KR100707207B1 - 미디어 스테이지를 구비하는 마이크로 액츄에이터의제조방법 - Google Patents
미디어 스테이지를 구비하는 마이크로 액츄에이터의제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100707207B1 KR100707207B1 KR1020050126099A KR20050126099A KR100707207B1 KR 100707207 B1 KR100707207 B1 KR 100707207B1 KR 1020050126099 A KR1020050126099 A KR 1020050126099A KR 20050126099 A KR20050126099 A KR 20050126099A KR 100707207 B1 KR100707207 B1 KR 100707207B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- media
- coil
- stage
- manufacturing
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
- H02K41/0352—Unipolar motors
- H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
- B81B3/0062—Devices moving in two or more dimensions, i.e. having special features which allow movement in more than one dimension
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1418—Disposition or mounting of heads or record carriers
- G11B9/1427—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement
- G11B9/1436—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/03—Microengines and actuators
- B81B2201/038—Microengines and actuators not provided for in B81B2201/031 - B81B2201/037
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/11—Read heads, write heads or micropositioners for hard- or optical disks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
- B81B2203/05—Type of movement
- B81B2203/051—Translation according to an axis parallel to the substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Abstract
미디어 스테이지를 구비한 마이크로 액츄에이터의 제조방법이 개시된다. 개시된 발명은 미디어가 탑재되는 면을 가지는 미디어 스테이지 및 상기 미디어 스테이지를 구동하는 코일을 미디어가 탑재되는 면의 저면에 구비하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법으로서, (가) 제 1기판상에 홈을 형성하는 단계;와 (나) 제 2기판상에 코일을 형성하는 단계;와 (다) 상기 제 2기판의 코일이 형성된 면과 상기 제 1기판의 홈이 형성된 면을 본딩하는 단계; 및 (라) 상기 제 2기판에서 상기 제 1기판과 본딩된 면의 이면을 미디어 탑재면으로 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조되는 마이크로 액츄에이터의 개략적인 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 미디어 스테이지의 평면도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 미디어 스테이지의 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 마이크로 액츄에이터의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 마이크로 액츄에이터의 구동원리를 설명하는 개략도이다.
도 5a 내지 도 5c는 글래스 기판 상에 전극 및 홈을 형성하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6g는 실리콘 기판상에 코일 및 전극을 형성하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 7a 내지 7e는 실리콘 기판과 글래스 기판간을 본딩한 후 미디어 탑재면으로 가공하는 공정을 설명하는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
14... 미디어 스테이지 17... 미디어
23,26... 영구자석 29... 요크
32... 스티프너 35... 탄성빔
38... 스테이지 베이스 41... 지지빔
44,65... 전극패드 50... 글래스기판
52... 제1전극부 56... 홈 식각마스크
60... 실리콘기판 65... 제2전극부
62,20... 코일 66... 산화층
69... 미디어스테이지 식각마스크 70... 패시베이션층
72... 종자 금속층 76... 절연층
본 발명은 SPM기술을 응용한 데이터 저장 시스템에 사용되는 전자기 구동 방식의 마이크로 액츄에이터의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미디어 스테이지의 면적 효율을 개선하여 정보 저장 용량의 증대를 가능하게 하는 구조의 마이크로 액츄에이터의 제조방법에 관한 것이다.
SPM기술을 응용한 데이터 저장 시스템은 크게 저장 매체인 미디어, 이를 스테이지 위에 장착하여 x,y 방향으로 구동하는 구동부, 미디어에 정보를 저장하거나 혹은 미디어에 있는 정보를 읽는 탐침(tip)을 가진 하나 이상의 프로브(probe), 그리고 이러한 정보신호를 처리하는 신호처리부로 이루어진다.
x,y 방향 등의 2축 이상의 구동을 위한 방법으로, 구동부 전극과 고정부 전 극간의 정전기력을 이용하는 정전 구동 방식과, 미디어스테이지에 탑재된 미디어를 움직이기 위한 코일과 그 아래 위로 영구자석을 구비하여 로렌쯔 힘을 이용하는 전자기 구동방식이 있다.
종래 기술에 의한 정전 구동 방식의 마이크로 구동기의 경우, 미디어가 놓이는 스테이지와 구동부가 동일한 평면에 형성되기 때문에 마이크로 구동기 전체에 대한 스테이지 사용영역의 비효율성 문제가 있으며, 따라서 스테이지 면적이 좁아서 정보저장용량이 적은 문제가 있다.
