專利名稱：微鏡單元及其制作方法
技術領域：
本發明涉及到微鏡單元及其制作方法。微鏡單元是加在例如光開關器件中的元件，后者是在多路光纖間或在光盤驅動器中切換光路的，光盤驅動器在光盤上記錄數據和/或重現所記錄的數據。
背景技術：
近年來，光通訊技術廣泛地用于各個領域。在光通訊中，光纖起著光信號傳輸媒體的作用。當通過一路指定光纖的光信號被切換至另一路光纖時，一般使用所謂的光開關器件。為實現高質量的光通訊，光開關器件在開關動作時必須有高容量、高速和高可靠性。有鑒于此，由微機械技術制作的微鏡單元作為加入光開關器件的開關元件，引起了人們的注意。微鏡單元能進行開關操作而無須在光開關器件的輸入側光路與輸出側光路間將光信號轉換為電信號。
微鏡單元被公開在，例如，日本專利公開4-343318號和11-52278號中。此外，使用微機械技術制作微鏡單元的光開關器件公開在文章“MEMS Components for WDM Transmission System”(OpticalFiber Communication[OFC]2002，PP.89-90)等中。
圖21概括了一種普通的光開關器件500。光開關器件500包含一對微鏡陣列501、502，輸入光纖陣列503，輸出光纖陣列504和多個微透鏡505、506。輸入光纖陣列503包含預定數目的輸入光纖503a。微鏡陣列501備有同樣多個微鏡單元501a，每個對應于一路輸入光纖503a。同樣，輸出光纖陣列504包含預定數目的輸出光纖504a。微鏡陣列502也備有同樣多個微鏡單元502a，每個對應于一路輸出光纖504a。每個微鏡單元501a、502a都有一個反射光的鏡面。此鏡面的取向是可以控制的。每個微透鏡505對著相應的輸入光纖503a的一端。同樣，每個微透鏡506也對著相應的輸出光纖504a的一端。
在傳輸光信號時，來自輸入光纖503a的光L1分別通過相應的微透鏡505變成彼此平行的光進入微鏡陣列501。光L1分別被其相應的微鏡單元501a反射而向微鏡陣列502偏轉。此時，微鏡單元501a的鏡面是先取預定的方向，使光L1直接進入其各自所需的微鏡單元502a。然后光L1在微鏡單元502a上被反射而向輸出光纖陣列504偏轉。此時，微鏡單元502a的鏡面是先取預定的方向，使光L1直接進入其各自所需的輸出光纖504a。
正如所述，按照光開關器件500，來自輸入光纖503a的光L1，由于微鏡陣列501、502的偏轉而到達所需的輸出光纖504a。換言之，給定的輸入光纖503a以一一對應的關系與輸出光纖504a相連。按照這種安排，適當地改變微鏡單元501a、502a的偏轉角度就可實現開關功能，使光L1能偏轉入不同的輸出光纖504a。
圖22概括了另一種普通的光開關器件600。光開關器件600包含微鏡陣列601、固定的鏡602、輸入-輸出光纖陣列603、和多個微透鏡604。輸入-輸出光纖陣列603包含預定數目的輸入光纖603a和輸出光纖603b。微鏡陣列601包含同樣多個微鏡單元601a，每個對應于光纖603a、603b中的一路。每個微鏡單元601a都有反射光的鏡面，鏡面的方向是可控的。每個微透鏡604對著光纖603a、603b中相應一路光纖的一端。
在傳輸光信號時，來自輸入光纖603a的光L2通過相應的微透鏡604，對著微鏡陣列601。然后光L2被相應的第一微鏡單元601a反射，偏轉至固定的鏡602上而被其反射，進入相應的第二微鏡單元601a。此時，第一微鏡單元601a的鏡面先取預定的方向來對著光L2，使L2進入預定的一個微鏡單元601a。然后，光L2在第一微鏡單元601a被反射而偏轉至輸入-輸出光纖陣列603。此時，第二微鏡單元601a的鏡面先取預定的方向來對著光L2，使L2進入預定的輸出光纖603b之一。
正如所述，按照光開關器件600，來自輸入光纖603a的光L2，因被微鏡陣列601和固定的鏡602偏轉而到達所需的輸出光纖603b。換言之，給定的輸入光纖603a以一一對應的關系與輸出光纖603b相連。按照這種安排，適當地改變第一和第二微鏡單元601a的偏轉角度就可實現開關功能，使光L2能偏轉入不同的輸出光纖603b。
圖23是一種用于光開關器件500、600的普通微鏡單元700的部分透視圖，有些部分未示出。微鏡單元700包含鏡式部分710其上表面為鏡面(未示出)、內框720和外框730(部分未示出)，每個都與梳狀電極集成在一起。具體說來，鏡式部分710的一對端面上分別制作有一對梳狀電極710a、710b。在內框720中，一對梳狀電極720a、720b向內伸出，對應于梳狀電極710a、710b。另外，一對梳狀電極720c、720d向外伸出。在外框730中，一對梳狀電極730a向內伸出，對應于梳狀電極720c、720d。鏡式部分710與內框720由一對扭桿740彼此相連。內框720與外框730也由一對扭桿750彼此相連。這對扭桿740為鏡式部分710提供了轉軸，使之對內框20轉動。這對扭桿750為內框720以及相關的鏡式部分710提供了轉軸，使之對外框730轉動。
按照上述安排，在微鏡單元700中，一對梳狀電極，如梳狀電極710a和梳狀電極720a，彼此相向靠近以產生靜電力，并在不施加電壓時取圖24A所示位置，即假定一個電極為下位，另一個電極為上位。當施加電壓時，如圖24B所示，梳狀電極710a被拉向梳狀電極720a從而使鏡式部分710轉動。更具體地講，在圖23中，當梳狀電極710a帶正電荷而梳狀電極720a帶負電荷時，鏡式部分710絞動扭桿740而沿M1方向轉動。另一方面，當梳狀電極720c帶正電荷而梳狀電極730a帶負電荷時，內框720絞動扭桿750而沿M2方向轉動。
作為一種常規方法，微鏡單元700可由SOI(絕緣體上的硅)晶片來制作，這種晶片是在硅層間夾有一絕緣層。具體說來，首先，如圖25A所示，晶片800被制作為層狀結構，包含第一硅層801、第二硅層802、以及夾于這些硅層間的絕緣層803。其次，如圖25B所示，用預定掩模對第一硅層801進行各向異性腐蝕以形成鏡式部分710、扭桿140、梳狀電極710a和要在第一硅層801上制作的其他件。接下來，如圖25C所示，用預定掩模對第二硅層802進行各向異性腐蝕以形成梳狀電極720a和要在第二硅層802上制作的其他件。注意，為簡化作圖起見，圖25A-25C的每個都只給出一個剖面圖，每個圖都包含多個取自晶片800不同部分的剖面。
