[发明专利]使用牺牲材料制造微器件

说明书

技术领域

本发明公开涉及微结构和微器件的制造。

背景技术

牺牲材料(sacrificial material)通常用于制造微器件。平面微型制造技术通常在基板上面分多层构建微结构，例如以从底部向上的方式进行。沉积并处理下层，接着是上层。当微结构包括在上层结构部分与下层结构部分之间的空气间隙时，可以使用牺牲材料。牺牲材料设置在下层结构部分的上面。随后在牺牲材料和下层结构上面形成上层结构部分。最后除去牺牲材料，以在上层结构部分与下层结构部分之间形成空气间隙。光阻材料通常被用作牺牲材料。

使用光阻材料作为牺牲材料存在几个缺点。光阻材料在高于150℃时不稳定，这限制了在涂敷光阻牺牲材料以后进行任何温度高于150℃的处理步骤。硬化的光阻材料具有有限的机械强度；它通常不能为上层结构部分提供足够的机械支撑，特别是当上层结构部分薄时更是如此。在没有来自硬化光阻材料的适当机械支撑的情况下，薄的上层结构部分在处理过程、例如化学机械抛光(CMP)期间可能不能够承受机械应力。而且，通常，光阻材料具有杂质，诸如氧或氮，这可能在某些器件应用中导致污染。

发明内容

在一个一般方面中，本发明涉及一种制造可倾斜微镜面(micro mirror plate)的方法。该方法包括：形成包含上表面和与上表面相连的铰链支柱的基板；在该基板上沉积选自包括无定形碳、聚芳撑(polyarylene)、聚芳醚(polyarylene ether)和硅倍半氧烷化氢(hydrogen silsesquioxane)的组中的第一牺牲材料；在第一牺牲材料上沉积一层或多层结构材料；在一层或多层结构材料中形成开口，其中开口能够提供从外界到在一层或多层结构材料下面的第一牺牲材料的通道；以及除去第一牺牲材料，以形成与铰链支柱相连的可倾斜微镜面。

在另一个一般方面中，本发明涉及一种制造微结构的方法。该方法包括：形成包含具有第一高度的第一结构部分和具有比第一高度高的第二高度的第二结构部分的基板；在基板上沉积选自包括无定形碳、聚芳撑(polyarylene)、聚芳醚(polyaryleneether)和硅倍半氧烷化氢(hydrogen silsesquioxane)的组中的第一牺牲材料，其中牺牲材料至少覆盖第一结构部分；在第一牺牲材料上面沉积第一结构材料层；在第一结构材料层中形成开口，其中该开口能够提供从外界到在第一结构材料下面的第一牺牲材料的通道；以及除去第一牺牲材料，以形成与第二结构部分相连的第三结构部分，其中第三结构部分的至少一部分在第一结构部分之上。

系统的实现方式可以包括一个或多个如下各项。在基板上沉积第一牺牲材料，可以包括在基板上通过CVD或PECVD沉积无定形碳。在基板上沉积第一牺牲材料，可以包括在基板上旋涂聚芳撑(polyarylene)、聚芳醚(polyarylene ether)和硅倍半氧烷化氢(hydrogen silsesquioxane)中的至少一种。该方法能够进一步包括：通过在一层或多层结构材料中的开口用等离子体刻蚀除去第一牺牲材料。该方法可以进一步包括：在第一牺牲材料上沉积一层或多层结构材料之前平面化第一牺牲材料。该方法可以进一步包括：平面化第一牺牲材料以使其与铰链支柱的顶表面高度相同，并在铰链支柱的顶表面上沉积一层或多层结构材料。平面化第一牺牲材料可以包括进行化学机械抛光。该方法可以进一步包括：在一层或多层结构材料上面形成掩模，并有选择地除去未被掩模覆盖的一层或多层结构材料，以便在一层或多层结构材料中形成开口。