(57)【要約】  希ガスフッ化物、たとえば、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）を含むエッチャントによって犠牲層をエッチングするステップを含む、電気機械デバイスを作製する方法。エッチングプロセスの効率は、種々の方法で増加する可能性があり、また、エッチングプロセスのコストは減少する可能性がある。未使用エッチャントが、エッチングプロセス中に、単離され、再循環されてもよい。エッチング副生成物は、エッチングプロセス中にエッチングシステムから収集され除去されてもよい。エッチャントの成分は、単離され、一般的な付加的エッチャントに対して使用されてもよい。エッチャントまたはエッチングされる層のいずれかまたは両方が、特定のエッチングプロセスについて最適化されてもよい。
2011501874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を備える電子デバイスを設けるステップであって、前記電子デバイスはエッチチャンバ内に配置される、設けるステップと、
犠牲層を、希ガスフッ化物を含むエッチャントに曝露するステップと、
前記エッチチャンバからガスを収集するステップと、
前記収集されたガスから前記希ガスフッ化物を分離するために、前記収集されたガスを処理するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記希ガスフッ化物はＸｅＦ２である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記分離された希ガスフッ化物を前記エッチチャンバに戻すステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エッチャントは０２である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記収集されたガスを処理するステップは、コールドトラップを使用して前記希ガスフッ化物を分離するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記収集されたガスを処理するステップは、サイズ弁別器を使用して前記希ガスフッ化物を分離するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記分離された希ガスフッ化物を浄化するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記犠牲層を前記エッチャントに曝露するプロセス中に前記エッチチャンバ内にさらなる希ガスフッ化物をリリースするステップであって、それにより、ＸｅＦ２の分圧を所定のレベルに維持する、リリースするステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エッチングされる層は、犠牲材料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子デバイスは、ＭＥＭＳデバイスを備える請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記電子デバイスは、干渉変調器を備える請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を備える電子デバイスを設けるステップであって、前記電子デバイスはエッチチャンバ内に配置される、設けるステップと、
犠牲層を、希ガスフッ化物を含むエッチャントに曝露するステップと、
前記エッチチャンバからガスを収集するステップと、
希ガスを分離するために、前記収集されたガスを処理するステップとを含む方法。
【請求項１３】
前記希ガスフッ化物はＸｅＦ２を含み、前記希ガスはＸｅを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記希ガスを分離するために前記収集されたガスを処理するステップは、元素の（ｅｌｅｍｅｎｔａｌ）希ガスを取得するために、前記収集されたガス内の希ガス含有種を変換するステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記希ガス含有種を変換するステップは、液体浴変換器、固体床変換器、またはガス浴変換器の少なくとも１つを使用するステップを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記希ガスを分離するために前記収集されたガスを処理するステップは、前記エッチチャンバからの前記ガスの少なくとも一部分を、前記希ガスの沸点に実質的に近い沸点を有する副生成物と相互作用するよう構成される活性作用物質に曝露するステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記希ガスを分離するために前記収集されたガスを処理するステップは、コールドトラップを使用するステップを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記電子デバイスは、ＭＥＭＳデバイスである請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記電子デバイスは、干渉変調器を備える請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスであって、
エッチングされる層を備える電子デバイスを保持するエッチチャンバと、
前記エッチチャンバに作動可能に取り付けられる貯蔵チャンバであって、エッチャントを貯蔵するよう構成され、前記エッチャントは希ガスフッ化物を含む、貯蔵チャンバと、
前記エッチチャンバに作動可能に取り付けられる分離コンポーネントであって、希ガス含有プロセスガスを単離するよう構成される、分離コンポーネントとを備えるエッチングデバイス。
【請求項２１】
前記希ガスフッ化物は、ＸｅＦ２を含む請求項２０に記載のエッチングデバイス。
【請求項２２】
前記希ガス含有プロセスガスは、元素の希ガスを含む請求項２０に記載のエッチングデバイス。
【請求項２３】
前記希ガス含有プロセスガスは、希ガスフッ化物を含む請求項２０に記載のエッチングデバイス。
【請求項２４】
前記分離コンポーネントは、コールドタップを備える請求項２０に記載のエッチングデバイス。
【請求項２５】
前記分離コンポーネントは、サイズ弁別器を備える請求項２０に記載のエッチングデバイス。
【請求項２６】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を備える電子デバイスを備えるプロセスチャンバを設けるステップと、
希ガスフッ化物を含むエッチャントをエキスパンションチャンバ内に導入するステップと、
前記エッチャントの圧力を増加させるために、前記エキスパンションチャンバの体積を減少させるステップと、
前記犠牲層を前記エッチャントに曝露するため、前記プロセスチャンバ内に前記加圧されたエッチャントを導入するステップとを含む方法。
【請求項２７】
前記希ガスフッ化物は、ＸｅＦ２を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記エッチャントは、所定の滞留時間の間、前記プロセスチャンバ内に留まり、前記滞留時間の終了時に、前記プロセスチャンバから前記ガスの少なくとも一部分を除去するステップをさらに含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記プロセスチャンバから前記ガスの少なくとも一部分を除去した後、前記プロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを導入するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記プロセスチャンバから前記ガスの少なくとも一部分を除去する前に、前記エキスパンションチャンバ内に前記さらなるエッチャントを導入し、前記さらなるエッチャントを圧縮するステップをさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記エキスパンションチャンバを、前記プロセスチャンバより高い温度に維持するステップをさらに含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記電子デバイスはＭＥＭＳデバイスを備え、前記エッチングされる層は犠牲層を備える請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を備える電子デバイスを含むプロセスチャンバを設けるステップと、
希ガスフッ化物を含むエッチャントを前記プロセスチャンバ内に導入するステップと、
前記エッチャントの分圧を増加させるために、前記エッチャントの導入後に前記プロセスチャンバの体積を減少させるステップとを含む方法。
【請求項３４】
前記希ガスフッ化物は、ＸｅＦ２を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記エッチャントを前記プロセスチャンバ内に導入する前に、可変体積を有するエキスパンションチャンバ内に前記エッチャントを導入し、前記エキスパンションチャンバの前記体積を減少させるステップをさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記エッチャントは、所定の滞留時間の間、前記プロセスチャンバ内に留まり、
前記プロセスチャンバから前記ガスの少なくとも一部分を除去するステップと、
前記プロセスチャンバの体積を増加させるステップと、
前記プロセスチャンバの前記体積を増加させた後、前記プロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを導入するステップと、
前記さらなるエッチャントを導入した後、前記プロセスチャンバの前記体積を減少させるステップとを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスであって、
希ガスフッ化物を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵チャンバと、
エッチングされる電子デバイスを受取るよう構成されるプロセスチャンバであって、前記貯蔵チャンバに流体連通し、可変体積を有する、プロセスチャンバとを備えるエッチングデバイス。
【請求項３８】
前記希ガスフッ化物は、ＸｅＦ２を含む請求項３７に記載のエッチングデバイス。
【請求項３９】
電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスであって、
希ガスフッ化物を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵チャンバと、
前記貯蔵チャンバに流体連通するエキスパンションチャンバであって、可変体積を有する、エキスパンションチャンバと、
エッチングされる電子デバイスを受取るよう構成されるプロセスチャンバであって、前記エキスパンションチャンバに流体連通する、プロセスチャンバとを備えるエッチングデバイス。
【請求項４０】
前記希ガスフッ化物は、ＸｅＦ２を含む請求項３９に記載のデバイス。
【請求項４１】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を備える電子デバイスを含むプロセスチャンバを設けるステップと、
希ガスフッ化物を含むエッチャントを前記プロセスチャンバ内に導入するステップと、
前記プロセスチャンバ内の前記エッチャントの分圧を監視するステップと、
前記プロセスチャンバ内の前記エッチャントの前記監視される分圧に少なくとも部分的に基づいて前記プロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを導入するステップとを含む方法。
【請求項４２】
前記プロセスチャンバの全圧を監視するステップをさらに含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記プロセスチャンバ内の前記エッチャントの前記監視される分圧に基づいて前記プロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを導入するステップは、ある期間にわたって前記プロセスチャンバ内で前記エッチャントの少なくとも最低分圧を維持するステップを含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記プロセスチャンバ内の前記エッチャントの前記監視される分圧に基づいて前記プロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを導入するステップは、前記エッチャントの前記分圧が所望の値より降下するときに、前記プロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを定期的に導入するステップを含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記プロセスチャンバからプロセスガスを除去するステップをさらに含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記プロセスガスから希ガスを分離するために、前記プロセスガスをろ過するステップをさらに含む請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記プロセスガスから前記希ガスを分離するために、前記プロセスガスをろ過するステップをさらに含む請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記電子デバイスは、ＭＥＭＳデバイスである請求項４１に記載の方法。
【請求項４９】
電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスであって、
希ガスフッ化物を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵チャンバと、
エッチングプロセス中に電子デバイスを保持するエッチチャンバであって、前記貯蔵チャンバに流体連通する、エッチチャンバと、
前記エッチチャンバ内の前記エッチャントの分圧を確定するよう構成される第１センサと、
前記貯蔵チャンバと前記エッチチャンバとの間の流体経路に沿って配設され、前記第１センサに作動可能に接続される弁であって、前記貯蔵チャンバ内の前記エッチャントの前記確定された分圧に少なくとも部分的に基づいて、前記貯蔵チャンバと前記エッチチャンバとの間のエッチャントの流量を制御するよう構成される、弁とを備えるエッチングデバイス。
【請求項５０】
前記弁に作動可能に接続される第２センサをさらに備え、前記第２センサは、前記エッチチャンバ内の全圧を確定するよう構成される請求項４９に記載のエッチングデバイス。
【請求項５１】
前記プロセスチャンバから収集される他のガスから未使用希ガスフッ化物を分離するよう構成される副生成物除去器をさらに備える請求項４９に記載のエッチングデバイス。
【請求項５２】
他のプロセスガスから希ガスを分離するよう構成されるサイズ弁別器をさらに備える請求項４９に記載のエッチングデバイス。
【請求項５３】
前記希ガスフッ化物は、ＸｅＦ２を含む請求項４９に記載のエッチングデバイス。
【請求項５４】
犠牲材料を含む電子デバイスを作製する方法であって、
一般式ＭｐＸｑの化合物を含む犠牲材料を含む電子デバイスを設けるステップであって、ＭはＭｏ、Ｗ、Ｓｉ、およびＧｅから選択され、ＸはＣｌ、Ｆ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉから選択され、ＭはＸと異なり、ｐおよびｑは１〜６の範囲にあり、所与のＭについてのＭｐＸｑのモル体積はＭのモル体積より大きい、設けるステップと、
前記電子デバイスをエッチャントに曝露するステップとを含む方法。
【請求項５５】
