CN100410724C - 梳齿电极对的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供梳齿电极对的制造方法，由材料衬底制造一对梳齿电极，材料衬底包括第一、第二导电层和位于它们之间的绝缘层。梳齿电极包括第一和第二梳齿电极。第一梳齿电极包括由第一导电层得到的第一导体、由第二导电层得到的第二导体和由绝缘层得到的绝缘体。第二梳齿电极由第二导电层得到。在第一导电层上形成预备第一掩模图案；在预备第一掩模图案和第一导电层上形成第二掩模图案；进行蚀刻以由预备第一掩模图案形成第一掩模图案；进行蚀刻以在第一导电层中形成第一导体和第一剩余掩模部分；进行蚀刻以在绝缘层中形成绝缘体和第二剩余掩模部分；去除第二掩模图案；进行蚀刻以去除第一剩余掩模部分并在第二导电层中形成第二导体和第二梳齿电极。

Description

梳齿电极对的制造方法
技术领域
本发明涉及微振荡元件中的梳齿电极对的制造方法，该微振荡元件包括可旋转移位的振荡部分。该电极对可以是作为驱动该振荡部分的驱动机构的一部分的一对梳齿电极，或者作为用于检测该振荡元件的旋转位移量的检测机构的一部分的一对梳齿电极。
背景技术
近年来，人们致力于改进通过微机械加工技术形成有显微结构的元件的实用性。例如在光通信技术领域，作为能够反射光的微小元件，微镜元件受到特别关注。在感测领域，能够检测加速度的微小加速度传感器以及能够检测角速度的微小角速度传感器受到关注。
在光通信中，光纤用作一种传递光信号的介质。当经由指定光纤的光信号被切换到另一光纤时，通常使用所谓的光切换设备。为了实现高质量光通信，光切换设备必须在切换操作中具有诸如大容量、高速度以及高可靠性这样的特性。鉴于此，利用微机械加工技术制造的微镜元件作为在光切换设备中所含的切换元件受到越来越多的关注。微镜元件使得光切换设备能够在不将光信号转换为电信号的情况下实现从输入端光程到输出端光程的切换。这有利于实现上述特性。例如在以下专利参考文献1-3中公开了微机械加工技术。
专利参考文献1JP-A-10-190007
专利参考文献2JP-A-10-270714
专利参考文献3JP-A-2000-31502
图31是通过微机械加工技术制造的传统微镜元件X6的局部分解透视图。微镜元件X6包括：镜支撑体61，其上表面具有镜面64；框体62(部分未示出)；以及连接镜支撑体61和框体62的一对扭杆63。镜支撑体61具有利用一对梳齿电极61a、61b形成的端部。框体62形成有一对朝内延伸的梳齿电极62a、62b，它们与梳齿电极61a、61b相对应。扭杆63提供用于使镜支撑体61相对于框体62振荡运动的轴。
按照具有上述结构的微镜元件X6，为了产生静电力而彼此靠近设置的一组梳齿电极，例如梳齿电极61a和梳齿电极62a，在不施加电压时彼此远离，如图32(a)中所示形成上、下台阶。另一方面，在施加电压时，如图32(b)所示，梳齿电极61a被吸引在梳齿电极62a之间，同时使镜支撑体61旋转移位。更具体地，当对梳齿电极61a、62a施加预定电压并且由此使梳齿电极61a被正向充电而梳齿电极62a被负向充电时，在梳齿电极61a、62a之间产生静电引力，这使得扭杆63扭转的同时，镜支撑体61绕轴A6旋转移位。利用镜支撑体61的这种振荡运动，能够切换由镜支撑体的镜面64反射的光的方向。
图33示出微镜元件X6的制造方法。在图33中，以截面图示出形成如图31中所示的那些组件的工艺，即，形成镜支撑体61的一部分、框体62、扭杆63、一对梳齿电极61a和62a的一部分以及一对梳齿电极61b和62b的一部分的工艺。该截面代表执行制造工艺的材料衬底(晶片)的截面，更具体地，代表形成单一微镜元件的单块晶片的截面。该截面包括多个组件区域的截面，并且这些截面图是示例性的连续图示。
在制造微镜元件X6的方法中，首先在如图33(a)中所示的材料衬底600上形成掩模图案604。材料衬底600是所谓的SOI(绝缘体上硅)晶片，其具有包括硅层601、硅层602以及它们之间的绝缘层603的叠层结构。掩模图案604具有用于掩蔽微镜元件X6上的预定区域(包括梳齿电极61a、61b)的图案。首先通过在硅层601上形成预定掩模材料的膜，然后图案化该膜，形成掩模图案604。
接着，在制造微镜元件X6的方法中，在如图33(b)中所示的硅衬底602上形成掩模图案605。掩模图案605具有用于掩蔽微镜元件X6上的预定区域(包括梳齿电极62a、62b)的图案。首先通过在硅层602上形成预定掩模材料的膜，然后图案化该膜，形成掩模图案605，并相对于硅层601上的掩模图案604定位该掩模图案605。
接着，如图33(c)所示，经由掩模图案604对硅层601进行各向异性蚀刻，以在硅层601上形成如下结构，即镜支撑体61、框体62的一部分、扭杆63和梳齿电极61a、61b。
接着，如图33(d)所示，经由掩模图案605对硅层602进行各向异性蚀刻，以在硅层602上形成如下结构，即框体62的一部分和梳齿电极62a、62b。
接着，如图33(e)所示，对绝缘层603进行各向同性蚀刻以去除绝缘层603的暴露部分。按照上述工艺，形成镜支撑体61、框体62、扭杆63和梳齿电极61a、62a、以及梳齿电极61b、62b。
如以上参照图33(b)所述的，根据传统方法，必须将掩模图案605中形成的图案相对于掩模图案604进行定位。但是，由于掩模图案604在材料衬底600的硅层601上图案化，而掩模图案605必须在远离硅层601一侧的硅层602上图案化，因此难以高精度地实现上述定位。根据上述传统方法，掩模图案604包括用于掩蔽梳齿电极61a、61b的部分，并且掩模图案605包括用于掩蔽梳齿电极62a、62b的部分。然而，由于难以在相对于掩模图案604的位置高精度地图案化掩模图案605，因此，对梳齿电极61a和62a之间的相对位置以及梳齿电极61b和62b之间的相对位置而言，难以高精度地实现所制造的产品或微镜元件X6。换句话说，根据上述传统方法，难以以高对准精度形成梳齿电极61a、62a，并且难以以高对准精度形成梳齿电极61b、62b。如果梳齿电极61a、62a不具有足够的对准精度，当通过施加预定电压至梳齿电极61a、62a驱动元件时，可能产生称为拽入(pull-in)现象的不期望状况，即由于相互吸引导致梳齿电极61a、62a彼此接触。同样，如果梳齿电极61b、62b不具有足够的对准精度，当通过施加预定电压至梳齿电极61b、62b驱动元件时，也可能产生称为拽入现象的不期望状况，即由于相互吸引导致梳齿电极61b、62b彼此接触。必须避免这种拽入现象，因为它阻碍元件的振荡驱动和振荡操作。
发明内容
在上述情况下实现本发明，由此本发明的目的是提供一种适于以高对准精度形成一对梳齿电极的方法。
本发明的第一方案提供一种由具有叠层结构的材料衬底制造一对梳齿电极的方法，该叠层结构包括第一导电层、第二导电层以及位于第一导电层与第二导电层之间的绝缘层。该对梳齿电极包括：第一梳齿电极，具有叠层结构，该叠层结构包括由第一导电层得到的第一导体、由第二导电层得到的第二导体以及由绝缘层得到的绝缘体；和第二梳齿电极，由第二导电层得到。该方法包括如下步骤：在第一导电层上形成预备第一掩模图案；在预备第一掩模图案和第一导电层上形成第二掩模图案，该第二掩模图案包括在预备第一掩模图案上形成的并用于第一梳齿电极的第一掩模部分以及在第一导电层上形成的并用于第二梳齿电极的第二掩模部分；进行第一蚀刻，经由第二掩模图案蚀刻预备第一掩模图案，以由预备第一掩模图案形成第一梳齿电极的第一掩模图案，该第一掩模图案包括第三掩模部分，该第三掩模部分被图案化为与第二掩模图案的第一掩模部分的图案一致；进行第二蚀刻，经由第一和第二掩模图案蚀刻第一导电层，直至到达绝缘层为止，以在第一导电层中形成第一导体和第一剩余掩模部分，其中该第一导体由第一和第三掩模部分的叠层掩蔽，该第一剩余掩模部分由第二掩模部分掩蔽；进行第三蚀刻，从第一导电层一侧蚀刻绝缘层，直至到达第二导电层为止，以在绝缘层中形成绝缘体和第二剩余掩模部分，其中该绝缘体由第一导体掩蔽，该第二剩余掩模部分由第一剩余掩模部分掩蔽；去除第二掩模图案；以及进行第四蚀刻，从第一导电层一侧蚀刻第二导电层，以去除第一剩余掩模部分并在第二导电层中形成第二导体和第二梳齿电极，该第二导体与绝缘体接触，该第二梳齿电极由第二剩余掩模部分掩蔽。去除第二掩模图案的步骤可在第四蚀刻步骤之前或之后执行。通过本方法制造的梳齿电极对(第一和第二梳齿电极)适用于具有可旋转移位的摇杆(rocker)的微振荡元件，作为用于驱动摇杆的驱动机构(所谓的梳齿电极致动器)，或作为用于检测摇杆的旋转位移量的检测机构。
根据本方法，在材料衬底的同一侧上图案化第二掩模图案的第一和第二掩模部分，因此在第一和第二掩模部分的相对形成位置方面能够实现高精度。同时，在形成第二掩模图案之后，在第一蚀刻步骤中，通过利用第二掩模图案作为掩模进行蚀刻，将第一掩模图案的第三掩模部分形成为与第二掩模图案的第一掩模部分形状一致的图案。因此，根据本方法，在第二和第三掩模部分的相对形成位置方面能够实现高精度。换句话说，根据本方法，通过位于材料衬底同一侧上的第一掩模图案的第三掩模部分与第二掩模图案的第二掩模部分之间的自对准，能够实现高精度定位。(具体地，通过利用包括在与第二掩模部分相同的掩模图案中的第一掩模部分来图案化第三掩模部分，基本上能够实现第三掩模部分相对于第二掩模部分的定位)由此，在根据本方法的第二蚀刻步骤中，第一导电层生成其形状与第三掩模部分的形状一致的第一导体以及其形状与第二掩模部分的形状一致的第一剩余掩模部分。在第三蚀刻步骤中，绝缘层生成其形状与第一导体(从而与第三掩模部分)的形状一致的绝缘体以及其形状与第一剩余掩模部分(从而与第二掩模部分)的形状一致的第二剩余掩模部分。在第四蚀刻步骤中，第二导电层生成其形状与绝缘体(从而与第三掩模部分)的形状一致的第二导体以及其形状与第二剩余掩模部分(从而与第二掩模部分)的形状一致的第二梳齿电极。因此，根据本方法，能够以高对准精度形成第一梳齿电极和第二梳齿电极，该第一梳齿电极具有包括第一导体、绝缘体和第二导体的叠层结构。
