专利名称：薄膜致动反射镜阵列的形成方法
技术领域：
本发明涉及一种光学投影系统，且更具体地，涉及一种用于制造在该系统中使用的M×N薄膜致动反射镜阵列的改进的方法。
在现有技术的各种视频显示系统中，已知一种光学投影系统能够提供大幅的高质量显示。在这样一光学投影系统中，来自一灯的光线被均匀地照射在例如一M×N致动反射镜阵列上，其中各反射镜与各致动器相连接。这些致动器可由响应施加于其上的电场而变形的电致位移材料制成，例如为压电材料或电致伸缩材料。
来自各发射镜的反射光束入射在例如一光阑的小孔上。通过对各致动器施加一电信号。各反射镜与入射光束的相对位置被改变。从而导致来自各反射镜的反射光束的光路发生偏移。当各反射光束的光路发生变化时，自各反射镜反射的通过该小孔的光量被改变，从而调制光束的强度，通过该小孔的被调制的光束经一适当的光学装置例如一投影透镜被传递到一投影屏幕上，从而在其上显示一图象。
在
图1A至1G中，说明了在制造一M×N薄膜致动反射镜101的阵列100中所包含的制造步骤，其中M及N为整数，该方法被公开在美国序列号为08/430,628的题为“薄膜致动反射镜阵列”的一共有未决的申请中。
制造该阵列100的过程起始于准备一具有一顶表面并包括一基底12、一M×N晶体管阵列(未示出)和一M×N连接端子14的阵列的有源矩阵10。
在接着的步骤中，如果薄膜待除层24由金属制成，通过使用溅射法或蒸镀法在该有源矩阵10的顶表面上形成一薄膜待除层24，如果薄膜待除层24由磷-硅玻璃(PSG)制成，则采用化学汽相淀积法(CVD)或旋转涂覆法，或如果薄膜待除层24由多晶硅制成，则采用CVD法。
然后，形成一支持层20，该支持层20包括一由薄膜待除层24环绕的M×N支持构件22的阵列，其中该支持层20通过以下步骤形成通过使用光刻法在薄膜待除层24上建立一M×N空槽阵列(未示出)，各空槽位于连接端子14的四周；并通过使用一溅射法或CVD法在位于连接端子14四周的各空槽内形成一支持构件22，如图1A所示。这些支持构件22由绝缘材料制成。
在接着的步骤中，通过使用So1-Ge1、溅射法或CVD法在支持层20的顶上形成一由与支持构件22相同的绝缘材料制成的弹性层30。
接着，通过以下步骤在各支持构件22中形成一由金属制成的导管26通过使用蚀刻法首先建立一M×N孔的阵列(未示出)，各孔从弹性层30的顶部延伸至连接端子14的顶部；并用金属填充这些孔中，从而形成导管26，如图1B所示。
在接着的步骤中，通过使用溅射法，在包括导管26的弹性层30的顶上形成一由导电材料制成的第二薄膜层40。该第二薄膜层40通过在支持构件22中形成的导管26被电连接至晶体管。
然后，通过使用溅射法、CVD法或So1-Ge1法，在第二薄膜层40的顶上形成一由压电材料，例如锆钛酸铅(DZT)制成的薄膜电致位移层50，如图1C所示。
在接着的步骤中，通过使用光刻法或激光修剪法，将薄膜电致位移层50，第二薄膜层40及弹性层30被构型成一M×N薄膜电致位移构件55的阵列、一M×N第二薄膜电极45的阵列及一M×N弹性构件35的阵列直至支持层20被暴露出，如图1D所示。各第二薄膜电极45通过在各支持构件22中形成的导管26被电连接至晶体管并在薄膜致动反射镜101中起信号电极的作用。
接下来，对各薄膜电致位移构件55进行热处理以使产生相变，从而形成一M×N热处理机构的阵列(未示出)，由于各热处理薄膜电致位移构件55非常薄，如果其由压电材料制成则不需要对其极化(Pole)因为在薄膜致动反射镜101的工作期间，它能被施加的电信号所极化。
