JPH11503843A - 薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイは、能動マトリックス、絶縁層、食刻液流入防止層及びＭ×Ｎ個の駆動構造体のアレイを備え、各駆動構造体は遠位端におけるチップと駆動構造体を通じて貫通するエッチング開口とを有し、水平ストライプを有する第１薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜部、第２薄膜電極、弾性部及びコンジットを有しており、水平ストライプ、チップ及びエッチング開口は各薄膜アクチュエーテッドミラーの光効率性を増大させ、洗浄処理の際に用いられたリンス液を除去し、且つ、薄膜犠牲層をより一層容易に除去するために形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ及びその製造方法発明の技術分野 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るＭ×Ｎ個 の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ及びその製造方法に関する。背景技術 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 映像を大画面で提供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線は、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の上に一様に入射される。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。 各ミラーから反射された光線は、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調節される。開口を通して調 節された光線は、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 投射され、その上に像を表す。 図１Ａ〜図１Ｇには、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08/430,628号明細書に、「THIN FILM ACTUATED MIRROR ARRAY」との名称で開示されている。 アレイ100 の製造工程は、上面を有し、基板12、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14のアレイを備える能動マトリックス 10を準備することから始まる。 その後、能動マトリックス10の上面に薄膜犠牲層24が形成される。この薄膜犠 牲層24の形成は、薄膜犠牲層24が金属からなる場合はスパッタリング法または蒸 着法を、ＰＳＧからなる場合は化学気相成長法（ＣＶＤ）またはスピンコーティ ング法を、ポリシリコンからなる場合にはＣＶＤ法を各々用いて行われる。 その後、図１Ａに示すように、薄膜犠牲層24により取り囲まれたＭ×Ｎ個の支 持部材22のアレイを有する支持層20が形成される。即ち、この支持層20は最初、 各々が各接続端子14の周囲に位置するＭ×Ｎ個の空スロットのアレイ（図示せず ）をフォトリソグラフィー法を用いて薄膜犠牲層24の上に形成し、各接続端子14 の周囲に位置した各空スロットに支持部材22をスパッタリング法またはＣＶＤ法 を用いて形成することによって形成される。支持部材22は絶縁性物質からなる。 続いて、支持部材22のように絶縁性物質からなる弾性層30が、支持層20の上に ゾル−ゲル(sol-gel)法、スパッタリングまたはＣＶＤ法を用いて形成される。 しかる後、図１Ｂに示すように、金属からなるコンジット26が各支持部材22に 形成される。このコンジット26は、最初、エッチング法を用いて、各々が弾性層 30の上部から各接続端子14の上部まで延在するＭ×Ｎ個の孔のアレイ（図示せず ）を生成し、各孔内に金属を埋め込んで形成される。 次に、導電性物質からなる第２薄膜層40が、スパッタリング法を用いて、コン ジット26を含む弾性層30の上に形成される。この第２薄膜層40は、支持部材22に 形成されたコンジット26を通じて各トランジスタに電気的に接続されている。 その後、図１Ｃに示したように、例えば、ＰＺＴのような圧電物質からなる電 気的に変形可能な薄膜層50がスパッタリング法、ＣＶＤ法またはゾル−ゲル法を 用いて第２薄膜層40の上に形成される。 続いて、図１Ｄに示したように、変形可能な薄膜層50、第２薄膜層40及び弾性 層30が、フォトリソグラフィー法またはレーザトリミング法を用いて支持層20に おける薄膜犠牲層24が露出されるまで、各々Ｍ×Ｎ個の電気的に変形可能な薄膜 部55のアレイ、Ｍ×Ｎ個の第２薄膜電極45のアレイ及びＭ×Ｎ個の弾性部35のア レイにパターニングされる。