KR100716957B1 - A micromirror actuator and the method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

포토레지스트의 패터닝과 식각공정을 이용하여 마이크로미러를 평탄화함으로써 마이크로미러의 반사도를 개선한 마이크로미러 액추에이터 및 그 제조방법이 개시되어 있다.Disclosed are a micromirror actuator and a method of manufacturing the same, which have improved reflectivity of a micromirror by planarizing the micromirror using a photoresist patterning and etching process.

개시된 마이크로미러 액추에이터는, 기판과; 이 기판에 형성된 트렌치와; 이 트렌치의 저면 및 측면에 각각 형성된 하부전극 및 측면전극과; 이 트렌치 양측의 기판상에 돌출형성된 포스트와; 이 포스트에 탄력적으로 지지된 비틀림스프링과; 상기 비틀림스프링에 회동가능하게 지지되고 상기 하부전극과 상호 작용하여 정전력에 의해 회동하고 계속하여 상기 측면전극과 상호 작용하여 수직으로 직립하도록 된 마이크로미러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The disclosed micromirror actuator includes a substrate; A trench formed in the substrate; A lower electrode and a side electrode formed on the bottom and side surfaces of the trench, respectively; Posts protruding from the substrate on both sides of the trench; A torsion spring elastically supported on the post; And a micromirror rotatably supported by the torsion spring and pivoted by electrostatic force to interact with the lower electrode and subsequently to stand vertically by interacting with the side electrode.

또한, 마이크로미러 액추에이터 제조방법은, 웨이퍼에 트렌치를 식각하는 단계; 상기 웨이퍼상에 소정의 두께로 포토레지스트를 도포하는 단계; 이 포토레지스트에 사진식각공정을 통하여 상기 트렌치의 폭보다 넓게 상기 트렌치에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 고온으로 플로우시키면서 하드베이킹하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 얇게 에싱하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 포함한 웨이퍼상에 소정 두께로 포토레지스트를 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a micromirror actuator includes etching a trench in a wafer; Applying a photoresist with a predetermined thickness on the wafer; Forming a photoresist pattern corresponding to the trench in the photoresist through a photolithography process so as to be wider than the width of the trench; Hard baking the photoresist pattern while flowing it at a high temperature; Thinly ashing the photoresist pattern; And applying a photoresist to a predetermined thickness on the wafer including the photoresist pattern.

Description

마이크로미러 액추에이터 및 그 제조방법{A micromirror actuator and the method of manufacturing the same} A micromirror actuator and the method of manufacturing the same

도 1a 내지 도 1c는 종래에 따른 트렌치 평탄화 제조공정을 나타낸 도면,1a to 1c is a view showing a trench planarization manufacturing process according to the prior art,

도 2는 쿠션 효과를 나타낸 도면,2 is a view showing a cushion effect,

도 3은 본 발명에 따른 마이크로미러 액추에이터의 사시도,3 is a perspective view of a micromirror actuator according to the present invention,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도,4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3;

도 5는 본 발명에 따른 마이크로미러 액추에이터를 이용한 광스위치의 개략적인 도면,5 is a schematic view of an optical switch using a micromirror actuator according to the present invention;

도 6a 내지 도 6l은 본 발명에 따른 마이크로미러 액추에이터의 제조공정을 나타낸 도면.6a to 6l are views showing the manufacturing process of the micromirror actuator according to the present invention.

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

5...트렌치 10...마이크로미러 액추에이터15.Trench 10 ... Micromirror actuator 1

15...기판 20...포스트15 ... substrate 20 ... post

25...비틀림스프링 30...마이크로미러 25 ... torsion springs 30 ... micromirrors

37...하부전극 40...측면전극37 Lower electrode 40 Side electrode

50...웨이퍼 53...트렌치 대응영역50 ... wafer 53 ... trench contact area

65...금속막 67...제1포토레지스트 65 metal film 67 first photoresist                 

67a,67b,67c...포토레지스트 패턴 70...제2포토레지스트67a, 67b, 67c ... photoresist pattern 70.second photoresist

본 발명은 마이크로미러 액추에이터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포토레지스트의 패터닝과 식각공정을 이용하여 마이크로미러를 평탄화함으로써 마이크로미러의 반사도를 개선한 마이크로미러 액추에이터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a micromirror actuator and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a micromirror actuator having improved reflectivity of a micromirror by planarizing the micromirror using a photoresist patterning and etching process, and a method of manufacturing the same. .