根据本发明的第一方案，在第二蚀刻步骤中可以通过在该材料衬底上形成具有厚度梯度的抗蚀膜来形成相对于材料衬底的厚度方向倾斜的第一导体和第一剩余掩模部分。此外，在第四蚀刻步骤中，可以通过在该材料衬底上形成具有厚度梯度的抗蚀膜来形成相对于材料衬底的厚度方向倾斜的第二导体和第二梳齿电极。
本发明的第二方案提供一种由具有叠层结构的材料衬底制造一对梳齿电极的方法，该叠层结构包括第一导电层、第二导电层以及位于第一导电层与第二导电层之间的绝缘层。该对梳齿电极包括由第一导电层得到的第一梳齿电极和由第二导电层得到的第二梳齿电极。该方法包括如下步骤：在第一导电层上形成预备第一掩模图案；在预备第一掩模图案和第一导电层上形成第二掩模图案，该第二掩模图案包括在预备第一掩模图案上形成的并用于第一梳齿电极的第一掩模部分，以及在第一导电层上形成的并用于第二梳齿电极的第二掩模部分；进行第一蚀刻，经由第二掩模图案蚀刻预备第一掩模图案，以由预备第一掩模图案形成第一梳齿电极的第一掩模图案，该第一掩模图案包括第三掩模部分，该第三掩模部分被图案化为与第二掩模图案的第一掩模部分的图案一致；在第二导电层上形成第三掩模图案，该第三掩模图案包括用于第二梳齿电极的第四掩模部分；进行第二蚀刻，经由第一和第二掩模图案蚀刻第一导电层，直至到达绝缘层为止，以在第一导电层中形成第一梳齿电极和第一剩余掩模部分，其中该第一梳齿电极由第一和第三掩模部分的叠层掩蔽，该第一剩余掩模部分由第二掩模部分掩蔽；进行第三蚀刻，从第一导电层一侧蚀刻绝缘层，直至到达第二导电层为止，以在绝缘层中形成第二剩余掩模部分，该第二剩余掩模部分由第一剩余掩模部分掩蔽；去除第二掩模图案；进行第四蚀刻，从第一导电层一侧在第二导电层的厚度方向蚀刻第二导电层至其中间位置，以去除第一剩余掩模部分并在第二导电层中形成第二梳齿电极中由第二剩余掩模部分掩蔽的一部分；以及进行第五蚀刻，经由第三掩模图案蚀刻第二导电层，以形成第二梳齿电极的剩余部分。形成第三掩模图案的步骤可在形成预备第一掩模图案、第二掩模图案或第一掩模图案之前或之后执行。去除第二掩模图案的步骤可在第四蚀刻步骤之前或在第四或第五蚀刻步骤之后执行。通过本方法制造的梳齿电极对(第一和第二梳齿电极)适用于具有可旋转移位的摇杆的微振荡元件，作为用于驱动摇杆的驱动机构(所谓的梳齿电极致动器)，或作为用于检测摇杆的旋转位移量的检测机构。
根据本方法，在材料衬底的同一侧上图案化第二掩模图案的第一和第二掩模部分，因此在第一和第二掩模部分的相对形成位置方面能够实现高精度。同时，在形成第二掩模图案之后，在第一蚀刻步骤中，通过利用第二掩模图案作为掩模进行蚀刻，将第一掩模图案的第三掩模部分形成为与第二掩模图案的第一掩模部分的形状一致的图案。因此，根据本方法，在第二和第三掩模部分的相对形成位置方面能够实现高精度。换句话说，根据本方法，通过位于材料衬底同一侧上的第一掩模图案的第三掩模部分与第二掩模图案的第二掩模部分之间的自对准，能够实现高精度定位。由此，在根据本方法的第二蚀刻步骤中，第一导电层生成其形状与第三掩模部分的形状一致的第一梳齿电极以及其形状与第二掩模部分的形状一致的第一剩余掩模部分。在第三蚀刻步骤，绝缘层生成其形状与第一剩余掩模部分(从而与第二掩模部分)的形状一致的第二剩余掩模部分。在第四蚀刻步骤中，第二导电层生成其形状与第二剩余掩模部分(从而与第二掩模部分)的形状一致的第二梳齿电极的一部分(更靠近第一梳齿电极的第二梳齿电极部分)。因此，根据本方法，能够以高对准精度形成第一梳齿电极以及第二梳齿电极中更靠近第一梳齿电极的部分。根据本方法，在第五蚀刻步骤中，通过利用第三掩模图案的第四掩模部分作为掩模执行蚀刻工艺，形成第二梳齿电极的剩余部分(更远离第一梳齿电极的第二梳齿电极部分)。但是，在某些情况下，相对于第一梳齿电极，更远离第一梳齿电极的第二梳齿电极部分的形成位置可能不会与更靠近第一梳齿电极的第二梳齿电极部分的形成位置一样精确。在这种情况下，本发明的第二方案在相对形成位置方面能够以实际的高对准精度形成梳齿电极对。
根据本发明的第二方案，在第二蚀刻步骤中可以通过在该材料衬底上形成具有厚度梯度的抗蚀膜来形成相对于材料衬底的厚度方向倾斜的第一梳齿电极和第一剩余掩模部分。
附图说明
图1为利用本发明第一实施例的梳齿电极对的制造方法制造的微镜元件的平面图。
图2为图1中的微镜元件的局部平面图。
图3是沿图1中的线III-III的截面图。
图4是沿图1中的线IV-IV的截面图。
图5是沿图1中的线V-V的截面图。
图6是沿图1中的线III-III的截面图，示出工作中的微镜元件。
图7示出在根据本发明的第一实施例梳齿电极对的制造方法中的几个步骤。
图8示出图7中的步骤之后的步骤。
图9为图1中的微镜元件的第一变化例的截面图，该视图与描绘图1中的微镜元件的图3相对应。
图10为图1中的微镜元件的第一变化例的另一截面图，该视图与描绘图1中的微镜元件的图4相对应。
图11示出在根据本发明的第二实施例梳齿电极对的制造方法中的几个步骤。
图12示出图11中的步骤之后的步骤。
图13为图1中的微镜元件的第二变化例的截面图，该视图与描绘图1中的微镜元件的图3相对应。
图14为图1中的微镜元件的第二变化例的截面图，该视图与描绘图1中的微镜元件的图4相对应。
图15示出在根据本发明的第三实施例梳齿电极对的制造方法中的几个步骤。
图16示出图15中的步骤之后的步骤。
图17为利用本发明第四实施例的梳齿电极对的制造方法制造的微镜元件的平面图。
图18为图17中的微镜元件的局部平面图。
图19是沿图17中的线XIX-XIX的截面图。
图20是沿图17中的线XX-XX的截面图。
图21是沿图17中的线XXI-XXI的截面图。
图22是沿图17中的线XIX-XIX的截面图，示出工作中的微镜元件。
图23示出在根据本发明的第四实施例梳齿电极对的制造方法中的几个步骤。
图24示出图23中的步骤之后的步骤。
图25示出图24中的步骤之后的步骤。
图26为图17中的微镜元件的变化例的截面图，该视图与描绘图17中的微镜元件的图19相对应。
图27为图17中的微镜元件的变化例的截面图，该视图与描绘图17中的微镜元件的图20相对应。
图28示出在根据本发明的第五实施例梳齿电极对的制造方法中的几个步骤。
图29示出图28中的步骤之后的步骤。
图30示出图29中的步骤之后的步骤。
图31为另一传统微镜元件的局部透视图。
图32示出一对梳齿电极的取向。
图33示出微镜元件的传统制造方法中的几个步骤。
具体实施方式
图1至图5示出可以利用本发明第一实施例的梳齿电极对的制造方法制造的微镜元件X1。图1为微镜元件X1的平面图。图2为微镜元件X1的局部平面图，图3至图5分别为沿图1中的线III-III、IV-IV和V-V的截面图。
微镜元件X1包括摇杆10、框体21、一对扭杆22和梳齿电极23、24，并且通过作为一种微型机电系统(MEMS)技术的微机械加工技术，用SOI(绝缘体上硅)衬底提供的材料衬底制造这种微镜元件X1。这种材料衬底具有由第一硅层、第二硅层以及所述硅层之间的绝缘层组成的叠层结构。每个硅层掺杂有杂质，因此它具有预定程度的导电性。微镜元件X1中的上述每个部分主要由第一硅层和/或第二硅层得到。为了便于清楚地观察，在图1中用阴影线表示由第一硅层得到的并且在纸张表面方向上朝观察者突出的部分。图2示出由微镜元件X1中的第二硅层得到的结构。
摇杆10具有镜支撑体11、臂12和梳齿电极13、14。
镜支撑体11由第一硅层得到，并且其表面设有能够反射光的镜面11a。镜面11a具有例如由第一硅层上形成的Cr层和其上形成的Au层组成的叠层结构。注意：图1中所示的镜支撑体11的长度L1例如是20至300μm。
如图5所示，从镜支撑体11延伸的臂12具有叠层结构，该叠层结构包括由第一硅层得到的导体12a、由第二硅层得到的导体12b和由绝缘层得到且位于导体12a、12b之间的绝缘体12c。图2也示出导体12b。必要时，臂12可具有穿透导体12a和绝缘体12c的导电塞，以电连接在导体12a和导体12b之间。注意：图1中所示的臂12的长度L2例如是10至100μm。
梳齿电极13具有多个电极齿13A。每个电极齿13A从臂12延伸，并在臂12延伸的方向上与相邻电极齿隔开。如图3和图5所示，梳齿电极13或每个电极齿13A具有叠层结构，该叠层结构包括由第一硅层得到的导体13a、由第二硅层得到的导体13b和由绝缘层得到且位于导体13a、13b之间的绝缘体13c。图2也示出导体13b。导体13a、13b和绝缘体13c在摇杆10的振荡方向上(即，在微镜元件X1的厚度方向H)叠置。如图1所示，导体13a与臂12的导体12a接续并且电连接。如图2所示，导体13b与臂12的导体12b接续并且电连接。此外，如图1所示，电极齿13A延伸的方向垂直于臂12延伸的方向，并且如图3所示，电极齿13A在元件的厚度方向H竖直放置。
