TW200916406A

TW200916406A - Equipment and methods for etching of MEMS

Info

Publication number: TW200916406A
Application number: TW097105974A
Authority: TW
Inventors: Khurshid Syed Alam; David Heald
Original assignee: Qualcomm Mems Technologies Inc
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2009-04-16
Also published as: EP2104948A2; CN101632150A; KR20090125087A; JP5492571B2; JP2010521318A; CN101632150B; US8536059B2; US20100219155A1; WO2008103632A2; WO2008103632A3

Description

200916406 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】此申請案-般而言係關於微機電系統（mems)器件，且更特定而。，係關於用於餘刻犧牲層以在mems中界定空腔之設備及方法。本申請案主張2007年2月2〇曰申請之美國申請案第 60/89M24號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。【先前技術】微機電系統（MEMS)包含微機械元件、致動器及電子器件可使用/尤積、蝕刻及/或其他蝕刻掉基板及/或所沈積之材料層之若干部分或添加若干層以形成電及機電器件之微機加工製程來形成微機械元件。一種類型之MEMS器件被稱為干涉式調變器。如本文中使用，術語干涉式調變盗或干涉式光調變器係指一種使用光學干涉原理選擇性地及收及/或反射光之器件。在某些實施例中，一干涉式調又器可包括一對導電板，該對導電板中之一者或二者皆可王邛或邛刀地透明及/或為反射性，並能夠在施加一個適當之電彳§號時相對運動。在一特定實施例中，一個板可包積於基板上之固定層，而另一個板可包括一以一玉氣間隙與該固定層隔開之金屬性隔膜。如本文中更詳細描述’一個板相對於另一個板之位置可改變入射於該干涉式调變盗上之光之光學干涉。該等器件具有廣泛的應用，且在此技術中’利用及/或修改該等類型之器件之特性以 129261.doc 200916406 使其特徵可用於改# ϊ：目士_女、良見有產品並產生前尚未開發之新產σ 將頗為有益。口口【發明内容】本文中揭不用於更有效地自永久性mems.構之間掉犧牲材料的飯刻1借乂挪幻叹備及方法。一蝕刻頭包含一細劑入口結構，其可係槽报七λ 幻一 ^ 」係槽形或入口洞之細長分佈。基板係以界疋大致平行於該基板面之流動路徑並准許相對運動以使該姓刻頭跨越該基板掃描之方式在接近於該受到支撐。只靶例提供一種蝕刻一微機電系統（mems)器件之方法’該方法包括：在-基板上形成-包括-犧牲材料之 MEMS器件，透過一細長钱刻氣體入口在該廳奶器件之表面處引V -包括一氣相蝕刻劑之氣流；選擇性地自1之間韻刻掉犧牲材料之至少-部分，並相對移動㈣刻氣體入口及該基板。

在某些實施例中，在—基板上形成一包括一犧牲材料之 MEMS②件包括在—基板上形成—在兩個電極之間包括一犧牲材料之MEMS器件。在某些實施例中’引導氣流包括使一惰性氣體流動。在某些實施例中’引導氣流包括產生一大致層流。在某些實施例中’弓1導氣流包括提供二嶋。在某些實施例中，引導氣流包括使該氣流法向於該MEMS器件之表面流動。在某些實施例中’ ？丨導氣流包括大致平行於該mems器件之表面地引導該氣流之至少—部分。在某些實施例中，透 129261.doc 200916406 過一細長蝕刻氣體入口引導一氣流包括透過一槽形噴嘴引導氣机。在某些實施例十，透過一槽形喷嘴引導一氣流包括透過-氣簾喷嘴引導一氣流。在某些實施例中，透過一細長蝕刻氣體入口引導一氣流包括透過複數個孔引導一氣/;IL在某些實把例中，透過一細長钱刻氣體入口引導— 氣流包括透過一至少與該基板之尺寸一樣長之細長氣體入口引導一氣流。在某些實施例中，選擇性地蝕刻包括在該MEMS器件中形成一空腔。在某些實施例中，相對移動該蝕刻氣體入口及該基板包括沿一正交於該蝕刻氣體入口之長尺寸之方向相對移動該蝕刻氣體入口及該基板。在某些實施例中，相對移動該蝕刻氣體入口及該基板包括在一單程中大致完成對來自 MEMS器件之犧牲材料之蝕刻。在某些實施例中，相對移動该蝕刻氣體入口及該基板包括在該蝕刻氣體入口下來回掃描該基板。在某些實施例中，引導一氣流且相對移動該蝕刻氣體入口及該基板同時發生。某些實施例進一步包括在引導氣流之後透過一個或多個排氣開口抽取該氣流之至少一部分。另一實施例提供一種蝕刻系統’該蝕刻系統包括：一蝕刻頭，其包括一形成於第一導流表面與第二導流表面之間之蝕刻氣體入口，其中該蝕刻頭可操作以大致垂至於該第一導流表面及該第二導流表面地引導一蝕刻氣體；及—基 129261.doc 200916406 板支撐件’其可操作以同時以一預定高度最接近該钱刻氣體入口支撑一基板並相對於該餘刻頭移動安裳於盆上之某

板，其中該第一及第二導流表面經確定尺寸且經組態以I 致平行於該基板引導—來自該蝕刻氣體入口之氣體之流動。 MH及第二導流表面及該預定距離界定-具有-大於約10:1之縱橫比之活性㈣區域。 r- 在某些實施例中，讀為力丨1、# ° d頭進一步包括至少一個排氣蟑，其中該第-及第二導流表面中之一者安置於該至少一個排氣璋與該钱刻氣體入口之間。某些實施例包括第一排氣埠及第二排氣埠。在某些實施例中，將該蝕刻氣體入口拉長。另一實施例提供，刻系統，該儀刻系統包括：一包 t一縱…刻頭’第-導流表面，其形成於該敍刻頭縱轴延伸；及—餘刻氣體入口，其-鄰於該弟導流表面形成，CT> λ- ^ Vl _ k縱軸延伸，其中該等導流表、涇疋尺寸且經組態以重新姓刻氣體之至少—部分以开4 “6亥餘刻亂體入口之之㈣大致平行於該等導流表面頭施:進—步包括第二導流表面’其形成於該敍刻員上，平彳丁於该縱轴延伸，发隹it e i = /、中该蝕刻氣體入口形成於該第一導流表面與該第二導流表面之間。在某些實施例中，該第一墓、义界定-大致平垣表面。 ^面與第-導流表面-起 129261.doc 200916406 在某二只施例中，沿該縱轴拉長該敍刻氣體入口。另—實施例提供-㈣刻裝置，職刻裝置包括：叶弟一方向延伸之細長敍刻氣體入口，肖第-方向界定第一側面及第二側面·’第-細長排氣埠，其平行於該細長蝕刻氣體入口且在該第—側面上與其間隔開；第二細長職埠’其平打於該細長蝕刻氣體入口且在該第二側面上與其間隔開；-氣相蝕刻劑源’其以流體方式連接至該細：蝕 V -

J氣體入口 ’及一真空源’ #以流體方式連接至該第一及第二槽。在某些實施例中’㈣刻氣體人口包括—界定—敍刻劑流動間隙之氣簾噴嘴。在某些實施例中’ 及第二排氣琿各自包括—細長槽，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一微機電系統（MEMS)器件之方法，該方法包括：提供一包括一形成於其表面上之 MEMS器件之基板，其中該MEMS器件包括一犧牲材料；相對移動一蝕刻氣體入口及該基板；透過該蝕刻氣體入口在該MEMS器件之表面處引導一包括一氣相蝕刻劑之氣流；且選擇性地蝕刻來自該MEMS之犧牲材料之至少一部分。在某些實施例中’提供該包括該MEMS器件之基板包括提供一包括含有犧牲材料安置於兩個電極間之MEMS器件的基板。在某些實施例中，引導氣流包括引導引導一包括一惰性 129261.doc -10- 200916406

1體之氣机。在某些實施例中，引導氣流包括引導一具有 -大致層流之氣流。在某些實施例中，引導氣流包括引導一包括二氟化氙之氣流。在某些實施例中，引導氣流包括使該氣流法向於該MEMS器件之表面流動。在某些實施例中，引導氣流包括大致平行於該MEMS器件之表面地引導 Λ氣机之至^ —部分。在某些實施例+，透過ϋ刻氣體入口引導氣流包括透過一細長蝕刻氣體入口引導一氣流。在某-Α施例中，透過該細長㈣氣體人口引導氣流包括透過-槽形噴嘴引導該氣流。在某些實施例中，透過該槽形噴觜引導氣流包括將該細長蝕刻氣體入口之整個縱軸大致定位於最接近該MEMS器件之表面處。在某些實施例中，透k該槽t喷嘴引導氣流包括透過__氣簾喷嘴引導該氣流。在某些實施例中，透過該細長入口引導氣流包括透過 -至少與該基板之尺寸—樣長之細長氣體入口引導該氣流。在某些實施例中，選擇性地姓刻包括在㈣刪器件中形成一空腔。在某些實施例中’相對移動㈣刻氣體人口及該基板包括沿一正交於該㈣氣體人口之長尺寸之方向相對移動該 ^刻氣體人口及該基板。在某些實施例中，相對移動職刻氣體入口及該基板包括掃描在㈣刻氣體人口下方之基板。在某些實施例中，引導翕，，ά芬相姑4 α ^ 孔/瓜及相對移動該蝕刻氣體入口及該基板同時發生。 129261.doc 200916406 某些實施例進—步包括透過至少之至少一部分。在某些實施例中，分進一步包括抽取—蝕刻副產物。一個排氣開口抽取氣流抽取5亥氣流之至少該部某些實施例提供—種蝕刻系統括縱軸、一蝕刻氣體入口、及第中S亥第一 V流表面安置於該I虫刻且該蝕刻頭可操作以自該蝕刻氣 ’該蝕刻系統包括：一包一導流表面之蝕刻頭，其氣體入口之第一側面上，體入口引出一蝕刻氣體；及一基板支撑件，兑可撼作FI ，、了揷作以冋時以一預定高度最接近該蝕刻氣體入口支撐—其缸廿Μ ^ u 土板亚相對於該餘刻頭平移安裝於其上之基板，其中該第一遙拎矣品&一 Λ ，昂導机表面經疋尺寸且經組態以大致平行於該基板引導一來自兮钻方，丨友_ 求自肩蝕刻軋體入口之氣體之流動。在某些實施例中，該第一莫、主二Ώ » ^ V々丨L表面及該預定高度界定一具有一大於約10:1之縱橫比之活性蝕刻區域。在某些實施例中’該蝕刻頭進一步包括第一排氣埠，其中該第-導流表面安置於該第—排氣蟑與該㈣氣體入口