전자기 구동방식의 경우에도, 코일이 x,y 방향으로 움직이는 미디어 스테이지 상에 형성되고 코일이 드러나지 않는 평탄한 부분만 미디어가 탑재될 수 있는 영역으로 기능하기 때문에 스테이지 전체 크기에 비해 사용영역이 좁아 면적효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 이러한 전자기형(electromagnetic type)의 장치는 일반적으로 큰 변위를 가지는 반면에 이를 위한 높은 전류가 요구되어 전력손실(power loss)가 크다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 면적 효율을 높이고 전력 손실의 감소를 가능하게 하는 구조의 마이크로 액츄에이터의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로 액츄에이터의 제조방법은, 미디어가 탑재되는 면을 가지는 미디어 스테이지 및 상기 미디어 스테이지를 구동하는 코일을 상기 미디어가 탑재되는 면의 저면에 구비하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법으로서, (가) 제 1기판상에 상기 코일을 형성하는 단계;와 (나) 제 2기판상에 소정 깊이와 면적의 홈을 형성하는 단계;와 (다) 상기 제 1기판의 코일이 형성된 면과 상기 제 2기판의 홈이 형성된 면을 본딩하는 단계; 및 (라) 상기 제 1기판에서 상기 제 2기판과 본딩된 면의 이면을 상기 미디어 탑재면으로 가공하는 단계;를 포함하여 상기 코일이 상기 미디어 스테이지의 저면에 형성되게 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 액츄에이터의 제조방법은, 미디어가 탑재되는 면을 가지는 미디어 스테이지 및 상기 미디어 스테이지를 구동하는 코일을 상기 미디어가 탑재되는 면의 저면에 구비하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법으로서, (가) 글래스 기판상에 소정 깊이와 면적의 홈을 식각에 의해 형성하고, 제 1전극부를 형성하는 단계;와 (나) 실리콘 기판상에 상기 코일을 형성하고 상기 코일에 전류를 인가하는 제 2전극부를 형성하는 단계;와 (다) 상기 글래스 기판의 홈이 형성된 면과 상기 실리콘 기판의 코일이 형성된 면을 상기 제 1전극부와 상기 제 2전극부가 접촉되어 상기 코일에 전류를 인가하는 전극패드를 이루도록 anodic 본딩 하는 단계; 및 (라) 상기 실리콘기판에서 상기 글래스기판과 본딩된 면의 이면을 상기 미디어 탑재면으로 가공함에 있어 상기 코일이 노출되지 않는 범위내의 깊이로 전면 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 의해 제조하고자 하는 마이크로 액츄에이터의 구조 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 및 도 2a는 각각 본 발명에 의해 제조되는 마이크로 액츄에이터의 개략적인 사시도 및 평면도이다. 도면을 참조하면 마이크로 액츄에이터(11)는 캔틸레버(Cantilever)(13), 정보저장용 미디어(17), 미디어(17)가 탑재되는 미디어스테이지(14), 상기 미디어스테이지(14)를 지지하는 스테이지 베이스(38)와 아래 위 네 쌍의 영구자석(23,26) 및 이 영구자석(23,26)의 폐루프를 구성하기 위한 요크(29), 그리고 미디어 스테이지(14)의 회전방지용 스티프너(32) 및 탄성빔(35)을 포함한다. 미디어스테이지(14)를 구동하기 위한 코일은 미디어스테이지(14)의 저면에 형성되어 있어 도 1에는 나타나지 않는다.
미디어 스테이지(14)의 네 모서리 부분에 복수의 탄성빔(35)이 위치하며 미디어 스테이지(14)는 후술되는 구동원리에 의해 x,y 방향으로 이동한다. 상기 탄성빔(35)은 x방향 이동의 탄력을 지지하는 가지는 x-탄성빔(35x) 및 y방향 이동의 탄력을 지지하는 y-탄성빔(35y)으로 이루어지며 미디어 스테이지(14)의 이동에 따라 적절히 탄성 변형된다.
