KR100220691B1 - The fabrication method for thin film actuated mirror array - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 매트릭스 형태로 형성된 능동 소자, 보호층 및 식각 스톱층을 구비한 구동 기판과, 상기 구동 기판의 상부에 소정 두께의 절연물질을 적층하여 희생층을 형성하는 공정을 포함하여 멤브레인, 하부전극, 상부전극, 변형부 및 상부전극으로 이루어진 복수개의 박막층을 증착하는 공정과, 이들 각 박막층을 소정의 형상으로 패터닝하여 캔틸레버 구조의 액츄에이터를 형성하는 공정을 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 각각의 박막층을 소정의 형상으로 패터닝하기 위한 공정에서 감광막의 모서리가 소정의 경사도를 유지할 수 있도록 하는 그레이 스케일 마스크를 이용한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of a thin film type optical path adjusting device, and more particularly, to a manufacturing method of a thin film type optical path adjusting device comprising a driving substrate having an active element, a protective layer and an etching stop layer formed in a matrix form, A step of depositing a plurality of thin film layers including a membrane, a lower electrode, an upper electrode, a deformed portion, and an upper electrode, and patterning the thin film layers into a predetermined shape to form an actuator having a cantilever structure, The method of manufacturing a thin film optical path adjusting apparatus according to the present invention uses a gray scale mask that allows a corner of a photoresist film to maintain a predetermined inclination in a process for patterning each thin film layer into a predetermined shape.
따라서 본 발명에 따르면 광로조절장치의 액츄에이터를 구성하는 다층박막의 패터닝형성 공정시 각 박막층의 특성에 따라 적절한 감광막의 경사도를 부여하는데 재현성을 높여 수율의 향상을 가져올 수 있다.Therefore, according to the present invention, in the patterning forming process of the multilayer thin film constituting the actuator of the optical path adjusting device, it is possible to improve the yield by increasing the reproducibility in giving an appropriate slope of the photoresist film according to the characteristics of each thin film layer.
Description
본 발명은 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 액츄에이터를 구성하는 다층 박막의 각 층을 소정의 형상으로 패터닝할 때 패터닝되는 감광막의 모서리가 소정의 경사도를 유지할 수 있도록 한 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of a thin film type optical path adjusting device, and more particularly to a thin film type optical path adjusting device capable of maintaining a predetermined degree of inclination of a photoresist film to be patterned when each layer of a multilayer thin film constituting an actuator is patterned into a predetermined shape And a method for producing the same.
화상 표시장치는 표시방법에 따라, 직시형 화상 표시장치와 투사형 화상 표시장치로 구분된다.An image display apparatus is classified into a direct view type image display apparatus and a projection image display apparatus according to a display method.
직시형 화상 표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상 표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비 하는데 한계가 있다.The direct-view type image display device has a CRT (Cathode Ray Tube) or the like. Such a CRT image display device has a good image quality, but has problems such as an increase in weight and thickness, .
투사형 화상 표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 'LCD'라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.The projection type image display apparatus includes a large-screen liquid crystal display (LCD), which can be made thin and thus can be reduced in weight. However, since the loss of light due to the polarizing plate is large in such an LCD, and the thin film transistor for driving the LCD is formed for each pixel, the light efficiency is very low since it has a limit to increase the aperture ratio (light transmission area).
한편, AMA를 이용한 투사형 화상 표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리한 후, 이 광을 액츄에이터들로 이루어진 광로 조절 장치의 구동에 의해 광로를 변경 시킨다. 즉, 액츄에이터들에 실장되어 이 액츄에이터들이 개별적으로 구동되는 것에 의해 기울어지는 거울들에 각각 반사시켜 광로(Light Path)를 변경시키는 것에 의해 광의 양을 조절하여 화면으로 투사시킨다. 그러므로, 화면에 화상이 나타나게된다.On the other hand, the projection type image display apparatus using the AMA separates the white light emitted from the light source into red, green and blue light, and then changes the optical path by driving the optical path adjusting device including the actuators. That is, the actuator is mounted on the actuators, and the actuators are individually driven to reflect mirrors, which are tilted, respectively, thereby changing the light path, thereby adjusting the amount of light and projecting the light onto the screen. Therefore, an image appears on the screen.
