(57)【要約】【課題】インターフェロメトリック変調器に関するプロセスコントロールモニター【解決手段】  ＭＥＭＳデバイス１０８の製造に用いられるプロセスステップと同じプロセスステップの少なくとも一部を用いて製造されるプロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４が開示される。プロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４の分析は、ＭＥＭＳデバイス１０８の性質及び前記デバイス内の構成要素又は副構成要素に関する情報を提供することができる。この情報は、加工の際の誤りを識別するために又はＭＥＭＳデバイス１０８を最適化するために用いることができる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４の分析は、光学的測定値を利用することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を製造するために用いられる製造プロセスに関する情報を入手する方法であって、
一連の堆積及びパターン形成ステップを通じて少なくとも１つのＭＥＭＳ構造物を基板の第１の側部に形成することと、
前記一連の堆積及びパターン形成ステップを利用して少なくとも１つのテストユニットを前記基板の前記第１の側部に同時に形成することであって、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物との少なくとも１つの構造上の相違点を有することと、
前記テストユニットから反射された光を前記基板の前記第１の側部の反対側の第２の側部から検出することであって、前記検出された光は、前記堆積及びパターン形成ステップ中に堆積又は除去された少なくとも１つの材料の特性を提供すること、とを具備する方法。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ構造物は、インターフェロメトリック変調器である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物を形成するために用いられるのと同じ一連の堆積及びパターン形成ステップを用いて形成される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記テストユニット及び前記ＭＥＭＳ構造物を形成後は、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在しない材料層を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記テストユニット及び前記ＭＥＭＳ構造物を形成後は、前記ＭＥＭＳ構造物は、前記テストユニット内に存在しない材料層を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記テストユニット及び前記ＭＥＭＳ構造物を形成後は、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在する材料層と同じ材料層を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記検出することは、前記反射された光を光検出器で測定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記検出することは、前記反射された光を分光計で測定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記検出することは、前記反射された光を測色計で測定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記検出することは、前記反射された光をカメラで検出することを含む請求項１に記載の方法。  
【請求項１１】
前記堆積又は除去された材料の前記特性は、前記材料の厚さを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記堆積又は除去された材料の前記特性は、前記材料の屈折指数を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記堆積又は除去された材料の前記特性は、前記材料の反射率を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
インターフェロメトリック変調器製造プロセスをモニタリングする方法であって、前記製造プロセスは、一連の堆積及びパターン形成ステップを具備し、
前記一連の堆積及びパターン形成ステップを用いてテストユニットを形成することであって、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器との少なくとも１つの構造上の相違点を有することと、
光学的反射率を前記テストユニットから検出すること、とを具備する方法。
【請求項１５】
光学的反射率は、前記テストユニットにおいて前記堆積及びパターン形成ステップが用いられる側部から検出される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
光学的反射率は、前記テストユニットにおいて前記堆積及びパターン形成ステップが用いられる側部の反対側から検出される請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記テストユニットは、前記製造プロセスにおいて用いられるのと同じ一連の堆積及びパターン形成ステップを用いて形成される請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記テストユニットを形成後は、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器内に存在しない材料層を具備する請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記テストユニットを形成後は、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器内に存在する材料層が欠けている請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記テストユニットを形成後は、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器内に存在する材料層と同じ材料層を具備する請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出するステップは、光検出器を用いることを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記検出するステップは、分光計を用いることを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記検出することは、前記反射された光を測色計で測定することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出することは、前記反射された光をカメラで検出することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
インターフェロメトリック変調器製造プロセスをモニタリングする際に用いるためのテストユニットであって、前記インターフェロメトリック変調器は、ディスプレイ内において用いるために適合化され、前記ディスプレイ内において用いるために適合化された前記インターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるステップと共通の少なくとも１つのステップを具備するプロセスによって製造されるテストユニット。
【請求項２６】
前記共通する少なくとも１つのステップは、堆積ステップを含む請求項２５に記載のテストユニット。
【請求項２７】
前記テストユニットは、前記インターフェロメトリック変調器内にも存在する少なくとも１つの材料層を具備する請求項２５に記載のテストユニット。
【請求項２８】
前記テストユニットは、エタロンを具備する請求項２５に記載のテストユニット。
【請求項２９】
前記エタロンは、
部分的に反射性の材料の層と、
実質的に完全に反射性の材料の層と、
前記部分的に反射性の材料と前記実質的に完全に反射性の材料との間に位置決めされた１つ以上の誘電層と、を具備する請求項２８に記載のテストユニット。
【請求項３０】
前記部分的に反射性の材料及び前記実質的に完全に反射性の材料は、前記１つ以上の誘電層に接触する請求項２９に記載のテストユニット。
【請求項３１】
ディスプレイ内において用いるために適合化された１つ以上の反射型表示素子と、
入射光を反射させそれによって前記１つ以上の反射型表示素子の製造に用いられるプロセスに関する情報を提供するために適合化された１つ以上のテストユニットと、を具備するウェハー
【請求項３２】
前記反射型表示素子は、インターフェロメトリック変調器である請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３３】
前記１つ以上のテストユニットの少なくとも１つは、エタロンを含む請求項３１に記載のウェハー
【請求項３４】
製造プロセスに関する前記情報は、前記製造プロセス中に堆積された材料の性質に関する情報を含む請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３５】
堆積された材料の性質に関する前記情報は、前記材料の厚さを含む請求項３４に記載ウェハー。
【請求項３６】
堆積された材料の性質に関する前記情報は、前記材料の屈折指数を含む請求項３４に記載のウェハー。
【請求項３７】
堆積された材料の性質に関する前記情報は、前記材料の反射率を含む請求項３４に記載のウェハー。
【請求項３８】
前記１つ以上のテストユニットのうちの少なくとも１つは、前記反射型表示素子内にも存在する少なくとも１つの材料層を具備する請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３９】
ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、
入射光を反射させるための及び前記第１の手段を製造するために用いられるプロセスをモニタリングするための第２の手段と、を具備するウェハー。
【請求項４０】
前記第１の手段は、インターフェロメトリック変調器を具備する請求項３９に記載のウェハー。
【請求項４１】
前記第２の手段は、前記ウェハー上に形成されたテストユニットを具備する請求項３９又は４０に記載のウェハー。
【請求項４２】
モニタリングされる前記プロセスは、１つ以上の堆積ステップを含む請求項３９、４０、又は４１に記載のウェハー。
【請求項４３】
前記第２の手段は、前記第１の手段が機能可能になる前に前記プロセスに関する情報を提供する請求項３９、４０、４１、又は４２に記載のウェハー。
【請求項４４】
モニタリングするための前記第２の手段は、前記第２の手段が機能可能になった後に前記プロセスに関する情報を提供する請求項３９、４０、４１、４２、４３、又は４４に記載のウェハー。
【請求項４５】
ディスプレイ内において用いるために第１のウェハーを製造する方法であって、
複数のインターフェロメトリック変調器及び少なくとも１つのテストユニットを第２のウェハー上に形成することと、
前記第２のウェハーを切削して前記テストユニットを除去し、それによって前記第１のウェハーを製造すること、とを具備する方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載のプロセスによって製造された第１のウェハーを具備するディスプレイ。
【請求項４７】
インターフェロメトリック変調器レイがディスプレイ内において用いるのに適していることを確認する方法であって、前記インターフェロメトリック変調器は、一連の堆積及びパターン形成ステップを具備するプロセスによって製造され、
前記一連の堆積及びパターン形成ステップのうちの少なくとも一部を用いて少なくとも１つのテストユニットを形成することと、
前記テストユニットの少なくとも１つの特性を検出すること、とを具備する方法。
【請求項４８】
前記特性は、光学的特性である請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記特性は、前記テストユニットの高さプロファイルである請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
ディスプレイ内で用いるのに適することが請求項４７に記載の方法によって確認されたインターフェロメトリック変調器レイ。
【請求項５１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中にその他の材料の２つの層間に及び前記２つの層に隣接させて位置決めされた第１の材料のエッチング範囲をモニタリングする方法であって、
前記その他の材料の２つの層と前記２つの層間に及び前記２つの層に隣接させて堆積された前記第１の材料とを具備するテストユニットを製造することであって、前記２つの層のうちの１つは穴を具備することと、
前記穴をエッチング液にさらすことと、
前記穴の中心から前記エッチング液が前記第１の材料を除去している箇所までの距離を光学的に検出することであって、前記距離は、前記第１の材料の前記エッチング範囲を示すこと、とを具備する方法。
【請求項５２】
前記光学的に検出することは、前記テストユニットにおいて前記テストユニットの製造中に前記第１の材料及び前記その他の材料の２つの層が堆積された側部から光の反射率を検出することを具備する請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記光学的に検出することは、前記テストユニットにおいて前記テストユニットの製造中に前記第１の材料及び前記その他の材料の２つの層が堆積された側部の反対側から光の反射率を検出することを具備する請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記ＭＥＭＳは、インターフェロメトリック変調器を含み、前記第１の材料は、前記インターフェロメトリック変調器内のその他の層に対する機械膜の位置を決定する犠牲層である請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
前記第１の材料は、モリブデンである請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１の材料は、珪素である請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記穴は、フォトリソグラフィー法で製造される請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
前記エッチング液が前記第１の材料を除去した箇所では、前記エッチング液が前記第１の材料を除去していない箇所と比較して、可視スペクトル内における実質的に異なる反射率が検出される請求項５１に記載の方法。
【請求項５９】
前記光学的に検出することは、前記テストユニットを目視で観察することを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項６０】
前記光学的に検出することは、前記テストユニットから反射された光をカメラで検出することを含む請求項５１に記載の方法。
【請求項６１】
前記光学的に検出することは、前記距離を目視で観察することを具備する請求項５１に記載の方法。
【請求項６２】
前記光学的に検出することは、前記穴を前記エッチング液にさらしている間に行われる請求項５１に記載の方法。
【請求項６３】
前記光学的に検出することは、前記穴を前記エッチング液にさらした後に行われる請求項５１に記載の方法。
【請求項６４】
前記光学的に検出することは、前記テストユニットをエッチング液室から取り出した後に行われる請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記製造することは、前記第１の材料の除去後に前記その他の材料の２つの層の分離を支持する複数の柱を前記テストユニット内において形成することを具備する請求項５１に記載の方法。
【請求項６６】
前記柱は、前記距離を決定するための副尺として用いられる請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
犠牲層及び前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する少なくとも１つの層を具備する複数の構造物と、
前記犠牲層及び前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層を同じく具備するテストユニットと、を具備し、前記構造物は、前記犠牲層の除去時点においてインターフェロメトリック変調器になり、前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、エッチング液が前記犠牲層に達することができるための複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、複数の穴を具備し、
前記テストユニット内の前記穴間の距離は、前記複数の構造物内の前記複数の穴間の距離よりも大きい、ウェハー。
【請求項６８】
前記インターフェロメトリック変調器内及び前記テストユニット内の前記穴間の前記距離は、前記エッチング液が前記テストユニット内の前記犠牲層を実質的に完全に除去できる前に前記インターフェロメトリック変調器内の前記犠牲層を実質的に完全に除去することができるような距離である請求項６７に記載のウェハー。
【請求項６９】
前記犠牲層上方の前記少なくとも１つの層は、ミラーを含む機械膜を具備する請求項６７に記載のウェハー。
【請求項７０】
前記複数の構造物及び前記テストユニットは、実質的に透明な基板上に堆積される請求項６７に記載のウェハー。
【請求項７１】
犠牲層及び前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する少なくとも１つの層を具備する複数の構造物と、
前記犠牲層及び前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層を同じく具備するテストユニットと、を具備し、前記構造物は、前記犠牲層の除去時点においてインターフェロメトリック変調器になり、前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、エッチング液が前記犠牲層に達することができるための複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、単一の穴を具備する、ウェハー。
【請求項７２】
前記単一の穴は、前記複数の穴と実質的に同じ直径を有する請求項７１に記載のウェハー。
【請求項７３】
前記テストユニットは、前記エッチング液が、前記テストユニット内の前記犠牲層を実質的に完全に除去できるようになる前に前記インターフェロメトリック変調器内の前記犠牲層を実質的に完全に除去することができるように適合化される請求項７１に記載のウェハー。
【請求項７４】
前記単一の穴と前記テストユニットの縁との間の距離は、前記複数の構造物内の前記複数の穴間の距離よりも大きい請求項７１に記載のウェハー。
【請求項７５】
前記犠牲層上方の前記少なくとも１つの層は、ミラーを含む機械膜を具備する請求項７１に記載のウェハー。
【請求項７６】
前記複数の構造物及び前記テストユニットは、実質的に透明な基板上に堆積される請求項７１に記載のウェハー。
【請求項７７】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及びテストユニット構造物を有するウェハーを製造する方法であって、
複数の構造物を形成することと、
テストユニットを同時に形成することと、
前記複数の構造物及び前記テストユニットをエッチング液にさらすこと、とを含み、前記複数の構造物を形成することは、１つ以上の材料堆積及び除去ステップを含み、前記構造物は、犠牲層及び前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する少なくとも１つの層を具備し、前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、エッチング液が前記犠牲層に達することできるための複数の穴を具備し、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及び除去ステップを含み、前記テストユニットは、前記犠牲層及び前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層を同じく具備し、前記テストユニット内の前記犠牲層の上方のかつ前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記穴間の前記距離は、前記複数の構造物内の前記複数の穴間の前記距離よりも大きい、方法。