第２薄膜電極45の各々は、各支持部材22に形成され た各コンジット26を通じて各トランジスタに電気的に接続されて、各薄膜アクチ ュエーテッドミラー101 において信号電極としての働きを果たす。 次に、各変形可能な薄膜部55がＰＺＴからなる場合、薄膜部55は例えば、略65 0℃の高温にて熱処理されて、相転移が生じることによって、Ｍ×Ｎ個の熱処理 済みの構造体のアレイ（図示せず）が形成される。この場合、各変形可能な薄膜 部55が十分に薄くなっているため、薄膜部55が圧電物質から作られる場合は別に 分極する必要はない。これは、薄膜アクチュエーテッドミラー101 の駆動の際に 印加された電気信号によって分極できるからである。 次に、導電性及び光反射性物質からなるＭ×Ｎ個の第１薄膜電極65のアレイが 、図１Ｅに示すように、最初、導電性及び光反射性物質からなり、Ｍ×Ｎ個の熱 処理済みの構造体の上部を完全に覆い、支持層20における露出された薄膜犠牲層 24を有する層60をスパッタリング法を用いて形成し、その後、エッチング法を用 いて該層60を選択的に取り除くことによって、Ｍ×Ｎ個の熱処理済みの構造体の アレイにおける変形可能な薄膜部55の上に形成される。かくして、Ｍ×Ｎ個の薄 膜アクチュエーテッドミラー構造体111 のアレイ110 が形成される。図１Ｆに示 すように、各アクチュエーテッドミラー構造体111 は、一つの上面及び四つの側 面を有する。各第１薄膜電極65は、薄膜アクチュエーテッドミラー101 において バイアス電極だけでなく、ミラーとしても作用する。 その後、各アクチュエーテッドミラー構造体111 における一つの上面及び四つ の側面を完全に覆う薄膜保護層（図示せず）が形成される。 その後、支持層20における薄膜犠牲層24が、エッチング法によって取り除かれ る。最後に、図１Ｇに示すように、薄膜保護層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 が形成される。 しかしながら、前述した従来技術の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。一般に、薄膜犠牲層24の 除去に続いては、蒸発によって取り除かれるリンス液を用いて、その除去に使用 したエッチング液または化学液の洗浄処理（すすぎ洗い）が行われる。リンス液 を除去する間、リンス液の表面張力によって弾性部35が能動マトリックス10の下 の方に湾曲して能動マトリックス10に接触することによって、各薄膜アクチュエ ーテッドミラー101 の性能に悪影響を及ぼす。その結果、薄膜アクチュエーテッ ドミラー101 のアレイ100 の駆動性能を低下させるという不都合がある。 更に、支持層20における薄膜犠牲層24を取り除いて、エッチング法を用いて各 薄膜アクチュエーテッドミラー101 の駆動空間を形成するために、エッチング液 または化学液が薄膜保護層で覆われているアクチュエーテッドミラー構造体111 の間のギャップを通じて挿入される。しかしながら、支持層20における薄膜犠牲 層24を完全に取り除くためには非常に長い時間がかかり、更に薄膜犠牲層24が完 全に取り除かれないこともあり、意図した駆動空間に薄膜犠牲層24の残存物が残 されることになり、薄膜アクチュエーテッドミラー101 の性能低下をもたらす。 そのように、薄膜アクチュエーテッドミラー101 が十分に影響される場合、これ によってもまた、アレイ100 の全体的な性能が低下することになる。 更に、上記の製造方法に関する問題点の他にも、各薄膜アクチュエーテッドミ ラー101 が電気的に変形可能な薄膜部55に印加された電界信号に応じて変形され る時、該アレイに取り付けられてミラーとして機能する第１薄膜電極65も変形さ れることになる。その結果、光線の反射面が湾曲されることによって、アレイ10 0 の全体的な光効率性が低下するという不都合がある。発明の開示 従って、本発明の目的は、アレイ製造過程の際に用いたリンス液を除去する時 、弾性部材の能動マトリックスへの接触現象を防止し得る、新規な構造を有する Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイを提供することにある。 本発明の他の目的は、アレイ製造過程の際に薄膜犠牲層をより一層完全に、効 果的に除去し得る、新規な構造を有するＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラ ーアレイを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、向上された光効率性を有するＭ×Ｎ個の薄膜アクチ ュエーテッドミラーアレイを提供することにある。 本発明の更なる目的は、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製 造方法を提供することにある。 