梳齿电极14具有多个电极齿14A。每个电极齿14A从臂12远离电极齿13A的一侧延伸，并在臂12延伸的方向上与相邻电极齿隔开。如图4和图5所示，梳齿电极14或每个电极齿14A具有叠层结构，该叠层结构包括由第一硅层得到的导体14a、由第二硅层得到的导体14b和由绝缘层得到且位于导体14a、14b之间的绝缘体14c。图2也示出导体14b。导体14a、14b和绝缘体14c在摇杆10的振荡方向上(即，在微镜元件X1的厚度方向H)叠置。如图1所示，导体14a与臂12的导体12a接续并且电连接。如图2所示，导体14b与臂12的导体12b接续并且电连接。所述的梳齿电极14或电极齿14A经由臂12与梳齿电极13或电极齿13A电连接。此外，如图1所示，电极齿14A延伸的方向垂直于臂12延伸的方向，并且如图4所示，电极齿14A在元件的厚度方向H竖直放置。
如图1所示，框体21围绕摇杆10，并且如图3至图5所示，框体21具有叠层结构，该叠层结构包括由第一硅层得到的导体21a、由第二硅层得到的导体21b和由绝缘层得到且位于导体21a、21b之间的绝缘体21c。图2也示出导体21b。注意：图1中所示的框体21的长度L3例如是5至50μm。
主要由第一硅层得到的一对扭杆22与摇杆10的臂12的导体12a以及框体21的导体21a连接，从而将导体12a与导体21a连接在一起。扭杆22电连接在导体12a与导体21a之间。如图3和图4所示，在元件的厚度方向H上，每个扭杆22的厚度比臂12的导体12a薄，也比框体21的导体21a薄。所述扭杆22提供摇杆10或镜支撑体11的振荡轴A1。如图1所示，振荡轴A1垂直于臂12延伸的方向。因此，电极齿13A、14A的延伸方向垂直于臂12的延伸方向，并平行于振荡轴A1延伸。上述振荡轴A1优选穿过或者接近摇杆10的重心。
梳齿电极23与梳齿电极13一起作用以产生静电引力，并且梳齿电极23包括多个电极齿23A。每个电极齿23A从框体21延伸，并在臂12延伸的方向上与相邻电极齿隔开。梳齿电极23主要由第二硅层得到，并且如图2和图5所示，梳齿电极23固定至框体21中的导体21b。如图1所示，电极齿23A在垂直于臂12延伸的方向的方向上延伸，因而电极齿23A在平行于振荡轴A1的方向上延伸。此外，如图3所示，电极齿23A在元件的厚度方向H上竖直放置。所述的梳齿电极23和梳齿电极13构成微镜元件X1中的驱动机构。
梳齿电极24与梳齿电极14一起作用以产生静电引力，并且梳齿电极24包括多个电极齿24A。每个电极齿24A从框体21延伸，并在臂12延伸的方向上与相邻电极齿隔开。梳齿电极24主要由第二硅层得到，并且如图2和图5所示，梳齿电极24固定到至框体21的导体21b上。所述的梳齿电极24或电极齿24A经由框体21的导体21b与梳齿电极23或电极齿23A电连接。如图1所示，电极齿24A在垂直于臂12延伸的方向的方向上延伸，因而电极齿24A在平行于振荡轴A1的方向上延伸。此外，如图4所示，电极齿24A在元件的厚度方向H上竖直放置。所述的梳齿电极24和梳齿电极14构成微镜元件X1中的驱动机构。
在微镜元件X1中，通过根据需要对梳齿电极13的导体13a、梳齿电极14的导体14a以及梳齿电极23、24施加预定电压，能够使摇杆10或者镜支撑体11绕振荡轴A1旋转移位。经由框体21的导体21a、扭杆22以及臂12的导体12a来将电压施加至梳齿电极13、14的导体13a、14a。例如将梳齿电极13、14的导体12a、14a接地。另一方面，经由框体21的导体21b可以将电压施加至梳齿电极23、24。在框体21中，导体21a通过绝缘体21c与导体21b电绝缘。
当在导体13a和梳齿电极23之间以及导体14a和梳齿电极24之间产生期望的静电引力时，导体13a被吸引到梳齿电极23中，而导体14a被吸引到梳齿电极24。这使得摇杆10或镜支撑体11绕振荡轴A1作枢轴运动，直至静电引力与扭杆22中的扭转阻力之和达到平衡为止。在所述平衡状态中，梳齿电极13、23采用例如图6所示的取向，因此‘梳齿电极14、24也是如此。在所述振荡运动中，可以通过调节施加至导体13a、14a和梳齿电极23、24的电压来调节旋转位移量。当取消导体13a和梳齿电极23之间的静电引力以及导体14a和梳齿电极24之间的静电引力时，每个扭杆22均恢复到其自然状态，使得摇杆10或镜支撑体11处于图3至图5所示的取向。通过上述摇杆10或镜支撑体11的振荡运动，能够适当地切换镜支撑体11上的镜面11a反射的光的方向。
图7和图8示出在根据本发明第一实施例的梳齿电极对的制造方法中的一系列步骤。该方法是形成一对梳齿电极13、23和一对梳齿电极14、24的实例，该方法适用于微镜元件X1的制造工艺。在图7和图8中，在左手侧以截面图示出形成图8(d)所示的一对梳齿电极E1、E2的工艺。该截面代表进行微机械加工的材料衬底(具有多层结构的晶片)的局部截面。类似地，图7和图8的右手侧为进行微机械加工的材料衬底的局部平面图。每个平面图与左侧的截面图相对应。(左侧的每个截面图是沿图7(a)右手侧的平面图中的线VII-VII的截面图)梳齿电极E1代表梳齿电极13、14，并具有由导体E1a、导体E1b和位于导体E1a与导体E1b之间的绝缘体E1c构成的叠层结构。梳齿电极E2代表梳齿电极23、24。
在形成梳齿电极E1、E2的过程中，首先，如图7(a)所示，在材料衬底70上形成预备氧化膜图案71’。材料衬底70是SOI衬底，其具有由硅层70a、70b和硅层70a与70b之间的绝缘层70c构成的叠层结构。硅层70a、70b由掺杂有杂质的硅材料制成，由此其具有导电性。可以从诸如B的p型杂质或者从诸如P和Sb的n型杂质中选择杂质。例如由二氧化硅构成绝缘层70c。硅层70a具有例如10至100μm的厚度。硅层70b具有例如50至500μm的厚度。绝缘层70c具有例如0.3至3μm的厚度。预备氧化膜图案71’形成于材料衬底70的硅层70a上，并用于形成将在后面说明的氧化膜图案71。在形成预备氧化膜图案71’的过程中，首先，例如通过CVD方法在硅层70a的表面上形成厚度为例如1μm的二氧化硅膜。接着，利用预定抗蚀图案作为掩模，通过干蚀刻或湿蚀刻图案化硅层70a上的氧化膜。如果使用干蚀刻，则蚀刻气体的实例包括CF4和CHF3。如果使用湿蚀刻，则在该工艺中使用的蚀刻剂可为包含氢氟酸和氟化铵的缓冲氢氟酸(BHF)。通过与形成氧化膜、形成氧化膜上的抗蚀图案的工艺以及之后的蚀刻工艺相同的工艺，还形成将在后面说明的氧化膜图案。
接着，如图7(b)所示，形成抗蚀图案72。抗蚀图案72包括预备氧化膜图案71’上的掩模部分72a和硅层70a上的掩模部分72b。掩模部分72a的图案与梳齿电极E1的图案相一致，而掩模部分72b的图案与梳齿电极E2的图案相一致。在形成抗蚀图案72的过程中，首先，通过旋涂方式在材料衬底70的硅层70a一侧从预备氧化膜图案71’的上方涂敷液体光致抗蚀剂。接着，通过随后的曝光工艺和显影工艺图案化该光致抗蚀剂。光致抗蚀剂的实例包括由AZ电子材料公司制造的AZP4210和AZ1500。通过与形成光致抗蚀膜、曝光工艺和显影工艺的步骤相同的步骤还可以形成后面将说明的其它抗蚀图案。
接着，如图7(c)所示，利用抗蚀图案72作为掩模，蚀刻预备氧化膜图案71’，以形成包括掩模部分71a的氧化膜图案71。掩模部分71a是被抗蚀图案72的掩模部分72a掩蔽的预备氧化膜图案71’的一部分，并且掩模部分71a的图案实质上与掩模部分72a的图案相同，因此掩模部分71a的图案与梳齿电极E1的图案一致。
接着，如图7(d)所示，使用氧化膜图案71和抗蚀图案72作为掩模，通过DRIE(深层反应离子蚀刻)对硅层70a执行各向异性蚀刻工艺，直至到达绝缘层70c为止。该蚀刻工艺生成梳齿电极E1的导体E1a和剩余掩模部分70a’。导体E1a由被两个掩模部分71a、72a的叠层掩蔽的硅层70a的一部分代表。剩余掩模部分70a’是被掩模部分72b掩蔽的硅层70a的一部分。在DRIE中，在蚀刻和侧壁保护处理相互交替进行的博希(Bosch)工艺中可以实现良好的各向异性蚀刻。博希工艺还可以在该DRIE工艺以及随后说明的其它DRIE工艺中使用。
接着，如图8(a)所示，通过蚀刻去除前述步骤所暴露的部分绝缘层70c。具体地，从硅层70a一侧对绝缘层70c进行蚀刻工艺，直至到达硅层70b为止。可以使用例如包括CF4和CHF3的蚀刻气体进行干蚀刻，或者使用例如BHF的蚀刻剂进行湿蚀刻，实现上述去除处理。该蚀刻工艺生成梳齿电极E1的绝缘体E1c和剩余掩模部分70c’。绝缘体E1c由被导体E1a掩蔽的绝缘层70c的一部分代表。剩余掩模部分70c’是被剩余掩模部分70a’掩蔽的绝缘层70c的一部分。
接着，如图8(b)所示，利用例如去除剂(remover)去除抗蚀图案72。该去除剂可以是AZ电子材料公司制造的AZ去除剂700。
接着，如图8(c)所示，通过DRIE从硅层70a一侧对硅层70b进行各向异性蚀刻，以去除剩余掩模部分70a’并形成梳齿电极E1的导体E1b以及梳齿电极E2。导体E1b由与绝缘体E1c接触的硅层70b的一部分代表。梳齿电极E2由被剩余掩模部分70c’掩蔽的硅层70b的一部分代表。
接着，如图8(d)所示，通过蚀刻去除氧化膜图案71和剩余掩模部分70c’。可以使用例如包括CF4和CHF3的蚀刻气体进行干蚀刻，或者使用例如BHF的蚀刻剂进行湿蚀刻，实现上述去除处理。利用上述一系列步骤，能够形成一对梳齿电极E1、E2(一对梳齿电极13、23以及一对梳齿电极14、24)。