광통신용 MOXC는 광신호가 어느 입력 단자로부터 소정의 출력 단자로 전송되도록 광경로를 선택할 수 있는 장치이다. 이러한 광통신용 MOXC(Micro Optical Cross Connect)에서는 마이크로미러가 핵심적인 요소로 마이크로미러의 반사도 및 정확한 직립성 등이 MOXC의 광통신 효율 및 성능을 좌우하게 된다. The optical communication MOXC is an apparatus capable of selecting an optical path so that an optical signal is transmitted from an input terminal to a predetermined output terminal. In the optical optical cross connect (MOXC), the micromirror is a key factor, and the reflectivity and accurate uprightness of the micromirror determine the optical communication efficiency and performance of the MOXC.

특히, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 트렌치(105)를 갖는 마이크로미러 액추에이터의 경우에는 마이크로미러의 반사도 향상을 위해 마이크로미러의 평탄화공정이 요구된다. 종래에 따른 마이크로미러 액추에이터의 평탄화 공정은, 실리콘 웨이퍼(100)에 트렌치(105)를 식각하는 단계(도 1a); 두꺼운 포토레지스트(110)를 스핀코팅법에 의해 도포하는 단계(도 1b); 상기 포토레지스트층(110)을 화학기계적 폴리싱(CMP;Chemical Mechanical Polishing)공정에 의해 평탄화하는 단계(도 1c);를 포함한다. In particular, in the case of the micromirror actuator having the trench 105 as illustrated in FIGS. 1A to 1C, the planarization process of the micromirror is required to improve the reflectivity of the micromirror. The conventional planarization process of the micromirror actuator includes etching the trench 105 in the silicon wafer 100 (FIG. 1A); Applying a thick photoresist 110 by spin coating (FIG. 1B); And planarizing the photoresist layer 110 by a chemical mechanical polishing (CMP) process (FIG. 1C).

그러나 상기와 같이 화학기계적 폴리싱 방법에 의해 포토레지스트를 평탄화 하는 공정에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 포토레지스트층(110)에서 쿠션 현상이 발생되어 포토레지스트 표면이 불균일하게 된다. 즉, 상기 평탄화 공정시 래핑 장치(미도시) 내에서 상기 포토레지스트층(110)에 하중을 가하면서 평탄화 공정을 수행하게 된다. 그런데 평탄화 작업 후 래핑 장치에서 상기 실리콘 웨이퍼(100)를 꺼내면 하중에 의해 눌려 있던 부분이 볼록하게 솟아 오르는 쿠션 현상이 생긴다. 이러한 쿠션 현상은 다음과 같은 원인에 의해 발생된다.However, according to the process of planarizing the photoresist by the chemical mechanical polishing method as described above, as shown in FIG. 2, a cushion phenomenon occurs in the photoresist layer 110, resulting in uneven photoresist surface. That is, during the planarization process, the planarization process is performed while applying a load to the photoresist layer 110 in a lapping apparatus (not shown). However, when the silicon wafer 100 is taken out of the lapping apparatus after the planarization operation, a cushion phenomenon occurs in which the portion pressed by the load rises convexly. This cushioning phenomenon is caused by the following causes.

도 1b에서 상기 실리콘 웨이퍼(100)상에 두께 h로 도포되는 포토레지스트(110)는 연성의 재질로 되어 있어 트렌치(105)가 형성된 부분은 트렌치가 없는 다른 부분에 비해 h'만큼 낮게 도포된다. 따라서, 상기 트렌치(105)가 있는 부분의 포토레지스트가 오목하게 형성되어 다른 부분과 두께차가 h'만큼 생기게 된다. 이후 화학기계적 폴리싱 공정을 통해 전체적인 포토레지스트 표면을 균일한 두께로 연마한다. In FIG. 1B, the photoresist 110 coated on the silicon wafer 100 with a thickness h is made of a soft material, and the portion where the trench 105 is formed is applied as low as h 'than other portions without the trench. Thus, the photoresist in the portion where the trench 105 is formed is concave, resulting in a difference in thickness from the other portion by h '. The entire photoresist surface is then polished to a uniform thickness through a chemical mechanical polishing process.

