JP2010521318A - Ｍｅｍｓのエッチングを行うための機器および方法 - Google Patents

Abstract

永久的ＭＥＭＳ構造間からより効率的なエッチングにより犠牲材料を取り除くためのエッチングの機器および方法が、本明細書に開示されている。エッチングヘッドは、溝形状であるか、または導入口を細長く分布させた形状であるものとしてよい、細長いエッチャント導入口構造を備える。基材は、基材面に対し実質的に平行な流路を定め、エッチングヘッドの相対運動で基材上を走査できるように、エッチングヘッドの近くで支持される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、２００７年２月２０日に出願した米国出願第６０／８９０，８２４号の利益を主張するものである。

本出願は、一般的には、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスに関し、より具体的には、犠牲層をエッチングしてＭＥＭＳ内にキャビティを定めるための機器および方法に関する。

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、および電子回路を備える。微小機械要素は、蒸着、エッチング、および／またはエッチングにより基材および／または蒸着材料層の一部を取り去る、または層を加えて電気および電気機械デバイスを形成する他のマイクロマシニングプロセスを使用して製作されうる。ＭＥＭＳデバイスの一種に、干渉変調器と呼ばれるものがある。本明細書で使用されているように、干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して光を選択的に吸収し、および／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施形態において、干渉変調器は、一対の伝導プレートを備え、その一方または両方とも、全部または一部が透明性および／または反射性を有し、適切な電気信号が印加されると相対運動を行うことができる。特定の一実施形態では、一方のプレートは、基材上に蒸着された固定層を備え、他方のプレートは、エアギャップにより固定層から分離された金属膜を備えうる。本明細書でさらに詳しく説明されるように、一方のプレートの他方のプレートに対する位置が、干渉変調器に入射する光の光学干渉を変化させうる。このようなデバイスにはさまざまな用途があり、当業界において、これらの種類のデバイスの特徴を既存製品の改善およびまだ開発されていない新製品の製作に活用できるように、これらの種類のデバイスの特性を利用しおよび／または修正することは有益なことであろう。

米国出願第６０／８９０，８２４号明細書

永久的ＭＥＭＳ構造間からより効率的なエッチングにより犠牲材料を取り除くためのエッチングの機器および方法が、本明細書に開示されている。エッチングヘッドは、溝形状であるか、または導入口を細長く分布させた形状であるものとしてよい、細長いエッチャント導入口構造を備える。基材は、基材面に対し実質的に平行な流路を定め、エッチングヘッドの相対運動で基材上を走査できるように、エッチングヘッドの近くで支持される。

一実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスをエッチングするための方法を提供し、この方法は、犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを基材上に形成する段階と、気相エッチャントを含むガス流を、細長いエッチングガス導入口を通じてＭＥＭＳデバイスの表面に向けて導く段階と、間から犠牲材料の少なくとも一部を選択的にエッチングして取り除く段階と、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階とを含む。

いくつかの実施形態では、犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを基材上に形成する段階は、２つの電極の間に犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを基材上に形成する段階を含む。

いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、不活性ガスを流す段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、実質的に層流である流れを発生する段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、二フッ化キセノンを供給する段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、ＭＥＭＳデバイスの表面の法線方向にガス流を流す段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、ＭＥＭＳデバイスの表面に対し実質的に平行にガス流の少なくとも一部を導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を細長いエッチングガス導入口に通して導く段階は、ガス流を溝形状のノズルに通して導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を溝形状のノズルに通して導く段階は、ガス流をガスカーテンノズルに通して導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を細長いエッチングガス導入口に通して導く段階は、ガス流を複数の開口に通して導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を細長いエッチングガス導入口に通して導く段階は、ガス流を少なくとも基材の寸法ほどの長さの細長いガス導入口に通して導く段階を含む。

いくつかの実施形態では、選択的にエッチングする段階は、ＭＥＭＳデバイス内にキャビティを形成する段階を含む。

いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階は、エッチングガス導入口の長さ方向に直交する方向にエッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階を含む。いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階は、単一パスでＭＥＭＳデバイスをエッチングして犠牲材料を実質的に完全に取り除く段階を含む。いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階は、エッチングガス導入口の下で基材を前後に走査する段階を含む。

いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階とエッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階とは、同時期に実行される。

いくつかの実施形態は、さらに、ガス流を導いた後に１つまたは複数の排気口を通じてガス流の少なくとも一部を引き出す段階を含む。

他の実施形態では、第１の流れ誘導面と第２の流れ誘導面との間に形成されているエッチングガス導入口を備える、第１の流れ誘導面と第２の流れ誘導面に対し実質的に垂直の方向にエッチングガスを導くように動作可能な、エッチングヘッドと、所定の高さにエッチングガス導入口の近くの基材を支持する段階とその上に載せられている基材をエッチングヘッドに相対的に移動する段階とを同時に行うように動作可能であって、第１および第２の流れ誘導面がエッチングガス導入口からのガスの流れを基材に対し実質的に平行な方向に誘導するように寸法を定められ、構成されている基材支持材とを具備する、エッチングシステムを実現する。

いくつかの実施形態では、第１および第２の流れ誘導面および所定の高さにより、約１０：１より大きいアスペクト比を持つ活性エッチングゾーンが定められる。

いくつかの実施形態では、エッチングヘッドは、さらに、少なくとも１つの排気口を備え、第１および第２の流れ誘導面のうちの一方が、少なくとも１つの排気口とエッチングガス導入口との間に配置される。いくつかの実施形態は、第１の排気口および第２の排気口を備える。

いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口は、細長くなっている。

他の実施形態では、縦軸を含むエッチングヘッドと、縦軸に平行に延びる、エッチングヘッド上に形成された第１の流れ誘導面と、縦軸に平行に延びる、第１の流れ誘導面に隣接して形成されたエッチングガス導入口とを備え、流れ誘導面は、エッチングガス導入口からエッチングガスの少なくとも一部を導き直し、流れガイド面に対し実質的に平行なエッチングガスの流れを形成するように寸法を定められ、構成される、エッチングシステムを実現する。

いくつかの実施形態は、さらに、縦軸に平行に延びる、エッチングヘッド上に形成された第２の流れガイド面を備え、エッチングガス導入口は、第１の流れ誘導面と第２の流れ誘導面との間に形成される。

いくつかの実施形態では、第１の流れ誘導面および第２の流れ誘導面は一緒に、実質的に平坦な表面的を定める。

いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口は、縦軸にそって細長くなっている。

他の実施形態では、第１の側面と第２の側面とを定める第１の方向に延びる、細長いエッチングガス導入口と、細長いエッチングガス導入口に平行で、そこから第１の側面上に相隔てて並ぶ第１の細長い排気口と、細長いエッチングガス導入口に平行で、そこから第２の側面上に相隔てて並ぶ第２の細長い排気口と、細長いエッチングガス導入口に流体接続された気相エッチャントの供給源と、第１および第２の溝に流体接続された真空源とを備えるエッチング装置を実現する。

いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口は、エッチャント流ギャップを定めるガスカーテンノズルを備える。

いくつかの実施形態では、第１および第２の排気口は、それぞれ、第１のパージギャップおよび第２のパージギャップをそれぞれ定める細長い溝を備える。

いくつかの実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスをエッチングするための方法を提供し、この方法は、犠牲材料を含む、基材の表面上に形成されるＭＥＭＳデバイスを備える基材を形成する段階と、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階と、気相エッチャントを含むガス流を、エッチングガス導入口を通じてＭＥＭＳデバイスの表面に向けて導く段階と、ＭＥＭＳから犠牲材料の少なくとも一部を選択的にエッチングして取り除く段階とを含む。

いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイスを含む基材を形成する段階は、２つの電極の間に配置されている犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを含む基材を形成する段階を含む。

いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、不活性ガスを含むガス流を導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、実質的に層流である流れを有するガス流を導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、二フッ化キセノンを含むガス流を導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、ＭＥＭＳデバイスの表面の法線方向にガス流を流す段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、ＭＥＭＳデバイスの表面に対し実質的に平行にガス流の少なくとも一部を導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流をエッチングガス導入口に通して導く段階は、ガス流を細長いエッチングガス導入口に通して導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を細長いエッチングガス導入口に通して導く段階は、ガス流を溝形状のノズルに通して導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を溝形状のノズルに通して導く段階は、ＭＥＭＳデバイスの表面の近くに細長いエッチングガス導入口の縦軸の実質的全体を位置決めする段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を溝形状のノズルに通して導く段階は、ガス流をガスカーテンノズルに通して導く段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流を細長い導入口に通して導く段階は、ガス流を少なくとも基材の寸法ほどの長さの細長いガス導入口に通して導く段階を含む。

いくつかの実施形態では、選択的にエッチングする段階は、ＭＥＭＳデバイス内にキャビティを形成する段階を含む。

いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階は、エッチングガス導入口の長さ方向に直交する方向にエッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階を含む。いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階は、エッチングガス導入口の下で基材を走査する段階を含む。

いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階とエッチングガス導入口および基材を相対的に移動する段階とは、同時期に実行される。

いくつかの実施形態は、さらに、少なくとも１つの排気口を通じてガス流の少なくとも一部を引き出す段階を含む。いくつかの実施形態では、ガス流の少なくとも一部を引き出す段階は、さらに、エッチング副産物を引き出す段階を含む。

いくつかの実施形態では、エッチングシステムであって、縦軸を含むエッチングヘッド、エッチングガス導入口、および第１の流れ誘導面を備え、第１の流れ誘導面は、エッチングガス導入口の第１の側面に配置され、エッチングヘッドは、エッチングガス導入口から外へエッチングガスを導くように動作可能であり、またエッチングシステムは、所定の高さにエッチングガス導入口の近くの基材を支持する段階とその上に載せられている基材をエッチングヘッドに相対的に平行移動する段階とを同時に行うように動作可能であって、第１の流れ誘導面がエッチングガス導入口からのガスの流れを基材に対し実質的に平行な方向に誘導するように寸法を定められ、構成されている基材支持材を備える、エッチングシステムを実現する。

