KR0179619B1 - 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 짧은 시간내에 희생막의 리플로우 처리를 실시함으로써 제품의 수율을 현저히 향상시킬 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법은, 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장된 구동기판을 준비하는 제1공정과, 상기 구동기판상에 희생막을 도포한 다음에 이 희생막을 소정의 형상으로 패터닝 형성하는 제2공정, 상기 패터닝된 희생막을 RTA(Rapid Thermal Annealing) 처리해서 상기 희생막의 모서리부분이 둥글게 되도록 하는 제3공정 및, 상기 모서리부분이 둥글게 형성된 희생막을 포함하는 전표면상에 소정 갯수의 박막층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.
Description
제1도(a)∼(f)는 광로조절장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 구동기판 13 : 희생막
15 : 포토레지스트 17 : 멤브레인
19 : 플러그 21 : 신호전극
23 : 변형부 25 : 반사막
본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투사형 화상표시장치에 채용되는 광로조절장치로서의 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하, AMA라 약칭한다)를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 화상표시장치는 그 표시방법에 따라 CRT(Cathode Ray Tube)등과 같은 직시형 화상표시장치와 액정표시장치(Liquid Crystal Display;LCD)등과 같은 투사형 화상표시장치로 구별된다.
CRT는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께가 증대되고 또한 가격이 비싸다는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다.
그리고, LCD는 박형화 및 저중량화가 가능하여 대화면을 구비할 수 있으나, 편광판에 의한 광손실이 크고, 화상구동용 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로, 광효율이 낮다는 문제가 있다.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액츄에이티드 미러 어레이를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 M×1 어레이로 배열되어 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 M×N 화소의 어레이를 가지는 형상을 나타내게 된다.
다음으로, 상기한 AMA로 이루어진 광로조절장치를 제조하는 방법에 대해 제1도의 공정도를 일예로 들어 설명하기로 한다.
제1도(a)∼(f)는 상기한 AMA로 이루어진 광로조절장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
먼저, 트랜지스터(도시하지 않음)가 매트릭스 형태로 내장된 구동기판(11)의 전표면에 스퍼터링(Sputtering)법 또는 화학적 기상침적(Chemical Vapor Deposition;CVD)법으로 PSG 등을 1∼2μm 정도의 두께로 도포하여 희생막(13)을 형성하고, 상기 희생막(13)의 전표면에 포토레지스트를 적층형성한 다음 상기 포토레지스트를 패터닝하여, 제1도(a)에 도시한 바와 같이 에어갭(Air Gap)이 형성될 부분의 희생막(13)상에만 포토레지스트(15)를 잔존시킨다.
그후, 상기 잔존하는 포토레지스트(15)를 마스크로 이용하여 습식 에칭법 또는 건식 에칭법에 의해 희생막(13)의 노출된 부분만을 에칭 제거하여 그 부분에서 구동기판이 노출되도록 한다[제1도(b)].
이어, 상기 마스크로 사용된 포토레지스트(15)를 제거하면 제1도(c)에 나타낸 바와 같이 잔존하는 희생막의 모서리부분이 날카롭게 형성되어 있다. 이렇게 형성된 희생막(13)상에 후술하는 박막들을 도포하는 공정에서 희생막(13)의 날카로운 모서리부분에서 응력집중으로 인하여 박막의 단락현상이 발생하거나 또는 상대적으로 얇게 도포될 우려가 있다.
다음에, 상기한 박막의 단막현상이나 박막 두께의 불균일성을 제거하기 위해 상기한 제1도(c)에 도시한 구조를 통상 1000℃ 정도에서 대략 1시간 정도의 고온처리를 행함으로써 제1도(d)에 도시한 바와 같이 상기 희생막(13)의 모서리부분이 둥글게 되도록 하는 리플로우(Reflow) 처리를 행한다.