그러나, 이러한 공정 후에도 트렌치가 있는 부분과 트렌치가 없는 부분에 있어서 포토레지스트의 경도차가 발생된다. 즉, 트렌치가 있는 부분에서 두께 방향으로의 전체적인 경도는 화학기계적 폴리싱 후의 포토레지스트(110t1)와 트렌치 부분의 포토레지스트(110t2) 그리고 나머지 하부 웨이퍼(100t)의 경도의 조합으로 이루어진다. 이에 비해, 트렌치가 없는 부분에서 두께 방향으로의 전체적인 경도는 화학기계적 폴리싱 후의 포토레지스트(110n)와 나머지 하부 실리콘 웨이퍼(100n)의 경도의 조합으로 이루어진다. 여기에서 실리콘 웨이퍼(100)보다는 포토레지스트(110)의 경도가 작으므로 트렌치가 있는 부분의 두께 방향 경도가 트렌치가 없는 부분보다 작게 된다.However, even after such a process, the difference in hardness of the photoresist occurs in the portion with the trench and the portion without the trench. That is, the overall hardness in the thickness direction in the trenched portion is composed of a combination of the hardness of the photoresist 110t 1 after the chemical mechanical polishing, the photoresist 110t 2 of the trench portion, and the remaining lower wafer 100t. In contrast, the overall hardness in the thickness direction at the portion without trenches is a combination of the hardness of the photoresist 110n and the remaining lower silicon wafer 100n after chemical mechanical polishing. Here, since the hardness of the photoresist 110 is smaller than that of the silicon wafer 100, the thickness direction hardness of the portion having trenches is smaller than that of the portion without trenches.

따라서, 트렌치(105)가 형성된 부분에서 쿠션 효과가 크게 발생되어 화학기계적 폴리싱 작업 후에 도 2에 도시된 바와 같이 포토레지스트(110)가 위로 볼록(C)하게 솟아오르게 된다. 이와 같이 트렌치(105)가 형성된 부분에 대해 실리콘에 적용하는 화학기계적 폴리싱 방법을 포토레지스트에도 그대로 적용하게 되면 쿠션 효과에 의해 평탄화가 이루어질 수 없고, 평탄화를 위해 다시 화학기계적 폴리싱 공정에 반복 투입하게 되어 비용이 많이 들뿐만 아니라 마이크로미러의 반사율도 저조하게 되어 광손실이 증가된다.Therefore, a large cushion effect is generated in the portion where the trench 105 is formed so that the photoresist 110 rises convex (C) upward as shown in FIG. 2 after the chemical mechanical polishing operation. As such, if the chemical mechanical polishing method applied to silicon for the portion where the trench 105 is formed is applied to the photoresist as it is, the flattening cannot be made due to the cushioning effect, and it is repeatedly added to the chemical mechanical polishing process for the flattening. In addition to being expensive, the reflectivity of the micromirror is also low, resulting in increased light loss.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포토레지스트를 도포하기 전에 트렌치가 있는 부분에 대응하는 패턴에 대해 하드베이킹 및 에싱을 하여 평탄화를 도모한 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터 및 그 평탄화 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a micromirror actuator having a trench for flattening by hard baking and ashing a pattern corresponding to a portion having a trench before applying photoresist, and Its purpose is to provide a flattening manufacturing method.

본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터는, 기판과; 상기 기판에 형성된 트렌치와; 상기 트렌치의 저면 및 측면에 각각 형성된 하부전극 및 측면전극과; 상기 트렌치 양측의 기판상에 돌출형성된 포스트와; 상기 포스트에 탄력적으로 지지된 비틀림스프링과; 상기 비틀림스프링에 회동가능하게 지지되고 상기 하부전극과 상호 작용하여 정전력에 의해 회동하고 계속하여 상기 측면전극과 상호 작용하여 수직으로 직립되거나 수평상태를 유지하도록 된 마이크로미러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A micromirror actuator having a trench according to the present invention includes a substrate; A trench formed in the substrate; Lower and side electrodes formed on the bottom and side surfaces of the trench; Posts protruding from the substrate on both sides of the trench; A torsion spring elastically supported on the post; And a micromirror rotatably supported by the torsion spring, the micromirror interacting with the lower electrode to rotate by electrostatic force and subsequently interacting with the side electrode to maintain a vertical upright or horizontal state. do.

