KR101599570B1 - 2개의 평면에서의 전극을 구비한 마이크로 기계 부품 제조 방법 및 마이크로 기계 부품 - Google Patents

2개의 평면에서의 전극을 구비한 마이크로 기계 부품 제조 방법 및 마이크로 기계 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 베이스 기판 상에 제1 에칭 중지층을 형성하는 단계[이때, 제1 에칭 중지층은 연속된 컷아웃의 제1 패턴을 상기 에칭 중지층이 갖도록 형성된다]와, 제1 에칭 중지층 상에 제1 전극 재료층을 형성하는 단계와, 제1 전극 재료층 상에 제2 에칭 중지층을 형성하는 단계[이때, 제2 에칭 중지층은 제1 패턴과는 상이한, 연속된 컷아웃의 제2 패턴을 상기 제2 에칭 중지층이 갖도록 형성된다]와, 제2 에칭 중지층 상에 제2 전극 재료층을 형성하는 단계와, 구조화된 마스크를 제2 전극 재료층 상에 형성하는 단계와, 제1 전극 재료층으로부터 하나 이상의 제1 전극 유닛을 에칭하고 제2 전극 재료층으로부터 하나 이상의 제2 전극 유닛을 에칭하기 위해 제1 방향으로 제1 에칭 단계를 구현하고, 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 제2 에칭 단계를 구현하는 단계를 포함하는, 마이크로 기계 부품(100)의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 마이크로 기계 부품(100)에 관한 것이다.

Description

2개의 평면에서의 전극을 구비한 마이크로 기계 부품 제조 방법 및 마이크로 기계 부품{METHOD FOR PRODUCING A MICROMECHANICAL COMPONENT COMPRISING ELECTRODES ON TWO LEVELS, AND MICROMECHANICAL COMPONENT}
본 발명은 마이크로 기계 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 마이크로 기계 부품에 관한 것이다.
종종, 마이크로 기계 부품은 하나 이상의 스프링에 의해 프레임 유지부에 연결되는 액추에이터를 포함한다. 프레임 유지부에 대한 액추에이터의 이동을 위해 예컨대 정전 구동 장치가 사용된다. 상기 유형의 마이크로 기계 부품의 실시예는 광 투영 장치 또는 광학 통신 기술에 빈번하게 사용되는 바와 같은 마이크로미러이다.
정전 구동 장치는 종종, 서로 독립적으로 구조화된 다음 원하는 위치에서 서로 조정되는 2개의 빗형 전극(comb electrode)을 포함한다. 그러나 빗형 전극의 크기가 작기 때문에, 빗형 전극들 상호간을 정확히 조정할 때 문제점이 종종 발생한다. 이에 대한 대안예로서, 종래 기술에는 SOI(Silicon-On-Isolator) 기판으로부터 2개의 빗형 전극을 제조할 가능성이 공지되어 있다. 그러나, 적합한 SOI 기판을 제조하는 것은 비교적 비용이 많이 든다.
마이크로 기계 부품을 제조할 때의 또 다른 문제점은 하나 이상의 스프링을 액추에이터에 배치하는 데 있다. 액추에이터가 쉽게 이동할 수 있도록, 하나 이상의 스프링은 원하는 휨 방향으로 낮은 휨 강도, 바람직하게는 낮은 비틀림 강도를 가져야 한다. 따라서 하나 이상의 스프링의 특정의 최소 길이는 상기 스프링의 최대한 낮은 휨 강도에 바람직하게 연관된다. 그러나 이와 동시에, 액추에이터 및 스프링이 마이크로 기계 부품 내에 사용되면, 스프링을 장착한 액추에이터는 비교적 적게 연장되는 체적 내에 장착되어야 할 수 있다.
본 발명은 청구항 제1항의 특징을 갖는 마이크로 기계 부품 제조 방법과, 제9항의 특징을 갖는 마이크로 기계 부품과, 제10항의 특징을 갖는 마이크로 기계 부품에 관한 것이다.
본 발명은, 매립된 구조로서 적절하게 구조화된 에칭 중지층이 2개의 전극 재료층에 의해 덮힘으로써 작은 구조가 서로 바람직하게 배치될 수 있다는 인식에 기초하고 있다. 후속해서, 상기의 고정된 구조는 2개의 에칭 단계를 이용하여 2개의 전극 재료층으로부터 에칭될 수 있다. 바람직하게, 상기 구조는 2개의 에칭 단계 이후에 이미 하나의 바람직한 작동 위치에 서로 위치하게 된다. 이로써 제조 방법을 구현하기 위한 복잡함이 줄어들게 되므로 완성 제조된 마이크로 기계 부품을 위한 비용도 감소하게 된다.
이 경우, 2개의 전극 유닛은 하나의 표준 프로세스에 의해 제조될 수 있다. 이로써 제조 비용이 추가로 줄어드는 동시에 제조 방법의 수율은 증가한다.
예컨대, 제1 전극 재료층 및/또는 제2 전극 재료층은 에피택셜 증착 방법에 의해 폴리실리콘층으로 형성되고 그리고/또는 제1 에칭 중지층 및/또는 제2 에칭 중지층은 실리콘 산화물로 형성된다. 상기의 방식으로, 전극 유닛을 에칭하기에 적합한 층들이 비교적 덜 복잡하게 형성될 수 있다.
특히, 제2 전극 재료층 상의 마스크는 제1 패턴 및 제2 패턴과 상이한 연속된 컷아웃의 제3 패턴을 상기 마스크가 갖도록 구조화될 수 있다. 예컨대 제2 에칭 중지층의 하나 이상의 부분 면적은, 동일하게 연장되고 등거리로 배치된 컷아웃들을 상기 부분 면적이 갖도록 형성되며, 이때 등거리로 배치된 컷아웃들 사이의 거리는 제1 전극 유닛 및 제2 전극 유닛의 전극 핑거의 폭에 상응한다. 또한, 제1 에칭 중지층의 하나 이상의 부분 면적은, 동일하게 연장되고 등거리로 배치된 컷아웃들을 상기 부분 면적이 갖도록 형성될 수 있으며, 이때 등거리로 배치된 컷아웃들의 거리 및 연장 길이는, 제2 에칭 중지층의 부분 면적이 제1 에칭 중지층의 부분 면적에 투영될 경우, 등거리로 배치된 제2 에칭 중지층의 부분 면적의 컷아웃들 사이의 매 두번째 중간 영역들이 제1 에칭 중지층의 부분 면적의 하나의 컷아웃에 투영되도록 정해진다.