前記エッチャントは希ガスフッ化物を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記エッチャントはＯ２を含む請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記エッチャントはＸｅＦ２を含む請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
所与のＭについて、ＭｐＸｑのモル単位は、Ｍのモル単位に比べて少ない体積のＸｅＦ２によってエッチング可能である請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記犠牲材料はＭｏＦ３を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
前記犠牲材料はＭｏＦ４を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６１】
前記犠牲材料はＭｏＦ６を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６２】
前記犠牲材料はＭｏＮを含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６３】
前記犠牲材料はＭｏＳｉ２を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６４】
前記犠牲材料はＭｏＯ２を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６５】
前記犠牲材料はＭｏＯ３を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６６】
前記犠牲材料はＭｏＣｌ３を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６７】
前記犠牲材料はＷＮ２を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６８】
前記犠牲材料はＷＣｌ４を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項６９】
前記犠牲材料はＷＯ２を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項７０】
前記犠牲材料はＷＦ４を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項７１】
前記犠牲材料はＳｉＯを含む請求項５４に記載の方法。
【請求項７２】
前記犠牲材料はＳｉ３Ｎ４を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項７３】
前記犠牲材料はＧｅＦ２を含む請求項５４に記載の方法。
【請求項７４】
犠牲材料を含む部分的に作製される電子デバイスであって、前記犠牲材料は、一般式ＭｐＸｑの化合物を含み、ＭはＭｏ、Ｗ、Ｓｉ、およびＧｅから選択され、ＸはＣｌ、Ｆ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉから選択され、ＭはＸと異なり、ｐおよびｑは１〜６の範囲にあり、所与のＭについてのＭｐＸｑのモル体積はＭのモル体積より大きいデバイス。
【請求項７５】
所与のＭについて、ＭｐＸｑのモル単位は、Ｍのモル単位に比べて少ない体積のＸｅＦ２によってエッチング可能である請求項７４に記載のデバイス。
【請求項７６】
ＭＥＭＳデバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスであって、
ＸｅＦ２およびＯ２を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵システムと、
エッチングプロセス中にＭＥＭＳデバイスを保持するよう構成されるエッチングチャンバであって、前記貯蔵システムに流体連通する、エッチングチャンバと、
前記エッチングチャンバに流体連通するコールドトラップであって、前記エッチングプロセスの副生成物を除去するよう構成される、コールドトラップとを備えるエッチングデバイス。
【請求項７７】
前記貯蔵システムは、
ＸｅＦ２を貯蔵するよう構成される第１貯蔵チャンバと、
Ｏ２を貯蔵するよう構成される第２貯蔵チャンバと、
前記第１および第２貯蔵チャンバの両方に流体連通する混合チャンバとを備える請求項７６に記載のエッチングデバイス。
【請求項７８】
パージ貯蔵チャンバをさらに備え、前記パージ貯蔵チャンバはパージガスを貯蔵するよう構成され、前記パージ貯蔵チャンバは前記エッチングチャンバに流体連通する請求項７６に記載のエッチングデバイス。
【請求項７９】
前記エッチングチャンバに流体連通する排出ポンプであって、前記エッチングチャンバからプロセスガスを除去するよう構成される、排出ポンプと、
前記プロセスガスからコンポーネントを分離するよう構成されるサイズ弁別器とをさらに備える請求項７６に記載のエッチングデバイス。
【請求項８０】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチチャンバ内に未リリース電子デバイスを設けるステップであって、前記未リリース電子デバイスは、
犠牲層、および、
前記犠牲層の第１の面に隣接する１つまたは複数の光透過性層を備える、設けるステップと、
前記犠牲層の一部分を通して初期エッチを実施するステップと、
前記エッチチャンバ内にガス状エッチャント前駆物質をリリースするステップと、
前記ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起するステップであって、それにより、前記犠牲層の残りの部分をエッチングすることが可能な化学的に活性な種を形成する、励起するステップとを含む方法。
【請求項８１】
前記初期エッチは、前記光透過性層の少なくとも一部分を曝露する請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
前記ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起するステップは、前記光透過性層を通して前記エッチャント前駆物質をＵＶ光に曝露するステップを含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８３】
前記ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起するステップは、プラズマエッチを実施するステップを含まない請求項８０に記載の方法。
【請求項８４】
均質な触媒を前記エッチチャンバ内にリリースするステップをさらに含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８５】
前記均質な触媒はＫｒまたはＸｅを含む請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記ガス状エッチャントはＯＦ２を含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８７】
前記ガス状エッチャントはＯＦ２の誘導体を含む請求項８０に記載の方法。
【請求項８８】
前記電子デバイスはＭＥＭＳデバイスを備える請求項８０に記載の方法。
【請求項８９】
前記電子デバイスは干渉変調器を備える請求項８０に記載の方法。
【請求項９０】
電子デバイスを作製する方法であって、
プロセスチャンバ内に部分的に作製される電子デバイスを設けるステップであって、前記部分的に作製される電子デバイスは、エッチングされる層の露出部分を備える、設けるステップと、
ガス状エッチャントを前記プロセスチャンバ内に導入するステップであって、前記エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって活性化され得る、導入するステップと、
前記エッチングされる層の一部分を紫外線レーザからの放射に曝露するステップであって、前記紫外線レーザに対する曝露は前記ガス状エッチャントを活性化する、曝露するステップとを含む方法。
【請求項９１】
前記エッチングされる層の前記一部分を紫外線放射に曝露する前に、前記プロセスチャンバ内にラジカルスカベンジャを導入するステップをさらに含む請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
前記ガス状エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって、解離するよう構成される請求項９０に記載の方法。
【請求項９３】
前記ガス状エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって、化学的に活性な状態に励起されるよう構成される請求項９０に記載の方法。
【請求項９４】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を含む電子デバイスを、プロセスチャンバ内に設けるステップと、
フッ素および希ガスを含むガス状前駆物質混合物を設けるステップと、
希ガスフッ化物を形成するために、前記ガス状前駆物質混合物を紫外線放射に曝露するステップと、
前記電子デバイスを前記希ガスフッ化物に曝露するステップとを含む方法。
【請求項９５】
前記希ガスはＸｅを含む請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
前記希ガスはＫｒを含む請求項９４に記載の方法。
【請求項９７】
前記ガス状エッチャント前駆物質は、前記プロセスチャンバに流体連通する別個のチャンバ内でＵＶ放射に曝露され、前記電子デバイスを前記希ガスフッ化物に曝露するステップは、前記希ガスフッ化物を前記別個のチャンバから前記プロセスチャンバ内にリリースするステップを含む請求項９４に記載の方法。
【請求項９８】
前記ガス状前駆物質混合物は、前記プロセスチャンバ内にリリースされ、紫外線放射に対する曝露は、前記希ガスフッ化物をインサイチュで生成する請求項９４に記載の方法。
【請求項９９】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を含む電子デバイスを、プロセスチャンバ内に設けるステップと、
前記プロセスチャンバ内にエッチャントをリリースするステップであって、前記エッチャントは、希ガスフッ化物を含み、前記エッチングされる層と反応して、副生成物として元素の希ガスを形成する、リリースするステップと、
フッ素を前記プロセスチャンバ内にリリースするステップと、
さらなる希ガスフッ化物を生成するために、前記フッ素および前記元素の希ガスを紫外線放射に曝露するステップとを含む方法。
【請求項１００】
前記希ガスフッ化物はＸｅＦ２である請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
前記電子デバイスは、前記エッチングされる層の第１の面に隣接して１つまたは複数の光透過性層を備え、前記フッ素および前記希ガスの少なくとも一部分は、前記１つまたは複数の光透過性層を通して前記紫外線放射に曝露される請求項９９に記載の方法。
【請求項１０２】
前記電子デバイスはＭＥＭＳデバイスを備え、前記エッチングされる層は犠牲層を備える請求項９９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（ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＭＥＭＳ）またはナノ電気機械システム（ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＮＥＭＳ）などの小スケール電気機械デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳは、微小機械要素、アクチュエータおよび電子部品を含む。ＭＥＭＳという用語は、便宜のために本明細書を通して使用されるが、用語は、ＮＥＭＳなどのより小さいスケールのデバイスを包含することを意図されることが理解されるであろう。微小機械要素は、堆積、エッチング、ならびに／または、基材および／または堆積された材料層の所定部分をエッチング除去するかあるいは電気デバイスおよび電気機械デバイスを形成するために層を追加する他の微小機械加工プロセスを使用して作られてもよい。１つのタイプのＭＥＭＳデバイスは、干渉変調器と呼ばれる。本明細書で使用されるように、干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光干渉の原理を使用して、光を選択的に吸収するかつ／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施形態では、干渉変調器は、一対の導電性板を備えてもよく、導電性板の一方または両方は、全体的にまたは部分的に透過性がありかつ／または反射性があり、適切な電気信号の印加によって相対運動が可能である。特定の実施形態では、一方の板は、基材上に堆積された固定層を備えてもよく、他の板は、空気ギャップによって固定層から分離された金属膜を備えてもよい。本明細書でより詳細に述べるように、一方の板の別の板に対する位置は、干渉変調器に入射する光の光干渉を変化させ得る。こうしたデバイスは、広い範囲の用途を有し、また、既存の製品を改良し、未だ開発されていない新しい製品を作るときにその特徴が活用され得るように、これらのタイプのデバイスの特性を利用しかつ／または修正することが、当技術分野で有利であることになる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
一態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を備える電子デバイスを設けることであって、電子デバイスはエッチチャンバ内に配置される、設けること、犠牲層を、希ガスフッ化物を含むエッチャントに曝露すること、エッチチャンバからガスの少なくとも一部分を収集すること、および、収集されたガスから希ガスフッ化物を分離するために、収集されたガスを処理することを含む。
【０００４】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を備える電子デバイスを設けることであって、電子デバイスはエッチチャンバ内に配置される、設けること、犠牲層を、希ガスフッ化物を含むエッチャントに曝露すること、エッチチャンバからガスの少なくとも一部分を収集すること、および、希ガスを分離するために、収集されたガスを処理することを含む。
【０００５】
別の態様では、電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスが提供され、エッチングデバイスは、エッチングされる層を備える電子デバイスを保持するエッチチャンバと、エッチチャンバに作動可能に取り付けられる貯蔵チャンバであって、エッチャントを貯蔵するよう構成され、エッチャントは希ガスフッ化物を含む、貯蔵チャンバと、エッチチャンバに作動可能に取り付けられる分離コンポーネントであって、希ガス含有プロセスガスを単離するよう構成される、分離コンポーネントとを備える。
【０００６】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を備える電子デバイスを備えるプロセスチャンバを設けること、希ガスフッ化物を含むエッチャントをエキスパンションチャンバ内に導入すること、エッチャントの圧力を増加させるために、エキスパンションチャンバの体積を減少させること、および、犠牲層をエッチャントに曝露するため、プロセスチャンバ内に加圧されたエッチャントを導入することを含む。
【０００７】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を備える電子デバイスを含むプロセスチャンバを設けること、希ガスフッ化物を含むエッチャントをプロセスチャンバ内に導入すること、および、エッチャントの分圧を増加させるために、エッチャントの導入後にプロセスチャンバの体積を減少させることを含む。
【０００８】
