光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法

专利名称：光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，更具体地说，涉及一种提高光效率和防止活性基体，致动器和反光件损坏的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法。
一般，根据光学性能的不同，光调制器分为二类。一类是直接光调制器，例如，阴极射线管(CRT)；而另一类是透射光调制器，例如，液晶显示器(LCD)、数字式反光镜装置(DMD)和被驱动的反光镜组(AMA，actuated mirrorarray)。CRT投影在屏幕上的图像质量非常好，但其重量、体积和制造成本随着屏幕放大倍数的增加而增加。LCD的光学结构简单，因此LCD的重量和体积比CRT的重量和体积小。然而，由于光的偏振，LCD的光效率低，在1～2％以下。另外，制造LCD的液晶材料还有另外的问题，例如响应缓慢和过热。因此，为了解决这些问题，开发了DMD和AMA。目前，DMD的光效率大约为5％，而AMA的光效率在10％以上。AMA可使投影在屏幕上的图像对比度增大，因此，图像更清晰或光亮。AMA不受入射光线偏振的影响。另外，AMA也不受反射光偏振的影响。因此，AMA比LCD或DMD的效率更高。


图1表示在美国专利第五126836号(Gregory Um提出的)中公布的一个通常的AMA工程系统的示意图。
参见图1，从光源1发出的入射光通过第一个隙缝3和第一个透镜5，并根据颜色表示的红、绿、蓝(RGB)规则，分成红光，绿光和蓝光。在被分出红光、绿光和蓝光分别被第一个反光镜7，第二个反光镜9和第三个反光镜11反射之后，被反射的光分别入射在与反光镜7，9和11相应的AMA装置13，15和17上。相应地，AMA装置13，15和17使安装在其上的反光镜倾斜，因此，入射光线被反光镜反射出去。在这种情况下，安装在AMA装置13，15和17上的反光镜，根据形成在该反光镜下面的活性层的变形而倾斜。被AMA装置13、15和17反射的光线通过第二个透镜19和第二个狭缝21，并由一个投影透镜23在屏幕(没有示出)上形成图像。
在大多数情况下，利用氧化锌(ZnO)作为形成上述活性层的材料。然而，已经发现，锆钛酸铅(PZTPb(Zr，Ti)O3)的压电性质比ZnO好。PZT是锆酸铅(PbZrO3)和钛酸铅(PbTiO3)制成的一种完全的固体溶液。在高温下，PZT在仲电状态中存在，其晶体结构为立方体的。当在室温时，PZT以反铁电状态存在，其晶体结构为正交的；根据Zr与Ti的成分比的不同，在铁电状态下，其晶体结构可变菱形的；或者在铁电状态下，其晶体结构为四边形的。
PZT具有四边形相和菱形相构成的，Zr与Ti的成分比为1∶1的变形相边界(MPB)。在MPB处，PZT的介电性质和压电性质最好。MPB不处在一个特定的成分比中，但处在四边形相和菱形相共存的一个较宽的区域上。各个研究者所报告的PZT的相共存区不相同。作为多相共存区存在的理由，提出了各种不同的理论，例如热动力学稳定性理论，成分波动理论和内应力理论。目前，PZT薄膜可以用各种不同的方法制造，例如旋转涂层法，化学气相沉积法(CVD)或溅射法。
一般AMA分为体型AMA和薄膜型AMA。体型AMA在美国专利5469302号(Dae-Young Lim提出的)中作了说明。体型AMA的制造方法如下。在具有晶体管的一个活性基体上安装着插入多个金属电极的、带有多层陶瓷的陶瓷晶片。在锯开该陶瓷晶片后，将一个反光镜安装在该陶瓷晶片上。但体型AMA有一些缺点，即它要求精确的加工和设计，并且活性层的响应慢。因此，开发了可用半导体制造工艺制造的薄膜式AMA。
薄膜式AMA公布在题为“一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组及其制造方法”的美国专利中请序列号第08/814019号中。该专利申请现正在美国专利商标局的审查中，这里作为本申请的受让人的义务提出。
图2为表示在本申请的受让人的先前申请中所公布的一个光学投影系统中的一个薄膜驱动的反光镜组的平面图。图3为表示图2所示的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的透视图；图4为沿着图3的A1-A2线所取的横截面图。
参见图2～图4，该薄膜式AMA有一块基片50，一个在该基片50上形成的致动器65，和一个在该致动器65上形成的反光件71。该基片50具有用于接收从外界来的第一个信号和传送该第一个信号的电线(没有示出)；形成在该电线上，并与该电线连接的一个连接终端51；形成在该电线上和该连接终端51上的一个钝化层52；和形成在该钝化层51上的一个腐蚀阻止层53。该腐蚀阻止层53可在接着进行的腐蚀加工中，保护该基片50和钝化层52。最好，上述电线有一个供开关操作用的金属氧化物半导体(MOS)晶体管(没有示出)。
该致动器65具有一个支承层57，一个形成在该支承层57的中心部分上的底部电极59，一个形成在该底部电极59上的活性层61，一个形成在该活性层61上的顶部电极63，一根形成在该支承层57的一部分上和与该顶部电极63连接的公共电线67，和形成在该顶部电极63的一部分上的杆柱70。在下面形成上述连接终端51的支承层57的第一部分，与上述腐蚀阻止层53连接；而支承层57的第二部分与该腐蚀阻止层53平行。在该支承层57和腐蚀阻止层53之间有一个气隙55。
参见图4，该致动器65具有一个在通路孔72的内部形成的通路接点73，而该通路接点73与在其下面形成上述连接终端51的支承层57的一部分上的该连接终端51垂直。另外，该致动器65还具有与该通路接点73离开一段距离，并与上述底部电极59接触的底部电极连接件75。第一个信号(即图像信号)通过上述电线，连接终端51，通路接点73和底部电极连接件75，从外面送至该底部电极59上。同时，第二个信号(即偏置信号)通过上述公共电线67，从外面加在该顶部电极63上，使在该顶部电极63和底部电极59之间形成的活性层61变形。最好，该支承层57的形状为T字形。而矩形形状的底部电极59在该支承层57的中心部分处形成。活性层61的形状是比底部电极59小一点的矩形，而顶部电极63的形状，也是比活性层61小一点的矩形。