【請求項７８】
前記テストユニットは、少なくとも１つの異なるパターン形成ステップを用いることによって前記複数の構造物と異なる構造で形成される請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記異なるパターン形成ステップは、前記テストユニット内の前記複数の穴に関するパターンを定めることを具備する請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
請求項７７に記載のプロセスによって製造されるウェハー。
【請求項８１】
微小電気機械構造物（ＭＥＭＳ）と、
前記ＭＥＭＳの製造中に除去された材料のエッチング範囲を測定するために適合化されたテストユニットと、を具備するウェハー。
【請求項８２】
機械的構造物を電気的刺激に反応して移動させるための第１の手段と、
前記第１の手段の製造中に除去された材料のエッチング範囲を測定するための第２の手段と、を具備するウェハー。
【請求項８３】
前記第１の手段は、微小電気機械構造物（ＭＥＭＳ）を具備する請求項８２に記載のウェハー。
【請求項８４】
前記第２の手段は、テストユニットを具備する請求項８２又は８３に記載のウェハー。
【請求項８５】
前記ＭＥＭＳは、インターフェロメトリック変調器を具備する請求項８３に記載のウェハー。
【請求項８６】
前記材料は、前記第１の手段内のギャップの深さを決定する犠牲層を具備する請求項８２、８３、８４、又は８５に記載のウェハー。
【請求項８７】
少なくとも３つの材料層を互いの最上面に堆積することと、前最上の材料層内に穴を形成すること、とを具備するプロセスによって製造されるテストユニット。
【請求項８８】
インターフェロメトリック変調器製造プロセスが前記プロセスによって製造されるインターフェロメトリック変調器から反射される色に対して及ぼす影響を決定する方法であって、
第１の機械膜を支持する柱を具備する複数のインターフェロメトリック変調器を製造することと、
第２の機械膜を支持する柱を具備するテストユニットエタロンを製造することであって、前記テストユニット内の前記柱は、前記複数のインターフェロメトリック変調器内の前記柱よりも高い密度で存在することと、
前記テストユニットエタロンから反射された光を検出することであって、前記検出された光は、前記複数のインターフェロメトリック変調器内の干渉空洞の深さを示す値を提供すること、とを具備する方法。
【請求項８９】
前記テストユニットは、少なくとも２つの領域を具備し、一方の領域内の前記柱は、他方の領域内の柱と異なる高さを有し、このため前記２つの領域から反射される光は異なる色である請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
少なくとも２つのテストユニットエタロンが製造され、一方のテストユニット内の前記柱は、他方のテストユニット内の柱と異なる高さを有し、このため前記２つのテストユニットから反射される光は異なる色である請求項８８に記載の方法。
【請求項９１】
前記反射された光は、前記複数のインターフェロメトリック変調器及び前記テストユニットの製造中に検出される請求項８８に記載の方法。
【請求項９２】
前記反射された光は、前記複数のインターフェロメトリック変調器及び前記テストユニットの製造後に検出される請求項８８に記載の方法。
【請求項９３】
前記インターフェロメトリック変調器を製造すること及び前記テストユニットを製造することは、同じ１つ以上の堆積及びパターン形成ステップを具備する請求項８８に記載の方法。
【請求項９４】
前記第１及び第２の機械膜は、構造が実質的に同一である請求項８８に記載の方法。
【請求項９５】
前記反射された光を検出することは、前記反射された光の色を測色計で測定することを具備する請求項８８に記載の方法。
【請求項９６】
前記反射された光を検出することは、前記反射された光のスペクトルを分光計で測定することを具備する請求項８８に記載の方法。
【請求項９７】
前記テストユニット内の前記エタロンの前記深さを前記検出された光から決定することをさらに具備する請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記決定することは、前記測定されたスペクトルをエタロン干渉モデルに当てはめることを具備する請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
インターフェロメトリック変調器製造プロセスが前記インターフェロメトリック変調器によって反射される光の色に対して及ぼす影響をモニタリングするためのテストユニットであって、前記プロセスによって製造されたインターフェロメトリック変調器内よりも高い密度の機械膜支持柱を具備するテストエタロンを具備する、テストユニット。
【請求項１００】
前記テストエタロン内の前記機械膜は、前記プロセスによって製造されたインターフェロメトリック変調器内の機械膜と実質的に同じ構造を有する請求項９９に記載のテストユニット。
【請求項１０１】
前記テストユニットは、前記より高い密度の柱以外は、前記プロセスによって製造されたインターフェロメトリック変調器と実質的に同じ構造を有する請求項９９に記載のテストユニット。
【請求項１０２】
ディスプレイ内において用いるために適合化された複数の反射型表示素子と、
前記反射型表示素子のうちの少なくとも１つから反射された色と実質的に同じ色を有する光を反射させるように適合化されたテストユニットと、を具備するウェハー。  
【請求項１０３】
前記反射型表示素子は、インターフェロメトリック変調器である請求項１０２に記載のウェハー。    
【請求項１０４】
前記テストユニットは、前記複数の反射型表示素子内よりも高い密度の機械膜支持柱を有するエタロンを具備する請求項１０２に記載のウェハー。
【請求項１０５】
前記反射型表示素子及び前記テストユニットは、前記より高い密度の柱以外は実質的に同じ構造を有する請求項１０４に記載のウェハー。
【請求項１０６】
前記反射型表示素子の第１の組は、前記反射型表示素子の第２の組と異なる色を有するエタロンを具備し、前記テストユニットの前記エタロンは、前記反射型表示素子の第１組と実質的に同じ色を有し、前記ウェハーは、前記反射型表示素子の前記第２の組と実質的に同じ色を有する第２のテストユニットをさらに具備する請求項１０４に記載のウェハー。
【請求項１０７】
伝導性の部分的ミラーと、ミラーを具備する伝導性機械膜と、を有するエタロンを具備し、前記機械膜は、複数の柱によって前記部分的ミラーから分離され、柱の密度は、前記部分的ミラーと前記機械膜との間に電圧が印加されたときに前記機械膜が前記部分的ミラーの方に崩れることができないような十分な高さである、テストユニット。
【請求項１０８】
前記機械膜は、約１０ボルト未満の電圧が印加されたときに前記部分的ミラーの方に崩れることができない請求項１０７に記載のテストユニット。
【請求項１０９】
前記機械膜は、約１５ボルト未満の電圧が印加されたときに前記部分的ミラーの方に崩れることができない請求項１０７に記載のテストユニット。
【請求項１１０】
前記機械膜は、約２０ボルト未満の電圧が印加されたときに前記部分的ミラーの方に崩れることができない請求項１０７に記載のテストユニット。
【請求項１１１】
結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）とテストユニット構造物を製造する方法であって、
ＭＥＭＳ構造物を形成することと、
テストユニットを同時に形成すること、とを具備し、前記ＭＥＭＳ構造物を形成することは、１つ以上の堆積及びパターン形成ステップを含み、前記ＭＥＭＳ構造物は、第１の複数の柱によって支持される第１の機械膜を具備し、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットは、第２の複数の柱によって支持される第２の機械膜を具備し、前記第２の複数の柱は、前記第１の複数の柱よりも高い密度で存在する、方法。
【請求項１１２】
前記第１及び第２の機械膜は、実質的に同じ構造を有する請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物を形成するために用いられるのと同じ一連の堆積及びパターン形成ステップを用いて形成される請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１４】
請求項１１１に記載のプロセスによって製造されるウェハー。
【請求項１１５】
ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、
第２の手段であって、前記第２の手段のうちの少なくとも１つから反射された光と実質的に同じ色を有する光を安定的に反射させるための第２の手段と、を具備するウェハー。
【請求項１１６】
前記第１の手段は、インターフェロメトリック変調器である請求項１１５に記載のウェハー。
【請求項１１７】
前記第２の手段は、前記インターフェロメトリック変調器内におけるよりも高い密度の機械膜支持柱を有するエタロンを具備するテストユニットである請求項１１５又は１１６に記載のウェハー。
【請求項１１８】
部分的ミラーを形成することと、機械膜を形成することと、前記機械膜を支持しさらに前記機械膜を前記部分的ミラーから分離する複数の柱を形成すること、とを具備するプロセスであって、柱の密度は、前記部分的ミラーと前記機械膜との間に電圧が印加されたときに前記機械膜が前記部分的ミラーの方に崩れることができないような十分な高さであるプロセス、によって製造されるテストユニット。
【請求項１１９】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中に堆積される材料の堆積をモニタリングする方法であって、
前記製造中に堆積される少なくとも３つの材料層から成るテストユニットを形成することであって、前記少なくとも３つの材料層は、前記ＭＥＭＳの製造中に堆積される層数よりも少なく、前記少なくとも３つの材料層は、エタロンを形成することと、
前記エタロンから反射された光を検出し、それによって前記少なくとも３つの層の性質に関する情報が入手されること、とを具備する方法。
【請求項１２０】
前記テストユニットを形成することは、前記製造中に用いられるのと同じ材料堆積及びパターン形成ステップに前記テストユニットをさらすことを具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
前記材料のうちの少なくとも１つの屈折指数を前記検出された光から決定することをさらに具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２２】
前記材料のうちの少なくとも１つの反射率を前記検出された光から決定することをさらに具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２３】
前記材料のうちの少なくとも１つの透過率を前記検出された光から決定することをさらに具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２４】
前記材料のうちの少なくとも１つの前記厚さを前記検出された光から決定することをさらに具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２５】
前記エタロンの前記深さを前記検出された光から決定することをさらに具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２６】
前記検出することは、前記反射された光を光検出器で測定することを具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２７】
前記検出することは、前記反射された光のスペクトルを分光計で測定することを具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２８】
前記スペクトルをエタロンから反射された光のモデルに当てはめることをさらに具備する請求項１２７に記載の方法。
【請求項１２９】
前記検出することは、前記反射された光を測色計で測定することを具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１３０】
前記反射された光を検出することは、前記テストユニットにおいて前記少なくとも３つの材料層が前記テストユニットの形成中に堆積される側部から反射率を検出することを具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１３１】
前記反射された光を検出することは、前記テストユニットにおいて前記少なくとも３つの材料層が前記テストユニットの形成中に堆積される側部の反対側から反射率を検出することを具備する請求項１１９に記載の方法。
【請求項１３２】
ディスプレイ内において用いるために適合化された複数のインターフェロメトリック変調器と、
非変調干渉計と、を具備するウェハー。
【請求項１３３】
前記非変調干渉計は、前記インターフェロメトリック変調器内の材料層と実質的に同じである少なくとも１つの材料層を具備する請求項１３２に記載のウェハー。
【請求項１３４】
前記非変調干渉計は、１つにまとまってエタロンを形成する少なくとも３つの材料層を具備する請求項１３２に記載のウェハー。
【請求項１３５】
前記エタロン内の反射面間には実質的なエアギャップが存在しない請求項１３４に記載のウェハー。
【請求項１３６】
ディスプレイにおいて干渉的に光を表示するための複数の第１の手段と、
非変調的に及び干渉的に光を反射させるための第２の手段と、を具備するウェハー。
【請求項１３７】
前記第１の手段は、インターフェロメトリック変調器である請求項１３６に記載のウェハー。
【請求項１３８】
前記第２の手段は、非変調干渉計である請求項１３６又は１３７に記載のウェハー。
【請求項１３９】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中に堆積される材料の堆積をモニタリングする方法であって、
前記製造中に堆積される１つ以上の材料層を具備するテストユニットを形成することであって、前記テストユニット内の材料層数は、前記ＭＥＭＳを製造中に堆積される層数よりも少ないことと、
前記テストユニットの前記反射率を検出することであって、前記反射率は、前記テストユニット内の前記層の性質に関する情報を提供すること、とを具備する方法。
【請求項１４０】
前記テストユニットを形成することは、前記ＭＥＭＳの製造において用いられると同一の一連の材料堆積及びパターン形成ステップを用いることを具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４１】
前記テストユニット内の最終的な材料層は、実質的に反射性である請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４２】
前記テストユニット内の前記層のうちの１つの反射率を決定することをさらに具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４３】
前記テストユニット内の前記層のうちの１つの透過率を決定することをさらに具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４４】
前記テストユニット内の前記層のうちの１つの厚さを決定することをさらに具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４５】
前記検出することは、前記テストユニットから反射された光のスペクトルを測定することを具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４６】
前記反射率を検出することは、前記テストユニットにおいて前記１つ以上の材料層が前記テストユニットの形成中に堆積される側部から反射率を検出することを具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４７】
前記反射率を検出することは、前記テストユニットにおいて前記１つ以上の材料層が前記テストユニットの形成中に堆積される側部の反対側から反射率を検出することを具備する請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４８】
ディスプレイ内において用いるために適合化された複数のインターフェロメトリック変調器であって、複数の材料層を具備するインターフェロメトリック変調器と、
前記材料層のうちの１つ以上を具備するテストユニットであって、すべての前記複数の材料層よりも少ない材料層を具備するテストユニットと、を具備するウェハー。
【請求項１４９】
前記テストユニットは、エタロンを具備する請求項１４８に記載のウェハー。
【請求項１５０】
前記テストユニット内の前記最終層は、実質的に反射性である請求項１４８に記載のウェハー。
【請求項１５１】
前記テストユニット内の前記最終層以外の層は、実質的に透明である請求項１５０に記載のウェハー。
【請求項１５２】
結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）とテストユニット構造物を製造する方法であって、
ＭＥＭＳ構造物を形成することと、
テストユニットを同時に形成すること、とを具備し、前記ＭＥＭＳ構造物を形成することは、１つ以上の堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在するすべての構成要素よりも少ない数の構成要素を具備する、方法。
【請求項１５３】
請求項１５２に記載のプロセスによって製造される結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及びテストユニット構造物。
【請求項１５４】
一連の材料層を基板上に堆積及びパターン形成してＭＥＭＳ構造物を形成することと、一連の材料層を前記基板上に同時に堆積及びパターン形成してテストユニットを形成することであって、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在するすべての構成要素よりも少ない数の構成要素を具備すること、とを具備するプロセスによって製造されるウェハー。
【請求項１５５】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中に堆積される層の厚さを測定する方法であって、
互いの最上面に連続的に堆積された２つ以上の層を具備するテストユニットを形成することであって、前記層は、前記ＭＥＭＳの製造中に前記層を形成するために用いられるプロセスを用いて形成され、前記層は、前記構造物の縦断面（profile）において少なくとも２つの段(step)が形成されるようにパターン形成されることと、
表面形状測定器を前記構造物全体に移動させることによって前記段の高さを測定すること、とを具備する、方法。
【請求項１５６】
前記テストユニットを形成することは、前記ＭＥＭＳの製造において用いられるのと同一の一連の材料堆積及びパターン形成ステップを用いることを具備する請求項１５５に記載の方法。
【請求項１５７】
前記表面形状測定器は、前記構造物全体を１回移動される請求項１５５に記載の方法。
【請求項１５８】
前記ＭＥＭＳは、インターフェロメトリック変調器である請求項１５５に記載の方法。
【請求項１５９】
インターフェロメトリック変調器の製造中に堆積される複数の層の厚さを測定するためのテストユニットであって、少なくとも２つの段を前記テストユニットの縦断面において形成するために互いの最上面に積層された層を具備するテストユニット。
【請求項１６０】
前記テストユニット内の段は、前記縦断面の一方の側部から他方の側部に単調に増加し次に単調に減少する請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６１】
複数の犠牲層であって、前記インターフェロメトリック変調器内に形成されたギャップの前記深さを決定する犠牲層を具備する請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６２】
犠牲層及び機械膜を具備し、前記機械膜は、リリースエッチプロセス中に前記犠牲層を保護するために適合化される請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６３】
少なくとも１つの層内に切削部を具備し、前記切削部は、前記テストユニットの前記縦断面内において段を形成する請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６４】