이러한 종래의 리플로우처리 공정은 상기한 제1도(c)에 도시한 구조의 시료 웨이퍼를 온도가 대략 30℃인 진공에 가까운 가열로(FURANCE)내에 넣어 두고, 그 후 상기 가열로의 온도를 5℃/분의 속도로 대략 194분 동안 상승시킨다. 이때, 가열로의 온도가 500℃ 정도에 도달하면 가열로내에 질소(N2)가스를 주입한다. 이어서, 상기 가열로내의 온도를 대략 1000℃로 60분 동안 정도 유지시키는데, 이때 희생막이 플로우되게 된다. 다음에, 상기 가열로의 온도를 -5℃/분의 속도로 대략 194분 동안 하강시키는데, 이때 가열로의 온도가 500℃ 정도에 도달하면 가열로내에 질소가스를 배출한다. 그후, 가열로내의 온도가 대략 30℃에 도달한 상태에서 시료 웨이퍼를 인출함으로써, 제1도(d)에 도시한 바와 같이 상기 희생막(13)의 모서리부분이 둥글게 된 시료 웨이퍼를 얻게 된다.
계속해서, 상기한 제1도(d)에 도시한 구조의 전표면에 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(Si3N4) 등의 규화물을 스퍼터링 또는 CVD법으로 0.7∼2μm 정도의 두께로 침적시켜 멤브레인(17)을 형성한다[제1도(e) 참조].
그 후, 상기 희생막(13)의 한쪽 단부와 어느정도 이격된 상기 멤브레인(17)내[정확하게는 구동기판(11)내에 설치된 트랜지스터와 접속되기에 적합한 부분]에 통상의 포토리소그래피 방법에 의해 상기 트랜지스터의 접속부위까지 접촉구멍(CONTACT HOLE)을 형성하고, 이 접촉구멍내에 도전성이 양호한 금속을 채워서 플러그(19)를 형성한다. 이어, 상기한 구조의 전표면에 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 진공증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 500∼2000Å 정도의 두께로 신호전극(21)을 도포하여 형성하는데, 상기 신호전극(21)은 플러그(19)에 의해 트랜지스터(도시하지 않음)와 전기적으로 연결되게 된다. 다음에, 상기한 구조의 전표면에 BaTiO3, PZT(Pb(Zr,Ti)O2) 또는 PLZT(Pb,La)(Zr,Ti)O2등의 압전세라믹이나 또는 PMN(Pb(Mg,Nb)O2) 등의 전왜세라믹을 Sol-Gel법, 스퍼터링법 또는 CVD법 등으로 0.7∼2μm 정도의 두께로 도포한 다음에 소결하여 상변이(Phase Transition)시켜서 변형부(23)를 형성한다. 이어, 상기 변형부(45)상에 은(Ag) 또는 알루미늄 등과 같이 반사특성 및 전기적 특성이 좋은 물질을 스퍼터링 또는 진공증착하여 500∼2000Å 정도의 두께로 반사막(25)을 형성한다. 계속해서, 상기한 구조의 전표면에 도시하지 않은 포토레지스트를 도포한 다음에 패터닝하고 이 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여 상기 반사막(25)과 변형부(23), 신호전극(21) 및 멤브레인(17)을 동시에 에칭처리하여 화소를 분리한다. 이때, 희생막(13)의 한쪽 단부가 노출되도록 한다. 그후, 상기 멤브레인(17)과 신호전극(21), 변형부(23) 및 반사막(25)을 완전히 에워싸도록 보호막(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 희생막(13)을 예컨대 HF 등과 같은 용액을 이용한 습식 에칭법으로 다음에 상기 보호막(23)을 습식 에칭법으로 제거함으로써, 제1도(f)에 나타낸 바와 같이 광로조절장치로서의 액츄에이터(20)를 형성한다.
상기한 액츄에이터(20)의 구성은 특정한 예에 불과한 것이고 다른 구조를 갖는 액츄에이터를 형성하는데 희생막이 사용되는 경우에도 상기한 바와 같이 희생막의 모서리부분을 어느정도 둥글게 형성하면 좋다.