用于反射入射光的反光件71，由上述杆柱70支承，并在该顶部电极63上面，与顶部电极平行。最好，反光件71的形状为矩形。
下面将说明在先前的申请中所述的薄膜式AMA的制造方法。
图5A～5D表示图4所示的光学投影系统中的薄膜式AMA的制造工序。
参见图5A。图中表示了具有用于接收从外面来的第一个信号，并将该第一个信号传送至上述底部电极59和连接终端51的电线(没有示出)的基片50。最好，该基片50由半导体(例如硅(Si))制成，并且该电线具有可进行开关操作的MOS晶体管(没有示出)。
在基片50和连接终端51上形成钝化层52。该钝化层52可利用化学气相沉积法(CVD)形成，使该钝化层52的厚度为0．1～1．0微米。钝化层52可以用磷硅酸玻璃(PSG)制成，并可以在接下去进行的制造过程中，保护具有电线和连接终端51的基片50。
在该钝化层52上作出腐蚀阻止层53。该腐蚀阻止层53可用氮化物制成，其厚度为1000～2000(埃)。该腐蚀阻止层53利用低压化学气相沉积法(LPCVD)制成。该腐蚀阻止层53可以在接下去进行的腐蚀加工中保护该基片50和钝化层52。
在腐蚀阻止层53上形成第一个牺牲层54。该第一个牺牲层54使由多个薄膜层组成的上述致动器65容易形成。当完全形成该致动器65时可以使用氟化氢(HF)蒸气除去该第一个牺牲层54。该第一个牺牲层54由磷硅酸玻璃(PSG)制成，其厚度为0．5～2．0微米。该第一个牺牲层54是利用大气压力化学气相沉积(APCVD)法形成的。在这种情况下，因为第一个牺牲层54覆盖着具有电线和连接终端51的基片50的表面，因此第一个牺牲层54的平面度较差。因此，该第一个牺牲层54要利用旋涂玻璃(SOG)方法或化学机械抛光(CMP)方法平面化。最好，该第一个牺牲层54的表面用CMP方法平面化。
然后，对该第一个牺牲层54上构图，将在其下面形成有上述连接终端51的腐蚀阻止层53的一部分露出。在该第一个牺牲层54和该腐蚀阻止层53的露出部分上形成第一个层56。该第一个层56是利用诸如氮化物一类的材料制成的，其厚度为0．1～1．0微米。该第一个层56可以使用LPCVD方法形成。在该第一个层56上，可作出图案，形成上述支承层57。
参见图5B，利用旋转涂层法(spin coating method)在该第一个层56上涂上第一个光致抗蚀剂58。然后，对该第一个光致抗蚀剂58构图，将与上述腐蚀阻止层53的露出部分垂直的第一个层56的中心部分露出。
再利用溅射法，在该第一个层56的露出部分和第一个光致抗蚀剂58上，形成底部电极层。然后，在该底部电极层上的将要作出上述公共电线67的位置上构图，使矩形的底部电极59在该第一个层56的中心部分上形成。该底部电极59是利用导电性与铂(Pt)，钽(Ta)，或铂-钽(Pt-Ta)相同的金属制成的，底部电极59的厚度为0．1～1．0微米。在该底部电极59和第一个光致抗蚀剂58上，形成第二个层60。该第二个层60是利用溶胶-凝胶方法、溅射法或CVD法形成的，其厚度为0．1～1．0微米，最好为0．4微米。该第二个层60是利用压电材料制成的，例如，钡钛氧化物(BaTiO3)、PZT(Pb(Zr，Ti)O3)，或PLZT((Pb，La)(Zr，Ti)O3)；或是利用电致伸缩材料制成的，例如，PMN(Pb(Mg，Nb)O3)。接着，利用快速热退火(RTA)方法，使该第二个层60退火。再对该第二个层60构图，形成上述活性层61。
在该活性层61上形成顶部电极层62。该顶部电极层62是利用导电性与铝(Al)、铂(Pt)或钽(Ta)相同的材料制成的。该顶部电极层62可用溅射法形成，使其厚度为0．1～1．0微米。然后，对该顶部电极层62构图，形成上述顶部电极63。
参见图5C，利用旋转涂层法，在该顶部电极层62上涂上第二个光致抗蚀剂(没有示出)之后，利用该第二个光致抗蚀剂作为蚀刻掩模，对该顶部电极层62构图，形成矩形的上述顶部电极63。利用与在该顶部电极层62上作图案的相同方法，对上述第二个层60构图，形成上述活性层61。即在通过腐蚀除去上述第二个光致抗蚀剂以后，利用旋转涂层法在该顶部电极63和第二个层60上，涂上第三个光致抗蚀剂(没有示出)。利用第三个光致抗蚀剂作为蚀刻掩模，对第二个层60构图，形成矩形形状比顶部电极63的矩形形状宽的上述活性层61。这时，该活性层61的矩形形状比先前形成的底部电极59的矩形形状小一些。
再利用上述的方法，对上述第一个层56构图，形成上述支承层57。支承层57为T形。上述底部电极59形成在支承层57的中心部分上。在除去上述第一个光致抗蚀剂58之后，在该支承层57的一部分上，形成上述公共电线67。即在用旋转涂层法，在该支承层57上涂上第四个光致抗蚀剂(没有示出)之后，可对该第四个光致抗蚀剂构图，将该支承层57的一部分露出。然后，利用铂(Pt)、钽(Ta)，铂-钽(Pt-Ta)、铝(Al)或银(Ag)形成上述公共电线67。该公共电线67可以利用溅射法或CVD法形成，使其厚度为0．5～2．0微米。这种情况下，该公共电线67与上述底部电极59隔开一个预先确定的距离，并且，该公共电线67的一部分与上述顶部电极63连接。
当对第四个光致抗蚀剂构图时，其下面有连接终端51的该支承层57的第一部分，和靠近该支承层57的第一部分的该支承层57的第二部分同时露出。接着，通过腐蚀作出从该支承层57的第一部分，通过该腐蚀阻止层53和钝化层52至上述连接终端51的通路孔72。在该通路孔72内，作出连接终端51至支承层57的通路接点。同时，作出使上述通路接点73与底部电极59连接的底部电极连接件75。这样，该通路接点73，底部电极连接件75和底部电极59彼此连接。该通路接点73和底部电极连接件75，可利用溅射法或CVD方法，由导电性与铂(Pt)，钽(Ta)或铂-钽(Pt-Ta)相同的材料制成。在这种情况下，该底部电极连接件75的厚度为0．5～1．0微米。再利用腐蚀方法除去第四个光致抗蚀剂，就完成了具有顶部电极63、活性层61、底部电极59和支承层57的致动器65。