또한, 본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터 제조방법은, 웨이퍼에 트렌치를 식각하는 단계; 상기 웨이퍼상에 소정의 두께로 포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 포토레지스트에 사진식각공정을 통하여 상기 트렌치의 폭보다 넓게 상기 트렌치에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 고온으로 플로우시키면서 하드베이킹하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 얇게 에싱하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 포함한 웨이퍼상에 소정 두께로 포토레지스트를 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a micromirror actuator having a trench according to the present invention comprises the steps of etching the trench in the wafer; Applying a photoresist with a predetermined thickness on the wafer; Forming a photoresist pattern on the photoresist corresponding to the trench to be wider than the width of the trench through a photolithography process; Hard baking the photoresist pattern while flowing it at a high temperature; Thinly ashing the photoresist pattern; And applying a photoresist to a predetermined thickness on the wafer including the photoresist pattern.

또한, 본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터 제조방법은, 웨이퍼에 트렌치를 식각하는 단계; 상기 웨이퍼상에 절연막과 금속막을 차례대로 증착하고 이 금속막을 식각하여 하부전극 및 측면전극을 형성하는 단계; 상기 트렌치를 포함한 웨이퍼 외측면에 소정의 두께로 제1포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 제1포토레지스트에 사진식각공정을 통하여 상기 트렌치의 폭보다 넓게 상기 트렌치에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 고온으로 플로우시키면서 하드베이킹하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 얇게 에싱하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 포함한 웨이퍼상에 소정 두께로 제2포토레지스트를 도포하는 단계; 상기 제2포토레지스트를 식각하여 포스트 대응영역을 형성하는 단계; 상기 제2포토레지스트 상부면에 금속막을 증착하여 패터닝한 다음 상기 제1 및 제2 포토레지스트를 제거하여 마이크로미러, 포스트 및 비틀림스프링을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a micromirror actuator having a trench according to the present invention comprises the steps of etching the trench in the wafer; Depositing an insulating film and a metal film sequentially on the wafer and etching the metal film to form a lower electrode and a side electrode; Applying a first photoresist with a predetermined thickness to an outer surface of the wafer including the trench; Forming a photoresist pattern corresponding to the trench to be wider than the width of the trench through a photolithography process in the first photoresist; Hard baking the photoresist pattern while flowing it at a high temperature; Thinly ashing the photoresist pattern; Coating a second photoresist with a predetermined thickness on a wafer including the photoresist pattern; Etching the second photoresist to form a post counter region; And depositing and patterning a metal film on the upper surface of the second photoresist, and then removing the first and second photoresists to form micromirrors, posts, and torsion springs.

이하 본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a micromirror actuator having a trench according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3을 참조하면, 트렌치(5)를 가진 마이크로미러 액추에이터(10)의 사시도를 도시한 것으로서, 기판(15)에 트렌치(5)가 형성되어 있고, 상기 트렌치(5) 양측의 기판(15)상에 포스트(20)가 돌출형성되어 있으며, 상기 포스트(20)에 탄력적으로 지지된 비틀림스프링(25)에 마이크로미러(30)가 회동가능하게 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a perspective view of a micromirror actuator 10 having a trench 5 is illustrated, in which a trench 5 is formed in a substrate 15, and substrates 15 on both sides of the trench 5 are formed. The post 20 is protruded and the micromirror 30 is rotatably formed in the torsion spring 25 elastically supported by the post 20.

