TWI238809B - MEMS device and method of forming MEMS device - Google Patents

Description

1238809 玖、發明說明： t 明戶斤屬^々貝j

本發明係有關於一種微機電系統裝置及其形成方法。 JL ittr J 5 發明背景 微機電系統裝置或MEMS裝置包括經過微機製之基材 整合電子微電路。此種裝置例如可形成微感測器或微致動 器，其例如係基於電磁效應、電約束效應、熱電效應、壓 電效應或壓電阻效應而操作。MEMS裝置已經使用微電子 10 技術如微影術、氣相沉積及蝕刻而形成於絕緣體或其他基 材上。 MEMS裝置例如包括微鏡裝置。微鏡裝置可操作作為 入射光振幅及/或相位調變之光調變器。微鏡裝置之一項應 用係用於顯示系統。如此，複數個微鏡裝置設置成一陣列， 15讓各個微鏡裝置提供顯示器之一個晶胞或一個像素。 習知微鏡裳置包括一面靜電致動鏡支承供以鏡軸為令 心旋轉。如此，鏡以鏡軸為中心旋轉而用來經由於不同方 向導引入射光而調變入射光。為了於不同方向導引入射 光，鏡可包括反射面，反射面反射入射光。不幸，反射面 〇之’灸化可把降低鏡之反射率及/或產生光干涉，因而降低或 減少鏡之反差比。 由於此等及其他理由，對本發明有其需要。 【明内容；| 發明概要 1238809 本發明之一方面提供一種形成MEMS裝置之方法。該 方法包括沉積導電材料於於附屬結構上’形成弟一犧牲層 於該導電材料上方，包括形成第一犧牲層之實質平坦面， 以及形成第一元件於該第一犧牲層之實質平坦面上方，包 5 括第一元件經由第一犧牲層而與導電材料通訊。此外，該 方法包括形成第二犧牲層於該第一元件上方，包括形成第 二犧牲層之實質平坦面，於形成第二犧牲層後，形成一支 承件貫穿該第二犧牲層至該第一元件，包括填補該支承 件，以及形成第二元件於支承件上方以及第二犧牲層之實 10 質平坦面上方。如此該方法進一步包括實質去除第一犧牲 層及第二犧牲層，因此以該支承件相對於第一元件而支承 第二元件。 圖式簡單說明 第1圖為示意剖面圖，顯示根據本發明之微鏡裝置之一 15 部分之一具體實施例。 第2圖為透視圖，顯示根據本發明之微鏡裝置之一部分 之一具體實施例。 第3圖為透視圖，，顯示根據本發明之微鏡裝置之一部 分之另一具體實施例。 20 第4圖為沿第3圖線4-4所取之示意剖面圖，顯示根據本 發明之微鏡裝置之作動之一具體實施例。 第5 A - 5 N圖顯示形成根據本發明之微鏡裝置之一具體 實施例。 第6圖為方塊圖，顯示根據本發明含微鏡裝置之顯示系 1238809 統之一具體實施例。 【實施方式】 詳細說明 於後文詳細說明，將參照附圖做說明，附圖構成本發 5月之σ卩刀’其巾舉例說明本發明可實施之特定具體實施 例二就此方面而言，方向術語如「頂」、「底」、「前」、「後」、 月’J」、「後」等係參照所說明之附圖方向性使用。由於本 發明之具體實施例之元件可定位於多個不同方向，方向性 術語僅供舉例說明之用而絕非限制性。須了解可利用其他 10具體貫施例，可未轉本發明之範圍做出結構或邏輯變 化。因此後文詳細說明絕非視為限制性，本發明之範圍係 由隨附之申請專利範圍界定。 第1圖顯示微鏡裝置10之一個具體實施例。微鏡裝置1〇 是一種微致動器，其仰賴電能轉換成為機械能之電之機械 15轉換來產生力，造成本體或元件的移動或致動。如後文說 明，一具體實施例中，複數個微鏡裝置10設置而形成微鏡 裳置陣列。如此，微鏡裝置陣列可用來形成顯示器。如此， 各個微鏡裝置10組成調變入射光用之光調變器，且提供顯 示器的一個晶胞或一個像素。此外，微鏡裝置10也可用於 20 其他成像系統，例如投影機，也可用於光定址。 如後文說明，一具體實施例中，微鏡裝置10形成最小 化或減少微鏡裝置反射面之變化。例如，一具體實施例中， 微鏡裝置10之反射元件形成有實質平坦面於其全體表面 上。如此，微鏡裝置10之反射性提升，及/或來自微鏡裝置 1238809 10之光干涉減少。如此改良微鏡裝置之反差比。 如第1圖所示，一具體實施例中，微鏡裝置10包括基材 20、板30及致動元件4〇。較佳板30係貫質平行於基材2〇表 面22定向，且與基材20表面22隔開，因此介於期間界限一 5 腔穴50。