上記の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、光投射システムに 用いられるＭ×Ｎ（Ｍ及びＮは各々正の整数）個の薄膜アクチュエーテッドミラ ーのアレイであって、 基板、各々がＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイにおいて対応するトランジスタ に電気的に接続されるＭ×Ｎ個の接続端子のアレイ、該Ｍ×Ｎ個のトランジスタ のアレイを有する能動マトリックスと、 前記能動マトリックス上に形成されるパッシベーション層と、 前記パッシベーション層の上に形成される食刻液流入防止層と、 各々が近位端及び遠位端を有し、該遠位端におけるチップと駆動構造体を通じ て貫通するエッチング開口とを有し、第１薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜部 、第２薄膜電極、弾性部及びコンジットを有するＭ×Ｎ個の駆動構造体のアレイ とを含むことを特徴とし、 前記第１薄膜電極は前記電気的に変形可能な薄膜部の上に位置し、水平ストラ イプによって駆動部と光反射部とに電気的に分離され、前記駆動部は電気的に接 地されることによって、前記駆動部はミラー及びバイアス電極として作用し、前 記光反射部はミラーとして作用し、前記電気的に変形可能な薄膜部は前記第２薄 膜電極の上に位置し、前記第２薄膜電極は前記弾性部の上に位置し、前記第２薄 膜電極は前記コンジット及び前記接続端子を通じて対応するトランジスタに電気 的に接続され、他の薄膜アクチュエーテッドミラーにおける前記第2薄膜電極と 電気的に分離されることによって、前記第２薄膜電極が信号電極として作用する ようにし、前記弾性部は前記第２薄膜電極の下に位置し、その近位端における下 部が能動マトリックスの上に前記食刻液流入防止層及びパッシベーション層を部 分的に介在して挿入されることによって、前記駆動構造体を片持ちし、前記コン ジットが前記電気的に変形可能な薄膜部から対応する接続端子の上部まで延在し て、前記第２薄膜電極を前記接続端子に電気的に接続させることを特徴とするＭ ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイが提供される。 本発明の他の実施例によれば、光投射システムに用いられる、各々が画素に対 応する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のアレイ の製造方法であって、 基板、各々がＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイにおいて対応するトランジスタ に電気的に接続されるＭ×Ｎ個の接続端子のアレイ、該Ｍ×Ｎ個のトランジスタ 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を前記能動マトリックスの上に蒸着する第２工程と、 食刻液流入防止層を前記パッシベーション層の上に蒸着する第３工程と、 上面を有する薄膜犠牲層を前記食刻液流入防止層の上に蒸着する第４工程と、 前記薄膜犠牲層の上面を平坦にする第５工程と、 各対において空スロットの何れか一つが前記接続端子の何れか一つを取り囲む ように、Ｍ×Ｎ対の空スロットを前記薄膜犠牲層に形成する第６工程と、 弾性層及び第２薄膜層を前記空スロットを有する前記薄膜犠牲層の上に順次に蒸 着する第７工程と、 前記第２薄膜層を、各々が互いに電気的に分離されるＭ×Ｎ個の第２薄膜電極 にイソ−カッティングする第８工程と、 電気的に変形可能な薄膜層及び第１薄膜層を順次に前記Ｍ×Ｎ個の第２薄膜電 極のアレイの上に順次に蒸着することによって、多層構造体を形成する第９工程 と、 前記薄膜犠牲層が露出されるまで、前記多層構造体を、各々が遠位端における チップと該アクチュエーテッドミラー構造体を通じて貫通するエッチング開口と を有し、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個のアクチュエーテッドミラー構造体のアレイにパターニングする 第10工程であって、前記第１薄膜電極は水平ストライプによって駆動部と光反射 部とに電気的に分離させ、該駆動部は電気的に接地される、当該第10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Ｍ×Ｎ個の孔のアレイを形成する第11工程と、 前記各孔内を金属で埋め込んでコンジットを形成して、Ｍ×Ｎ個の未完成構造 のアクチュエーテッドミラーのアレイを形成する第12工程と、 前記能動マトリックスにおいて切開部(incision)を形成して、前記能動マトリ ックスをセミダイシング(semi-dicing)する第13工程と、 前記各未完成構造のアクチュエーテッドミラーを前記薄膜保護層で完全に覆う 第14工程と、 前記薄膜犠牲層を、前記各未完成構造のアクチュエーテッドミラーにおける前 記エッチング開口及び前記未完成構造のアクチュエーテッドミラーの間のギャッ プに挿入されるエッチング液または化学液を用いて取り除く第15工程と、 前記薄膜保護層を取り除く第16工程と、 前記能動マトリックスを所望の形状に完全にダイシングして、前記Ｍ×Ｎ個の 薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイを形成する第17工程とを含むことを特徴 とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造方法が提供され る。