之間。在某些實施例中’該蝕刻頭進一步包括第二排氣埠，其中第二導流表面安置於該姓刻氣體入口之第二側面上，且處於該第二排氣埠與該蝕刻氣體入口之間。在某二貫施例中’第-排氣琿包括_大致平行於該餘刻頭之縱軸之細長槽。在某些實施例中，⑽刻氣體入口包括一大致平行於該蝕刻頭之縱軸之細長槽。某些實施例提供一種蝕刻装置，該蝕刻裝置包括：一沿第一方向延伸之細長蝕刻氣體入口，該第一方向界定第一側面及第二側面；第-細長排氣埠’I平行於該細長钮刻 129261.doc -12· 200916406 氣體入口且在該第一側面上與其間隔開；第二細長排氣埠’其平行於該細長蝕刻氣體入口且在該第二側面上與其間隔開；一氣相蝕刻劑源，其以流體方式連接至該細長蝕刻氣體入口；及一真空源，其以流體方式連接至該第一及第二排氣埠。在某些實施例中，該蝕刻氣體入口包括一界定一蝕刻劑流動間隙之氣簾喷嘴。在某些實施例中，該第一及第二排氣埠各自包括一細長槽’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一微機電系統（MEMS)器件之方法’ s亥方法包括：提供一在該基板之表面上形成有一 MEMS器件之基板，其中該MEMS器件包括一犧牲材料；透過敍刻氣體入口引導一包括氣相钱刻劑之氣流朝向該 MEMS器件’藉由該氣相敍刻劑選擇性地敍刻該犧牲材料之至少一部分；且透過至少一個排氣開口抽取該氣流之至少一部分，同時引導該氣流。在某些實施例中，提供該包括MEMS器件之基板包括提供一包括包含犧牲材料安置於兩個電極間之MEMS器件的基板。在某些實施例中’引導氣流包括透過一氣簾噴嘴引導該氣流。【實施方式】以下詳細描述係針對本發明之某些具體實施例。然而，本發明可以大量不同方式體現。在此描述中，I照圖式， 129261.doc -13· 200916406 在所有該等圖式中’使用相同描述將明睁，兮玺.A 丁邳u邛件。由以下 5亥專實施例可實施於任一經租離以& _ 像（無論是動筚里，、m以顯不一影 ^ ’以像（例如，視訊）還异德能旦，, 止影像），蛊喻是々〜少*甚心衫像（例如，靜 “…文子衫像還是圖片影像）之界件中。定而言，太恭B曰、cs w 口千甲更特只月涵盍：該等實施例可在各施或可鱼义絲兩^ ^里电于益件中貫〆、電子器件相關聯，該等電子H ~ 限於）：行動雷每、紅说„„ 于电于态件例如（但不 e…線杰'件、個人資料助理（PDA)、手持式或可攜式電腦、GPS接收、 as ,a ^m DO 相機、MP3 播放器、攝錄機、遊戲控制臺、手顏寒、正η… 錶、計算器、電視監和主g 电脑皿視器、气車顯示器（例如，里私表顯示器等等）、駕 _ 駕駛艙控制裝置及/或顯示器、相機景物卜員示|§ (例如，一車柄之德昭- 、灸視，，、、相機顯示器）、電子照盖電子σ不牌或標牌、投影儀、建築結構、包裝及美學 _，一件珠寶上之影像顯示器)。與本文中所述之 MESE器件具有類似結構 ^ 再（MEMS裔件亦可用於非顯示應用中，諸如，用於電子切換器件中。如下文更詳細論述，製造干涉式調變器及其他MEMS之方法之實施例包含一個或多個其中形成—空腔之步驟，此允許該Μ围之某些部件運動。本文中揭Μ於有效地自水久性Μ E M S結構之間_掉犧牲材料的㈣設備及方法。一1虫刻頭包含一細長餘刻劑入口結構，該入口結構可包括-槽形開口及/或入口洞之細長分佈。基板係以一界定一大致平行於該基板面之流動路徑並准許相對運送以使該钕刻頭掃描過該基板之方式在接近耗刻頭處受到支 129261.doc 200916406 樓。圖1中圖解說明一包括一干涉式MEMS顯示元件之干涉式調變器顯示器實施例。在該等器件中，像素處於亮或暗狀態。在亮（"開（on)"或"打開（open)")狀態丁，該顯示元件將入射可見光之大部分反射至一使用者。在處於暗（”關 ' (〇ff)"或"關閉（closed)")狀態下時，該顯示元件僅將很少入 - 射可見光反射至使用者。端視不同實施例，可顛倒”開，，及 c ”關"狀態之光反射性質。MEMS像素可經組態以主要在所選色彩下反射，從而除黑色和白色外還允許彩色顯示。圖1係一描繪一視覺顯示器之一系列像素中之兩個毗鄰像素之等角視圖，其中每一像素包括一MEMS干涉式調變益。在某些實施例中，一干涉式調變器顯示器包括該等干涉式調變器之列/行陣列。每一干涉式調變器包含一對反射層，該對反射層定位成彼此相距一可變且可控制之距離，以形成一具有至少一個可變尺寸之光學諧振間隙。在 U 一實施例中，該等反射層中之一者可在兩個位置之間移動在第一位置處（本文中稱為鬆弛位置），該可移動反射層以一距一固定局部反射層相對大之距離定位。在第二位置處（本文中稱為致動位置），該可移動反射層更緊密地毗 - 郴於该局部反射層定位。端視該可移動反射層之位置，自 5亥兩個層反射之入射光以相長或相消方式干涉，從而針對像素產生一總體反射或非反射狀態。圖1中之描繪之像素陣列部分包含兩個毗鄰之干涉式調炎m 12a和12b。在左側上之干涉式調變器12a中，圖解說 129261.doc 15 200916406 月了移動反射層14a距一光學堆義16^7 _ # . ^ 預定距離處於 ^ ^ 3局口P反射層。在右側上干以式調變器12b中，圖解說明可蒋叙 n,闯鮮說月了移動反射層1扑處於一匕岫於光學堆疊16b之致動位置處。二文中所提及之光學堆疊…及⑽(統稱為光學堆疊通常包括數個熔合層，該數個熔合層可包含一電極層 (例如，氧化銦錫(IT0))、一局部反射層(例如，鉻)及一透

明電介質。因@ ’光學堆疊16具有導電性、局部透明性及 :部反射性’且例>，可藉由將以上各層中之一個或多個 «沈積至-透明基板2G上加以製作。該局部反射層可由各 :具有局部反射性之材料(例如，各種金屬、帛導體及電 )y成°亥局σ卩反射層可由一個或多個材料層形成，且該等層中之每一者可由一單一材料或一材料之組合來形成0 *在某些實施例中，光學堆疊16之層被圖案化成平行條帶，且如下文進一步描述可在一顯示器件中形成列電極。移動反射層1 4a、14b可形成為一系列由沈積於支柱18頂部上之沈積金屬層（正交於列電極16a、16b)及沈積於支柱 18之間之介入犧牲材料所構成之平行條帶。在蝕刻掉犧牲材料時，可移動反射層14a、14b以一界定間隙19與光學堆疊16a、i6b隔開。一具有高度導電性及反射性之材料（例如，鋁）可用作反射層14，且該等條帶可在一顯示器件中形成行電極。如圖1中之像素12a所圖解說明，在不施加電壓之情形 129261 .doc 16 200916406

下，間隙19保持在可移動反射層i4a與光學堆疊之間，其中可移動反射層14a處於一機械鬆弛狀態。然而，在朝一所選列及行施加一電位差時，在對應像素處之列電極及行電極交叉處形成之電容器變成充電狀態，且靜電力將該等電極拉在一起。若該電壓足夠高，則可移動反射層以變形並受迫抵靠光學堆疊16。光學堆疊16内之介電層（未在圖1中進行圖解說明）可防止短路並控制層14與16之間之間隔距離，如圖右邊上之像素12b所圖解說明。無論所施加之電位差之極性如何，該行為均相同。以此方式，可控制反射與非反射像素狀態之列/行致動與習用LCd及其他顯示技術中所使用之列/行致動在許多方面類似。圖2至5B圖解說明一在顯示應用中使用一干涉式調變器陣列之例示性製程及系統。圖2係一系統方塊圖，其圖解說明一可併入本發明態樣之電子器件之實施例。在該例示性實施例中，胃電子器件包含▲-處理器21，其可係、任—通用單晶片或多晶片微處理器，諸如，ARM、pentium®、Pentium n®、pemium ιπ⑧、