然而，按照上述的常規制作方法，晶片800的厚度直接反映著微鏡單元700的厚度。具體說來，微鏡單元700的厚度是與用來制作微鏡單元的晶片800厚度相同的。為此，按照常規的方法，材料晶片800的厚度必須與要制作的微鏡單元700的厚度相同。這就意味著，如果微鏡單元700要做得薄就必須使用同樣厚度的晶片800。例如，考慮制作鏡面尺寸為100-1000μm的微鏡單元700的情形。考慮到整個運動件包括鏡式部分710和內框720的質量，綜合考慮運動件的運動量，實現運動量所需的梳狀電極尺寸等，才能確定所需的運動件或微鏡單元700的厚度。對于這一特殊情形，所需厚度為100-200μm。結果，為制作具有這樣厚度的微鏡單元700，就要使用100-200μm厚的晶片800。
按照該常規的方法，為了制作薄的微鏡單元700，必須使用相應薄的晶片800。這意味著，晶片800直徑越大，越難操作。例如，取微鏡單元700制作在厚200μm、直徑6吥嫉SOI晶片800的情形。經常，晶片800在制作過程中途破碎。在形成圖25B所示第一硅層801上的預定構件后，晶片800的強度降低，使在第二硅層802上進行加工時特別難于操作晶片。由于操作的困難，已如所述，晶片800的厚度限制了晶片平表面的尺寸。而且，對晶片平表面尺寸的限制也限制了微鏡陣列芯片的制作。具體說來，當微鏡陣列芯片是在單個襯底上以陣列圖案形成多個微鏡單元來制作時，陣列的尺寸就有了限制。
圖26表示微鏡單元700安裝在引線襯底上。圖中，微鏡單元700表示沿圖23的XXVI-XXVI線截取的剖面。按照圖23的常規微鏡單元700，運動件包括鏡式部分710和內框720與外框730具有同樣的厚度。為此，當微鏡單元700裝在引線襯底810上時，為使運動件正確運動，如圖26所示在引線襯底810與外框730間必須留有間隙811。在微鏡單元700與引線襯底810間留出足夠厚度的間隙，就能避免運動件與引線襯底810接觸而變成不能運動的狀況。考慮到微鏡單元700在引線襯底810上的安裝過程，不能有效地分別留出間隙811。

發明內容
在上述情況下提出了本發明。因此本發明的一個目的是提供一種微鏡單元能夠減少對制作所用晶片平表面尺寸的限制。本發明的另一個目的是提供制作這種微鏡單元的方法。
根據本發明的第一方面提供一種微鏡單元，它包含運動件包含鏡部分、框架以及連接運動件與框架的扭桿。運動件、框架和扭桿都集成制作在共同的材料襯底上。此框架含有比運動件厚的部分。
按照上述安排，減少了對制作微鏡單元所用材料襯底或晶片尺寸的限制。根據本發明第一方面的微鏡單元包含框架，它有一部分比運動件厚。因此，即使整個運動件的質量、運動件的運動量、實現此運動量所需的梳狀電極尺寸等要求運動件具有第一厚度，例如薄至100-200μm厚，仍可使用厚于第一厚度的第二厚度晶片來制作微鏡單元。當使用這樣的晶片時，在制作各必須件的整個過程中框架的預定或較大區域都保持第二厚度，從而可保持晶片的強度。結果，在制作微鏡單元的過程中能適當地防止晶片損壞。
正如所述，根據本發明第一方面的微鏡單元包含框架，它有一部分比運動件厚。這意味著框架至少在元件厚的一側延伸超出運動部分。因此，如果框架在遠離運動件鏡面側充分延伸，就能將微鏡單元通過框架直接裝在引線襯底上。這是因為框架充分地延伸，在運動件與引線襯底間提供了適當的空間，結果，運動件的運動不會受到引線襯底的阻礙。另一方面，如果框架在運動件鏡面的同一側充分延伸，就能將一透明蓋片如玻璃片直接固定在微鏡單元上以保護鏡面。這是因為框架的充分延伸，在運動件與蓋片間提供了適當的空間，結果，運動件的運動不會受到透明蓋片的阻礙。
正如所述，根據本發明第一方面提供的微鏡單元，能夠減少對其制作所用晶片平表面尺寸的限制。而且，能適當地與相鄰件如引線襯底和透明蓋片結合起來而無須各自制備間隔。
根據本發明的第二方面提供的另一種微鏡單元包含運動件、框架以及連接運動件與框架的扭桿。運動件、框架和扭桿都集成制作在層狀結構的材料襯底上，層狀結構包含中間層和夾著中間層的硅樹脂層。
運動件包含來自中間層的第一中間部分；與第一中間部分保持接觸的第一構件并提供了鏡部分；以及第二構件，它與第一中間部分保持接觸但在第一構件異側。
框架包含來自中間層的第二中間部分；第三構件，它與第二中間部分保持接觸且在第一構件同側；以及第四構件，它與第二中間部分保持接觸并與第二構件同側，且第四構件在遠離第二構件處沿層狀結構的層向延伸。
這樣配置的微鏡單元也可如第一方面所述來減少對其制作所用晶片平表面尺寸的限制。此外，也如第一方面所述，能夠與相鄰件如引線襯底結合起來而無須分立的間隔。第二方面的微鏡單元優選實施方式還包括引線襯底與第四構件結合在一起。
優選地，微鏡單元還可包含引線襯底與第四構件結合在一起。再者，第三構件也可在遠離第一構件處沿層向延伸。
根據本發明的第三方面提供的微鏡單元包含運動件、框架以及連接運動件與框架的扭桿。運動件、框架和扭桿都集成制作在層狀結構的通用材料襯底上，層狀結構包含中間層和夾著中間層的硅樹脂層。
運動件包含來自中間層的第一中間部分；第一構件與第一中間部分保持接觸并提供了鏡部分；以及第二構件，它與第一中間部分保持接觸但在第一構件異側。
框架包含來自中間層的第二中間部分；第三構件，它與第二中間部分保持接觸且在第一構件同側；以及第四構件，它與第二中間部分保持接觸并與第二構件同側。
第三構件在遠離第一構件處沿層狀結構的層向延伸。
優選地，微鏡單元還可包含與第三構件結合的透明蓋片。
優選地，在上述各個微鏡單元中，運動件可包含第一梳狀電極，框架可包含第二梳狀電極以使運動件在第一和第二梳狀電極間產生的靜電力作用下工作。
優選地，第一梳狀電極可制作在第一構件中，而第二梳狀電極可制作在第四構件與第二中間部分接觸的部分中。
優選地，在上述各個微鏡單元中，運動件可包含繼電器框架，它經扭桿與框架相連；與繼電器框架留有間隔的鏡式部分；以及繼電器桿，它將繼電器框架與鏡式部分連接起來，繼電器桿延伸的方向與扭桿延伸方向交叉。
在以上情形中，鏡式部分可包含第三梳狀電極，繼電器框架可包含第四梳狀電極以使鏡式部分在第三和第四梳狀電極間產生的靜電力作用下工作。第三梳狀電極可制作在第一構件中，而第四梳狀電極可制作在第二構件中。
根據本發明的第四方面提供了配備有運動件、框架和扭桿的微鏡單元制作方法。該方法包括以下步驟對材料襯底沿襯底厚度方向用第一掩模圖形和第二掩模圖形進行第一腐蝕，安排第一掩模圖形來掩蔽襯底上至少要成為一部分框架的區域，在某一部分提供第二掩模圖形來掩蔽襯底上要成為運動件的區域；除去第二掩模圖形；用第一掩模圖形對材料襯底進行第二腐蝕。