図面の簡単な説明 図１Ａ〜図１Ｇは、従来のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ の製造方法を説明するための概略的な断面図であり、 図２は、本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの断 面図であり、 図３Ａ〜図３Ｎは、図２に示すＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのア レイの製造方法を説明するための概略的な断面図であり、 図４Ａ〜図４Ｄは、図２に示す各薄膜アクチュエーテッドミラーを構成する薄 膜層の平面図である。発明の実施の様態 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。 図２は、光投射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 301 のアレイ300 の断面図であり、図３Ａ〜図３Ｎは各々そのアレイ300 の製造 方法を説明するための断面図であり、図４Ａ〜図４Ｄは、各々各薄膜アクチュエ ーテッドミラー301 を構成する薄膜層の平面図である。ここで、Ｍ及びＮは各々 正の整数である。各図中で、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。 図２は、本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー301 のアレイ 300 の断面図であって、アレイ300 は能動マトリックス210、パッシベーション( passivation)層220（不活性層）、食刻液流入防止層230 及びＭ×Ｎ個の駆動構 造体200 から構成されている。 能動マトリックス210 は、基坂212、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214 のアレイを備える。各接続端子214 は、トラ ンジスタのアレイにおける対応するトランジスタに電気的に接続される。 ＰＳＧまたは窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜２μｍを有するパッシベーション 層220 が、能動マトリックス210 の上部に位置する。 窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜２μｍを有する食刻液流入防止層230 がパッ シベーション層220 の上に形成される。 各駆動構造体200 は近位端及び遠位端を有し、該遠位端寄りに形成されたチッ プ（図示せず）と該チップを通じて貫通するエッチング開口（図示せず）とを更 に有する。各駆動構造体200 は、第１薄膜電極285、電気的に変形可能な薄膜部2 75、第２薄膜電極265、弾性部255 及びコンジット295 から構成されている。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る 第１薄膜電極285 は、電気的に変形可能な薄膜部275 上に位置し、水平ストライ プ(stripe)287 によって駆動部190 と光反射部195 とに分けられる。ここで、水 平ストライプ287 は、駆動部190 及び光反射部195 を電気的に分離させる。駆動 部190 は電気的に接地されて、ミラーだけでなく共通バイアス電極として作用し 、光反射部195 はミラーとして作用する。例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺ Ｔ）のような圧電物質または硝酸マグネシウム鉛（ＰＭＮ）のような電歪物質か らなる電気的に変形可能な薄膜部275 が、第２薄膜電極265 の上に位置する。例 えば、白金／タンタル(Pt/Ta)のような導電性物質からなる第２薄膜電極26は、 弾性部255 の上に位置し、コンジット295 及び接続端子214 を通じて対応するト ランジスタに電気的に接続され、他の薄膜アクチュエーテッドミラー301 の第２ 薄膜電極265 と電気的に分離されることによって、信号電極として作用し得る。 例えば、窒化ケイ素のような窒化物からなる弾性部255 は、第２薄膜電極265 の 下の方に位置される。アレイにおける近位端の下部は能動マトリックス210 の上 に食刻液流入防止層230 及びパッシベーション層220 を部分的に介在して挿入さ れる（連結される）ことによって、駆動構造体200 を片持ちする。