KR100229789B1 - Planarization method for thin film actuated mirror array - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 투사형 화상 표시 장치로 사용되는 광로 조절장치(TFAMA:An Array of Thin film Actuated Mirrors)의 평탄화 방법에 관한 것으로서, 전 공정의 열공정에 의한 구동 기판의 변형 및 기생 증착된 실리콘 질화물(Si₃N₄)의 강성에 의해 이후 공정인 희생층의 평탄화 효율이 감소하는 문제점을 해결하기 위하여, 상기 광로 조절 장치의 매트릭스 구조로 형성된 능동 소자를 구비한 구동 기판의 후면에 증착되어 있는 기생 증착층을 제거하는 공정과, 상기 기생 증착층이 제거된 기판의 후면을 평탄화 하는 공정과, 상기 후면이 평탄화 된 구동기판의 상부에 희생층을 적충하는 공정과, 상기 희생층을 평탄화 하는 공정으로 이루어진 평탄화 방법으로 구동 기판 후면의 물리적 상태에 영향을 받지 않는 상태에서 희생층을 평탄화 함으로써, 상기 구동 기판의 상부에 소정 형상으로 형성되는 액츄에이터의 미러면, 즉 상부 전극의 표면상태를 평탄한 상태로 제공하여 그 결과 광로 조절 장치의 성능 및 신뢰도를 향샹시킨다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of planarizing an array of thin film actuated mirrors (TFAMA) used in a projection type image display apparatus, In order to solve the problem that the planarization efficiency of the sacrifice layer is reduced due to the rigidity of the Si substrate, the parasitic deposition layer deposited on the rear surface of the driving substrate having the active elements formed in the matrix structure of the optical path adjusting device is removed A step of planarizing the rear surface of the substrate from which the parasitic deposition layer has been removed, a step of laminating a sacrifice layer on top of the driving substrate on which the rear surface is planarized, and a step of planarizing the sacrifice layer The sacrificial layer is flattened in a state in which it is not affected by the physical state of the rear surface of the driving substrate, The surface condition of the mirror surface of the actuator formed in a predetermined shape, that is, the upper electrode, is provided in a flat state, thereby enhancing the performance and reliability of the optical path adjusting device.

Description

광로 저절 장치의 평탄화 방법Planarizing method of optical path reducing device

제1도는 일반적인 광로 조절 장치를 개략적으로 도시한 단면도.FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a general optical path adjusting device. FIG.

제2a, b도는 종래의 일실시예에 따른 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 나타낸 단면도.Figs. 2a and 2b are cross-sectional views illustrating a planarization method of an optical path adjusting apparatus according to an embodiment of the present invention;

제3도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 순차적으로 도시한 단면도.3 (a) to 3 (e) are sectional views sequentially showing a planarizing method of an optical path adjusting apparatus according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

300 : 구동기판 310 : 기생 적층층300: driving substrate 310: parasitic laminated layer

320 : 패시베이션층 330 : 식각 스톱층320: passivation layer 330: etch stop layer

340 : 희생층340: sacrificial layer

본 발명은 투사형 화상 표시 장치로 사용되는 광로 조절 장치(TFAMA:An Array of Thin film Actuated Mirrors)의 평탄화 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동 기판의 후면을 평탄화하여 구동 기판 전면의 평탄화 효율을 증진시킬수 있도록 한 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flattening method of an optical path adjusting device (TFAMA) used as a projection type image display device, and more particularly to a flattening method for flattening a rear surface of a driving substrate, The present invention relates to a method of planarizing an optical path adjusting apparatus.

일반적으로, 화상 표시 장치로 사용되는 평판 디스플레이 장치(FPD:flat panel display)는 무게, 부피, 및 전력 소모가 큰 진공관(CRT:cathode ray tube)을 대체하기 위한 평판 표시 장치로서, 투사형 디스플레이와 직시형 디스플레이로 구분되며 또한 이러한 디스플레이 장치에 사용되는 소자는 PDP(plasmadisplay panel),EL(electrolum inescent), LED(light emission diode), FED(field emission display)등과 같이 전계 작용에 의하여 방출되는 전자의 직접 또는 간접적인 가시광으로 화상을 나타내는 방출형 디스플레이 장치와 LCD(liquid crystal display), ECD(electrochromic display), DMD(digital micromirror display), AMA(actuatedmirror array), GLV(grating light value)등과 같이 광밸브(light valve)로 작용하여 전자의 방출없이 반사광에 의하여 화상을 나타내는 비방출형 디스플레이 장치로 구분된다.2. Description of the Related Art A flat panel display (FPD) used as an image display device is a flat panel display for replacing a cathode ray tube (CRT) having a large weight, a large volume, and a large power consumption. Type display. In addition, the device used in such a display device may be a direct display of electrons emitted by an electric field effect such as a plasma display panel (PDP), electroluminescence (EL), a light emitting diode (LED) A light valve (not shown) such as a liquid crystal display (LCD), an electrochromic display (ECD), a digital micromirror display (DMD), an actuated mirror array (AMA), a grating light value emitting display device that functions as a light valve and emits an image by reflected light without emitting electrons.

