專利名稱：微結(jié)構(gòu)器件的制造方法及其制造的微結(jié)構(gòu)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微結(jié)構(gòu)器件，例如通過微加工技術(shù)制造的微鏡元件、加速度 傳感器、角速度傳感器和振蕩元件。
背景技術(shù)：
近年來，通過微加工技術(shù)制造的微結(jié)構(gòu)器件正受到關(guān)注，人們一直努力 實(shí)現(xiàn)具有微結(jié)構(gòu)的元器件的實(shí)際應(yīng)用。微結(jié)構(gòu)器件包括微鏡元件、加速度傳 感器、角速度傳感器和其它微移動(dòng)器件，該微移動(dòng)器件中具有微移動(dòng)部件或 振蕩部件。微鏡元件例如作為光反射器件而應(yīng)用于光盤技術(shù)和光學(xué)通信技術(shù) 領(lǐng)域。加速度傳感器和角速度傳感器在機(jī)器人姿勢(shì)控制、照相機(jī)抖動(dòng)校正等 等領(lǐng)域中找尋到應(yīng)用范圍。通常，這些微移動(dòng)器件包括固定結(jié)構(gòu)部件、對(duì)于 該固定結(jié)構(gòu)部件而言可相對(duì)偏移的移動(dòng)部件、以及使得該固定結(jié)構(gòu)部件和該移動(dòng)部件彼此連接的連接部件。在例如下列專利文件1至3中，公開了描述 的微結(jié)構(gòu)-專利文件l: JP-A-2003-19700專利文件2: JP-A-2004-341364專利文件3: JP-A-2006-72252圖35和圖36示出了作為示例的傳統(tǒng)微結(jié)構(gòu)器件80。圖35是微結(jié)構(gòu)器 件80的平面圖，而圖36是圖35中沿XXXVI-XXXVI線的截面圖。微結(jié)構(gòu)器件80包括第一結(jié)構(gòu)部件81、第二結(jié)構(gòu)部件82和連接部件83， 該連接部件使得第一結(jié)構(gòu)部件81和第二結(jié)構(gòu)部件82彼此連接。當(dāng)具有這種 主要結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)器件80作為微移動(dòng)器件時(shí)，第一結(jié)構(gòu)部件81代表移動(dòng)部 件，第二結(jié)構(gòu)部件82代表固定結(jié)構(gòu)部件，并且通過連接部件83使得移動(dòng)部 件和固定結(jié)構(gòu)部件彼此連接。圖37和圖38示出了微結(jié)構(gòu)器件80的形成工藝。圖37和圖38示出一 系列截面，圖示了怎樣形成第一結(jié)構(gòu)部件81、第二結(jié)構(gòu)部件82和連接部件
83。圖中展示的截面是從原材料襯底(晶片)的多個(gè)不完整截面收集的概念 合成物，對(duì)該原材料襯底進(jìn)行一系列的制造操作。在微結(jié)構(gòu)器件80的制造中，首先，制備圖37 (a)中所示的材料襯底 90。材料襯底90是SO1 (絕緣體上硅，Silicon on Insulator)晶片，并且具有 層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括硅層91、硅層92以及位于硅層之間的絕緣層93。 絕緣層93具有約lpm的厚度。然后，如圖37 (b)中所示，通過預(yù)定掩模，對(duì)硅層91進(jìn)行各向異性干 法蝕刻，以形成建立在硅層91上的結(jié)構(gòu)(也就是，第一結(jié)構(gòu)部件81、部分 第二結(jié)構(gòu)部件82以及連接部件83)。在這個(gè)步驟中，使用裝配有真空腔的 預(yù)定蝕刻設(shè)備，在預(yù)定真空條件下在真空腔中，進(jìn)行干法蝕刻。然后，如圖37 (c)和37 (d)中所示，通過接合部件95，將輔助載體 94接合到材料襯底90的硅層91側(cè)。接合部件95例如由抗蝕齊U、脂膏(grease) 或密封劑來提供。在這個(gè)步驟中，在熱和壓力下，將材料襯底90和輔助載 體94接合在一起。以這樣的方式接合輔助載體94的目的，是為了防止在接 下來的制造步驟中材料襯底90和蝕刻設(shè)備損壞。在接下來的制造步驟中， 在蝕刻設(shè)備的真空腔中對(duì)硅層92進(jìn)行蝕刻。在這個(gè)工藝中，由于對(duì)硅層92 執(zhí)行蝕刻并且已經(jīng)對(duì)硅層91進(jìn)行了蝕刻，因此材料襯底90的機(jī)械強(qiáng)度在很 大程度上降低。輔助載體94作為材料襯底90的加固部件，并且防止材料襯 底90破裂。如果材料襯底90在真空腔中破裂，破裂片會(huì)損壞蝕刻設(shè)備。因 此，借助于輔助載體94防止材料襯底90損壞，同樣有助于防止設(shè)備損壞。在微結(jié)構(gòu)器件80的制造中，然后，如圖38 (a)中所示，通過預(yù)定掩模， 對(duì)硅層92進(jìn)行各向異性干法蝕刻，以形成在硅層92上建立的結(jié)構(gòu)(也就是， 部分第二結(jié)構(gòu)部件82)。與以上參照?qǐng)D37 (b)描述步驟類似，這個(gè)步驟同 樣使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，在預(yù)定真空條件下在真空腔中，進(jìn)行 干法蝕刻。然后，如圖38 (b)中所示，將材料襯底90與輔助載體94分開。在蝕 刻設(shè)備的真空腔外執(zhí)行這個(gè)步驟。其后，如圖38 (c)'中所示，為了將絕緣 層93的暴露部分去除，對(duì)絕緣層93進(jìn)行各向異性蝕刻。通過上述工藝，完 成微結(jié)構(gòu)器件80。然而，在制造微結(jié)構(gòu)器件80的工藝中，在參照?qǐng)D38 (a)描述的步驟之
后，連接部件83很容易斷裂。在參照?qǐng)D37 (b)描述的步驟中，部分地蝕刻掉硅層91，從而部分絕緣 層93暴露在硅層91中。然后，隨著圖38 (a)中的步驟進(jìn)行或結(jié)束，絕緣 層93也暴露在硅層92中，并且該絕緣層93具有既不與硅層91接合也不與 硅層92接合的部分S (雙面暴露部分)。絕緣層93相當(dāng)薄并且部分S易碎 而足以容易斷裂。在圖38 (a)中所示在真空腔中進(jìn)行的步驟過程中并且直到其后如圖38 (b)中所示在真空腔外進(jìn)行的材料襯底90與輔助載體94分開，在硅層91 中暴露的絕緣層93表面上保持恒定壓力(例如，預(yù)定水平的真空)。相反， 在硅層92中暴露的絕緣層93的表面經(jīng)歷壓力變化在圖38 (a)中所示步 驟過程中，該表面處于真空腔中設(shè)定并且保持的恒定水平真空下，但是在破 壞了真空腔中的真空之后，該表面處于常規(guī)大氣壓下。結(jié)果，至少在兩種情 形中的一種情形下，這兩種情形為圖38 (a)中所示步驟的過程中和其后的 一定時(shí)間，實(shí)質(zhì)上不同的壓力施壓于絕緣層93中部分S的兩個(gè)表面。實(shí)質(zhì) 壓力的不同會(huì)引起部分S中的斷裂。如果接合部件95由易揮發(fā)材料形成，則存在另一個(gè)因素。圖38 (a)中 在材料襯底90和輔助載體94間的接合之下，隨著接合部件95揮發(fā)，由絕 緣層93支撐的硅層91中的空間被氣體填充，并且隨著空間中的壓力增大， 絕緣層93，也就是部分S斷裂的風(fēng)險(xiǎn)增大。在絕緣層93的部分S (雙面暴露部分)的任何位置都會(huì)發(fā)生斷裂。例如， 一旦發(fā)生如圖39 (a)中所示的斷裂Z，例如斷裂Z往往如圖39 (b)中所 示在部分S之內(nèi)延伸，然后進(jìn)一步在絕緣層93中延伸，跨過與連接部件83 相連接的區(qū)域。當(dāng)斷裂Z跨過與連接部件83相連接的絕緣層93的區(qū)域時(shí)， 對(duì)連接部件83產(chǎn)生沖擊，從而破壞連接部件83。如上所述，傳統(tǒng)技術(shù)面臨制造微結(jié)構(gòu)器件的挑戰(zhàn)，該微結(jié)構(gòu)器件包括第 一結(jié)構(gòu)部件、第二結(jié)構(gòu)部件以及連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)的連接部件。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是在上述情況下提出的，因此本發(fā)明的目的是提供一種適合制造
微結(jié)構(gòu)器件的方法，該微結(jié)構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、第二結(jié)構(gòu)部件以及連 接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件的連接部件，此外本發(fā)明也提供一種由 此制造的微結(jié)構(gòu)器件。本發(fā)明的第一方案提供一種由材料襯底制造微結(jié)構(gòu)器件的方法，該微結(jié) 構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、具有與該第一結(jié)構(gòu)部件相對(duì)的部分的第二結(jié)構(gòu)部 件以及連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件的連接部件，該材料襯底具有 層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一工藝層、第二工藝層以及位于該第一工藝層 與該第二工藝層之間的中間層。該方法包括第一處理步驟和第二處理步驟。 在第一處理步驟中，對(duì)第一工藝層進(jìn)行蝕刻，由此形成第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成 部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部，該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部隔 著隔離間隙彼此相對(duì)，該隔離間隙部分地暴露中間層；連接部件，使得第一 結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部跨過隔離間隙而彼此連接，同時(shí)與中 間層相接觸；以及保護(hù)部件，從第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部或從第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸至隔離間隙中，同時(shí)與中間層相接觸。在第二處理步驟中，對(duì)第二工 藝層進(jìn)行蝕刻，由此在第二工藝層側(cè)暴露該中間層的暴露于第一工藝層側(cè)上 隔離間隙的至少一部分和該中間層的與該連接部件相接觸的部分。