JPH10206758A - 薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法 - Google Patents

薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法

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JPH10206758A
JPH10206758A JP9340217A JP34021797A JPH10206758A JP H10206758 A JPH10206758 A JP H10206758A JP 9340217 A JP9340217 A JP 9340217A JP 34021797 A JP34021797 A JP 34021797A JP H10206758 A JPH10206758 A JP H10206758A
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thin film
layer
array
forming
masking layer
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JP9340217A
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Chinkun Kin
珍勲 金
Meigen Boku
明鉉 朴
Keichu Kin
炯仲 金
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WiniaDaewoo Co Ltd
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Daewoo Electronics Co Ltd
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    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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    • GPHYSICS
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    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜アクチュエーテッドミラーの構造的なイ
ンテグリティを向上させ得る薄膜アクチュエーテッドミ
ラーアレイの製造方法を提供する。 【解決】 能動マトリックス310 を準備し、パッシベー
ション層320 、食刻液流入防止層330 及び薄膜犠牲層34
0 を各々能動マトリックス310 の上に蒸着し、第1マス
キング層352 を薄膜犠牲層340 の上に形成し、第1マス
キング層352 に上に第2マスキング層354 を形成し、第
1マスキング層352 及び薄膜犠牲層340 を選択的にエッ
チングして、M×N対の空スロット345 のアレイを形成
し、第1マスキング層352 及び第2マスキング層354 を
取除き、M×N個の駆動構造体430を薄膜犠牲層340 の
上に形成し、薄膜犠牲層340 を取除いて、M×N個の薄
膜アクチュエーテッドミラー301 のアレイ300 を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光投射システムに
関し、特に、そのシステムに用いられ、M×N個の薄膜
アクチュエーテッドミラーの構造的インテグリティを向
上させ得る薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の多様なビデオディスプレイシステ
ムのうち、光投射システムは高画質の画像を大画面で形
成し得るものとして知られている。そのような光投射シ
ステムにおいて、ランプから発せられた光は、例えば、
M×N個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイに一
様に投射される。ここで、各ミラーは各アクチュエータ
に接続されている。これらのアクチュエーターは、印加
された電界信号に応じて変形を起こす、圧電物質または
電歪物質のような電気的に変形可能な物質からなる。
【0003】各ミラーから反射した光線は、例えば、光
学バッフルの開口に入射される。各アクチュエーターに
電気信号を印加することによって、各ミラーの入射光線
に対する相対的な位置が変更されることによって、各ミ
ラーからの反射光線の光路が偏向される。各反射光線の
光路が変わる場合、開口を通じて各ミラーから反射され
た光線の光量が変わることによって光の強さが変調され
る。開口を経て変調された光線は、投射レンズのような
適切な光学装置を介して投射スクリーンに入射し、その
上に像を表示する。
【0004】図1〜図8は、M×N個の薄膜アクチュエ
ーテッドミラー101 よりなるアレイ100 の製造方法を説
明するための概略的な断面図が各々示されている。ここ
で、M及びNは各々正の整数である。このアレイ100
は、本願出願と出願人を同じくする米国特許出願番号第
08/602、928 号明細書に、「THIN FILM ACTUATED MIRRO
R ARRAY FOR USE IN AN OPTICAL PROJECTION SYSTEM 」
との名称で開示されている。
【0005】アレイ100 の製造工程は、基板112 、M×
N個のトランジスタのアレイ(図示せず)及びM×N個