参见图5D，利用流动性与聚合物相同的材料，在该致动器65上，形成第二个牺牲层68。利用旋转涂层法来形成该第二个牺牲层68，使第二个牺牲层完全覆盖该顶部电极63。接着，对该第二个牺牲层68构图，使顶部电极63的一部分露出。然后，利用反光性与铝(Al)、铂(Pt)、或银(Ag)相同的材料，分别在该顶部电极63的露出部分和第二个牺牲层68上，形成上述杆柱70和反光件71。该杆柱70和反光件71可用溅射法或CVD法形成。
最好，反射从一个光源(没有示出)来的入射光的反光件71为一个反光镜，其厚度为0．1～1．0微米。因此，在利用氟化氢(HF)蒸气除去第一个牺牲层54和第二个牺牲层68以后，就完成了致动器65和反光件71，如图3所示。
在上述薄膜式AMA中，第二个信号是通过上述公共电线67加在顶部电极63上的。同时，第一个信号是通过形成在上述基片50上的电线，连接终端51、通路接点73和底部电极连接件75加在该底部电极59上的。这样，在该顶部电极63和底部电极59之间产生一个电场。该电场可使在该顶部电极63和底部电极59之间形成的活性层61变形。
活性层61的变形方向与电场垂直。因此，具有活性层61的致动器65被驱动向上倾斜一个预先确定的角度。因为上述反光件71形成在该致动器65上，并由杆柱70支承，因此，该反光件71也倾斜一个与该致动器65的倾斜角度相同的角度。这样，该反光件71使入射光反射一个预先确定的角度，将图像通过一个狭缝投影在屏幕上。
然而，在上述薄膜式AMA中，很难使由聚合物制成的该第二个牺牲层的表面平坦。这样，因为上述反光件是在表面不平坦的第二个牺牲层上形成的，因此反光件的表面不规则，反光件的平面度差，使光的效率降低。另外，在使用氟化氢蒸气去除该第一个牺牲层和第二个牺牲层的过程中，上述基片、活性层和反光件也会被氟化氢蒸气损坏。
因此，考虑到上述通常存在的问题，本发明的目的是要提供一种可以改善反光件的平面度，以提高光效率和可以防止活性基体、活性层和反光件损坏的，在一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法。
为了达到本发明的上述目的，本发明提供了一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，所述方法包括下列工序提供一个活性基体，该活性基体具有ⅰ)一块由金属氧化物半导体制成的，用于开关操作的基片，和ⅱ)包括一个从金属氧化物晶体管的漏极延长出来的漏极垫的第一个金属层；在所述活性基体上，利用低压化学气相沉积法形成第一个牺牲层；对所述第一个牺牲层构图，使具有漏极垫的所述活性基体的一部分露出后，形成具有一个支撑部分和一个支承层的支承装置；在所述支承装置上形成一个具有一个底部电极，一个活性层和一个顶部电极的致动器；在所述致动器上形成第二个牺牲层；对所述第二个牺牲层构图，使所述顶部电极的一部分露出；在所述顶部电极的露出部分和所述第二个牺牲层上，形成一根杆柱和一个反光装置；除去所述第二个牺牲层；和除去所述第一个牺牲层。
该提供所述活性基体的工序还包括在所述基片和所述第一个金属层上，形成第一个钝化层；在所述第一个钝化层上形成第二个金属层；在所述第二个金属层上形成第二个钝化层；和在所述第二个钝化层上形成一个腐蚀阻止层。
最好，去除第二个牺牲层和去除第一个牺牲层的工序同时进行。
形成所述第一个牺牲层的工序是通过使用非晶体硅来进行的；而形成所述第二个牺牲层的工序是通过使用非晶体硅来进行的。
另外，形成所述第一个牺牲层的工序是通过使用多晶硅来进行的，而形成所述第二个牺牲层的工序也是通过使用多晶硅来进行的。形成所述第一个牺牲层的工序还包括，利用化学机械抛光法平面化所述第一个牺牲层表面；而形成所述第二个牺牲层的工序还包括，利用化学机械抛光法平面化所述第二个牺牲层表面。除去所述第二个牺牲层和除去所述第一个牺牲层的工序，是利用氧化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
另外，形成第二个牺牲层的工序可通过使用具有流动性的材料，例如，光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG，spin on glass)或旋涂聚合物(SOP，spin onpolymer)和使用旋转涂层法来进行。在这种情况下，去除所述第二个牺牲层的工序是通过使用氧的等离子体来进行的；而去除所述第一个牺牲层的工序，是通过利用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
在根据本发明的薄膜式AMA中，第一个信号从外面，通过MOS晶体管，第一个金属层的漏极垫通路接点和底部电极连接件，加在第一个底部电极上。同时，第二个信号从外面，通过公共电线和顶部电极连接件加在顶部电极上。因此，在该顶部电极和底部电极之间产生电场。该电场使在该顶部电极和底部电极之间形成的活性层变形。活性层变形的方向与电场垂直。具有活性层的致动器在相反方向，被驱动至放置着支承层的位置。即该致动器被向上驱动，倾斜一个预先确定的角度。反射光线的反光件也倾斜一个与致动器的倾斜角度相同的角度。因此，反光件将光反射至屏幕上，从而将图像投影在屏幕上。
根据本发明，在第一个牺牲层用非晶体硅或多晶硅(poly silicon)制成，和第二个牺牲层用非晶体硅、多晶硅、光致抗蚀剂，旋涂玻璃或旋涂聚合物制成，具有平坦表面以后，由于反光件具有平坦表面，因此光的效率提高。另外，因为第一个牺牲层是用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气清除，而第二个牺牲层是用氧等离子体，氟化溴蒸气或氟化氙蒸气清除的，因此，活性基体、活性层和反光件不会损坏。
