KR101075710B1 - 광학식 손 떨림 보정장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학식 손 떨림 보정장치에 관한 것으로, 기판; 상기 기판과 마주하고, 상면에 이미지 센서가 실장되어 상기 기판상에서 수평 가동되는 테이블; 상기 기판상에 상기 테이블을 지지하는 지지부재; 및 상기 테이블을 가동시키기 위한 스크래치 구동 엑츄에이터(Scratch Drive Actuator);을 포함하는 광학식 보정장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광학식 손 떨림 보정장치에 관한 것으로, 이미지 센서를 구동하는 광학식 손 떨림 보정장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 이동통신 단말기에 카메라 장치를 채용하는 것이 보편화되고 있는 추세이다. 이동통신 단말기를 이용한 촬영은 이동 중에 많이 이루어지고 있어, 고품질의 영상을 얻기 위하여 이동통신 단말기의 카메라 장치는 손 떨림 등의 진동을 보정하기 위한 손 떨림 보정장치를 필수적으로 요구하고 있다.
특히, 카메라 장치는 손 떨림 보정장치를 구비함에 따라 어두운 실내나 야간에서와 같이 빛의 부족으로 인하여 느린 셔터 속도를 갖는 환경에서 선명한 영상을 획득할 수 있다.
손 떨림 보정장치 중 광학식 손 떨림 보정장치(OIS;Optical Image Stabilizer)는 광학 렌즈 또는 이미지 센서의 위치를 변경함으로써, 촬영장치의 떨림이 발생하더라도 이미지 센서상에 형성된 피사체의 영상은 흔들림이 없도록 보정하는 역할을 수행한다.
여기서, 광학 렌즈를 이동시키는 손떨림 보정장치는 광학 렌즈를 구동시키기 위한 구동부를 내장할 만큼 충분한 공간을 필요로 함에 따라, 공간상의 제약이 많은 이동통신 단말기에 채용하는 데 한계가 있었다. 반면, 이미지 센서를 이동시키는 손 떨림 보상장치는 광학 렌즈를 이동시키는 손떨림 보정장치에 비해 작은 설치공간을 필요로 한다.
이에 따라, 이동통신 단말기에 적용시키기 위해, 이미지 센서를 이동시키는 손 떨림 보상장치에 대한 기술 개발이 많이 이루어지고 있으나, 아직까지 이미지 센서의 구동변위 한계와 함께 공간적인 제약을 만족시키는데 많은 어려움이 있었다.
따라서, 본 발명은 카메라 장치에서 발생될 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 구체적으로 이미지 센서를 구동하여 손 떨림에 의한 이미지의 흔들림을 보정할 수 있는 광학식 손 떨림 보정장치 및 이의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 광학식 손 떨림 보정장치를 제공하는 것이다. 상기 광학식 손 떨림 보정장치는 기판; 상기 기판과 마주하고, 상면에 이미지 센서가 실장되어 상기 기판상에서 수평 가동되는 테이블; 상기 기판상에 상기 테이블을 지지하는 지지부재; 및 상기 테이블을 가동시키기 위한 스크래치 구동 엑츄에이터(Scratch Drive Actuator);를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스크래치 구동 엑츄에이터는, 상기 기판상에 배치되어 정전기력을 형성하는 전극층; 및 상기 전극층 상에 배치되며 상기 정전기력에 의해 일정 방향으로 이동할 수 있는 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)는, 다수개로 구비되며, 상기 기판과 이격되며 상기 기판과 평행하는 플레이트(plate)부 및 상기 플레이트부의 일측면에서 절곡된 부싱(bushing)부를 포함하는 스크래치 구동 유닛(Scratch Drive Unit); 및 상기 다수개의 스크래치 구동 유닛을 서로 연결하는 빔(beam)부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)는 상기 기판과 상기 테이블 사이에 다수개로 배치될 수 있다.