の接続端子114 のアレイを備える能動マトリックス110
を準備することから始まる。各々の接続端子114 はトラ
ンジスタのアレイのうちのいずれか一つに対応して電気
的に接続されている。
【0006】続いて、PSGまたは窒化ケイ素からな
り、厚み0.1 〜2μmのパッシベーション層120 が、能
動マトリックス110 の上にCVD法またはスピンコーテ
ィング法によって形成される。
【0007】次に、図1に示すように、窒化ケイ素から
なり、厚み0.1 〜2μmの食刻液流入防止層130 がパッ
シベーション層120 の上にスパッタリング法またはCV
D法によって蒸着される。
【0008】続いて、図2に示すように、PSGからな
り、平坦な上面を有する薄膜犠牲層140 が、CVD法ま
たはスピンコーティング法、その後、化学機械的ポリッ
シング(CMP)法によって、食刻液流入防止層130 の
上部に形成される。
【0009】その後、図3に示すように、各対において
空スロット145 のうちの何れかの一つが、ドライエッチ
ング法またはウェットエッチング法によって接続端子11
4 のうちのいずれかの一つを取り囲むように、M×N対
の空スロット145 のアレイが薄膜犠牲層140 に形成され
る。
【0010】次に、窒化物、例えば、窒化ケイ素からな
り、厚み0.1 〜2μmの弾性層150が、CVD法によっ
て空スロット145 を有する薄膜犠牲層140 の上に蒸着さ
れる。
【0011】しかる後に、導電性物質、例えば、Pt/Ta
からなり、厚み0.1 〜2μmの第2薄膜層(図示せず)
が、スパッタリング法または真空蒸着法によって弾性層
150の上に形成される。その後、図4に示すように、第
2薄膜層がドライエッチング法によってM×N個の第2
薄膜電極165 のアレイにイソ−カッティングされる。こ
こで、各第2薄膜電極165 は他の第2薄膜電極165 から
電気的に分離されている。
【0012】PZTのような圧電性物質、またはPMN
のような電歪性物質からなり、厚み0.1 〜2μmの電気
的に変形可能な薄膜層170 が、蒸着法、ゾル−ゲル法、
スパッタリング法またはCVD法によってM×N個の第
2薄膜電極165 の上に蒸着される。その後、電気的に変
形可能な薄膜層170 を急速熱焼なまし(RAT:rapidth
ermal annealing)法によって熱処理することによっ
て、相転移を引起こす。
【0013】続いて、図5に示すように、例えば、アル
ミニウム(Al)または銀(Ag)のような導電性及び光反射性
物質からなり、厚み0.1 〜2μmの第1薄膜層180 が、
スパッタリング法または真空蒸着法によって電気的に変
形可能な薄膜層170 の上に形成されることによって、多
層構造体200 を形成する。
【0014】続いて、図6に示すように、各未完成駆動
構造体210 が第1薄膜電極185 、電気的に変形可能な薄
膜部175 、第2薄膜電極165 及び弾性部155 を有するよ
うに、多層構造体200 はフォトリソグラフィー法または
レーザ切断法によって、薄膜犠牲層140 が露出されるま
で、M×N個の未完成駆動構造体210 のアレイにパター
ニングされる。
【0015】続いて、図7に示すように、タングステン
(W)からなるM×N個のコンジット190 のアレイが、
リフトオフ法によって形成される。ここで、各コンジッ
ト190 は電気的に変形可能な薄膜部175 から対応する接
続端子114 の上部まで延在して、M×N個の駆動構造体
220 のアレイを形成する。
【0016】最後に、図8に示すように、エッチング液
または化学液(例えば、フッ化水素(HF)蒸気)を用
いるウェットエッチング法によって、薄膜犠牲層140 が
取り除かれることによって、M×N個の薄膜アクチュエ
ーテッドミラー101 のアレイ100 を形成する。
【0017】前述した従来のM×N個の薄膜アクチュエ
ーテッドミラー101 のアレイ100 の製造方法には幾つか
の欠点がある。空スロット145 は一般的にフォトレジス
トを用いて薄膜犠牲層140 を食刻することによって四角
形状に形成される。電気的に変形可能な薄膜層170 の形
成の際、変形可能な薄膜層170 が熱処理されて相転移が
発生する時、内部でひび割れが生じる空スロットの上に
位置した変形可能な薄膜層170 のアングル部分にストレ
スが集中される。その結果、薄膜アクチュエーテッドミ
ラー101 の構造的なインテグリティを低下させるという
不都合がある。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、薄膜アクチュエーテッドミラーの構造的なイン
テグリティを向上させ得る薄膜アクチュエーテッドミラ
ーアレイの製造方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の好適実施例によれば、光投射システムに
用いられるM×N(M、Nは正の整数)個の薄膜アクチ
ュエーテッドミラーアレイの製造方法であって、基板及
びM×N個の接続端子のアレイを有する能動マトリック
スを準備する第1工程と、パッシベーション層、食刻液
流入防止層及び薄膜犠牲層を各々前記能動マトリックス
の上に蒸着する第2工程と、第1マスキング層を前記薄
膜犠牲層の上に形成する第3工程と、前記第1マスキン
グ層に上に第2マスキング層で形成する第4工程と、前
記第1マスキング層及び前記薄膜犠牲層を選択的にエッ
チングして、M×N対の空スロットのアレイを前記薄膜
犠牲層に形成する第5工程と、前記第1マスキング層及
び前記第2マスキング層を取除く第6工程と、各々が弾