いくつかの実施形態では、第１の流れ誘導面および所定の高さにより、約１０：１より大きいアスペクト比を持つ活性エッチングゾーンが定められる。

いくつかの実施形態では、エッチングヘッドは、さらに、第１の排気口を備え、第１の流れ誘導面が、第１の排気口とエッチングガス導入口との間に配置される。いくつかの実施形態では、エッチングヘッドは、さらに、第２の排気口を備え、第２の流れ誘導面が、エッチングガス導入口の第２の側面上、および第２の排気口とエッチングガス導入口との間に配置される。

いくつかの実施形態では、第１の排気口は、エッチングヘッドの縦軸に実質的に平行な細長い溝を備える。いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口は、エッチングヘッドの縦軸に実質的に平行な細長い溝を備える。

いくつかの実施形態では、第１の側面と第２の側面とを定める第１の方向に延びる、細長いエッチングガス導入口と、細長いエッチングガス導入口に平行で、そこから第１の側面上に相隔てて並ぶ第１の細長い排気口と、細長いエッチングガス導入口に平行で、そこから第２の側面上に相隔てて並ぶ第２の細長い排気口と、細長いエッチングガス導入口に流体接続された気相エッチャントの供給源と、第１および第２の排気口に流体接続された真空源とを備えるエッチング装置を実現する。

いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口は、エッチャント流ギャップを定めるガスカーテンノズルを備える。

いくつかの実施形態では、第１および第２の排気口は、それぞれ、第１のパージギャップおよび第２のパージギャップをそれぞれ定める細長い溝を備える。

いくつかの実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスをエッチングするための方法を提供し、この方法は、犠牲材料を含む、基材の表面上に形成されるＭＥＭＳデバイスを有する基材を形成する段階と、気相エッチャントを含むガス流を、エッチングガス導入口を通じてＭＥＭＳデバイスに導く段階と、気相エッチャントで犠牲材料の少なくとも一部を選択的にエッチングして取り除く段階と、少なくとも１つの排気口を通じて、ガス流を導くのと同時に、ガス流の少なくとも一部を引き出す段階とを含む。

いくつかの実施形態では、ＭＥＭＳデバイスを含む基材を形成する段階は、２つの電極の間に配置されている犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを含む基材を形成する段階を含む。

いくつかの実施形態では、ガス流を導く段階は、ガスカーテンノズルに通してガス流を導く段階を含む。

第１の干渉変調器の可動反射層が弛緩位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層が作動位置にある干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部を示す等角図である。 ３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスの一実施形態を例示するシステムブロック図である。 図１の干渉変調器の例示的な一実施形態について可動鏡位置と印加電圧の関係を示す図である。 干渉変調器ディスプレイを駆動するために使用されうる一組の行と列の電圧を例示する図である。 図２の３×３干渉変調器ディスプレイ内の表示データの例示的な１つのフレームを示す図である。 図５Ａのフレームを書き込むために使用されうる行と列の信号に対する例示的な１つのタイミング図を示す図である。 複数の干渉変調器を備える画像表示デバイスの一実施形態を例示するシステムブロック図である。 複数の干渉変調器を備える画像表示デバイスの一実施形態を例示するシステムブロック図である。 図１のデバイスの断面図である。 干渉変調器の代替え実施形態を示す断面図である。 干渉変調器の他の代替え実施形態を示す断面図である。 干渉変調器のさらに他の代替え実施形態を示す断面図である。 干渉変調器の追加の代替え実施形態を示す断面図である。 図７Ａに例示されているリリースされた干渉変調器に対応するリリースされていない干渉変調器の実施形態の断面を示す図である。 図７Ｂに例示されているリリースされた干渉変調器に対応するリリースされていない干渉変調器の実施形態の断面を示す図である。 図７Ｃに例示されているリリースされた干渉変調器に対応するリリースされていない干渉変調器の実施形態の断面を示す図である。 図７Ｄに例示されているリリースされた干渉変調器に対応するリリースされていない干渉変調器の実施形態の断面を示す図である。 図７Ｅに例示されているリリースされた干渉変調器に対応するリリースされていない干渉変調器の実施形態の断面を示す図である。 比較的大きなＭＥＭＳアレイの電極間で犠牲エッチングを行うためのソークアンドバックフィルエッチングデバイスの一実施形態の概略を示す図である。 改善されたエッチングシステムの一実施形態を例示する概略斜視図である。 エッチングヘッドの近くに取り付けられている基材に関するエッチングヘッドの一実施形態の断面を示す略図である。 エッチングヘッドの代替え実施形態を示す概略底面図である。 エッチングヘッドの代替え実施形態を示す概略底面図である。 エッチングヘッドの代替え実施形態を示す概略断面図である。 図１０Ａ〜１０Ｅに例示されているエッチングシステムを使用してリリースされていないＭＥＭＳをエッチングするための方法の一実施形態を示す流れ図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 図９に示されているシステムと類似のソークアンドバックフィルエッチングシステムにおいてエッチングされる試験基材を例示する図である。 単一のエッジングヘッドを備えるエッチングシステムの一実施形態の部分上面図である。 複数のエッジングヘッドを備えるエッチングシステムの一実施形態の部分上面図である。 一般的に円筒形状のエッチングヘッド１４１０の一実施形態の端部の上面図である。 一般的に円筒形状のエッチングヘッド１４１０の一実施形態の断面である。 垂直方向にテーパーの付いているエッチングヘッド１５１０の一実施形態の一部分の上面図である。 垂直方向にテーパーの付いているエッチングヘッド１５１０の一実施形態の断面である。 一般的に扁平の円錐形状のエッチングヘッド１６１０の一実施形態の正面図である。 一般的に扁平の円錐形状のエッチングヘッド１６１０の一実施形態の側面図である。

以下の詳細な説明は、本発明のいくつかの特定の実施形態を対象とするものである。しかし、本発明は、数多くの異なる方法で具現化されうる。この説明では、全体を通して類似の部分は類似の番号を指定される図面が参照される。以下の説明から明らかになるように、いくつかの実施形態は、動いている状態（例えば、ビデオ）であろう静止している状態（例えば、静止画）であろうと、またテキストであろうと画像であろうと、画像を表示するように構成されている任意のデバイスにおいて実装されうる。より具体的には、これらの実施形態は、限定はしないが、携帯電話、無線デバイス、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレイヤー、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、置き時計、電卓、テレビ受像機、フラットパネルディスプレイ、コンピュータ用モニター、自動車用ディスプレイ（例えば、走行距離計ディスプレイなど）、コックピット制御装置類および／またはディスプレイ、カメラビューの表示（例えば、自動車内のリアビューカメラの表示）、電子写真、電子看板または標識、プロジェクタ、建築構造物、パッケージング、および美的構造物（例えば、宝石の画像表示）など、さまざまな電子デバイスで実装されうるか、または関連付けられうる。本明細書で説明されているのと似た構造のＭＥＭＳデバイスも、電子交換デバイスなど、非表示用途で使用されうる。

干渉変調器および他のＭＥＭＳを製造するための方法のいくつかの実施形態は、以下でさらに詳しく説明されるように、キャビティを形成し、ＭＥＭＳのいくつかのコンポーネントの運動を許容する１つまたは複数のステップを含む。永久的ＭＥＭＳ構造間からより効率的なエッチングにより犠牲材料を取り除くエッチング機器および方法が開示される。エッチングヘッドは、溝形状開口部および／または細長く分布させた複数の導入口を含みうる、細長いエッチャント導入口構造を備える。基材は、基材面に対し実質的に平行な流路を定め、エッチングヘッドの相対運動で基材上を走査できるように、エッチングヘッドの近くで支持される。

干渉ＭＥＭＳ表示要素を含む干渉変調器ディスプレイの一実施形態が図１に例示されている。これらのデバイスでは、ピクセルは、明状態か暗状態かのいずれかである。明（「オン」または「開」）状態では、表示要素は、入射可視光の大部分をユーザーに対して反射する。暗（「オフ」または「閉」）状態の場合、表示要素は、入射可視光のごく一部しかユーザーに対して反射しない。実施形態に応じて、「オン」および「オフ」状態の光反射特性が逆転されうる。ＭＥＭＳピクセルは、もっぱら選択された色で反射するように構成され、白黒に加えてカラーでの表示も可能にできる。

図１は、画像表示の一連のピクセル中の２つの隣接するピクセルを示す等角図であり、それぞれのピクセルはＭＥＭＳ干渉変調器を備える。いくつかの実施形態では、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器を行と列に配置したアレイを備える。それぞれの干渉変調器は、互いから可変の制御可能な距離のところに位置決めされた一対の反射層を備え、少なくとも１つの可変の寸法を有する共鳴光学ギャップを形成する。一実施形態では、反射層の１つが２つの位置の間で移動できる。本明細書では弛緩位置と称される、第１の位置において、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的大きな距離のところに位置決めされる。本明細書では作動位置と称される、第２の位置において、可動反射層は、部分反射層のより近くに隣接して位置決めされる。２つの相から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて非破壊的にまたは破壊的に干渉し、それぞれのピクセルについて全反射または非反射のいずれかの状態を引き起こす。

図１のピクセルアレイの示されている部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａおよび１２ｂを備える。左の干渉変調器１２ａにおいて、可動反射層１４ａは、部分反射層を含む、光学スタック１６ａから所定の距離のところの弛緩位置に例示されている。右の干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは、光学スタック１６ｂに隣接する作動位置に例示されている。

光学スタック１６ａおよび１６ｂ（光学スタック１６と総称する）は、本明細書で参照されているように、典型的には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層、および透明誘電体を含みうる、複数の融合層を備える。光学スタック１６は、したがって、導電性、部分的透明性、および部分的反射性を有し、例えば、上記の層の１つまたは複数を透明基材２０上に蒸着することにより加工されうる。部分的反射層は、さまざまな金属、半導体、および誘電体などの部分的に反射するさまざまな材料から形成されうる。部分的反射層は、１つまたは複数の材料層から形成され、それらの層のそれぞれは、単一材料または複合材料から形成されうる。