또한, 상기 전극층은 상기 다수개의 스크래치 구동 어레이와 각각 대응되도록 패턴화된 전극패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수개의 스크래치 구동 어레이는 서로 다른 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 상기 지지부재와 상기 빔부는 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극층은 폴리실리콘 또는 금속으로 이루어진 도전체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 스크래치 구동 어레이는 실리콘으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지부재와 상기 테이블 사이에 절연 패턴이 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 테이블은 실리콘으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서는 와이어 본딩 또는 플리칩 본딩에 의해 실장될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 제조 방법은 절연체층, 절연체층의 양면에 각각 배치된 제 1 및 제 2 실리콘층을 구비하며, 다수의 셀을 구비한 SOI 웨이퍼 기판을 제공하는 단계; 상기 제 1 실리콘층을 식각하여, 각 셀상에 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)와 지지부재를 형성하는 단계; 상기 절연체층과 상기 제 2 실리콘층을 식각하여, 상기 셀별로 분리하며 테이블을 형성하는 단계; 상기 스크래치 구동 어레이와 상기 테이블 사이의 절연체층을 제거하는 단계; 상기 테이블상에 이미지 센서를 실장하는 단계; 상기 스크래치 구동 어레이와 대응된 전극층을 구비한 기판을 형성하는 단계; 및 상기 스크래치 구동 어레이와 상기 전극층이 서로 대향되도록 상기 전극층을 포함한 상기 기판상에 상기 이미지 센서 및 상기 스크래치 구동 어레이를 포함한 테이블을 조립하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)를 형성하는 단계는, 상기 SOI 웨이퍼 기판의 상기 제 1 실리콘층 상에 제 1 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 제 1 실리콘층을 식각하여 부싱부 및 부싱부와 연결된 빔부를 형성하는 단계; 상기 부싱부 및 빔부가 형성된 상기 제 1 실리콘층 상에 제 2 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 제 1 실리콘층을 식각하여 플레이트부를 형성하는 단계;를 형성할 수 있다.
또한, 상기 부싱부와 상기 빔부를 형성하는 단계에서 상기 지지부재가 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)는 다수개로 형성할 수 있다.
또한, 상기 스크래치 구동 어레이와 대응된 전극층을 구비한 기판을 형성하는 단계는 상기 다수개의 스크래치 구동 어레이와 각각 대응되도록 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 절연체층과 상기 제 2 실리콘층을 식각하여, 상기 셀별로 분리하며 테이블을 형성하는 단계이전에, 상기 스크래치 구동 어레이부를 포함한 각 셀별로 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스크래치 구동 어레이와 대응된 전극층을 구비한 기판을 형성하는 단계는, 상기 기판상에 절연층을 형성하는 단계; 상기 절연층상에 폴리실리콘층을 형성하는 단계; 및 상기 폴리실리콘층을 식각하여 전극층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 광학식 손 떨림 보정장치는 정전 인력에 의한 구동원리를 사용하여 자체적으로 이미지 센서를 이동시키기 위한 힘을 발생시킬 수 있으므로, 시스템 구성이 단순해질 수 있다.
또한, 본 발명의 광학식 손 떨림 보정장치는 MEMS 공법으로 제조할 수 있어, 카메라 장치의 내부에 실장될 수 있는 공간 면적을 마이크로 단위로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 대량생산이 가능하여 모듈의 가격을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학식 손 떨림 보정장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스크래치 구동 어레이의 배열을 보여주기 위한 개략도이다.
도 4는 스크래치 구동 엑츄에이터의 구동 원리를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.
도 5는 스크래치 구동 유닛의 배열 형태를 예시한 도면이다.
도 6 내지 도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 사시도들이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학식 손 떨림 보정장치의 단면도이다.
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도 5는 스크래치 구동 유닛의 배열 형태를 예시한 도면이다.
도 6 내지 도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 사시도들이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 광학식 손 떨림 보정장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광학식 손 떨림 보정장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치(100)는 소형화를 이루기 위해 MEMS 구조물로 이루어질 수 있다. 이때, 광학식 손 떨림 보정장치(100)는 이미지 센서의 위치를 변경함으로써 손 떨림을 보정할 수 있다.
