KR20050069701A - 디지털 마이크로 미러 제조방법 - Google Patents

디지털 마이크로 미러 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 디지털 마이크로 미러 제조방법은 종래의 비어있는 미러지지부(mirror support post)의 공간을 1차 금속층과 SOG를 채우고 2차 금속층을 형성하여 미러의 영역을 넓힘으로써, 비어있던 미러지지부에 의한 난반사를 제거하고 빛을 반사할 수 있는 면적을 최대화하여 소자에 의하여 표현되는 영상들의 밝기와 선명도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

디지털 마이크로 미러 제조방법{Method for manufacturing digital micro-mirror device}
본 발명은 디지털 마이크로 미러 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 미러지지부(mirror support post)를 적절한 공정으로 금속층과 SOG로 채움으로서 난반사를 제거하고 빛을 반사할 수 있는 면적을 최대화하여 소자에 의하여 표현되는 영상들의 밝기와 선명도를 높이기 위한 디지털 마이크로 미러 제조방법에 관한 것이다.
최근에 전자-역학 분야에서 다양한 메카니컬 장치가 소형화되어 왔다. 일반적으로 그러한 장치들은 소형 기어, 레버 및 밸브이다. 이러한 '마이크로-메카니컬' 장치들은 때때로 전기 제어 회로와 함께 집적 회로 기술을 사용하여 제조되며, 보통 가속도계, 압력 센서 및 액추에이터(actuator)에 일반적으로 응용된다. 다른 예로서, 마이크로-미러(micro-mirror)는 공간 광 변조기(spatial light modulator) 용도로 구성될 수 있다.
마이크로-메카니컬 공간 광 변조기의 한 형태는 소형 틸팅 미러 어레이를 갖는 디지탈 마이크로-미러 장치(Digital Micro-mirror Device, 이하 DMD)이다. 자유로운 이동을 위해, 미러들 각각은 기저 제어 회로 상에서 하나 또는 그 이상의 포스트-지지형 힌지(post-supported hinges)상에 장착되며, 에어 갭에 의해 일정 간격이 유지된다.
DMD의 한 가지 응용은 영상을 형성하는 것으로, DMD는 영상 평면(image plane)에 광을 선택적으로 반사시키는 수백 개 또는 수천 개의 편향가능한 미러 어레이를 갖는다. DMD에 의해 형성된 영상들은 디스플레이 시스템에서, 또는 비충격식 프린팅(non-impact printing) 응용에 사용될 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 마이크로 미러 소자의 사시도이다.
영상 디스플레이 응용을 위한 동작에서, 광원(light source)은 DMD의 표면을 조사한다. 렌즈 시스템은 광을 미러 소자(10)의 어레이의 크기로 대략적으로 형성하여, 이 광을 미러 소자 쪽으로 보내는 데 사용될 수도 있다. 각각의 미러 소자(10)는 지지대(13)에 부착된 토션 힌지(12)상에 경사 미러(tilting mirror;11)를 갖는다. 이들 지지대(13)는 기판(15)상에서 형성되어 기판으로부터 연장된다. 미러(11)는 기판(15)상에 제조된 어드레스 전극 및 메모리 회로로 구성된 제어 회로(14) 위에 배치된다.
제어 회로(14)의 메모리 셀들 내의 데이타에 기초한 전압이 미러(11)의 반대쪽 구석 아래에 위치된 2개의 어드레스 전극(16)들에 인가된다. 미러(11)들과 그것의 어드레스 전극(16)들 사이의 정전력(electrostatic force)은 어드레스 전극(16)에 전압을 선택적으로 인가함으로써 생성된다. 정전력으로 인해 미러(11)가 약 +10 ˚(온) 또는 약 -10˚(오프) 경사지게 되어, DMD의 표면상의 입사광(light incident)을 변조한다 '온' 미러(11)들로부터 반사된 광은 디스플레이 광학 장치를 통해 영상 평면으로 보내진다. '오프' 미러(11)로부터의 광은 영상 평면으로부터 반사된다. 따라서, 최종 패턴은 영상을 형성하게 된다. 미러(11)가 '온'인 각 영상 프레임 동안의 시간의 비율은 회색의 명도(shades of grey)를 결정한다. 색상은 컬러 휠(color wheel) 또는 3-DMD 셋업에 의해서 추가될 수 있다.
미러(11) 및 그것의 어드레스 전극(16)은 캐패시터들을 형성한다. 미러(11) 및 그것의 어드레스 전극(16)에 적절한 전압이 인가되면, 최종 정전력(인력 또는 척력)은 끌어당기는 어드레스 전극(16)쪽으로 미러(11)를 경사지게 하거나, 반발하는 어드레스 전극(16)으로부터 미러를 떨어지게 한다. 미러(11)는 그 연부(edge)가 기저 랜딩 전극(17)에 접촉할 때까지 경사진다.
일단, 어드레스 전극(16)과 미러(11) 사이의 정전력이 제거되면, 힌지(12) 내에 저장된 에너지는 미러(11)를 비편향 위치로 복귀시키기 위해 복원력(restoring force)을 제공한다. 미러(11)를 비편향 위치로 복귀시키는 것을 보조하기 위해 미러(11) 또는 어드레스 전극(16)에 적절한 전압이 인가될 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c는 종래의 DMD 제조공정을 나타낸 단면도이다. 도 2a는 힌지(hinge)층과 이음쇠(yoke)층이 형성된 기판을 나타내고 있다. 이음쇠의 작용은 미러를 기계적으로 고정시키는 하부 판이 되며, 차후 기판의 전기적인 작용으로 인하여 미러가 움직이게 될 때, 이음쇠의 끝단이 하부의 금속에 안착 된다. 또한 이 이음쇠는 미러의 움직임 축이 되는 힌지에 연결되어 있다.