別の実施形態では、電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスが提供され、エッチングデバイスは、希ガスフッ化物を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵チャンバと、エッチングされる電子デバイスを受取るよう構成されるプロセスチャンバであって、貯蔵チャンバに流体連通し、可変体積を有する、プロセスチャンバとを備える。
【０００９】
別の実施形態では、電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスが提供され、エッチングデバイスは、希ガスフッ化物を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵チャンバと、貯蔵チャンバに流体連通するエキスパンションチャンバであって、可変体積を有する、エキスパンションチャンバと、エッチングされる電子デバイスを受取るよう構成されるプロセスチャンバであって、エキスパンションチャンバに流体連通する、プロセスチャンバとを備える。
【００１０】
別の実施形態では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を備える電子デバイスを含むプロセスチャンバを設けること、希ガスフッ化物を含むエッチャントをプロセスチャンバ内に導入すること、プロセスチャンバ内のエッチャントの分圧を監視すること、および、プロセスチャンバ内のエッチャントの監視される分圧に少なくとも部分的に基づいてプロセスチャンバ内にさらなるエッチャントを導入することを含む。
【００１１】
別の実施形態では、電子デバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスが提供され、エッチングデバイスは、希ガスフッ化物を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵チャンバと、エッチングプロセス中に電子デバイスを保持するエッチチャンバであって、貯蔵チャンバに流体連通する、エッチチャンバと、エッチチャンバ内のエッチャントの分圧を確定するよう構成される第１センサと、貯蔵チャンバとエッチチャンバとの間の流体経路に沿って配設され、第１センサに作動可能に接続される弁であって、貯蔵チャンバ内のエッチャントの確定された分圧に少なくとも部分的に基づいて、貯蔵チャンバとエッチチャンバとの間のエッチャントの流量を制御するよう構成される、弁とを備える。
【００１２】
別の態様では、犠牲材料を含む電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、一般式ＭｐＸｑの化合物を含む犠牲材料を含む電子デバイスを設けることであって、ＭはＭｏ、Ｗ、Ｓｉ、およびＧｅから選択され、ＸはＣｌ、Ｆ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉから選択され、ＭはＸと異なり、ｐおよびｑは１〜６の範囲にあり、所与のＭについてのＭｐＸｑのモル体積はＭのモル体積より大きい、設けること、および、電子デバイスをエッチャントに曝露することを含む。
【００１３】
別の態様では、犠牲材料を含む部分的に作製される電子デバイスが提供され、犠牲材料は、一般式ＭｐＸｑの化合物を含み、ＭはＭｏ、Ｗ、Ｓｉ、およびＧｅから選択され、ＸはＣｌ、Ｆ、Ｏ、Ｎ、およびＳｉから選択され、ＭはＸと異なり、ｐおよびｑは１〜６の範囲にあり、所与のＭについてのＭｐＸｑのモル体積はＭのモル体積より大きい。
【００１４】
別の態様では、ＭＥＭＳデバイスを作製するときに使用するためのエッチングデバイスが提供され、エッチングデバイスは、ＸｅＦ２およびＯ２を含むエッチャントを貯蔵するよう構成される貯蔵システムと、エッチングプロセス中にＭＥＭＳデバイスを保持するよう構成されるエッチングチャンバであって、貯蔵システムに流体連通する、エッチングチャンバと、エッチングチャンバに流体連通するコールドトラップであって、エッチングプロセスの副生成物を除去するよう構成される、コールドトラップとを備える。
【００１５】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチチャンバ内に未リリース電子デバイスを設けることであって、未リリース電子デバイスは、犠牲層、および、犠牲層の第１の面に隣接する１つまたは複数の光透過性層を備える、設けること、犠牲層の一部分を通して初期エッチを実施すること、エッチチャンバ内にガス状エッチャント前駆物質をリリースすること、および、ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起することであって、それにより、犠牲層の残りの部分をエッチングすることが可能な化学的に活性な種を形成する、励起することを含む。
【００１６】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、プロセスチャンバ内に、部分的に作製される電子デバイスを設けることであって、部分的に作製される電子デバイスは、エッチングされる層の露出部分を備える、設けること、ガス状エッチャントをプロセスチャンバ内に導入することであって、エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって活性化され得る、導入すること、および、エッチングされる層の一部分を紫外線レーザからの放射に曝露することであって、紫外線レーザに対する曝露はガス状エッチャントを活性化する、曝露することを含む。
【００１７】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を含む電子デバイスを、プロセスチャンバ内に設けること、フッ素および希ガスを含むガス状前駆物質混合物を設けること、希ガスフッ化物を形成するために、ガス状前駆物質混合物を紫外線放射に曝露すること、および、電子デバイスを希ガスフッ化物に曝露することを含む。
【００１８】
別の態様では、電子デバイスを作製する方法が提供され、方法は、エッチングされる層を含む電子デバイスを、プロセスチャンバ内に設けること、プロセスチャンバ内にエッチャントをリリースすることであって、エッチャントは、希ガスフッ化物を含み、エッチングされる層と反応して、副生成物として元素の希ガスを形成する、リリースすること、フッ素をプロセスチャンバ内にリリースすること、および、さらなる希ガスフッ化物を生成するためにフッ素および元素の希ガスを紫外線放射に曝露することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１干渉変調器の可動反射層が緩和位置にあり、第２干渉変調器の可動反射層が作動位置にある、干渉変調器ディスプレイの一実施形態の一部分を示す等角図である。
【図２】３×３干渉変調器ディスプレイを組込む電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図３】図１の干渉変調器の１つの例示的な実施形態についての、可動ミラー位置対印加電圧の図である。
【図４】干渉変調器ディスプレイを駆動するのに使用されてもよい行電圧および列電圧のセットの図である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイ内の表示データの１つの例示的なフレームを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのフレームに書込むのに使用されてもよい行信号および列信号についての、１つの例示的なタイミング図である。
【図６Ａ】複数の干渉変調器を備える視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図６Ｂ】複数の干渉変調器を備える視覚ディスプレイデバイスの実施形態を示すシステムブロック図である。
【図７Ａ】図１のデバイスの断面図である。
【図７Ｂ】干渉変調器の代替の実施形態の断面図である。
【図７Ｃ】干渉変調器の別の代替の実施形態の断面図である。
【図７Ｄ】干渉変調器のなお別の代替の実施形態の断面図である。
【図７Ｅ】干渉変調器のさらなる代替の実施形態の断面図である。
【図８】干渉変調器を作る方法のある実施形態におけるいくつかのステップを示すフロー図である。
【図９Ａ】干渉変調器を作る方法における種々のステージのうちの１つのステージの断面略図である。
【図９Ｂ】干渉変調器を作る方法における種々のステージのうちの１つのステージの断面略図である。
【図９Ｃ】干渉変調器を作る方法における種々のステージのうちの１つのステージの断面略図である。
【図９Ｄ】干渉変調器を作る方法における種々のステージのうちの１つのステージの断面略図である。
【図９Ｅ】干渉変調器を作る方法における種々のステージのうちの１つのステージの断面略図である。
【図１０】元素のキセノンを単離しＸｅＦ２を生成するプロセスフローのある実施例のフロー図である。
【図１１】温度の関数としての、ＸｅおよびＳｉＦ４の蒸気圧のプロットである。
【図１２】サイズ弁別器を使用して未使用ＸｅＦ２を再循環させるプロセスフローのフロー図である。
【図１３】コールドトラップを使用して未使用ＸｅＦ２を再循環させるプロセスフローのフロー図である。
【図１４】典型的な化学反応の反応物組成を示すプロットである。
【図１５】副生成物除去器を備えるエッチングシステムの略図である。
【図１６】２つの異なるエッチングプロセスについての滞留時間の関数としての、未使用ＸｅＦ２と初期ＸｅＦ２の比のプロットである。
【図１７】プロセスチャンバ内のエッチャントの初期分圧を増加させるよう構成されるエッチングシステムの略図である。
【図１８】コールドトラップを備えるエッチングシステムの略図である。
【図１９】エッチャント前駆物質を物理的に励起するためにＵＶ光が使用される、ＭＥＭＳデバイスを作製するプロセスにおけるあるステージの断面略図である。
【図２０Ａ】波長の関数としてのＵＶ光のＯＦ２吸収のプロットである。
【図２０Ｂ】波長の関数としての０．７ｍｍＣｏｒｎｉｎｇ１７３７ガラスのＵＶ透過率のプロットである。
【図２０Ｃ】波長の関数としてのＯＦ２の解離速度のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の詳細な説明は、本発明のある特定の実施形態を対象とする。しかし、本発明は、複数の異なる方法で具現化され得る。本説明では、同じ部品が全体を通して同じ数字で指定される図面に対して参照が行われる。以下の説明から明らかになるように、実施形態は、動いていようと（たとえば、ビデオ）、静止していようと（たとえば、静止画像）、また、テキストであろうと、絵であろうと、画像を表示するよう構成されている任意のデバイスにおいて実施されてもよい。より詳細には、実施形態は、限定はしないが、移動体電話、無線デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、手持ち式または可搬型コンピュータ、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲームコンソール、腕時計、クロック、計算機、テレビモニタ、フラットパネルディスプレイ、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（たとえば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューのディスプレイ（たとえば、車両のリアビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボードまたはサイン、投影器、建築構造、パッケージングおよび美的構造（たとえば、１個の宝石上への画像の表示）などの種々の電子デバイス内で、または、それに関連して実施されてもよいことが考えられる。本明細書で述べる構造と類似の構造のＭＥＭＳデバイスはまた、電子スイッチングデバイスなどの非ディスプレイ用途で使用され得る。
【００２１】
ＭＥＭＳデバイスまたは他の電子デバイスの作製は、犠牲層などの層のエッチングを含んでもよい。使用されるエッチャントが高価であるため、エッチングプロセスの効率の増加が、少ないエッチャントを使用することによって作製プロセスのコストを低減する可能性がある。一実施形態では、未使用エッチャントがエッチングプロセス内に再循環され、エッチングプロセスの他の副生成物が除去されてもよい。別の実施形態では、キセノンなどのエッチャントの成分は、副生成物から分離され、さらなるエッチャントを生成するのに使用されてもよい。他の実施形態では、エッチャントおよび犠牲層の一方または両方が、修正されて、エッチングプロセスの効率が増加されてもよく、または、コストが安いエッチャントの使用が可能になってもよい。
【００２２】
干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を備える１つの干渉変調器ディスプレイの実施形態は、図１に示される。これらのデバイスでは、画素は、明るい状態かまたは暗い状態にある。明るい（「オン」または「オープン」）状態では、ディスプレイ要素は、入射可視光の大部分をユーザに反射する。暗い（「オフ」または「クローズ」）状態にあるとき、ディスプレイ要素は、入射可視光をユーザにほとんど反射しない。実施形態に応じて、「オン」状態および「オフ」状態の光反射特性が逆になってもよい。ＭＥＭＳ画素は、選択されたカラーにおいて主として反射するよう構成することができ、白黒ディスプレイに加えてカラーディスプレイを可能にする。
【００２３】
図１は、各画素がＭＥＭＳ干渉変調器を備える視覚ディスプレイの一連の画素内の２つの隣接画素を示す等角図である。一部の実施形態では、干渉変調器ディスプレイは、これらの干渉変調器の行／列アレイを備える。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変寸法を有する共振光ギャップを形成するために、互いから可変でかつ制御可能な距離に配置された一対の反射層を含む。一実施形態では、反射層の一方は、２つの位置の間で移動してもよい。本明細書で緩和位置と呼ばれる第１位置では、可動反射層は、固定された部分反射層から比較的遠い距離に配置される。本明細書で作動位置と呼ばれる第２位置では、可動反射層は、部分反射層にピッタリ隣接して配置される。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて建設的にまたは破壊的に干渉し、各画素について全体的な反射状態または非反射状態を生成する。
【００２４】
図１の画素アレイの示す部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａおよび１２ｂを含む。左の干渉変調器１２ａでは、可動反射層１４ａは、部分反射層を含む光学積層体１６ａから所定距離の緩和位置にある状態で示される。右の干渉変調器１２ｂでは、可動反射層１４ｂは、光学積層体１６ｂに隣接する作動位置にある状態で示される。
【００２５】
本明細書で参照される、（集合的に、光学積層体１６と呼ばれる）光学積層体１６ａおよび１６ｂは、通常、いくつかの溶融層を備え、溶融層は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの電極層、クロムなどの部分反射層および透明誘電体を含み得る。そのため、光学積層体１６は、導電性があり、部分的に透明であり、部分的に反射性があり、たとえば上記層の１つまたは複数を透明基材２０上に堆積することによって作製されてもよい。部分反射層は、種々の金属、半導体および誘電体などの部分的に反射性がある種々の材料から形成され得る。部分反射層は、１つまたは複数の材料層で形成され、層はそれぞれ、単一材料または材料の組合せで形成され得る。
【００２６】
