專利名稱：薄膜致動反射鏡陣列的形成方法
技術領域：
本發明涉及一種光學投影系統，且更具體地，涉及一種用于制造在該系統中使用的M×N薄膜致動反射鏡陣列的改進的方法。
在現有技術的各種視頻顯示系統中，已知一種光學投影系統能夠提供大幅的高質量顯示。在這樣一光學投影系統中，來自一燈的光線被均勻地照射在例如一M×N致動反射鏡陣列上，其中各反射鏡與各致動器相連接。這些致動器可由響應施加于其上的電場而變形的電致位移材料制成，例如為壓電材料或電致伸縮材料。
來自各發射鏡的反射光束入射在例如一光闌的小孔上。通過對各致動器施加一電信號。各反射鏡與入射光束的相對位置被改變。從而導致來自各反射鏡的反射光束的光路發生偏移。當各反射光束的光路發生變化時，自各反射鏡反射的通過該小孔的光量被改變，從而調制光束的強度，通過該小孔的被調制的光束經一適當的光學裝置例如一投影透鏡被傳遞到一投影屏幕上，從而在其上顯示一圖象。
在
圖1A至1G中，說明了在制造一M×N薄膜致動反射鏡101的陣列100中所包含的制造步驟，其中M及N為整數，該方法被公開在美國序列號為08/430,628的題為“薄膜致動反射鏡陣列”的一共有未決的申請中。
制造該陣列100的過程起始于準備一具有一頂表面并包括一基底12、一M×N晶體管陣列(未示出)和一M×N連接端子14的陣列的有源矩陣10。
在接著的步驟中，如果薄膜待除層24由金屬制成，通過使用濺射法或蒸鍍法在該有源矩陣10的頂表面上形成一薄膜待除層24，如果薄膜待除層24由磷-硅玻璃(PSG)制成，則采用化學汽相淀積法(CVD)或旋轉涂覆法，或如果薄膜待除層24由多晶硅制成，則采用CVD法。
然后，形成一支持層20，該支持層20包括一由薄膜待除層24環繞的M×N支持構件22的陣列，其中該支持層20通過以下步驟形成通過使用光刻法在薄膜待除層24上建立一M×N空槽陣列(未示出)，各空槽位于連接端子14的四周；并通過使用一濺射法或CVD法在位于連接端子14四周的各空槽內形成一支持構件22，如圖1A所示。這些支持構件22由絕緣材料制成。
在接著的步驟中，通過使用So1-Ge1、濺射法或CVD法在支持層20的頂上形成一由與支持構件22相同的絕緣材料制成的彈性層30。
接著，通過以下步驟在各支持構件22中形成一由金屬制成的導管26通過使用蝕刻法首先建立一M×N孔的陣列(未示出)，各孔從彈性層30的頂部延伸至連接端子14的頂部；并用金屬填充這些孔中，從而形成導管26，如圖1B所示。
在接著的步驟中，通過使用濺射法，在包括導管26的彈性層30的頂上形成一由導電材料制成的第二薄膜層40。該第二薄膜層40通過在支持構件22中形成的導管26被電連接至晶體管。
然后，通過使用濺射法、CVD法或So1-Ge1法，在第二薄膜層40的頂上形成一由壓電材料，例如鋯鈦酸鉛(DZT)制成的薄膜電致位移層50，如圖1C所示。
在接著的步驟中，通過使用光刻法或激光修剪法，將薄膜電致位移層50，第二薄膜層40及彈性層30被構型成一M×N薄膜電致位移構件55的陣列、一M×N第二薄膜電極45的陣列及一M×N彈性構件35的陣列直至支持層20被暴露出，如圖1D所示。各第二薄膜電極45通過在各支持構件22中形成的導管26被電連接至晶體管并在薄膜致動反射鏡101中起信號電極的作用。
接下來，對各薄膜電致位移構件55進行熱處理以使產生相變，從而形成一M×N熱處理機構的陣列(未示出)，由于各熱處理薄膜電致位移構件55非常薄，如果其由壓電材料制成則不需要對其極化(Pole)因為在薄膜致動反射鏡101的工作期間，它能被施加的電信號所極化。