전술한 단락에서 설명한 방법을 이용하여, 서로 평행하게 오프셋 배치된 2개의 빗형 전극(Out-Of-Plane)은 마이크로 기계 부품의 준정적 작동을 위해 단 하나의 마스킹 평면으로부터 시작해서 에칭될 수 있다. 이로써 2개의 빗형 전극이 조정 에러 없이 정확하게, 특히 빗형 전극의 전극 핑거의 폭이 좁게 제조될 수 있다. 전극 핑거의 폭이 감소하는 동시에 전극 핑거 사이 공간의 직경이 감소함으로써, 전압이 일정한 경우 2개의 빗형 전극들 사이의 정전력이 증가한다. 추가로, 하나의 공통된 에칭 마스크를 이용한 2개의 빗형 전극의 에칭은 빗형 전극의 컴팩트한 구성 형태를 보장한다. 이로써, 설명한 방법은 특히 바람직한 정전 구동 장치를 제조하기 위해 간단히 구현될 수 있는 가능성을 제공한다.
바람직한 개선예에서, 제1 에칭 중지층 및/또는 제2 에칭 중지층은 하나 이상의 하부 절연층과, 상기 하부 절연층을 적어도 부분적으로 덮는 중앙의 도전층과, 중앙의 도전층을 적어도 부분적으로 덮는 상부 절연층으로 구성된다. 중앙의 도전층은 하나 이상의 라인으로서 형성될 수 있다. 이로써 본원에 설명된 방법은 2개의 전극 유닛들의 접촉을 위한 라인들이 간단히 장착될 수 있는 점도 보장한다.
특히 바람직한 개선예에서, 상기 제조 방법은 추가의 단계: 적어도 부분적으로 제2 전극 재료층으로부터 미러판을 형성하고 적어도 부분적으로 제1 전극 재료층으로부터는 상기 미러판의 하부면에 고정 배치된 베이스 요소를 형성하는 단계와, 프레임 유지부를 형성하는 단계와, 미러판을 프레임 유지부에 연결하는 스프링을 적어도 부분적으로 제1 전극 재료층으로부터 형성하는 단계를 포함하며, 이때 스프링은, 적어도 부분적으로 미러판의 하부면을 따라 상기 스프링이 연장되고 프레임 유지부에 대해 미러판이 이동할 수 있도록 베이스 요소에 고정된다.
본 발명은 미러판의 하부에 장착된 베이스 요소에 하나 이상의 스프링이 적어도 부분적으로 배치됨으로써, 하나 이상의 스프링의 길이가 비교적 길다는 점에도 불구하고, 미러판과, 베이스 요소와, 베이스 요소에 고정된 스프링이 차지하는 공간이 줄어들 수 있다는 인식에 기초하고 있다. 이로써, 미러판의 이동을 위한 하나 이상의 스프링의 바람직한 휨 강도가 보장되면서 마이크로 기계 부품의 크기가 작아질 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해 미러판의 2축 서스펜션이 비교적 컴팩트하게 구현될 수 있다. 비교적 낮은 제조 비용 외에 추가로, 비교적 긴 하나 이상의 스프링이 내부에 배치되어 있는 마이크로 기계 부품의 구성 형태가 작은 것이 보장된다.
바람직한 실시예에서, 제1 회전축은 스프링을 통해 연장되며 미러판은 상기 제1 회전축을 중심으로 이동할 수 있고, 이때 제2 회전축은 프레임 유지부의 하나 이상의 웨브 요소를 통해 연장되며 미러판은 상기 제2 회전축을 중심으로 이동할 수 있고, 이때 제2 회전축은 90°가 아닌 각만큼 제1 회전축에 대해 경사지게 정렬된다. 상기의 방식으로 마이크로 기계 부품의 크기가 추가로 작아질 수 있다.
바람직한 다른 실시예에서 제2 회전축은 미러판의 중앙축에 대해 평행하면서 미러판의 중앙축에 대해 0이 아닌 거리를 두고 연장되며, 미러판은 상기 제2 회전축을 중심으로 이동할 수 있다. 이로써 프레임 유지부(148)의 최대 편향 및 질량 관성 모멘트가 제한될 수 있다.
이하에는 본 발명의 또 다른 특징 및 장점들이 도면에 기초해서 설명된다.
도 1a 내지 도 1d는 제조 방법의 제1 실시예를 나타내기 위한 기판의 횡단면도이다.
도 2는 마이크로 기계 부품의 제1 실시예의 횡단면도이다.
도 3은 마이크로 기계 부품의 제2 실시예의 횡단면도이다.
도 4a 내지 도 4b는 제조 방법의 제2 실시예를 나타내기 위한 기판의 횡단면도이다.
도 5는 마이크로 기계 부품의 제3 실시예의 평면도이다.
도 6은 마이크로 기계 부품의 제4 실시예의 개략적 도면이다.
도 7은 마이크로 기계 부품의 제5 실시예의 개략적 도면이다.
도 1a 내지 도 1d에는 제조 방법의 제1 실시예를 나타내기 위해 기판의 횡단면도가 도시되어 있다.
도 1a에는 1개의 베이스 기판(10)과, 2개의 에칭 중지층(12, 18)과, 2개의 전극 재료층(16, 22)으로 구성된 기판의 횡단면도가 기판의 상부면에 대해 수직인 평면을 따라 도시되어 있다.
제조 방법의 제1 단계에서, 베이스 기판(10)의 상부면에는 제1 에칭 중지층(12)이 형성된다. 베이스 기판(10)은 예컨대 실리콘 기판이다. 바람직하게, 실리콘 기판(10)은 단결정의 실리콘을 갖는다. 제1 에칭 중지층(12)은 산화물층일 수 있다. 특히 제1 에칭 중지층(12)은 실리콘으로 제조된 베이스 기판(10)의 열적 산화에 의해 형성될 수 있다.
후속해서, 연속된 컷아웃(14)의 제1 패턴이 제1 에칭 중지층(12)에 형성된다. 연속된 컷아웃(14)의 최대 깊이는 제1 에칭 중지층(12)의 층 두께와 같다. 제1 에칭 중지층(12)의 재료로 하나의 층을 구조화하는 방법은 종래 기술에 공지되어 있으므로 본원에서는 이에 대해 더 정확히 언급하지 않는다.
컷아웃(14)의 제1 패턴을 갖는 제1 에칭 중지층(12) 상에 제1 전극 재료층(16)이 형성된다. 제1 전극 재료층(16)은 제1 에칭 중지층(12)을 완전히 덮으며, 추가로 컷아웃(14)을 채운다. 바람직하게, 제1 전극 재료층(16)은 에피택셜 증착 방법을 이용하여 에피 시작층(14a)과 함께 제조되는 에피택셜 폴리실리콘층이다. 이때 우선 컷아웃(14)의 바닥 및 벽과, 구조화된 에칭 중지층(12)의 상부면이 얇은 에피 시작층(14a)으로 덮힌다. 후속해서, 제1 전극 재료층(16)이 공지된 방법에 의해 형성된다. 제1 전극 재료층(16)의 표면은 기계 화학적 폴리싱 방법에 의해 폴리싱될 수 있다. 이와 동시에, 제1 전극 재료층(16)의 제1 층 두께(b1)는 추후에 제1 전극 재료층(16)으로부터 형성되는 빗형 전극의 원하는 폭에 상응하는 값으로 감소할 수 있다.
