(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光投射型システムに用いるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法（Ｍ及びＮは正の整数）であって、
前記方法は、
（ａ）上面を有するベースを提供する過程と、
（ｂ）前記ベースの上面に分離層を形成する過程と、
（ｃ）前記分離層の上部に、導電性及び光反射性を有する物質からなり、薄膜アクチュエーテッドミラーにおいてバイアス電極のみならず、ミラーとしても機能する第１薄膜層を形成する過程と、
（ｄ）前記第１薄膜層の上部に電気的に変形可能な薄膜層を形成する過程と、  （ｅ）前記電気的に変形可能な薄膜層の相転移が起こるようにその電気的に変形可能な薄膜層を熱処理する過程と、
（ｆ）前記電気的に変形可能な薄膜層の上部に、導電性物質からなり、薄膜アクチュエーテッドミラーにおいて信号電極として機能する第２薄膜層を形成する過程と、
（ｇ）絶縁物質からなる弾性層を前記第２薄膜層の上部に形成する過程と、
（ｈ）前記弾性層の上部に薄膜犠牲層を形成する過程と、
（ｉ）前記犠牲層の一部分を除去して前記犠牲層の上部から前記弾性層の上部まで延在するＭ×Ｎ個の空スロットのアレーを形成する過程と、
（ｊ）窒化シリコンからなる支持層を前記犠牲層の上部に形成する過程であって、該空スロットの各々は窒化シリコンで満たされている、該過程と、
（ｋ）Ｍ×Ｎ個のコンジットアレーを形成する過程であって、該各コンジットが前記支持層の上部から前記第２薄膜層の上部まで延在しており、前記各空スロットを貫通することによって多層構造を形成する、該過程と、
（ｌ）Ｍ×Ｎ個のトランジスタアレーを前記多層構造の上部に形成する過程であって、該各トランジスタが導電性のラインパターンを介して各コンジットに電気的に接続されることによって、半完成アクチュエーテッドミラー構造を形成する、該過程と、
（ｍ）前記半完成アクチュエーテッドミラー構造に駆動基板を取り付ける過程と、
（ｎ）前記分離層を除去することによって、半完成アクチュエーテッドミラー構造から前記ベースを分離して、アクチュエーテッドミラー構造を形成する過程と、
（ｏ）前記アクチュエーテッドミラー構造をＭ×Ｎ個の半完成アクチュエーテッドミラーにパターニングする過程と、
（ｐ）前記各半完成アクチュエーテッドミラーにおける薄膜犠牲層を除去することによって、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラーアレーを形成する過程とを有することを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法。
【請求項２】
前記分離層が、水溶性物質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ーの製造方法。
【請求項３】
前記分離層が、スパッタリング法あるいは真空蒸着法を用いて形成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ーの製造方法。
【請求項４】
前記分離層が、ウェットエッチング法を用いて除去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ーの製造方法。
【請求項５】
前記電気的に変形可能な薄膜層が、圧電物質または電歪物質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ーの製造方法。
【請求項６】
前記電気的に変形可能な薄膜層が、ゾル−ゲル法またはスパッタリング法を用いて形成されることを特徴とする請求項５に記載のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法。
【請求項７】
前記第１及び第２薄膜層が、スパッタリング法または真空蒸着法を用いて形成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ーの製造方法。
【請求項８】
前記弾性層が、ゾル−ゲル法、スパッタリング法または化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のＭ×Ｎ薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法。
【請求項９】
前記薄膜犠牲層が金属からなる場合はスパッタリング法によって、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）からなる場合は化学蒸着法によって、ポリシリコンからなる場合にはスピンコーティング法によって形成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ーの製造方法。
【請求項１０】
前記コンジットが、エッチング法、次いでスパッタリング法を用いて形成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ーの製造方法。