Pentium IV® , Pentium® Pro > 805 1 > MIPS® ^ P〇wer PC® . ^lpha® ’或任—專用微處理器，諸如，數位信號處理 &、微控制n或可程式化閘陣列。如在此項技術中所習知’處理器21可經組態以執行—個或多個軟體模組。除執仃-個㈣系統外’該處理器還可經組態以執行—個或多個軟體應用程式，包含網頁瀏覽器、電話應用程式、電子郵件程式或任一其他軟體應用程式。 129261.doc 200916406 在一實施例中，處理器21亦可經組態以與一陣列驅動器 22進行通信。在一實施例中，陣列驅動器22包含一列驅動器電路24及一行驅動器電路26，該等驅動電路提供顯示陣列或面板30信號。圖1中所圖解說明之陣列之截面圖在圖2 中係以線1-1顯示。對於MEMS干涉式調變器而言，列/行致動協定可利用圖3中圖解說明之該等器件之滞後性質。舉例而言，其可能需要10伏電位差來使可移動層自鬆弛狀態變形至致動狀態。然而，在該電壓自彼值減小時，在電壓降回至10伏以下時，該可移動層維持其狀態。在圖3之例示性實施例中，該可移動層不完全弛豫直至該電壓降低至2伏以下。因而，圖3中所圖解說明之實例中存在一約3 至7 V之施加電壓窗口，在該施加電壓窗口内，該器件係穩定地處於鬆弛或致動狀態。在本文中將其稱為，，滯後窗口" 或”穩定窗口 "。對於一具有圖3之滯後特性之顯示陣列而言，列/行致動協定可經設計以便在列選通期間使選通列中擬致動之像素受到一約10伏之電壓差，且擬鬆弛之像素受到一接近〇伏之電壓差。在選通之後，該等像素受到；; 約5伏之穩態電壓差’以便其保持在列選通使其所處之任何狀態。在此實例中’在被寫入之後’每一像素均承受一 Η伏之”穩定窗口 "内之電位差。該特徵使得^中所圖解說明之像素設計在相同施加電麼條件下穩定地處於致動或弛豫預存在狀態。由於干涉式調變器之每—像素（無論處於致動狀態還是鬆他狀態）實質上均係—由該固定反射層及移動反射層形成之電容器’故該穩定狀態可保持在—該 129261.doc -18- 200916406 滯後窗口内之電壓下而幾乎 )^ u 戍干不漓耗功率。若所施加之電位係固疋的，則實質上沒有電流流入像辛中。 =型應时，可藉由㈣第_财㈣之致動像素組來碟迅6亥行電極組而形成 ' ㈣成-顯不訊框。接著，將施加至列1之電極，你而SA $ 狐衡 , 致動對應於所確證之行線之像素。接者’將所確證之杆啻家丁電極組改變成與第二列中所期望之致動像素組對應。接著设考將一脈衝施加至列2之電極，馆疋也之仃電極來致動列2中適合之像素之像素不受列第2之脈衝影變， 8 且保持其在列1脈衝期間所設定之狀態。可以一順成士斗，力丄也灿頁序方式針對整個列系列重複上述步驟，以產生該訊框。一舻 > 叙而s，藉由以某一期望每秒之訊框數目連續重複該過程而以新顯示資料翻新及Μ更新該等δ巾知各式各樣用於驅動像素陣列之列及行電極以產生顯不訊框之協定，且其可結合本發明使用。圖4、5Α及5Β圖解說明在圖2之3χ3陣列上形成一顯示訊框之可行致動協定。圖4圖解說明一組可用於展示圖3之滯後曲線之像素之可能行及列電壓位準。在圖4實施例中，致動-像素涉及將適當之行設定為，並將適當之列設定為+ΔΥ，其可分別對應於_5伏及+5伏，藉由將適當之行設定為+vbias，並將適當之列設定為相同+Δν ,從而跨越"亥像素產生一〇伏之電位差而達成該像素之分別鬆弛。在列電壓保持在〇伏之彼等列中，像素穩定處於其最初所處之任何狀態，不管該行係處於+Vbias還是。亦如在圖4中圖解說明般，將瞭解可使用極性與上述極性相反之 129261.doc -19· 200916406 電壓，例如，致動—辟主像素可涉及將適當之行設定為 +vbias，並將適當之列机 °又疋為_Δν。在此實施例中，釋放像素係藉由將適當之行設定、彳D又疋马-Vbias，並將適當之列設定為-Δν’從而跨越該傻去甚4 ^ 像素產生一〇伏之電位差來達成。圖係，‘，、頁不施加至圖2之3χ3陣列之一系列列及行信號之時序圖，其將產生圖5Α中所圖解說明之^ _，其中受致動像素為非反射性像素。在寫入圖則所圖解說明之

訊框之前，該等像素可處於任_狀態，且在此實例中，所有列皆處於0伏，而所有行皆處於+5伏。藉助該等施加電壓所有像素皆穩定於其現有之致動或鬆弛狀態中。在圖5Α訊框中’像素（1，1}、〇,2)、（2,2)、（Μ)及 (’）又到致動。為達成此目的，在列1之"線時間"期間，將行1及行2設定為_5伏，將行3設定為 + 5伏。此並不改變任一像素之狀態’此乃因所有像素均保持在3_7伏之穩定 ® 口中。接著，藉由一自0伏上升至5伏並下降至〇伏之脈衝來乙通列1。此致動像素（丨，丨）及（丨，2)並使像素（1)鬆弛。該陣列中沒有其他像素受到影響。為視期望設定列 2，將行2行設定為_5伏，且將行丄及行3設定為+5伏。施加至列2列之相同選通接著將致動像素（2,2)並使像素pj) 及（2,3)鬆弛。同樣，該陣列中沒有其他像素受到影響。藉由將行2及行3設定為_5伏，並將行！設定為+5伏來以類似方式設定列3。列3之選通如圖5Α中所示設定列3之像素在寫入該訊框之後，列電位為〇，而行電位可保持在 +5或-5伏’且接著顯示穩定於圖5入之配置中。將瞭解，可 129261.doc •20- 200916406 對由數十或數百個列及行構成之陣列採用該相同程式。亦應瞭解，用於實施列及行致動之電壓之定時、順序及位準可在上述-般原理内變化頗大，纟以上實例僅為例示性，且任-致動錢方法皆可與本文所述之系統及方法—起使用。圖6Α及㈣圖解說明一顯示器件4〇之冑施例之系統方塊圖。顯示器件40可係(例如)一蜂巢式電話或行動電节。然而’顯示器件40之相同組件或其之微小變更亦係各種類型之顯示裝置(例如，電視機及可攜式媒體播放器)之例證。顯示器件40包含一外殼41、一顯不益30、一天線43、一揚聲器45、-輸入器件48及_麥克風46。外殼_常由孰悉此項技術者所熟知之各種製造製程中之任一者該等製造製程包含注射成型及真空 ^ 再成开/另外，外殼41可由各種材料中之任一者製成1包含(但不限於)塑膠、金 ί 屬、玻璃、橡膠及陶曼，或其組合。纟—實施例中，殼“ 包含可移動部分（未顯示），节莖可你去★ ^ 4專可移動部分可與其他具有

不同色彩或含有不同標記、R J知。己、圖片或符號之可移動部分互換。如本文中所述，例示性以不益件40之顯示器30可係各種 ,.，、頁不斋中之任一者，其中包含— 3雙穩態顯不器。在1他膏施例中，如熟悉此項技術者、订考所热知，顯示器30包含一平板顯不器（例如，如上所述之 LCD 或 TFTLCD)、或—非平=::、EL、°㈣、S™ 板”、、員示器（例如，一 CRT或其 129261.doc -21 . 200916406 他顯像管\ 缺。件）。然而，如本文中所述，為描述本發明施例之目& - 、’-員不器30包含一干涉式調變器顯示器。圖6B中不意性地圖解說明一例示性顯示器件4〇之實施例、=件所圖解說明之例示性顯示器件40包含一外殼41，可包含至少局部地封閉於其中之額外組件^舉例而古， ^ 口貫施例中，例示性顯示器件40包含一網路介面27，該罔路W面包含一耦接至一收發器47之天線43。收發器47連接至處理器21，而處理器21連接至調節硬體52。調節硬體 52可經組態以對一信號進行調節（例如，對一信號進行濾波）。調節硬體52連接至一揚聲器45及一麥克風46。處理器21亦連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29耦接至一訊框缓衝器28並耦接至一陣列驅動器 22 ’而陣列驅動器22又麵接至一顯示陣列30。一電源5〇視特定例示性顯示器件40之設計需要為所有組件提供電力。網路介面27包含天線43及收發器47，以便例示性顯示器件40可經由一網路與一個或多個器件進行通信。在一實施例中’網路介面27亦可具有某些處理能力，以減輕對處理器21之需求。天線4 3可係熟悉此項技術者所知之任一用於發射及接收信號之天線。在一實施例中，該天線根據IEE；E 802.1 1標準（包含IEEE 802.1 1(a)、（b)或（g))來發射及接收 RF信號。在另一實施例中，該天線根據藍芽（BLUETOOTH) 標準來發射及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情形下，該天線經設計以接收CDMA、GSM、AMPS或其他用於在一無線蜂巢電話網路内通信之習知信號。收發器47對自天線 129261.doc •22- 200916406 43接收之^说進行預處理’以便其可由處理器u接收及進 v操縱。收發器47亦對自處理器21接收之信號進行處理以便其可經由天線43自例示性顯示器件40發射。在一替代實施例中，可以一接收器替代收發器47。在尚另一替代實施例中，網路介面27可由-可儲存或產生擬發送至處理器21之影像資料之影像源替代。舉例而言，該影