제1 전극 재료층(16) 상에 제2 에칭 중지층(18)이 도포된다. 제2 에칭 중지층(18)은 제1 에칭 중지층(12)의 재료를 포함할 수 있다. 제2 에칭 중지층(18)은, 연속된 컷아웃(20)에 상기 제2 에칭 중지층이 제2 패턴을 갖도록 구조화된다. 이때 제2 에칭 중지층(18)은 제2 에칭 중지층(18)의 제2 패턴이 제1 에칭 중지층(12)의 제1 패턴과 상이하도록 구조화된다. 이는 하나의 제1 에칭 중지층(12) 또는 제2 에칭 중지층(18)이 다른 하나의 에칭 중지층(12 또는 18)과 달리 연속된 컷아웃을 갖지 않는다는 것을 의미할 수도 있다.
또 다른 방법 단계에서, 제2 에칭 중지층(18)의 상부면에 제2 전극 재료층(22)이 도포된다. 제2 전극 재료층(22)은 마찬가지로 하나의 에피택셜 증착 방법에서 제2 에피 시작층(22a)과 함께 에피택셜 폴리실리콘층으로서 형성될 수 있다. 기계 화학적 폴리싱 방법에 의해 제2 전극 재료층(22)의 표면이 평탄화되며, 제2 층 두께(b2)는 추후에 제2 전극 재료층(22)으로부터 형성되는 빗형 전극의 폭을 위해 원하는 값으로 감소할 수 있다. 그 결과는 도 1a에 도시되어 있다.
전극 재료층(16, 22)으로부터 2개의 빗형 전극을 에칭하기 위해, 전방면 에칭과 후방면 에칭이 구현된다. 본원에 설명된 제조 방법의 경우 예시적으로만, 전방면 에칭 전에 후방면 에칭이 구현된다. 예컨대, 후방면 에칭 및/또는 전방면 에칭은 노출된 에칭 중지층의 에칭을 위한 또 다른 단계를 포함할 수 있다.
후방면 에칭을 위해 하부 마스크(24), 예컨대 포토레지스트 마스크가 제1 에칭 중지층(12)에 대해 반대 방향으로 정렬된 베이스 기판(10)의 하부면 상에 도포되어 구조화된다. 바람직하게, 하부 마스크(24)는 리소그래픽 방법에 의해 구조화될 수 있다. 이때 하부 마스크(24)는, 연속된 컷아웃의 제3 패턴을 상기 마스크가 갖도록 구조화된다. 하부 마스크(24)의 컷아웃의 제3 패턴은 제1 전극 재료층(16)의 제1 패턴 및 제2 전극 재료층(22)의 제2 패턴과 상이할 수 있다.
후속해서, 적합한 에칭 재료를 이용하여 베이스 기판(10) 내에 공동(26)이 에칭된다. 이때 후방면 에칭은 베이스 기판(10)의 하부면에 대해 바람직하게 수직인 제1 방향(28)으로 실행된다. 후방면 에칭을 위한 에칭 재료는, 상기 에칭 재료가 하부 마스크(24), 제1 에칭 중지층(12) 및 제2 에칭 중지층(18)에 영향을 미치지 않도록 선택된다. 후방면 에칭 동안 제1 에칭 중지층(12)은 제1 전극 재료층(16)을 위한 마스크로서 사용된다. 공동(26)이 제1 에칭 중지층(12)의 컷아웃(14)에 도달하게 되면, 제1 전극 재료층(16)의 에칭은 저지되지 않는다. 이러한 경우, 에칭된 공동(26)은 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 전극 재료층(16)을 관통해서 연장된다. 바람직하게, 후방면 에칭의 에칭 시간은 공동(26)의 최대 깊이가 층들(10, 12, 16)의 전체 층 두께와 동일해질 수 있도록 충분히 길게 선택된다.
전방면 에칭 전, 제2 전극 재료층(22)의 표면은 상부 마스크(30)에 의해 적어도 부분적으로 덮힌다. 상부 마스크(30)는 마찬가지로 포토레지스트 마스크일 수 있다. 특히 상부 마스크(30)는, 연속된 컷아웃에 상기 마스크가 제4 패턴을 갖도록 리소그래픽 방법에 의해 구조화될 수 있다. 이때 제4 패턴은 제1 에칭 중지층(12)의 제1 패턴, 제2 에칭 중지층(18)의 제2 패턴 및/또는 하부 마스크(24)의 제3 패턴과 상이할 수 있다.
후속해서, 제1 방향(28)과는 다른 제2 방향(32)으로 전방면 에칭이 구현된다. 바람직하게, 제2 방향(32)은 베이스 기판(10)의 표면에 대해 수직을 향한다. 특히 전방면 에칭의 제1 방향(32)은 후방면 에칭의 방향(28)에 대해 반대 방향으로 정해질 수 있다. 전방형 에칭의 에칭 재료는, 상부 마스크(30), 제1 에칭 중지층(12) 및 제2 에칭 중지층(18)이 에칭되지 않도록 선택된다. 상부 마스크(30)가 덮고 있지 않은 제2 전극 재료층(22)의 영역으로만 공동(34)이 에칭된다. 제2 에칭 중지층(18)이 공동(34)의 바닥을 완전히 덮고 있지 않으면, 해당 영역에서 제1 전극 재료층(16)도 에칭된다. 이를 위해 전방면 에칭의 에칭 시간은 충분히 길게 선택될 수 있다. 도 1c에는 전방면 에칭이 종료된 후 기판이 도시되어 있다.
후속하는 산화물 에칭 단계에서, 에칭 중지층(12, 18) 및/또는 마스크(24, 30)의 잔류물이 제거될 수 있다. 상기의 방식으로 틈(36)에서 구현된 언더커팅은 앞서 고정된 층들(10, 16 및/또는 22)의 영역을 릴리스할 수도 있다. 이에 따라, 층들(10, 16 및 22)의 전체 폭을 통해 연장되는 하나 이상의 채널(38)이 형성될 수 있다. 산화물 에칭 단계의 결과는 도 1d에 도시되어 있다.
도 1a 내지 도 1d에 기초해서 설명된 방법은 에칭 중지층(12, 18)을 매립된 구조로서 사용하면서, 간단히 구현될 수 있는 2개의 에칭 단계를 이용하여 마이크로 기계 부품의 전극 유닛 또는 다른 요소를 제조할 가능성을 제공한다. 바람직하게 이 경우 전극 유닛 및/또는 다른 요소는 바람직한 작동 위치에 상응하는 위치에서 서로 제조된다. 계속된 단락에는, 본원에 설명된 방법을 이용하기 위한 다양한 실시예들이 설명되어 있다.