在本發(fā)明 中，第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部是組成第一結(jié)構(gòu)部件的至少一部分的部分，而第二 結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部是組成第二結(jié)構(gòu)部件的至少一部分的部分。根據(jù)本方法中的第一處理步驟，如上所述，保護(hù)部件與連接部件一起在 第一工藝層中形成，該保護(hù)部件從第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部或第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸至隔離間隙中，同時(shí)與中間層相接觸；該連接部件跨過隔離間隙連接 第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部，同時(shí)與中間層相接觸。結(jié)果， 在由第二處理步驟產(chǎn)生的環(huán)境下，與中間層相接觸的連接部件的破裂減少， 在該第二處理步驟中，中間層形成有既在第一工藝層側(cè)的隔離間隙中又在第 二工藝層側(cè)暴露的部分(雙面暴露部分)。如果在中間層的雙面暴露部分中 的任何位置出現(xiàn)斷裂，與中間層相接觸的保護(hù)部件的存在可成功地防止斷裂 擴(kuò)展。隨著生長的斷裂延伸穿過中間層的與保護(hù)部件相接觸的區(qū)域，其中保 護(hù)部件延伸至隔離間隙中，影響到達(dá)保護(hù)部件，并且保護(hù)部件吸收斷裂進(jìn)一 步生長所需的至少部分能量。由于提供上述功能的保護(hù)部件的存在，連接部 件的破裂概率降低，該連接部件跨過隔離間隙同時(shí)與中間層相接觸。如果保 護(hù)部件與連接部件越接近，連接部件的破裂概率趨于降低。此外，隨著所提 供保護(hù)部件數(shù)量的增加，連接部件的破裂概率趨于降低。如上所述，本方法 降低了連接部件的破裂概率。因此，本方法適合于制造包括連接部件的微結(jié) 構(gòu)器件，其中該連接部件連接第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié)構(gòu)部件。本發(fā)明的第二方案提供一種由材料襯底制造微結(jié)構(gòu)器件的方法，該微結(jié) 構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、具有與該第一結(jié)構(gòu)部件相對(duì)的部分的第二結(jié)構(gòu)部 件以及連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件的連接部件，該材料襯底具有 層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一工藝層、第二工藝層以及位于該第一工藝層 與該第二工藝層之間的中間層。該方法包括第一處理步驟和第二處理步驟。 在第一處理步驟中，對(duì)第一工藝層進(jìn)行蝕刻，由此形成第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成 部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部，該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部隔 著隔離間隙彼此相對(duì)，該隔離間隙部分地暴露中間層；連接部件，使得第一 結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部跨過隔離間隙而彼此連接，同時(shí)與中間層相接觸；第一保護(hù)部件，從第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸至隔離間隙中，同 時(shí)與中間層相接觸；以及第二保護(hù)部件，從第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸至隔離 間隙中，同時(shí)與中間層相接觸。在第二處理步驟中，對(duì)第二工藝層進(jìn)行蝕刻， 由此在第二工藝層側(cè)暴露該中間層的暴露于第一工藝層側(cè)上隔離間隙的至 少一部分和該中間層的與該連接部件相接觸的部分。根據(jù)本方法中的第一處理步驟，如上所述，在第一工藝層中形成第一保護(hù)部件，其從第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸至隔離間隙中，同時(shí)與中間層相接觸；以及第二保護(hù)部件，其從第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸至隔離間隙中，同時(shí) 與中間層相接觸；連同連接部件，其跨過隔離間隙，連接第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成 部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部，同時(shí)與中間層相接觸。結(jié)果，在由第二處理步驟 產(chǎn)生的環(huán)境下，與中間層相接觸的連接部件的破裂減少，在該第二處理步驟 中，中間層形成有既在第一工藝層側(cè)的隔離間隙中又在第二工藝層側(cè)暴露的 部分(雙面暴露部分)。與前述根據(jù)本發(fā)明第一方案的方法類似，這里同樣 地，保護(hù)部件的存在降低了根據(jù)發(fā)明第二方案的本方法中連接部件的破裂概 率。因此，本方法同樣適合于制造包括連接部件的微結(jié)構(gòu)器件，其中該連接 部件連接第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié)構(gòu)部件。根據(jù)本發(fā)明的第一方案和第二方案，第二處理步驟也可在第二工藝層側(cè)
暴露中間層的與第一工藝層中保護(hù)部件相接觸的部分。根據(jù)本發(fā)明第一方案和第二方案的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第二處理步驟進(jìn)一 步包括在第二工藝層中形成附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和/或附加第二結(jié)構(gòu)部 件構(gòu)成部;以及保護(hù)部件，從該附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部或該附加第二結(jié)構(gòu) 部件構(gòu)成部延伸出，同時(shí)與中間層相接觸。這些保護(hù)部件同樣有助于降低連 接部件的破裂，其中這些保護(hù)部件與中間層相接觸并且在第二處理步驟中形 成，該連接部件與中間層相接觸。根據(jù)本發(fā)明第一方案和第二方案的另一優(yōu)選實(shí)施例，第二處理步驟進(jìn)一 步包括在第二工藝層中形成附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和附加第二結(jié)構(gòu)部件 構(gòu)成部；第一保護(hù)部件，從該附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出，同時(shí)與中間 層相接觸；以及第二保護(hù)部件，從該附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出，同時(shí)與中間層相接觸。這些保護(hù)部件同樣有助于降低連接部件的破裂，其中這些 保護(hù)部件與中間層相接觸并且在第二處理步驟中形成，該連接部件與中間層 相接觸。本發(fā)明的第三方案提供一種由材料襯底制造微結(jié)構(gòu)器件的方法，該微結(jié) 構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、具有與該第一結(jié)構(gòu)部件相對(duì)的部分的第二結(jié)構(gòu)部 件以及連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件的連接部件，該材料襯底具有 層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一工藝層、第二工藝層以及位于該第一工藝層 與該第二工藝層之間的中間層。該方法包括第一處理步驟和第二處理步驟。在第一處理步驟中，對(duì)第一工藝層進(jìn)行蝕刻，由此形成第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成 部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部，該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部隔 著隔離間隙而彼此相對(duì)，該隔離間隙部分地暴露中間層；連接部件，使得第一和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部跨過隔離間隙彼此連接，同時(shí)與中間層相接觸。在第二處理步驟中，對(duì)第二工藝層進(jìn)行蝕刻用于形成附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成 部和/或附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部以及保護(hù)部件，該保護(hù)部件從附加第一結(jié)構(gòu) 部件構(gòu)成部或附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出，同時(shí)與中間層相接觸；以及用于在第二工藝層側(cè)暴露該中間層的暴露于第一工藝層側(cè)上隔離間隙的部 分和該中間層的與該連接部件相接觸的部分。根據(jù)本方法中的第二處理步驟，如上所述，在第二工藝層中形成保護(hù)部 件，該保護(hù)部件從附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部或從附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延 伸出，并且與中間層接觸。在第一工藝層側(cè)上的隔離間隙中暴露的部分處， 形成這個(gè)保護(hù)部件，該保護(hù)部件與中間層的第二工藝層側(cè)相接觸。結(jié)果，在 這樣的環(huán)境下，即中間層形成有既在第一工藝層側(cè)的隔離間隙中又在第二工 藝層側(cè)暴露的部分(雙面暴露部分)，與中間層相接觸的連接部件的破裂減 少。與前述根據(jù)本發(fā)明第一方案的方法類似，這里同樣地，保護(hù)部件的存在 降低了根據(jù)發(fā)明第三方案的本方法中連接部件的破裂概率。