KR20000026673A - 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 구동기판(5)을 형성하는 단계와; 구동기판(5) 위에 제 1 희생층(25), 멤브레인(30), 하부전극(35), 변형층(40) 및 상부전극(45)을 순차적으로 형성하고 픽셀단위로 패터닝하여 상기 하부전극(35)과 구동기판(5)의 드레인 패드(10)를 비아컨택(55) 공정으로 전기적으로 연결하여 액츄에이터(65)를 형성하는 단계와; 액츄에이터(65) 전면에 제 2 희생층(70), 거울면(60)을 형성하여 이 거울면(60)을 픽셀단위로 식각하는 단계와; 황산과산화수소수 세척공정을 통해 상기 제 2 희생층(70) 표면에 잔존하는 거울면(60) 재질의 잔존물을 제거하는 단계와; 상기 제 2 희생층(70) 및 제 1 희생층(25)을 제거하는 단계를 포함하는 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 거울면(60) 형성 후 희생층(25,70)을 제거하기 전에 황산과산화수소수 세척공정을 추가하여 거울면(60)을 식각하는 과정에서 발생되는 잔류물을 제거하여 잔류물로 인해 전기적인 쇼트가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거울면 형성 후 황산과산화수소수 세척공정을 추가하여 거울면을 식각하는 과정에서 발생되는 잔류물을 제거할 수 있는 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광속을 조절하여 화상을 형성할 수 있는 광로조절장치는 크게 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 CRT(Cathod Ray Tube) 등의 직시형 화상 표시 장치와 투사형 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함), DMD(Deformable Mirror Device), 또는 AMA(Actuated Mirror Array)등이 있다.
CRT 장치는 화상의 질은 우수하지만 화면의 대형화에 따라 장치의 중량과 용적이 증가하며 그 제조비용이 상승하는 문제가 있으며, 이에 비하여 액정 표시 장치(LCD)는 평판으로 형성할 수 있으나 입사되는 광속의 편광으로 인하여 1∼2％의 낮은 광효율을 가지며, 그 내부의 액정 물질의 응답 속도가 느린 단점이 있었다.
이와 같은 LCD의 문제점들을 해결하기 위하여 DMD, 또는 AMA 등의 장치가 개발되었다. 현재, DMD가 약 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA는 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.
통상적으로, AMA 내부에 형성된 각각의 액츄에이터들은 인가되는 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 이 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 상기 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들은 전계의 크기에 비례하여 경사지게 된다.
따라서, 이 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터의 구성 재료로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3)등의 압전 세라믹이 이용된다. 또한, 이 액츄에이터의 구성 재료로 PMN(Pb(Mg, Nb)O3)등의 전왜 세라믹을 이용할 수 있다.
상술한 AMA는 벌크(bulk)형과 박막(thin film)형으로 구분된다. 현재 AMA는 박막형 광로조절장치가 주종을 이루는 추세이다. 특히 2층 구조 박막형 광로조절장치는 본 출원인이 1997년 12월 29일 대한민국 특허청에 특허출원한 특허출원번호 제97-76482호에 개시되어 있다.
도 1은 선행 출원에 의해 기재된 2층 구조 박막형 광로조절장치의 일예를 도시한 단면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도시된 바와 같이, 선행 출원된 2층 구조 박막형 광로조절장치는 구동기판(5)과 그 상부에 형성된 액츄에이터(65) 및 액츄에이터(65) 상부에 형성되는 거울면(60)으로 이루어진 2층 구조를 갖는다.
전술한 액츄에이터(65)는 멤브레인(30), 하부전극(35), 변형층(40), 상부전극(45)을 포함하며, 구동기판(5)의 드레인 패드(미도시됨)와 하부전극(35)이 전기적으로 연결하는 비아컨택(55)을 포함한다.
전술한 거울면(60)은 멤브레인(30)의 끝단부 중앙에 형성된 포스트(75)에 의해 그 중심부가 지지된다.
이와같은 종래의 박막형 광로조절장치는 신호전극인 하부전극(35)에 화상 신호 전압이 인가되며, 공통전극인 상부전극(45)에 바이어스 전압이 인가되면 상부전극(45)과 하부전극(35) 사이에 전계가 발생하게 된다. 이 전계에 의하여 상부전극(45)과 하부전극(35) 사이의 변형층(40)이 변형을 일으키게 되며, 상기 변형층(40)은 전계와 수직한 방향으로 수축하게 된다. 이에 따라 변형층(40)을 포함하는 액츄에이터(65)가 소정의 각도로 휘어지고, 액츄에이터(65)의 구동 선단부에 장착된 거울면(60)은 휘어진 멤브레인(30)에 의해 경사지게 되어 광원으로부터 입사되는 광속을 반사한다. 상기 거울면(60)에 의해 반사된 광속은 AMA 광학계의 슬릿을 통하여 스크린에 투영됨으로서 화상을 맺게 된다.
한편, 전술한 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조공정에서 거울면(60)을 형성하기 위해서는 포스트(75) 위치가 패터닝된 제 2 희생층(도면상 미도시됨.) 상부에 반사도가 좋은 알루미늄(Al)을 증착한 다음 거울면(60)을 각각의 액츄에이터(65) 단위로 식각하여 분리한다.