優選地，第一腐蝕可進行至第一硅層厚度方向的一半，第二腐蝕進行至穿透材料襯底，使得至少形成運動件。
優選地，第一腐蝕可進行至穿透材料襯底，第二腐蝕進行至襯底厚度方向的一半，使得至少形成運動件。
根據本發明的第五方面提供了由材料襯底制作微鏡單元的方法，襯底包含第一硅層、第二硅層和夾于其間的中間層。要制作的微鏡單元包含運動件、框架以及扭桿。該方法包括以下步驟使用第一掩模圖形和第二掩模圖形對材料襯底的第一硅層進行第一腐蝕，安排第一掩模圖形來掩蔽第一硅層要成為至少一部分框架的區域，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽第一硅層要成為運動件的區域；除去第二掩模圖形；使用第一掩模圖形對第一硅層進行第二腐蝕。
優選地，第一腐蝕可進行至第一硅層厚度方向的一半，第二腐蝕可進行至達到中間層。
優選地，第一腐蝕可進行至達到中間層，第二腐蝕可進行至第一硅層厚度方向的一半。
優選地，第二掩模圖形還可有一部分用來掩蔽第一硅層要成為框架中梳狀電極的區域。
根據本發明的第六方面提供了由第一材料襯底制作微鏡單元的方法，第一材料襯底包含第一硅層、第二硅層以及夾在其間的中間層，微鏡單元包含運動件、框架和扭桿。該方法包括以下步驟制作第一掩模圖形，它有一部分用來掩蔽第一硅層要成為運動件的區域；制作加有第一掩模圖形的第二材料襯底，這是將第三硅層鍵合至制有第一掩模圖形的第一硅層表面上而成的；使用第二掩模圖形對第三硅層進行第一腐蝕，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽至少一部分框架，第一腐蝕繼續進行至達到第一硅層；對第一腐蝕露出的部分進行第二腐蝕，第二腐蝕使用第一掩模圖形進行至達到中間層為止。
優選地，第一掩模圖形還可有一部分用來掩蔽框架中要成為梳狀電極的區域。
根據本發明的第七方面提供了制作微鏡單元的方法，微鏡單元包含運動件、備有梳狀電極的框架、以及連接運動件與框架的扭桿。該方法包括以下步驟對制備為第一材料襯底的第一硅層使用第一掩模圖形進行第一腐蝕，第一掩模圖形有一部分用來掩蔽第一材料襯底要成為梳狀電極的區域，第一腐蝕繼續進行直至腐蝕達到的深度相應于梳狀電極的厚度；制作第二材料襯底，它包含第一材料襯底、與第一材料襯底保持接觸的中間層、以及與中間層保持接觸的第二硅層；使用第二掩模圖形和第三掩模圖形對第一硅層進行第二腐蝕，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為至少一部分框架的區域，第三掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為運動件和梳狀電極的區域，第二腐蝕繼續進行直至腐蝕到第一硅層的一半；除去第三掩模圖形；使用第二掩模圖形對第一硅層進行第三腐蝕直至達到梳狀電極為止。
根據本發明的第八方面提供了由第一材料襯底制作微鏡單元的方法，第一材料襯底包含第一硅層、第二硅層、以及夾于其間的中間層，加有扭桿的第一硅層與中間層保持接觸，微鏡單元包含運動件、框架和扭桿。該方法包括以下步驟在第一硅層上制作第一掩模圖形，第一掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為運動件的區域；制作加有第一掩模圖形的第二材料襯底，這是將第三硅層鍵合在制有第一掩模圖形的第一硅層表面上而成的；使用第二掩模圖形對第三硅層進行第一腐蝕，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為至少一部分框架的區域，第一腐蝕繼續進行直至露出第一掩模圖形；使用第一掩模圖形對第一硅層進行第二腐蝕，直至達到中間層為止。
根據本發明第四至第八方面的方法能夠制作根據本發明第一至第三方面的微鏡單元。因此，根據本發明第四至第八方面提供的方法，能夠減少對制作微鏡單元所用晶片平表面尺寸的限制。而且能夠適當地將相鄰件與制作的元件結合而無須分立的間隔。
由下面的詳細描述并參照附圖，本發明的其他特點和優點將變得更加明顯。


圖1為根據本發明第一種實施方式的微鏡單元透視圖；圖2為沿圖1 II-II線截取的微鏡單元剖面圖；圖3為沿圖1 III-III線截取的微鏡單元剖面圖；圖4為沿圖1 VI-VI線截取的微鏡單元剖面圖；圖5表示圖1中的微鏡單元工作時的狀態；圖6A-6D表示圖1的微鏡單元制作方法的步驟；圖7A-7D表示圖6的后續步驟；圖8A-8C表示圖7的后續步驟；圖9A-9D表示圖1的微鏡單元另一種制作方法的步驟；圖10A-10D表示圖9的后續步驟；圖11A-11D表示圖1的微鏡單元另一種制作方法的步驟；圖12A-12D表示圖11的后續步驟；圖13A-13D表示圖1的微鏡單元另一種制作方法的步驟；圖14A-14D表示圖13的后續步驟；圖15為根據本發明第二種實施方式的微鏡單元透視圖；圖16為沿圖15 XVI-XVI線截取的剖面圖；圖17表示裝在引線襯底上附有透明蓋片的圖15的微鏡單元；圖18A-18C表示圖15的微鏡單元制作方法的步驟；圖19A-19C表示圖18的后續步驟；圖20A-20C表示圖19的后續步驟；圖21為表示常規光開關器件的示意圖；圖22為表示另一種常規光開關器件的示意圖；圖23為表示配備有梳狀電極的常規微鏡單元的透視圖；圖24A-24B表示成對工作的梳狀電極安排；圖25A-25C表示圖23的常規微鏡單元制作方法的步驟；圖26表示圖23的微鏡單元工作時的狀態。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述本發明的優選實施方式。
圖1為根據本發明第一種實施方式的微鏡單元X1的透視圖。圖2為沿圖1 II-II線截取的剖面圖。圖3為沿圖1 III-III線截取的剖面圖以及圖4為沿圖1 VI-VI線截取的剖面圖。
如圖1所示，微鏡單元X1包含鏡式部分110、內框120環繞著鏡式部分110、外框130環繞著內框120、一對扭桿150連接內框120與外框130。一對扭桿140提供了鏡式部分110的轉軸A1，使之對于內框120轉動。一對扭桿150提供了內框120的轉軸A2，使之對于外框130轉動。根據本實施方式，轉軸A1和轉軸A2一般都是互相垂直的。此微鏡單元X1是由導電材料制成的單塊結構，除了后面將要描述的其鏡面111和絕緣層160以外。導電材料為，例如，摻以n型雜質如P和As或p型雜質如B的硅和多晶硅。
