsequent process it is preferably removed by wet or dry etching.

또한, 본 발명의 마이크로 구조물의 부양체는 부양체를 포함하는 제 1실리콘층, 및 상기 제1 실리콘층의 하방에 접합되며 상기 부양체의 하방에 이방성 식각을 통해 수직홈을 형성한 후 상기 수직홈을 통해 등방성 식각을 수행하여 상기 부양체를 부양시키는 제 2 실리콘층을 포함한다. In addition, the support material of the microstructures of the present invention includes a first silicon layer including a support body, and the first and joined to the lower part of the silicon layer wherein the vertical after the formation of the vertical groove through the anisotropic etching to the lower side of the support member through the groove by performing the isotropic etching and a second silicon layer to provide for the support body. 상기 부양체는 등방성 식각전에는 그 둘레에 측면 보호막으로 둘러싸여 있다가 등방성 식각후에는 그 둘레의 측면 보호막을 제거하는 것이 좋다. The support body is surrounded by a side surface after the protective film on its perimeter before the isotropic etching may be isotropic etching is to remove the protective film side of its perimeter.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Reference to the accompanying drawings described in the preferred embodiment of the present invention in detail but are not the present invention is not limited or restricted to the embodiments.

도 2은 식각이 진행되기 전에 마스크가 부착된 실리콘층을 나타낸 단면도이고, 도 3은 등방성 식각시 내부 공간의 모습을 도시한 단면도이고, 도 4는 이방성 식각시 내부 공간의 모습을 도시한 단면도이다. Figure 2 is a cross-sectional view showing a silicon layer of the mask is attached before the etching is in progress, Figure 3 is a cross-sectional view showing a state of the internal during isotropic etching space, Figure 4 is a cross-sectional view showing a state of the interior space when the anisotropic etching .

일반적으로 실리콘 기판(100)은 등방성(isotropy)으로 식각될 때 모양이 연속적인 반구 형상을 그리면서 식각된다. In general, the silicon substrate 100 is etched while the shape to draw the continuous semi-spherical shape when the etching isotropically (isotropy). 도 3에 도시된 바와 같이 등방성 식각만을 사용하여 홈을 형성하면 엥커의 길이, 즉 부양된 길이(A)를 제외하고 기판에 부착되어 있는 부분,가 짧아 질 수 있다. When forming a groove by using only isotropic etching, as shown in Figure 3 may be, except for the length of the anchor, i.e. the support length (A) and part is shortened, which is attached to the substrate. 다시 말하면, 등방성 식각시에는 각 방향으로 동일 식각속도로 식각이 진행되므로, A의 길이가 길어짐으로써 엥커의 접촉면적이 줄어드는 문제점이 있게 되는 것이다. In other words, because the isotropic etching, the etching when the etching proceeds at the same speed in each direction, by a length of A will be longer allows the reduced area of ​​contact of the anchor problem. 부양체를 지지하는 엥커의 접촉 면적을 충분히 확보하려면 결국 부양체가 구비된 상부 기판의 크기가 커지게 되는 문제점이 있다. To secure a sufficient contact area of ​​the anchor to support the support member after all, there is a problem that the size of the top board body comprising a support to be increased.

그러나, 실리콘 기판(100)을 이방성으로 식각하면 도 4에 도시된 바와 같이 수직하게 식각이 된다. However, when etching the silicon substrate 100 is anisotropically etched to the vertical as shown in Fig.

따라서 기존에 등방성 식각으로써 반구 모양으로 식각될 때보다 상기 제1 실리콘층(100)의 일부를 부양체로 손쉽게 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 그 깊이가 깊고 또한 엥커(anchor), 즉 부양체가 고정되는 부분, 가 깊어져서 부양체가 가속도 등을 측정하기 위하여 거동시에 간섭을 일으킬 우려가 적어지므로 정확한 센서의 역할을 다 할 수 있게 된다. Thus part not only it can be formed easily to a portion of the first silicon layer 100 in the existing by isotropic etching than when etching the hemispherical body support, the depth deep also fixed to the anchor (anchor), i.e., body support , is deeper so it may cause interference going at the same time to measure the floating body acceleration and the like are able to act as the down sensor becomes precise. 이뿐 아니라, 제작 공정이 단순하여 생산성이 높아지는 효과까지 있게 된다. Not only this, by a simple manufacturing process it is possible to effect increased productivity.