性部、第2薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜層、第1
薄膜電極及びコンジットを有する、M×N個の駆動構造
体を前記薄膜犠牲層の上に形成する第7工程と、前記薄
膜犠牲層を取除いて、前記M×N個の薄膜アクチュエー
テッドミラーアレイを形成する第8工程とを含むことを
特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造
方法が提供される。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
【0021】図9〜図20は、各々、本発明の好適実施
例による光投射システムに用いられるM×N個の薄膜ア
クチュエーテッドミラー301 のアレイ300 の製造方法を
説明するための概略的な断面図である。ここで、M及び
Nは正の整数であり、図9〜図20の中で、同一部分に
は同一の参照符号を付して表示したことに注目された
い。
【0022】アレイ300 の製造工程は、M×N個の接続
端子314 のアレイ及び基板312 を有する能動マトリック
ス310 の準備することから始まる。
【0023】続いて、例えば、PSGまたは窒化ケイ素
からなり、厚み0.1 〜2μmのパッシベーション層320
が、CVD法によって能動マトリックス310 の上部に形
成される。
【0024】次に、窒化ケイ素からなり、厚み1000〜20
00オングストロームの食刻液流入防止層330 が、例え
ば、低圧化学気相成長(LPCVD)法によってパッシ
ベーション層320 の上部に蒸着される。
【0025】しかる後に、図9に示すように、PSGか
らなり、厚み0.5 〜4μmの薄膜犠牲層340 が、食刻液
流入防止層330 の上部に気圧化学気相成長(APCV
D)法、その後、CMP法によって形成される。
【0026】次に、図10に示すように、酸化ケイ素
(SiO2)からなり、厚み500 〜1000オングストロームの
第1マスク層352 が、400 ℃未満の温度の下でプラズマ
促進化学蒸着法(PECVD)によって、薄膜犠牲層34
0 の上部に蒸着される。
【0027】しかる後に、図11に示すように、フォト
レジストからなり、厚み500 〜1000オングストロームの
第2マスク層354 が、スピンコーティング法によって第
1マスク層352 の上部に蒸着される。
【0028】次に、図12に示すように、第2マスク層
354 がエッチング法によって選択的にエッチングされ
る。
【0029】その後、図13に示すように、第1マスク
層352 及び薄膜犠牲層340 がドライエッチング法によっ
てエッチングされることによって、各々が第1マスク層
352と薄膜犠牲層340 との間のエッチング率の差によっ
て台形状に形成されるM×N対の空スロット345 のアレ
イが形成される。
【0030】しかる後に、図14に示すように、第2マ
スク層354 がアッシング法(ashingmethod)によって取
除かれる。
【0031】続いて、図15に示すように、第1マスク
層352 がウェットエッチング法によって取除かれる。こ
こで、台形状に形成された空スロット345 のアングル部
分は順序的なエッチングプロセスによって丸められる。
【0032】続いて、窒化物(例えば、窒化ケイ素)か
らなり、厚み0.1 〜1μmの弾性層360 が、LPCVD
法によって、空スロット345 を有する薄膜犠牲層340 の
上部に蒸着される。
【0033】その後、導電性物質(例えば、Pt/Ta)から
なり、厚み、0.1 〜1μm の第2薄膜層(図示せず)
が、スパッタリング法によって弾性層360 の上部に形成
される。その後、図16に示すように、第2薄膜層はド
ライエッチング法によってM×N個の第2薄膜電極375
のアレイにイソ−カッティングされる。ここで、各第2
薄膜電極375 は他の第2薄膜電極375 から電気的に短絡
されている。
【0034】次に、圧電物質(例えば、PZT )または電
歪物質(例えば、PMN )からなり、厚み0.1 〜1μmの
電気的に変形可能な薄膜層380 が、蒸着法、ゾル−ゲル
法、スパッタリング法及びCVD法によって、M×N個
の第2薄膜電極375 のアレイの上部に蒸着される。その
後、電気的に変形可能な薄膜層380 が、RTA法によっ
て熱処理されることによって、相転移を引起こす。
【0035】続いて、図17に示すように、導電性物質
及び光反射性物質(例えば、AlまたはAg)からなり、厚
み0.1 〜1μmの第1薄膜層390 が、スパッタリング法
によって、電気的に変形可能な薄膜層380 の上部に形成
されることによって、多層構造体410 が形成される。
【0036】しかる後に、図18に示すように、この多
層構造体410 は、薄膜犠牲層340 が露出されるまで、フ
ォトリソグラフィー法またはレーザ切断法によって、各
々が第1薄膜電極395 、電気的に変形可能な薄膜部385
、第2薄膜電極375 及び弾性部365 からなるM×N個
の未完成駆動構造体420 のアレイにパターニングされ
る。
【0037】続いて、M×N個の孔(図示せず)がエッ
チング法によって形成される。ここで、各孔は電気的に
変形可能な薄膜部385 から対応する接続端子314 の上部
まで延在される。図19に示すように、M×N個のコン
ジット400 が、リフト−オフ(lift ‐off)法によって、
各孔をタングステン(W) のような金属で埋め込むことに
よって形成されて、M×N個の駆動構造体430 のアレイ
が形成される。
【0038】最後に、図20に示すように、薄膜犠牲層
340 がエッチング液(例えば、フッ化水素(HF))の
エッチング法によって取り除かれて、M×N個の薄膜ア