미디어 스테이지(14)의 둘레에는 스티프너(32)가 마련되어 있다. 상기 스티프너(32)는 상기 미디어 스테이지(14)의 각 변에 나란하게 일정 간격을 두고 위치하며, 각 스티프너(33)의 단부는 미디어 스테이지(14)의 네 코너에 위치하는 x-탄 성빔(35x) 및 y-탄성빔(35y)의 연결 부분에 연결되어 있고 미디어 스테이지(14)가 x 방향 및 y 방향의 이외의 방향으로 회전되는 것을 방지한다
미디어(17)는 실리콘으로 된 미디어 스테이지(14)에 탑재되며, 미디어 스테이지(14)는 홈이 형성된 글래스기판으로 된 스테이지 베이스(38)에 그 저면이 접촉되는 지지빔(41)에 의해 스테이지 베이스(38)로부터 띄워진 상태로 지지된다.
도 2b는 도 1의 미디어 스테이지의 저면도이다. 도면을 참조하면, 코일(20)은 미디어 스테이지(14)가 스테이지 베이스(38)와 대향하는 미디어 스테이지(14)의 저면에 미디어 스테이지(14) 네 변쪽에 형성되어 있다. 상기 코일(20)에 전류를 인가하기 위한 전극패드(44)는 상기 코일(20)로부터 미디어 스테이지(14)와 접촉된 스테이지 베이스(38)상의 네 모서리쪽으로 연결되어 각 두개씩 형성되어 있다.
코일(20)이 상기 구조에 따라 미디어 스테이지(14) 상면에 드러나지 않으므로 미디어(17)가 탑재될 수 있는 미디어 스테이지(14)의 면적이 미디어 스테이지(14) 전 영역으로 확대되게 된다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 마이크로 액츄에이터의 개략적인 단면도 및 미디어 스테이지의 구동원리를 설명하는 개략도이다. 도면을 참조하면 영구자석(23,26)은 감겨진 코일(20)의 반에만 자장이 걸리도록 배치된다. 코일(20)에 전류(i)를 흘리면 미디어 스테이지(14)의 두께 방향으로 걸리는 자장(B)에 의하여 전류와 자장에 수직한 방향으로 로렌쯔 힘(F)이 발생한다. 이 힘에 의하여 미디어(17)가 탑재되어 있는 미디어 스테이지(14)가 x, y 방향으로 움직이게 된다. 이 때, 서 로 마주보고 있는 다른 코일(20)에도 전류를 동시에 흘릴 경우 두 배의 구동력으로 구동 시킬수 있으며, 그렇지 않을 경우엔 상대쪽 코일(20)에서는 스테이지 구동시에 발생하는 유도 기전력을 이용하여 구동을 검출할 수도 있게 된다.
이하 도면을 참조하여 상기한 구조의 마이크로 액츄에이터의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 5a 내지 도 5c는 스테이지 베이스를 형성하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 5a에 나타난 바와 같이 먼저 글래스기판(50)상에 제1전극부(52)를 형성하고 홈 식각마스크(56)를 패터닝 한다. 이 때 제 1전극부나(52) 홈 식각마스크(56)의 재질로는 동일하게 Cr/Au를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 5b와 같이 글래스 기판(50)을 소정 깊이로 식각하여 홈(54)을 형성한다. 이 때 에천트(etchant)로는 3:1 비율의 HF를 사용할 수 있다.
도 5c와 같이 홈 식각마스크(56)를 제거하면 제1전극부(52)와 소정깊이와 면적의 홈(54)이 형성된 스테이지 베이스가 완성된다.
도 6a 내지 도 6g는 실리콘 기판(60)상에 코일(62), 제2전극부(64)를 형성하는 공정이다.
실리콘 기판(60)으로 핸들 웨이퍼(handle wafer,63), 산화층(66) 및 소자층(device layer,67)으로 구성되는 SOI(silicon on insulator)기판이 사용될 수 있다.
도 6a와 같이 상기 기판(60)상에 코일(62)이 형성될 마스크 패턴을 포토리소그래피(Photolithography) 공정으로 만든후 ICP-RIE(Inductively Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)기법으로 트렌치(68)를 형성한다.
다음에, 도 6b와 같이 열산화(thermal oxidation) 공정으로 패시베이션층(passivation layer,70)을 입힌다.
도 6c 및 도 6d는 트렌치(68)를 금속으로 채우는 공정이다. CVD(Chemical Vapour Deposition)법이나 전기도금(Electroplating)을 이용할 수 있다. 전기도금법에 의하는 경우, 먼저 패시베이션층(70)위에 스퍼터(sputter)장비 등을 이용하여 종자 금속층(seed layer,72)을 증착한다. 상기 금속층(72)을 종자로 하여 전기도금에 의해 도금막(74)을 형성한다.
