JPS60120389A - マイクロシヤツタを有するデバイスの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明はマイクロシャッタを有するデバイスを製造する
方法に関し、さらに詳細にはとくに回転を制御しうるマ
イクロシャッタを弾性アタッチメントによって固定した
平面的サポートを含むデバイスの製法および光変調デバ
イスな得るためのこのような方法の適用に関する。

従来の技術： ミニチュアディスプレイデバイスの名称の米国特許第＋
３８３２５５号にはシリコンウェハ上に１０製造に使用
する常用法により製造した静電形のマイクロシャッタを
有するディスプレイデバイスがすでて記載される。シリ
コンサポートの使用によりとくに常用公知の加工法を適
用しうる利点が得られるけれど、材料自体（（基〈制限
が伴われる。すなわち単結晶シリコンの結晶学的配向に
より化学的攻撃の面が明らかに決定される。それによっ
てとくに可能な形状が制限される。これ以上詳細な情報
にはＪｏｕｒｎａｌＩＥＥＫ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　。

Ｖｏｌ、　ｌ１ｉＤ−２５，ＡＩ　Ｏ，Ｏｃｔ、　ｌ　
９７８のＫｅｎｎｅｔｈ　Ｅ、Ｂｅａｎによる論文”　
Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃθｔｃｈｉｎｇ　ｏｆ　５ｉｌ
ｉｃｏｎ　”を参照することができる。さらに市場で実
際に入手されるシリコンウェハは最大の与えられた直径
を有する。それに比例して製造しうるディスプレイデバ
イスのサイズが制限される。他面ウェハの厚さを約２０
０μｍの値に減少しなければならない場合、その機械的
脆性のため取扱いに非常に大きい注意を必要とする。

発明が解決しようとする問題点： 本発明の目的はしたがって前記欠点が存在しない材料か
らなるマイクロシャッタを有するデバイスの製法である
。

本発明のもう１つの目的はＩＣ製造に使用されるような
ホトリトグラフィ一作業を含む比較的安価な材料の使用
に基〈マイクロシャッタを有するデバイスの製法である
。

さらに本発明の目的は光変調デバイスを得るために前記
方法を適用することである。

本発明のもう１つの目的はディスプレイデバイスを得る
ため前記方法を適用することである問題点を解決するた
めの手段： シリコンサブストレートの使用に関連する前記問題を除
去するため、前記適用のため容易に加工および調製され
る、すなわち適当に配置したキャピテイを有する剛性サ
ブストレートを使用する。さらに機械材料またはポリマ
ーの使用はホトリトグラフィー法の適用に有利１ｃ適し
、これによって非常に小さい形状を大きい粒度で製造し
うろことが明らかになった。

本発明の主要な特徴は特許請求の範囲第１項および第２
〜２８項から明らかである。

実施例： 次に本発明の実施例を図面により説明する。

本発明の方法の主要要素の１つには第１図に例を示すサ
ポートまたは支持グリノＰである。

第１図はグリシＰの十分な剛性を保証し、容易な取扱い
を可能にするため比較的広い部材１を示し、ゼデー３は
真の有効領域を仕切り、この中にセル２を仕切る微細格
子牛がつくられる。

明らかに多数の有効領域を１つのグリシＰにちょうどこ
の形でつくることができ、またはこれらの有効領域は考
慮される用途に適合させることができる。本発明の方法
を前記米国特許に記載されるようなマイクロシャッタを
有するディスプレイデバイスへの適用を例として説明す
る。グリシＰはアルミニウムに公知ホトリトグラフィー
法を使用してまたは商標Ｄｉｌｖｅｒ　、Ｋ□ｖａｒ、
工ｎｖａｒで公知の金属化合物もしくはセラミック材料
のようなもつと剛性の材料を使用して製造することがで
きる。このグリシＰの主要な性質は小さい厚さでのその
機械的剛性および後の技術的工程との融和性である。考
えられる用途に使用される代表的寸法は グリシｒの厚さ　：２００μｍ セルの辺　：　５００μｍ セル間のスペース　２００〜３００μｍ１ある。

この寸法は単に説明のため示される。アルミニウムより
剛性の材料を使用する場合グリシｒの厚さはそのサポー
ト機能を低下することなく約１００μｍに減少すること
ができる。他のセルの寸法は後述のグリシ１強化の説明
から明らかなように著しく増大することができる。