致動元件40係差置於基材20表面22與板3〇間。如 此致動元件40係設置於腔穴50内部。一具體實施例中，致 動元件40係藉由基材20表面22表面延伸出之支承件或柱而 相對於基材20獲得支承。 一具體實施例中，致動元件40經致動，因此相對於基 10 材20及板30，介於第一位置47及第二位置48間移動。較佳 致動元件40係以轉軸為中心以某種角度移動或傾斜。如 此，致動元件40之第一位置47顯示為實質水平且實質平行 於基材20 ;致動元件40之第二位置48顯示相對於第一位置 47以一定角度定向。致動元件40相對於基材20及板30之移 15 動或致動細節說明如後。 較佳板30為透明板32，致動元件40為反射元件42。一 具體實施例中，透明板32為玻璃板。但也可使用其他適當 平坦半透明料或透明材料。此等材料例如包括石英或塑膠。 反射元件42包括反射面44。一具體實施例中，反射元 20 件42係由具有適當反射性可形成反射面44之均勻材料形 成。此種例如包括複晶矽或鋁等金屬。另一具體實施例中， 反射元件42係由基材如複晶矽，基材之一面或多面上沉積 有反射材料如鋁或銀製成。此外，反射元件42可由非導電 材料製成’或由導電材料製成或包括導電材料。 1238809 如第1圖具體實施例所示，微鏡裝置10調變光，該光係 由位在透明板32之與基材20相對該側之光源（圖中未顯示） 所產生。光源包括周圍光及/或人造光。如此’入射於透明 板32之輸入光12通過透明板32進入腔穴50 ’由反射元件42 5 之反射面44反射作為輸出光14。如此輸出光14由腔穴50送 出，經由透明板32而返回。 輸出光14之方向係由反射元件42之位置決定或控制。 例如反射元件42於第一位置47，輸出光14被導引於第一方 向14a。但反射元件42於第二位置48時，輸出光14被導引於 10 第二方向14b。如此微鏡裝置10調變或改變由輸入光12所產 生之輸出光14之方向。如此，反射元件42可用來操控光線 射入光學成像系統及/或由光學成像系統射出。 一具體實施例中，第一位置47為反射元件42之中心位 置，表示微鏡裝置10的「ON」態，於該態，光例如被反射 15 至觀視者、或反射至顯示螢幕上，容後詳述。如此第二位 置48為反射元件42之致動位置，且表示微鏡裝置10的 「OFF」態，表示光並未被反射至例如觀視者、或反射至 顯示螢幕上。 一具體實施例中，經由施加電信號可形成於基材2〇上 20之電極60，反射元件42介於第一位置47與第二位置48間移 動。一具體實施例中，電極60形成於基材2〇之毗鄰於反射 兀件42—端或一緣之該表面22上。施加電信號至電極6〇， 介於電極60與反射科42間產生電場，造成反射元件42介 於第-位置47與第二位置48間移動。較佳當電信號由電極 1238809 60去除時，反射元件42持續維持第二位置48經歷若干長度 時間。隨後反射元件42之回復力將拉扯或回復反射元件42 之第一位置47。 一具體實施例中，導電通孔26成形於柱24且延伸貫穿 5 柱24。導電通孔26電耦合至反射元件42，更特別電耦合至 反射元件42之導電材料。如此，經由施加電信號至電極60 及反射元件42，反射元件42介於第一位置47與第二位置48 間移動。特別，電極60被致能至一種極性，反射元件42之 導電材料被致能至相反極性。如此，施加一種極性至電信 10號至電極60，及相反極性之電信號至反射元件42，介於電 極60與反射元件42間產生電場，造成反射元件42介於第一 位置47與第二位置48間移動。 另一具體實施例中，經由施加電信號至反射元件42， 反射元件42介於第一位置47與第二位置48間移動。特別， 15電信號經由貫穿柱24的導電通孔26而施加至反射元件42之 導電材料。如此，施加電信號至反射元件42，產生電場， 造成反射元件42介於第一位置47與第二位置48間移動。 致動微鏡裝置10之額外具體實施例例如述於美國專利 申請案第10/136,719號申請曰2002年四月30曰名稱「微鏡裝 20置」’讓與本發明之受讓人且以引用方式併入此處。 第2圖顯示反射元件42之一具體實施例作為致動元件 40之範例。