도 6e와 같이 트렌치(68) 상부로 노출된 도금막을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)와 같은 폴리싱 공정으로 연마하여 코일(62)을 완성한다.
도 6f 및 6g는 코일(62)에 외부에서 전류를 인가할 수 있도록 제2전극부(64)를 형성하는 공정이다. 먼저 절연막(76)을 형성한 후 금속증착, 마스크 패터닝, 금속식각 공정에 의해 제 2전극부(64)롤 형성한다.
도 7a 내지 도 7e는 실리콘 기판과 글래스 기판간을 본딩한 후 미디어 스테이지로 가공하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 7a를 참조하면 실리콘 기판(60)의 상면(60a)과 글래스 기판(50)의 상면(50a)을 본딩하는데, 이 때 제 1전극부(52)와 제 2전극부(64)가 접촉되어 연결되도록 한다. 제 1전극부(52)에 연결된 제 2전극부(64)가 후술하는 식각 공정에 의해 노출되어 상기 코일(62)에 전류를 인가하는 전극패드(65)가 된다.
상기 본딩은 Field assisted sealing 방법인 어노딕 본딩(anodic bonding) 공정에 의한다. 이 공정은 실리콘 기판(60)과 글래스 기판(50)간에 실리콘 기판(60)이 상대적으로 양(positive)이 되도록 수백 볼트의 전압을 인가한 후 온도를 수백℃ 로 올린다. 글래스 기판(50)의 양이온이 온도 상승에 의해 운동도가 증가하여 cathode 가 되는 글래스 표면으로 이동하여 사라진다. 글래스 기판(50)내에 상대적으로 더 강하게 구속되는 음이온은 실리콘 기판(60) 표면 근처에 공간 전하층을 형성하며, 글래스 기판 내의 양이온이 cathode 가 되는 글래스 표면쪽으로 이동함에 따라 글래스/실리콘 계면에서의 포텐셜 강하는 커지게 되어 이 전기장에 의해 두 계면이 본딩된다.
도 7b는 어노딕 본딩 후 실리콘 기판의 전면을 식각한 후의 공정 도면이다. 실리콘 기판 에천트로는 TMAH 용액 또는 KOH용액과 같은 습식 에천트를 사용할 수 있다. SOI 기판을 사용하는 경우 용도에 따라 SOI 기판의 산화층은 제거하지 않을 수 있다.
이 때, 처음 사용되는 SOI 기판의 소자층(도6a,67)의 두께 선택을 통해 스테이지의 두께를 결정할 수 있다. 미디어 스테이지의 두께와 동일한 두께로 제작되는 탄성빔의 두께는 전력 소모에 직접적인 영향을 미치는데, 즉 그 두께가 얇아지면 미디어 스테이지의 질량 및 탄성빔의 강성(stiffness)이 감소하여 이에 따라 미디어 스테이지 구동시의 전력 소모가 줄어들게 된다. 따라서 전력소모를 최소화 할 수 있도록 코일(62)이 노출되지 않는 범위에서 그 깊이를 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
내부에 산화층이 구비된 SOI 기판을 사용하지 않을 경우, 기판을 식각하는 깊이에 따라 스테이지의 두께를 조절할 수 있다.
도 7c는 상기 전면 식각 후 미디어 스테이지가 움직일 수 있도록 탄성빔(미도시) 및 스티프너(71)를 형성하고, 코일(62)에 전류를 인가하기 위한 전극패드(65)를 노출시키는 식각 공정이다. 탄성빔, 스티프너 및 전극패드의 위치, 형상에 따라 준비된 미디어스테이지 식각마스크(69)를 패터닝 한다.
도 7d는 미디어스테이지 식각마스크(69)를 예시한 평면도이다.
도 7e는 식각 후 상기 미디어스테이지 식각마스크(69)를 제거한 도면이다. 도면을 참조하면, 미디어가 탑재될 수 있는 매체부의 길이는 코일(62) 사이의 길이(L)가 아니라 미디어 스테이지의 총 길이(L')가 되어 정보저장용량이 증대되는 구조가 된다.