한편, 상기 마이크로미러(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 정전력에 의해 구동되어 상기 기판(15)에 대해 직립하거나 수평상태를 유지하게 된다. 이 정전력은 상기 트렌치(5)의 저면과 측면에 각각 형성된 하부전극(37) 및 측면전극(40)과 상기 마이크로미러(30) 사이의 전기적 상호작용에 의해 발생된다. 즉, 상기 마이크로미러(30)가 수평상태로 있다가 상기 마이크로미러(30)와 상기 하부전극(37) 사이에 전원이 인가되면 정전인력이 발생되어 상기 마이크로미러(30)가 회동되기 시작한다. 이때, 상기 마이크로미러(30)의 하부회동부(30a)는 상기 트렌치(5) 내로 회동되면서 상기 측면전극(40)에 접근되고, 그 후 상기 마이크로미러(30)와 상기 측면전극(40) 사이에 정전인력이 작용하여 상기 마이크로미러(30)가 계속 회동된다. 결국에는 상기 마이크로미러(30)가 상기 측면전극(40)에 지지되면서 직립하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the micromirror 30 is driven by an electrostatic power to stand upright or horizontal with respect to the substrate 15. The electrostatic force is generated by the electrical interaction between the lower electrode 37 and the side electrode 40 and the micromirror 30 respectively formed on the bottom and side surfaces of the trench 5. That is, when the micromirror 30 is in a horizontal state and power is applied between the micromirror 30 and the lower electrode 37, electrostatic attraction is generated and the micromirror 30 starts to rotate. At this time, the lower pivot 30a of the micromirror 30 approaches the side electrode 40 while being rotated into the trench 5, and thereafter, between the micromirror 30 and the side electrode 40. The electrostatic attraction acts on the micromirror 30 continues to rotate. Eventually, the micromirror 30 is upright while being supported by the side electrode 40.

상기와 같이 구성된 다수개의 마이크로미러 액추에이터(10)가 도 5에 도시된 바와 같이 기판(15)상에 배열되고, 상기 마이크로미러(30)는 예컨대 정전력에 의해 회동되어 직립 또는 수평상태를 유지하게 된다. 이때 입력부(43)의 광신호는 직립 된 마이크로미러(31)에서는 반사되고 수평상태의 마이크로미러(32)는 통과되면서 출력부(45)를 통해 출력된다. 도면부호 47은 상기 광신호를 평행광으로 변환시키는 마이크로렌즈를 나타낸다. A plurality of micromirror actuators 10 configured as described above are arranged on the substrate 15 as shown in FIG. 5, and the micromirror 30 is rotated by, for example, electrostatic force to maintain an upright or horizontal state. do. At this time, the optical signal of the input unit 43 is reflected by the upright micromirror 31 and is output through the output unit 45 while passing through the micromirror 32 in a horizontal state. Reference numeral 47 denotes a microlens for converting the optical signal into parallel light.

다시 말하면, 상기와 같이 구성된 광스위치는 기판(15)에 대해 수직으로 직립된 마이크로미러(31)에 대해서는 광신호를 반사시키고 수평 상태로 되어 있는 마이크로 미러에 대해서는 광신호를 통과시킴으로써 광경로를 선택할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 마이크로미러(30)가 회동하여 수직으로 직립할 때 상기 측면 전극(40)이 전극 역할을 할뿐만 아니라 지지대의 역할도 함으로써 상기 마이크로 미러(30)가 정확하게 수직을 유지하게 된다.In other words, the optical switch configured as described above selects the optical path by reflecting the optical signal with respect to the micromirror 31 which is upright with respect to the substrate 15 and passing the optical signal with the micromirror which is in a horizontal state. It is supposed to be. In addition, when the micromirror 30 rotates and stands vertically, the side mirror 40 not only serves as an electrode but also serves as a support, thereby keeping the micromirror 30 exactly vertical.

본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터는 마이크로 미러(30)가 다음과 같은 구조를 가지는 것이 바람직하다. 마이크로 미러(30)가 수평 상태를 유지할 때, 상기 측면 전극(40)을 중심으로 상기 하부전극(37)과 대면하는 쪽의 마이크로미러 길이를 La, 그 폭을 Wa라 하고, 반대쪽의 마이크로미러 길이를 Lb, 폭을 Wb라 한다.In the micromirror actuator having a trench according to the present invention, it is preferable that the micromirror 30 has the following structure. When the micromirror 30 maintains the horizontal state, the length of the micromirror on the side facing the lower electrode 37 around the side electrode 40 is defined as L a , the width thereof is W a , and the micro The length of the mirror is L b and the width is W b .