이어서, 식각공정으로 노출된 거울면(60)과 거울면(60) 사이의 경계부분을 통해 제 1 희생층(제 1 에어갭(25')에 위치하나 제거되어 도면상 미도시됨.) 및 제 2 희생층(제 2 에어갭(70')에 위치하나 제거되어 도면상 미도시됨.)을 에슁(Ashing)공정으로 제거하여, 구동기판(5)과 액츄에이터(65) 및 액츄에이터(65)와 거울면(60) 사이에 에어갭(25',70')이 형성되도록하여 액츄에이터(65)의 구동에 따라 거울면(60)이 구동될 수 있도록 한다.
그런데 전술한 종래의 2층 구조 박막형 광로조절장치에서 거울면(60)을 패터닝하기 위해 알루미늄(Al)을 식각하면, 일부의 알루미늄이 식각 잔류물(etch residue)로 남게된다. 이처럼 식각 잔류물이 잔존한 상태에서 희생층을 제거하기 위한 에슁공정을 수행하면 알루미늄 잔류물은 에슁되지 않으므로 그대로 액츄에이터(65) 또는 구동기판(5)에 가라앉게 된다. 이처럼 가라앉은 알루미늄 잔류물이 상,하부전극(35,45) 사이에 잔존하는 경우 전기적으로 쇼트를 발생시킬 우려가 있다.
따라서 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 거울면 형성 후 희생층을 제거하기 전에 황산과산화수소수 세척공정을 추가하여 거울면을 식각하는 과정에서 발생되는 잔류물을 제거하여 잔류물로 인해 전기적인 쇼트가 발생되는 것을 방지할 수 있는 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법에 있어서, 구동기판을 형성하는 단계와; 상기 구동기판 위에 제 1 희생층, 멤브레인, 하부전극, 변형층 및 상부전극을 순차적으로 형성하고 픽셀단위로 패터닝하여 상기 하부전극과 구동기판의 드레인 패드를 비아컨택공정으로 전기적으로 연결하여 액츄에이터를 형성하는 단계와; 상기 액츄에이터 전면에 제 2 희생층, 거울면을 형성하여 상기 거울면을 픽셀단위로 식각하는 단계와; 황산과산화수소수 세척공정을 통해 상기 제 2 희생층 표면에 잔존하는 거울면 재질의 잔존물을 제거하는 단계와; 상기 제 2 희생층 및 제 1 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 따른 2층 구조 박막형 광로조절장치의 사시도,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도,
도 3a 내지 3f는 본 발명에 따른 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법을 도시한 공정단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
5 ; 구동기판 25 ; 제 1 희생층
30 ; 멤브레인 35 ; 하부전극
40 ; 변형층 45 ; 상부전극
55 ; 비아컨택 60 ; 거울면
65 ; 액츄에이터 70 ; 제 2 희생층
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 3a 내지 3f는 본 발명에 따른 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법을 도시한 공정 단면도이다.
도 3a를 참조하면, M×N개의 트랜지스터가 내장되고 그 일측 상부에 드레인 패드(미도시됨)가 형성되어 있는 구동기판(5)을 준비한다. 그 위에 인 실리케이트 유리(PSG)재질의 보호층(15)을 형성하여 후속하는 공정 동안 구동기판(5)에 내장된 트랜지스터가 손상되는 것을 방지한다.
보호층(15)의 상부에는 질화물로 이루어진 식각 방지층(20)을 형성한다. 이 식각 방지층(20)은 구동기판(5) 및 보호층(15)이 이후 공정으로 진행되는 식각공정에 의해 손상되는 것을 방지한다.
도 3b를 참조하면, 보호층(15) 및 식각 방지층(20)이 형성된 구동기판(5) 상부에 제 1 희생층(25)을 형성한다. 제 1 희생층(25)은 인 실리케이트 유리(PSG) 또는 폴리 실리콘을 저압 화학 기상 증착법(LPCVD)으로 형성한다.
제 1 희생층(25) 위에는 액츄에이터(65)가 형성되므로 평탄한 상태를 유지해야 하는데 트랜지스터가 내장된 구동기판(5) 상부에 형성되는 제 1 희생층(25)의 표면은 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 제 1 희생층(25)의 표면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)공정을 통해 평탄화 한다.
그리고 제 1 희생층(25)을 패터닝하여 드레인 패드(10)의 상방에 위치한 식각 방지층(20)의 일단을 노출시켜 액츄에이터(65)의 지지영역을 형성한다.
도 3c를 참조하면, 이 지지영역을 포함하는 제 1 희생층(25)의 상부에 질화물로 이루어진 멤브레인(30), 전기 전도성이 우수한 백금, 백금-탄탈륨 등의 금속으로 이루어진 하부전극(35), PZT 또는 PZLT 등의 압전물질로 이루어진 변형층(40) 및 알루미늄, 백금 또는 은 등으로 이루어진 상부전극(45)을 순차적으로 형성한다.
