CN1788330A

CN1788330A - 用于微机电系统的阻挡层

Info

Publication number: CN1788330A
Application number: CN200480012793.3A
Authority: CN
Inventors: S·R·帕特尔; J·多恩
Original assignee: Reflectivity Inc
Current assignee: Reflectivity Inc
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: US20050054135A1; US6849471B2; US20040191937A1; WO2004087563A2; WO2004087563A3; US7138693B2; US7153443B2; TW200522132A; US20060266730A1; CN100449684C

Abstract

在此公开了一种处理微机电器件的方法。此方法通过在连续的牺牲与结构层之间设置选定阻挡层来阻止牺牲层与微机电器件的结构层之间的扩散和相互作用。

Description

用于微机电系统的阻挡层

技术领域

概括地说，本发明涉及微机电(microelectromechanical)系统，而更具体地说，涉及利用阻挡层来制造微机电系统。

发明内容

本发明提供了一种制造微机电系统的方法。此方法通过在结构与牺牲层之间沉积选定阻挡材料而排除了微机电系统的牺牲层与结构层的相互作用和扩散。阻挡材料可在分离过程中连同牺牲材料一起被除去，或在分离之后与系统的结构层一起保留。

在本发明的一实施例中，公开了一种方法。此方法包括：沉积第一牺牲层；在第一牺牲层之后沉积第一阻挡层；在第一阻挡层之后形成微机电器件的结构层；通过除去第一牺牲层和第一阻挡层来分离微机电器件；且其中第一阻挡层阻止第一牺牲层与结构层之间的扩散和反应。

作为该实施例的一特征，此方法进一步包括：在通过除去第一牺牲层和第一阻挡层来分离微机电器件之前，在第一阻挡层上形成结构层之后，沉积第二阻挡层；在第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；在第二牺牲层之后，形成微机电器件的一个或多个结构层；且其中第二阻挡层阻止第二牺牲层与形成于第二阻挡层之下的结构层之间的扩散和相互作用；且其中通过除去第一牺牲层和第一阻挡层来分离微机电器件的步骤进一步包括：除去第二牺牲层和第二阻挡层。

作为该实施例的另一特征，此方法进一步包括：在通过除去第一牺牲层和第一阻挡层来分离微机电器件之前，在结构层形成于第一阻挡层上之后，沉积第二阻挡层；在第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；在第二牺牲层之后，形成微机电器件的一个或多个结构层；且其中第二阻挡层阻止第二牺牲层与形成于第二阻挡层之下的结构层之间的扩散和相互作用；且其中通过除去第一牺牲层和第一阻挡层来分离微机电器件的步骤进一步包括：除去第二牺牲层；且其中在分离微机电器件之后，第二阻挡层是不被除去的。

在本发明的另一实施例中，在此公开了一种方法。此方法包括：沉积第一牺牲层；在第一牺牲层之后，沉积第一阻挡层；图案化第一阻挡层；在图案化第一阻挡层之后，形成微机电器件的结构层；通过除去第一牺牲层来分离微机电器件；且其中第一阻挡层阻止第一牺牲层与结构层之间的扩散和反应，并且在分离微机电器件之后，第一阻挡层是不被除去的。

作为该实施例的一特征，本发明的所述实施例的方法进一步包括：在通过除去第一牺牲层来分离微机电器件之前，在结构层形成于第一阻挡层上之后，沉积第二阻挡层；在第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；在第二牺牲层之后，形成微机电器件的一个或多个结构层；且其中第二阻挡层阻止第二牺牲层与形成于第二阻挡层之下的结构层之间的扩散和相互作用；且其中通过除去第一牺牲层来分离微机电器件的步骤进一步包括：除去第二牺牲层和第二阻挡层。

作为该实施例的另一特征，本发明的所述实施例的方法进一步包括：在通过除去第一牺牲层来分离微机电器件之前，在结构层形成于第一阻挡层上之后，沉积第二阻挡层；在第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；在第二牺牲层之后，形成微机电器件的一个或多个结构层；且其中第二阻挡层阻止第二牺牲层与形成于第二阻挡层之下的结构层之间的扩散和相互作用；且其中通过除去第一牺牲层来分离微机电器件的步骤进一步包括：除去第二牺牲层；且其中在分离微机电器件之后，第二阻挡层是不被除去的。

在本发明更进一步的实施例中，在此公开了一种方法。此方法包括：设置一衬底，在该衬底上可沉积具有目标厚度的第一牺牲层；以小于目标厚度的厚度，沉积第一牺牲层；测量所沉积的第一牺牲层的厚度；且沉积第二牺牲层，其厚度实质等于目标厚度与所沉积的第一牺牲层的实测厚度之间的差值。

附图说明

尽管所附权利要求列举了本发明具有特殊性的特征，通过结合附图所做的以下详细描述，可最好地理解本发明以及其目的与优点，附图中：

图1是一结构剖面图，图示根据本发明的一实施例形成于微机电器件的结构层与牺牲层之间的阻挡层；

图2a是一结构剖面图，图示根据本发明的另一实施例形成于微机电器件的结构层与牺牲层之间的阻挡层；

图2b是一结构剖面图，图示根据本发明的再一实施例形成于微机电器件的结构层与牺牲层之间的阻挡层；

图3是一结构剖面图，图示根据本发明进一步的实施例形成于微机电器件的结构层与牺牲层之间的阻挡层；

图4a是一结构剖面图，图示根据本发明的又一实施例形成于微机电器件的结构层与两个牺牲层之间的两个阻挡层；

图4b是一结构剖面图，图示根据本发明的再另一实施例形成于微机电器件的结构层与两个牺牲层之间的两个阻挡层；

图5是一结构的横剖视图，图示一阻挡层，其沉积在牺牲层上，用于补偿沉积之后牺牲层的减少；

图6是一示意图，图示使用空间光调制器的一示例性显示器系统；

图7是在图6中的显示器系统内所使用的空间光调制器的一部分、以及包含于该空间光调制器内的微镜阵列的一部分的横剖视图；

图8a是在一示例性制造过程中，在图案化铰链层之前，图7中的微镜器件的横剖视图；

图8b是在图案化铰链层之后图8a的横剖视图；

图9是在除去牺牲及阻挡层之后图8b的横剖视图；

图10a展示出分离之后的一示例性微镜器件；

图10b展示出一示例性微镜阵列，该阵列包括图10a中的多个微镜；

图11a是分离之后的另一示例性微镜器件的后视图；

图11b是一微镜阵列的后视图，该阵列包括图11a中的多个微镜；

图12是一示意图，展示出本发明实施例中所使用的一示例性蚀刻系统；

图13是一示意图，展示出本发明实施例中所用的另一示例性蚀刻系统；

图14a是一示例性往复式泵的侧面正视图，此泵用于图13中的示例性蚀刻系统内；

图14b是图14a中的往复式泵以及相关流体管路和关闭阀的泵流示意图；及

图15所示为本发明实施例实施例中使用的另一示例性蚀刻系统。

具体实施方式

本发明提供了一种阻挡层，该阻挡层包括在制造过程中位于微机电器件的结构层与牺牲层之间的选定的阻挡材料。阻挡层阻止牺牲层与结构层之间的扩散和相互作用。阻挡层的材料是根据详细的制造工艺来选择的。具体地说，阻挡材料可选择以在分离微机电器件之后，使阻挡层连同牺牲层被除去。作为选择，也可以选择阻挡材料在分离之后使阻挡层不被连同牺牲层除去。

作为此实施例的一特征，在被沉积牺牲层上沉积一阻挡层，以补偿被沉积牺牲层的沉积厚度偏差。

在本发明的一实施例中，在牺牲层与微机电器件的结构层之间沉积一阻挡层，如图1所示。参考图1，层132是沉积在衬底120上的牺牲层，用于在在制造过程中构建微机电(MEMS)器件的所需结构，而层136是该器件的结构层。如果结构层136是直接沉积在牺牲层132上，结构层的材料有时会扩散到牺牲层和/或与牺牲层的材料相互作用，反之亦然。这样的扩散和相互作用会使结构层的所需性能和MEMS器件的所需性能恶化。为阻止这种扩散和相互作用，在牺牲层与结构层之间设置阻挡层134。阻挡层优选沉积在牺牲层上，且结构层沉积在阻挡层上，如图所示。在本发明的优选实施例中，阻挡层包含与牺牲层132不同的一种或多种阻挡材料。

优选的阻挡层是这样的层：除了阻止牺牲层与结构层之间的扩散和相互作用，在两层(例如阻挡层与给定结构层)之间实际没有扩散和相互作用。用“两层之间无扩散”表示的意思是，没有材料从第一层扩散到第二层内，而且没有材料从第二层扩散到第一层内。而且，理想的阻挡层是这样的层：在阻挡层与牺牲层之间实际没有相互作用和扩散。否则，阻挡层与牺牲层之间的相互作用或扩散的残余物就不能连同牺牲层被除去。但这样的理想材料可能无法从当前使用的结构材料如铝中得到，特别是当无扩散及无相互作用性能要求需要与其它要求，例如对阻挡层的电气和/或机械性能的要求平衡的时候。在一定时间段(例如从沉积结构层到除去牺牲层所经历的时间)、一定温度下(例如在制造时间段中的最高温度)既不扩散到结构层内也不与之相互作用的其它材料也是优选的，因为由扩散和相互作用所导致的恶化仅在制造过程中以及比特定处理温度高的温度下才会发生。而且优选的是，阻挡层与牺牲层之间在一定时间段内和在一定温度下没有相互作用或扩散。作为选择，可在阻挡层与牺牲层之间再沉积不同于该牺牲层和阻挡层的另一层(图中未示)。在结构层136之后，可沉积另一牺牲层138，以形成MEMS器件的其它结构层。根据此实施例，阻挡层134是连同牺牲层被除去的。值得指出的是，阻挡层能够利用一个蚀刻步骤而与牺牲层一起除去。在此情况下，阻挡层的阻挡材料是可通过被选择用于除去牺牲层的蚀刻处理(及蚀刻剂)来除去的。作为选择，阻挡层和牺牲层可使用独立的蚀刻步骤除去，但无需按照上列顺序。