구체적으로, 광학식 손 떨림보정장치(100)는 기판(110), 테이블(120), 지지부재(150) 및 스크래치 구동 엑츄에이터(Scratch Drive Actuator;140)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 SOI(Silcone On Insulator) 웨이퍼로부터 형성되므로, 기판(110)은 실리콘으로 이루어질 수 있다.
테이블(120)은 기판(110)과 마주하도록 배치될 수 있다. 여기서, 테이블(120)은 부상되어 기판(110)상에서 가동될 수 있다. 이때, 테이블(120) 상단에 이미지 센서(130)가 실장되어 있다. 이에 따라, 테이블(120)의 가동으로 인해, 이미지 센서(130)도 함께 기판(110)상에서 가동될 수 있다.
여기서, 이미지 센서(130)의 실장은 와이어 본딩법을 통해 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니며, 이미지 센서의 실장은 플립칩 본딩법을 통해 이루어질 수도 있다.
또한, 이미지 센서(130)는 화상정보를 전기적 신호로 전환하는 소자로써, CCD 또는 CMOS로 형성될 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다. 이때, 이미지 센서(130)는 가동에 영향을 적게 주기 위해, 경성 인쇄회로기판보다는 연성 인쇄회로기판(110)을 통해 신호처리부(도면에는 도시하지 않음)와 전기적으로 연결될 수 있다.
테이블(120)은 SOI(Silcone On Insulator) 웨이퍼를 이용한 멤스(Microelectromechanical Systems;MEMS)방법에 의해 형성되므로, 테이블(120)은 실리콘으로 이루어질 수 있다.
지지부재(150)는 기판(110)상에 테이블(120)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 지지부재(150)는 SOI(Silcone On Insulator) 웨이퍼를 이용한 멤스(Microelectromechanical Systems;MEMS)방법에 의해 형성되므로, 실리콘으로 이루어질 수 있다. 이때, 지지부재(150)와 테이블(120) 사이에 절연패턴(160)이 개재되어 있다. 절연패턴(160)에 의해 지지부재(150)와 테이블(120)은 서로 접촉하고 있을 수 있어, 지지부재(150)는 테이블(120)을 지지할 수 있다.
기판(110)상에서 테이블(120)의 고정은 정전기력을 이용할 수 있다. 즉, 기판(110)이나 테이블(120)에 일정한 전압을 인가하여 줌으로써, 기판(110)과 테이블(120) 사이의 전압차로 인해 정전기력이 발생할 수 있다. 정전기력은 테이블(120)을 기판(110)으로 잡아당기게 되므로, 테이블(120)은 기판(110)상에 고정될 수 있다.
스크래치 구동 엑츄에이터(140)는 정전기력을 이용하여 테이블(120)을 가동시키는 구동장치일 수 있다. 여기서, 스크래치 구동 엑츄에이터(140)는 기판(110)상에 배치된 전극층(140b) 및 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array;140a)를 포함할 수 있다.
전극층(140b)은 도전체로 이루어질 수 있다. 이때, 도전체의 예로서는 폴리실리콘 또는 금속일 수 있다.
여기서, 전극층(140b)은 테이블(120)을 특정방향으로 구동시키기 위해 패턴화되어 있을 수 있다.
이에 더하여, 기판(110)과 전극층(140b) 사이에 절연층(111)이 더 구비될 수 있다. 이때, 절연층(111)은 전극층(140b)을 형성하기 위한 버퍼의 역할을 할 수 있다. 절연층(111)을 형성하는 재질의 예로서는 SiO2 또는 Si3N4 일 수 있다.
스크래치 구동 어레이(140a)는 SOI(Silcone On Insulator) 웨이퍼를 이용한 MEMS 방법에 의해 형성될 수 있으므로, 스크래치 구동 어레이(140a)는 실리콘으로 형성될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 스크래치 구동 어레이에 대해서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 스크래치 구동 어레이 일부의 확대도이다.
