專利名稱：用于蝕刻微機電系統(tǒng)的裝備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置，且更特定來說涉及用于蝕 刻犧牲層以在MEMS中界定空腔的裝備及方法。
背景技術(shù)：
微機電系統(tǒng)(MEMS)包括微機械元件、激活器及電子裝置?？墒褂贸练e、蝕 刻及/或其它蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的若干部分或添加某些層以形成電及機 電裝置的微機械加工工藝形成微機械元件。 一種類型的MEMS裝置被稱為干涉式調(diào) 制器。在本文中所使用的術(shù)語干涉式調(diào)制器或干涉式光調(diào)制器是指一種使用光學(xué)干 涉原理選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在某些實施例中，干涉式調(diào)制器可包含一 對導(dǎo)電板，其中之一或兩者可全部或部分地透明及/或為反射性，并能夠在施加適當(dāng) 電信號時相對運動。在特定實施例中， 一個板可包含沉積在襯底上的靜止層，且另 一個板可包含通過氣隙與所述靜止層隔開的金屬隔膜。如本文中更詳細描述， 一個 板相對于另一個板之位置可改變?nèi)肷湓谠摳缮媸秸{(diào)制器上之光之光學(xué)干涉。此類裝 置具有廣泛的應(yīng)用范圍，且在所屬技術(shù)中，利用及/或修改這些類型裝置的特性以使
其特征可用于改善現(xiàn)有產(chǎn)品及形成目前尚未開發(fā)的新產(chǎn)品將是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本文中揭示用于更有效地從永久性MEMS結(jié)構(gòu)之間蝕刻犧牲材料的蝕刻裝備 及方法。蝕刻頭包括細長蝕刻劑入口結(jié)構(gòu)，其可以是槽形或若干入口孔的細長分布。 以如下方式將襯底支撐于接近所述蝕刻頭處以界定大致平行于襯底面的流動路徑 并準(zhǔn)許相對運動以使所述蝕刻頭跨越所述襯底進行掃描。
實施例提供一種蝕刻微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的方法，所述方法包含在襯 底上形成包含犧牲材料的MEMS裝置；通過細長蝕刻氣體入口在所述MEMS裝置 的表面處引導(dǎo)包含氣相蝕刻劑的氣體流；選擇性地從其之間蝕刻犧牲材料的至少一部分；及相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底。
在某些實施例中，在襯底上形成包含犧牲材料的MEMS裝置包含在襯底上形 成在兩個電極之間包含犧牲材料的MEMS裝置。
在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含使惰性氣體流動。在某些實施例中，引導(dǎo)氣 體流包含產(chǎn)生大致層流。在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含提供二氟化氙。在某些 實施例中，引導(dǎo)氣體流包含使所述氣體流垂直于所述MEMS裝置的表面流動。在某 些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含大致平行于所述MEMS裝置的表面引導(dǎo)所述氣體流的 至少一部分。在某些實施例中，通過細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)氣體流包含通過槽形噴 嘴引導(dǎo)氣體流。在某些實施例中，通過槽形噴嘴引導(dǎo)氣體流包含通過氣簾噴嘴引導(dǎo) 氣體流。在某些實施例中，通過細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)氣體流包含通過多個孔口引 導(dǎo)氣體流。在某些實施例中，通過細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)氣體流包含通過至少與所 述襯底的尺寸一樣長的細長氣體入口引導(dǎo)氣體流。
在某些實施例中，選擇性地蝕刻包含在所述MEMS裝置中形成空腔。
在某些實施例中，相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底包含沿正交于所述 蝕刻氣體入口的長尺寸的方向相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底。在某些實 施例中，相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底包含在單遍中大致完成對來自 MEMS裝置的犧牲材料的蝕刻。在某些實施例中，相對地移動所述蝕刻氣體入口及 所述襯底包含在所述蝕刻氣體入口下方來回掃描所述襯底。
在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流且相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底同時 發(fā)生。
某些實施例進一步包含在引導(dǎo)氣體流之后通過一個或一個以上排氣開口抽取 所述氣體流的至少一部分。
另一實施例提供一種蝕刻系統(tǒng)，所述蝕刻系統(tǒng)包含蝕刻頭，其包含形成在第 一導(dǎo)流表面與第二導(dǎo)流表面之間的蝕刻氣體入口 ，其中所述蝕刻頭可操作以大致垂 直于所述第一導(dǎo)流表面及所述第二導(dǎo)流表面引導(dǎo)蝕刻氣體；及襯底支撐件，其可操 作以同時地將襯底以預(yù)定高度支撐于接近所述蝕刻氣體入口處且相對于所述蝕刻頭 移動安裝在其上的襯底，其中所述第一及第二導(dǎo)流表面經(jīng)確定尺寸且經(jīng)配置以大致 平行于所述襯底導(dǎo)引來自所述蝕刻氣體入口的氣體的流動。
在某些實施例中，所述第一及第二導(dǎo)流表面及所述預(yù)定距離界定具有大于約 10:1的縱橫比的活動蝕刻帶。
在某些實施例中，所述蝕刻頭進一步包含至少一個排氣口，其中所述第一及第 二導(dǎo)流表面中的一者安置在所述至少一個排氣口與所述蝕刻氣體入口之間。某些實 施例包含第一排氣口及第二排氣口 。
在某些實施例中，將所述蝕刻氣體入口拉長。
另一實施例提供一種蝕刻系統(tǒng)，所述蝕刻系統(tǒng)包含蝕刻頭，其包含縱軸； 第一導(dǎo)流表面，其形成在所述蝕刻頭上，平行于所述縱軸延伸；及蝕刻氣體入口，其毗鄰于所述第一導(dǎo)流表面形成，平行于所述縱軸延伸，其中所述導(dǎo)流表面經(jīng)確定 尺寸且經(jīng)配置以重新引導(dǎo)來自所述蝕刻氣體入口的蝕刻氣體的至少一部分以形成大 致平行于所述導(dǎo)流表面的蝕刻氣體的流動。
某些實施例進一步包含第二導(dǎo)流表面，其形成在所述蝕刻頭上，平行于所述縱 軸延伸，其中所述蝕刻氣體入口形成在所述第一導(dǎo)流表面與所述第二導(dǎo)流表面之間。
在某些實施例中，所述第一導(dǎo)流表面與第二導(dǎo)流表面一起界定大致平坦表面。
在某些實施例中，沿所述縱軸拉長所述蝕刻氣體入口。
另一實施例提供一種蝕刻設(shè)備，其包含沿第一方向延伸的細長蝕刻氣體入口， 所述第一方向界定第一側(cè)及第二側(cè)；第一細長排氣口，其平行于所述細長蝕刻氣體 入口且在所述第一側(cè)上與所述細長蝕刻氣體入口間隔開；第二細長排氣口，其平行 于所述細長蝕刻氣體入口且在所述第二側(cè)上與其間隔開；氣相蝕刻劑源，其以流體 方式連接到所述細長蝕刻氣體入口；及真空源，其以流體方式連接到所述第一及第 二槽。
在某些實施例中，所述蝕刻氣體入口包含界定蝕刻劑流動間隙的氣簾噴嘴。
在某些實施例中，所述第一及第二排氣口每一者包含細長槽，其分別界定第一 吹掃間隙及第二吹掃間隙。
某些實施例提供一種蝕刻微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的方法，所述方法包含 提供襯底，其包含形成在其表面上的MEMS裝置，其中所述MEMS裝置包含犧牲 材料；相對地移動蝕刻氣體入口及所述襯底；通過所述蝕刻氣體入口在所述MEMS 裝置的表面處引導(dǎo)包含氣相蝕刻劑的氣體流；及選擇性地蝕刻來自所述MEMS的犧 牲材料的至少一部分。
在某些實施例中，提供所述包含MEMS裝置的襯底包含提供包含MEMS裝置 的襯底，所述MEMS裝置包含安置于兩個電極之間的犧牲材料。
在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含引導(dǎo)包含惰性氣體的氣體流。在某些實施例 中，引導(dǎo)氣體流包含引導(dǎo)具有大致層流的氣體流。在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包 含引導(dǎo)包含二氟化氙的氣體流。在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含使所述氣體流垂 直于所述MEMS裝置的表面流動。在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含大致平行于所 述MEMS裝置的表面引導(dǎo)所述氣體流的至少一部分。在某些實施例中，通過蝕刻氣 體入口引導(dǎo)氣體流包含通過細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)氣體流。在某些實施例中，通過