作为实施例的一方面，在结构层136之后沉积第二阻挡层142，如图2a所示。优选的是，第二阻挡层被沉积在结构层上，并覆盖该结构层，包括结构层的垂直边缘。通过这种做法，便消除了结构层与牺牲层的边缘之间发生扩散和相互作用的可能。进一步优选的是，当需要沉积第二牺牲层时，设置第二阻挡层。可在没有第二牺牲层138的条件下利用第二阻挡层142，以便例如在沉积各层之间存在时间滞后或延迟的时候及以后(例如在某个不同位置)，分离MEMS器件。在此情况下，这些层起到过渡期间或临时的保护膜的作用。类似于层134，第二阻挡层阻止结构层136与第二牺牲层138之间的扩散和相互作用——若该扩散和相互作用存在的话。层142优选为这样的层：在一定时间段(例如制造期间)之内和在一定温度(例如制造期间的最高温度)之下，在结构层136与阻挡层142之间不存在或基本不存在扩散和相互作用。在本发明的这个方面，第二阻挡层142是连同牺牲层132和138被除去的。与阻挡层134类似，阻挡层142可利用一个蚀刻步骤而与牺牲层一起被除去。作为选择，第二阻挡层可通过一独立于牺牲层的蚀刻步骤来除去。

在本发明的另一实施例中，与可除去的第一阻挡层134不同，第二阻挡层142并不在分离之后被除去，如图2b所示。具体地说，第二牺牲层142可根据结构层而被图案化，且在分离之后与结构层136一起保留。特别是，图案化的阻挡层除了覆盖结构层的表面外，还覆盖结构层的垂直边缘。在此情况下，第二阻挡层包含与第一阻挡层不同的阻挡材料。而且利用被选择用于除去牺牲层及第一阻挡层的蚀刻方法，无论是通过一个蚀刻步骤或独立的蚀刻步骤，是不可除去第二阻挡层所用的阻挡材料的。

根据本发明的再一实施例，在结构层与第一牺牲层之间沉积第一阻挡层140，以阻止第一牺牲层132与结构层136之间的扩散和相互作用，如图3所示。参考图3，类似于阻挡层134，阻挡层140既不与结构层136相互作用也不扩散到该结构层内，或在一定时间段(例如制造期间)之内和在一定温度(例如制造期间的最高温度)之下，阻挡层140既不与结构层136相互作用也不扩散到该结构层136内。与图1中的第一阻挡层134不同的是，在通过除去牺牲层而分离微机电器件之后，第一阻挡层140不被除去，而是沉积之后，第一阻挡层140在其沉积之后根据其上所形成的结构层而被图案化，并且在分离之后仍然保留。在此情况下，利用被选择用于除去牺牲层132的蚀刻方法，是不可除去第一阻挡层140的材料的。在形成结构层136之后，可按需要沉积第二牺牲层138，以便形成微机电器件的其它结构层。

作为本实施例的一方面，可在所形成的结构层136上沉积第二阻挡层142，如图4a所示。第二阻挡层136被设置用于阻止结构层136与第二牺牲层138之间的扩散和相互作用。优选的是，第二阻挡142既不与结构层136相互作用也不扩散到该结构层136内，或在一定时间段(例如制造期间)之内和在一定温度(例如制造期间的最高温度)之下既不与结构层136相互作用也不扩散到该结构层内。与第一阻挡层134相同，第二阻挡层142根据结构层136而被图案化，且在分离之后仍然保留。也就是说，利用被选择用于除去牺牲层(132和138)的蚀刻方法(包括蚀刻剂)，是不可除去第二阻挡层的阻挡材料的。优选的是，图案化的阻挡层除了覆盖结构层的表面之外，还覆盖结构层的垂直边缘。当然，第二阻挡层142的阻挡材料无需与第一阻挡层134相同。

根据本发明进一步的实施例，第二阻挡层142在分离之后与牺牲层一起被除去，如图4b所示。具体地说，第二阻挡层是沉积在结构层上的。所沉积的第二阻挡层除了覆盖结构层的表面之外，还覆盖结构层的垂直边缘。第二阻挡层优选为这样的材料：其既不与结构层136相互作用也不扩散到该结构层内，或在一定时间段(例如制造期间)之内和在一定温度(例如制造期间的最高温度)之下既不与结构层136相互作用也不扩散到该结构层内，但它是可利用被选择用于去除牺牲层的蚀刻方法(包括蚀刻剂)来除去的。作为选择，可用独立的蚀刻步骤而不是用于牺牲层的蚀刻步骤来除去第二阻挡层。在以上例子中，可以沉积两个牺牲层，其中微镜板136位于一牺牲层上，而铰链被形成于第二个牺牲层上，这例如参考图8a和图8b的相关描述。

作为选择，可应用阻挡层来补偿所沉积的牺牲层的沉积厚度偏差。参考图5，在制造过程中，希望在衬底144上的牺牲层132具有以H表示的总目标厚度用于微机电器件(图中未示)。在沉积之后，所沉积的牺牲层的厚度是H′，此厚度小于目标厚度H(H′＜H)。此沉积厚度可能由于许多原因而更低。例如，可以故意令其更低。它可能由于工艺不同而更低。为补偿这种被减小的厚度，在测量所沉积的牺牲层的厚度之后，在此牺牲层上沉积阻挡层146。阻挡层146可连同层132一起除去或从层132上除去。

作为本发明的实施例的一个示例性实施方案，以下将讨论在显示器系统所用的微镜器件的制造工艺或方法。本领域技术人员应当理解，此制造方法的以下讨论用于示范目的。它绝不应被解释为是某种限制。相反，其它合适的制造方法，如美国专利5,835,256和6,046,840(均授予Huibers)以及美国专利申请10/366,297(2003年2月12日提交，属于Patel)——其各自的主题内容通过引用并入本文——所提出的那些方法也是适用的。在2001年7月20日提交及在2001年6月22日提交的美国专利申请09/910,537及06/300,533(均属于Reid)则包含了可用于本发明的各个部件的材料的示例。这些专利申请通过引用并入本文。

参考图6，一典型的显示器系统使用空间光调制器，该调制器包括示于图1中的多个微镜器件。在其非常基本的配置中，显示器系统包括光源102、光学器件(如光管104、透镜106和108)、色轮103、显示目标112以及空间光调制器110。光源102(例如弧光灯)通过色轮及光学器件(例如光管104和物镜106)和光线(shines)将入射光导向空间光调制器110。空间光调制器110有选择地向光学器件108反射入射光并造成在显示目标112上的图像。此显示器系统可通过许多方式操作，例如美国专利6,388,661以及2003年1月10日提交的美国专利申请系列号10/340,162(它们均属于Richards)中所提出的方式，其各自的主题内容通过引用并入本文。

在另一种示例性显示器系统(图中未示)中，设置有光源102、光学元件104、106和108、及显示目标112，如图6所示，而略去色轮103。在这种显示器系统中，设置有三个空间光调制器，其中每个空间光调制器被设计用于调制三原色之一。具体地说，来自光源的入射光例如通过棱镜而被分成绿、蓝、及红光。每种光射入三个空间光调制器其中之一且受到调制。来自所有三个空间光调制器的调制光被随后适当地映射到显示目标上，以显示彩色图像。

在任一显示器系统中，系统的空间光调制器一般都包括由一个数千或数百万微镜组成的阵列，在图7中展示了该阵列横剖视图的一部分。参考图7，微镜(例如微镜122)阵列是形成于衬底120上的，该衬底例如为对可见光是透明的玻璃。衬底124包括一个电极(如电极126)及电路的阵列(图中未示)，被置于微镜阵列附近，用于以静电方式控制微镜的运动。在工作中，每个微镜能够独自按照需要而在一个或多个电极和电路的控制之下变形；因此可以实现对入射光——此入射光运行通过衬底120并照射到微镜的表面——的空间调制。

微镜器件如微镜器件130可通过许多方式来制造，例如美国专利5,835,256和6,046,840(均授予Huibers)、及2003年2月12日提交的美国专利申请10/366,297(属于Patel)所提出的那些方式。以下将参考图8a至图9详述一种根据本发明的实施例的示例性制造过程。

参考图8a，设置衬底120。在此衬底上沉积第一牺牲层132，其后沉积第一阻挡层134，尔后再于第一阻挡层134上沉积微镜板层136。衬底可以是玻璃(例如1737F，Eagle 2000)、石英、PyrexTM、蓝宝石，等等。衬底也可以是半导体衬底(例如硅衬底)，其上形成有一个或多个驱动电极和/或控制电路(例如CMOS型DRAM)。第一牺牲层132可为任一种合适的材料，例如非晶硅，这取决于被选择用于阻挡蚀刻剂的结构材料以及所选择的蚀刻剂。如果第一牺牲层是非晶硅，该层可在300-350℃沉积。第一牺牲层的厚度范围可根据微镜的大小和微镜板的所需倾斜角而变化，不过优选厚度是从500到50000，优选约为10000。第一牺牲层可以用任何适用的方法，如LPCVD或PECVD，来沉积到衬底上。