因此，本方法同 樣適合于制造包括連接部件的微結(jié)構(gòu)器件，其中該連接部件連接第一結(jié)構(gòu)部 件和第二結(jié)構(gòu)部件。本發(fā)明的第四方案提供一種由材料襯底制造微結(jié)構(gòu)器件的方法，該微結(jié) 構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、具有與該第一結(jié)構(gòu)部件相對(duì)的部分的第二結(jié)構(gòu)部 件以及連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件的連接部件，該材料襯底具有 層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一工藝層、第二工藝層以及位于該第一工藝層 與該第二工藝層之間的中間層。該方法包括第一處理步驟和第二處理步驟。 在第一處理步驟中，對(duì)第一工藝層進(jìn)行蝕刻，由此形成第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成 部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部，該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部隔 著隔離間隙而彼此相對(duì)，該隔離間隙部分地暴露中間層；連接部件，使得第 一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部跨過隔離間隙而彼此連接，同時(shí)與 中間層相接觸。在第二處理步驟中，對(duì)第二工藝層進(jìn)行蝕刻用于形成附加 第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、第一保護(hù)部件以及第二保 護(hù)部件，該第一保護(hù)部件從附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出同時(shí)與中間層相 接觸，該第二保護(hù)部件從附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出同時(shí)與中間層相接 觸；以及用于在第二工藝層側(cè)暴露該中間層的暴露于第一工藝層側(cè)上隔離間 隙的部分和該中間層的與該連接部件相接觸的部分。根據(jù)本方法中的第二處理步驟，如上所述，在第二工藝層中形成第一 保護(hù)部件，該第一保護(hù)部件從附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出同時(shí)與中間層 相接觸；以及第二保護(hù)部件，該第二保護(hù)部件從附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出同時(shí)與中間層相接觸。在第一工藝層側(cè)上的隔離間隙中暴露的部分處， 形成這些保護(hù)部件，該保護(hù)部件與中間層的第二工藝層側(cè)相接觸。結(jié)果，在 這樣的環(huán)境下，即中間層形成有既在第一工藝層側(cè)的隔離間隙中又在第二工 藝層側(cè)暴露的部分(雙面暴露部分)，與中間層相接觸的連接部件的破裂減 少。與前述根據(jù)本發(fā)明第一方案的方法類似，這里同樣地，保護(hù)部件的存在 降低了根據(jù)發(fā)明第是方案的本方法中連接部件的破裂概率。因此，本方法同 樣適合于制造包括連接部件的微結(jié)構(gòu)器件，其中該連接部件連接第一結(jié)構(gòu)部 件和第二結(jié)構(gòu)部件。在根據(jù)本發(fā)明第一至第四方案的每個(gè)制造方法優(yōu)選包括在第一處理步 驟之后并且在第二處理步驟之前，將支撐襯底接合到材料襯底的第一工藝層 側(cè)的步驟；以及在第二處理步驟之后，將材料襯底和支撐襯底分開的步驟。 存在這樣的情況，即進(jìn)行接合步驟有助于隨后第二處理步驟適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行。在根據(jù)本發(fā)明第一至第四方案的接合步驟中，優(yōu)選地，通過接合材料， 例如樹脂合成物，將支撐襯底接合到材料襯底的第一工藝層側(cè)。這樣配置適 合適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行接合步驟。本發(fā)明的第五方案提供一種由材料襯底制造的微結(jié)構(gòu)器件，該材料襯底 具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一工藝層、第二工藝層以及位于該第一工 藝層與該第二工藝層之間的中間層。該微結(jié)構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、第二 結(jié)構(gòu)部件、連接部件和保護(hù)部件。第二結(jié)構(gòu)部件具有隔著間隙與第一結(jié)構(gòu)部 件相對(duì)的部分。在第一工藝層中，在與中間層接觸的位置處形成連接部件， 該連接部件跨過間隙連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件。在第一工藝層 或第二工藝層中，在與中間層接觸的位置處形成保護(hù)部件，該保護(hù)部件從第 一結(jié)構(gòu)部件向第二結(jié)構(gòu)部件延伸或是從第二結(jié)構(gòu)部件向第一結(jié)構(gòu)部件延伸。本微結(jié)構(gòu)器件是通過根據(jù)本發(fā)明第一或第三方案的方法制造。根據(jù)這樣 的微結(jié)構(gòu)器件，在制造工藝過程中具有與前述關(guān)于第一或第三方案相同的技 術(shù)優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明第六方案提供一種由材料襯底制造的微結(jié)構(gòu)器件，該材料襯底具 有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一工藝層、第二工藝層以及位于該第一工藝 層與該第二工藝層之間的中間層。該微結(jié)構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件、第二結(jié)構(gòu)部件、連接部件、第一保護(hù)部件和第二保護(hù)部件。第二結(jié)構(gòu)部件具有隔著 間隙與第一結(jié)構(gòu)部件相對(duì)的部分。在第一工藝層中，在與中間層接觸的位置處形成連接部件，該連接部件跨過間隙連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部 件。在第一工藝層或第二工藝層中，在與中間層接觸的位置處形成第一保護(hù) 部件，該第一保護(hù)部件從第一結(jié)構(gòu)部件向第二結(jié)構(gòu)部件延伸。在第一工藝層
或第二工藝層中，在與中間層接觸的位置處形成第二保護(hù)部件，該第二保護(hù) 部件從第二結(jié)構(gòu)部件向第一結(jié)構(gòu)部件延伸。本微結(jié)構(gòu)器件是通過根據(jù)本發(fā)明第二或第四方案的方法制造。根據(jù)這樣 的微結(jié)構(gòu)器件，在制造工藝過程中具有與前述關(guān)于第二或第四方案相同的技 術(shù)優(yōu)勢(shì)。在本發(fā)明的第五和第六方案中，連接部件可以比第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié) 構(gòu)部件薄。較薄的連接部件具有較低的抗扭剛度和抗彎剛度。保護(hù)部件也可 以比第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié)構(gòu)部件薄。優(yōu)選地，保護(hù)部件比連接部件厚。較厚的連接部件更適合于降低連接部 件斷裂的概率。優(yōu)選地，保護(hù)部件比連接部件寬。較寬的保護(hù)部件更適合于 降低連接部件斷裂的概率。優(yōu)選地，第一結(jié)構(gòu)部件是移動(dòng)部件，以及第二結(jié)構(gòu)部件是固定結(jié)構(gòu)部件。 這樣配置允許根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)器件配置為微移動(dòng)器件。優(yōu)選地，根據(jù)本 發(fā)明第五和第六方案的微結(jié)構(gòu)器件進(jìn)一步包括固定在移動(dòng)部件上的第一梳 齒電極以及固定在固定結(jié)構(gòu)部件上的第二梳齒電極。第二梳齒電極與第一梳 齒電極成面對(duì)關(guān)系。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，第一梳齒電極和第二梳齒電極組成驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生裝 置，該驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生裝置可以在第一和第二梳齒電極之間產(chǎn)生靜電引力。這樣 配置能夠利用靜電引力作為驅(qū)動(dòng)力，使該移動(dòng)部件相對(duì)固定結(jié)構(gòu)部件偏移。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，第一梳齒電極和第二梳齒電極組成檢測(cè)裝置，用 于檢測(cè)第一和第二梳齒電極之間的靜電電容變化。這樣配置能夠基于靜電電 容變化得到第二梳齒電極相對(duì)于第一梳齒電極的相對(duì)偏移量，也就是移動(dòng)部 件相對(duì)于固定結(jié)構(gòu)部件的相對(duì)偏移量。在本發(fā)明的第五和第六方案中，連接部件作為支撐部件，用于將可動(dòng)部 件臨時(shí)固定到固定部件。這個(gè)支持部件提供移動(dòng)部件與固定結(jié)構(gòu)部件之間的 連接或者加固連接，直到切斷該支持部件。在使用微移動(dòng)器件之前，切斷支 持部件。