方法の第２工程は支持グリノＰに平らな表面を製造する
ことである。第２図は商標ＫａｐｔＯｎ（カシトン）で
公知のボリイミｒフィルムで被覆したグリフ１牛を示す
。２５μｍの代表的厚さを有するこのフィルム５はグリ
シＰ４へフィルム５を変形させない性質を有する接着剤
で接着される。Ｏｌｂａ−０８１ｇ７社からＡＺ　ｌ　
５　Ａｒａｌｄｉｔｅの名称↑市販される接着剤はこの
性質を有する。カシトン以外の材料を使用することもｆ
きる。とくにグリシＰの材料および製造工程と融和性ｆ
あり、温度および湿度に対する良好な性質を有する有機
材料（たとえばエポキシ樹脂）が選択される。このよう
に被覆した支持グリノＰは後の作業の平面的サポートを
形成する。

第３　ａ　＝　３　ｄ図は拡散面製造工程を詳細に示す
。この工程は鐘面反射が美的外観を損するディスプレイ
ブ・々イスを製造する場合に必要１ある。第３ａ図はカ
シトンフィルム６をマスク７を介して露光する感光層６
で被覆した状態を示す。このマスクは露光および現像の
常用作業後第３ｂ図に示すように感光層６に複製される
ランダム分布の孔を有する。このように処理した感光層
６を次にプラズマ中ｔエッチし、感光層上に初めにつく
った表面状態の複製がカシトンフィルムδ上に得られる
。第３ｃ図はカシトンフィルム５の外面がいかに変化さ
れたかを示す。第３ｄ図はカプトンフィルム一部のシャ
ッタをつくる領域１０を上から見た図である。方法の終
りにシャッタは弾性アタッチメントによりサポートへ支
持され、このアタッチメントはシャッタの回転を可能に
しなければならない。それゆえこのアタッチメントの機
械的性質が重要〒あることは明らかである。この理由か
らマスク７はアタッチメントの領域１２を保護しなけれ
ばならない。同様者シャッタを包囲し、シャッタをサポ
ートから分離する領域１１を保護し゛なければならない
。

第４図はグリシ１４のセルを重合可能材料とくにゾラズ
マエツテングにより除去しうる有機物１閉塞した実施例
を示す。たとえばこの材料はエポキシ接着剤８であり、
これは平面要素９上にシルクスクリン剥削装置を使用し
て塗布される。次にグリシＰ４を要素９の塗布した面へ
圧着し、接着剤シまグリシＰのセルへ押込まれる。平面
要素９はカシトンでよい。拡散表面をつくるべき場合、
要素９のエポキシ接着剤と接触する表面は接着剤８の外
側表面に複製される表面不規則性を与えるようにあらか
じめ前記のとおり処理することがｆきる。次に接着剤の
重合を実施し、さらにカシトンを選択的にエッチし、１
面に平らな表面、場合によシ粗面化した表面を有するグ
リシＰが得られ、そのセルは一部重合した接着剤１充て
んされる。

前記方法工程は粗面化した要素またはグリシｒから平ら
なサポート、場合により拡散表面を有するサポートを得
るのが目的！あった。方法の続く工程はこの平らなサポ
ート上にマイクロシャッタをつくり、最終的それを解放
するのが目的ｆある。この工程は２つのシャッタを有す
るブイスジレイ素子の製造を示す第５〜７図により説明
する。

第１工程で強化グリシｒを製造する。次にフィルム５の
全面に１μｍ程度の厚さを有するアルミニウム層を沈積
させる。次にこの層のシャッタの位置を選択的にエッチ
する。この実施例ではアルミニウム層は第６ｂ図に示す
ようにシャッタに配置されるリブ２１を除いてシャッタ
の占める領域が除去される。第５図はアルミニウム層２
０および２］−の断面を示す。アルミニウム層２０はか
なり鋭いエツジの壁２５を有し、これはアセンブリをア
ルミニウムのエツチング浴へ比較的短時間浸漬すること
により平滑にすることが１きる。この最後の作業はディ
ップとして公知ｆある。アルミニウム沈積および選択的
エツチングの作業は工０技術の常用作業ｆあシ、その説
明はＥｄｉｔｉｏｎｓ　ＭｃＧｒａｗ−Ｈ１ｌｌ工ｎｃ
。

発行のＭａｉｓｓｅｌおよびＧｌａｎｇによる”　Ｈａ
ｎｄｂｏｏｋｏｆ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ”に記載される０この実施例ではリブ２１はシ
ャッタを包囲するアルミニウム層２０と同じ厚さを有す
る。しかしリブ２１および層２０の厚さは、層２０をた
とえば順次に２つの沈積によって製造し、最後の沈積が
リブに所望の厚さを有する場合のように、異なることも
考えられる。他面この強化グリシ１′２０が、考えうる
大きい寸法のセル２を有する支持グリシｒ４の使用を可
能にするような剛性を保証することは明らかである。小
さいディスプレイデバイスの限界ｆ支持グリツｒ牛は１
つだけ°のセル２を有し、アセンブリの剛性はその際強
化グリシ）′２０によって保証される。