상기에서, 액츄에이터는 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어진 변형부가 인가되는 전압에 의해 전계가 발생되어 변형되는 것을 이용하여 거울을 기울게 한다. AMA는 구동방식에 따라 1차원 AMA와 2차원 AMA로 구별된다. 1차원 AMA는 거울들이 M × 1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울 들이 M × N 어레이로 배열되고있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M × 1 개 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M × N 개의 광속들을 투사시켜 화상을 나타내게 된다.In the above, the actuator tilts the mirror by using an electric field generated and deformed by a voltage applied to the deformed portion made of piezoelectric or electrostrictive ceramics. The AMA is classified into a one-dimensional AMA and a two-dimensional AMA according to the driving method. In one-dimensional AMA, mirrors are arranged in an M × 1 array, and in a two-dimensional AMA, mirrors are arranged in an M × N array. Accordingly, the projection type image display apparatus using the one-dimensional AMA linearizes M × 1 light beams using the scanning mirror, and the projection type image display apparatus using the two-dimensional AMA projects an image by projecting M × N light beams.
또한, 액츄에이터는 변형부의 형태에 따라 벌크형(Bulk Type)과 박막형(Thin Film Type)으로 구분된다. 상기 벌크형은 다층 세라믹을 얇게 잘라 내부에 금속전극이 형성된 세라믹웨이퍼(Ceramic Wafer)를 구동기판에 실장한 후 쏘잉(Sawing)등으로 가공하고 거울을 실장한다.In addition, the actuator is classified into a bulky type and a thin film type according to the shape of the deformed portion. In the bulk type, a ceramic wafer, on which a metal electrode is formed by cutting a thin layer of a multilayer ceramic, is mounted on a driving substrate and then processed by sawing or the like, and a mirror is mounted.
그러나, 벌크형 액츄에이터는 액츄에이터들을 쏘잉에 의해 분리하여야 하므로 긴 공정시간이 필요하며, 또한, 변형부의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다.However, since the bulk actuator needs to separate the actuators by sawing, a long process time is required and the response speed of the deformed part is slow.
따라서, 반도체 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형의 액츄에이터가 개발되었다.Therefore, a thin film type actuator that can be manufactured using a semiconductor process has been developed.
이와같은 반도체 공정을 이용한 종래의 일반적인 박막형 광로조절장치가 도 1에 도시되어 있다.A conventional general thin film type optical path adjusting apparatus using such a semiconductor process is shown in FIG.
도시된 바와 같이, 종래의 박막형 광로 조절 장치의 제조방법은 능동 소자(도면상 생략됨)가 매트릭스 형태로 형성된 실리콘 기판(110), 능동 소자가 외부로부터 물리적, 화학적 손상을 입는 것을 방지하기 위해 실리콘 기판(110)상에 형성된 보호층(120) 및 상기 보호층(120)이 이후의 식각 공정에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 보호층(120)상에 형성된 식각 스톱층(130)을 구비한 구동 기판(100)을 포함한다.As shown in the drawing, a conventional method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device includes a silicon substrate 110 in which active elements (not shown) are formed in a matrix form, a silicon substrate 110 in which active elements A protective layer 120 formed on the substrate 110 and an etch stop layer 130 formed on the protective layer 120 to prevent the protective layer 120 from being damaged by a subsequent etching process And a driving substrate (100).
또한, 상기 구동기판(100)상에 희생층(250), 멤브레인(210), 하부 전극(220), 변형부(230) 그리고 상부전극(240)이 소정 형상으로 적층되어 캔틸레버 구조를 갖는 액츄에이터(200)를 포함하여 박막형 광로조절장치가 형성된다.A sacrificial layer 250, a membrane 210, a lower electrode 220, a deformed portion 230 and an upper electrode 240 are stacked in a predetermined shape on the driving substrate 100 to form an actuator having a cantilever structure 200 are formed on the substrate.
한편, 위에서 언급한 다수의 박막층을 소정의 형상으로 패터닝할 때 통상적으로 마스크를 포토리소그래피 공정을 이용한다.On the other hand, when patterning a plurality of thin film layers described above into a predetermined shape, a photolithography process is usually used for the mask.