在以上步骤后，通过以下步骤在M×N热处理机构阵列中的薄膜电致位移构件55的顶上形成一由导电及反光材料制成的M×N第一薄膜电极65的阵列首先使用溅射法形成一由导电及反光材料制成的层60，其完全覆盖M×N热处理机构的阵列，包括暴露的支持层20，如图1E所示，然后使用蚀刻法，选择地去除层60，形成一M×N致动反射镜机构111的阵列110，其中各致动反射镜机构111包括一个顶表面和四个侧表面，如图1F所示。各第一薄膜电极65在薄膜致动反射镜101中起一反射镜及偏置电极的作用。
接着以上步骤，用一薄膜保护层(未示出)完全覆盖各致动反射镜机构111中的顶表面及四个侧表面。
然后通过使用湿蚀刻法去除支持层20中的薄膜待除层24。最后，去除该薄膜保护层，从而形成M×N薄膜致动反射镜101的阵列100，如图1G所示。
上述用于制造M×N薄膜致动反射镜101的阵列100的方法存在有相关的某些缺陷。通常在使用腐蚀剂或化学品去除薄膜待除层24后，使用漂洗剂，例如蒸镏水或甲醇漂洗腐蚀剂或化学品。然后通过对其进行蒸镀而去除掉漂洗剂。然而，在去除漂洗剂期间，漂洗剂表面的张力会把弹性构件35向下推向有源矩阵10，从而使弹性构件35附着于有源矩阵上，影响各个薄膜致动反射镜101的性能。当薄膜致动反射镜101受到足够影响时，阵列100的整体性能也会恶化。
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于制造在光学投影系统中使用的M×N薄膜致动反射镜阵列的方法，能够降低在去除漂洗剂时弹性构件附着于有源矩阵的发生。
根据本发明的一个方面，提供有一种制造用于光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列的方法，其中M及N为整数，该方法包括有以下步骤提供一有源矩阵，其包括一带有M×N连接端子阵列的基底；在该有源矩阵的顶上淀积一薄膜待除层，在该薄膜待除层上建立一M×N空槽阵列，各空槽包围一连接端子；在包括这些空槽的薄膜待除层的顶上形成一M×N致动机构的阵列，各致动机构包括一第一薄膜电极、一薄膜电致位移构件、一第二薄膜电极、一弹性构件及一导管；形成一完全覆盖各致动机构的薄膜保护层；通过使用腐蚀剂去除该薄膜待除层；通过使用亲水及易挥发的漂洗剂漂洗掉腐蚀剂；通过使用旋转干燥法并随后进行热处理去除漂洗剂；及去除该薄膜保护层，从而形成M×N薄膜致动反射镜阵列。
通过以下结合附图给出的优选实施例的描述，本发明的上述及其它目的和特征将变得显然，附图中图1A至1G为说明先前公开的用于制造一M×N薄膜致动反射镜阵列的方法的概略性截面视图；及图2A至2F为说明根据本发明的用于制造一M×N薄膜致动反射镜阵列的方法的概略性截面视图。
图2A至2F给出了说明根据本发明的用于制造在一光学投影系统中使用的一M×N薄膜致动反射镜301的阵列300的方法的概略性截面视图，其中M及N为整数。应当注意在图2A至2F中出现的类似部件以类似的参考数字表示。
该阵列300的制造过程开始于准备一有源矩阵210，该有源矩阵210包括一带有一M×N连接端子214阵列及一M×N晶体管阵列(未示出)的基底212，其中各连接端子214被电连接至该晶体管阵列中的各相应晶体管。
在接着的步骤中，在有源矩阵210的顶上形成一薄膜待除层224，该薄膜待除层224具有0.1～2um的厚度，并由金属，例如铜(Cu)或镍(Ni)，磷-硅玻璃(PSG)或多晶硅制成。如果薄膜待除层224由金属制成。使用一溅射或蒸镀法形成该薄膜待除层224，如果薄膜待除层224由PSG制成，则使用化学汽相淀积法(CVD)或旋转涂覆法，或如果该薄膜待除层224由多晶硅制成，则使用CVD法。
然后，通过使用蚀刻法，在薄膜待除层224的顶上形成一M×N空槽阵列(未示出)。各空槽包围一连接端子214。
接着，通过使用CVD法，在包括这些空槽的薄膜待除层224的顶上淀积一由绝缘材料制成，厚度为0.1～2um的弹性层230。