反射元件42具有反射面44，包括實質為矩形之 外部80及實質為矩形之内部84。一具體實施例中，反射面 44係形成於外部80及内部84二者上。外部有連續四側部 10 1238809 81，連續四側部81排列而形成—個實質矩形之開口 82。如 此内部84係位於開口 82内部。較佳内部84於開口 82内部位 置呈對稱。 具體貫施例中，一對樞紐86延伸於内部84與外部8〇 5間。樞紐86由内部84之相對邊或相對緣延伸至外部80之毗 鄰相對邊或相對緣。較佳外部8〇係由樞紐86沿對稱軸支 撐。特別，外部80係以對稱軸為中心支撐，該軸延伸貫穿 其相對緣中央。如此，樞紐86辅助反射元件42介於第一位 置47與第二位置48間移動，說明如前（第1圖）。特別樞紐％ 10可輔助外部8 0介於第一位置4 7與第二位置4 8間相對於内部 84移動。 一具體實施例中，樞紐86包括扭轉元件88，扭轉元件 88之縱軸89實質上係平行於反射面44定向。縱軸89係與反 射元件42之對稱轴共線且重合。如此扭轉元件μ扭轉或以 15 縱軸89為中心旋轉，來配合外部介於第一位置47與第二位 置48間相對於内部84的移動。 一具體實施例中，反射元件42係藉由基材20表面22延 伸之支承件或柱20，相對於基材20支承。特別柱24支承反 射元件42内部84，反射元件42外部80係由内部84延伸出之 20 樞紐86所支承。一具體實施例中，柱24係由導電通孔26延 伸貫穿内部84至基材20之導電層形成。 第3及4圖顯示微鏡裝置100之另一具體實施例。微鏡裝 置1〇〇類似微鏡裝置10，包括基材20、板30及界定於基材20 與板30間之腔穴50。一具體實施例中，板30包括透明板32， 1238809 基材20有一或多個電極60形成於基材2〇表面22上，說明如 前。 如第3及4圖之具體實施例所示，微鏡裝置1〇〇包括致動 元件140支承於基材20與板30間。一具體實施例中，致動元 5件140包括樞紐元件141及反射元件142。如此，反射元件142 包括反射面144。如此入射光12(第1圖；)係由反射元件142之 反射面144反射，而反射方式係類似前文說明入射光12由反 射元件42之反射面44反射。 一具體實施例中，反射元件142延伸於樞紐元件141上 10 方，且藉支承件124而由樞紐元件141支承；樞桿元件141延 伸於基材20上方，且由支承件125由基材20支承。一具體實 施例中，支承件124及125組成導電通孔分別介於反射元件 142與樞紐元件141間延伸，以及介於樞紐元件141與基材20 間延伸。 15 如第3圖所示，一具體實施例中，樞紐元件141係由一 對支承件125所支承，包括連接部或軛182，軛182係藉樞桿 186而由支承件125支承。一具體實施例中，軛182支承支承 124，因此支承反射元件142。如此，樞桿186配合耗182相 對於支承件125之移動，因此輔助反射元件142之移動，容 20 後詳述。 如前文說明，微鏡裝置100之致動係類似微鏡裝置10 之致動，但致動140之樞紐元件141及反射元件142二者皆被 致動。如此樞紐元件141及反射元件142藉施加電信號至形 成於基材20上之電極60，二者皆介於第一位置147與第二位 12 1238809 置148間移動。施加電信號至電極6〇，產生一電場介於電極 60與樞紐tl件141及/或反射元件142間，其造成樞桿元件 141與反射元件142介於第—位置147與第二位置148間移 動。 5 第5A-5N圖顯示形成微鏡裝置100之一具體實施例，包 括形成微鏡裝置100之致動元件140。如前述，一具體實施 例中，微鏡裝置100之致動元件14〇包括樞紐元件141及反射 元件142。如此第5A-5N圖包括形成樞紐元件141及反射元件 142之具體實施例。 10 如第5A圖所示，一具體實施例中，微鏡裝置100形成於 附屬結構200上。一具體實施例中，附屬結構2〇〇包括互補 金氧半導體(CMOS)結構。如此，附屬結構200包括底材21〇 以及至少一導電層220形成於底材21〇之第一側212上。導電 層220例如包括鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、銅、金(Au)及/或 15鋁(A1)。