도 2에는 마이크로 기계 부품의 제1 실시예의 횡단면도가 도시되어 있다. 도시된 마이크로 기계 부품은 예컨대 마이크로미러일 수 있다. 그러나 이동 가능한 액추에이터 또는 스프링을 도시하는 것은 개관의 용이성을 향상시키기 위해 도 2에서 생략되어 있다. 마찬가지로, 에칭 중지층(12, 18)은 아직 제거되지 않았지만, 추후에 구현되는 방법 단계에서 제거될 수 있다.
도시된 마이크로 기계 부품은 도 1a 내지 도 1c에 기초해서 설명된 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 이때 구조화된 에칭 중지층(12, 18), 상부 마스크(30) 및 (도시되지 않은) 하부 마스크의 패턴은, 방향(28)으로의 후방면 에칭 및 방향(32)으로의 전방면 에칭에 의해 하나 이상의 프레임부(40), 제1 빗형 전극(42) 및 제2 빗형 전극(44)이 베이스 기판(10) 및 2개의 전극 재료층(16, 22)으로부터 에칭되도록 선택된다.
특히 제1 전극 재료층(16) 및/또는 제2 전극 재료층(22)은 에피택셜 폴리실리콘층일 수 있다. 이를 위해 에피택셜 증착 방법에 의해 하나 이상의 (도시되지 않은) 에피 시작층이 제1 에칭 중지층(12) 및/또는 제2 에칭 중지층(18) 상에 형성된다.
앞서 설명된 제조 방법에 의해, 2개의 빗형 전극(42, 44)이 서로 적합한 배치로 간단한 방식으로 이미 제조될 수 있다. 이로써 상기 전극들을 제조한 후 2개의 빗형 전극(42, 44)을 서로 소정의 위치로 조정하는 것은 더 이상 필요하지 않다. 도시된 마이크로 기계 부품을 제조하는 데 SOI 기판은 필요하지 않다. 이로써 마이크로 기계 부품을 위한 제조 비용이 줄어든다. 추가로, 2개의 빗형 전극(42, 44)의 제조에는 2개의 에칭 단계만이 구현된다.
2개의 에칭 단계가 층(10 내지 22)의 구성 이후에 구현되기 때문에, 완성되어 에칭된 2개의 빗형 전극(42, 44)의 전극 핑거는 컴팩트한 구조, 예컨대 프레임부(40)에 이미 연결된다. 이로써 2개의 빗형 전극(42, 44)의 전극 핑거는 컴팩트한 구조에 상기 전극 핑거가 접촉 컨택함으로써 휨 및/또는 손상에 대해 보호된다. 물론 도 2에 도시된 에칭 중지층(12, 18) 및 상부 마스크(30)는 상기 제조 방법의 추후 방법 단계에서 제거될 수 있다.
도 3에는 마이크로 기계 부품의 제2 실시예의 횡단면도가 도시되어 있다.
도시된 마이크로 기계 부품은 이미 설명한 도 2의 마이크로 기계 부품의 부품들(40 내지 44)을 포함한다. 추가로, 도시된 마이크로 기계 부품은 도 1a 내지 도 1c에 기초해서 설명된 방법 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 에칭 중지층(12, 18)은 계속된 방법 단계에서 제거될 수 있다.
상기 제조 방법의 보충 방법 단계로서, 고도핑된 폴리실리콘층(46)이 제1 전극 재료층(16)이 도포되기 전에 제1 에칭 중지층(12) 상에 형성된다. 후속해서, 고도핑된 폴리실리콘층(46)은 절연층(48)으로 덮히며, 상기 절연층은 목표한대로 구조화된다. 바람직하게, 연속된 컷아웃이 고도핑된 폴리실리콘층(46)까지 형성된다. 그 후에야 제1 전극 재료층(16)이 절연층(48) 상에 형성된다.
고도핑된 폴리실리콘층(46)은, 완성 제조된 마이크로 기계 부품의 경우 하부 빗형 전극(44)의 영역들이 밀폐되어 목표한 대로 접촉되도록 매립된 하나 이상의 도체 트랙으로서 상기 폴리실리콘층이 사용될 수 있도록 구조화된다. 물론, 예컨대 완성 제조된 마이크로 기계 부품의 상부 빗형 전극(42)의 접촉을 위해 사용되는 도체 트랙이 제2 에칭 중지층(18) 상에도 형성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4b에는 제조 방법의 제2 실시예를 나타내기 위해 기판 일부의 횡단면도가 도시되어 있다.
도 1a에 기초해서 설명된 방법에 따라, 구조화된 제1 에칭 중지층(12), 제1 전극 재료층(16), 구조화된 제2 에칭 중지층(18) 및 제2 전극 재료층(22)이 베이스 기판(10) 상에 형성된다. 제1 전극 재료층(16) 및/또는 제2 전극 재료층(22)은 에피택셜 증착 방법에 의해 (도시되지 않은) 에피 시작층과 함께 제조되는 에피택셜 폴리실리콘층일 수 있다.
제1 에칭 중지층(12)은 연속된 컷아웃(도면 부호 없음)의 제1 패턴을 포함한다. 제2 에칭 중지층(18)에도 연속된 컷아웃의 제2 패턴이 형성된다. 제1 에칭 중지층(12)의 제1 패턴은 제2 에칭 중지층(18)의 제2 패턴과 상이하다.
베이스 기판(10)의 표면에 대해 수직으로 연장되는 제한선(50)은 후속해서 제조되는 마이크로 기계 부품의 체적을 한정하며, 상기 체적의 내부에는 제1 및 제2 빗형 전극의 전극 핑거들이 형성된다. 이러한 이유로, 제1 에칭 중지층(12)의 부분 면적은 상기 제한선(50) 내부에 등거리의 컷아웃들의 제1 패턴을 포함하며, 컷아웃들 각각은 동일하게 연장된다. 이에 상응하게, 제2 에칭 중지층(18)의 부분 면적도 동일하게 연장된 등거리의 컷아웃들의 제2 패턴을 제한선(50) 내부에 포함한다.
제2 전극 재료층(22) 상에는 상부 마스크(30), 예컨대 포토레지스트 마스크가 도포된다. 상부 마스크(30)는 연속된 컷아웃들의 제3 패턴을 상기 마스크가 포함하도록 바람직하게는 리소그래픽 방법에 의해 구조화될 수 있다. 구조화된 마스크(30)의 제3 패턴은 구조화된 제1 에칭 중지층(12)의 제1 패턴 및 구조화된 제2 에칭 중지층(18)의 제2 패턴과 상이하다.