例えば、タン グステン（Ｗ）のような金属からなるコンジット295 が、電気的に変形可能な薄 膜部275 の上部から対応する接続端子214 の上部まで延在することによって、第 ２薄膜電極265 を接続端子214 に電気的に接続させる。電気的に変形可能な薄膜 部275 及び各薄膜アクチュエーテッドミラー301 における電気的に変形可能な 薄膜部275 の上に位置した第１薄膜電極285 の上部から下の方へ延在するコンジ ット295 は、互いに電気的に分離されている。 図３Ａ〜図３Ｎには、図２に示すＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー30 1 のアレイ300 の製造方法を説明するための断面図が各々示されている。 図３Ａに示すように、アレイ300 の製造プロセスは、基坂212、Ｍ×Ｎ個の接 続端子214 のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイ（図示せず）を備える 能動マトリックス210 を準備することから始まる。基坂212 は、例えば、シリコ ンウェーハのような絶縁性物質からなる。各接続端子214 は、トランジスタのア レイにおいて対応するトランジスタに電気的に接続される。 続いて、図３Ｂに示すように、例えば、ＰＳＧ(phosphor-silicate glass)ま たは窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜２μｍを有するパッシベーション層220 が 、ＣＶＤまたはスピンコーティング法を用いて能動マトリックス210 上に形成さ れる。 しかる後に、図３Ｃに示すように、窒化ケイ素からなり、厚み0.1〜２μｍを 有する食刻液流入防止層230 が、例えば、スパッタリング法またはＣＶＤ法を用 いてパッシベーション層220 の上に蒸着される。 図３Ｄに示すように、薄膜犠牲層240 が食刻液流入防止層230 の上に形成され る。この薄膜犠牲層240 が金属から作られる場合はスパッタリング法または蒸着 法を用いて、ＰＳＧから作られる場合にはＣＶＤ法またはスピンコーティング法 を用いて、ポリシリコンから作られる場合にはＣＶＤ法を用いて形成される。薄 膜犠牲層240 は上面を有する。 次に、図３Ｅに示すように、薄膜犠牲層240 の上面が、スピンオングラス（Ｓ ＯＧ:spin on glass）法または化学機械的ポリッシング（ＣＭＰ:Chemical mech anical polishing）法、次にスクラビング(scrubbing)法を用いて平らに作られ る。 続いて、図３Ｆに示すように、各対において空スロットのうちの何れか一つが 、ドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いて接続端子214 のうち のいずれか一つを取り囲むように、Ｍ×Ｎ対の空スロット245 のアレイが薄膜犠 牲層240 に形成される。 次に、図３Ｇに示すように、窒化物、例えば、窒化ケイ素からなり、厚み0.1 〜２μｍを有する弾性層250 が、ＣＶＤ法を用いて空スロットを有する薄膜犠牲 層240 の上に蒸着される。蒸着の間、弾性層250 内の応力は、時間関数に対して ガスの比率を変化することによって調節される。 しかる後に、図３Ｈに示すように、導電性物質、例えば、Pt/Ta からなり、厚 み0.1〜２μｍを有する第２薄膜層（図示せず）が、スパッタリング法または真 空蒸着法を用いて弾性層250 の上に形成される。その後、第２薄膜層がドライエ ッチング法を用いてＭ×Ｎ個の第２薄膜電極265 のアレイにイソ−カット(iso‐ cut)される。ここで、各第２薄膜電極265 は他の第２薄膜電極265 から電気的に 分離されている。 図３Ｉに示すように、例えば、ＰＺＴのような圧電性物質または例えば、ＰＭ Ｎのような電歪性物質からなり、厚み0.1〜２μｍを有する電気的に変形可能な 薄膜層270 が、蒸着法、ゾル−ゲル法、スパッタリング法またはＣＶＤ法を用い てＭ×Ｎ個の第２薄膜電極265 の上に蒸着される。その後、電気的に変形可能な 薄膜層270 を急速熱焼なまし（ＲＡＴ:rapid thermal annealing）法を用いて熱 処理することによって、相転移を引起こす。 電気的に変形可能な薄膜層270 が十分に薄いため、もし、変形可能な薄膜層27 0 が圧電物質からなる場合、薄膜アクチュエーテッドミラー301 の駆動の際に印 加された電気信号によって分極できるので別の分極は必要でない。 続いて、図３Ｊ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を有する第１薄膜層280 が、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて電気的に変形可能な薄膜層270 の上に形成される。 