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的微鏡元件的平面圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的微鏡元件的另一平面圖；圖3是圖i中ni-ni線的截面圖；圖4是圖1中IV-IV線的截面圖； 圖5是圖1中V-V線的截面圖； 圖6是圖1中VI-VI線的截面圖； 圖7是圖1中微鏡元件的局部放大平面圖；圖8是圖7中vm-vin線的截面圖；圖9示出圖1中微鏡元件制造方法的步驟； 圖10示出圖9之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟； 圖11示出圖IO之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟； 圖12圖示根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)部件的功能；圖13 (a)和圖13 (b)是圖1中微鏡元件的改型的局部放大截面圖，其對(duì)應(yīng)圖8;圖14 (a)至圖14 (e)是分別示出圖1中微鏡元件的改型的局部放大截面圖，其對(duì)應(yīng)圖7;圖15是圖1中微鏡元件的改型的平面圖； 圖16是圖15中XVI-XVI線的截面圖；圖17 (a)至圖17 (c)是分別示出圖1中微鏡元件的改型的局部放大截面圖，對(duì)應(yīng)圖7;圖18是圖1中微鏡元件的改型的平面圖；圖19是圖18中XIX-XIX線的局部放大截面圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的微鏡元件的平面圖；圖21是圖20中微鏡元件的局部放大平面圖；圖22是圖21中XXII-XXII線的截面圖；圖23示出圖20中微鏡元件制造方法的步驟；圖24示出圖23之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟；圖25示出圖24之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟；圖26是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的微鏡元件的平面圖；圖27是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的微鏡元件的另一平面圖；圖28是圖26中xxvin-xxvni線的截面圖29是圖26中微鏡元件的局部放大平面圖；圖30是圖29中XXX-XXX線的截面圖； 圖31示出圖26中微鏡元件制造方法的步驟； 圖32示出圖31之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟； 圖33示出圖32之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟；圖34是分別示出圖26中微鏡元件的改型的局部放大截面圖，其對(duì)應(yīng)圖30;圖35是傳統(tǒng)微結(jié)構(gòu)器件的平面圖；圖36是圖35中XXXVI-XXXVI線的截面圖； 圖37示出圖35中微鏡元件制造方法的步驟； 圖38示出圖37之后繼續(xù)進(jìn)行的步驟； 圖39圖示連接部件破裂的情況。
具體實(shí)施方式
圖1至圖6示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的微鏡元件XI。圖1是微鏡元 件XI的平面圖，圖2是微鏡元件XI的另一平面圖。圖3至圖6分別是Ill-Ill 線、IV-IV線、V-V線和VI-VI線的截面圖。微鏡元件X1包括移動(dòng)部件1、框2、 一對(duì)連接部件3、多個(gè)保護(hù)部件4 和梳齒電極5、 6、 7、 8，并且是由SOI (絕緣體上硅)襯底提供的材料襯底， 通過例如MEMS技術(shù)的微加工技術(shù)制造。材料襯底具有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊 結(jié)構(gòu)由第一和第二硅層以及硅層之間的絕緣層提供。由于摻有雜質(zhì)，因此每 個(gè)硅層具有預(yù)定導(dǎo)電性。上面提及的微鏡元件X1中的部件，主要由第一硅 層和/或第二硅層形成。然而，為了清楚起見，在圖1中，對(duì)于來源于第一硅 層并且朝向圖的閱讀者而高于絕緣層的那些部分以陰影進(jìn)行標(biāo)識(shí)。.同樣的， 在圖2中，對(duì)于來源于第二硅層并且朝向圖的閱讀者而高于絕緣層的那些部 分以陰影進(jìn)行標(biāo)識(shí)。移動(dòng)部件1來源于第一硅層，并且具有設(shè)有鏡面l'的表面，該鏡面1' 可反射光。如圖1中所示，環(huán)繞移動(dòng)部件1的框2，以及如圖3至圖6中所示，具 有層疊結(jié)構(gòu)，該層疊結(jié)構(gòu)包括第一層2a、第二層2b和在他們之間的絕緣層2c。第一層2a是來源于第一硅層的部分，而第二層2b是來源于第二硅層的 部分。每個(gè)連接部件3是來源于第一硅層的部分，并且如圖1、圖2和圖7中 所示，連接部件3跨過移動(dòng)部件1和框2之間的間隙G而連接移動(dòng)部件1和 框2。每個(gè)連接部件3與移動(dòng)部件1相連，并且與框2的第一層2a相連。連 接部件3提供移動(dòng)部件l和第一層2a之間的電連接。同樣，如圖8中所示， 在元件的厚度方向H上，本實(shí)施例中的每個(gè)連接部件3比移動(dòng)部件1和框2 的第一層2a薄。 一對(duì)連接部件3提供樞轉(zhuǎn)軸A，該樞轉(zhuǎn)軸A是移動(dòng)部件1 相對(duì)于框2進(jìn)行樞轉(zhuǎn)偏移或樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的樞轉(zhuǎn)軸。每個(gè)保護(hù)部件4是來源于第一硅層的部分，并且如圖1和圖7中所示， 從移動(dòng)部件1或框2中的第一層2a延伸至間隙G。在本實(shí)施例中，每個(gè)連接 部件3密集地設(shè)置，并且具有從移動(dòng)部件1延伸出的兩個(gè)保護(hù)部件4以及從 第一層2a延伸出的兩個(gè)保護(hù)部件4。如圖8中所示，在元件的厚度方向H 上，本實(shí)施例中的每個(gè)保護(hù)部件4具有與移動(dòng)部件1和框2的第一層2a相 同的厚度。此外，每個(gè)保護(hù)部件4比連接部件3寬。梳齒電極5具有來源于第一硅層的多個(gè)電極齒5a，并且固定在移動(dòng)部件 1上。如圖l、圖2和圖6所示，每個(gè)電極齒5a從移動(dòng)部件1延伸出。如圖 1、圖2和圖4所示，電極齒5a彼此平行。梳齒電極6具有來源于第一硅層的多個(gè)電極齒6a，并且以面向遠(yuǎn)離梳齒 電極5的方向固定在移動(dòng)部件1上。如圖l、圖2和圖6所示，每個(gè)電極齒 6a從移動(dòng)部件l延伸出。如圖l、圖2和圖5所示，電極齒6a彼此平行。通 過移動(dòng)部件l，梳齒電極6與梳齒電極5電連接。梳齒電極7具有來源于第二硅層的多個(gè)電極齒7a，并且如圖2中所示， 固定在框2的第二層2b上。每個(gè)電極齒7a從第二層2b延伸出。如圖l、圖 2和圖4所示，電極齒7a彼此平行。梳齒電極7與梳齒電極5—起工作以產(chǎn) 生靜電引力(驅(qū)動(dòng)力)。 一對(duì)梳齒電極5、 7組成微鏡元件XI的致動(dòng)器 (actuator)。梳齒電極8具有來源于第二硅層的多個(gè)電極齒8a，并且如圖2中所示固 定在框2的第二層2b上。每個(gè)電極齒8a從第二層2b延伸出。如圖l、圖2 和圖5所示，電極齒8a彼此平行。梳齒電極8與梳齒電極6 —起工作以產(chǎn)
生靜電引力(驅(qū)動(dòng)力)。
一對(duì)梳齒電極6、 8組成微鏡元件X1的致動(dòng)器?？?的第二層2b中固定梳齒電極8的部分，與第二層2b中固定梳齒電極7 的部分是電隔離。因此，梳齒電極7、 8彼此是電隔離的。根據(jù)微鏡元件XI，根據(jù)需要通過施加預(yù)定電勢(shì)至梳齒電極5至8，可以 使移動(dòng)部件1圍繞樞轉(zhuǎn)軸A進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。通過框2的第一層2a、每個(gè)連接部件 3以及移動(dòng)部件1，可實(shí)現(xiàn)將電勢(shì)施加至梳齒電極5、 6。例如，梳齒電極5、 6接地。另一方面，通過框2中第二層2b的一部分，可實(shí)現(xiàn)將電勢(shì)施加至梳 齒電極7，而通過第二層2b的不同部分，可實(shí)現(xiàn)將電勢(shì)施加至梳齒電極8。 由于梳齒電極7、 8彼此是電隔離的，因此可使得將電勢(shì)施加至梳齒電極7、 8相互獨(dú)立地進(jìn)行。當(dāng)為每個(gè)梳齒電極5、 7提供預(yù)定電勢(shì)、從而在梳齒電極5、 7之間產(chǎn)生 所希望的靜電引力時(shí)，梳齒電極5被拉向梳齒電極7。結(jié)果，移動(dòng)部件l圍 繞樞轉(zhuǎn)軸A樞轉(zhuǎn)至一偏移角，其中該偏移角處靜電引力與扭曲的連接部件3 的總扭轉(zhuǎn)阻力是平衡的。通過改變施加在梳齒電極5、 7上的電勢(shì)量，可控 制上述樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的樞轉(zhuǎn)偏移量。當(dāng)關(guān)掉梳齒電極5、 7之間的靜電引力時(shí)， 每個(gè)連接部件3釋放它的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力并且恢復(fù)到它的自然狀態(tài)。同樣地，當(dāng)為每個(gè)梳齒電極6、 8提供預(yù)定電勢(shì)、從而在梳齒電極6、 8 之間產(chǎn)生所希望的靜電引力時(shí)，梳齒電極6被拉向梳齒電極8。結(jié)果，移動(dòng) 部件l圍繞樞轉(zhuǎn)軸A、沿著與前面段落中描述的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相反的方向樞轉(zhuǎn)至 一偏移角，其中該偏移角處靜電引力與扭曲的連接部件3的總扭轉(zhuǎn)阻力是平 衡的。通過改變施加在梳齒電極6、 8上的電勢(shì)量，可控制上述樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中 的樞轉(zhuǎn)偏移量。當(dāng)去除梳齒電極6、 8之間的靜電引力時(shí)，每個(gè)連接部件3 釋放它的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力并且恢復(fù)到它的自然狀態(tài)。根據(jù)微鏡元件X1，通過如上概述的樞轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)移動(dòng)部件l，可以改變形 成在移動(dòng)部件1上的鏡面r的光反射方向。圖9至圖11示出微鏡元件XI的制造方法。該方法是微鏡元件XI如何 通過微加工技術(shù)制造的示例。圖9至圖11示出一系列的截面，圖示了圖ll (c)中所示的各個(gè)部件的形成工藝，也就是，移動(dòng)部件M，框F1、 F2、 F3， 連接部件C1、 C2，保護(hù)部件P1、 P2，以及一組梳齒電極E1、 E2。圖中展 示的截面是從材料晶片的多個(gè)不完整截面收集的概念合成物，對(duì)該材料晶片 進(jìn)行一系列的制造操作以形成單個(gè)微鏡元件。