(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーからなるアレイの製造方法（Ｍ及びＮは正の整数）であって、
能動マトリックスの上部に薄膜犠牲層を形成する第１過程と、
電気的に変形可能な薄膜部、前記薄膜犠牲層の露出部分を通じて前記能動マトリックスと電気的に接続される第２薄膜電極及び弾性部を有し、一定に隔てられているＭ×Ｎ個の各未完成の駆動構造を形成する第２過程と、
前記未完成の駆動構造の側面にポリマー層を形成する第３過程と、
前記各未完成の駆動構造の上部に第１薄膜層を被着する第４過程と、
前記ポリマー層を取り除いて、前記各未完成の駆動構造の上部に導電性及び光反射性を有する物質から形成され、ミラーとして機能する第１薄膜電極を備えるＭ×Ｎ個の駆動構造のアレイを形成する第５過程と、
前記薄膜犠牲層を取り除いて、前記Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイを形成する第６過程とを含むことを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
【請求項２】
前記ポリマー層が、フォトレジストからなることを特徴とする請求項１に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
【請求項３】
前記第１薄膜層が、ポリマー層の上部を有する前記各未完成の駆動構造の上部に被着されることを特徴とする請求項１に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
【請求項４】
前記ポリマー層の上部に被着された前記第１薄膜層の部分が、前記ポリマー層と共に取り除かれることを特徴とする請求項３に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光投射システムに関し、特に、光投射システムで用いられ、最適の光効率を有するＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーからなるアレイの改善された製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多様なビデオディスプレイシステムのうち、光投射システムは大画面で高画質の映像を提供し得るものとして知られている。そのような光投射システムにおいて、ランプから発せられる光線は、例えば、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラーからなるアレイ（以下、「アクチュエーテッドミラーアレイ」と称す）上に一様に入射される。ここで、各ミラーは各アクチュエータに接続されている。これらのアクチュエータは、供給された電界信号に応じて変形を起こす、例えば、電歪物質または圧電物質のような電気的に変形可能な物質でできている。
【０００３】
各ミラーから反射された光線（以下、「反射光線」と称す）は開口（例えば、光学バッフル）へ入射される。入射光線に対する各ミラーの相対的な位置は電気信号を各アクチュエータへ供給することによって変更され、よって、各ミラーからの反射光線の光路が偏向される。各反射光線の光路が変更されるため、開口を通じて各ミラーから反射された光線の量が変化することによって、該当光線の強さが調節される。開口を通った調節光線は適切な光学デバイス（例えば、投射レンズ）を介して投射スクリーン上に入射されて、その上に像をディスプレイする。
【０００４】
図１〜図６には、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１０１のアレイ１００の製造方法を説明するための断面図が各々示されている。ここで、Ｍ及びＮは正の整数である。この製造方法は、本特許出願と出願人を同じくする係属中の日本特許出願平成８−８４６２０号明細書に、「薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法」との名称で開示されている。
【０００５】
アレイ１００の製造プロセスは、Ｍ×Ｎ個の接続端子１４のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイ（図示せず）が設けられている基板１２を有する能動マトリックス１０の準備から始まる。ここで、各接続端子１４はトランジスタのアレイでの対応するトランジスタに電気的に接続されている。
【０００６】
しかる後、０．１〜２μｍの厚さを有し、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ））のような金属、リン珪酸塩ガラス（ＰＳＧ）またはポリシリコンからなる薄膜犠牲層２０が能動マトリックス１０の上部に被着される。この薄膜犠牲層２０の能動マトリックス１０上への被着は、薄膜犠牲層２０が金属からなる場合はスパッタリング法または蒸着法を、ＰＳＧからなる場合は化学気相成長法（ＣＶＤ）またはスピンコーティング法を、またはポリシリコンからなる場合はＣＶＤ法を各々用いることによって行われる。
【０００７】