또한, 본 발명의 특징 중 하나는 SOI(silicon on insulator) 기판을 사용하 여 제작 공정을 단축시킨데 있다. In addition, one of the features of the present invention was to shorten the production process than using a SOI (silicon on insulator) substrate. SOI 기판은 구조물을 형성하는 표면층과 하층 사이에 얇은 절연막층이 매입(bury)되어 있기 때문에 기생 용량(parasitic capacitance)이 감소되어 소자의 성능을 높일 수 있는 특징이 있으며 같은 전압에서 동작 속도를 빠르게 할 수 있고, 같은 속도에서 전원 전압을 낮게 할 수 있을 뿐만 아니라 제작 공정을 단축시킬 수 있는 효과가 있다. SOI substrate has the characteristics that the parasitic capacitance (parasitic capacitance) is decreased to improve the performance of the device, and to speed up the operating speed at the same voltage, since the thin insulating layer is a buried (bury) between the surface layer and the lower layer to form the structure It can have, not only can a lower power supply voltage at the same speed, but there is an effect that it is possible to shorten the manufacturing process.

이하, 본 발명에 따른 마이크로 구조물의 부양체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a manufacturing method of a support member of the microstructure according to the present invention. 그 자세한 공정을 도 5내지 도 14에 도시하였다. The detailed process is shown in Figures 5 to 14. 도 5는 SOI 기판의 상측면을 평탄화 시킨 단면도이고, 도 6는 SOI 기판의 상측면에 에치 마스크를 형성한 모습을 도시한 단면도이고, 도 7은 마스크를 사진 공정한 후의 모습을 도시한 단면도이고, 도 8는 마스크의 패터닝을 위해 식각한 모습을 도시한 단면도이고, 도 9는 마스크의 패터닝에 따라 이방성 식각한 후의 모습을 도시한 단면도이고, 도 10은 식각된 부분의 측면에 산화막을 성장시킨 모습을 보인 단면도이고, 도 11은 외부로 노출된 절연막을 제거하는 모습을 보인 단면도이고, 도 12는 제2 실리콘층을 이방성 식각하여 홈을 형성하는 모습을 보인 단면도이고, 도 13은 제2 실리콘층의 홈을 통해 등방성 식각하여 부양체를 부양시키는 모습을 보인 단면도이고, 도 14는 후속공정을 위해 부양체 둘레의 산화막을 제거하는 모습을 보인 단면도이다. And FIG. 5 is a cross-sectional view which flatten the image-side surface of the SOI substrate, Figure 6 is a showing a state that forming an etch mask on the side of the SOI substrate cross-sectional view, showing a state 7 is picture just after a mask cross-sectional view, Figure 8 is a cross-sectional view showing a state that the etching for the patterning of the mask, Fig. 9 is a cross-sectional view showing a state after the anisotropic etching according to the pattern of the mask, Figure 10 is grown an oxide layer on the side surface of the etched portion form and the shown cross-section, Figure 11 is a cross-sectional view showing a state of removing the insulating layer exposed to the outside, FIG. 12 is a sectional view showing a state of forming a groove by anisotropic etching the second silicon layer, 13 is a second silicon layer of a cross-sectional view showing a state of supporting the support member by isotropic etching through the groove, 14 is a cross-sectional view showing a state of removing the oxide film of the peripheral floating bodies for further processing.