所述細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)氣體流包含通過槽形噴嘴引導(dǎo)所述氣體流。在某些實施 例中，通過所述槽形噴嘴引導(dǎo)氣體流包含將所述細長蝕刻氣體入口的整個縱軸大致 定位于接近所述MEMS裝置的表面處。在某些實施例中，通過所述槽形噴嘴引導(dǎo)氣 體流包含通過氣簾噴嘴引導(dǎo)所述氣體流。在某些實施例中，通過所述細長入口引導(dǎo) 氣體流包含通過至少與所述襯底的尺寸一樣長的細長氣體入口引導(dǎo)所述氣體流。 在某些實施例中，選擇性地蝕刻包含在所述MEMS裝置中形成空腔。 在某些實施例中，相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底包含沿正交于所述蝕刻氣體入口的長尺寸的方向相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底。在某些實 施例中，相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底包含在所述蝕刻氣體入口下方掃 描所述襯底。
在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流及相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底同時 發(fā)生。
某些實施例進一步包含通過至少一個排氣開口抽取氣體流的至少一部分。在某 些實施例中，抽取所述氣體流的至少所述部分進一步包含抽取蝕刻副產(chǎn)物。
某些實施例提供一種蝕刻系統(tǒng)，所述蝕刻系統(tǒng)包含包含縱軸、蝕刻氣體入口 及第一導(dǎo)流表面的蝕刻頭，其中所述第一導(dǎo)流表面安置于所述蝕刻氣體入口的第一 側(cè)上，且所述蝕刻頭可操作以將蝕刻氣體引導(dǎo)出所述蝕刻氣體入口；及襯底支撐件， 其可操作以同時地將襯底以預(yù)定高度支撐于接近所述蝕刻氣體入口處且相對于所述 蝕刻頭平移安裝于其上的襯底，其中所述第一導(dǎo)流表面經(jīng)確定尺寸且經(jīng)配置以大致 平行于所述襯底導(dǎo)引來自所述蝕刻氣體入口的氣體的流動。
在某些實施例中，所述第一導(dǎo)流表面及所述預(yù)定高度界定具有大于約10:1的縱 橫比的活動蝕刻帶。
在某些實施例中，所述蝕刻頭進一步包含第一排氣口，其中所述第一導(dǎo)流表面 安置于所述第一排氣口與所述蝕刻氣體入口之間。在某些實施例中，所述蝕刻頭進 一步包含第二排氣口，其中第二導(dǎo)流表面安置于所述蝕刻氣體入口的第二側(cè)上，且 位于所述第二排氣口與所述蝕刻氣體入口之間。在某些實施例中，第一排氣口包含大致平行于所述蝕刻頭的縱軸的細長槽。在 某些實施例中，所述蝕刻氣體入口包含大致平行于所述蝕刻頭的縱軸的細長槽。
某些實施例提供一種蝕刻設(shè)備，其包含沿第一方向延伸的細長蝕刻氣體入口， 所述第一方向界定第一側(cè)及第二側(cè)；第一細長排氣口，其平行于所述細長蝕刻氣體 入口且在所述第一側(cè)上與所述細長蝕刻氣體入口間隔開；第二細長排氣口，其平行 于所述細長蝕刻氣體入口且在所述第二側(cè)上與其間隔開；氣相蝕刻劑源，其以流體 方式連接到所述細長蝕刻氣體入口；及真空源，其以流體方式連接到所述第一及第 二排氣口。
在某些實施例中，所述蝕刻氣體入口包含界定蝕刻劑流動間隙的氣簾噴嘴。
在某些實施例中，所述第一及第二排氣口每一者包含細長槽，其分別界定第一 吹掃間隙及第二吹掃間隙。
某些實施例提供一種用于蝕刻微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的方法，所述方法包 含提供在襯底的表面上形成有MEMS裝置的襯底，其中所述MEMS裝置包含犧 牲材料；通過蝕刻氣體入口朝向所述MEMS裝置引導(dǎo)包含氣相蝕刻劑的氣體流；通 過所述氣相蝕刻劑選擇性地蝕刻所述犧牲材料的至少一部分；及通過至少一個排氣 開口抽取所述氣體流的至少一部分，同時引導(dǎo)所述氣體流。
在某些實施例中，提供所述包含MEMS裝置的襯底包含提供包含MEMS裝置的襯底，所述MEMS裝置包含安置于兩個電極之間的犧牲材料。
在某些實施例中，引導(dǎo)氣體流包含通過氣簾噴嘴引導(dǎo)所述氣體流。


圖1是描繪干涉式調(diào)制器顯示器的一個實施例的一部分的等角視圖，其中第一 干涉式調(diào)制器的可移動反射層處于松弛位置，且第二干涉式調(diào)制器的可移動反射層 處于激活位置。
圖2是系統(tǒng)框圖，其圖解說明并入有3 X 3干涉式調(diào)制器顯示器的電子裝置 的一個實施例。
圖3是圖1的干涉式調(diào)制器的一個例示性實施例的可移動鏡面位置對所施加電 壓的圖示。
圖4是一組可用于驅(qū)動干涉式調(diào)制器顯示器的行及列電壓的圖解說明。 圖5A圖解說明圖2的3X3干涉式調(diào)制器顯示器中的一個例示性顯示數(shù)據(jù)幀。 圖5B圖解說明可用于寫入圖5A的幀的行及列信號的一個例示性時序圖。 圖6A及6B是圖解說明包含多個干涉式調(diào)制器的視覺顯示器裝置的實施例的系 統(tǒng)框圖。
圖7A是圖1的裝置的截面圖。
圖7B是干涉式調(diào)制器的替代實施例的截面圖。
圖7C是干涉式調(diào)制器的另一替代實施例的截面圖。
圖7D是干涉式調(diào)制器的再一替代實施例的截面圖。
圖7E是干涉式調(diào)制器的額外替代實施例的截面圖。
圖8A-8E以截面實施例圖解說明對應(yīng)于圖7A-7E中所圖解說明的已釋放干涉式 調(diào)制器的未釋放干涉式調(diào)制器。
圖9示意性地圖解說明用于相對大MEMS陣列的電極之間的犧牲蝕刻的浸泡 及回填蝕刻裝置的實施例。
圖10A以透視方法示意性地圖解說明改進型蝕刻系統(tǒng)的實施例。圖IOB示意性 地圖解說明蝕刻頭相對于接近所述蝕刻頭安裝的襯底的實施例的截面圖。圖ioc及 IOD示意性地圖解說明所述蝕刻頭的替代實施例的仰視圖。圖IOE示意性地圖解說 明所述蝕刻頭的替代實施例的截面圖。
圖11是流程圖，其圖解說明用于使用圖10A-10E中所圖解說明的蝕刻系統(tǒng)蝕 刻未釋放MEMS的方法的實施例。
圖12A-12G圖解說明在類似于圖9的裝置的浸泡及回填蝕刻系統(tǒng)中蝕刻的測試 襯底。
圖13A是包含單個蝕刻頭的蝕刻系統(tǒng)的實施例的部分俯視圖。圖13B是包含多 個蝕刻頭的蝕刻系統(tǒng)的實施例的部分俯視圖。圖14A是大致圓柱蝕刻頭1410的實施例的端部的俯視圖，且圖14B是大致圓 柱蝕刻頭1410的實施例的截面圖。
圖15A是垂直錐形蝕刻頭1510的實施例的一部分的俯視圖，且圖15B是垂直 錐形蝕刻頭1510的實施例的截面圖。
圖16A是具有大致展平的圓錐形狀的蝕刻頭1610的實施例的前視圖，且圖16B 是具有大致展平的圓錐形狀的蝕刻頭1610的實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
以下詳細說明是針對本發(fā)明的某些具體實施例。然而，本發(fā)明可通過許多種不 同的方式體現(xiàn)。在本說明中，會參照圖式，在圖式中，相同的部件自始至終使用相 同的編號標(biāo)識。從以下說明將顯而易見，所述實施例可在配置用于顯示圖像(無論 是動態(tài)圖像(例如，視頻)還是靜態(tài)圖像(例如，靜止圖像)，且無論是文本圖像 還是圖片圖像)的任一裝置中實施。更特定來說，本發(fā)明涵蓋所述實施例可在例如
(但不限于)以下各種電子裝置中實施或與所述各種電子裝置相關(guān)聯(lián)移動電話、 無線裝置、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持式計算機或便攜式計算機、GPS接收器/ 導(dǎo)航器、相機、MP3播放器、攝錄機、游戲機、手表、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、 平板顯示器、計算機監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、駕駛艙控制 裝置及/或顯示器、相機景物顯示器(例如，車輛的后視相機顯示器)、電子照片、 電子告示牌或標(biāo)牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、包裝及美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如， 一件珠寶上的圖 像顯示器)。與本文所說明MESE裝置具有類似結(jié)構(gòu)的MEMS裝置也可用于非顯 示應(yīng)用，例如用于電子切換裝置。
如下文更詳細論述，用于制造干涉式調(diào)制器及其它MEMS的方法的實施例包 括一個或一個以上其中形成空腔的步驟，此準(zhǔn)許所述MEMS的某些組件運動。本文 中揭示有效地從永久性MEMS結(jié)構(gòu)之間蝕刻犧牲材料的蝕刻裝備及方法。蝕刻頭包 括細長蝕刻劑入口結(jié)構(gòu)，所述入口結(jié)構(gòu)可包含槽形開口及/或入口孔的細長分布。以 如下方式將襯底支撐于接近所述蝕刻頭處界定大致平行于襯底面的流動路徑并準(zhǔn) 許相對運動以使所述蝕刻頭跨越所述襯底進行掃描。
在圖1中圖解說明包含干涉式MEMS顯示器元件的一個干涉式調(diào)制器顯示器 實施例。在這些裝置中，像素處于亮狀態(tài)或暗狀態(tài)。在亮("接通(on)"或"打 開(open)")狀態(tài)下，顯示器元件將入射可見光的一大部分反射到用戶。在處于 暗("關(guān)斷(off)"或"關(guān)閉(closed)")狀態(tài)下時，顯示器元件幾乎不向用戶 反射入射可見光。視不同的實施例而定，可顛倒"接通"及"關(guān)斷"狀態(tài)的光反射 性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置以主要在所選色彩下反射，以除黑色及白色以外還允許 彩色顯示。
圖l是等角視圖，其描繪視覺顯示器的一系列像素中的兩個毗鄰像素，其中每