いくつかの実施形態では、光学スタック１６の層は、平行に並ぶ複数のストリップにパターン形成され、以下でさらに説明されるように表示デバイス内の行電極を形成しうる。可動反射層１４ａ、１４ｂは、支柱１８の上に蒸着された（１６ａ、１６ｂの行電極に対し直交する）１つまたは複数の蒸着された金属層と支柱１８の間に蒸着された介在犠牲材料の一連の平行なストリップとして形成されうる。犠牲材料がエッチングで取り除かれると、可動反射層１４ａ、１４ｂは、定められたギャップ１９によって光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの導電性および反射性の高い材料は、反射層１４に使用され、それらのストリップは、表示デバイス内に列電極を形成しうる。

電圧が印加されない状態では、ギャップ１９は、可動反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間に残り、可動反射層１４ａは図１のピクセル１２ａによって例示されているように機械的に弛緩した状態になっている。しかし、電位差が、選択された行および別に適用されると、対応するピクセルにおける行および列電極の交差点に形成されるキャパシタは、充電され、静電気力が電極を引き寄せる。電圧が十分に高い場合、可動反射層１４は変形し、光学スタック１６に押し付けられる。光学スタック１６内の誘電体層（図１には示されていない）は、図１の右のピクセル１２ｂによって例示されているように、ショートするのを防ぎ、層１４と１６との間の分離距離を制御する。この挙動は、印加される電位差の極性に関係なく同じである。この方法で、反射ピクセル状態と非反射ピクセル状態とを制御できる行／列の作動は、多くの点で、従来のＬＣＤおよび他の表示技術で使用されるものと類似している。

図２から５Ｂは、表示用途において干渉変調器のアレイを使用するための例示的な一プロセスおよびシステムを示している。

図２は、本発明のいくつかの態様を組み込むことができる電子デバイスの一実施形態を例示するシステムブロック図である。例示的な実施形態において、電子デバイスは、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標） Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ ＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）などの汎用のシングルチップまたはマルチチップのマイクロプロセッサ、またはデジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラマブルゲートアレイなどの専用マイクロプロセッサとすることができるプロセッサ２１を備える。当業では通例のことであるが、プロセッサ２１は、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成されうる。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、Ｗｅｂブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または他のソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成されうる。

一実施形態では、プロセッサ２１は、さらに、アレイドライバ２２と通信するようにも構成される。一実施形態では、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイまたはパネル３０に信号を送る行ドライバ回路２４および列ドライバ回路２６を備える。図１に例示されているアレイの断面は、図２において線１−１によって示されている。ＭＥＭＳ干渉変調器では、行／列作動プロトコルは、図３に例示されているこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。これは、例えば、可動層を弛緩状態から作動状態に変形させるのに１０ボルトの電位差を必要とする場合がある。しかし、電圧が、その値から下がると、電圧が１０ボルト以下に低下しても可動層はその状態を維持する。図３の例示的な実施形態では、可動層は、電圧が２ボルトより低くなるまで完全に弛緩することはない。したがって、デバイスが弛緩状態または作動状態のいずれかにおいて安定している印加電圧のウィンドウがあり、図３に例示されている実施例では約３から７Ｖまでである。これは、「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と称される。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイでは、行／列作動プロトコルは、行のストロービング時に、作動されるストローブ(strobe)された行内のピクセルが約１０ボルトの電圧差に曝され、弛緩されるピクセルがゼロボルトに近い電圧差に曝されるように設計されうる。ストローブの後、ピクセルは、行ストローブで何らかの状態に入るが、その状態のままになるように約５ボルトの定常状態電圧差に曝される。書き込みが行われた後、それぞれのピクセルに、この実施例では３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差が現れる。この特徴により、図１に例示されているピクセル設計は、作動または弛緩のいずれかの前から存在している状態において同じ印加電圧条件の下で安定する。干渉変調器のそれぞれのピクセルは、作動状態であろうと弛緩状態であろうと、本質的に、固定および移動反射層によって形成されたキャパシタなので、この安定状態は、ほとんど電力消費のないままヒステリシスウィンドウ内のある電圧に維持できる。印加電位が固定されている場合には、ピクセル内に電流は本質的に一切流れ込まない。

典型的な用途において、表示フレームは、第１の行内の所望の一組の作動ピクセルに従って一組の列電極をアサートすることにより作成されうる。次いで、行パルスが行１電極に印加され、アサートされた列ラインに対応するピクセルを作動する。次いで、アサートされた一組の列電極は、第２の行内の所望の一組の作動ピクセルに対応するように変更される。次いで、パルスが行２電極に印加され、アサートされた列電極に従って行２内の適切なピクセルを作動する。行１ピクセルは、行２パルスの影響を受けず、行１パルス発生時に設定された状態のままである。これは、フレームを生成するために一連の行全体について順次的に繰り返すことができる。一般に、フレームは、所望の毎秒フレーム数でこのプロセスを継続的に繰り返すことにより新しい表示データを用いてリフレッシュされ、および／または更新される。表示フレームを生成するためにピクセルアレイの行および列電極を駆動するためのさまざまなプロトコルもよく知られており、本発明とともに使用されうる。

図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイ上に表示フレームを作成するために使用可能な１つの作動プロトコルを例示している。図４は、図３のヒステリシス曲線を示すピクセルに使用されうる可能な一組の行と列の電圧を例示している。図４の実施形態では、ピクセルを作動する段階は、適切な列を−Ｖ_ｂｉａｓに設定し、適切な行を＋ΔＶに設定する段階を伴うが、これらはそれぞれ、−５ボルトおよび＋５ボルトに対応しうる。ピクセルを弛緩する段階は、適切な列を＋Ｖ_ｂｉａｓに設定し、適切な行を同じ＋ΔＶに設定することにより行われ、ピクセル間にゼロボルトの電位差を生じる。行電圧がゼロボルトに維持される行では、ピクセルは、列が＋Ｖ_ｂｉａｓであろうと−Ｖ_ｂｉａｓであろうと関係なく元々置かれていた状態で、その状態が何であれ、安定する。また図４にも例示されているように、上述のと反対の極性の電圧を使用することができ、例えば、１つのピクセルは作動させる段階は、適切な列を＋Ｖ_ｂｉａｓに設定し、適切な行を−ΔＶに設定する段階を伴うことがあることは理解されるであろう。この実施形態では、ピクセルをリリース（解放）する段階は、適切な列を−Ｖ_ｂｉａｓに設定し、適切な行を同じ−ΔＶに設定することにより行われ、ピクセル間にゼロボルトの電位差を生じる。

図５Ｂは、作動ピクセルが反射しない場合に、結果として図５Ａに例示されているディスプレイ配列を構成する図２の３×３アレイに印加される一連の行および列の信号を示すタイミング図である。図５Ａに例示されているフレームを書き込む前には、ピクセルは任意の状態をとりえ、この実施例では、すべての行は０ボルトであり、すべての列は＋５ボルトである。これらの印加電圧では、すべてのピクセルは、その既存の作動または弛緩状態において安定している。

図５Ａのフレームでは、ピクセル（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、および（３，３）が作動される。これを実行するために、行１に対する「ライン時間」において、列１および２は−５ボルトに設定され、列３は＋５ボルトに設定される。こうしても、すべてのピクセルが３〜７ボルトの安定性ウィンドウ内に留まるので、どのピクセルの状態も変化しない。次いで、行１が、０から５ボルトまで上昇し、そしてゼロに戻るパルスによりストローブされる。これにより、（１，１）および（１，２）ピクセルが作動し、（１，３）ピクセルが弛緩される。アレイ内の他のピクセルは影響を受けない。行２を所望の値に設定するために、列２が−５ボルトに設定され、例１および３が＋５ボルトに設定される。次いで、行２に印加される同じストローブにより、ピクセル（２，２）が作動し、ピクセル（２，１）および（２，３）が弛緩する。ここでもまた、アレイの他のピクセルは影響を受けない。行３も、同様に、列２を３から−５ボルトに設定し、例１を＋５ボルトに設定することにより設定される。行３のストローブによって、行３ピクセルは図５Ａに示されているように設定される。フレームを書き込んだ後、行電位はゼロとなり、列電位は＋５または−５ボルトのいずれかのままとなり、次いで、ディスプレイは図５Ａの配列において安定する。数十または数百の行および列のアレイに対し同じ手順を使用できることは理解されるであろう。また、行および列の作動を実行するために使用されるタイミング、シーケンス、およびレベルは、上で概要を述べた一般原理の範囲内で大きく変更することができ、上記の実施例は例にすぎず、本明細書で説明されているシステムおよび方法とともに任意の作動電圧法が使用されうることは理解されるであろう。

図６Ａおよび６Ｂは、表示デバイス４０の一実施形態を例示するシステムブロック図である。例えば、表示デバイス４０は、セルラー方式電話または携帯電話とすることができる。しかし、表示デバイス４０の同じコンポーネントまたはそのわずかに異なる変更形態は、テレビおよびポータブルメディアプレイヤーなどのさまざまな種類の表示デバイスをも例示している。

表示デバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカー４５、入力デバイス４８、およびマイクロホン４６を備える。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当業者によく知られているようなさまざまな製造プロセスのどれかで形成される。それに加えて、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはこれらの組合せを含む、さまざまな材料で作ることができる。一実施形態では、ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、画像、もしくはシンボルを含む、他の取り外し可能な部分と交換できる取り外し可能な部分（図には示されていない）を備える。

例示的な表示デバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書で説明されているような、双安定ディスプレイを含む、さまざまなディスプレイのうちのどれであってもよい。他の実施形態では、ディスプレイ３０は、上で説明されているようなプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ ＬＣＤ、またはＴＦＴ ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、あるいは当業者によく知られているような、ＣＲＴまたは他の真空管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態を説明することを目的とするため、ディスプレイ３０は、本明細書で説明されているような、干渉変調器ディスプレイを含む。