상기한 바와 같이 희생막의 모서리부분을 어느정도 둥글게 형성할 경우에는 희생막(13)의 상부에 적층형성되는 박막들의 도포공정시에 각 박막의 두께가 거의 균일하게 도포되고, 또한 완성된 액츄에이터의 구동시에도 희생막의 모서리부분에 대응하는 단차부분에서 응력이 집중되는 현상을 어느정도 완화할 수 있게 된다.
그러나, 상기한 종래의 광로조절장치의 제조방법에 있어서, 제1도(d)와 관련하여 설명한 희생막(13)의 리플로우공정은 가열로의 온도상승시간 및 온도하강시간을 포함하여 대략 총 448분 정도가 소요된다. 따라서, 희생막(13)으로서 PSG를 사용할 경우에는 고온에서 희생막(13)의 외부 노출부분에 있는 인(P)이 휘발하여 인(P) 농도가 감소하게 된다. 이와 같은 P농도의 감소량이 커지게 되는 경우에는 PSG의 플로우를 방해하여 어느 정도까지 플로우가 진행하다가 멈추게 되고, 그에 따라 균일한 플로우 비율(FLOW RATE)을 얻을 수 없게 된다.
또한, 리플로우 공정에서 구동기판과 희생막을 장시간동안 고온처리함에 따라 열응력(THERMAL STRESS)의 증가로 인하여 구동기판 자체에 인장응력이 증가되어 구동기판이 휘어지는 현상이 발생할 우려가 있다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 짧은 시간내에 희생막의 리플로우 처리를 실시함으로써 제품의 수율을 현저히 향상시킬 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법의 바람직한 실시양태에 따르면, 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장된 구동기판을 준비하는 제1공정과, 상기 구동기판상에 희생막을 도포한 다음에 이 희생막을 소정의 형상으로 패터닝 형성하는 제2공정, 상기 패터닝된 희생막을 RTA(Rapid Thermal Annealing) 처리해서 상기 희생막의 모서리부분이 둥글게 되도록 하는 제3공정 및, 상기 모서리부분이 둥글게 형성된 희생막을 포함하는 전표면상에 소정 갯수의 박막층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제3공정에서의 RTA 처리는, 상기 제2공정에서 완성된 구동기판과 희생막을 상온에 가까운 가열로내에 넣고 상기 가열로의 내부 온도를 고속으로 제1소정시간 동안 상승시키면서 상기 가열로내에 질소가스를 주입하는 제1단계와, 상기 가열로를 고온인 제1소정온도에서 제2소정시간동안 유지시키는 제2단계 및, 상기 가열로의 내부 온도를 고속으로 제3소정시간 동안 하강시키는 제3단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 희생막의 리플로우공정을 RTA를 이용하여 행하기 때문에 리플로우 처리에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 되고, 이에 따라 희생막으로서 PSG막이 고온에 방치되는 시간도 단축되므로 PSG막에 함유되어 있는 인(P)의 휘발을 억제할 수 있게 된다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 희생막의 리플로우 공정만이 종래 기술과 다른 점이고 그 이외의 공정은 동일하므로, 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다. 본 발명의 리플로우 공정에서는 RTA을 이용한다.
즉, 본 발명에서는 제1도(a)∼(c)와 관련하여 설명한 바와 같이 구동기판(11)상에 희생막(13)을 소정의 형태로 패터닝 형성한다.
그후, 상술한 제1도(c)에 도시한 구조의 시료 웨이퍼를 온도가 소정치(예컨대, 대략 25℃)인 진공에 가까운 가열로내에 넣고, 상기 가열로의 온도를 고속의 온도상승속도로 대략 제1소정시간동안 상승시키면서 가열로내에 질소(N2)가스를 주입한다. 여기서, 상기 온도상승속도는 45∼55℃/초의 범위에 있는 소정치이고, 또한 상기 제1소정시간은 15∼25초의 범위에 있는 소정치인 것이 바람직하다.
이어, 상기 가열로내의 온도를 소정의 고온에서 제2소정시간동안 정도 유지시키는데, 이때 희생막이 플로우된다. 여기서, 상기 소정의 고온은 1000∼1500℃의 범위에 있는 소정치이고, 또한 상기 제2소정시간은 30초∼1분 30초의 범위에 있는 소정치인 것이 바람직하다.