이때, 상기 AMA(actuated mirror array)는 전자­광학적 비선형 특성을 향상시키기 위하여 능동 소자가 능동 행렬 구동 방식(active matrix ddressing)으로 구성된 구동 기판 상부에 복수개의 층이 순차적으로 적층된 미러 어레이를 소정 형상으로 패터닝시키므로써 형성되며, 상기 액츄에이터는 상기 복수개의 층들중 신호 전극 및 공통 전극으로 각각 작용하는 2개의 도전층사이에 압전 세라믹 조성물로 이루어진 절연층이 개재되어 있는 캔틸레버(cantilever)구조로 형성되어 있고 상기 2개의 도전층에 인가되는 전기적 신호에 의한 상기 압전 재료의 압전 변형에 의하여 광원으로부터 방사되는 백색광을 스크린상에 제어된 광로를 따라서 반사시켜서 화상을 나타낸다.At this time, the AMA (Actuated Mirror Array) has a mirror array in which a plurality of layers are sequentially stacked on a driving substrate composed of active matrix driving (active matrix driving) in order to improve electro-optical nonlinear characteristics And the actuator is formed in a cantilever structure in which an insulating layer made of a piezoelectric ceramic composition is interposed between two conductive layers respectively acting as signal electrodes and common electrodes among the plurality of layers, And reflects the white light emitted from the light source by the piezoelectric deformation of the piezoelectric material by the electric signal applied to the two conductive layers along the controlled optical path on the screen to display an image.

즉, 도면1을 참조하면, 소정 형상으로 형성된 액츄에이터는 복수개의 능동 소자(도시되어 있지 않음)가 매트릭스 구조로 내장된 구동 기판(100)상에 능동 소자를 식각액으로부터 보호하기 위한 패시베이션층(110)과 이 후 희생층이 제거될 때 불산용액(HF)으로부터 패시베이션층(110)을 보호하기 위한 식각 스톱층(120) 및 식각 스톱층의 상부에 순차적으로 적층되어 있는 멤브레인(140), 하부 전극(150)과, 변형부(160), 상부 전극(170)의 복수개의 층들을 포함하고, 일단부가 상기 구동 기판(100)의 표면상에 부착된 지지부와 타단부가 상기 구동 기판(100)의 표면으로부터 소정 간격으로 이격되어 있는 캔틸레버 구조로 형성되어 있다.1, an actuator formed in a predetermined shape includes a passivation layer 110 for protecting an active element from an etchant on a driving substrate 100 having a plurality of active elements (not shown) embedded in a matrix structure, An etch stop layer 120 for protecting the passivation layer 110 from the hydrofluoric acid solution HF when the sacrificial layer is removed and a membrane 140 sequentially stacked on top of the etch stop layer, And a plurality of layers of the upper electrode 170 and the supporting portion and the other end of which one end is attached to the surface of the driving substrate 100 are formed on the surface of the driving substrate 100, Which are spaced apart from each other by a predetermined distance.

이때, 상기 하부 전극(150)은 상기 구동 기판(100)에 내장되어 있는 복수개의 능동 소자와 전기적으로 연결되어서 신호 전극으로 작용하는 반면에 상기 상부 전극(170)은 반사 특성이 양호한 공통 전극으로 작용한다.At this time, the lower electrode 150 is electrically connected to a plurality of active elements embedded in the driving substrate 100 to function as a signal electrode, while the upper electrode 170 functions as a common electrode having good reflection characteristics do.

따라서, 상기 능동 소자를 통하여 상기 하부 전극(150)에 전기적 신호가 인가되는 경우에 상기 하부 전극(150)과 상부 전극(170)사이의 전위차 발생에 의하여 상기 변형부(160)가 압전 변형을 나타냄과 동시에 상기 액츄에이터의 구동부가 소정의 각도로 틸팅되며, 그 결과 반사면으로 작용하는 상기 상부 전극(170)의 표면으로 입사된 광원의 백색광이 반사되어서 도시되어 있지 않은 스크린상에 화상을 표시하게 된다.Therefore, when an electrical signal is applied to the lower electrode 150 through the active element, the deformation portion 160 exhibits piezoelectric deformation due to a potential difference between the lower electrode 150 and the upper electrode 170 The driving unit of the actuator is tilted at a predetermined angle, and as a result, the white light of the light source incident on the surface of the upper electrode 170 serving as the reflection surface is reflected, and the image is displayed on the screen .