次に、図３Ｋに示すように、各アクチュエーテッドミラー構造体345 がアクチ ュエーテッドミラー構造体の遠位端におけるチップ（図示せず）と該チップを通 じて貫通するエッチング開口（図示せず）とを有するように、多層構造体350 は フォトリソグラフィー法またはレーザ切断法を用いて、薄膜犠牲層240 が露出さ れるまで、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラー構造体345 のアレイ340 にパタ ーニングされる。各アクチュエーテッドミラー構造体345 は、第１薄膜電極285 、 電気的に変形可能な薄膜部275、第２薄膜電極265 及び弾性部255 を備える。第 １薄膜電極285 は水平ストライプ287 によって駆動部190 と光反射部195 とに分 けられる。ここで、水平ストライプ287 は駆動部190 及び光反射部195 を電気的 に分離させ、駆動部190 は電気的に接地される。 次に、図３Ｌに示すように、各々が電気的に変形可能な薄膜部275 の上から対 応する接続端子14の上部まで延在するＭ×Ｎ個の孔290 のアレイが、エッチング 法を用いて形成される。 続いて、図３Ｍに示すように、コンジット295 が例えば、リフトオフ法を用い て各孔290 内を金属(例えば、タングステン(Ｗ))で埋め込んで形成されて、Ｍ× Ｎ個の未完成構造のアクチュエーテッドミラー335 のアレイ330 を形成する。 次に、能動マトリックス210 の大略1/3 の厚みの深さを有する切開部(incisio n)（図示せず）が、フォトリソグラフィー法を用いて作られる。この過程はセミ ダイシング(semi-dicing)法としても知られている。 続いて、薄膜保護層（図示せず）を用いて、各未完成構造のアクチュエーテッ ドミラー335 を完全に覆う。 その後、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を用いて、薄膜犠牲層240 が取り除かれる。これらの エッチング液または化学液が、各未完成構造のアクチュエーテッドミラー335 に おけるエッチング開口と未完成構造のアクチュエーテッドミラー335 の間のギャ ップとを通じて挿入されて、各薄膜アクチュエーテッドミラー301 の駆動空間を 形成する。 次に、薄膜保護層が取り除かれる。 最後に、図３Ｎに示すように、能動マトリックス210 がフォトリソグラフィー法 またはレーザ切断法を用いて完全に所望の形状にダイシングされることによって 、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー301 のアレイ300 を形成する。 図４Ａ〜図４Ｄには、本発明によって各薄膜アクチュエーテッドミラー301 を 構成する第１薄膜電極285、電気的に変形可能な薄膜部275、第２薄膜電極265 及 び弾性部255 が各々示されている。各薄膜層が、その遠位端にてチップ205 とエ ッチング開口289 とを有する。図４Ｃに示すように、第２薄膜電極265 はアレ イ300 において他の薄膜アクチュエーテッドミラー301 の第２薄膜電極265 と電 気的に分離されている。 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 及びその 製造方法において、各薄膜アクチュエーテッドミラー301 における第１薄膜電極 285 は、水平ストライプ287 によって駆動部190 と光反射部195 とに分けられ、 各薄膜アクチュエーテッドミラー301 の駆動の際、残余部分は平坦である反面、 第１薄膜電極285 の駆動部190 の下部に位置した電気的に変形可能な薄膜部275 、第２薄膜電極265 及び弾性部255 のみが変形されて、光反射部195 が入射する 光線をより一層効率的に反射させることによって、アレイ300 の光効率を増加さ せる。 更に、薄膜犠牲層240 の除去に続いて、一般に、蒸発によって取り除かれるリ ンス液を用いて、その除去に使用したエッチング液または化学液の洗浄処理が行 われる。このリンス液の除去の間、リンス液を各薄膜アクチュエーテッドミラー 301 のチップ205 に収集して容易に取り除いて、弾性部255 が能動マトリックス 210 に接触する可能性を減らすことによって、薄膜アクチュエーテッドミラー30 1 の性能及び構造的な集積度を保持して、アレイ300 の全体的な性能を増加させ るすることができる。 更に、薄膜犠牲層240 に用いられたエッチング液または化学液が、駆動構造体 200 の間のギャップだけでなくエッチング開口289 を通じて挿入されるので、薄 膜犠牲層240 はより一層効率的に、完全に取り除かれることができる。 上記において、各薄膜アクチュエーテッドミラー301 がユニモフ構造を有する 場合に対して説明したが、本発明の方法は、各薄膜アクチュエーテッドミラー30 1 が付加的な電気的に変形可能な層及び付加的な電極層を有するので、各々がバ イモフ構造をなす薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイを製造するにも同一に 適用することができる。 