例示的な表示デバイス４０の一実施形態のコンポーネントは、図６Ｂに概略が例示されている。示されている例示的な表示デバイス４０は、ハウジング４１を備え、少なくとも中に部分的に封入されている追加のコンポーネントを備えることができる。例えば、一実施形態では、例示的な表示デバイス４０は、トランシーバ４７に結合される、アンテナ４３を備えるネットワークインターフェース２７を備える。トランシーバ４７は、プロセッサ２１に接続され、プロセッサはコンディショニングハードウェア５２に接続される。コンディショニングハードウェア５２は、信号を調節するように構成されうる（例えば、信号のフィルタリングを行う）。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５およびマイクロホン４６に接続される。プロセッサ２１は、さらに、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８およびアレイドライバ２２に結合され、さらにディスプレイアレイ３０に結合される。電源５０は、特定の例示的な表示デバイス４０の設計により必要に応じてすべてのコンポーネントに電力を供給する。

ネットワークインターフェース２７は、アンテナ４３およびトランシーバ４７を備え、例示的な表示デバイス４０は、ネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができる。一実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、さらに、プロセッサ２１の要件を緩和するいくつかの処理能力を有している場合がある。アンテナ４３は、信号の送受信に関して当業者に知られているアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含む、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準に従ってＲＦ信号の送受信を行う。他の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ標準に従ってＲＦ信号の送受信を行う。セルラー方式電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または無線携帯電話ネットワーク内での通信に使用される他の知られている信号を受信するように設計されている。トランシーバ４７は、プロセッサ２１によって受信され、さらに操作されうるようにアンテナ４３から受信された信号を前処理する。トランシーバ４７は、さらに、アンテナ４３を介して例示的な表示デバイス４０から送信されうるようにプロセッサ２１から受信された信号を処理する。

代替えの一実施形態では、トランシーバ４７は受信機によって置き換えられうる。さらに他の代替え実施形態では、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送信される画像データを格納または生成することができる、画像ソースによって置き換えられうる。例えば、画像ソースは、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）または画像データを格納するハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールとすることができる。

プロセッサ２１は、一般に、例示的な表示デバイス４０の全体的動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮画像データなどのデータを受信し、そのデータを処理して、未加工画像データに、または未加工画像データに容易に処理できるフォーマットにする。次いで、プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、またはフレームバッファ２８に送信して、格納する。未加工データは、典型的には、画像内の任意の位置における画像特性を識別する情報のことである。例えば、このような画像特性としては、色、彩度、およびグレースケールレベルがある。

一実施形態では、プロセッサ２１は、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを備え、例示的な表示デバイス４０の動作を制御する。コンディショニングハードウェア５２は、一般に、信号をスピーカー４５に送り、マイクロホン４６から信号を受信するための増幅器およびフィルタを備える。コンディショニングハードウェア５２は、例示的な表示デバイス４０内のディスクリートコンポーネントであってよく、またはプロセッサ２１もしくは他のコンポーネント内に組み込まれうる。

ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１から、またはフレームバッファ２８から直接的にプロセッサ２１によって生成された未加工画像データを受け取り、その未加工画像データを適宜再フォーマットして、アレイドライバ２２への送信を高速化する。特に、ドライバコントローラ２９は、未加工画像データを、ラスター方式と同様のフォーマットを有するデータフローに再フォーマットし、ディスプレイアレイ３０上の走査に適した時間順序を有するようにする。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送信する。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、スタンドアロンの集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられることが多いけれども、そのようなコントローラは、多くの方法で実装されうる。これらは、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込まれるか、またはソフトウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込まれるか、またはアレイドライバ２２とともにハードウェアに完全に集積化されうる。

典型的には、アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受け取り、ビデオデータを、毎秒何回もディスプレイのピクセルのｘ−ｙマトリクスから来る数百およびときには数千ものリードに適用される並列の一組の波形に再フォーマットする。

一実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明されている種類のディスプレイのどれにも適したものである。例えば、一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（例えば、干渉変調器コントローラ）である。他の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（例えば、干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化される。このような一実施形態は、携帯電話、腕時計、および他の小面積のディスプレイなどの集積度の高いシステムにおいてふつうのものである。さらに他の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、典型的なディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（例えば、干渉変調器のアレイを備えるディスプレイ）である。

入力デバイス４８を使用することで、ユーザーは例示的な表示デバイス４０の動作を制御することができる。一実施形態では、入力デバイス４８として、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話用キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、または感圧もしくは感熱メンブレンがある。一実施形態では、マイクロホン４６は、例示的な表示デバイス４０のための入力デバイスである。マイクロホン４６がデータをデバイスに入力するために使用される場合、例示的な表示デバイス４０の動作を制御するためにユーザーが音声コマンドを発することができる。

電源５０は、当業でよく知られているようなさまざまなエネルギー蓄積デバイスを含むものとしてよい。例えば、一実施形態では、電源５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池である。他の実施形態では、電源５０は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池および太陽電池塗料を含む太陽電池である。他の実施形態では、電源５０は、壁コンセントから電力を供給されるように構成される。

いくつかの実施形態では、電光表示システム内の複数の場所に配置されうるドライバコントローラに、上述のように制御プログラム機能が備えられる。いくつかの実施形態では、アレイドライバ２２に、制御プログラム機能が備えられる。当業者であれば、上述の最適化は、多数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントで、またはさまざまな構成により実装されうることを理解するであろう。

上述の原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は大きく異なることがある。例えば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４とその支持構造物の５つの異なる実施形態を例示している。図７Ａは、図１の実施形態の断面図であり、金属材料ストリップ１４が直交する方向に延びる支持材１８上に蒸着されている。図７Ｂでは、可動反射層１４は、テザー３２上のコーナーでのみ支持材に取り付けられている。図７Ｃでは、可動反射層１４は、柔らかな金属を含みうる、変形可能層３４から吊り下げられている。変形可能層３４は、直接的にまたは間接的に、変形可能層３４の周囲で基材２０に接続する。これらの接続は、連続する壁および／または個別の支柱の形をとりうる。例えば、平行なレールは、変形可能層３４の材料の交差する行を支持することができ、これにより、レール間のトレンチおよび／またはキャビティ内にピクセルの列が定められる。それぞれのキャビティ内の追加の支持支柱は、変形可能層３４を固くし、弛緩位置での弛みを防ぐために使用できる。

図７Ｄに例示されている実施形態は、変形可能層３４が載る支持支柱プラグ４２を有する。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃのように、ギャップの上にぶら下がったままであるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６との間の孔を埋めることにより支持支柱を形成しない。むしろ、支持支柱は、支持支柱プラグ４２を形成するために使用される、平坦化材料で形成される。図７Ｅに例示されている実施形態は、図７Ｄに示されている実施形態に基づいているが、図７Ａ〜７Ｃに例示されている実施形態と、さらには図に示されていない追加の実施形態とも、連携するように適合させることができる。図７Ｅに示されている実施形態では、金属または他の導電材料の付加的な層が、バス構造４４を形成するために使用されている。これにより、信号を干渉変調器の背後にそう経路で送信し、本来なら基材２０上に形成されていたはずの多数の電極をなくすことができる。

図７Ａ〜７Ｅに示されているような実施形態では、干渉変調器は、直視型デバイスとして機能し、この場合、画像は、変調器が配列されているのと反対の側の、透明基材２０の正面から見られる。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４を含む、基材２０と反対の反射層の側で干渉変調器の部分を光学的に遮蔽する。これにより、遮蔽された領域は、画質に悪影響を及ぼすことなく、構成し、動作させることができる。このような遮蔽では、アドレッシングおよびそのアドレッシングの結果生じる移動など、変調器の光学特性を変調器の電気機械特性から隔てることを可能にする、図７Ｅのバス構造４４を使用できる。この分離可能な変調器アーキテクチャにより、変調器の電気機械的側面および光学的側面に使用される構造設計および材料を選択し、互いに無関係に機能するようにできる。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示されている実施形態には、変形可能層３４が備える機械的特性から反射層１４の光学的特性を切り離すことで得られる付加的な利点がある。これにより、反射層１４に使用される構造設計および材料を光学的特性に関して最適化し、変形層３４に使用される構造設計および材料を所望の機械的特性に関して最適化することができる。

可動コンポーネントまたは要素を備えるＭＥＭＳデバイスの実施形態は、１つまたは複数の犠牲材料を前駆体構造物から除去するか、またはエッチングで取り除き、これにより完成したＭＥＭＳ内にキャビティまたは開口部を形成する方法によって加工される。このようなエッチングステップでは、前駆体ＭＥＭＳにおけるロックされた構成から可動コンポーネントをリリースするので、このようなエッチングステップは、本明細書では「リリースエッチ」と称される。したがって、前駆体ＭＥＭＳは、さらに、「リリースされていない」ＭＥＭＳとも称される。犠牲材料は、ＭＥＭＳの製造における代替え物として使用され、これはＭＥＭＳを定める累積パターン形成層を含む。特に、静電ＭＥＭＳでは、静止電極と可動電極との間に形成された犠牲層は、完成デバイス内のキャビティである体積を占有する。例えば、図８Ａ〜８Ｅは、図７Ａ〜７Ｅにそれぞれ例示されているリリースされた干渉変調器に対応するリリースされていない干渉変調器を例示している。リリースされていない干渉変調器８００は、光学スタック８１６が形成される基材８２０を備える。第１の犠牲層８５０は、光学スタック８１６上に形成される。反射層８１４は、犠牲層８５０上に形成され、また犠牲層８５０を貫通する支持構造物８１８上に形成される。図８Ｃ〜８Ｅに例示されている実施形態では、第２の犠牲層８５２は、変形可能層８３４から吊り下げられている、反射層８１４上に形成される。図８Ａおよび８Ｂでは、層８１４は、変形可能層と可動電極または鏡の両方を表す。いくつかの実施形態では、層８１４は、複数の副層、例えば、異なる光学的特性および／または機械的特性を持つ複数の副層を含み、所望の特性を持つ複合層８１４を形成する。図８Ｃ〜８Ｅでは、変形可能層８３４および可動電極または鏡８１４は、別々の構造物である。