根据本方法，在材料衬底70的同一侧上图案化抗蚀图案72的掩模部分72a、72b，因此能够高精度地形成掩模部分72a、72b的相对位置。此外，通过在图7(c)的步骤中使用抗蚀图案72作为掩模进行蚀刻，形成氧化膜图案71的掩模部分71a，并使其图案与抗蚀图案72的掩模部分72a的图案一致。因此，根据本方法，能够高精度地形成掩模部分71a、72b的相对位置。换句话说，根据本方法，通过位于材料衬底70同一侧上的氧化膜图案71的掩模部分71a与抗蚀图案72的掩模部分72b之间的自对准，能够实现高精度定位。(具体地，通过利用与掩模部分72b一起包含在抗蚀图案72中的掩模部分72a图案化掩模部分71a，能够基本实现掩模部分71a相对于掩模部分72b的定位)由此，在参照图7(d)所述的步骤中，所形成的导体E1a的形状与掩模部分71a的形状一致，而所形成的剩余掩模部分70a’的形状与掩模部分72b的形状一致。此外，在参照图8(a)所述的步骤中，所形成的绝缘体E1c的形状与导体E1a(从而与掩模部分71a)的形状一致，而所形成的剩余掩模部分70c’的形状与剩余掩模部分70a’(从而与掩模部分72b)的形状一致。在参照图8(c)所述的步骤中，所形成的导体E1b的形状与绝缘体E1c(从而与掩模部分71a)的形状一致，而所形成的梳齿电极E2的形状与剩余掩模部分70c’(从而与掩模部分72b)的形状一致。因此，本方法能够以高对准精度形成梳齿电极E1和梳齿电极E2，其中梳齿电极E1具有由导体E1a、导体E1b和绝缘体E1c组成的叠层结构。
此外，本方法能够在元件厚度方向上实现高尺寸精度的梳齿电极E1、E2。梳齿电极E1在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底70的厚度。梳齿电极E2在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底70的硅层70b的厚度。由于能够高度精确地控制材料衬底70的厚度和材料衬底70内包含的硅层70b的厚度，因此根据本方法能够实现其元件厚度方向的尺寸具有高精度的梳齿电极E1、E2。
图9和图10是作为微镜元件X1的第一变化例的微镜元件X2的截面图。图9和图10分别是与示出微镜元件X1的图3和图4相对应的截面图。微镜元件X2与微镜元件X1的不同之处在于：当摇杆10静止时梳齿电极13、14、23、24的电极齿13A、14A、23A、24A相对于厚度方向H在预定方向上倾斜。
图11和图12示出在根据本发明第二实施例的梳齿电极对的制造方法中的一系列步骤。该方法是形成微镜元件X2中的一对梳齿电极13、23和一对梳齿电极14、24的实例，该方法适用于微镜元件X2的制造工艺。在图11和12中，以截面图示出形成图12(d)所示的一对电极E3、E4的工艺。该截面代表进行微机械加工的材料衬底(具有多层结构的晶片)的局部截面。梳齿电极E3代表微镜元件X2的梳齿电极13、14，并具有由导体E3a、导体E3b和位于导体E3a与导体E3b之间的绝缘体E3c构成的叠层结构。梳齿电极E4代表微镜元件X2的梳齿电极23、24。
在形成梳齿电极E3、E4的过程中，首先，如图11(a)所示，在材料衬底70上形成抗蚀膜73。材料衬底70与第一实施例中的相同，因此材料衬底70具有叠层结构，该叠层结构例如由导电硅层70a、70b和二氧化硅绝缘层70c组成。抗蚀膜73相对于材料衬底70在其厚度方向倾斜，并具有预定的厚度梯度，从而在将在后面说明的各向异性蚀刻工艺过程中，材料衬底70的硅层70a、70b将以相对于材料衬底的厚度方向的某个角度被快速蚀刻。倾斜角度例如为1-5度。可以通过例如如下步骤形成抗蚀膜73：首先，通过旋涂方式在材料衬底70的硅层70b上涂敷液体光致抗蚀剂。光致抗蚀剂的实例包括由AZ电子材料公司制造的AZP4210和AZ1500。接着，使用具有预定透光率的灰度掩模(gray mask)进行曝光工艺，将光致抗蚀膜图案化至预定程度。之后，进行显影工艺，以在其厚度方向部分去除光致抗蚀膜。以这种方式，能够形成具有预定厚度梯度的抗蚀膜73。
然后，通过与参照图7(a)至图8(d)所述的第一实施例中微机械加工材料衬底70相同的工艺，形成梳齿电极E3、E4，不同之处仅在于形成目标是梳齿电极E3、E4，并且该工艺包括去除抗蚀膜73的步骤。
具体地，首先，如图11(b)所示，在材料衬底70的硅层70a上形成预备氧化膜图案71’。接着，如图11(c)所示，形成抗蚀图案72，抗蚀图案72包括预备氧化膜图案71’上的掩模部分72a和硅层70a上的掩模部分72b。在本实施例中，掩模部分72a的图案与梳齿电极E3的图案一致，而掩模部分72b的图案与梳齿电极E4的图案一致。接着，如图11(d)所示，利用抗蚀图案72作为掩模，蚀刻预备氧化膜图案71’，以形成包括掩模部分71a的氧化膜图案71。在本实施例中，掩模部分71a是被抗蚀图案72的掩模部分72a掩蔽的预备氧化膜图案71’的一部分，并且掩模部分71a的图案实质上与掩模部分72a的图案相同，因此掩模部分71a的图案与梳齿电极E3的图案一致。
接着，如图11(e)所示，使用氧化膜图案71和抗蚀图案72作为掩模，通过DRIE对硅层70a执行各向异性蚀刻工艺，直至到达绝缘层70c为止。在该蚀刻工艺过程中，材料衬底70置于蚀刻室中的支撑台上，并且由于抗蚀膜73的厚度梯度使得材料衬底70与支撑台表面呈一定角度。由此，该蚀刻工艺中的蚀刻方向(蚀刻以最高速度进行的方向)相对于材料衬底70的厚度方向倾斜。该蚀刻工艺生成梳齿电极E3的导体E3a和剩余掩模部分70a’。导体E3a由被两个掩模部分71a、72a的叠层掩蔽的硅层70a的一部分代表。剩余掩模部分70a’是被掩模部分72b掩蔽的硅层70a的一部分。
接着，如图12(a)所示，从硅层70a一侧蚀刻绝缘层70c，直至到达硅层70b为止。该蚀刻工艺生成梳齿电极E3的绝缘体E3c和剩余掩模部分70c’。绝缘体E3c由被导体E3a掩蔽的绝缘层70c的一部分代表。剩余掩模部分70c’是被剩余掩模部分70a’掩蔽的绝缘层70c的部分。接着，如图12(b)所示，利用例如氧灰化处理去除抗蚀图案72。然后，如图12(c)所示，通过DRIE从硅层70a一侧对硅层70b进行各向异性蚀刻，以去除剩余掩模部分70a’并形成梳齿电极E3的导体E3b以及梳齿电极E4。同样，在该蚀刻工艺中，与图11(e)所示的工艺相同，蚀刻方向相对于材料衬底70的厚度方向倾斜。导体E3b由与绝缘体E3c接触的硅层70b的一部分代表。梳齿电极E4由被剩余掩模部分70c’掩蔽的硅层70b的一部分代表。接着，如图12(d)所示，通过蚀刻去除氧化膜图案71和剩余掩模部分70c’。同时去除抗蚀膜73。利用上述一系列步骤，能够形成微镜元件X2的一对梳齿电极E3、E4(一对梳齿电极13、23以及一对梳齿电极14、24)。
与前述第一实施例一样，本方法能够高精度地形成掩模部分71a、72b的相对位置。具体地，根据本方法，由于在材料衬底70同一侧上的自对准，氧化膜图案71的掩模部分71a和抗蚀图案72的掩模部分72b能够被高精确地定位。由此，在参照图11(e)所述的步骤中，所形成的导体E3a的形状与掩模部分71a的形状一致，而所形成的剩余掩模部分70a’的形状与掩模部分72b的形状一致。此外，在参照图12(a)所述的步骤中，所形成的绝缘体E3c的形状与导体E3a(从而与掩模部分71a)的形状一致，而所形成的剩余掩模部分70c’的形状与剩余掩模部分70a’(从而与掩模部分72b)的形状一致。在参照图12(c)所述的步骤中，所形成的导体E3b的形状与绝缘体E3c(从而与掩模部分71a)的形状一致，而所形成的梳齿电极E4的形状与剩余掩模部分70c’(从而与掩模部分72b)的形状一致。因此，本方法能够以高对准精度形成梳齿电极E3和梳齿电极E4，其中梳齿电极E3具有由导体E3a、导体E3b和绝缘体E3c组成的叠层结构。
此外，本方法能够在元件厚度方向使梳齿电极E3、E4具有高尺寸精度。梳齿电极E3在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底70的厚度。梳齿电极E4在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底70的硅层70b的厚度。由于能够高度精确地控制材料衬底70的厚度和材料衬底70内包含的硅层70b的厚度，因此根据本方法能够实现其元件厚度方向的尺寸具有高精度的梳齿电极E3、E4。
此外，根据本方法，使用具有预定厚度梯度的抗蚀膜73，能够形成相对于元件厚度方向倾斜预定角度的梳齿电极E3、E4。
图13和图14是作为微镜元件X1的第二变化例的微镜元件X3的截面图。图13和图14分别是与示出微镜元件X1的图3和图4相对应的截面图。微镜元件X3与微镜元件X1的不同之处在于：当摇杆10静止时电极齿13A、14A的导体13a、14a或梳齿电极13、14相对于厚度方向H在预定方向上倾斜。
图15和图16示出在根据本发明第三实施例的梳齿电极对的制造方法中的一系列步骤。该方法是形成微镜元件X3中的一对梳齿电极13、23和一对梳齿电极14、24的实例，该方法适用于微镜元件X3的制造工艺。在图15和16中，以截面图示出形成一对电极E5、E6的工艺。该截面代表进行微机械加工的材料衬底(具有多层结构的晶片)的局部截面。梳齿电极E5代表微镜元件X3的梳齿电极13、14，并具有由导体E5a、导体E5b和位于导体E5a与导体E5b之间的绝缘体E5c构成的叠层结构。梳齿电极E6代表微镜元件X3的梳齿电极23、24。