導電層220例如係藉沉積形成，以及藉微影術及蝕 刻而被製作圖案。 一具體實施例中，附屬結構200包括介電層214形成於 底材210之第一側212上。如此附屬結構2〇〇之導電層220形 成於介電層214上。介電層214例如包括氧化矽如原矽酸四 20乙酯（TEOS)。一具體實施例中，附屬結構200沉積層例如包 括介電層214於附屬結構200成形期間被平面化，來形成微 鏡裝置10用之實質上平坦基材。 一具體實施例中，導電層220之導電材料形成附屬結構 200之電接點區202、及附屬結構200之致動區204。電接點 13 1238809 區202界疋與被鏡叙置1 〇〇做電連結區域；致動區204界定將 形成微鏡裝置100之致動元件140之區域，容後詳述。如此， 附屬結構2〇〇之導電層220組成CMOS電路之互連層。 如第5A圖之具體實施例所示，為了形成微鏡裝置1〇〇 5 於附屬結構200上，介電層222形成於附屬結構2〇〇之導電層 220上方。如此介電層222形成基材20之表面22，說明如前。 一具體實施例中，介電層222係經由沉積介電材料於導電層 220上方形成。介電材料例如包括TEOS或其他形式之氧化 矽。一具體實施例中，介電層222之介電材料經平坦化來形 10 成實質平坦面，於該平坦面上將形成電極60，容後詳述。 於介電層222形成於導電層220上方後，導電材料224 經沉積且於介電層222上圖案化。一具體實施例中，導電材 料224藉微影術及蝕刻附屬結構200之致動區204而被沉積 且經過製作圖案。如此導電材料224界定電極225於介電層 15 222上。一具體實施例中，導電材料224包括鋁或鋁合金如 鋁矽合金。 一具體實施例中，導電材料224藉形成貫穿介電層222 之導電通孔226而與附屬結構200之導電層220通訊。第5A 圖為附屬結構200之示意代表圖，了解導電層及形成於導電 2〇層間之導電通孔的實際組配狀態可能比附圖的舉例說明更 複雜。 一具體實施例中，如第5A圖所示，導電層220之導電材 料經圖案化而形成微鏡裝置100之電接點襯墊221。電接點 襯墊221例如形成於附屬結構200之電接點區2〇2。如此開口 14 1238809 223形成貫穿介電層222至電接點_2卜如此，電接點概 墊221提供微鏡裝置1〇〇之電連接點。 如第5B圖之具體實施例所示，為了形成微鏡裝置· 之致動元件刚，犧牲層23〇形成於導電材料224及介電層 222上方，包括形成於開σ22⑽部。—具體實施例中，犧 牲層230係經由沉積犧牲材料於導電材料224及介電層⑵ 上方而形成。形成犧牲層23〇之材料例如係藉化學氣相沉積 或«加強式㈣(PECVD)沉積或係藉旋塗沉積。一 具體實施例中，形成犧牲層23〇之材料例如包括碎、氧化物 例如TEOS或光阻劑。犧牲層23()被犧牲，於隨後之加工處 理期間，形成犧牲層230之材料實質被去除同時形成致動元 件140，容後詳述。 10 於犧牲層230之材料沉積於導電材料224及介電層222 上方後，材料經過平坦化來形成犧牲層230之實質平坦面 15 232。-具體實施例中，犧牲層23()之材料係藉化學機械抛 光(CMP)方法而平坦化。 其次如第5C圖之具體實施例舉例說明，遮罩 於犧牲層咖上方。一具體實施例中，遮罩層^係籍= 及圖案化形成，例如藉微影術或蝕刻來暴露出犧牲層230之 20區域，界限開口 B4將形成貫穿犧牲層230至導電材料224之 開口位置。 一具體實施例中，貫穿犧牲層230之開口 234係藉化學 蝕刻形成。如此遮罩層240係由一種對蝕刻開口 234用之蝕 刻劑有抗性之材料製成。適合用於遮罩層240之材料例如包 15 1238809 括硬遮罩材料例如二氧化矽或氮化矽或可光呈像材料如光 阻劑。於開口 234形成後，遮罩層240被移出或去除。 如第5D-5F圖之具體實施例顯示，於開口 234形成貫穿 犧牲層230且遮罩層240被去除後，形成致動元件140之樞紐 5 元件141。槐紐元件141例如係經由沉積一或多層一或多種 材料於犧牲層230上方，圖案化該材料來界限樞紐元件141 而形成。