그러나, 상기 구동 기판(100)은 반도체 집적 회로 제조 공정에 의하여 실리콘 기판 상에 형성되는 PMOS와 같은 트랜지스터로 이루어진 복수개의 능동 소자를 내장하고 있으므로 소정의 단차를 갖는 토폴러지를 구비하게 되고 이러한 불량한 토폴러지의 영향에 의하여 상기 구동기판(100)상에 소정 형상으로 형성되는 액츄에이터의 토폴러지 특히 반사면으로 작용하는 상부 전극(170)의 토폴러지가 불량한 상태로 유지되므로 상기 상부 전극(170)의 표면으로부터 빛의 반사를 제어하는 것이 어렵게된다.However, since the driving substrate 100 includes a plurality of active devices formed of transistors, such as PMOS, formed on a silicon substrate by a semiconductor integrated circuit manufacturing process, the driving substrate 100 is provided with a topology having a predetermined step, The top surface of the upper electrode 170, which functions as a reflective surface, is maintained in a poor state, and thus the surface of the upper electrode 170 It becomes difficult to control the reflection of light.

따라서, 상부 전극(170)의 표면을 평탄한 상태로 제공하기 위한 종래 일실시예에 따르면 상기 광로 조절 장치의 구동기판(100)의 상부에 패시베이션층(110), 식각 스톱층(120), 희생층(130)을 순차적으로 소정 두께로 형성한 후 상기 희생층(130)을 화학적 기계 연마(CMP)공정으로 평탄화시켰다.The passivation layer 110, the etch stop layer 120, and the sacrificial layer 140 are formed on the upper surface of the driving substrate 100 of the optical path adjusting device according to one embodiment of the present invention for providing the surface of the upper electrode 170 in a flat state. The sacrificial layer 130 is sequentially formed to have a predetermined thickness, and then the sacrificial layer 130 is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) process.

즉, 도면 2의 (a) 및 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 화학적 기계연마(CMP) 공정을 이용한 광로 조절 장치의 평탄화 방법은, 매트릭스 구조로 형성된 복수개의 능동 소자를 구비한 구동 기판(100)의 상부에 능동 소자를 보호하기 위한 패시베이션층(110), 상기 패시베이션층(110)을 이 후 공정의 희생층(130)을 제거하기 위한 불산용액(HF)으로부터 보호하기 위한 식각 스톱층(120) 및 이 후 공정에 의해 불산용액으로 제거되어 에어 갭을 형성할 희생층(130)을 소정 두께로 순차적으로 적충시킨 후, 상기 희생층(130)을 화학적 기계 연마 공정(CMP)으로 평탄화시켰다.That is, as shown in FIGS. 2A and 2B, a planarizing method of an optical path adjusting device using a conventional chemical mechanical polishing (CMP) process includes a step of forming a plurality of active elements A passivation layer 110 for protecting the active device on the substrate 100 and an etch stop for protecting the passivation layer 110 from a hydrofluoric acid solution (HF) for removing the sacrificial layer 130 of the subsequent process The sacrificial layer 130 is removed by a layer 120 and a subsequent process to form a sacrificial layer 130 to be formed into an air gap by a predetermined thickness and then the sacrificial layer 130 is subjected to chemical mechanical polishing Flattened.