前記テストユニット内の少なくとも１つの段は、１つ以上の誘電層から成る請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６５】
前記テストユニット内の少なくとも１つの段は、機械膜構造物から成る請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６６】
前記テストユニット内の少なくとも１つの段の前記高さは、実質的には犠牲層の前記厚さによって決定される請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６７】
前記テストユニット内の少なくとも１つの段の前記高さは、実質的には平坦材料の前記厚さによって決定される請求項１５９に記載のテストユニット。
【請求項１６８】
ディスプレイ内において用いるために適合化された複数の反射型表示素子であって、複数の材料層を具備する複数の反射型表示素子と、
テストユニットの縦断面において少なくとも２つの段を形成するために互いの最上面に積層された前記複数の材料層を具備する前記テストユニットと、を具備するウェハー。
【請求項１６９】
結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）とテストユニット構造物を製造する方法であって、
ＭＥＭＳ構造物を形成することと、
テストユニットを同時に形成すること、とを具備し、前記ＭＥＭＳ構造物を形成することは、１つ以上の堆積及びパターン形成ステップを含み、前記ＭＥＭＳ構造物は、複数の層を具備し、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットは、前記テストユニットの縦断面において少なくとも２つの段を形成するために前記複数の層を具備する、方法。
【請求項１７０】
請求項１６９に記載のプロセスによって製造される結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及びテストユニット構造物。
【請求項１７１】
ディスプレイ内において用いるために適合化された複数の反射型表示素子と、
前記反射型表示素子の製造中に堆積される少なくとも１つの材料の厚さを測定するために適合化されたテストユニットと、を具備するウェハー。
【請求項１７２】
ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、
前記第１の手段の製造中に堆積される少なくとも１つの材料の厚さを測定するための第２の手段と、を具備するウェハー。
【請求項１７３】
前記第１の手段は、インターフェロメトリック変調器を具備する請求項１７２に記載のウェハー。
【請求項１７４】
前記第２の手段は、少なくとも２つの段をテストユニットの縦断面において形成するために互いの最上面に積層された複数の材料層を具備する前記テストユニットを具備する請求項１７２又は１７３に記載のウェハー。
【請求項１７５】
一連の材料層を基板上に堆積及びパターン形成してＭＥＭＳ構造物を形成することと、前記一連の材料層を前記基板上に同時に堆積及びパターン形成してテストユニットを形成することを具備するプロセスであって、前記パターン形成形成後に前記テストユニット内に残っている材料層は、前記テストユニットの縦断面において少なくとも２つの段を形成するプロセス、によって製造されるウェハー。
【請求項１７６】
多色インターフェロメトリック変調器ディスプレイを製造するために用いられるプロセスを試験する方法であって、前記ディスプレイ内の異なる色のインターフェロメトリック変調器は、部分的反射体と反射性機械膜との間において異なる深さのギャップを形成することによって製造され、前記ギャップの前記深さは、１つ以上の犠牲層の堆積によって決定され、少なくとも１つのギャップの前記深さは、複数の犠牲層の堆積によって決定され、
前記１つ以上の犠牲層を具備するテストユニットを形成することであって、前記テストユニットの少なくとも１つの領域は、互いの最上面に堆積された前記複数の犠牲層を具備することと、
前記テストユニットの縦断面を測定することと、
前記複数の犠牲層の累積厚さを前記縦断面から決定すること、とを具備する方法。
【請求項１７７】
前記テストユニットを形成することは、
前記複数の犠牲層を順次堆積することと、
各犠牲層の堆積後でさらに他の犠牲層の堆積前に前記犠牲層をパターン形成し、前記テストユニットのうちですべての前記複数の犠牲層よりも少ない数の犠牲層が存在する領域が形成されるようにすること、とを具備する請求項１７６に記載の方法。
【請求項１７８】
前記テストユニットを形成することは、インターフェロメトリック変調器リリースエッチ中に前記犠牲層を保護するために前記機械膜を前記テストユニットの最上面に堆積することを具備する請求項１７６に記載の方法。
【請求項１７９】
前記テストユニットの前記縦断面を測定することは、
単一の犠牲層を具備する領域内における前記テストユニットの前記厚さを測定することと、
２つの犠牲層を具備する領域内における前記テストユニットの前記厚さを測定することと、
３つの犠牲層を具備する領域内における前記テストユニットの前記厚さを測定すること、とを具備する請求項１７６に記載の方法。
【請求項１８０】
多色インターフェロメトリック変調器ディスプレイを製造するために用いられ、前記ディスプレイ内の異なる色のインターフェロメトリック変調器は、部分的反射体と反射性機械膜との間において異なる深さのギャップを形成することによって製造され、前記ギャップの前記深さは、１つ以上の犠牲層の堆積によって決定され、少なくとも１つのギャップの前記深さは、複数の犠牲層の堆積によって決定されるプロセス、を試験する際に用いるためのテストユニットであって、互いの最上面において複数の材料層を具備し、前記テストユニットの１つの領域は、単一の犠牲層を含み、前記テストユニットの第２の領域は、互いの最上面に２つの犠牲層を含み、前記テストユニットの第３の領域は、互いの最上面に３つの犠牲層を含む、テストユニット。
【請求項１８１】
前記テストユニットは、インターフェロメトリック変調器リリースエッチ中に前記犠牲層を保護するために前記テストユニットの最上面に堆積された前記機械膜を具備する請求項１８０に記載の方法。
【請求項１８２】
前記テストユニットは、犠牲層を具備する領域間に平坦材料を具備する請求項１８０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、微小機械要素、アクチュエータ、及び電子機器を含む。微小機械要素は、基板及び／又は堆積させた材料層の一部をエッチングによって除去するか又は材料層を追加することによって電気デバイス及び電気機械デバイスを形成する、堆積、エッチング、及び／又はその他の微細加工プロセスを用いて製造することができる。ＭＥＭＳデバイスの１つの型は、インターフェロメトリック変調器（Interferometric modulator）と呼ばれる。本明細書において用いられるインターフェロメトリック変調器又は干渉型光変調器という用語は、光干渉原理を用いて選択的に光を吸収する及び／又は反射させるデバイスを意味する。幾つかの実施形態においては、インターフェロメトリック変調器は、一対の伝導性プレートを具備し、これらのプレートの１方又は両方は、全体又は一部が透明及び／又は反射性であり、適切な電気信号を加えると相対運動をすることができる。特定の実施形態においては、１方のプレートは、基板上に堆積された静止層を具備し、他方のプレートは、エアギャップによって前記静止層から分離された金属膜を具備する。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、一方のプレートに関する他方のプレートの位置は、インターフェロメトリック変調器に入射した光の光学的干渉を変えることができる。これらのデバイスは非常に広範な用途を有しており、当業においては、既存製品を改良する際に及びまだ開発されていない新製品を製造する際にこれらの型のデバイスの特長を活用できるようにするためにこれらの型のデバイスの特性を利用及び／又は変更することが有益になる。
【０００３】
ＭＥＭＳデバイスの製造中には誤りが生じる可能性がある。これらの誤り及び誤り源を検出することは、ＭＥＭＳデバイスの品質管理及び最適化に関して問題を発生させる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、製造プロセス及びその結果をモニタリングするための構造及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書において開示される一実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を製造するために用いられる製造プロセスに関する情報を入手する方法を含み、前記方法は、一連の堆積及びパターン形成ステップを通じて基板の第１の側部に少なくとも１つのＭＥＭＳ構造物を形成することと、前記一連の堆積及びパターン形成ステップを利用して前記基板の前記第１の側部に少なくとも１つのテストユニットを同時に形成することであって、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物との少なくとも１つの構造上の相違点を有することと、前記テストユニットから反射された光を前記基板の前記第１の側部の反対側の第２の側部から検出することであって、前記検出された光は、前記堆積及びパターン形成ステップ中に堆積又は除去された少なくとも１つの材料の特性を提供すること、とを含む。
【０００６】
本明細書において開示される他の実施形態は、インターフェロメトリック変調器製造プロセスをモニタリングする方法を含み、前記製造プロセスは、一連の堆積及びパターン形成ステップを具備し、前記方法は、前記一連の堆積及びパターン形成ステップを用いてテストユニットを形成することであって、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器との少なくとも１つの構造上の相違点を有することと、前記テストユニットから光学的反射率を検出すること、とを含む。
【０００７】
本明細書において開示される他の実施形態は、インターフェロメトリック変調器製造プロセスをモニタリングする際に用いるためのテストユニットを含み、前記インターフェロメトリック変調器は、ディスプレイ内において用いるために適合化され、前記テストユニットは、前記ディスプレイ内において用いるために適合化された前記インターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるステップと共通する少なくとも１つのステップを具備するプロセスによって製造される。
【０００８】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるために適合化された１つ以上のインターフェロメトリック変調器と、入射光を反射させそれによって前記１つ以上のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスに関する情報を提供するために適合化された１つ以上のテストユニットと、を具備するウェハーを含む。
【０００９】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、入射光を反射させるための及び前記第１の手段を製造するために用いられるプロセスをモニタリングするための第２の手段と、を具備するウェハーを含む。
【００１０】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いられる第１のウェハーを製造する方法を含み、前記方法は、複数のインターフェロメトリック変調器及び少なくとも１つのテストユニットを第２のウェハー上に形成することと、前記第２のウェハーを切削して前記テストユニットを除去しそれによって前記第１のウェハーを製造すること、とを含む。
【００１１】
本明細書において開示される他の実施形態は、インターフェロメトリック変調器レイがディスプレイ内で用いるのに適することを確認する方法を含み、前記インターフェロメトリック変調器は、一連の堆積及びパターン形成ステップを具備するプロセスによって製造され、前記方法は、前記一連の堆積及びパターン形成ステップの少なくとも一部を用いて少なくとも１つのテストユニットを形成することと、前記テストユニットの少なくとも１つの特性を検出すること、とを含む。
【００１２】
本明細書において開示される他の実施形態は、その他の材料の２つの層間に及びこれらの２つの層に隣接させて位置決めされた第１の材料のエッチング範囲を微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中にモニタリングする方法を含み、前記方法は、前記その他の材料の２つの層と、前記２つの層間に及び前記２つの層に隣接させて位置決めされた前記第１の材料と、を具備するテストユニットを製造することであって、前記２つの層のうちの１つは穴を具備することと、前記穴をエッチング液にさらすことと、前記穴の中心から前記エッチング液が前記第１の材料を除去している箇所までの距離を光学的に検出することであって、前記距離は、前記第１の材料の前記エッチング範囲を示すこと、とを含む。
【００１３】
本明細書において開示される他の実施形態は、犠牲層と、前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する少なくとも１つの層と、を具備する複数の構造物を具備するウェハーを含み、前記構造物は、前記犠牲層が除去された時点でインターフェロメトリック変調器になり、前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、エッチング液が、前記犠牲層に、及び前記犠牲層と前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層を同じく具備するテストユニットに到達できるための複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記穴間の前記距離は、前記複数の構造物内の前記複数の穴間の距離よりも大きい。
【００１４】
本明細書において開示される他の実施形態は、犠牲層と、前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する少なくとも１つの層と、を具備する複数の構造物を具備するウェハーを含み、前記構造物は、前記犠牲層が除去された時点でインターフェロメトリック変調器になり、前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、エッチング液が、前記犠牲層に、及び前記犠牲層と前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層を同じく具備するテストユニットに到達できるための複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、単一の穴を具備する。
【００１５】
本明細書において開示される他の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）及びテストユニット構造物を有するウェハーを製造する方法を含み、前記方法は、複数の構造物を形成することと、テストユニットを同時に形成することと、前記複数の構造物及び前記テストユニットをエッチング液にさらすこと、とを含み、前記複数の構造物を形成することは、１つ以上の材料堆積及び除去ステップを含み、前記構造物は、犠牲層及び前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する少なくとも１つの層を具備し、前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、エッチング液が前記犠牲層に到達できるための複数の穴を具備し、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及び除去ステップを含み、前記テストユニットは、前記犠牲層及び前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層も具備し、前記テストユニット内の前記犠牲層の上方の前記犠牲層に隣接する前記少なくとも１つの層は、複数の穴を具備し、前記テストユニット内の前記穴間の距離は、前記複数の構造物内の前記複数の穴間の距離よりも大きい。
【００１６】
本明細書において開示される他の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）と、前記ＭＥＭＳの製造中に除去される材料のエッチング範囲を測定するために適合化されたテストユニットと、を含むウェハーを含む。
【００１７】
本明細書において開示される他の実施形態は、電気的刺激に反応して機械的構造物を移動させるための第１の手段と、前記第１の手段の製造中に除去される材料のエッチング範囲を測定するための第２の手段と、を含むウェハーを含む。
【００１８】
本明細書において開示される他の実施形態は、少なくとも３つの材料層を互いの最上面に堆積すること及び最上部の材料層内において穴を形成することを含むプロセスによって製造されるテストユニットを含む。
【００１９】
本明細書において開示される他の実施形態は、インターフェロメトリック変調器製造プロセスが該製造プロセスによって製造されるインターフェロメトリック変調器から反射される色に対して及ぼす影響を決定する方法を含み、前記方法は、第１の機械膜を支持する柱を具備する複数のインターフェロメトリック変調器を製造することと、第２の機械膜を支持する柱を具備するテストユニットエタロンを製造することであって、前記テストユニット内の前記柱は、前記複数のインターフェロメトリック変調器内の前記柱よりも高い密度で存在することと、前記テストユニットエタロンから反射された光を検出することであって、前記検出された光は、前記複数のインターフェロメトリック変調器内の干渉空洞の深さを示すこと、とを含む。
【００２０】
本明細書において開示される他の実施形態は、インターフェロメトリック変調器製造プロセスがこれらのインターフェロメトリック変調器によって反射される色に対して及ぼす影響をモニタリングするためのテストユニットを含み、前記テストユニットは、前記プロセスによって製造される前記インターフェロメトリック変調器内におけるよりも密度の高い機械的膜支持柱を具備するテストエタロンを具備する。
【００２１】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるために適合化された複数のインターフェロメトリック変調器と、前記反射型表示素子のうちの少なくとも１つから反射される光と実質的に同じ色を有する光を反射させるように適合化されたテストユニットと、を具備するウェハーを含む。
【００２２】
本明細書において開示される他の実施形態は、伝導性の部分的ミラーとミラーを具備する伝導性の機械膜を有するエタロンとを具備するテストユニットを含み、前記機械膜は、複数の柱によって前記部分的ミラーから分離され、前記柱の密度は、前記部分的ミラーと前記機械膜との間に電圧が印加されたときに前記機械膜が前記部分的ミラーの方に崩れる（ｃｏｌｌａｐｓｅする）ことができないような十分に高い密度である。
【００２３】
本明細書において開示される他の実施形態は、結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）とテストユニット構造物を製造する方法を含み、前記方法は、ＭＥＭＳ構造物を形成することと、テストユニットを同時に形成すること、とを含み、前記ＭＥＭＳ構造物を形成することは、１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記ＭＥＭＳ構造物は、第１の複数の柱によって支持された第１の機械膜を具備し、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットは、第２の複数の柱によって支持された第２の機械膜を具備し、前記第２の複数の柱は、前記第１の複数の柱よりも密度が高い状態で存在する。
【００２４】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、第２の手段であって、前記第２の手段のうちの少なくとも１つから反射される色と実質的に同じ色を有する光を安定的に反射させるための第２の手段と、を具備するウェハーを含む。
【００２５】
本明細書において開示される他の実施形態は、部分的ミラーを形成することと、機械膜を形成することと、前記機械膜を支持しさらに前記機械膜を前記部分的ミラーから分離する複数の柱を形成すること、とを含むプロセスによって製造されるテストユニットを含み、前記柱の密度は、前記部分的ミラーと前記機械膜との間に電圧が印加されたときに前記機械膜が前記部分的ミラーの方に崩れることができないような十分に高い密度である。