その後、図１に示したように、エッチング法を用いて薄膜犠牲層２０上にＭ×Ｎ対の空スロットのアレイ（図示せず）が形成される。各対における１つの空スロットは１つの接続端子１４を取り囲む。
【０００８】
続いて、絶縁性物質ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する弾性層３０がＣＶＤ法を用いて、空スロットを有する薄膜犠牲層２０の上部に被着される。
【０００９】
その後は、エッチング法を用いて弾性層３０上にＭ×Ｎ個の接触孔３７からなるアレイが形成される。図２に示したように、各接触孔３７は内面（図示せず）を有する接続端子１４の１つの上部を露出させる。
【００１０】
次に、導電性物質ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する第２薄膜層４０がスパッタリング法または真空蒸着法を用いて、各接触孔３７の内面を有する弾性層３０の上部に被着される。
【００１１】
続いて、図３に示したように、圧電物質または電歪物質ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する電気的に変形可能な薄膜層（以下、「変形可能薄膜層」と称す）５０がＣＶＤ法、蒸着法、ゾル−ゲル法またはスパッタリング法を用いて、第２薄膜層４０の上部に被着される。しかる後、変形可能薄膜層５０は、相転位を起こすように熱処理される。
【００１２】
その後、図４に示したように、導電性及び光反射性物質ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する第１薄膜層６０がスパッタリング法または真空蒸着法を用いて変形可能薄膜層５０の上部に被着される。
【００１３】
しかる後、第１薄膜層６０、変形可能薄膜層５０、第２薄膜層４０及び弾性層３０が、薄膜犠牲層２０の上部が露出されるまで、エッチング法（例えば、フォトリソグラフィ法またはレーザ切断法）を用いて各々パターニングされることによって、Ｍ×Ｎ個の駆動構造９０からなるアレイを形成することになる。ここで、図５に示したように、各駆動構造９０は第１薄膜電極６５、電気的に変形可能な薄膜部（以下、「変形可能薄膜部」と称す）５５、第２薄膜電極４５及び弾性部３５からなる。第２薄膜電極４５の各々は対応する接続端子１４に電気的に接続されることによって、各駆動構造９０において信号電極としての機能をする。各第１薄膜電極６５は接地されることによって、各駆動構造９０においてミラーだけでなく共通バイアス電極としても働きを果たす。
【００１４】
ここで、各変形可能薄膜部５５の厚さが十分に薄くなっているため、薄膜部５５が圧電物質からなる場合は別に分極される必要がない。これは、薄膜アクチュエーテッドミラー１０１の作動の際に供給された電気信号で分極されるためである。
【００１５】
続いて、各駆動構造９０は薄膜保護層（図示せず）で完全に覆われる。
【００１６】
次に、図６に示したように、薄膜犠牲層２０がエッチング法を用いて取り除かれる。最後に、薄膜保護層が取り除かれることによって、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１０１のアレイ１００が形成される。
【００１７】
しかしながら、従来のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１０１のアレイ１００の製造方法は多くの短所を有する。その中の１つが、アレイ１００における全体的な光効率に関する。
【００１８】
第１薄膜電極６５を形成するための第１薄膜層６０の被着及びパターニング過程が、変形可能薄膜層５０、第２薄膜層４０及び弾性層３０がエッチング法を用いてパターニングされた後に行われるため、各駆動構造９０で上層に位置し、且つミラーとして働きをする第１薄膜電極６５はそのパターニングの際に、化学的または物理的に影響されることによって、薄膜アクチュエーテッドミラー１０１からなるアレイ１００の光効率を低下させる不都合がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、光投射システムに用いられ、最適の光効率を有するＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、 Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーからなるアレイの製造方法（Ｍ及びＮは正の整数）であって、能動マトリックスの上部に薄膜犠牲層を形成する第１過程と、前記薄膜犠牲層の上部に、前記薄膜犠牲層の部分を露出させることによって一定に隔てられており、電気的に変形可能な薄膜部、第２薄膜電極及び弾性部を有するＭ×Ｎ個の各未完成の駆動構造を形成する第２過程と、前記薄膜犠牲層の露出部分を有する、前記未完成の駆動構造の側面にポリマー層を形成する第３過程と、前記各未完成の駆動構造の上部に第１薄膜層を被着する第４過程と、前記ポリマー層を取り除いて、前記各未完成の駆動構造の上部に形成された第１薄膜電極を備えるＭ×Ｎ個の駆動構造のアレイを形成する第５過程と、前記薄膜犠牲層を取り除いて、前記Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーのアレイを形成する第６過程とを含むことを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法が提供される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００２２】