鏡式部分110的上表面是由鏡面111薄膜制成的。此外，鏡式部分110有兩個相對的彼此遠離的側面分別制作有梳狀電極110a、110b。
內框120，參見全部圖1--圖4可對之有更清楚的了解，具有層狀結構，包含內框主體部分121、一對電極基座122以及置于其間的絕緣層160。這對電極基座122分別制作有向內延伸的梳狀電極122a、122b。如圖2清楚地所示，梳狀電極122a、122b在鏡式部分梳狀電極110a、110b的下面。梳狀電極110a、110b和122a、122b被布置得使它們在鏡式部分轉動時彼此不干擾，例如，如圖4所示的梳狀電極110a與梳狀電極122a的樣式，即，它們的齒彼此交錯。
如圖3清楚地所示，一對扭桿140每個都比鏡式部分110薄，并連接鏡式部分110及內框主體部分121。
如圖2清楚地所示，外框130具有層狀結構，包含第一外框131、第二外框132以及其間的絕緣層160。第一外框131與第二外框132由絕緣層160電絕緣。如圖3清楚地所示，第二外框132制作有向內延伸的梳狀電極132a、132b作為其集成件。梳狀電極132a、132b分別處在內框主體部分121的梳狀電極121a、121b下面。梳狀電極121a、121b和梳狀電極132a、132b被布置成交錯的方式，使得在內框120轉動時它們彼此不干擾。如圖2一圖4清楚地所示，第二外框132向下延伸預定的長度，超出電極基座122和作為運動件的梳狀電極122a、122b預定的長度，也超出制作在外框130中的梳狀電極132a、132b預定的長度。
如圖2所示，每個扭桿150都具有層狀結構，包含上層151、下層152以及其間的絕緣層160。上層151和下層152由絕緣層160電絕緣。上層151連接內框主體部分121和第一外框131，而下層152連接電極基座122和第二外框132。
按照具有上述結構的微鏡單元X1，當第一外框131接地時，由同樣的硅材料制成及與第一外框131一體的部件，即，扭桿150的上層151、內框主體部分121、扭桿140以及鏡式部分110提供了導電路徑，使梳狀電極110a、110b和梳狀電極121a、121b接地。在這種狀態下，為梳狀電極122a或梳狀電極122b施加預定的電位，則在梳狀電極110a與梳狀電極122a間或在梳狀電極110b與梳狀電極122b間產生靜電力，就能使鏡式部分110繞轉軸A1轉動。同樣，為梳狀電極132a或梳狀電極132b施加預定的電位，則在梳狀電極121a與梳狀電極132a間或在梳狀電極121b與梳狀電極132b間產生靜電力，就能使鏡式部分110繞轉軸A2轉動。第二外框132由例如空氣隙電絕緣，使得為梳狀電極122a、122b、132a和132b選擇施加電位提供必要的導電路徑。
圖5表示裝在引線襯底400上的微鏡單元X1。此微鏡單元X1被示于沿圖1 V-V線截取的剖面圖中。按照此微鏡單元X1，外框130厚于運動件，后者包含鏡式部分110和內框120。具體說來，外框130的第二外框132向下延伸預定的長度，超出電極基座122和內框120的梳狀電極122a、122b，也超出在外框130中制作的梳狀電極132a、132b。第二外框132的向下延伸超過了運動件工作時所達到的深度，例如，內框120的電極基座122達到的深度。按照這種安排，在引線襯底400固定在第二外框132下表面上的狀態下，為運動件的運動提供了空間，以避免運動件與引線襯底400不希望的接觸。因此，當微鏡單元X1裝在引線襯底400上時，無須在微鏡單元X1與引線襯底400間留間隔。
圖6至圖8表示制作微鏡單元X1的第一種方法。這是一種用微機械技術制作上述微鏡單元X1的方法。為簡化作圖起見，圖6--圖8的每一個只給出一個剖面圖以表示怎樣制作鏡式部分M、扭桿T、內框F1、一組梳狀電極E1，E2、以及外框F2。事實上，每個剖面圖都提供了表示進行微機械加工的材料襯底不同部分的模型。具體說來，鏡式部分M代表鏡式部分110的局部剖面，扭桿T代表扭桿140的剖面或扭桿150的局部剖面，內框F1代表內框120的局部剖面包含內框主體部分121和電極基座122，梳狀電極E1代表梳狀電極110a、110b或梳狀電極121a、121b的局部剖面，梳狀電極E2代表梳狀電極122a、122b或梳狀電極132a、132b的局部剖面，外框F2代表外框130的局部剖面包含第一外框131和第二外框132。
在微鏡單元X1的制作中，首先，如圖6A所示，先制備襯底。襯底為SOI(絕緣體上的硅)晶片1。SOI晶片1具有層狀結構包含較薄的第一硅層11、較厚的第二硅層12以及夾于其間作為中間層的絕緣層160。第一硅層11為摻以n型雜質如P或As的導電硅層。第二硅層12為摻以n型雜質如P或As的導電的硅或多晶硅層。作為選擇，這些材料也可摻以p型雜質如B而使之導電。絕緣層160是用熱氧化法在第一硅層11或第二硅層12表面生長氧化硅而成的。作為熱氧化法的替代，可用CVD法制作絕緣層160。在制作絕緣層160后，第一硅層11和第二硅層12就被鍵合在一起，絕緣層160夾于其間，從而完成了SOI晶片1的制備。根據本實施方式，第一硅層11厚100μm，第二硅層12厚200μm，絕緣層160厚1μm。
其次，如圖6B所示，在第一硅層11上制作氧化物膜圖形51，在第二硅層12上制作氧化物膜圖形52。具體說來，首先，用CVD法在第一硅層11和第二硅層12上生長氧化硅膜。然后，以各自的預定掩模腐蝕氧化物膜。在此腐蝕圖形步驟中，一種有用的腐蝕液是，例如，含氫氟酸和氟化銨的緩沖氫氟酸。應注意，在后工序中形成的氧化物膜圖形也可用這里所述的工藝來實現。氧化物膜圖形51是掩蔽第一硅層11要成為鏡式部分M、內框F1、梳狀電極E1以及外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形51被制作成相應于圖1所示的鏡式部分110、內框主體部分121、梳狀電極110a、110b、梳狀電極121a、121b、以及第一外框131的平面布局。氧化物膜圖形52是掩蔽第二硅層12要成為外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形52被制作成相應于圖1所示的第二外框132的平面布局。