在形成梳齿电极E5、E6的过程中，首先，如图15(a)所示，在材料衬底70上形成抗蚀膜73。材料衬底70与第一实施例中的相同，因此材料衬底70具有叠层结构，该叠层结构例如由导电硅层70a、70b和二氧化硅绝缘层70c组成。抗蚀膜73与第二实施例中所用的抗蚀膜相同，因此其具有预定厚度梯度。
然后，通过与参照图7至图8所述的第一实施例中微机械加工材料衬底70相同的工艺，形成梳齿电极E5、E6，不同之处仅在于形成目标是梳齿电极E5、E6，并且该工艺包括去除抗蚀膜73的步骤。
具体地，首先，如图15(b)所示，在材料衬底70的硅层70a上形成预备氧化膜图案71’。接着，如图15(c)所示，形成抗蚀图案72，抗蚀图案72包括预备氧化膜图案71’上的掩模部分72a和硅层70a上的掩模部分72b。在本实施例中，掩模部分72a的图案与梳齿电极E5的图案一致，而掩模部分72b的图案与梳齿电极E6的图案一致。接着，如图15(d)所示，利用抗蚀图案72作为掩模，蚀刻预备氧化膜图案71’，以形成包括掩模部分71a的氧化膜图案71。在本实施例中，掩模部分71a是预备氧化膜图案71’中被抗蚀图案72的掩模部分72a掩蔽的部分，并且掩模部分71a的图案实质上与掩模部分72a的图案相同，因此掩模部分71a的图案与梳齿电极E5的图案一致。接着，如图15(e)所示，使用氧化膜图案71和抗蚀图案72作为掩模，通过DRIE对硅层70a执行各向异性蚀刻工艺，直至到达绝缘层70c为止。同样，在该蚀刻工艺中，与参照图11(e)所述的蚀刻工艺一样，蚀刻方向相对于材料衬底70的厚度方向倾斜。该蚀刻工艺生成梳齿电极E5的导体E5a和剩余掩模部分70a’。导体E5a由硅层70a中被两个掩模部分71a、72a的叠层掩蔽的部分代表。剩余掩模部分70a’是被掩模部分72b掩蔽的硅层70a的一部分。
接着，如图16(a)所示，从硅层70a一侧蚀刻绝缘层70c，直至到达硅层70b。该蚀刻工艺生成梳齿电极E5的绝缘体E5c和剩余掩模部分70c’。绝缘体E5c由被导体E5a掩蔽的绝缘层70c的一部分代表。剩余掩模部分70c’是被剩余掩模部分70a’掩蔽的绝缘层70c的一部分。接着，如图16(b)所示，利用例如去除剂去除抗蚀图案72和抗蚀膜73。接着，如图16(c)所示，通过DRIE从硅层70a一侧对硅层70b进行各向异性蚀刻，以去除剩余掩模部分70a’并形成梳齿电极E5的导体E5b以及梳齿电极E6。导体E5b由与绝缘体E5c接触的硅层70b的一部分代表。梳齿电极E6由被剩余掩模部分70c’掩蔽的硅层70b的一部分代表。接着，如图16(d)所示，通过蚀刻来去除氧化膜图案71和剩余掩模部分70c’。利用上述一系列步骤，能够形成微镜元件X3的一对梳齿电极E5、E6(一对梳齿电极13、23以及一对梳齿电极14、24)。
与前述第一实施例一样，本方法能够以高精度形成掩模部分71a、72b的相对位置。具体地，根据本方法，由于在材料衬底70同一侧上的自对准，氧化膜图案71的掩模部分71a和抗蚀图案72的掩模部分72b能够被高精确地定位。由此，在参照图15(e)所述的步骤中，所形成的导体E5a的形状与掩模部分71a的形状一致，而所形成的剩余掩模部分70a’的形状与掩模部分72b的形状一致。此外，在参照图16(a)所述的步骤中，所形成的绝缘体E5c的形状与导体E5a(从而与掩模部分71a)的形状一致，而所形成的剩余掩模部分70c’的形状与剩余掩模部分70a’(从而与掩模部分72b)的形状一致。在参照图16(c)所述的步骤中，所形成的导体E5b的形状与绝缘体E5c(从而与掩模部分71a)的形状一致，而所形成的梳齿电极E6的形状与剩余掩模部分70c’(从而与掩模部分72b)的形状一致。因此，本方法能够以高对准精度形成梳齿电极E5和梳齿电极E6，其中梳齿电极E5具有由导体E5a、导体E5b和绝缘体E5c组成的叠层结构。
此外，本方法能够在元件厚度方向使梳齿电极E5、E6具有高尺寸精度。梳齿电极E5在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底70的厚度。梳齿电极E6在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底70的硅层70b的厚度。由于能够高度精确地控制材料衬底70的厚度和材料衬底70内包含的硅层70b的厚度，因此根据本方法能够实现其元件厚度方向的尺寸具有高精度的梳齿电极E5、E6。
此外，根据本方法，使用具有预定厚度梯度的抗蚀膜73，能够形成相对于材料衬底70的厚度方向或元件厚度方向倾斜预定角度的梳齿电极E5。
图17至图21示出可以利用根据本发明第四实施例的梳齿电极制造方法制造的微镜元件X4。图17为微镜元件X4的平面图。图18为微镜元件X4的局部平面图。图19至图21分别为沿图17中的线XIX-XIX、XX-XX和XXI-XXI的截面图。
微镜元件X4包括摇杆30、框体41、一对扭杆42和梳齿电极43、44，并且通过作为一种MEMS技术的微机械加工技术，用SOI衬底提供的材料衬底制造这种微镜元件X4。这种材料衬底具有由第一硅层、第二硅层和第一硅层与第二硅层之间的绝缘层构成的叠层结构。每个硅层掺杂有杂质，因此它具有预定程度的导电性。微镜元件X4中的上述每个部分主要由第一硅层和/或第二硅层得到。为了便于清楚地观察，在图18中用阴影线表示由第一硅层得到的并且在绝缘层上方朝观察者突出的部分。图18示出由微镜元件X4中的第二硅层得到的结构。
摇杆30具有镜支撑体31、臂32和梳齿电极33、34。
镜支撑体31由第一硅层得到，并且其表面设有能够反射光的镜面31a。镜面31a具有叠层结构，该叠层结构例如由第一硅层上形成的Cr层和其上形成的Au层组成。臂32主要由第一硅层得到，并从镜支撑体31延伸。
梳齿电极33具有多个电极齿33A。每个电极齿33A从臂32延伸，并在臂32延伸的方向上与相邻电极齿隔开。梳齿电极34具有多个电极齿34A。每个电极齿34A从臂32远离电极齿33A的一侧延伸，并在臂32延伸的方向上与相邻电极齿隔开。电极齿33A、34A主要由第一硅层得到。在本实施例中，如图17所示，电极齿33A、34A延伸的方向垂直于臂32延伸的方向，并且如图19所示，电极齿33A在元件的厚度方向H上竖直放置。如图20所示，电极齿34A竖直放置并与元件的厚度方向H平行。所述的梳齿电极33或电极齿33A与梳齿电极34或电极齿34A经由臂32互相电连接。
如图17所示，框体41围绕摇杆30，并且如图19至图21所示，框体41具有叠层结构，该叠层结构包括由第一硅层得到的导体41a、由第二硅层得到的导体41b和由绝缘层得到且位于导体41a、41b之间的绝缘体41c。图18也示出导体41b。
主要由第一硅层得到的该对扭杆42与摇杆30的臂32以及框体41的导体41a连接，从而将臂32与导体41a连接在一起。扭杆42电连接在臂32与导体41a之间。如图19和图20所示，在元件的厚度方向H上，扭杆42的厚度比臂32薄，也比框体41的导体41a薄。所述扭杆42提供摇杆30或镜支撑体31作振荡运动的振荡轴A4。如图17所示，振荡轴A4垂直于臂32延伸的方向。因此，从臂32延伸的电极齿33A、34A的方向垂直于臂32的延伸方向，并平行于振荡轴A4。上述振荡轴A4优选穿过或者接近摇杆30的重心。
梳齿电极43与梳齿电极33一起作用以产生静电引力，并且梳齿电极43包括多个电极齿43A。每个电极齿43A从框体41延伸，并在臂32延伸的方向上与相邻电极齿隔开。梳齿电极43主要由第二硅层得到，并且如图18所不，梳齿电极43固定至框体41的导体41b上。如图17所示，电极齿43A在与臂32延伸的方向垂直的方向上延伸，因而电极齿43A在平行于振荡轴A4的方向上延伸。此外，如图19所示，电极齿43A竖直放置并与元件厚度方向H平行。
所述的梳齿电极43与梳齿电极33一起构成驱动机构。如图19和图21所示，例如当摇杆30静止时梳齿电极33、43处于彼此不同的高度。此外，梳齿电极33、43的各自的电极齿33A、43A彼此偏移，因此当摇杆30做振荡运动时梳齿电极33和梳齿电极43不会相互碰撞。
梳齿电极44与梳齿电极34一起作用以产生静电引力，并且梳齿电极44包括多个电极齿44A。每个电极齿44A从框体41延伸，并在臂32延伸的方向上与相邻电极齿隔开。梳齿电极44主要由第二硅层得到，并且如图18所不，梳齿电极44固定到体41中的导体41b上。所述的梳齿电极44或电极齿43A经由框体41的导体41b与梳齿电极43或电极齿43A电连接。如图17所示，电极齿44A在垂直于臂32延伸的方向的方向上延伸，因而电极齿44A在平行于振荡轴A4的方向上延伸。此外，如图20所示，电极齿44A竖直放置并与元件的厚度方向H平行。
所述的梳齿电极44与梳齿电极34一起构成驱动机构。如图20和21所示，例如当摇杆30静止时梳齿电极34、44处于彼此不同的高度。此外，梳齿电极34、44的各自的电极齿34A、44A彼此偏移，因此当摇杆30做振荡运动时梳齿电极34和梳齿电极44不会相互碰撞。
在微镜元件X4中，通过根据需要向梳齿电极33、34、43、44施加预定电压，能够使得摇杆30或镜支撑体31绕振荡轴A4旋转移位。可以经由框体41的导体41a、扭杆42以及臂32来将电压施加至梳齿电极33、34。例如将梳齿电极33、34接地。另一方面，经由框体41的导体41b可以将电压施加至梳齿电极43、44。在框体41中，导体41a通过绝缘体41c与导体41b电绝缘。
