KR0170959B1 - 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법 - Google Patents

광로 조절 장치의 에어갭 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 관한 것으로서, 광로 조절 장치의 제조공정시 액츄에이터들을 한정하도록 패터닝하고 세척한 후 건조하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 있어서, 상기 광로 조절 장치의 희생막을 불산기체로 제거하는 단계와, 상기 단계에서 희생막 제거시 사용되고 남은 불산기체를 탈이온수로 세척하는 단계와, 상기 단계에서 보호막을 산소 플라즈마로 제거하는 단계와, 상기 단계에서 탈이온수를 회전 건조한 후 보호막을 제거하고 남은 산소 플라즈마를 탈이온수로 세척하는 단계와, 상기 단계에서 세척하고 남은 탈이온수를 회전 건조하는 단계와, 상기 단계에서 회전 건조한 후 건조되지 않은 수분과 보호막의 잔유물을 급속 열처리하여 제거하는 단계를 구비한다. 따라서, 본 발명은 광로 조절 장치의 에어갭을 형성할 때 발생하는 수분과 식각 잔유물을 제거하여 스티킹이 발생되는 것을 방지하므로서 식각율을 향상시켜 불량율을 최소화할 수 있다.

Description

광로 조절 장치의 에어갭 형성방법
제1도는 일반적으로 광로 조절 장치의 에어갭을 형성하기 위해 사용되는 건조장치의 개략도.
제2도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법의 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광로 조절 장치 11 : 액츄에이터
13 : 보호막 15 : 구동기판
17 : 회전 건조대 19 : 에어갭
본 발명은 투사형 화상 표시장치에 이용되는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 관한 것으로서, 특히, 희생막을 제거한 후 세척(rinse) 공정에서 에어갭(air gap)에 존재하여 스티킹(sticking)을 유발하는 수분과 식각 잔유물(residue)을 용이하게 제거할 수 있는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 관한 것이다.
화상 표시장치는 표시방법에 따라, 직시형 화상 표시장치와 투사형 화상 표시장치로 구분된다.
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 구비하는데 한계가 있다.
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.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액추에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays:이하 'AMA'라 칭함)를 이용한 투사형 화상 표시장치가 개발되었다. 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 변경시킨다. 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 나타나게 된다. 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 거울들이 M×N 어레이로 배열되고 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용한 투사형 화상 표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1개 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상 표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 화상을 나타내게 된다.
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(caramic wafer)를 구동기판에 실장한 후 쏘잉(sawing)등으로 가공하고 거울을 실장한다. 그러나, 벌크형 액츄에이터는 액츄에이터들을 쏘잉에 의해 분리하여야 하므로 긴 공정시간이 필요하며, 또한, 변형부의 응답속도가 느린 문제점이 있었다. 따라서, 반도체 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형의 액츄에이터가 개발되었다.
제1도는 일반적으로 광로 조절 장치의 에어갭을 형성하기 위해 사용되는 건조장치에 대한 개략도이다.
광로 조절 장치(10)는 트랜지스터들(도시되지 않음)이 매트릭스 형태로 내장된 구동기판(15)위에 트랜지스터들과 동일한 갯수의 액츄에이터(11)들이 형성된다. 액츄에이터(11)들은 통상의 액츄에이터들과 동일하게 박막으로 이루어진다. 광로 조절 장치(10)는 구동기판(15)의 상부에 다수의 층들이 적층되고 패터닝(patterning)되어 이웃하는 액츄에이터들과 분리되도록 한정된다. 보호막(13)은 액츄에이터(11)들의 상부와 액츄에이터(11)들의 분리에 의한 측면들을 포토레지스트(photoresist)로 형성된다.
상기와 같은 구조를 갖는 광로 조절 장치(10)에 있어서 액츄에이터들을 패터닝하여 한정한 후 희생막(도시되지 않음)을 불산(HF)기체로 제거하여 에어갭(19)을 형성하였다.
그러나 상술한 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에서 희생막이 하기 식(1)에 의해 제거된다. 하기 식(1)과 같이, 희생막이 제거될 때 수분과 식각 잔유물로 인하여 에어갭에 스티킹이 발생하는 문제점이 발생하였다.