一部の実施形態では、光学積層体１６の層は、平行ストリップにパターニングされ、以下でさらに述べるように、ディスプレイデバイス内に行電極を形成してもよい。可動反射層１４ａ、１４ｂは、ポスト１８の上部およびポスト１８間に堆積される介在する犠牲材料上に堆積される（１６ａ、１６ｂの行電極に垂直な）１つまたは複数の堆積金属層の一連の平行ストリップとして形成されてもよい。犠牲材料がエッチング除去されると、可動反射層１４ａ、１４ｂは、画定されたギャップ１９によって光学積層体１６ａ、１６ｂから分離される。アルミニウムなどの導電性が高くかつ反射性が大きい材料が、反射層１４のために使用され、これらのストリップは、ディスプレイデバイスの列電極を形成してもよい。
【００２７】
電圧が印加されない場合、ギャップ１９は、可動反射層１４ａと光学積層体１６ａとの間に留まり、そのとき、可動反射層１４ａは、図１の画素１２ａで示すように、機械的に緩和状態にある。しかし、選択された行および列に電位差が印加されると、対応する画素の行電極と列電極の交差部に形成されたキャパシタが充電され、静電力が電極を引寄せる。電圧が十分に高い場合、可動反射層１４は、変形し、光学積層体１６に押しつけられる。光学積層体１６内の誘電性層（この図では示さず）は、短絡を防止し、図１の右の画素１２ｂで示すように、層１４と１６との間の分離距離を制御してもよい。挙動は、印加される電位差の極性によらず同じである。こうして、反射画素状態対非反射画素状態を制御し得る行／列作動は、従来のＬＣＤおよび他のディスプレイ技術で使用される行／列作動と多くの点で類似する。
【００２８】
図２〜５Ｂは、ディスプレイ用途において干渉変調器のアレイを使用する１つの例示的なプロセスおよびシステムを示す。
【００２９】
図２は、本発明の態様を組込んでもよい電子デバイスの一実施形態を示すシステムブロック図である。例示的な実施形態では、電子デバイスは、プロセッサ２１を含み、プロセッサ２１は、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  Ｐｒｏ（登録商標）、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、Ｐｏｗｅｒ  ＰＣ（登録商標）またはＡＬＰＨＡ（登録商標）などの任意の汎用シングルチップまたはマルチチップマイクロプロセッサ、あるいは、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラまたはプログラマブルゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサであってよい。当技術分野で慣例であるように、プロセッサ２１は、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するよう構成されてもよい。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、ｅｍａｉｌプログラムまたは任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するよう構成されてもよい。
【００３０】
一実施形態では、プロセッサ２１はまた、アレイドライバ２２と通信するよう構成される。一実施形態では、アレイドライバ２２は、ディスプレイアレイまたはパネル３０に信号を供給する行駆動回路２４および列駆動回路２６を含む。図１に示すアレイの断面は、図２のライン１−１によって示される。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列作動プロトコルは、図３に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用してもよい。干渉変調器は、可動層が緩和状態から作動状態に変形するようにさせるために、たとえば１０ボルト電位差を必要とする可能性がある。しかし、電圧がその値から減少すると、電圧が１０ボルト未満に低下するため、可動層はその状態を維持する。図３の例示的な実施形態では、可動層は、電圧が２ボルト未満に低下するまで、完全には緩和しない。そのため、図３に示す例では、デバイスが、その中で緩和状態または作動状態で安定である、印加電圧の窓、約３〜７Ｖが存在する。これは、本明細書では、「ヒステリシスウィンドウ（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ  ｗｉｎｄｏｗ）」または「安定性窓（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｗｉｎｄｏｗ）」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、行／列作動プロトコルは、行ストローブ中に、作動されるはずのストローブされた行の画素が、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるはずの画素が、ゼロボルトに近い電圧差にさらされるようにデザインされ得る。ストローブ後、行ストローブが画素をどの状態に置こうともその状態に画素が留まるように、画素は、約５ボルトの定常状態電圧差にさらされる。書込まれた後、各画素は、この例では、３〜７ボルトの「安定性窓」内の電位差を経験する。この機構は、前もって存在する作動または緩和の状態における同じ印加電圧条件下で、図１に示す画素デザインを安定にさせる。干渉変調器の各画素が、作動状態であれ、緩和状態であれ、本質的に固定反射層と移動反射層によって形成されるキャパシタであるため、この安定状態は、電力消費がほとんど全くない状態で、ヒステリシスウィンドウ内の電圧に保持され得る。本質的に、印加電位が一定である場合、電流は画素内に流れない。
【００３１】
通常の用途では、ディスプレイフレームは、第１行内の作動画素の所望のセットに従って列電極のセットをアサートすることによって作られてもよい。行パルスが、次に、行１電極に印加され、アサートされた列線に相当する画素を作動する。列電極のアサートされたセットは、次に、第２行内の作動画素の所望のセットに対応するように変更される。パルスは、次に、行２電極に印加され、アサートされた列電極に従って行２の適切な画素を作動する。行１の画素は、行２パルスによって影響を受けず、行１パルス中にセットされた状態のまま留まる。これは、フレームを生成するために、逐次方式で行の全シリーズについて繰返されてもよい。一般に、フレームは、１秒当たりある所望のフレーム数でこのプロセスを連続して繰返すことによって、リフレッシュされかつ／または新しいディスプレイデータで更新される。画像フレームを生成するための、画素アレイの行および列電極を駆動するいろいろなプロトコルが、同様によく知られており、また、本発明と関連して使用されてもよい。
【００３２】
図４、５Ａ、および５Ｂは、図２の３×３アレイに関するディスプレイフレームを作るための１つの考えられる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ついて使用されてもよい列および行電圧レベルの考えられるセットを示す。図４の実施形態では、画素を作動させることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶにセットすることを含み、両者は、それぞれ、−５ボルトおよび＋５ボルトに相当してもよい。画素を緩和させることは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ＋ΔＶにセットすることによって達成され、画素にわたるゼロボルト電位差を生成する。行電圧がゼロボルトに保持されるこれらの行では、列が＋Ｖｂｉａｓであるか、または、−Ｖｂｉａｓであるかによらず、画素は、画素が元々どの状態にあってもその状態で安定である。図４に同様に示すように、上述した電圧と逆極性の電圧が使用され得る、たとえば、画素を作動させることが、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を−ΔＶにセットすることを含み得ることが理解されるであろう。この実施形態では、画素をリリースすることは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じ−ΔＶにセットし、画素にわたってゼロボルト電位差を生成することによって達成される。
【００３３】
図５Ｂは、作動画素が非反射性である図５Ａに示すディスプレイ配置構成をもたらすことになる図２の３×３アレイに印加される一連の行および列信号を示すタイミング図である。図５Ａに示すフレームを書込む前に、画素は、任意の状態であり得る。この例では、全ての行が０ボルトであり、全ての列が＋５ボルトである。これらの印加電圧によって、全ての画素が、既存の作動状態または緩和状態で安定である。
【００３４】
図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）および（３，３）が作動される。これを達成するために、行１用の「ラインタイム（ｌｉｎｅ  ｔｉｍｅ）」中に、列１および２が−５Ｖにセットされ、列３が＋５ボルトにセットされる。これは、全ての画素が３〜７ボルト安定性窓内に留まるため、いずれの画素の状態も変更しない。行１は、次に、０ボルトから５ボルトまで上がり、再びゼロに下がるパルスでストローブされる。これは、（１，１）および（１，２）画素を作動し、（１，３）画素を緩和させる。アレイ内の他の画素は影響を受けない。行２を所望の状態にセットするために、列２が−５Ｖにセットされ、列１および３が＋５ボルトにセットされる。次に、行２に印加される同じストローブが、画素（２，２）を作動し、画素（２，１）および画素（２，３）を緩和させることになる。やはり、アレイの他の画素は影響を受けない。行３は、列２および３を−５Ｖにセットし、列１を＋５ボルトにセットすることによって同様にセットされる。行３ストローブは、図５Ａに示すように行３の画素をセットする。フレームに書込んだ後、行電位はゼロであり、列電位は＋５ボルトまたは−５ボルトに留まることができ、ディスプレイは、そのため、図５Ａの配置構成において安定である。同じプロシジャが、何十または何百もの行および列のアレイについて使用され得ることが理解されるであろう。行および列作動を実施するのに使用されるタイミング、シーケンスおよび電圧レベルは、先に概説した一般的な原理内で幅広く変わることができ、上記例は例示に過ぎず、本明細書で述べるシステムおよび方法に関して任意の作動電圧法が使用され得ることが理解されるであろう。
【００３５】
図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイデバイス４０の実施形態を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、携帯電話または移動体電話であり得る。しかし、ディスプレイデバイス４０の同じコンポーネントまたはそのわずかの変形体もまた、テレビおよび可搬型メディアプレーヤなどの種々のタイプのディスプレイデバイスを示す。
【００３６】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１、ディスプレイ３０、アンテナ４３、スピーカ４５、入力装置４８およびマイクロフォン４６を含む。ハウジング４１は、一般に、射出成形および真空成形を含む、当業者によく知られている種々の製造プロセスの任意のプロセスから形成される。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴムおよびセラミックまたはその組合せを含む種々の材料の任意の材料から作られてもよい。一実施形態では、ハウジング４１は、異なるカラーの他の取外し可能部分と交換されてもよい、または、異なるロゴ、絵またはシンボルを含む取外し可能部分（図示せず）を含む。
【００３７】
例示的なディスプレイデバイス４０のディプレイ３０は、本明細書で述べるように、双安定ディスプレイを含む種々のディスプレイの任意のディスプレイであってよい。他の実施形態では、ディプレイ３０は、上述したように、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤまたはＴＦＴ  ＬＣＤなどのフラットパネルディスプレイ、あるいは、当業者によく知られているように、ＣＲＴまたは他の真空管デバイスなどの非フラットパネルディスプレイを含む。しかし、本実施形態を述べる目的で、ディプレイ３０は、本明細書で述べるように、干渉変調器ディスプレイを含む。
【００３８】
例示的なディスプレイデバイス４０の一実施形態のコンポーネントは、図６Ｂに概略的に示される。示す例示的なディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、また、ハウジング４１内に少なくとも部分的に閉囲されるさらなるコンポーネントを含み得る。たとえば、一実施形態では、例示的なディスプレイデバイス４０は、送受信機４７に結合するアンテナ４３を含むネットワークインタフェース２７を含む。送受信機４７は、調整用ハードウェア５２に接続されるプロセッサ２１に接続される。調整用ハードウェア５２は、信号を調節する（たとえば、信号をフィルタリングする）よう構成されてもよい。調整用ハードウェア５２は、スピーカ４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１はまた、入力装置４８およびドライバコントローラ２９に接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８およびアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２はディスプレイアレイ３０に結合される。電力供給装置５０は、特定の例示的なディスプレイデバイス４０のデザインによる要求に応じて全てのコンポーネントに電力を供給する。
【００３９】
ネットワークインタフェース２７は、アンテナ４３および送受信機４７を含むため、例示的なディスプレイデバイス４０は、ネットワークを通じて１つまたは複数のデバイスと通信し得る。一実施形態では、ネットワークインタフェース２７はまた、プロセッサ２１の要求を軽減するためのある程度の処理能力を有してもよい。アンテナ４３は、信号を送受信するための当業者に知られている任意のアンテナである。一実施形態では、アンテナは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含むＩＥＥＥ  ８０２．１１規格に従ってＲＦ信号を送受信する。別の実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送受信する。携帯電話の場合、アンテナは、ＣＤＭＡ信号、ＧＳＭ信号、ＡＭＰＳ信号、または無線携帯電話ネットワーク内で通信するのに使用される他の知られている信号を受信するようデザインされる。送受信機４７は、アンテナ４３から受信される信号が、プロセッサ２１によって受信されるか、または、プロセッサ２１によってさらに操作されるように、信号を前処理する。送受信機４７はまた、プロセッサ２１から受信される信号が、アンテナ４３を介して例示的なディスプレイデバイス４０から送信されるように信号を処理する。
【００４０】
代替の実施形態では、送受信機４７は受信機で置換えられ得る。なお別の代替の実施形態では、ネットワークインタフェース２７は、プロセッサ２１に送出される画像データを格納するかまたは生成し得る画像源で置換えられ得る。たとえば、画像源は、画像データを収容するデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）またはハードディスクドライブあるいは画像データを生成するソフトウェアモジュールであり得る。
【００４１】
プロセッサ２１は、一般に、例示的なディスプレイデバイス４０の全体の動作を制御する。プロセッサ２１は、ネットワークインタフェース２７または画像源から圧縮画像データなどのデータを受信し、データを処理して、未処理画像データに、または、未処理画像データになるように容易に処理されるフォーマットにする。プロセッサ２１は、次に、処理済みデータを、ドライバコントローラ２９にまたは格納のためにフレームバッファ２８に送出する。未処理データは、通常、画像内の各ロケーションにおいて画像特性を識別する情報を指す。たとえば、こうした画像特性は、カラー、飽和度およびグレースケールレベルを含み得る。
【００４２】