いくつかの実施形態では、リリースエッチは、第１の犠牲層８５０を、またもし存在すれば、第２の犠牲層８５２を選択的にエッチングする１つまたは複数のエッチャントにリリースされていない干渉変調器を曝す段階を含み、これにより図７Ａ〜７Ｅにそれぞれ例示されている干渉変調器内にキャビティを形成し、これにより反射層８１４をリリースする。好ましい実施形態では、リリースエッチは、第１の犠牲層８５０と第２の犠牲層８５２の両方を選択的にエッチングする気相エッチャントを使用して実行される。気相エッチャントは、変形可能層８３４内に形成された１つまたは複数のエッチング孔（図に示されていない）を通して、変形可能層８３４のストリップ間のギャップを通して、および／またはデバイスの側面から、第１の犠牲層８５０および第２の犠牲層８５２に接近する。いくつかの好ましい実施形態では、気相エッチャントは、１つまたは複数フッ素ベースのエッチャント、特に、気相二フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）を含む。周囲温度では、二フッ化キセノンは、約３．８Ｔｏｒｒの蒸気圧で固体である（２５℃のときに０．５ｋＰａ）。二フッ化キセノンからの蒸気は、特定の犠牲材料を選択的にエッチングする、つまりプラズマを形成せずにエッチングする。

いくつかの好ましい実施形態では、第１の犠牲層８５０および第２の犠牲層８５２は、ＭＥＭＳ内の非犠牲または構造材料上に（複数の）エッチャントにより選択的にエッチング可能である１つまたは複数の犠牲材料を含む。エッチャントがＸｅＦ_２である場合、好適な犠牲材料は、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステン、およびこれらの組合せを含む。エッチャントがＸｅＦ_２である好ましい犠牲材料は、モリブデン、ケイ素、チタン、およびこれらの組合せを含む。

図９は、気相エッチャント、例えば、ＸｅＦ_２を使用してリリースされていないＭＥＭＳをリリースエッチングするための装置９００の一実施形態の概略を例示している。この種類の装置は、さらに、本明細書では、「ソークアンドバックフィル」装置と称される。装置９００は、ＸｅＦ_２容器９０２、拡張室９０４、第１の真空源９０６、エッチング室９０８、パージガス供給源９１４、および第２の真空源９１６を備える。コンポーネントは、個別に制御可能な弁を通じて、以下で説明されるように、流体接続され、その制御はいくつかの実施形態では自動化されている。いくつかの実施形態では、第１の真空源９０６および第２の真空源９１６は、同じ真空源である。

固体ＸｅＦ_２は、拡張室９０４に流体接続されているＸｅＦ_２容器９０２内に配置される。拡張室９０４は、次に、第１の真空源９０６およびエッチング室９０８に流体接続される。拡張室９０４は、エッチング室９０８に流体接続されている。例示されている実施形態では、拡張室９０４から出たガスは、基材支持材９１２の近くに配向されている複数の開口部を備える、シャワーヘッド９１０などの入口を通してエッチング室９０８内に入る。エッチング室９０８は、パージガス源９１４および第２の真空源９１６に流体接続されている。

エッチングプロセスの例示的な実施形態では、拡張室９０４は、以下の手順を用いてＸｅＦ_２ガスを充填される。最初に、拡張室９０４が、第１の真空源９０６を使用して真空排気される。次いで、拡張室９０４がＸｅＦ_２室９０２に流体接続され、これにより、拡張室９０４にＸｅＦ_２蒸気が充填される。次いで、ＸｅＦ_２室９０２と拡張室９０４との間の弁が閉じられる。

１つまたは複数のリリースされていないＭＥＭＳが加工される基材または一束の基材が、エッチング室９０８内の基材支持材９１２上に装填される。次いで、エッチング室９０８が、第２の真空源９１６を使用して真空排気される。次いで、エッチング室９０８が拡張室９０４に流体接続され、これにより、「バックフィル」ステップで入口９１０を通じてエッチング室９０８にＸｅＦ_２蒸気が充填される。次いで、エッチング室９０８は、基材が「ソーク」ステップでＸｅＦ_２蒸気によってエッチングされている間、隔離される。次いで、エッチング室９０８は、パージガス９１４および第２の真空源９１６を使用してエッチング副産物をパージされる。エッチングが所望の程度になるまで、真空排気、ＸｅＦ_２のバックフィル、ソーク、およびパージの追加エッチングサイクルが実行される。

ソークアンドバックフィル装置９００を使用する上述のエッチングプロセスの実施形態は、一般に、バッチプロセスであり、そのようなものとして、連続するワークフローに容易に一体化されない。さらに、基材構成、例えば、サイズの変更は、装置の設計し直しを必要とする場合がある。プロセスサイクルは、さらに、例えばエッチング室９０８をパージするときに、エッチングが生じないステップも伴う。ＭＥＭＳアレイ内の犠牲材料の量は、典型的には、単一のバックフィルステップでエッチング室９０８内に供給できるエッチャントの量を超えるので、典型的なエッチングプロセスでは、複数のエッチングサイクル、例えば、最大約５０サイクルを必要とする。したがって、いくつかの実施形態におけるスループットは、１時間当たり基材２枚程度である。スループットの改善は、エッチング装置９００を、例えば、クラスタタイプのツールにまとめることにより達成可能であるが、コストが高くつく。エッチングの進行状況を監視する段階もまた困難である場合があり、その結果、エッチャントの消費量が増えるだけでなく、エッチャントの選択が不十分である構造コンポーネントの望ましくないエッチングも生じることがある。

図１０Ａは、エッチングヘッド１０１０、エッチングガスの供給源１０３０、真空源１０４０、および基材支持材１０５０を備えるエッチングシステム１０００の斜視図である。１つまたは複数のエッチングされていないＭＥＭＳデバイスが加工される基材１０７０は、基材支持材１０５０上で支持される。好ましい実施形態では、エッチングされていないＭＥＭＳデバイスは、基材１０７０上に加工されたＭＥＭＳデバイス１０７２の１つまたは複数のアレイからなる要素である。いくつかの実施形態では、エッチングシステム１０００は、例えば、エッチング副産物およびエッチャントを収納し、および／または制御された環境を形成するように、より大きなエッチング室または部屋内に配置される。

例示されている実施形態では、エッチングヘッド１０１０は、基材１０７０の上に配置され、これは、次に、基材支持材１０５０によって支持される。例示されている実施形態では、エッチングヘッド１０１０は、長さが基材１０７０の長さ方向に比べてわずかに大きい長い、または縦方向の軸を持つ細長い構造を有する。光変調器の製造で使用されるＭＥＭＳ基材、例えば、図７Ａ〜７Ｅに例示されている光変調器は、典型的にはガラス製の矩形基材であるが、当業者であれば、他の実施形態では他の基材材料および他の形状も使用されることを理解するであろう。好ましい基材の寸法は、約３７０ｍｍ×４７０ｍｍ（Ｇｅｎ ２）、約５５０ｍｍ×６５０ｍｍ（Ｇｅｎ ３）、約６００ｍｍ×７２０ｍｍ（Ｇｅｎ ３．５）、約６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、約７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（Ｇｅｎ ４）、約１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、またはそれ以上である。当業者であれば、例示されているエッチングシステム１０００は、さらに、他の寸法を持つ基材、例えば、幅の狭い基材をエッチングするのに適していることを理解するであろう。エッチングヘッド１０１０の端部１０１２は閉じられている。例示されている実施形態では、エッチングガスの供給源１０３０は、気相エッチャント、例えば、ＸｅＦ_２ガスの供給源である。供給源１０３０の例示されている実施形態は、不活性ガス導入口１０３４とガス排出口１０３６を備えるキャニスタ１０３２を具備する。好ましい実施形態では、キャニスタ１０３２は、ＸｅＦ_２が中にチャージされている固形物を昇華するのに適している加熱ユニットを備える。不活性ガス導入口１０３４内に送り込まれた不活性ガスは、キャニスタ１０３２内でＸｅＦ_２を取り込み、その後、その混合ガスはガス排出口１０３６を出て、追加プロセスガス、例えば他の不活性ガスが導入されうる多岐管に入る。多岐管は、制御弁１０３８を通じてエッチングヘッド１０１０に流体接続される。真空源１０４０は、制御弁１０４２を通じてエッチングヘッド１０１０に流体接続される。例示されている実施形態は、さらに、リサイクルユニット１０４４を備え、これにより、使用済みのエッチングガスを再利用することができるが、これについては以下でさらに詳しく説明する。

基材支持材１０５０は、適したものであればどのような種類でもよいが、以下でさらに詳しく説明するように、好ましくは、基材１０７０とエッチングヘッド１０１０との間の縦方向の位置決め、およびその相対的な水平方向の移動をしやすくするものである。エッチングヘッドは、基材の走査が行えるように移動可能なものとすることができる（例えば、印字ヘッドのようなもの）。稼動エッチングヘッド、例えば、柔軟な配管を実現する段階、整列および位置合わせの維持などに内在する厄介な問題を回避するために、より好ましくは、基材支持材１０５０は、一定方向に、またはエッチングヘッド１０１０の縦軸に一般的には垂直な方向で往復する形で、移動可能である。例えば、基材支持材１０５０は、ベルトコンベヤー、移動フロアコンベヤー、ローラーコンベヤーなどとすることができる。基材支持材１０５０のいくつかの実施形態は、さらに、他の方向にも移動可能である、例えば、エッチングヘッド１０１０の縦軸に一般的に平行な方向に平行移動可能であり、これにより、エッチングヘッド１０１０に関する基材の横方向の位置合わせが可能になる。基材支持材１０５０のいくつかの実施形態では、基材の回転調整および／または垂直調整を行うことができる。いくつかの実施形態では、基材支持材１０５０とエッチングヘッド１０１０は両方とも移動可能である。基材支持材１０５０の実施形態は、さらに、化学エッチングに熱活性化を活かせる実施形態において支持されている基材１０７０を加熱するためのヒーター（図に示されていない）を備える。ヒーターは、好適な種類のものであり、例えば、抵抗ヒーター、赤外線ヒーター、加熱ランプ、これらの組合せなどである。