図７〜図１２には、本発明による、光投射システムに用いられるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー３０１のアレイ３００の製造方法を説明するための概略的な断面図が各々示されている。ここで、Ｍ及びＮは正の整数である。図７〜図１２中で、同一部分は同一の参照符号を付して表示したことに注目されたい。
【００２３】
アレイ３００の製造プロセスは、Ｍ×Ｎ個の接続端子２１４のアレイ及びＭ×Ｎ個のトランジスタのアレイ(図示せず)が設けられている基板２１２を備える能動マトリックス２１０の準備から始まる。ここで、各接続端子２１４はトランジスタのアレイでの対応するトランジスタに電気的に接続されている。
【００２４】
しかる後、０．１〜２μｍの厚さを有し、例えば、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ））のような金属、リン珪酸塩ガラス（ＰＳＧ）またはポリシリコンでできる薄膜犠牲層２２０が能動マトリックス２１０の上部に被着される。この薄膜犠牲層２２０の能動マトリックス２１０上への被着は、犠牲層２２０が金属からなる場合はスパッタリング法または蒸着法を、ＰＳＧからなる場合はＣＶＤ法またはスピンコーティング法を、またはポリシリコンからなる場合はＣＶＤ法を各々用いることによってなる。
【００２５】
その後、図７に示したように、エッチング法を用いて薄膜犠牲層２２０上にＭ×Ｎ対の空スロット（図示せず）のアレイが形成される。各対における１つの空スロットは１つの接続端子２１４を取り囲む。
【００２６】
続いて、絶縁性物質（例えば、窒化ケイ素）ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する弾性層２３０が、ＣＶＤ法を用いて空スロットを備える薄膜犠牲層２２０の上部に被着される。
【００２７】
その後は、図８に示したように、エッチング法を用いて弾性層２３０上にＭ×Ｎ個の接触孔２３７のアレイが形成される。ここで、各接触孔２３７は１つの接続端子２１４を露出させる。
【００２８】
しかる後、導電性物質（例えば、Ｐｔ／Ｔａ）ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する第２薄膜層２４０が、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて、各接触孔２３７の内面を備える弾性層２３０の上部に被着される。
【００２９】
次に、圧電物質（例えば、ＰＺＴ）または電歪物質（例えば、ＰＭＮ）ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する変形可能薄膜層２５０がＣＶＤ法、蒸着法、ゾル−ゲル法またはスパッタリング法を用いて第２薄膜層２４０の上部に被着される。その後、変形可能薄膜層２５０は、図９に示したように、相転位を起こすように熱処理される。
【００３０】
しかる後に、変形可能薄膜層２５０、第２薄膜層２４０及び弾性層２３０が、薄膜犠牲層２２０の上部が露出されるまで、フォトリソグラフィ法またはレーザ切断法のようなエッチング法を用いて各々パターニングされることによって、Ｍ×Ｎ個の未完成の駆動構造２０１のアレイが形成される。ここで、図１０に示したように、各未完成の駆動構造２０１は変形可能薄膜部２５５、第２薄膜電極２４５及び弾性部２３５を有する。
【００３１】
ここで、各変形可能薄膜部２５５の厚さが十分に薄くなっているため、各薄膜部２５５が圧電物質でできる場合に別に分極される必要がなくなる。これは、薄膜アクチュエーテッドミラー３０１の作動の際、供給された電気信号で分極され得るためである。
【００３２】
その後、第１薄膜電極２６５は、リフト−オフ（ｌｉｆｔ−ｏｆｆ）方法を用いて各未完成の駆動構造２０１の上部に形成される。第１薄膜電極２６５を形成するこのリフト−オフ方法は、薄膜犠牲層２２０の露出上部を備える各未完成の駆動構造２０１の側面にフォトレジストでできるポリマー層２７０を形成する過程と、図１１に示したように、導電性及び光反射性物質（例えば、アルミニューム（Ａｌ）または銀（Ａｇ））ででき、０．１〜２μｍの厚さを有する第１薄膜層２６０を、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて、ポリマー層２７０の上部を有する各未完成の駆動構造２０１の上部に被着する過程と、上部に被着された第１薄膜層２６０の部分を有するポリマー層２７０をエッチング法を用いて取り除くことによって、Ｍ×Ｎ個の駆動構造２００のアレイを形成する過程とから構成される。各駆動構造２００は、第１薄膜電極２６５、変形可能薄膜部２５５、第２薄膜電極２４５及び弾性部２３５を備える。各第２薄膜電極２４５は、対応する接続端子２１４に電気的に接続されることによって、各駆動構造２００において信号電極としての機能をする。また、各第１薄膜電極２６５は接地接続されることによって、各駆動構造２００においてミラーだけでなく共通バイアス電極としても働きを果たす。