接著，如圖6C所示，在第一硅層11上制作抗蝕劑圖形53。具體說來，用旋轉涂敷法施加液態光致抗蝕劑以在第一硅層11上形成膜。然后對此膜曝光和顯影而成為抗蝕劑圖形53。這一步可用的光致抗蝕劑包括，例如，AZP4210(日本Clariant制造)和AZ1500(日本Clariant制造)。應注意，在后面的工序中制作抗蝕劑圖形也可使用這里所述的工藝過程，即制作抗蝕劑膜、曝光和顯影。抗蝕劑圖形53是為了掩蔽第一硅層11要成為鏡式部分M、扭桿T、內框F1、梳狀電極E1、以及外框F2的區域。更具體地，抗蝕劑圖形53被制作成相應于圖1所示的鏡式部分110、扭桿140、150、內框主體部分121、梳狀電極110a、110b、梳狀電極121a、121b、以及第一外框131的平面布局。
接著，如圖6D所示，以抗蝕劑圖形53作掩模，用DRIE(深度反應離子刻蝕)法腐蝕第一硅層11，使腐蝕深度等于扭桿T厚度。在本實施方式中，此深度為5μm。在DRIE期間，當進行Bosch工藝過程時，交替使用側壁保護來進行腐蝕，用SF6氣體腐蝕8秒，接著用側壁保護以C4F8氣體腐蝕6.5秒，晶片施加的偏置功率為23W。這些條件允許充分地進行腐蝕。同樣的條件也可用于后面工序的DRIE工藝過程。
接著，如圖7A所示，除去抗蝕劑圖形53。去膜液可用AZ remover700(日本Clariant制造)。這也可用于后工序的去除抗蝕劑圖形。
接著，如圖7B所示，以氧化物膜圖形51作掩模，用DRIE腐蝕第一硅層11，直至達到絕緣層160。這一步形成了鏡式部分M、扭桿T、部分內框F1、梳狀電極E1、以及部分外框F2。
接著，如圖7C所示，在第二硅層12上制作抗蝕劑圖形54。抗蝕劑圖形54是在第二硅層12上掩蔽內框F1和梳狀電極E2。更具體地，抗蝕劑圖形54被制作成相應于圖1所示的電極基座122、梳狀電極122a、122b、以及梳狀電極132a、132b的平面布局。
接著，如圖7D所示，以氧化物膜圖形52和抗蝕劑圖形54作掩模，用DRIE腐蝕第二硅層12，使腐蝕深度等于梳狀電極E2的厚度。
接著，如圖8A所示，除去抗蝕劑圖形54。然后，如圖8B所示，以氧化物膜圖形52作掩模，腐蝕第二硅層12直至達到絕緣層160。這就形成了部分內框F1、梳狀電極E2以及部分外框F2。
接著，如圖8C所示，浸入腐蝕液中腐蝕掉露出的絕緣層160。在此步驟中，露在元件表面上的氧化物膜圖形51、52同時被除去。這一步在從絕緣層160起的100μm內形成了鏡式部分M、扭桿T、內框F1以及梳狀電極E1、E2，也形成了外框F2，它包含200μm厚的第二外框132。這就是怎樣來制作微鏡單元X1。
按照所述的這種方法，運動件和兩級梳狀結構都比所用材料襯底薄，即，薄于晶片。因此，無論運動件和兩級梳狀結構的厚度如何，都能使用這樣的晶片，其厚度能在制作微鏡單元的整個工藝過程中保持足夠的強度。現在能夠使用的晶片其厚度能保持足夠的強度而無論運動件和兩級梳狀結構的厚度如何，這就減少了對晶片平表面尺寸的限制。
圖9和圖10表示制作微鏡單元X1的第二種方法。這也是一種用微機械技術制作上述微鏡單元X1的方法。為了簡化如圖6-圖8的作圖起見，圖9和圖10每個都只給出了剖面圖，表示怎樣制作鏡式部分M、扭桿T、內框F1、一組梳狀電極E1、E2以及外框F2。
在第二種制作方法中，首先，遵循第一種方法所述參照圖6A-6D和圖7A-7C的同樣步驟，直至圖9A所示的SOI晶片1。具體說來，在圖9A所示的SOI晶片1中，用DRIE腐蝕以氧化物膜圖形51掩蔽的第一硅層11，在第二硅層12上制作氧化物膜圖形52和抗蝕劑圖形54。
接著，如圖9B所示，用DRIE腐蝕由抗蝕劑圖形54和氧化物膜圖形52掩蔽的第二硅層12，直至達到絕緣層160。此后，如圖9C所示，除去抗蝕劑圖形54。
接著，如圖9D所示，從下面噴涂形成圖中的抗蝕劑圖形55’。噴涂所用的光致抗蝕劑液可用AZ5200稀釋劑(Clariant Japan制造)將AZP4210(Clariant Japan制造)稀釋4倍而成。
接著，對光致抗蝕劑55’曝光和顯影，形成圖10A所示的光致抗蝕劑膜55。光致抗蝕劑膜55主要是為保護絕緣層160。
接著，如圖10B所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形52掩蔽的第二硅層12至預定的深度。這一步制成了部分內框F1和梳狀電極E2。
接著，如圖10C所示，除去抗蝕劑圖形55。然后，如圖10D所示，浸入腐蝕液中腐蝕掉露出的絕緣層160。在這一步中，露在元件表面上的氧化物膜圖形51、52被同時除去。這一步在從絕緣層160起的100μm內形成了鏡式部分M、扭桿T、內框F1以及梳狀電極E1、E2，還形成了外框F2，它包含200μm厚的第二外框。這就是怎樣來制作微鏡單元X1。
按照所述的這種方法，運動件和兩級梳狀結構都薄于所用的材料襯底，即薄于晶片。因此，第二種方法同樣提供了第一種方法所具有的優點。
圖11和圖12表示制作微鏡單元X1的第三種方法。這也是一種用微機械技術制作上述微鏡單元X1的方法。為了簡化如圖6-圖8的作圖起見，圖11和圖12每個都只給出了剖面圖，表示怎樣制作鏡式部分M、扭桿T、內框F1、一組梳狀電極E1、E2以及外框F2。
按照第三種方法，首先，如圖11A所示，制備襯底。提供的襯底為SOI(絕緣體上的硅)晶片2。SOI晶片2具有層狀結構，包含第一硅層13、第二硅層14以及夾于其間作為中間層的絕緣層160。根據本實施方式，第一硅層13厚100μm，第二硅層14厚200μm，絕緣層160厚1μm。在制備SOI晶片2期間，用第一種方法所述的相同方法，使硅層成為導電的，并制作絕緣層160。
接著，如圖11B所示，在第一硅層13上制作氧化物膜圖形56，在第二硅層14上制作氧化物膜圖形57。氧化物膜圖形56是為了掩蔽第一硅層13要成為鏡式部分M、內框F1、梳狀電極E1以及外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形56被制作成相應于圖1所示鏡式部分110、內框主體部分121、梳狀電極110a、110b、梳狀電極121a、121b以及第一外框131的平面布局。氧化物膜圖形57是為了掩蔽第二硅層14要成為內框F1和梳狀電極E2的區域。更具體地，氧化物膜圖形57被制作成相應于圖1所示電極基座122、梳狀電極122a、122b以及梳狀電極132a、132b的平面布局。
接著，如圖11C所示，第三硅層15直接鍵合在SOI晶片2的第二硅層14上。第三硅層15被摻雜制成導電的硅層，厚100μm。此外，第三硅層15在相應于氧化物膜圖形57處用DRIE制作鏤空的空間。根據本實施方式，此鏤空的空間深5μm。在這一步中的鍵合是在10-4Torr的真空和1100℃的溫度下進行的。鍵合使第三硅層15與第二硅層14結合為一體。