然后，在弹性层230中形成一由金属制成的M×N导管226的阵列。各导管226通过以下步骤形成首先形成一M×N孔阵列(未示出)，通过使用蚀刻法，各孔从弹性层230的顶部延伸至连接端子214的顶部；并通过使用例如搬走法，在这些孔中填充金属，如图2A所示。
然后，通过使用溅射法或真空蒸镀法，在包括导管226的弹性层230的顶上形成一由导电材料制成，并具有0.1～2um厚度的第二薄膜层240。
接着，通过使用CVD法、蒸镀法、So1-Ge1法或溅射法，在第二薄膜层240的顶上形成一由压电或电致伸缩材料制成，并具有0.1～2um厚度的薄膜电致位移层250。然后对该薄膜电致位移层250进行热处理以使相变产生。
在接着步骤中，通过使用溅射法或真空蒸镀法，在薄膜电致位移层250的顶上形成一导电及反光材料制成，并具有0.1～2um厚度的第一薄膜层260，如图2B所示。
在上述步骤后，通过使用光刻法或激光修剪法，分别构型成第一薄膜层260、薄膜电致位移层250、第二薄膜层240及弹性层230直至暴露出薄膜待除层224，从而形成一M×N致动机构311的阵列310，各致动机构311包括一第一薄膜电极265、一薄膜电致位移构件255、一第二薄膜电极245，一弹性构件235及导管226，如图2C所示。第二薄膜电极245通过导管226被电连接至连接端子214，从而在各致动机构311中起信号电极的作用。第一薄膜电极265在各致动机构311中既起一反射镜的作用又起一偏置电极的作用。
由于各薄膜电致位移构件255非常薄，因此如果其由压电材料制成时不需要进行极化因为它在薄膜致动反射镜301的工作期间可被施加的电信号所极化。
随后以一薄膜保护层270完全覆盖各致动机构311，如图2D所示。
然后通过使用第一腐蚀剂，例如氟化氢(HF)，去除薄膜待除层224。
通过使用亲水及易挥发的第一漂洗剂，例如异丙醇(IPA)，漂洗掉在去除薄膜待除层224中使用的第一腐蚀剂。也可使用蒸镏水作为第一漂洗剂。通过使用旋转干燥法并随后在60至200℃的温度范围内进行热处理，去除第一漂洗剂。
然后，通过使用第二腐蚀剂，例如氟化氢(HF)，去除在薄膜待除层224被进行消除后仍存留的残余部分，如图2E所示。
通过使用亲水及易挥发的第一漂洗剂，例如异丙醇(IPA)，漂洗掉在去除薄膜待除层224中使用的第一腐蚀剂。也可使用蒸镏水作为第一漂洗剂。通过使用旋转干燥法并随后在60至200℃的温度范围内进行热处理，去除第一漂洗剂。
然后，通过使用第二腐蚀剂，例如氟化氢(HF)，去除在薄膜待除层224被进行消除后仍存留的残余部分，如图2E所示。
通过使用具有与第一漂洗剂相同特性的第二漂洗剂，漂洗掉在去除薄膜待除层224的残余部分中使用的第二腐蚀剂。然后通过使用在去除第一漂洗剂中所用的同一方法，即旋转干燥法并随后进行热处理，去除掉第二漂洗剂。
在接着的步骤中，通过使用干刻法，例如等离子蚀刻法，去除薄膜保护层270。
然后，通过使用第三腐蚀剂，例如氟化氢(HF)，去除在薄膜保护层270被消除后仍存留的残余部分。通过使用具有与第一及第二漂洗剂相同特性的第三漂洗剂，漂洗掉在去除薄膜保护层270的残余部分中所使用的第三腐蚀剂。然后通过使用与去除第一及第二漂洗剂所用相同的方法，去除第三漂洗剂，从而形成M×N薄膜致动反射镜301的阵列300，如图2F所示。
与先前公开的制造M×N薄膜反射镜101的阵列100的方法相比，在本发明方法中，由于通过使用旋转干燥法并随后进行热处理，去除漂洗剂，因此漂洗剂的表面张力的影响可降至最小且具有较低的弹性构件235附着于有源矩阵210的概率。
应当指出，尽管使用本发明方法做出的各薄膜致动反射镜301具有一单压电晶片结构，但在制造各薄膜致动反射镜具有一双压电晶片结构的薄膜致动反射镜阵列时使用本发明方法也非常好，因为后一种情况仅包含形成附加电致位移层及电极层。