像源:係-數位視訊光碟（DVD)或—含有影像資料之硬碟驅動器、或—產生影像資料之軟件模塊。處理器21通常控制例示性顯示器件40之總體操作。處理器21自網路介面27或—影像源接收諸如壓縮影像資料之資料’並將該資料處理成原始影像資料或處理成—種易於處理成原始影像資料之格式。接著，處理器21將經處理之資料毛k至驅動器控制器29或發送至訊框緩衝器進行儲存。原始資料通常係指標識一影像内每一位置處之影像特性之資訊。例如’該些影像特性可包含色彩、飽和度及灰度階位準。在實施例中，處理器21包含一微控制器、c四、或用於控制勤性顯示ϋ件4G之操作之邏輯單元。調節硬體Μ 通常包含用於朝揚聲器45發射信號且用於自麥克風#接收 …放大器及濾、波器。調節硬體52可係例示性顯示器件 4〇内之分立組件，或可併人處理器叫其他組件内。器控制器29直接自處理器21或自訊框緩衝㈣獲取 21所產生之原始影像資料，並適當地將原始影像新格式化以便高速傳輸至陣列驅動器22。具體而 129261.doc •23 · 200916406 5，驅動器控制器29將原始影像資料重新格式化成一具有光柵狀格式之資料流，以使其具有一適宜於跨越顯示陣列 30知·描之時間次序。接著，驅動器控制器29將該經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。雖然一驅動器控制器29(例广' \

L 如，LCD控制器）常常作為一獨立積體電路〇C)與系統處理器21相關聯，但該等控制器可以諸多方式進行構建。其可作為硬體包含於處理器21中 '作為軟體包含於處理器Η 中、或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合在一起。通书’陣列驅動器22自驅動器控制器29接收經格式化之資訊並將視訊資料重新格式化成—組平行之波形，該祖平行之波形每秒很多次地施加至來自顯示器之W像素陣列之數百條且有時數千條引線。在-實施例中’驅動器控制器29、陣列驅動器& 示陣列3〇適用於本文中所述之顯示器類型中之任-者。舉例而έ ，在一實施例中制gnu 勒&控制③29係一習用顯示控制窃或一又穩態顯示控制器（例如，— 器在另-實施例中，陣列驅動写川干"式调“控制 --ϋ ί— ^ 驅動器22係一習用驅動器或一又穩恶顯示驅動器（例如，_ 一营干涉式調變器顯示器）。在貫施例中，一驅動琴批生丨為控制益29與陣列驅動器22整合在— 起此實施例在諸如蜂巢式雷上器等高度整合系統中頗其它小面積顯示陳列Λ 在尚另一實施例中，顯示陣列30係一典型顯示陣列雔包含一干+ 4# & 又穩態顯示陣列（例如，— 3干涉式调變益陣列之顯示器）。輸入益件48允許一使用者衩制例不性顯示器件4〇之操 129261.doc -24- 200916406 作。在一實施例φ 中，輸入器件48包含一鍵台（例 QWERTY鍵盤或— I抝如，一然苴電鍵台）、一按鈕、一開關、一觸Μ 螢幕、一壓敏或敎觸敏蚁次熱敏隔膜。在一實施例中，麥示性顯示器件4〇 “ 見風46係例之輪入器件。在使用麥克風46朝入資料時，可由明》亥斋件輸使用者提供語音命令來控制例示性件40之操作。 1王.、肩不器如在此技術中所熟知’電源5〇可包含各種能量儲件。例如，在—杂·始a °°

，隹只施例中，電源5〇係一可再充電式蓄電池’例如一錄-録f電池或鋰離子f電池。在另_實施例中’電源5〇為一可再生能源、一電容器或一太陽電1,其中包3塑膠太陽電池及太陽電池塗料。在另—實施例中電源$ 〇經組態以自一牆上插座接收電力。在某些實施例中’如上所述，控制可程式化能力駐存於 -驅動器控制器中，該驅動器控制器可位於電子顯示系統中之多個位置中。纟某些實施例中，控制可程式化能力駐存於陣列驅動器22中。熟悉此項技術者將認識到，可以任意數量之硬體及/或軟體組件且可以各種構造來實施上述最優化。根據上述原理操作之干涉式調變器之詳細結構可變化頗大。舉例而言，圖7A-7E圖解說明可移動反射層14及其支撐結構之五個不同實施例。圖7A係圖1之實施例之截面圖’其中一金屬材料條帶14沈積於正交延伸支撐件18上。在圖7B中’可移動反射層14僅在系鏈32上於拐角處附裝至支撐件。在圖7C中，可移動反射層14自一可變形層34懸掛 129261.doc -25 - 200916406

下來，該可變形層可& A 括一杌性金屬。可變形層34以直接或間接方式圍繞可變形芦交小層34之週邊連接至基板2〇。該等接可採取連續壁及/或獨立支柱之形式。舉例而言，平行桿可支樓可變形層34材料之交又列，因而界定該等桿之間

之溝渠及/或空腔中夕^M 之像素订。母一空腔内之額外支撐支柱可用於加強可變形層34並阻止在鬆弛位置中垂陷。圖7D中所圖解說明之實施例具有支撐柱栓塞42,可變形層34倚靠在支撐柱检塞42上。如在圖7以中，可移動反射層14保持懸置於間隙上方，但可變形層34並不藉由填充可變形層34與光學堆疊16之間之洞來形成支撐柱。相反，該等支撐柱係由一用以形成支撐柱栓塞42之平坦化材料形成圖7E中所圖解說明之實施例係基於圖中所示之實鈀例但亦可經修改以與圖7A-7C中所圖解說明之任一實施例及未顯示之額外實施例一同合作。在圖7e中所示之實施例中，已使用—額外金屬或其他導電材料層來形成一匯流排結構44。此允許信號沿干涉式調變器之背面路由，從而消除原本須形成於基板20上之多個電極。在例如圖7A-7E所示之彼等實施例中，干涉式調變器用作直視式器件，其中自透明基板2〇之前側（與其上配置有該調變器之側面對置之側面）觀察影像。在該等實施例中，反射層14在光學上屏蔽干涉式調變器之位於反射層側 (其與基板20相對）上之部分，其中包括可變形層34。此允許對該等屏蔽面積進行組態及操作，而不會消極地影響影像品質。此屏蔽允許存在圖7E中之匯流排結構44，此提供 129261.doc -26- 200916406 使調變器之光學性質與調變器之機電性質分離之能力，諸士哥址及因彼哥址引起之移動。此可分離式調變器架構可允δ午彼此獨立地選擇用作該調變器之機電態樣及光學態樣之結構設計及材料且允許其彼此獨立地發揮作用。此外’圖7C-7E中所示之實施例具有由將反射層“之光學特性自其機械特性去耦獲得之額外益處，此由可變形層“實她。此允許使用作反射層14之結構設計及材料在光學性質