接著，如圖11D所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形56掩蔽的第一硅層13，直至達到絕緣層160。這一步就制成了鏡式部分M、扭桿T、部分內框F1、梳狀電極E1以及部分外框F2。
接著，如圖12A所示，在第三硅層15上制作氧化物膜圖形58。氧化物膜圖形58是為了掩蔽要成為外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形58被制作成相應于圖1所示的第二外框132的平面布局。
接著，如圖12B所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形58掩蔽的第三硅層15，直至露出氧化物膜圖形57。
接著，如圖12C所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形57和氧化物膜圖形58掩蔽的第二硅層14，直至達到絕緣層160。這就制成了部分內框F1、梳狀電極E2以及部分外框F2。
接著，如圖12D所示，浸入腐蝕液中，腐蝕掉露出的絕緣層160。在這一步中露在元件表面上的氧化物膜圖形56、57、58被同時除去。這一步在從絕緣層160起的100μm內形成了鏡式部分M、扭桿T、內框F1以及梳狀電極E1、E2，還形成了外框F2，它包含厚200μm的第二外框132。這就是怎樣來制作微鏡單元X1。
按照所述的這種方法，能夠制作運動件和兩級梳狀結構，其所用材料襯底或晶片厚于這些部件。因此，第三種方法同樣提供了第一種方法所具有的優點。在圖11D所示步驟之前沒有對硅層進行降低晶片強度的制作。這樣，在圖11D所示步驟之前對晶片平表面的尺寸沒有特別加以限制。
圖13和圖14表示制作微鏡單元X1的第四種方法。這也是一種用微機械技術制作上述微鏡單元X1的方法。為了簡化如圖6-圖8的作圖起見，圖13和圖14每個都只給出了剖面圖，表示怎樣制作鏡式部分M、扭桿T、內框F1、一組梳狀電極E1、E2以及外框F2。
根據第四種方法，首先，如圖13A所示，制備襯底。提供的襯底為SOI晶片3。SOI晶片3具有層狀結構，包含第一硅層16、第二硅層17以及夾于其間作為中間層的絕緣層160。第二硅層17已用DRIE法制成相應于梳狀電極E2的形狀。第二硅層17由絕緣層160與第一硅層16結合在一起。梳狀電極E2接觸絕緣層160。根據本實施方式，第一硅層16厚100μm，第二硅層17厚200μm，絕緣層160厚1μm。在制備SOI晶片3期間，用方法1所述的同樣方法，使硅層成為導電的，并制作絕緣層160。
接著，如圖13B所示，在第一硅層16上制作氧化物膜圖形59，在第二硅層17上制作氧化物膜圖形60。氧化物膜圖形59是為了掩蔽第一硅層16要成為鏡式部分M、內框F1、梳狀電極E1以及外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形59被制作成相應于圖1所示的鏡式部分110、內框主體部分121、梳狀電極110a、110b、梳狀電極121a、121b以及第一外框131的平面布局。氧化物膜圖形60是為了掩蔽第二硅層17要成為外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形60被制作成相應于圖1所示第二外框132的平面布局。
接著，遵循第一種方法所述參照圖6A-6D和圖7A-7B的同樣步驟，直至SOI晶片3如圖13C所示。
接著，如圖13D所示，在第二硅層17上制作抗蝕劑圖形61。抗蝕劑圖形61是為了掩蔽第二硅層17要成為內框F1、梳狀電極E2以及外框F2的區域。
接著，如圖14A所示，用DRIE腐蝕由抗蝕劑圖形61掩蔽的第二硅層17至預定的深度或梳狀電極E2的高度。然后，如圖14B所示，除去抗蝕劑圖形61。
接著，如圖14C所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形60掩蔽的第二硅層17，直至達到絕緣層160。這一步就形成了部分內框F1、梳狀電極E2以及部分外框F2。
接著，如圖14D所示，浸入腐蝕液中腐蝕掉露出的絕緣層160。在這一步中，露在元件表面上的氧化物膜圖形59、60也被同時除去。這一步就在從絕緣層160起的100μm內形成了鏡式部分M、扭桿T、內框F1以及梳狀電極E1，還形成了外框F2，它包含200μm厚的第二外框132。這就是怎樣來制作微鏡單元X1。
根據所述的這種方法，能夠制作運動件和兩級梳狀結構，其厚度薄于所用的材料襯底，即晶片。因此，第四種方法也同樣提供了第一種方法所具有的優點。
圖15為根據本發明第二種實施方式的微鏡單元X2的透視圖。圖16為沿圖15 XVI-XVI線截取的剖面圖。微鏡單元X2包含鏡式部分110、環繞它的內框120、環繞內框120的外框130’、一對扭桿140連接鏡式部分110與內框120、以及一對扭桿150連接內框120與外框130’。微鏡單元X2的外框結構不同于微鏡單元X1，但其鏡式部分110、內框120以及扭桿140、150與微鏡單元X1所述者相同。
如圖16清楚地所示，外框130’具有層狀結構，包含第一外框131’、第二外框132以及夾于其間的絕緣層160。第一外框131’和第二外框132由絕緣層160電絕緣。如圖16清楚地所示，第一外框131’向上延伸超出內框主體部分121，后者是鏡式部分110和內框120構成的運動件的一部分。第二外框132具有與第一種實施方式所述的相同結構。
圖17表示裝在引線襯底400上并蓋有透明蓋片401的微鏡單元X2。圖中的微鏡單元X2為沿圖15的XVII-XVII線截取的剖面。按照微鏡單元X2，外框130’厚于由鏡式部分110和內框120構成的運動件。具體說來，第二外框132向下延伸超出電極基座122和內框120的梳狀電極122a、122b，也超出了外框130的梳狀電極132a、132b。第二外框132向下延伸超過了運動件工作所達到的深度，例如，內框120的電極基座122所達到的深度。按照這種安排，在引線襯底400直接固定在第二外框132下表面上的情況下，為運動件的運動留出了空間，從而避免了運動件與引線襯底不希望的接觸。此外，第一外框131’向上延伸超出鏡式部分110、梳狀電極110a、110b、內框主體部分121以及內框120的梳狀電極121a、121b。第一外框131’向上延伸超過了運動件工作所達到的高度，例如，內框120的梳狀電極121a、121b所達到的高度。按照這種安排，在透明蓋片401固定在第一外框131’上表面上的情況下，為運動件的運動留出了空間，就可避免運動件與透明蓋片401不希望的接觸。這樣，按照微鏡單元X2，由于第一外框131’和第二外框132的延伸超出了運動件，當微鏡單元X2裝在引線襯底400上時，就無須在微鏡單元X2與引線襯底400或透明蓋片401間留出間隔。