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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光投射システムに用いられるＭ×Ｎ（Ｍ及びＮは各々正の整数）個の薄膜ア クチュエーテッドミラーのアレイであって、 基板、各々がＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイにおいて対応するトランジス タに電気的に接続されるＭ×Ｎ個の接続端子のアレイ、該Ｍ×Ｎ個のトランジス タのアレイを有する能動マトリックスと、 前記能動マトリックス上に形成されるパッシベーション層と、 前記パッシベーション層の上に形成される食刻液流入防止層と、 各々が近位端及び遠位端を有し、該遠位端におけるチップと駆動構造体を通 じて貫通するエッチング開口とを有し、第１薄膜電極、電気的に変形可能な薄膜 部、第２薄膜電極、弾性部及びコンジットを有するＭ×Ｎ個の駆動構造体のアレ イとを含むことを特徴とし、 前記第１薄膜電極は前記電気的に変形可能な薄膜部の上に位置し、水平スト ライプによって駆動部と光反射部とに電気的に分離され、前記駆動部は電気的に 接地されることによって、前記駆動部はミラー及びバイアス電極として作用し、 前記光反射部はミラーとして作用し、前記電気的に変形可能な薄膜部は前記第２ 薄膜電極の上に位置し、前記第２薄膜電極は前記弾性部の上に位置し、前記第２ 薄膜電極は前記コンジット及び前記接続端子を通じて対応するトランジスタに電 気的に接続され、他の薄膜アクチュエーテッドミラーにおける前記第２薄膜電極 と電気的に分離されることによって、前記第２薄膜電極が信号電極として作用す るようにし、前記弾性部は前記第２薄膜電極の下に位置し、その近位端における 下部が能動マトリックスの上に前記食刻液流入防止層及びパッシベーション層を 部分的に介在して挿入されることによって、前記駆動構造体を片持ちし、前記コ ンジットが前記電気的に変形可能な薄膜部から対応する接続端子の上部まで延在 して、前記第２薄膜電極を前記接続端子に電気的に接続させることを特徴とする Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ。 ２．前記パッシベーション層が、ＰＳＧ(Phosphor-silicate glass)または窒化 ケイ素からなることを特徴とする請求の範囲１に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチ ュエーテッドミラーのアレイ。 ３．前記食刻液流入防止層が、窒化ケイ素からなることを特徴とする請求の範囲 １に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ。 ４．光投射システムに用いられる、各々が画素に対応する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のアレイの製造方法であって、 基板、各々がＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイにおいて対応するトランジス タに電気的に接続されるＭ×Ｎ個の接続端子のアレイ、該Ｍ×Ｎ個のトランジス タ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を前記能動マトリックスの上に蒸着する第２工程と、 食刻液流入防止層を前記パッシベーション層の上に蒸着する第３工程と、 上面を有する薄膜犠牲層を前記食刻液流入防止層の上に蒸着する第４工程と 、 前記薄膜犠牲層の上面を平坦にする第５工程と、 各対において空スロットの何れか一つが前記接続端子の何れか一つを取り囲 むように、Ｍ×Ｎ対の空スロットを前記薄膜犠牲層に形成する第６工程と、 弾性層及び第２薄膜層を前記空スロットを有する前記薄膜犠牲層の上に順次 に蒸着する第７工程と、 前記第２薄膜層を、各々が互いに電気的に分離されるＭ×Ｎ個の第２薄膜電 極にイソ−カッティングする第８工程と、 電気的に変形可能な薄膜層及び第１薄膜層を順次に前記Ｍ×Ｎ個の第２薄膜 電極のアレイの上に順次に蒸着することによって、多層構造体を形成する第９工 程と、 前記薄膜犠牲層が露出されるまで、前記多層構造体を、各々が遠位端におけ るチップと該アクチュエーテッドミラー構造体を通じて貫通するエッチング開口 とを有し、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個のアクチュエーテッドミラー構造体のアレイにパターニングす る第10工程であって、前記第１薄膜電極は水平ストライプによって駆動部と光反 射部とに電気的に分離させ、該駆動部は電気的に接地される、当該第10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Ｍ×Ｎ個の孔のアレイを形成する第11工程と、 