KR100706319B1 - Method for manufacturing scanning micromirror - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소정의 전류를 인가하여 입력광을 반사시키는 마이크로미러를 가동시킴으로써 반사광의 경로를 변조하는 광 스캐닝 소자에 사용되는 스캐닝 마이크로미러의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 미러부, 상기 미러부를 일정 거리를 두고 둘러싸는 김블, 상기 김블 외부의 기판, 상기 미러부와 상기 김블 사이를 연결하는 한 쌍의 내부토션바 및 상기 김블과 외부기판의 사이를 연결하는 한 쌍의 외부토션바를 구비하여 1축 또는 2축 구동할 수 있는 스캐닝 마이크로미러를 제조함에 있어서, 기판의 윗면에는 절연박막층을, 아랫면에는 제1 식각 마스크층을 각각 형성하는 단계; 상기 기판을 상기 제1 식각 마스크층의 패턴을 따라 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하는 단계; 상기 절연박막층 위에 도선을 부착하는 단계; 상기 절연박막층 및 도선 위에 제2 식각 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 및 절연박막층을 상기 제2 식각 마스크층의 패턴을 따라 관통식각하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 구동시 반사면의 동적 변형이 억제되어 양질의 반사광을 제공하는 스캐닝 마이크로미러의 제조가 가능하고, 단순한 마이크로머시닝 기술 및 반도체 일반 공정의 조합으로 스캐닝 마이크로미러를 제작할 수 있다. The present invention relates to a method of manufacturing a scanning micromirror for use in an optical scanning element for modulating a path of reflected light by operating a micromirror that reflects input light by applying a predetermined current. More specifically, the present invention provides a mirror unit, a gamble surrounding the mirror unit at a predetermined distance, a substrate outside the gamble, a pair of inner torsion bars connecting the mirror unit and the gamble, and the gap between the gamble and the outer substrate. In the manufacturing of a scanning micromirror capable of driving one axis or two axes with a pair of external torsion bars for connecting, forming an insulating thin film layer on the upper surface, the first etching mask layer on the lower surface; Etching the substrate to a predetermined depth from a lower surface along a pattern of the first etching mask layer; Attaching a conductive wire on the insulating thin film layer; Forming a second etching mask layer on the insulating thin film layer and the conductive wire; And through-etching the substrate and the insulating thin film layer along the pattern of the second etching mask layer. According to the present invention, it is possible to manufacture a scanning micromirror that suppresses the dynamic deformation of the reflective surface during driving, thereby providing high-quality reflected light, and can produce a scanning micromirror using a combination of simple micromachining techniques and a general semiconductor process.
광 스캐닝 소자, 스캐닝 마이크로미러, 식각 마스크 Optical Scanning Devices, Scanning Micromirrors, Etch Masks
Description
도 1은 종래의 폴리곤 미러를 사용한 스캐닝 장치의 일 예를 나타낸 것이다. 1 illustrates an example of a scanning apparatus using a conventional polygon mirror.
도 2a 및 도 2b는 종래 마이크로미러를 사용한 스캐닝 장치의 주사 원리를 개략적으로 나타낸 것이다. 2a and 2b schematically illustrate the scanning principle of a scanning device using a conventional micromirror.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조되는 스캐닝 마이크로미러를 나타낸 사시도이다. 3A and 3B are perspective views illustrating a scanning micromirror manufactured by an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 스캐닝 마이크로미러 제조 방법의 일 실시예가 수행되는 각 단계를 나타낸 것이다. 4A to 4E illustrate each step in which an embodiment of the scanning micromirror manufacturing method of the present invention is performed.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 스캐닝 마이크로미러 제조 방법의 다른 실시예가 수행되는 각 단계를 나타낸 것이다. 5A to 5E illustrate each step in which another embodiment of the scanning micromirror manufacturing method of the present invention is performed.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 의해 형성된 스캐닝 마이크로미러의 일 예를 나타낸 것이다. 6A and 6B illustrate an example of a scanning micromirror formed by an embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 의해 형성된 스캐닝 마이크로미러의 다른 예를 나타낸 것이다. 7A and 7B show another example of a scanning micromirror formed by one embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 형성된 스캐닝 마이크로 미러의 일 예를 나타낸 것이다. 8A and 8B show an example of a scanning micromirror formed by another embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 스캐닝 마이크로미러에서 미러부의 일 예를 나타낸 것이다. 9A to 9C illustrate an example of the mirror unit in the scanning micromirror of the present invention.
{도면의 주요부분에 대한 설명}{Description of main parts of the drawing}
301 : 미러부 302 : 김블301: mirror portion 302: gamble
303 : 내부토션바 304 : 외부토션바303: internal torsion bar 304: external torsion bar
400, 700, 800 : 기판 401 : 절연박막층400, 700, 800: substrate 401: insulating thin film layer
402 : 제1 식각 마스크층 403 : 제3 식각 마스크층402: first etching mask layer 403: third etching mask layer
411, 711, 811 : 제1 트렌치 함몰부 412, 712 : 제2 트렌치 함몰부411, 711, and 811:
421, 721, 821 : 미러부 422, 722 : 김블421, 721, 821:
423, 723 : 내부토션바 424, 724 : 외부토션바423, 723:
425, 725, 825 : 도선 426 : 반사면425, 725, 825: Conductor 426: Reflective surface
500 : SOI 기판 501 : 디바이스층500: SOI substrate 501: device layer
502 : 절연층 503 : 핸들 웨이퍼502: insulating layer 503: handle wafer
627, 727, 827 : 전극패드 823, 903 : 토션바627, 727, 827:
901 : 미러부901: mirror portion
904 : 다이아몬드 어레이 형 프레임 구조물904: Diamond Array Frame Structure
905 : 식각구멍905: etching hole
906 : 끝단으로 갈수록 두께가 얇아지는 다이아몬드 어레이 형 프레임 구조물906: diamond array frame structure thinner toward the end
본 발명은 소정의 전류를 인가하여 입력광을 반사시키는 마이크로미러를 가동시킴으로써 반사광의 경로를 변조하는 광 스캐닝 소자(optical scanning device)에 사용되는 스캐닝 마이크로미러의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사광의 경로를 변조하도록 구동되는 마이크로미러의 구동시 반사면의 동적 변형(dynamic deformation)이 현저히 억제되어 양질의 반사광을 제공하는 스캐닝 마이크로미러의 제조 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a scanning micromirror for use in an optical scanning device for modulating a path of reflected light by operating a micromirror that reflects input light by applying a predetermined current. The present invention relates to a method of manufacturing a scanning micromirror, in which a dynamic deformation of a reflecting surface is remarkably suppressed during the driving of a micromirror driven to modulate a path of reflected light, thereby providing high quality reflected light.