11一像素包含MEMS干涉式調(diào)制器。在某些實施例中，干涉式調(diào)制器顯示器包含由這 些干涉式調(diào)制器構(gòu)成的行/列陣列。每一干涉式調(diào)制器包括一對反射層，所述對反射 層定位成彼此相距可變且可控制的距離，以形成具有至少一個可變尺寸的光學(xué)諧振 間隙。在一個實施例中，所述反射層中的一者可在兩個位置之間移動。在本文中稱 為松弛位置的第一位置處，所述可移動反射層以距固定的部分反射層相對大的距離 定位。在本文中稱作激活位置的第二位置處，所述可移動反射層更緊密地鄰近部分 反射層而定位。根據(jù)可移動反射層的位置，從這兩個層反射的入射光會以相長或相 消方式干涉，從而產(chǎn)生每一像素的總體反射或非反射狀態(tài)。
圖1中所描繪的像素陣列部分包括兩個毗鄰的干涉式調(diào)制器12a及12b。在左 邊的干涉式調(diào)制器12a中，圖中圖解說明可移動反射層14a處于距包括部分反射層 的光學(xué)堆疊16a預(yù)定距離的松弛位置處。在右邊的干涉式調(diào)制器12b中，圖中圖解 說明可移動反射層14b處于毗鄰光學(xué)堆疊16b的激活位置處。
本文中所提及的光學(xué)堆疊16a及16b (統(tǒng)稱為光學(xué)堆疊16)通常包含若干熔合 層，所述若干熔合層可包括電極層(例如，銦錫氧化物(ITO))、部分反射層(例 如，鉻)及透明介電層。因此，光學(xué)堆疊16具有導(dǎo)電性、部分透明性及部分反射性， 且舉例來說，可通過將以上各層中的一個或一個以上層沉積到透明襯底20上加以制 作。所述部分反射層可由各種具有部分反射性的材料(例如，各種金屬、半導(dǎo)體及 介電質(zhì))形成。所述部分反射層可由一個或一個以上材料層形成，且所述層中的每 一者可由單一材料或材料的組合形成。
在某些實施例中，光學(xué)堆疊16的層圖案化為平行條帶，且如下文進一步說明 可在顯示器裝置中形成行電極?？梢苿臃瓷鋵?4a、 14b可形成為一系列由沉積在支 柱18頂部上的一個或一個以上沉積金屬層(正交于行電極16a、 16b)及沉積在支 柱18之間的中間犧牲材料所構(gòu)成的平行條帶。當(dāng)蝕刻掉犧牲材料時，可移動反射層 14a， 14b與光學(xué)堆疊16a， 16b隔開經(jīng)界定的間隙19。反射層14可使用具有高度導(dǎo) 電性及反射性的材料(例如，鋁)，且這些條帶可形成顯示器裝置中的列電極。
如圖1中的像素12a所圖解說明，在不施加電壓的情況下，間隙19保持在可 移動反射層14a與光學(xué)堆疊16a之間，其中可移動反射層14a處于機械松弛狀態(tài)。 然而，在向選定行及列施加電位差時，在對應(yīng)像素處之行電極及列電極相交處形成 的電容器變成充電狀態(tài)，且靜電力將這些電極拉在一起。如果所述電壓足夠高，那 么可移動反射層14會變形并被迫使抵靠光學(xué)堆疊16。光學(xué)堆疊16內(nèi)的介電層(未 在圖1中進行圖解說明)可防止短路并控制層14與16之間的間隔距離，如圖1中 右邊的像素12b所圖解說明。無論所施加的電位差極性如何，所述行為均相同。以 此方式，可控制反射對非反射像素狀態(tài)的行/列激活與常規(guī)LCD及其它顯示其技術(shù) 中所使用的行/列激活在許多方面相似。
圖2到圖5B圖解說明用于在顯示器應(yīng)用中使用干涉調(diào)制器陣列的一個例示性 過程及系統(tǒng)。圖2是圖解說明可并入有本發(fā)明的若干方面的電子裝置的一個實施例的系統(tǒng)框 圖。在所述例示性實施例中，所述電子裝置包括處理器21，其可以是任何通用單芯 片或多芯片微處理器，例如ARM、 Pentium 、 Pentium II 、 Pentium III 、 Pentium IV 、 Pentium Pro、 8051、 MIPS 、 Power PC 、 ALPHA ,或任何專用微處理器， 例如數(shù)字信號處理器、微控制器或可編程門陣列。如在所屬技術(shù)中為常規(guī)，處理器 21可經(jīng)配置以執(zhí)行一個或一個以上軟件模塊。除執(zhí)行操作系統(tǒng)以外，還可將所述處 理器配置成執(zhí)行一個或一個以上軟件應(yīng)用程序，包括網(wǎng)頁瀏覽器、電話應(yīng)用程序、 電子郵件程序或任何其它軟件應(yīng)用程序。
在一個實施例中，處理器21還經(jīng)配置以與陣列驅(qū)動器22進行通信。在一個實 施例中，陣列驅(qū)動器22包括行驅(qū)動器電路24及列驅(qū)動器電路26，其向顯示器陣列 或面板30提供信號。圖1中所示陣列的截面圖在圖2中以線1-1示出。對于MEMS 干涉式調(diào)制器，所述行冽激活協(xié)議可利用圖3中所圖解說明的這些裝置的滯后性質(zhì)。 舉例來說，其可能需要IO伏的電位差來使可移動層從松弛狀態(tài)變形為激活狀態(tài)。然 而，當(dāng)所述電壓從所述值降低時，在所述電壓降回到IO伏以下時，所述可移動層維 持其狀態(tài)。在圖3的例示性實施例中，在電壓降低到2伏以下之前，可移動層不完 全松弛。因此，圖3中所圖解說明的實例中存在約3到7V的施加電壓窗口，在所 述施加電壓窗口內(nèi)所述裝置穩(wěn)定在松弛或激活狀態(tài)下。在本文中將其稱為"滯后窗 口"或"穩(wěn)定窗口"。對于具有圖3的滯后特性的顯示器陣列來說，行/列激活協(xié)議 可設(shè)計成在行選通期間，使所選通行中將被激活的像素經(jīng)受約IO伏的電壓差，并使 將被松弛的像素經(jīng)受接近O伏的電壓差。在選通之后，使所述像素經(jīng)受約5伏的穩(wěn) 態(tài)電壓差，使得其保持在行選通使其所處的任何狀態(tài)。在此實例中，在被寫入之后， 每一像素均承受在3-7伏"穩(wěn)定窗口"內(nèi)的電位差。此特性使圖1中所圖解說明的 像素設(shè)計在相同的所施加電壓條件下穩(wěn)定在激活狀態(tài)或松弛預(yù)存在狀態(tài)。由于干涉 式調(diào)制器的每一像素，無論處于激活狀態(tài)還是松弛狀態(tài)，實質(zhì)上均是由所述固定及 移動反射層形成的電容器，因此，此穩(wěn)定狀態(tài)可在滯后窗口內(nèi)的電壓下得以保持而 幾乎不消耗功率。如果所施加的電位是固定的，那么實質(zhì)上沒有電流流入像素中。
在典型應(yīng)用中，可通過根據(jù)第一行中的所需受激活像素組來斷言列電極組而形 成顯示幀。然后，將一行脈沖施加到行1電極，從而激活對應(yīng)于所斷言的列線的像 素。然后，將所斷言的列電極組變成與第二行中的所需受激活像素組對應(yīng)。然后， 將脈沖施加到行2電極，從而根據(jù)所斷言的列電極來激活行2中的適當(dāng)像素。行l(wèi) 像素不受行2脈沖的影響，且因此保持在其在行1脈沖期間所設(shè)定的狀態(tài)?？砂错?序性方式對整個系列的行重復(fù)以上步驟，以產(chǎn)生所述幀。通常，通過以某一所需幀 數(shù)/秒的速度連續(xù)重復(fù)此過程來以新顯示數(shù)據(jù)刷新及/或更新所述幀。還有很多種用于 驅(qū)動像素陣列的行及列電極以產(chǎn)生顯示幀的協(xié)議為人們所熟知，且可結(jié)合本發(fā)明使 用。
圖4、圖5A及圖5B圖解說明一種用于在圖2的3X3陣列上形成顯示幀的可能激活協(xié)議。圖4圖解說明可用于展示圖3的滯后曲線的像素的一組可能的列及行 電壓電平。在圖4的實施例中，激活像素涉及將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為-V，，并將適當(dāng)?shù)?行設(shè)定為+AV，其可分別對應(yīng)于-5伏及+5伏。使像素松弛則是通過將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定 為+V ,并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為相同的+AV以在所述像素兩端形成0伏的電位差來實 現(xiàn)。在那些其中行電壓保持在O伏的行中，像素穩(wěn)定在其最初所處的狀態(tài)，而與所 述列處于+V偏壓還是-V偏壓無關(guān)。如也在圖4中所圖解說明，應(yīng)了解，可使用與上文 所說明的電壓具有相反極性的電壓，例如，激活像素可涉及將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為+V偏 壓并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為-AV。在此實施例中，釋放像素是通過將適當(dāng)?shù)牧性O(shè)定為-V偏 E并將適當(dāng)?shù)男性O(shè)定為相同的-AV從而在像素兩端產(chǎn)生O伏的電位差來實現(xiàn)的。
圖5B是顯示施加到圖2的3X3陣列的一系列行及列信號的時序圖，所述信號 將導(dǎo)致圖5A中所圖解說明的顯示布置，其中受激活像素為非反射性。在寫入圖5A 所圖解說明的幀之前，像素可處于任何狀態(tài)，且在此實例中，所有行均處于O伏， 且所有列均處于+5伏。在這些所施加電壓下，所有像素穩(wěn)定在其現(xiàn)有的激活狀態(tài)或 松弛狀態(tài)。
在圖5A的幀中，像素(1,1) 、 (1，2) 、 (2，2) 、 (3,2)及(3,3)受到激活。 為實現(xiàn)此效果，在行1的"線時間"期間，將列1及列2設(shè)定為-5伏，將列3設(shè)定 為+5伏。此不會改變?nèi)魏蜗袼氐臓顟B(tài)，因為所有像素均保持處于3-7伏的穩(wěn)定窗口 內(nèi)。然后，通過從0伏上升到5伏然后又回到0伏的脈沖來選通行1。此激活(1， 1)及(1， 2)像素并使(1， 3)像素松弛。陣列中的其它像素不受影響。為如需地 設(shè)定行2，可將列2設(shè)定為-5伏，且將列l(wèi)及列3設(shè)定為+5伏。然后，施加到行2 的相同選通脈沖將激活像素(2， 2)并使像素(2， 1)及(2， 3)松弛。同樣，陣 列中的其它像素不受影響。類似地，通過將列2及列3設(shè)定為-5伏且將列1設(shè)定為 +5伏來設(shè)定行3。行3選通脈沖如圖5A中所示設(shè)定行3像素。在寫入幀之后，行 電位為O，且列電位可保持在+5或-5伏，且然后顯示將穩(wěn)定為圖5A的布置。應(yīng)了 解，可對由數(shù)十或數(shù)百個行及列構(gòu)成的陣列采用相同的程序。還應(yīng)了解，用于執(zhí)行 行及列激活的電壓的時序、序列及電平可在上文所概述的一般原理內(nèi)廣泛地變化， 且以上實例僅為例示性，且任何激活電壓方法均可與本文中所說明的系統(tǒng)及方法一 起使用。