그러면 상기 마이크로 미러(30)의 한 쪽 길이(La)를 반대쪽의 길이(Lb)보다 짧게 하여 비대칭으로 함으로써 정전력이 작용하는 쪽의 회동 스트로크를 줄이고 이에 따라 구동 전압을 감소시킬 수 있다. 또한 상기 마이크로 미러(30)의 한쪽의 폭(Wa)을 반대쪽의 폭(Wb)보다 넓게 형성하여 상기와 같이 마이크로 미러(30)의 길이 비대칭으로 인한 불균형을 해소함과 아울러 정전력을 발생시키는 유효 면적을 넓게 함으로써 구동 전압을 감소시킬 수 있다.Then, one length L a of the micromirror 30 is By making the asymmetry shorter than the length L b on the opposite side, the rotational stroke of the side on which the electrostatic force acts can be reduced, and thus the driving voltage can be reduced. In addition, the width W a of one side of the micro mirror 30 is formed to be wider than the width W b on the opposite side to solve the imbalance caused by the asymmetry of the length of the micro mirror 30 as described above, and to generate the electrostatic force. By widening the effective area, the driving voltage can be reduced.

다음은 본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터의 평탄화 제조방법에 대해 설명한다. 도 6a 내지 도 6l은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 방향에서 본 단면도이다. The following describes a flattening method for manufacturing a micromirror actuator with a trench according to the present invention. 6A through 6L are cross-sectional views taken from the VI-VI direction of FIG. 3.

도 6a 및 도 6b와 같이, 웨이퍼(50)에 트렌치 대응영역(53)을 식각하고 그 위에 절연막(미도시) 및 금속막(65)을 증착한다. 그런 다음 도 6c와 같이 식각공정을 이용하여 하부전극(65a) 및 측면전극(도 4의 40)을 형성하고, 그 위에 도 6d와 같이 두꺼운 제1포토레지스트(67)를 도포한다. 이때 상기 하부전극(65a) 및 측면전극(도 4의 40)의 외측면에 절연막을 증착함으로써 마이크로미러(30)가 직립하여 측면전극(40)에 접촉할 때 쇼트되는 것을 방지할 수 있다. 여기에서는 절연막을 증착하는 단계를 생략한다. 6A and 6B, the trench counter region 53 is etched in the wafer 50 and an insulating film (not shown) and a metal film 65 are deposited thereon. Then, the lower electrode 65a and the side electrode (40 in FIG. 4) are formed by using an etching process as shown in FIG. 6C, and a thick first photoresist 67 is coated thereon as shown in FIG. 6D. At this time, by depositing an insulating film on the outer surface of the lower electrode 65a and the side electrode 40 of FIG. The step of depositing an insulating film is omitted here.

이어서, 도 6e와 같이 상기 제1포토레지스트(67)에서 상기 트렌치 대응영역(53)으로 인해 오목하게 형성된 부분(A)이 포함되도록 사진식각공정을 이용하여 상기 트렌치 대응영역(53)의 폭보다 넓게 오목한 포토레지스트 패턴(67a)을 형성한다. 또한, 하드베이킹을 통해 상기 오목한 포토레지스트 패턴(67a)을 고온으로 리플로우시켜 그 높이를 낮추면서 경화시켜 볼록한 포토레지스트 패턴(67b)을 형성한다. 그런다음 도 6g와 같이 플라즈마 에쉬어를 이용하여 등방성 식각 공정으로 상기 볼록한 포토레지스트(67b)를 점차적으로 제거하여 가능한 한 그 두께를 최소화(67c)한다. 바람직하게는 3000Å 미만으로 하는 것이 좋다. Subsequently, as shown in FIG. 6E, the width of the trench counter region 53 is greater than that of the trench counter region 53 by using a photolithography process to include a portion A formed concave in the first photoresist 67 due to the trench counter region 53. A broadly concave photoresist pattern 67a is formed. Further, the concave photoresist pattern 67a is reflowed to a high temperature through hard baking and cured while lowering its height to form a convex photoresist pattern 67b. Then, the convex photoresist 67b is gradually removed by an isotropic etching process using a plasma asher as shown in FIG. 6G to minimize the thickness thereof as much as possible (67c). Preferably, it is good to set it as less than 3000 kPa.