이어서, 액츄에이터(65)를 픽셀단위로 분리시키기 위해 상부전극(45), 변형층(40), 하부전극(35) 및 멤브레인(30)을 패터닝한다.
한편, 도 3d에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(65)의 지지영역에 위치하는 상부전극(45), 변형층(40), 하부전극(35) 및 멤브레인(30)을 도 2에 도시된 형상으로 차례로 식각하여 멤브레인(30)의 일단을 노출시키고, 이 노출된 지지영역의 일단에 멤브레인(30), 식각 방지층(20), 그리고 보호층(15)을 차례로 식각하여 드레인 패드(미도시됨)의 일단이 노출되도록 비아홀(50)을 형성하고, 리프트 오프(lift-off)공정으로 드레인 패드(10)와 하부전극(35)이 전기적으로 연결되도록 비아컨택(55)을 형성한다.
이어서, 도 3e를 참조하면, 픽셀단위로 패터닝된 액츄에이터(65) 전면에 제 2 희생층(70)을 형성하고, 거울면(60)을 지지하기 위한 포스트(75)가 형성될 위치를 패터닝한다. 상기 제 2 희생층(70)은 포토 레지스트, 폴리 실리콘, SOP, SOG 등과 같은 재질을 사용한다.
이어서, 포스트(75)가 형성될 위치가 패터닝된 제 2 희생층(70) 상부에 반사도가 좋은 알루미늄(Al)을 증착하여 포스트(75) 및 거울면(60)을 형성하고, 거울면(60)을 각각의 액츄에이터(65) 단위로 식각하여 분리한다.
이때, 거울면(60)을 패터닝하기 위해 알루미늄(Al)을 식각하면, 일부의 알루미늄이 식각 잔류물(etch residue)로 남게된다.
따라서, 본 발명의 특징적인 공정인 황산과산화수소수(H2SO4·H2O2) 세척공정을 통해 액츄에이터 표면에 잔존하는 알루미늄 재질의 잔존물을 제거한다.
즉, 알루미늄은 황산과산화수소수와 산화반응하여 용해되는 바, 거울면(60)을 형성하는 알루미늄층은 포토레지스트에 의해 보호되어 산화반응을 일어나지 않는 반면에 알루미늄 재질의 식각 잔류물은 보통 액츄에이터(65)의 측면에 노출되어 묻어있으므로 황산과산화수소수와 반응을 일으켜 용해된다.
도 3f를 참조하면, 이처럼 식각으로 인한 잔존물을 제거한 다음 제 2 희생층(70) 및 제 1 희생층(25)을 에슁(ashing)공정으로 제거한다. 에슁공정은 픽셀 단위로 분리된 거울면(60)과 거울면(60) 사이의 경계면을 통해 이루어진다.
이처럼 황산과산화수소수 세척공정으로 식각 잔류물인 알루미늄 찌꺼기를 제거한 상태에서 에슁공정에 의해 제 2 희생층(70) 및 제 1 희생층(25)이 제거되면서 식각잔류물이 액츄에이터(65) 또는 구동기판(5)에 가라앉아 전기적으로 쇼트를 발생시킬 염려가 없다.
한편, 제 2 희생층(70)의 제거로 거울면(60)과 액츄에이터 사이에 제 2 에어갭(70')이 형성되고, 제 1 희생층(25)의 제거로 구동기판(5)과 액츄에이터(65) 사이에 에어갭(25')이 형성되어 액츄에이터(65)의 구동에 따라 거울면(60)이 구동될 수 있는 2층 구조의 박막형 광로조절장치의 제조공정을 완료한다.
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 거울면 형성 후 희생층을 제거하기 전에 황산과산화수소수 세척공정을 추가하여 거울면을 식각하는 과정에서 발생되는 잔류물을 제거하여 잔류물로 인해 전기적인 쇼트가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
Claims (1)
- 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법에 있어서, 구동기판을 형성하는 단계와; 상기 구동기판 위에 제 1 희생층, 멤브레인, 하부전극, 변형층 및 상부전극을 순차적으로 형성하고 픽셀단위로 패터닝하여 상기 하부전극과 구동기판의 드레인 패드를 비아컨택공정으로 전기적으로 연결하여 액츄에이터를 형성하는 단계와; 상기 액츄에이터 전면에 제 2 희생층, 알루미늄(Al) 재질의 거울면을 형성하여 상기 거울면을 픽셀단위로 식각하는 단계와; 황산과산화수소수(H2SO4·H2O2)로 세척공정을 통해 상기 액츄에이터 표면에 잔존하는 거울면 재질의 잔존물을 제거하는 단계와; 상기 제 2 희생층 및 제 1 희생층을 제거하는 단계를 포함하는 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980044318A KR20000026673A (ko) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019980044318A KR20000026673A (ko) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000026673A true KR20000026673A (ko) | 2000-05-15 |
Family
ID=19554978
Family Applications (1)
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| KR1019980044318A KR20000026673A (ko) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 2층 구조 박막형 광로조절장치의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20000026673A (ko) |
-
1998
- 1998-10-22 KR KR1019980044318A patent/KR20000026673A/ko not_active Application Discontinuation
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