圖6A及圖6B是圖解說明顯示器裝置40的實施例的系統(tǒng)框圖。舉例來說，顯 示器裝置40可以是蜂窩式電話或移動電話。然而，顯示器裝置40的相同組件及其 稍作變化的形式也可作為(例如)電視機及便攜式媒體播放器等各種類型顯示器裝 置的例證。
顯示器裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入裝置48及 麥克風(fēng)46。外殼41通常由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的各種制造工藝中的任一種 形成，所述制造工藝包括注射模制及真空成形。另外，外殼41可由各種材料中的任 一種制成，所述材料包括(但不限于)塑料、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。在一個實施例中，外殼41包括可移動部分(未顯示)，所述可移動部分可與其它具 有不同色彩或含有不同標(biāo)記、圖片或符號的可移動部分互換。
例示性顯示器裝置40的顯示器30可以是各種顯示器中的任一種，所述顯示器
包括本文中所說明的雙穩(wěn)顯示器。在其它實施例中，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，
顯示器30包括平板顯示器(例如，如上文所說明的等離子顯示器、EL、 OLED、 STN LCD或TFT LCD)，或非平板顯示器(例如，CRT或其它顯像管裝置)。然而， 為便于說明本實施例，顯示器30包括如本文中所說明的干涉式調(diào)制器顯示器。
圖6B中示意性地圖解說明例示性顯示器裝置40的一個實施例的組件。所圖解 說明的例示性顯示器裝置40包括外殼41且可包括至少部分地封閉于其中的額外組 件。舉例來說，在一個實施例中，例示性顯示器裝置40包括網(wǎng)絡(luò)接口 27，所述網(wǎng) 絡(luò)接口包括耦合到收發(fā)器47的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，而處理器21 連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以對信號進行調(diào)節(jié)(例如，對信號進行 濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚聲器45及麥克風(fēng)46。處理器21還連接到輸入裝置 48及驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控制器29耦合到幀緩沖器28并耦合到陣列驅(qū)動器 22，而陣列驅(qū)動器22又耦合到顯示器陣列30。電源50根據(jù)特定例示性顯示器裝置 40的設(shè)計需要為所有組件提供電力。
網(wǎng)絡(luò)接口 27包括天線43及收發(fā)器47，使得例示性顯示器裝置40可在網(wǎng)絡(luò)上 與一個或一個以上裝置進行通信。在一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 27也可具有某些處理 能力，以減輕對處理器21的要求。天線43是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的任一種用 于發(fā)射及接收信號的天線。在一個實施例中，所述天線根據(jù)IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)(包 括IEEE 802.11 (a) ， (b)，或(g))來發(fā)射及接收RF信號。在另一實施例中， 所述天線根據(jù)藍牙(BLUETOOTH)標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)射及接收RF信號。在蜂窩式電話的 情況下，所述天線經(jīng)設(shè)計以接收CDMA、 GSM、 AMPS或用于在無線蜂窩電話網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)通信的其它已知信號。收發(fā)器47預(yù)處理從天線43接收的信號，使得其可由處理 器21接收及進一步調(diào)處。收發(fā)器47還處理從處理器21接收的信號，使得其可經(jīng)由 天線43從例示性顯示器裝置40發(fā)射。
在替代實施例中，可使用接收器取代收發(fā)器47。在再一替代實施例中，網(wǎng)絡(luò)接 口 27可由可存儲或產(chǎn)生將要發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)的圖像源取代。舉例來說， 所述圖像源可以是數(shù)字視盤(DVD)或含有圖像數(shù)據(jù)的硬盤驅(qū)動器或產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù) 的軟件模塊。
處理器21通?？刂评拘燥@示器裝置40的整體操作。處理器21從網(wǎng)絡(luò)接口 27或圖像源接收例如經(jīng)壓縮圖像數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或 易于處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。然后，處理器21將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控 制器29或發(fā)送到幀緩沖器28進行存儲。原始數(shù)據(jù)通常是指識別圖像內(nèi)每一位置處 的圖像特性的信息。舉例來說，此類圖像特性可包括顏色、飽和度及灰階級。
在一個實施例中，處理器21包括微控制器、CPU或用以控制例示性顯示器裝置40的操作的邏輯單元。調(diào)節(jié)硬件52通常包括用于向揚聲器45發(fā)射信號及從麥克 風(fēng)46接收信號的放大器及濾波器。調(diào)節(jié)硬件52可以是例示性顯示器裝置40內(nèi)的離 散組件，或者可并入于處理器21或其它組件內(nèi)。
驅(qū)動器控制器29直接從處理器21或從幀緩沖器28獲取由處理器21產(chǎn)生的原 始圖像數(shù)據(jù)，并適當(dāng)?shù)貙⑺鲈紙D像數(shù)據(jù)重新格式化以便高速傳輸?shù)疥嚵序?qū)動器 22。具體來說，驅(qū)動器控制器29將所述原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有光柵狀格式 的數(shù)據(jù)流，以使其具有適合于跨越顯示器陣列30進行掃描的時間次序。然后，驅(qū)動 器控制器29將經(jīng)格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。盡管驅(qū)動器控制器29 (例如， LCD控制器)經(jīng)常作為獨立集成電路(IC)與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但此類控制 器可以許多方式實施。其可作為硬件嵌入于處理器21中，作為軟件嵌入于處理器 21中，或以硬件形式完全與陣列驅(qū)動器22集成在一起。
通常，陣列驅(qū)動器22從驅(qū)動器控制器29接收經(jīng)格式化的信息并將視頻數(shù)據(jù)重 新格式化成一組平行波形，所述組平行波形每秒很多次地施加到來自顯示器的x-y 像素矩陣的數(shù)百條且有時數(shù)千條引線。
在一個實施例中，驅(qū)動控制器29、陣列驅(qū)動器22及顯示器陣列30適用于本文 中所說明的任一類型的顯示器。舉例來說，在一個實施例中，驅(qū)動器控制器29是常 規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)顯示器控制器(例如，干涉式調(diào)制器控制器)。在另一實施 例中，陣列驅(qū)動器22是常規(guī)驅(qū)動器或雙穩(wěn)顯示器驅(qū)動器(例如，干涉式調(diào)制器顯示 器)。在一個實施例中，驅(qū)動器控制器29與陣列驅(qū)動器22集成在一起。此一實施 例在例如蜂窩式電話、手表或其它小面積顯示器等高度集成的系統(tǒng)中很常見。在又 一實施例中，顯示器陣列30是典型的顯示器陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示器陣列(例如，包括 干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。
輸入裝置48允許用戶控制例示性顯示器裝置40的操作。在一個實施例中，輸 入裝置48包括小鍵盤(例如，QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關(guān)、觸敏 屏幕或壓敏或熱敏隔膜。在一個實施例中，麥克風(fēng)46是例示性顯示器裝置40的輸 入裝置。當(dāng)使用麥克風(fēng)46向所述裝置輸入數(shù)據(jù)時，可由用戶提供語音命令來控制例 示性顯示器裝置40的操作。