还应当指出，可对本发明方法进行修改以使可制造具有不同几何形状的薄膜致动反射镜阵列。
虽然仅参照优选实施例对本发明进行描述，但在不脱离由所附权项叙述的本发明的范围的前提下可以作出其它的改型及变化。
权利要求
1.一种用于减少在制造期间一薄膜致动反射镜中一弹性构件附着于一有源矩阵的方法，该有源矩阵包括一基底，在该基底顶上形成一连接端子，其中该薄膜致动反射镜通过以下步骤形成在该有源矩阵的顶上淀积一薄膜待除层；在该薄膜待除层上形成一空槽，该空槽包围该连接端子；在该薄膜待除层的顶上形成一致动机构，包括一第一薄膜电极、一薄膜电致位移构件、一第二薄膜电极、一弹性构件及一导管；形成一完全覆盖该致动机构的薄膜保护层；使用第一腐蚀剂去除该薄膜待除层；及去除该薄膜保护层，该方法的特征在于通过使用第一漂洗剂，去除第一腐蚀剂；及通过使用旋转干燥法及随后进行热处理，去除第一漂洗剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在去除薄膜待除层中使用的第一腐蚀剂为氟化氢(HF)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中第一漂洗剂是DI水。
4.根据权利要求1所述的方法，其中第一漂洗剂是亲水且易挥发的。
5.根据权利要求4所述的方法，其中第一漂洗剂是异丙醇。
6.根据权利要求1所述的方法，其中热处理是在60至200℃的温度范围内进行。
7.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用等离子蚀刻法去除薄膜保护层。
8.根据权利要求1所述的方法，在去除薄膜待除层后，还包括有以下步骤通过使用第二腐蚀剂，去除腐膜待除层的残余部分，通过使用第二漂洗剂，漂洗掉第二腐蚀剂；及通过使用旋转干燥法并随后进行热处理，去除第二漂洗剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中第二腐蚀剂为氟化氢(HF)。
10.根据权利要求8所述的方法，其中第二漂洗剂为DI水。
11.根据权利要求8所述的方法，其中第二漂洗剂是亲水且易挥发的。
12.根据权利要求11所述的方法，其中第二漂洗剂是异丙醇(IPA)。
13.根据权利要求8所述的方法，其中热处理是在60至200℃的温度范围内进行的。
14.一种用于制造在光学投影系统中使用的M×N薄膜致动反射镜阵列的方法，其中M及N为整数，该方法包括以下步骤提供一有源矩阵，包括一带有一M×N连接端子矩阵的基底；在该有源矩阵的顶上淀积一薄膜待除层；在该薄膜待除层上形成一M×N空槽阵列，各空槽包围一连接端子；在包括这些空槽的薄膜待除层的顶上形成一M×N致动机构的阵列，各致动机构包括一第一薄膜电极、一薄膜电致位移构件、一第二薄膜电极、一弹性构件及一导管；形成一完全覆盖各致动机构的薄膜保护层；通过使用腐蚀剂，去除该薄膜待除层；通过使用漂洗剂，漂洗掉该腐蚀剂，通过使用旋转干燥法并随后进行热处理，去除该漂洗剂；及去除该薄膜保护层，从而形成M×N薄膜致动反射镜阵列。
全文摘要
一种制造薄膜致动反射镜阵列的方法，包括以下步骤；提供一带有一M×N连接端子矩阵的基底的有源矩阵；在其顶上淀积一薄膜待除层；在该层上形成一M×N空槽阵列，并在其顶上形成一M×N致动机构的阵列；形成一完全覆盖各致动机构的薄膜保护层；使用腐蚀剂去除该薄膜待除层；使用漂洗剂漂洗掉该腐蚀剂，使用旋转干燥法并随后进行热处理，去除该漂洗剂；及去除该薄膜保护层，形成M×N薄膜致动反射镜阵列。
文档编号G02B5/08GK1166610SQ96109500
公开日1997年12月3日 申请日期1996年8月22日 优先权日1995年8月22日
发明者任容槿 申请人:大宇电子株式会社