그런데 종래의 박막형 광로조절장치의 박막층을 패터닝하는데 사용하는 마스크는 빛이 투과되는 부분과 빛이 차단되는 부분으로만 패턴이 형성되어 박막층 표면에 도포된 감광막의 경사도를 조절할 수 없었다.However, the mask used for patterning the thin film layer of the conventional thin-film type optical path adjusting device can not control the inclination of the photoresist film formed on the surface of the thin film layer because the pattern is formed only in the portion where the light is transmitted and the portion in which the light is blocked.
즉, 박막층의 재질에 따라 감광막의 경사도를 적절하게 조절하여야 하는데 종래에는 장비를 이용하여 빛 투과시간을 조절하는 방법 등을 이용하여 왔으나, 장치의 상태에 따라 변화가 심해 재현성이 떨어지는 문제가 있었다.That is, the inclination of the photoresist layer should be appropriately adjusted depending on the material of the thin film layer. Conventionally, a method of adjusting the light transmission time by using the equipment has been used. However, there has been a problem that the reproducibility is poor due to a serious change depending on the condition of the apparatus.
따라서 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박막형 광로조절장치의 액츄에이터를 구성하는 다수의 박막층을 소정의 형상으로 패터닝하는 공정에 있어서, 각 박막층의 특성에 따라 감광막의 경사도를 적절하게 조절함과 아울러 이에 대한 재현성을 향상시킬 수 있는 박막형 광로조절장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for patterning a plurality of thin film layers constituting an actuator of a thin film optical path adjusting apparatus, And an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a thin film type optical path adjusting device capable of improving the reproducibility thereof.
이와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 매트릭스 형태로 형성된 능동 소자, 보호층 및 식각 스톱층을 구비한 구동 기판과, 상기 구동 기판의 상부에 소정 두께의 희생층, 멤브레인, 하부전극, 상부전극, 변형부 및 상부전극으로 이루어진 복수개의 박막층을 증착하는 공정과, 이들 각 박막층을 소정의 형상으로 패터닝하는 공정과, 상기 희생층을 제거하여 캔틸레버 구조의 액츄에이터를 형성하는 공정을 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 각각의 박막층을 소정의 형상으로 패터닝하는 공정에서 패터닝되는 감광막의 가장자리가 소정의 경사도를 갖도록 빛 투과 부분과 반투과 부분 및 빛 차단 부분이 점진적으로 형성된 마스크를 이용하여 패터닝되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절장치의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a driving substrate having an active element, a passivation layer, and an etching stop layer formed in a matrix; a sacrificial layer having a predetermined thickness, A step of depositing a plurality of thin film layers each composed of a deformed portion and an upper electrode, a step of patterning each thin film layer into a predetermined shape, and a step of removing the sacrificial layer to form an actuator having a cantilever structure, Wherein the step of patterning each of the thin film layers is performed using a mask in which a light transmitting portion, a semi-transparent portion and a light shielding portion are gradually formed so that edges of the photoresist patterned to have a predetermined inclination have been gradually formed, The optical path adjusting device according to claim 1,
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 희생층 및 변형부의 감광막의 경사도는 65∼85°의 범위를 유지하는 것이 바람직하며, 상기 하부전극과 상부전극 및 이소 컷팅부의 감광막의 경사도는 40∼65°의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inclination of the photoresist layer of the sacrificial layer and the deformed portion is preferably in the range of 65 to 85 °, and the inclination of the photoresist layer of the lower electrode and the upper electrode and the cut- Is preferably maintained.