如在所屬技術(shù)中所熟知，電源50可包括各種能量存儲裝置。舉例來說，在一 個實施例中，電源50是可再充電式電池，例如鎳-鎘電池或鋰離子電池。在另一實 施例中，電源50是可再生能源、電容器或太陽能電池，其中包括塑料太陽能電池及 太陽能電池涂料。在另一實施例中，電源50經(jīng)配置以從墻上插座接收電力。
在某些實施例中，如上文所說明，控制可編程能力駐存在驅(qū)動器控制器中，所 述驅(qū)動器控制器可位于電子顯示器系統(tǒng)中的若干位置處。在某些實施例中，控制可 編程能力可駐存在陣列驅(qū)動器22中。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以任一數(shù)量 的硬件及/或軟件組件且可以各種配置來實施上文所說明的優(yōu)化。
根據(jù)上述原理操作的干涉式調(diào)制器的詳細結(jié)構(gòu)可廣泛地變化。舉例來說，圖7A-7E圖解說明可移動反射層14及其支撐結(jié)構(gòu)的五個不同實施例。圖7A是圖1的 實施例的截面圖，其中金屬材料條帶14沉積在正交延伸的支撐件18上。在圖7B 中，可移動反射層14僅在拐角處在系鏈32上附接至支撐件。在圖7C中，可移動 反射層14懸掛于可變形層34上，可變形層34可包含撓性金屬?？勺冃螌?4直接 或間接地在可變形層34的周邊附近連接到襯底20。這些連接可采取連續(xù)壁及/或獨 立支柱的形式。舉例來說，平行軌道可支撐可變形層34材料的交叉行，因此界定所 述軌道之間的溝渠及/或空腔中的像素列。每一空腔內(nèi)的額外支撐支柱可用于加固可 變形層34并防止在松弛位置中垂陷。
圖7D中所圖解說明的實施例具有支撐支柱栓塞42，可變形層34座落在支撐 支柱栓塞42上。如在圖7A-7C中，可移動反射層14保持懸掛在間隙上方，但可變 形層34并不通過填充可變形層34與光學(xué)堆疊16之間的孔來形成支撐支柱。而是， 所述支撐支柱由用以形成支撐支柱栓塞42的平面化材料形成。圖7E中所圖解說明 的實施例基于圖7D中所示的實施例，但也可經(jīng)修改以與圖7A-7C中所圖解說明的 任一實施例以及未顯示的額外實施例一同合作。在圖7E中所示的實施例中，已使 用額外的一層金屬或其它導(dǎo)電材料來形成總線結(jié)構(gòu)44。此允許信號沿干涉式調(diào)制器 的背面路由，從而消除了原本必須在襯底20上形成的若干電極。
在例如在圖7A-7E所示的那些實施例中，干涉式調(diào)制器用作直視式裝置，其中 從透明襯底20的前側(cè)(與上面布置有調(diào)制器的側(cè)相對的側(cè))觀看圖像。在這些實施 例中，反射層14可光學(xué)屏蔽干涉式調(diào)制器的位于反射層側(cè)(其與襯底20相對)上 的部分，其中包括可變形層34。此允許對所述屏蔽區(qū)域進行配置及處理，而不會不 利地影響圖像質(zhì)量。此種屏蔽允許存在圖7E中的總線結(jié)構(gòu)44，此提供使調(diào)制器的 光學(xué)性質(zhì)與調(diào)制器的機電性質(zhì)分離的能力，例如，尋址及因所述尋址引起的移動。
此種可分離的調(diào)制器架構(gòu)允許可彼此獨立地選擇調(diào)制器機電方面所使用及調(diào)制器光 學(xué)方面所使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料且允許其彼此獨立地發(fā)揮作用。此外，圖7C-7E中 所示的實施例具有從反射層14的光學(xué)性質(zhì)與其機械性質(zhì)分離(此由可變形層34來 實施)而得到的額外益處。此允許用于反射層14的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料在光學(xué)性質(zhì)方面 得到優(yōu)化，且允許用于可變形層34的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料在所需的機械性質(zhì)方面得到優(yōu) 化。
包含可移動組件或元件的MEMS裝置的實施例通過其中從前驅(qū)結(jié)構(gòu)移除或蝕 刻一個或一個以上犧牲材料，從而在成品MEMS中形成空腔或開口的方法加以制 作。由于此一蝕刻步驟將可移動組件從所述前驅(qū)MEMS中的鎖定配置釋放，因此此 一蝕刻步驟在本文中稱為"釋放蝕刻"。相應(yīng)地，所述前驅(qū)MEMS也稱為"未釋放" MEMS。所述犧牲材料在所述MEMS的制造過程中充當(dāng)占位符，其包含界定所述 MEMS的積層經(jīng)圖案化層。特定來說，對于靜電MEMS，固定電極與可移動電極之 間形成的犧牲層占據(jù)成品裝置中的空腔的體積。舉例來說，圖8A-8E圖解說明分別 對應(yīng)于圖7A-7E中所圖解說明的釋放干涉式調(diào)制器的未釋放干涉式調(diào)制器。未釋放干涉式調(diào)制器800包含其上形成有光學(xué)堆疊816的襯底820。第一犧牲層850在光 學(xué)堆疊816上形成。反射層814在犧牲層850上且在通過犧牲層850延伸的支撐結(jié) 構(gòu)818上形成。在圖8C-8E中所圖解說明的實施例中，第二犧牲層852在反射層814 上方形成，反射層814懸掛在可變形層834上。在圖8A及8B中，層814表示可變 形層及可移動電極或鏡面兩者。在某些實施例中，層814包含多個(舉例來說)具 有不同光學(xué)及/或機械性質(zhì)的子層以提供具有所需性質(zhì)的復(fù)合層S14。在圖8C-8E中， 可變形層834及可移動電極或鏡面814是分離的結(jié)構(gòu)。
在某些實施例中，釋放蝕刻包含將所述未釋放干涉式調(diào)制器暴露給一個或一個 以上蝕刻劑，所述蝕刻劑選擇性地蝕刻第一犧牲層850及(如果存在)第二犧牲層 852，從而分別在圖7A-7E中所圖解說明的干涉式調(diào)制器中形成空腔，從而釋放反 射層814。在優(yōu)選實施例中，使用氣相蝕刻劑執(zhí)行所述釋放蝕刻，所述氣相蝕刻劑 選擇性地蝕刻第一犧牲層850及第二犧牲層852兩者。所述氣相蝕刻劑通過可變形 層834中形成的一個或一個以上蝕刻孔(未圖解說明)、通過可變形層834的條帶 之間的間隙及/或從所述裝置的側(cè)接近第一犧牲層850及第二犧牲層852。在某些優(yōu) 選實施例中，所述氣相蝕刻劑包含一個或一個以上氟基蝕刻劑，且特定來說，氣相 二氟化氙(XeF2)。在環(huán)境溫度下，二氟化氙是具有約3.8托(在25'C下為0.5kPa) 的蒸氣壓力的固體。來自二氟化氯的蒸氣選擇性地蝕刻某些犧牲材料，也就是說， 不形成等離子。
在某些優(yōu)選實施例中，第一犧牲層850及第二犧牲層852包含一個或一個以上 犧牲材料，所述犧牲材料可由MEMS中的非犧牲或結(jié)構(gòu)材料上方的蝕刻劑選擇性地 蝕刻。其中所述蝕刻劑為XeF2，合適的犧牲材料包括硅、鈦、鋯、鉿、釩、鉭、鈮、 鉬、鎢及其組合。其中蝕刻劑為XeF2的優(yōu)選犧牲材料包括鉬、硅、鈦及其組合。
圖9示意性地圖解說明使用氣相蝕刻劑(舉例來說，XeF2)釋放蝕刻未釋放 MEMS的設(shè)備900的實施例。在本文中，此種類型的設(shè)備也稱為"浸泡及回填"設(shè) 備。設(shè)備卯0包含XeF2容器卯2、膨脹室904、第一真空源卯6、蝕刻室908、吹掃 氣體源914及第二真空源916。如下文所說明，所述組件通過可獨立控制的閥門以 流體方式連接，在某些實施例中所述閥門的控制是自動化的。在某些實施例中，第 一真空源906及第二真空源916是相同的真空源。
固體XeF2安置在XeF2容器902中，所述容器以流體方式連接到膨脹室904。 膨脹室904又以流體方式連接到第一真空源906及蝕刻室卯8。膨脹室卯4以流體 方式連接到蝕刻室卯8。在所圖解說明的實施例中，來自膨脹室904的氣體通過入 口 (例如，蓮蓬頭910)進入蝕刻室卯8，所述蓮蓬頭包含接近襯底支撐件912定向 的多個開口。蝕刻室908以流體方式連接到吹掃氣體源914及第二真空源916。
在蝕刻工藝的例示性實施例中，使用以下程序以XeF2氣體填充膨脹室904。首 先，使用第一真空源906將膨脹室904抽空。然后將膨脹室卯4以流體方式連接到 XeF2室卯2，從而以XeF2蒸氣填充膨脹室904。然后關(guān)閉XeF2室902與膨脹室卯4之間的閥門。
將上面制作有一個或一個以上未釋放MEMS的襯底或一批襯底裝載到蝕刻室 卯8中的襯底支撐件912上。然后使用第二真空源916將蝕刻室908抽空。隨后將 蝕刻室908以流體方式連接到膨脹室904，從而在"回填"步驟中通過入口 910以 XeF2蒸氣填充蝕刻室卯8。然后在"浸泡"步驟中，在通過XeF2蒸氣蝕刻襯底時隔 離蝕刻室908。隨后使用吹掃氣體914及第二真空源916為蝕刻室908吹掃蝕刻副 產(chǎn)物。執(zhí)行抽空、以XeF2回填、浸泡及吹掃的額外蝕刻循環(huán)直到實現(xiàn)所需的蝕刻程 度為止。
上文所說明的使用浸泡及回填設(shè)備900的蝕刻工藝的實施例通常是批工藝，且 因此不易被集成為連續(xù)工作流程。此外，襯底配置的改變(舉例來說，大小)可使 對所述設(shè)備的重新設(shè)計成為必要。所述工藝循環(huán)也涉及其中不發(fā)生蝕刻的步驟，舉 例來說，在吹掃蝕刻室卯8時。由于MEMS陣列中犧牲材料的量通常超過在單個回 填步驟中可在蝕刻室908中提供的蝕刻劑的量，因此典型蝕刻工藝需要多個蝕刻循 環(huán)，舉例來說，多達約50個循環(huán)。因此，在某些實施例中生產(chǎn)量為約每小時兩個襯 底?？赏ㄟ^(舉例來說)以群集類型的工具機械連接蝕刻設(shè)備900來實現(xiàn)改善的生 產(chǎn)量；然而，此成本較高。監(jiān)視蝕刻進度可能也較困難，從而導(dǎo)致高蝕刻劑消耗， 以及不期望地蝕刻所述蝕刻劑對其具有不完美選擇性的結(jié)構(gòu)組件。