제한선(50) 내부에는, 동일한 길이 및 동일한 폭의 컷아웃들이 서로 등거리로 배치되도록 상부 마스크(30)의 부분 면적도 형성된다. 바람직하게 제한선(50)에 의해 한정된 제1 에칭 중지층(12)의 부분 면적에서의 2개의 컷아웃들 사이의 거리(d1)는 제한선(50)에 의해 한정된 상부 마스크(30)의 부분 면적에서의 2개의 컷아웃들 사이의 거리(d3)와 동일하다. 제1 에칭 중지층(12) 및 상부 마스크(30)의 구조화는, 적용된 구조화 방법의 가능한 최소의 스텝 폭(해상도)보다 훨씬 위에 상기 거리(d1, d3)가 놓이도록 구현될 수 있다. 계속해서 이하에서 더 정확히 설명되는 바와 같이, 상기 거리(d1, d3)는 조정 부정확도, 특히 적층되게 도포된 2개의 층들이 구조화될 경우의 유지 정확도를 상기 거리가 고려하도록 바람직하게 선택된다.
제한선(50)에 의해 한정된 제2 에칭 중지층(18)의 부분 면적에서의 2개의 컷아웃들 사이의 거리(d2)는 후속해서 전극 재료층(16, 22)으로부터 제조되는 전극 핑거들의 폭에 상응한다. 제2 에칭 중지층(18)의 구조화는, 적용된 구조화 방법의 최소 해상도에 거리(d2)가 상응하도록 바람직하게 구현된다. 상기 방식으로, 제조된 전극 핑거의 가급적 적은 폭이 보장된다.
제한선(50) 내부의 제1 에칭 중지층(12) 및 상부 마스크(30)의 컷아웃들 사이의 중간 영역(12a, 30a)은 후속해서 형성되는 전극 핑거가 전극 재료층(16)으로부터 에칭되는지 또는 전극 재료층(22)으로부터 에칭되는지를 정한다. 이를 위해, 중간 영역(12a, 30a)은 제한선(50) 내부의 제2 에칭 중지층(18)의 컷아웃들 사이의 중간 영역(18a)에 대해, 중간 영역들(18a) 각각이 하나의 중간 영역(12a) 또는 하나의 중간 영역(30a)에 의해 덮히도록 배치된다. 이는 중간 영역(18a)이 제한선(50)에 대해 평행한 방향으로 제1 에칭 중지층(12)에 투영될 경우 매 두번째 중간 영역(18a)이 중간 영역(12a)과 만나고 매 두번째 중간 영역(18a)이 제1 에칭 중지층(12)에 형성된 컷아웃과 만나는 것을 의미한다. 이때 2개의 중간 영역(12a)이 할당될 수 있는 2개의 중간 영역들(18a) 사이에 정확히 1개의 중간 영역(18a)이 배치되며, 상기 1개의 중간 영역에는 제1 에칭 중지층(12)에 형성된 컷아웃이 할당될 수 있다. 이에 상응하게, 중간 영역(18a)이 제한선(50)에 대해 평행한 방향으로 상부 마스크(30)에 투영될 경우 매 두번째 중간 영역(18a)이 중간 영역(30a)과 만나고 매 두번째 중간 영역(18a)이 상부 마스크(30)에 형성된 컷아웃과 만난다. 2개의 중간 영역(30a)이 할당될 수 있는 2개의 중간 영역들(18a) 사이에 정확히 1개의 중간 영역(18a)이 배치되며, 상기 1개의 중간 영역에는 상부 마스크(30)에 형성된 컷아웃이 할당될 수 있다. 중간 영역들(18a) 각각에는 1개의 중간 영역(12a) 또는 1개의 중간 영역(30a)이 할당될 수 있다. 에칭 중지층(12, 18) 및 상부 마스크(30)의 이러한 구조화의 장점은 계속해서 이하에서 더 정확히 설명된다.
도 4a에는 방향(32)으로의 전방면 에칭 이후 횡단면도가 도시되어 있다. 방향(32)은 바람직하게 베이스 기판(10)의 상부면에 대해 수직이다.
앞서 이미 설명한 바와 같이, 전방면 에칭의 경우 상부 마스크(30) 뿐만 아니라 제2 에칭 중지층(18)도 전극 재료층(16, 22) 내부에 원하는 공동을 목표한 대로 형성하기 위해 사용된다. 제2 에칭 중지층(18)에 의해 덮히지 않는 제1 전극 재료층(16)의 부분 표면이 노출되면, 에칭된 공동은 제1 에칭 중지층(12)의 표면까지 깊어진다. 물론, 제1 에칭 중지층(12)이 적절하게 구조화된 경우에는 전방면 에칭 시 베이스 기판(10)을 에칭하기 위한 마스크로서 상기 제1 에칭 중지층도 사용될 수 있다. 이 경우, 전방면 에칭에 의해 에칭된 공동은 베이스 기판(10)까지 연장된다. 전방면 에칭의 지속 시간은 충분히 길게 정해질 수 있다.
방향(32)으로의 전방면 에칭의 경우 추후에 형성되는 빗형 전극의 대략적인 윤곽만이 정해진다. 특히 전방면 에칭의 경우, 후속해서 제조되는 하부 빗형 전극의 전극 핑거만이 상기 전극 핑거의 폭으로 형성된다. 전방면 에칭 중, 상부 빗형 전극의 전극 핑거는 상부 마스크(30)의 비교적 큰 중간 영역(30a)에 의해 여전히 보호된다.
도 4b에는 방향(28)으로의 후방면 에칭 이후 횡단면도가 도시되어 있다. 바람직하게 상기 방향(28)은 전방면 에칭의 방향(32)에 반대된다.
도 4b의 파선은 전방면 에칭 이후와 후방면 에칭 이전 전극 재료층(16, 22)이 위에 형성되어 있는 베이스 기판(10)의 윤곽을 표시한다. 후방면 에칭 시 베이스 기판(10)이 제거된다. 이로써, 상기의 방식으로 완전히 노출된 제1 에칭 중지층(12)이 후방면 에칭 시에 마스크로서 사용된다. 제1 에칭 중지층(12)에 의해 하부면이 덮히지 않는 제1 전극 재료층(16)의 영역들이 에칭되어 제거됨으로써, 제2 에칭 중지층(18)의 영역도 노출된다. 따라서 제2 에칭 중지층(18)도 후방면 에칭 시 마스크로서 사용된다.