从阅读下面结合附图对本发明进行的详细说明中，将可以更清楚地了解本发明的上述目的、特点和优点。
图1为表示通常的被驱动的反光镜组的工程系统的示意图；图2为表示在本申请的受让人的先前的申请中所述的一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的平面图；图3为表示图2所示光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的透视图；图4为沿着图3的A1-A2线所取的横截面图；图5A-5D表示图4所示的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造工序；图6为表示根据本发明的第一个实施例的光学投影系统中的薄膜驱动反光镜组的平面图；图7为表示图6所示的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的透视图；图8为沿着图7的B1-B2线所取的横截面图；图9A-9D表示根据本发明的第一个实施例的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造工序；图10表示根据本发明的第二个实施例的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造工序。
下面，将参照附图来更详细地说明本发明的优选实施例。
实施例1图6为表示根据本发明的第一个实施例的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的平面图，图7为表示图6所示的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的透视图。图8为沿着图7的B1-B2线所取的横截面图。
参见图6～图8可看出，根据本发明的第一个实施例的薄膜式AMA具有一个活性基体100，一个在该活性基体100上形成的支承件150，一个在该支承件150上形成的致动器300，和一个在该致动器300上形成的反光件220。
参见图8，该活性基体100具有一块包括M×N(M，N均为整数)数目的P-型金属氧化物半导体(MOS)晶体管115的基片101，在该基片101上形成的第一个金属层120，在该第一个金属层120上形成的第一个钝化层125，在该第一个钝化层125上形成的第二个金属层130，在该第二个金属层130上形成的第二个钝化层135，和在该第二个钝化层135上形成的一个腐蚀阻止层139。
第一个金属层120有一个传送第一个信号(图像信号)的漏极垫。第一个金属层120的该漏极垫，从P-型MOS晶体管115的漏极107，延长至在支承致动器300的一个支撑部分153下面的，该基片101的一部分上。上述第二个金属层130具有一个钛层和一个氮化钛层。通过在下面形成有漏极垫的第二个金属层130的一部分，作出一个孔133。
参见图7和图8可看出，该支承件150有一个支撑部分153和一个支承层155。该支承部分153与下面作有漏极垫的上述腐蚀阻止层139的一部分连接。该支承层155的第一部分与该支撑部分153连接，而支承层155的第二部分在该腐蚀阻止层139上面，并与该腐蚀阻止层139平行。在该支承层155的第二部分和腐蚀阻止层139之间有第一个气隙140。该支撑部分153与该支承层155作成一个整体。最好，该支承件150为T字形，如图7所示。
致动器300有一个在该支承层155中心部分上形成的底部电极160，一个在该底部电极160上形成的活性层165，一个在该活性层165上形成的顶部电极170，和一个在该支承层155的第一部分的一部分上形成的公共电线175。
另外，该致动器300还具有一个形成在从该支承层158的第一部分的一部分至漏极垫的一个通过孔185内面的通路接点190；一个与该通路接点190离开一定距离，并与底部电极160接触的底部电极连接件195；和形成在从该公共电线175至顶部电极170上的顶部电极连接件180。从外面来的第一个信号，通过MOS晶体管115，漏极垫，通路接点190和底部电极连接件195，加在底部电极160上。同时，第二个信号(偏置信号)，从外面通过该公共电线175和顶部电极连接件180加在顶部电极170上。
最好，该底部电极160为矩形，而该活性层165的矩形形状比该底部电极160的矩形形状小。另外，顶部电极170的矩形形状比活性层165的矩形形状小。反射从一个光源(没有示出)入射的光的反光件220由杆柱210支承。该反光件220在顶部电极170上面，并与顶部电极平行。最好，该反光件220为一个矩形的反光镜。
下面来说明根据本实施例的薄膜式AMA的制造方法。
图9A-9D表示根据本实施例的薄膜驱动的反光镜组的制造工序。在图9A-9D中，与图7和图8相同的元件，用相同的标号表示。
参见图9A，在上述基片101上形成一个绝缘层105，以便在有了由硅制成的基片101之后，利用硅的局部氧化方法，使基片101上的活性区与场区隔离开来。最好，该基片101为N型硅晶片。在源极109和漏极107之间形成控制极111之后，在活性区形成P-源极109和P-漏极107，因此就完成了M×N(M，N均为整数)数目的P型MOS晶体管115。该P-MOS晶体管115接收从外面来的第一个信号，并进行开关操作。
在带有P-MOS晶体管115的基片101上形成一个绝缘层118之后，在下面形成有漏极107和源极109的绝缘层118的一些部分上，相应地作出开口，使该漏极107和源极109的一部分露出。在该带有开口的绝缘层118上形成由钛(Ti)，氮化钛(TiN)，钨(W)和氮化物构成的层以后，对该层构图，就形成了第一个金属层120。为了传送第一个信号，该有一个金属层120具有一个从该P-MOS晶体管115的漏极107延长至在上述支撑部分153下面的基片101的一部分上的漏极垫(drain pad)。