본 마이크로 구조물의 부양체의 제조 공정은 먼저, 도5에 도시된 바와 같이, 제1 실리콘층(100) 및 제2 실리콘층(200) 사이에 절연막(120)이 게재된 SOI 기판을 제공한다. The manufacturing process of the support material of the microstructures, first, providing a first silicon layer 100 and the second silicon layer 200 of SOI substrate insulating film 120 is interposed between, as shown in FIG. 제1 실리콘층(100)의 상측을 래핑(lapping)이나 에칭을 통해 두께를 조절하고, CMP(Chemical Mechanical Planarization, 화학기계적 평탄화 작업)을 통해 평탄화시킨다. The adjusting the thickness of the upper side of the first silicon layer 100 through the wrapping (lapping) and the etching, and thereby planarized by a CMP (Chemical Mechanical Planarization, a chemical mechanical planarization operation). 래핑이나 에칭과정은 후에 부양체로 형성되는 상기 제1 실리콘층(100)을 원하는 두께로 만들기 위한 공정이며, 그 후에 CMP 등을 통해 제1 실리콘층(100)의 상측면을 평탄화시킨다. The lapping and the etching process is a process for making the first silicon layer 100 is formed of a support after a desired thickness, and then thereby flattening the image-side surface of the first silicon layer 100 by the CMP or the like.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 실리콘층(100)의 상측면에 패터닝에 필요한 에치 마스크(300)를 화학기상증착공정을 통해 증착시킨다. Then deposited through the said first side of the etch mask 300, a chemical vapor deposition processes for the patterning of the silicon layer 100 as shown in Fig. 상기 화학기상증착공정은 LPCVD, PECVD, MOCVD 등 공정시의 온도나 압력에 따라 다양하게 사용될 수 있으며, 상기 에치 마스크(300)의 재료로는 Al 박막을 이용하거나 Si0 2 등이 사용될 수 있다. As a material of the chemical vapor deposition process is LPCVD, PECVD, MOCVD, etc. can be variously used depending on the temperature and the pressure during the process, the etch mask 300 may be used, or a Si0 2 such as an Al thin film.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 노광기(Stepper, aligner)를 사용하여 에치 마스크(300) 위에 묘화작업을 통해 노광 및 현상시켜 패턴 마스크(310)를 형성한다. Next, as shown in Figure 7, by exposure and development through a drawing operation on the etch mask 300 using an exposure machine (Stepper, aligner) to form a pattern mask (310).

다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 패턴을 형성시켜 주기 위해 화학물질(습식식각 방식)이나 반응성 가스(건식식각 방식)를 사용하여 에치한다. Next, as shown in Figure 8, in order to to form a pattern and etch using a chemical (wet etching method) or reactive gas (dry etching method).

다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 패턴을 통해 제1 실리콘층(100)을 이방성 식각을 수행한다. And then, it performs the first anisotropic etching the silicon layer 100, a via pattern as shown in FIG. 이때, 상기 제1 실리콘층(100) 및 제2 실리콘층(200) 사이에 존재하던 절연막(120)이 상기 제1 실리콘층(100)의 식각으로 인하여 외부로 노출되며, 식각 후에는 패턴 마스크(310)를 제거한다. At this time, the insulating film 120 that existed between the first silicon layer 100 and the second silicon layer 200 is exposed to the outside due to the etching of the first silicon layer 100, then etching a pattern mask ( 310) is removed.

다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 실리콘층(100)이 식각으로 노출된 측면을 보호하기 위하여 측면 보호막(130)을 성장시킨다. Next, the growth side of the protective film 130 to protect the surface of the first silicon layer 100 is exposed by etching, as shown in FIG. 그 구체적인 방법의 일예로는 고온 환경의 노(Furnace)에 기판을 집어넣고 공기를 일정하게 공급하는 것으로 시간에 따라 일정 두께까지 산화막을 성장시킨다. As an example of the specific method is an oxide film is grown to a predetermined thickness with time as the substrate put to the furnace (Furnace) of a high-temperature environment constantly supplied with air. 상기 측면 보호막(130)의 두께는 후술하는 바와 같이 부양체의 부양을 위하여 상기 제2 실리콘층(200)을 식각하여 홈을 형성할 때 식각으로부터 보호할 수 있는 충분한 두께로 형성한다. The thickness of the side surface protection film 130 is formed to a sufficient thickness to protect against etching in forming the groove by etching the second silicon layer 200 to the support of the support body, as will be described later.