최근 광소자 기술의 발전과 더불어 각종 정보의 입출력단 및 정보 전달의 매개체로 광을 사용하는 다양한 기술들이 대두하고 있다. 광원에서 나오는 빔을 주사하여 사용하는 방법도 이들 중 하나로 바코드 스캐너나 기초적인 수준의 스캐닝 레이저 디스플레이 등을 이러한 기술의 전통적인 응용 사례로 꼽을 수 있다. 이러한 빔 스캐닝 기술은 적용 사례에 따라 다양한 주사 속도와 주사 범위를 요구하게 되는데, 기존의 빔 스캐닝은 갈바닉 미러나 회전형 폴리곤 미러 등의 구동되는 미러의 반사면과 입사광이 이루는 입사 각도를 조절하여 구현하는 방법이 주류를 이루고 있다. 갈바닉 미러의 경우 수 내지 수십 헤르쯔(Hz) 정도의 주사 속도를 요구하는 응용에 적합하며, 폴리곤 미러의 경우 수 킬로헤르쯔(kHz) 정도의 주사 속도를 구현하는 것이 가능하다. Recently, with the development of optical device technology, various technologies that use light as a medium for input / output terminals and information transmission of various information are emerging. Scanning and using beams from light sources is one of the traditional applications of this technology, such as barcode scanners and basic scanning laser displays. Such beam scanning technology requires various scanning speeds and scanning ranges depending on the application cases. Conventional beam scanning is implemented by adjusting the incident angle between the reflection surface of the driven mirror and the incident light such as a galvanic mirror or a rotating polygon mirror. How to do it is mainstream. Galvanic mirrors are suitable for applications requiring scan rates of several to tens of hertz (Hz), and polygon mirrors can achieve scan rates of several kilohertz (kHz).
제반 기술의 발달과 더불어 최근에는 빔 스캐닝 기술을 새로운 디바이스에 적용하거나, 이러한 기술을 채용하고 있는 기존의 적용 사례에서 성능을 더욱 향상시키려는 노력이 계속되고 있는데, 레이저 스캐닝을 사용한 고해상도의 원색 재현력이 뛰어난 투사 방식 디스플레이 시스템이나 두부 장착형 디스플레이, 레이저 프린터 등이 그 좋은 예이다. 이러한 높은 공간 분해능이 요구되는 빔 스캐닝을 필요로 하는 시스템에서는 통상적으로 빠른 주사 속도와 큰 각변위를 구현할 수 있는 스캐닝 미러가 요구되는데, 종래의 폴리곤 미러를 사용하는 방법의 경우 고속으로 회전하는 모터에 폴리곤 미러가 부착되어 있는 형태를 취하기 때문에, 주사 속도는 폴리곤 미러의 회전 각속도에, 나아가서 구동부 모터의 회전 속도에 비례하여 통상의 모터 회전 속도의 한계로 인하여 주사 속도를 증가시키는 데 한계가 있고, 전체 시스템의 부피와 전력 소모를 감소시키기 어려운 단점이 있다. 또한, 구동 모터부의 기계적 마찰 소음을 근본적으로 해결하여야 하며, 복잡한 구조로 인해 원가 절감을 기대하기 어렵다.With the development of various technologies, efforts have recently been made to apply beam scanning technology to new devices or to further improve the performance of existing applications employing these technologies. Projective display systems, head mounted displays, and laser printers are good examples. In systems requiring beam scanning requiring such high spatial resolution, a scanning mirror that can realize a high scanning speed and a large angular displacement is typically required. In the case of using a conventional polygon mirror, a motor that rotates at high speed is required. Since the polygon mirror is attached, the scanning speed is limited in increasing the scanning speed due to the limitation of the normal motor rotational speed in proportion to the rotational angular velocity of the polygon mirror and further in proportion to the rotational speed of the drive motor. The disadvantage is that it is difficult to reduce the volume and power consumption of the system. In addition, the mechanical friction noise of the drive motor unit must be fundamentally solved, and it is difficult to expect cost reduction due to the complicated structure.
도 1은 종래 기술에 의한 폴리곤 미러를 사용한 스캐닝 장치의 일 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing an example of a scanning apparatus using a polygon mirror according to the prior art.
상기 예에서 보는 바와 같이 광원(101)에서 출사된 입력광(111)은 각종 렌즈 등의 광학계(102)를 통과하여 폴리곤 미러(103)에 의해 반사된다. 모터(104)를 사용하여 모터 위에 부착된 폴리곤 미러(103)를 회전시킴으로써 반사광(112)을 폴리곤 미러의 회전 방향(113)에 의해 정의되는 소정의 방향(114)으로 주사할 수 있다. 폴리곤 미러를 사용한 주사 장치의 경우 단방향의 비교적 빠른 스캐닝을 구현할 수 있으나, 고해상도의 디스플레이 등에 적용하는 데에는 한계가 있다. As shown in the above example, the
도 2a 내지 도 2b는 종래 기술에 의한 마이크로미러를 사용한 광 스캐닝 장치의 주사 원리를 개략적으로 나타낸 도면이다.2A to 2B are schematic diagrams illustrating a scanning principle of an optical scanning device using a micromirror according to the prior art.