図１０Ｂは、エッチングヘッド１０１０、基材１０７０、リリースされていないＭＥＭＳ １０７２のアレイ、および基材支持材１０５０の一実施形態の、図１０Ａの線Ｂ−Ｂにそって切り取った断面図である。例示されている実施形態では、基材支持材１０５０は、双頭矢印Ｍで示される方向に基材１０７０を平行移動することができるコンベヤーシステムである。エッチングヘッド１０１０は、細長いエッチングガス導入口１０１４および一対の排気口１０１６が形成されている細長い本体１０１２を備える。例示されている実施形態では、排気口１０１６は、エッチングガス導入口１０１４に実質的に平行な、細長い溝の形態である。図１０Ｂで、本体１０１２、ガス導入口１０１４、および排気口１０１６は、ページの中への向きおよび外への向きで示されている。以下から明らかになるように、エッチングヘッドのいくつかの実施形態は、単一の排気口を備えるか、または排気口を全く備えない。いくつかの実施形態では、排気口は、エッチング室内に設けられ、好ましくはエッチングガスを基材表面上を横へ引くように配置され、構成される。エッチングガス制御弁１０３８（図１０Ａ）は、エッチングガス導入口１０１４に流体接続され、エッチングガスを下向きに基材１０７０の方へ導く。真空制御弁１０４２（図１０Ａ）は、排気口１０１６に流体接続され、使用済みエッチングガスを基材１０７０から回収する。エッチングヘッド１０１０の中、および下を通るエッチングガスの流れは、矢印によって示されており、基材１０７０に実質的に平行である。

好ましい実施形態では、エッチングガス導入口１０１４は、ガスカーテンノズルであり、これはさらにエアーナイフノズルまたはガスナイフノズルと当業では呼ばれている。ガスカーテンノズルの実施形態は、ガスカーテンまたはナイフとしての供給ガスが出る際に通る溝またはギャップを備える細長い構造物である。好ましい実施形態では、ガスカーテンは、実質的に層流である流れを有する。エッチングガス導入口１０１４は、流れるエッチングガスが通るエッチャント流ギャップＧを定める。いくつかの実施形態では、エッチャント流ギャップＧの幅は、約０．０１ｍｍから約１０ｍｍ、より好ましくは約０．１ｍｍから約５ｍｍである。

エッチングヘッド１０１０のいくつかの実施形態は、細長いパターンで、例えば、長軸にそって直線的に、つまり、エンドツーエンドで配置されている複数のガス導入口１０１４を備える。例えば、図１０Ｃは、２つの位置合わせされた、細長いエッチングガス導入口１０１４を備えるエッチングヘッド１０１０の一実施形態の底面図を示している。図１０Ｄは、エッチングヘッド１０１０の一実施形態の底面図を示しており、エッチングガス導入口１０１４は複数のミシン目またはメッシュを備える。ガス導入口１０１４の実施形態は、１つまたは複数の形状、例えば、円形、楕円形、多角形、および／または溝の形状を有する。当業者であれば、いくつかの実施形態では、入口１０１４は他の細長いパターンの、つまり、単一のラインでない、複数のアパーチャもしくは開口部を備える。いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口１０１４またはエッチングガス導入口１０１４のグループの少なくとも一部の中のガス流は、独立に制御可能である、つまり、必要に応じて活性化、非活性化できる。このようなエッチングヘッドを使用することで、同じエッチングシステム１０００で異なる幅の基材１０７０をエッチングし、細長いまたは縦方向の軸上で関係するガス流を制御し、および／または基材１０７０の選択された部分をエッチングすることができる。

図１０Ｂを再び参照すると、排気口１０１６は、さらに、使用済みエッチングガスおよびエッチング副産物が基材１０７０の活性エッチングゾーンから引き出される際に通る反応剤パージギャップｇを定めている。他の実施形態では、排気口１０１６は、細長いパターンで配列されている複数のアパーチャまたは開口部を備える。上述のように、エッチングヘッド１０１０のいくつかの実施形態は、エッチングガス導入口１０１４の一方の側にのみ排気口を備えるか、または排気口を全く備えず、その場合、エッチング室は、好ましくは、所望のガス流パターンを形成するように位置決めされ、構成された排気口を備える。いくつかの実施形態では、反応剤パージギャップｇの幅は、約０．０１ｍｍから約１０ｍｍ、より好ましくは約０．１ｍｍから約５ｍｍである。

幅Ｗの流れ誘導面１０１８は、それぞれの排気口１０１６をエッチングガス流入口１０１４から隔てる。例示されている実施形態では、流れ誘導面１０１８は、基材１０７０に実質的に平行である。これらの流れ誘導面１０１８は、エッチングヘッド１０００の下に一定の幅の活性エッチングゾーンを定める。好ましい実施形態では、流れ誘導面１０１８の幅Ｗは、約１０ｍｍから約３００ｍｍ、より好ましくは約５０ ｍｍから約２００ｍｍである。いくつかの実施形態では、流れ誘導面１０１８の幅Ｗは、両方の排気口１０１６について同じであるが、他の実施形態では、流れ誘導面１０１８は、異なる幅を持つ。エッチングヘッド１０１０および基材支持材１０５０は、エッチングヘッド１０１０がアレイ１０７２の上に高さＨの間隔をあけるように配列され、この高さＨは、いくつかの実施形態では、約０．５ｍｍから約２５ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍから約１０ｍｍである。この高さＨにより、活性エッチングゾーンの高さが定まる。例示されている実施形態では、活性エッチングゾーンは、その高さＨに比較して相対的に幅広（２Ｗ）になっている。したがって、流れ誘導面１０１８は、エッチングガスを基材１０７０に実質的に平行な一般に水平方向の流れに導き直す。いくつかの実施形態では、活性エッチング領域のアスペクト比（例示されている実施形態では２Ｗ：Ｈ）は、約２：１より大きく、好ましくは約１０：１より大きく、より好ましくは約５０：１より大きい。この平行な流れにより、活性エッチングゾーン内で予測可能なエッチャント−ＭＥＭＳ間の接触が生じ、予測可能なエッチング時間が定まり、気相エッチャントの効率的な使用が可能になる。（複数の）排気口がエッチングヘッド１０１０ではなくエッチング室に配置されている実施形態であっても、流れ誘導面１０１８は、エッチングヘッド１０１０と基材との間の閉じ込められた、実質的に平行な流路を定めてＭＥＭＳ基材１０７０、特にその中の犠牲層を効率よくエッチングするための滞留時間を保証するのに役立つ。当業者であれば、活性エッチングゾーン内にエッチングガスが留まる滞留時間は、エッチングガスの圧力、真空源の圧力、活性エッチングゾーンの寸法、エッチャント流ギャップＧの寸法、反応剤パージギャップｇの寸法を含むさまざまな要因に左右されることを理解するであろう。

エッチングヘッド１０１０のいくつかの実施形態は、さらに、エッチングガスの温度を調節することを可能にするヒーター（図に示されていない）を備える。ヒーターは、適したものであればどのような種類でもよく、例えば抵抗ヒーターである。いくつかの実施形態では、ガス導入口１０１４と（複数の）排気口１０１６から流体的に絶縁されているエッチングヘッド１０１０内に形成されている１つまたは複数のチャネルを通じて流体を循環させることにより温度制御が行われる。いくつかの実施形態では、エッチングガスの温度は、エッチングヘッド１０１０に入る前に調節される。

図１０Ｅに例示されているエッチングヘッド１０１０の他の実施形態では、追加のエッチングガス導入口１０１４および排気口１０１６を追加することにより活性エッチングゾーンの幅を増やす。当業者であれば、追加のエッチングガス導入口１０１４および排気口１０１６は、他の実施形態でも追加されることを理解するであろう。

エッチングヘッド１０１０（図に示されていない）の他の実施形態は、ただ１つの流れ誘導面１０１８と１つの関連する排気口１０１６を備えることを除き図１０Ｂのエッチングヘッドに類似している。好ましい実施形態では、流れ誘導面１０１８および排気口１０１６は、エッチングヘッド１０１０と基材１０７０との間の相対運動に関してエッチングヘッド１０１０の下流側に備えられている。いくつかの実施形態では、エッチングガス導入口１０１４は、エッチングヘッド１０１０の下流側に向かってある角度をなす。

上述のように、例示されている実施形態は、反応していないエッチングガスおよび／またはエッチング副産物を捕捉するためのリサイクルユニット１０４４を備える。いくつかの実施形態では、排出ガス中の反応していないＸｅＦ_２は、後でまた使用できるように、例えばコールドトラップなどを使用して、例えば気相ＸｅＦ_２を固体状態に再凝縮することにより、回収される。いくつかの実施形態では、エッチング副産物は、当業で知られている手段、例えば濾過、吸着、化学吸着、物理吸着、反応、凝縮、これらの組合せなどにより排出ガスから取り除かれる。

エッチングシステム１０００のいくつかの実施形態は、さらに、リリースエッチの進行状況を監視するための監視システム（図に示されていない）を備える。監視システムのいくつかの実施形態は、例えば排出されたエッチングガス流中の、エッチング反応および／またはエッチャントの副産物の濃度を監視する。好適な方法は、当業で知られている監視用のもので、例えば、分光法、質量分析法、赤外分光法、紫外可視分光法、ラマン分光法、マイクロ波分光法、核磁気共鳴分光法、これらの組合せなどである。いくつかの実施形態では、エッチングの進行状況は、リリースエッチプロセスにおけるＭＥＭＳを直接監視することにより監視される。例えば、いくつかの実施形態では、エッチングの進行状況を評価するために光変調器または光変調器のアレイの反射率が監視される。

図１１は、方法を実行するための好適なエッチング装置の一実施例として図１０Ａ〜１０Ｅに例示されているエッチングシステム１０００に関してリリースされていないＭＥＭＳをリリースエッチングするための方法１１００の一実施形態を示す流れ図である。当業者であれば、方法１１００は、他のデバイスでも実施されうることを理解するであろう。