当在梳齿电极33和梳齿电极43之间以及梳齿电极34和梳齿电极44之间产生期望的静电引力时，梳齿电极33被吸引到梳齿电极43中，而梳齿电极34被吸引到梳齿电极44中。这使得摇杆30或镜支撑体31绕振荡轴A4作枢轴运动，直至静电引力与扭杆42中的扭转阻力之和达到平衡为止。在所述平衡状态中，梳齿电极33、43采用例如图22所示的取向，梳齿电极34、44也是如此。在所述振荡运动中，可以通过调节施加至梳齿电极33、34、43、44的电压来调节旋转位移量。当取消梳齿电极33和梳齿电极43之间以及梳齿电极34和梳齿电极44之间的静电引力时，每个扭杆42均恢复到其自然状态，使得摇杆30或镜支撑体31处于图19至图21所示的取向。利用上述摇杆30或镜支撑体31的振荡运动，能够适当地切换镜支撑体31上的镜面31a反射的光的方向。
图23至图25示出在根据本发明第四实施例的梳齿电极对的制造方法中的一系列步骤。该方法是形成一对梳齿电极33、43和一对梳齿电极34、44的实例，该方法适用于微镜元件X4的制造工艺。在图23和图24中，在左手侧以截面图示出形成图25(c)所示的一对梳齿电极E7、E8的工艺。该截面代表进行微机械加工的材料衬底(具有多层结构的晶片)的局部截面。类似地，图23至图25的右手侧为进行微机械加工的材料衬底的局部平面图。每个平面图与左侧的截面图相对应。(左侧的每个截面图是沿图23(a)右手侧的平面图中的线XXIII-XXIII的截面图)梳齿电极E7代表梳齿电极33、44。梳齿电极E8代表梳齿电极43、44。
在形成梳齿电极E7、E8的过程中，首先，如图23(a)所示，在材料衬底80上形成预备氧化膜图案81’和氧化膜图案82。材料衬底80是SOI衬底，其具有由硅层80a、80b和硅层80a与80b之间的绝缘层80c构成的叠层结构。硅层80a、80b由掺杂有杂质的硅材料制成，由此其具有导电性。例如由二氧化硅制成绝缘层80c。硅层80a具有例如10至100μm的厚度。硅层80b的厚度在例如50至500μm的范围内，并且大于硅层80a的厚度。绝缘层80c具有例如0.3至3μm的厚度。预备氧化膜图案81’形成于材料衬底80的硅层80a上，并用于形成将在后面说明的氧化膜图案81。氧化膜图案82包括掩模部分82a，掩模部分82a的图案与梳齿电极E8的图案一致。在该步骤中，当相对于预备氧化膜图案81’图案化氧化膜图案82时，采用公知的定位方法。
接着，如图23(b)所示，形成抗蚀图案83。抗蚀图案83包括预备氧化膜图案81’上的掩模部分83a和硅层80a上的掩模部分83b。掩模部分83a的图案与梳齿电极E7的图案一致，而掩模部分83b的图案与梳齿电极E8的图案一致。
接着，如图23(c)所示，利用抗蚀图案83作为掩模，蚀刻预备氧化膜图案81’，以形成包括掩模部分81a的氧化膜图案81。掩模部分81a是预备氧化膜图案81’中被抗蚀图案83的掩模部分83a掩蔽的部分，并且掩模部分81a的图案实质上与掩模部分83a的图案相同，因此掩模部分81a的图案与梳齿电极E7的图案一致。
接着，如图24(a)所示，使用氧化膜图案81和抗蚀图案83作为掩模，通过DRIE对硅层80a执行各向异性蚀刻工艺，直至到达绝缘层80c为止。该蚀刻工艺生成梳齿电极E7和剩余掩模部分80a’。梳齿电极E7由硅层80a中被两个掩模部分81a、83a的叠层掩蔽的部分代表。剩余掩模部分80a’是被掩模部分83b掩蔽的硅层80a的一部分。
接着，如图24(b)所示，通过蚀刻去除前述步骤所暴露的绝缘层80c的一部分。具体地，从硅层80a一侧对绝缘层80c进行蚀刻工艺，直至到达硅层80b为止。可以使用例如CF4和CHF3的蚀刻气体进行干蚀刻，或者使用例如BHF的蚀刻剂进行湿蚀刻，实现上述去除处理。该蚀刻工艺生成剩余掩模部分80c’。剩余掩模部分80c’是被剩余掩模部分80a’掩蔽的绝缘层80c的一部分。注意：该蚀刻工艺并不去除绝缘层80c在中与梳齿电极E7接触的部分。
接着，如图24(c)所示，利用去除剂去除抗蚀图案83。该去除剂可以是AZ电子材料公司制造的AZ去除剂700。
接着，如图25(a)所示，通过DRIE从硅层80a一侧对硅层80b进行各向异性蚀刻，以去除剩余掩模部分80a’并形成梳齿电极E8的一部分E8a。该部分E8a是被剩余掩模部分80c’掩蔽的硅层80b的一部分。注意：该蚀刻工艺并不去除硅层80b中位于图中梳齿电极E7下方的部分。
接着，如图25(b)所示，通过DRIE从氧化膜图案82一侧对硅层80b进行各向异性蚀刻，以形成梳齿电极E8的剩余部分E8b，并去除硅层80b中位于图中梳齿电极E7下方的剩余部分。梳齿电极E8的部分E8b是硅层80b中被氧化膜图案82的掩模部分82a掩蔽的部分。
接着，如图25(c)所示，通过蚀刻来去除氧化膜图案81、82、剩余掩模部分80c’以及由保留在梳齿电极E7下方的绝缘层80c得到的部分。可以使用例如包括CF4和CHF3的蚀刻气体进行干蚀刻，或者使用例如BHF的蚀刻剂进行湿蚀刻，实现上述去除处理。利用上述一系列步骤，能够形成一对梳齿电极E7、E8(一对梳齿电极33、43以及一对梳齿电极34、44)。
根据本方法，在材料衬底80的同一侧上图案化抗蚀图案83的掩模部分83a、83b，因此能够以高精度形成掩模部分83a、83b的相对位置。此外，通过在图23(c)的步骤中使用抗蚀图案83作为掩模进行蚀刻，形成氧化膜图案81的掩模部分81a，并使该掩模部分81a的图案与抗蚀图案83的掩模部分83a的图案一致。因此，根据本方法，能够以高精度形成掩模部分81a、83b的相对位置。换句话说，根据本方法，通过位于材料衬底80同一侧上的氧化膜图案81的掩模部分81a与抗蚀图案83的掩模部分83b之间的自对准，能够实现高精度定位。(具体地，利用与掩模部分83b一起包含在抗蚀图案82中的掩模部分83a图案化掩模部分81a，能够基本实现掩模部分81a相对于掩模部分83b的定位)由此，在参照图24(a)所述的步骤中，所形成的梳齿电极E7的形状与掩模部分81a的形状一致，而所形成的剩余掩模部分80a’的形状与掩模部分83b的形状一致。此外，在参照图24(b)所述的步骤中，所形成的剩余掩模部分80c’的形状与剩余掩模部分80a’(从而与掩模部分83b)的形状一致。在参照图25(a)所述的步骤中，所形成的梳齿电极E8的部分E8a(梳齿电极E8更靠近梳齿电极E7的部分)的形状与剩余掩模部分80c’(从而与掩模部分83b)的形状一致。因此，本方法能够以高对准精度形成梳齿电极E7和梳齿电极E8的部分E8a。根据本方法，在参照图25(b)所述的步骤中，利用氧化膜图案82的掩模部分82a作为掩模执行蚀刻工艺，形成梳齿电极E8的剩余部分E8b(梳齿电极E8中更远离梳齿电极E7的部分)，并且就相对于梳齿电极E7的位置精度而言，难以以与部分E8a的精度一样的精度形成部分E8b。但是，在某些情况下，部分E8b相对于梳齿电极E7的形成位置可能不会与部分E8a相对于梳齿电极E7的形成位置一样精确。在这种情况下，就相对形成位置而言，本方法能够以实际的高对准精度形成梳齿电极对E7、E8。
此外，本方法能够在元件厚度方向使梳齿电极E7、E8具有高尺寸精度。梳齿电极E7在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底80的硅层80a的厚度。梳齿电极E8在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底80的硅层80b的厚度。由于能够高度精确地控制硅层80a、80b的厚度，因此根据本方法能够实现其元件厚度方向的尺寸具有高精度的梳齿电极E7、E8。
图26和图27是作为微镜元件X4的变化例的微镜元件X5的截面图。图26和图27分别是与示出微镜元件X4的图19和图20相对应的截面图。微镜元件X5与微镜元件X4的不同之处在于：当摇杆30静止时梳齿电极33、34的电极齿33A、34A相对于厚度方向H在预定方向上倾斜。
在微镜元件X5中，摇杆30旋转移位并使得梳齿电极33的电极齿33A局部面向梳齿电极43的电极齿43A，因此电极齿33A可以平行或近似平行于电极齿43A。同样，由于摇杆30旋转移位并使得梳齿电极34的电极齿34A局部面向梳齿电极44的电极齿44A，电极齿34A可以平行或近似平行于电极齿44A。因此，在微镜元件X5中易于控制梳齿电极33和43之间以及梳齿电极34和44之间的稳定静电引力。
图28至图30示出在根据本发明第五实施例的梳齿电极对的制造方法中的一系列步骤。该方法是形成微镜元件X5中的一对梳齿电极33、43和一对梳齿电极34、44的实例，该方法适用于微镜元件X5的制造工艺。图28至30中，以截面图示出形成图30(c)所示的一对电极E9、E10的工艺。该截面代表进行微机械加工的材料衬底(具有多层结构的晶片)的局部截面，更具体地，代表形成单一微镜元件的单块晶片的界面。梳齿电极E9代表微镜元件X5的梳齿电极33、34。梳齿电极E10代表微镜元件X5的梳齿电极43、44。