方面最優化，且允許使用作可變形層34之結構設計及材料在期望之機械性質方面最優化。

包括可移且件或元件之则⑽器件之實施例藉由一其中至一前體結構移除或！虫刻一個或多個犧牲材料，從而在成品MEMS中形成-空腔或開口之方法加以製作。由於此一蝕刻步驟將可移動組件自該前體MEMS中之鎖定構造釋放，故此蝕刻步驟在本文中被稱為一"釋放蝕刻"。從而，該前體Μ簡亦稱為一"未釋放"MEMS。該等犧牲材料在該MEMS之製造過程巾充#前體，其包括界定錢簡之組合圖案化層。特定而t ’對於靜電则⑽而言，固定電極與可移動電極之間形成之犧牲層佔據成品器件中之空腔之容積。舉例而言，圖8A_8E圖解說明分別對應於圖1 7財圖解制之釋放干涉式調變器之未釋放干涉式調變器。未釋放干涉式調變器_包括—其上形成—光學堆疊川之基板820。光學堆疊816上形成第—犧牲層㈣。一= 射層814形成於犧牲層850上且在透撐結構818上。在圖8<：-8£中圖解說過犧牲層850延伸之支明之實施例中，第二犧 129261.doc -27- 200916406 牲層852形成於反射層814上方’其自一可變形層834懸掛下來。在圖8A及8B中，層814表示一可變形層及一可移動電極或鏡面兩者。在某些實施例中，層814包括複數個（例如）具有不同光學及/或機械性質之子層以提供一具有期望之性質之複合層814。在圖8C_8Et，可變形層州及可移動電極或鏡面814係分離結構。 1在某些實_中’釋放㈣包括將該等未釋放干涉式調變器暴露至一個或多個敍刻劑，該等名虫刻劑選擇性地㈣第一犧牲層85〇及（若存在）第二犧牲層8S2，從而分別在圖 7A-7E中圖解說明之干涉式調變器中形成空腔，從而釋放反射層814。在較佳實施例中，釋放钱刻係使用-汽相姓刻劑實施，該汽相餘刻劑選擇性地餘刻第一犧牲層85〇及第二犧牲層852兩者。該汽相敍刻劑透過可變形層咖中形成之-個或多個韻刻洞（未圖解說明）、透過可變形層咖之條f之間之間隙、及/或自兮哭飞目°亥益件之側面近接第一犧牲層 850及第二犧牲層852。在某示一半Λ ^土貫施例中，該汽相蝕刻劑包括一個或多個氟基蝕刻劑，故丑特疋而吕，汽相二氟化二(2)。在環境溫度下’二氣化說係-具有'約3.8Torr (〇為〇·5叫之蒸汽壓力之固體。由二敗化氣產生之 1選擇性地兹刻某些犧牲材料，亦即，不形成一電聚。勺#伽—、少第犧牲層850及第二犧牲層852 犧牲材料’料犧牲材料可由MEMS中之非犧牲或結構材料上方之敍刻劑選擇性地㈣卜其中該姓刻劑為XeF2，適宜之犧牲材料包含矽、鈦、錯、铪、釩、 129261.doc •28- 200916406 鈕、鈮、鉬、鎢及其組合。其中蝕刻劑為XeF2之較佳犧牲材料包含鉬、矽、鈦及其組合。圖9示意性地圖解說明使用一汽相蝕刻劑（例如，χπο 釋放蝕刻未釋放MEMS之裝置9〇〇之實施例。在本文中，此種類型之裝置亦稱為一，，浸泡且回填，，裝置。裝置9⑽包括一 XeF2容器902、一膨脹室9〇4、第一真空源9〇6、一蝕刻室908、一吹掃氣體源914及第二真空源916。如下所述’该等組件透過獨立可控制閥門以流體方式連接，在某些實施例中自動進行對該等閥門之控制。在某些實施例中’第一真空源9〇6及第二真空源916係相同真空源。固體XeF2安置於XeF2容器902中，該容器以流體方式連接至膨脹室904。膨脹室904又以流體方式連接至第一真空源906及蝕刻室9〇8。膨脹室9〇4以流體方式連接至蝕刻室 908 °在圖解說明之實施例中’來自膨脹室9〇4之氣體透過一入口（例如，一蓮蓬頭910)進入蝕刻室9〇8，該蓮蓬頭包括複數個以最接近一基板支撐件912定向之開口。蝕刻室 908以流體方式連接至吹掃氣體源914及第二真空源916。在一 li刻製程之例示性實施例中，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給膨脹室 904抽真空。接著將膨脹室904以流體方式連接至xeF2室 9〇2 ’從而以Xe]p2蒸汽填充膨脹室904。接著關閉XeF2室 902與膨脹室9〇4之間之閥門。將其上製作一個或多個未釋放MEMS之基板或批基板加載至姓刻室908中之基板支撐件912上。接著使用第二真空 129261.doc -29- 200916406 源9_刻室908抽真空。接著將姓刻室9〇8以流連接至膨脹室904 ’從而在一 „埴， / 牧回填步驟中透過入口邮蒸汽填充钱刻室9〇8。接著在一"浸泡”㈣中，在以 xeF2蒸汽㈣基板時隔離_室9G8。接著使用吹 914及第二真空源916為餘刻室908吹掃钱刻副產物。實施抽真工、以XeF2回填、浸泡、及吹掃之額外蝕刻循環直至達成期望之蝕刻程度。

上述使用浸泡且回填裝置9〇〇之蝕刻製程之實施例一般而言係-批製程’且同樣地不易被整合成一連續工作流程。此外’基板構造之改變（例如，大+ )可迫使對該裝置進行重新設計。該製程循環亦涉及其巾不發生_〇驟，例如，在吹掃蝕刻室9〇8時。由於一MEMs陣列中犧牲材料之量it常超過在一單一回填步”驟中可提供於餘刻室 908中之蝕刻劑之量，典型蝕刻製程需要多個蝕刻循環，例如，多達50個循環。因此，在某些實施例中產出率為約母小日令兩基板。可藉由（例如）以一群集類型工具機械連接蝕刻裝置900實現改良之產出率，然而，此成本頗高。監視蝕刻進度亦頗為困難，從而導致高蝕刻劑消耗，及不合意地餘刻該钱刻劑對其具有不完美選擇性之結構組件。圖10A圖解說明一蝕刻系統1〇〇〇之透視圖，該蝕刻系統包括一蝕刻頭1010、一蝕刻氣體源1030、一真空源1〇4〇及一基板支撐件1050。其上製作一個或多個未触刻memS器件之基板1070支撐於基板支撐件1050上。在較佳實施例中’未蝕刻MEMS器件係一製作於基板1〇7〇上之一個或多 129261.doc -30- 200916406 個MEMS器件陣列1072之元件。在某些實施例中，蝕刻系統10 0 0安置於一較大敍刻室或房中（例如）以含有蚀刻副產物及蝕刻劑及/或提供一受控環境。在圖解說明之實施例中，蝕刻頭1010定位於基板1〇7〇上方’該基板又由基板支撐件1050支撐。在圖解說明之實施例中’蝕刻頭1010具有一帶有長軸或縱軸之細長結構，該長軸或縱軸之長度比基板1070之長尺寸略大。在光學調變

器（例如’圖7A-7E中圖解說明之光學調變器）之製造中使用之MEMS基板通常係玻璃、矩形基板，雖然熟悉此項技術者將理解，在其他實施例中亦可使用其他基板材料及其他形狀。較佳基板之尺寸包含約37〇 mmx470 mm (；Gen 2)、約 550 mmx650 mm (Gen 3)、約 600 mmx720 mm (Gen 3.5)、約 680 mmx880 mm、約 730 _x92〇 mm (Gen 4)、約 u〇〇 mmxl250 mm或更大。熟悉此項技術者將理解，圖解說明之蝕刻系統1000亦適宜於蝕刻具有其他尺寸之基板，例如，較窄基板。蝕刻頭1010之端部1012係關閉的。在圖解說明之實施例中，一蝕刻氣體源1030係一汽相蝕刻劑源，例如，XeF2氣體。源1030之圖解說明實施例包括一包括一惰性氣體入口 1034及一氣體出口 1〇30之罐1〇32。在較佳實施例中，罐1032裝配有一適宜於使其中充滿之固體昇華之加熱單元。注入惰性氣體入D1G34之惰性氣體輸送罐内之XeF2 ’於是該氣體混合物退出氣體出口㈣進入歧s中，可將額外製程氣體（例如，其他惰性氣體）引入該歧管中。該歧管係透過—控制閥門·以流體方式連接 129261.doc 31 - 200916406 至餘刻頭1010。真空调I η 4 rw么，各 ’ '、40係透過一控制閥門1042以流體方式連接至蝕刻頭1 01 0。如下戈下文更#細淪述般，所圖解說明之實施例亦包括一再循環單元1044 循環利用用過之蝕刻氣體。該再循環單元准許如下文更^細論述般，基板支料㈣具有任一適宜之類型，但較佳促進基板職與㈣頭咖間之垂直定位，