도 2a에 나타난 바와 같이 마이크로미러(201)가 양쪽에 형성된 토션 빔(torsion beam, 202)을 축으로 회전함에 따라 반사 광(212)의 경로가 변경되어 빔 스캐닝을 구현하게 된다. 마이크로미러를 사용한 주사 장치의 경우 양 방향 주사가 가능하고, 수십 킬로헤르쯔(kHz)에 이르는 빠른 주사 속도를 구현할 수 있으나, 이러한 가혹 조건에서 구동할 경우 구동 원리상 도 2b에서 보는 바와 같이 마이크로미러가 펄럭이는 이른바 동적 변형 현상이 발생하여 반사면 및 반사 광(212)의 형상 및 특성을 왜곡시키는 원인이 된다. As shown in FIG. 2A, as the
따라서 고성능의 광 주사 장치를 구현하기 위해서는 이러한 동적 변형 현상을 억제할 수 있도록 스캐닝 마이크로미러의 개발이 필요하다. Therefore, in order to implement a high performance optical scanning device, it is necessary to develop a scanning micromirror to suppress such dynamic deformation.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 동적 변형 현상이 억제되고 빠른 주사 속도와 넓은 주사 범위를 구현할 수 있는 스캐닝 마이크로미러를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention devised to solve the above problems is to provide a method of manufacturing a scanning micromirror capable of suppressing dynamic deformation and realizing a high scanning speed and a wide scanning range.
본 발명의 스캐닝 마이크로미러의 제조 방법은 미러부, 상기 미러부를 일정 거리를 두고 둘러싸는 외부기판 및 상기 미러부와 상기 외부기판의 사이를 연결하는 한 쌍의 내부토션바를 구비하는 스캐닝 마이크로미러를 제조하는 방법에 있어서, 윗면에 절연박막층이 형성되고 아랫면에 제1 식각 마스크층이 형성되는 기판을 마련하는 단계; 상기 기판을 상기 제1 식각 마스크층의 패턴을 따라 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 트렌치 함몰부를 형성하는 단계; 상기 절연박막층 위에 도선을 부착하는 단계; 상기 절연박막층 및 도선 위에 제2 식각 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 및 절연박막층을 상기 제2 식각 마스크층의 패턴을 따라 관통식각하는 단계를 포함하고, 상기 도선은 상기 기판에서 스캐닝 마이크로미러의 미러부 및 내부토션바에 해당하는 영역 위에 부착되며, 상기 제2 식각 마스크층은 상기 기판 및 절연박막층이 상기 스캐닝 마이크로미러의 미러부, 외부기판 및 내부토션바가 동일한 평면 상에서 연결된 형상으로 식각되도록 패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다. The manufacturing method of the scanning micromirror of the present invention manufactures a scanning micromirror including a mirror unit, an outer substrate surrounding the mirror unit at a predetermined distance, and a pair of inner torsion bars connecting the mirror unit and the outer substrate. 1. A method of manufacturing a method, comprising: preparing a substrate having an insulating thin film layer formed on an upper surface thereof and a first etching mask layer formed on a lower surface thereof; Forming a trench recess by etching the substrate to a predetermined depth from a lower surface along a pattern of the first etching mask layer; Attaching a conductive wire on the insulating thin film layer; Forming a second etching mask layer on the insulating thin film layer and the conductive wire; And through-etching the substrate and the insulating thin film layer along the pattern of the second etch mask layer, wherein the conductive wire is attached to an area corresponding to the mirror portion and the inner torsion bar of the scanning micromirror on the substrate. The etching mask layer is characterized in that the pattern is formed such that the substrate and the insulating thin film layer is etched in a shape in which the mirror portion, the outer substrate and the inner torsion bar of the scanning micromirror are connected on the same plane.
또한, 미러부, 상기 미러부를 일정 거리를 두고 둘러싸는 김블, 상기 김블을 일정 거리를 두고 둘러싸는 외부기판, 상기 미러부와 상기 김블 사이를 연결하는 한 쌍의 내부토션바 및 상기 김블과 상기 외부기판 사이를 연결하는 한 쌍의 외부토션바를 구비하는 스캐닝 마이크로미러를 제조하는 방법에 있어서, 윗면에 절연박막층이 형성되고 아랫면에 제1 식각 마스크층이 형성되는 기판을 마련하는 단계; 상기 기판을 상기 제1 식각 마스크층의 패턴을 따라 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 제1 트렌치 함몰부를 형성하는 단계; 상기 절연박막층 위에 도선을 부착하는 단계; 상기 절연박막층 및 도선 위에 제2 식각 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 기판 및 절연박막층을 상기 제2 식각 마스크층의 패턴을 따라 관통식각하는 단계를 포함하고, 상기 도선은 상기 기판에서 스캐닝 마이크로미러의 미러부, 김블, 내부토션바 및 외부토션바에 해당하는 영역 위에 부착되며, 상기 제2 식각 마스크층은 상기 기판 및 절연박막층이 상기 스캐닝 마이크로미러의 미러부, 김블, 외부기판, 내부토션바 및 외부토션바가 동일한 평면 상에서 연결된 형상으로 식각되도록 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 마이크로미러의 제조 방법도 본 발명에 의해 제시되는 범위에 포함된다. In addition, a mirror unit, a gamble surrounding the mirror unit at a certain distance, an outer substrate surrounding the gamble at a certain distance, a pair of inner torsion bars connecting the mirror unit and the gamble and the gamble and the outside A method of manufacturing a scanning micromirror having a pair of external torsion bars connecting between substrates, the method comprising: providing a substrate having an insulating thin film layer formed on an upper surface thereof and a first etching mask layer formed on a lower surface thereof; Etching the substrate to a predetermined depth from a lower surface along a pattern of the first etching mask layer to form a first trench depression; Attaching a conductive wire on the insulating thin film layer; Forming a second etching mask layer on the insulating thin film layer and the conductive wire; And through-etching the substrate and the insulating thin film layer along the pattern of the second etching mask layer, wherein the conductive line is an area corresponding to the mirror portion, the gimbal, the internal torsion bar, and the external torsion bar of the scanning micromirror on the substrate. The second etching mask layer may be formed on the substrate to form a pattern such that the substrate and the insulating thin film layer are etched in a shape in which the mirror portion, the gimbal, the outer substrate, the inner torsion bar and the outer torsion bar of the scanning micromirror are connected on the same plane. Characteristic methods for producing a scanning micromirror are also included in the scope suggested by the present invention.
본 발명에서, 상기 스캐닝 마이크로미러 제조 방법은 상기 기판 및 절연박막층을 제2 식각 마스크층의 패턴을 따라 관통식각하는 단계 이후에 상기 제2 식각 마스크층을 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the scanning micromirror manufacturing method may further include removing the second etching mask layer after the step of through-etching the substrate and the insulating thin film layer along the pattern of the second etching mask layer.