다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 외부로 노출된 SOI 기판에 게재된 절연막(120)을 제거하는 오버 에칭(over etching)을 수행하여 상기 제2 실리콘층(200)의 일부가 외부로 노출되도록 한다. Next, as shown in Figure 11, so that the portion of performing the over-etching (over etching) to remove the insulating film 120 placed on the SOI substrate is exposed to the outside of the second silicon layer 200 is exposed to the outside do. 이 때 에칭 방법은 이방성 에칭을 이용하는 것이 바람직하다. At this time, etching method, it is preferable to use anisotropic etching. 건식 식각을 통해 제거할 수 있으며, 기판의 표면에 이온 충격에 의한 물리적 작용이나, 플라즈마 속에서 발생된 반응 물질들의 화학작용, 또는 물리 및 화학적 작용이 동시에 일어나 식각이 진행한다. It can be removed through the dry etching, and the physical effect of ion bombardment on the surface of the substrate or chemical reaction of the reactants occurs in the plasma, or the physical and chemical action at the same time, the etching proceeds up.

다음, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1 실리콘층(100)의 식각된 부분 및 외부로 노출된 제2 실리콘층(200)을 통해 상기 제2 실리콘층(200)을 이방성 식각을 수행하여 홈을 형성한다. Next, as shown in Figure 12, to the second silicon layer 200 over the second silicon layer 200 exposed by the etched portion and the outside of the first silicon layer 100 performing the anisotropic etching to form a groove. 상기 홈의 깊이(D1)는 원하는 내부 공간의 깊이(D2)의 80% 정도로 하는 것이 바람직하다. The depth (D1) of the grooves is preferably about 80% of the depth (D2) of the desired internal space. 즉, 후술하는 등방성 식각 과정을 감안하여 원하는 깊이보다 작게 홈의 깊이를 조절하여야 한다. That is, in view of the isotropic etching process to be described later to be smaller than a desired depth to adjust the depth of the groove.

다음, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2 실리콘층(200)의 홈을 통하여 등방성 식각을 수행하여 부양체를 부양시킨다. Next, the support of the above, the second stimulus by performing an isotropic etch through the groove of the silicon layer (200) form shown in Figure 13. 본 식각 과정은 건식 식각을 이용하는 것이 바람직하며, 제논다이플로라이드(XeF 2 ) 등을 이용할 수 있다. The etching process and the like can be used, and preferred to use a dry etching, xenon die fluoride (XeF 2). 등방성 식각시에는 같은 속도로 에칭이 진행되므로 내부공간 형상의 직진성을 향상시켜 부양체 를 충분히 부양시키고, 엥커의 접촉 면적이 크게 줄어들지 않으므로 부양체를 충분히 지지할 수 있는 것이다. When the isotropic etching is that it was because the etching is in progress to improve the straightness of the internal space geometry fully support the support body at the same speed, the contact area of ​​the anchor can be increased enough to support the support body does not decrease. 일단 홈을 통하여 직진되게 식각한 후에, 등방성 식각을 진행하므로 식각된 내부공간은 부양체의 거동을 간섭하지 않음으로써 정확한 센서의 역할을 다 할 수 있도록 해 주는 효과가 있다. Once a linear be etched via the groove, the internal space because the etching proceeds the isotropic etching has the effect that allows the exact the role of the sensor by not interfere with the behavior of the floating body.

다음, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 부양체 둘레에 존재하는 측면 보호막 등을 제거하여 후속 공정에 대비한다. Remove the following, as shown in FIG. 14, the protective film side, such as is present in the peripheral floating bodies will be prepared for further processing.

그러므로, 본 제조방법에 의하면 우선 이방성 식각을 통하여 부양체 하부 공간 형상의 측면이 약 90도 정도 되도록 직진되게 식각을 수행한 후, 다시 등방성 식각을 수행하므로 부양체를 충분히 부양시키면서도 엥커의 접촉면적이 줄어들지 않게 함으로써 부양체를 효과적으로 지지할 수 있다. Therefore, after According first side of the support member lower space shaped by anisotropic etching performing etching to be straight to about 90 degrees in the present production process, again while still fully supporting the support body, so do the isotropic etching the contact area of ​​the anchor is by preventing the decrease it can not support the body effectively.

따라서, 본 발명에 따르면, 직육면체 형태의 식각홈을 제공하여 상기 홈 위에 위치한 부양체의 거동을 간섭하지 않음으로써 정확한 마이크로 구조물을 제공하는 효과가 있다. Therefore, according to the present invention, by providing an etched groove of the cuboid shape does not interfere with the behavior of the floating body located above the groove is effective to provide a precise microstructure.