クチュエーテッドミラー301 のアレイ300 が形成され
る。
【0039】本発明のM×N個の薄膜アクチュエーテッ
ドミラー301 のアレイ300 の製造方法において、例え
ば、フォトレジストからなる第2マスク層354 が形成さ
れる前に、第1マスク層352 は薄膜犠牲層340 の上部に
形成される。
【0040】例えば、酸化ケイ素からなる第1マスク層
352 と、例えば、PSGからなる第2マスク層354 とを
エッチングすることによって、空スロット345 が第1マ
スク層352 と薄膜犠牲層340 との間のエッチング率の差
によって台形状に形成される。更に、第1マスク層352
の除去の際、台形状に形成された空スロット345 のアン
グル部分が順序的なエッチングプロセスによって丸めら
れる。その結果、電気的に変形可能な薄膜層380 がひび
割れされることを防ぐことができる。
【0041】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【0042】
【発明の効果】従って、本発明によれば、例えば、酸化
ケイ素または窒化ケイ素のような接着性物質からなるマ
スキング層を用いて、空スロットの形成の際、電気的に
変形可能な薄膜層がひび割れされることを防ぐことによ
って、アレイの構造的なインテグリティをより一層向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術によるM×N個の薄膜アクチュエーテ
ッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な
断面図である。
【図2】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図3】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図4】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図5】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図6】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図7】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図8】同じく、その製造方法を説明するための概略的
な断面図である。
【図9】本発明によるM×N個の薄膜アクチュエーテッ
ドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断
面図である。
【図10】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図11】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図12】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図13】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図14】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図15】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図16】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図17】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図18】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図19】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【図20】同じく、その製造方法を説明するための概略
的な断面図である。
【符号の説明】
100 、300 アレイ 101 、301 薄膜アクチュエーテッドミラー 110 、310 能動マトリックス 112 、312 基板 114 、314 接続端子 120 、320 パッシベーション層 130 、330 食刻液流入防止層 140 、340 薄膜犠牲層 145 、345 空スロット 150 、360 弾性層 155 、365 弾性部 165 、375 第2薄膜電極 170 、380 電気的に変形可能な薄膜層 175 、385 電気的に変形可能な薄膜部 0 、390 第1薄膜層 185 、395 第1薄膜電極 190 、400 コンジット 200 、410 多層構造体 210 、420 未完成駆動構造体 220 、430 駆動構造体 350 マスキング層 352 第1マスク層 354 第2マスク層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 炯仲 大韓民国ソウル特別市中区南大門路5街 541番地 大宇電子株式会社 ビデオリサ ーチセンター内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光投射システムに用いられるM×N
    (M、Nは正の整数)個の薄膜アクチュエーテッドミラ
    ーアレイの製造方法であって、 基板及びM×N個の接続端子のアレイを有する能動マト
    リックスを準備する第1工程と、 パッシベーション層、食刻液流入防止層及び薄膜犠牲層
    を各々前記能動マトリックスの上に蒸着する第2工程