第６ａ図は次に強化グリシｒ２０を蒸着により厚さ約５
０ａｍのアルミニウム薄層２６で蔽った状態を示す。次
にシャッタ２３（第６ｂおよび６０図）およびそのアタ
ッチメント２４（第６ｂ図）を層２６に標準法によりカ
ットする。

第６Ｃ図はカッティング作業から得られるシャッタ２３
を示し、第６ｂ図は第１グリツ）′牛、第２グリツ１２
０１薄層２６、シャッタ２３およびそのアタッチメント
２４のそれぞれの上がら見た位置を示す。第６ｂ図はさ
らにシャッタ２３のリブ２１の配置も示す。これらのリ
ブは質量および厚さをほとんど増大することなくシャッ
タの表面を強化する結果を有する。さらに第３ａ〜３ｄ
図により説明した拡散性を与えるための表面の粗面化も
シャッタを強化する結果を有し、それゆえデ・々イスの
美的観点が主要でない場合にも強化の点から有利である
。

方法の最終工程はシャッタをそのサポートから解放する
こと、すなわちグリノｒ４のセル内のシャッタ２３の下
のフィルム５を除去することである。カプトンフィルム
５はガスプラズマ（酸素プラズマ）でエッチされ、シャ
ッタは完全に解放され、そのアタッチメント２４（第６
図）のみでサポート２０に支持される。第７図は解放さ
れたシャッタ２３およびグリノｒ４によって仕切られた
セル内のフィルム５が除去された状態を示す。

前記方法の有利な適用は前記特許明細書に記載されるよ
うな光変調デバイスの製造↑ある。

この場合グリシＰ４は電極を支持するペースに接着剤に
よシ、これらの電極が個々にアドレスを有する各シャッ
タに面するように、または多数のシャッタが同じアドレ
スを有する場合はシャッタの各群に面するように、固定
される。ペースは電子制御回路を含むこともできる。光
変調デバイスを透過で動作させる場合、電極を備えるペ
ースは必然的に透面でなければならない。これに反し反
射で動作させる場合ペースはシャッタを備える面が光吸
収材料の面でなければならない。