移動(dòng)部件M代表移動(dòng)部件1的部分?？騀1、 F2、 F3均代表框2，是框2中選中部分的截面。連接部件 Cl代表連接部件3，是在連接部件3的延伸方向上的截面。連接部件C2代 表連接部件3，是連接部件3的橫截面。保護(hù)部件Pl、 P2均代表保護(hù)部件4， 是保護(hù)部件4的橫截面。梳齒電極E1代表梳齒電極5、 6，是梳齒電極5、 6 的部分橫截面。梳齒電極E2代表梳齒電極7、 8，是梳齒電極7、 8的部分橫 截面。 .在微鏡元件X1的制造中，首先，制備如圖9 (a)所示的材料襯底IO。 材料襯底10是具有層疊結(jié)構(gòu)的SOI (絕緣體上硅)晶片，該層疊結(jié)構(gòu)包括硅 層ll、 12以及位于硅層11、 12之間的絕緣層13。硅層ll、 12由摻有雜質(zhì) 的導(dǎo)電硅材料制成。雜質(zhì)可以是p型雜質(zhì)例如硼，或是n型雜質(zhì)例如磷和銻。 絕緣層13例如由氧化硅制成。硅層11具有例如5至lOOpm的厚度，硅層 12具有例如100至500nm的厚度，以及絕緣層13具有例如0.2至2pm的厚 度。根據(jù)本發(fā)明，硅層11、 12和絕緣層13是第一和第二工藝層和中間層。接下來，如圖9 (b)中所示，在硅層ii上形成鏡面r。具體地，首先， 通過濺射在硅層11上形成例如Cr膜(50nm)，然后形成例如Au膜(200nm)。 然后，通過預(yù)定掩模，按順序蝕刻這些金屬膜。通過上述工序，圖案化硅層 11上的鏡面1'。用于Au的蝕刻劑是碘化鉀-碘水溶液。用于Cr的蝕刻劑是 硝酸鈰銨水溶液。接下來，如圖9 (c)中所示，在硅層11上形成氧化膜圖案21和抗蝕劑 圖案22，并且在硅層12上形成氧化膜圖案23。氧化膜圖案21具有圖案， 該圖案用于形成移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3、保護(hù)部件P1、 P2和梳齒電極 El。抗蝕劑圖案22具有圖案，該圖案用于形成連接部件C1、 C2。氧化膜圖 案23具有圖案，該圖案用于形成框F1、 F2、 F3和梳齒電極E2。氧化膜圖案21以如下方式形成首先，例如通過CVD方法在硅層11 上，形成例如lMm厚的二氧化硅膜。接下來，通過具有預(yù)定抗蝕劑圖案的掩 模進(jìn)行蝕刻，圖案化硅層11上的氧化膜。這里值得注意的是，隨后將要描 述的氧化膜圖案23和其它氧化膜圖案，也可以在同一工序中形成，該工序 包括使用氧化材料在氧化膜上形成抗蝕劑圖案的膜形成步驟以及其后的蝕 刻步驟。另一方面，首先通過旋涂液態(tài)光致抗蝕劑在硅層11上形成光致抗 蝕劑膜，然后對(duì)該光致抗蝕劑膜進(jìn)行曝光、顯影和圖案化，由此形成抗蝕劑圖案22。光致抗蝕劑的示例包括AZP4210 (由AZ電子材料制造)和AZ1500 (由AZ電子材料制造)。稍后將要描述的其它抗蝕劑圖案也可以通過與光 致抗蝕劑膜形成及其后的曝光和顯影基本上相同的工藝形成。如圖9 (d)中所示，在微鏡元件X1的制造中，接下來的步驟是使用由 氧化膜圖案21和抗蝕劑圖案22提供的掩模，通過DRIE (深反應(yīng)離子蝕刻， Deep Reactive Ion Etching)對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性干法蝕刻至預(yù)定深度。預(yù) 定深度是等于連接部件C1、 C2厚度的深度，例如是5pm。這個(gè)步驟使用裝 配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，以在真空腔中在預(yù)定真空條件下進(jìn)行DRIE蝕 刻。如果運(yùn)用蝕刻和側(cè)壁保護(hù)相互交替的博仕工藝(Bosch process)，那么 可在DRIE中進(jìn)行良好的各向異性蝕刻。通過使用博仕工藝，進(jìn)行這個(gè)步驟 中和稍后描述的步驟中的DRIE。接下來，如圖IO (a)中所示，使用去除劑例如AZ去除劑700 (由AZ 電子材料制造)，去除抗蝕劑圖案22。這種去除劑也可用于去除稍后描述的 抗蝕劑圖案。接下來，如圖10 (b)中所示，使用氧化膜圖案21作為掩模，通過DRIE 對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性蝕刻，直到到達(dá)絕緣層13，同時(shí)留下與絕緣層13相 接觸的薄連接部件C1、 C2。在這個(gè)步驟中，如同參照?qǐng)D9 (d)描述的先前 步驟，再次使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，并且在真空腔中在預(yù)定真空 條件下進(jìn)行干法蝕刻操作。這個(gè)步驟產(chǎn)生連接部件Cl、 C2、連同移動(dòng)部件 M、部分框F1、 F2、 F3 (第一層2a)、保護(hù)部件P1、 P2以及梳齒電極E1。本步驟中形成的移動(dòng)部件1和框2的第一層2a跨過隔離間隙G'而彼此 相對(duì)，其中絕緣層13部分地暴露于該隔離間隙G'。每個(gè)連接部件3與絕緣 層13相接觸，并且跨過隔離間隙G，而連接移動(dòng)部件l和第一層2a。每個(gè)保 護(hù)部件4與絕緣層13相接觸，并且從移動(dòng)部件1或從第一層2a延伸至隔離 間隙G'中。接下來，如圖10 (c)和圖11 (a)中所示，通過接合部件25，將輔助 載體24接合到材料襯底10的硅層11側(cè)。輔助載體24由例如硅襯底、石英 襯底或金屬襯底提供。接合部件25由抗蝕劑、導(dǎo)熱性脂膏、密封劑或膠帶 提供?？刮g劑的一個(gè)示例是抗蝕劑AZP4210 (由AZ電子材料制造)。在這 個(gè)步驟中，材料襯底10和輔助載體24在熱和壓力下彼此接合。以這種方式接合輔助載體24的目的是防止在接下來的制造步驟中材料襯底10和蝕刻設(shè) 備損壞。在接下來的制造步驟中，在蝕刻設(shè)備的真空腔中對(duì)硅層12進(jìn)行蝕 刻。在這個(gè)工藝中，由于對(duì)硅層12執(zhí)行蝕刻并且已經(jīng)對(duì)硅層11進(jìn)行了蝕刻， 因此材料襯底10的機(jī)械強(qiáng)度在很大程度上降低。輔助載體24作為材料襯底 10的加固部件，并且防止材料襯底IO破裂。如果材料襯底IO在真空腔中破 裂，破裂片會(huì)損壞蝕刻設(shè)備。因此，借助于輔助載體24防止材料襯底10損 壞，同樣有助于防止設(shè)備損壞。接下來，如圖11 (b)中所示，使用氧化膜圖案22作為掩模，通過DRIE 對(duì)硅層12進(jìn)行各向異性蝕刻，直到到達(dá)絕緣層13。在這個(gè)步驟中，如同參 照?qǐng)D9 (d)描述的先前步驟，再次使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，并且 在真空腔中在預(yù)定真空條件下進(jìn)行干法蝕刻操作。這個(gè)步驟產(chǎn)生部分框Fl、 F2、 F3 (第二層2b)以及梳齒電極E2。此外，本步驟在硅層12中部分地暴 露絕緣層13。暴露部分包括也暴露于硅層11側(cè)的隔離間隙G'中的部分S (雙面暴露部分)、與連接部件C1、 C2 (每個(gè)連接部件3)接觸的部分以及 與保護(hù)部件P1、 P2 (每個(gè)保護(hù)部件4)接觸的部分。這個(gè)步驟之后，材料襯底10和輔助載體24彼此分開。如果接合部件25 是由抗蝕劑提供，可將預(yù)定去除劑應(yīng)用于接合部件25，以將材料襯底10和 輔助載體24分開。接下來，如圖11 (c)中所示，蝕刻掉絕緣層13的暴露區(qū)域以及氧化膜 圖案21、 23。所述蝕刻為干法蝕刻或濕法蝕刻。如果使用干法蝕刻，可用蝕 刻氣體的示例包括CF4和CHF3。如果使用濕法蝕刻，這個(gè)工藝中使用的蝕 刻劑為緩沖氫氟酸(BHF)，其中緩沖氫氟酸包含氫氟酸和氟化銨。通過執(zhí)行上述步驟序列，可以形成移動(dòng)部件M、框Fl、 F2、 F3、連接 部件C1、 C2、保護(hù)部件P1、 P2以及一組梳齒電極E1、 E2，從而形成微鏡 器件X1。參照?qǐng)D9 (c)至圖10 (b)描述的工藝，也就是對(duì)硅層11進(jìn)行的 一系列微加工操作，代表根據(jù)本發(fā)明的第一處理步驟。參照?qǐng)D9 (c)和圖 11 (b)描述的工藝，也就是對(duì)硅層12進(jìn)行的微加工操作，代表根據(jù)本發(fā)明 的第二處理步驟。在根據(jù)本方法的第一處理步驟中，保護(hù)部件4與連接部件3—起，由硅
層11形成，該保護(hù)部件4與絕緣層13相接觸并且從移動(dòng)部件1或從第一層 2a延伸至隔離間隙G，中，該連接部件3與絕緣層13相接觸并且跨過隔離間 隙G，而在移動(dòng)部件1和框2的第一層2a之間提供連接。結(jié)果，在由第二處 理步驟產(chǎn)生的環(huán)境下與絕緣層13接觸的連接部件3的破裂減少，其中該第 二處理步驟是對(duì)絕緣層13中的部分S (雙面暴露部分)進(jìn)行的。如果發(fā)生如 圖12 (a)中所示的局部斷裂Z，在絕緣層13的部分S中，與絕緣層13相 接觸的保護(hù)部件4阻止斷裂Z到達(dá)連接部件3，如圖12 (b)中所示。隨著斷裂Z延伸穿過絕緣層13的與保護(hù)部件4接觸的區(qū)域，其中保護(hù) 部件4延伸至隔離間隙G，中，由斷裂產(chǎn)生的影響到達(dá)保護(hù)部件4，并且保護(hù) 部件4吸收斷裂Z進(jìn)一步生長所需的至少部分能量。由于提供上述功能的這 些保護(hù)部件4的存在，因此與絕緣層13相接觸并且跨過隔離間隙G，的連接 部件3的破裂概率降低。如果保護(hù)部件4更接近連接部件，則連接部件的破 裂概率趨于降低。此外，隨著所提供的保護(hù)部件4的數(shù)量增加，連接部件的 破裂概率趨于降低。如上所述，本方法降低了連接部件3的破裂概率，因此，本方法適合于 制造微鏡元件(微結(jié)構(gòu)器件)，該微鏡元件包括連接移動(dòng)部件(第一結(jié)構(gòu)部 件)和框(第二結(jié)構(gòu)部件)的連接部件3。如圖13 (a)中所示，在微鏡元件X1中，在元件的厚度方向H上，連 接部件3具有與移動(dòng)部件1、框2的第一層2a以及保護(hù)部件4相同的厚度。 諸如此類的厚連接部件3以與厚保護(hù)部件4相同的方法形成。如圖13 (b)中所示，在元件的厚度方向H上，保護(hù)部件4具有與薄連 接部件3相同的厚度。諸如此類的薄保護(hù)部件4以與薄連接部件3相同的方 法形成。微鏡元件X1可以具有如圖14 (a)中所示成型的保護(hù)部件4。在這種改 型中，每個(gè)從移動(dòng)部件1延伸的保護(hù)部件4以及每個(gè)從框2延伸的保護(hù)部件 4朝向其尖部更窄。保護(hù)部件4也可以具有圖14 (b)所示的形狀。在這種改型中，每個(gè)從 移動(dòng)部件1延伸的保護(hù)部件4以及每個(gè)從框2延伸的保護(hù)部件4朝向其尖部 更寬。保護(hù)部件4還可以具有圖14 (c)所示的形狀。在這種改型中，每個(gè)從