    と、 第1マスキング層を前記薄膜犠牲層の上に形成する第3
    工程と、 前記第1マスキング層に上に第2マスキング層を形成す
    る第4工程と、 前記第1マスキング層及び前記薄膜犠牲層を選択的にエ
    ッチングして、M×N対の空スロットのアレイを前記薄
    膜犠牲層で形成する第5工程と、 前記第1マスキング層及び前記第2マスキング層を取除
    く第6工程と、 各々が弾性部、第2薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜
    層、第1薄膜電極及びコンジットを有する、M×N個の
    駆動構造体を前記薄膜犠牲層の上に形成する第7工程
    と、 前記薄膜犠牲層を取除いて、前記M×N個の薄膜アクチ
    ュエーテッドミラーアレイを形成する第8工程とを含む
    ことを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1マスキング層が、酸化ケイ素か
    らなることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュ
    エーテッドミラーアレイの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第2マスク層が、フォトレジストか
    らなることを特徴とする請求項1に記載の薄膜アクチュ
    エーテッドミラーアレイの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記第1マスク層が、プラズマ促進化学
    蒸着法(PECVD)によって蒸着されることを特徴と
    する請求項1に記載の薄膜アクチュエーテッドミラーア
    レイの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第1マスク層が、400 ℃未満の温度
    にて蒸着されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜
    アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1マスク層が、500 〜1000オング
    ストロームの厚みを有することを特徴とする請求項1に
    記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方
    法。
  7. 【請求項7】 前記第2マスク層が、アッシング法によ
    って除去されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜
    アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記第1マスク層が、ドライエッチング
    法によって除去されることを特徴とする請求項1に記載
    の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
  9. 【請求項9】 光投射システムに用いられるM×N
    (M、Nは正の整数)個の薄膜アクチュエーテッドミラ
    ーアレイの製造方法であって、 基板及びM×N個の接続端子のアレイを有する能動マト
    リックスを準備する第1工程と、 パッシベーション層、食刻液流入防止層及び薄膜犠牲層
    を各々前記能動マトリックスの上に蒸着する第2工程
    と、 第1マスキング層を前記薄膜犠牲層の上に形成する第3
    工程と、 前記第1マスキング層に上に第2マスキング層を形成す
    る第4工程と、 前記第2マスキング層を選択的にエッチングする第5工
    程と、 前記第1マスキング層及び前記薄膜犠牲層を選択的にエ
    ッチングして、M×N対の空スロットのアレイを形成す
    る第6工程と、 前記第2マスキング層を取除く第7工程と、 前記第1マスキング層を取除く第8工程と、 弾性層及び第2薄膜層を各々前記薄膜犠牲層の上に形成
    する第9工程と、 電気的に変形可能な薄膜層及び第1薄膜層を各々前記第
    2薄膜層の上に形成して多層構造体を形成する第10工程
    と、 前記多層構造体を、前記薄膜犠牲層が露出されるまで、
    各々が第1薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜部、第2
    薄膜電極及び弾性部を有するM×N個の未完成駆動構造
    体のアレイにパターニングする第11工程と、 各々が前記電気的に変形可能な薄膜部の上部から対応す
    る接続端子の上部まで延在するMxN個のコンジットの
    アレイを形成して、M×N個の駆動構造体のアレイを形
    成する第12工程と、 前記薄膜犠牲層を取除いて、前記M×N個の薄膜アクチ
    ュエーテッドミラーアレイを形成する第13工程とを含む
    ことを特徴とする薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ
    の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第2マスク層が、スピンコーティ
    ング法によって形成されることを特徴とする請求項9に
    記載の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方
    法。
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