及其相對水平運動。該㈣頭可移動（例如，#同印刷頭）以達成對基板之掃描。為避免提供一可移動蝕刻頭之固有複雜性（例如，撓性垂準、維持對準及對齊及類似操作），土板支樓件1G5G更佳係沿—大致垂至於钱刻頭⑼〇縱轴之方向單向或以往復方式移冑。例&，基才反支撑件Μ%可係 -帶式傳送機、活底式傳送機、輥輪傳送機及類似物。基板支撐件1050之某些實施例亦可沿另一方向移動，例如，可大致平行於蝕刻頭1〇1〇之縱軸平移，此准許基板相對於钱刻頭刪側向對準。基板支樓件刪之某些實施例准許方疋轉凋節及/或垂直調節該基板。基板支撐件i及蝕刻頭1〇10兩者之某些實施例係可移動的。基板支撐件1050之實施例亦包括一加熱器(未圖解說明），該加熱器係用於蝕刻化學性質可由熱活化受益之實施例中加熱一支撐於其上之基板1070。5亥加熱器具有任一適宜之類型，例如，電阻加熱器、紅外線加熱器、熱燈，其組合及其類似物。圖1〇B圖解說明沿圖l〇A之B-B截面取得之蝕刻頭1〇1〇、基板1070、未釋放MEMS陣列1〇72及基板支撐件1〇5〇之實施例的截面圖。在圖解說明之實施例中，基板支撐件ι〇5〇 129261.doc -32- 200916406 係一傳送機系統’其能夠沿由雙頭箭頭从所指示之方向平移基板1070。蝕刻頭1010包括一其中形成一細長蝕刻氣體入口 1014及一對排氣埠1016之細長本體1〇12。在圖解說明之實施例中，排氣埠1016係呈細長槽形式，大致平行於蝕刻氣體入口 1014。在圖10B中，本體1012、氣體入口 1〇14 及排氣埠1016時爾延伸至頁面中時爾延伸出頁面。如下文將變得明瞭，蝕刻頭之某些實施例包括單一排氣埠或根本次有排氣埠。在某些實施例中，在該蝕刻室中提供排氣埠，其較佳經定位且經組態以跨越該基板表面沿側向引出蝕刻氣體。蝕刻氣體控制閥門1〇38(圖1〇A)係以流體方式連接至蝕刻氣體入口 1014，該蝕刻氣體入口朝向基板1〇7〇向下引導蝕刻氣體。真空控制閥門1〇42(圖1〇A)係以流體方式連接至排氣埠1〇16，該排氣埠將使用過之蝕刻氣體抽離基板1070。通過蝕刻頭1〇1〇及在蝕刻頭1〇1〇下方之蝕刻氣體之流動係由箭頭所指示且大致平行於基板1〇7〇。在較佳實施例中，蝕刻氣體入口 1〇14係一氣簾喷嘴，其在此技術中亦稱為空氣刀嘴嘴或氣刀喷嘴。氣簾喷嘴之實施例係包括一槽或間隙之細長結構，一注入氣體透過該槽或間隙以-氣簾或氣刀形式退出。在較佳實施例中，氣簾具有大致層流。蝕刻氣體入口 1014界定一蝕刻氣體透過其流動之蝕刻劑流動間隙G。在某些實施例中，蝕刻劑流動間隙G之寬度係自約〇〇1 _至約1〇麵，較佳，自約 0.1 mm至約 5 mm。蝕刻頭1010之某些實施例包括複數個（例如）沿長軸呈線 129261.doc •33· 200916406 性（亦即，端對端）以—細長圖案安置之之蝕刻氣體入口 1014。舉例而言，圖1〇c圖解說明一包括兩個對準之、細長蝕刻氣體入口 1014之蝕刻頭1〇1〇之實施例之底視圖。圖 10D圖解說明一蝕刻頭1〇1〇之實施例之底視圖，其中蝕刻氣體入口 1014包括複數個穿孔或網狀物。氣體入口 1〇14之實施例具有-個或多個形狀，例如，圓形、橢圓、多角形及/或槽。熟悉此項技術者將瞭解，在某些實施例中，入口 1014包括複數個以另一細長圖案（亦即，並非以一單個線）形式之孔或開口。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 1〇14群組中之至少某些中之氣體流動，亦即，可視需要活化或去活化。此一蝕刻頭准許在相同蝕刻系統1000上蝕刻具有不同寬度之基板1〇7〇，控制跨越細長軸或縱軸之相對氣體流動，及/或蝕刻一基板1070之所選部分。回到圖10B，排氣埠1016亦界定一反應物吹掃間隙g，使用過之#刻軋體及蝕刻副產物透過該間隙自基板j〇7〇之活性蝕刻區域抽取。在其他實施例中，排氣埠1〇16包括複數個以細長圖案配置之孔或開口。如上所述，钱刻頭^ 〇工〇之某些實施例僅在蝕刻氣體入口 1〇14之側面上包括排氣埠，或根本沒有排氣埠，在此情形下，該蝕刻室較佳裝配有經定位且經組態以提供期望之氣體流動圖案之排氣埠。在某些實施例中，反應物吹掃間隙g之寬度係自約〇〇1 mm 至約10 mm，更佳，自約0.1 mm至約5 mm。一具有一寬度w之導流表面1018將每一排氣埠1〇16與蝕 129261.doc -34· 200916406 刻氣體入口 1014隔開。在圖解說明之實施例中，導流表面 1018大致平行於基板1〇7〇。導流表面loj8在蚀刻頭1〇〇〇下方界定一活性蝕刻區域之寬度。在較佳實施例中，導流表面1018之寬度W係自約1〇 mm至約3 〇〇 mm，更佳，5 〇 mm 至約200 mm。在某些實施例中，對兩個排氣埠1〇16而言導流表面1018之寬度W相同’而在其他實施例中，導流表面 1018具有不同寬度。蝕刻頭1〇1〇及基板支撐件1〇5〇經配置以便姓刻頭1010在陣列1072上方隔開一高度Η，在某些實施例中，該高度係自約0_5 mm至約25 mm，更佳，自約i mm 至約10 mm。該高度η界定該活性蝕刻區域之高度。在圖解說明之實施例中，與其高度Η相比該活性蝕刻區域相對寬（2W)。因而，導流表面1〇18將蝕刻氣體重新引導成一大致平行於基板1070之大致水平流動。在某些實施例中，該活性蝕刻面積之縱橫比（在該圖解說明之實施例中為2 w:H) 大於、力2.1較佳，大於約1 〇: 1，更佳，大於約5 〇: 1。該平打流動在該活性蝕刻區域中達成可預測蝕刻劑至mems接觸、可預測蝕刻時間及汽相蝕刻劑之有效使用。將理解，即使在其中該等排氣埠位於一蝕刻室中而非蝕刻頭ι〇ι〇中之實施例中，導流表面1〇18用於在蝕刻頭1〇1〇與該基板之間界疋一文限、大致平行流動路徑以確保mems基板且特定而言其中之犧牲層之有效蝕刻之滞留時間。熟悉此項技術者將理解’活性姓刻區域中敍刻氣體之滯留時間將相依於如下因素，包含：該飯刻氣體之壓力、該真空源之壓力、該活性蝕刻區域之尺寸、蝕刻劑流動間隙G之尺寸 129261.doc •35· 200916406 及反應物吹掃間隙g之尺寸。〆蝕刻頭1〇10之某些實施例進一步包括—准許調節該蝕刻氣體温度之加熱器（未圖解說明）。該加熱器具有任一適宜之類型，例如，一電阻加熱器。在某些實施例中，藉由透過蝕刻頭1010中形成之一個或多個以流體方式與氣體入口 1014及排氣埠1〇16隔離之通道使一流體循環來達成溫度控希J在某些貫施例中，在餘刻氣體進入敍刻頭J J 〇之前對其溫度進行調節。圖10E中圖解說明之蝕刻頭1〇1〇之另一實施例藉由添加一額外蝕刻氣體入口 1014及排氣埠1〇16來增加活性蝕刻區域之寬度。熟悉此項技術者將理解，可在其他實施例中添加額外蝕刻氣體入口 1014及排氣埠1〇16。蝕刻頭1010(未圖解說明）之另一實施例類似於圖l〇B之蝕刻頭，除僅包括一導流表面1018及一關聯之配排氣埠 1016外。在較佳實施例中，參照蝕刻頭1010與基板1070之間之相對運動將導流表面1018及排氣埠1〇16提供於蝕刻頭 1010之下游側面上。在某些實施例中，蝕刻氣體入口1〇14 亦朝向蝕刻頭1010之下游側面傾斜。如上所述，該圖解說明之實施例包括一用於俘獲未反應之蝕刻氣體及/或蝕刻副產物之再循環單元1〇44。舉例而言’在某些實施例中，藉由(例如)使用一冷阱或類似物使况相XeF2凝結成固態來回收排出之氣體中之未反應XeF2用於將來使用。纟某些實施例中，藉由該技術中習知之手段將钮刻副產物自排出之氣流移除，例如，過遽、吸收、化 I29261.doc •36· 200916406 學吸附、物理吸附、起反應、凝結、化合及類似手段。银刻系統1000之某些實施例進一步包括一用於監視釋放蝕刻之進度之監視系統（未圖解說明）。監視系統之某些實施例監視（例如）排出之蝕刻氣流中蝕刻反應副產物及/或蝕刻劑之漢度。適宜之方法係此技術中習知之監視，例如，光谱分析法、質譜分析法、紅外線光譜分析法、可見UV 光4分析法、拉曼光譜分析法、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，藉由在釋放姓刻製程期間直接監視MEMS來監視蝕刻進度。舉例而言，在某些實施例中，監視一光學調變器或光學調變器陣列之反射以對蝕刻進度進行評估。圖11係一圖解說明一參照圖10A_10E中圖解說明之蝕刻系統1000釋放蝕刻一未釋放MEMS之方法1100之實施例之流程圖，圖10A-10E中圖解說明之蝕刻系統係作為一用於執行該方法之適宜之蝕刻裝置之實例。熟悉此項技術者將理解，方法11〇〇亦可在其他器件上實踐。在步驟1110中，將一包括一未釋放MEMS之基板1070安裝於基板支撐件1050上並定位於蝕刻頭1〇1〇下。在某些實施例中，將基板1070安裝成使得一較長邊緣對應於蝕刻頭 1010之長軸或縱軸’且一較短邊緣對應於基板支撐件1〇5〇與餘刻頭1010之間之相對運動之方向。此配置之實施例達成一較短姓刻時間，此乃因在此構造中活性敍刻區域覆蓋該基板之較大比例。在步驟1120中’在基板1070之其上形成有一未釋放 I2926I.doc -37- 200916406 MEMS之表面處透過一蝕刻頭1〇1〇之蝕刻氣體入口切“引導一蝕刻氣體。在某些實施例中，調節氣體流動以在一活性敍刻區域之至少一部分中提供一大致層流。如上所述，藉由自蝕刻氣體入口 1014釋放新鮮蝕刻氣體並透過排氣埠 1016抽取使用過之蝕刻氣體及蝕刻副產物在基板1070上界疋活性餘刻區域。在該活性銳刻區域中，該敍刻氣體接觸犧牲材料’從而钱刻該犧牲材料之至少一部分。視情況’使用基板支撐件1050中之加熱器件對基板1〇7〇進行加熱以加速蝕刻。蝕刻頭之設計在活性蝕刻區域中達成一均勻蝕刻。再次參照圖10B ’直接在蝕刻氣體入口 1〇14下方之汽相蝕刻劑之濃度最高。因而，在活性蝕刻區域之此部分中蝕刻頗快。在敍刻氣體朝向排氣埠1 〇 16移動時，汽相钱刻劑之濃度減小。因此’正在排氣埠1016下之蝕刻速率最低。熟悉此項技術者將理解’可針對一特定基板選擇蝕刻頭1〇1〇之尺寸、該蝕刻頭離陣列1072之高度Η、汽相蝕刻劑之濃度、钮刻氣體之壓力、真空源之壓力以使排氣裝置中之汽相蝕刻劑之濃度極低’從而保存該汽相蝕刻劑。舉例而言’在某些實施例中，自約8 0 %至約9 9 %，更佳，自約 85%至約99%之汽相蝕刻劑在該蝕刻氣體透過排氣淳1〇16 排出之前反應。將瞭解’在自入口 1014沿基板表面大致平行流動，及低輪廓（較佳，約0.5-25 mm，更佳約1-1〇 mm)之限制内，餘刻頭1010之導流表面與該基板（如由基板支擇件1 〇 5 〇加以 129261.doc -38- 200916406 限制）之間之小角度可有助於調整該製程之效率。特定而言，距平行約0。至約10。之間之角度允許對局部壓力及流動速率進行調整。在步驟1130中，相對於蝕刻頭1010移動基板1070，從而在該未釋放MEMS或MEMS陣列之另一部分上方移動活性触刻區域。在圖10B之實施例中，由可移動基板支撐件 ‘ 1050沿雙頭箭頭μ所指示之方向移動基板1〇7〇。在某些實厂施例中，除基板1070移動外蝕刻頭1〇1〇亦移動或蝕刻頭 & ' 1〇1〇移動而不是基板1070移動。在較佳實施例中，同時實施步驟1120及1130，亦即，自餘刻頭1010引導蝕刻氣體，同時以一連續方式相對移置姓刻頭1010及基板1070。在可選步驟1140中’重複步驟1120及1130直至如（例如）藉由如上所述監視蝕刻製程確定蝕刻完成。在某些較佳實施例中’在一單程中或蝕刻頭1010之掃描過程中達成該〔 MEMS之完整釋放餘刻。如上所述’結合基板1 〇7〇之速度 3周卽银刻氣體滯留時間。在某些實施例中，根據對系統進行監視調節基板1070之速度以准許單程釋放。在其他實施例中，以多程蝕刻該MEMS。舉例而言，在某些實施例中，藉由基板支撐件1〇5〇在蝕刻頭1〇1〇下方來回掃描整個基板1070直至餘刻完成。在其他實施例中，將基板1070安置於一起始位置、對其進行掃描、接著使其回到該起始位址並再次蝕刻。如上所述，在某些實施例中，钱刻頭1010在基板1070上方移動。 129261.doc -39· 200916406 在其他實施例中，提供複數個大致平行之蝕刻頭丨010以便在基板1070由基板支撐件1〇5〇傳輸時，基板之一區順序通過每一蝕刻頭1 〇1 〇之活性蝕刻區域下方。為比較，圖13A係一類似於圖i〇A及10B中圖解說明之系統之蝕刻系統13 0 0之貫施例之局部頂視圖’其顯示一钱刻頭131 〇及一基板1370。在圖解說明之實施例中，餘刻頭13^ 〇之縱軸比基板1370之較長邊緣長且大致平行於基板137〇之較長邊緣。蝕刻頭1310至基板1370之相對運動由箭頭a所指示，且基板1370至蝕刻頭1310之相對運動由箭頭b所指示。圖13B係一類似於圖13A中圖解說明之系統之蝕刻系統 13 0 0之實施例之局部頂視圖’且其包括複數個安置於一基板1370上方之蝕刻頭1310a、1310b及1310C。钕刻頭 1310a、1310b及1310c至基板1370之相對運動由箭頭a所指示’且基板1370至蝕刻頭1310a、1310b及131〇c之相對運動由箭頭B所指示。包括複數個蝕刻頭之蝕刻系統之實施例達成改良之钱刻控制及較快飯刻中之至少一者。例如，在某些實施例中’可獨立控制蝕刻頭13l〇a、i31〇b及 1310c之每一者中之氣體流動。熟悉此項技術者將理解，其他實施例使用一不同數目之餘刻頭。熟悉此項技術者將理解’任一適宜之触刻頭皆可用於兮等器件、系統及/或方法。舉例而言，圖14A係一包括一氣體出口 1414之大致圓柱蝕刻頭1410之實施例之端部之頂視圖’而圖14B係一包括一氣體出口 1414之大致圓柱钕刻頭 1410之實施例之截面圖。圖15A係一包括一氣體出口 1514 129261.doc -40» 200916406 之垂直錐形钱刻頭1510之實施例之一部分之頂視圖，而圖 15B係一包括一氣體出口 1514之垂直錐形餘刻頭Βίο之實施例之截面圖。圖16A係一具有大致展平之圓錐形狀之蚀刻頭1610之實施例之前視圖’而圖16B係—具有大致展平之圓錐形狀之蚀刻頭1610之實施例之側視圖。雖然圖14人· • 16B中圖解說明之實施例不包括排氣埠，然而熟悉此項技術者將理解，如上所述其他實施例包含一個或多個排氣埠。實例1 、在一玻璃基板（370 mmx470 mmx2.5 mm)上藉由物理汽相沈積沈積一鉬膜（150 nm)。如上文所述及圖9中圖解說明’該塗覆之基板加載至一浸泡及回填蝕刻裝置中，並使用XeFz蒸汽蝕刻。在10個蝕刻循環之後，如圖12A中圖解說明沒有觀察到蝕刻。在20個循環之後，如圖12B中圖解說明’對應於蝕刻室之蓮蓬頭上之開口之圖案在鉬上形成一圖案。在30個循環之後，如圖12C中圖解說明，圍繞基 I 板中心亦觀察到某些蝕刻。在40、50及60個循環，如圖 12D-12F中圖解說明’基板中心中之已蝕刻面積連同圍繞該蓮蓬頭之開口之區一起增長。如圖12G中圖解說明，在 70個循環之後’餘刻完成。實例2 一類似於圖8A中圖解說明之實施例之未釋放干涉式調變益陣列製作於玻璃基板（370 mm><470 mm)上，以下層沈積於其上：氧化銦錫（ITO)導電層、一 80A之鉬/鉻局部反射層、一4〇〇-5〇〇A之二氧化矽介電層、一 2000Λ之鉬犧牲 129261.doc -41 . 200916406 層、一 300A之可移動鋁反射層及_1〇〇〇A之鎳可變形層。一具有圖10B t圖解說明之類型之氣簾（空氣刀）蝕刻頭安置於一其上安置該陣列之傳送機系統上方，其中該蝕刻頭在該陣列上方且平行於該陣列之47〇mm之邊緣。提供= 刻氣體入口及連接至一真空源之排氣埠一處於環境溫度下 -氮氣t之邮流1陣列藉由傳送機在μ刻頭=移動，且在一單程中蝕刻掉該犧牲層。熟悉此項技術者將理解’上述裝置及製造製程之改變亦可打，例如，添加及/或移除組件及/或步驟、及/或改變盆雷欠t:r，本文中所述之方法、結構及系統對製作其他電子益件亦有益，包含其他類型之MEMSII件，例如，1 他類型之光學調變器。八此外’雖然上文之詳一、田述已‘’、、貝示、描述及指出了適用於各種貫施例之本發明之新項技術者可在形式及細節對所⑽…、而…理解，熟悉此 =二:代及改變，此並不背離本發明之精神。應可以一種不提供些K可獨立於其他特徵使用或實踐，故現本發明有本文中所闊明之特徵及益處之形式體【圖式簡單說明】圖i係-描緣一干涉式調之等角視圖，其中第_ 、、丁裔之實施例之一部/刀一鬆弛位置，而第 ^ K 5周變器之可移動反射層處於致動位置。干涉式調變器之可移動反射層處於- 129261.doc -42- 200916406 圖2係一系統方塊圖， n 冉圖解說明一併入一 3x3干涉式調變盗顯不器之電子器件之實施例。圖係針對圖1之干涉式調變器之例示性實施例之可移動鏡面位置對所施加電壓之圖示。圊4係一組可用於驅動— ^ 干涉式調變器顯示器之列及行電壓之圖解說明。圖5A圖解說明圖2之工、士， (3 3干涉式調變器顯示器中之例示性顯示資料訊框。