在沉积第一牺牲层之后，就要沉积用作微镜板的微镜板层136。因为微镜板被设计用于反射所需光谱(如可见光光谱)内的入射光，微镜板层优选包含对入射光显示出高反射率(优选为90％或更高)的一种或多种材料。这类材料的例子是Al、Ti、Ag、AlSi_xCu_y、AlTi_x或AlSi_x。当然，也可采用具有对所需入射光具有高反射率的其它合适材料用于微镜板。然而，微镜板层的材料，例如Al，会扩散到牺牲层如非晶硅层之内和/或与之相互作用。这种扩散和相互作用必定会恶化微镜板的预期品质及微镜器件的所需性能。具体地说，扩散和相互作用会在微镜器件上产生缺陷。为防止这种扩散和相互作用，在牺牲层132与微镜板层136之间沉积第一阻挡层134，此第一阻挡层尔后将连同牺牲层被除去。优选的是，在阻挡层与微镜板之间基本没有相互作用或扩散，或者在制造时间段例如30分钟之内、及在400℃(度)之下在阻挡层与微镜板之间基本没有相互作用或扩散，其中400℃(度)是在制造时间段中的最高温度。进一步优选的是，在阻挡层与牺牲层之间基本没有相互作用或扩散，或者在一定时间段内和在一定温度下在阻挡层与牺牲层之间基本没有相互作用或扩散。用于阻挡层的示例性阻挡材料是：前(early)过渡金属元素(例如W、Ti、Ta及Mo)；前过渡金属合金(例如WTi_x、WMo_x及WTa_x)；前过渡金属化合物(例如WAl_x)，包括前过渡金属硅化物(例如WSi_x、MoSi_x、TiSi_x、ZrSi_x、CrSi_x、TaSi_x及TiW_xSi_y)。其它前过渡金属硅化物，如CoSi_x，也是可应用的。前过渡金属是在周期表中第3至第7列，也就是以Sc、Ti、V、Cr和Mn起始的各列中的那些元素。优选的是第4至第6列中的那些元素(即Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo及W)。当然，其它防止微镜板与第一牺牲层之间的扩散和相互作用并且可连同牺牲层被除去的合适阻挡材料也是可使用的。

在第一阻挡层134之后，在其上沉积微镜板层136以形成一微镜器件的微镜板(如图7中的微镜器件130)。在沉积微镜板层时，优选采用PVD。微镜板层的厚度变化范围取决于许多因素，例如所需机械(如刚度和强度)及电气(如电导率)性能、尺寸、微镜板的所需旋转角以及用于微镜板的选定材料的性能或性质。根据本发明，优选的厚度为从500至50000，优选约为2500。如果微镜板层包含铝，则其优选在150℃至300℃或其它温度下沉积，优选在低于400℃下沉积。

微镜板层136随后被图案化成所需形状，图10a中展示了此层的一个例子。不过本领域技术人员会认识到，微镜形状的这一特定例子优选地得自于各种对镜形状的选择，并且仅仅用于展示目的。不应将其解释为某种限制。而是微镜板可以具有任何所需形状。可利用标准光刻胶图案化，继之以通过利用例如CF₄、Cl₂，或根据微镜板的特定材料而利用其它合适的蚀刻剂所作的蚀刻，来实现微镜板的图案化。

在形成微镜板之后，沉积第二阻挡层142，其后沉积第二牺牲层138以形成微镜器件的其它结构，如图10a中的铰链152。类似于第一阻挡层134，第二阻挡层142沉积用以阻止微镜板136与第二牺牲层138之间的扩散和相互作用，且该层将于其后连同牺牲层一起被除去。与第一阻挡层134相同，第二阻挡层优选是既不与微镜板136相互作用、也不扩散到微镜板136内的层。第二阻挡层的示例性阻挡材料可以与针对第一阻挡层134所述及的那些阻挡材料相同。尽管优选相同，但用于第二阻挡层的材料可以与用于第一阻挡层的不同。

在第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层138，且根据铰链结构的预定构造而将第二牺牲层图案化。第二牺牲层138可包含非晶硅，或可选择包含针对第一牺牲层132所述及的上列各种材料中的一种或多种。第一及第二牺牲层不一定是相同的，不过在优选实施例中是相同的，以便显著简化用于除去这些牺牲层的蚀刻处理。类似于第一牺牲层，第二牺牲层138可利用合适的方法如LPCVD或PECVD来沉积。如果第二牺牲层包含非晶硅，此层可在350℃上下沉积。第二牺牲层的厚度可以在10000量级，但可根据微镜板与铰链之间的所需距离(在垂直于微镜板和衬底的方向上)而调整到任一合理厚度，如介于2000与20000之间。第二牺牲层138还可填充由微镜板的图案化所遗留的沟道。

沉积牺牲层和阻挡层随后被图案化，从而利用标准光刻技术继之以蚀刻，来形成两个深导孔(deep-via)区143以及浅导孔(shallow via)区144。蚀刻步骤可根据第二牺牲层的一种或多种特定材料，利用Cl₂、BCl₃、或其它合适的蚀刻剂来完成。跨越两个深导孔区150的距离取决于微镜板的边对边(side-to-side)距离。在本发明的一实施例中，在图案化之后，跨越这两个深导孔区的距离优选约为10μm，但是按需要可以是任何合适的距离。为形成浅导孔区144，可利用CF₄或其它合适的蚀刻剂来执行一个蚀刻步骤。浅导孔区可具有任何合适的尺寸，优选是在2.2μm的量级上。

为形成所需深导孔区143如图所示的外形，应用了导孔掩模(via-mask)及部分牺牲层蚀刻。根据本发明的一实施例，每个深导孔区143的较宽区域是在1.0到2.0μm的量级上，优选为1.4μm，而较窄区域是在0.5到1.5μm的量级上，优选为1.0μm。当然，取决于微镜板的最终大小和形状，其它尺寸也是可能的。作为选择，深导孔区可以透过第一牺牲层132，并且可以进入衬底120之内500到2000。如上所述，深导孔区是以两个蚀刻步骤来形成的。通过这种做法，能够减少抗蚀剂腐蚀的影响，并且能够改善后续的深导孔填充沉积时的SiN_x覆盖步骤。然而，也可使用单独一个蚀刻步骤。

在图案化牺牲及阻挡层之后，沉积一个或多个铰链结构层(例如层148)以形成铰链支撑。在沉积期间，层148填充所形成的深导孔区和浅导孔区。因为铰链结构层按规定要形成支座(例如图10a中的153)及微镜板(例如图10a中的136)，其中支座用于固定铰链(例如图10a中的253)，而微镜板(例如图10a中的136)附着于铰链结构层，从而使微镜板能够通过铰链而相对于衬底旋转，因此希望铰链结构层所包含的材料具有足够大弹性模量。根据本发明的一实施例，层148包括通过PVD来沉积的厚度为300的TiN_x层，以及通过PECVD沉积的厚度为3500的SiN_x层。当然能够使用其它合适的沉积方法，如LPCVD或溅射。当然能够将其它合适的材料，如CoSiN_x、TiSiN_x和/或TiO_x用于铰链结构。

在沉积之后，通过使用一种或多种适当的蚀刻剂而使铰链结构层图案化，以形成两个支座150及触点(图中未示)。特别是，能以氯化学物(chlorine chemistry)或氟化学物(fluorine chemistry)来蚀刻各层，其中蚀刻剂是全氟化碳或氢氟化碳(hydrofluorocarbon)(或SF₆)，此蚀刻剂被赋能(energized)从而有选择地以化学及物理方式蚀刻铰链层(例如以CF₄、CHF₃、C₃F₈、CH₂F₂、C₂F₆、SF₆等等，或更可能地以上述物质的混合物或与附加气体例如CF₄/H₂、SF₆/Cl₂的混合物，或使用一种以上蚀刻物质如CF₂Cl₂——其均可与一种或多种可选的惰性稀释剂一起，进行等离子体/RIE蚀刻)。当然可用不同的蚀刻剂来蚀刻每个铰链层(例如氯化学物用于金属层，碳氢化合物或碳氟化合物(或SF₆)等离子体用于硅或硅化合物层，等等)。

在铰链结构层图案化之后，沉积并随后图案化铰链层151，如图8b所示。因为铰链随微镜板旋转而变形，希望铰链会更为柔性(compliant)。而且，当铰链还被用作微镜板的导电介质时，进一步预期铰链是导电的。铰链层的合适材料的例子为氮化硅、碳化硅、多晶硅、Al、Ir、钛、氮化钛、氧化钛、碳化钛、CoSi_xN_y、TiSi_xN_y、TaSi_xN_y，或其它三元及更多元化合物。当选择将钛用于铰链层时，该层可在100℃至400℃下沉积。也可应用其它三元化合物，如在2001年7月20日提交的属于Reid的美国专利申请09/910,537及在2002年7月16日提交的属于Reid的美国专利申请10/198,389中所提出的化合物，各申请在此通过引用并入本文。作为选择，铰链可以是多层结构，如在2003年2月12日提交的属于Patel的美国专利申请10/366,297中所提出的那些结构，该申请的主题内容通过引用并入本文。