圖IOA圖解說明蝕刻系統(tǒng)IOOO的透視圖，所述蝕刻系統(tǒng)包含蝕刻頭1010、蝕 刻氣體源1030、真空源1040及襯底支撐件1050。上面制作有一個或一個以上未蝕 刻MEMS裝置的襯底1070支撐在襯底支撐件1050上。在優(yōu)選實施例中，未蝕刻 MEMS裝置是制作在襯底1070上的一個或一個以上MEMS裝置陣列1072的元件。 在某些實施例中，蝕刻系統(tǒng)1000安置在較大蝕刻室或房中(舉例來說)以容納蝕刻 副產(chǎn)物及蝕刻劑及/或提供受控環(huán)境。
在所圖解說明的實施例中，蝕刻頭1010定位在襯底1070上方，所述襯底又由 襯底支撐件1050支撐。在所圖解說明的實施例中，蝕刻頭1010具有帶有長軸或縱 軸的細長結(jié)構(gòu)，所述長軸或縱軸的長度比襯底1070的長尺寸略大。在光學(xué)調(diào)制器(舉 例來說，圖7A-7E中所圖解說明的光學(xué)調(diào)制器)的制造過程中使用的MEMS襯底 通常是玻璃、矩形襯底，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在其它實施例中也可使用 其它襯底材料及其它形狀。優(yōu)選襯底的尺寸包括約370 mm X 470 mm (Gen2)、 約550 mm X 650 mm (Gen 3)、約600 mm X 720 mm (Gen 3.5)、約680 mm X 880 mm、約730 mm X 920 mm (Gen 4)、約1100 mm X 1250 mm或更大。所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，所圖解說明的蝕刻系統(tǒng)1000也適合于蝕刻具有其它尺寸 的襯底，舉例來說，較窄的襯底。關(guān)閉蝕刻頭1010的端部1012。在所圖解說明的 實施例中，蝕刻氣體源1030是氣相蝕刻劑源，舉例來說，XeF2氣體。源1030的圖 解說明的實施例包含包含惰性氣體入口 1034及氣體出口 1036的罐1032。在優(yōu)選實 施例中，罐1032裝配有適合于使其中充滿的固體XeF2升華的加熱單元。饋入惰性氣體入口 1034的惰性氣體帶走罐1032內(nèi)的XeF2，于是所述氣體混合物退出氣體出 口 1036進入歧管中，可將額外工藝氣體(舉例來說，其它惰性氣體)引入所述歧管 中。所述歧管通過控制閥門1038以流體方式連接到蝕刻頭1010。真空源1040通過 控制閥門1042以流體方式連接到蝕刻頭1010。如下文更詳細論述，所圖解說明的 實施例還包含再循環(huán)單元1044，所述再循環(huán)單元準(zhǔn)許循環(huán)利用用過的蝕刻氣體。
如下文更詳細論述，襯底支撐件1050是任一合適的類型，但優(yōu)選地促進在襯 底1070與蝕刻頭1010之間垂直定位，以及其相對水平移動。所述蝕刻頭可移動(例 如，如同印刷頭)以實現(xiàn)對襯底的掃描。為避免提供可移動蝕刻頭時固有的復(fù)雜性
(舉例來說，撓性垂準(zhǔn)、維持對準(zhǔn)及對齊及類似操作)，更優(yōu)選的是襯底支撐件1050 沿大致垂直于蝕刻頭1010的縱軸的方向單向或以往復(fù)方式可移動。舉例來說，襯底 支撐件1050可以是帶式傳送機、活底式傳送機、輥輪傳送機及類似傳送機。襯底支 撐件1050的某些實施例也可沿另一方向移動，舉例來說，可大致平行于蝕刻頭1010 的縱軸平移，此準(zhǔn)許襯底相對于蝕刻頭1010的側(cè)向?qū)?zhǔn)。襯底支撐件1050的某些 實施例準(zhǔn)許所述襯底的旋轉(zhuǎn)調(diào)整及/或垂直調(diào)整。襯底支撐件1050及蝕刻頭1010兩 者的某些實施例均可移動。襯底支撐件1050的實施例也包含加熱器(未圖解說明)， 所述加熱器用于在其中蝕刻化學(xué)性質(zhì)可從加熱激活受益的實施例中對支撐在其上的 襯底1070進行加熱。所述加熱器是任一合適的類型，舉例來說，電阻加熱器、紅外 線加熱器、熱燈，其組合及類似物。
圖10B圖解說明沿圖10A的截面B-B截取的蝕刻頭1010、襯底1070、未釋放 MEMS陣列1072及襯底支撐件1050的實施例的截面圖。在所圖解說明的實施例中， 襯底支撐件1050是傳送機系統(tǒng)，其能夠沿由雙頭箭頭M所指示的方向平移襯底 1070。蝕刻頭IOIO包含其中形成有細長蝕刻氣體入口 1014及一對排氣口 1016的細 長本體1012。在所圖解說明的實施例中，排氣口 1016呈細長槽的形式，大致平行 于蝕刻氣體入口 1014。在圖10B中，本體1012、氣體入口 1014及排氣口 1016延 伸進頁面中及延伸出頁面。如下文將變得顯而易見，蝕刻頭的某些實施例包含單個 排氣口或根本沒有排氣口。在某些實施例中，在蝕刻室中提供排氣口，其優(yōu)選經(jīng)定 位且經(jīng)配置以跨越所述襯底的表面沿側(cè)向汲取蝕刻氣體。蝕刻氣體控制閥門1038
(圖10A)以流體方式連接到蝕刻氣體入口 1014，所述蝕刻氣體入口朝向襯底1070 向下引導(dǎo)蝕刻氣體。真空控制閥門1042 (圖10A)以流體方式連接到排氣口 1016， 所述排氣口將用過的蝕刻氣體抽離襯底1070。通過蝕刻頭IOIO及在蝕刻頭1010下 方的蝕刻氣體的流動由箭頭指示且大致平行于襯底1070。
在優(yōu)選實施例中，蝕刻氣體入口 1014是氣簾噴嘴，其在所屬技術(shù)中也稱為空 氣刀噴嘴或氣刀噴嘴。氣簾噴嘴的實施例是包含槽或間隙的細長結(jié)構(gòu)，饋入氣體通 過所述槽或間隙作為氣簾或氣刀退出。在優(yōu)選實施例中，氣簾具有大致層流。蝕刻 氣體入口 1014界定蝕刻氣體流過的蝕刻劑流動間隙G。在某些實施例中，蝕刻劑流 動間隙G的寬度是從約0.01 mm到約10 mm，更優(yōu)選從約0.1 mm到約5 mm。蝕刻頭1010的某些實施例包含多個(舉例來說)沿長軸呈線性(也就是說， 端對端)以細長圖案安置的蝕刻氣體入口 1014。舉例來說，圖IOC圖解說明包含兩 個對準(zhǔn)的、細長蝕刻氣體入口 1014的蝕刻頭1010的實施例的仰視圖。圖10D圖解 說明蝕刻頭1010的實施例的仰視圖，其中蝕刻氣體入口 1014包含多個穿孔或網(wǎng)狀 物。氣體入口 1014的實施例具有一個或一個以上形狀，舉例來說，圓形、橢圓性、 多角形及/或槽形。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在某些實施例中，入口 1014包含 多個呈另一細長圖案(也就是說，并非以單個線)的孔口或開口。在某些實施例中， 可獨立控制蝕刻氣體入口 1014或蝕刻氣體入口 1014群組中的至少某些中的氣體流 動，也就是說，可視需要激活或去激活所述氣體流動。此一蝕刻頭準(zhǔn)許在相同蝕刻 系統(tǒng)1000上蝕刻具有不同寬度的襯底1070，控制跨越細長軸或縱軸的相對氣體流 動，及/或蝕刻襯底1070的所選部分。
回到圖IOB，排氣口 1016也界定反應(yīng)物吹掃間隙g，通過所述間隙從襯底1070 的活動蝕刻帶抽取用過的蝕刻氣體及蝕刻副產(chǎn)物。在其它實施例中，排氣口 1016 包含以細長圖案布置的多個孔口或開口。如上所述，蝕刻頭1010的某些實施例僅在 蝕刻氣體入口 1014的一個側(cè)上包含排氣口，或根本沒有排氣口，在此情況下，所述 蝕刻室優(yōu)選地裝配有經(jīng)定位且經(jīng)配置以提供所需的氣體流動圖案的排氣口 。在某些 實施例中，反應(yīng)物吹掃間隙g的寬度從約0.01 mm到約10 mm，更優(yōu)選從約0.1 mm 到約5 mm。
具有寬度『的導(dǎo)流表面1018將每一排氣口 1016與蝕刻氣體入口 1014隔開。 在所圖解說明的實施例中，導(dǎo)流表面1018大致平行于襯底1070。這些導(dǎo)流表面1018 在蝕刻頭1000下方界定活動蝕刻帶的寬度。在優(yōu)選實施例中，導(dǎo)流表面1018的寬 度『是從約10 mm到約300 mm，更優(yōu)選從50 mm到約200 mm。在某些實施例中， 對兩個排氣口 1016來說導(dǎo)流表面1018的寬度『相同，而在其它實施例中，導(dǎo)流表 面1018具有不同寬度。蝕刻頭1010及襯底支撐件1050經(jīng)布置使得蝕刻頭1010在 陣列1072上方間隔開高度H，在某些實施例中，所述高度是從約0.5 mm到約25 mm， 更優(yōu)選從約1 mm到約10 mm。此高度界定所述活動蝕刻帶的高度。在所圖解說 明的實施例中，與其高度i/相比所述活動蝕刻帶相對寬(2『)。相應(yīng)地，導(dǎo)流表面 1018將蝕刻氣體重新引導(dǎo)成大致平行于襯底1070的大致水平流動。在某些實施例 中，所述活動蝕刻區(qū)域的縱橫比(在所圖解說明的實施例中為2『://)大于約2:1， 優(yōu)選大于約10:1，更優(yōu)選大于約50:1。所述平行流動提供所述活動蝕刻帶中可預(yù)測 的蝕刻劑與MEMS接觸、可預(yù)測蝕刻時間及氣相蝕刻劑的有效使用。將理解，即使 在其中所述排氣口位于蝕刻室中而非蝕刻頭1010中的實施例中，導(dǎo)流表面1018用 于在蝕刻頭1010與所述襯底之間界定受限、大致平行的流動路徑以確保用于MEMS 襯底1070且特定來說其中的犧牲層的有效蝕刻的滯留時間。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將 理解，活動蝕刻帶中蝕刻氣體的滯留時間將取決于以下因素，包括所述蝕刻氣體 的壓力、真空源的壓力、所述活動蝕刻帶的尺寸、蝕刻劑流動間隙G的尺寸及反應(yīng)物吹掃間隙g的尺寸。
蝕刻頭1010的某些實施例進一步包含準(zhǔn)許調(diào)整所述蝕刻氣體的溫度的加熱器 (未圖解說明)。所述加熱器是任一合適的類型，舉例來說，電阻加熱器。在某些 實施例中，通過蝕刻頭1010中形成的一個或一個以上以流體方式與氣體入口 1014 及排氣口 1016隔離的通道使流體流通來提供溫度控制。在某些實施例中，在蝕刻氣 體進入蝕刻頭1010之前對其溫度進行調(diào)整。
圖10E中所圖解說明的蝕刻頭1010的另一實施例通過添加額外蝕刻氣體入口 1014及排氣口 1016來增加活動蝕刻帶的寬度。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可在 其它實施例中添加額外蝕刻氣體入口 1014及排氣口 1016。
蝕刻頭1010 (未圖解說明)的另一實施例類似于圖10B的蝕刻頭，除僅包含 一個導(dǎo)流表面1018及一個相關(guān)聯(lián)排氣口 1016夕卜。在優(yōu)選實施例中，參照蝕刻頭1010 與襯底1070之間的相對運動將導(dǎo)流表面1018及排氣口 1016提供在蝕刻頭1010的 下游側(cè)上。在某些實施例中，蝕刻氣體入口 1014還朝向蝕刻頭1010的下游側(cè)傾斜。
如上所述，所圖解說明的實施例包含用于捕獲未反應(yīng)的蝕刻氣體及/或蝕刻副產(chǎn) 物的再循環(huán)單元1044。在某些實施例中，舉例來說，通過(舉例來說)使用冷阱或 類似物使氣相XeF2凝結(jié)成固態(tài)來回收排出氣體中的未反應(yīng)XeF2以供將來使用。在 某些實施例中，通過所屬技術(shù)中已知的手段(舉例來說，過濾、吸收、化學(xué)吸附、 物理吸附、起反應(yīng)、凝結(jié)、組合及類似手段)將蝕刻副產(chǎn)物從排出的氣體流中移除。
蝕刻系統(tǒng)1000的某些實施例進一步包含用于監(jiān)視釋放蝕刻的進度的監(jiān)視系統(tǒng) (未圖解說明)。監(jiān)視系統(tǒng)的某些實施例監(jiān)視(舉例來說)排出的蝕刻氣體流中蝕 刻反應(yīng)的副產(chǎn)物及/或蝕刻劑的濃度。用于所屬技術(shù)中已知的此種監(jiān)視的合適方法是 (舉例來說)光譜分析法、質(zhì)譜分析法、紅外線光譜分析法、可見UV光譜分析法、 拉曼光譜分析法(Raman spectroscopy)、微波光譜分析法、核磁共振光譜分析法、 組合及類似方法。在某些實施例中，通過在釋放蝕刻工藝期間直接監(jiān)視MEMS來監(jiān) 視蝕刻進度。舉例來說，在某些實施例中，監(jiān)視光學(xué)調(diào)制器或光學(xué)調(diào)制器陣列的反 射以對蝕刻進度進行評估。
圖11是圖解說明參照圖10A-10E中所圖解說明的蝕刻系統(tǒng)1000釋放蝕刻未釋 放MEMS的方法1100的實施例的流程圖，圖10A-10E中所圖解說明的蝕刻系統(tǒng)1000 作為用于實施所述方法的合適蝕刻設(shè)備的實例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，方法 IIOO也可在其它裝置上實踐。
在步驟1110中，將包含未釋放MEMS的襯底1070安裝在襯底支撐件1050上 并定位在蝕刻頭1010下方。在某些實施例中，將襯底1070安裝成使得較長邊緣對 應(yīng)于蝕刻頭1010的長度或縱軸，且較短邊緣對應(yīng)于襯底支撐件1050與蝕刻頭1010 之間的相對運動的方向。此一布置的實施例提供較短蝕刻時間，因為在此一配置中 活動蝕刻帶覆蓋所述襯底的較大比例。
在步驟1120中，在襯底1070的上面形成有未釋放MEMS的表面處通過蝕刻頭1010的蝕刻氣體入口 1014引導(dǎo)蝕刻氣體。在某些實施例中，調(diào)整氣體流動以在 活動蝕刻帶的至少一部分中提供大致層流。如上所述，通過從蝕刻氣體入口 1014 釋放新鮮蝕刻氣體并通過排氣口 1016抽取用過的蝕刻氣體及蝕刻副產(chǎn)物來界定襯 底1070上的活動蝕刻帶。在所述活動蝕刻帶中，所述蝕刻氣體接觸犧牲材料，從而 蝕刻所述犧牲材料的至少一部分。任選地，使用襯底支撐件1050中的加熱裝置對襯 底1070進行加熱以加速蝕刻。
蝕刻頭的設(shè)計在活動蝕刻帶中提供均勻蝕刻。再次參照圖IOB，直接在蝕刻氣 體入口 1014下方的氣相蝕刻劑的濃度最高。相應(yīng)地，在活動蝕刻帶的此部分中蝕刻 較快。在蝕刻氣體朝向排氣口 1016移動時，氣相蝕刻劑的濃度減小。因此，恰好在 排氣口 1016下方的蝕刻速率最低。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可針對特定襯底選 擇蝕刻頭1010的尺寸、所述蝕刻頭距陣列1072的高度//、氣相蝕刻劑的濃度、蝕 刻氣體的壓力、真空源的壓力以使排氣裝置中的氣相蝕刻劑的濃度極低，從而保存 所述氣相蝕刻劑。舉例來說，在某些實施例中，從約80%到約99%，更優(yōu)選從約85% 到約99%的氣相蝕刻劑在所述蝕刻氣體通過排氣口 1016排出之前反應(yīng)。
將了解，在來自入口 1014沿襯底表面大致平行流動，及低輪廓(優(yōu)選約為0.5-25 mm，更優(yōu)選約為l-10mm)的限制內(nèi)，蝕刻頭1010的導(dǎo)流表面與所述襯底之間的 小角度(如由襯底支撐件1050限制)可有助于調(diào)整所述工藝的效率。特定來說，距 平行約O。到約IO。之間的角度允許對局部壓力及流動速率進行調(diào)整。
在步驟1130中，相對于蝕刻頭1010移動襯底1070，從而將活動蝕刻帶移動到 所述未釋放MEMS或MEMS陣列的另一部分上方。在圖10B的實施例中，通過可 移動襯底支撐件1050沿雙頭箭頭M所指示的方向移動襯底1070。在某些實施例中， 除襯底1070移動外蝕刻頭1010也移動或蝕刻頭1010移動而不是襯底1070移動。
在優(yōu)選實施例中，同時執(zhí)行步驟1120及1130,也就是說，從蝕刻頭1010引導(dǎo) 蝕刻氣體，與此同時以連續(xù)方式使蝕刻頭1010與襯底1070相對位移。
在任選步驟1140中，重復(fù)步驟1120及1130直到如(舉例來說)通過如上所 述監(jiān)視蝕刻工藝而確定蝕刻完成。在某些優(yōu)選實施例中，在單遍中或蝕刻頭1010 的掃描過程中實現(xiàn)MEMS的完整釋放蝕刻。如上文所說明，結(jié)合襯底1070的速度 調(diào)整蝕刻氣體滯留時間。在某些實施例中，根據(jù)監(jiān)視系統(tǒng)來調(diào)整傳送機系統(tǒng)1070 的速度以準(zhǔn)許單遍釋放。
在其它實施例中，在多遍中蝕刻所述MEMS。舉例來說，在某些實施例中，通 過襯底支撐件1050在蝕刻頭1010下方來回掃描整個襯底1070直到蝕刻完成。在其 它實施例中，將襯底1070安置在開始位置、對其進行掃描、然后使其回到所述開始 位置并再次對其蝕刻。如上所述，在某些實施例中，蝕刻頭1010在襯底1070上方 移動。
在其它實施例中，提供多個大致平行的蝕刻頭1010以便在襯底1070由襯底支 撐件1050運送時，襯底1070的區(qū)按順序通過每一蝕刻頭1010的活動蝕刻帶下方。為比較，圖13A是類似于圖IOA及10B中所圖解說明的系統(tǒng)的蝕刻系統(tǒng)1300的實 施例的部分俯視圖，其顯示蝕刻頭1310及襯底1370。在所圖解說明的實施例中， 蝕刻頭1310的縱軸比襯底1370的較長邊緣長且大致平行于襯底1370的較長邊緣。 蝕刻頭1310到襯底1370的相對運動由箭頭^指示，且襯底1370到蝕刻頭1310的 相對運動由箭頭S指示。
圖13B是類似于圖13A中所圖解說明的系統(tǒng)的蝕刻系統(tǒng)1300的實施例的部分 俯視圖，且其包含多個安置在襯底1370上方的蝕刻頭1310"、 13106及1310c。蝕 刻頭1310"、 13106及1310c到襯底1370的相對運動由箭頭」指示，且襯底1370 到蝕刻頭1310a、 13106及1310c的相對運動由箭頭石指示。包含多個蝕刻頭的蝕刻 系統(tǒng)的實施例提供改善的蝕刻控制及較快蝕刻中的至少一者。舉例來說，在某些實 施例中，可獨立控制蝕刻頭1310"、 13106及1310c中的每一者中的氣體流動。所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，其它實施例使用不同數(shù)量的蝕刻頭。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，任一合適的蝕刻頭可用于所述裝置、系統(tǒng)及/或方 法。舉例來說，圖14A是包含氣體出口 1414的大致圓柱蝕刻頭1410的實施例的端 部的俯視圖，且圖14B是包含氣體出口 1414的大致圓柱蝕刻頭1410的實施例的截 面圖。圖15A是包含氣體出口 1514的垂直錐形蝕刻頭1510的實施例的一部分的俯 視圖，且圖15B是包含氣體出口 1514的垂直錐形蝕刻頭1510的實施例的截面圖。 圖16A是具有大致展平的圓錐形狀的蝕刻頭1610的實施例的前視圖，且圖16B是 具有大致展平的圓錐形狀的蝕刻頭1610的實施例的側(cè)視圖。盡管圖14A-16B中所 圖解說明的實施例不包含排氣口，然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，如上文所說明 其它實施例包括一個或一個以上排氣口 。
實例1
在玻璃襯底(370 mm X 470 mm X 2.5 mm)上通過物理氣相沉積來沉積鉬 膜(150 nm)。如上文所說明及圖9中所圖解說明，將經(jīng)涂敷的襯底裝載到浸泡及 回填蝕刻設(shè)備中，并使用XeF2蒸氣對其進行蝕刻。在10個蝕刻循環(huán)之后，如圖12A 中所圖解說明沒有觀察到蝕刻。在20個循環(huán)之后，如圖12B中所圖解說明，對應(yīng) 于蝕刻室的蓮蓬頭上的開口的圖案在鉬上形成圖案。在30個循環(huán)之后，如圖12C 中所圖解說明，在襯底中心周圍也觀察到某些蝕刻。在40、 50及60個循環(huán)，如圖 12D-121F中所圖解說明，襯底中心中的經(jīng)蝕刻區(qū)域連同所述蓮蓬頭的開口周圍的區(qū) 一起增長。如圖12G中所圖解說明，在70個循環(huán)之后，蝕刻完成。
實例2
類似于圖8A中所圖解說明的實施例的未釋放干涉式調(diào)制器陣列制作在玻璃襯 底(370 mm X 470 mm)上，在所述玻璃襯底上沉積以下層銦錫氧化物導(dǎo)電層、 80A的鉬/鉻部分反射層、400-500A的二氧化硅介電層、2000A的鉬犧牲層、300A 的鋁可移動反射層及1000A的鎳可變形層。
具有圖10B中所圖解說明的類型的氣簾(空氣刀)蝕刻頭定位在其上安置有所述陣列的傳送機系統(tǒng)上方，其中所述蝕刻頭在所述陣列上方且平行于所述陣列的 470 mm的邊緣。向蝕刻氣體入口及連接到真空源的排氣口提供處于環(huán)境溫度下的氮 氣中的XeF2流。所述陣列通過傳送機在所述蝕刻頭下方移動，且所述犧牲層在單遍 中被蝕刻掉。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上文所說明設(shè)備及制造工藝也可作出改變，舉例 來說，添加及/或移除組件及/或步驟及/或改變其次序。此外，本文中所說明的方法、 結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)也適用于制作其它電子裝置，包括其它類型的MEMS裝置，舉例來說， 其它類型的光學(xué)調(diào)制器。
此外，盡管以上詳細說明已顯示、說明并指出了適用于各種實施例的本發(fā)明的 新穎特征，然而應(yīng)理解，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不背離本發(fā)明的精神的前提下在 形式及細節(jié)上對所圖解說明的裝置或工藝作出各種省略、替代及改變。應(yīng)認(rèn)識到， 本發(fā)明可體現(xiàn)在并不提供本文所述的全部特征及益處的形式中，因為某些特性可獨 立于其它特性使用或?qū)嵺`。
權(quán)利要求
1、一種用于蝕刻微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的方法，其包含提供襯底，其包含形成在其表面上的MEMS裝置，其中所述MEMS裝置包含犧牲材料；相對地移動蝕刻氣體入口及所述襯底；通過所述蝕刻氣體入口在所述MEMS裝置的表面處引導(dǎo)包含氣相蝕刻劑的氣體流；及從所述MEMS選擇性地蝕刻所述犧牲材料的至少一部分。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中提供所述包含所述MEMS裝置的襯底包含提 供包含MEMS裝置的襯底，所述MEMS裝置包含安置在兩個電極之間的犧牲材料。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流包含引導(dǎo)包含惰性氣體的氣 體流。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流包含引導(dǎo)具有大致層流的氣 體流。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流包含引導(dǎo)包含二氟化氙的氣 體流。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流包含使所述氣體流垂直于所 述MEMS裝置的表面流動。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流包含大致平行于所述MEMS 裝置的表面引導(dǎo)所述氣體流的至少一部分。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過所述蝕刻氣體入口引導(dǎo)所述氣體流包含 通過細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)氣體流。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中通過所述細長蝕刻氣體入口引導(dǎo)所述氣體流 包含通過槽形噴嘴引導(dǎo)所述氣體流。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中通過所述槽形噴嘴引導(dǎo)所述氣體流包含將所述細長蝕刻氣體入口的整個縱軸大致定位于接近所述MEMS裝置的表面處。
11、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中通過所述槽形噴嘴引導(dǎo)所述氣體流包含通過 氣簾噴嘴引導(dǎo)所述氣體流。
12、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中通過所述細長入口引導(dǎo)所述氣體流包含通過 至少與所述襯底的尺寸一樣長的細長氣體入口引導(dǎo)所述氣體流。
13、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地蝕刻包含在所述MEMS裝置中形 成空腔。
14、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底包 含沿正交于所述蝕刻氣體入口的長尺寸的方向相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯 底。
15、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中相對地移動所述蝕刻氣體入口及所述襯底包 含在所述蝕刻氣體入口下方掃描所述襯底。
16、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流及相對地移動所述蝕刻氣體 入口及所述襯底同時發(fā)生。
17、 如權(quán)利要求l所述的方法，其進一步包含通過至少一個排氣開口抽取所述氣 體流的至少一部分。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中抽取所述氣體流的至少所述部分進一步包 含抽取蝕刻副產(chǎn)物。
19、 一種蝕刻系統(tǒng)，其包含蝕刻頭，其包含縱軸、蝕刻氣體入口及第一導(dǎo)流表面，其中 所述第一導(dǎo)流表面安置在所述蝕刻氣體入口的第一側(cè)上，且 所述蝕刻頭可操作以將蝕刻氣體引導(dǎo)出所述蝕刻氣體入口 ，及 襯底支撐件，其可操作以同時地將襯底以預(yù)定高度支撐于接近所述蝕刻氣體入口 處且相對于所述蝕刻頭平移安裝在其上的所述襯底，其中所述第一導(dǎo)流表面經(jīng)確定尺寸且經(jīng)配置以大致平行于所述襯底導(dǎo)引來自所 述蝕刻氣體入口的氣體的流動。
20、 如權(quán)利要求19所述的蝕刻系統(tǒng)，其中所述第一導(dǎo)流表面及所述預(yù)定高度界 定具有大于約10:1的縱橫比的活動蝕刻帶。
21、 如權(quán)利要求19所述的蝕刻系統(tǒng)，其中所述蝕刻頭進一步包含第一排氣口， 其中所述第一導(dǎo)流表面安置在所述第一排氣口與所述蝕刻氣體入口之間。
22、 如權(quán)利要求22所述的蝕刻系統(tǒng)，其中所述蝕刻頭進一步包含第二排氣口， 其中第二導(dǎo)流表面安置在所述蝕刻氣體入口的第二側(cè)上，且安置在所述第二排氣口與 所述蝕刻氣體入口之間。
23、 如權(quán)利要求22所述的蝕刻系統(tǒng)，其中第一排氣口包含大致平行于所述蝕刻 頭的所述縱軸的細長槽。
24、 如權(quán)利要求19所述的蝕刻系統(tǒng)，其中所述蝕刻氣體入口包含大致平行于所 述蝕刻頭的所述縱軸的細長槽。
25、 一種蝕刻設(shè)備，其包含-細長蝕刻氣體入口，其沿第一方向延伸，所述第一方向界定第一側(cè)及第二側(cè)； 第一細長排氣口，其平行于所述細長蝕刻氣體入口并在所述第一側(cè)上與所述細長蝕刻氣體入口間隔開；第二細長排氣口，其平行于所述細長蝕刻氣體入口并在所述第二側(cè)上與所述細長蝕刻氣體入口間隔開；氣相蝕刻劑源，其以流體方式連接到所述細長蝕刻氣體入口；及 真空源，其以流體方式連接到所述第一及第二排氣口。
26、 如權(quán)利要求25所述的蝕刻設(shè)備，其中所述蝕刻氣體入口包含界定蝕刻劑流 動間隙的氣簾噴嘴。
27、 如權(quán)利要求25所述的蝕刻設(shè)備，其中所述第一及第二排氣口每一者包含細 長槽，從而分別界定第一吹掃間隙及第二吹掃間隙。
28、 一種用于蝕刻微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的方法，其包含提供襯底，其具有形成在所述襯底的表面上的MEMS裝置，其中所述MEMS裝 置包含犧牲材料；通過蝕刻氣體入口朝向所述MEMS裝置引導(dǎo)包含氣相蝕刻劑的氣體流； 用所述氣相蝕刻劑選擇性地蝕刻所述犧牲材料的至少一部分；及抽取所述氣體流的至少一部分，同時通過至少一個排氣開口引導(dǎo)所述氣體流。
29、 如權(quán)利要求28所述的方法，其中提供所述包含所述MEMS裝置的襯底包含 提供包含MEMS裝置的襯底，所述MEMS裝置包含安置在兩個電極之間的犧牲材料。
30、 如權(quán)利要求28所述的方法，其中引導(dǎo)所述氣體流包含通過氣簾噴嘴引導(dǎo)所 述氣體流。
全文摘要
本文中揭示用于更有效地從永久性MEMS結(jié)構(gòu)之間蝕刻犧牲材料的蝕刻裝備及方法。蝕刻頭包括細長蝕刻劑入口結(jié)構(gòu)，其可以是槽形或若干入口孔的細長分布。以如下方式將襯底支撐于接近所述蝕刻頭處界定大致平行于所述襯底面的流動路徑并準(zhǔn)許相對運動以使所述蝕刻頭跨越所述襯底進行掃描。
文檔編號H01L21/00GK101632150SQ200880005644
公開日2010年1月20日 申請日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月20日
發(fā)明者戴維·希爾德, 胡爾希德·賽義德·阿拉姆 申請人:高通Mems科技公司