따라서 본 발명의 목적은 에어갭 형성시 발생하는 수분과 식각 잔유물을 제거하여 스티킹을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 광로 조절 장치의 제조공정시 액츄에이터들을 한정하도록 패터닝하고 세척한 후 건조하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 있어서, 상기 광로 조절 장치의 희생막을 불산기체로 제거하는 단계와, 상기 단계에서 희생막 제거시 사용되고 남은 불산기체를 탈이온수로 세척하는 단계와, 상기 단계에서 세척하고 남은 탈이온수를 회전 건조하는 단계와, 상기 단계에서 탈이온수를 회전 건조한 후 보호막을 산소 플라즈마로 제거하는 단계와, 상기 단계에서 보호막을 제거하고 남은 산소 플라즈마를 탈이온수로 세척하는 단계와, 상기 단계에서 세척하고 남은 탈이온수를 회전 건조하는 단계와, 상기 단계에서 회전 건조한 후 건조되지 않은 수분과 보호막의 잔유물을 급속 열처리하여 제거하는 단계를 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법을 나타낸 순서도이다.
상기 제1도와 같은 구조를 갖는 광로 조절 장치(10)에 있어서 액츄에이터들을 패터닝하여 한정한 후 이웃하는 액츄에이터들과 분리되도록 한정한다. 그리고, 액츄에이터(11)들의 상부와 액츄에이터(11)들의 분리에 의한 측면들을 포터레지스트로 보호막(13)을 형성한 후 불산(HF) 기체로 희생막을 제거한다. 이때, 보호막(13)은 불산기체에 의해 액츄에이터(10)의 상부와 분리에 의한 액츄에이터(11)들의 측면들이 손상되는 것을 보호한다(단계 100).
상기 단계(100)에서 희생막이 제거된 후 탈이온수(deionized water)에 2분∼10분 동안 광로 조절 장치(10)를 넣어 희생막 제거시 사용되고 남은 불산기체를 제거한다(단계 102).
상기 단계(102)에서 불산기체를 제거한 탈이온수와 희생막 제거하는 공정에서 발생된 수분을 건조하기 위하여 회전 건조대(17)의 상부에 광로 조절 장치(10)를 고정시킨 후 30초∼5분 동안 1000∼5000rpm의 고속 회전한다. 또한, 보호막(13)은 고속회전으로 인하여 액츄에이터(11)들이 부러지는 것을 방지한다(단계 104).
상기 단계(104)에서 탈이온수를 고속으로 회전하여 건조한 후 포토레지스트로 이루어진 보호막(13)의 상부를 산소(O2) 플라즈마(plasma)로 제거한다(단계 106).
상기 단계(106)에서 보호막(13)을 제거한 후 재차 광로 조절 장치(10)를 탈이온수에 넣어 보호막(13)을 제거시 사용되고 남은 산소 플라즈마를 제거한다(단계 108).
상기 단계(108)에서 보호막(13) 제거시 남은 산소 플라즈마를 탈이온수로 제거한 후 탈이온수를 건조하기 위하여 회전 건조대(17)의 상부에 광로 조절 장치(10)를 고정한 후 고속으로 회전시켜 건조한다(단계 110).
상기 단계(110)에서 회전 건조하여 탈이온수를 건조한 후 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing)하여 고속회전으로도 건조되지 않은 탈이온수와 산소 플라즈마로 제거하고 남은 보호막(13)의 잔유물을 제거한다. 이때, 급속 열처리는 300∼550℃로 2∼3분 도안 처리한다(단계 112).
상술한 바와 같이, 본 발명은 포토레지스트로 보호막(13)을 액츄에이터(11)의 상부와 분리에 의한 액츄에이터의 측면에 형성한 후 불산기체로 희생막을 제거하여 탈이온수로 세척한다. 그리고, 탈이온수로 세척된 광로 조절 장치(10)를 회전 건조하여 희생막을 제거하는 공정에서 생성된 수분과 식각용액을 제거한다. 다음, 보호막(13)을 산소 플라즈마로 제거한 후 탈이온수로 세척하고 회전 건조한다. 그 다음, 산소 플라즈마로 보호막(13)을 제거하고 남은 잔유물과 회전 건조후 건조되지 않은 수분을 급속 열처리하여 제거한다.
따라서, 본 발명은 광로 조절 장치의 에어갭을 형성할 때 발생하는 수분과 식각 잔유물을 제거하여 스티킹이 발생되는 것을 방지하므로서 식각율을 향상시켜 불량율을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 광로 조절 장치(10)의 제조공정시 액츄에이터(11)들을 한정하도록 패터닝하고 세척한 후 건조하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 있어서, 상기 광로 조절 장치(10)의 희생막을 불산기체로 제거하는 단계(100)와, 상기 단계(100)에서 희생막 제거시 사용되고 남은 불산기체를 탈이온수로 세척하는 단계(102)와, 상기 단계(102)에서 세척하고 남은 탈이온수를 회전 건조하는 단계(104)와, 상기 단계(104)에서 탈이온수를 회전 건조한 후 보호막(13)을 산소 플라즈마로 제거하는 단계(106)와, 상기 단계(106)에서 보호막을 제거하고 남은 산소 플라즈마를 탈이온수로 세척하는 단계(108)와, 상기 단계(108)에서 세척하고 남은 탈이온수를 회전 건조하는 단계(110)와, 상기 단계(110)에서 회전 건조한 후 건조되지 않은 수분과 보호막(13)의 잔유물을 급속 열처리하여 제거하는 단계(112)를 구비하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광로 조절 장치(10)을 2∼10분 동안 상기 탈이온수에 넣는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광로 조절 장치(10)를 회전 건조대(17)에 고정시킨 후 30초∼5분동안 1000∼5000rpm의 속도로 회전 건조하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 급속 열처리를 2∼3분 동안 300∼550℃의 온도로 수행하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
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