在沉积之后，图案化和蚀刻铰链层。与铰链结构层(层148)类似，铰链层可用氯化学物或氟化学物来蚀刻，其中蚀刻剂是全氟化碳或含氢氟烃(或SF₆)，此蚀刻剂被赋能，从而有选择地以化学及物理方式蚀刻铰链层(例如以CF₄、CHF₃、C₃F₈、CH₂F₂、C₂F₆、SF₆等等，或更可能地以上述物质的混合物或与附加气体例如CF₄/H₂、SF₆/Cl₂的混合物，或使用一种以上蚀刻物质如CF₂Cl₂——其均可与一种或多种可选的惰性稀释剂一起，进行等离子体/RIE蚀刻)。当然可用不同的蚀刻剂来蚀刻每个铰链层(例如氯化学物用于金属层，碳氢化合物或碳氟化合物(或SF₆)等离子体用于硅或硅化合物层，等等)。当然可以用不同的蚀刻剂来蚀刻铰链层(例如氯化学用于金属层，碳氢化合物或碳氟化合物(或SF₆)等离子体用于硅或硅化合物层，等等)。

最后，利用蚀刻来除去牺牲层(132和138)以及阻挡层(134和142)，以便分离微镜器件130——这将详述于后。

以上示例性制造方法是参照两个阻挡层来说明的，这两个阻挡层在分离之后可连同牺牲层除去的。根据本发明的另一实施例，第一阻挡层136是可在分离之后除去的，而第二阻挡层142是在分离之后不可除去的。在此情况下，第二阻挡层根据微镜板，在其沉积之后、且在沉积第二牺牲层138之前被图案化。因此，图案化的第二阻挡层在分离微镜器件之后仍然保留。这一保留的图案化阻挡层可被用于在操作中保护微镜板。因为与可除去的第一阻挡层134不同，第二阻挡层是在分离之后不可除去的，它包含不同于第一阻挡层的不同的阻挡材料。用于第二阻挡层的示例性阻挡材料为：金属间金属(inter-metallicmetal)化合物，前过渡金属氮化物(例如WN_x、TiN_x、TaN_x及AlTi_xN_y)，前过渡金属氧化物，前过渡金属氧氮化物(例如TaO_xN_y和TiO_xN_y)，以及前过渡金属碳化物。作为选择，此阻挡层可以是一种前过渡金属硅氮化物，如WSi_xN_y、TiSi_xN_y或TaSi_xN_y。其它合适的材料，如用于微镜器件结构(包括微镜板、铰链和铰链结构)的那些材料，也可以用于不可除去的阻挡层。

根据本发明的再一实施例，第一阻挡层(例如层134)是不可除去的，而第二阻挡层(例如层142)是可在分离之后与牺牲层一起除去的。在此情况下，第一阻挡层134与结构层136一起、或在沉积微镜板层136之前被图案化。用于第一阻挡层的示例性阻挡材料为：金属间金属化合物，前过渡金属氮化物(例如WN_x、TiN_x、TaN和AlTi_xN_y)，前过渡金属氧化物，前过渡金属氧氮化物，以及前过渡金属碳化物。作为选择，此阻挡层可以是一种前过渡金属硅氮化物，如WSi_xN_y、TiSi_xN_y或TaSi_xN_y。且用于第二阻挡层的示例性阻挡材料为：前过渡金属元素(例如W、Ti、Ta及Mo)，前过渡金属合金(例如WTi、WTa、WMo和MoTi)，前过渡金属化合物，前过渡金属硅化物(例如WSi_x、MoSi_x、TiSi_x、ZrSi_x、CrSi_x、TaSi_x和TiW_xSi_y)，前过渡金属氧化物以及合适的前过渡金属氧氮化物。其它合适的材料，如用于微镜器件的结构(例如铰链和铰链结构)的那些材料，也可以用于不可除去的阻挡层。

根据本发明的进一步的实施例，第一及第二阻挡层在分离之后均为不可除去的。在此情况下，第一阻挡层134优选与结构层136一起、或在沉积微镜板层136之后被图案化。且第二阻挡层142优选根据微镜板(例如136)的结构，而在其沉积之后及沉积第二牺牲层138之前被图案化。用于第一及第二阻挡层的示例性阻挡材料为：金属间金属化合物，前过渡金属氮化物(例如WN_x、TiN_x、TaN_x和AlTi_xN_y)，前过渡金属氧化物，前过渡金属氧氮化物，前过渡金属碳化物以及前过渡金属硅氮化物。

本发明的方法可被用来制造各种微镜器件，其中之一示于图10a中。其它微镜器件，如图11a中的微镜器件，也可利用本发明所公开的方法来制造。如图11a所示，微镜器件160包括铰链结构154和微镜板156，以及其它特征，如在2003年2月12日提交的属于Patel的美国专利申请10/366,297中所述及的那些特征，该专利申请的主题内容在此通过引用并入本文。相关微镜器件，如图10a和图11a中那些器件，可用在如图10b和图11b所示的微镜阵列中。微镜阵列可用于例如图7所示的空间光调制器，空间光调制器被用于显示器系统中，如图6所示的显示器系统。

分离过程

分离蚀刻利用了能够自发(spontaneous)化学侵蚀牺牲材料的蚀刻气体，优选为各向同性蚀刻，其以化学方式(而非物理方式)除去牺牲材料。用以完成这种化学侵蚀的这类化学侵蚀法及装置披露于1999年10月26日提交的属于Patel等人的美国专利申请09/427,841以及2000年8月28日提交的属于Patel等人的美国专利申请09/649,569中，上述美国专利申请各自的主题内容在此通过引用而并入本文。用于分离蚀刻的优选蚀刻剂是自发化学汽相氟化物蚀刻剂，它们除了处在可选择的应用温度，是不被赋能的。例子包括：HF气，稀有气体卤化物如二氟化氙，以及卤间化合物如IF₅、BrCl₃、BrF₃、IF₇和ClF₃。分离蚀刻可包括额外的气体组分，如N₂或一惰性气体(Ar、Xe、He等等)。通过这种方式，来除去余下的牺牲材料和/或可除去的阻挡层，并分离微镜器件。在此种实施例的一方面，在蚀刻室内提供XeF₂与稀释剂(例如N₂和He)。XeF₂的浓度优选为8托，不过此浓度可从1托变化到30托或更高。使用这种非等离子体蚀刻优选达到900秒，不过此时间可从60变化到5000秒，这取决于温度、蚀刻剂浓度、压强、要除去的牺牲材料的量，或其它因素。蚀刻速率可保持恒定为18/s/托，不过蚀刻速率可从1/s/托变化到100/s/托。分离过程的每一步骤均可在室温完成。

以下参考图12至图16来详述示例性蚀刻方法及适当的蚀刻剂。如图12所示，设置了一装置来蚀刻试样，此装置包括源室11，该室内含化学蚀刻剂源，保持在特定的温度及压强下，以将蚀刻剂源保持于固或液态(例如对应于XeF₂结晶的固态，对应于BrF₃的液态，等等)。有一膨胀室12与源室11流体连通，且具有任一合适的尺寸(例如容量为29立方英寸(0.46升))以容纳来自源室11的蚀刻气体，而以关闭阀13连接这两个腔室。蚀刻室14被设置成与膨胀室12流体连通，且具有任一合适的尺寸(例如容量为12立方英寸(0.18升))以包容所要蚀刻的试样微结构。优选的是使蚀刻室小于膨胀室。蚀刻室14经由关闭阀15而被连接到膨胀室12。在此装置内还包含：第一气源16，第一气源经由另一关闭阀17而与膨胀室12流体连通；第二气源18，第二气源通过一独立的关闭阀19与膨胀室流体连通；一真空泵21；以及相关的关闭阀22、23，用于控制腔室的抽空。

图12还示出：第三气源24，其用作泵镇压物(pump ballast)，具有相应的关闭阀25以防止来自泵21的返流(backstreaming)；以及针阀26、27、28，其用以通过各个管路设定气体流速，且能用以微调腔室中的压强。图中还展示出，并将在以下更深入详述的是气体分析器1以及位于该分析器的相对侧的阀3和阀5。膨胀室12与蚀刻室14可以都保持在一特定温度，而在第一及第二气源中放置不同的气体以用于各个蚀刻过程。应指出的是，可在气源16和18内放置单一气源。

在这些实施例中所遵照的一般程序是以抽空膨胀室12和蚀刻室14开始的，其后使得来自第一气源16的气体，通过开启处于这一气源与这两个腔室之间的两个关闭阀17、15，而排入两个腔室中以使之达到大气压。试样随后被置于蚀刻室14内(其中关闭阀7、15在插入试样期间开启)，蚀刻室随后被封闭，且膨胀室12和蚀刻室14均被抽空。所有阀门均随后关闭。

开启位于膨胀室12与蚀刻室14之间的连接阀15，并开启位于第一气源16的出口处的关闭阀17，以使得气体从第一气源进入膨胀室和蚀刻室。关闭阀17随后即被关闭。连接阀15随后被关闭，且膨胀室12被抽空并隔离。来自蚀刻剂源室11的供给阀13随后被开启，以便使蚀刻气体能够(因膨胀室的较高温度)进入膨胀室。供给阀13随后被关闭，出口阀23被开启，且针阀27被略微开启以降低膨胀时的蚀刻剂压强。出口阀23与针阀27随后均被关闭。位于第二气源18处的关闭阀19随后被开启，且借助于针阀26，来自第二气源的气体被放进膨胀室。此时膨胀室12包含蚀刻气体加上来自第二气源18的气体，而蚀刻室14包含来自第一气源的气体。