入圖5A之訊框之列信號及行信圖5B圖解說明可用於寫號之例示性時序圖。說明一包括複數個干圖6A及6B係系統方塊圖，其圖解涉式調變1之視覺顯巾器件之實施例圖7A係圖1之器件之戴面圖。圖7B係一干涉式調變器之替代實施例之截面圖。圖7 C係-干涉式調變器之另—替代實施例之截面圖。圖7〇係—干涉式調變器之尚另-替代實施例之截面圖。圖7E係一干涉式調變器之又—替代實施例之截面圖。圖8A-8E以截面實施例圖解說明對應&圖7a_7e中圖解說明之已釋放干涉式調變器之未釋放干涉式調變器。圖9示意性地圖解說明用於相對大MEMs陣列之電極之間之犧牲蝕刻之浸泡且回填蝕刻器件之實施例。圖10A以透視方法示意性地圖解說明—改良型餘刻系統之實施例。圖10B示意性地圖解說明一蝕刻頭相對於一接近該蝕刻頭安裝之基板之實施例之截面圖。圖及 129261.doc -43· 200916406 示意丨生地圖解說明該蝕刻頭之替代實施例之底視圖。圖 10E不思性地圖解說明該蝕刻頭之替代實施例之截面圖。圖11係一流程圖，其圖解說明一種使用圖中圖解δ兒明之蝕刻系統蝕刻未釋放MEMS之方法之實施例。圖12A-12G圖解說明在一類似於圖9之器件之浸泡且回填敍刻系統中蝕刻之測試基板。圖13 Α係一包括一單個蝕刻頭之蝕刻系統之實施例之局〃部俯視圖。圖13B係一包括複數個蝕刻頭之蝕刻系統之實 1 施例之局部俯視圖。圖14A係一大致圓柱蝕刻頭141〇之實施例之端部之俯視圖，而圖14B係一大致圓柱蝕刻頭141〇之實施例之截面圖。圖15A係一垂直錐形蝕刻頭151〇之實施例之一部分之俯視圖，而圖15B係一垂直錐形蝕刻頭151〇之實施例之截面圖。圖16A係一具有一大致展平之圓錐形狀之蝕刻頭1610之實施例之前視圖’而圖16B係一具有一大致展平之圓錐形狀之蝕刻頭1610之實施例之側視圖。 •【主要元件符號說明】 12a 干涉式調變器 12b 干涉式調變器 14 可移動反射層 14a 可移動反射層 14b 可移動反射層 129261.doc -44- 200916406 16 光學堆疊 16a 光學堆疊 16b 光學堆疊 18 支柱 19 間隙 20 基板 21 處理器 22 陣列驅動器 24 列驅動益電路 26 行驅動器電路 27 網路介面 28 訊框緩衝器 29 驅動器控制器 30 顯示器 32 系鏈 34 可變形層 40 顯示器件 41 外殼 42 支標柱检塞 43 天線 44 匯流排結構 45 揚聲器 46 麥克風 47 收發器 129261.doc -45 200916406 48 輸入器件 52 調節硬體 800 干涉式調變器 814 反射層 816 光學堆疊 818 支撐結構 820 基板 834 可變形層 850 犧牲層 852 犧牲層 900 裝置 902 XeF2容器 904 膨脹室 906 第一真空源9 908 蝕刻室 910 蓮蓬頭 912 基板支撐件 914 吹掃氣體源 916 第二真空源 1000 蝕刻系統 1010 钱刻頭 1012 細長本體 1014 細長蝕刻氣體入口 1016 排氣埠 129261.doc -46- 200916406 1018 導流表面 1030 蝕刻氣體源 1032 罐 1034 惰性氣體入口 1036 氣體出口 1038 控制閥門 1040 真空源 1042 控制閥門 1044 再循環單元 1050 基板支樓件 1070 基板 1072 MEMS器件陣列 1300 餘刻系統 1310 蝕刻頭 13 10a 银刻頭 1310b 银刻頭 13 10c 钱刻頭 1370 基板 1410 蝕刻頭 1414 氣體出口 1510 蝕刻頭 15 14 氣體出口 1610 钱刻頭 129261.doc -47-