본 발명에서, 상기 스캐닝 마이크로미러 제조 방법은 상기 기판 및 절연박막층을 제2 식각 마스크층의 패턴을 따라 관통식각하는 단계 이후에 상기 기판에서 스캐닝 마이크로미러의 미러부에 해당하는 부분의 아랫면에 반사면을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 반사면은 금속, 유전체 또는 금속과 유전체의 적층 중에서 선택되는 것으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the scanning micromirror manufacturing method includes a reflective surface on a lower surface of a portion of the substrate corresponding to the mirror portion of the scanning micromirror after the step of through-etching the substrate and the insulating thin film layer along the pattern of the second etching mask layer. It is preferable to further include forming a step, wherein the reflective surface is preferably formed of one selected from a metal, a dielectric or a stack of metal and dielectric.
본 발명에서, 상기 기판은 디바이스층, 산화절연막 및 핸들웨이퍼가 위에서 아래로 순차적으로 적층된 SOI(Silicon On Insulator)기판인 것이 바람직하며, 이 경우 상기 제1 트렌치 함몰부를 형성하는 단계는 상기 기판을 아랫면으로부터 식각 함에 있어서 상기 핸들웨이퍼 부분에 해당하는 깊이만큼 식각하여 제1 트렌치 함몰부를 형성하는 것이 바람직하다. In the present invention, the substrate is preferably a silicon on insulator (SOI) substrate in which a device layer, an oxide insulating film, and a handle wafer are sequentially stacked from top to bottom, and in this case, the forming of the first trench depressions may include forming the substrate. In etching from the lower surface, it is preferable to form the first trench depression by etching by a depth corresponding to the handle wafer portion.
본 발명에서, 상기 제1 트렌치 함몰부를 형성하는 단계는 상기 기판을 식각함에 있어서 수산화칼륨(KOH) 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, the step of forming the first trench depression, it is preferable to use a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution in etching the substrate.
본 발명에서, 상기 절연박막층은 실리콘 질화막으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the insulating thin film layer is preferably formed of a silicon nitride film.
본 발명에서, 상기 제1 식각 마스크층은 실리콘 질화막으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the first etching mask layer is preferably formed of a silicon nitride film.
본 발명에서, 상기 도선은 크롬(Cr), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 및 상기 금속의 합금으로 구성되는 물질의 그룹 가운데서 선택되는 것으로 형성되거나 또는 인-주석 산화물(ITO), 도전성 폴리머 및 상기 비금속의 조합으로 구성되는 물질의 그룹 가운데서 선택되는 것으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the conductive wire is selected from the group of materials consisting of chromium (Cr), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), nickel (Ni), aluminum (Al) and alloys of the metals. It is preferably formed of one selected from the group of materials consisting of or composed of phosphorus-tin oxide (ITO), a conductive polymer and a combination of said nonmetals.
본 발명에서, 상기 스캐닝 마이크로미러의 미러부는 원형 또는 타원형으로 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, the mirror portion of the scanning micromirror is preferably formed in a circular or elliptical shape.
본 발명에서, 상기 스캐닝 마이크로미러의 김블은 원형 또는 타원형의 고리인 것이 바람직하다. In the present invention, the gamble of the scanning micromirror is preferably a circular or elliptical ring.
본 발명에서, 상기 스캐닝 마이크로미러 제조 방법은 상기 제1 트렌치 함몰부를 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 트렌치 함몰부에 의해 드러난 기판의 아랫면에 제3 식각 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 기판을 상기 제3 식각 마스크층의 패턴을 따라 상기 제1 트렌치 함몰부에 의해 드러난 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 제2 트렌치 함몰부를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 식각 마스크층은 상기 제2 트렌치 함몰부가 상기 스캐닝 마이크로미러에서 외부토션바가 형성되는 영역의 아래를 포함하는 영역에 형성되도록 식각 패턴이 형성되는 것이 바람직하다. The scanning micromirror manufacturing method may further include forming a third etching mask layer on a lower surface of the substrate exposed by the first trench depression after forming the first trench depression; And etching the substrate to a predetermined depth from a bottom surface exposed by the first trench depression along the pattern of the third etching mask layer to form a second trench depression, wherein the third etching mask layer An etching pattern may be formed such that the second trench recess is formed in a region including a region below the region where the external torsion bar is formed in the scanning micromirror.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 의해 제조되는 스캐닝 마이크로미러를 나타낸 사시도로, 도 3a는 미러부에 도선이 형성된 면 쪽에서 바라본 모습을, 도 3b는 미러부에 반사면이 형성된 쪽에서 바라본 모습을 각각 나타낸 것이다. 3A and 3B are perspective views illustrating a scanning micromirror manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a view from the side of the mirror formed with the conductive wire, and FIG. 3B is a side from the mirror formed with the reflective surface. Each of them is shown.