在泵21启动的情况下，随后开启处于膨胀室12与蚀刻室14之间的连接阀15，并开启位于气体分析器1两侧的阀3和阀5，以便使来自膨胀室的气体混合物能够进入蚀刻室，并流过蚀刻室和气体分析器，从而开始蚀刻过程。气体分析器1也可被直接连接到蚀刻室。如下面进一步的详述，蚀刻过程继续进行，直到由气体分析器检测到终点为止。

可使用上述工艺机制的许多方案。例如可使用额外的气源和腔室。例如，取决于所使用的一种或多种稀释剂(气源16和18)，可将多个稀释剂源(N₂、Ar、He等等)连接到膨胀室和/或再循环回路，以在蚀刻后排空(bleeding)系统。也可举例来说通过包含U形或锥形挡板，或通过额外的孔板和/或挡板，来改变蚀刻室内的空气分布系统。

图12中的实施例的一特定替换方案示于图13中。图13展示的是这样一种工艺流程设备：其中工艺是一具有可检测终点的蚀刻处理。蚀刻气体发自源室11。方便地由液体蒸发得到的蚀刻气体的一个例子是三氟化溴，而由固体结晶升华得到的蚀刻气体的一个例子是二氟化氙。通过将晶体保持在40℃下(例如在28.5℃温度下)可取得有效结果。(二氟化氙仅是可使用的若干种蚀刻气体其中之一。其它气体的例子展示如下。)二氟化氙晶体在28.5℃的升华压强是5-11毫巴(4-8托)。膨胀室12接受得自源室11中晶体的二氟化氙气体，且关闭阀13被置于源室与膨胀室之间。要蚀刻的试样14被置于蚀刻室15内(此蚀刻室包含挡板16和孔板17)，且往复式泵18被置于膨胀室12与蚀刻室15之间。(往复式泵及其阀门更详细地展示于图3a和3b中并详述于下文中。)同样示于图12中并将在下面进一步说明的是气体分析器1与阀3和阀5，阀3和阀5控制从蚀刻室通过气体分析器的气流。

图中还示出：两个独立气源19、20，其通过关闭阀21、22供应膨胀室12；一真空泵23及相关的关闭阀24、25、26、27、28控制腔室的抽空；第三气源29，其用作泵镇压物，第三气源与相关的关闭阀30防止从泵23发生返流；以及手动操作的针阀31、32、33、34、35、83，其用于设定流过各个管路的气体流速，并能够微调腔室内的压强。当使用二氟化氙时，膨胀室12和蚀刻室15典型地被保持于室温上下(例如25.0℃)。然而，也可加热膨胀室和蚀刻室(例如达到25和40℃之间)，不过这可能是与直接冷却正在被处理的试样相结合来完成的，如以下所述。再循环管路36使气体能够持续地在一与膨胀室12(经由阀26、27及阀34、35)连通的循环回路中流过蚀刻室15，并通过往复式泵18来重新进入蚀刻室15。阀85使气体能够经由再循环管路36的一部分而移动于膨胀室12与蚀刻室15之间，无需经过再循环泵18。路径40中的阀86使蚀刻气体得以引入膨胀室12内，以在蚀刻过程中补充蚀刻剂混合物。阀优选是抗腐蚀性气体的波纹管式密封阀，优选由铝或不锈钢制成，所有密封带有抗腐蚀O形环(例如Kalrez^TM或Chemraz^TM)。针阀也优选是抗腐蚀的，且优选全为不锈钢。过滤器39可被置于再循环管路36内，以从再循环流体中除去蚀刻副产物(不过优选地其并不是被监测用于终点检测的一种或多种产物)，从而降低流体内的蚀刻气体的稀释程度。过滤器也可起到减少此工序中流出液的液量的作用。

蚀刻室15可具有任何形状或尺寸，不过当该室的内部尺寸和形状是有助于在腔室内部无旋涡或死体积的平稳和恒定的流动的那些尺寸和形状时，将会取得最有利的结果。蚀刻室的一种优选结构是圆形或浅圆筒形腔室，其中加工气体入口位于腔室顶部的中心；外加带有试样的支座和出口，该支座位于此室的中心，接近底部；出口在试样支座之下，位于底壁或侧壁中。挡板16被直接置于入口之下。从入口到挡板的上表面的距离对本发明来说并不是严格的，而是可改变的，不过在本发明的优选实施例中，此距离处于从约0.1cm到约6.0cm、且最优选是从约0.5cm到约3.0cm的范围内。虽然其形状未示于图12中，但挡板优选是圆形的，或以其它方式成形，以在360°范围上使气体流径向偏转。孔板17比挡板16宽，且优选朝向试样传送全部气体流。孔板的一种优选结构是与试样的几何参数匹配的结构；因此对于圆形试样，孔板优选也是圆形的。

图14a和图14b是往复式泵18的一个示例的示意图，该往复式泵能够被用来实施本发明。在这些示意图中所展示的设计能够以多种方式改变，例如将腔室的数目增加到三个或更多个，或以平行方式设置一系列这类泵。以下说明是针对这些示意图所示的特定设计进行的。

图14a展示出泵外壳41的侧面立视图，其包括两个固定的端壁42、43，端壁42、43由波纹管式侧壁44、45连接。之所以称其为波纹管式侧壁44、45，原因在于它们是折叠的，类似于手风琴，或者是以其它形式构造的，从而能够波纹管式膨胀与收缩。端壁42、43与波纹管式侧壁44、45一起完全封闭泵的内部，除每个侧壁上的入/出口之外。这些开口的结构示于图3b的泵流示意图中，左侧壁42有一入/出口46，且右侧壁43同样有一入/出口48。可遥控的关闭阀51、52、53、54被置于外部管路上，外部管路导向或出自各入/出口。为可靠操作，关闭阀51、54通常是开启的，而关闭阀52、53通常是关闭的。

图14a所示的可移动隔板60将泵的内部分成两个室61、62，隔板及其对外壳其余部分的连接是不透液体的，因此这两个室是完全隔离的，它们之间没有液体流通。隔板60连接波纹管式侧壁44、45，并在由双向箭头63所标识的两个方向上移动。该移动是由能够作往复运动的合适的驱动机构(图中未示)所驱动的。对本领域技术人员，许多这类驱动机构是公知的并且是能够使用的。在图3a所示视图中，隔板向左的运动使得左室61收缩而右室62膨胀。在泵的关闭阀处于适当位置时，即阀52和53开启而阀51和54关闭时，收缩的左室61会通过其入/出口46而将其内含物排出，而膨胀的右室62会通过其入/出口48而将气体吸入。一旦隔板60到达其左向行程的终点，它就改变方向而向右移动，且关闭阀被适当地开关，导致已膨胀的右室62收缩并通过其入/出口48来排出其内含物，而已收缩的左室61膨胀并通过其入/出口46吸入新的气体。通过这种方式，泵大致以一种基本持续的方式产生气流，排出则从这两个室交替地进行。控制器64支配隔板60的运动方向和范围，以及速度和循环时间，并且协调隔板运动与关闭阀51、52、53和54的开启和关闭。可使用传统的控制器电路及部件。

如图所示用于再循环加工气体的泵，以及在本发明的范围内的其它装置，没有与加工气体接触的滑动或磨擦部件或润滑剂。也可能有满足这一标准的其它泵，包括带有可膨胀气室的泵，带有由弹性密封垫来连接的同心活塞的泵，或蠕动泵(peristalic pump)。泵的材料，包括波纹管式壁的材料，可以用抗来自蚀刻气体的腐蚀或不受其影响的材料制成。这种材料的一个例子是不锈钢，其可用于50℃以下工作温度。其它材料为铝、因康镍合金(Inconel)以及蒙乃尔合金(Monel)。此外的其它材料对处理这些气体的技术人员来说将是显而易见的。尽管泵及其腔室的容量和尺寸可以变化，一目前的优选实施例是这样一实施例：各室的体积因隔板在其全范围上的移动而产生的变化大约是从0.05到4.2L，但优选是从0.1到1.5L，其中一个例子是0.5L。较大的腔室尺寸(例如5到20L)也是可能的，这若与较低泵速相结合，应有益于降低泵的磨损。在每两秒一次循环的隔板速度下，泵速(对于0.5L)将是30L/分钟。泵的尺寸与泵速的不同组合也是可能的，然而优选的每次泵送体积是介于7和150L/分钟之间，其中优选的范围是从30到90L/分钟。

上述泵可用合适的衬垫来加垫，以进一步减少蚀刻期间的加工气体混合物颗粒污染。不是波纹管式的泵也可使用。优选的泵是这样的泵：其抗加工气体混合物所造成的腐蚀，且其被设计成避免将颗粒或液体物质引入加工气体混合物内。干式泵，即那些不将外来的清扫或镇压气体添加到加工气体混合物内的泵，是优选的。作为选择，加工气体可通过温度循环(借助于再循环路径的加热和冷却中的大幅变化)而循环。