次に光変調デバイスはスペーサでシャッタから適当な距
離に支持した透明板によって閉鎖される。透明板および
ペースはガラスまたは他の類似材料１よい。

他の実施例によればシャッタのアｒレス付けを可能にす
る電極は透明板に配置される。

【図面の簡単な説明】

第１図はシャッタを有するディスプレイデバイスのサポ
ートとして役立つグリシＰの実施例の平面図、第２図は
プラスチックフィルムでカバーシた第１図グリッドの断
面図、第３ａ図〜第３ｃ図は拡散面をつくる工程を示す
断面図、第３ｄ図は拡散面内の孔のシャッタに対する分
布を示す平面図、第牛図は第１図のグリノＰから平面サ
ポートを得る方法を示す断面図、第５図は強化のための
第２グリツＰを示す断面図、第６ａ図および第６Ｃ図は
シャッタをつくる工程を示す断面図、第６ｂ図は強化グ
リシｒおよび２つのシャッタのセットを示す平面図、第
７図はグラスチックフィルムをエッチした後のマイクロ
シャッタを有するデバイスの部分断面図である。 ２・・・セル、３・・・ｉデー、牛・・・グリッド、ｂ
・・・カシトンフィルム、６・・・感光層、７・・・マ
スク、８・・・接着剤、１０・・・シャッタ領域、１１
・・・シャッタ包囲領域、１２・・・弾性アタッチメン
ト領域、２０・・・アルミニウム第２グリツ）’％２１
・・・リブ、２３・・・シャッタ、２４・・・弾性アタ
ッチメント、２６・・・アルミニウム薄層 ンヤンタ２ｍ／？貢りｔ＼　シ？ｖり（１丈へＦＩＧ、
６ｂ Ｆｌ（３，６ａ ＦＩＧ、６ｃ Ｆｌ（３，７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転を制御しうるマイクロシャッタを弾性アタッチ
   メントによって固定した平面的サポートを含むデノ々イ
   スの製法において、少なくとも１つのセル（２）を有す
   る剛性の薄い第１グリツ）’（４）をつくり、この第１
   グリツＰに平面的サポートを得るようにセルを閉塞する
   有機材料の層（５，８）を沈積させ、 有機材料のこの層上に第１グリツＰの厚さより著しく薄
   い第２の強化グリシ）’（２０）をつくり、 第２グリツｒおよび第２グリツＰによって蔽われない部
   分の有機材料層の上に第２グリツ１の厚さより著しく薄
   い金属薄層（２６）を沈積させ、 この金属薄層内にシャッタ（２３）およびそのアタッチ
   メン）（２４）を切出し、第１グリツ１のセル内の有機
   材料層を金属シャッタおよびそのアタッチメントが解放
   されるようにエッチする ことを特徴とするマイクロシャッタを有するデバイスの
   製法。 ２、第２強化グリツＰ（２０）がシャッタの有効領域に
   相当する部分（’２３，２４．２５）を包囲する特許請
   求の範囲第１項記載の製法３、　有機材料層（５，８）
   の表面をシャッタ（２３）およびそのサポー）（２０）
   が拡散面を有するように粗面化する特許請求の範囲第１
   項記載の製法。 ４゜有機材料層（５）の表面をシャッタのアタッチメン
   トに相当する領域（１２）およびシャッタを包囲する領
   域（１１）の外部で粗面化する特許請求の範囲第３項記
   載の製法。 ５、　有機材料層（５）の表面なホトリトグラフィー法
   により粗面化する特許請求の範囲第３項−！たは第１項
   記載の製法。 ６．　有機材料層（５）上のシャッタ有効領域に相当す
   る領域（ｌＯ〕にシャッタ（２３）を強化するためリブ
   （２１）をつくる特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の製法。 ７、　リブ（２１）を第２グリツＰと同じ材料でつくる
   特許請求の範囲第６項記載の製法。 ８、第２グリツ）’（２０）および金属薄層（２６）が
   同じ材料からなる特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の製法。 ９、有機材料層が第１グリツ）’（４）に接着したシラ
   スナックフィルム（５）である特許請求の範囲第１項記
   載の製法。 １０、有機材料層が重合可能材料（８）であり、この材
   料を第１グリツ）’（４−）へ圧着し、次に重合させて
   平面的サポートを得る特許請求の範囲第１項記載の製法
   。 １１、有機材料層が重合可能材料（６）であ）、この材
   料を第１グリツＰ（４）へ圧着し、次に重合させて粗面
   化した平面的サポートを得る特許請求の範囲第１項記載
   の製法。 １２、第１グリツＦ′（４）が金属である特許請求の範
   囲第１項記載の製法。 １３、第１グリツド（牛）をホトリトグラフィー法によ
   りつくる特許請求の範囲第１２項記載の製法。 １４、第１グリツＰがアルミニウムである特許請求の範
   囲第１２項１たは第１３項記載の製法１５、シラスチッ
   クフィルムがカシトンである特許請求の範囲第９項記載
   の製法。 １６、第２グリツｌ−’（２０）をホトリトグラフィー
   法に　よりつくる特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の製法。 １７、第２グリツｒ（２０）がアルミニウムである特許
   請求の範囲第１項または第１６項記載の製法。 １８、第２グリツＰのエラ−９（２５）をエツチング浴
   への浸漬によって円滑にする特許請求の範囲第１項、第
   ２項および第１６項のいずれか１項に記載の製法。 １９、金属薄層（２６）を金属材料の蒸着によってつく
   る特許請求の範囲第１項記載の製法。 ２０、金属薄層（２６）がアルミニウムである特許請求
   の範囲第１９項記載の製法。 ２１、シャッタおよびそのアタッチメントの切出をホト
   リトグラフィー法によシ実施する特許請求の範囲第１項
   記載の製法。 ２２、有機材料層のエツチングをガスゾラズマ内で実施
   する特許請求の範囲第１項記載の製法２３、第１グリツ
   Ｐ（４）が１００〜３００４ｍの厚さを有する特許請求
   の範囲第１項記載の製法。 ２４、第２グリツ）？（２０）の厚さが０．５〜２６５
   μｍである特許請求の範囲第１項または第２項記載の製
   法。 ２５、金属薄層（２６）の厚さが２０〜．２０　Ｑｎｍ
   ｆある特許請求の範囲第１項記載の製法。 ２６、光変調デバイスを得るため第１グリツＰ（４）を
   透明ペースに固定する特許請求の範囲第１項から第２５
   項までのいずれか１項に記載の製法。 ２７、ディスプレイデバイスを得るため、第１グリツＰ
   （４）を、シャッタを備える面に入射光の全部または一
   部を吸収する表面を有する堅−ス上に固定する特許請求
   の範囲第１項から第２５項ま１のいずれか１項に記載の
   製法２８、第１グリツＰ（４）を固定する４−スがシャ
   ッタに面するように配置した電極を支持する特許請求の
   範囲第２６項または第２７項記載の製法。