도 3을 참조하면, 스크래치 구동 어레이(140a)는 다수개의 스크래치 구동 유닛(Scratch Drive Unit;141)과 다수개의 스크래치 구동 유닛(Scratch Drive Unit;141)들을 서로 연결하는 빔(beam)부(142)를 구비할 수 있다.
스크래치 구동 유닛(141)은 기판(110)과 이격된 플레이트부(141a)와 플레이트부(141a)의 일측면에서 절곡된 부싱부(141b)를 포함할 수 있다. 여기서, 플레이트부(141a)는 기판(110)과 평행하며 기판(110)과 이격될 수 있다. 또한, 플레이트부(141a)는 테이블(120)과 이격되어 있을 수 있다. 부싱부(141b)는 전극층(140b)을 향해 절곡되어 있다. 이때, 부싱부(141b)의 하부 끝단은 전극층(140b)과 밀착되어 있을 수 있다. 이에 따라, 스크래치 구동 유닛(141)은 테이블(120)과 기판(110)사이에 배치될 수 있다.
빔부(142)는 부싱부(141b)와 연결됨으로써, 다수개의 스크래치 구동 유닛(141)을 서로 연결한다. 여기서, 빔부(142)와 부싱부(141b)는 서로 일체로 이루어질 수 있다. 또한, 빔부(142)는 지지부재(150)와 연결되어 있다. 여기서, 빔부(142)와 지지부재(150)는 서로 일체로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 빔부(142)는 지지부재(150)와 함께 다수개의 스크래치 구동 유닛(141)을 테이블(120) 하부에 연결되어 있을 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 스크래치 구동 엑츄에이터의 구동 원리를 설명하기로 한다.
도 4는 스크래치 구동 엑츄에이터의 구동 원리를 설명하기 위해 도시한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 전극층(140b)에 전압이 인가되지 않는 초기에 플레이트부(141a)는 전극층(140b)과 이격되어 있다.(a) 전극층에 전압을 구형 파형으로 인가할 경우, 정전기력에 의해 플레이트부(141a)에 아래로 당기는 힘이 작용될 수 있다. 이때, 플레이트부(141a)의 일측은 부싱부(141b)에 의해 지지되어져 있어 움직일 수 없으므로, 부싱부(141b)와 연결되지 않은 플레이트부(141a)의 타측을 중심으로 변형되며 전극층(140b)의 표면과 접촉될 수 있다.(b) 전극층(140b)에 전압이 영으로 돌아갈 경우, 전극층(140b)에 접촉된 플레이트부(141a)는 탄성 복원력에 의해 받아 원위치로 돌아가려 한다.(c) 이때, 다시 전압이 마이너스로 인가되어 전극층(140b)과 스크래치 구동 유닛(141)사이에 전위차가 발생할 경우, 플레이트부(141a)와 전극층(140b)간의 마찰력보다 부싱부(141b)와 전극층(140b)간의 마찰력이 더 작기 때문에 부싱부(141b)의 형성방향으로 스크래치 구동 유닛(141)이 Δχ만큼 전진 이동하게 된다.(d) 다시, 전극층(140b)에 전압이 완전히 원점으로 돌아갈 경우, 스크래치 유닛(141)은 원형으로 복원되며, 최종적으로 Δχ만큼 이동된다.(e)
이에 따라, 스크래치 구동 유닛(141)은 전극층(140b)에 인가된 전압에 의해 형성된 정전기력을 이용하여 이동할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 스크래치 구동 어레이(140a)에 구비된 스크래치 구동 유닛(141)의 이동으로 인해, 스크래치 구동 어레이(140a)의 빔부(142)와 연결된 지지부재(150)도 영향을 받게 되어, 지지부재(150)에 의해 지지되고 있는 테이블(120)도 자연적으로 이동될 수 있다.
여기서, 테이블(120)의 이동 방향은 스크래치 구동 유닛(141)의 이동 방향, 즉 스크래치 구동 유닛(141)에서 부싱부(141b)의 형성방향에 의해 결정될 수 있다. 이때, 테이블(120)의 이동방향은 스크래치 구동 유닛(141)의 이동 방향, 즉 스크래치 구동 유닛(141)에서 부싱부(141b)의 형성방향과 일치할 수 있다.