以下是相对于图13对蚀刻处理及其化学参量的一般性描述。包含此描述是要展示出上述特征最可能被采用的场合。

本发明的装置和方法可被用于本领域中及文献中公知的蚀刻加工。这些加工包括使用干法蚀刻气体，干法蚀刻气体一般包括Cl2、HBr、HF、CCl2F2及其它气体。优选的蚀刻气体，特别对蚀刻硅而言，是气态卤化物(例如氟化物)，如稀有气体氟化物、气态卤素氟化合物(halogen fluorides)、或这些组中气体的组合(同样优选不赋能气体，而不是加热以引起汽化或升华)。稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡，这些气体中的优选的氟化物是氪和氙的氟化物，其中氟化氙是最为优选的。这些元素的一般氟化物是二氟化氪、二氟化氙、四氟化氙以及六氟化氙。在硅蚀刻工序中最普遍使用的稀有气体氟化物是二氟化氙。卤素氟化合物包括氟化溴、三氟化溴、五氟化溴、氟化氯、三氟化氯、五氟化氯、五氟化碘以及七氟化碘。其中优选的是三氟化溴、三氯化溴、及五氟化碘，其中三氟化溴和三氟化氯是最为优选的。三氟化溴与二氟化氙的化合物也是有价值的。蚀刻加工一般是在低于大气压的压强下完成的。本说明书的上述蚀刻剂优选是在气态(例如非等离子体)下使用的，或否则的话不附加能量(除加热以助开始蚀刻气体或液体的升华或汽化之外)，并且没有电场、紫外光线或其它电磁能量，或其它会将蚀刻气体赋能至超出其在一特定温度作为气体的一般能量的外加场或能源。

蚀刻优选利用蚀刻气体，该蚀刻气体能够在室温下自发化学侵蚀牺牲材料，优选各向同性的蚀刻，此蚀刻以化学方式(而非物理方式)除去牺牲材料。在一优选实施例中，蚀刻剂能够在室温下与牺牲材料反应，其中因为是在气态下而从牺牲材料表面释放的一种或多种反应产物是气态组分。无需紫外或可见光或其它电磁辐射或电场，或者会赋能气体分子以物理轰击及物理除去牺牲材料的任何能量。尽管蚀刻可借助应用加热或用来自房间的光围绕蚀刻室来完成，蚀刻剂能够在室温自发地蚀刻牺牲材料而无需任何外加的热量、可见光、紫外光或其它电磁辐射、超声波能量、电或磁场，等等。蚀刻剂优选不被射频辉光放电(rf glow discharge)分解成原子、自由基(radicals)和/或离子，蚀刻剂通过扩散(除泵送之外——例如通过反复地使蚀刻剂再循环穿过蚀刻室)而被传送到所蚀刻材料的表面，蚀刻剂被吸附于此表面，蚀刻剂与所蚀刻的材料之间发生化学反应而形成挥发性产物，且此产物从该表面释放并扩散到气体主体内并最终退出蚀刻室。虽然可能在等离子体装置中实施本发明的方法，而不需要赋能蚀刻剂形成等离子体，此装置能够不需要射频(RF)或微波能量源。

以BrCl3为例，一BrCl3分子可设想被置于一硅分子附近，该硅分子键合到晶体硅、多晶硅或在非晶硅基体内的其它硅分子上。Cl原子对Br原子的键能足够地弱，且上述硅原子对其它硅原子的键能足够地弱，而Si与Cl之间的吸引力足够地强，故无需BrCl3对硅的物理轰击，Cl就会从Br离解且键合Si从而形成各种产物如SiCl、SiCl2、SiCl3、SiCl4，等等，这些蚀刻产物在室温下是气体并从硅表面散逸，由此除去牺牲性的硅材料。对于XeF2、BrCl3和其它汽相自发化学蚀刻剂，发生同样的过程。

这种用于进行化学侵蚀的化学侵蚀法及装置披露于前述在1999年10月26日提交的美国专利申请09/427,841(属于Patel等人)、在2000年8月28日提交的美国专利申请09/649,569(属于Patel等人)，以及在2001年5月22日提交的美国专利申请60/293,092(属于Patel等人)，它们通过引用而并入本文。用于蚀刻的优选蚀刻剂是气态氟化物蚀刻剂，其除可选的应用温度之外是不被赋能的。例子包括气态酸性蚀刻剂(HF、HCI、HI等等)，稀有气体卤化物如XeF2、XeF6、KrF2、KrF4及KrF6，以及卤间化合物如IF5、BrCl3、BrCl3、IF7和ClF3。也可能使用氟气体，尽管对氟气体的处理使得这成为较少吸引力的选项。蚀刻可包括额外的气体组分，如N2或惰性气体(Ar、Xe、He等等)。在蚀刻过程中，除可选择的加热外，气体是不被赋能的，而且各向同性地化学蚀刻牺牲材料。通过这种方式，来除去牺牲材料并分离微机械结构。在此类实施例的一方面，BrF3或XeF2是在腔室中连同稀释剂(例如N2和He)提供的。在上述蚀刻之前，可优选在一分开的蚀刻装置中进行起始的等离子体蚀刻。这种顺序的蚀刻进一步陈述于2001年5月22日提交的美国专利申请60/293,092(属于Patel等人)，该申请的主题内容在此通过引用并入本文。

尽管源室11可以是单一腔室，图15所示为一可选择的配置，其中源室实际上是设置成串联的一对室11a和11b。这些室中的第一室11a含有源材料，此材料主要处于其凝结形态(condensed form)，即其为要升华的晶体或是要蒸发的液体。第二室11b接受源材料气体，此源材料气体是在第一室11a内由晶体升华或由液体汽化而形成的。为保持这些形态，这两个室11a和11b优选被保持于不同温度(优选至少5℃温差)，前一个室11a处于较低温度以使材料保持在其凝结形态(固体结晶或液体)，而后一个室11b处于较高温度(且可能也在较高压强下)以使材料在高得足以使其能够供应后续腔室的压强下保持在蒸气形态(且从而避免凝结问题)，上述后续腔室处于这些腔室的所需压强下。在一实施例中，这两个腔室被保持于比室温高的温度，其中室11b被保持在2至24℃的温度(优选约为5到10℃)，其高于室11a的温度。此种双腔室实施例可同样应用于一系统如图12所示的系统内。室11a和11b也可被设置成平行的。在图15中还展示了膨胀室12、蚀刻室15、泵18和23、及气体分析器1。

术语“试样”和“微结构”在本说明书中被用来表示试图要从其上除去某种材料、或要向其添加某种材料的物体，而无论此材料是否形成多层中的一层、多层中的多层或在同一平面中邻接其它区域的一个区域。“试样”因此可以是单独一个反射镜元件及其由其它材料制成的相关层、测试图案(test pattern)、电路小片、器件、晶片、晶片的一部分，或要除去或添加一部分的任何物体。本发明特别适合于这样的加工：其中要添加或除去的这部分材料的大小在至少其尺寸其中之一小于5mm，优选小于1mm，更优选小于500μm，且最优选小于100μm。本发明同样也适用于在亚微米环境下(例如在10nm到小于1000nm的范围内)添加或除去材料(例如以孔洞或层的形式)(按照例如有时在MEMS和MOEMS中的需要)。

在附图所示系统中，以及处于本发明范围内的其它系统中，可将蚀刻剂的单一一次装填量放在源室或膨胀室内，随后释放(有或没有稀释剂)到循环回路中。由于循环回路中的蚀刻剂量随时间减少，可引入额外的蚀刻剂以补充循环流。此加工的其它变化对本领域技术人员而言是显而易见的。

当要通过蚀刻来除去的材料是硅时，特定的蚀刻工艺以气体混合物的形式来提供蚀刻气体，该气体混合物的一种组分是蚀刻气体自身(或蚀刻气体的混合物)，而其它组分是非蚀刻剂(non-etchant)稀释剂。无论气体是完全包含一种或多种蚀刻气体或者还包含非蚀刻剂组分，蚀刻反应的速率都可能随蚀刻气体的分压而变化。此压强可能变化，但在大多数应用中，特别是在蚀刻硅的那些应用中，在蚀刻气体处在至少大约0.01毫巴(0.0075托)、优选至少为0.1托、更优选为处于从约1到760托范围内、且最优选为从约50到600托的分压下，会取得最佳结果。上述压强范围特别适用于二氟化氙蚀刻。

在有些处理中，含有一种或多种非蚀刻剂气体添加剂以提高硅蚀刻的选择性。用于此目的的优选的添加剂是不含卤素的气体。可使用单独一种上述添加剂或上述添加剂的一种混合物。在本发明的优选实施例中，添加剂是那些其摩尔平均分子量(以道尔顿或每摩尔克数来表示)小于分子氮的分子量的添加剂，此摩尔平均分子量优选大约25或更小，再更优选处于从约4到约25的范围内，更进一步优选处于从约4到约20的范围内，且最优选处于从约4到约10的范围内。如果使用单一一个添加剂种类，“摩尔平均分子量”就是该种类的实际分子量，而如果在同一气体混合物中使用了两种或更多种添加剂种类，则摩尔平均分子量是在每个种类的相对摩尔量(约等于分压)的基础上，计算得到的混合物中每个种类(排除稀有或稀有气体氟化物)的分子量的平均值。至于导热系数，优选的添加剂是那些在300K(26.9℃)及大气压强下其导热系数范围在大约10mW/(mK)(即每开氏温度每米毫瓦数)到约200mW/(mK)、且最优选为从约140mW/(mK)到约190mW/(mK)的添加剂。一般而言，添加剂的导热系数越高，在选择性方面的改善就越大。适用于本发明的添加剂例子是：氮(N₂，在300K下导热系数为26mW/(mK))；氩(Ar，在300K下导热系数为18mW/(mK))；氦(He，在300K下导热系数为160mW/(mK))；氖(Ne，在300K下导热系数为50mW/(mK))；以及这些气体中的两种或更多种混合物。优选的添加剂气体是：氦；氖；氦和氖的混合物：或上述气体中的一种或两种与一种或多种具有较高分子量的非蚀刻剂气体的混合物，上述具有较高分子量的非蚀刻剂气体例如为氮和氩。特别优选的添加剂是氦和氦与氮或氩的混合物。