一実施形態では、プロセッサ２１は、例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロコントローラ、ＣＰＵまたはロジックユニットを含む。調整用ハードウェア５２は、一般に、スピーカ４５に信号を送信し、マイクロフォン４６から信号を受信するための増幅器およびフィルタを含む。調整用ハードウェア５２は、例示的なディスプレイデバイス４０内のディスクリートコンポーネントであってよく、または、プロセッサ２１または他のコンポーネント内に組込まれてもよい。
【００４３】
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未処理画像データを、プロセッサ２１から直接、または、フレームバッファ２８から取得し（ｔａｋｅ）、未処理画像データを、アレイドライバ２２への高速伝送のために適切にリフォーマットする。具体的には、未処理画像データが、ディスプレイアレイ３０にわたって走査するのに適した時間順序を有するように、ドライバコントローラ２９は、未処理画像データをラスタ様のフォーマットを有するデータフローにリフォーマットする。次に、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送出する。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、独立型集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に連結されるが、こうしたコントローラは、多くの方法で実施されてもよい。コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１内に埋めこまれてもよく、ソフトウェアとしてプロセッサ２１内に埋めこまれてもよく、または、ハードウェアでアレイドライバ２２と完全に一体化されてもよい。
【００４４】
通常、アレイドライバ２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２９から受信し、ビデオデータをリフォーマットして、ディスプレイの画素のｘ−ｙマトリクスから出てくる何百もの、時として何千ものリード線に対して、１秒当たり多数回印加される波形の並列なセットにする。
【００４５】
一実施形態では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で述べるタイプのディスプレイの任意のディスプレイにとって適切である。たとえば、一実施形態では、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または双安定ディスプレイコントローラ（たとえば、干渉変調器コントローラ）である。別の実施形態では、アレイドライバ２２は、従来のディスプレイドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（たとえば、干渉変調器ディスプレイ）である。一実施形態では、ドライバコントローラ２９は、アレイドライバ２２と一体化される。こうした実施形態は、携帯電話、時計および他の小面積ディスプレイなどの高集積化システムにおいて一般的である。なお別の実施形態では、ディスプレイアレイ３０は、通常のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（たとえば、干渉変調器のアレイを含むディスプレイ）である。
【００４６】
入力装置４８は、ユーザが例示的なディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にする。一実施形態では、入力装置４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチ感応スクリーンあるいは圧力感応膜または熱感応膜を含む。一実施形態では、マイクロフォン４６は、例示的なディスプレイデバイス４０用の入力装置である。マイクロフォン４６が、デバイスにデータを入力するために使用されるとき、例示的な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が、ユーザによって提供されてもよい。
【００４７】
電力供給装置５０は、当技術分野でよく知られているように、種々のエネルギー貯蔵デバイスを含み得る。たとえば、一実施形態では、電力供給装置５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池などの充電式電池である。別の実施形態では、電力供給装置５０は、再生可能なエネルギー源、キャパシタ、または、プラスチック太陽電池を含む太陽電池、および太陽電池ペイントである。別の実施形態では、電力供給装置５０は、壁コンセントから電力を受取るよう構成される。
【００４８】
一部の実施形態では、制御のプログラム可能性は、上述したように、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に位置し得るドライバコントローラ内に存在する。場合によっては、制御のプログラム可能性はアレイドライバ２２内に存在する。上述した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントにおいて、また、種々の構成で実施されてもよいことを当業者が認識するであろう。
【００４９】
上述した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は幅広く変わってもよい。たとえば、図７Ａ〜７Ｅは、可動反射層１４およびその支持構造の５つの異なる実施形態を示す。図７Ａは、図１の実施形態の断面であり、金属材料のストリップ１４が、垂直に延在する支持体１８上に堆積される。図７Ｂでは、可動反射層１４は、テザー３２上で、角だけで支持体に取り付けられる。図７Ｃでは、可動反射層１４は、可撓性金属を含んでもよい変形可能層３４から懸垂保持される。変形可能層３４は、変形可能層３４の外周の周りで直接的にまたは間接的に基材２０に接続される。これらの接続は、本明細書で支持ポストと呼ばれる。図７Ｄに示す実施形態は、変形可能層３４がその上に載置される支持ポストプラグ４２を有する。可動反射層１４は、図７Ａ〜７Ｃの場合と同様に、ギャップを覆って懸垂保持されたままであるが、変形可能層３４は、変形可能層３４と光学積層体１６との間の穴を充填することによる支持ポストを形成しない。むしろ、支持ポストは、支持ポストプラグ４２を形成するのに使用される平坦化材料で形成される。図７Ｅに示す実施形態は、図７Ｄに示す実施形態に基づくが、図７Ａ〜７Ｃに示す実施形態のうちの任意の実施形態ならびに示されないさらなる実施形態と共に働くようになっていてもよい。図７Ｅに示す実施形態では、金属または他の導電性材料の追加の層が、バス構造４４を形成するのに使用された。これは、干渉変調器の背面に沿う信号の経路指定を可能にし、普通なら基材２０上に形成されなければならないいくつかの電極をなくす。
【００５０】
図７に示すような実施形態では、干渉変調器は、直視デバイスとして機能し、直視デバイスでは、画像が、透明基材２０の前側から観察され、その対向側には、変調器が配列される。これらの実施形態では、反射層１４は、変形可能層３４を含む、基材２０と反対の反射層の側で干渉変調器の所定部分を光学的に遮蔽する。これは、遮蔽されるエリアが、画質に悪い影響を与えることなく、構成され、動作することを可能にする。こうした遮蔽は、図７Ｅのバス構造４４を可能にし、アドレス指定およびアドレス指定から生じる運動などの変調器の電気機械特性から変調器の光学特性を分離する能力を提供する。この分離可能な変調器アーキテクチャは、変調器の電気機械的態様および光学的態様のために使用される構造デザインおよび材料が、互いに独立に選択され機能することを可能にする。さらに、図７Ｃ〜７Ｅに示す実施形態は、変形可能層３４によって実施される、反射層１４の機械特性からの反射層１４の光学特性のデカップリングから引出されるさらなる利益を有する。これは、反射層１４のために使用される構造デザインおよび材料が光学特性に関して最適化され、変形可能層３４のために使用される構造デザインおよび材料が所望の機械特性に関して最適化されることを可能にする。
【００５１】
図８は、干渉変調器のための例示的な製造プロセス８００のある実施形態を示すフローチャートであり、図９Ａ〜９Ｅは、こうした製造プロセスの一実施形態の対応するステージを概略的に示す。こうしたステップは、図１６に示されない他のステップと共に、たとえば、図１および７に示す一般的なタイプの干渉変調器を製造するプロセス内に存在してもよい。図１、７、および８を参照すると、プロセス８００は、基材２０を覆って光学積層体１６を形成するステップ８０５で始まる。図９Ａは、基材２０を覆って形成されたこうした光学積層体１６を示す。基材２０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基材であってよく、また、光学積層体１６の効率的な形成を促進するために、前もっての調製ステップ（複数可）、たとえば、清浄化を受けていてもよい。先に説明したように、光学積層体１６は、一部の実施形態では、導電性があり、部分的に透明であり、部分的に反射性があり、たとえば層の１つまたは複数を透明基材２０上に堆積することによって作製されてもよい。特に、図９Ａの光学積層体は、サブ層６０ａ、６０ｂ、および６０ｃを備える多層構造を含むことが見てわかるが、他の実施形態では、より多いまたはより少ないサブ層が含まれてもよい。一部の実施形態では、サブ層のうちの１つのサブ層は、その光特性のために選択された部分的に反射性がある層または吸収体層を備え、別のサブ層は、その導電性特性のために選択された層を備える。他の実施形態では、適した光および電気特性を有する単一サブ層が使用されてもよい。一部の実施形態では、サブ層の１つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ、ディスプレイデバイスの行電極を形成してもよい。こうしたパターニングは、一部の実施形態では、マスキングおよびエッチングプロセスによって行われてもよいが、パターニングの代替の方法は、以下でより詳細に説明される。一部の実施形態では、光学積層体１６は、１つまたは複数の金属層（たとえば、サブ層６０ａまたは６０ｂなどの反射性層および／または導電性層）を覆って堆積される、図９Ａのサブ層６０ｃなどの絶縁性層または誘電性層を含む。
【００５２】
図８に示すプロセス８００は、継続して、光学積層体１６を覆って犠牲層を形成するステップ８１０に進む。犠牲層は、以下で説明するキャビティ１９を形成するために、後で除去され（たとえば、ステップ８２５にて）、そのため、犠牲層は、図１に示す、得られる干渉変調器１２には示されない。図９Ｂは、光学積層体１６を覆って形成された犠牲層６２を備える部分的に作製されたデバイスを示す。光学積層体１６を覆う犠牲層６２の形成は、後続の除去後に、所望のサイズを有するキャビティ１９（図１および９Ｅを参照されたい）を設けるために選択された厚さでの、モリブデンまたはアモルファスシリコンなどのＸｅＦ２でエッチング可能な材料の堆積を含む。犠牲材料の堆積は、物理気相堆積（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＶＤ、たとえば、スパッタリング）、プラズマ強化化学気相堆積（ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＥＣＶＤ）、熱化学気相堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングなどの堆積技法を使用して実施されてもよい。
【００５３】
図８に示すプロセス８００は、継続して、図１、７、および９Ｃに示すように支持構造、たとえば、ポスト１８を形成するステップ８１５に進む。ポスト１８の形成は、支持構造アパーチャを形成するために犠牲層をパターニングするステップと、その後、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングなどの堆積法を使用して、ポスト１８を形成するためにアパーチャ内に材料（たとえば、ポリマーまたはシリコン酸化物）を堆積するステップとを含んでもよい。一部の実施形態では、犠牲層内に形成される支持構造アパーチャは、犠牲層と光学積層体１６の両方を貫通して下地基材２０まで延在するため、ポスト１８の下方端は、図７Ａに示すように基材２０に接触する。図９Ｃに示す実施形態などの他の実施形態では、犠牲層内に形成されるアパーチャは、光学積層体１６を貫通しないが、犠牲層を貫通して延在する。たとえば、図７Ｄは、光学積層体１６と接触様態にある支持ポストプラグ４２の下方端を示す。いくつかの実施形態では、ポスト１８または他の支持構造は、犠牲層を覆って支持構造材料層を堆積させ、犠牲層内のアパーチャから離れて位置する支持構造材料の部分をパターニングすることによって形成されてもよい。一部の実施形態では、支持構造は、図９Ｃに示すようにアパーチャ内に位置してもよいが、他の実施形態では、支持構造の少なくとも一部分が、犠牲層の一部分を覆って延在してもよい。先に述べたように、犠牲層および／または支持ポストのパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって行われてもよいが、以下で説明する代替のエッチング方法によって行われてもよい。
【００５４】
図８に示すプロセス８００は、継続して、図１、７、および９Ｄに示すように可動反射層１４などの可動反射層または膜を形成するステップ８２０に進む。可動反射層１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキングおよび／またはエッチングステップと共に、１つまたは複数の堆積ステップ、たとえば、反射層（たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金）堆積を使用することによって形成されてもよい。先に説明したように、可動反射層１４は、通常、導電性であり、本明細書で導電性層と呼ばれてもよい。いくつかの実施形態では、可動反射層１４は、図９Ｄに示すように複数のサブ層を備えてもよい。いくつかの実施形態では、サブ層６４ａのうちの１つは、その光特性のために選択された反射性が高いサブ層を備えてもよく、別のサブ層６４ｂは、その機械特性のために選択されたメカニカルなサブ層を備えてもよい。犠牲層が、プロセス８００のステップ８２０にて形成された部分的に作製された干渉変調器内に依然として存在するため、可動反射層１４は、通常、このステージでは可動ではない。犠牲層を含む部分的に作製された干渉変調器は、本明細書で「未リリース（ｕｎｒｅｌｅａｓｅｄ）」干渉変調器と呼ばれてもよい。
【００５５】
図８に示すプロセス８００は、継続して、図１、７、および９Ｅに示すようにキャビティ、たとえば、キャビティ１９を形成するステップ８２５に進む。キャビティ１９は、（ステップ８１０にて堆積した）犠牲材料６２をエッチャントに曝露することによって形成されてもよい。たとえば、モリブデンまたはアモルファスシリコンなどのエッチング可能犠牲材料は、乾式化学エッチングによって、たとえば、キャビティ１９を囲む構造に対して通常選択的に、所望量の材料を除去するのに有効な期間にわたって、固体二フッ化キセノン（ｘｅｎｏｎ  ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）（ＸｅＦ２）から引出された蒸気などのガス状または蒸気質のエッチャントに対して犠牲層を曝露することによって除去されてもよい。他のエッチング方法、たとえば、湿式エッチングおよび／またはプラズマエッチングが使用されてもよく、いくつかの代替のエッチング方法が、以下でより詳細に説明される。犠牲層が、プロセス８００のステップ８２５中に除去されるため、可動反射層１４は、通常、このステージ後に可動になる。犠牲材料の除去後に、得られる、完全にまたは部分的に作製された干渉変調器は、本明細書で「リリースされた（ｒｅｌｅａｓｅｄ）」干渉変調器と呼ばれてもよい。
【００５６】