도 2b는 희생층(sacrificial layer), 금속층, 산화막을 차례로 형성한 것을 나타낸 것이다. 상기 희생층은 스핀 도포(spin coat), 패터닝(patterning), 하드닝(hardening) 등의 공정을 실시하여 형성한다. 상기 희생층이 형성된 후 그 상부에 상기 금속층이 형성되는 바, 상기 금속층은 미러가 될 알루미늄(aluminum)을 스퍼터링 방식으로 도포하여 형성한다. 상기 금속층이 형성된 후 그 상부에 상기 산화막이 형성되는 바, 상기 산화막은 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 방식으로 증착한다. 상기 산화막은 금속층(aluminum)의 하드 마스크(hard mask) 역할을 수행하게 된다.
도 2c는 금속층을 미러형태로 만들고 희생층을 제거한 것을 나타낸 것이다. 상기 산화막을 패터닝하고 식각한 후 상기 금속층을 식각하여 미러형태로 만든다. 다음으로 희생층을 제거하여 미러가 움직일 수 있는 공기층이 되도록 한다.
상기와 같이 형성된 DMD는 미러지지부(mirror supprt post)인 미러 중앙부분이 비어 있게 된다. 상기와 같이 미러지지부가 비어있게 되면 미러의 표면으로 인입되는 빛의 난반사가 일어나 반사율이 저하되며 결과적으로 소자에 의하여 표현되는 영상들의 밝기와 선명도가 저하된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 비어있는 미러지지부(mirror support post)의 공간에 적절한 공정으로 금속층과 SOG를 채움으로써 비어 있던 미러지지부에 의한 난반사를 제거하고 빛을 반사할 수 있는 면적을 최대화하여 소자에 의하여 표현되는 영상들의 밝기와 선명도를 높이기 위한 디지털 마이크로 미러 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 이음쇠와 힌지가 포함되는 소정의 구조물이 형성된 기판 상부에 형성되는 디지털 마이크로 미러의 제조방법에 있어서, 상기 기판 상부에 형성되며, 상기 이음쇠 상부에 미러지지부를 형성하도록 하는 희생층이 구비되는 단계; 상기 희생층 상부에 1차 금속층을 형성하는 단계; 상기 1차 금속층 상부에 SOG를 형성하여 상기 미러지지부를 채우는 단계; 상기 미러지지부의 폭 이외의 1차 금속층이 드러날 때까지 상기 SOG를 식각하는 단계; 상기 1차 금속층과 상기 SOG 상부에 2차 금속층을 형성하는 단계; 상기 2차 금속층 상부에 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화막과 상기 1차 및 2차 금속층을 미러형태로 형성하는 단계; 및 상기 희생막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 디지털 마이크로 미러 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 디지털 마이크로 미러의 제조방법을 나타낸 단면도이다. 도 3a는 힌지(hinge)층과 이음쇠(yoke)층이 형성된 기판을 나타내고 있다. 이음쇠의 작용은 미러를 기계적으로 고정시키는 하부 판이 되며, 차후 기판의 전기적인 작용으로 인하여 미러가 움직이게 될 때, 이음쇠의 끝단이 하부의 금속에 안착 된다. 또한 이 이음쇠는 미러의 움직임 축이 되는 힌지에 연결되어 있다.
도 3b는 희생층(sacrificial layer), 1차 금속층, SOG(Spin On Glass)를 차례로 형성한 것을 나타낸 것이다. 상기 희생층은 스핀 도포(spin coat), 패터닝(patterning), 하드닝(hardening) 등의 공정을 실시하여 형성한다. 상기 희생층은 폴리머로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 희생층이 형성된 후 그 상부에 상기 금속층이 형성되는 바, 상기 1차 금속층은 알루미늄(aluminum)을 스퍼터링 방식으로 도포하여 형성한다. 상기 1차 금속층이 형성된 후 비어 있는 미러지지부(mirror support post)를 SOG로 채운다.
도 3c는 상기 미러지지부에 채워진 SOG를 식각하는 공정이다. 상기 SOG의 식각은 1차 금속층이 드러날 때까지 진행된다. 즉, 비어 있던 미러지지부의 폭만큼 SOG가 채워지는 것이다.
도 3d는 2차 금속층, 산화막을 차례로 형성한 것을 나타낸 것이다. 상기 2차 금속층은 1차 금속층과 미러지지부의 폭만큼 채워진 상기 SOG를 덮는다. 상기 2차 금속층은 알루미늄을 스퍼터링 방식으로 도포하여 형성한다. 상기 2차 금속층이 형성된 후 그 상부에 상기 산화막이 형성되는 바, 상기 산화막은 PECVD(Plasma Enhanced CVD) 방식으로 증착한다. 상기 산화막은 금속층(aluminum)의 하드 마스크(hard mask) 역할을 수행하게 된다.
도 3e는 상기 산화막과 금속층의 패터닝과 식각을 진행하여 미러형태를 만들고, 상기 희생막의 제거를 진행한 것을 나타낸 것이다. 상기 산화막을 패터닝하고 식각한 후 상기 1차 금속층과 2차 금속층을 동시에 식각하여 미러형태로 만든다. 다음으로 희생층을 제거하여 미러가 움직일 수 있는 공기층이 되도록 한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 디지털 마이크로 미러 제조방법은 종래의 비어있는 미러지지부(mirror support post)의 공간을 1차 금속층과 SOG를 채우고 2차 금속층을 형성하여 미러의 영역을 넓힘으로써, 비어 있던 미러지지부에 의한 난반사를 제거하고 빛을 반사할 수 있는 면적을 최대화하여 소자에 의하여 표현되는 영상들의 밝기와 선명도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 디지털 마이크로 미러의 사시도.
도 2a 내지 도 2c는 종래의 디지털 마이크로 미러 제조방법의 공정단면도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 디지털 마이크로 미러의 제조방법의 공정단면도.