본원 발명인 마이크로 액츄에이터의 제조방법은 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 마이크로 액츄에이터 제조방법에 의해, 미디어 스테이지를 구동하는 코일이 미디어 스테이지의 저면에 형성되는 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제조방법은 코일이 형성된 실리콘 기판 앞면을 홈이 형성된 글래 스기판 앞면에 본딩한 후 실리콘 기판의 뒷면을 미디어 탑재면으로 가공하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 제조방법은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 미디어 스테이지 상면에 코일이 노출되지 않게 되어 미디어 스테이지의 면적 전체가 미디어 탑재면으로 기능하게 된다. 따라서 면적 효율이 높아지고 정보저장용량의 증대를 가능하게 한다.
둘째, 전면 식각 공정으로 실리콘 기판을 코일이 노출되지 않는 범위내에서 최대로 식각 할 수 있다. 이에 의해 미디어 스테이지의 두께를 최소화 할 수 있어 전력소모를 줄일 수 있게 된다.
Claims (12)
- 미디어가 탑재되는 면을 가지는 미디어 스테이지 및 상기 미디어 스테이지를 전자기력에 의해 구동하는 코일을 상기 미디어가 탑재되는 면의 저면에 구비하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법에 있어서,(가) 제 1기판상에 홈을 형성하는 단계;와(나) 제 2기판상에 코일을 형성하는 단계;와(다) 상기 제 2기판의 코일이 형성된 면과 상기 제 1기판의 홈이 형성된 면을 본딩하는 단계; 및(라) 상기 제 2기판에서 상기 제 1기판과 본딩된 면의 이면을 미디어 탑재면으로 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 (가)단계의 상기 제 1기판은 글래스 기판이고상기 (나)단계의 상기 제 2기판은 실리콘 기판인 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 (다)단계의 본딩은 anodic 본딩인 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에 이터의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 (나)단계는,상기 제 2기판에 ICPRIE법으로 트렌치를 판 후, 열산화 공정으로 상기 기판 및 상기 트렌치 내부에 패시베이션층을 입히는 단계;상기 트렌치를 금속물질로 채우는 단계;상기 트렌치 상부로 노출된 금속을 폴리싱으로 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 트렌치를 금속물질로 채우는 단계는 전기도금법에 의하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 (가)단계는, 상기 제 1기판상에 제 1전극부를 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 (나)단계는, 상기 제 2기판상에 제 2전극부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 (다)단계는, 상기 제 1전극부와 상기 제 2전극부가 접촉되어 상기 코일에 전류를 인가하는 전극패드를 이루도록 본딩하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서 상기 (라)단계는,상기 제 2기판에서 상기 제 1기판에 본딩된 면의 이면을 상기 제 2기판에 형성된 코일이 노출되지 않는 범위내의 깊이로 전면 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 (나)단계의 상기 제 2기판은 내부에 산화층을 구비한 SOI 기판인 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서 상기 (라)단계는,상기 제 2기판에서 상기 제 1기판에 본딩된 면의 이면을 상기 산화층이 드러나도록 전면 식각하는 단계 및 상기 산화층을 전면 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서 상기 (라)단계는,상기 전극패드가 노출되도록 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서 상기 (라)단계는,상기 전극패드가 노출되도록 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 액츄에이터의 제조 방법.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050126099A KR100707207B1 (ko) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | 미디어 스테이지를 구비하는 마이크로 액츄에이터의제조방법 |
| CNB2006101214802A CN100573682C (zh) | 2005-12-20 | 2006-08-24 | 具有介质平台的微致动器的制造方法 |
| US11/595,876 US7520998B2 (en) | 2005-12-20 | 2006-11-13 | Method of fabricating micro actuator having media stage |
| JP2006319120A JP2007174891A (ja) | 2005-12-20 | 2006-11-27 | メディアステージを備えるマイクロアクチュエータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050126099A KR100707207B1 (ko) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | 미디어 스테이지를 구비하는 마이크로 액츄에이터의제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100707207B1 true KR100707207B1 (ko) | 2007-04-13 |
Family
ID=38161782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020050126099A KR100707207B1 (ko) | 2005-12-20 | 2005-12-20 | 미디어 스테이지를 구비하는 마이크로 액츄에이터의제조방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7520998B2 (ko) |
| JP (1) | JP2007174891A (ko) |
| KR (1) | KR100707207B1 (ko) |
| CN (1) | CN100573682C (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1914792A2 (en) * | 2006-10-17 | 2008-04-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of manufacturing a coil |