도 4b에는 제조된 빗형 전극(42, 44)의 부분들이 실선으로 도시되어 있다. 빗형 전극(42, 44)의 전극 핑거는 상이한 두 방향(28, 32)으로의 2개의 에칭 단계의 결과이며, 이때 2개의 에칭 단계들 각각에서 제2 에칭 중지층(18)이 마스크로서 사용된다. 이로써, 완성 제조된 빗형 전극(42, 44)의 전극 핑거의 윤곽은 제2 에칭 중지층(18)의 구조화에 의해 정해진다. 빗형 전극(42, 44)의 전극 핑거의 폭은 거리(d2)에 상응한다.
이로써, 본원에 설명된 제조 방법을 이용하여, 서로 평행하게 오프셋 배치된 2개의 빗형 전극(42, 44)을 1개의 단일 마스크, 이 경우 제2 에칭 중지층(18)에 의해 한정할 수 있다. 이 경우, 단일 마스크가 높은 정확도 및 가급적 작은 스텝 폭으로 간단하게 구조화될 수 있는 제조 방법이 이용된다. 이에 반해, 적층 배치된 2개의 마스크의 통상적인 구조화의 경우 즉, 높은 정확도와 가급적 작은 스텝 폭이 요구되는 구조화의 경우, 특히 조정 시에 문제점이 발생한다. 본원에 설명된 방법은 이러한 문제점을 피할 수 있다.
본원에 설명된 방법의 경우, 제1 에칭 중지층(12) 및 상부 마스크(30)는 비교적 큰 스텝 폭으로 구조화될 수 있다. 적층 배치된 층들(12, 30)의 구조화는 비교적 큰 스텝 폭에 기초해서, 통상적으로 발생하는 문제점을 더 이상 일으키지 않는다. 특히 층(12, 30)의 구조화의 경우, 적층 배치된 2개의 층들이 구조화될 때 발생하는 조정 부정확도가 고려되도록 스텝 폭이 선택될 수 있다.
추가로, 본원에 설명된 제조 방법의 실시예에 따라 2개의 빗형 전극(42, 44)은 더 이상 서로 조정되지 않아도 된다. 그 대신, 2개의 빗형 전극(42, 44)은 상기 빗형 전극의 에칭 이후 이미 작은 거리를 두고 서로 평행하게 오프셋 배치된다.
본원에 설명된 방법의 실시예는 작은 폭의 전극 핑거를 구비한 빗형 전극(42, 44)을 서로 바람직한 위치에 제조하기 위해 간단하게 구현될 수 있는 가능성을 제공한다. 전극 핑거를 위해 선택된 폭과, 인접한 2개의 전극 핑거들 사이의 거리는 높은 정확도와 양호한 규칙성으로 제2 에칭 중지층(18) 상에서 한정될 수 있으며, 후속해서 2개의 빗형 전극(42, 44)에 자동으로 전달될 수 있다. 또한, 전극 핑거의 거리는 제2 에칭 중지층(18)에 의해 사전 설정되는 것과 마찬가지로 등거리이다. 이로써 종래의 마스킹 조정에 비해 정확도가 향상된다.
앞 단락들에서 설명한 제조 방법은 전방면 에칭 및 후방면 에칭의 순서에 국한되지 않는다. 마찬가지로, 상기 제조 방법은 서로 평행하게 오프셋 배치된 2개의 빗형 전극(Out-Of-Plane)의 제조에 국한되지 않는다. 상기 제조 방법에 의해 면내 빗형 전극도 제조될 수 있다.
도 5에는 마이크로 기계 부품의 제3 실시예의 평면도가 도시되어 있다.
도시된 마이크로 기계 부품(100)은 이동 가능한 액추에이터로서 미러판(102)을 포함한다. 미러판(102)은 반경(r)을 갖는 원형 상부면을 가질 수 있다. 예컨대 미러판(102)의 상부면은 반사층으로 코팅된다.
미러판(102)의 하부면에 베이스 요소(104)가 고정된다. 베이스 요소(104)는 미러판(102)의 반경(r)의 2배보다 약간 더 작은 길이를 갖는다. 베이스 요소(104)의 폭은 베이스 요소(104)의 길이보다 훨씬 더 작다. 베이스 요소(104)의 종방향에 대해 평행하게 정렬된 베이스 요소(104)의 2개의 측면들 각각에는 스프링(106)이 고정된다.
베이스 요소(104)는 2개의 스프링(106)에 의해 프레임 유지부(108)에 연결된다. 2개의 스프링(106)은 바람직하게 토션 스프링으로서 형성된다. 이로서 미러판(102)과 베이스 요소(104)는 스프링(106)에 의해 제1 회전축(110a)을 중심으로 스프링(106)의 종방향을 따라 프레임 유지부(108)에 대해 이동할 수 있다. 제1 회전축(110a)을 중심으로 한 미러판(102)의 이동은, 이러한 목적을 위해 형성된 자기 및/또는 정전 구동 장치에 의해 실행될 수 있다. 더욱이, 자기 및/또는 정전 구동 장치는 제1 회전축(110a)에 대해 수직으로 연장되는 제2 회전축(110b)을 중심으로 미러판(102)을 이동시키기 위해 형성된다.
프레임 유지부(108)는 미러판(102)을 둘러싸는 1개의 원형 프레임(108a)과, 상기 프레임(108a)으로부터 양측으로 돌출하는 2개의 웨브 요소(108b)를 포함한다. 웨브 요소(108b)는 제2 회전축(110b)의 방향으로 연장된다.
도시된 마이크로 기계 부품(100)은 도 1a 내지 도 1d에 기초해서 설명된 방법에 의해 제조될 수 있다. 이 경우 바람직하게, 적어도 부품(104, 106, 108)은 전극 재료층으로부터 에칭된다. 이때 2개의 웨브 요소(108b)에는 전극 핑거가 형성될 수 있다. 부품(104, 106, 108)을 위한 재료를 의미하는 전극 재료층 상에는, 예컨대 에칭 중지층이 희생층(112)으로서 도포될 수 있다. 미러판(102)은 희생층(112) 상에 도포된 층으로부터 에칭된다. 추후의 미러판(102)의 에칭에 사용되는 층이 도포되기 전에, 바람직하게 미러판(102)의 추후의 중점(114) 하부에서 희생층(112) 내로 컷아웃이 에칭될 수 있다. 그 후, 추후 미러판(102)의 제조에 사용되는 재료는 베이스 요소(104)의 표면에 직접 도포된다. 이는 추후에 미러판(102)과 베이스 요소(104) 사이가 양호하게 유지되는 것을 보장한다.
도 5에서, 희생층(112)의 잔류물은 스프링(106) 상에 아직 존재한다. 그러나 이러한 잔류물은 마이크로 기계 부품(100)의 작동 전에, 앞서 설명한 바와 같이 언더커팅될 수 있다.