移動(dòng)部件1延伸的保護(hù)部件4具有圓邊4a。在微鏡元件XI中，為每個(gè)連接部件3提供四個(gè)保護(hù)部件4，如圖7中 所示作為選擇地，為每個(gè)連接部件3提供六個(gè)保護(hù)部件4，如圖14 (d) 中所示。類似地，如圖14 (e)中所示的六個(gè)保護(hù)部件4可提供給每個(gè)連接 部件3。在微鏡元件X1中， 一些保護(hù)部件4可由保護(hù)部件4，取代，如圖15和圖 16中所示。保護(hù)部件4'比框2的第一層2a薄，并且從第一層2a沿著框2延 伸至間隙G中。如以上述改型舉例說明的，保護(hù)部件4的形狀、數(shù)量、布局等等可根據(jù) 需要變化。在微鏡元件X1中，連接部件3具有如圖7中所示的形狀作為選擇地， 可以是如圖17 (a)中所示的形狀。圖17 (a)中的連接部件3包括彼此隔開 的兩個(gè)條，所述兩個(gè)條從框2向移動(dòng)部件1具有漸增的距離。類似地，連接 部件3可以具有圖17 (b)中或圖17 (c)中示出的形狀。如以這些改型舉 例說明的，連接部件3的形狀可根據(jù)需要變化。如圖18和圖19中所示，微鏡元件X1進(jìn)一步包括支撐部件3'和一組靠 近該支撐部件3'形成的保護(hù)部件4。支撐部件3'加固由移動(dòng)部件1和框2之 間的連接部件3提供的連接，在利用微鏡元件X1之前，切割或移除該支撐 部件3'。梳齒電極5至8組成致動(dòng)器(驅(qū)動(dòng)裝置)在本發(fā)明中，梳齒電極對(duì)5、 7和梳齒電極對(duì)6、 8至少其中之一可構(gòu)成為作為用于檢測(cè)梳齒電極之間靜電 電容變化的檢測(cè)裝置?；陟o電電容變化，這樣的配置能夠得到關(guān)于移動(dòng)部 件1相對(duì)于框2的相對(duì)偏移量的信息。在本發(fā)明中，形成具有一行微鏡元件X1的材料襯底。如上所述在一維 陣列中排列的這些微鏡元件X1，對(duì)于移動(dòng)部件l，例如具有彼此平行的所有 樞轉(zhuǎn)軸A。在本發(fā)明中，形成具有多行微鏡元件X1的材料襯底。如上所述在二維 陣列中排列的這些微鏡元件X1，對(duì)于移動(dòng)部件l，例如具有彼此平行的所有 樞轉(zhuǎn)軸A。在本發(fā)明中，微鏡元件XI進(jìn)一步包括環(huán)繞框2的外部框以及連接外部
框和框2的一對(duì)連接部件。這附加的一對(duì)連接部件優(yōu)選提供框2相對(duì)于外部 框樞轉(zhuǎn)偏移或樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及移動(dòng)部件l相關(guān)運(yùn)動(dòng)的樞轉(zhuǎn)軸。優(yōu)選地，這個(gè)樞 轉(zhuǎn)軸垂直于樞轉(zhuǎn)軸A。根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)器件可以是不包括連接部件3之一的微鏡器件XI。 在這樣的微結(jié)構(gòu)器件中，只通過一個(gè)連接部件3與框2相連接的移動(dòng)部件1， 可以在與連接部件3的延伸方向相交的任意方向上旋轉(zhuǎn)。圖20是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的微鏡元件X2的平面圖。圖21是微鏡 元件X2的局部放大圖。圖22是圖21中XXII-XXII線的截面圖。微鏡元件X2包括移動(dòng)部件1、框2、 一對(duì)連接部件3、多個(gè)保護(hù)部件4A、 以及梳齒電極5、 6、 7、 8。微鏡元件X2與微鏡元件XI的不同之處僅僅在 于，它具有保護(hù)部件4A代替保護(hù)部件4，因此可以以與微鏡元件X1相同的 方式驅(qū)動(dòng)。每個(gè)保護(hù)部件4A是來源于第一硅層的部分，并且從移動(dòng)部件1或框2 的第一層2a延伸至間隙G中。靠近每個(gè)連接部件3，兩個(gè)保護(hù)部件4A從移 動(dòng)部件l延伸出，兩個(gè)保護(hù)部件4A從第一層2a延伸出。如圖22中所示， 在元件的厚度方向H上，所有的保護(hù)部件4A都比移動(dòng)部件1和框2的第一 層2a薄。圖23至圖25示出微鏡元件X2的制造方法。該方法是通過微加工技術(shù) 怎樣制造微鏡元件X2的示例。圖23至圖25示出一系列截面，圖示了圖25 (c)中所示的各個(gè)部件的形成工藝，也就是，移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3， 連接部件C1、 C2，保護(hù)部件P1、 P2以及一組梳齒電極E1、 E2。圖中展示 的截面是從材料晶片的多個(gè)不完整截面收集的概念合成物，對(duì)該材料晶片進(jìn) 行一系列制造操作以形成單個(gè)微鏡元件。保護(hù)部件P1、 P2均代表保護(hù)部件 4A，是保護(hù)部件4A的橫截面。移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3，連接部件C1、 C2以及梳齒電極E1、 E2以與上述微鏡元件X1相同的方式形成。在微鏡元件X2的制造中，首先，如圖23 (a)中所示，在材料襯底IO 上形成鏡面l'。材料襯底IO與第一實(shí)施例中的相同，具有由硅層ll、 12和 絕緣層13所提供的層疊結(jié)構(gòu)。接下來，如圖23 (b)中所示，在硅層11上形成氧化膜圖案31、抗蝕 劑圖案22和氮化膜圖案32，并且在硅層12上形成氧化膜圖案23。氧化膜
圖案31具有用于形成移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3及梳齒電極E1的圖案。 抗蝕劑圖案22具有用于形成連接部件C1、 C2的圖案，如同先前描述的微鏡 元件X1的制造方法。氮化膜圖案32具有用于形成保護(hù)部件P1、 P2的圖案。 氧化膜圖案23具有用于形成框F1、 F2、 F3以及梳齒電極E2的圖案，如同 先前描述的微鏡元件X1的制造方法。當(dāng)形成氮化膜圖案32時(shí)，首先，例如 通過CVD在硅層11上形成例如500mn厚的氮化硅膜至。接下來，通過使用 具有預(yù)定抗蝕劑圖案的掩模進(jìn)行蝕刻，圖案化硅層11上的氮化物膜。所述 圖案化可使用CF4作為蝕刻氣體通過干法蝕刻進(jìn)行。接下來，如圖23 (c)中所示，使用由氧化膜圖案31、抗蝕劑圖案22 和氮化膜圖案32提供的掩模，通過DRIE對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性干法蝕刻 至預(yù)定深度。該預(yù)定深度是等于連接部件C1、 C2厚度的深度，例如為5pm。 然后，如圖23 (d)中所示，用去除劑去除抗蝕劑圖案22。接下來，如圖24 (a)中所示，使用由氧化膜圖案31和氮化膜圖案32 提供的掩模，通過DRIE對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性干法蝕刻至預(yù)定深度。該預(yù) 定深度是等于保護(hù)部件Pl、 P2厚度與連接部件Cl、 C2厚度之間差值的深 度，例如為5至50!am。其后，如圖24 (d)中所示，去除氮化膜圖案32。 通過使用熱磷酸進(jìn)行蝕刻，去除氮化膜圖案32。接下來，如圖24 (c)中所示，使用氧化硅圖案31作為掩模，通過DRIE 對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性蝕刻，直到到達(dá)絕緣層13，同時(shí)留下與絕緣層13相 接觸的連接部件C1、 C2，也留下保護(hù)部件P1、 P2。在這個(gè)步驟中，使用裝 配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，并且在真空腔中在預(yù)定真空條件下進(jìn)行干法蝕 刻操作。這個(gè)步驟產(chǎn)生連接部件C1、 C2、保護(hù)部件P1、 P2，連同移動(dòng)部件 M、部分框F1、 F2、 F3 (第一層2a)以及梳齒電極E1。本步驟中形成的移動(dòng)部件1和框2的第一層2a跨過隔離間隙G'而彼此 相對(duì)，其中絕緣層13部分地暴露在該隔離間隙G'中。每個(gè)連接部件3與絕 緣層13相接觸，并且跨過隔離間隙G'而連接移動(dòng)部件1和第一層2a。每個(gè) 保護(hù)部件4與絕緣層13相接觸，并且從移動(dòng)部件1或從第一層2a延伸至隔 離間隙G'中。接下來，如圖25 (a)中所示，通過接合部件25，將輔助載體24接合 到材料襯底10的硅層11側(cè)。然后，如圖25 (b)中所示，使用氧化膜圖案 23作為掩模，通過DRIE對(duì)硅層12進(jìn)行各向異性蝕刻，直到到達(dá)絕緣層13。 在這個(gè)步驟中，使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，并且在真空腔中在預(yù)定 真空條件下進(jìn)行干法蝕刻操作。這個(gè)步驟產(chǎn)生部分框Fl、 F2、 F3 (第二層 2b)以及梳齒電極E2。此外，本步驟在硅層12中部分地暴露絕緣層13。暴 露部分包括也暴露于硅層11側(cè)的隔離間隙G'中的部分S(雙面暴露部分)、 與連接部件C1、 C2 (每個(gè)連接部件3)接觸的部分以及與保護(hù)部件P1、 P2 (每個(gè)保護(hù)部件4)接觸的部分。這個(gè)步驟之后，材料襯底10與輔助載體 24分開。接下來，如圖25 (c)中所示，蝕刻掉絕緣層13的暴露區(qū)域以及氧化膜 圖案23、 31。所述蝕刻可以為干法蝕刻或濕法蝕刻。通過執(zhí)行上述步驟序列，可以形成移動(dòng)部件M、框Fl、 F2、 F3、連接 部件C1、 C2、保護(hù)部件P1、 P2以及一組梳齒電極E1、 E2，從而形成微鏡 器件X2。參照?qǐng)D23 (b)至圖24 (c)描述的工藝，也就是，對(duì)硅層11進(jìn) 行的一系列微加工操作代表根據(jù)本發(fā)明的第一處理步驟。參照?qǐng)D23 (b)和 圖25 (b)描述的工藝，也就是，對(duì)硅層12進(jìn)行的微加工操作代表根據(jù)本發(fā) 明的第二處理步驟。在根據(jù)本方法的第一處理步驟中，保護(hù)部件4A與連接部件3—起，由 硅層11形成，該保護(hù)部件4A與絕緣層13相接觸并且從移動(dòng)部件1或從第 一層2a延伸至隔離間隙G，中，該連接部件3與絕緣層13相接觸并且跨過隔 離間隙G，而在移動(dòng)部件l和框2的第一層2a之間提供連接。結(jié)果，在由第 二處理步驟產(chǎn)生的環(huán)境下，與絕緣層13接觸的連接部件3的破裂減少，該 第二處理步驟是對(duì)絕緣層13中的部分S (雙面暴露部分)進(jìn)行的。因?yàn)閰⒄?