이에 따라, 테이블(120)의 이동 방향은 스크래치 구동 어레이(140a)에 구비된 스크래치 구동 유닛(141)의 배열 방법 및 배열된 스크래치 구동 유닛(141)의 구동에 의해 제어될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 테이블의 이동 방향을 제어하는 방법을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 스크래치 구동 어레이의 배열 형태를 예시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)는 테이블(도1의 120) 하부에 다수개로 구비될 수 있다. 여기서, 다수개의 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)는 서로 분리되어 있다. 이때, 각 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)는 동일한 방향으로 배열된 스크래치 구동 유닛(도3의 141)들을 포함할 수 있다. 이때, 다수개의 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)에 각각 구비된 스크래치 구동 유닛(141)들은 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 다수개의 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)는 서로 다른 방향, 예컨대 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 다수개의 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)를 개별적으로 구동하기 위해, 전극층(140b)은 각 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)와 대응되도록 패턴화된 전극 패턴을 구비할 수 있다.
이에 따라, 서로 다른 방향으로 이동할 수 있는 다수개의 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)를 형성하고, 각 스크래치 구동 어레이(A, B, C, D)를 개별적으로 구동함으로써, 테이블(120)의 이동 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 광학식 손 떨림 보정장치는 정전 인력에 의한 구동원리를 사용하여 자체적으로 이미지 센서를 이동시키기 위한 힘을 발생시킬 수 있는 스크래치 구동 엑츄에이터를 구비함으로써, 시스템 구성이 단순해질 수 있다.
또한, 본 발명의 광학식 손 떨림 보정장치는 MEMS 공법으로 제조할 수 있어, 카메라 장치의 내부에 실장될 수 있는 공간 면적을 마이크로 단위로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 대량생산이 가능하여 모듈의 가격을 낮출 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6 내지 도 17은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 사시도들이다. 여기서, 설명의 편의상 손 떨림 보정장치의 스크래치 구동 어레이의 일부만을 도시하였다.
도 6 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광학식 손 떨림 보정장치의 제조하기 위해, 먼저 SOI(Silcone On Insulator) 웨이퍼 기판(W)을 제공한다. SOI 웨이퍼 기판(W)은 절연체층(W2)를 사이에 두고 그 상면과 하면에 각각 구비된 제 1 및 제 2 실리콘층(W1, W2)을 구비할 수 있다.
여기서, 절연체층(W2)를 이루는 재질의 예로서는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막일 수 있으나, 본 발명의 실시예에서 이를 한정하는 것은 아니다.
또한, SOI 웨이퍼 기판(W)은 다수개의 셀(C)로 구분될 수 있다. 이때, 각 셀(C)은 하나의 손 떨림 보정장치의 형성영역일 수 있다.
도 7을 참조하면, SOI 웨이퍼 기판(W)을 제공한 후, 제 2 실리콘층(W2)상에 제 1 레지스트 패턴(210)을 형성한다. 여기서, 제 1 레지스트 패턴(210)은 제 2 실리콘층(W2) 상에 드라이 필름을 부착하거나 감광성 조성물을 도포하여 레지스트층을 형성한 후, 레지스트층에 노광 및 현상 공정을 수행하여 형성할 수 있다. 이후, 제 1 레지스트 패턴(210)을 식각 마스크로 사용하여, 제 2 실리콘층(W2)에 단차를 가지도록 식각하여 부싱부(141b)와 빔부(142)를 형성할 수 있다. 이때, 부싱부(141b)와 빔부(142)는 일체로 이루어질 수 있다.
부싱부(141b)와 빔부(142)를 형성하는 단계에서, 테이블을 지지하기 위한 지지부재(150)도 형성될 수 있다.
여기서, 부싱부(141b), 빔부(142) 및 지지부재(150)는 서로 연결될 수 있다. 이때, 부싱부(141b), 빔부(142) 및 지지부재(150)는 일체로 형성될 수 있다.