材料例如係藉物理氣相沉積（PVD)、CVD、或 PECVD沉積；以及藉微影術及蝕刻製作圖案。 如第5D圖之具體實施例所示，致動元件140之樞紐元件 10 141係經由沉積第一材料250於犧牲層230上方及沉積於犧 牲層230開口 234内部而形成。一具體實施例中，沉積於開 口 234内部之材料250形成導電通孔251貫穿犧牲層230至導 電材料224。如此材料250包括導電材料。例如於一具體實 施例中’材料250包括銘或銘合金如銘;^合金。 15 一具體實施例中，導電通孔251形成微鏡裝置100之柱 125(第3及4圖）。如此導電通孔251支承樞紐元件141相對於 附屬結構200，容後詳述。此外，一具體實施例中，材料250 組成樞紐元件141的樞紐材料，且形成微鏡裝置1〇〇的樞紐 186(第 3 圖）。 20 一具體實施例中，如第5D圖舉例說明，於材料250沉積 於犧牲層230上方後，保護材料252沉積於材料250上且製作 圖案。一具體實施例中，保護材料252係藉沉積而沉積，藉 微影術及蝕刻而圖案化來界限欲形成微鏡裝置100的樞紐 186為止（第3圖）。特別保護材料252經圖案化來保護材料250 16 1238809 之形成樞紐186區域，容後詳述。一具體實施例中，保護材 料252包括TEOS或其他形式之氧化矽。 其次如第5E圖之具體實施例舉例說明，樞紐元件141 進一步經由沉積第二材料254於保護材料252及材料250上 5 方而形成。一具體實施例中，材料254組成樞紐元件141之 軛材，及構成微鏡裝置之軛丨82(第3圖）。一具體實施例 中，例如材料254包括鋁或鋁合金如鋁矽合金。 一具體實施例中，如第5E圖舉例說明，於材料254沉積 於保護材料252及材料250上方後，於材料254上方形成遮罩 10 層260。一具體實施例中，遮罩層260係經沉積及圖案化形 成，例如藉微影術及#刻而形成開口 262於遮罩層260，來 暴露出某些區域的材料254。如此，材料254之暴露區包括 界定材料254及保護材料252將被去除來形成樞紐元件141 之樞紐186(第3圖）之區域。一具體實施例中，開口262之尺 15 寸D1係小於保護材料252之尺寸D2。如此，保護材料252於 樞紐186形成期間保護材料250，容後詳述。 如第5F圖之具體實施例所示，樞紐186係經由形成開口 256貫穿材料254及貫穿保護材料252至材料250而形成。一 具體實施例中，開口 256係經由化學蝕刻貫穿遮罩層260之 20開口 262而形成。如此保護材料252保護及/或控制材料250 的蝕刻。於開口 256形成後，遮罩層260被移出或被去除。 其次，如第5G圖之具體實施例舉例說明，於樞紐元件 141形成後，犧牲層270形成於樞紐元件141上方，包括形成 於開口 256内部。一具體實施例中，犧牲層270係經由沉積 17 1238809 犧牲材料於樞紐元件Mi上方而形成。形成犧牲層27〇之材 料例如係藉CVD或PECVD或藉旋塗沉積形成。一具體實施 例中，形成犧牲層270之材料例如包括矽、氧化物如TE〇s、 或光阻劑。犧牲層270被犧牲，形成犧牲層27〇之材料於隨 5後形成致動元件140之處理過程實質上被去除，容後詳述。 於犧牲層270材料沉積於樞紐元件141後，材料經平坦 化末形成犧牲層270之實質平坦面272。一具體實施例中， 犧牲層270之材料係藉CMP方法平坦化。 其次如第5H圖所示，遮罩層280形成於犧牲層270上 10方。一具體實施例中，遮罩層280係藉沉積及圖案化形成， 例如經由微影術暴露出犧牲層270之一區，以及界限將形成 開口 274貫穿犧牲層270至樞紐元件141的位置。一具體實施 例中，貫穿犧牲層270之開口274係藉化學蝕刻形成。如此 遮罩層280係由對蝕刻開口 274使用之蝕刻劑有抗性之材料 15製成。適合用於遮罩層280之材料例如包括硬遮罩材料如二 氧化石夕或氮化矽，或可光成像材料如光阻劑。於開口 274形 成後，遮罩層280被移出或去除。 如第51及5J圖之具體實施例舉例說明，於開口 274形成 貫穿犧牲層270且遮罩層280被去除後，經柱塞塞住的通孔 20 290形成於犧牲層270。一具體實施例中，經柱塞塞住的通 孔為導電性，形成微鏡裝置100之柱124(第3至4圖）。