도 3a 및 도 3b에 나타난 스캐닝 마이크로미러는, 가장 안쪽의 원형의 미러부(301), 상기 미러부(301)를 바깥에서 둘러싸는 원형의 고리 형상의 김블(302), 상기 미러부(301)와 김블(302)에 각각 일단이 부착되어 둘을 서로 연결하는 내부토션바(303) 및 상기 김블(302)과 외부의 기판(미도시)에 각각 일단이 부착되어 둘을 서로 연결하는 외부토션바(304)를 포함한다. The scanning micromirror shown in FIGS. 3A and 3B includes an innermost
상기 예에서, 상기 미러부(301)는 일면에 입사하는 빛을 반사시키는 반사면이 형성된 미러판 박막과 상기 미러판 박막을 지지하도록 미러판 박막면에 부착되는 프레임 구조물을 구비하는 것이 바람직하며, 특히 상기 프레임 구조물은 미러판 박막면의 외부 경계선으로 갈수록 질량이 줄어드는 구조를 가진 둘 이상의 단위 프레임 구조물로 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우 단위 프레임 구조물의 형태에 따라 마이크로미러의 동적 변형을 줄이면서도 높은 동작 속도를 얻을 수 있으며, 상기 프레임 구조물의 세부에 대해서는 추후 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 설명한다. In the above example, the
상기 예에서 미러부(301)는 내부토션바(303)를 축으로 하여 김블에 대해 1축 방향으로 회전하고, 김블(302)은 외부토션바(304)를 축으로 하여 외부 기판에 대해서 1축 방향으로 회전한다. 상기 미러부(301)는 외부 기판에 대해서 2축 방향으로 회전하며, 상기 스캐닝 마이크로미러는 2축 방향으로 광 스캐닝을 수행한다. In the above example, the
상기 예에서 김블(302)이 제거되고 미러부(301)가 내부 또는 외부토션바에 의해 외부 기판과 직접 연결되는 경우, 상기 미러부(301)는 외부 기판에 대해서 1축 방향으로 회전하며, 상기 스캐닝 마이크로미러는 1축 방향으로 광 스캐닝을 수행한다. In the above example, when the
상기 스캐닝 마이크로미러에서 미러부(301) 및 김블(302)의 회전은 상기 미러부(301) 및 김블(302)에 형성된 도선에 흐르는 전류와 외부 자장의 상호작용에 의해 이루어진다. 상기 미러부(301) 및 김블(302)에 형성된 도선에는 외부 기판에 위치한 전원으로부터 전류가 공급되며, 상기 전류의 공급을 위해 내부토션바 및 외 부토션바에도 도선이 형성된다. Rotation of the
본 발명은 상기와 같은 미러부, 김블, 외부 기판, 내부토션바 및 외부토션바를 구비하는 2축 방향 구동 스캐닝 마이크로미러 또는 미러부, 내부 또는 외부토션바 및 외부 기판을 구비하는 1축 방향 구동 스캐닝 마이크로미러를 하나의 기판을 식각한 것으로부터 형성하는 제조 방법에 관한 것이다. The present invention provides a biaxial drive scanning micromirror having a mirror portion, a gimbal, an outer substrate, an inner torsion bar, and an outer torsion bar as described above. A manufacturing method of forming a micromirror from etching of one substrate.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 스캐닝 마이크로미러 제조 방법의 일 실시예가 수행되는 과정에서 각 단계가 수행된 뒤의 모습을 나타낸 도면이다. 4a to 4e are views showing the state after each step is performed in the process of performing an embodiment of the scanning micromirror manufacturing method of the present invention.
본 발명의 스캐닝 마이크로미러 제조 방법의 일 실시예는 기판(400)의 윗면에는 절연박막층(401)을 형성하고 아랫면에는 제1 식각 마스크층(402)을 형성하는 단계(S401, 도 4a), 상기 기판(400)을 상기 제1 식각 마스크층(402)의 패턴을 따라 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 제1 트렌치 함몰부(411)를 형성하는 단계(S402), 상기 제1 트렌치 함몰부(411)에 의해 드러난 기판의 아랫면에 제3 식각 마스크층(403)을 형성하는 단계(S403, 도 4b), 상기 기판(400)을 상기 제3 식각 마스크층(403)의 패턴을 따라 상기 제1 트렌치 함몰부(411)에 의해 드러난 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 제2 트렌치 함몰부(412)를 형성하는 단계(S404, 도 4c), 상기 기판(400) 윗면의 절연박막층(401) 위에 도선(425)을 부착하는 단계(S405, 도 4d), 상기 절연박막층(401) 및 도선(425) 위에 제2 식각 마스크층을 형성하는 단계(S406), 상기 기판(400) 및 절연박막층(401)을 상기 제2 식각 마스크층의 패턴을 따라 관통식각하는 단계(S407), 상기 단계(S407)의 식각 후에 남은 제2 식각 마스크층을 제거하는 단계(S408), 및 상기 형성된 스캐닝 마이크로미러의 미러부의 아랫면에 반사면(426)을 부착하는 단계(S409, 도 4e)를 거쳐서 수행된다. In one embodiment of the method of manufacturing a scanning micromirror according to the present invention, an insulating
상기 실시예에서, 기판에 절연박막층(401)과 제1 식각 마스크층(402)을 형성하는 단계(S401)에서, 상기 제1 식각 마스크층(402)은 기판(400)을 구성하는 물질과 식각 선택도(etch selectivity)가 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 반도체 소자 일반 제조 공정의 기술로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제1 식각 마스크층(402)은 감광제, 금속막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 마스크 물질로 구성되는 박막으로 형성되는 것이 바람직하며, 특히 실리콘 질화막으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다. In the above embodiment, in forming the insulating
상기 단계(S401)에서, 상기 절연박막층(401)은 이후 그 위에 도선이 형성되어 최종의 식각 후에 미러부의 상부에 남아있게 되고, 도선과 기판 사이에 절연막으로서 역할을 하게 되며, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등 절연 박막으로 형성되는 것이 바람직하며, 특히 저응력의 실리콘 질화막으로 형성되는 것이 바람직하다. In the step (S401), the insulating
기판을 식각하여 제1 트렌치 함몰부(411)를 형성하는 단계(S402)에서 식각에는 이방성(anisotropic) 형상 가공 기술인 반응성 이온 식각(RIE; reactive ion etch), 이방성 습식 식각(anisotropic wet etch) 기술 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이방성 습식 식각의 경우 수산화칼륨(KOH) 수용액 또는 반도체 현상액인 TMAH(Tetra-Methyl Ammonium Hydroxide) 등을 사용하는 것이 바람직하다. In the step S402 of etching the substrate to form the