그러나, 상기와 같은 종래의 화학적 기계 연마(CMP) 공정을 이용한 광로 조절 장치의 평탄화 방법은, 도면 3의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 구동 기판 내에 능동 소자를 형성하는 공정과, 패시베이션층, 식각 스톱층의 형성 공정 등에서 행해지는 여러 차례의 열공정에 의해 웨이퍼가 변형되어 있을 뿐만 아니라 식각 스톱층을 형성하는 공정에서 웨이퍼의 후면에 강성의 실리콘 질화물(Si₃N₄)이 불균일하게 증착된 상태에서 평탄화 공정이 수행됨으로써, 평탄화 효율이 감소되어 복수개의 층으로 형성된 광로 조절 장치의 액츄에이터가 형성될 표면의 평탄도가 감소되어, 결과적으로 광로 조절 장치의 상부 표면의 광효율이 감소되는 문제점이 있었다.However, as shown in FIG. 3 (a), the method of planarizing the optical path adjusting device using the conventional chemical mechanical polishing (CMP) process includes the steps of forming an active element in the driving substrate, Not only the wafer is deformed by a plurality of thermal processes performed in the process of forming the etching stop layer, but also in a state where silicon nitride (Si3N4) having rigidity is non-uniformly deposited on the rear surface of the wafer in the process of forming the etching stop layer The planarization process is performed to reduce the planarization efficiency and reduce the flatness of the surface on which the actuator of the optical path adjusting device formed of a plurality of layers is to be formed. As a result, the optical efficiency of the upper surface of the optical path adjusting device is reduced.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 구동 기판의 후면에 기생 증착되어 있는 강성의 질화규소(Si₃N₄)를 제거하고, 구동 기판의 후면을 폴리싱으로 평탄화하여 후속하는 구동 기판의 전면 평탄화 공정의 효과를 증진시킬 수 있도록 한 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a plasma display panel in which silicon nitride (Si3N4) which is parasitically deposited on the rear surface of a driving substrate is removed and the rear surface of the driving substrate is planarized by polishing, Which can improve the effect of the front planarization process of the driving substrate.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 매트릭스 구조의 능동 소자를 구비한 구동 기판의 상부에 상기 능동 소자 각각에 대응하는 액츄에이터로 이루어진 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 있어서, 상기 구동 기판의 후면에 기생 증착된 기생 증착층을 제거하는 단계; 상기 기생 증착층이 제거된 구동 기판의 후면을 평탄화 하는 단계; 상기 후면이 평탄화 된 구동기판의 전면에 희생층을 적층하는 단계; 상기 희생층을 평탄화 하는 단계로 이루어지는 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method of planarizing an optical path adjusting apparatus comprising an actuator corresponding to each of the active elements on a driving substrate provided with active elements of a matrix structure, Removing the deposited parasitic deposition layer; Planarizing the rear surface of the driving substrate from which the parasitic deposition layer is removed; Stacking a sacrificial layer on the front surface of the driving substrate on which the rear surface is planarized; And planarizing the sacrificial layer. The present invention also provides a method of planarizing an optical path adjusting apparatus comprising:

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 실리콘 질화물(Si₃N₄)는 건식 식각에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, the silicon nitride (Si 3 N 4) is removed by dry etching.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 건식 식각 공정은 이온 빔 밀링 공정인 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the dry etching process is an ion beam milling process.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 구동 기판의 후면은 화학적 기계적 연마 공정에 의해서 평탄화 하는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the rear surface of the driving substrate is planarized by a chemical mechanical polishing process.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 상기 연마 공정은 알루미나(Al₂O₃)를 슬러리(slurry)로 사용하는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the polishing process uses alumina (Al 2 O 3) as a slurry.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 희생층의 평탄화는 화학적 기계 연마(CMP) 공정을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of planarizing an optical path adjusting device, wherein the sacrificing layer is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도면 3의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 평탄화 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.3 (a) to 3 (e) are views sequentially illustrating planarization methods of an optical path adjusting apparatus according to the present invention.

먼저, 반도체 집적 회로 제조 공정에 의하여 실리콘 기판에 PMOS와 같은 능동 소자를 매트릭스 구조로 형성한다. 이때, 상기 매트릭스 구조로 이루어진 복수개의 능동 소자를 구비한 실리콘 기판은 이후 공정에 의해 형성될 광로 조절 장치의 구동 기판(300)으로서 사용된다.First, active elements such as PMOS are formed in a matrix structure on a silicon substrate by a semiconductor integrated circuit manufacturing process. At this time, the silicon substrate having the plurality of active elements having the matrix structure is used as the driving substrate 300 of the optical path adjusting device to be formed by a subsequent process.

이때, 상기 능동 소자를 형성하는 공정에 따른 열공정에 의해서 상기 구동 기판은 도면 3의 (a)와 같이 변형된다.At this time, the driving substrate is deformed as shown in (a) of FIG. 3 by the thermal process according to the process of forming the active elements.

이후, 후공정으로 수행되는 증착 공정에 의해서 복수개의 층으로 구성된 미러 어레이를 형성시킬 때 상기 복수개의 능동 소자가 고온의 분위기하에서 외부로부터 화학적 또는 물리적 손상을 받는 것을 방지시키기 위하여, 상기 능동 소자가 매트릭스 구조로 형성된 구동 기판(300)의 상부에 증착 공정으로 절연 물질을 소정두께로 도포시킴으로써 상기 복수개의 능동 소자를 보호하기 위한 패시베이션층 (320)을 형성시킨다.Thereafter, in order to prevent the plurality of active elements from being chemically or physically damaged from the outside under a high temperature atmosphere when the mirror array composed of a plurality of layers is formed by a deposition process performed in a later process, A passivation layer 320 for protecting the plurality of active elements is formed by applying an insulating material to a predetermined thickness by a deposition process on an upper portion of a driving substrate 300 having a structure.