마이크로 기계 부품(100)은 스프링(106)의 길이가 비교적 길더라도, 미러판(102)과 스프링(106)이 비교적 작은 체적 내에 배치될 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 장점은, 상기 스프링(106)이 미러판(102) 하부로 당겨짐으로써 보장된다. 이로써, 스프링(106)은 미러판(102)의 측면에 고정되는 것이 아니라, 미러판(102) 하부에 배치된 베이스 요소(104)에 고정된다.
따라서, 미러판(102)의 면적이 비교적 크고 스프링(106)이 비교적 긴 경우에도 구성 프레임 크기뿐만 아니라, 마이크로 기계 부품(100)을 위한 비용도 감소할 수 있다. 추가로, 이는 미러판(102)의 이동 속도에도 바람직한데, 그 이유는 질량 관성 모멘트가 더 작기 때문이다.
도 6에는 마이크로 기계 부품의 제4 실시예가 개략적 도면으로 도시되어 있다.
도시된 마이크로 기계 부품(120)은, 베이스 요소(104)가 하부에 배치된 미러판(102)과, 베이스 요소(104)에 고정된 스프링(106)을 포함한다. 이로써 상기 마이크로 기계 부품(120) 역시, 비교적 긴 스프링(106)에도 불구하고 베이스 요소(104)에 고정된 스프링(106)과 함께 미러판(102)이 비교적 작은 체적 내에 배치될 수 있다는 장점을 갖는다.
이를 위해 2개의 스프링(106)이 바람직하게 토션 스프링으로서 형성된다. 미러판(102)은 2개의 스프링(106)에 의해 프레임 유지부(122)에 연결된다. 미러판(102)은 스프링(106)을 이용하여 제1 회전축(124a)을 중심으로 프레임 유지부(122)에 대해 회전할 수 있다.
마이크로 기계 부품(120)의 프레임 유지부(122)는, 부채꼴 방식으로만 미러판(102)을 둘러싸는 2개의 부채꼴 프레임(122a) 및 상기 부채꼴 프레임(122a)에 고정된 2개의 웨브 요소(122b)로 구성된다. 스프링(106)이 미러판(102)의 제1 회전축(124a)을 정하는 반면, 미러판(102)의 제2 회전축(124b)은 2개의 웨브 요소(122b)를 따라 연장된다. 마이크로 기계 부품(120)의 경우, 제2 회전축(124b)은 제1 회전축(124a)에 대해 90°와 0°아닌 각(α)으로 배치된다. 이는 도 6에 도시된 마이크로 기계 부품(120)의 부품들이 공간을 덜 차지한다는 추가의 장점을 보장한다.
도 7에는 마이크로 기계 부품의 제5 실시예의 개략적 도면이 도시되어 있다.
도시된 마이크로 기계 부품(140) 역시, 액추에이터로서 미러판(102)을 포함한다. 그러나 미러판(102) 하부에는 이중 레그의 베이스 요소(142)가 형성된다. 이중 레그의 베이스 요소(142)는 서로 반사 대칭으로 형성된 2개의 레그(142a)를 포함하며, 레그의 길이는 미러판(102)의 반경(r)의 두배보다 약간 더 작다. 2개의 레그(142a)의 외측 측면에는 지지 요소(142b)가 추가로 더 형성된다. 지지 요소들(142b)은 반대되는 두 방향으로 2개의 레그(142a)로부터 수직으로 돌출한다. 바람직하게, 상기 부품들(142a, 142b)은 서로 일체로 형성된다.
지지 요소(142b)는, 상기 지지 요소의 중앙 종축이 원형 미러판(102)의 중앙축(144) 상에, 바람직하게는 대칭축 상에 놓이도록 미러판(102)에 대해 배치될 수 있다. 이로써 베이스 요소(142)에 의해 미러판(102)이 확실하게 유지될 수 있다. 특히, 미러판(102)이 비틀릴 위험은 상기의 방식으로 줄어들 수 있다.
2개의 레그들(142a) 사이에는 스프링(146), 바람직하게는 베이스 요소(142)를 프레임 유지부(148)에 연결하는 토션 스프링이 연장된다. 프레임 유지부(148)는, 미러판(102)의 원주를 절반보다 더 적게 둘러싸며 타원형으로 형성된 원호(148a)를 포함한다. 타원형으로 형성된 원호(148a)의 단부에는 2개의 웨브 요소(148b)가 고정된다. 2개의 웨브 요소(148b)는 반대되는 2개의 방향으로 미러판(102)으로부터 멀게 연장된다.
스프링(146)의 중앙축은 제1 회전축(150a)을 한정하며, 미러판(102)은 상기 제1 회전축을 중심으로 프레임 유지부(148)에 대해 회전할 수 있다. 이에 상응하게, 2개의 웨브 요소(148b)는 제2 회전축(150b)을 한정하며, 미러판(102)은 상기 제2 회전축을 중심으로 추가로 이동할 수 있다. 2개의 회전축들(150a, 150b)은 서로 수직으로 배치된다. 제2 회전축(150b)은 미러판(102)의 중앙축(144)에 대해 평행하게 연장된다.
그러나, 제2 회전축(150b)은 중앙축(144)에 대해 0이 아닌 거리(d4)를 갖는다. 이로써 미러판(102)은 제2 회전축(150b)으로부터 약간 오프셋되게 안착된다. 특히 제2 회전축(150b)과, 미러판(102)에 대해 반대 방향으로 정렬되며 타원형으로 형성된 원호(148a)의 에지 사이의 거리(d5)는 제2 회전축과, 타원형으로 형성된 원호(148a)에 대해 반대 방향으로 정렬된 미러판(102)의 외부면 사이의 거리(d6)와 동일할 수 있다. 이 경우 프레임 유지부(148)의 최대 편향 및 질량 관성 모멘트가 제한될 수 있다.
도시된 실시예의 경우, 스프링(146)은 미러판(102)의 하부에서 거의 완전히 당겨진다. 이는 전술한 장점을 보장한다.