选择性改善的程度可能随添加剂对蚀刻气体的摩尔比率而变化。在此仍要说明，摩尔比率约等于分压的比值，而在此情况下术语“摩尔比率”指的是添加剂气体(其可能多于一种)的总摩尔数除以蚀刻气体(其也可能多于一种)的总摩尔数的比值。在大多数情况下，在添加剂对蚀刻气体的摩尔比率小于约500∶1，优选在从约1∶1到约500∶1的范围内，优选为从约10∶1到约200∶1，且最优选为从约20∶1到约150∶1的情况下，会取得最佳结果。在一实例中，此比值被设定为125∶1。

进行蚀刻加工的温度可同样变化，不过蚀刻气体的分压将随温度而变。最佳温度可能取决于蚀刻气体、气态添加剂或此二者的选择。一般来说，且更特定地是对于将二氟化氙作为蚀刻气体的工艺来说，合适的温度范围是从约-60℃到约120℃，优选为从约-20℃到约80℃，且最优选为从约0℃到约60℃。对于二氟化氙，硅蚀刻速率在-230℃到60℃的范围上与温度成反比。在选择性方面的改善因此而可通过降低蚀刻处理的温度来进一步提高。

流量参数要选择成在试样被暴露给蚀刻气体的时间中，足以除去全部或基本全部的硅。用“硅”表示的是任何类型的硅，包括非晶硅、单晶硅以及多晶硅，此硅可高达40at.％或更高(典型地从5到25at.％)氢，这取决于沉积技术以及可能由目标或空气产生的杂质。此处所使用的“基本所有的硅”这种表达方式指的是任何硅量，该硅量足以使成品实质上如同所有的硅已被除去一样有效工作。本发明将要应用的结构的一个例子描述于美国专利申请第5,835,256号中，其中氮化硅层被沉积于多晶硅层上，且氮化硅层被图案化而留出构成镜元件的侧面边缘的导孔。到牺牲性多晶硅层的通道要穿过导孔，并且蚀刻处理通过在垂直(即垂直于各层平面)方向进行蚀刻，同时还通过在横向(平行于各层平面)上除去氮化硅之下的多晶硅，从而除去导孔之下的多晶硅。对于相对多个非硅层蚀刻硅来说，这种加工也是有效的。除此之外应指出的是，硅可包含杂质，且特别是取决于所使用的沉积方法，可包含大量的氢(例如达到25at.％或更多)。

本领域技术人员应认识到，本说明书已描述了一种新的并且是有用的制造微机电器件的方法。然而从能够应用本发明的原理的许多可能的实施例角度看，应认识到，本说明书根据附图所描述的实施例的意义仅在于说明，而不应被推断为是对发明范围的限制。例如，本领域技术人员会认识到，所述实施例在配置和细节方面可以修改而不偏离本发明的精神。特别是，可除去的一个或多个阻挡层以及牺牲层是可用一个蚀刻步骤来除去的。反之，一个或多个阻挡层及牺牲层可用分开的蚀刻步骤来除去。对另一实例来说，可在本发明中使用SandiaSUMMiT工艺(利用结构层的多晶硅)或Cronos MUMPS工艺(同样是结构层的多晶硅)。同样，MOSIS工艺(AMI ABN-1.5μm CMOS工艺)能够适用于本发明。并且，本说明书所披露的牺牲层和蚀刻剂仅仅是示例性的。例如，可使用并用HF(或HF/HCl)来除去氧化硅牺牲层，或者可使用ClF₃或BrF₃来除去硅牺牲物(silicon sacrificial)。此外，能够以缓冲HF来除去PSG牺牲层，或能够以干式等离子体氧释放(dry plasma oxygen release)步骤来除去有机牺牲物(organicsacrificial)。当然蚀刻剂和牺牲材料应当根据所要使用的结构材料来选择。另外，尽管以上引述了PVD及CVD，可使用其它薄膜沉积方法来沉积层，包括旋涂(spin-on)、溅射、阳极氧化、氧化、电镀以及蒸发。因此，如这里所述的本发明预期所有此类实施例均会落在所附权利要求及其等效方案的范围内。

Claims

1.一种方法，包括：

沉积第一牺牲层；

在所述第一牺牲层之后，沉积第一阻挡层；

在所述第一阻挡层之后，形成一微机电器件的结构层；

通过除去所述第一牺牲层及所述第一阻挡层，来分离所述微机电器件；及

其中所述第一阻挡层阻止所述第一牺牲层与所述结构层之间的扩散和反应。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在通过除去所述第一牺牲层及所述第一阻挡层来分离所述微机电器件之前：

在所述结构层形成于所述第一阻挡层上之后，沉积第二阻挡层；

在所述第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；

在所述第二牺牲层之后，形成所述微机电器件的一个或多个结构层；且

其中所述第二阻挡层阻止所述第二牺牲层与形成于所述第二阻挡层之下的所述结构层之间的扩散和相互作用；并且

其中通过除去所述第一牺牲层及所述第一阻挡层，来分离所述微机电器件的步骤进一步包括：

除去所述第二牺牲层与所述第二阻挡层。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

在通过除去所述第一牺牲层及所述第一阻挡层，来分离所述微机电器件之前：

在所述第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；

其中所述第二阻挡层阻止所述第二牺牲层与形成于所述第二阻挡层之下的所述结构层之间的扩散和相互作用；且

除去所述第二牺牲层；且

其中在分离所述微机电器件之后，不除去所述第二阻挡层。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一牺牲材料是非晶硅；且其中形成于所述第一牺牲层上的所述结构层是金属元素或金属化合物。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属元素。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属合金。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属化合物。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述前过渡金属化合物是前过渡金属硅化物。

9.如权利要求1所述的方法，其中，通过除去所述第一牺牲层及所述第一阻挡层，来分离所述微机电器件的步骤进一步包括：

利用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂，蚀刻所述第一牺牲层和第一阻挡层。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

11.如权利要求9所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

12.如权利要求10所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

13.如权利要求9所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述非蚀刻剂气态添加剂是惰性气体。

15.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一阻挡层不同于所述第一牺牲层。

16.如权利要求5所述的方法，其中，所述前过渡金属元素是钼。

17.如权利要求5所述的方法，其中，所述前过渡金属元素是钨。

18.如权利要求5所述的方法，其中，所述前过渡金属元素是钽。

19.如权利要求5所述的方法，其中，所述前过渡金属元素是钛。

20.如权利要求8所述的方法，其中，所述前过渡金属硅化物是硅化钼。

21.如权利要求8所述的方法，其中，所述前过渡金属硅化物是硅化钨。

22.如权利要求8所述的方法，其中，所述前过渡金属硅化物是硅化钽。

23.如权利要求8所述的方法，其中，所述前过渡金属硅化物是硅化钛。

24.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二牺牲材料是非晶硅；且其中形成于所述第一牺牲层上的所述结构层是金属元素或金属化合物。

25.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属元素。

26.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属合金。

27.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属化合物。

28.如权利要求18所述的方法，其中，所述前过渡金属化合物是前过渡金属硅化物。

29.如权利要求2所述的方法，其中，除去所述第二牺牲层及所述第二阻挡层，是通过利用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂，蚀刻所述第二牺牲层的第二阻挡层，来实现的。

30.如权利要求21所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

31.如权利要求21所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

32.如权利要求23所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

33.如权利要求21所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

34.如权利要求25所述的方法，其中，所述非蚀刻剂气态添加剂是惰性气体。

35.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二牺牲材料是非晶硅；且其中形成于所述第一牺牲层上的所述结构层是金属元素或金属化合物。

36.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种金属间金属化合物。

37.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属氮化物。

38.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属氧化物。

39.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属氧氮化物。

40.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属硅氮化物。

41.如权利要求3所述的方法，其中，除去所述第二牺牲层，是通过利用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂进行蚀刻，来实现的。

42.如权利要求32所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

43.如权利要求32所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

44.如权利要求34所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

45.如权利要求32所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

46.如权利要求36所述的方法，其中，所述非蚀刻剂气体态添加剂是惰性气体。

47.如权利要求3所述的方法，进一步包括：在沉积所述第二阻挡层之后，根据所述结构层来图案化被沉积的所述第二阻挡层。

48.如权利要求3所述的方法，进一步包括：

图案化所述第二阻挡层。

49.如权利要求2所述的方法，其中，所述微机电器件是微镜器件；且所述方法进一步包括：

在沉积所述第一牺牲层之前，

设置一衬底，在该衬底上沉积所述第一牺牲层；

其中在所述第一牺牲层上形成所述微机电器件的结构层的步骤进一步包括：

沉积所述结构层，其中该结构层对可见光的反射率高于90％；及

将被沉积的所述结构层图案化到所述微镜器件的微镜板内，以反射入射的可见光；且

其中在所述第二牺牲层上的一个或多个所述结构层被形成一铰链，所述微镜器件的微镜板被固定到该铰链，以在分离所述微镜器件之后，使得该微镜板能够相对于所述衬底旋转。

50.如权利要求39所述的方法，其中，所述微镜器件是一空间光调制器的微镜阵列的一部分。

51.如权利要求40所述的方法，其中，所述空间光调制器是一显示器系统的一部分，该显示器系统还包括：

一光源，用于提供可见光；及

一个或多个光学元件，用于将所述可见光导向所述空间光调制器。

52.如权利要求41所述的方法，其中，所述显示器系统进一步包括：

一个或多个光学元件，用于将来自所述空间光调制器的反射光导向一显示目标。

53.如权利要求39所述的方法，其中，所述衬底对可见光是透明的。

54.如权利要求39所述的方法，其中，所述衬底是硅晶片。

55.如权利要求3所述的方法，其中，所述微机电器件是微镜器件；且所述方法进一步包括：

在沉积所述第一牺牲层之前，

设置一衬底，在该衬底上沉积所述第一牺牲层；

56.如权利要求43所述的方法，其中，所述微镜器件是一空间光调制器的微镜阵列的一部分。

57.如权利要求43所述的方法，其中，所述空间光调制器是一显示器系统的一部分，该显示器系统还包括：

一光源，用于提供可见光；及

58.如权利要求43所述的方法，其中，所述显示器系统进一步包括：

59.如权利要求43所述的方法，其中，所述衬底对可见光是透明的。

60.如权利要求43所述的方法，其中，所述衬底是硅晶片。

61.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一阻挡层在400℃(度)下，30分钟之内，既不扩散到第一结构层内也不与其相互作用。