제3 식각 마스크층(403)을 형성하는 단계(S403)에서는 상기 단계(S402)의 식 각에 의해 드러난 제1 트렌치 함몰부(411)의 표면에 식각을 위한 마스크층을 형성하며, 기판을 재차 식각하여 제2 트렌치 함몰부(412)를 형성하는 단계(S404)에서는 상기 제3 식각 마스크층(403)의 식각 패턴에 따라 제1 트렌치 함몰부(411)의 표면으로부터 기판을 식각하여 제2 트렌치 함몰부(412)를 형성한다. 상기 단계(S403)의 식각 마스크층 형성과 단계(S404)의 식각은 단계(S401)의 식각 마스크층 형성 및 단계(S402)의 식각과 크게 다르지 않다. In the forming of the third etching mask layer 403 (S403), a mask layer for etching is formed on the surface of the
절연박막층(401) 상에 도선을 형성하는 단계(S405)에서는 상기 기판(400)의 상부에 형성된 절연박막층(401)의 상부에 도선(425)을 형성한다. 상기 도선은 전해도금(electroplating), 스퍼터링(sputtering), 진공 증팍(evaporation) 등의 공정에 의해 형성되는 것이 바람직하다. In the forming of the conductive wire on the insulating thin film layer 401 (S405), the
상기 도선(425)은 완성된 스캐닝 마이크로미러에서 미러부, 내부토션바, 김블, 외부토션바 및 외부 기판 상에 형성되는 것이다. 기판에서 상기 미러부 등의 형상을 남기는 식각은 추후 단계(S407)에서 이루어지며, 상기 단계(S407)의 식각은 단계(S406)에서 형성되는 제2 식각 마스크층의 패턴에 따라 이루어진다. 상기 단계(S405)의 도선의 형성은 추후 단계(S406)에서 형성될 제2 식각 마스크층의 패턴을 고려하여 미러부 등의 상에 위치하도록 형성된다. The
상기 단계(S405)에서 상기 도선(425)은 크롬(Cr), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 등 모든 종류의 금속 및 상기 금속의 합금으로 구성되는 물질의 그룹 가운데서 선택되는 것으로 형성되거나 또는 인-주석 산화물(ITO), 도전성 폴리머 및 상기 비금속 도전체의 조합으로 구성되는 물질의 그룹 가 운데서 선택되는 것으로 형성되는 것이 바람직하다. In the step S405, the
이후, 단계(S406)에서 절연박막층(401) 및 도선(425) 위에 제2 식각 마스크층을 형성하고, 단계(S407)에서 상기 제2 식각 마스크층의 식각 패턴에 따라 기판(400) 및 절연박막층(401)을 관통식각하여 미러부, 내부토션바, 김블, 외부토션바 및 외부 기판으로 형성되는 스캐닝 마이크로미러의 형태를 완성한다. 상기 완성된 스캐닝 마이크로미러의 형태는 추후 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상세히 설명한다. Subsequently, a second etching mask layer is formed on the insulating
이후 상기 단계(S407)의 식각 후에 남은 제2 식각 마스크층을 제거하는 것이 바람직하며(S408), 형태가 완성된 스캐닝 마이크로미러의 미러부의 아랫면에 반사면(426)을 부착하는 것도 가능하다(S409). 상기 반사면(426)은 금속, 유전체 또는 금속과 유전체의 적층 중에서 선택되는 것으로 형성되는 것이 바람직하다. Thereafter, it is preferable to remove the second etching mask layer remaining after the etching of the step S407 (S408), and the
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 스캐닝 마이크로미러 제조 방법의 다른 실시예가 수행되는 과정에서 각 단계가 수행된 뒤의 모습을 나타낸 도면이다. 상기 도 5a 내지 도 5e에 나타난 각 단계는 도 4a 내지 도 4e에 나타난 각 단계와 크게 다르지 않으며, 다만 일반적인 기판(400)이 아닌 SOI(silicon on insulator) 기판을 사용한 것으로 인한 차이점이 있다. 5a to 5e are views showing the state after each step is performed in the process of performing another embodiment of the scanning micromirror manufacturing method of the present invention. Each of the steps shown in FIGS. 5A to 5E is not significantly different from the steps shown in FIGS. 4A to 4E, except that the silicon on insulator (SOI) substrate is used instead of the
상기 도 5a 내지 도 5e에 나타난 실시예는 기판(500)의 윗면에는 절연박막층(401)을 형성하고 아랫면에는 제1 식각 마스크층(402)을 형성하는 단계(S501, 도 5a), 상기 기판(500)을 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 제1 트렌치 함몰부(411)를 형성하는 단계(S502), 제3 식각 마스크층(403)을 형성하는 단계(S503, 도 5b), 상기 기판(500)을 상기 제1 트렌치 함몰부(411)에 의해 드러난 아랫면으로부터 소정의 깊이로 식각하여 제2 트렌치 함몰부(412)를 형성하는 단계(S504, 도 5c), 상기 기판(500) 윗면의 절연박막층(401) 위에 도선(425)을 부착하는 단계(S505, 도 5d), 상기 절연박막층(401) 및 도선(425) 위에 제2 식각 마스크층을 형성하는 단계(S506), 상기 기판(500) 및 절연박막층(401)을 관통식각하는 단계(S507), 상기 단계(S507)의 식각 후에 남은 제2 식각 마스크층을 제거하는 단계(S508), 및 상기 형성된 스캐닝 마이크로미러의 미러부의 아랫면에 반사면(426)을 부착하는 단계(S509, 도 5e)를 거쳐서 수행되며, 전체적으로 도 4a 내지 도 4e에 나타난 실시예와 크게 다르지 않다. 5A to 5E, the insulating
상기 실시예에서, 기판(500)은 디바이스층(device layer, 501), 절연층(buried oxide layer, 502) 및 핸들 웨이퍼(handle wafer, 503)가 순차적으로 적층되어 형성된다. In the above embodiment, the
상기 제1 트렌치 함몰부(411)를 형성하는 단계(S502)는 상기 기판(500)의 핸들 웨이퍼(503)에 해당하는 부분을 식각하여 상기 제1 트렌치 함몰부(411)를 형성하며, 상기 식각으로 상기 기판(500)의 절연층(502)이 드러난다. In the forming of the first trench depression 411 (S502), the portion corresponding to the
상기 제3 식각 마스크층(403)을 형성하는 단계(S503)는 상기 기판(500)의 절연층(502)을 패터닝하여 제3 식각 마스크층(403)을 형성하는 것이 바람직하며, 제2 트렌치 함몰부(412)를 형성하는 단계(S504)는 상기 기판(500)의 디바이스층(501)을 식각하여 제2 트렌치 함몰부(412)를 형성한다. In the forming of the third etching mask layer 403 (S503), the insulating
상기 실시예에서 나머지 과정은 도 4a 내지 도 4e에 나타난 실시예와 크게 다르지 않으므로 상세한 설명은 생략한다. In the above embodiment, the rest of the process is not very different from the embodiment shown in FIGS.