在以上步驟后，通過以下步驟在M×N熱處理機構陣列中的薄膜電致位移構件55的頂上形成一由導電及反光材料制成的M×N第一薄膜電極65的陣列首先使用濺射法形成一由導電及反光材料制成的層60，其完全覆蓋M×N熱處理機構的陣列，包括暴露的支持層20，如圖1E所示，然后使用蝕刻法，選擇地去除層60，形成一M×N致動反射鏡機構111的陣列110，其中各致動反射鏡機構111包括一個頂表面和四個側表面，如圖1F所示。各第一薄膜電極65在薄膜致動反射鏡101中起一反射鏡及偏置電極的作用。
接著以上步驟，用一薄膜保護層(未示出)完全覆蓋各致動反射鏡機構111中的頂表面及四個側表面。
然后通過使用濕蝕刻法去除支持層20中的薄膜待除層24。最后，去除該薄膜保護層，從而形成M×N薄膜致動反射鏡101的陣列100，如圖1G所示。
上述用于制造M×N薄膜致動反射鏡101的陣列100的方法存在有相關的某些缺陷。通常在使用腐蝕劑或化學品去除薄膜待除層24后，使用漂洗劑，例如蒸鎦水或甲醇漂洗腐蝕劑或化學品。然后通過對其進行蒸鍍而去除掉漂洗劑。然而，在去除漂洗劑期間，漂洗劑表面的張力會把彈性構件35向下推向有源矩陣10，從而使彈性構件35附著于有源矩陣上，影響各個薄膜致動反射鏡101的性能。當薄膜致動反射鏡101受到足夠影響時，陣列100的整體性能也會惡化。
因此，本發明的主要目的在于提供一種用于制造在光學投影系統中使用的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，能夠降低在去除漂洗劑時彈性構件附著于有源矩陣的發生。
根據本發明的一個方面，提供有一種制造用于光學投影系統中的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，其中M及N為整數，該方法包括有以下步驟提供一有源矩陣，其包括一帶有M×N連接端子陣列的基底；在該有源矩陣的頂上淀積一薄膜待除層，在該薄膜待除層上建立一M×N空槽陣列，各空槽包圍一連接端子；在包括這些空槽的薄膜待除層的頂上形成一M×N致動機構的陣列，各致動機構包括一第一薄膜電極、一薄膜電致位移構件、一第二薄膜電極、一彈性構件及一導管；形成一完全覆蓋各致動機構的薄膜保護層；通過使用腐蝕劑去除該薄膜待除層；通過使用親水及易揮發的漂洗劑漂洗掉腐蝕劑；通過使用旋轉干燥法并隨后進行熱處理去除漂洗劑；及去除該薄膜保護層，從而形成M×N薄膜致動反射鏡陣列。
通過以下結合附圖給出的優選實施例的描述，本發明的上述及其它目的和特征將變得顯然，附圖中圖1A至1G為說明先前公開的用于制造一M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法的概略性截面視圖；及圖2A至2F為說明根據本發明的用于制造一M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法的概略性截面視圖。
圖2A至2F給出了說明根據本發明的用于制造在一光學投影系統中使用的一M×N薄膜致動反射鏡301的陣列300的方法的概略性截面視圖，其中M及N為整數。應當注意在圖2A至2F中出現的類似部件以類似的參考數字表示。
該陣列300的制造過程開始于準備一有源矩陣210，該有源矩陣210包括一帶有一M×N連接端子214陣列及一M×N晶體管陣列(未示出)的基底212，其中各連接端子214被電連接至該晶體管陣列中的各相應晶體管。
在接著的步驟中，在有源矩陣210的頂上形成一薄膜待除層224，該薄膜待除層224具有0.1～2um的厚度，并由金屬，例如銅(Cu)或鎳(Ni)，磷-硅玻璃(PSG)或多晶硅制成。如果薄膜待除層224由金屬制成。使用一濺射或蒸鍍法形成該薄膜待除層224，如果薄膜待除層224由PSG制成，則使用化學汽相淀積法(CVD)或旋轉涂覆法，或如果該薄膜待除層224由多晶硅制成，則使用CVD法。
然后，通過使用蝕刻法，在薄膜待除層224的頂上形成一M×N空槽陣列(未示出)。各空槽包圍一連接端子214。