ステップ１１１０で、リリースされていないＭＥＭＳを含む基材１０７０が、基材支持材１０５０上に取り付けられ、エッチングヘッド１０１０の下に配置される。いくつかの実施形態では、基材１０７０は、長い方のエッジがエッチングヘッド１０１０の長さまたは縦軸に対応し、短い方のエッジが基材支持材１０５０とエッチングヘッド１０１０との間の相対運動の方向に対応するように取り付けられる。このような配列の実施形態では、活性エッチングゾーンがそのような構成の基材の大半を覆うので、エッチング時間が短縮される。

ステップ１１２０で、エッチングガスは、エッチングヘッド１０１０のエッチングガス導入口１０１４を通して、リリースされていないＭＥＭＳが形成される基材１０７０の表面に向けて導かれる。いくつかの実施形態では、ガス流は、活性エッチングゾーンの少なくとも一部の中で一般的に層流である流れを形成するように調節される。基材１０７０上の活性エッチングゾーンは、上述のように、新鮮なエッチングガスをエッチングガス導入口１０１４からリリースし、排気口１０１６から使用済みエッチングガスおよびエッチング副産物を引き出すことにより定められる。エッチングガスは、活性エッチングゾーン内の犠牲材料と接触し、これにより、犠牲材料の少なくとも１部をエッチングして取り除く。適宜、エッチングを加速するため、基材支持材１０５０内の加熱デバイスを使用して、基材１０７０が加熱される。

エッチングヘッドの設計は、活性エッチングゾーン内で一様なエッチングを行うものである。図１０Ｂを再び参照すると、気相エッチャントの濃度は、エッチングガス導入口１０１４の真下で最も高い。したがって、エッチングは、活性エッチングゾーンのこの部分において高速化される。気相エッチャントの濃度は、エッチングガスが排気口１０１６の方へ移動するにつれ減少する。したがって、エッチング速度は、排気口１０１６の真下で最も遅い。当業者であれば、エッチングヘッド１０１０の寸法、エッチングヘッドからアレイ１０７２への高さＨ、気相エッチャントの濃度、エッチングガスの圧力、真空源の圧力は、排気中の気相エッチャントの濃度が非常に低くなるように特定の基材について選択することができ、したがって気相エッチャントを節約できることを理解するであろう。例えば、いくつかの実施形態では、気相エッチャントの約８０％から約９９％、より好ましくは約８５％から約９９％は、エッチングガスが排気口１０１６を通して排出される前に反応する。

基材表面にそって導入口１０１４から出る実質的に平行な流れの制約範囲内で、またロープロファイル（好ましくは、約０．５〜２５ｍｍ、より好ましくは約１〜１０ｍｍ）の範囲内で、エッチングヘッド１０１０の流れ誘導面と基材との間でなす小さな角度（基材支持材１０５０の制約による）は、プロセスの効率を調節するのに役立ちうることは理解されるであろう。特に、平行に対する約０°から約１０°までの範囲の角度により、局所圧力および流量を調節することができる。

ステップ１１３０で、基材１０７０は、エッチングヘッド１０１０に相対的に移動され、これにより、活性エッチングゾーンは、リリースされていないＭＥＭＳまたはＭＥＭＳのアレイの他の部分上を移動する。図１０Ｂの実施形態では、基材１０７０は、双頭矢印Ｍによって示される方向に可動基材支持材１０５０によって移動される。いくつかの実施形態では、エッチングヘッド１０１０は、基材１０７０が移動することに加えて、または基材１０７０が移動する代わりに、移動する。

好ましい実施形態では、ステップ１１２０および１１３０は、同時に実行される、つまり、エッチングガスは、エッチングヘッド１０１０および基材１０７０が連続的に相対的に移動されるのと同時にエッチングヘッド１０１０から導かれる。

オプションのステップ１１４０において、ステップ１１２０および１１３０は、例えば、上述のようにエッチングプロセスを監視することによって判定されるエッチングの完了まで、繰り返される。いくつかの好ましい実施形態では、ＭＥＭＳの完了したリリースエッチングは、エッチングヘッド１０１０の単一パスまたは走査で行われる。エッチングガスの滞留時間は、基材１０７０の速度に合わせて、上述のように調節される。いくつかの実施形態では、コンベヤーシステム１０７０の速度は、単一パスリリースを行えるように監視システムに従って調節される。

他の実施形態では、ＭＥＭＳは、複数のパスでエッチングされる。例えば、いくつかの実施形態では、エッチングが完了するまで、基材１０７０全体が基材支持材１０５０によってエッチングヘッド１０１０の下で前後に走査される。他の実施形態では、基材１０７０は、開始位置に配置され、走査され、次いで、開始位置に戻され、再びエッチングされる。上述のように、いくつかの実施形態では、エッチングヘッド１０１０は、基材１０７０上で移動される。

他の実施形態では、複数の一般的に平行なエッチングヘッド１０１０は、基材１０７０が基材支持材１０５０によって運ばれるときに基材１０７０の一領域がエッチングヘッド１０１０の活性エッチングゾーンの下を順次通るように形成される。比較のため、図１３Ａは、エッチングヘッド１３１０および基材１３７０を示す図１０Ａおよび１０Ｂに例示されているシステムと類似のエッチングシステム１３００の一実施形態の部分上面図となっている。例示されている実施形態では、エッチングヘッド１３１０の縦軸は、基材１３７０の長い方のエッジより長く、また一般に平行である。基材１３７０に対するエッチングヘッド１３１０の相対運動は、矢印Ａによって示され、エッチングヘッド１３１０に対する基材１３７０の相対運動は、矢印Ｂによって示されている。

図１３Ｂは、図１３Ａに例示されているシステムと類似し、基材１３７０上に配置された複数のエッチングヘッド、１３１０ａ、１３１０ｂ、および１３１０ｃを備えるエッチングシステム１３００の一実施形態の部分上面図である。基材１３７０に対するエッチングヘッド１３１０ａ、１３１０ｂ、および１３１０ｃの相対運動は、矢印Ａによって示され、エッチングヘッド１３１０ａ、１３１０ｂ、および１３１０ｃに対する基材１３７０の相対運動は、矢印Ｂによって示されている。複数のエッチングヘッドを備えるエッチングシステムの実施形態では、エッチング制御が改善されることと、エッチングが高速化されることのうちの少なくとも１つの特徴を実現する。例えば、いくつかの実施形態では、エッチングヘッド１３１０ａ、１３１０ｂ、および１３１０ｃのそれぞれにおけるガス流は、独立に制御可能である。当業者であれば、他の実施形態では異なる数のエッチングヘッドが使用されることを理解するであろう。

当業者であれば、好適なエッチングヘッドは、デバイス、システム、および／または方法において有用であることを理解するであろう。例えば、図１４Ａは、ガス排出口１４１４を備える一般的に円筒形状のエッチングヘッド１４１０の一実施形態の端部の上面図であり、図１４Ｂは、ガス排出口１４１４を備える一般的に円筒形状のエッチングヘッド１４１０の一実施形態の断面である。図１５Ａは、ガス排出口１５１４を備える垂直方向にテーパーの付いているエッチングヘッド１５１０の一実施形態の一部分の上面図であり、図１５Ｂは、ガス排出口１５１４を備える垂直方向にテーパーの付いているエッチングヘッド１５１０の一実施形態の断面である。図１６Ａは、一般的に扁平の円錐形状のエッチングヘッド１６１０の一実施形態の正面図であり、図１６Ｂは、一般的に扁平の円錐形状のエッチングヘッド１６１０の一実施形態の側面図である。図１４Ａ〜１６Ｂに例示されている実施形態は、排気口を備えていないけれども、当業者であれば、他の本実施形態は、上述のように１つまたは複数の排気口を備えることを理解するであろう。

物理的気相成長法によってガラス基材（３７０ｍｍ×４７０ｍｍ×２．５ｍｍ）上にモリブデン膜（１５０ｎｍ）を蒸着した。上述のように、また図９に例示されているように、コーティングされた基材をソークアンドバックフィルエッチング装置内に装填し、ＸｅＦ_２蒸気を使用してエッチングを行った。エッチングサイクルを１０回繰り返した後、図１２Ａに例示されているようにエッチングは観察されなかった。２０サイクルの後、図１２Ｂに例示されているように、エッチング室のシャワーヘッド上の開口部のパターンに対応してモリブデン上にパターンが形成された。３０サイクルの後、図１２Ｃに例示されているように基材の中心の周りに何らかのエッチングが観察された。４０、５０、および６０サイクルで、基材の中心にあるエッチングされた領域は、図１２Ｄから１２Ｆに例示されているように、シャワーヘッドの開口部の周りの領域にそって、成長した。エッチングは、図１２Ｇに例示されているように、７０サイクルの後完了した。

図８Ａに例示されている実施形態に類似しているリリースされていない干渉変調器のアレイは、ガラス基材（３７０ｍｍ×４７０ｍｍ）上に加工され、この上に、インジウムスズ酸化物導電層、８０Åのモリブデン／クロム部分反射層、４００〜５００Åの二酸化ケイ素誘電体層、２０００Åのモリブデン犠牲層、３００Åのアルミニウム可動反射層、および１０００Åのニッケル変形可能層が蒸着される。

図１０Ｂに例示されている種類のガスカーテン（エアーナイフ）エッチングヘッドが、アレイを配置したコンベヤーシステムの上に位置決めされ、エッチングヘッドはアレイの４７０ｍｍのエッジの上に、それと平行に配置される。周囲温度の窒素中のＸｅＦ_２の流れが、エッチングガス導入口、および真空源に接続されている排気口に送られる。アレイがコンベヤーによってエッチングヘッドの下に移動され、犠牲層が単一パスでエッチングにより取り去られる。

当業者であれば、上述の装置および製造プロセスの変更が可能であること、例えば、コンポーネントおよび／またはステップの追加および／または取り外し、および／または作業順序の変更が可能であることを理解するであろう。さらに、本明細書で説明されている方法、構造、およびシステムは、他の種類のＭＥＭＳデバイス、例えば、他の種類の光変調器を含む、他の電子デバイスを製造するのに役立つ。