이때, 상기 절연 물질은 상기 구동 기판(300)상에 형성된 복수개의 능동 소자가 상호간에 전기적으로 도통되는 것을 방지시키기 위한 절연 특성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 상기 능동 소자의 표면 보호(passivation) 특성을 나타내는 것이 바람직하며, 이러한 특성 요구를 만족시키기 위하여 사용되는 절연 물질은 고온에서 양호한 유동 특성을 나타내는 인이 함유된 실리콘 산화물(PSG; phosphosilicate glass) 또는 BPSG(borophosphosilicate glass)로 구성되고, 이러한 절연 물질을 증착시키기 위한 증착 공정은 화학 기상 증착(CVD: chemical vapor deposition)으로 이루어진다.At this time, the insulating material can exhibit an insulating property for preventing a plurality of active elements formed on the driving substrate 300 from being electrically conducted to each other, as well as a surface passivation characteristic of the active element And the insulating material used to satisfy such a characteristic requirement is composed of phosphorus-containing PSG (phosphosilicate glass) or BPSG (borophosphosilicate glass) exhibiting good flow characteristics at high temperature, The deposition process for depositing is performed by chemical vapor deposition (CVD).

한편, 이 후의 희생층(340) 제거를 위한 식각 공정시, 상기 패시베이션층(320)이 불산(HF) 용액에 노출되어서 화학적 손상을 입는 것을 방지시키기 위하여 상기 패시베이션층(320)의 상부에 불산(HF) 용액에 대한 내식성이 양호한 절연 물질을 증착 공정에 의하여 소정 두께로 적층시켜서 식각 스톱층(330)을 형성시킨다.On the other hand, in order to prevent the passivation layer 320 from being exposed to the hydrofluoric acid (HF) solution to be chemically damaged during the etching process for removing the sacrifice layer 340, HF) solution is deposited to a predetermined thickness by a deposition process to form an etch stop layer 330. The etch stop layer 330 is formed by depositing an insulating material having good corrosion resistance against the HF solution.

또한, 상기 식각 스톱층(330)을 구성하는 절연 물질은 절연 특성이 양호할 뿐만 아니라 상기된 바와 같이 불산(HF) 용액에 대한 내식성이 우수한 실리콘 질화물(Si₃N₄) 조성으로 이루어지며 상기 증착 공정은 화학 기상 증착 공정 특히 저압 화학 기상 증착 공정(low pressure chemical vapor deposition)에 의하여 수행된다.In addition, the insulating material constituting the etching stop layer 330 is not only excellent in insulation characteristics, but also has a composition of silicon nitride (Si 3 N 4) excellent in corrosion resistance to a hydrofluoric acid (HF) solution as described above, And is performed by a vapor deposition process, particularly a low pressure chemical vapor deposition process.

이때, 상기 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 공정에 의한 식각 스톱층(330)의 형성시 구동 기판(300)의 후면에도 강성의 실리콘 질화물(Si₃N₄)이 불균일하게 증착되어 기생 증착층(310)이 형성된다.At this time, rigid silicon nitride (Si 3 N 4) is non-uniformly deposited on the rear surface of the driving substrate 300 when the etching stop layer 330 is formed by the low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) process to form the parasitic deposition layer 310 do.

한편, 도면 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 공정에 의해서 형성된 광로 조절 장치의 구동 기판(300)은 그 형태가 변형되고, 또한, 구동 기판의 후면(300)에 불균일하게 형성된 실리콘 질화물(Si₃N₄)의 기생 증착층(310)으로 인해 그 후면이 불균일한 상태로 남아있다.3 (a), the driving substrate 300 of the optical path adjusting device formed by the above-described process is deformed in its shape, and the driving substrate 300 formed on the rear surface 300 of the driving substrate is formed non- The rear surface remains uneven due to the parasitic deposition layer 310 of silicon nitride (Si 3 N 4).

따라서, 상기 구동 기판(300)의 후면을 평탄화 하기 위해서, 먼저 강성의 실리콘 질화물(Si₃N₄)로 이루어진 기생 증착층(310)을 이온 빔 밀링과 같은 건식 식각 공정으로 도면 3의 (b)에 도시된 바와 같이 제거한다.Therefore, in order to planarize the rear surface of the driving substrate 300, first, the parasitic deposition layer 310 made of rigid silicon nitride (Si 3 N 4) is subjected to a dry etching process such as ion beam milling, Remove as shown.