【請求項１１】
前記アクチュエーテッドミラー構造が、フォトリソグラフィー法またはレーザ切断法を用いてパーターニング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ーの製造方法。
【請求項１２】
前記薄膜犠牲層が、エッチング法を用いて除去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ーの製造方法。
【請求項１３】
前記各トランジスタが、前記各コンジットに直接に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のＭ×Ｎ薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光投射型システムに関し、特に、その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から成るアレー（Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレー）の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における利用可能な様々なビデオ表示システムの内、光投射型システムは大画面において高精細度を与えることができるものとして知られている。このような光投射型システムにおいて、ランプからの光が一様に、例えば、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラーアレー上に照射されるが、ここで、各々のミラーは各々のアクチュエータに結合されている。これらのアクチュエータは加えられる電界に応じて変形を起こす電歪または圧電物質のような電気的に変形可能な物質（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｄｉｓｐｌａｃｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）からなっている。
【０００３】
各ミラーからの反射光ビームは、例えば、光バッフルの開孔上に入射される。各アクチュエータに電気信号が与えられると、入射光ビームに対して各ミラーの相対的な位置が変わって、これによって、各ミラーから反射光ビームの光路が変わるようになる。各反射光ビームの光路が変わることによって開孔を通した各ミラーから反射された光量が変り、よって、光の強さを調節する。開孔を通過した調節された光ビームは投射レンズのような適当な光学デバイスを介して、投射スクリーン上に送られることによって、その上に像を表示する。
【０００４】
図１は、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１１からなるアレー１０の断面図を示したものであって、ここで、Ｍ及びＮは正の整数である。図２乃至図７は、アクチュエーテッドミラー１１のアレー１０の製造方法を説明した断面図であって、本件出願人による係属中の米国特許出願第０８／３３１，３９９号「ＴＨＩＮ  ＦＩＬＭ  ＡＣＴＵＡＴＥＤ  ＭＩＲＲＯＲ  ＡＲＲＡＹ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＴＨＥ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ  ＴＨＥＲＥＯＦ」の明細書に開示されている。
【０００５】
図１に示されたＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１１のアレー１０は、駆動構造１４のアレー１３、Ｍ×Ｎ個のミラー１８のアレー１７、能動マトリックス１２及びＭ×Ｎ個の支持部１６のアレー１５を含む。
【０００６】
Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１１のアレー１０の製造過程は、図２に示したように、基板５９、Ｍ×Ｎ個のトランジスタのアレー（図示せず）、電導性ラインパターン（図示せず）及びＭ×Ｎ個の接続端子６１のアレー６０を含む上面７５及び下面７６を有する能動マトリックス１２を準備することから始まる。
【０００７】
次の過程において、図３に示したように、犠牲エリア８３及びＭ×Ｎ個の支持部１６のアレー１５に対応するＭ×Ｎ個のペデスタル８２のアレー８１を備える支持層８０を能動マトリックス１２の上面７５に形成するが、該支持層８０は、能動マトリックス１２の上面７５全体に犠牲層（図示せず）を形成する過程と、Ｍ×Ｎ個の接続端子６１の各々の周りに位置するＭ×Ｎ個の空スロット（図示せず）のアレーを形成することによって犠牲エリア８３を形成する過程と、各空スロットにペデスタル８２を与える過程によって形成される。犠牲層はスパッタリング法を用いて、空スロットのアレーはエッチング法を用いて、ペデスタルはスパッタリング法あるいは化学蒸着法（ＣＶＤ）とそれに続くエッチング法とを用いて形成される。その後、支持層８０の犠牲エリア８３はエッチング法あるいは化学的処理によって除去されるように扱われる。