Claims (10)

  1. 마이크로 기계 부품(100, 120, 140)의 제조 방법이며,
    베이스 기판(10) 상에, 연속된 컷아웃(14)의 제1 패턴을 갖도록 형성된, 제1 에칭 중지층(12)을 형성하는 단계와,
    제1 에칭 중지층(12) 상에 제1 전극 재료층(16)을 형성하는 단계와,
    제1 전극 재료층(16) 상에, 제1 패턴과는 상이한 연속된 컷아웃(20)의 제2 패턴을 갖도록 형성된, 제2 에칭 중지층(18)을 형성하는 단계와,
    제2 에칭 중지층(18) 상에 제2 전극 재료층(22)을 형성하는 단계와,
    구조화된 마스크(30)를 상기 제2 전극 재료층(22) 상에 형성하는 단계와,
    제1 전극 재료층(16)으로부터 하나 이상의 제1 전극 유닛(44)을 에칭하고 제2 전극 재료층(22)으로부터 하나 이상의 제2 전극 유닛(42)을 에칭하기 위해 제1 방향(28, 32)으로 제1 에칭 단계를 구현하고, 제1 방향(28, 32)에 반대되는 제2 방향(28, 32)으로 제2 에칭 단계를 구현하는 단계를 포함하는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 전극 재료층(16) 또는 제2 전극 재료층(22)은 에피택셜 증착 방법에 의해 폴리실리콘층으로서 형성되거나, 제1 에칭 중지층(12) 또는 제2 에칭 중지층(18)은 실리콘 산화물로 형성되는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 전극 재료층(22) 상의 마스크(30)는 제1 패턴 및 제2 패턴과 상이한 연속된 컷아웃의 제3 패턴을 상기 마스크가 갖도록 구조화되는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제2 에칭 중지층(18)의 하나 이상의 부분 면적은, 동일하게 연장되고 등거리로 배치된 컷아웃들(20)을 상기 부분 면적이 갖도록 형성되며, 이때 등거리로 배치된 컷아웃들(20) 사이의 거리(d2)는 제1 전극 유닛(44) 및 제2 전극 유닛(42)의 전극 핑거의 폭에 상응하는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 제1 에칭 중지층(12)의 하나 이상의 부분 면적은, 동일하게 연장되고 등거리로 배치된 컷아웃들(14)을 상기 부분 면적이 갖도록 형성되며, 이때 등거리로 배치된 컷아웃들(14)의 거리(d1) 및 연장 길이는, 제2 에칭 중지층(18)의 부분 면적이 제1 에칭 중지층(12)의 부분 면적에 투영될 경우, 등거리로 배치된 제2 에칭 중지층(18)의 부분 면적의 컷아웃들(20) 사이의 매 두번째 중간 영역들(18a)이 제1 에칭 중지층(12)의 부분 면적의 하나의 컷아웃(14)에 투영되도록 정해지는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 제1 에칭 중지층(12) 또는 제2 에칭 중지층은 하나 이상의 하부 절연층(12)과, 상기 하부 절연층(12)을 적어도 부분적으로 덮는 중앙의 도전층(46)과, 중앙의 도전층(46)을 적어도 부분적으로 덮는 상부 절연층(48)으로 구성되는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 중앙의 도전층(46)은 하나 이상의 라인으로서 형성되는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 부분적으로 제2 전극 재료층(22)으로부터 미러판(102)을 형성하고 적어도 부분적으로 제1 전극 재료층(16)으로부터는 상기 미러판(102)의 하부면에 고정 배치된 베이스 요소(104, 142)를 형성하는 단계와,
    프레임 유지부(108, 122, 148)를 형성하는 단계와,
    미러판(102)을 프레임 유지부(108, 122, 148)에 연결하는 스프링(106, 146)을 적어도 부분적으로 제1 전극 재료층(16)으로부터 형성하는 단계를 포함하며, 이때 스프링(106, 146)은, 적어도 부분적으로 미러판(102)의 하부면을 따라 상기 스프링(106, 146)이 연장되고 프레임 유지부(108, 122, 148)에 대해 미러판이 이동할 수 있도록, 베이스 요소(104, 142)에 고정되는, 마이크로 기계 부품 제조 방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011081002B4 (de) 2011-08-16 2020-01-16 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
DE102012219660B4 (de) * 2012-10-26 2023-10-12 Robert Bosch Gmbh Mechanisches Bauteil
DE102013209238B4 (de) * 2013-05-17 2017-10-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. MEMS-Struktur und Verfahren zum Herstellen derselben
CA2959799C (en) * 2014-08-04 2019-09-10 Faez BA-TIS Piston-tube electrostatic microactuator
DE102015222305A1 (de) * 2015-11-12 2017-05-18 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements
DE102017217653A1 (de) * 2017-10-05 2019-04-11 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil, Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil und Verfahren zum Anregen einer Bewegung eines verstellbaren Teils um eine Rotationsachse
DE102020204910A1 (de) 2020-04-17 2021-10-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von wenigstens einer ersten und einer zweiten Mikrospiegelvorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159170A1 (en) 2001-04-26 2002-10-31 Fujitsu Limited Micromirror unit and method of making the same
DE10334240A1 (de) 2003-07-28 2005-02-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauteils vorzugsweise für fluidische Anwendungen und Mikropumpe mit einer Pumpmembran aus einer Polysiliciumschicht
DE102006058563B3 (de) 2006-12-12 2008-06-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikrospiegel-Aktuator mit Kapselungsmöglichkeit sowie Verfahren zur Herstellung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5948981A (en) 1996-05-21 1999-09-07 Alliedsignal Inc. Vibrating beam accelerometer
US5992233A (en) 1996-05-31 1999-11-30 The Regents Of The University Of California Micromachined Z-axis vibratory rate gyroscope
JP2003015064A (ja) * 2001-07-04 2003-01-15 Fujitsu Ltd マイクロミラー素子
US7872394B1 (en) * 2001-12-13 2011-01-18 Joseph E Ford MEMS device with two axes comb drive actuators
US7208809B2 (en) 2002-09-19 2007-04-24 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Semiconductor device having MEMS
JP4102158B2 (ja) * 2002-10-24 2008-06-18 富士通株式会社 マイクロ構造体の製造方法
US7047810B2 (en) 2003-01-15 2006-05-23 Ahura Corporation Micro-electro-mechanical pressure sensor
US6917471B2 (en) 2003-01-24 2005-07-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Diffraction grating element
CN100437929C (zh) * 2004-08-04 2008-11-26 探微科技股份有限公司 蚀刻具不同深宽比的孔洞的方法
US7121141B2 (en) 2005-01-28 2006-10-17 Freescale Semiconductor, Inc. Z-axis accelerometer with at least two gap sizes and travel stops disposed outside an active capacitor area
JP4573664B2 (ja) * 2005-02-16 2010-11-04 富士通株式会社 マイクロ揺動素子およびその製造方法
US7406761B2 (en) * 2005-03-21 2008-08-05 Honeywell International Inc. Method of manufacturing vibrating micromechanical structures
DE102006058653C5 (de) * 2006-12-11 2019-11-21 Dormakaba Deutschland Gmbh Antrieb für eine Schiebetür

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020159170A1 (en) 2001-04-26 2002-10-31 Fujitsu Limited Micromirror unit and method of making the same
DE10334240A1 (de) 2003-07-28 2005-02-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauteils vorzugsweise für fluidische Anwendungen und Mikropumpe mit einer Pumpmembran aus einer Polysiliciumschicht
DE102006058563B3 (de) 2006-12-12 2008-06-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikrospiegel-Aktuator mit Kapselungsmöglichkeit sowie Verfahren zur Herstellung

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Publication number Publication date
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WO2010018029A2 (de) 2010-02-18

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