【００２６】
本明細書において開示される他の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中に堆積される材料の堆積をモニタリングする方法を含み、前記方法は、前記製造中に堆積される少なくとも３つの材料層から成るテストユニットを形成することであって、前記少なくとも３つの材料層は、前記ＭＥＭＳの製造中に堆積される層数よりも少なく、前記少なくとも３つの材料層は、エタロンを形成することと、前記エタロンから反射された光を検出しそれによって前記少なくとも３つの層の性質に関する情報が得られること、とを含む。
【００２７】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるために適合化された複数のインターフェロメトリック変調器と、非変調型干渉計と、を具備するウェハーを含む。
【００２８】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において干渉的に光を表示するための複数の第１の手段と、非変調的に及び干渉的に光を反射させるための第２の手段と、を含むウェハーを含む。
【００２９】
本明細書において開示される他の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の製造中に堆積される材料の堆積をモニタリングする方法を含み、前記方法は、前記製造中に堆積される１つ以上の材料層を具備するテストユニットを形成することであって、前記テストユニット内の材料層数は、前記ＭＥＭＳの製造中に堆積される層数よりも少ないことと、前記テストユニットの反射率を検出し、それによって前記反射率は前記テストユニット内の前記層の性質に関する情報を提供すること、とを含む。
【００３０】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるために適合化された複数のインターフェロメトリック変調器を具備するウェハーを含み、前記インターフェロメトリック変調器は、複数の材料層と、前記材料層のうちの１つ以上を具備するテストユニットと、を具備し、前記テストユニットは、すべての前記複数の材料層よりも少ない数の材料層を具備する。
【００３１】
本明細書において開示される他の実施形態は、結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）とテストユニット構造物を製造する方法を含み、前記方法は、ＭＥＭＳ構造物を形成することと、テストユニットを同時に形成すること、とを含み、前記ＭＥＭＳ構造物を形成することは、１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在するすべての構成要素よりも少ない数の構成要素を具備する。
【００３２】
本明細書において開示される他の実施形態は、基板上において一連の材料層を堆積及びパターン形成してＭＥＭＳ構造物を形成することと、前記基板上において一連の材料層を同時に堆積及びパターン形成してテストユニットを形成することであって、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在するすべての構成要素よりも少ない数の構成要素を具備すること、とを含むプロセス、によって製造されるウェハーを含む。
【００３３】
本明細書において開示される他の実施形態は、微小電気機械システム（ＭＥＭＥＳ）の製造中に堆積される層の厚さを測定する方法を含み、前記方法は、互いの最上面に連続的に堆積された２つ以上の層を具備する構造物を形成することであって、前記層は、前記ＭＥＭＳの製造中にこれらの層を形成するために用いられるプロセスを用いて形成され、前記層は、前記構造物の縦断面(profile)内において少なくとも２つの段(step)が形成されるようにパターン形成されることと、前記構造物全体にわたって表面形状測定器を動かすことによって前記段の高さを測定すること、とを含む。
【００３４】
本明細書において開示される他の実施形態は、インターフェロメトリック変調器の製造中に堆積される複数の層を測定するためのテストユニットであって、前記テストユニットの縦断面内に少なくとも２つの段を形成するために互いの最上面に積層された層を具備するテストユニット、を含む。
【００３５】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるために適合化された複数のインターフェロメトリック変調器を具備するウェハーを含み、前記インターフェロメトリック変調器は、複数の材料層と、テストユニットの縦断面内に少なくとも２つの段を形成するために互いの最上面に積層された前記複数の材料層を具備するテストユニットと、を具備する。
【００３６】
本明細書において開示される他の実施形態は、結合された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）とテストユニット構造物を製造する方法を含み、前記方法は、ＭＥＭＳ構造物を形成することと、テストユニットを同時に形成すること、とを含み、前記ＭＥＭＳ構造物を形成することは、１つ以上の材料堆積及びパターン形成ステップを含み、前記ＭＥＭＳ構造物は、複数の層を具備し、前記テストユニットを形成することは、前記１つ以上の堆積及びパターン形成ステップを含み、前記テストユニットは、前記テストユニットの縦断面内に少なくとも２つの段を形成するために前記複数の層を具備する。
【００３７】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるために適合化された複数の反射型表示素子と、前記反射型表示素子の製造中に堆積される少なくとも１つの材料の厚さを測定するために適合化されたテストユニットと、を含むウェハーを含む。
【００３８】
本明細書において開示される他の実施形態は、ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、前記第１の手段の製造中に堆積される少なくとも１つの材料の厚さを測定するための第２の手段と、を具備するウェハーを含む。
【００３９】
本明細書において開示される他の実施形態は、基板上において一連の材料層を堆積及びパターン形成してＭＥＭＳ構造物を形成することと、前記基板上において前記一連の材料層を同時に堆積及びパターン形成してテストユニットを形成することを具備し、前記パターン形成後に前記テストユニット内に残っている材料層は、前記テストユニットの縦断面内において少なくとも２つの段を形成するプロセスによって製造されるウェハーを含む。
【００４０】
本明細書において開示される他の実施形態は、多色インターフェロメトリック変調器ディスプレイを製造するために用いられるプロセスを試験する方法であって、前記ディスプレイ内の異なる色のインターフェロメトリック変調器は、部分的反射体と反射性機械膜との間において異なる深さのギャップを形成することによって製造され、前記ギャップの前記深さは、１つ以上の犠牲層の堆積によって決定され、１つ以上のギャップの前記深さは、複数の犠牲層の堆積によって決定される方法を含み、前記方法は、前記１つ以上の犠牲層を具備するテストユニットを形成することであって、前記テストユニットの少なくとも１つの領域は、互いの最上面に堆積された前記複数の犠牲層を具備することと、前記テストユニットの縦断面を測定することと、前記複数の犠牲層の累積厚さを前記縦断面から決定すること、とを含む。
【００４１】
本明細書において開示される他の実施形態は、多色インターフェロメトリック変調器ディスプレイを製造するために用いられるプロセスを試験する際に用いられるテストユニットであって、前記ディスプレイ内の異なる色のインターフェロメトリック変調器は、部分的反射体と反射性機械膜との間において異なる深さのギャップを形成することによって製造され、前記ギャップの前記深さは、１つ以上の犠牲層の堆積によって決定され、１つ以上のギャップの前記深さは、複数の犠牲層の堆積によって決定されるテストユニットを含み、前記テストユニットは、互いの最上面の複数の犠牲層を具備し、前記テストユニットの１つの領域は、単一の犠牲層を含み、前記テストユニットの第２の領域は、互いの最上面の２つの犠牲層を含み、前記テストユニットの第３の領域は、互いの最上面の３つの犠牲層を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下の詳細な説明は、本発明のいくつかの具体的な実施形態を対象にしたものである。しかしながら、本発明は、非常に数多くの異なった形で具体化することが可能である。本説明では図面を参照しており、同一のものについては図面全体に渡って同一の参照数字が付されている。以下の説明から明確になるように、各実施形態は、動画（映像、等）又は静止画（静止画像、等）のいずれであるかにかかわらず、さらに、テキスト又は絵のいずれであるかにかかわらず、画像を表示するように構成されているあらゆる装置に実装することができる。より具体的には、各実施形態は、様々な電子機器、例えば、限定することなしに、携帯電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯式コンピュータ、ポータブルコンピュータ、ＧＰＳ受信装置／ナビゲーター、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダー、ゲームコンソール、腕時計、柱時計、計算器、テレビモニター、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニター、自動車の表示盤（オドメーターの表示盤、等）、コックピットの制御盤及び／又は表示盤、カメラのディスプレイ(車両内のリアビューカメラのディスプレイ、等)、電子写真、電子広告掲示板又は看板、プロジェクター、建築構造物、梱包、美的構造物（宝石上におけるイメージの表示、等）の内部に又はこれらの電子機器と関連させて実装できるようにすることが企図されている。さらに、本明細書において説明されているＭＥＭＳデバイスと同様の構造を有するＭＥＭＳデバイスは、電子式開閉装置等の表示以外の用途においても使用することができる。
【００４３】
ＭＥＭＳデバイスの製造は、典型的には、一連の材料堆積、パターン形成、及びエッチングステップを用いることによって形成された構造物及び厚さを有する幾つかの材料層の形成を含む。最終的なＭＥＭＳデバイス内の所定の層の加工中に発生した誤りを前記最終的なＭＥＭＳデバイスから診断するのは困難になる可能性がある。さらに、最終的なＭＥＭＳデバイスを意図された用途のために最適化するためにどのような特定のパラメータ、例えば膜厚、を調整すべきであるかを前記最終的なデバイスから決定するのも困難になる可能性がある。このため、特定の加工ステップの結果をモニタリングするために用いることができる構造物及び方法が必要である。従って、様々な実施形態においては、ＭＥＭＳデバイスを製造するために用いられるプロセスと同じプロセスのうちの少なくとも一部を用いて構築されたプロセスコントロールモニターが提供される。前記プロセスコントロールモニターの分析は、ＭＥＭＳデバイスを構成する個々の要素又は構成要素の部分組に関する情報を提供する。
【００４４】
干渉型ＭＥＭＳ表示素子を具備する１つのインターフェロメトリック変調器ディスプレイ実施形態が図１に例示されている。これらのデバイスにおいて、画素は、明るい状態又は暗い状態のいずれかである。明るい（「オン」又は「開いた」）状態においては、前記表示素子は、入射可視光の大部分をユーザーに対して反射させる。暗い（「オフ」又は「閉じた」）状態においては、前記表示素子は、ユーザーに対して入射可視光をほとんど反射させない。該「オン」状態及び「オフ状態」の光反射特性は反転させることができ、実施形態に依存する。ＭＥＭＳ画素は、白黒に加えてカラーディスプレイを考慮して、主に選択された色において反射するように構成させることができる。
【００４５】
図１は、ビジュアルディスプレイの一連の画素における２個の隣接する画素を描いた等角図であり、各画素は、ＭＥＭＳインターフェロメトリック変調器を具備する。幾つかの実施形態においては、インターフェロメトリック変調器ディスプレイは、これらのインターフェロメトリック変調器のロー／カラムアレイを具備する。各インターフェロメトリック変調器は、一対の反射層を含む。これらの一対の反射層は、可変でかつ制御可能な距離に互いに配置され、少なくとも１つの可変寸法を有する共鳴光学空洞を形成している。一実施形態においては、前記反射層のうちの１つは、２つの位置の間を移動させることができる。本明細書においては解放位置と呼ばれる第１の位置においては、前記移動可能反射層は、固定された部分的反射層から相対的に遠く離れた距離に配置される。本明細書においては作動位置と呼ばれる第２の位置においては、前記移動可能反射層は、前記部分的反射層のほうにより近づけて配置される。これらの２つの層から反射された入射光は、前記移動可能反射層の位置に依存して建設的に又は破壊的に干渉し、各画素に関して全体的な反射状態又は非反射状態を作り出す。
【００４６】
図１において、画素アレイのうちの描かれた部分は、２つの隣接するインターフェロメトリック変調器１２ａ及び１２ｂを含む。左側のインターフェロメトリック変調器１２ａにおいては、移動可能な反射層１４ａが、部分的反射層を含む光学スタック１６ａから予め決められた距離にある位置において解放状態になっている。右側のインターフェロメトリック変調器１４ｂにおいては、移動可能な反射層１４ｂが、光学スタック１６ｂに隣接した作動位置にある。
【００４７】
本明細書において参照される光学スタック１６ａ及び１６ｂ（光学スタック１６と総称される）は、典型的には、電極層、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）と、部分的反射層、例えばクロムと、透明な誘電体と、を含むことができる幾つかの溶融層を具備する。従って、光学層１６は、電気的伝導性であり、部分的に透明であり、部分的に反射性であり、例えば上記の層のうちの１つ以上を透明基板２０上に堆積することによって製造することができる。幾つかの実施形態においては、これらの層は平行なストリップから成るパターンが形成されており、後述されるようにディスプレイデバイス内においてロー電極を形成することができる。移動可能反射層１４ａ、１４ｂは、柱１８の頂部に堆積された（ロー電極１６ａ及び１６ｂと直交の）１つの又は複数の堆積金属層の一連の平行ストリップとして及び柱１８間に堆積された介在犠牲材料として形成することができる。前記犠牲材料がエッチングによって除去されると、移動可能反射層１４ａ及び１４ｂが定められたギャップ１９だけ光学スタック１６ａ、１６ｂから分離される。伝導性が高い反射性材料、例えばアルミニウム、を反射層１４に関して用いることができ、これらのストリップは、ディスプレイデバイス内においてカラム電極を形成することができる。
【００４８】
図１において画素１２ａによって例示されるように、電圧が印加されていない状態では、空洞１９は移動可能反射層１４ａと光学スタック１６ａとの間にとどまっており、移動可能反射層１４ａは機械的に解放された状態になっている。しかしながら、選択されたロー及びカラムに電位差が印加されると、対応する画素におけるロー電極及びカラム電極の交差部において形成されているキャパシタが荷電され、静電力がこれらの電極を引き寄せる。電圧が十分に高い場合は、移動可能反射層１４が変形されて光学層１６に押しつけられる。光学層１６内の（この図に示されていない）誘電層は、図１内の右側の画素１２によって示されるように、層１４と１６との間の短絡を防止すること及び分離距離を制御することができる。この挙動は、印加される電位差の極性にかかわらず同じである。このように、反射性対非反射性画素の状態を制御することができるロー／カラム作動は、従来のＬＣＤ及びその他の表示技術において用いられる作動と多くの点で類似している。
【００４９】
図２乃至５Ｂは、表示用途においてインターフェロメトリック変調器レイを用いるための１つの典型的なプロセス及びシステムを示す。
【００５０】
図２は、本発明の諸側面を組み入れることができる電子デバイスの一実施形態を例示したシステムブロック図である。この典型的実施形態においては、前記電子デバイスはプロセッサ２１を含み、該プロセッサ２１は、あらゆる汎用の単チップ又は多チップのマイクロプロセッサ、例えば、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＩＩ（登録商標）、ＰｅｎｔｉｕｍＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、等、又は、あらゆる専用マイクロプロセッサ、例えば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルゲートアレイ、等、にすることができる。当業においては従来の方法であるが、プロセッサ２１は、１つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成することができる。プロセッサ２１は、オペレーティングシステムを実行することに加えて、１つ以上のソフトウェアアプリケーション、例えば、ウェブブラウザ、電話に関するアプリケーション、電子メールプログラム、又はその他のあらゆるソフトウェアアプリケーション、を実行するように構成することができる。
【００５１】
一実施形態においては、プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するようにも構成される。一実施形態においては、アレイドライバ２２は、パネル又はディスプレイアレイ（ディスプレイ）３０に信号を提供するロードライバ回路２４及びカラムドライバ回路２６を含む。図１に示される該アレイの横断面は、図２では線１−１によって示されている。ＭＥＭＳインターフェロメトリック変調器においては、ロー／カラム作動プロトコルは、図３において示されるこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用することができる。例えば、移動可能層を解放状態から作動状態に変形させるためには１０ボルトの電位差が必要である。しかしながら、電圧が同値から減じられたときには、移動可能層は、電圧が低下して再び１０ボルトよりも低くなる間にその状態を維持する。図３の典型的実施形態においては、移動可能層は、電圧が２ボルトよりも低くなるまで完全には解放されない。このため、図３において示される例においては、約３乃至７Ｖの電圧範囲が存在しており、デバイスが解放された状態又は作動された状態において安定している印加電圧の窓が存在している。本明細書では、この窓は「ヒステリシスウインドー」又は「安定ウインドー」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイの場合は、ローストローブ中に、ストローブされたロー内の作動対象画素が約１０ボルトの電圧差にさらされ、さらに、解放対象画素が約ゼロボルトの電圧差にさらされることになるように、ロー／カラム作動プロトコルを設計することができる。ストローブ後は、画素は、約５ボルトの定常状態電圧差にさらされ、このため、ローストローブによって置かれたあらゆる状態にとどまる。本例においては、各画素は、書かれた後には、３乃至７ボルトの「安定ウインドー」内において電位差にさらされる。この特長は、図１において示される画素設計を、作動状態又は先在する解放状態のいずれであるかにかかわらず同じ印加電圧状態の下で安定させることになる。インターフェロメトリック変調器の各画素は、作動状態又は解放状態のいずれであるかにかかわらず、本質的には、固定反射層及び移動可能反射層によって形成されたキャパシタであるため、この安定状態は、電力散逸がほとんどゼロの状態でヒステリシスウインドー内のある１つの電圧において保持することができる。本質的に、印加電位が固定されている場合は、画素内には電流は流れ込まない。
【００５２】
典型的な用途においては、第１のロー内の希望される作動画素の組に従ってカラム電極の組を選択することによって表示フレームを製造することができる。次に、ローパルスがロー１電極に加えられ、選択されたカラムラインに対応する画素を作動させる。次に、選択されたカラム電極の組が変更され、第２ロー内の希望される作動画素の組に対応させる。次に、ロー２電極にパルスが加えられ、選択されたカラム電極に従ってロー２内の該当画素を作動させる。ロー１の画素は、ロー２のパルスによる影響を受けず、ロー１のパルス中に設定された状態にとどまる。このプロセスは、フレームを製造するために一連のロー全体に関して逐次的に繰り返すことができる。一般的には、これらの表示フレームは、希望される何らかの１秒当たりのフレーム数の時点において、該プロセスを連続的に繰り返すことによってリフレッシュされるか及び／又は新しい表示データによって更新される。画素アレイのロー電極及びカラム電極を駆動して表示フレームを製造するためのプロトコルは非常に様々であることがよく知られており、これらのプロトコルを本発明ととともに使用することができる。