在该第一个金属层120和基片101上形成第一个钝化层125。该第一个钝化层125是利用磷硅酸玻璃(PSG)制成的。该第一个钝化层125可用CVD方法形成，使其厚度大约为8000(埃)～9000。在接下去进行的制造工序过程中，该第一个钝化层125可保护具有P-MOS晶体管115的基片101。
在该第一个钝化层125上形成第二个金属层130。该第二个金属层130由钛层和氮化钛层组成。为了形成该第二个金属层130，首先，在该第一个钝化层125上，利用溅射方法形成钛层，使钛层厚度达到大约300～500(埃)。其次，利用物理蒸气沉积法(PVD)，在该钛层上形成氮化钛层，使氮化钛层的厚度达到大约1000～1200。该第二个金属层130排除入射在基片101上的光，因此，该第二个金属层130可防止光通过该基片101泄漏出去。然后，腐蚀在其下面作有漏极垫的该第二个金属层130的一部分，形成孔133。该孔133将上述通路接点190与第二个金属层130隔离开来。
在该第二个金属层130和孔133上，形成第二个钝化层135。该第二个钝化层135是利用磷硅酸玻璃(PSG)制成的。该第二个钝化层135是利用CVD法形成的，其厚度为大约2000～3000。在接下去进行的制造工序过程中，该第二个钝化层135保护上述第二个金属层130和在基片101上形成的层。
在该第二个钝化层135上形成腐蚀阻止层139。该腐蚀阻止层139是利用氮化物和LPCVD法形成的，其厚度为大约1000～2000。该腐蚀阻止层139在腐蚀过程中，可防止第二个钝化层135和在基片101上形成的层被腐蚀。结果，完成了由基片101、第一个金属层120、第一个钝化层125、第二个金属层130、第二个钝化层135和腐蚀阻止层139组成的活性基体100。
在该腐蚀阻止层139上形成第一个牺牲层145。该第一个牺牲层145可使由多个层组成的致动器300容易制造。在本实施例中，第一个牺牲层145是利用非晶体硅或多晶硅，和用LPCVD法，在低于600℃的温度下制成的。在用非晶体硅制造第一个牺牲层145的情况下，因为在沉积非晶体硅的过程中，非晶体硅的表面平坦，因此不需要将该第一个牺牲层145的表面平面化。在利用LPCVD法沉积了非晶体硅，达到厚度大约为1．0微米之后，则制造第一个牺牲层145的工序就完成了。另一方面，多晶硅表面不规则。因此，在利用多晶硅制造第一个牺牲层145时，需要有平面化该第一个牺牲层145表面的工序。即在用LPCVD法沉积了多晶硅可使其厚度达到大约2．0～3．0微米之后，可利用在玻璃上旋转的方法或化学机械抛光法(CMP)，将该第一个牺牲层145的表面平面化，使第一个牺牲层145的厚度达到大约1．0微米。
在将第一个光致抗蚀剂(没有示出)涂在该第一个牺牲层145上，并作出图案后，可利用该第一个光致抗蚀剂作为腐蚀蚀刻掩模，对具有第二个金属层130的孔133和漏极垫的第一个牺牲层145的一部分进行腐蚀，使该腐蚀阻止层139的一部分露出。上述支撑部分153形成在该腐蚀阻止层139的露出部分上。在这种情况下，该第一个牺牲层145的一部分构图，使该第一个牺牲层145的图案边缘有一个平缓的梯度，以防止由于该第一个牺牲层145的图案边缘的变形应力集中，造成该致动器300开始倾斜。该第一个牺牲层145的图案的平缓边缘，是依次使用干腐蚀和湿腐蚀方法，利用灰色掩模的方法或使第一个光致抗蚀剂回流的方法形成的。接着，在该露出的腐蚀阻止层139和第一个牺牲层145上，形成第一个层149。该第一个层149是使用刚性材料(例如氮化物或金属)制成的，第一个层的厚度为大约0．1～1．0微米。最好，该第一个层149的厚度为大约0．4微米。第一个层149是用LPCVD方法制成的。在这种情况下，与该腐蚀阻止层139连接的第一个层149的一部分为支承该致动器300的支撑部分153。对该第一个层149构图，形成T字形形状的支承件150。
参见图9B，在用旋转涂层法，在第一个层149上形成第二个光致抗蚀剂157以后，对第二个光致抗蚀剂157构图，使与该腐蚀阻止层139的露出部分垂直的第一个层149的中心部分露出。
利用CVD法或溅射法，在该第一个层149的露出部分和第二个光致抗蚀剂157上，形成底部电极层。然后，在该底部电极层相对于要作出上述公共电线175的位置上，作出图案，以便在该第一个层149的中心部分上形成矩形的底部电极160。该底部电极160利用其导电性与铂、钽或铂-钽相同的金属制成，该底部电极160的厚度为大约0．1～1．0微米。最好，该底部电极160用铂-钽制成，其厚度大约为0．15微米。
在该底部电极160和第二个光致抗蚀剂157上形成第二个层164。该第二个层164可利用溶胶-凝胶法，溅射法或CVD法形成，其厚度为大约0．1～1．0微米。该第二个层164用压电材料(例如PZT(Pb(Zr，Ti)O3)或PLZT((Pb，La)(Zr，Ti)O3))；或电致伸缩材料(例如PMN(Pb(Mg Nb)O3))制成。最好，该第二个层164利用溅射法，和使用由溶胶-凝胶法制出的PZT形成，使其厚度大约为0．4微米。接着，利用RTA方法使第二个层164退火。对该第二个层164构图，形成活性层165。在该第二个层164上形成一个顶部电极层169。该顶部电极层169是利用导电性与铝、铂、钽或铂-钽相同的材料制成的。该顶部电极层169可以用CVD法或溅射法制成，使其厚度为大约0．1～1．0微米。对该顶部电极层169构图，形成可以接收第二个信号的顶部电极170。