또한, 제작 공정이 단순화되어 생산성을 높일 수 있고, 제작 단가가 낮은 마이크로 구조물의 부양체를 제조할 수 있는 효과가 있다. In addition, the manufacturing process is simplified, and to increase productivity, the manufacturing cost is an effect that it is possible to manufacture the supporting member of the lower microstructures.

또한, 이방성 식각을 통하여 직진성이 우수한 홈을 형성한 후에 등방성 식각을 수행하므로 부양체의 거동을 간섭하지 않으면서도 엥커의 면적이 크게 줄어들지 않기 때문에 부양체를 충분히 지지할 수 있는 효과가 있다. Further, after the straightness of the groove to form a fine via the anisotropic etching carried out isotropic etching, so there is an effect that it is possible to support the support body sufficiently because the area of ​​the anchor while not interfering with the motion of the support member does not decrease significantly.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해 당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, to vary the invention within the scope not departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below, if those skilled in the art it has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention modify and it will be appreciated that it can be changed.

Claims (4)

  1. 제 1실리콘층과 제2실리콘층 사이에 절연막이 게재된 SOI 기판을 제공하는 단계; The method comprising the insulating film between the first silicon layer and second silicon layer provide an SOI substrate delivery;
    상기 제1 실리콘층을 사진식각 과정을 통해 일정 패턴으로 식각하여 제1 패턴기판을 형성하는 단계; Forming a first pattern a substrate by etching the first silicon layer a predetermined pattern by a photolithography process;
    상기 제1 패턴기판의 식각된 부분을 통하여 외부로 노출된 상기 절연막을 식각을 통해 제거하여 상기 제2실리콘층의 일부를 노출시키는 단계; Exposing a portion of the second silicon layer by a the insulating film exposed through the etched portion of the first pattern the substrate removed by the etching;
    상기 제2 실리콘층의 노출된 일부로부터 이방성 식각을 통해 수직홈을 형성하는 단계; Forming a vertical groove by anisotropic etching from the exposed part of the second silicon layer; And
    상기 수직홈을 통해 제2 실리콘층을 등방성 식각을 수행하여 제1 실리콘층의 일부를 부양시켜 부양체를 완성하는 단계; Wherein the second silicon layer over the vertical groove by performing isotropic etching to provide for a portion of the first silicon layer to complete the support body;
    를 포함하는 마이크로 구조물의 부양체 제조 방법. How to support body manufacturing a micro structure comprising a.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제1 실리콘층을 일정 패턴으로 식각하는 단계는 상기 제1 실리콘층이 식각으로 노출된 측면을 보호하기 위하여 그 측면에 측면 보호막을 성장시키는 단계를 더 포함하는 마이크로 구조물의 부양체 제조 방법. Etching the first silicon layer a predetermined pattern manufacturing method of the support body microstructures further comprising the step of growing the protective film side to the side in order to protect the exposed side of the first silicon layer is etched.
  3. 제 1 실리콘층과 제2 실리콘층 사이에 절연막이 게재된 SOI 기판에 있어서, The SOI substrate according to the insulating film is interposed between the first silicon layer and the second silicon layer,
    상기 제2 실리콘층은 이방성 식각으로 수직홈을 형성하고 다시 등방성 식각을 통해 형성한 홈을 구비하며, 상기 제1 실리콘층은 상기 제2 실리콘층의 상방에 접합하며 상기 홈 위에 배치되는 부양체를 갖는 마이크로 구조물의 부양체. The second silicon layer is provided with a groove formed through the vertical grooves and back isotropic etching by anisotropic etching, the first silicon layer is bonded to the upper side of the second silicon layer, and a support member disposed on the groove supporting the microstructure body having.
  4. 제 3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 부양체는 등방성 식각전에는 그 둘레에 측면 보호막으로 둘러싸여 있다가 등방성 식각후에는 그 둘레의 측면 보호막을 제거하는 것을 특징으로 하는 마이크로 구조물의 부양체. The support body is isotropically etched until body support of microstructures, characterized in that for removing the side of the protective film is that after the peripheral is on its circumference is surrounded by the side shields isotropic etching.
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