前記各孔内を金属で埋め込んでコンジットを形成して、Ｍ×Ｎ個の未完成構 造のアクチュエーテッドミラーのアレイを形成する第12工程と、 前記能動マトリックスにおいて切開部(incision)を形成して、前記能動マト リックスをセミダイシング(semi-dicing)する第13工程と、 前記各未完成構造のアクチュエーテッドミラーを前記薄膜保護層で完全に覆 う第14工程と、 前記薄膜犠牲層を、前記各未完成構造のアクチュエーテッドミラーにおける 前記エッチング開口及び前記未完成構造のアクチュエーテッドミラーの間のギャ ップに挿入されるエッチング液または化学液を用いて取り除く第15工程と、 前記薄膜保護層を取り除く第16工程と、 前記能動マトリックスを所望の形状に完全にダイシングして、前記Ｍ×Ｎ個 の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイを形成する第17工程 とを含むことを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイ の製造方法。 ５．前記パッシベーション層が、ＰＳＧまたは窒ケイ素からなることを特徴とす る請求の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製 造方法。 ６．前記パッシベーション層が、厚み0.1〜２μｍに形成される請求の範囲５に 記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造方法。 ７．前記パッシベーション層が、ＣＶＤ法またはスピンコーティング法を用いて 形成されることを特徴とする請求の範囲６に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエー テッドミラーのアレイの製造方法。 ８．前記食刻液流入防止層が、窒化ケイ素からなることを特徴とする請求の範囲 ４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造方法。 ９．前記食刻液流入防止層が、厚み0.1〜２μｍに形成されることを特徴とする 請求の範囲８に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造 方法。 10．前記食刻液流入防止層が、スパッタリング法またはＣＶＤ法を用いて形成さ れることを特徴とする請求の範囲９に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッド ミラーのアレイの製造方法。 11．前記薄膜犠牲層の上面が、スピンオングラス(Spin-On-Glass；ＳＯＧ)法ま たは化学機械的ポリッシング(Chemical Mechanical Polishing；ＣＭＰ)法を用 い、次にスクラビング(scrubbing)法を用いて平坦になることを特徴とする請求 の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造方法 。 12．前記空スロットのアレイが、ドライエッチング法及びウェットエッチング法 を用いて形成されることを特徴とする請求の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アク チュエーテッドミラーのアレイの製造方法。 13．前記第２薄膜層が、ドライエッチング法を用いてイソ−カット(iso-cut)さ れることを特徴とする請求の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッド ミラーのアレイの製造方法。 14．前記電気的に変形可能な薄膜層が、急速熱焼なまし(Rapid Thermal Anneali ng；ＲＴＡ)法を用いて熱処理されることを特徴とする請求の範囲８に記載のＭ ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造方法。 15．前記能動マトリックスにおける前記切開部が、前記能動マトリックスの厚み の1/3 の深さに形成されることを特徴とする請求の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄 膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製造方法。 16．前記切開部が、フォトリソグラフィー法を用いて形成されることを特徴とす る請求の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイの製 造方法。 17．前記能動マトリックスが、フォトリソグラフィー法またはレーザ切断法を用 いて形成されることを特徴とする請求の範囲４に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュ エーテッドミラーのアレイの製造方法。