62.如权利要求2所述的方法，其中，所述第二阻挡层在400℃(度)下，30分钟之内，既不扩散到第一结构层内也不与其相互作用。

63.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二阻挡层在400℃(度)下，30分钟之内，既不扩散到第一结构层内也不与其相互作用。

64.一种方法，包括：

沉积第一牺牲层；

在所述第一牺牲层之后，沉积第一阻挡层；

在所述第一阻挡层之后，形成一微机电器件的结构层；

通过除去所述第一牺牲层，分离所述微机电器件；且

其中所述第一阻挡层阻止所述第一牺牲层与所述结构层之间的扩散和反应，且在分离所述微机电器件之后，不除去所述第一阻挡层。

65.如权利要求64所述的方法，进一步包括：

图案化被沉积的第一阻挡层；且

其中在第一阻挡层之后形成一微机电器件的结构层的步骤进一步包括：

沉积所述结构层；及

图案化被沉积的所述结构层。

66.如权利要求65所述的方法，其中，所述第一阻挡层和所述第一结构层是同时被图案化的。

67.如权利要求64所述的方法，进一步包括：

在通过除去所述第一牺牲来分离所述微机电器件之前：

在所述第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；

其中通过除去所述第一牺牲层来分离所述微机电器件的步骤进一步包括：

除去所述第二牺牲层与所述第二阻挡层。

68.如权利要求64所述的方法，进一步包括：

在通过除去所述第一牺牲来分离所述微机电器件之前，

在所述第二阻挡层之后，沉积第二牺牲层；

除去所述第二牺牲层；且

其中在分离所述微机电器件之后，不除去所述第二阻挡层。

69.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一牺牲材料是非晶硅；且其中形成于所述第一牺牲层上的所述结构层是金属元素或金属化合物。

70.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种金属间金属化合物。

71.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属氮化物。

72.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属氧氮化物。

73.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属硅氮化物。

74.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一阻挡层包含一种或多种前过渡金属硅氮化物。

75.如权利要求74所述的方法，其中，所述前过渡金属硅氮化物是TiSi_xNy。

76.如权利要求74所述的方法，其中，所述前过渡金属硅氮化物是TaSi_xN_y。

77.如权利要求69所述的方法，其中，所述前过渡金属氮化物是氮化钨。

78.如权利要求69所述的方法，其中，所述前过渡金属氮化物是氮化钛。

79.如权利要求69所述的方法，其中，所述前过渡金属氮化物是氮化钽。

80.如权利要求64所述的方法，其中，通过除去所述第一牺牲层来分离所述微机电器件的步骤进一步包括：

利用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂，蚀刻所述第一牺牲层。

81.如权利要求72所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

82.如权利要求72所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

83.如权利要求74所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

84.如权利要求72所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

85.如权利要求76所述的方法，其中所述非蚀刻剂气态添加剂是惰性气体。

86.如权利要求65所述的方法，其中，所述第二牺牲材料是非晶硅；且其中形成于所述第一牺牲层上的所述结构层是金属元素或金属化合物。

87.如权利要求65所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属元素。

88.如权利要求65所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属合金。

89.如权利要求65所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属化合物。

90.如权利要求81所述的方法，其中，所述前过渡金属化合物是前过渡金属硅化物。

91.如权利要求65所述的方法，其中，除去所述第二牺牲层及所述第二阻挡层，是通过利用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂，蚀刻所述第二牺牲层和第二阻挡层，来实现的。

92.如权利要求83所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

93.如权利要求83所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

94.如权利要求85所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

95.如权利要求83所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

96.如权利要求87所述的方法，其中，所述非蚀刻剂气态添加剂是惰性气体。

97.如权利要求68所述的方法，其中，所述第二牺牲材料是非晶硅；且

其中形成于所述第一牺牲层上的所述结构层是金属元素或金属化合物。

98.如权利要求68所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属硅氮化物。

99.如权利要求98所述的方法，其中，所述前过渡金属硅氮化物是TiSi_xN_y。

100.如权利要求98所述的方法，其中，所述前过渡金属硅氮化物是TaSi_xN_y。

101.如权利要求66所述的方法，其中，所述二阻挡层包含一种或多种金属间金属化合物。

102.如权利要求66所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属氮化物。

103.如权利要求66所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属氧化物。

104.如权利要求66所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属氧氮化物。

105.如权利要求66所述的方法，其中，所述第二阻挡层包含一种或多种前过渡金属硅氮化物。

106.如权利要求66所述的方法，其中，除去所述第二牺牲层，是通过利用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂来实现的。

107.如权利要求95所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

108.如权利要求95所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

109.如权利要求97所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

110.如权利要求95所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

111.如权利要求99所述的方法，其中，所述非蚀刻剂气态添加剂是惰性气体。

112.如权利要求66所述的方法，进一步包括：

在沉积所述第二阻挡层之后，根据所述结构层，图案化被沉积的所述第二阻挡层。

113.如权利要求65所述的方法，其中，所述微机电器件是微镜器件；且所述方法进一步包括：

在沉积所述第一牺牲层之前，

设置一衬底，在该衬底上沉积所述第一牺牲层；

其中在所述第二牺牲层上的一个或多个所述结构层被形成一铰链，所述微镜器件的微镜板被被固定到该铰链，以在分离所述微镜器件之后，使得该微镜板能够相对于所述衬底旋转。

114.如权利要求102所述的方法，其中，所述微镜器件是一空间光调制器的微镜阵列的一部分。

115.如权利要求103所述的方法，其中，所述空间光调制器是一显示器系统的一部分，该显示器系统还包括：

一光源，用于提供可见光；及

116.如权利要求104所述的方法，其中，所述显示器系统进一步包括：

117.如权利要求66所述的方法，其中，所述微机电器件是微镜器件；且所述方法进一步包括：

在沉积所述第一牺牲层之前，

设置一衬底，在该衬底上沉积所述第一牺牲层；

118.如权利要求106所述的方法，其中，所述微镜器件是一空间光调制器的微镜阵列的一部分。

119.如权利要求106所述的方法，其中，所述空间光调制器是一显示器系统的一部分，该显示器系统还包括：

一光源，用于提供可见光；及

120.如权利要求106所述的方法，其中，所述显示器系统进一步包括：

121.如权利要求106所述的方法，其中，所述衬底对可见光是透明的。

122.如权利要求106所述的方法，其中，所述衬底是硅晶片。

123.如权利要求64所述的方法，其中，所述第一阻挡层在400℃(度)下，30分钟之内，既不扩散到第一结构层内也不与其相互作用。

124.如权利要求65所述的方法，其中，所述第二阻挡层在400℃(度)下，30分钟之内，既不扩散到第一结构层内也不与其相互作用。

125.如权利要求66所述的方法，其中，所述第二阻挡层在400℃(度)下，30分钟之内，既不扩散到第一结构层内也不与其相互作用。

126.一种方法，包括：

设置一衬底，在该衬底上能够沉积具有目标厚度的第一牺牲层；

以小于所述目标厚度的厚度，沉积所述第一牺牲层；

测量被沉积的所述第一牺牲层的厚度；及

以基本等于所述目标厚度与被沉积的所述第一牺牲层的实测厚度之间的差值的厚度，沉积第二牺牲层。

127.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层不同于所述第一牺牲层。

128.如权利要求126所述的方法，其中，所述第一牺牲层包含非晶硅。

129.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属元素。

130.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属合金。

131.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属化合物。

132.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种金属间化合物。

133.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属氮化物。

134.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属硅化物。

135.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属氧化物。

136.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层包含一种或多种前过渡金属氧氮化物。

137.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层是可用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂来除去的。

138.如权利要求136所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相卤间化合物。

139.如权利要求136所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是汽相稀有气体卤化物。

140.如权利要求138所述的方法，其中，所述稀有气体卤化物是二氟化氙。

141.如权利要求136所述的方法，其中，所述化学汽相蚀刻剂是稀有气体卤化物与一种或多种非蚀刻剂气态添加剂的混合物。

142.如权利要求140所述的方法，其中，所述添加剂是惰性气体。

143.如权利要求126所述的方法，其中，所述第二牺牲层是不可用各向同性气相蚀刻技术，以非等离子体自发化学汽相蚀刻剂来除去的；且其中所述第一牺牲层是可用相同蚀刻技术，以相同蚀刻剂来除去的。