도 6a 및 도 6b는 상기 도 5a 내지 도 5e에 나타난 실시예에 의해 형성된 스캐닝 마이크로미러의 일 예를 나타낸 것이다. 한편, 도 4a 내지 도 4e에 나타난 실시예와 도 5a 내지 도 5e에 나타난 실시예는 기판의 재질 및 구조에 있어서만 주요한 차이점이 있는 바, 상기 도 6a 및 도 6b에 나타난 스캐닝 마이크로미러는 도 4a 내지 도 4e의 실시예에 의해 형성되는 것과 크게 다르지 않다. 6A and 6B show an example of a scanning micromirror formed by the embodiment shown in FIGS. 5A to 5E. On the other hand, the embodiment shown in Figs. 4a to 4e and the embodiment shown in Figs. 5a to 5e has a major difference only in the material and structure of the substrate, the scanning micromirror shown in Figs. 6a and 6b is shown in Fig. 4a It does not differ much from that formed by the embodiment of Fig. 4E.
특히 도 6a 및 도 6b에 나타난 스캐닝 마이크로미러는 도 3a 및 도 3b의 스캐닝 마이크로미러를 외부 기판과 함께 나타낸 모습과 같은 것으로, 도 6a는 미러부에 도선이 형성된 면 쪽에서 바라본 모습을, 도 6b는 미러부에 반사면이 형성된 쪽에서 바라본 모습을 각각 나타낸 것이다. In particular, the scanning micromirrors shown in FIGS. 6A and 6B are the same as those of the scanning micromirrors shown in FIGS. 3A and 3B together with an external substrate. Each of them is seen from the side where the reflective surface is formed on the mirror.
도 6a에서 스캐닝 마이크로미러는 가운데의 미러부(421), 상기 미러부를 둘러싼 김블(422), 상기 김블(422)을 둘러싼 외부 기판(500) 사이에 빈 공간이 있으면서 상기 미러부와 김블, 김블과 기판 사이는 각각 내부 및 외부 토션바에 의해 연결되는 형태이다. 상기 미러부(421), 김블(422), 기판(500), 내부 및 외부 토션바 상에는 도선(425)이 형성되어 있으며, 상기 도선(425)에는 기판(500) 위에 형성되는 전극(627)으로부터 전류가 공급된다. In FIG. 6A, the scanning micromirror includes an empty space between the
도 6b에서 기판(500)의 제1 트렌치 함몰부(411)가 형성된 영역 내에 미러부(421), 김블(422), 내부 및 외부 토션바(423, 424) 및 제2 트렌치 함몰부(412)가 형성되며, 특히 상기 외부 토션바(424)는 상기 제2 트렌치 함몰부(412)가 형성된 영역 내에 형성된다. In FIG. 6B, the
상기 미러부(421), 김블(422), 외부 기판(500)과 내부 및 외부 토션바(423, 424)의 형상 및 연결형태는 모두 하나의 기판을 식각하여 형성된 것이다. 상기 도 4a 내지 도 4e 또는 도 5a 내지 도 5e에 나타난 실시예가 수행되어 스캐닝 마이크로미러가 완성된 상태에서, 상기 스캐닝 마이크로미러는 미러부, 김블, 외부 기판, 내부 및 외부 토션바가 모두 동일한 평면 상에 위치하도록 형성된다. The
도 7a 및 도 7b는 상기 도 5a 내지 도 5e에 나타난 실시예에 의해 형성된 스캐닝 마이크로미러의 다른 예를 나타낸 것으로, 도 6a 및 도 6b에 나타난 스캐닝 마이크로미러와는 외부토션바의 형태에 있어서만 차이가 있다.7A and 7B show another example of the scanning micromirror formed by the embodiment shown in FIGS. 5A to 5E. The scanning micromirrors shown in FIGS. 6A and 6B differ only in the form of an external torsion bar. There is.
상기 도 6a 및 도 6b, 그리고 도 7a 및 도 7b에 나타난 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 스캐닝 마이크로미러는 상기 미러부(421)는 다각형 등 어떤 형상으로 형성되어도 무방하며, 상기 예에 나타났듯이 원형 또는 타원형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 김블(422)은 상기 미러부(421)의 외주를 둘러싸는 어떤 형상으로 형성되어도 무방하며, 원형 또는 타원형의 고리로 형성되는 것이 바람직하다. As shown in FIGS. 6A and 6B, and FIGS. 7A and 7B, the scanning micromirror manufactured according to an exemplary embodiment of the present invention may be formed in any shape such as the polygon of the
상기 내부토션바(423)과 외부토션바(424)는 각각 미러부(421)와 김블(422)의 중심을 지나는 직선축 상에 위치하면서 한 쌍으로 이루어지며, 상기 내부토션바(423)과 외부토션바(424)는 그 각각이 위치하는 직선축이 서로 직교하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 내부 및 외부 토션바(423, 424)의 형태 또한 외팔보, 비 틀림 보 등 다양한 형태가 가능하며, 하나의 막대(bar) 또는 도 7a 및 도 7b에 나타난 스캐닝 마이크로미러의 외부토션바(824)와 같이 둘 이상의 나란한 바(bar)의 집합으로 구성되는 것도 가능하다. The
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의해 형성된 스캐닝 마이크로미러를 나타낸 것이다. 8A and 8B show a scanning micromirror formed by another embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b에 나타난 스캐닝 마이크로미러는 미러부(821), 외부기판(800) 및 상기 미러부(821)와 외부 기판(800) 사이를 연결하는 토션바(823)를 포함하는 1축 방향 구동 스캐닝 마이크로미러이다. The scanning micromirror shown in FIGS. 8A and 8B includes a
상기 도 8a 및 도 8b에 나타난 스캐닝 마이크로미러는 도 4a 내지 도 4e 또는 도 5a 내지 도 5e에 나타난 스캐닝 마이크로미러 제조 방법의 실시예에서 제3 식각 마스크층을 형성하는 단계(S403, S503)와 제2 트렌치 함몰부를 형성하는 단계(S404, S504)의 공정을 생략한 과정을 거쳐서 제조되며, 도선을 형성하는 단계(S405, S505)에서부터 관통식각을 하는 단계(S407, S507)까지의 공정에서도 미러부(821)와 토션바(823)로 구성되는 스캐닝 마이크로미러의 완성 형태를 고려하여 도선(825)을 형성하고 제2 식각 마스크층을 형성하며 관통식각을 수행함으로써 형성된다. The scanning micromirrors shown in FIGS. 8A and 8B may include forming a third etching mask layer in an embodiment of the method for manufacturing the scanning micromirrors shown in FIGS. 4A to 4E or 5A to 5E (S403 and S503). 2 is manufactured through a process in which the steps of forming the trench depressions (S404 and S504) are omitted, and the mirror part is also formed from the steps of forming the conductive wires (S405 and S505) to the through etching process (S407 and S507). In consideration of the completed form of the scanning micromirror composed of the 821 and the
상기 스캐닝 마이크로미러는 제2 트렌치 함몰부를 형성하는 과정을 거치지 않고 제조됨으로써 제1 트렌치 함몰부(811) 형성시의 식각에 의해 두께가 결정되는 미러부(821)와 토션바(823)가 균일한 두께로 형성된다. The scanning micromirror is manufactured without the process of forming the second trench depression, so that the
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 스캐닝 마이크로미러에서 미러부의 일 예를 나타낸 것이다. 9A to 9C illustrate an example of the mirror unit in the scanning micromirror of the present invention.