【０００８】
図４に示したように、エッチング法を用いて最初にペデスタル８２の上部から対応する接続端子６１の上部まで孔を形成した後、導電性物質をその孔に満たすことによって各ペデスタル８２に一つのユニット７３が形成される。
【０００９】
次いで、図５に示したように、白金（Ｐｔ）などの導電性物質からなる第１薄膜電極層８４が支持層８０の上に形成されて、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの電気的に変形可能な物質からなる電気的に変形可能な薄膜層８５が第１薄膜電極層８４の上部に形成される。その後、この構造は、電気的に変形可能な薄膜層８５に相転移が起こるように６００乃至８００°Ｃの範囲で熱処理される。一旦、相転移が起こすと、導電性物質から成る第２薄膜電極層９５が電気的に変形可能な薄膜層８５の上部に形成される。
【００１０】
図６を参照すると、次いで、アルミニウム（Ａｌ）のような光反射物質からなる薄膜層９９が第２電極層９５の上部に形成されいる。
【００１１】
図６に示したように、導電性物質、電気的に変形可能な物質、及び光反射物質からなる薄膜層は、公知の薄膜技術、例えば、スパッタリング法、ゾル−ゲル法、蒸着法、エッチング法及びマイクロマシーニング（ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｎｉｎｇ）法のような技術によって形成されて、パーターニングされる。
【００１２】
図７に示したように、支持層８０の犠牲エリア８３が、例えば、フッ素性酸（ｆｌｕｏｒｉｃａｃｉｄ）のような化学処理によって除去または分離されることによって、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１１のアレー１０が形成される。
【００１３】
しかし、上述した従来のアクチュエーテッドミラー１１のアレー１０の形成方法は多くの問題点を有している。その中の最も大きい問題点は、高温を必要とする支持部１６及び電気的に変形可能な層８５を形成する際、能動マトリックス１２におけるトランジスタ及び導電性ラインパターンが劣化するという点である。
【００１４】
【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、能動マトリックスにおけるトランジスタ及び電導性ラインパターンの劣化という欠点を最小化できるＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、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ーの製造方法は、
（ａ）上面を有するベースを提供する過程と、
（ｂ）前記ベースの上面に分離層を形成する過程と、
（ｃ）前記分離層の上部に、導電性及び光反射性を有する物質からなり、薄膜アクチュエーテッドミラーにおいてバイアス電極のみならず、ミラーとしても機能する第１薄膜層を形成する過程と、
（ｄ）前記第１薄膜層の上部に電気的に変形可能な薄膜層を形成する過程と、
（ｅ）前記電気的に変形可能な薄膜層の相転移が起こるようにその電気的に変形可能な薄膜層を熱処理する過程と、
（ｆ）前記電気的に変形可能な薄膜層の上部に、導電性物質からなり、薄膜アクチュエーテッドミラーにおいて信号電極としての機能する第２薄膜層を形成する過程と、
（ｇ）絶縁物質からなる弾性層を前記第２薄膜層の上部に形成する過程と、
（ｈ）前記弾性層の上部に薄膜犠牲層を形成する過程と、
（ｉ）前記犠牲層の部分を除去して前記犠牲層の上部から前記弾性層の上部まで延在するＭ×Ｎ個の空スロットのアレーを形成する過程と、
（ｊ）窒化シリコンからなる支持層を前記犠牲層の上部に形成する過程であって、該空スロットの各々は窒化シリコンで満たされている、該過程と、
（ｋ）Ｍ×Ｎ個のコンジットアレーを形成する過程であって、該各コンジットが前記支持層の上部から前記第２薄膜層の上部まで延在しており、前記各空スロットを貫通することによって多層構造を形成する、該過程と、
（ｌ）Ｍ×Ｎ個のトランジスタアレーを前記多層構造の上部に形成する過程であって、該各トランジスタが導電性ラインパターンを介して各コンジットに電気的に接続されることによって、半完成アクチュエーテッドミラー構造を形成する、該過程と、
（ｍ）前記半完成アクチュエーテッドミラー構造に駆動基板を取り付ける過程と、
（ｎ）前記分離層を除去することによって、半完成アクチュエーテッドミラー構造から前記ベースを分離して、アクチュエーテッドミラー構造を形成する過程と、
（ｏ）前記アクチュエーテッドミラー構造をＭ×Ｎ個の半完成アクチュエーテッドミラーにパターニングする過程と、
（ｐ）前記各半完成アクチュエーテッドミラーにおける薄膜犠牲層を除去することによって、Ｍ×Ｎ個のアクチュエーテッドミラーアレーを形成する過程とを有することを特徴とするＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法によって達成される。
【００１６】