도 1은 종래의 박막형 광로조절장치를 보인 단면도1 is a sectional view showing a conventional thin film type optical path adjusting device
도 2A내지 2B는 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정사시도2A to 2B are process perspective views illustrating a manufacturing method of a thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
100 : 구동 기판 110 : 실리콘 기판100: driving substrate 110: silicon substrate
120 : 보호층 130 : 식각 스톱층120: protective layer 130: etch stop layer
210 : 멤브레인 220 : 하부 전극210: Membrane 220: Lower electrode
250 : 희생층 260,370 : 감광막250: sacrificial layer 260,370: photosensitive film
270,370 : 마스크 270a,370a : 빛 투과 부분270, 270: mask 270a, 370a: light-
270b,370b : 반투과 부분 270c,370c : 빛 차단 부분270b, 370b: semi-transparent portion 270c, 370c: light shielding portion
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2A 내지 2B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광로조절장치의 제조 공정을 설명하기 위한 공정사시도이다.2A to 2B are process perspective views illustrating a manufacturing process of an optical path adjusting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
먼저, 반도체 집적 회로 제조 공정에 의하여 MOS와 같은 트랜지스터로 이루어진 복수개의 능동 소자(미도시된)가 매트릭스 구조로 형성된 실리콘 기판(110)상에는 이 후에 수행되는 증착 공정의 고온 분위기 하에서 상기 복수개의 능동 소자가 외부로부터 화학적 또는 물리적 손상을 받는 것을 방지시키기 위하여 고온에서 양호한 유동 특성을 나타내는 PSG 또는 BPSG 재질의 보호층(120)을 증착 공정에 의하여 적층한다.First, a plurality of active elements (not shown) made of transistors such as MOSs are formed on a silicon substrate 110 formed in a matrix structure by a semiconductor integrated circuit manufacturing process, A protection layer 120 made of PSG or BPSG which exhibits good flow characteristics at a high temperature is deposited by a vapor deposition process so as to prevent chemical or physical damage from the outside.
한편, 상기 보호층(120)상에 불산(HF) 용액에 대한 내식성이 양호한 실리콘 질화물(Si3N4) 조성으로 이루어진 식각 스톱층(130)을 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층한다.On the other hand, an etch stop layer 130 of a silicon nitride (Si 3 N 4 ) composition having a good corrosion resistance against a hydrofluoric acid (HF) solution is deposited on the protective layer 120 to a predetermined thickness by a deposition process.
상기 식각 스톱층(130)은 상기 보호층(120)이 액츄에이터(200)를 캔틸레버 구조로 형성시키기 위한 식각 공정에 의해서 식각 용액 예를 들면 불산(HF) 용액에 노출되어 화학적 손상을 입는 것을 방지한다.The etch stop layer 130 prevents the protective layer 120 from being exposed to an etching solution, for example, a hydrofluoric acid (HF) solution to be chemically damaged by an etching process for forming the actuator 200 in a cantilever structure .
한편, 상기 스톱층(130)상에 PSG 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 희생층(250 ; Sacrificial Layer)을 스핀 온 코팅 공정(Spin-On Coating) 또는 CVD 공정에 의하여 소정두께로 적층한 후 패턴형성공정에 의하여 구동기판의 일단이 노출되도록 패터닝하여 상기 희생층(250)을 소정 형상으로 형성한다.On the other hand, a sacrificial layer 250 made of PSG or polycrystalline silicon is deposited on the stop layer 130 to a predetermined thickness by a spin-on coating process or a CVD process, The sacrificial layer 250 is patterned to expose one end of the driving substrate to form a predetermined shape.
상기 희생층(250)의 패턴형성공정에서는 패턴된 감광막의 형상을 따라 희생층(250) 식각시 식각부산물의 제거가 용이하므로 정확한 패턴을 얻기 위해서 감광막(260)의 경사도를 높게 세우는 것이 유리하다.In the pattern formation process of the sacrificial layer 250, it is advantageous to increase the inclination of the photoresist layer 260 in order to obtain an accurate pattern because the etching by-products can be easily removed during the etching of the sacrificial layer 250 along the patterned photoresist layer.
바람직하게는 상기 희생층(250)을 식각하기 위한 감광막(260)의 경사도는 약 65∼85°의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.Preferably, the inclination of the photoresist layer 260 for etching the sacrificial layer 250 is maintained in a range of about 65 to 85 degrees.
또한, 상기와 같이 감광막(260)의 경사도를 조절하기 위한 수단으로서, 마스크(270)의 패턴이 빛 투과 부분(270a)과 빛 차단부분(270c) 사이에 반투과부분(270b)이 점진적으로 형성된 그레이 스케일 마스크를 이용하는 것이 바람직하며, 경사도에 따라 반투과부분의 범위와 반투과 정도를 조절함으로써 소망하는 경사도를 갖는 감광막(260)의 재현성을 높일 수 있다.As a means for adjusting the inclination of the photoresist film 260 as described above, the pattern of the mask 270 may be formed such that the semi-transparent portion 270b is gradually formed between the light transmitting portion 270a and the light blocking portion 270c It is preferable to use a gray scale mask, and the reproducibility of the photoresist film 260 having a desired inclination can be improved by adjusting the range of the semi-transparent portion and the degree of semi-transmission according to the degree of inclination.