参见图9C，在利用旋转涂层法，将第三个光致抗蚀剂(没有示出)涂在该顶部电极层169上之后，利用该第三个光致抗蚀剂作蚀刻掩模，对该顶部电极层169构图，形成矩形的顶部电极170。利用与顶部电极层169上作图案相同的方法，对该第二个层164构图，形成活性层165。即在利用腐蚀除去该第三个光致抗蚀剂之后，再利用旋转涂层法，在该顶部电极170和第二个层164上涂上第四个光致抗蚀剂(没有示出)。再利用该第四个光致抗蚀剂作为腐蚀时的掩模，对第二个层164构图，形成矩形比顶部电极170的矩形宽的活性层165。这时，该活性层165的矩形形状，比先前作出的底部电极160的矩形形状小一些。然后，除去第四个光致抗蚀剂和第二个光致抗蚀剂157。在这种情况下，顶部电极170和活性层165分别都具有突出部分，每一个突出部分都在底部电极160的上面，并与底部电极平行。在第一个底部电极160的侧面和顶部电极170与活性层165之间，形成第二个气隙200。
再利用上述方法，对第一个层149构图，形成具有支撑部分153和支承层155的支承件150。支承层155为T字形，在该支承层155的中心部分上，形成底部电极160。该支撑部分153与支承层155成为一整体，并且在腐蚀阻止层139的露出部分和支承层155的第一部分之间形成。
接着，在支承层155的第一部分的一部分上，形成公共电线175。即在用旋转涂层法，在支承层155上涂上第五个光致抗蚀剂(没有示出)之后，对第五个光致抗蚀剂构图，将该支承层155的第一部分的一部分露出。然后，利用铂、钽、铂-钽、铝或银制成该公共电线175。该公共电线175是利用溅射法或CVD法形成的，其厚度为大约0．5～2．0微米。在这种情况下，该公共电线175与底部电极160离开一个预先确定的间隔。在该公共电线175和底部电极160的侧面之间，形成第二个气隙200。然后，形成从该公共电线175至顶部电极170的突出部分的顶部电极连接件180。该顶部电极连接件180也与底部电极离开一个预先确定的间隔。该顶部电极连接件180是利用与公共电线175相同的材料，和利用与公共电线175相同的方法形成的。
当对第五个光学保护膜构图时，从带有上述漏极垫的部分至底部电极160都露出的该支承层155的第一部分的一部分，也同时露出。接着，用腐蚀方法形成从该支承层155的一个部分，通过该腐蚀阻止层139，第二个钝化层135和第一个钝化层125至漏极垫的通路孔185。在从漏极垫至支承层155的通路孔185中，作出通路接点190。同时，作出将该通路接点190与底部电极160连接起来的底部电极连接件195。该底部电极连接件195是从上述通路接点190至底部电极160的。该通路接点190和底部电极连接件195是用导电性与铂、钽或铂-钽相同的材料，及溅射法或CVD法制成的。该底部电极连接件195的厚度为0．5～1．0微米。这样，通路接点190，底部电极连接件195和底部电极160彼此互相连接。然后，用腐蚀方法除去第五个光致抗蚀剂，就完成了具有顶部电极170，活性层165和底部电极160的致动器300。
参见图9D，在致动器300上，利用非晶体硅或多晶硅形成第二个牺牲层215。该第二个牺牲层215是利用LPCVD法形成的。第二个牺牲层215的厚度足以覆盖该顶部电极170。第二个牺牲层215的制造工序与第一个牺牲层145的制造工序相同。即当利用非晶体硅制造该第二个牺牲层215时，因为在沉积非晶体硅的过程中，该非晶体硅的表面平坦，因此不需要平面化该第二个牺牲层215的表面。在利用LPCVD法形成具有预先确定的厚度的非晶体硅之后，制造第二个牺牲层215的工序就完成了。另一方面，当利用多晶硅来制造第二个牺牲层215时，则需要平面化第二个牺牲层215表面的工序。在用LPCVD方法沉积了厚度为2．0～3．0微米的多晶硅之后，要利用在玻璃上旋转的方法或化学机械抛光法(CMP)来平面化第二个牺牲层215的表面，使第二个牺牲层215具有预先确定的厚度。
在利用旋转涂层法，在该第二个牺牲层215上涂上第六个光致抗蚀剂(没有示出)之后，对该第二个牺牲层215构图，利用第六个光致抗蚀剂作为蚀刻掩模，使顶部电极170的一部分露出。在这种情况下，利用与第一个牺牲层145同样的方法，使第二个牺牲层215的图案具有与第一个牺牲层145的图案相同的平缓梯度。
接着，在通过腐蚀去除了第六个光致抗蚀剂之后，同时在该顶部电极170的露出部分和第二个牺牲层215上，形成杆柱210和反光件220。杆柱210和反光件220是利用反光性与铝、铂或银相同的金属，及溅射法或CVD法制成的。最好，该反光件220为矩形的反光镜，其厚度大约为0．1～1．0微米。该反光件220反射从一个光源(没有示出)入射的光。该杆柱210具有与第二个牺牲层215的图案相同的平缓梯度，以防止由于杆柱210的边缘上应力集中，在该杆柱210的边缘上产生裂纹。
然后，利用氟化溴(BrF3或BrF5)蒸气或氟化氙(XeF2，XeF4或XeF6)蒸气，分别除去第二个牺牲层215和第一个牺牲层145。如果按照通常的方法，利用氟化氢蒸气来除去第一个牺牲层145和第二个牺牲层215，则因为活性基本体100、活性层165和反光件220容易被氟化氢蒸气腐蚀，因此活性基体100，活性层165和反光件220会严重损坏。然而，氟化溴蒸气或氟化氙蒸气不会损坏活性基体100、活性层165和反光件220，因此可以有效地防止活性基体100，活性层165和反光件220的损坏。
在放置第二个牺牲层215的位置上形成第三个气隙230；而在放置第一个牺牲层145的位置上，形成第一个气隙140。
下面来说明根据本实施例的光学投影系统中的薄膜式AMA的工作。
第一个信号从外面，通过MOS晶体管115，第一个金属层120的漏极垫，通路接点190和底部电极连接件195，加在第一个底部电极160上。同时，第二个信号从外面，通过该公共电线175和顶部电极连接件180，加在该顶部电极170上。这样，在顶部电极170和底部电极160之间产生电场。该电场使在该顶部电极170和底部电极160之间形成的活性层165变形。活性层165的变形方向与电场垂直。于是，具有活性层165的致动器300在相反方向被驱动至放置着支承层155的位置。即致动器300被向上驱动倾斜一个预先确定的角度。
反射光线的反光件220倾斜一个与致动器300倾斜角度相同的角度。因此，反光件220将光线反射至屏幕上，从而将图像投影在屏幕上。