如 此，經柱塞塞住的通孔290提供樞紐元件141與反射元件142 間之導電性’以及相對於樞紐元件141而支承反射元件 142，容後詳述。 18 1238809 具體貝施例中，如第51圖所示，經塞住的通孔290係 經由沉積保護性材料292與犧牲層270表面272上方及沉積 於犧牲層270開口 274内部而形成。如此保護性材料292接觸 樞紐元件141，一具體實施例中，形成導電通孔293貫穿犧 5牲層270至樞紐元件141。如此於一具體實施例中，保護性 材料292包括導電材料。一具體實施例中，例如保護性材料 292包括銘。 如第51圖之具體實施例舉例說明，於保護性材料292沉 積於表面272上方及沉積於犧牲層270開口 274内部（第511圖） 1〇後，柱塞材料294沉積於保護性材料292上方，包括沉積於 開口 274内部。如此’柱塞材料294填補導電性通孔293。此 外，保護性材料292於隨後加工處理同時形成致動元件14〇 期間，保護柱塞材料294，容後詳述。 —具體實施例中，柱塞材料294例如包括矽、氧化物如 15 TEOS、金屬如紹、銅、鈦或嫣或光阻劑。一具體實施例中， 當犧牲層230及270係由石夕製成時，柱塞材料294之適當材料 包括矽 '氧化物、金屬或光阻劑。另一具體實施例中，當 犧牲層230及270係由光阻劑製成時，柱塞材料294之適當材 料包括光阻劑。 20 其次如第5J圖之具體實施例所示，柱塞材料294及保護 材料292經平坦化。一具體實施例中，柱塞材料294及保護 材料292經平坦化至犧牲層270，因此製造柱塞材料294之實 質平坦面295，且重新形成或重新建立犧牲層270之實質平 坦面272。一具體實施例中，柱塞材料294及保護材料292係 19 1238809 藉CMP方法平坦化。 如第5K及5M圖之具體實施例所示，於形成犧牲層27〇 之貫質平坦面272後，形成致動元件14〇之反射元件142。反 射元件142之形成方式例如係經由沉積一或多層一或多種 5材料於犧牲層270及被塞住的通孔290上方，以及圖案化該 材料來界定反射元件142。材料例如藉pvD、CVD或PECVD /儿積，以及例如精微影術及触刻製作圖案。 一具體實施例中，如第5K圖所示，致動元件140之反射 元件142係經由沉積材料3〇〇與犧牲層270及被塞住的通孔 10 290上方而形成。特別，材料300係沉積於犧牲層270之實質 平坦面272上、及柱塞材料294之實質平坦面295上。如此反 射元件142形成有實質平坦面。特別反射元件142之全體表 面為實質平坦。 一具體實施例中，材料300組成反射元件142之反射材 15 料，形成反射元件142之反射面144。如此材料300包括反射 材料。一具體實施例中，例如材料3〇〇包括鋁。 如第5K圖之具體實施例所示，反射元件142形成而接觸 被塞住通孔290之柱塞材料294。如此，被塞住通孔290之柱 塞材料294係由反射元件142材料300及被塞住通孔290之保 2〇 護材料292所包圍。如此，柱塞材料294於隨後之加工處理 同時形成致動元件140期間受到保護，容後詳述。 一具體實施例中，如第5L圖所示，於材料300沉積於犧 牲層270及被塞住通孔290後，遮罩層310形成。於材料3〇〇 上方。一具體實施例中，遮罩層310係藉沉積及圖案化形 20 1238809

成，例如藉微影術A 元件142。適人用^暴路出材料獅之暴露區以及界限反射 料如二氧切°以1^層，之材料例如包括硬遮罩層材 卜 虱化矽，或可光成像材料如光阻劑。 第M圖之具體實施例所示，材料300之暴露區被去 除而二限反射το件142。_具體實施例中，材料細之暴露 區係藉化學_去除。如此遮罩層则賴反射元件142之 射面 於材料300之暴露區被去除後，遮罩層31〇被移 出或去除。 八人如第5N圖之具體實施例所示，犧牲層23〇及27〇實 10質被去除。特別，犧牲層230材料由樞紐元件141與導電材 料224及介電層222間被去除，犧牲層270之材料由反射元件 142與樞紐元件141間被去除。如此包括樞紐元件141及反射 元件142等致動元件140被釋放出。