在形成梳齿电极E9、E10的过程中，首先，进行与参照图23(a)和图23(b)所述的第四实施例相同的步骤。具体地，如图28(a)所示，在材料衬底80上形成预备氧化膜图案81’、氧化膜图案82和抗蚀图案83。在本实施例中，氧化膜图案82包括掩模部分82a，掩模部分82a的图案与梳齿电极E10的图案一致。抗蚀图案83包括氧化膜图案81’上的掩模部分83a和硅层80a上的掩模部分83b。在本实施例中，掩模部分83a的图案与梳齿电极E9的图案一致，而掩模部分83b的图案与梳齿电极E10的图案一致。
接着，如图28(b)所示，在材料衬底80上形成抗蚀膜84。抗蚀膜84相对于材料衬底80在其厚度方向倾斜，并具有预定的厚度梯度，从而在将在后面说明的各向异性蚀刻工艺过程中，材料衬底80的硅层80a、80b将以相对于材料衬底的厚度方向的某个角度被快速蚀刻。倾斜角度例如为1-5度。可以通过例如如下步骤形成抗蚀膜84：首先，通过旋涂方式在材料衬底80的硅层80b上涂敷液体光致抗蚀剂。光致抗蚀剂的实例包括由AZ电子材料公司制造的AZP4210和AZ1500。接着，使用具有预定透光率的灰度掩模执行曝光工艺，将光致抗蚀膜图案化至预定程度。之后，进行显影工艺，以在其厚度方向上部分去除光致抗蚀膜。以这种方式，能够形成具有预定厚度梯度的抗蚀膜84。
然后，通过与参照图23(a)至图25(c)所述的第四实施例中微机械加工材料衬底80相同的工艺，形成梳齿电极E9、E10，不同之处仅在于形成目标是梳齿电极E9、E10，并且该工艺包括去除抗蚀膜84的步骤。
具体地，首先，如图28(c)所示，利用抗蚀图案83作为掩模，蚀刻预备氧化膜图案81’，以形成包括掩模部分81a的氧化膜图案81。在本实施例中，掩模部分81a是预备氧化膜图案81’中被抗蚀图83的掩模部分83a掩蔽的部分，并且掩模部分81a的图案实质上与掩模部分83a的图案相同，因此掩模部分81a的图案与梳齿电极E9的图案一致。
接着，如图29(a)所示，使用氧化膜图案81和抗蚀图案83作为掩模，通过DRIE对硅层80a执行各向异性蚀刻工艺，直至到达绝缘层80c为止。该蚀刻工艺生成梳齿电极E9和剩余掩模部分80a’。在该蚀刻工艺过程中，材料衬底80置于蚀刻室中的支撑台上，并且由于抗蚀膜84的厚度梯度使得材料衬底80与支撑台表面呈一定角度。由此，该蚀刻工艺中的蚀刻方向(蚀刻以最快速度进行的方向)相对于材料衬底80的厚度方向倾斜。梳齿电极E9由硅层80a中被两个掩模部分81a、83a的叠层掩蔽的部分代表。剩余掩模部分80a’是被掩模部分83b掩蔽的硅层80a的一部分。接着，如图29(b)所示，从硅层80a一侧蚀刻绝缘层80c，直至到达硅层80b为止。该蚀刻工艺生成剩余掩模部分80c’。剩余掩模部分80c’是绝缘层80c中被剩余掩模部分80a’掩蔽的部分。注意：该蚀刻工艺并不去除绝缘层80c中与梳齿电极E9接触的部分。接着，如图29(c)所示，利用例如去除剂去除抗蚀图案83和抗蚀膜84。
接着，如图30(a)所示，通过DRIE从硅层80a一侧对硅层80b进行各向异性蚀刻，以去除剩余掩模部分80a’并形成梳齿电极E10的一部分E10a。该部分E10a是被剩余掩模部分80c’掩蔽的硅层80b的一部分。注意：该蚀刻工艺并不去除硅层80b中位于图中梳齿电极E9下方的部分。接着，如图30(b)所示，通过DRIE从氧化膜图案82一侧对硅层80b进行各向异性蚀刻，以形成梳齿电极E10的剩余部分E10b，并去除硅层80b中位于图中梳齿电极E9下方的部分。梳齿电极E10的部分E10b是硅层80b中被氧化膜图案82的掩模部分82a掩蔽的部分。接着，如图30(c)所示，通过蚀刻来去除图中的氧化膜图案81、82、剩余掩模部分80c’以及由绝缘层80c得到并保留在梳齿电极E9下方的部分。利用上述一系列步骤，能够形成微镜元件X5的一对梳齿电极E9、E10(一对梳齿电极33、43以及一对梳齿电极34、44)。
如第四实施例所述，根据本方法能够以高精度形成掩模部分81a、83b的相对位置。换句话说，根据本方法，通过位于材料衬底80同一侧上的氧化膜图案81的掩模部分81a与抗蚀图案83的掩模部分83b之间的自对准，能够实现高精度定位。因此，在参照图29(a)所述的步骤中，所形成的梳齿电极E9的形状与掩模部分81a的形状一致，而所形成的剩余掩模部分80a’的形状与掩模部分83b的形状一致。此外，在参照图29(b)所述的步骤中，所形成的剩余掩模部分80c’的形状与剩余掩模部分80a’(从而与掩模部分83b)的形状一致。在参照图30(a)所述的步骤中，所形成的梳齿电极E10的部分E10a(梳齿电极E10更靠近梳齿电极E9的部分)的形状与剩余掩模部分80c’(从而与掩模部分83b)的形状一致。因此，本方法能够以高对准精度形成梳齿电极E9和梳齿电极E10的部分E10a。根据本方法，在参照图30(b)所述的步骤中，利用氧化膜图案82的掩模部分82a作为掩模执行蚀刻工艺，形成梳齿电极E10的剩余部分E10b  (梳齿电极E10更远离梳齿电极E9的部分)，并且就相对于梳齿电极E9的位置精度而言，难以以与部分E10a的形成精度一样精度形成部分E10b。但是，在某些情况下，部分E10b相对于梳齿电极E9的形成位置可能不会与部分E10a相对于梳齿电极E9的形成位置一样精确。在这种情况下，就相对形成位置而言，本方法能够以实际的高对准精度形成梳齿电极对E9、E10。
此外，本方法能够在元件厚度方向使梳齿电极E9、E10具有高尺寸精度。梳齿电极E9在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底80的硅层80a的厚度。梳齿电极E10在元件厚度方向的尺寸等于材料衬底80的硅层80b的厚度。由于能够高度精确地控制硅层80a、80b的厚度，因此根据本方法能够实现其元件厚度方向的尺寸具有高精度的梳齿电极E9、E10。
此外，根据本方法，通过使用具有预定厚度梯度的抗蚀膜84，能够形成相对于材料衬底80的厚度方向即元件厚度方向倾斜预定角度的梳齿电极E9。
根据本发明的梳齿电极对的制造方法适用于制造包括可旋转移位的摇杆的微振荡元件。本发明适用于形成用于驱动摇杆的梳齿电极对，以及形成用于检测摇杆的旋转位移量的梳齿电极对。用于检测的梳齿电极对可以是例如电容器，该电容器采用一对梳齿电极的形式。根据由梳齿电极对之间的取向变化导致的静电电容的变化，可检测摇杆的旋转位移量。

Claims (5)

1. 一种由具有叠层结构的材料衬底制造一对梳齿电极的方法，该叠层结构包括第一导电层、第二导电层以及位于该第一导电层与该第二导电层之间的绝缘层，
该对梳齿电极包括：第一梳齿电极，其具有叠层结构，该叠层结构包括由该第一导电层得到的第一导体、由该第二导电层得到的第二导体以及由该绝缘层得到的绝缘体；和第二梳齿电极，其由该第二导电层得到，该方法包括以下步骤：
在该第一导电层上形成预备第一掩模图案；
在该预备第一掩模图案和该第一导电层上形成第二掩模图案，该第二掩模图案包括在该预备第一掩模图案上形成的并用于第一梳齿电极的第一掩模部分，以及在该第一导电层上形成的并用于第二梳齿电极的第二掩模部分；
进行第一蚀刻，经由该第二掩模图案蚀刻该预备第一掩模图案，以由该预备第一掩模图案形成该第一梳齿电极的第一掩模图案，该第一掩模图案包括第三掩模部分，该第三掩模部分被图案化为与该第二掩模图案的第一掩模部分的图案一致；
进行第二蚀刻，经由该第一和第二掩模图案蚀刻该第一导电层，直至到达该绝缘层为止，以在该第一导电层中形成该第一导体和第一剩余掩模部分，其中该第一导体由该第一和第三掩模部分的叠层掩蔽，该第一剩余掩模部分由该第二掩模部分掩蔽；
进行第三蚀刻，从该第一导电层一侧蚀刻该绝缘层，直至到达该第二导电层为止，以在该绝缘层中形成该绝缘体和第二剩余掩模部分，其中该绝缘体由该第一导体掩蔽，该第二剩余掩模部分由该第一剩余掩模部分掩蔽；
去除该第二掩模图案；以及
进行第四蚀刻，从该第一导电层一侧蚀刻该第二导电层，以去除该第一剩余掩模部分并在该第二导电层中形成该第二导体和该第二梳齿电极，该第二导体与该绝缘体接触，该第二梳齿电极由该第二剩余掩模部分掩蔽。
2. 根据权利要求1所述的制造一对梳齿电极的方法，其中在该第二蚀刻步骤中，通过在该材料衬底上形成具有厚度梯度的抗蚀膜来形成相对于该材料衬底的厚度方向倾斜的该第一导体和该第一剩余掩模部分。
3. 根据权利要求1所述的制造一对梳齿电极的方法，其中在该第四蚀刻步骤中，通过在该材料衬底上形成具有厚度梯度的抗蚀膜来形成相对于该材料衬底的厚度方向倾斜的该第二导体和该第二梳齿电极。
4. 一种由具有叠层结构的材料衬底制造一对梳齿电极的方法，该叠层结构包括第一导电层、第二导电层以及位于该第一导电层与该第二导电层之间的绝缘层，
该对梳齿电极包括由该第一导电层得到的第一梳齿电极和由该第二导电层得到的第二梳齿电极，该方法包括以下步骤：
在该第一导电层上形成预备第一掩模图案；
在该预备第一掩模图案和该第一导电层上形成第二掩模图案，该第二掩模图案包括在该预备第一掩模图案上形成的并用于该第一梳齿电极的第一掩模部分，以及在该第一导电层上形成的并用于该第二梳齿电极的第二掩模部分；
进行第一蚀刻，经由该第二掩模图案蚀刻该预备第一掩模图案，以由该预备第一掩模图案形成该第一梳齿电极的第一掩模图案，该第一掩模图案包括第三掩模部分，该第三掩模部分被图案化为与该第二掩模图案的第一掩模部分的图案一致；
进行第二蚀刻，经由该第一和第二掩模图案蚀刻该第一导电层，直至到达该绝缘层为止，以在该第一导电层中形成该第一梳齿电极和第一剩余掩模部分，其中该第一梳齿电极由该第一和第三掩模部分的叠层掩蔽，该第一剩余掩模部分由该第二掩模部分掩蔽；
