일반기술

포토리지스트와 곡선 구조를 이용한 멤스 구조물의 조립 및 제작방법

실리콘을 이용한 멤스 구조물의 제작 방법은 기존의 반도체 제조 공정을 이용하면서 급속도로 발전하여 왔으며, 배치 프로세스를 이용하면서 공정상 이익과 대량생산이 가능해졌다. 하지만 실제 멤스 구조물을 조립하는 공정은 배치 프로세스화 되어 있지 않기 때문에 공정의 제한 요소가 되며, 대량 생산을 하기 어렵게 된다. 또한 미세 조작기 등을 사용한 조립의 경우는 장비가 매우 고가인데다가 긴 공정 시간을 가지게 되며, 제작 단가가 상승하게 되므로 제작된 소자의 가격도 상승하게 되어서 가격 경쟁력을 떨어뜨리게 된다. 배치 프로세스를 이용할 수 있게 하는 방법으로 포토리지스트를 이용한 방법이 있으며, 이 방법은 포토리지스트로 패드를 형성하고, 열처리를 해 줄 때 패드가 수축하는 성질을 이용하여, 패드로 구조물을 연결하고, 열처리로 수축시켜서 구조물이 자동 조립이 되게 하는 방법이다. 하지만, 아직까지 이 방법은 수율이 낮고, 조립을 위해 특별히 고안된 구조가 개발되어 있지 않은 상태임으로 문제점이 발생하고 있는 것이 현 실정이다. 본 발명은 실리콘 박판에 종으로 관통하는 실리콘 스프링 구조물을 형성하고, 그 위에 포토리지스트로 형성된 패드를 도포한 후, 열처리함으로써 실리콘 박판의 곡선형 구조를 자동 조립 할 수 있는 멤스 구조물의 조립 및 제작방법이다. 또한, 실리콘 박판에 직립되도록 서로 엇갈리게 결합하는 실리콘 곡선형 걸쇠 구조물을 형성한 뒤, 포토리지스트 패드를 접착, 열처리 과정을 통해 직립 구조물을 자동 조립시킨다.포토리지스트 패드를 이용하는 특별히 고안된 구조들을 사용함으로서, 멤스에서 자주 사용되는 곡선형 구조물이나 직립 구조물을 간편하게 자동 조립할 수 있게 하고, 방법들은 현재의 반도체/멤스 제작 공정에서 배치 프로세스화 될 수 있기 때문에, 공정의 단가를 낮추고 대량생산을 가능하게 하는 장점과, 특별히 고안된 구조들과 방법들을 통해서, 제조되는 소자의 정밀도와 수율을 높일 수 있다.공정을 단순화시킴으로서, 공정 비용을 감소시키고, 대량생산을 가능하다. 원하는 곡률을 가진 구조물을 용이하게 제작할 수 있게 하기 때문에, 다양한 멤스 구조물을 제작할 수 있으며, 멤스 구조물을 제작하기 위한 별도의 공정 설비를 감소시킬 수 있다.20여년의 짧은 역사에도 불구하고 MEMS 산업은 새로운 비즈니스 창출, 고용증대 및 신규 산업 부문으로의 어플리케이션 다양화 등을 통해 앞으로 5년 이내에 약 100억 달러 규모의 거대한 시장을 형성할 것으로 전망되고 있다. 반도체, 기계, 재료 및 전자 등 각종 첨단 공학기술의 집합체인 MEMS 제품에는 비교적 단순한 센서를 비롯하여 밸브 및 노즐 등이 출시되어 있지만, 앞으로 매우 다양한 종류의 새로운 제품이 양산되어 관련업계의 판도가 크게 달라질 전망이다.