Claims

200916406 十、申請專利範圍： 1，一種用於蝕刻一微機電系統（MEMS)器件之方法，其包括：提供一包括一形成於其表面上之]VIEMS器件之基板，其中該MEMS器件包括一犧牲材料；相對移動一蚀刻氣體入口及該基板；透過該蝕刻氣體入口在該MEMS器件之表面處引導一包括氣相蝕刻劑之氣流；及自该MEMS選擇性地姓刻掉該犧牲材料之至少一部分。 2. 如請求項1之方法，其中提供該包括該MEMS器件之基板包括提供一包括含有犧牲材料安置於兩個電極之間之 MEMS器件的基板。 3. 如請求項1之方法，其中引導該氣流包括引導„包括惰性氣體之氣流。 4. 如請求項1之方法，其中引導該氣流包括引導一具有大致層流之氣流。 5. 如請求項1之方法，其中引導該氣流包括引導—包括二氟化氙之氣流。 6. 如請求項1之方法，其中引導該氣流包括使該氣流法向於該MEMS器件表面而流動。 7如求項1之方法，其中引導該氣流包括大致平行於該 MEMS器件表面地引導該氣流之至少一部分。 8 ·如吻求項1之方法，其中透過該姓刻氣體入口引導該氣 129261.doc 200916406 流包括透過一細長蝕刻氣體入口引導一氣流。 9.如請求項8之方法，其中透過該細長蝕刻氣體入口引導該氣流包括透過一槽形喷嘴引導該氣流。 10·如請求項9之方法，其中透過該槽形喷嘴引導該氣流包括將該細長蝕刻氣體入口之整個縱軸大致定位於接近該 MEMS器件之表面處。 11. 如請求項9之方法，其中透過該槽形喷嘴引導該氣流包括透過一氣簾噴嘴引導該氣流。 12. 如請求項8之方法’其中透過該細長入口引導該氣流包括透過一至少與該基板尺寸一樣長之細長氣體入口引導該氣流。 1 3 ·如清求項1之方法，其中選擇性地蝕刻包括在該MEMS器件中形成一空腔。 14. 如請求項1之方法，其中相對移動該蝕刻氣體入口及該基板包括沿一正交於該蝕刻氣體入口之長尺寸之方向相對移動該蝕刻氣體入口及該基板。 15. 如請求項丨之方法，其中相對移動該蝕刻氣體入口及該基板包括在該蝕刻氣體入口下方掃描該基板。 1 6.如明求項丨之方法，其中引導該氣流和相對移動該蝕刻氣體入口及該基板係同時發生。月求員1之方法，其進一步包括透過至少一個排氣開口抽取該氣流之至少一部分。 18·如請求項17之方法，其中抽取該氣流之至少該部分進一步包括抽取一蝕刻副產物。 129261.doc 200916406 1 9. 一種蝕刻系統，其包括： -触刻頭’其包括縱轴、飯刻氣體入口及第一導流表面，其中該第一導流表面係安置於兮直於°亥蝕刻氣體入口之第一側面上，及該钮刻頭可操作以自該蚀列惠茨蝕刻軋體入口引出一蝕刻氣體；及一基板支撐件，其可操作以π ± 铞作以冋時以一預定高度於接近於該钮刻氣體入口支樓—其基板且相對於該蝕刻頭平移安 t於其上之該基板，其中該第一導流表面係嶝墟货A確疋尺寸且經組態以大致平行於該基板地引導—來自兮木自5亥蝕刻氣體入口之氣體的流動。 2〇.如請求項19之姓刻系統，其中該第-導流表面及該預定高度主界I具有大於㈣：1之縱橫比之活㈣刻區域。 21. 如3青求項19之蝕刻系統，其中 ” ra蝕刻碩進一步包括第一排氣痒，其中該第—導·汚矣/么—1® 導，|表面係女置於該第一排氣埠與該敍刻氣體入口之間。 22. 如請求項21之蝕刻系統，1 /'中該蝕刻碩進一步包括第二排氣埠，其中第二導流表面 …一 /, $女置於遠蝕刻氣體入口之弟二側面上，且處於該第二之間。排軋埠與該蝕刻氣體入口 23.如請求項22之|虫刻系铋甘糸統其中第一排氣埠包括一大致平行於該蝕刻頭之該縱軸之細長槽。十 129261.doc 200916406 24. 如請求項19之敍刻系統，其中該蚀刻氣體入口包括致平行於該姓刻頭之該縱轴之細長槽。大 25. —種蝕刻裝置，其包括：化第-方向延伸之細長蝕刻氣體入口界定第-側面及第二側面；方向第細長排乳槔，其平行於該細長姓刻氣體入口並在該第一側面上與其間隔開；第一細長排乳埠，其平行於該細長触刻氣體入口並在該第一側面上與其間隔開； -氣相餘刻劑源，其以流體方式連接至該細長姓刻氣體入口；及一真空源，其以流體方式連接至該第一及第二排氣埠。 26. 如請求項25之㈣裝置，其中該触刻氣體入口包括一界定姓刻劑流動間隙之氣簾噴嘴。 27. 如請求項25之蝕刻裝置，其中該第一及第二排氣埠各自包括細長槽，其分別界定第一吹掃間隙及第二吹掃間隙。 28. —種蝕刻一微機電系統（MEMS)器件之方法，其包括·· 提供一基板，其具有一 MEMS器件形成於該基板表面上，其中έ亥MEMS器件包括一犧牲材料，· 透過一蝕刻氣體入口引導一包括氣相蝕刻劑之氣流朝向該MEMS器件；用該氣相姓刻劑選擇性地鞋刻該犧牲材料之至少一部 12926l.doc -4- 200916406 分；及同時透過至少一個排氣開抽取該氣流之至少一部分口引導該氣流。 29. 如請求項28之方法’其中描极曰士 > t徒供具有該MEMS器件之該基板包括提供-包括包含犧牲材料安置於兩 = MEMS器件的基板。間之 30. 如請求項28之方法，其中引導該氣流包括透過一氣簾喷嘴引導該氣流。 ' 129261.doc