圖18-圖20表示制作微鏡單元X2的一種方法。這是用微機械技術制作上述微鏡單元X2的一種方法。為了簡化如圖6-圖8的作圖起見，圖18--圖20每個都只給出了剖面圖，表示怎樣制作鏡式部分M、扭桿T、內框F1、一組梳狀電極E1、E2以及外框F2。
在微鏡單元X2的制作中，首先，如圖18A所示，制備襯底。襯底為SOI晶片4。SOI晶片4具有層狀結構，包含第一硅層18、第二硅層19以及夾于其間作為中間層的絕緣層160。在第一硅層18中已經制作有扭桿T。具體說來，在第一硅層18中制作扭桿T，可先在第一硅層18中制作預定的溝槽，然后在溝槽表面制作氧化物膜，再用多晶硅填充溝槽。這樣構成的第一硅層18由絕緣層160與第二硅層19結合起來，其扭桿T與絕緣層160接觸。根據本實施方式，第一硅層18厚100μm，第二硅層19厚200μm，絕緣層160厚1μm。扭桿厚5μm。在制備SOI晶片4期間，用與第一種方法所述相同的方法使硅層成為導電的并制作絕緣層160。
接著，如圖18B所示，在第一硅層18上制作氧化物膜圖形62，在第二硅層19上制作氧化物膜圖形63。氧化物膜圖形62是為了掩蔽第一硅層18要成為鏡式部分M、內框F1以及梳狀電極E1的區域。更具體地，氧化物膜圖形62被制作成相應于圖1所示的鏡式部分110、內框主體部分121、梳狀電極110a、110b以及梳狀電極121a、121b的平面布局。氧化物膜圖形63是為了掩蔽第二硅層19要成為外框F2和梳狀電極E2的區域。更具體地，氧化物膜圖形63被制作成相應于圖1所示的電極基座122、梳狀電極122a、122b以及第二外框132、132b。
接著，如圖18C所示，SOI晶片4的第一硅層18直接與第三硅層20鍵合。此外，第四硅層21直接與第二硅層19鍵合。第三硅層20和第四硅層21都是由摻雜的導電硅層制成的，厚100μm。此外，第三硅層20和第四硅層21都是在相應于氧化物膜圖形62、63處先用DRIE鏤空的。根據本實施方式，鏤空的深度為5μm。這一步的鍵合是在10-4Torr真空和1100℃的溫度下進行的。此鍵合工藝使第三硅層20與第一硅層18、第四硅層21與第二硅層19集合在一起。
接著，如圖19A所示，在第三硅層20上制作氧化物膜圖形64，在第四硅層21上制作氧化物膜圖形65。氧化物膜圖形64是為了掩蔽第三硅層20和第一硅層18要成為外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形64被制作成相應于圖15所示的第一外框131’的平面布局。氧化物膜圖形65是為了掩蔽第四硅層21要成為外框F2的區域。更具體地，氧化物膜圖形65被制作成相應于圖15所示的第二外框132的平面布局。
接著，如圖19B所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形64掩蔽的第三硅層20，直至露出氧化物膜圖形62。接著，如圖19C所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形62和氧化物膜圖形64掩蔽的第一硅層18，直至達到絕緣層160。
接著，如圖20A所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形65掩蔽的第四硅層21，直至露出氧化物膜圖形63。接著，如圖20B所示，用DRIE腐蝕由氧化物膜圖形63和氧化物膜圖形65掩蔽的第二硅層19，直至達到絕緣層160。
接著，如圖20C所示，浸入腐蝕液中腐蝕掉露出的絕緣層160。在這一步中，露在元件表面上的氧化物膜圖形62-65被同時除去。這一步就在從絕緣層160起的100μm內形成了鏡式部分M、扭桿T、內框F1以及梳狀電極E1、E2，還形成了外框F2，它包含厚200μm的第一外框131’和第二外框132。這就是怎樣來制作微鏡單元X2。
根據所述的這種方法，能夠在材料襯底，即晶片中制作運動件和兩級梳狀結構，所用晶片厚于這些部件。因此，此方法也同樣提供了第一種方法所具有的優點。在圖19B所示步驟之前，沒有對硅層進行降低晶片強度的制作操作。因此，在圖19B所示步驟之前，對晶片平表面的尺寸沒有特別加以限制。
在上述制作微鏡單元的任何方法中，在用CVD法對要成為鏡式部分110的區域覆蓋氧化物膜圖形前，在鏡式部分110上制作鏡面111。鏡面111可在硅層上要成為鏡式部分110的區域濺射Au或Cr而成。
至于在微鏡單元X2中對絕緣層160下面的材料層進行的工藝，前面所述的工藝可用前述第一和第四種方法之一對下面材料層所用的一種工藝來代替。這樣的工藝過程的聯合也可制作微鏡單元X2，其外框131’向上、下都延伸。
這樣描述的本發明，顯然可作出多種變更。這樣的變更沒有背離本發明的主旨和范圍，而且，所附權利要求書的范圍內包括了本領域的技術人員所顯而易見的所有這些修改。
權利要求
1.一種微鏡單元，包括包括一個鏡部分的運動件；一個框架；以及，連接運動件與框架的一個扭桿；其中所述運動件、框架和扭桿被集成制作在一個共同的材料襯底上，框架含有比運動件厚的部分。
2.一種微鏡單元，包括包括一個鏡部分的運動件；一個框架；以及，連接運動件與框架的一個扭桿，其中所述運動件、框架和扭桿被集成制作在具有層狀結構的一個材料襯底上，該層狀結構包括一個中間層和將中間層夾于其間的硅層，其中所述運動件包含來自所述中間層的一個第一中間部分；與第一中間部分保持接觸并具有一個鏡部分的第一構件；以及，第二構件，它與第一中間部分保持接觸并被設在與第一構件相反的一側，其中所述框架包括來自所述中間層的一個第二中間部分；第三構件，它與第二中間部分保持接觸并被設在與第一構件相同的一側；以及，第四構件，它與第二中間部分保持接觸并被設在與第二構件相同的一側，其中第四構件沿層狀結構的層向延伸到第二構件之外。