이상과 같이 상기 트렌치(53)에 채워진 상기 포토레지스트 패턴(67a)을 고온 에서 하드베이킹하여 오목한 모양을 볼록한 모양으로 변화시키고, 플라즈마 에쉬어를 이용한 등방성 식각 공정에 의해 상기 포토레지스트 패턴(67a)(67b)을 점차적으로 제거하여 가능한 한 포토레지스트의 두께를 얇게 한다. 이와 같이 트렌치가 평탄하게 메워진 상태에서 포토레지스트를 도포하므로 포토레지스트층(70)의 평탄화가 달성된다. As described above, the photoresist pattern 67a filled in the trench 53 is hard baked at a high temperature to change the concave shape into a convex shape, and the photoresist pattern 67a is formed by an isotropic etching process using a plasma asher ( 67b) is removed gradually to make the thickness of the photoresist as thin as possible. In this way, the photoresist is applied in a state where the trench is flatly filled, so that the planarization of the photoresist layer 70 is achieved.

이상과 같이 포토레지스트를 평탄화한 다음, 도 6i와 같이 패터닝하여 포스트 대응영역(73)을 형성한다. 그 위에 도 6j 및 도 6k와 같이 마이크로미러용 금속막(75), 예컨대 알루미늄막을 증착한 다음 식각하여 마이크로미러를 형성한다. 이어서 상기 마이크로미러용 금속막(75)을 포함한 제2포토레지스트(70) 위에 다시 비틀림스프링용 금속막(77)을 도포한다. 끝으로 상기 제1 및 제2 포토레지스트(67c)(70)를 제거하여 마이크로미러(75), 포스트(78) 및 비틀림스프링(80)을 형성하여 마이크로미러 액추에이터를 완성한다.The photoresist is flattened as described above, and then patterned as shown in FIG. 6I to form the post correspondence region 73. 6J and 6K, a micromirror metal film 75, for example, an aluminum film is deposited and then etched to form a micromirror. Subsequently, the torsion spring metal film 77 is coated on the second photoresist 70 including the micromirror metal film 75. Finally, the first and second photoresists 67c and 70 are removed to form the micromirror 75, the post 78, and the torsion spring 80 to complete the micromirror actuator.

여기에서 상기 비틀림스프링용 금속막, 예컨대 알루미늄막(77)은 상기 마이크로미러용 금속막(75)의 두께보다 얇은 두께를 갖도록 한다. 이것은 상기 마이크로미러(75)의 두께가 너무 얇으면 제조시 마이크로미러면이 뒤틀려 표면이 불균일하게 되는 한편, 상기 비틀림스프링(80)은 얇을수록 탄력성이 향상되기 때문이다. 즉, 이러한 두가지 조건을 모두 충족시키기 위해 마이크로미러용 금속막(75)과 비틀림스프링용 금속막(77)을 이중으로 도포하는 것이다. The torsion spring metal film, for example, the aluminum film 77 may have a thickness thinner than the thickness of the micromirror metal film 75. This is because if the thickness of the micromirror 75 is too thin, the surface of the micromirror is distorted during manufacturing, resulting in uneven surface, while the thinner the torsion spring 80, the better the elasticity. That is, in order to satisfy both of these conditions, the micromirror metal film 75 and the torsion spring metal film 77 are applied in duplicate.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터 및 그 평탄화 제조방법은 마이크로미러의 편평도를 향상시키고 마이크로미러 액추 에이터의 기능을 정확하게 수행할 수 있도록 한다. As described above, the micromirror actuator having a trench according to the present invention and its planarization manufacturing method can improve the flatness of the micromirror and accurately perform the function of the micromirror actuator.

본 발명에 따른 트렌치를 가진 마이크로미러 액추에이터 및 그 평탄화 제조방법은 실리콘에 대한 화학기계적 폴리싱에서처럼 전문적인 기술이나 특정 장비를 요하지 않고 단순한 사진식각공정과 건식식각공정만을 이용하여 평탄화를 이루기 때문에 공정이 매우 간단하고 제작이 용이하여 경제적이다. 또한, 포토레지스트 평탄화 공정을 직접 관찰하면서 진행하므로 원하는 정도의 평탄화를 이룰 수 있고, 재작업이 매우 용이하며 마이크로미러 편평도를 향상시켜 광원의 손실을 줄이고 광효율을 증대시킬 수 있다.The micromirror actuator having a trench according to the present invention and the method of manufacturing the planarization are very simple because the planarization is achieved using only a simple photolithography process and a dry etching process, without requiring any specialized skills or specific equipment as in the chemical mechanical polishing of silicon. Simple and easy to manufacture, economical. In addition, since the photoresist planarization process is performed by directly observing the planarization, the desired leveling can be achieved, reworking is very easy, and the micromirror flatness is improved to reduce the loss of the light source and increase the light efficiency.