| US7913376B2 (en) * | 2007-12-13 | 2011-03-29 | International Business Machines Corporation | Method of forming an actuating mechanism for a probe storage system |
| US20090155727A1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | International Business Machines Corporation | Method of forming a flat media table for probe storage device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050012227A (ko) * | 2002-03-28 | 2005-01-31 | 아넬바 가부시기가이샤 | 수직 자기 기록 매체와 그것을 갖춘 자기 기록 장치 및수직 자기 기록 매체의 제조방법 및 제조장치 |
| KR20050020872A (ko) * | 2003-08-22 | 2005-03-04 | 삼성전자주식회사 | 대면적 스테이지를 구비한 2축 액츄에이터 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3579748B2 (ja) * | 1995-05-24 | 2004-10-20 | 株式会社トキメック | ジャイロ装置 |
-
2005
- 2005-12-20 KR KR1020050126099A patent/KR100707207B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-08-24 CN CNB2006101214802A patent/CN100573682C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-11-13 US US11/595,876 patent/US7520998B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-11-27 JP JP2006319120A patent/JP2007174891A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050012227A (ko) * | 2002-03-28 | 2005-01-31 | 아넬바 가부시기가이샤 | 수직 자기 기록 매체와 그것을 갖춘 자기 기록 장치 및수직 자기 기록 매체의 제조방법 및 제조장치 |
| KR20050020872A (ko) * | 2003-08-22 | 2005-03-04 | 삼성전자주식회사 | 대면적 스테이지를 구비한 2축 액츄에이터 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1020050012227 |
| 1020050020872 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7520998B2 (en) | 2009-04-21 |
| JP2007174891A (ja) | 2007-07-05 |
| CN100573682C (zh) | 2009-12-23 |
| CN1988018A (zh) | 2007-06-27 |
| US20070137780A1 (en) | 2007-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100745756B1 (ko) | 마이크로 액츄에이터 및 이를 채용한 정보저장장치 | |
| JP3611198B2 (ja) | アクチュエータとこれを用いた情報記録再生装置 | |
| Liu et al. | Micromachined magnetic actuators using electroplated permalloy | |
| EP1918758A2 (en) | Electromagnetic micro-actuator | |
| KR100639918B1 (ko) | Ｍｅｍｓ 액츄에이터 | |
| US7623283B2 (en) | Actuator | |
| KR19980025006A (ko) | 회전 플레이트를 포함하는 마이크로일렉트로메카닉 장치 및 그 관련 방법 | |
| EP1300890B1 (en) | Thin film piezoelectric element and manufacturing method, and actuator unit using the same | |
| US6683757B1 (en) | Slider-level microactuator for precise head positioning | |
| EP1168334B1 (en) | Electromagnetic X-Y stage driver for nano data storage system and method for fabricating coils of the same | |
| US20020064337A1 (en) | MEMS mirrors with precision clamping mechanism | |
| KR100707207B1 (ko) | 미디어 스테이지를 구비하는 마이크로 액츄에이터의제조방법 | |
| KR100682957B1 (ko) | Ｘｙ스테이지 모듈과 이를 채용한 정보저장기기 및ｘｙ스테이지 모듈의 제조방법 | |
| US7126792B2 (en) | Slider for a data storage device including transducer level micro-positioning and method of fabrication therefor | |
| US20020046985A1 (en) | Process for creating an electrically isolated electrode on a sidewall of a cavity in a base | |
| CN112645280A (zh) | 一种射频开关的加工工艺 | |
| JP4722333B2 (ja) | 静電アクチュエータおよびその製造方法 | |
| TW476061B (en) | Microactuator and its manufacture, and magnetic head device and magnetic storage device using the same | |
| US7079329B2 (en) | Micro actuator for controlling focal depth | |
| JP3533514B2 (ja) | 静電アクチュエータとその製造方法 | |
| KR100387243B1 (ko) | 초소형 정보저장기기용 ｘ-ｙ 스테이지 전자 구동 장치 및그 코일 제작 방법 | |
| JP4174761B2 (ja) | 機構デバイスの製造方法及び機構デバイス | |
| JP5314932B2 (ja) | 電気式微少機械スイッチ | |
| JP3990594B2 (ja) | 光部品の製造方法 | |
| CN114967107A (zh) | 一种微镜结构及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120327 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130322 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |