專利名稱：用于以提高的效率進行二氟化氙蝕刻的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體而言涉及制作電子裝置。更具體而言，本發(fā)明涉及一種適用于制作微機電系統(tǒng)裝置的設備及方法。
背景技術：
微機電系統(tǒng)(MEMS)包括微機械元件、激勵器及電子元件。微機械元件可采用沉積、蝕刻或其他可蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的若干部分或可添加若干層以形成電和機電裝置的微機械加工工藝制成。這些工藝中的某些工藝類似于那些最初開始用于半導體制造的工藝。
空間光調制器即為MEMS的一例子。許多種不同類型的空間光調制器可用于成像應用。其中一種類型的空間光調制器是干涉式調制器。干涉式調制器可包含一對導電板，其中之一或二者均可部分地透明且在施加一個適當?shù)碾娦盘枙r能夠相對運動。其中一個板可包含一沉積在一襯底上的靜止層，另一個板可包含一懸掛在該靜止層上的金屬隔板。上述裝置具有廣泛的應用范圍，且在此項技術中，利用及/或修改這些類型裝置的特性、以使其性能可用于改善現(xiàn)有產品及制造目前尚未開發(fā)的新產品將頗為有益。

發(fā)明內容
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置均具有多個方面，任一單個方面均不能單獨決定其所期望特性?，F(xiàn)在，對其更主要的特性進行簡要說明，此并不限定本發(fā)明的范圍。在查看這一論述，尤其是在閱讀了標題為“具體實施方式
”的部分之后，人們即可理解本發(fā)明的特性如何提供各種優(yōu)點，例如包括產量提高、控制及工藝具有靈活性等。
本文提供一種適用于制造MEMS裝置的設備及方法。所揭示設備的一個方面提供一種襯底，所述襯底包含一暴露至一固態(tài)蝕刻劑的可蝕刻材料，其中所述襯底及所述固態(tài)蝕刻劑設置于一蝕刻室中。在某些實施例中，所述固態(tài)蝕刻劑移動至緊密靠近所述襯底。在其他實施例中，在所述襯底與所述固態(tài)蝕刻劑之間開有一可配置的間隔件。所述固態(tài)蝕刻劑形成一用于蝕刻所述可蝕刻材料的氣相蝕刻劑。在某些較佳實施例中，所述固態(tài)蝕刻劑是固體二氟化氙。所述設備及方法可在制作光學調制器時有利地用于實施一釋放蝕刻。
某些實施例提供一種用于蝕刻的設備，其包括一室、一用于一上面形成有一微機電系統(tǒng)裝置的襯底的支撐件、及固體二氟化氙，其中所述支撐件及所述固體二氟化氙設置于所述室內。
本文所揭示的其他實施例提供一種用于蝕刻的設備，其包括一蝕刻劑模塊及一蝕刻室，其中所述蝕刻室包括一內部、一外部、及一用于其中的一襯底的支撐件，其中所述設備具有一第一配置及一第二配置，在所述第一配置中，所述蝕刻劑模塊設置于所述蝕刻室的內部并與一設置于所述支撐件上的襯底流體連通，在所述第二配置中，所述蝕刻劑模塊不與設置于所述支撐件上的襯底流體連通。在某些實施例中，所述蝕刻劑模塊可在一縮回位置與一伸出位置之間移動，在所述縮回位置中，所述蝕刻劑模塊基本處于所述蝕刻室外，而在所述伸出位置中，所述蝕刻劑模塊基本處于所述蝕刻室內。
其他實施例提供一種用于蝕刻的設備，其包括一蝕刻室；一用于一上面形成有微機電裝置的襯底的支撐件；一蝕刻劑模塊；及一用于在所述蝕刻室內將所述支撐件上的襯底暴露至所述蝕刻劑模塊的構件。
其他實施例提供一種用于蝕刻的設備，其包括一用于一上面形成有一微機電系統(tǒng)裝置的襯底的支撐件及固體二氟化氙，其中所述支撐件及所述固體二氟化氙相靠近，以使由所述固體二氟化氙形成的蒸氣蝕刻一含有一可蝕刻材料的襯底。在某些實施例中，所述支撐件與固體二氟化氙相隔小于約10cm。
本文所揭示的其他實施例提供一種用于制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法及一根據(jù)該方法制成的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述方法包括將一襯底支撐于一蝕刻室中，所述蝕刻室包括一內部、一外部、及一用于一襯底的支撐件；并設置一蝕刻劑模塊，所述蝕刻劑模塊位于所述蝕刻室的內部并與所述襯底流體連通，其中一固態(tài)蝕刻劑支撐于所述蝕刻劑模塊中。在某些實施例中，所述微機電系統(tǒng)裝置是一干涉式調制器。
其他實施例提供一種用于制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法及一種根據(jù)該方法制成的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述方法包括在一蝕刻室內設置一包含一可蝕刻材料的襯底，及在所述蝕刻室內設置一固體蝕刻劑，其中所述固體蝕刻劑形成一能夠蝕刻所述可蝕刻材料的氣相蝕刻劑。
其他實施例提供一種用于制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法及一種根據(jù)該方法制成的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述方法包括在一蝕刻室內設置一襯底，使一蝕刻劑模塊伸入所述蝕刻室內，并容許所述氣相蝕刻劑蝕刻所述材料。一固體蝕刻劑支撐于所述蝕刻劑模塊上，且所述固體蝕刻劑形成一能夠蝕刻所述襯底上的一材料的氣相蝕刻劑。
其他實施例提供一種用于制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法及一種根據(jù)該方法制成的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述方法包括在一蝕刻室內提供固體二氟化氙；在所述蝕刻室內支撐一包含一可蝕刻材料的襯底；及使用由所述固體二氟化氙產生的蒸氣自所述襯底蝕刻掉所述可蝕刻材料。
其他實施例提供一種用于制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法及一種根據(jù)該方法制成的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述方法包括在所述蝕刻室內支撐一含有一可蝕刻材料的襯底；及將固體二氟化氙足夠靠近所述襯底地定位，以使所述固體二氟化氙所形成的蒸氣蝕刻所述可蝕刻材料。在某些實施例中，所述支撐件與固體二氟化氙相隔小于約10cm。
其他實施例提供一種用于蝕刻的設備，其包括用于容裝一待蝕刻的襯底的構件。所述設備進一步包括用于支撐所述襯底的構件。所述設備進一步包括用于支撐一蝕刻劑的構件。所述設備進一步包括用于使所述支撐件與所述蝕刻劑模塊緊密靠近地定位于所述蝕刻室內的構件。


根據(jù)下文說明及附圖(未按比例繪制)將易知本發(fā)明的這些及其他方面，這些附圖旨在例示而非限定本發(fā)明。
圖1為一等角圖，其顯示一干涉式調制器顯示器的一實施例的一部分，其中一第一干涉式調制器的一可移動鏡處于一距一固定鏡一預定距離處的反射位置或“開(on)”位置，且一第二干涉式調制器的可移動鏡處于一非反射位置或“關(off)”位置。
圖2為一系統(tǒng)方框圖，其顯示一包含一3×3干涉式調制器顯示器的電子裝置的一實施例。
圖3為圖1所示干涉式調制器的一實例性實施例的可移動鏡位置與所施加電壓的關系圖。
圖4為一組可用于驅動干涉式調制器顯示器的行和列電壓的示意圖。
圖5A及圖5B顯示可用于向圖3所示3×3干涉式調制器顯示器寫入一顯示數(shù)據(jù)幀的行和列信號的一實例性時序圖。
圖6A為一圖1所示裝置的剖面圖。圖6B為一干涉式調制器的一替代實施例的剖面圖。
圖6C為一干涉式調制器的另一替代實施例的剖面圖。
圖7A-圖7E以剖面圖形式顯示在制作一干涉式調制器的實施例的過程中的某些中間結構。
圖8顯示一適用于在制作MEMS裝置過程中實施一釋放蝕刻的設備的一實施例。
圖9為一流程圖，其顯示一種使用圖8所示設備實施一釋放蝕刻的方法的一實施例。
圖10A為一適用于在制作MEMS裝置的過程中實施一釋放蝕刻的設備的一實施例的透視圖。圖10B及圖10C為圖10A所示設備的一模塊的詳圖，圖10D及圖10E分別為一蝕刻室的另一實施例的俯視圖及剖面圖。
圖11A-圖11D顯示一蝕刻劑模塊的替代實施例。
圖12A及圖12B顯示蝕刻室的替代實施例。
圖13為一流程圖，其顯示一種使用圖10A或12A所示設備實施一釋放蝕刻的方法的一實施例。
具體實施例方式
如下文所更詳細說明，本文所揭示的較佳實施例提供一種蝕刻室，其包括一用于一MEMS襯底的支撐件及一設置于所述蝕刻室內的固體蝕刻劑。在某些實施例中，所述固體蝕刻劑支撐于一模塊上，所述模塊可在所述MEMS襯底的支撐件遠側的一位置與所述支撐件的近側的一位置之間移動。在其他實施例中，在MEMS襯底與固體蝕刻劑之間開有一可配置的間隔件。在某些實施例中，所述固體蝕刻劑是二氟化氙。本文還說明了在制作MEMS裝置、尤其是干涉式調制器過程中使用該設備的方法的實施例。下文將更詳細地說明這些及其他實施例。
以下詳細說明涉及本發(fā)明的某些具體實施例。不過，本發(fā)明可通過許多種不同的方式實施。在本說明中，會參照附圖，在附圖中，相同的部件自始至終使用相同的編號標識。根據(jù)以下說明容易看出，本發(fā)明可在任一配置用于顯示圖像(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)，無論是文字圖像還是圖片圖像)的裝置中實施。更具體而言，設想本發(fā)明可在例如(但不限于)以下等眾多種電子裝置中實施或與這些電子裝置相關聯(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/導航器、照像機、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、攝像機視圖顯示器(例如，車輛的后視攝像機顯示器)、電子照片、電子告示牌或標牌、投影儀、建筑結構(例如墻磚的布局)、包裝及美學結構(例如，一件珠寶的圖像顯示器)。更一般地，本發(fā)明可構建于電子切換裝置中。
用于成像應用的空間光調制器具有許多種不同的形式。透射式液晶顯示器(LCD)調制器通過控制晶體材料的扭轉及/或排列以阻斷或通過光來對光進行調制。反射式空間光調制器則利用各種物理效應來控制反射至成像表面的光量。這種反射式調制器的實例包括反射式LCD及數(shù)字微鏡裝置。
空間光調制器的另一實例是一通過干涉對光進行調制的干涉式調制器。圖1中顯示一個含有一干涉式MEMS顯示元件的干涉式調制器顯示器實施例。在這些裝置中，像素處于亮狀態(tài)或暗狀態(tài)。在亮(“開(on)”或“打開(open)”)狀態(tài)下，一雙穩(wěn)顯示元件將入射光反射至用戶。在處于暗(“關(off)”或“關閉(closed)”)狀態(tài)下時，一雙穩(wěn)顯示元件幾乎不向用戶反射可見光。視實施例而定，可將顯示器110配置成在“off”狀態(tài)下比在“on”狀態(tài)下反射更多的可見光，即顛倒“on”及“off”狀態(tài)的光反射性質。還可將MEMS像素配置成僅反射所選像素，從而制成一彩色顯示器而非黑白顯示器。
圖1為一等角透視圖，其顯示一包含MEMS干涉式調制器的視覺顯示器的一實施例的一行中的兩個相鄰像素。一干涉式調制器顯示器包含一由這些干涉式調制器構成的行/列陣列。每一干涉式調制器均包括一對鏡，該對鏡彼此相距一距離定位以形成一光學諧振腔。在一實施例中，這些鏡中的至少一個為部分透射性。在一實施例中，其中一個鏡可在至少兩個位置之間移動。在第一位置中，可移動的鏡位于距另一鏡一第一距離處，以使該干涉式調制器主要為反射性。在第二位置中，可移動的鏡位于一不同的距離處，例如靠近固定的鏡，以使該干涉式調制器主要為吸收性。
圖中所顯示的像素陣列部分包括位于一行中的兩個相鄰的干涉式調制器12a和12b。在所示的干涉式調制器實施例中，顯示一可移動的鏡14a處于距一固定的部分鏡16a、16b一預定距離處的反射(“弛豫”、“開”或“打開”)位置上。圖中顯示干涉式調制器12b的可移動的鏡14b處于靠近部分鏡16b的非反射(“受激勵”、“關”或“關閉”)位置上。
固定的鏡16a、16b具有導電性，并可通過在一透明襯底18上沉積鉻層及氧化銦錫層并隨后將這些層圖案化成平行的條帶來制成，且可形成行電極。沿行方向的可移動的鏡14a、14b可在襯底18上形成為一系列由一或多個沉積金屬層形成的平行條帶(與行電極16a、16b正交)-其中鋁為一種合適的材料，并可形成列電極。
如果不施加電壓，在這兩個層14、16之間會存在一空腔19。然而，在向一所選行和列施加電位差之后，在所述行和列電極相交處的對應像素處形成的電容器會充電，且靜電力將這些電極拉向一起。如果電壓足夠高，則可移動的電極會被壓到靜止的電極上(可在靜止電極上沉積一介電材料，以防止短路并控制間隔距離)，如圖1中右側的像素所示。無論所施加的電位差極性如何，該行為均相同。通過這種方式，行/列激勵可控制每一像素的反射狀態(tài)與非反射狀態(tài)。
圖2至圖5顯示一個在顯示器應用中使用一干涉式調制器陣列的實例性過程及系統(tǒng)。圖2為一系統(tǒng)方塊圖，其顯示一可包含本發(fā)明多個方面的電子裝置的一個實施例。在該實例性實施例中，所述電子裝置包括一處理器20，其可為任何通用單芯片或多芯片微處理器，例如ARM、Pentium、Pentium II、PentiumIII、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。按照業(yè)內慣例，可將處理器20配置成執(zhí)行一個或多個軟件模塊。除執(zhí)行一個操作系統(tǒng)外，還可將該處理器配置成執(zhí)行一個或多個軟件應用程序，包括網(wǎng)頁瀏覽器、電話應用程序、電子郵件程序或任何其他軟件應用程序。
在一實施例中，處理器20還配置成與一陣列控制器22進行通信。在一實施例中，陣列控制器22包括向像素陣列30提供信號的一行驅動電路24及一列驅動電路26。圖1中所示陣列的剖面圖在圖2中以線1-1示出。陣列控制器22的若干部分以及其他的電路及功能可由一通常連接于實際顯示驅動器與一通用微處理器之間的圖形控制器提供。圖形控制器的實例性實施例包括Chips andTechnology公司的69030或69455控制器、Seiko Epson公司的S1D1300系列、及Solomon Systech 1906。
對于MEMS干涉式調制器，所述行/列激勵協(xié)議可利用圖3所示的這些裝置的滯后性質。其可能需要例如一10伏的電位差來使一像素自弛豫狀態(tài)變形至受激勵狀態(tài)。然而，當電壓自該值降低時，在電壓降至低于2伏之前，像素不會弛豫。因而存在一電壓范圍(在圖3所示的實例中為約3V至約7V)，在該電壓范圍中存在一穩(wěn)定窗口，在該穩(wěn)定窗口內，裝置將保持處于其開始時所處的任何狀態(tài)。因此，行/列激勵協(xié)議可設計成在行選通期間，向所選通行中將被激勵的像素施加一約10伏的電壓差，并向將被弛豫的像素施加一接近0伏的電壓差。在選通之后，向像素施加一約5伏的穩(wěn)態(tài)電壓差，以使其保持處于行選通使其所處的任何狀態(tài)。在被寫入之后，在該實例中，每一像素均承受一處于3-7伏“穩(wěn)定窗口”內的電位差。該特性使圖1所示的像素設計在相同的所施加電壓條件下穩(wěn)定在一既有的激勵狀態(tài)或弛豫狀態(tài)。由于干涉式調制器的每一像素，無論處于激勵狀態(tài)還是弛豫狀態(tài)，實質上均是一由所述固定鏡及移動鏡所構成的電容器，因此，該穩(wěn)定狀態(tài)可在一滯后窗口內的電壓下得以保持而幾乎不消耗功率。如果鏡未在移動且所施加的電位固定，則基本上沒有電流流入像素。
在典型應用中，可通過根據(jù)第一行中所期望的一組受激勵像素確定一組列電極而形成一顯示幀。此后，將行脈沖施加于第1行的電極，從而激勵與所確定的列線對應的像素。此后，將所確定的一組列電極變成與第二行中所期望的一組受激勵像素對應。此后，將脈沖施加于第2行的電極，從而根據(jù)所確定的列電極來激勵第2行中的適當像素。第1行的像素不受第2行的脈沖的影響，且保持其在第1行的脈沖期間所設定的狀態(tài)?？砂错樞蛐苑绞綄θ肯盗械男兄貜痛诉^程，以形成所述幀。通常，通過以某一所需幀數(shù)/秒的速度連續(xù)地重復該過程來用新的顯示數(shù)據(jù)刷新及/或更新這些幀。還有很多種用于驅動像素陣列的行及列電極以形成顯示幀的協(xié)議為人們所熟知，且可與本發(fā)明一起使用。
圖4及圖5顯示一種用于在圖2所示的3×3陣列上形成一顯示幀的可能的激勵協(xié)議。圖4顯示一組可用于那些展現(xiàn)出圖3所示的滯后曲線的像素的可能的列及行電壓電平。在圖4所示實施例中，激勵一像素包括將相應的列設定至-Vbias，并將相應的行設定至+ΔV。使像素弛豫則是通過將相應的列設定至+Vbias并將相應的行設定至相同的+ΔV來實現(xiàn)。在那些行電壓保持為0伏的行中，像素穩(wěn)定于其最初所處的狀態(tài)，而與該列是處于+Vbias還是-Vbias無關。
圖5B為一顯示一系列施加至圖2所示的3×3陣列的行及列信號的時序圖，其將形成圖5A所示的顯示布置，其中受激勵像素為非反射性。在寫入圖5A所示的幀之前，像素可處于任何狀態(tài)，在該實例中，所有的行均處于0伏，且所有的列均處于+5伏。在這種狀態(tài)下，所有的像素穩(wěn)定于其現(xiàn)有的受激勵狀態(tài)或弛豫狀態(tài)。
在圖5A所示的幀中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受到激勵。為實現(xiàn)這一效果，在第1行的一“行時間”期間，將第1列及第2列設定為-5伏，將第3列設定為+5伏。此不會改變任何像素的狀態(tài)，因為所有像素均保持處于3-7伏的穩(wěn)定窗口內。此后，通過一自0伏上升至5伏然后又下降回至0伏的脈沖來選通第1行。由此激勵像素(1，1)和(1，2)并使像素(1，3)弛豫。陣列中的其他像素均不受影響。為將第2行設定為所期望狀態(tài)，將第2列設定為-5伏，將第1列及第3列設定為+5伏。此后，向第2行施加相同的選通脈沖將激勵像素(2，2)并使像素(2，1)和(2，3)弛豫。同樣，陣列中的其他像素均不受影響。類似地，通過將第2列和第3列設定為-5伏并將第1列設定為+5伏而對第3行進行設定。第3行的選通脈沖將第3行像素設定為圖5A所示的狀態(tài)。在寫入幀之后，行電位為0，而列電位可保持在+5或-5伏，且此后顯示器將穩(wěn)定于圖5A所示的布置。應了解，可對由數(shù)十或數(shù)百個行和列構成的陣列使用相同的程序。還應了解，用于實施行和列激勵的電壓的定時、順序及電平可在以上所述的一般原理內變化很大，且上述實例僅為實例性，任何激勵電壓方法均可與本發(fā)明一起使用。
按照上述原理運行的干涉式調制器的詳細結構可千變萬化。例如，圖6A-圖6C顯示移動鏡結構的三個不同實施例。圖6A為圖1所示實施例的剖面圖，其中一金屬材料條帶14沉積于正交延伸的支撐件18上。在圖6B中，可移動鏡僅在隅角處在系鏈32上附接至支撐件。在圖6C中，鏡14懸掛于一可變形的膜34上。由于鏡14的結構設計及所用材料可在光學特性方面得到優(yōu)化，且可變形層34的結構設計和所用材料可在所期望機械特性方面得到優(yōu)化，因此該實施例具有優(yōu)點。在許多公開文件中，包括例如第2004/0051929號美國公開申請案中，描述了各種不同類型干涉裝置的生產?？墒褂煤芏喾N人們所熟知的技術來制成上述結構，此包括一系列材料沉積、圖案化及蝕刻步驟。
上文所述并在第5,835,255號美國專利及第2004/0051929號美國專利公開案中所揭示(其揭示內容以引用方式并入本文中)的一般設計的干涉式調制器、及在圖6A-圖6C中所示的那些干涉式調制器在鏡14與16之間包含一空腔19，鏡14即穿過該空腔19相對鏡16運動。在某些實施例中，空腔19是通過形成一犧牲層并在處理過程的一后續(xù)階段中移除該犧牲層而形成，如下文所將更詳細說明。
在2004年9月27日提出申請且名稱為“用于具有氧化物阻擋層的干涉式調制器的裝置及方法(Device and Method for Interferometric Modulation HavingOxide-Stops)”的第60/613466號美國臨時申請案也揭示了用于制作干涉式調制器的制造技術，該臨時申請案的揭示內容以引用方式并入本文中。形成一犧牲層并將其蝕刻掉，以自主鏡/導體釋除副鏡/導體，由此形成一空腔并允許在其間移動。該蝕刻在本文中也稱作“釋放蝕刻”，因為撓性薄膜通過該蝕刻得到釋放，由此允許該薄膜撓曲。
如下文所更全面論述，固體XeF2是一種用于釋放蝕刻中的氣相蝕刻劑。因此，在下文說明中將固體XeF2稱作氣相蝕刻劑源，當然所屬領域的技術人員應了解，本發(fā)明并非僅限于此。在下文中還將更全面地說明用于提高XeF2釋放蝕刻的效率的方法設備。如下文所更詳細地論述，可由XeF2蝕刻的材料包括含有硅、鈦、鋯、鉿、釩、鉭、鈮、鉬及鎢的材料。
下文將簡要說明并在圖7A-圖7E中以剖面圖形式示意性地顯示在制作一干涉式調制器實施例的過程中的某些步驟。所示過程的某些實施例使用在所屬領域中習知的半導體制造技術，例如光刻法、沉積、掩膜、蝕刻及類似技術。沉積步驟包括“干式”方法(例如化學蒸氣沉積(CVD))及“濕式”方法(例如旋涂)。蝕刻步驟包括“干式”方法(例如等離子體蝕刻)及“濕式“方法。所屬領域的技術人員應了解，有許多種方法適用于制作光學調制器，下文所述的工藝僅是實例性工藝。
圖7A顯示在制作一干涉式調制器700的過程中的一階段，其中在一襯底720上形成一光學堆疊。該光學堆疊包含如上文所述的固定鏡或主鏡714。在某些實施例中，該光學堆疊進一步包含一透明導體-例如氧化銦錫層、及/或一支撐層-例如氧化硅層。某些實施例包括一金屬鏡，例如鉻、鋁、鈦及/或銀。其他實施例包括一電介質鏡。該光學堆疊是通過所屬領域中所習知的方法形成，例如通過沉積、圖案化、及蝕刻而形成。
在圖7B中，已在該光學堆疊及襯底720上形成一支撐層740。在所示實施例中，支撐層740包含一下部部分或“體“部分750及一上部層或”阻擋“部分760。下部部分750包含一可在一后續(xù)蝕刻步驟中移除的材料，例如鉬、硅、含硅的材料(例如氮化硅、氧化硅等)、鎢、及/或鈦。上部部分760包含一可耐受用于蝕刻下部部分750的蝕刻劑的材料，例如，諸如鋁、銀、鉻及/或鈦等金屬。在某些實施例中，上部部分760包含一介電材料，例如金屬氧化物及/或氧化鋁。在某些實施例中，下部部分750及上部部分760緩變。某些實施例不包含支撐層。
圖7C顯示在制作裝置700的過程中的一階段，其中支撐層的上部部分760已受到圖案化及蝕刻，從而形成一可變厚度的支撐層765并暴露出該支撐層的下部部分750的某些部分。該圖案化作業(yè)是使用所屬領域中所習知的任一方法來實施，例如使用光阻劑。在所示實施例中，支撐層的上部部分760中未被掩膜遮掩的區(qū)域受到蝕刻，而下部部分750的大部分則未受到蝕刻。
圖7D顯示一其中已在支撐層740上沉積一犧牲層710的階段。該犧牲層已受到圖案化、蝕刻及平面化，且在其中已形成支撐柱718。一第二鏡/上電極總成716已通過沉積、圖案化及蝕刻而形成于犧牲層710及支柱718上。犧牲層710包含一種可相對于其他暴露至所選蝕刻劑的材料受到選擇性蝕刻的材料。適用的材料及蝕刻劑將在下文中予以更詳細的論述。在某些較佳實施例中，犧牲層710含有鉬及/或硅。
圖7E顯示在蝕刻犧牲層710后的裝置700。在本文中將該蝕刻步驟稱作“犧牲蝕刻”及/或“釋放蝕刻”。用于進行釋放蝕刻的方法及程序將在下文中予以更詳細的論述。在所示實施例中，支撐層的下部部分750的某些部位也受到蝕刻。在某些實施例中，下部部分750受到部分蝕刻或完全不受蝕刻。在其他實施例中，支撐層740不包括下部部分750。在所示實施例中，通過移除犧牲層710及支撐層的下部部分750的某些部分而形成一空腔722。適用的蝕刻劑將在下文中予以更詳細的論述。在某些較佳實施例中，在犧牲蝕刻及/或釋放蝕刻中所用的蝕刻劑包含二氟化氙。不受任何理論約束地，據(jù)認為，XeF2為活性蝕刻物質F2氣體的氣體源。
在通常的溫度及壓力下，XeF2是一種晶態(tài)的固體，其在室溫下以約3.8托的蒸氣壓力升華(在25℃下為0.5kPa)。XeF2蒸氣無需產生等離子體即可蝕刻某些材料?？墒褂肵eF2蒸氣來蝕刻的材料包括硅、鉬、及鈦，這些材料可相對于包括二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、鋁及鉻在內的其他材料受到選擇性蝕刻。在環(huán)境溫度下，XeF2對鉬的豎直蝕刻速率約為50/s、對硅的豎直蝕刻速率約為350/s。相比之下，SiO2、Al及Al2O3基本不會受到XeF2蝕刻。蝕刻速率在所屬領域中為人們所熟知，如在例如IEEE J.Microelectromech.Syst.，1996，5(4)，262；IEEE J.Microelectromech.Syst.，1996，12(6)，761中所揭示。在某些實施例中，XeF2的分壓為約0.1托(13Pa)至約10托(1.3kPa)。工藝溫度是自環(huán)境溫度至約100℃。
圖8顯示一適用于實施一XeF2蝕刻步驟的設備800。設備800包括一其中容裝有XeF2晶體的XeF2容器812、一膨脹室814、一蝕刻室816及一真空源818。XeF2容器812通過一第一導管820及一第一閥門822流體連接至膨脹室814。膨脹室814又通過一第二導管824及一第二閥門826流體連接至蝕刻室816。蝕刻室816則通過一第三導管828及一第三閥門830流體連接至真空源818。
圖9參照圖8所示設備顯示一種使用XeF2來蝕刻一襯底的方法900。在步驟910中，將待蝕刻的一襯底或一批襯底(未顯示)載入蝕刻室816內。
在步驟920中，開啟第二及第三閥門826及830，從而將膨脹室814及蝕刻室816流體連接至真空源818，由此抽空膨脹室814及蝕刻室816。在步驟920中，XeF2容器812與膨脹室814之間的第一閥門822保持關閉。
在步驟930，關閉第二閥門826，并開啟第一閥門822。開啟第一閥門822會使XeF2蒸氣能夠自XeF2容器812充入膨脹室814。
在步驟940中，開啟膨脹室814與蝕刻室816之間的第二閥門826，并關閉第一閥門822及第三閥門830。開啟第二閥門826會使XeF2自膨脹室814傳遞至蝕刻室816，從而蝕刻蝕刻室816中的襯底。
步驟910-930中不進行蝕刻，因而會消耗時間，從而降低設備800的產量。在某些實施例中，與XeF2容器812、膨脹室814、蝕刻室816及真空源818流體連接的導管(820、824及828)及閥門(822、826及828)還會降低設備800的一個或多個質量及/或流體運送特性。
圖10A-圖10C所示的設備1000的一實施例允許固體XeF2及待蝕刻的襯底在蝕刻步驟期間緊密靠近地位于同一室內。圖10A顯示一包含內側壁1012的蝕刻室1010，內側壁1012在蝕刻室1010中界定一中央或主空腔1014。圖10A包含室1010的一剖切視圖，其顯示復數(shù)個設置于中央空腔1014內一襯底支撐件1018上的待蝕刻襯底1016。在所示實施例中，蝕刻室1010基本為圓柱形；然而，所屬領域的技術人員應了解，蝕刻室1010可具有任意適當?shù)男螤睢?br> 圖10D顯示一蝕刻室1010′的一實施例的俯視圖，其中該蝕刻室的內側壁1012′與襯底支撐件1018′的尺寸及形狀基本一致，而襯底支撐件1018′的尺寸及形狀又與襯底1016′的尺寸及形狀基本相同。在所示實施例中，襯底基本呈矩形。所屬領域的技術人員應了解，也可具有其他配置。圖10E為蝕刻室1010′的剖面圖。在所示實施例中，蝕刻室1013′的頂部與側壁1012′一起界定中央空腔1014′。在某些實施例中，中央空腔1014′的幾何形狀配置成可提高在其中實施的蝕刻步驟的效率。例如，在所示實施例中，如果蝕刻室1013′的頂部與襯底1016′之間的距離相對較小，則蝕刻室1014′的空間將不足以容納可有效率地蝕刻襯底1016′的足夠數(shù)量的蝕刻劑，例如XeF2蒸氣。另一方面，如果蝕刻室1013′的頂部與襯底1016′之間的距離相對較大，則來自1013′頂部附近的XeF2蒸氣擴散至襯底1016′將需要很長的時間。圖10D及圖10E所示的蝕刻室1010′配置成每次蝕刻單個襯底。在其他實施例中，蝕刻室配置成同時處理復數(shù)個襯底。所屬領域的技術人員應了解，蝕刻室的尺寸將取決于多種因素，包括襯底的尺寸、待蝕刻的材料的數(shù)量、在蝕刻室中實施的其他工藝的性質。在某些實施例中，蝕刻室的橫向尺寸(例如長度及寬度)比襯底的尺寸大最高約20％。例如，某些實施例對于一100mm直徑的襯底提供一長度及/或寬度自大于約100mm至約120mm的蝕刻室1010′。其他實施例則對于一370mm×470mm的襯底，提供一尺寸為自大于約370mm至約450mm乘以自大于約470mm至約570mm的蝕刻室1010′。在某些實施例中，蝕刻室的橫向尺寸(例如長度及寬度)比襯底的尺寸大最高約10％。
重新參見圖10A-圖10C，蝕刻室1010視需要包括一個或多個適用于實施其他處理任務的組件，例如適用于實施沉積、圖案化、蝕刻、測試、封裝及類似處理任務(未圖示)的組件。在某些實施例中，襯底托架1018包括可選器件，例如包括加熱器、一個或多個平移臺、及/或在所屬領域中習知的適用于處理襯底1016的其他器件。
在某些實施例中，蝕刻室1010的內側壁1012及/或其中所封閉的組件包含一種或多種不會受到或很微弱地受到XeF2蝕刻的材料。這些材料包括但不限于不銹鋼、鋁、鎳、鎳合金、蒙乃爾高強度耐蝕鎳銅合金(monel)、耐蝕鎳基合金(hastelloy)、玻璃、石英玻璃、氧化鋁、藍寶石、聚合物樹脂、聚丙烯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯(Teflon)、聚三氟氯乙烯(Kel-F，Tefzel)、全氟彈性體(例如Kalrez)、及其合金、混合物、共聚物及組合物。組件包括窗口、襯底平臺1018、及下文所述的其他組件。在某些實施例中，使用其他材料。例如，在某些實施例中，一個或多個組件會受到XeF2影響并可予以丟棄及/或更換。
返回圖10A，所示設備1000還包括一吹掃系統(tǒng)1020，吹掃系統(tǒng)1020通過一吹掃入口1022及一吹掃出口1024流體連接至蝕刻室1010。一吹掃氣體源1026通過線1028及入口閥門1030流體連接至吹掃入口1022。吹掃氣體為所屬領域中習知的任一種合適的吹掃氣體，例如氮氣、氦、氬、氖、及其組合。吹掃氣體源為所屬領域中所習知的任一種源，例如壓縮氣瓶、氣體發(fā)生器、液化的氣體、及類似氣體源。在某些實施例中，吹掃氣體包含另一種氣體。吹掃出口1024通過出口閥門1034及管線1032流體連接至真空源(未圖示)。在某些實施例中，吹掃系統(tǒng)不包含吹掃出口。例如，在這些實施例中的某些實施例中，入口閥門1030及出口閥門1034流體連接至一集管(未圖示)，且所述集管流體連接至吹掃入口1022。
設備1000還配備有一開口(未圖示)，襯底1016即通過該開口載入設備1000中及自設備1000卸載。該開口為所屬領域中所習知的任一類型，例如蝕刻室1010與一處理室(未圖示)之間的閘閥。
在所示實施例中，固體蝕刻劑(例如固體XeF2)容納于一安裝至蝕刻室1010的蝕刻劑容納單元1035中。所示設備1000包括一個蝕刻劑容納單元1035。其他實施例包括復數(shù)個蝕刻劑容納單元。在所示實施例中，蝕刻劑單元1035配備有一平移裝置1036，平移裝置1036包括軌道1040、波紋管1042、一嚙合一帶螺紋的耦合器(未圖示)的帶螺紋的軸(未圖示)、及一可轉動的控制裝置1044。所示平移裝置1036進一步包括一設置于波紋管1042內的臂(未圖示)。轉動可轉動的控制裝置1044，即會使所述帶螺紋的軸在所述帶螺紋的耦合器中轉動，從而使所述臂平移(伸出或縮回)。在所示實施例中，波紋管1042可壓縮或擴展以容納該平移。所屬領域的技術人員應了解，其他機構也適用于平移裝置1036，例如縮放儀、齒條和齒輪、活塞和活塞缸、軌道、及類似機構。其他機構包括馬達、步進馬達、螺線管、氣動裝置、及/或液壓裝置。在其他實施例中，該運動為轉動運動，如下文所更詳細說明，或者該運動具有所屬領域中所習知的另一類型的運動。在某些實施例中，平移裝置1036是自動進行的，例如使用一計算機及/或微處理器(未圖示)進行控制。在某些實施例中，所述計算機及/或微處理器還控制設備的其他功能，例如吹掃系統(tǒng)、襯底加載、襯底卸載、及/或加載固體XeF2。
蝕刻劑容納單元1035包含一入口孔1038。入口孔1038包括一貫穿的通道，該通道通向其中的一開放的內部區(qū)域1039內。在所示實施例中，入口孔1038還包括一門1050，門1050提供進入所述入口孔的內部區(qū)域1039的入口。在某些實施例中，門1050是自動的，從而允許自動地加載XeF2。在所示實施例中，固體XeF2通過門1050加載至XeF2單元1035內。在某些實施例中，開放的內部區(qū)域1039流體連接至一吹掃系統(tǒng)，例如一吹掃氣體源及/或真空源(未圖示)。該吹掃系統(tǒng)可在例如固體XeF2加載至XeF2單元1035內時使用。
在圖10A中還通過入口孔1038中的一剖切圖的形式顯示一用于支撐固體XeF2的模塊1052。在圖10B中提供了模塊1052的放大圖。在所示實施例中，模塊1052包括一支撐固體XeF2樣品1054的平臺1056。平臺1056緊固至一桿體1058，而桿體1058又緊固至平移裝置1036的臂上。因此，平移裝置1036能夠對上面支撐有固體XeF21054的模塊1052進行縱向定位。
在圖10A中，模塊1052處于縮回位置，其位于入口孔1038的內部區(qū)域1039內。模塊1052不是設置于室1010的中央空腔1014中。在所示實施例中，入口孔1038與室1010的中央空腔1014隔離，以使來自固體XeF21054的蒸氣基本上包含于入口孔1038內而不會進入室1010的中央空腔1014中。在所示的縮回位置中，固體XeF21054通過門1050加載于模塊1052上。
在圖10B所示的模塊1052的一實施例中，固體XeF21054支撐于平臺1056上。在所示實施例中，一面板1060緊固至平臺1056。面板1060的尺寸及形狀使其嚙合所述室的側壁1012中的一匹配開口(在圖10C中顯示為部件1062)。在某些實施例中，在縮回位置中，模塊1052基本與所述室的空腔1014密封開來。例如，在某些實施例中，面板1060及/或匹配開口1062包含一墊圈及/或密封件，所述墊圈及/或密封件有助于在模塊1052處于縮回位置時使XeF2及/或F2蒸氣基本不會進入室1010。在某些實施例中，模塊1052在處于縮回位置時并非與所述室的空腔1014基本密封開來。在某些實施例中，模塊1052包括一個或多個適用于(例如)使所述模塊保持在縮回位置及/或伸出位置的鎖定機構。合適的鎖定機構在所屬領域中眾所周知，例如在面板1060與所述室的側壁1012之間的閂鎖。在某些實施例中，鎖定機構受到自動控制，例如與平移裝置1036互鎖。
在模塊1052處于縮回位置時，面板1060在實體上將入口孔的內部區(qū)域1039與中央空腔1014隔離開。在所示實施例中，入口孔的內部區(qū)域1039具有相對較小的體積，因此質量運送特性相對較差。即使不存在面板1060，當模塊1052處于縮回位置時，XeF2蒸氣也會緩慢地擴散入中央空腔1014。在所示實施例中，即使不存在面板1060，在模塊1052處于縮回位置時，質量運送情形也會變換成空腔1014內XeF2的分壓達到平衡壓力3.8托需要很多分鐘至多個小時。
在圖10B所示實施例中，XeF2模塊1052的平臺1056不包含側壁或后壁，從而減少固體XeF21054與襯底1016之間的障蔽層數(shù)量。在其他實施例中，平臺1056包含一個或多個其中放置有固體XeF2的凹陷及/或匙狀區(qū)域。在某些實施例中，平臺1056包含一個或多個側壁及/或后壁。在某些實施例中，平臺1056包含一柵及/或網(wǎng)，從而通過增大固體蝕刻劑1054暴露至大氣中的表面積而改善穿過平臺1056的質量運送。在某些實施例中，所述平臺包含復數(shù)個支撐固體XeF21054的凸起區(qū)域，例如一具有波紋及/或凸起柵格的表面。在某些實施例中，平臺1056包含一加熱器。所屬領域的技術人員應了解，在其他實施例中，平臺1056具有不同的配置。
圖10C為通過室1010的側壁1012剖切的剖切圖，其顯示XeF2模塊1052處于伸出位置。在伸出位置上，XeF2模塊伸入所述室的中央空腔1014內。平移平臺1036經(jīng)過調節(jié)，以使支撐固體XeF21054的平臺1056穿過側壁1012中的一開口1062伸入室的中央空腔1014內，從而將襯底1016暴露至XeF2蒸氣。
在某些實施例中，在伸出位置上，模塊1052靠近襯底1016。在某些實施例中，模塊1052與襯底1016之間的距離不大于約1cm至約10cm。在其他實施例中，該距離不大于約0.5cm、2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm或9cm。例如，在某些其中待蝕刻的襯底不大于約300mm(8″)的實施例中，該距離不大于約2cm。在某些其中待蝕刻的襯底至少約為300mm的實施例中，該距離大于約5cm。在其他實施例中，模塊1052與襯底1016之間的距離為另一值。在所示實施例中，面板1060位于模塊1052與襯底1016之間。在其他實施例中，模塊1052與襯底1016的相對位置有所不同，例如模塊1052位于襯底上方或下方，或位于襯底的一側，因而面板1060不位于模塊1052與襯底1016之間。
所示實施例取消了固體XeF2與待蝕刻襯底之間的導管及/或管道，從而與圖8所示設備800相比，改良了質量的運送。此外，將固體XeF2設置于空腔1014內會使空腔1014中XeF2的的蒸氣壓力能夠迅速地平衡。
圖11A顯示一其中面板1160使用鉸鏈1164以可轉動方式附裝至平臺1156的模塊1152的一實施例的側視圖。當模塊1152處于伸出位置時，面板1160圍繞1164向下轉動，如圖11A中的實線所示。當模塊1152沿方向y縮回時，面板1160嚙合側壁(未圖示)中的開口，從而將面板1160轉入圖11A中的虛線所示的位置。
圖11B顯示一以可轉動方式自伸出位置(實線)移動至縮回位置(虛線)的模塊1152′的一實施例的俯視圖。在所示實施例中，模塊1152′包含一安裝至一樞點1166′的平臺1156′。一面板1160′安裝至平臺1156′的一邊緣上。固體XeF21154′支撐于平臺1156′上。在伸出位置上，XeF21154′位于蝕刻室的空腔1114′內。當模塊1152′轉入縮回位置時，面板1160′抵靠室的內側壁1112′密封，從而使XeF21154′與空腔1114′隔離。
圖11C顯示一使用鉸鏈1164′以可轉動方式安裝至室的內側壁1112′上的面板1160′的一實施例的側視圖。在所示實施例中，模塊1152″不包含面板。當模塊1152″處于縮回位置時，一彈簧1168″使面板1160″保持處于閉合位置。當模塊1152″伸出時，平臺1156″靠在面板1160″上并打開面板1160″，從而使平臺1156″及XeF21154″能夠伸入空腔1114″內。在其他實施例中，面板1160″通過另一構件保持處于閉合位置上，例如通過一與使模塊1152″伸出及縮回的機構一致工作及/或互鎖的機構。所屬領域的技術人員應了解，面板與側壁之間可采用其他布置，例如圍繞一垂直于面板及側壁的軸線轉動，或者其中面板抵靠蝕刻室的外側壁密封。在其他實施例中，面板通過滑動而非轉動來擋住及露出側壁中的開口。某些實施例包含復數(shù)個面板。在某些實施例中，該模塊裝設于蝕刻室的頂部或底部上。在某些實施例中，該設備包含復數(shù)個模塊。
圖11D顯示一包含復數(shù)個平臺1156及面板1160的轉臺1070。所示轉臺1070包含四個平臺1156及面板1160，當然所屬領域的技術人員應了解，也可具有更多或更少的平臺及/或面板。所屬領域的技術人員還應了解，模塊與面板的數(shù)量不需要相等。所述轉臺可圍繞一軸線1072轉動。在使用中，將一預定的量的固體XeF2加載于一個或多個平臺1156上。將轉臺1070圍繞軸線1072轉動一預定的角度即會使平臺1156移動至蝕刻室的空腔1114內。在所示實施例中，面板1160轉動入一可封閉側壁轉動開口1162的位置。圖11D所示實施例適用于例如包含復數(shù)個蝕刻步驟的工藝中。所屬領域的技術人員應了解，上文所提供的實施例僅為實例性，且任意數(shù)量的機構均可適用于將固體蝕刻劑移入蝕刻室內。
圖12A以剖面圖形式顯示一包含一蝕刻室1210的設備1200，其中蝕刻室1210包含一襯底支撐件1218及一固體蝕刻劑容納區(qū)域1235。固體XeF21254設置于固體蝕刻劑容納區(qū)域1235中。在襯底支撐件1218與固體蝕刻劑容納區(qū)域1235之間設置有一可配置的間隔件1260。在所示實施例中，間隔件1260包含一組隔柵。關閉這些隔柵即可基本上防止蝕刻劑容納區(qū)域1235中的XeF2蒸氣到達襯底支撐件1218及上面所支撐的襯底1216。打開這些隔柵則可使XeF2蒸氣能夠蝕刻襯底1216。所屬領域的技術人員應了解，其他機構也適用于可配置的間隔件1260，例如一個或多個活門、閘閥、護柵及/或卷蓋、及類似機構。所屬領域的技術人員應了解，設備1200的實施例包括如上文所述的器件。
圖12B顯示一其中固體蝕刻劑容納區(qū)域1235′、可配置的間隔件1260′及固體XeF21254′設置于襯底支撐件1218′下方的設備1200′的一實施例。在所示實施例中，可配置的間隔件1260′包含一組活門。
圖13是一流程圖，其參照圖10A-10C所示的設備來顯示一種處理一襯底的方法的一實施例。所屬領域的技術人員應了解，其他設備也適用于實施該方法，包括本文所揭示的其他設備。在步驟1310中，將襯底1016加載至室1010內。視需要，在蝕刻室1010中對襯底1016實施一個或多個不使用XeF2的處理步驟。模塊1052處于縮回位置，由此將XeF21054密封于入口孔的內部區(qū)域1039內，并防止XeF2蒸氣進入空腔1014。具體處理步驟將取決于所制作的具體裝置、蝕刻室1010的配置及具體工藝流。適用的處理步驟的實例包括使用任一種與蝕刻室1010的配置相容的方法來沉積一層或薄膜，例如一犧牲層、掩膜、及/或結構層。適用的方法的實例包括旋涂、濺射、物理蒸氣沉積、化學蒸氣沉積、原子層沉積、分子束外延、及類似方法。其他處理步驟的實例包括使用除XeF2以外的蝕刻劑進行蝕刻、清洗、及類似步驟。
步驟1320為一蝕刻步驟。在步驟1320中，使用平移裝置1036使XeF2模塊1052伸入蝕刻室1010的中央空腔1014內，從而使襯底1016暴露至來自固體XeF21054的XeF2蒸氣。XeF2蒸氣蝕刻形成于襯底1016上的材料及/或結構，例如在制作MEMS裝置時形成的犧牲層。然后，模塊1052縮回入口孔1038內。
在某些實施例中，所述材料及/或結構是一在制作干涉式調制器時所使用的犧牲層。在某些實施例中，XeF2蝕刻包括如上文所述及在圖6A中所示的釋放副鏡/導體16的釋放蝕刻。在某些實施例中，XeF2蒸氣蝕刻在制作MEMS裝置(例如，干涉式調制器)中所用的另一種材料及/或結構。
某些實施例在蝕刻步驟中使用一預定量的固體XeF21054。固體XeF2的量是根據(jù)(例如)待蝕刻材料的類型及量來確定。例如，在某些實施例中，待移除的犧牲層的體積是已知的。因而，選擇足以蝕刻犧牲層的量的固體XeF21054。在某些實施例中，犧牲層的厚度是未知的。在某些實施例中，根據(jù)以往的經(jīng)驗或根據(jù)實驗來選擇固體XeF21054的量。在其他實施例中，將固體XeF21054的量選擇成使得基本上所有固體XeF2均升華，從而使所述室充滿分壓約為3.8托的XeF2蒸氣。所屬領域的技術人員應了解，這些實施例中所用的固體XeF2的量取決于許多種因素，包括空腔的體積及溫度。
在某些實施例中，監(jiān)測所述釋放蝕刻的進度并在預定的終點處結束所述蝕刻。在某些實施例中，所述監(jiān)測是以光學方式進行，例如在制作光學調制器時。所述監(jiān)測是使用任一合適的裝置來進行。在某些實施例中，所述監(jiān)測是通過蝕刻室1010中的一窗口進行。在其他實施例中，在蝕刻室1010內設置光學傳感器。在某些實施例中，監(jiān)測襯底的反射率。所屬領域的技術人員應了解，在制作光學調制器時，襯底的反射率將隨著釋放蝕刻的進行而變化。在某些實施例中，所述監(jiān)測是在一個或多個波長下進行。
某些實施例使用另一種類型的監(jiān)測，例如監(jiān)測蝕刻室中特定化合物的濃度。例如，在某些實施例中，監(jiān)測一種或多種蝕刻副產物的濃度。如上文所述，在某些實施例中，蝕刻副產物包括MoF6及/或SiF4。所屬領域的技術人員應了解，具體副產物將取決于各種因素，包括具體襯底的成分、以及在蝕刻設備1000的構造中所用的材料。在某些實施例中，使用所屬領域中所習知的任一種方法，例如使用紅外光譜學、UV-可見光光譜學、拉曼光譜學、及類似方法，以光譜方式監(jiān)測蝕刻副產物。在某些較佳實施例中，使用質譜學來監(jiān)測蝕刻副產物。在某些實施例中，以色譜方式，例如通過氣體色譜學、液體色譜學及類似方法來監(jiān)測蝕刻副產物。在某些實施例中，如上文針對監(jiān)測蝕刻副產物所述，監(jiān)測XeF2蒸氣的消失。
在某些實施例中，是監(jiān)測固體XeF21054，例如監(jiān)測重量、體積及/或外觀。
由于XeF2相對昂貴，因而在某些實施例中，加載于蝕刻室中的固體XeF21054的量使所有固體XeF21054在蝕刻步驟1320中基本耗盡。此外，在蝕刻步驟1320結束后剩余的未使用的固體XeF21054有可能被蝕刻過程的副產物(例如MoF6及/或SiF4)以及在正常使用中進入蝕刻室1010的污染物(例如有機污染物)污染。因此，在某些實施例中，不再使用在步驟1320結束后剩余的固體XeF2。
在某些例如其中待蝕刻的材料的量相對較少的實施例中，是在單次暴露中蝕刻待蝕刻的材料。XeF2模塊1052伸入室1010內并保留在其中，直至XeF2蒸氣自襯底1016上蝕刻掉待蝕刻的材料，例如一個或多個犧牲層。如上文所述，在某些實施例中，將固體XeF21054的量預先確定成在單個步驟中進行蝕刻且在蝕刻步驟1320中基本耗盡。因此，在這些實施例中，在蝕刻每一批襯底時不再向模塊1052添加額外的固體XeF2部分。
在其他例如其中待蝕刻的材料相對較大的實施例中，方法1300包含復數(shù)個蝕刻步驟1320，其中每一個步驟均包含使XeF2模塊1052伸入所述室的中央空腔1014內然后使模塊1052縮回入口孔1038內。在某些實施例中，在各次蝕刻步驟1320之間不再在模塊1052上補充固體XeF21054。
在其他實施例中，在可選的步驟1330中，在各次蝕刻步驟1320之間在模塊1052上補充固體XeF21054。在某些實施例中，模塊1052縮回入口孔1038內，在此處例如借助門1050向平臺1056添加額外的固體XeF21054。然后，模塊1052重新伸入所述室的中央空腔1014內，隨后進行另外的蝕刻。根據(jù)需要重復所述蝕刻及補充，直至達到所需的蝕刻程度。如上文所述，在某些實施例中。預先確定固體XeF2的總量，以減少XeF2的浪費。
在某些實施例中，蝕刻步驟1320自襯底1016上蝕刻掉一個層。在其他實施例中，蝕刻步驟1320自襯底1016上蝕刻掉復數(shù)個層。例如，某些制作圖6C所示裝置的實施例是在鏡14與16之間使用一第一犧牲層、在鏡14上使用一第二犧牲層。在某些實施例中，所述(一個或多個)層基本包含一種材料。在其他實施例中，所述(一個或多個)層包含復數(shù)種材料。在蝕刻復數(shù)個層的實施例中，在某些實施例中，所述層具有基本相同的成分。在其他實施例中，所述層中的至少一層具有不同的成分。
在某些實施例中，在步驟1320中所用的固體XeF2的量可控制蝕刻的程度。在可蝕刻材料的數(shù)量超過XeF2的量時，蝕刻會進行至XeF2基本耗盡為止。在某些實施例中，該方法蝕刻一可蝕刻材料的預定厚度。
在步驟1340中，對室1010進行吹掃。在某些實施例中，所述吹掃會使用吹掃系統(tǒng)1020自蝕刻室的中央空腔1014中除去蝕刻步驟1320的副產物。具體的蝕刻副產物取決于在步驟1320中所蝕刻的具體材料。在某些實施例中，蝕刻副產物是MoF6及/或SiF4。參照圖10A所示蝕刻室1010，某些實施例使用一抽吸/回充方法來吹掃空腔1014。開啟出口閥門1034，從而使所述室的空腔1014流體連接至真空源。在一預確定的點(例如時間或壓力)之后，關閉出口閥門1034并開啟入口閥門1030，從而將空腔1014充以吹掃氣體。在某些實施例中，將所述抽吸/回充程序重復一次或多次。在其他實施例中，通過開啟閥門1030及1034，使吹掃氣體通過吹掃入口1022自吹掃氣體源1026流入蝕刻室1010內、然后通過吹掃出口1024自蝕刻室1010流出至真空源1032。某些實施例不包含真空源，吹掃氣體是通過吹掃出口1024基本在環(huán)境壓力下自設備1000排出。合適的吹掃氣體在所屬領域中眾所周知，并可根據(jù)各種因素來選擇，這些因素包括具體的蝕刻副產物、在蝕刻步驟之前及/或之后進行的處理步驟、具體工藝流、其他成本、及類似因素。吹掃氣體的具體實例已在上文加以論述。在某些實施例中，是在已基本排空模塊1052中的所有固體XeF21054后對室1010進行吹掃。
某些實施例包含單個吹掃步驟1340。其他實施例使用復數(shù)個吹掃步驟。在某些實施例中，在完成對襯底的蝕刻后進行復數(shù)個吹掃步驟1340。如上文所述，某些實施例包含復數(shù)個蝕刻步驟1320。這些實施例中的某些實施例在兩次蝕刻步驟之間包含至少一個吹掃步驟1340。某些實施例在每一蝕刻步驟之間均包含一吹掃步驟1340。在某些實施例中，與其中在模塊1052中補充固體XeF2的步驟1330基本上同時地進行吹掃1340。
出于例解目的，參照圖12A所示設備對方法1300作如下說明。由于所述方法基本如上文所述，下文說明將著重于區(qū)別之處。在可選的步驟1310中，關閉可配置的間隔件1260并使襯底1216經(jīng)歷另一處理步驟。在步驟1320中，打開可配置的間隔件1260，使襯底1216暴露至由蝕刻劑容納區(qū)域1235中的固體XeF2形成的XeF2蒸氣。在可選的步驟1330中，為蝕刻劑容納區(qū)域1235補充固體XeF2。在步驟1340中，對室1210進行吹掃。
實例1根據(jù)美國公開申請案2004/0051929中所述的方法在一200mm直徑的玻璃襯底上制作處于圖7D所示階段的調制器陣列。犧牲層為鉬。將襯底加載至一內部尺寸為220mm×400mm×70mm的不銹鋼蝕刻室中的石英玻璃襯底支撐件上。該蝕刻室的底板配備有一石英玻璃窗口。該蝕刻室還配備有一通往質譜(MS)探測器的孔口及如圖10A-圖10C所示蝕刻劑單元。
通過抽空至10-2托然后在環(huán)境壓力下回充氮氣，將蝕刻室吹掃三次。將XeF2(8.5g，50mmol)加載至蝕刻劑單元上并使用氮氣吹掃該單元。然后將該模塊伸入蝕刻室內。通過所述窗口以光學方式監(jiān)測及使用MS監(jiān)測蝕刻進程。當襯底的顏色自灰色變至均勻的白色且通過MS所探測的MoF6的濃度穩(wěn)定時，蝕刻即告結束。
所屬領域的技術人員應了解，上文所述設備及制造工藝也可作出改變，例如添加及/或除去某些組件及/或步驟、及/或改變其次序。此外，本文所述方法、結構及系統(tǒng)也適用于制作其他電子裝置，包括其他類型的MEMS裝置，例如其他類型的光學調制器。
盡管上文的詳細說明已顯示、說明及指出了適用于不同實施例的本發(fā)明的新穎特征，然而應了解，所屬領域的技術人員可在形式及細節(jié)上對所例解的裝置或工藝作出各種刪略、替代及改動，此并不背離本發(fā)明的精神。應知道，由于某些特征可與其他特征相獨立地使用或付諸實踐，因而可在一并不提供本文所述的所有特征及優(yōu)點的形式內實施本發(fā)明。
權利要求
1.一種用于蝕刻的設備，其包括一蝕刻室及一蝕刻劑模塊，其中所述蝕刻劑模塊可在一縮回位置與一伸出位置之間移動，在所述縮回位置中，所述蝕刻劑模塊基本處于所述蝕刻室外，及在所述伸出位置中，所述蝕刻劑模塊基本處于所述蝕刻室內。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述蝕刻室含有不銹鋼。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其進一步包括一襯底支撐件。
4.根據(jù)權利要求3所述的設備，其進一步包括一經(jīng)配置以探測所述襯底支撐件上的一襯底的反射比的光學傳感器。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其進一步包括一面板，其中當所述蝕刻劑模塊處于所述縮回位置時，所述面板將所述蝕刻室與所述蝕刻劑模塊密封隔開。
6.根據(jù)權利要求1所述的設備，其進一步包括一吹掃系統(tǒng)。
7.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述模塊在所述伸出位置與所述縮回位置之間的運動是自動進行的。
8.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述蝕刻劑模塊包括一經(jīng)配置以支撐固體二氟化氙的平臺。
9.一種用于蝕刻的設備，其包括用于容裝一待蝕刻的襯底的構件；用于支撐所述襯底的構件；用于支撐一蝕刻劑的構件；及用于將所述支撐件及所述蝕刻劑模塊緊密靠近地定位于所述蝕刻室內的構件。
10.根據(jù)權利要求9所述的設備，其中所述容裝構件包括一蝕刻室。
11.根據(jù)權利要求9所述的設備，其中所述襯底支撐構件包括一用于上面形成有微機電裝置的所述襯底的支撐件。
12.根據(jù)權利要求9所述的設備，其中所述蝕刻劑支撐構件包括一蝕刻劑模塊。
13.根據(jù)權利要求9所述的設備，其中所述定位構件包括一平移裝置。
14.根據(jù)權利要求9所述的設備，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
15.一種用于蝕刻的設備，其包括一室、一用于一上面形成有一微機電系統(tǒng)裝置的襯底的支撐件、及固體二氟化氙，其中所述支撐件及所述固體二氟化氙設置于所述室內。
16.根據(jù)權利要求15所述的設備，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
17.一種用于蝕刻的設備，其包括一用于一上面形成有一微機電系統(tǒng)裝置的襯底的支撐件及固體二氟化氙，其中所述支撐件與所述固體二氟化氙足夠靠近以使由所述固體二氟化氙形成的一蒸氣蝕刻一含有一可蝕刻材料的襯底。
18.根據(jù)權利要求17所述的設備，其中所述支撐件與所述固體二氟化氙之間的距離不大于10cm。
19.一種制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法，其包括在一蝕刻室內設置一含有一可蝕刻材料的襯底，及在所述蝕刻室內設置一固體蝕刻劑，其中所述固體蝕刻劑形成一能夠蝕刻所述可蝕刻材料的氣相蝕刻劑。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
21.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述固體蝕刻劑包括固體二氟化氙。
22.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述可蝕刻材料包括鉬。
23.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述可蝕刻材料包括硅。
24.一種制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法，其包括在一蝕刻室內設置一襯底；使一蝕刻劑模塊伸入所述蝕刻室內，其中，一固體蝕刻劑支撐于所述蝕刻劑模塊上，及所述固體蝕刻劑形成一能夠蝕刻所述襯底上的一材料的氣相蝕刻劑；及使所述氣相蝕刻劑蝕刻所述材料。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
26.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述固體蝕刻劑包括固體二氟化氙。
27.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述襯底上的所述材料包括鉬或硅。
28.一種根據(jù)一方法制成的微機電系統(tǒng)裝置，所述方法包括在一蝕刻室內設置一含有一可蝕刻材料的襯底；及在所述蝕刻室內設置一固體蝕刻劑，其中所述固體蝕刻劑形成一能夠蝕刻所述可蝕刻材料的流體蝕刻劑。
29.根據(jù)權利要求28所述的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
30.根據(jù)權利要求28所述的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述固體蝕刻劑包括固體二氟化氙。
31.根據(jù)權利要求28所述的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述可蝕刻材料包括鉬。
32.根據(jù)權利要求28所述的微機電系統(tǒng)裝置，其中所述可蝕刻材料包括硅。
33.一種制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法，其包括在一蝕刻室內提供固體二氟化氙；在所述蝕刻室內支撐一含有一可蝕刻材料的襯底；及使用一由所述固體二氟化氙產生的蒸氣自所述襯底蝕刻所述可蝕刻材料。
34.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
35.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中所述可蝕刻材料包括鉬或硅。
36.一種制作一微機電系統(tǒng)裝置的方法，其包括在所述蝕刻室內支撐一含有一可蝕刻材料的襯底；及將固體二氟化氙定位成足夠靠近所述襯底以使一由所述固體二氟化氙形成的蒸氣蝕刻所述可蝕刻材料。
37.根據(jù)權利要求36所述的方法，其中所述微機電系統(tǒng)裝置包括一光學調制器。
38.根據(jù)權利要求36所述的方法，其中所述可蝕刻材料包括鉬或硅。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于制造MEMS裝置的設備及方法。所揭示設備的一個方面提供一種襯底，所述襯底包含一暴露至一固態(tài)蝕刻劑的可蝕刻材料，其中所述襯底及所述固態(tài)蝕刻劑設置于一蝕刻室中。在某些實施例中，所述固態(tài)蝕刻劑移動至緊靠所述襯底的位置。在其他實施例中，在所述襯底與所述固態(tài)蝕刻劑之間開有一可配置的間隔件。所述固態(tài)蝕刻劑形成一適用于蝕刻所述可蝕刻材料的氣相蝕刻劑。在某些較佳實施例中，所述固態(tài)蝕刻劑是固體二氟化氙。所述設備及方法可在制作光學調制器時有利地用于實施一釋放蝕刻。
文檔編號G02B26/00GK1755479SQ20051010344
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月15日 優(yōu)先權日2004年9月27日
發(fā)明者菲利浦·D·弗洛伊德, 威廉·J·卡明斯 申請人:Idc公司