이후, 상기 기생 증착층(310)이 제거된 구동 기판(300)의 후면에 알루미나(Al₂O₃)를 슬러리(slurry)로 이용한 화학적 기계 연마 공정에 의해 구동 기판(300)의 후면을 도면 3의 (c)에 도시된 바와 같이 평탄화 한다.3 (c), the rear surface of the driving substrate 300 is removed by a chemical mechanical polishing process using alumina (Al 2 O 3) as a slurry on the rear surface of the driving substrate 300 from which the parasitic deposition layer 310 is removed As shown in FIG.

이후, 상기 후면이 평탄화된 구동 기판(300)의 스톱 식각층(330) 상부에 도면 3의 (d)에 도시된 바와 같이 인이 함유된 실리콘 산화물 즉 포스포 실리게이트 글라스(PSG) 또는 다결정 실리콘을 화학 기상 증착 공정 (CVD)에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 희생층(340)을 형성시키며, 이와같이 형성된 희생층(340)은 후 공정에 의해 액츄에이터를 이루는 복수 개의 층을 적층한 후 불산 용액(HF)에 의해 식각되어져 에어갭을 형성하게 된다.3 (d), phosphorus-containing silicon oxide, that is, phosphosilicate glass (PSG) or polycrystalline silicon (PSG), is formed on the stop-shaped layer 330 of the back- The sacrificial layer 340 is formed by stacking a plurality of layers constituting the actuator by a post process so as to form a hydrofluoric acid solution HF So as to form an air gap.

따라서, 이 후의 공정에 의하여 소정 형상으로 형성되는 액츄에이터의 상부 전극의 표면을 평탄한 표면 상태로 제공하기 위하여 상기된 바와 같이 토폴러지가 불량한 상태로 제공된 상기 희생층(340)의 표면을 화학적 기계 연마(CMP) 공정과 같은 평탄화 공정을 통해 평탄화 시킨다.Therefore, the surface of the sacrificial layer 340, which is provided in a state of poor topology as described above, is chemically mechanically polished (as described above) in order to provide the surface of the upper electrode of the actuator formed in a predetermined shape in a flat surface state by a subsequent step Planarization process such as a CMP process.

즉, 상기 화학적 기계 연마(CMP) 공정은 평탄화시키기 위한 부재를 고정시키는 척과 상기 척에 대향된 회전판으로 구성되어 있는 연마 장치의 구동에 의하여 수행되므로 상기 인이 함유된 실리콘 산화물 즉 포스포 실리게이트 글라스(PSG) 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 희생층(340)이 상기 회전판에 면접촉되도록 상기 구동 기판(300)을 상기 척에 고정시킨 상태에서 상기 연마 장치의 구동에 의하여 상기 희생층(340)은 연마되며, 이 때, 상기 구동 기판(300)이 본 발명에 따라 평탄한 상태로 제공되므로 구동 기판(300) 후면의 물리적 상태에 의한 영향을 받지 않는 상태에서 희생층(340)의 평탄화가 이루어져 상기 희생층(340)은 도면 3의 (e)에 도시되어 있는 바와 같이 평탄한 표면상태를 제공한다.That is, the chemical mechanical polishing (CMP) process is performed by driving a polishing apparatus composed of a chuck for fixing a member for planarization and a rotary plate opposed to the chuck, so that the phosphorus-containing silicon oxide, that is, the phosphosilicate glass The sacrificial layer 340 is polished by driving the polishing apparatus in a state where the driving substrate 300 is fixed to the chuck such that the sacrificial layer 340 made of polycrystalline silicon (PSG) or polycrystalline silicon is in surface contact with the rotating plate Since the driving substrate 300 is provided in a flat state according to the present invention, the sacrificing layer 340 is planarized without being affected by the physical state of the rear surface of the driving substrate 300, 340 provide a flat surface condition as shown in Figure 3 (e).

한편, 평탄화된 상기 희생층(340)의 상부에 후 공정으로서 다음과 같은 공정을 통해 소정 형상의 액츄에이터가 형성된다.On the other hand, an actuator having a predetermined shape is formed on the flattened sacrificial layer 340 as a post-process through the following process.

먼저, 상기 희생층(340) 및 상기 희생층(340)의 패턴을 통하여 노출된 상기 식각 스톱층(330)상에 실리콘 질화물을 물리 기상 증착 공정(PVD) 또는 화학 기상 증착 공정(CVD)등에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 멤브레인을 형성시킨다.First, silicon nitride is deposited on the etch stop layer 330 exposed through the pattern of the sacrificial layer 340 and the sacrificial layer 340 by a physical vapor deposition process (PVD) or a chemical vapor deposition process (CVD) or the like And laminated to a predetermined thickness to form a membrane.