이와같이 희생층(250)의 패턴형성공정을 통하여 노출된 상기 구동기판(100)을 포함하는 패턴된 희생층(250) 상에 절연 특성이 양호할 뿐만 아니라 불산(HF) 용액과 같은 식각 용액에 대한 내성이 양호한 실리콘 질화물(SiNx)로 이루어진 멤브레인(210 ; 도 2B에 도시 됨)을 CVD 공정에 의하여 소정 두께로 증착한다.The patterned sacrificial layer 250 including the driving substrate 100 exposed through the pattern forming process of the sacrificial layer 250 is not only excellent in the insulating property but also excellent in the etching property of the etching solution such as a hydrofluoric acid solution A film 210 (shown in FIG. 2B) made of silicon nitride (SiN x ) having good resistance is deposited to a predetermined thickness by a CVD process.
이후 콘택홀 형성 공정에 의하여 구동 기판(100)의 능동 소자(도시 생략된)와 전기적으로 연결된 메탈 패드(미도시 됨)를 노출시킨다.Then, a metal pad (not shown) electrically connected to an active element (not shown) of the driving substrate 100 is exposed by a contact hole forming process.
상기 콘택홀에는 도전성을 갖는 백금(Pt), 티타늄(Ti), 또는 탄탈륨(Ta) 등과 같은 금속을 리프트 오프(lift-off)공정으로 적층하여 콘택트 메탈(미도시 됨)을 형성한다.A metal such as platinum (Pt), titanium (Ti), or tantalum (Ta) having conductivity is stacked on the contact hole by a lift-off process to form a contact metal (not shown).
이후 멤브레인(210)상에 백금(Pt) 또는 탈탄륨(Ta)과 같이 양호한 도전 특성을 나타내는 도전성 금속을 소정 두께로 적층시켜서 하부 전극(220)을 형성시킨다.A conductive metal having a good conductive property such as platinum (Pt) or decalin (Ta) is laminated on the membrane 210 to a predetermined thickness to form the lower electrode 220.
상기 하부 전극(220)은 메탈 패드까지 연결된 콘택트 메탈을 통해 구동 기판(100)의 능동 소자와 전기적으로 연결되어 신호 전극의 기능을 갖는다.The lower electrode 220 is electrically connected to the active element of the driving substrate 100 through a contact metal connected to the metal pad, and functions as a signal electrode.
이때 금속성 재질로 증착되는 하부전극(220)의 패턴형성공정은 감광막(360)의 경사도에 따라 영향을 많이 받게되며, 도 2B에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 약 40∼65°의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.In this case, the pattern forming process of the lower electrode 220 deposited with a metallic material is greatly influenced by the inclination of the photoresist layer 360. As shown in FIG. 2B, the pattern forming process is preferably performed in a range of about 40 to 65 degrees .
즉, 경사도가 65°이상이 되면 식각공정시 감광막(360)의 측벽에 메탈 폴리머가 형성되며 이와같은 메탈 폴리머는 잔류되는 경우가 많아 후속공정으로 형성되는 박막층과 쇼트를 유발하게 되며, 경사도가 40°이하로 너무 완만하면 식각공정후 메탈 폴리머의 형성은 억제되나 패턴이 모호해지는 문제를 야기한다.That is, when the inclination is 65 ° or more, a metal polymer is formed on the side wall of the photoresist layer 360 during the etching process, and such a metal polymer is often left behind, resulting in a thin film layer formed in a subsequent process, °, the formation of the metal polymer is suppressed after the etching process, but the pattern becomes ambiguous.
또한, 상기와 같이 감광막(360)의 경사도를 조절하기 위한 수단으로서, 마스크(370)의 패턴이 빛 투과 부분(370a)과 빛 차단부분(370c) 사이에 반투과부분(370b)이 점진적으로 형성된 그레이 스케일 마스크를 이용하는 것이 바람직하며, 경사도에 따라 반투과부분의 범위와 반투과 정도를 조절함으로써 소망하는 경사도를 갖는 감광막(360)의 재현성을 높일 수 있다.As a means for adjusting the inclination of the photoresist film 360 as described above, a pattern of the mask 370 is formed between the light transmitting portion 370a and the light intercepting portion 370c in such a manner that a semi-transparent portion 370b is gradually formed It is preferable to use a gray scale mask, and the reproducibility of the photoresist film 360 having a desired inclination can be improved by adjusting the range of the transflective portion and the degree of semi-transmission according to the degree of inclination.