Claims (7)

  1. 이음쇠와 힌지가 포함되는 소정의 구조물이 형성된 기판 상부에 형성되는 디지털 마이크로 미러의 제조방법에 있어서,
    상기 기판 상부에 형성되며, 상기 이음쇠 상부에 미러지지부를 형성하도록 하는 희생층이 구비되는 단계;
    상기 희생층 상부에 1차 금속층을 형성하는 단계;
    상기 1차 금속층 상부에 SOG를 형성하여 상기 미러지지부를 채우는 단계;
    상기 미러지지부의 폭 이외의 1차 금속층이 드러날 때까지 상기 SOG를 식각하는 단계;
    상기 1차 금속층과 상기 SOG 상부에 2차 금속층을 형성하는 단계;
    상기 2차 금속층 상부에 산화막을 형성하는 단계;
    상기 산화막과 상기 1차 및 2차 금속층을 미러형태로 형성하는 단계; 및
    상기 희생막을 제거하는 단계
    를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 희생층은 폴리머로 이루어짐을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 희생층은 스핀 도포, 패터닝 및 하드닝 공정으로 형성됨을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 금속층은 알루미늄임을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 및 2차 금속층은 스퍼터링 방식으로 형성됨을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화막은 PECVD 방식으로 형성됨을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화막과 상기 금속층을 미러형태로 형성하는 단계는
    상기 산화막을 패터닝하고 식각하는 단계; 및
    상기 금속층을 식각하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 마이크로 미러 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100710205B1 (ko) * 2005-09-08 2007-04-20 동부일렉트로닉스 주식회사 디지털 마이크로-미러 소자
KR100729117B1 (ko) * 2006-08-28 2007-06-14 동부일렉트로닉스 주식회사 디엘피 소자의 금속 배선 형성 방법
US7903784B2 (en) 2008-10-31 2011-03-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of narrow band x-ray filtering

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