如此樞紐元件141包括軛 182及樞紐186藉導電通孔251而由附屬結構2〇〇獲得支承； 15 反射元件142包括反射面144藉被塞住通孔290而由樞紐元 件141受到支承。此外，電接點區202的電接點襯墊221暴露 出。 一具體實施例中，犧牲層230及270係藉化學蝕刻處理 去除。如此，導電層220、介電層222、導電材料224及致動 20 元件140之材料經選擇可對抗用於去除犧牲層230及270支 特定蝕刻劑。一具體實施例中，去除犧牲層230及270之蝕 刻處理為乾蝕刻，例如使用SF6、CF4、C2F6或氣體組合之 基於電漿之氟化蝕刻。 雖然前文係參照微鏡裝置之形成做說明，但須了解前 21 1238809 述方法也可適用於其他MEMS裝置包括多層MEMS裝置之 製造。此外，須了解第5A-5N圖為根據本發明形成微鏡裝置 之一具體實施例示意說明例，微鏡裝置各層及各通孔之實 際組配狀態可能比舉例說明的組配狀態更複雜。 5 一具體實施例中，如第6圖舉例說明，微鏡裝置1〇(包 括微鏡裝置1〇〇)係結合於顯示系統500。顯示系統500包括 光源510、來源光學裝置512、光處理器或控制器514及投射 光學裝置516。光處理器514包括複數個微鏡裝置10設置成 一陣列’讓各個微鏡裝置10組成顯示器的一個晶胞或一個 1〇 像素。 一具體實施例中，光處理器514接收表示欲顯示之影像 之影像資料518。如此，光處理器514基於影像資料518來控 制微鏡裝置10的作動、以及接收自光源51〇之光的調變。然 後調變後的光投射給觀視者或投射至顯示螢幕52〇上。 雖然已經舉例說明且描述特定具體實施例，但熟諳技 *人士須了解可未悖離本發明之範圍做出多種替代及/或 相等實施例來取代所示及所述之特定具體實施例 。本案意 圖涵蓋此處討論之特定具體實施例之任一種調整或變化。 因此意圖本發明只受申請專利範圍及其相當範圍所限。 t围式簡單說明】 ★第1圖為不意剖面圖，顯示根據本發明之微鏡裝置之一 部分之一具體實施例。 第2圖為透視圖，顯示根據本發明之微鏡裝置之一部分 之〜具體實施例。 22 1238809 第3圖為透視圖，，顯示根據本發明之微鏡裝置之一部 分之另一具體實施例。 第4圖為沿第3圖線4-4所取之示意剖面圖，顯示根據本 發明之微鏡裝置之作動之一具體實施例。 5 第5A-5N圖顯示形成根據本發明之微鏡裝置之一具體 實施例。 第6圖為方塊圖，顯示根據本發明含微鏡裝置之顯示系 統之一具體實施例。 【圖式之主要元件代表符號表】 10，100…微鏡總成 48，148…第二位置 12…入射光 50···腔穴 14…輸出光 60，225…電極 14a…第一方向 80…外部 14b···第二方向 81…側部 20…基材 82，223，234，256，262，27Φ·· 22…表面 開口 24…支承件或柱 84…内部 26，226，251，293…導電通孔 86，186···樞紐 30···板 88…扭轉件 32…透明板 89…縱軸 40，140···致動元件 124，125…支承件 42，142…反射元件 141…樞紐元件 44，144···反射面 182…連結部或扼 47，147…第一位置 200…附屬結構 23 1238809 202···電接點區 204···致動區 210···基底材料 212···第一側 214，222…介電層 220…導電層 221···電接點襯墊 224···導電材料 230，270…犧牲層 232，272，295…實質平坦面 240，260，280，310…遮罩層 250···第一材料 252，292…保護材料 254···第二材料 290···塞住之通孔 294…柱塞材料 300…材料 500···顯示系統 510…光源 512···來源光學裝置 514···光學處理器或控制器 516···投射光學裝置 518···影像資料 520···顯示螢幕 24

Claims (1)