한편, 전기적 신호를 화소 단위로 분리시키기 위해 액츄에이터와 이웃하는 액츄에이터를 연결하는 하부전극(220)의 일단에 반응성 이온 식각 공정(R.I.E.)으로 식각한 후 절연물을 삽입하여 이소 컷팅부(미도시 됨)를 형성한다.Meanwhile, in order to separate the electric signal into pixel units, one end of the lower electrode 220 connecting the actuator and the actuator adjacent thereto is etched by a reactive ion etching process (RIE), and then an insulating material is inserted into the cutout portion (not shown) .
상기 이소 컷팅부를 형성하기 위한 패턴형성공정 또한 감광막(도면상 미도시)의 경사도를 약 40∼65°의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.It is also preferable that the inclination degree of the photoresist film (not shown in the drawing) is kept within a range of about 40 to 65 degrees in the pattern forming step for forming the iso-cutting portion.
이후, 상기 하부 전극(220)상에 압전 특성을 나타내는 세라믹 재료를 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시켜서 변형부(미도시 됨)를 형성한다.Thereafter, a ceramic material exhibiting piezoelectric characteristics is laminated on the lower electrode 220 to a predetermined thickness by a deposition process to form a deformed portion (not shown).
상기 변형부를 구성하는 세라믹 재료는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb,La)(Zr,Ti) O3조성의 압전 세라믹 또는 Pb(Mg,Nb)O3조성의 전왜 세라믹으로 이루어져 있고 상기 증착 공정은 스퍼터링 증착 공정 또는 화학 기상 증착 공정 또는 졸-겔 공정에 의하여 형성된다.Ceramic material constituting the said deformation is a electrostrictive ceramic of BaTiO 3, Pb (Zr, Ti ) O 3, (Pb, La) (Zr, Ti) O piezoelectric ceramic or Pb (Mg, Nb) of three compositions O 3 Composition And the deposition process is formed by a sputter deposition process or a chemical vapor deposition process or a sol-gel process.
한편, 상기 변형부의 패턴형성공정은 도 2A에 도시된 바와 같이, 상기 희생층(250)과 마찬가지로 식각부산물의 제거가 용이하므로 가급적 감광막(260)의 경사도를 급격하게 형성하는 것이 정확한 패턴을 형성하는데 유리하므로 약 65°∼ 85°를 유지하도록 하는 그레이 스케일 마스크(270)를 이용하는 것이 바람직하다.2A, as in the case of the sacrificial layer 250, it is easy to remove etching by-products, so that it is possible to form a precise pattern by rapidly forming the inclination of the photoresist layer 260 It is preferred to use a gray scale mask 270 that maintains about 65 [deg.] To 85 [deg.].
이 후 상기 변형부상에 물리 기상 증착 공정(PVD)에 의하여 전기 전도도 특성이 양호할 뿐만 아니라 반사 특성이 양호한 알루미늄(Al) 또는 백금(Pt) 및 티타늄(Ti)과 같은 금속으로 이루어진 상부전극(도면상 미도시)을 소정 두께로 형성하여 액츄에이터의 구동부를 틸팅시키기 위한 공통 전극으로 작용할 뿐만 아니라, 반사 특성을 갖는 반사면으로 작용하도록 한다.An upper electrode made of a metal such as aluminum (Al) or platinum (Pt) and titanium (Ti) having a good electrical conductivity property by a physical vapor deposition process (PVD) Not only serves as a common electrode for tilting the actuator of the actuator, but also acts as a reflecting surface having a reflection characteristic.
한편, 금속성 재질로 이루어지는 상부전극(미도시 됨)의 패턴형성공정도 도 2B에 도시된 바와 같이, 상기 하부전극(220)과 마찬가지로 메탈 폴리머의 영향을 많이 받으므로 약 40∼65°의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as shown in FIG. 2B, the patterning process of the upper electrode (not shown) made of a metallic material is also affected by the metal polymer in the same manner as the lower electrode 220, .