接著，通過使用CVD法，在包括這些空槽的薄膜待除層224的頂上淀積一由絕緣材料制成，厚度為0.1～2um的彈性層230。
然后，在彈性層230中形成一由金屬制成的M×N導管226的陣列。各導管226通過以下步驟形成首先形成一M×N孔陣列(未示出)，通過使用蝕刻法，各孔從彈性層230的頂部延伸至連接端子214的頂部；并通過使用例如搬走法，在這些孔中填充金屬，如圖2A所示。
然后，通過使用濺射法或真空蒸鍍法，在包括導管226的彈性層230的頂上形成一由導電材料制成，并具有0.1～2um厚度的第二薄膜層240。
接著，通過使用CVD法、蒸鍍法、So1-Ge1法或濺射法，在第二薄膜層240的頂上形成一由壓電或電致伸縮材料制成，并具有0.1～2um厚度的薄膜電致位移層250。然后對該薄膜電致位移層250進行熱處理以使相變產生。
在接著步驟中，通過使用濺射法或真空蒸鍍法，在薄膜電致位移層250的頂上形成一導電及反光材料制成，并具有0.1～2um厚度的第一薄膜層260，如圖2B所示。
在上述步驟后，通過使用光刻法或激光修剪法，分別構型成第一薄膜層260、薄膜電致位移層250、第二薄膜層240及彈性層230直至暴露出薄膜待除層224，從而形成一M×N致動機構311的陣列310，各致動機構311包括一第一薄膜電極265、一薄膜電致位移構件255、一第二薄膜電極245，一彈性構件235及導管226，如圖2C所示。第二薄膜電極245通過導管226被電連接至連接端子214，從而在各致動機構311中起信號電極的作用。第一薄膜電極265在各致動機構311中既起一反射鏡的作用又起一偏置電極的作用。
由于各薄膜電致位移構件255非常薄，因此如果其由壓電材料制成時不需要進行極化因為它在薄膜致動反射鏡301的工作期間可被施加的電信號所極化。
隨后以一薄膜保護層270完全覆蓋各致動機構311，如圖2D所示。
然后通過使用第一腐蝕劑，例如氟化氫(HF)，去除薄膜待除層224。
通過使用親水及易揮發的第一漂洗劑，例如異丙醇(IPA)，漂洗掉在去除薄膜待除層224中使用的第一腐蝕劑。也可使用蒸鎦水作為第一漂洗劑。通過使用旋轉干燥法并隨后在60至200℃的溫度范圍內進行熱處理，去除第一漂洗劑。
然后，通過使用第二腐蝕劑，例如氟化氫(HF)，去除在薄膜待除層224被進行消除后仍存留的殘余部分，如圖2E所示。
通過使用親水及易揮發的第一漂洗劑，例如異丙醇(IPA)，漂洗掉在去除薄膜待除層224中使用的第一腐蝕劑。也可使用蒸鎦水作為第一漂洗劑。通過使用旋轉干燥法并隨后在60至200℃的溫度范圍內進行熱處理，去除第一漂洗劑。
然后，通過使用第二腐蝕劑，例如氟化氫(HF)，去除在薄膜待除層224被進行消除后仍存留的殘余部分，如圖2E所示。
通過使用具有與第一漂洗劑相同特性的第二漂洗劑，漂洗掉在去除薄膜待除層224的殘余部分中使用的第二腐蝕劑。然后通過使用在去除第一漂洗劑中所用的同一方法，即旋轉干燥法并隨后進行熱處理，去除掉第二漂洗劑。
在接著的步驟中，通過使用干刻法，例如等離子蝕刻法，去除薄膜保護層270。
然后，通過使用第三腐蝕劑，例如氟化氫(HF)，去除在薄膜保護層270被消除后仍存留的殘余部分。通過使用具有與第一及第二漂洗劑相同特性的第三漂洗劑，漂洗掉在去除薄膜保護層270的殘余部分中所使用的第三腐蝕劑。然后通過使用與去除第一及第二漂洗劑所用相同的方法，去除第三漂洗劑，從而形成M×N薄膜致動反射鏡301的陣列300，如圖2F所示。
與先前公開的制造M×N薄膜反射鏡101的陣列100的方法相比，在本發明方法中，由于通過使用旋轉干燥法并隨后進行熱處理，去除漂洗劑，因此漂洗劑的表面張力的影響可降至最小且具有較低的彈性構件235附著于有源矩陣210的概率。