제 1 레지스트 패턴(210)을 제거함으로써, 도 8 및 도 19에서와 같이, 부싱부(141b), 빔부(142) 및 지지부재(150)가 외부에 노출될 수 있다.
도 9를 참조하면, 부싱부(141b), 빔부(142) 및 지지부재(150)가 형성된 제 2 실리콘층(W2)의 플레이트부(141a) 형성영역상에 제 2 레지스트 패턴(220)을 형성한다. 여기서, 제 2 레지스트 패턴(220)은 부싱부(141b), 빔부(142) 및 지지부재(150)상에 더 형성되어, 플레이트부(141a)를 형성하기 위한 식각 공정으로부터 보호받을 수 있다.
제 2 레지스트 패턴(220)을 형성하기 위해, 먼저 부싱부(141b), 빔부(142) 및 지지부재(150)를 포함한 제 2 실리콘층(W2)상에 드라이 필름을 부착하거나 감광성 조성물을 도포하여 레지스트층을 형성한다. 이후, 레지스트층에 노광 및 현상 공정을 수행하여 제 2 레지스트 패턴(220)을 형성할 수 있다.
제 2 레지스트 패턴(220)을 형성한 후, 제 2 레지스트 패턴(220)을 식각 마스크로 사용하여 제 2 실리콘층(W2)을 식각하여 플레이트부(141a)를 형성할 수 있다.
제 2 레지스트 패턴(220)을 제거함으로써, 도 10 및 도 20에서와 같이, 플레이트부(141a)가 외부에 노출될 수 있다.
이에 따라, 각 셀별로 부싱부(141b) 및 플레이트부(141a)를 포함한 스크래치 구동 유닛(141)을 다수개 구비하는 스크래치 구동 어레이(140a)를 형성할 수 있다. 이때, 다수의 스크래치 구동 유닛(141)은 빔부(142)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 스크래치 구동 유닛(141)의 부싱부(141b)의 형성위치는 동일한 방향에 형성하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 스크래치 구동 어레이(140a)는 부싱부의 형성 방향에 따라 그룹별로 구분된 다수의 스크래치 구동 유닛을 포함할 수 있다. 즉, 스크래치 구동 어레이(140a)는 다수개로 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 스크래치 구동 어레이(140a)를 포함한 제 1 실리콘층(W1)상에 보호막(230)을 형성한다. 여기서, 보호막(230)은 각 셀별로 분리하는 다이싱 공정에서 스크래치 구동 어레이를 보호하는 역할을 할 수 있다.
보호막(230)은 내구성 및 내화학성을 갖는 재질로써, 예컨대 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 형성될 수 있다.
보호막(230)의 형성 방법의 예로서는 플라즈마 화학 증착법을 통해 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 보호막의 재질이나 형성 방법에 대해서 한정하는 것은 아니다.
도 12를 참조하면, 보호막(230)을 형성한 후, 각 셀별로 보호막(230) 및 절연체층(W2)을 식각한 후, 도 13에서와 같이, 각 셀(C)별로 제 1 실리콘층(W1)의 일부를 더 식각하여, 다이싱 라인(240)을 형성한다.
도 14를 참조하면, 다이싱 라인(240)을 형성한 후, 다이싱 라인(240)을 따라 다이싱 공정을 진행하여, 각 셀별로 분리한다. 이때, 제 1 실리콘층(W1)이 각 셀별로 분리됨으로써, 테이블(120)이 형성될 수 있다.
각 셀(C) 별로 분리한 후, 도 15 및 도 21에서와 같이, 보호막(230)을 제거한다. 여기서, 보호막(230)이 실리콘 산화막으로 형성될 경우, 보호막(230)을 BHF(Buffered HF)용액에 침지시켜 제거될 수 있다.