理解されるように、エッチングプロセスによって犠牲層を除去するプロセスは、隣接するコンポーネント間にギャップまたは他の間隔を含む他のＭＥＭＳデバイスに適用されてもよく、本明細書に述べる例示的な干渉変調器に関する利用に限定されない。上述したように、この除去は、限定はしないが湿式エッチ、乾式エッチ、およびプラズマエッチを含む種々の異なるプロセスによって行われてもよい。上述したＸｅＦ２乾式エッチは、たとえば、モリブデン、ゲルマニウム、およびシリコンなどの犠牲層と共に使用され得る。このプロセスは、主エッチャントとしてＸｅＦ２を含み、任意選択で、他のエッチャント（酸素など）および／または不活性キャリアガスを含むエッチングプロセスガスの使用を含む。以下でより詳細に説明されるように、以下のいくつかの方法が、ＸｅＦ２を主エッチャントとして使用することに関して説明されるが、方法は、ＸｅＦ２の代わりに、ＫｒＦ２などの他の希ガスフッ化物を利用するようになっていてもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態では、ＸｅＦ２犠牲エッチを使用してＭＥＭＳデバイスを製造するのに使用される製造プロセスおよび機器は、ＸｅＦ２を回収する、かつ／または、ＸｅＦ２のキセノン（Ｘｅ）成分を回収するために修正されてもよい。回収されるＸｅＦ２は、さらなるエッチングプロセスで使用するために再循環されてもよい。回収されるＸｅは、Ｆ２と反応して、ＸｅＦ２を生成してもよく、ＸｅＦ２はまた、さらなるエッチングプロセスで使用するために再循環されてもよい。エッチングプロセス中またはエッチングプロセス後に、プロセスガスは、エッチチャンバから収集され、その後、所望に応じて処理されてもよい。プロセスガスは、未使用ＸｅＦ２（または他のエッチャント）、エッチング反応の副生成物、存在する可能性がある不純物および任意のキャリアガスを含む可能性がある。他の希ガスフッ化物が使用されるときに、未使用希ガスフッ化物および対応する希ガス成分のいずれかまたは両方が、回収されてもよい。
【００５８】
反応副生成物は、ＸｅＦ２エッチャントと犠牲層との間のエッチング反応の生成物であり、副生成物は、少なくとも、使用されるエッチャントと犠牲層の性質に応じて異なることになることが理解されるであろう。犠牲層がモリブデンである実施形態の場合、副生成物は、通常、ＭｏＦｘ（ｘは２〜６の範囲の整数である）を含むことになり、犠牲層としてシリコンが使用される実施形態の場合、副生成物は、通常、ＳｉｘＦｙ（ｘは１〜２の範囲の整数であり、ｙは２〜６の範囲の整数である）を含むことになる。ＸｅＦ２エッチャントと共に、さらなるエッチャント（たとえば酸素）が使用される場合、副生成物は、犠牲要素の複合フッ化物（たとえば、ＭｏＯｘＦｙ）を含む可能性がある。
【００５９】
エッチングプロセスガス内に存在する可能性がある一般的な不純物は、Ｈ２Ｏ、ＨＦ、ＣＦｘ、ＣＨＦｘ、ＣＯＦｘ、ＣＯ、ＣＯ２、パージングガスの残留物、および微量の金属フッ化物を含む。エッチングプロセスガスは、ＸｅＦまたはＦなどの反応中間体を含む可能性があることも理解されるが、これらの反応中間体は、さらに反応して反応副生成物を形成する前に、かなり短い寿命を有するため、以下で別個に説明されない。
【００６０】
キセノンを回収する、かつ／または、再循環させるために、比較的低い沸点および不活性などの、キセノンのユニークな物理的特性が利用されてもよい。これらの物理的および化学的特性は、他のプロセスガスおよびエッチングプロセス中に収集される可能性がある他の材料からのキセノンの分離を促進するのに使用されてもよい。
【００６１】
図１０は、プロセスガスからＸｅを抽出し、収集されたＸｅを利用して、エッチプロセスで使用するためのＸｅＦ２を生成するのに使用されてもよい一般化されたプロセスフロー１００を示す。しかし、プロセスが、ステップの追加または除去を含む種々の方法で修正されてもよいこと、および、ステップが、異なる順序で実施されてもよいことが理解されるであろう。プロセスは、エッチプロセスステップ１１０で始まり、作製されるＭＥＭＳデバイスまたは他のデバイスがＸｅＦ２ガスに曝露される。ステップ１２０にて、プロセスガスは、エッチング反応チャンバからのプロセス排出物の収集などによって収集される。ステップ１３０にて、システムは、パージガスに曝露されて、プロセル流を押しやってもよい。ステップ１４０にて、Ｘｅ変換器が利用されて、収集されたプロセスガスからＸｅが生成される。ステップ１５０にて、生成したＸｅは、プロセスガスの残りから分離され、コールドトラップの使用などによって浄化される。この分離されたＸｅは、ステップ１６０にて、加圧されるかまたは凝縮されてもよい。フッ素（Ｆ２）は、ステップ１７０にて添加され、ＸｅＦ２が、ステップ１８０にて生成されてもよい。ＸｅＦ２は、エッチプロセスに戻る前に、ステップ１９０にて浄化されてもよい。
【００６２】
種々の方法およびデバイスが使用されて、回収されたＸｅ含有種を元素のＸｅに変換してもよい。たとえば、キセノン変換器は、液体浴変換器、固体床変換器、またはガス浴変換器を備えてもよく、それぞれが次に説明されることになる。変換されるＸｅ含有種は、他の不純物または中間体キセノンフッ化物、ならびに、ＸｅＦ２に加えてコエッチャント（ｃｏ−ｅｔｃｈａｎｔ）が使用される場合、複合フッ化物に加えて未使用ＸｅＦ２を主に含む可能性がある。
【００６３】
ＸｅＦ２は、加水分解反応において水と反応して、元素のＸｅおよびＯ２を生成し得る。しかし、ＸｅＦ２のＸｅへの変換を加速するために、中性の水溶液の代わりに、酸性溶液または塩基性溶液が使用されてもよい。ＸｅＦ２は、２９８°Ｋで、酸性溶液内で約４．２×１０−４／秒の１次速度定数で加水分解して、以下の反応に従って、フッ化水素酸、原子キセノン、および酸素分子をリリースする。
ＸｅＦ２（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｌ）→ＨＦ（ａｑ）＋Ｘｅ（ｇ）↑＋Ｏ２（ｇ）↑
【００６４】
塩基性溶液はまた、たとえばＮａＯＨまたはＫＯＨを含む液体浴溶液として使用されてもよく、特定の塩基性溶液の選択は、特定の実施形態の場合に、所望の副生成物の生成を可能にする。一実施形態では、水酸化物（ＯＨ−）が、その中で還元剤の役をするＮａＯＨまたはＫＯＨなどの塩基性溶液の使用は、以下の反応に従って、水、元素のキセノン、および酸素分子の生成をもたらす。
【００６５】
【数１】
2011501874.tif 000003
【００６６】
別の実施形態では、代替の還元剤の使用は、異なる副生成物をもたらす可能性があり、副生成物は、リリースされたＸｅと混合することになるガスではなく、有機酸塩などの可溶性生成物であってもよいことが見てわかる。特定の実施形態では、ソディウムメタノアート（ｓｏｄｉｕｍ  ｍｅｔｈａｎｏａｔｅ）（ぎ酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｆｏｒｍａｔｅ）としても知られる）などのメタノアート塩（ぎ酸塩としても知られる）が、以下の反応に従って使用されてもよい。
【００６７】
【数２】
2011501874.tif 000004
【００６８】
さらに、犠牲材料が、ＭｏおよびＷなどの金属である場合、それらのガス状エッチング副生成物（ＭｏＦｘなど）は、通常、塩基性溶液内で加水分解することになる。そのため、液体浴Ｘｅ変換器から出るガスは、水蒸気および使用される任意のパージガスに加えて、元素のＸｅを含む。特定の実施形態では、パージガスおよび浴溶液は、パージガスが、任意のエッチング副生成物と共に溶液によって吸収されるように選択されて、複数の機能を実施するＸｅ変換器が提供されてもよい。特定の実施形態では、ＣＯ２がパージガスとして使用されてもよく、ソディウムメタノアートおよび水酸化ナトリウムを含有する水溶液が変換用浴内で使用され、ＸｅＦ２が元素のＸｅに変換されることになり、パージガスおよびエッチングプロセスの副生成物が吸収されることになる。
【００６９】
他の実施形態では、固体床変換器またはガス浴変換器が、Ｘｅ変換器として使用されてもよい。固体床変換器は、フッ化キセノンを還元して元素のＸｅにする任意の還元剤を含んでもよい。ニッケル、銅、および鉄などの、これらの還元剤のある還元剤について、ＸｅＦ２は、１回または複数回の吸収反応によって、材料の表面上に固体フッ化物を形成するように反応することになる。他の還元剤は、固体フッ化物を形成する材料、あるいは、亜フッ化物、亜酸化物、亜窒化物、亜ハロゲン化合物、または有機塩を含むが、それに限定されない。他の実施形態では、シリコン、モリブデン、またはゲルマニウムなどの材料が、還元剤として使用されてもよく、（たとえば、圧力に応じて）固体フッ化物ではなく、ガスまたは液体フッ化物の形成をもたらす可能性がある。他の同様な還元剤は、ガス状フッ化物を形成する材料、ならびに、亜フッ化物、亜酸化物、亜窒化物、亜ハロゲン化合物、有機物またはポリマーを含む。同様に、ガス状還元剤は、ガス浴変換器内で使用することができ、たとえば、エタン、エチレンおよびホルムアルデヒドなどの有機物、または、アンモニア、ヒドラジン、およびホスフィンなどの無機物を含んでもよい。
【００７０】
元素のキセノンは、プロセスガス内で取得されると、他のプロセスガスから分離され浄化されてもよい。他の材料から元素のキセノンを分離するためのプロセスの選択は、再循環プロセスのこの時点におけるキセノンと共に存在する他のガスまたは他の材料に主に依存することになり、他のガスまたは他の材料は、使用されるエッチャント（複数可）および犠牲材料の組合せならびにＸｅ変換器の存在および細目に依存する。
【００７１】
元素のキセノンを分離し浄化する１つの方法は、コールドトラップと呼ばれてもよい極低温トラップである。希ガスが低い沸点を有する（キセノンの沸点は１６５°Ｋであり、アルゴンの沸点は８７°Ｋであり、Ｈｅの沸点は４．２°Ｋである）ため、プロセスガスは、希ガスの沸点を超えるが、プロセスガスの残りの成分が凝縮するのに十分に低い温度でコールドトラップを通して押しやられる可能性があり、ほんの微量の他の材料と共に、実質的に希ガスからなる混合物が残る。ＸｅＦ２がエッチャントとして使用され、Ｍｏが犠牲層として使用されると、たとえば、固体ＣＯ２（通常アセトンと共に使用されるドライアイス）によってＣＯ２の昇華点未満の温度まで冷却されるトラップは、他のガスの沸点が著しく高いため、ＭｏＦｘなどのエッチング副生成物を含む他のガスの凝縮をもたらすのに使用され得る。プロセスガス内の水分の大部分はまた、通常、凝縮されることになり（ＣＯ２トラップを通過した後のガス内の残りの量の水は、０．２ｍＴｏｒｒの程度の分圧を有する可能性がある）、ＣａＯ乾燥剤の使用などの後続のプロセスが使用されて、水分がさらに除去されてもよい。
【００７２】
他の実施形態では、プロセスガスは、元素のキセノンの沸点と同じ沸点を有する材料を含んでもよい。たとえば、Ｓｉが犠牲材料として使用される場合、エッチングプロセスの主要な副生成物の１つの副生成物は、Ｘｅの沸点に近い１８７°Ｋの沸点を有するＳｉＦ４である。図１１は、温度の関数としての、ＸｅとＳｉＦ４の蒸気圧を示す。ＳｉＦ４の蒸気圧は、Ｘｅの沸点でほぼ１８９Ｔｏｒｒであり、そのため、コールドトラップが１６５°Ｋ（Ｘｅの沸点）にあった場合、ＳｉＦ４の蒸気圧は、依然として１８９Ｔｏｒｒであり、そのため、おそらく、かなりの量のＳｉＦ４がコールドトラップを通過することになることが見てわかる。低温では、Ｘｅの蒸気圧とＳｉＦ４の蒸気圧との差が増加することも図１１で見てわかる。そのため、１２５°Ｋにおいて、Ｘｅの蒸気圧は１９．５Ｔｏｒｒであり、ＳｉＦ４の蒸気圧は０．７５Ｔｏｒｒであり、１２０°Ｋにおいて、これらの値は、それぞれ、１１．１Ｔｏｒｒと、０．４Ｔｏｒｒ未満に減少する。ＮａＦなどの活性化学作用物質を添加することによって、ＳｉＦ４は、さらになくなる可能性がある。一実施形態では、ＮａＦの存在下で、平衡ＳｉＦ４の蒸気圧は、室温で１０−４７Ｔｏｒｒまで減少する可能性がある。その理由は、ＮａＦが、以下の反応に従ってＳｉＦ４と反応することになるからである。
ＳｉＦ４（ｇ）＋ＮａＦ（ｓ）→Ｎａ２ＳｉＦ６（ｓ）
【００７３】
他のアルカリフッ化物およびアルカリ土類フッ化物が使用されて、ＳｉＦ４の存在も減少され得る。
【００７４】
こうした低温でのコールドトラップは、種々の方法で実現され得る。一部の実施形態では、コールドトラップは、クロロエテンなどの、固体−液体融解によって冷却される。他の実施形態では、コールドトラップは、クリプトンの使用などの液体−ガス融合によって冷却される。なお他の実施形態では、プロパン内の固体ＣＦ４などの低圧における固体−液体蒸発が使用されてもよい。融解および融合システムは、長い期間にわたって正確な温度を維持するのに適する。固体−液体蒸発システムは、コールド浴内の温度に対してさらなるコントロールを提供する。
【００７５】
特定の実施形態では、プロパン内の固体ＣＦ４は、５Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒまで圧力を変化させることによって、１００°Ｋ〜１４０°Ｋの範囲の温度を有するコールド浴を提供するのに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、Ｎ２またはＨｅなどのパージガス（キセノンおよび分離され浄化される別のガスより低い沸点を有する可能性がある）は、Ｘｅがガス形態のままであるときにガス形態のままであるため、初期コールドトラップによって分離されない可能性がある。液体Ｎ２コールドトラップなどの後続のコールドトラップは、Ｘｅを凝縮するのに使用されてもよく、パージガスは、ガス相のままであることになる。
【００７６】
この再循環方法は、上述したように修正されて、他の希ガスベースエッチャントを再循環させるようにその方法が適用されてもよい。たとえば、この方法は、キセノンフッ化物（たとえば、ＸｅＦ４、ＸｅＦ６、ＸｅＦ８、およびＸｅＦ２・ＸｅＦ４など）、キセノンハロゲンフッ化物（たとえば、ＸｅＣｌ２Ｆ２およびＸｅＣｌＦ５など）、キセノンオキシフッ化物（ＸｅＯＦ２、ＸｅＯＦ４、ＸｅＯ２Ｆ２、ＸｅＯＦ６など）、他のキセノン化合物（たとえば、ＸｅＯ３およびＸｅＯ４など）および他の希ガス化合物（ＫｒＦ２など）から希ガスを再循環するのに使用されてもよい。上述した方法のいくつかは、異なる化学物質についてより有効である可能性がある。本明細書に提供される開示によって誘導される日常の実験は、特定の状況について適した条件を特定するのに使用されてもよい。
【００７７】
Ｘｅを分離するのに使用される方法と異なる方法が使用されて、プロセスガスからＸｅＦ２が分離されてもよいことも理解されるであろう。ＸｅＦ２の分離はまた、以下でより詳細に説明されるように、エッチプロセスの効率を増加させるためにエッチプロセス中に行われてもよい。ＸｅＦ２またはＸｅの分離は、本明細書で述べる方法の任意の方法によって行われてもよく、それらの物理的または化学的特性を利用することによって行われてもよい。たとえば、蒸気圧の差が、真空蒸留または凝縮プロセス中に利用されてもよく、沸点または融点などの相変化温度の差が、蒸留およびろ過プロセスで利用されてもよく、溶解度の差が、抽出プロセスで利用されてもよく、または、結晶構造の差が、再結晶プロセスで使用されてもよい。イオン化エネルギー、分子重量、拡散率、密度、吸収、吸着などの他の特性、およびクロマトグラフ的特性が、材料を分離するのに使用されてもよい。
【００７８】
１つの特定の実施形態では、ＸｅＦ２は、プロセスガス内の他の分子と比較してかなり大きな分子である可能性がある。サイズ弁別膜または分子篩を使用して、ＸｅＦ２は、他の分子から分離され、時としてさらなる浄化の後に、プロセスに戻されてもよい。
【００７９】
図１２は、こうしたプロセス２００のある実施形態を示し、プロセス２００は、エッチングプロセス中にＸｅＦ２エッチが使用されるステップ２１０で始まる。ステップ２２０にて、プロセスガスは、エッチチャンバから排出されてもよい。ステップ２３０にて、ＸｅＦ２は、サイズ弁別膜または分子篩などのサイズ弁別器の使用あるいはＸｅＦ２を分離する別の適した方法によって他の分子から分離される（元素のＸｅを含む）。分離されたＸｅＦ２は、ステップ２４０にてエッチプロセスに戻り、元素のＸｅ自体が、ステップ２５０にて、何らかの方法で再循環されてもよい。