进行第三蚀刻，从该第一导电层一侧蚀刻该绝缘层，直至到达该第二导电层为止，以在该绝缘层中形成第二剩余掩模部分，该第二剩余掩模部分由该第一剩余掩模部分掩蔽；
去除该第二掩模图案；
进行第四蚀刻，从该第一导电层一侧在该第二导电层的厚度方向蚀刻该第二导电层至其中间位置，以去除该第一剩余掩模部分并在该第二导电层中形成该第二梳齿电极中由该第二剩余掩模部分掩蔽的部分；以及
进行第五蚀刻，经由第三掩模图案蚀刻该第二导电层，以形成该第二梳齿电极的剩余部分，其中该第三掩模图案形成在该第二导电层上并包括用于该第二梳齿电极的第四掩模部分。
5. 根据权利要求4所述的制造一对梳齿电极的方法，其中在该第二蚀刻步骤中，通过在该材料衬底上形成具有厚度梯度的抗蚀膜来形成相对于该材料衬底的厚度方向倾斜的该第一梳齿电极和该第一剩余掩模部分。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4138736B2 (ja) * 2004-12-02 2008-08-27 富士通株式会社 マイクロ揺動素子
JP4321507B2 (ja) * 2005-09-27 2009-08-26 パナソニック電工株式会社 バーティカルコムアクチュエータの製造方法
JP4534931B2 (ja) * 2005-09-27 2010-09-01 パナソニック電工株式会社 バーティカルコムアクチュエータの製造方法
KR100790879B1 (ko) 2006-06-13 2008-01-03 삼성전자주식회사 맴스 디바이스의 콤전극 형성 방법
KR100790878B1 (ko) 2006-06-13 2008-01-03 삼성전자주식회사 상하 구조가 디커플된 콤전극의 자기정렬 식각 방법
WO2008072248A2 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Tilting actuator with close-gap electrodes
JP2009014768A (ja) 2007-06-29 2009-01-22 Fujitsu Ltd メムスデバイスおよびその製造方法
JP4477659B2 (ja) * 2007-06-29 2010-06-09 富士通株式会社 マイクロ揺動素子およびマイクロ揺動素子アレイ
JP2009113128A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Fujitsu Ltd マイクロ揺動素子およびマイクロ揺動素子製造方法
DE102008005521B4 (de) 2008-01-23 2019-01-03 Robert Bosch Gmbh Kapazitiver Wandler und Verfahren zur Herstellung desselben
JP5056633B2 (ja) * 2008-07-14 2012-10-24 富士通株式会社 マイクロ揺動素子、マイクロ揺動素子アレイ、および光スイッチング装置
JP2011095621A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Furukawa Electric Co Ltd:The 光スイッチ素子の製造方法、光スイッチ素子、光スイッチ装置、およびｍｅｍｓ素子の製造方法
CN103086316B (zh) * 2011-10-28 2015-07-22 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 Mems垂直梳齿微镜面驱动器的制作方法
JP6927530B2 (ja) * 2018-11-16 2021-09-01 国立大学法人 東京大学 櫛歯型素子の製造方法
WO2020246444A1 (ja) * 2019-06-07 2020-12-10 株式会社村田製作所 測定器
CN111446359B (zh) * 2020-05-15 2023-05-30 京东方科技集团股份有限公司 一种压电器件及其制作方法、电子装置及控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020005976A1 (en) * 2000-03-24 2002-01-17 Behrang Behin Multi-layer, self-aligned vertical combdrive electrostatic actuators and fabrication methods
CN1370284A (zh) * 1999-08-11 2002-09-18 Adc电信股份公司 微机电光学开关及其制造方法
JP2003015064A (ja) * 2001-07-04 2003-01-15 Fujitsu Ltd マイクロミラー素子
US20030035192A1 (en) * 2001-08-20 2003-02-20 Fujitsu Limited Micromirror unit fabrication method and micromirror unit made by the same
CN1467521A (zh) * 2002-06-11 2004-01-14 富士通株式会社 微镜单元及其制作方法
CN1580863A (zh) * 2003-08-12 2005-02-16 富士通株式会社 微型振荡元件及其驱动方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3178123B2 (ja) * 1992-02-25 2001-06-18 富士電機株式会社 櫛歯式アクチュエータの製造方法
JPH10190007A (ja) 1996-12-25 1998-07-21 Mitsubishi Materials Corp 半導体慣性センサの製造方法
JPH10270714A (ja) 1997-03-26 1998-10-09 Mitsubishi Materials Corp 半導体慣性センサの製造方法
JPH11214706A (ja) * 1998-01-27 1999-08-06 Toyota Motor Corp 半導体センサおよびその製造方法
US6287885B1 (en) * 1998-05-08 2001-09-11 Denso Corporation Method for manufacturing semiconductor dynamic quantity sensor
JP4265016B2 (ja) 1998-05-08 2009-05-20 株式会社デンソー 半導体力学量センサの製造方法
US6713367B2 (en) 2001-08-28 2004-03-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Self-aligned vertical combdrive actuator and method of fabrication
JP2003241120A (ja) 2002-02-22 2003-08-27 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 光デバイス
JP4285005B2 (ja) * 2003-01-16 2009-06-24 ソニー株式会社 三次元構造体およびその製造方法、並びに電子機器
JP4252889B2 (ja) 2003-08-12 2009-04-08 富士通株式会社 マイクロ構造体の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1370284A (zh) * 1999-08-11 2002-09-18 Adc电信股份公司 微机电光学开关及其制造方法
US20020005976A1 (en) * 2000-03-24 2002-01-17 Behrang Behin Multi-layer, self-aligned vertical combdrive electrostatic actuators and fabrication methods
JP2003015064A (ja) * 2001-07-04 2003-01-15 Fujitsu Ltd マイクロミラー素子
US6795225B2 (en) * 2001-07-04 2004-09-21 Fujitsu Limited Micromirror unit with torsion connector having nonconstant width
US20030035192A1 (en) * 2001-08-20 2003-02-20 Fujitsu Limited Micromirror unit fabrication method and micromirror unit made by the same
CN1467521A (zh) * 2002-06-11 2004-01-14 富士通株式会社 微镜单元及其制作方法
CN1580863A (zh) * 2003-08-12 2005-02-16 富士通株式会社 微型振荡元件及其驱动方法

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