【００５３】
図４、５Ａ及び５Ｂは、図２の３×３アレイ上において表示フレームを製造するために用いることが可能な１つの作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に関して使用することができる一組のカラム／ロー電圧レベルを示す。図４の実施形態においては、画素を作動させることは、該当するカラムを−Ｖｂｉａｓに設定すること及び該当するローを＋ΔＶに設定することが関わっており、これらの電圧は、−５ボルト及び＋５ボルトにそれぞれ該当する。画素の解放は、該当するカラムを＋Ｖｂｉａｓに及び該当するローを同じ＋ΔＶに設定し、前記画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成される。ロー電圧がゼロボルトに保持されるローにおいては、画素は、カラムが＋Ｖｂｉａｓ又は−Ｖｂｉａｓのいずれであるかにかかわらず、最初に置かれていた状態において安定している。同じく図４において、上記の電圧とは反対の極性の電圧を使用できること、例えば、画素を作動させることは、該当するカラムを＋Ｖｂｉａｓに設定して該当するローを−ΔＶに設定することを含むことができる、という点が理解されるであろう。この実施形態においては、画素の解放は、該当するコラムを−Ｖｂｉａｓに及び該当するローを同じ−ΔＶに設定し、前記画素においてゼロボルトの電位差を作り出すことによって達成される。
【００５４】
図５Ｂは、図２の３×３アレイに加えられた一連のロー信号及びカラム信号を示したタイミング図であり、結果的には、図５Ａに示される表示配置になり、同図における作動画素は非反射性である。図５Ａに示されるフレームを書く前においては、画素はあらゆる状態になることが可能であり、本例では、すべてのローが０ボルト、すべてのカラムが＋５ボルトである。これらの電圧が印加された状態では、すべての画素は、印加以前における作動状態又は解放状態で安定している。
【００５５】
図５Ａのフレームにおいては、画素（１、１）、（１、２）、（２、２）、（３、２）及び（３、３）が作動される。該作動を達成させるために、ロー１に関する「ラインタイム」中に、カラム１及び２が−５ボルトに設定され、カラム３が＋５Ｖに設定される。この場合、すべての画素が３乃至７ボルトの安定ウインドー内にとどまっているためいずれの画素の状態も変化させない。次に、ロー１がパルスを用いてストローブされ、０から最高５Ｖまで上昇して０に戻る。この動作は、画素（１、１）及び（１、２）を作動させ、画素（１、３）を解放する。画素アレイ内のその他の画素は影響を受けない。ロー２を希望どおりに設定するためには、カラム２が−５Ｖに設定され、カラム１及び３が＋５Ｖに設定される。これで、ロー２に加えられた同じストローブが、画素（２、２）を作動させ、画素（２，１）及び（２、３）を解放する。この場合も、画素アレイのその他の画素は影響を受けない。同様に、カラム２及び３を−５Ｖに設定し、カラム１を＋５Ｖに設定することによってロー３が設定される。ロー３のストローブは、ロー３の画素を図５Ａに示されるように設定する。表示フレームを書いた後は、ロー電位はゼロであり、カラム電位は、＋５又は−５ボルトのいずれかにとどまることができ、従って、図５Ａの配置において表示が安定する。この手順は、何十ものローとカラムのアレイさらには何百ものローとカラムのアレイに関しても採用できるという点が理解されるであろう。さらに、ロー及びカラムの作動を実施するために用いられるタイミング、順序、及び電圧レベルは、上述される一般原理内において大きく変化させることが可能である点、及び、上例は典型的な例であるにすぎず、あらゆる作動電圧方法を本明細書において説明されるシステム及び方法とともに用いることができる点も理解されるであろう。
【００５６】
図６Ａ及び６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示したシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、例えば携帯電話であることができる。しかしながら、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素又はそのわずかな変形は、テレビ及びポータブルメディアプレーヤー等の様々な型のディスプレイデバイスであることが可能であることも示している。
【００５７】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力装置４８と、マイク４６と、を含む。ハウジング４１は、一般的には、当業者によってよく知られている様々な製造プロセスのうちのいずれかから成形され、射出成形及び真空成形を含む。さらに、ハウジング４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、又はその組合せを含むがこれらの材料に限定されない様々な材料のうちのいずれかから製造することができる。一実施形態においては、ハウジング４１は、異なる色のその他の除去可能部分、又は異なるロゴ、絵、又は記号を含むその他の除去可能部分と互換可能な除去可能部分（図示されていない）を含む。
【００５８】
典型的ディスプレイデバイス４０のディスプレイ３０は、本明細書において説明される双安定表示ディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであることができる。その他の実施形態においては、ディスプレイ３０は、当業者によく知られている、前述のフラットパネルディスプレイ、例えば、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、又はＴＦＴ  ＬＣＤ、又は非フラットパネルディスプレイ、例えばＣＲＴ又はその他の受像管デバイスを含む。しかしながら、本実施形態について説明する目的上、ディスプレイ３０は、本明細書において説明されるインターフェロメトリック変調器ディスプレイを含む。
【００５９】
典型的ディスプレイデバイス４０の一実施形態の構成要素は、図６Ｂにおいて概略的に示されている。例示されている典型的ディスプレイデバイス４０はハウジング４１を含み、さらに前記ハウジング内に少なくとも部分的に入っている追加の構成要素を含むことができる。例えば、一実施形態においては、典型的ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインタフェース２７を含む。トランシーバ４７は、プロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１はコンディショニングハードウェア５２に接続される。コンディショニングハードウェア５２は、信号をコンディショニングする（例えば信号をフィルタリングする）ように構成することができる。コンディショニングハードウェア５２は、スピーカー４５及びマイク４６に接続される。プロセッサ２１は、入力装置４８及びドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８及びアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２は表示アレイ３０に結合される。電源５０は、典型的なディスプレイデバイス４０の特定の設計によって要求されるすべての構成要素に対して電力を提供する。
【００６０】
ネットワークインタフェース２７はアンテナ４３及びトランシーバ４７を含み、このため、典型的ディスプレイデバイス４０は、ネットワークを通じて１つ以上のデバイスと通信することができる。一実施形態においては、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１の要求を軽減するための幾つかの処理能力を有することも可能である。アンテナ４３は、信号を送信及び受信するための、当業者に知られるいずれかのアンテナである。一実施形態においては、前記アンテナは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（ａ）、（ｂ）、又は（ｇ）を含むＩＥＥＥ  ８０２．１１基準に従ってＲＦ信号を送信及び受信する。他の実施形態においては、前記アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）基準に従ってＲＦ信号を送信及び受信する。携帯電話の場合は、前記アンテナは、無線携帯電話ネットワーク内において通信するために用いられるＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ又はその他の既知の信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受け取られた信号がプロセッサ２１によって受け取られてさらに処理できるように前記信号を前処理する。トランシーバ４７は、同じく、プロセッサ２１から受け取られた信号を典型的なディスプレイデバイス４０からアンテナ４３を介して送信できるように処理する。
【００６１】
代替実施形態においては、トランシーバ４７は、受信機に代えることができる。さらに他の実施形態においては、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に送られる画像データを格納又は生成することができる画像ソースに代えることができる。例えば、前記画像ソースは、画像データを内蔵するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）又はハードディスクドライブ、又は画像データを生成するソフトウェアモジュールであることができる。
【００６２】
プロセッサ２１は、一般的には、典型的ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御する。プロセッサ２１は、データ、例えば圧縮画像データ、をネットワークインタフェース２７又は画像ソースから受け取り、前記データを処理して生画像データにするか、又は簡単に処理して生画像データにすることができるフォーマットにする。次に、プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に送るか又はフレームバッファ２８に送って保存する。生データは、典型的には、１つの画像内の各位置における画像の特徴を識別する情報である。例えば、画像に関するこれらの特徴は、色、飽和、及びグレースケールレベルを含むことができる。
【００６３】
一実施形態においては、プロセッサ２１は、典型的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、ＣＰＵ、又は論理装置を含む。コンディショニングハードウェア５２は、一般的には、スピーカー４５に信号を送信するための及びマイク４６から信号を受信するための増幅器及びフィルタを含む。コンディショニングハードウェア５２は、典型的ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素にすること、又は、プロセッサ２１又はその他の構成要素の中に組み入れることができる。
【００６４】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生の画像データを、プロセッサ２１から直接受け取るか又はフレームバッファ２８から受け取り、アレイドライバ２２に高速送信するのに適した再フォーマット化を前記生画像データに対して行う。具体的には、ドライバコントローラ２９は、生画像データを再フォーマット化し、ラスターに似たフォーマットを有するデータフローにする。このため、前記データフローは、表示アレイ３０全体を走査するのに適した時間的順序を有する。次に、ドライバコントローラ２９は、フォーマット化された情報をアレイドライバ２２に送る。ドライバコントローラ２９、例えばＬＣＤコントローラ、は、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１と関連づけられることがしばしばあるが、これらのコントローラは、数多くの方法で実装することができる。これらのコントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込むこと、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に埋め込むこと、又は、アレイドライバ２２とともにハードウェア内に完全に組み込むことができる。
【００６５】
典型的には、アレイドライバ２２は、フォーマット化された情報をドライバコントローラ２９から受け取り、映像データを再フォーマット化して平行する一組の波形にする。これらの波形は、ディスプレイのｘ−ｙ画素マトリクスから来る何百ものそして時には何千ものリード線に対して１秒間に何回も加えられる。
【００６６】
一実施形態においては、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、及び表示アレイ３０は、本明細書において説明されるあらゆる型のディスプレイに関して適する。例えば、一実施形態においては、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラ又は双安定表示ディスプレイコントローラ（インターフェロメトリック変調器コントローラ、等）である。他の実施形態においては、アレイドライバ２２は、従来のドライバ又は双安定表示ディスプレイドライバ（インターフェロメトリック変調器ディスプレイ、等）である。一実施形態においては、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化されている。該実施形態は、携帯電話、腕時計、及びその他の小型ディスプレイ等のような高度に一体化されたシステムにおいて共通する実施形態である。さらに他の実施形態においては、表示アレイ３０は、典型的なディスプレイアレイ又は双安定表示ディスプレイアレイ（インターフェロメトリック変調器レイを含むディスプレイ、等）である。
【００６７】
入力装置４８は、ユーザーが典型的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するのを可能にする。一実施形態においては、入力装置４８は、キーパッド、例えばＱＷＥＲＴＹキーボード又は電話のキーパッドと、ボタンと、スイッチと、タッチ画面と、感圧膜と、感熱膜と、を含む。一実施形態においては、マイク４６は、典型的ディスプレイデバイス４０に関する入力装置である。データをデバイスに入力するためにマイク４６を使用時には、ユーザーは、典型的ディスプレイデバイス４０の動作を制御するための音声コマンドを提供することができる。
【００６８】
電源５０は、当業においてよく知られている様々なエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば、一実施形態においては、電源５０は、充電可能な電池、例えば、ニッカド電池又はリチウムイオン電池、である。他の実施形態においては、電源５０は、再生可能なエネルギー源、コンデンサ、又はプラスチック太陽電池と太陽電池塗料を含む太陽電池である。他の実施形態においては、電源５０は、コンセントから電力を受け取るように構成される。
【００６９】
幾つかの実装においては、制御プログラマビリティは、上述されるように、電子ディスプレイシステム内の数カ所に配置することができるドライバコントローラ内に常駐する。幾つかの事例においては、制御プログラマビリティは、アレイドライバ２２内に常駐する。当業者は、上述される最適化はあらゆる数のハードウェア及び／又はソフトウエアコンポーネントにおいて及び様々なコンフィギュレーションで実装できることを認識するであろう。  上記の原理に従って動作するインターフェロメトリック変調器の構造の詳細は、大きく変わることができる。例えば、図７Ａ乃至図７Ｅは、移動可能反射層１４及びその支持構造物の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは、図１の実施形態の横断面であり、細長い帯状の金属材料１４が直交支持物１８上に堆積されている。図７Ｂにおいては、移動可能反射層１４は、支持物の角のみに（テザー３２上に）取り付けられている。図７Ｃにおいて、移動可能反射層１４は、柔軟な金属を具備することができる変形可能層３４から吊り下げられている。変形可能層３４は、直接又は間接的に、変形可能層３４の周囲の基板２０に接続する。これらの接続物は、本明細書においては支持柱と呼ばれる。図７Ｄに示される実施形態は、変形可能層３４が載っている支持柱プラグ４２を有する。移動可能反射層３４は、変形可能層３４と光学スタック１６との間の穴を埋めることによって支持柱を形成しない。むしろ、支持柱は、支持柱プラグ４２を形成するために用いられる平坦化材料によって形成される。図７Ｅに示される実施形態は、図７Ｄに示される実施形態に基づくが、図７Ａ乃至７Ｃに示されるあらゆる実施形態及び図示されていない追加の実施形態ともに機能するように適合化することができる。図７Ｅに示される実施形態においては、バス構造物４４を形成するために余分の金属層又は伝導材料層が用いられている。この使用は、インターフェロメトリック変調器の裏面に沿った信号のルーティングを可能にし、その他の方法の場合は基板２０上に形成しなければならなかった幾つかの電極を不要にする。
【００７０】
図７に示されるような実施形態においては、インターフェロメトリック変調器は、直視型デバイスとして機能し、インターフェロメトリック変調器が配置された側の反対側である、透明基板２０の前側から画像が見られる。これらの実施形態においては、反射層１４は、変形可能層３４及びバス構造物４４を含む基板２０の反対側の反射層側上のインターフェロメトリック変調器の幾つかの部分を光学的に遮蔽する。この遮蔽は、画質に悪影響を及ぼさずに遮蔽された区域をコンフィギュレーションして作業をするのを可能にする。この分離可能な変調器構造は、変調器の電気機械的側面及び光学的側面に関して用いられる構造上の設計及び材料を選択すること及び互いに独立して機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ乃至７Ｅに示される実施形態は、反射層１４の光学的性質を変形可能層３４によって行われる機械的性質から切り離すことによって得られる追加の利益を有する。このことは、反射層１４に関して用いられる構造設計及び材料を光学的性質に関して最適化すること、及び変形可能層３４に関して用いられる構造設計及び材料を希望される機械的性質に関して最適化することを可能にする。
【００７１】
プロセスコントロールモニター
多くのＭＥＭＳ製造プロセスは、一連の材料堆積及びパターン形成ステップから成る。様々な材料を連続的に基板上に堆積して層を形成することができる。堆積ステップ間における材料エッチングによるパターン形成は、堆積された材料を構造的に適合化させて希望されるＭＥＭＳ構造物を達成させるために用いることができる。ＭＥＭＳ製造手法が多層を用いること及び製造される構造物が小規模であることは、前記製造プロセスが希望される性質を有する構造物及び材料層を作り出しているかどうかを評価する際に問題を発生させる。従って、一実施形態においては、様々な製造プロセスの結果を評価するために用いることができるプロセスコントロールモニターが提供される。幾つかの実施形態においては、前記プロセスコントロールモニターは、ＭＥＭＳデバイスを製造するために用いられる製造ステップと同じ製造ステップのうちの少なくとも一部を用いて製造される。これらのプロセスコントロールモニターの評価は、これらの製造ステップ中に形成された様々な材料及び構造物の性質を決定するために用いることができる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニターは、製造中に用いられるのと同じく組の材料堆積及びパターン形成ステップを用いて製造される。プロセスコントロールモニターは、ＭＥＭＳ構造物に適用されるパターンとは異なるパターンをプロセスコントロールモニターに適用することによって構造的に適合化することができる。例えば、ＭＥＭＳ構造物内に存在する１つの材料層は、堆積された層全体がエッチングステップ中にエッチングによって除去されるような形でプロセスコントロールモニターのパターン形成を行うことによって、プロセスコントロールモニター内にまったく存在しないようにすることができる。同様に、その他の実施形態においては、通常はＭＥＭＳ構造物の製造中にエッチングによって除去される材料層が、プロセスコントロールモニター内にとどまることができる。
【００７２】
幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニターからの情報は、光学的手段を通じて入手することができる。例えば、プロセスコントロールモニターから反射される光は、プロセスコントロールモニター内に存在する材料に関する情報を含むことができる。当業者は、その他のプロセスコントロールモニター評価方法、例えば、レーザー走査、光学顕微ミラー、電子顕微ミラー、及びｘ線顕微ミラーを含む顕微ミラー検査法、及び分光法が可能であることを理解するであろう。一実施形態においては、反射された光は、反射光の強度を得るために光検出器を用いて検出される。この情報は、プロセスコントロールモニター内の材料の反射率及び透過率を決定するために用いることができる。他方、これらの性質は、プロセスコントロールモニター内の材料の厚さに関する情報を提供することができる。例えば、本質的に反射性である材料からの反射量は、該材料の厚さを示す１つの尺度になる。一実施形態においては、Ｍｉｎｏｌｔａ（登録商標）反射率計が用いられる。他の実施形態においては、プロセスコントロールモニターから反射される光は、分光計によって測定され、前記反射光の波長依存性が得られる。この波長依存性は、プロセスコントロールモニター内の材料の吸収上の性質及び前記材料の屈折指数に関する情報を提供することができる。さらに、ＭＥＭＳデバイスは非常に近い箇所に反射性の表面が存在することがしばしばあるため、反射光は、建設的な及び破壊的な干渉を受ける可能性がある（例えば、ＭＥＭＳデバイスは、１つ以上のエタロンを含むことができる）。従って、反射光の波長依存性は、ＭＥＭＳ内における反射性表面の相対的位置決めに関する情報を提供することができる。一実施形態においては、エタロンの深さ等の性質を決定するために、前記エタロンから反射されることが予測されるモデルスペクトルに測定されたスペクトルが当てはめられる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニターから反射される光の色を測定するための測色計が用いられる。本明細書において用いられる「エタロン」は、光が１方の表面を通過して同じ表面を通って反射される前に２つの表面間で複数回反射されるように位置決めされた少なくとも部分的に反射性の前記２つの表面を意味する。これらの複数の反射率は、光学波長のフィルタリングを考慮した場合、様々な波長における破壊的及び建設的干渉に結び付く可能性がある。
【００７３】
一実施形態においては、プロセスコントロールモニターを支持するために透明の基板を用いることができる。前記基板は、堆積側の反対側からの光学的検出を可能にする。従って、幾つかの事例においては、その他の方法であれば精査不可能な下部堆積材料を精査することができる（例えば、上部層は、反射性が高い層を含む）。その他の実施形態においては、材料堆積側からプロセスコントロールモニターが光学的に精査される。
【００７４】
一実施形態においては、図８に関して、プロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４は、ＭＥＭＳデバイス１０８が形成中と同時に同じ基板１０６上に形成することができる。上述されるように、基板１０６全体を同じ材料堆積及びパターン形成ステップにさらすことができるが、プロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４を形成するために異なるパターンを用いることができる。例えば、パターン形成ステップ中にプロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４に対して用いられるパターンは、対応するパターン形成ステップ中にＭＥＭＳデバイス１０８に対して用いられるパターンと異なることができる。パターン形成ステップは、当業におけるあらゆる適切なパターン形成技術（フォトリソグラフィー、等）を含むことができる。あらゆる数の異なるプロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４を基板上に形成することが可能である。図８に示される積層ウェハー１１０は、特定のＭＥＭＳデバイス１０８の製造中に用いられたプロセスの精査を可能にする。従って、ＭＥＭＳデバイス１０８を電気的に試験するか又は実装デバイス内に組み入れる前に異常な結果を敏速に識別することが可能であり、それによって余分の費用を回避することができる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニター１００、１０２、及び１０４は、ＭＥＭＳデバイス１０８を製造後に精査することも可能である。一実施形態においては、ＭＥＭＳデバイス１０８は、ディスプレイ内での使用に適したインターフェロメトリック変調器レイから成る。幾つかの実施形態においては、基板１０６上のプロセスコントロールモニターは、製造中にラベルが貼付される。
【００７５】
エタロン型プロセスコントロールモニター
上述されるように、幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニターは、少なくとも１つのエタロンを含むように構築される。これで、エタロンから反射された光のスペクトルを検出してエタロンモデルに当てはめることによって、プロセスコントロールモニターの性質、さらにはＭＥＭＳデバイス内の類似構造物の性質を決定することができる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニターは、ＭＥＭＳデバイスと同じ材料堆積ステップによって形成され、従ってＭＥＭＳデバイス内において見つけられる材料層のうちの少なくとも一部を含む。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニター内において見つけられる層数は、ＭＥＭＳデバイス内において見つけられる層数よりも少ない。
【００７６】
エタロン型プロセスコントロールモニターの一組の例は、インターフェロメトリック変調器内において見つけられるすべての層よりも少ない層を含むがエタロンは含む構造物である。図９は、インターフェロメトリック変調器の製造中に堆積することができる材料例を示す。最初に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層１５４が透明基板１５２上に堆積される。透明な伝導体であるＩＴＯ１５４は、伝導性のプレートを提供し、このため、インターフェロメトリック変調器内の移動可能ミラーと前記プレートとの間において電圧を印加することができる。一実施形態においては、ＩＴＯは厚さが約５００Åである。次に、クロム層１５０が堆積される。一実施形態においては、クロム１５０は相対的に薄く（一実施形態においては約７０Å）、部分的反射体として機能することを可能にする。代替として、クロム層１５０は、基板１５２上に堆積してＩＴＯ１５４を後続させることができる。次に、誘電層１５６／１５８が堆積される。前記誘電層は、１つ以上の酸化物から成ることができる。幾つかの実施形態においては、酸化物層１５６／１５８は、複合層であることができる。例えば、相対的に厚いSiO2層１５６（一実施形態においては約４５０Å）を堆積し、その後に薄いAl2O3層１５８（一実施形態においては約７０Å）を堆積してSiO2１５６を保護することができる。幾つかの実施形態においては、３つ以上の酸化物層を用いることができる（例えば、Al2O3-SiO2-Al2O3）。酸化物層１５６／１５８は、移動可能ミラーとクロム１５０との間において絶縁層を提供する。前記層の厚さは、特に作動状態にあるときのインターフェロメトリック変調器の干渉上の性質を決定する。次のステップにおいて、犠牲層１６０が堆積される（一実施形態においては約２０００Å）。前記犠牲層は、その他の材料に影響を及ぼさずにエッチングによって簡単に除去することができるスペース充填材料を提供する。一実施形態においては、犠牲層１６０はモリブデンである。犠牲層に関するその他の適切な材料例は、ポリシリコン、アモルファス珪素、又はフォトレジストを含む。最後の製造ステップにおいては、犠牲層１６０がエッチングによって除去され、移動可能ミラーと酸化物層１５６、１５８との間においてエアギャップが作り出される。犠牲層１６０のパターン形成及びエッチングは、移動可能ミラーを支持する柱及びレールを形成するための穴又は溝を犠牲層１６０内に作り出すために用いることができる。前記穴を埋めるために及び前記柱を形成するために平坦材料１６２を用いることができる。最後に、前記移動可能層を含む機械膜１６４／１６６が形成される。一実施形態においては、機械膜１６４／１６６は、アルミ層１６４（一実施形態においては約５００Å）によって形成され、その後にニッケル層（一実施形態においては約１４５０Å）が形成される。幾つかの実施形態においては、パターン形成中に用いられたフォトレジストのより良い接着を提供するために追加のアルミ層が前記ニッケル層の最上面に加えられる。図９に示される構造物内の犠牲層１６０をエッチングによって除去後は、図７Ａに示されるインターフェロメトリック変調器と類似するインターフェロメトリック変調器が得られる。幾つかの実施形���においては、その他の層を追加する前に暗マスク層を透明基板１５２に追加することができる。前記暗マスク層は、構造物の一部分、例えば柱又はレール、からの反射を減じるためのパターン形成を行うことができる。幾つかの実施形態においては、前記暗マスク層は、MoCr層及び酸化物層を含む。当業者は、インターフェロメトリック変調器を形成するために本明細書において説明されるパターン形成及びエッチングステップに追加のパターン形成及びエッチングステップを用いることが可能であることを理解するであろう。さらに、例えば図７Ｂ乃至７Ｅに示されるように、その他のインターフェロメトリック変調器構造物が可能であることが理解されるであろう。
【００７７】
上述される材料層のうちの一部を含むエタロン型プロセスコントロールモニター例が、図１０Ａ乃至１０Ｄに示されている。図１０Ａに示されるプロセスコントロールモニターは、基板１５２上において互いの最上面に堆積されたＩＴＯ１５４と、クロム層１５０と、酸化物層１５６／１５８と、機械膜層１６４／１６６と、を含む。部分的反射性クロム層１５０及び反射性機械膜１６４／１６６は、その反射率を基板１５２の底側から測定できるエタロンを形成する。このエタロンから反射された光のスペクトル又は色の分析は、酸化物１５６／１５８層の結合厚さとその屈折指数及びクロム１５０層の厚さと反射率を提供することができる。さらに、この構成は、インターフェロメトリック変調器が作動状態にある（すなわち、酸化物層に対してミラーが崩れる(collapse)）ときに得られる構成に近似することも理解されるであろう。従って、これらのプロセスコントロールモニターを評価することは、使用されるプロセスによって製造されたインターフェロメトリック変調器が希望される作動状態スペクトル特性を有することになるかどうかを示す。
【００７８】
図１０Ｂに示されるプロセスコントロールモニターは、ＩＴＯ１５４、クロム１５０、酸化物１５６／１５８、及び犠牲層１６０から成る。上述されるように、犠牲層１６０は、本質的に反射性であるモリブデンであることができる。従って、エタロンは、部分的反射性クロム層１５０及び反射性犠牲層１６０によって形成される。上述される酸化物１５６／１５８層及び作動されたインターフェロメトリック変調器状態に関する同じパラメータを提供することに加えて、このプロセスコントロールモニターからの反射率は、犠牲層１６０に関する情報を提供することができる。例えば、犠牲層１６０からの反射率は、犠牲層１６０の厚さに依存する。幾つかの実施形態においては、犠牲層１６０がエッチングによって除去されて残りのＩＴＯ層１５４、クロム層１５０、及び酸化物層１５６／１５８が分析され、犠牲層１６０がこれらの残りの層のいずれかと相互作用しているかどうかが決定される。
【００７９】
図１０Ｃに示されるプロセスコントロールモニターは、ＩＴＯ層１５４と、クロム層１５０と、酸化物層１５６／１５８と、平坦層１６２と、機械膜層１６４／１６６と、を含む。エタロンは、クロム層１５０及び機械膜層１６４／１６６によって形成される。反射光のスペクトルを分析し、図１０Ａのプロセスコントロールモニターに関して得られた結果と比較することは、前記平坦材料の屈折指数及びその厚さを提供することができる。さらに、このプロセスコントロールモニターからの光学的反応は、インターフェロメトリック変調器レイのうちで柱又はレールが存在する区域に起因する光学的反応に近似することになる。
【００８０】
図１０Ｄに示されるプロセスコントロールモニターは、ＩＴＯ層１５４と、クロム層１５０と、酸化物層１５６／１５８と、平坦層１６２と、機械膜層１６４／１６６と、を含む。エタロンは、クロム層１５０及び機械膜層１６４／１６６によって形成される。反射光のスペクトルを分析することは、平坦材料１６２の屈折指数及び平坦材料１６２の厚さを提供することができる。図１０Ｄのプロセスコントロールモニターと比較することは、酸化物層１５６／１５８に関する情報（例えば、屈折指数及び厚さ）を提供することができる。
【００８１】
上述されるエタロン型プロセスコントロールモニターが、例えばインターフェロメトリック変調器アレイ１０８として同じ基板１０６上に形成されるときのように、インターフェロメトリック変調器の製造に用いられるのと同じ堆積及びパターン形成ステップによって形成されるときには（図８参照）、プロセスコントロールモニター内において望まれない層がエッチングによって除去されるような適切なパターン形成を用いることができる。例えば、図１０Ａに示されるプロセスコントロールモニターにおいては、製造中に堆積された犠牲層１６０及び平坦材料１６２をエッチングによって除去することができる。幾つかの実施形態においては、加工中にエッチングによって層が除去されるのを防止するためにプロセスコントロールモニターの領域を保護するのが望ましいことがある。例えば、犠牲層１６０を含むプロセスコントロールモニターを有するのが望ましい場合は、堆積された平坦材料又は機械膜１６４／１６６からの材料は、リリースエッチ（release etch）中に犠牲層１６０を保護するためにプロセスコントロールモニターの縁上にとどまるようにパターン形成することができる。
【００８２】
当業者は、その光学的性質（干渉上の性質、等）がＭＥＭＳデバイス製造中に形成された対応する材料に関する情報を提供することができるプロセスコントロールモニター内に堆積された層のその他の数多くの組合せを理解するであろう。
【００８３】
非エタロン型プロセスコントロールモニター
幾つかの実施形態においては、エタロンを形成する２つの反射面を含まないプロセスコントロールモニターが構築される。これらのプロセスコントロールモニターにおいては、該モニター内の材料に関する情報は、反射率及び／又は透過率の測定を通じて入手することができる。これらの反射率及び／又は透過率値は、膜厚と相互に関連させることができる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニターは、ＭＥＭＳデバイスと同じ材料堆積ステップによって形成され、従って、ＭＥＭＳデバイス内に存在する材料装置のうちの少なくとも一部を含む。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニター内において見けられる層数は、ＭＥＭＳデバイス内において見けられる層数よりも少ない。これらの構造物の反射率及び／又は透過率の特性は、プロセスコントロールモニター構造物内に含まれる素子の加工中に発生した誤りを識別するのに役立つことができる。これらのプロセスコントロールモニター構造物は、いずれかの適切な検出器、例えば反射率計、光検出器、分光計、又は測色計、等、を用いて評価することができる。一実施形態においては、膜の反射率は、球形の積分器及び反射率計を用いて測定される。これらのプロセスコントロールモニター構造物は、誤りを決定するために及び製造プロセスを最適化するためにＭＥＭＳ構造物内の個々の素子の加工をモニタリングすることを可能にする。
【００８４】
図１１Ａ乃至１１Ｇは、図９に示されるようなインターフェロメトリック変調器の製造中に堆積される全材料層よりも少ない数の材料層を含む非エタロン型プロセスコントロールモニターの一組の例を示す。図１１Ａのプロセスコントロールモニターは、基板１５２上に堆積されたＩＴＯ層１５４及びクロム層１５０から成る。このプロセスコントロールモニターの反射率は、クロム層１５０の厚さ及びＩＴＯ層１５４の透明度を提供する。クロム層１５０がインターフェロメトリック変調器内において部分的反射ミラーとして機能するようにするために、部分的反射体を構成する膜を非常に薄くすることができる。例えば、前記膜は、約７０Åの厚さを有するようにすることができる。前記薄膜の厚さは、測定及び検証することが困難である。従って、一実施形態においては、クロム層１５０の厚さは、図１１Ａのプロセスコントロールモニター内の層の反射率を測定することによって決定される。膜厚が厚くなるのに応じて反射率も高くなる。従って、所定の材料に関する測定された反射率で膜厚を校正することによって、測定された反射率から簡単に厚さを決定することができる。図１１Ａのプロセスコントロールモニターの光学的性質は、機械膜及び酸化物層が除去されているカラム間のインターフェロメトリック変調器レイにおいて観察される光学的性質にも近似する。従って、これらのプロセスコントロールモニターは、カラム間の性質が前記アレイをディスプレイとして使用するために受入可能であるかどうかを決定するために用いることが可能である。
【００８５】
他の実施形態においては、クロム層１５０の反射率、従って厚さを決定するために、基板１５２上のクロム層１５０のみを含むプロセスコントロールモニターを用いることができる。ＩＴＯ層１５４の光学的性質を決定するために、このプロセスコントロールモニターの測定値を図１１Ａに示されるプロセスコントロールモニターに関して得られた測定値と比較することができる。例えば、ＩＴＯ層１５４の表面からの反射率は、２つのプロセスコントロールモニターからの反射率の比と比例する。幾つかの実施形態においては、クロムのみの層を作り出すためにインターフェロメトリック変調器に関する加工条件を用いることができない場合は、インターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるウェハーとは別個のウェハー上にクロムのみのプロセスコントロールモニターを製造することができる。
【００８６】
図１１Ｂは、ＩＴＯ層１５４、クロム層１５０、及び酸化物層１５６／１５８から成る非エタロン型プロセスコントロールモニター構造物の他の実施形態を示す。この構造物は、ＩＴＯ−クロム−酸化物の組合せの光学的特性を測定するために用いることができる。例えば、プロセスコントロールモニターを通る透過率を測定することは、ＩＴＯ層１５４、クロム層１５０、及び酸化物層１５６／１５８に起因する結合された減衰を示す。酸化物層１５６／１５８の光学的性質を隔離するために、このプロセスコントロールモニター構造物の測定値と図１１Ａのプロセスコントロールモニターの測定値との比較を用いることができる。前記比較は、酸化物層１５６／１５８の光学的特性に関する情報を提供することに加えて、酸化物層１５６／１５８の厚さを決定するために用いることも可能である（例えば、より低い透過率は、より厚い酸化物層１５６／１５８を示す）。図１１Ｂのプロセスコントロールモニターの光学的性質は、機械膜内のエッチリリース穴区域におけるインターフェロメトリック変調器レイ内で観察される光学的性質とも近似する。
【００８７】
図１１Ｃは、機械膜層１６４／１６６から成るプロセスコントロールモニター構造物の他の実施形態を示す。このプロセスコントロールモニターは、機械膜１６４／１６６の反射上の性質を隔離及び測定するために用いることができる。
【００８８】
図１１Ｄは、基板１５２上に堆積された犠牲層１６０のみから成るプロセスコントロールモニター構造物のさらに他の実施形態を示す。このプロセスコントロールモニターは、犠牲層１６０のみの厚さを含む特性を測定するために用いることができる。このプロセスコントロールモニターは、リリースエッチ前に分析することができる。代替として、リリースエッチ中に犠牲層１６０を保護するために保護材料層を犠牲層１６０上に堆積することができる。
【００８９】
図１１Ｅは、酸化物層１５６／１５８、平坦材料１６２、及び機械膜層１６４／１６６を有するプロセスコントロールモニターの他の実施形態を示す。このプロセスコントロールモニターからの反射率は、ＩＴＯ層１５４及びクロム層１５８内の切削が行われているロー間のインターフェロメトリック変調器レイにおいて観察される反射率と近似する。
【００９０】
図１１Ｆは、ＩＴＯ層１５４、クロム層１５０、及び機械膜層１６４／１６６を有するプロセスコントロールモニターの実施形態を示す。クロム層１５０及び機械膜層１６４／１６６はまとまって１つの反射体として機能するため、このプロセスコントロールモニターからの反射率は、ＩＴＯ層１５４の透明度、厚さ、及び屈折指数に関する情報を提供することができる。さらに、このプロセスコントロールモニターからの反射率は、クロム層１５０の光学的性質を隔離するために図１１Ａに関する反射率と比較することができる。換言すると、このプロセスモニターの試験結果は、図１１Ａのプロセスコントロールモニター内のＩＴＯ層１５４の光学的影響を減じるために用いることができる。