【実施例】
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。
【００１７】
アレー１００の製造方法は、平坦な上面を有し、ガラスなどの絶縁物質からなるベース１１０を準備することからら始まる。
【００１８】
最初の過程において、図８に示したように、分離層１３０、第１薄膜層１１５、電気的に変形可能な薄膜層１２０、第２薄膜層１１６、弾性層１２１及び薄膜犠牲層１３１がベース１１０の上面に順に形成されている。分離層１３０は塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの水溶性物質からなり、１０００乃至３０００オングストロームの厚さでスパッタリング法または真空蒸着法によってベース１１０の上面に形成されている。白金（Ｐｔ）などの導電性及び光反射性を有する物質からなる第１薄膜層１１５が、薄膜アクチュエーテッドミラー１０１においてバイアス電極のみならず、ミラーとしても機能を行い、５００乃至２０００オングストロームの厚さでスパッタリング法または真空蒸着法によって分離層１３０の上部に形成されている。ＰＺＴのような圧電物質またはＰＭＮのような電歪物質からなる電気的に変形可能な薄膜層１２０が、０．７乃至２μｍの厚さでゾル−ゲル法あるいはスパッタリング法を用いて第１薄膜層１１５の上部に形成された後、相転移が起こるように熱処理される。電気的に変形可能な薄膜層１２０は充分に薄いので、圧電物質からなる場合も、別途に分極する必要なく、対応するアクチュエーテッドミラー１０１の駆動の際、そこに加えられる電気信号によって分極される。白金あるいは、白金／チタニウム（Ｐｔ／Ｔｉ）のような導電性物質からなる第２薄膜層１１６は、薄膜アクチュエーテッドミラー１０１において信号電極としての機能を行い、０．７乃至２μｍの厚さでスパッタリング法または真空蒸着法を用いて電気的に変形可能な薄膜層１２０の上部に形成されている。窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）のような絶縁物質からなる弾性層１２１は５００乃至２０００オングストロームの厚さでゾル−ゲル法、スパッタリング法または化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いて第２薄膜層１１６の上部に形成されている。銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）のような金属またはＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｓｉｌｌｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）あるいはポリシリコンからなる薄膜犠牲層１３１が、１−２μｍの厚さでスパッタリング法を用いて弾性層１２１の上部に形成される。もし層１２１が金属から形成される場合はスパッタリング法によって、ＰＧＳから形成される場合にはスピンコーティングまたは化学蒸着法（ＣＶＤ）によって、ポリシリコンから形成される場合には化学蒸着法によって形成される。
【００１９】
次の過程において、Ｍ×Ｎ個の空スロット（図示せず）のアレーがフォトリソグラフィー法を用いて薄膜犠牲層１３１に形成されている。該空スロットは薄膜犠牲層１３１の上部から弾性層１２１の上部まで延在される。窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）のような絶縁物質からなる支持層１２６がスパッタリング法またはＣＶＤ法を用いて薄膜犠牲層１３１の上部に形成されているが、これらの空スロットも窒化シリコンで満たされている。しかる後、アルミニウム（Ａｌ）のような金属からなるＭ×Ｎ個のコンジット１２５のアレーが、支持層１２６の上部から第２薄膜層１１６の上部まで延在しかつ各空スロットを通るＭ×Ｎ個の孔（図示せず）をエッチング法を用いて生成する過程と、スパッタリング法を用いて金属でその孔を満たす過程とによって形成され、このアレーは各アクチュエーテッドミラー１０１における第２薄膜層１１６に電気信号を供給でき、これによって図９に示したように多層構造２００が形成される。
【００２０】
次いで、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）のような半導体からなるＭ×Ｎ個のトランジスタ１４０のアレーが、多層構造２００の上部に形成される。各トランジスタ１４０は銅（Ｃｕ）のような金属からなる導電性ラインパターン１４１を介して、各コンジット１２５に電気的に接続されることによって、図１０に示したように、半完成アクチュエーテッドミラー構造２１０を形成する。また、各トランジスタ１４０を各コンジット１２５に直接電気的に接続することもできる。
【００２１】