다음에, 상기 가열로의 온도를 고속의 온도하강속도로 대략 제3소정시간동안 하강시킨다. 여기서, 상기 온도하강속도는 100∼150℃/분의 범위에 있는 소정치이고, 또한 상기 제3소정시간은 9∼12분의 범위에 있는 소정치인 것이 바람직하다.
그후, 가열로내의 온도가 소정치(예컨대, 대략 25℃)에 도달한 상태에서 시료 웨이퍼를 인출함으로써, 제1도(d)에 도시한 바와 같이 상기 희생막(13)의 모서리부분이 둥글게 된 시료 웨이퍼를 얻게 된다.
이후에는 종래 기술과 마찬가지의 공정에 의해 희생막(13)상에 박막을 적층형성한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 리플로우 공정에서는 총 소요시간이 대략 9∼14분 정도로 종래 기술의 총 448분 정도에 비하여 현저히 절감할 수 있다. 따라서, PSG로 이루어진 희생막(13)의 고온처리시간이 9∼14분와 같이 상당히 짧으므로, 고온에서 희생막(13)으로서의 PSG막의 인(P)농도감소 현상을 억제하여 균일한 리플로우 처리를 행할 수 있고, 또한 열응력에 의한 구동기판의 휨 현상을 억제할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 특정 실시양태에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형 및 수정하여 실시할 수 있는 것이다. 예컨대, 본 발명은 상기한 제1도(f)와 관련하여 설명한 액츄에이터(20)의 구조를 형성하는 방법에 한정되는 것이 아니라 다른 구조를 갖는 액츄에이터를 형성할 때 희생막의 모서리부분을 어느정도 둥글게 할 필요가 있는 경우라면 어느 경우에도 적용할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, AMA로 이루어진 광로조절장치에서 예컨대 멤브레인과 신호전극 및 변형부의 박막의 응력을 최소화하기 위해 희생층의 모서리부분을 리플로우 처리에 의해 둥글게 형성함에 있어서, RTA를 이용하여 리플로우 공정시간 및 공정변수를 최소화함으로써, 제품의 성능 및 수율을 저하시키지 않으면서 전체 AMA의 제조시간을 현저히 단축할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명을 채용하면 생산성을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.
Claims (6)
- 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장된 구동기판을 준비하는 제1공정과, 상기 구동기판상에 희생막을 도포한 다음에 이 희생막을 소정의 형상으로 패터닝 형성하는 제2공정, 상기 패터닝된 희생막을 RTA 처리해서 상기 희생막의 모서리부분이 둥글게 되도록 하는 제3공정 및, 상기 모서리부분이 둥글게 형성된 희생막을 포함하는 전표면상에 소정 갯수의 박막층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 희생막은 PSG로 이루어진 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3공정에서의 RTA 처리는, 상기 제2공정에서 완성된 구동기판과 희생막을 상온에 가까운 가열로내에 넣고 상기 가열로의 내부 온도를 고속으로 제1소정시간 동안 상승시키면서 상기 가열로내에 질소가스를 주입하는 제1단계와, 상기 가열로를 고온인 제1소정온도에서 제2소정시간동안 유지시키는 제2단계 및, 상기 가열로의 내부 온도를 고속으로 제3소정시간 동안 하강시키는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제1단계에 있어서 온도상승속도는 45∼55℃/초의 범위이고, 상기 제1소정시간은 15∼25초의 범위인 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제2단계에 있어서 제1소정온도는 1000∼1500℃의 범위이고, 상기 제2소정시간은 30∼1분 30초의 범위인 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제3단계에 있어서 온도하강속도는 100∼150℃/분의 범위이고, 상기 제3소정시간은 9∼14분의 범위인 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
Priority Applications (4)
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| CN95120413A CN1135610A (zh) | 1994-12-19 | 1995-12-19 | 制造薄膜可驱动反射镜阵列的方法 |
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Family Applications (1)
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1994
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR960028121A (ko) | 1996-07-22 |
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