이후, 스크래치 구동 유닛(141)과 테이블(120) 사이에 개재된 절연체층(W2)를 제거한다. 이에 따라, 스크래치 구동 유닛(141)은 테이블(120)로부터 이격될 수 있다. 이때, 빔부(142)의 하부에 배치된 절연체층(W2)도 제거될 수 있어, 빔부(142)는 테이블(120)로부터 이격될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 절연체층(W2)을 제거하는 단계에서, 지지부재(150)는 보호부재에 의해 보호받을 수 있다. 여기서, 보호부재의 재질의 예로서는 감광성 수지일 수 있다. 이에 따라, 지지부재(150)의 하부에 절연체층(W2)의 일부가 남게 되어, 자연적으로 절연 패턴(160)이 형성될 수 있다. 이때, 지지부재(150)는 그 하부에 배치된 절연 패턴(160)에 의해 테이블(120)에 연결될 수 있다. 여기서, 다수개의 스크래치 구동 유닛(141)은 빔부(142) 및 지지부재(150)를 통해 서로 연결되어 있으므로, 다수개의 스크래치 구동 유닛(141)은 테이블(120)의 하부에 연결될 수 있다.
도 16을 참조하면, 테이블(120) 상에 이미지 센서(130)를 실장한다. 여기서, 이미지 센서(130)는 와이어 본딩에 의해 실장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이미지 센서(130)는 플립칩 본딩에 의해 실장될 수도 있다. 이후, 이미지 센서(130)와 외부 신호처리부는 연성 인쇄회로기판(도 1의 170)을 통해 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
도 17을 참조하면, 한편, 기판(110)상에 스크래치 구동 어레이(140a)의 구동을 위한 정전기력을 형성하기 위한 전극층(140b)을 형성한다.
전극층(140b)을 형성하기 위해, 기판(110)상에 절연층(111)을 형성한다. 여기서, 절연층(111)은 실리콘 산화막일 수 있다. 이때, 절연층(111)은 플라즈마 화학 증착법을 통해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 절연층(111)상에 전극층(140b)을 형성한다. 여기서, 전극층(140b)은 절연층(111)상에 저온 화학 증착법(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition; LPCVD)을 통해 폴리실리콘층을 형성한 후, 폴리실리콘층을 식각하여 형성할 수 있다. 여기서, 스크래치 구동 어레이(140a)가 서로 다른 방향으로 이동할 수 있도록 다수개로 형성될 경우, 전극층(140b)은 각 스크래치 구동 어레이(140a)와 대응되도록 패턴화되어 있을 수도 있다.
전극층(140b)과 스크래치 구동 어레이(140a)가 서로 대향하도록 배치하고 전극층(140b)을 포함한 기판(110)상에 이미지 센서(130) 및 스크래치 구동 어레이(140a)를 포함한 테이블(120)을 조립한다. 여기서, 테이블(120)은 기판(110)상에 지지부재(150)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 테이블(120)과 기판(110)은 서로 정전기력에 의해 고정되어 있을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서와 같이, 광학식 손 떨림 보정장치는 MEMS 공법으로 제조할 수 있어, 카메라 장치의 내부에 실장될 수 있는 공간 면적을 마이크로 단위로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 대량생산이 가능하여 모듈의 가격을 낮출 수 있다.