【００８０】
コールドトラップは、先に説明した元素のＸｅの分離と同じ方法で、ＸｅＦ２を分離するのに使用されてもよい。ＸｅＦ２がエッチャントとして使用され、Ｍｏが犠牲層として使用されるとき、主要なエッチング副生成物はＭｏＦ６である。コールドトラップのための適した温度は、約２３０°Ｋであるが、２３０°Ｋより高い温度および２３０°Ｋより低い温度が共に使用されてもよいことが理解されるであろう。２３０°Ｋにおいて、ＭｏＦ６の蒸気圧は数Ｔｏｒｒであり、一方、ＸｅＦ２の蒸気圧は０．１Ｔｏｒｒより低い。この温度は、１気圧で約２３０．８°Ｋの温度を維持することになる固体−液体テトラクロロエタン、または、１気圧で約２３２．５°Ｋの温度を維持することになる液体−ガスクロロジフルオリドメタンの使用など、種々の方法で維持されてもよい。
【００８１】
図１３は、コールドトラップを使用してＸｅＦ２を分離し収集する例示的なプロセス３００を示す。ステップ３１０にて、プロセス排出物が収集される。ステップ３２０にて、水蒸気が、乾燥剤の使用によってプロセスガスから除去されてもよい。プロセスは、その後、ステップ３３０に移動してもよく、ステップ３３０にて、コールドトラップを使用してＸｅＦ２が他のプロセスガスから除去される。プロセスはまた、ステップ３７０を含み、ステップ３７０にて、コールドトラップ内でＸｅＦ２から分離された元素のＸｅが再循環される。ステップ３３０にて、ＸｅＦ２がコールドトラップによって分離された後、ＸｅＦ２は、さらに、ＸｅＦ２が蒸留またはろ過プロセスを受けるステップ３４０にて、また、ＸｅＦ２が再結晶化されるステップ３５０にて浄化されてもよい。特に、ＸｅＦ２は、１つのロケーションで気化され、別のロケーションで再結晶化されてもよい。一部の実施形態では、ステップ３４０および３５０は、所望の純度レベルを得るために必要に応じて繰返されてもよい。最後に、ステップ３６０にて、十分に純粋なＸｅＦ２が得られ、再結晶化ステップ３５０が実施される場合、固体形態である可能性がある。
【００８２】
先に述べたように、多くの異なる方法が、ＸｅＦ２を分離するのに使用されてもよく、特定の方法の適合性は、ＸｅＦ２がそこから分離される他の材料に主に依存することになる。ＸｅＦ２がエッチャントとして使用され、Ｍｏが犠牲層として使用されるある実施形態では、主要な副生成物は、先に述べたようにＭｏＦ６である。約２９０°Ｋ〜３０７°Ｋの範囲の温度で、かつ、１気圧で、ＭｏＦ６は液体であり、ＸｅＦ２は固体である。そのため、室温でのろ過が、固体と液体を分離するのに使用されてもよい。
【００８３】
収集された元素のＸｅは、先に述べたようにＸｅＦ２を生成するのに使用されてもよい。一実施形態では、Ｘｅは、ニッケルを触媒として使用して、高圧でＦ２に曝露されて、ＸｅＦ２が形成され得る。別の実施形態では、Ｘｅは、熱、ＵＶ光、または放電による照射に曝露されると、化学量論的にほぼ２倍に等しい量のＦ２と直接反応する可能性がある。特定の実施形態では、ＸｅおよびＦ２は、約２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長のＵＶ光で照射され、実質的に純粋なＸｅＦ２が生成される可能性がある。
【００８４】
そのため、上述した種々の方法が、種々の方法で組み合わされてもよいこと、および、いくつかのステップが、修正されるか、置換されるか、または、省かれてもよいことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、元素のＸｅは、プロセス排出物から抽出され、後で再循環させるために貯蔵されてもよく、あるいは、上述したプロセスを通してまたは他の適したプロセスを通してＸｅＦ２を生成するのに使用されてもよい。他の実施形態では、未使用ＸｅＦ２が分離され浄化されてもよい。さらなる実施形態では、生成されるかまたは分離されるＸｅＦ２は、以下でより詳細に説明するように、エッチングプロセスに戻されてもよい。
【００８５】
図１４は、典型的な化学反応の反応物組成を示す。平衡時（ｔ＝∞）の圧力と開始時（ｔ＝０）の圧力の比は、理論的効率（すなわち、考えられる最大）を確定するのに使用され得る。この確定は、当業者によって理解されるように、反応物と生成物の標準的なギブスの自由エネルギー（Ｇｉｂｂｓ  ｆｒｅｅ  ｅｎｅｒｇｙ）を使用して計算されてもよい。１ＴｏｒｒのＸｅＦ２が、Ｍｏ犠牲層をエッチングするのに使用され、ＭｏとＸｅＦ２のモル比が１：３であるエッチングプロセスでは、室温でのＸｅＦ２の平衡圧力は約１×１０−５８Ｔｏｒｒであり、理論的効率が１００％に非常に近いことを意味する。実際のエッチングプロセスの効率の目下の評価は、１００％をかなり下回り、５０％程度である。実際の効率と理論的効率との間の不一致の推測される原因は、平衡状態にないプロセス状況、および、犠牲材料の全ての除去を保証するために、エッチングプロセスがオーバエッチ用にデザインされていることを含む。これらの因子は、理論的な最大効率の達成を妨げる可能性があるが、それでも、効率は、少なくとも、反応連携を前進させ、エッチングプロセス流を修正することによって改善される可能性がある。このようにＸｅＦ２エッチングプロセスの効率は改善される可能性がある。
【００８６】
いくつかの実施形態では、エッチングプロセスは、リリース速度を増加させるように修正されてもよい。一般に、リリース速度は、以下の関係式によって表現されてもよい。
【００８７】
【数３】
2011501874.tif 000005
【００８８】
式中、ｋは速度定数であり、Ａｓａｃは犠牲材料の曝露される表面積であり、Ｐは各生成物の分圧である。種々の反応物および生成物についての反応次数は、ｎ、ｍ、ｌなどで与えられ、ｎは正数であり、一方、ｍおよびｌはゼロまたは負である。
【００８９】
曝露される犠牲材料表面積Ａｓａｃの増加は、エッチングプロセスのリリース速度を増加させることになることが見てわかる。いくつかの実施形態では、これは、オーバレイ層を貫通して延在し、かつ、犠牲層に対するアクセスを可能にするエッチホールの包含または付加によって増加する可能性がある。さらなる実施形態では、これらのエッチホールは、ＸｅＦ２の通過を可能にするナノサイズホールである可能性がある。たとえば、比較的少数で比較的大きなエッチホールが設けられ、エッチングガスおよび副生成物が、反応エリアが形成されるにつれて、比較的遠くまで移動して、キャビティ内の反応エリアを出る必要がある典型的な実施形態と比較すると、比較的多数の比較的小さなナノサイズホールを設けることは、エッチングガスおよび副生成物が横切るキャビティ内の距離を減少させ、より速いリリース速度を提供する可能性がある。さらなる実施形態では、多孔質犠牲材料が使用されて、エッチングプロセスの所与の時点において曝露される表面積を増加させてもよい。
【００９０】
別の実施形態では、副生成物の分圧が減少され、エッチャントの分圧が維持されるまたは減少が最小にされてもよい。図１５は、先に説明したいくつかの技法を利用して、この結果を達成するよう構成されるシステム４００を示す。このシステムは、弁４１２によってＸｅＦ２供給器４２０から分離されるエッチングチャンバ４１０を含み、弁４１２は、エッチングチャンバ４１０へのＸｅＦ２の流量を制御する。エッチングチャンバ４１０の状態を監視するための１つまたは複数のセンサが設けられてもよい。示す実施形態では、システム４００は、全圧を監視するよう構成されたセンサ４３２およびＸｅＦ２圧を監視するよう構成されたセンサ４３４を備え、エッチングプロセス中の任意所与の時点におけるＸｅＦ２の分圧の確定を可能にする。循環ポンプ４４０は、弁４１４によってエッチングチャンバから分離され、プロセスガスを、弁４１６を通して副生成物除去器４５０に向けて押出すよう構成され、副生成物除去器４５０は、いくつかの実施形態では、ＸｅＦ２分子のサイズに基づいて材料の残りからＸｅＦ２を分離してもよいサイズ弁別器である。そのため、副生成物除去器４５０は、たとえば、浸透性膜またはサイズ選択性吸収体または吸着体を備えてもよい。Ｘｅ分離装置４６０は、エッチング副生成物から元素のＸｅを生成するために設けられてもよい。必要であるとき、弁４１９が、開放し、真空ポンプ４７０が、エッチングチャンバからプロセスガスを除去するのに使用されてもよい。分離されたＸｅＦ２は、その後、エッチングチャンバ内に戻るように流れることが許容されてもよい。いくつかの実施形態では、弁は、２方弁であってよい。
【００９１】
そのため、一実施形態では、循環ポンプ４４０は、エッチングプロセス中にプロセスガスを副生成物除去器４５０に向かって押しやる。エッチング副生成物は、副生成物除去器４５０によってエッチング中に除去されて、副生成物の分圧を減少させる。分離されたＸｅＦ２をエッチングチャンバ４１０内に戻るように循環させることによって、ＸｅＦ２分圧の減少速度が低下し得る。必要であるかまたは所望である場合、ＸｅＦ２分圧を監視するセンサ４３２および４３４が使用されて、ＸｅＦ２の分圧を所望のロケーションに維持するために、ＸｅＦ２をさらにリリースするため弁４１２がどれだけ長く開放されるべきかについての指示が提供され得る。
【００９２】
別の実施形態では、弁４１８が、副生成物除去器４５０とエッチチャンバ４１０との間に設けられて、パルスエッチングモードでの作動が可能になってもよく、パルスエッチングモードでは、弁４１４および４１６が、定期的に開放されて、プロセスガスが副生成物除去器４５０に向かって流れることを可能にし、その後、弁４１８が開放されて、浄化されたＸｅＦ２がエッチチャンバ４１０内に流れることを可能にする。循環ポンプ４４０は、ガス流を促進するために、両方のステップで使用されてもよい。
【００９３】
別の実施形態では、エッチングプロセスの速度定数を増加させるために、可変体積チャンバが、パルスエッチングプロセスにおいて使用されてもよい。ＸｅＦ２を使用したモリブデン層のエッチングは、１次反応であることが示された。すなわち、所与の工作物についての所与の温度におけるエッチ反応速度は（曝露されるＭｏ表面積が一定であると仮定すると）、以下の通りである。
【００９４】
【数４】
2011501874.tif 000006
【００９５】
式中、ｋは反応速度定数であり、ＰＸｅＦ２はプロセスチャンバ内のＸｅＦ２の分圧である。エッチングが閉鎖した容器内で起こるとき、Ｍｏをエッチングすることによる、ＸｅＦ２の相対的な消費速度は、プロセスチャンバ内のＸｅＦ２の初期分圧と無関係である。この相対的な消費速度は、チャンバ内のＸｅＦ２の半減時間（チャンバ内で全ＸｅＦ２の５０％を消費する時間）によって表現され得る。
ｔ１／２＝ｌｎ（２／ｋ）
【００９６】
そのため、エッチャントの半減時間は、エッチングプロセスの使用効率を確定する。所与のプロセスの場合、２ｔ１／２の滞留時間は７５％の使用効率をもたらすことになり、４ｔ１／２の滞留時間は９４％の使用効率をもたらすことになる。そのため、滞留時間を半減時間の４倍まで倍増することによって、ＸｅＦ２の使用効率は、スループットが減少するという犠牲を払うが、ほぼ２０％だけ増加する。
【００９７】
パルスエッチングプロセスで使用される一連の短い滞留時間は、ＸｅＦ２エッチャントについて使用効率が低くなるという犠牲を払って、増大したエッチングを提供する。そのため、一実施形態では、一連の３つのＸｅＦ２パルスエッチサイクルが使用されてもよく、１Ｔｏｒｒ分圧のＸｅＦ２が、それぞれ３０秒の滞留期間の間に、エッチングチャンバ内に導入され、それに続いて、サイクル間でパージのポンプアウトが行われる。
【００９８】
このエッチングプロセス中のＸｅＦ２の半減時間が約１５秒であるある実施形態では、総合エッチ滞留時間の関数としての、プロセスチャンバ内における未使用ＸｅＦ２と初期ＸｅＦ２の比は、図１６に示される。このプロセスについての、未使用ＸｅＦ２と初期ＸｅＦ２の比５５４は、各サイクルの終わりに約０．２５まで減少する。そのため、総ＸｅＦ２の７５％が、このプロセスで使用される。残りは、先に説明したように、回収され得る、かつ／または、再循環され得る。
【００９９】
先に述べたように、ＸｅＦ２消費の相対速度は、ＸｅＦ２の初期分圧に無関係である。ＸｅＦ２の初期分圧を増加させることによって、半減時間は一定のままとなり、Ｍｏのエッチ速度は増加することになる。別の実施形態では、上述した３サイクルエッチは、３Ｔｏｒｒの初期分圧および約９０秒の滞留時間を有する単一サイクルに置換されてもよい。エッチャントの相対消費速度は、初期分圧に無関係であるため、時間の関数としての、未使用ＸｅＦ２と初期ＸｅＦ２の比のプロット５６６は、最初の３０秒の滞留時間についての、先に説明したパルスエッチングプロセスからの同じ比のプロット５６４に平行して延び、その後、ＸｅＦ２のほぼ９９％が、９０秒滞留時間の終わりまでに使用されるように継続して下方に延びる。
【０１００】
１Ｔｏｒｒで３つのエッチサイクルの組合せによって導入されたのと同じ総量のＸｅＦ２が、３Ｔｏｒｒで単一エッチサイクルに導入されたため、より高い分圧でＸｅＦ２を導入することによって効率が著しく増加したことが見てわかる。単一の長期のエッチサイクルに関して述べたが、エッチング効率を犠牲にしてスループットの増加が望まれるエッチングプロセスでは、より高いＸｅＦ２分圧での複数のサイクルが連続して使用されてもよいことが理解されるであろう。
【０１０１】
図１７は、増加した分圧でプロセスチャンバ４８０内にエッチャントを導入するよう構成されるシステム４７０のある実施形態を示す。システム４７０は、図１５のシステム４００と同じであるが、２つの重要な点で異なる。システム４７０は、プロセスチャンバ４７０内でエッチャントの分圧を絶えず維持する必要がないため、システム４００のセンサ４３２および４３４は、システム４７０内に含まれる必要はないが、システム４７０の分圧を監視するセンサは、所望される場合、含まれてもよい。システム４７０はまた、ＸｅＦ２供給源４２０とプロセスチャンバ４８０との間に位置するエキスパンションチャンバ４８２を含む。エキスパンションチャンバ４８２は、ＸｅＦ２の圧力を増加させるために、エキスパンションチャンバ４８２の体積を変化させる機構を備えてもよい。別の実施形態では、プロセスチャンバ４８０は、同様に、プロセスチャンバ４８０の体積を変化させる機構を備えてもよく、特定の実施形態では、プロセスチャンバ４８０が可変体積を有するとき、エキスパンションチャンバ４８２は必要でない可能性がある。
【０１０２】
システム４７０が、可変体積を有するエキスパンションチャンバ４８２を備えるある実施形態では、エッチングプロセスは、次のように進んでもよい。弁４１１が開放されて、ＸｅＦ２が、ＸｅＦ２貯蔵チャンバ４２０からエキスパンションチャンバ４８２内に流れることが可能になる。エキスパンションチャンバ４８２内のＸｅＦ２は、その後、圧縮されて、エキスパンションチャンバ４８２内のＸｅＦ２の圧力が増加されてもよい。その後、弁４１２が、開放されて、加圧されたＸｅＦ２が、エキスパンションチャンバ４８２からプロセスチャンバ４８０内に流れることが可能になる。加圧されたＸｅＦ２がプロセスチャンバ４８０内に流れるため、プロセスチャンバ４８０内のＸｅＦ２の分圧は増加することになり、また、単位時間当たり消費される犠牲材料の量が相応して増加することになり、チャンバ内のエッチャントの初期量が大きいことによって、消費の相対速度は、一定のままになることになる。
【０１０３】
複数のサイクルが使用される場合、循環ポンプ４４０が使用されて、先に説明したように、サイクル間でプロセスチャンバ４８０からプロセスガスを引出してもよい。同様に、先に説明したように、サイズ弁別器４５０およびＸｅ再循環器４６０が使用されて、エッチサイクルの終わりに、チャンバ４８０内に残っているＸｅを再循環させてもよい。さらに、複数のサイクルが使用されると、直前のサイクルの滞留時間中にエキスパンションチャンバ４８２内にさらなるＸｅＦ２を導入することによって、サイクル間の時間が減少する可能性がある。この時間にまたはこの時間中に、エキスパンションチャンバ４８２内でＸｅＦ２を圧縮することによって、直前のエッチサイクルの終わりにポンプアウトプロセスが終了すると即座に、加圧されたＸｅＦ２は、プロセスチャンバ内にリリースされる準備ができていてもよい。