次の過程において、セラミックからなる能動マトリックス１１１がインジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）のような低融点及び低収縮率を有する金属からなる接着剤１４５を用いて、半完成のアクチュエーテッドミラー構造２１０に付着される。分離層１３０がウエットエッチング法を用いて除去されることによって、半完成のアクチュエーテッドミラー構造２１０からベース１１０が分離されて、アクチュエーテッドミラー構造（図示せず）が形成される。しかる後、アクチュエーテッドミラー構造はフォトリソグラフィー法あるいはレーザ切断法を用いて、Ｍ×Ｎ個の半完成アクチュエーテッドミラー（図示せず）にパーターニングされる。
【００２２】
図１１に示したように、その後、各半完成のアクチュエーテッドミラーにおける薄膜犠牲層１３１をウェットエッチング法を用いて除去することによって、Ｍ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラー１０１のアレー１００を形成する。
【００２３】
上記に於いて、本発明の特定の実施例について説明したが、請求項に記載の本発明の範囲を逸脱することなく当業者と種々の改変をなし得るであろう。
【００２４】
【発明の効果】
したがって、本発明によれば、従来のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの製造方法とは異なり、能動マトリックス１１１が付着される前に、電気的に変形可能な薄膜層８５を構成する変形可能な物質の相転移を起こすため熱処理を行い、トランジスタ１４０と導電性ラインパターン１４１とを形成する前に熱処理を行うことによって、この熱によるトランジスタ１４０と導電性ラインパターン１４１の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＭ×Ｎ個の薄膜アクチュエーテッドミラーアレーの断面図である。
【図２】図１に示したアレーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図３】図１に示したアレーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図４】図１に示したアレーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図５】図１に示したアレーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図６】図１に示したアレーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図７】図１に示したアレーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【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ーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【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ーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【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ーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【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ーの製造方法を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１０  アレー
１１  薄膜アクチュエーテッドミラー
１２  能動マトリックス
１３  駆動構造のアレー
１４  駆動構造
１５  能動マトリックス及びＭ×Ｎ個の支持部のアレー
１６  Ｍ×Ｎ個の支持部
１７  Ｍ×Ｎ個のミラーのアレー
１８  Ｍ×Ｎ個のミラー
５９  基板
６０  Ｍ×Ｎ個の接続端子のアレー
６１  Ｍ×Ｎ個の接続端子
７３  ユニット
７５  能動マトリックスの上面
７６  能動マトリックスの下面
８０  支持層
８１  Ｍ×Ｎ個のペデスタルのアレー
８２  Ｍ×Ｎ個のペデスタル
８３  犠牲エリア
８４  第１薄膜電極層
８５  電気的に変形可能な薄膜層
９５  第２電極層
９９  薄膜層
１００  アレー
１０１  アクチュエーテッドミラー
１１０  ベース
１１１  能動マトリックス
１１５  第１薄膜層
１１６  第２薄膜層
１２０  電気的に変形可能な薄膜層
１２１  弾性層
１２５  コンジット
１２６  支持層
１３０  分離層
１３１  薄膜犠牲層
１４０  トランジスタ
１４１  導電性ラインパターン
１４５  接着剤
２１０  半完成アクチュエーテッドミラー構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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