3.根據權利要求2的微鏡單元，還包含與第四構件結合在一起的引線襯底。
4.根據權利要求2的微鏡單元，其中第三構件沿層向延伸超出第一構件。
5.一種微鏡單元，包含運動件、框架以及連接運動件與框架的扭桿，其中運動件、框架和扭桿集成制作在層狀結構的材料襯底上，層狀結構包含中間層和將中間層夾于其間的硅層，其中運動件包含來自中間層的第一中間部分；與第一中間部分保持接觸并提供鏡部分的第一構件；以及第二構件，它與第一中間部分保持接觸但在第一構件異側，其中框架包含來自中間層的第二中間部分；第三構件，它與第二中間部分保持接觸且在第一構件同側；以及第四構件，它與第二中間部分保持接觸并與第二構件同側，其中第三構件沿層狀結構的層向延伸超出第一構件。
6.根據權利要求4的微鏡單元，還包含與第三構件結合在一起的透明蓋片。
7.根據權利要求1的微鏡單元，其中運動件包含第一梳狀電極，框架包含第二梳狀電極，以使運動件在第一與第二梳狀電極間產生的靜電力作用下工作。
8.根據權利要求7的微鏡單元，其中第一梳狀電極制作在第一構件中，第二梳狀電極制作在第四構件與第二中間部分接觸的部分中。
9.根據權利要求1的微鏡單元，其中運動件包含繼電器框，它經扭桿與框架連接；與繼電器框間隔開的鏡式部分；以及連接繼電器框與鏡式部分的繼電器桿，繼電器桿的延伸方向與扭桿延伸方向交叉。
10.根據權利要求9的微鏡單元，其中鏡式部分包含第三梳狀電極，繼電器框包含第四梳狀電極，以使鏡式部分在第三和第四梳狀電極間產生的靜電力作用下工作。
11.根據權利要求10的微鏡單元，其中第三梳狀電極制作在第一構件中，第四梳狀電極制作在第二構件中。
12.一種制作微鏡單元的方法，微鏡單元備有運動件、框架以及扭桿，此方法包含以下步驟使用第一掩模圖形和第二掩模圖形沿襯底厚度方向對材料襯底進行第一腐蝕，安排第一掩模圖形來掩蔽襯底上要成為至少一部分框架的區域，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽襯底上要成為運動件的區域；除去第二掩模圖形；使用第一掩模圖形對材料襯底進行第二腐蝕。
13.根據權利要求12的方法，其中第一腐蝕沿襯底厚度方向進行一半，第二腐蝕進行至穿透材料襯底，使得至少形成運動件。
14.根據權利要求12的方法，其中第一腐蝕進行至穿透材料襯底，第二腐蝕沿襯底厚度方向進行一半，使得至少形成運動件。
15.一種由材料襯底制作微鏡單元的方法，材料襯底包含第一硅層、第二硅層以及夾于硅層間的中間層，微鏡單元包含運動件、框架以及扭桿，此方法包括以下步驟使用第一掩模圖形和第二掩模圖形對材料襯底的第一硅層進行第一腐蝕，安排第一掩模圖形來掩蔽第一硅層要成為至少一部分框架的區域，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽第一硅層要成為運動件的區域；除去第二掩模圖形；使用第一掩模圖形對第一硅層進行第二腐蝕。
16.根據權利要求15的方法，其中第一腐蝕沿第一硅層厚度方向進行一半，第二腐蝕進行至達到中間層。
17.根據權利要求15的方法，其中第一腐蝕進行至達到中間層，第二腐蝕沿第一硅層厚度方向進行一半。
18.根據權利要求15的方法，其中第二掩模圖形還有一部分用來掩蔽第一硅層要成為框架中梳狀電極的區域
19.一種使用第一材料襯底制作微鏡單元的方法，所用的第一材料襯底包含第一硅層、第二硅層以及夾于硅層間的中間層，微鏡單元包含運動件、框架以及扭桿，此方法包括以下步驟制作第一掩模圖形，它有一部分用來掩蔽第一硅層要成為運動件的區域；制作加有第一掩模圖形的第二材料襯底，這是將第三硅層鍵合至制有第一掩模圖形的第一硅層上而成的；使用第二掩模圖形對第三硅層進行第一腐蝕，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽至少一部分框架，第一腐蝕繼續進行直至達到第一硅層；對第一腐蝕露出的第一硅層進行第二腐蝕，使用第一掩模圖形進行第二腐蝕直至達到中間層。
20.根據權利要求19的方法，其中第一掩模圖形還有一部分用來掩蔽要成為框架中梳狀電極的區域。
21.一種制作微鏡單元的方法，微鏡單元包含運動件、備有梳狀電極的框架以及連接運動件與框架的扭桿，此方法包括以下步驟對制備作為第一材料襯底的第一硅層進行第一腐蝕，使用第一掩模圖形進行第一腐蝕，第一掩模圖形有一部分用來掩蔽第一材料襯底要成為梳狀電極的區域，第一腐蝕繼續進行至其深度達到相應于梳狀電極厚度為止；制作第二材料襯底，它包含第一材料襯底、與第一材料襯底保持接觸的中間層、以及與中間層保持接觸的第二材料襯底；使用第二掩模圖形和第三掩模圖形對第一硅層進行第二腐蝕，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為一部分框架的區域，第三掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為運動件和梳狀電極的區域，第二腐蝕繼續進行至第一硅層一半為止；除去第三掩模圖形；使用第二掩模圖形對第一硅層進行腐蝕直至達到梳狀電極為止。
22.一種使用第一材料襯底制作微鏡單元的方法，所用的第一材料襯底包含第一硅層、第二硅層以及夾于硅層間的中間層，含有扭桿的第一硅層與中間層保持接觸，微鏡單元包含運動件、框架以及扭桿，此方法包括以下步驟在第一硅層上制作第一掩模圖形，第一掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為運動件的區域；制作加有第一掩模圖形的第二材料襯底，這是將第三硅層鍵合至制有第一掩模圖形的第一硅層上而成的；使用第二掩模圖形對第三硅層進行第一腐蝕，第二掩模圖形有一部分用來掩蔽要成為至少一部分框架的區域，腐蝕繼續進行直至露出第一掩模圖形；使用第一掩模圖形對第一硅層進行第二腐蝕，直至達到中間層。
全文摘要
微鏡單元包含帶有鏡部分的運動件、框架以及連接運動件與框架的扭桿。運動件、框架和扭桿集成制作在材料襯底上。框架含有比運動件厚的部分。
文檔編號G02B26/08GK1467521SQ0310171
公開日2004年1月14日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年6月11日
發明者水野義博, 上田知史, 史, 壺井修, 平, 佐脇一平, 雄, 奧田久雄, 覺, 弘光, 高馬悟覺, 曽根田弘光, 山岸文雄 申請人:富士通株式會社, 富士通媒體器件株式會社