在根据本实施例的薄膜驱动反光镜组的制造方法中，因为在用非晶体硅或多晶硅分别制造第一个牺牲层和第二个牺牲层后，得到了平坦的表面，因此被具有平坦表面的反光件反射的光效率提高。另外，因为该第一个牺牲层和第二个牺牲层是利用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气清除的，因此不会损坏活性基体，活性层和反光件。
实施例2根据本发明的第二个实施例的薄膜式AMA与图6～图8所示的本发明的第一个实施例的薄膜式AMA相同。
在根据本实施例的薄膜式AMA的制造方法中，除了第一个牺牲层和第二个牺牲层的形成以外，薄膜式AMA的制造工序与图9A～9D所示的本发明的第一个实施例的制造工序相同。
下面来说明根据本实施例的第一和第二个牺牲层的制造工序。
图10表示已形成第一和第二个牺牲层的状态。图10中与图7和图8相同的元件用相同的标号表示。
参见图10，根据本实施例，第一个牺牲层145a是利用非晶体硅或多晶硅，用LPCVD方法，在低于600℃的温度下形成的。当用非晶体硅制造该第一个牺牲层145a时，因为非晶体硅表面平坦，因此不需要平面化第一个牺牲层145a的表面。因此，在用LPCVD法沉积了厚度约为1．0微米的非晶体硅以后，就完成了制造第一个牺牲层145a的工序。但当用多晶硅制造该第一个牺牲层145a时，因为多晶硅表面不平坦，因此需要平面化该第一个牺牲层145a表面的工序。即在利用LPCVD法沉积了厚度大约为2．0～3．0微米的多晶硅之后，要利用在玻璃上旋转的方法或CMP方法平面化第一个牺牲层145a的表面，使其厚度达到大约1．0微米。
根据本实施例的第二个牺牲层215a，是用流动性非常好的材料制造的，例如，光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)或者旋涂聚合物(SOP)。因为该第二个牺牲层215a是用光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)或旋涂聚合物(SOP)，和旋转涂层法，在低温下制成的，因此不需平面化的工序，该第二个牺牲层215a即具有平坦的表面。
在这个实施例中，第二个牺牲层215a是利用氧(O2)等离子体去除的，可以避免反光件220和活性层165损坏。第一个牺牲层145a，与第一个实施例一样，是用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气去除的。
在根据本实施例的薄膜式AMA的制造方法中，由于在第一个牺牲层用非晶体硅或多晶硅制造，和第二个牺牲层用光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)或旋涂聚合物(SOP)制造后具有平坦的表面，因此具有平坦表面的反光件使光效率提高。另外，因为第二个牺牲层用氧的等离子体清除，而第一个牺牲层用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气清除，因此不会损坏活性基体，活性层和反光件。
虽然，本发明参照具体的实施例进行了说明，但技术熟练的人懂得，在不偏离由所附权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，可对本发明的形式和细节作各种改变。
权利要求
1．一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，所述方法包括下列工序提供一个活性基体，该活性基体具有ⅰ)一块由金属氧化物半导体制成的，用于开关操作的基片，和ⅱ)包括一个从金属氧化物晶体管的漏极延长出来的漏极垫的第一个金属层；在所述活性基体上，利用低压化学气相沉积法形成第一个牺牲层；对所述第一个牺牲层上构图，使具有漏极垫的所述活性基体的一部分露出后，形成具有一个支撑部分和一个支承层的支承装置；在所述支承装置上形成一个具有一个底部电极，一个活性层和一个顶部电极的致动器；在所述致动器上形成第二个牺牲层；对所述第二个牺牲层构图，使所述顶部电极的一部分露出；在所述顶部电极的露出部分和所述第二个牺牲层上，形成一根杆柱和一个反光装置；除去所述第二个牺牲层；和除去所述第一个牺牲层。
2．如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，该提供所述活性基体的工序还包括在所述基片和所述第一个金属层上，形成第一个钝化层；在所述第一个钝化层上形成第二个金属层；在所述第二个金属层上形成第二个钝化层；和在所述第二个钝化层上形成一个腐蚀阻止层。
3．如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第一个牺牲层的工序是通过使用非晶体硅来进行的；而形成所述第二个牺牲层的工序是通过使用非晶体硅来进行的。
4．如权利要求3所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，清除所述第二个牺牲层和清除所述第一个牺牲层的工序，是通过使用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
5．如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第一个牺牲层的工序是通过使用多晶硅来进行的，而形成所述第二个牺牲层的工序也是通过使用多晶硅来进行的。
6．如权利要求5所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第一个牺牲层的工序还包括，利用化学机械抛光法平面化所述第一个牺牲层表面；而形成所述第二个牺牲层的工序还包括，利用化学机械抛光法平面化所述第二个牺牲层表面。
7．如权利要求5所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，除去所述第二个牺牲层和除去所述第一个牺牲层的工序，是利用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