【００９１】
図１１Ｇは、酸化物層１５６／１５８及び機械膜１６４／１６６を具備するプロセスコントロールモニターのさらに他の実施形態を示す。機械膜層１６４／１６６は強力な反射体として機能するため、このプロセスコントロールモニターは、酸化物層１５６／１５８の透明度、厚さ、及び屈折指数を決定するために用いることができる。
【００９２】
エタロン型プロセスコントロールモニターの場合と同じように、上述される非エタロン型プロセスコントロールモニターは、インターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるのと同じ堆積及びパターン形成ステップによって形成することができる。プロセスコントロールモニター内において望まれない層がエッチングによって除去されるようにするための適切なパターン形成を用いることができる。さらに、適切なエッチング保護を用いることができる。
【００９３】
当業者は、その光学的性質（反射率及び／又は透過率、等）がＭＥＭＳデバイス製造中に形成された対応する材料に関する情報を提供することができるプロセスコントロールモニター内に堆積された層のその他の数多くの組合せを理解するであろう。
【００９４】
リリースエッチプロセスコントロールモニター
ＭＥＭＳ製造中におけるリリースエッチプロセスの速度及び程度は、リリースエッチ又は空間プロセスコントロールモニターを用いてモニタリングすることができる。図１２は、インターフェロメトリック変調器レイ２０２及び一連のプロセスコントロールモニター２０４、２０６、及び２０８を含むウェハー２００を示す。インターフェロメトリック変調器レイ２０２は、機械膜を支持するための幾つかの柱２１０及びレール２１２を含む。リリースエッチ中にエッチング液が犠牲層に到達できるようにするために一連のエッチ穴２１４が機械膜内に形成される。製造を成功させるために、犠牲層をアレイ領域から完全に除去すべきである。従って、一実施形態においては、リリースエッチングの速度及び程度をモニタリングするためのプロセスコントロールモニターが提供される。
【００９５】
１つの前記プロセスコントロールモニターがプロセスコントロールモニター２０６によって示される。このプロセスコントロールモニター２０６は、アレイ２０２内に存在するインターフェロメトリック変調器構造物と同じインターフェロメトリック変調器構造物から成るが、機械膜内には単一の穴２１６のみがパターン形成される。穴２１６とプロセスコントロールモニター２０６の縁との間の距離は、インターフェロメトリック変調器レイ２０２内の穴２１４間の距離よりも大きい。プロセスコントロールモニター２０６は、複数の穴２１４ではなく単一の穴２１６のみを含むため、リリースエッチング液がアレイ２０２内の犠牲層全体を除去するために要する時間内に犠牲層全体をプロセスコントロールモニター２０６から除去できるわけではない。プロセスコントロールモニター２０６におけるエッチングが進行するのに従い、プロセスコントロールモニターのうちで犠牲層が除去されている区域は、基板におけるプロセス側の反対側から観察された場合にエッチング液がまだ到達していない区域とは対照的な色になる。反射性犠牲層が用いられる場合は（モリブデン、等）、この色の対照は、形成されたエタロンが異なることに起因する。犠牲層が依然として存在する場合は、クロム層と反射性犠牲層との間にエタロンが形成される。犠牲層が既に除去されている場合は、クロム層と反射性機械膜との間にエタロンが形成される。従って、犠牲層が除去されている箇所において観察される色は、作動されていないインターフェロメトリック変調器（例えば、明るい状態）の色に近似し、犠牲層が残っている箇所において観察される色は、作動されたインターフェロメトリック変調器（例えば暗い状態）の色に近似する。穴２１６の中心から色の変化境界までの距離（例えば半径）は、エッチングの程度の尺度を提供する。このプロセスコントロールモニターは、プロセス自体中（すなわち、現位置）又はプロセスが完了後におけるエッチングの速度と程度を測定するために用いることができる。
【００９６】
同様のエッチリリースプロセスコントロールモニターがプロセスコントロールモニター２０８によって示される。このプロセスコントロールモニターにおいては、複数の穴２１８が機械膜内に形成されるが、各穴２１８間の距離は、インターフェロメトリック変調器レイ２０２内の穴２１４間の距離よりも大きい。従って、プロセスコントロールモニター２０８におけるエッチングは、犠牲層全体がインターフェロメトリック変調器レイ２０２から除去された後に不完全になる。エッチングの程度を示す距離は、プロセスコントロールモニター２０８内の各穴２１８の中心から測定することができる。
【００９７】
上述されるエッチリリースプロセスコントロールモニターは、あらゆる形状をとることができる。例えば、図１３Ａに示されるように、プロセスコントロールモニターは、インターフェロメトリック変調器レイ内において見つけられる構造物と類似の構造物の代わりに、機械膜内に１つ以上の穴２５２を有するストリップ形状２５０から成ることができる。エッチング範囲は、穴２５２からストリップ２５０に沿ってエッチングが延びている箇所までの直線距離を決定することによって測定することができる。図１３Ｂに示される他の実施形態においては、円形を有する穴の代わりに長方形のスロット２５４の形状を有する穴がストリップ２５０内に形成される。幾つかの実施形態においては、様々な幅（３μm、４μm、５μm、等）を有する複数のスロット２５４が提供される。
【００９８】
幾つかの実施形態においては、リリースエッチング液がプロセスコントロールモニターの縁から犠牲層に達しないように保護するシールを提供するために、前記縁の周囲において平坦化材料又はその他の保護材料のパターン形成を行うことができる。従って、犠牲層は、エッチリリース穴に入ったエッチング液によって除去されるだけである。幾つかの実施形態においては、エッチリリースプロセスコントロールモニター内の機械膜は、ＩＴＯ／クロム層に電気的に短絡させることができる。
【００９９】
エッチング範囲は、上述されるプロセスコントロールモニターを使用し、前記プロセスコントロールモニターを目視観察することによって又は例えばＣＣＤカメラを用いて前記プロセスコントロールモニターの画像を電子的に撮影し次に前記画像をコンピュータ解析することによって測定することができ、このため前記測定は自動化することができる。幾つかの実施形態においては、プロセスコントロールモニター内の柱は、エッチング範囲を決定するための副尺として用いることができる。例えば、互いからの距離が既知である柱をプロセスコントロールモニター内において形成することができる。次に、穴の中心からの線に沿った柱数を用いて前記距離を概算することができる。幾つかの実施形態においては、より精密な測定値を得るために、インターフェロメトリック変調器内において形成されるよりも高い密度の柱を用いることができる。当業者は、エッチング範囲を測定するために用いることができるその他の数多くの形状及び構造物を良く理解するであろう。
【０１００】
インターフェロメトリック変調器プロセスコントロールモニター
一実施形態においては、インターフェロメトリック変調器の干渉上の性質（反射光のスペクトル、等）は、向上した安定性を有するインターフェロメトリック変調器から成るプロセスコントロールモニターを用いて決定することができる。前記プロセスコントロールモニターは、機械膜が動きに対して耐性を有し、従って定位置に固定して静的エタロンを形成するように構築することができる。一実施形態においては、前記プロセスコントロールモニターは、犠牲層の代わりに実質的に透明な誘電膜（酸化物層、等）を用いて形成することができる。従って、反射性機械膜は、前記誘電層に当たった状態で固定された位置にとどまることになる。前記プロセスコントロールモニターは、有利なことにディスプレイインターフェロメトリック変調器と別々に製造することができ、このため、典型的なインターフェロメトリック変調器の製造中に堆積されるよりも厚い酸化物膜を堆積することが可能である。
【０１０１】
他の実施形態においては、ディスプレイインターフェロメトリック変調器レイと同じ材料堆積によって製造することができるプロセスコントロールモニターが形成される。例えば、図１２に示されるように、インターフェロメトリック変調器レイ２０２内において見つけられるよりも高い密度の柱２２０を具備するプロセスコントロールモニター２０４を構築することができる。前記のより高い密度の柱２２０は、これらの柱が支える機械膜により高い位置上の安定性を提供する。従って、電位（例えば、約１０ボルト未満、１５ボルト未満、又は２０ボルト未満）が印加された状態においても、プロセスコントロールモニター２０４内の機械膜は、ＩＴＯ層の方への移動に抗し、それによって同じ光スペクトルを反射させる。本明細書において用いられる「柱」は、機械膜を支持するために用いることができる断続的な構造物を意味する。従って、「柱」は、基本的に垂直な線形構造物から成る「点」構造物を含むことが意図されている。さらに、「柱」は、基本的にはレールとも呼ばれる細長い垂直の材料から成る構造物を含むことも意図されている。
【０１０２】
上述されるような安定した機械膜を有するプロセスコントロールモニターは、希望されるスペクトルの光を反射させるインターフェロメトリック変調器を製造するように製造を最適化するために用いることができる。さらに、前記プロセスコントロールモニターは、製造プロセスの成功を素早く点検することを提供する。製造プロセスが（例えば多色ディスプレイにおいて用いるために）異なる色を反射させるインターフェロメトリック変調器レイを製造する幾つかの実施形態においては、各々が対応する色を反射させる上述の複数のプロセスコントロールモニターを用いることができる。代替として、各々の領域がその他の領域と異なる高さを有する柱を有する異なる領域を有する単一のプロセスコントロールモニターを形成することができる。
【０１０３】
厚さプロセスコントロールモニター
さらに他の型のプロセスコントロールモニターは、加工中に堆積される各層の厚さを測定するために用いられる。一実施形態においては、厚さプロセスコントロールモニターは、基板から前記プセスコントロールモニターの最上面まで単一の段が形成されるような形で製造される。従って、前記単一の段の段高は、前記段の所在位置におけるすべてのプロセスコントロールモニター層の結合厚さに対応する。限定することなしに、堆積可能な層例は、ＩＴＯ層と、クロム層と、酸化物層と、犠牲層と、犠牲層上の平坦化層と、酸化物層上の機械膜層と、酸化物層上の犠牲層上の機械膜層と、を含む。
【０１０４】
他の実施形態においては、階段状のパターンの縦断面を有するスタックを形成することができるような形で複数の層プロセスコントロールモニターが形成される。段の高さは、１つ以上の堆積された層の厚さに対応する。例えば、結果的に得られたプロセスコントロールモニターは、図１４の構造に類似した構造を有することができる。図１４のプロセスコントロールモニターは、インターフェロメトリック変調器の製造中に堆積された各々の層、例えば図９に示される層、を含む。前記プロセスコントロールモニターは、ＩＴＯ層１５４、クロム層１５０、酸化物層１５６／１５８、犠牲層１６０、平坦材料１６２、及び機械膜１６４／１６６の厚さに対応する段を提供する。各段の厚さは、別個のプロセスコントロールモニターにおける各層を測定しなければならないのではなく、該当する厚さ測定技術を１回用いて測定することができる。限定することなしに、一例として、スタイラス型表面プロファイラ（表面形状測定計）、例えばＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒの製品、を用いることで、スタイラスを１回移動させて段の高さを測定し、特定のインターフェロメトリック変調器製造作業において堆積された各層の厚さを素早く決定することができる。階段のパターンは、表面形状測定計を使用時に生じる固有のはね返りを低減させ、それによって、各層全体にわたって個々に移動させるのと比較して精度を向上させる。当業者は、多階段パターンにおいてはあらゆる層の組合せを使用可能であることを認識するであろう。従って、インターフェロメトリック変調器製造中に堆積されたすべての層を含める必要がない。
【０１０５】
厚さプロセスコントロールモニターの他の実施形態が図１５に示される。このプロセスコントロールモニターも階段状の縦断面を有する。しかしながら、形成された階段パターンは、単調に高さが増すわけではない。このようなパターンの１つの利点は、幾つかのインターフェロメトリック変調器内に存在する実際の厚さにより近く対応するように段の高さを形成できることである。図１５のプロセスコントロールモニターは、上述される層に加えて、暗マスク層２７５も含む。暗マスク層２７５は、柱及びレール等の幾つかの静止構造物からの反射を抑止するためにインターフェロメトリック変調器内において用いることができる。この実施形態においては、追加の酸化物層２７７を暗マスク層２７５の上方に堆積することができる。
【０１０６】
図１５の段３００は、すべての酸化物層（２７７，１５６及び１５８）及び暗マスク２７５を結合させた厚さに対応する。この段を段３０２と比較して暗マスク２７５の厚さを決定することができる。段３０４の絶対高さは、酸化物層２７７、１５６、及び１５８、ＩＴＯ層１５４、及びクロム層１５０を結合させた厚さを提供する。段３０２との比較は、結合されたＩＴＯ層１５４とクロム層１５０の厚さを提供する。段３０６は、ＩＴＯ層１５４及びクロム層１５０の最上面に堆積された酸化物層１５６／１５８の厚さを提供する。段３０８は、機械膜１６４／１６６の厚さに対応する。段３０８の絶対的高さは、インターフェロメトリック変調器が作動状態にあり機械膜１６４／１６６が酸化物層１５８の最上面において崩れた状態であるときの材料の結合厚さにも近似する。段３１０は、機械膜１６４／１６６と平坦材料１６２の結合厚さに対応する。段３０８との比較を用いて平坦材料１６２の厚さを決定することができる。段３１２は、犠牲層１６０の厚さに対応する。最後に、段３１４は、平坦材料３１２の厚さに対応する。段３１４の絶対的高さは、インターフェロメトリック変調器が非作動状態にあるときの機械膜１６４／１６６の位置にも対応する。
【０１０７】
幾つかの実施形態においては、多色インターフェロメトリック変調器ディスプレイが形成される。１つの該多色インターフェロメトリック変調器ディスプレイは、異なる色を反射させるために異なるギャップ深さを有するインターフェロメトリック変調器を使用する。例えば、主に赤色、緑色、又は青色を反射させるために適合化された３つの異なるギャップ深さを有するインターフェロメトリック変調器を採用することができる。前記多色ディスプレイを形成する一方法は、平坦材料層及び機械膜層の堆積前に３つの犠牲層を堆積してパターンを形成することである。犠牲層のパターン形成は、単一の層が一組のインターフェロメトリック変調器のためにとどまり、２つの層が他の組のインターフェロメトリック変調器のためにとどまり、３つの層が最後の組のインターフェロメトリック変調器のためにとどまるような形で行うことができる。機械膜の堆積及びリリースエッチング後は、単一の犠牲層が形成された場合はより小さいギャップ深さが形成され、２つの犠牲層が形成された場合は中度のギャップ深さが形成され、３つの犠牲層が形成された場合はより大きいギャップ層が形成される。図１６は、前記３犠牲層プロセスを使用中に形成される層厚を測定するために用いることができる厚さプロセスコントロールモニターを示す。犠牲層１６０に加えて、犠牲層２７９及び２８１も形成される。犠牲層１６０、２７９、及び２８１は順次に堆積できること、又はリフトオフ技術又はエッチバック技術が利用される場合は異なる順序で堆積できることを当業者は理解するであろう。段３５０は、全ての酸化物層（２７７、１５６、及び１５８）及び暗マスク２７５の結合厚さに対応する。この段を段３５２と比較することで暗マスク２７５の厚さを決定することができる。段３５４の絶対的高さは、酸化物層２７７、１５６、及び１５８、ＩＴＯ層１５４、及びクロム層１５０の結合厚さを提供する。段３５２との比較は、結合されたＩＴＯ層１５４とクロム層１５０の厚さを提供する。段３５６と段３５４の比較は、ＩＴＯ層１５４及びクロム層１５０の最上面に堆積される酸化物層１５６／１５８の厚さを提供する。段３５８は、機械膜１６４／１６６の厚さに対応する。段３５８の絶対的高さは、インターフェロメトリック変調器が作動状態にあり機械膜１６４／１６６が酸化物層１５８の最上面において崩れた状態であるときの材料の結合厚さにも近似する。段３６０は、機械膜１６４／１６６と平坦材料１６２の結合厚さに対応する。段３５８との比較を用いて平坦材料１６２の厚さを決定することができる。
【０１０８】
段３６２は、機械膜１６４／１６６と単一の犠牲層１６０の結合厚さに対応する。段３６２と段３５８の比較は、犠牲層１６０の厚さを提供する。段３６２の絶対的高さは、最小のギャップ深さを有するインターフェロメトリック変調器が非作動状態にあるときの機械膜１６４／１６６の位置にも対応する。段３６４の絶対的高さは、最小のギャップ深さを有する２つのインターフェロメトリック変調器間に存在する柱の上方のインターフェロメトリック変調器レイ内における結合高さに対応する。段３６４と段３５８の比較は、前記柱の高さを提供する。同様に、段３６６は、機械膜１６４／１６６、第１の犠牲層１６０、及び第２の犠牲層２７９の結合厚さに対応する。段３６６と段３６２の比較は、第２の犠牲層２７９の厚さを提供する。段３６６の絶対的高さは、中度のギャップ深さを有するインターフェロメトリック変調器が非作動状態にあるときの機械膜１６４／１６６の位置にも対応する。段３６８の絶対的高さは、中度のギャップ深さを有するインターフェロメトリック変調器が非作動状態にあるときの機械膜１６４／１６６の位置も対応する。段３６８の絶対的高さは、中度のギャップ深さを有する２つのインターフェロメトリック変調器間に存在する柱の上方のインターフェロメトリック変調器レイ内における結合高さに対応する。段３６８と段３５８の比較は、前記柱の高さを提供する。段３７０は、機械膜１６４／１６６、第１の犠牲層１６０、第２の犠牲層２７９、及び第３の犠牲層２８１の結合厚さに対応する。段３７０と段３６６の比較は、第３の犠牲層２８１の厚さを提供する。段３７０の絶対的高さは、最大のギャップ深さを有するインターフェロメトリック変調器が非作動状態にあるときの機械膜１６４／１６６の位置にも対応する。段３７２の絶対的高さは、最大のギャップ深さを有する２つのインターフェロメトリック変調器間に存在する柱の上方のインターフェロメトリック変調器レイ内における結合高さに対応する。段３７２と段３５８の比較は、前記柱の高さを提供する。
【０１０９】
図１６のプロセスコントロールモニターは、特定のインターフェロメトリック変調器製造プロセスによって製造されたギャップ深さの正確な測定値を提供する。中度の及び大きいギャップ深さのインターフェロメトリック変調器に対応する犠牲層の累積高さを測定することは、結果的に得られるギャップ深さに関して、３つの犠牲層の個々の厚さを測定することによって得られる値よりも正確な値を提供する。３つの犠牲層が別々に測定された場合は、全体的なギャップ深さを得るためにすべての厚さを加算時に各層の厚さの局部的なばらつきがさらに大きくなる。対照的に、図１６のプロセスコントロールモニターは、犠牲層の結合厚さの単一の測定値を提供し、各々の別々の犠牲層における局部的な分散によって導入される誤差を小さくする。
【０１１０】
図１５及び１６の実施形態においては、リリースエッチ中にプロセスコントロールモニター内の犠牲層１６０を保護するために機械膜１６４／１６６を使用することができる。従って、幾つかの実施形態においては、リリースエッチ後に厚さプロセスコントロールモニターの評価を行うことができる。その他の幾つかの実施形態においては、リリースエッチ前に厚さプロセスコントロールモニターの評価を行うことができる。１つ以上の層厚に問題があることを評価結果が示す場合は、リリースエッチ前にウェハーを廃棄することができ、それによって時間と費用を節約することができる。
【０１１１】
当業者は、その他の数多くの階段パターンが形成されたプロセスコントロールモニターを製造可能であることを認識するであろう。さらに、ＭＥＭＳデバイス内のすべての層よりも少ない数の層を含む厚さプロセスコントロールモニターを構築できることが理解されるであろう。
【０１１２】
本発明は、実施形態及び例を参照して説明されているが、本発明の精神から逸脱せずに数多くの及び様々な変更を行うことが可能であることが理解されるべきである。従って、本発明は、上記の特許請求の範囲のみによって制限されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】インターフェロメトリック変調器ディスプレイの一実施形態の一部分を描いた等角図であり、第１のインターフェロメトリック変調器の移動可能反射層が解放位置にあり、第２のインターフェロメトリック変調器の移動可能反射層が作動位置にある。