Claims (4)

기판과;A substrate; 상기 기판에 형성된 트렌치와;A trench formed in the substrate; 상기 트렌치의 저면 및 측면에 각각 형성된 하부전극 및 측면전극과;Lower and side electrodes formed on the bottom and side surfaces of the trench; 상기 트렌치 양측의 기판상에 돌출형성된 포스트와; Posts protruding from the substrate on both sides of the trench; 상기 포스트에 탄력적으로 지지된 비틀림스프링과;A torsion spring elastically supported on the post; 상기 비틀림스프링에 회동가능하게 지지되고 상기 하부전극과 상호 작용하여 정전력에 의해 회동하고 계속하여 상기 측면전극과 상호 작용하여 수직으로 직립 되거나 수평상태를 유지하도록 된 마이크로미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 액추에이터.And a micromirror rotatably supported by the torsion spring and adapted to rotate by electrostatic force by interacting with the lower electrode and subsequently interacting with the side electrode so as to stand vertically or maintain a horizontal state. Micromirror actuator. 삭제delete 웨이퍼에 트렌치를 식각하는 단계;Etching the trench into the wafer; 상기 웨이퍼상에 절연막과 금속막을 차례대로 증착하고 이 금속막을 식각하여 하부전극 및 측면전극을 형성하는 단계; Depositing an insulating film and a metal film sequentially on the wafer and etching the metal film to form a lower electrode and a side electrode; 상기 트렌치를 포함한 웨이퍼 외측면에 소정의 두께로 제1포토레지스트를 도포하는 단계; Applying a first photoresist with a predetermined thickness to an outer surface of the wafer including the trench; 상기 제1포토레지스트에 사진식각공정을 통하여 상기 트렌치의 폭보다 넓게 상기 트렌치에 대응되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; Forming a photoresist pattern corresponding to the trench to be wider than the width of the trench through a photolithography process in the first photoresist; 상기 포토레지스트 패턴을 고온으로 플로우시키면서 하드베이킹하는 단계; Hard baking the photoresist pattern while flowing it at a high temperature; 상기 포토레지스트 패턴을 얇게 에싱하는 단계; Thinly ashing the photoresist pattern; 상기 포토레지스트 패턴을 포함한 웨이퍼상에 소정 두께로 제2포토레지스트를 도포하는 단계;Coating a second photoresist with a predetermined thickness on a wafer including the photoresist pattern; 상기 제2포토레지스트를 식각하여 포스트 대응영역을 형성하는 단계;Etching the second photoresist to form a post counter region; 상기 제2포토레지스트 상부면에 금속막을 증착하여 패터닝한 다음 상기 제1 및 제2 포토레지스트를 제거하여 마이크로미러, 포스트 및 비틀림스프링을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 액추에이터의 제조방법.Forming a micromirror, a post, and a torsion spring by depositing and patterning a metal film on the upper surface of the second photoresist, and then removing the first and second photoresist; and manufacturing a micromirror actuator Way. 제 3항에 있어서, 상기 마이크로미러, 포스트 및 비틀림스프링을 형성하는 단계에서, 4. The method of claim 3, wherein in forming the micromirror, post and torsion springs, 상기 제2포토레지스트상에 마이크로미러용 금속막을 증착 및 식각하여 마이크로미러를 형성하는 단계;Depositing and etching a micromirror metal film on the second photoresist to form a micromirror; 상기 마이크로미러를 포함한 제2포토레지스트 외측면에 상기 마이크로미러 금속막보다 얇은 비틀림스프링용 금속막을 증착 및 식각하여 포스트 및 비틀림스프링을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 액추에이터의 제조방법.Depositing and etching a torsion spring metal film thinner than the micromirror metal film on an outer surface of the second photoresist including the micro mirror to form a post and a torsion spring; and a method of manufacturing a micromirror actuator comprising: .
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