圖12描述的理由，由于保護(hù)部件的存在，在微鏡元件X2的制造方法中，連 接部件3的破裂概率降低，正如微鏡元件X1的制造方法中。因此，本方法 同樣適合于制造包括連接部件3的微鏡元件(微結(jié)構(gòu)器件)，其中該連接部 件3連接移動(dòng)部件(第一結(jié)構(gòu)部件)和框(第二結(jié)構(gòu)部件)。圖26至圖28示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的微鏡元件X3。圖26是微 鏡元件X3的平面圖，而圖27是微鏡元件X3的另一平面圖。圖28是圖26中沿xxvin-xxvin線的截面圖。微鏡元件X3包括移動(dòng)部件1A、框2、 一對(duì)連接部件3、多個(gè)保護(hù)部件 4B以及梳齒電極5、 6、 7、 8。微鏡元件X3與微鏡元件X1之間的不同之處 僅僅在于，它具有移動(dòng)部件1A代替移動(dòng)部件1以及保護(hù)部件4B代替保護(hù)部 件4，因此可以以與微鏡元件X1相同的方式驅(qū)動(dòng)。移動(dòng)部件1A具有第一層la和第二層lb。第一層la設(shè)有可反射光線的 鏡面1'。第一層la是來源于第一硅層的部分，而第二層lb是來源于第二硅 層的部分。如圖28中所示，通過絕緣層lc，將第一層la和第二層lb彼此 接合。微鏡元件X3的梳齒電極5、 6固定在移動(dòng)部件lA的第一層la上。每個(gè)保護(hù)部件4B是來源于第二硅層lb的部分，并且如圖27和圖28中 所示，從移動(dòng)部件1A中的第二層延伸到框2、或是從框2的第二層2b延伸 到移動(dòng)部件IA?？拷總€(gè)連接部件3，兩個(gè)保護(hù)部件4從第二層lb延伸出， 兩個(gè)保護(hù)部件4從第二層2b延伸出。例如如圖30中所示，在元件的厚度方 向H上，每個(gè)保護(hù)部件4比移動(dòng)部件1A的第二層lb和框2的第二層2b薄。圖31至圖33示出微鏡元件X3的制造方法。該方法是怎樣通過微加工 技術(shù)制造微鏡元件X3的示例。圖31至圖33示出一系列截面，圖示了圖33 (c)中所示的各個(gè)部件的形成工藝，也就是，移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3、 連接部件C1、 C2、保護(hù)部件P1、 P2以及一組梳齒電極E1、 E2。圖中展示 的截面是從材料晶片的多個(gè)不完整截面收集的概念合成物，對(duì)該材料晶片進(jìn) 行一系列的制造操作以形成單個(gè)微鏡元件。保護(hù)部件P1、 P2均代表保護(hù)部 件4B，是保護(hù)部件4B的橫截面。移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3、連接部件 Cl、 C2以及梳齒電極E1、 E2以與上述微鏡元件X1相同的方式形成。在微鏡元件X3的制造中，首先，如圖31 (a)中所示，在材料襯底IO 上形成鏡面l'。材料襯底IO與第一實(shí)施例中的相同，具有由硅層ll、 12和 絕緣層13所提供的層疊結(jié)構(gòu)。接下來，如圖31 (b)中所示，在硅層11上形成氧化膜圖案31和抗蝕 劑圖案22，以及在硅層12上形成氧化膜圖案23和抗蝕劑圖案33。氧化膜 圖案31具有用于形成移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3及梳齒電極E1的圖案， 如同先前描述的微鏡元件X2的制造方法?？刮g劑圖案22具有用于形成連接 部件C1、 C2的圖案，如同先前描述的微鏡元件X1的制造方法。氧化膜圖 案23具有用于形成框F1、 F2、 F3以及梳齒電極E2的圖案，如同先前描述 的微鏡元件X1的制造方法。
接下來，如圖31 (c)中所示，使用由氧化膜圖案31和抗蝕劑圖案22 提供的掩模，通過DRIE對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性干法蝕刻至預(yù)定深度。該預(yù) 定深度是等于連接部件Cl、 C2厚度的深度，例如為5pm。其后，如圖31 (d)中所示，用去除劑去除抗蝕劑圖案22。接下來，如圖32 (a)中所示，使用氧化膜圖案31作為掩模，通過DRIE 對(duì)硅層11進(jìn)行各向異性蝕刻，直到到達(dá)絕緣層13，同時(shí)留下與絕緣層13相 接觸的薄連接部件Cl、 C2。在這個(gè)步驟中，使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕刻 設(shè)備，并且在真空腔中在預(yù)定真空條件下進(jìn)行干法蝕刻操作。這個(gè)步驟產(chǎn)生 連接部件C1、 C2，連同部分移動(dòng)部件M (第一層la)、部分框F1、 F2、 F3 (第一層2a)以及梳齒電極E1。本步驟中形成的移動(dòng)部件1A的第一層la和框2的第一層2a跨過隔離 間隙G，而彼此相對(duì)，其中絕緣層13部分地暴露在該隔離間隙G，中。每個(gè)連 接部件3與絕緣層13相接觸，并且跨過隔離間隙G'而連接移動(dòng)部件1和第 一層2a。接下來，如圖32 (b)中所示，通過接合部件25，將輔助載體24接合 到材料襯底10的硅層11側(cè)。然后，如圖32 (c)中所示，使用氧化膜圖案 23和抗蝕劑圖案33作為掩模，通過DRIE對(duì)硅層12進(jìn)行各向異性蝕刻至預(yù) 定深度。該預(yù)定深度是等于保護(hù)部件P1、 P2厚度的深度，例如為5至55pm。 這個(gè)步驟使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕刻設(shè)備，以在真空腔中在預(yù)定真空條件 下進(jìn)行干法蝕刻。然后，如圖33 (a)中所示，用去除劑去除抗蝕劑圖案33。接下來，如圖33 (b)中所示，使用氧化膜圖案23作為掩模，通過DRIE 對(duì)硅層12進(jìn)行各向異性干法蝕刻，直到到達(dá)絕緣層13，同時(shí)留下與絕緣層 13相接觸的保護(hù)部件Pl、 P2。在這個(gè)步驟中，使用裝配有真空腔的預(yù)定蝕 刻設(shè)備，并且在真空腔中在預(yù)定真空條件下進(jìn)行干法蝕刻操作。這個(gè)步驟產(chǎn) 生保護(hù)部件Pl、 P2，連同移動(dòng)部件M (第二層lb)、部分框Fl、 F2、 F3 (第二層2b)以及梳齒電極E2。此外，本步驟在硅層12中部分地暴露絕緣 層13。暴露部分包括在硅層11上也暴露于隔離間隙G，中的部分S (雙面 暴露部分)以及與連接部件C1、 C2 (每個(gè)連接部件3)接觸的部分。這個(gè)步 驟之后，材料襯底10和輔助載體24彼此分開。接下來，如圖33 (c)中所示，蝕刻掉絕緣層13的暴露區(qū)域以及氧化膜
圖案23、 31。所述蝕刻可以為干法蝕刻或濕法蝕刻。通過執(zhí)行上述步驟序列，可以形成移動(dòng)部件M、框F1、 F2、 F3、連接 部件C1、 C2、保護(hù)部件P1、 P2以及一組梳齒電極E1、 E2，從而形成微鏡 器件X3。參照?qǐng)D31 (b)至圖32 (a)描述的工藝，也就是，對(duì)硅層11進(jìn) 行的一系列微加工操作代表根據(jù)本發(fā)明的第一處理步驟。參照?qǐng)D31 (b)和 圖32 (b)至圖33 (b)描述的工藝，也就是，對(duì)硅層12進(jìn)行的微加工操作 代表根據(jù)本發(fā)明的第二處理步驟。在根據(jù)本方法的第二處理步驟中，保護(hù)部件4B由第二硅層12形成，該 保護(hù)部件4B與絕緣層13相接觸，并且從移動(dòng)部件1A的第一層lb或從框2 的第二層2b延伸出。在絕緣層13暴露在硅層11側(cè)上的隔離間隙G'的位置， 這些連接部件4B與絕緣層13的硅層12側(cè)相接觸。在由第二處理步驟產(chǎn)生 的環(huán)境下，與絕緣層13接觸的連接部件3的破裂減少，該第二處理步驟是 對(duì)絕緣層13中的部分S (雙面暴露部分)進(jìn)行的。因?yàn)閰⒄請(qǐng)D12描述的理 由，由于保護(hù)部件的存在，在微鏡元件X3的制造方法中，連接部件3的破 裂概率降低，正如微鏡元件XI的制造方法。因此，本方法同樣適合于制造 包括連接部件3的微鏡元件(微結(jié)構(gòu)器件)，其中該連接部件3連接移動(dòng)部件(第一結(jié)構(gòu)部件)和框(第二結(jié)構(gòu)部件)。如圖34 (a)中所示，在微鏡元件X3中，每個(gè)保護(hù)部件4B具有與移動(dòng) 部件1A的第二層lb以及框2的第二層2b相同的厚度。諸如此類的厚保護(hù) 部件4B以與厚第二層lb、 2b相同的方法形成。如圖34 (b)和圖34 (c)中所示，除保護(hù)部件4B外，微鏡元件X3還 包括保護(hù)部件4C。每個(gè)保護(hù)部件4C從移動(dòng)部件1A的第一層la或從框2的 第一層2a延伸出。通過絕緣層，從移動(dòng)部件1A的第二層lb延伸出的保護(hù) 部件4B，與從移動(dòng)部件1A的第一層la延伸出保護(hù)部件4C相連接。通過絕 緣層，從框2的第二層2b延伸出的保護(hù)部件4B，與從框2的第一層2a延伸 出保護(hù)部件4C相連接。在元件的厚度方向H上，圖34 (b)中的保護(hù)部件 4C具有與第一層la、 2a相同的厚度。圖34 (b)中的保護(hù)部件4C具有比第 一層la、 2a薄并且比連接部件3厚的厚度。
權(quán)利要求