さらに、上述の説明では、さまざまな実施形態に適用されるような本発明の新規性のある特徴を示し、説明し、指摘しているが、例示されているデバイスまたはプロセスの形態および詳細のさまざまな省略、置換、および変更は、本発明の精神から逸脱することなく当業者によってなされうることは理解されるであろう。理解されるであろうが、ある特徴は他の特徴と別に使用されるか、または実施されうるので、本発明は、本明細書で述べられている特徴および利点のすべてを備えているわけではない形態で具現化されうる。

Ｇ エッチャント流ギャップ
１ 行
２ 行
１２ａ 干渉変調器
１２ｂ 干渉変調器
１４ 移動可能な反射層
１４ａ 移動可能な反射層
１４ｂ 移動可能な反射層
１６ 光学スタック
１６ａ 光学スタック
１６ｂ 光学スタック
１８ 支柱
１９ ギャップ
２０ 透明基材
２１ プロセッサ
２２ アレイドライバ
２４ 行ドライバ回路
２６ 列ドライバ回路
２７ ネットワークインターフェース
２８ フレームバッファ
２９ ドライバコントローラ
３０ ディスプレイアレイまたはパネル
３２ テザー
３４ 変形可能層
４０ 表示デバイス
４１ ハウジング
４２ 支持支柱プラグ
４３ アンテナ
４４ バス構造
４５ スピーカー
４６ マイクロホン
４７ トランシーバ
４８ 入力デバイス
５０ 電源
５２ コンディショニングハードウェア
８００ リリースされていない干渉変調器
８１４ 反射層
８１６ 光学スタック
８１８ 支持構造物
８２０ 基材
８３４ 変形可能層
８５０ 第１の犠牲層
８５２ 第２の犠牲層
９００ リリースエッチングするための装置
９０２ ＸｅＦ２容器
９０４ 拡張室
９０６ 第１の真空源
９０８ エッチング室
９１０ シャワーヘッド
９１２ 基材支持材
９１４ パージガス供給源
９１６ 第２の真空源
１０００ エッチングシステム
１０１０ エッチングヘッド
１０１２ 端部
１０１４ 細長いエッチングガス導入口
１０１６ 排気口
１０１８ 流れ誘導面
１０３０ エッチングガスの供給源
１０３２ キャニスタ
１０３４ 不活性ガス導入口
１０３６ ガス排出口
１０３８ 制御弁
１０４０ 真空源
１０４２ 制御弁
１０４４ リサイクルユニット
１０５０ 基材支持材
１０７０ 基材
１０７２ ＭＥＭＳデバイス
１１００ 方法
１３００ エッチングシステム
１３１０ エッチングヘッド
１３１０ａ、１３１０ｂ、および１３１０ｃ エッチングヘッド
１３７０ 基材
１４１０ エッチングヘッド
１４１４ ガス排出口
１５１０ エッチングヘッド
１５１４ ガス排出口
１６１０ エッチングヘッド

Claims (30)

1. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスをエッチングするための方法であって、
   基材を形成する段階であって、前記基材は、犠牲材料を含む、前記基材の表面上に形成されるＭＥＭＳデバイスを備える段階と、
   エッチングガス導入口および前記基材を相対的に移動する段階と、
   気相エッチャントを含むガス流を、前記エッチングガス導入口を通じて前記ＭＥＭＳデバイスの表面に導く段階と、
   前記ＭＥＭＳから前記犠牲材料の少なくとも一部を選択的にエッチングして取り除く段階とを含む方法。
2. 前記ＭＥＭＳデバイスを含む前記基材を形成する段階は、２つの電極の間に配置された犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを含む基材を形成する段階を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記ガス流を導く段階は、不活性ガスを含むガス流を導く段階を含む請求項１に記載の方法。
4. 前記ガス流を導く段階は、実質的に層流である流れを有するガス流を導く段階を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記ガス流を導く段階は、二フッ化キセノンを含むガス流を導く段階を含む請求項１に記載の方法。
6. 前記ガス流を導く段階は、前記ＭＥＭＳデバイスの表面の法線方向に前記ガス流を流す段階を含む請求項１に記載の方法。
7. 前記ガス流を導く段階は、前記ＭＥＭＳデバイスの表面に対し実質的に平行に前記ガス流の少なくとも一部を導く段階を含む請求項１に記載の方法。
8. 前記ガス流を前記エッチングガス導入口に通して導く段階は、ガス流を細長いエッチングガス導入口に通して導く段階を含む請求項１に記載の方法。
9. 前記ガス流を前記細長いエッチングガス導入口に通して導く段階は、前記ガス流を溝形状のノズルに通して導く段階を含む請求項８に記載の方法。
10. 前記ガス流を前記溝形状のノズルに通して導く段階は、前記ＭＥＭＳデバイスの表面の近くに前記細長いエッチングガス導入口の縦軸の実質的全体を位置決めする段階を含む請求項９に記載の方法。
11. 前記ガス流を前記溝形状のノズルに通して導く段階は、前記ガス流をガスカーテンノズルに通して導く段階を含む請求項９に記載の方法。
12. 前記ガス流を前記細長い導入口に通して導く段階は、前記ガス流を少なくとも前記基材の寸法ほどの長さの細長いガス導入口に通して導く段階を含む請求項８に記載の方法。
13. 選択的にエッチングする段階は、前記ＭＥＭＳデバイス内にキャビティを形成する段階を含む請求項１に記載の方法。
14. 前記エッチングガス導入口および前記基材を相対的に移動する段階は、前記エッチングガス導入口の長さ方向に直交する方向に前記エッチングガス導入口および前記基材を相対的に移動する段階を含む請求項１に記載の方法。
15. 前記エッチングガス導入口および前記基材を相対的に移動する段階は、前記エッチングガス導入口の下で前記基材を走査する段階を含む請求項１に記載の方法。
16. 前記ガス流を導く段階と前記エッチングガス導入口および前記基材を相対的に移動する段階とは、同時期に実行される請求項１に記載の方法。
17. さらに、少なくとも１つの排気口を通じて前記ガス流の少なくとも一部を引き出す段階を含む請求項１に記載の方法。
18. 前記ガス流の少なくとも一部を引き出す段階は、さらに、エッチング副産物を引き出す段階を含む請求項１７に記載の方法。
19. エッチングシステムであって、
    縦軸を含むエッチングヘッド、エッチングガス導入口、および第１の流れ誘導面であって、
    前記第１の流れ誘導面は、前記エッチングガス導入口の第１の側面に配置され、
    前記エッチングヘッドは、前記エッチングガス導入口から外へエッチングガスを導くように動作可能な縦軸を含むエッチングヘッド、エッチングガス導入口、および第１の流れ誘導面と、
    所定の高さに前記エッチングガス導入口の近くの基材を支持する段階とその上に載せられている前記基材を前記エッチングヘッドに相対的に平行移動する段階とを同時に行うように動作可能であって、前記第１の流れ誘導面が前記エッチングガス導入口からのガスの前記流れを前記基材に対し実質的に平行な方向に誘導するように寸法を定められ、構成されている基材支持材とを備える、
    エッチングシステム。
20. 前記第１の流れ誘導面および前記所定の高さが、約１０：１より大きいアスペクト比を持つ活性エッチングゾーンを定める請求項１９に記載のエッチングシステム。
21. 前記エッチングヘッドは、さらに、第１の排気口を備え、前記第１の流れ誘導面は、前記第１の排気口と前記エッチングガス導入口との間に配置される請求項１９に記載のエッチングシステム。
22. 前記エッチングヘッドは、さらに、第２の排気口を備え、第２の流れ誘導面は、前記エッチングガス導入口の第２の側面上、および前記第２の排気口と前記エッチングガス導入口との間に配置される請求項２２に記載のエッチングシステム。
23. 第１の排気口は、前記エッチングヘッドの前記縦軸に実質的に平行な細長い溝を備える請求項２２に記載のエッチングシステム。
24. 前記エッチングガス導入口は、前記エッチングヘッドの前記縦軸に実質的に平行な細長い溝を備える請求項１９に記載のエッチングシステム。
25. エッチング装置であって、
    第１の側面と第２の側面とを定める第１の方向に延びる、細長いエッチングガス導入口と、
    前記細長いエッチングガス導入口に平行で、そこから前記第１の側面上に相隔てて並ぶ第１の細長い排気口と、
    前記細長いエッチングガス導入口に平行で、そこから前記第２の側面上に相隔てて並ぶ第２の細長い排気口と、
    前記細長いエッチングガス導入口に流体接続された気相エッチャントの供給源と、
    前記第１および第２の排気口に流体接続された真空源とを備えるエッチング装置。
26. 前記エッチングガス導入口は、エッチャント流ギャップを定めるガスカーテンノズルを備える請求項２５に記載のエッチング装置。
27. 前記第１および第２の排気口は、それぞれ、第１のパージギャップおよび第２のパージギャップをそれぞれ定める細長い溝を備える請求項２５に記載のエッチング装置。
28. 微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスをエッチングするための方法であって、
    基材を形成する段階であって、前記基材は、犠牲材料を含む、前記基材の表面上に形成されるＭＥＭＳデバイスを有する段階と、
    気相エッチャントを含むガス流を、エッチングガス導入口を通じて前記ＭＥＭＳデバイスに導く段階と、
    前記気相エッチャントで前記犠牲材料の少なくとも一部を選択的にエッチングして取り除く段階と、
    少なくとも１つの排気口を通じて、前記ガス流を導くのと同時に、前記ガス流の少なくとも一部を引き出す段階とを含む方法。
29. 前記ＭＥＭＳデバイスを含む前記基材を形成する段階は、２つの電極の間に配置された犠牲材料を含むＭＥＭＳデバイスを含む基材を形成する段階を含む請求項２８に記載の方法。
30. 前記ガス流を導く段階は、ガスカーテンノズルを通じて前記ガス流を導く段階を含む請求項２８に記載の方法。