이 후 상기 액츄에이터를 소정 형상으로 형성시키기 위해 상기 복수개의 층들의 일부를 식각 공정으로 패터닝하여 상기 희생층(250)의 일부가 노출되도록 한 후 보호막(미도시 됨)을 형성한다.Then, in order to form the actuator into a predetermined shape, a part of the plurality of layers is patterned by an etching process so that a part of the sacrifice layer 250 is exposed to form a protective film (not shown).
상기 보호막은 상기 희생층(250)을 습식 식각 공정에 의하여 제거할 때 상기 액츄에이터의 측면이 상기 식각 용액에 노출되어서 각 층들이 박리되는 것을 방지하기 위한 것으로 불산(HF) 용액에 대한 내식성이 양호한 폴리머(Polymer)로 이루어진다.When the sacrificial layer 250 is removed by a wet etching process, the protective layer is formed to prevent the sides of the actuator from being exposed to the etching solution to peel off the layers. The protective film is a polymer having good corrosion resistance to a hydrofluoric acid solution (Polymer).
이후, 상기 희생층(250)은 등방성 식각 특성이 양호하게 나타나는 습식식각 공정에 의하여 제거되어 캔틸레버 구조를 갖는 액츄에이터가 형성된다.Thereafter, the sacrificial layer 250 is removed by a wet etching process in which the isotropic etching property is favorable, thereby forming an actuator having a cantilever structure.
한편, O2에싱(Ashing)공정에 의하여 상기 액츄에이터의 상부전극 상면에 소정 두께로 잔존하는 상기 보호막을 제거하여 상기 상부전극을 노출시켜 액츄에이터의 반사면으로 작동할 수 있게 한다.On the other hand, the protective film remaining on the upper surface of the upper electrode of the actuator at a predetermined thickness is removed by an O 2 ashing process to expose the upper electrode to operate as a reflective surface of the actuator.
상기와 같은 제조방법으로 이루어지는 액츄에이터는 외부의 제어 시스템으로부터 구동 기판(100)에 내장되어 있는 능동 소자를 통하여 상기 액츄에이터의 상부전극 에 전기적 신호가 인가되면 상기 하부 전극(220)과 상기 상부전극 사이에 소정 크기의 전위차가 발생되고 이러한 전위차 발생에 의해 상기 변형부는 압전 변형을 나타내며 이에 의하여 복수개의 액츄에이터가 개별적으로 구동하게 된다.When an electrical signal is applied from the external control system to the upper electrode of the actuator through the active element built in the driving substrate 100, the actuator having the above-described manufacturing method is provided between the lower electrode 220 and the upper electrode A potential difference of a predetermined magnitude is generated. By the generation of the potential difference, the deformed portion exhibits piezoelectric deformation, whereby a plurality of actuators are individually driven.
즉, 반사면으로 작용하는 상기 상부전극의 표면으로 입사된 광원의 백색광은 상기 액츄에이터의 구동에 의하여 변경된 광로를 따라 반사되어서 도시되어 있지 않은 스크린상에 화상을 표시하게 된다.That is, the white light of the light source incident on the surface of the upper electrode serving as the reflective surface is reflected along the optical path changed by the driving of the actuator, thereby displaying an image on a screen not shown.
이상, 상기 내용은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. .
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 광로조절장치의 액츄에이터를 구성하는 다층박막의 패터닝형성공정시 각 박막층의 특성에 따라 적절한 감광막의 경사도를 부여하는데 재현성을 높여 수율의 향상을 가져올 수 있다.As described above, according to the present invention, in the patterning forming process of the multilayer thin film constituting the actuator of the optical path adjusting device, the inclination of the appropriate photoresist film is given according to the characteristics of each thin film layer, thereby improving the reproducibility and improving the yield.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019960042750A KR100220691B1 (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | The fabrication method for thin film actuated mirror array |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019960042750A KR100220691B1 (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | The fabrication method for thin film actuated mirror array |
Publications (2)
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| KR100220691B1 true KR100220691B1 (en) | 1999-09-15 |
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ID=19475511
Family Applications (1)
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| KR1019960042750A KR100220691B1 (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | The fabrication method for thin film actuated mirror array |
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1996
- 1996-09-25 KR KR1019960042750A patent/KR100220691B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR19980023294A (en) | 1998-07-06 |
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