【図２】３×３インターフェロメトリック変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスの一実施形態を示したシステムブロック図である。
【図３】図１のインターフェロメトリック変調器の１つの典型的実施形態に関する移動可能ミラーの位置及び印加電圧の関係を示した概略図である。
【図４】インターフェロメトリック変調器ディスプレイを駆動するために用いることができる一組のロー電圧及びカラム電圧を例示した図である。
【図５Ａ】図２の３×３インターフェロメトリック変調器ディスプレイ内における１つの典型的な表示データフレームを示した図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームを書くために使用することができるロー信号及びカラム信号に関する１つの典型的なタイミング図である。
【図６Ａ】複数のインターフェロメトリック変調器を具備するビジュアルディスプレイデバイスの実施形態を示したシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数のインターフェロメトリック変調器を具備するビジュアルディスプレイデバイスの実施形態を示したシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１のデバイスの横断面図である。
【図７Ｂ】インターフェロメトリック変調器の代替実施形態の横断面図である。
【図７Ｃ】インターフェロメトリック変調器の他の代替実施形態の横断面図である。
【図７Ｄ】インターフェロメトリック変調器のさらに他の代替実施形態の横断面図である。
【図７Ｅ】インターフェロメトリック変調器の追加の代替実施形態の横断面図である。
【図８】ＭＥＭＳ構造物と複数のプロセスコントロールモニターを具備するウェハーを上から見た図である。
【図９】インターフェロメトリック変調器の製造中に堆積される層の横断面図である。
【図１０Ａ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるためのエタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１０Ｂ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他のエタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１０Ｃ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他のエタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１０Ｄ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他のエタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ａ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ｂ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他の非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ｃ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他の非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ｄ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他の非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ｅ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他の非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ｆ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他の非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１１Ｇ】図９のインターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるプロセスをモニタリングする際に用いるための他の非エタロン型プロセスコントロールモニター内の層の横断面図である。
【図１２】インターフェロメトリック変調器レイとリリースエッチング及びインターフェロメトリック変調器から反射された色をモニタリングするために用いられるプロセスコントロールモニターとを具備するウェハーを上から見た図である。
【図１３Ａ】リリースエッチングをモニタリングするために用いることができるプロセスコントロールモニターを上から見た図である。
【図１３Ｂ】リリースエッチングをモニタリングするために用いることができる他のプロセスコントロールモニターを上から見た図である。
【図１４】インターフェロメトリック変調器内の層の厚さを測定するために用いることができるプロセスコントロールモニターの横断面図である。
【図１５】プロセスコントロールモニター内の層の厚さを測定するために用いることができるプロセスコントロールモニターの他の実施形態の横断面図である。
【図１６】プロセスコントロールモニター内の層の厚さを測定するために用いることができるプロセスコントロールモニターのさらに他の実施形態の横断面図である。
【図１】
2008516267.tif 000003
【図２】
2008516267.tif 000004
【図３】
2008516267.tif 000005
【図４】
2008516267.tif 000006
【図５Ａ】
2008516267.tif 000007
【図５Ｂ】
2008516267.tif 000008
【図６Ａ】
2008516267.tif 000009
【図６Ｂ】
2008516267.tif 000010
【図７Ａ】
2008516267.tif 000011
【図７Ｂ】
2008516267.tif 000012
【図７Ｃ】
2008516267.tif 000013
【図７Ｄ】
2008516267.tif 000014
【図７Ｅ】
2008516267.tif 000015
【図８】
2008516267.tif 000016
【図９】
2008516267.tif 000017
【図１０Ａ】
2008516267.tif 000018
【図１０Ｂ】
2008516267.tif 000019
【図１０Ｃ】
2008516267.tif 000020
【図１０Ｄ】
2008516267.tif 000021
【図１１Ａ】
2008516267.tif 000022
【図１１Ｂ】
2008516267.tif 000023
【図１１Ｃ】
2008516267.tif 000024
【図１１Ｄ】
2008516267.tif 000025
【図１１Ｅ】
2008516267.tif 000026
【図１１Ｆ】
2008516267.tif 000027
【図１１Ｇ】
2008516267.tif 000028
【図１２】
2008516267.tif 000029
【図１３Ａ】
2008516267.tif 000030
【図１３Ｂ】
2008516267.tif 000031
【図１４】
2008516267.tif 000032
【図１５】
2008516267.tif 000033
【図１６】
2008516267.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月3日(2007.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を製造するために用いられる製造プロセスに関する情報を入手する方法であって、
一連の堆積及びパターン形成ステップを通じて少なくとも１つのＭＥＭＳ構造物を基板の第１の側部に形成することと、
前記一連の堆積及びパターン形成ステップを利用して少なくとも１つのテストユニットを前記基板の前記第１の側部に同時に形成することであって、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物との少なくとも１つの構造上の相違点を有することと、
前記テストユニットから反射された光を前記基板の前記第１の側部の反対側の第２の側部から検出することであって、前記検出された光は、前記堆積及びパターン形成ステップ中に堆積又は除去された少なくとも１つの材料の特性を提供すること、とを具備する方法。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ構造物は、インターフェロメトリック変調器である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物を形成するために用いられるのと同じ一連の堆積及びパターン形成ステップを用いて形成される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記テストユニット及び前記ＭＥＭＳ構造物の形成後は、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在しない材料層を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記テストユニット及び前記ＭＥＭＳ構造物の形成後は、前記ＭＥＭＳ構造物は、前記テストユニット内に存在しない材料層を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記テストユニット及び前記ＭＥＭＳ構造物の形成後は、前記テストユニットは、前記ＭＥＭＳ構造物内に存在する材料層と同じ材料層を具備する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記検出することは、前記反射された光を光検出器で測定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記検出することは、前記反射された光を分光計で測定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記検出することは、前記反射された光を測色計で測定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記検出することは、前記反射された光をカメラで検出することを含む請求項１に記載の方法。  
【請求項１１】
前記堆積又は除去された材料の前記特性は、前記材料の厚さを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記堆積又は除去された材料の前記特性は、前記材料の屈折指数を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記堆積又は除去された材料の前記特性は、前記材料の反射率を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
インターフェロメトリック変調器製造プロセスをモニタリングする方法であって、前記製造プロセスは、一連の堆積及びパターン形成ステップを具備し、
前記一連の堆積及びパターン形成ステップを用いてテストユニットを形成することであって、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器との少なくとも１つの構造上の相違点を有することと、
光学的反射率を前記テストユニットから検出すること、とを具備する方法。
【請求項１５】
光学的反射率は、前記テストユニットにおいて前記堆積及びパターン形成ステップが用いられる側部から検出される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
光学的反射率は、前記テストユニットにおいて前記堆積及びパターン形成ステップが用いられる側部の反対側から検出される請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記テストユニットは、前記製造プロセスにおいて用いられるのと同じ一連の堆積及びパターン形成ステップを用いて形成される請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記テストユニットの形成後は、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器内に存在しない材料層を具備する請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記テストユニットの形成後は、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器内に存在する材料層が欠けている請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記テストユニットの形成後は、前記テストユニットは、前記製造プロセスによって形成されたインターフェロメトリック変調器内に存在する材料層と同じ材料層を具備する請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出するステップは、光検出器を用いることを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記検出するステップは、分光計を用いることを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記検出することは、前記反射された光を測色計で測定することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出することは、前記反射された光をカメラで検出することを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
インターフェロメトリック変調器製造プロセスをモニタリングする際に用いるためのテストユニットであって、前記インターフェロメトリック変調器は、ディスプレイ内において用いるのに適しており、前記ディスプレイ内において用いるのに適した前記インターフェロメトリック変調器を製造するために用いられるステップと共通の少なくとも１つのステップを具備するプロセスによって製造されるテストユニット。
【請求項２６】
前記共通する少なくとも１つのステップは、堆積ステップを含む請求項２５に記載のテストユニット。
【請求項２７】
前記テストユニットは、前記インターフェロメトリック変調器内にも存在する少なくとも１つの材料層を具備する請求項２５に記載のテストユニット。
【請求項２８】
前記テストユニットは、エタロンを具備する請求項２５に記載のテストユニット。
【請求項２９】
前記エタロンは、
部分的に反射性の材料の層と、
実質的に完全に反射性の材料の層と、
前記部分的に反射性の材料と前記実質的に完全に反射性の材料との間に位置決めされた１つ以上の誘電層と、を具備する請求項２８に記載のテストユニット。
【請求項３０】
前記部分的に反射性の材料及び前記実質的に完全に反射性の材料は、前記１つ以上の誘電層に接触する請求項２９に記載のテストユニット。
【請求項３１】
ディスプレイ内において用いるのに適した１つ以上の反射型表示素子と、
入射光を反射させそれによって前記１つ以上の反射型表示素子の製造に用いられるプロセスに関する情報を提供するのに適した１つ以上のテストユニットと、を具備するウェハー
【請求項３２】
前記反射型表示素子は、インターフェロメトリック変調器である請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３３】
前記１つ以上のテストユニットの少なくとも１つは、エタロンを含む請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３４】
製造プロセスに関する前記情報は、前記製造プロセス中に堆積された材料の性質に関する情報を含む請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３５】
堆積された材料の性質に関する前記情報は、前記材料の厚さを含む請求項３４に記載のウェハー。
【請求項３６】
堆積された材料の性質に関する前記情報は、前記材料の屈折指数を含む請求項３４に記載のウェハー。
【請求項３７】
堆積された材料の性質に関する前記情報は、前記材料の反射率を含む請求項３４に記載のウェハー。
【請求項３８】
前記１つ以上のテストユニットのうちの少なくとも１つは、前記反射型表示素子内にも存在する少なくとも１つの材料層を具備する請求項３１に記載のウェハー。
【請求項３９】
ディスプレイ内において用いるための光を反射させる複数の第１の手段と、
入射光を反射させるための及び前記第１の手段を製造するために用いられるプロセスをモニタリングするための第２の手段と、を具備するウェハー。
【請求項４０】
前記第１の手段は、インターフェロメトリック変調器を具備する請求項３９に記載のウェハー。
【請求項４１】
前記第２の手段は、前記ウェハー上に形成されたテストユニットを具備する請求項３９又は４０に記載のウェハー。
【請求項４２】
モニタリングされる前記プロセスは、１つ以上の堆積ステップを含む請求項３９、４０、又は４１に記載のウェハー。
【請求項４３】
前記第２の手段は、前記第１の手段が機能可能になる前に前記プロセスに関する情報を提供する請求項３９、４０、４１、又は４２に記載のウェハー。
【請求項４４】
モニタリングするための前記第２の手段は、前記第２の手段が機能可能になった後に前記プロセスに関する情報を提供する請求項３９、４０、４１、４２、４３、又は４４に記載のウェハー。
【請求項４５】
ディスプレイ内において用いるために第１のウェハーを製造する方法であって、
複数のインターフェロメトリック変調器及び少なくとも１つのテストユニットを第２のウェハー上に形成することと、
前記第２のウェハーを切削して前記テストユニットを除去し、それによって前記第１のウェハーを製造すること、とを具備する方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載のプロセスによって製造された第１のウェハーを具備するディスプレイ。
【請求項４７】
前記ウェハーと電気的接続するプロセッサであって、前記プロセッサはイメージデータを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと電気接続するメモリ装置と、をさらに具備する請求項４６に記載のディスプレイ。
【請求項４８】
前記ウェハーに少なくとも１つの信号を送信するように構成された第１のコントローラと、
前記第１のコントローラに前記イメージデータの少なくとも一部を送信するように構成された第２のコントローラと、をさらに具備する請求項４７に記載のディスプレイ。
【請求項４９】
前記イメージデータを前記プロセッサに送信するように構成されたイメージソースモジュールをさらに具備する請求項４７に記載のディスプレイ。
【請求項５０】
前記イメージソースモジュールは、受信機と、トランシーバと、送信機の少なくとも１つを具備する請求項４９に記載のディスプレイ。
【請求項５１】
入力データを受信して前記プロセッサに通信するように構成された入力装置をさらに具備する請求項４７に記載のディスプレイ。
【請求項５２】
インターフェロメトリック変調器アレイがディスプレイ内において用いるのに適していることを確認する方法であって、前記インターフェロメトリック変調器は、一連の堆積及びパターン形成ステップを具備するプロセスによって製造され、
前記一連の堆積及びパターン形成ステップのうちの少なくとも一部を用いて少なくとも１つのテストユニットを形成することと、
前記テストユニットの少なくとも１つの特性を検出すること、とを具備する方法。
【請求項５３】
前記特性は、光学的特性である請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記特性は、前記テストユニットの高さプロファイルである請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
ディスプレイ内で用いるのに適することが請求項５２に記載の方法によって確認されたインターフェロメトリック変調器アレイ。
【国際調査報告】
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