도 9a 내지 도 9c에 나타난 미러부는 회전 구동시 동적 변형되지 않도록 반사면의 반대편에 프레임 구조물이 형성되며, 특히 프레임 구조물이 둘 이상의 단위 프레임 구조물의 결합으로 형성된다. 9A to 9C, the frame structure is formed on the opposite side of the reflective surface to prevent dynamic deformation during rotational driving. In particular, the frame structure is formed by combining two or more unit frame structures.
도 9a는 미러부가 적어도 하나 이상의 단위 프레임 구조물(904)이 어레이 형태로 배치되어 형성된 프레임 구조물을 포함하고, 특히 상기 단위 프레임 구조물은 미러 끝단으로 갈수록 폭이 줄어드는 다이아몬드 형 프레임으로 형성된 경우이다. 상기 프레임 구조물을 상기 도 9a와 같이 형성하는 경우 동적 변형 감소 효과를 얻으면서 미러판 박막의 전반적인 강성을 증가시킬 수 있다. FIG. 9A illustrates a frame structure in which a mirror part is formed by arranging at least one
도 9b는 도 9a의 어레이 형태의 프레임 구조물(904)에 식각 구멍(905)을 형성한 경우로, 프레임 구조물의 질량과 관성을 추가로 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 상기 식각 구멍의 형상은 당업자의 수준에 맞추어 다양하게 형성되는 것이 가능하나 본 발명에서는 벌집 형태의 육각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. FIG. 9B illustrates a case in which an
도 9c는 도 9a의 다이아몬드 어레이 형 프레임 구조물이 미러 끝단으로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성된 프레임 구조물(906)을 포함하는 경우로, 도 9a의 다이아몬드 형 단위 프레임이 어레이로 배열된 프레임을 사용하는 경우보다 프레임의 질량과 관성을 현저히 감소시킬 수 있다. FIG. 9C illustrates a case in which the diamond array frame structure of FIG. 9A includes a
상기와 같은 미러부의 프레임 구조물은, 도 4a 내지 도 4e 또는 도 5a 내지 도 5e에 나타난 본 발명의 일 실시예를 수행함에 있어서 기판(400, 500)의 윗면에 형성된다. The frame structure as described above is formed on the upper surfaces of the
상기 프레임 구조물은 상기 실시예를 수행하는 도중 어느 때에 형성되어도 무방하고, 그 형성 방법 또한 상기 기판(400, 500) 또는 미러부(421)를 윗면으로부터 식각하는 방법 또는 상기 기판(400, 500) 또는 미러부(421)의 윗면에 프레임 구조물을 부착하는 방법 등 다양한 것이 가능하다. 도선(425)을 형성하는 단계(S405, S505)가 수행되기 바로 전에 프레임 구조물을 기판(400, 500) 상의 미러부(421)가 형성될 것으로 예정된 부위에 부착함으로써 형성하는 것이 특히 바람직하다. The frame structure may be formed at any time during the embodiment, and a method of forming the frame structure may also be formed by etching the
본 발명에 의해 제조되는 스캐닝 마이크로미러는 광원으로부터 출사된 빔을 1차원의 선 또는 2차원의 면의 소정의 영역에 주사하여 화상 등의 정보를 결상하거나 위치, 화상 등의 데이터를 읽어들이는 레이저 프린터, 공초점 현미경, 바코드 스캐너, 스캐닝 디스플레이 및 각종 센서 등에 적용 가능하다. 또한, 스캐닝 외에도 반사광의 경로를 임의로 조절하는 광 스위치 소자 등에도 적용이 가능하다.The scanning micromirror manufactured by the present invention scans a beam emitted from a light source to a predetermined area of a line or a two-dimensional surface to form an image such as an image or to read data such as a position or an image. It can be applied to printers, confocal microscopes, barcode scanners, scanning displays and various sensors. In addition to the scanning, it is also applicable to an optical switch element for arbitrarily adjusting the path of the reflected light.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 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, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구조적으로 안정되고 넓은 광 주사범위와 빠른 광 주사 속도를 구현할 수 있는 등 광학적, 기계적 성능이 현저히 향상된 스캐닝 마이크로미러의 제작이 가능하다. As described above, according to the present invention, it is possible to fabricate a scanning micromirror with remarkably improved optical and mechanical performance such as structurally stable, wide optical scanning range, and high optical scanning speed.
또한, 본 발명에 의하면 기판 접합이나 고정밀도의 정렬공정 없이 단순한 마이크로머시닝 기술 및 반도체 일반 공정의 조합으로 스캐닝 마이크로미러를 제작할 수 있어 부품 단가가 감소하고 수율이 향상된다. In addition, according to the present invention, a scanning micromirror can be manufactured by a combination of a simple micromachining technique and a semiconductor general process without substrate bonding or a high-precision alignment process, thereby reducing component cost and improving yield.
Claims (26)
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