또한, 상기 멤브레인상에 스퍼터링 증착 공정과 같은 진공 증착 공정에 의하여 백금(Pt) 및 티타늄(Ti) 또는 이들중 하나의 원소와 같은 도전성 금속을 소정 두께로 증착시켜서 하부 전극을 형성시키며 상기 하부 전극은 상기 멤브레인에 형성되는 콘택홀등을 통하여 상기 구동 기판(300)상에 형성된 능동 소자와 전기적으로 연결되어서 신호 전극으로 작동한다.In addition, a conductive metal such as platinum (Pt) and titanium (Ti) or one of these elements is deposited to a predetermined thickness on the membrane by a vacuum deposition process such as a sputtering deposition process to form a lower electrode, And is electrically connected to an active element formed on the driving substrate 300 through a contact hole or the like formed in the membrane to function as a signal electrode.

또한, 상기 하부 전극상에 압전 특성을 나타내는 세라믹 조성물을 스퍼터링 증착공정 및 졸­겔 공정에 의하여 소정 두께로 적층시킴으로서 변형부를 형성시키며, 상기 세라믹 조성물은 BaTiO₃, Pb(Zr,Ti)O₃ 조성의 압전 세라믹 또는 Pb(Mg,Nb)O₃ 조성의 전왜 세라믹으로 구성된다.In addition, a ceramic composition exhibiting piezoelectric characteristics on the lower electrode is laminated to a predetermined thickness by a sputter deposition process and a sol-gel process to form a deformed portion. The ceramic composition may be formed of a piezoelectric ceramic of BaTiO3, Pb (Zr, Ti) Pb (Mg, Nb) O3.

이 후에, 상기 변형부상에 백금(Pt) 및 티타늄(Ti) 또는 이들중 하나의 원소와 같은 도전성 금속을 스퍼터링 증착 공정과 같은 진공 증착 공정에 의하여 소정 두께로 증착시켜서 공통 전극으로 작용하는 상부 전극을 형성시키며 그 결과 상기 구동 기판(300)상에 복수개의 층들이 순차적으로 적층되어 있는 미러 어레이를 형성시킨다.Thereafter, a conductive metal such as platinum (Pt) and titanium (Ti) or one of these elements is deposited on the deformed portion to a predetermined thickness by a vacuum deposition process such as a sputtering deposition process to form an upper electrode As a result, a mirror array in which a plurality of layers are sequentially stacked on the driving substrate 300 is formed.

한편, 상기 미러 어레이를 구성하고 있는 복수개의 층들을 이방성 식각 특성이 양호한 건식 식각 공정 예를 들면 반응성 이온 식각(R.I.E) 공정에 의하여 상부로부터 순차적으로 식각시킴으로써, 소정 형상의 액츄에이터를 형성시키며 이러한 액츄에이터의 패턴을 통하여 상기 식각 스톱층(330)상에 형성된 상기 희생층(340)의 일부를 노출시킨다.Meanwhile, a plurality of layers constituting the mirror array are sequentially etched from the top by a dry etching process, for example, a reactive ion etching (RIE) process having a favorable anisotropic etching property, thereby forming an actuator having a predetermined shape, A portion of the sacrificial layer 340 formed on the etch stop layer 330 is exposed through a pattern.

이때, 소정 형상으로 형성된 상기 액츄에이터를 불산(HF) 용액에 침잠시키면 상기 액츄에이터의 패턴을 통하여 노출된 상기 희생층(340)은 상기 불산(HF) 용액의 식각 작용에 의하여 제거되며, 그 결과 상기 액츄에이터는 그의 일단부가 상기 식각 스톱층(330)상에 지지되고 그의 타단부가 상기 식각 스톱층(330)으로부터 소정 간격으로 이격되어 있는 캔틸레버 구조로 형성된다.At this time, if the actuator formed in a predetermined shape is immersed in a hydrofluoric acid solution, the sacrificial layer 340 exposed through the pattern of the actuator is removed by the etching action of the hydrofluoric acid solution, Is formed with a cantilever structure in which one end thereof is supported on the etch stop layer (330) and the other end thereof is spaced apart from the etch stop layer (330) by a predetermined distance.