1、一種微結(jié)構(gòu)器件的制造方法，該微結(jié)構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件；第二結(jié)構(gòu)部件，包括面對(duì)該第一結(jié)構(gòu)部件的部分；以及連接部件，連接該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件；該微結(jié)構(gòu)器件通過處理材料襯底而制成，該材料襯底包括第一工藝層、第二工藝層和位于該第一工藝層與該第二工藝層之間的中間層，該方法包括第一處理步驟，蝕刻該第一工藝層以形成第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、連接部件和保護(hù)部件，該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和該第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部配置為隔著隔離間隙彼此相對(duì)，該隔離間隙部分地暴露該中間層，該連接部件配置為跨過該隔離間隙將該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和該第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部彼此連接，該連接部件與該中間層接觸，該保護(hù)部件配置為從該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和該第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部中的一個(gè)延伸至該隔離間隙中，該保護(hù)部件與該中間層接觸；以及第二處理步驟，蝕刻該第二工藝層以在該第二工藝層處暴露該中間層的暴露于該隔離間隙的部分和該中間層的與該連接部件相接觸的部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該保護(hù)部件包括從該第一結(jié)構(gòu)部 件構(gòu)成部延伸出的第一保護(hù)部件和從該第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出的第二 保護(hù)部件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在該第二處理步驟中，還暴露該 中間層的與該保護(hù)部件接觸的部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在該第二處理步驟中，附加第一 結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部中至少一個(gè)形成在該第二工藝 層中，并且進(jìn)一步形成附加保護(hù)部件，該附加保護(hù)部件從所述附加第一結(jié)構(gòu) 部件構(gòu)成部和附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部中的至少一個(gè)延伸出，并且與該中間 層相接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在該第二處理步驟中，附加第一 結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、第一保護(hù)部件和第二保護(hù)部件 形成在該第二工藝層中，該第一保護(hù)部件與該中間層保持接觸并且從該附加 第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出，該第二保護(hù)部件與該中間層保持接觸并且從該 附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出。
6、 一種微結(jié)構(gòu)器件的制造方法，該微結(jié)構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件； 第二結(jié)構(gòu)部件，包括面對(duì)該第一結(jié)構(gòu)部件的部分；以及連接部件，連接該第 一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件；該微結(jié)構(gòu)器件通過處理材料襯底而制成，該 材料襯底包括第一工藝層、第二工藝層和位于該第一工藝層與該第二工藝層 之間的中間層，該方法包括:第一處理步驟，蝕刻該第一工藝層以形成第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部、第二結(jié) 構(gòu)部件構(gòu)成部和連接部件，該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和該第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部 配置為隔著隔離間隙彼此相對(duì)，該隔離間隙部分地暴露該中間層，該連接部 件配置為跨過該隔離間隙將該第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和該第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部彼此連接，該連接部件與該中間層接觸；以及第二處理步驟，蝕刻該第二工藝層以形成附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和附 加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部中至少一個(gè)以及保護(hù)部件，該保護(hù)部件與該中間層保 持接觸并且從所述附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和附加第二結(jié)構(gòu)部件中至少-一 個(gè)延伸出，蝕刻該第二工藝層還在該第二工藝層處暴露該中間層的暴露于該 隔離間隙的部分和該中間層的與該連接部件相接觸的部分。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在該第二處理步驟中，形成該附 加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部和該附加第二結(jié)構(gòu)部件兩者，并且該保護(hù)部件包括第 一保護(hù)部件和第二保護(hù)部件，該第一保護(hù)部件從該附加第一結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部 延伸出，該第二保護(hù)部件從該附加第二結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成部延伸出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，還包括襯底接合步驟和襯底分離 步驟，該襯底接合步驟在該第一處理步驟之后并且在該第二處理步驟之前進(jìn) 行，用于將支撐襯底接合到該材料襯底的該第一工藝層上，該襯底分離步驟 在該第二處理步驟之后進(jìn)行，用于將該材料襯底和該支撐襯底彼此分開。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在該襯底接合步驟中，將接合材 料施加至將要接合至該支撐襯底的該材料襯底的第一工藝層。
10、 一種微結(jié)構(gòu)器件，該微結(jié)構(gòu)器件通過處理材料襯底而制成，該材料 襯底包括第一工藝層、第二工藝層和位于該第一工藝層與該第二工藝層之間 的中間層，該微結(jié)構(gòu)器件包括第一結(jié)構(gòu)部件；第二結(jié)構(gòu)部件，包括隔著間隙面對(duì)該第一結(jié)構(gòu)部件的部分；連接部件，形成在該第一工藝層中并且與該中間層接觸，該連接部件配置為跨過該間隙將該第一結(jié)構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件彼此連接；以及保護(hù)部件，形成在該第一工藝層和該第二工藝層中的一個(gè)中并且與該中間層接觸，該保護(hù)部件朝著該第一工藝層和該第二工藝層中的一個(gè)延伸。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該保護(hù)部件包括第一保 護(hù)部件和第二保護(hù)部件，該第一保護(hù)部件從該第一結(jié)構(gòu)部件朝著該第二結(jié)構(gòu) 部件延伸，該第二保護(hù)部件從該第二結(jié)構(gòu)部件朝著該第一結(jié)構(gòu)部件延伸。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該連接部件比該第一結(jié) 構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件薄。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該保護(hù)部件比該第一結(jié) 構(gòu)部件和該第二結(jié)構(gòu)部件薄。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該保護(hù)部件比該連接部 件厚。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該保護(hù)部件比該連接部 件寬。
16、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該第一結(jié)構(gòu)部件是可動(dòng) 部件，而該第二結(jié)構(gòu)部件是固定部件。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的微結(jié)構(gòu)器件，還包括第一梳齒電極和第二 梳齒電極，該第一梳齒電極固定在該可動(dòng)部件上，該第二梳齒電極固定在該 固定部件上并且與該第一梳齒電極成面對(duì)關(guān)系。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該第一梳齒電極和該第 二梳齒電極共同作為驅(qū)動(dòng)力發(fā)生器，用于在該第一梳齒電極與該第二梳齒電 極之間產(chǎn)生靜電引力。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該第一梳齒電極和該第 二梳齒電極共同作為檢測(cè)器，用于檢測(cè)該第一梳齒電極與該第二梳齒電極之 間的靜電電容變化。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的微結(jié)構(gòu)器件，其中該連接部件作為支撐部 件，用于將該可動(dòng)部件臨時(shí)固定到該固定部件。
全文摘要
一種微結(jié)構(gòu)器件的制造方法及其制造的微結(jié)構(gòu)器件，該微結(jié)構(gòu)器件通過處理材料襯底而制成，該材料襯底例如由第一工藝層、第二工藝層以及設(shè)置在第一工藝層與第二工藝層之間的中間層構(gòu)成。該微結(jié)構(gòu)部件包括第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié)構(gòu)部件，該第二結(jié)構(gòu)部件具有隔著間隙面對(duì)第一結(jié)構(gòu)部件的部分。第一結(jié)構(gòu)部件和第二結(jié)構(gòu)部件通過跨過間隙延伸的連接部件彼此連接。連接部件形成在第一工藝層中并且與中間層相接觸。該微結(jié)構(gòu)器件還包括保護(hù)部件，該保護(hù)部件從該第一結(jié)構(gòu)部件向第二結(jié)構(gòu)部件延伸或反之。保護(hù)部件形成在第一或第二工藝層中并且與中間層相接觸。
文檔編號(hào)B81C1/00GK101152955SQ200710161860
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者佐脅一平, 壺井修, 奧田久雄, 曾根田弘光, 松本剛, 水野義博, 高馬悟覺 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社