8．如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第二个牺牲层的工序是利用具有流动性的材料，和旋转涂层法来进行的。
9．如权利要求8所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第二个牺牲层的工序，是通过使用从由光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)和旋涂聚合物(SOP)组成的组中选择出的一种材料来进行的。
10．如权利要求8所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，去除所述第二个牺牲层的工序是通过使用氧的等离子体来进行的；而去除所述第一个牺牲层的工序，是通过利用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
11．如权利要求1所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，去除所述第二个牺牲层和去除所述第一个牺牲层的工序是同时进行的。
12．一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，所述方法包括下列工序提供一个活性基体，该活性基体具有ⅰ)一块由金属氧化物半导体制成的，用于开关操作的基片，和ⅱ)包括一个从金属氧化物晶体管的漏极延长出来的漏极垫的第一个金属层；在所述活性基体上，利用非晶体硅和采取低压化学气相沉积法形成第一个牺牲层；所述第一个牺牲层上构图，使具有漏极垫的所述活性基体的一部分露出后，形成具有一个支撑部分和一个支承层的支承装置；在所述支承装置上形成一个具有一个底部电极，一个活性层和一个顶部电极的致动器；在所述致动器上形成第二个牺牲层；对所述第二个牺牲层构图，使所述顶部电极的一部分露出；在所述顶部电极的露出部分和所述第二个牺牲层上，形成一根杆柱和一个反光装置；除去所述第二个牺牲层；和除去所述第一个牺牲层。
13．如权利要求12所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第二个牺牲层的工序是通过使用非晶体硅来进行的；而去除所述第二个牺牲层和去除所述第一个牺牲层的工序，是利用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气进行的。
14．如权利要求12所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第二个牺牲层的工序是通过使用从光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)和旋涂聚合物(SOP)组成的组中选择的一种材料来进行的；而去除所述第二个牺牲层的工序，是通过使用氧的等离子体来进行的；去除所述第一个牺牲层的工序则是通过使用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
15．一种光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，所述方法包括下列工序提供一个活性基体，该活性基体具有ⅰ)一块由金属氧化物半导体制成的，用于开关操作的基片，和ⅱ)包括一个从金属氧化物晶体管的漏极延长出来的漏极垫的第一个金属层；在所述活性基体上，利用多晶硅和采取低压化学气相沉积法形成第一个牺牲层；对所述第一个牺牲层构图，使具有漏极垫的所述活性基体的一部分露出后，形成具有一个支撑部分和一个支承层的支承装置；在所述支承装置上形成一个具有一个底部电极，一个活性层和一个顶部电极的致动器；在所述致动器上形成第二个牺牲层；对所述第二个牺牲层构图，使所述顶部电极的一部分露出；在所述顶部电极的露出部分和所述第二个牺牲层上，形成一根杆柱和一个反光装置；除去所述第二个牺牲层；和除去所述第一个牺牲层。
16．如权利要求15所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第二个牺牲层的工序，是通过使用多晶硅来进行的；而去除所述第二个牺牲层和去除所述第一个牺牲层的工序，是利用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
17．如权利要求16所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第一个牺牲层的工序还包括，利用化学机械抛光法平面化所述第一个牺牲层表面；而形成所述第二个牺牲层的工序还包括，利用化学机械抛光法平面化所述第二个牺牲层表面。
18．如权利要求15所述的光学投影系统中的薄膜驱动的反光镜组的制造方法，其中，形成所述第二个牺牲层的工序是通过使用从光致抗蚀剂、旋涂玻璃(SOG)和旋涂聚合物(SOP)组成的组中选择的一种材料来进行的；而去除所述第二个牺牲层的工序，是通过使用氧的等离子体来进行的；去除所述第一个牺牲层的工序则是通过使用氟化溴蒸气或氟化氙蒸气来进行的。
全文摘要
公开一种薄膜AMA的制造方法。第二牺牲层(215)是利用非晶硅、多晶硅或流动性的材料形成的,第一牺牲层(145)是利用非晶硅或多晶硅形成的。由于形成第一和第二牺牲层(145和215)以得到均匀的表面,使反射件具有平整的表面,从而光效率得以提高。另外,由于第二牺牲层(215)是利用氧等离子体或氟化溴或氟化氙的蒸气去除的,并且第一牺牲层(145)是利用氟化溴或氟化氙的蒸气去除的,所以活性基体(100)、活性层(165)和反射件(220)不会损坏。
文档编号G02B26/08GK1283369SQ98812785
公开日2001年2月7日 申请日期1998年3月20日 优先权日1997年10月31日
发明者黄圭昊 申请人:大宇电子株式会社