따라서, 외부의 제어 시스템으로부터 상기 구동 기판(300)에 내장되어 있는 능동 소자를 통하여 상기 액츄에이터의 하부 전극에 전기적 신호가 인가되면 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 전위차가 발생되고 이러한 전위차 발생에 의한 상기 변형부의 압전 변형에 의하여 상기 액츄에이터의 구동부가 소정의 각도로 틸팅된다.Therefore, when an electric signal is applied from the external control system to the lower electrode of the actuator through the active element built in the driving board 300, a potential difference is generated between the lower electrode and the upper electrode, The actuator of the actuator is tilted at a predetermined angle by the piezoelectric deformation of the deformed portion.

즉, 본 발명에 따라서 평탄한 표면 상태로 제공된 상기 상부 전극의 표면으로 입사된 광원의 백색광은 상기 액츄에이터의 구동에 의하여 제어된 광로를 따라 반사되어서 도시되어 있지 않은 스크린상에 화상을 표시하게 된다.That is, the white light of the light source incident on the surface of the upper electrode provided in a flat surface state according to the present invention is reflected along the optical path controlled by the driving of the actuator to display an image on a screen not shown.

따라서, 본 발명에 따르면, 구동 기판(330)의 후면에 형성된 실리콘 질화물(Si₃N₄)의 기생 증착층(310)을 제거하고, 전공정의 열공정에 의한 변형된 구동 기판(300)의 후면을 평탄화 하여, 구동 기판의 후면의 물리적 상태에 영향을 받지 않는 상태에서 희생층(340)을 평탄화 함으로써, 상기 구동 기판(300)의 상부에 소정 형상으로 형성되는 액츄에이터의 미러면, 즉 상부 전극의 표면상태를 평탄한 상태로 제공하여 그 결과 광로 조절 장치의 성능 및 신뢰도를 향상시킨다.Therefore, according to the present invention, the parasitic deposition layer 310 of silicon nitride (Si 3 N 4) formed on the rear surface of the driving substrate 330 is removed, and the rear surface of the deformed driving substrate 300 is flattened The surface state of the mirror surface of the actuator formed in a predetermined shape on the drive substrate 300, that is, the surface of the upper electrode, may be determined by the surface state of the sacrificial layer 340 in a state in which the sacrifice layer 340 is not affected by the physical state of the rear surface of the drive substrate. Thereby improving the performance and reliability of the optical path adjusting device.

이상, 상기 내용은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. .

Claims (6)

매트릭스 구조의 능동 소자를 구비한 구동 기판의 상부에 상기 능동 소자 각각에 대응하는 액츄에이터로 이루어진 광로 조절 장치의 평탄화 방법에 있어서, 상기 구동 기판의 후면에 기생 증착된 기생 증착층을 제거하는 단계; 상기 기생 증착층이 제거된 구동 기판의 후면을 평탄화 하는 단계; 상기 후면이 평탄화 된 구동기판의 전면에 희생층을 적층하는 단계; 및 상기 희생층을 평탄화 하는 단계로 이루어지는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.A method for planarizing an optical path adjusting apparatus comprising an actuator corresponding to each of the active elements on a driving substrate having an active element having a matrix structure, the method comprising: removing a parasitic deposition layer parasitically deposited on a rear surface of the driving substrate; Planarizing the rear surface of the driving substrate from which the parasitic deposition layer is removed; Stacking a sacrificial layer on the front surface of the driving substrate on which the rear surface is planarized; And planarizing the sacrificial layer. 제1항에 있어서, 상기 기생 증착층을 제거하는 단계는, 건식 식각 공정에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.The flattening method of an optical path adjusting apparatus according to claim 1, wherein the step of removing the parasitic deposition layer is performed by a dry etching process. 제2항에 있어서, 상기 건식 식각 공정은, 이온 빔 밀링 공정인 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.3. The method of claim 2, wherein the dry etching process is an ion beam milling process. 제1항에 있어서, 상기 구동기판의 후면을 평탄화하는 단계는, 화학적 기계 연마 공정(CMP)에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.The planarization method of an optical path adjusting apparatus according to claim 1, wherein the step of planarizing the rear surface of the driving substrate is performed by a chemical mechanical polishing (CMP) process. 제4항에 있어서, 상기 화학적 기계적 연마 공정은, 알루미나(Al₂O₃)를 슬러리(slurry)로 사용하는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.The method of claim 4, wherein the chemical mechanical polishing step uses alumina (Al 2 O 3) as a slurry. 제1항에 있어서, 상기 희생층의 평탄화는, 화학적 기계 연마(CMP) 공정을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광로 조절 장치의 평탄화 방법.The planarizing method of an optical path adjusting apparatus according to claim 1, wherein the sacrificing layer is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) process.
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