【００３３】
最後に、図１２に示したように、薄膜犠牲層２２０が取り除かれることによって、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラー３０１のアレイ３００が形成される。
【００３４】
従来のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１０１のアレイ１００の製造方法とは異なり、本発明の製造方法においては、第１薄膜層６０の被着及びパターニング過程が、変形可能薄膜層５０、第２薄膜層４０及び弾性層３０のパターニング過程後に行われる。さらに、変形可能薄膜層２５０、第２薄膜層２４０及び弾性層２３０のパターニング過程が、第１薄膜電極２６５の形成後に行われるため、ミラーとして機能をする第１薄膜電極２６５が、その過程の際に化学的または物理的に傷つけられなくなって、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー３０１のアレイ３００の光効率が増大される。
【００３５】
上記において、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００３６】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、従来の製造方法に比べて、第１薄膜電極が変形可能薄膜層及び弾性層をパターニングする前に形成されることによって、アレイの全体的な光効率をより一層増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図２】従来技術によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図３】従来技術によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図４】従来技術によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図５】従来技術によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図６】従来技術によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図７】本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図８】本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図９】本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図１０】本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図１１】本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【図１２】本発明によるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイの製造方法を説明するための概略的な断面図。
【符号の説明】
１０  能動マトリックス
１２  基板
１４  Ｍ×Ｎ個の接続端子
２０  薄膜犠牲層
３０  弾性層
３５  弾性部
３７  Ｍ×Ｎ個の接触孔
４０  第２薄膜層
４５  第２薄膜電極
５０  変形可能薄膜層
５５  変形可能薄膜部
６０  第１薄膜層
６５  第１薄膜電極
９０  Ｍ×Ｎ個の駆動構造
１０１  薄膜アクチュエーテッドミラー
２００  Ｍ×Ｎ個の駆動構造
２０１  ポリマー層
２１０  能動マトリックス
２１２  基板
２１４  Ｍ×Ｎ個の接続端子
２２０  薄膜犠牲層
２３０  弾性層
２３５  弾性部
２３７  Ｍ×Ｎ個の接触孔
２４０  第２薄膜層
２４５  第２薄膜電極
２５０  変形可能薄膜層
２５５  変形可能薄膜部
２６０  第１薄膜層
２６５  第１薄膜電極
３００  Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレイ
３０１  Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー
【図１】
0003872150.tif 000002
【図２】
0003872150.tif 000003
【図３】
0003872150.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003872150.tif 000008
【図８】
0003872150.tif 000009
【図９】
0003872150.tif 000010
【図１０】
0003872150.tif 000011
【図１１】
0003872150.tif 000012
【図１２】
0003872150.tif 000013