1238809 拾、申請專利範圍： 1. 一種形成一微鏡裝置之方法，該方法包含： 沉積一種導電材料於附屬結構上， 形成一第一層犧牲材料於該導電材料上方； 5 形成一樞紐元件於該第一層犧牲材料上方，包括該 框紐:元件經由第一層犧牲材料而與導電材料通訊， 形成一第二層犧牲材料於該樞紐元件上方； 於形成第二犧牲材料後，形成一經塞住之通孔貫穿 該第二層犧牲材料至該樞紐元件； 10 形成一反射元件於該經塞住之通孔及第二層犧牲 材料上方，以及 實質上去除第一層及第二層犧牲材料，包括使用經 塞住之通孔來相對於樞紐元件而支承該反射元件。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中形成該反射元件包 15 括形成具有實質平坦面於其全體表面上方之反射元件。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中形成該樞紐元件包 括形成開口於第一層犧牲材料至導電材料，沉積一種第 一材料於該開口内部及第一層犧牲材料上方，沉積及圖 案化一種保護材料於該第一材料上方，以及沉積一種第 20 二材料於該保護材料及第^一材料上方，以及包括去除部 分第二材料及保護材料來暴露出部分第一材料。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中形成經塞住之通孔 包括形成一個開口貫穿第二層犧牲材料至該樞紐元 件，沉積一種保護材料於該開口内部，以及以一種柱塞 25 1238809 材料填補該開口。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中形成該反射元件包 括經塞住之通孔的柱塞材料接觸該反射元件。 6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該經塞住之通孔的 5 柱塞材料包括石夕、氧化物、金屬及光阻劑中之一者。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中實質上去除第一層 及第二層犧牲材料包括蝕刻第一層及第二層犧牲材料。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中蝕刻第一層及第二 層犧牲材料包括乾蝕刻第一層及第二層犧牲材料。 10 9.如申請專利範圍第1項之方法，其中該犧牲材料包括 石夕、氧化物及光阻劑中之一者。 10. —種微鏡裝置，包含： 一附屬結構； 導電材料，其於該附屬結構上製作圖案； 15 一樞紐元件，其係支承於該附屬結構上方且於該導 電材料通訊， 一反射元件，其係支承於該樞紐元件上方；以及 一支承件，其係延伸於該樞紐元件與該反射元件 間， 20 其中該支承件係以一種柱塞材料填補，以及該反射 元件接觸該柱基材料。 11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該反射元件具有實 質平坦面於其全體表面上方。 12. 如申請專利範圍第10項之裝置，進一步包含： 26 1238809 一第一犧牲層形成於該導電材料上方，其中該柩紐 元件係適合形成該第一犧牲層上方；以及 一第二犧牲層形成於該樞紐元件上方，其中該反射 元件係適合形成該第二犧牲層上方， 5 纟巾該第—犧牲層及第二犧牲層係適合於樞紐元 件及反射元件形成後，藉蝕刻方法去除。 13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該第二犧牲層適合 具有一個開口形成於其中至樞紐元件，其中該支承件適 合形成於該開口内部，且於反射元件形成於第二犧牲層 10 之前时塞材料賴；以及其巾該反射元件軸合形成 於第二犧牲層及柱塞材料上方。 14. 如申請專利範圍第13項之裝置，纟中餘塞材料係適合 於反射元件被形成於第二犧牲層及柱塞材料上方之前 被平坦化。 15 i5.如中請專利範圍第12項之裝置，其中該第—犧牲層及第 二犧牲層包括石夕、氧化物及光阻劑中之一者。 16. 如申請專利範圍第1G項之裝置，其中該柱塞材料包括 矽、氧化物、金屬及光阻劑中之一者。 17. 如申請專利範圍第1G項之裝置，其中該支承件組成一個 20 導電通孔延伸於該樞紐元件與反射元件間。 18·如申請專利範圍第1〇項之裝置，其中該附屬結構包括一 種基底材料，以及至少一導電層形成於該基底材料上 方，其中该導電材料係與該附屬結構之至少一層導電層 通訊。 27