100 : 손 떨림 보정장치 110 : 기판
120 : 테이블 130 : 이미지 센서
140 : 스크래치 구동 엑츄에이터 140a: 스크래치 구동 어레이
140b : 전극층 141 : 스크래치 구동 유닛
150 : 지지부재 160 : 절연패턴
170 : 연성 인쇄회로기판
120 : 테이블 130 : 이미지 센서
140 : 스크래치 구동 엑츄에이터 140a: 스크래치 구동 어레이
140b : 전극층 141 : 스크래치 구동 유닛
150 : 지지부재 160 : 절연패턴
170 : 연성 인쇄회로기판
Claims (19)
- 기판;
상기 기판과 마주하고, 상면에 이미지 센서가 실장되어 상기 기판상에서 수평 가동되는 테이블;
상기 기판상에 상기 테이블을 지지하는 지지부재; 및
상기 테이블을 가동시키기 위한 스크래치 구동 엑츄에이터(Scratch Drive Actuator);
를 포함하며,
상기 지지부재와 상기 테이블 사이에 절연 패턴이 더 구비되는 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 엑츄에이터는
상기 기판상에 배치되어 정전기력을 형성하는 전극층; 및
상기 전극층 상에 배치되며 상기 정전기력에 의해 일정 방향으로 이동할 수 있는 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array);
를 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)는
다수개로 구비되며, 상기 기판과 이격되며 상기 기판과 평행하는 플레이트(plate)부 및 상기 플레이트부의 일측면에서 절곡된 부싱(bushing)부를 포함하는 스크래치 구동 유닛(Scratch Drive Unit); 및
상기 다수개의 스크래치 구동 유닛을 서로 연결하는 빔(beam)부;
를 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)는 상기 기판과 상기 테이블 사이에 다수개로 배치된 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 전극층은 상기 다수개의 스크래치 구동 어레이와 각각 대응되도록 패턴화된 전극패턴을 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 다수개의 스크래치 구동 어레이는 서로 다른 방향으로 이동하는 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 지지부재와 상기 빔부는 일체로 형성된 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 전극층은 폴리실리콘 또는 금속으로 이루어진 도전체로 형성된 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이는 실리콘으로 형성된 광학식 손 떨림 보정장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 테이블은 실리콘으로 형성된 광학식 손 떨림 보정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이미지 센서는 와이어 본딩 또는 플리칩 본딩에 의해 실장된 광학식 손 떨림 보정장치.
- 절연체층, 절연체층의 양면에 각각 배치된 제 1 및 제 2 실리콘층을 구비하며, 다수의 셀을 구비한 SOI 웨이퍼 기판을 제공하는 단계;
상기 제 1 실리콘층을 식각하여, 각 셀상에 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)와 지지부재를 형성하는 단계;
상기 절연체층과 상기 제 2 실리콘층을 식각하여, 상기 셀별로 분리하며 테이블을 형성하는 단계;
상기 스크래치 구동 어레이와 상기 테이블 사이의 절연체층을 제거하는 단계;
상기 테이블상에 이미지 센서를 실장하는 단계;
상기 스크래치 구동 어레이와 대응된 전극층을 구비한 기판을 형성하는 단계; 및
상기 스크래치 구동 어레이와 상기 전극층이 서로 대향되도록 상기 전극층을 포함한 상기 기판상에 상기 이미지 센서 및 상기 스크래치 구동 어레이를 포함한 테이블을 조립하는 단계;
를 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)를 형성하는 단계는,
상기 SOI 웨이퍼 기판의 상기 제 1 실리콘층 상에 제 1 레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 제 1 레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 제 1 실리콘층을 식각하여 부싱부 및 부싱부와 연결된 빔부를 형성하는 단계;
상기 부싱부 및 빔부가 형성된 상기 제 1 실리콘층 상에 제 2 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 레지스트 패턴을 식각 마스크로 사용하여 상기 제 1 실리콘층을 식각하여 플레이트부를 형성하는 단계;
를 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 부싱부와 상기 빔부를 형성하는 단계에서 상기 지지부재가 더 형성되는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
- 제 14 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이(Scratch Drive Array)는 다수개로 형성하는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이와 대응된 전극층을 구비한 기판을 형성하는 단계는 상기 다수개의 스크래치 구동 어레이와 각각 대응되도록 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 절연체층과 상기 제 2 실리콘층을 식각하여, 상기 셀별로 분리하며 테이블을 형성하는 단계이전에,
상기 스크래치 구동 어레이부를 포함한 각 셀별로 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,
상기 스크래치 구동 어레이와 대응된 전극층을 구비한 기판을 형성하는 단계는
상기 기판상에 절연층을 형성하는 단계;
상기 절연층상에 폴리실리콘층을 형성하는 단계; 및
상기 폴리실리콘층을 식각하여 전극층을 형성하는 단계;
를 포함하는 광학식 손 떨림 보정장치의 제조 방법.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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