應當指出，盡管使用本發明方法做出的各薄膜致動反射鏡301具有一單壓電晶片結構，但在制造各薄膜致動反射鏡具有一雙壓電晶片結構的薄膜致動反射鏡陣列時使用本發明方法也非常好，因為后一種情況僅包含形成附加電致位移層及電極層。
還應當指出，可對本發明方法進行修改以使可制造具有不同幾何形狀的薄膜致動反射鏡陣列。
雖然僅參照優選實施例對本發明進行描述，但在不脫離由所附權項敘述的本發明的范圍的前提下可以作出其它的改型及變化。
權利要求
1.一種用于減少在制造期間一薄膜致動反射鏡中一彈性構件附著于一有源矩陣的方法，該有源矩陣包括一基底，在該基底頂上形成一連接端子，其中該薄膜致動反射鏡通過以下步驟形成在該有源矩陣的頂上淀積一薄膜待除層；在該薄膜待除層上形成一空槽，該空槽包圍該連接端子；在該薄膜待除層的頂上形成一致動機構，包括一第一薄膜電極、一薄膜電致位移構件、一第二薄膜電極、一彈性構件及一導管；形成一完全覆蓋該致動機構的薄膜保護層；使用第一腐蝕劑去除該薄膜待除層；及去除該薄膜保護層，該方法的特征在于通過使用第一漂洗劑，去除第一腐蝕劑；及通過使用旋轉干燥法及隨后進行熱處理，去除第一漂洗劑。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在去除薄膜待除層中使用的第一腐蝕劑為氟化氫(HF)。
3.根據權利要求1所述的方法，其中第一漂洗劑是DI水。
4.根據權利要求1所述的方法，其中第一漂洗劑是親水且易揮發的。
5.根據權利要求4所述的方法，其中第一漂洗劑是異丙醇。
6.根據權利要求1所述的方法，其中熱處理是在60至200℃的溫度范圍內進行。
7.根據權利要求1所述的方法，其中通過使用等離子蝕刻法去除薄膜保護層。
8.根據權利要求1所述的方法，在去除薄膜待除層后，還包括有以下步驟通過使用第二腐蝕劑，去除腐膜待除層的殘余部分，通過使用第二漂洗劑，漂洗掉第二腐蝕劑；及通過使用旋轉干燥法并隨后進行熱處理，去除第二漂洗劑。
9.根據權利要求8所述的方法，其中第二腐蝕劑為氟化氫(HF)。
10.根據權利要求8所述的方法，其中第二漂洗劑為DI水。
11.根據權利要求8所述的方法，其中第二漂洗劑是親水且易揮發的。
12.根據權利要求11所述的方法，其中第二漂洗劑是異丙醇(IPA)。
13.根據權利要求8所述的方法，其中熱處理是在60至200℃的溫度范圍內進行的。
14.一種用于制造在光學投影系統中使用的M×N薄膜致動反射鏡陣列的方法，其中M及N為整數，該方法包括以下步驟提供一有源矩陣，包括一帶有一M×N連接端子矩陣的基底；在該有源矩陣的頂上淀積一薄膜待除層；在該薄膜待除層上形成一M×N空槽陣列，各空槽包圍一連接端子；在包括這些空槽的薄膜待除層的頂上形成一M×N致動機構的陣列，各致動機構包括一第一薄膜電極、一薄膜電致位移構件、一第二薄膜電極、一彈性構件及一導管；形成一完全覆蓋各致動機構的薄膜保護層；通過使用腐蝕劑，去除該薄膜待除層；通過使用漂洗劑，漂洗掉該腐蝕劑，通過使用旋轉干燥法并隨后進行熱處理，去除該漂洗劑；及去除該薄膜保護層，從而形成M×N薄膜致動反射鏡陣列。
全文摘要
一種制造薄膜致動反射鏡陣列的方法，包括以下步驟；提供一帶有一M×N連接端子矩陣的基底的有源矩陣；在其頂上淀積一薄膜待除層；在該層上形成一M×N空槽陣列，并在其頂上形成一M×N致動機構的陣列；形成一完全覆蓋各致動機構的薄膜保護層；使用腐蝕劑去除該薄膜待除層；使用漂洗劑漂洗掉該腐蝕劑，使用旋轉干燥法并隨后進行熱處理，去除該漂洗劑；及去除該薄膜保護層，形成M×N薄膜致動反射鏡陣列。
文檔編號G02B5/08GK1166610SQ96109500
公開日1997年12月3日 申請日期1996年8月22日 優先權日1995年8月22日
發明者任容槿 申請人:大宇電子株式會社