【０１０４】
他の実施形態では、エッチャントの分圧を増加させるためにＸｅＦ２が導入されると、プロセスチャンバ４８０の体積は減少してもよい。これは、エキスパンションチャンバ４８２内でのエッチャントの圧縮の代わりに、または、それに続いて行われてもよい。
【０１０５】
さらなる実施形態では、ＸｅＦ２は、プロセスチャンバ４８０内に導入される前に、高温に維持されてもよく、一方、エキスパンションチャンバ４８２は、通常のプロセス温度に維持される。プロセスチャンバ４８０内の圧力は、エキスパンションチャンバ４８２の体積およびエキスパンションチャンバ４８２とプロセスチャンバ４８０との体積比に依存する。エキスパンションチャンバ４８２の圧力は、ＸｅＦ２貯蔵エリア４２０、エキスパンションチャンバ４８２、およびガス多岐管内の最低温度を制御することによって制御され得る。この最低温度が高ければ高いほど、エキスパンションチャンバ４８２の考えられる圧力が高い。プロセスチャンバ４８０内の圧力が、プロセス温度でＸｅＦ２蒸気圧未満に維持される限り、ＸｅＦ２エッチャントの凝縮が回避され得る。
【０１０６】
たとえば、ガスリリース時点におけるプロセスチャンバ４８０とエキスパンションチャンバ４８２との体積比が１：１である特定の実施形態では、５０℃の温度でかつ２３Ｔｏｒｒの圧力のＸｅＦ２は、３０℃に維持されたプロセスチャンバ４８０内にリリースすることができ、プロセスチャンバ４８０内で約８ＴｏｒｒのＸｅＦ２蒸気圧をもたらすことになる。使用される特定の温度および圧力は、限定はしないが、製造プロセスについての所望のスループットレート、所望のプロセス温度、およびエッチングされる構造を含む、種々のデザイン考慮事項に依存する可能性がある。
【０１０７】
別の実施形態では、速度定数ｋは、エッチング速度を速めるために増加させてもよい。一般に、速度定数ｋは、アレニウスの式（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ  ｅｑｕａｔｉｏｎ）によって規定される。
【０１０８】
【数５】
2011501874.tif 000007
【０１０９】
式中、ｋは速度定数であり、ｆは指数関数前係数であり、Ｅａは活性化エネルギーであり、Ｒは一般ガス定数であり、Ｔは絶対温度である。特定の反応の場合、ｆおよびＥａは一定である。エッチングプロセスが実施される温度を増加させることは、エッチング速度を増加させることになる。しかし、温度を増加させることの有効性は、主に活性化エネルギーに依存する。作製されるデバイスはまた、エッチングプロセスが実施されてもよい温度を制限する可能性がある。
【０１１０】
速度定数が、エッチングプロセスを変更することによって変化する可能性があることも理解されるであろう。これは、エッチャントまたは犠牲材料を変更することによって、または、コエッチャントの添加によって行われてもよい。一実施形態では、モリブデン犠牲層をエッチングするために、ＸｅＦ２に加えて酸素が使用され、反応は、下記式で与えられる。
【０１１１】
【数６】
2011501874.tif 000008
【０１１２】
ＸｅＦ２はまた、Ｍｏと直接反応して、ＭｏＦ６を形成する可能性がある。ＭｏＦ６は、その後、酸素と反応して、さらなるＭｏＯＦ４を形成する可能性があるため、ＭｏＯＦ４が、主要な最終的な副生成物である可能性がある。ＭｏＯＦ４はＸｅＦ２より低い蒸気圧を有するため、プロセスガスは、コールドトラップを通して流されて、ＭｏＯＦ４を凝縮させ、分離されたＸｅＦ２をエッチチャンバ内に戻るように再循環させてもよい。
【０１１３】
図１８は、上述したＸｅＦ２およびＯ２エッチングプロセスと共に使用するよう構成されてもよい例示的なシステム５００を示す。システムは、システム全体に位置する弁５０６を含む（特定の弁は、本明細書で特定の添え字で特定される）。システムはまた、示す実施形態では１００Ｔｏｒｒ圧力計および１０００Ｔｏｒｒ圧力計をそれぞれ備える圧力センサ５０２および５０４を含むが、他の圧力センサが使用されてもよい。ＸｅＦ２貯蔵チャンバ５１２およびＯ２貯蔵チャンバ５１４が、エッチャントを貯蔵するために使用され、パージガスチャンバ５１６もまた設けられてもよく、たとえば、窒素を含んでもよい。ＸｅＦ２流の制御は、弁５０６ａによって実施され、Ｏ２流の制御は、とりわけ弁５０６ｂによって実施されてもよい。質量流コントローラ５０８はまた、ガス流に対してもさらなるコントロールを提供するために利用されてもよい。
【０１１４】
ガスのうちの任意のガスが、弁５０６ｋを介してエッチングチャンバ５１０内に直接分注されてもよいが、ＸｅＦ２およびＯ２は、混合され、混合物の組成が制御される別個のエッチャント混合チャンバ５１８内に貯蔵されてもよく、圧力は、混合チャンバに連通する圧力センサによって監視される。弁５０６ｄが使用されて、エッチングチャンバ５１０内にエッチャント混合物を分注してもよい。必要であるとき、弁５０６ｅが開放し、プロセスガスは、循環ポンプ５２０によってエッチチャンバ５１０から引出されてもよい。所望されると、バイパス弁５０６ｆが閉鎖し、コールドトラップ入口弁５０６ａおよび出口弁５０６ｈが開放し、コールドトラップ５３０を通して流体流を流す。そして、コールドトラップ５３０は、プロセスガスがコールドトラップを通って流れるときに、凝縮したＭｏＯＦ４を収集することになる。未使用ＸｅＦ２は、その後、エッチングチャンバ内に戻るように送られてもよい。コールドトラップ以外のシステムのコンポーネントは、一部の実施形態では、残留物の収集を防止するために、高温に維持されてもよい。
【０１１５】
長期の作動後に、コールドトラップ５３０から過剰のＭｏＯＦ４を除去することが必要になる可能性がある。こうした場合、コールドトラップ入口および出口弁５０６ｇおよび５０６ｈが閉鎖し、コールドトラップが、ＭｏＯＦ４の気化を可能にするのに十分な温度まで暖気され、弁５０６ｉが開放し、気化したＭｏＯＦ４が、排出ポンプ５４０によって引出される。サイズ弁別器５５０は、排出ポンプの下流に設けられ、所望の種を単離するかまたは除去するために、キセノン再循環プロセスと共に使用されてもよい。排出ポンプはまた、弁５０６ｊが開放すると、パージガスのリリースなどと連携して、エッチングチャンバからガスを除去するのに使用されてもよい。
【０１１６】
こうして、システム５００は、ＭｏＯＦ４などの副生成物の分圧を低減することができ、一方、ＸｅＦ２とＯ２の混合物が、エッチチャンバ５１０内に連続して圧送され（また、単離された未使用エッチャントが、エッチチャンバ５１０内に再循環され）て、エッチャントの所望の分圧が維持される。システム５００の所定部分が、本明細書で開示される他のデバイスおよびプロセスと共に使用されてもよいこと、および、システム５００の所定部分が、適切であれば、置換される、再配置される、または完全に取除かれてもよいことも理解されるであろう。
【０１１７】
別の実施形態では、代替の犠牲材料または構造が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、エッチング速度は、Ｍｏ、ＳｉまたはＧｅ以外の犠牲層を利用することによって増加する可能性がある。特に、高いモル体積を有する材料（たとえば、軽量な材料）の使用は、所与の体積を充填するのに必要とされる材料の量を減らし、犠牲材料の所与の体積を除去するのに利用されるエッチャントの量を減らすことになる。さらに、犠牲材料をエッチングするのに複数ステップ反応が利用される場合、これらの反応の中間生成物を犠牲材料として使用することは、犠牲材料をエッチングするのに利用されるエッチャントの量を減らし、エッチングプロセスの速度を増加させる可能性がある。
【０１１８】
先に述べたように、ＸｅＦ２が、犠牲材料としてのＭｏをエッチングするのに使用されると、化学量論は、以下の通りである。
Ｍｏ（ｓ）＋３ＸｅＦ２（ｇ）→３Ｘｅ（ｇ）＋ＭｏＦ６（ｇ）
【０１１９】
代わりに、亜フッ化モリブデンなどの、上記反応の中間体が、開始犠牲材料として使用される場合、リリースプロセスについての化学量論は、以下の通りである。
【０１２０】
【数７】
2011501874.tif 000009
【０１２１】
こうして、モリブデンだけの所与のモル体積をリリースするのに利用される量と比較して、ＭｏＦ３の所与のモル体積をリリースするのに、５０％未満のＸｅＦ２エッチャントが利用されることが見てわかる。しかし、より大きな体積のＭｏＦ３（Ｍｏについての９．５３ｃｍ３／モルと対照的に３２．９６  ｃｍ３／モル）は、所与の空間を充填するために堆積されるＭｏＦ３の量を減らすことになることも理解されるであろう。たとえば、Ｍｏについて必要とされる０．１０５モルと比較して、１立方センチメートルを充填するのにＭｏＦ３の０．０３モルが必要となることになる。１立方センチメートルのＭｏＦ３を除去するのに利用されるＸｅＦ２の量は、同じ体積のＭｏを除去するのに利用される０．３１５モルと比較して０．０４５モルである。そのため、Ｍｏの代わりにＭｏＦ３を使用することによって、犠牲層をエッチングするのに利用されるＸｅＦ２の量は、Ｍｏをエッチングするのに利用されることになるもののほぼ１４％に低減され得る。
【０１２２】
部分的にフッ素化されたＭｏＦ３などの犠牲層のエッチングは、Ｍｏだけをエッチングするより速く起こる可能性がある。こうした加速されたエッチングは、Ｍｏ層を曝露するエッチホールまたは他のアパーチャに隣接するＭｏ犠牲層の曝露された部分などの、部分的に酸化されたＭｏ層において観測された。
【０１２３】
いろいろな中間体生成物ならびに犠牲材料として使用される他のＭｏ含有材料、Ｓｉ含有材料、Ｗ含有材料および／またはＧｅ含有材料は、利用されるエッチャントの量の同様な低減を提供する可能性があることが理解されるであろう。Ｔａｂｌｅ  １（表１）は、モル体積、ＸｅＦ２化学量論、融点、および、所与の体積の材料についてのＸｅＦ２使用量とＭｏ使用量の比に関する、こうした材料の例の非制限的なリストである。
【０１２４】
【表１】
2011501874.tif 000010
【０１２５】
Ｔａｂｌｅ  １（表１）に示すＸｅＦ２化学量論は、最終副生成物が、挙げた亜フッ化物についての全フッ化物、全フッ化物および亜酸化物用のオキシ酸化物、全フッ化物および亜窒化物用の窒化分子、ならびに、全フッ化物および亜塩化物用の塩素分子であることを仮定する。種々の実施形態およびプロセス条件において、実際のエッチング反応が変わる可能性があることが理解されるであろう。さらに、体積は、バルク材料データを基に挙げられており、薄膜および多孔質材料のモル値は大幅に変わる可能性がある。ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、ＷＯ２、およびＳｉＯの場合、上記表に示す化学量論は、いくつかの仮定に基づく。挙げないが、非化学量論的材料が使用されてもよい。
【０１２６】
本明細書で述べる種々の物理的特性（沸点など）は、特性がその下で確定される条件（圧力など）を修正することによって調整されてもよいことが当業者によって理解されるであろう。そのため、本明細書で提供される指針を考慮して、本明細書の特定の物理的特性（所与の圧力における沸点および分離条件など）の記述は、他の条件（他の圧力における対応する沸点など）下での対応する物理的特性の記述として理解されるであろう。
【０１２７】
本明細書で述べる方法のうちの任意の方法で特定のエッチングプロセスから回収されるＸｅおよびＸｅＦ２は、後続のエッチングプロセスなどの他のプロセスにおける再循環および再使用のために有用であるために、浄化される必要が全くないことが理解されるであろう（すなわち、再使用されるエッチングガスは、かなりの濃度の不純物を含み、依然としてエッチングのために有用である可能性がある）。たとえば、Ｓｉ犠牲層をリリースするために、ＸｅＦ２のわずか４％の体積を再循環することが、依然として、商業的に実行可能なエッチャントとして働き得る。ある実施形態は、たとえば、本明細書で述べるＭＥＭＳデバイスを作るための後続のエッチングプロセスのために有用であるように、有害な不純物が十分になくなったＸｅＦ２含有エッチングガスを形成するための、Ｆ２との後続の反応のために有用なものにするために、本明細書で述べた方法によって十分に浄化された、回収されたＸｅ生成物を提供する。別の実施形態は、たとえば、本明細書で述べるＭＥＭＳデバイスを作るための後続のエッチングプロセスのために有用であるように、有害な不純物が十分になくなるように、本明細書で述べた方法によって十分に浄化された、回収されたＸｅＦ２生成物を提供する。
【０１２８】
ＸｅＦ２以外に、犠牲層をエッチングするために、いろいろな他のエッチャントが使用されてもよい。実施形態に応じて、いくつかの用途では、これらのエッチャントの一部は、十分な速度で犠牲層と反応せず、以下で述べるように、化学的または物理的励起プロセスと共に使用されてもよい。さらに、使用される特定の材料および構造に応じて、これらのエッチャントのあるものは、エッチャントによって普通なら損傷を受け得る層を保護するエッチバリア層と共に使用されてもよい。
【０１２９】
一部の適した代替のエッチャントは、フッ素系である。たとえば、適している可能性がある一部の酸素フッ化物および誘導体は、Ｆ２Ｏ、Ｆ２Ｏ２、Ｆ２Ｏ４、ＦＯＮＯ、およびＦＯＮＯ２を含むがそれに限定されない。適している可能性がある一部のハロゲンフッ化物および誘導体は、ＣｌＦ、ＢｒＦ、ＣｌＦ３、ＣｌＦ５、ＣｌＯ２、ＯＣｌＦ、Ｏ２ＣｌＦ、Ｏ３ＣｌＦ、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ３、ＩＦ７、ＣｌＩＦ４、およびＮＣＦを含むがそれに限定されない。あるハロゲンフッ化物をリリースエッチャントとして使用すると、特にアルミニウム層を保護するために、エッチバリア層が、先に説明したように使用されてもよい。さらに、ＢｒＦ３は、所望である場合、先に説明した方法のある方法と同じ方法で、フッ素で再フッ素化され、再使用のために再循環されてもよい。適している可能性がある一部の窒素フッ化物および誘導体は、ＮＦ３、Ｎ２Ｆ４、ＯＮＦ、Ｏ３ＮＦ、Ｃ（ＮＦ２）４、（ＣＨ３）２Ｃ（ＮＦ２）２、１，１−ジ−ジフルオロアミノ、フッ素化シクロヘキサン、１，１，４，４−テトラジフルオロアミノ、Ｆ２Ｃ（ＮＦ２）２、およびＦＣ（ＮＦ２）３を含むがそれに限定されない。さらに、限定はしないがＳＦ６、ＦＯＯＦ、ＮＦ３、およびＮＨ３を含む他の材料が適する可能性がある。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、ＸｅＦ２の特性と同じ化学特性を有するエッチャントが、エッチングプロセスで使用されてもよい。特定の実施形態では、ＯＦ２およびその誘導体−ＦＯＯＦ、ＣＦ３ＯＦ、Ｃ２Ｆ５ＯＦ、ＳＦ５ＯＦなどを含むがそれに限定されない−は、等方性エッチャントとして使用されてもよく、特定の実施形態では、ＳｉおよびＭｏなどの犠牲層をエッチングするのに使用されてもよいが、Ｇｅ、Ｗ、およびＶなどの他の材料がエッチングされてもよい。エッチングされる材料は、ＯＦ２およびその誘導体と反応して、揮発物を形成してもよい。以下でより詳細に説明されるが、エッチャントは、エッチングプロセスを引起すかまたは加速するために、種々の方法で励起されてもよい。
【０１３１】
ＸｅＦ２は、最高５００℃の温度で熱的に安定である直線分子である。ＸｅＦ２は、約１６０ｋＪ／モルのＦ２解離エネルギーよりかなり高い、約２５０ｋＪ／モルの第１解離エネルギーを有する。ＸｅＦラジカルから元素のＸｅおよびＦラジカルへのＸｅＦ２の第２解離エネルギーは、約１５  ｋＪ／モルである。同様に、ＯＦ２からＯＦおよびＦラジカルへの、ＯＦ２の第１解離エネルギーは、ＸｅＦ２の第１解離エネルギーに近く、約２５０ｋＪ／モルである。ＯＦフリーラジカルをＯおよびＦに分割するＯＦ２の第２解離エネルギーは、第１解離エネルギーより小さく、約１６０ｋＪ／モルである。
【０１３２】
ＯＦ２分子内のＦ原子を代替物に置換することによって、分子の特性が修正されて、所望の特性を有する分子が提供される可能性がある。たとえば、ＸｅＦ２は、１７０ａｍｕの分子重量を有する。Ｆ原子の１つをＳＦ５に置換し、ＳＦ５ＯＦを形成することによって、分子は、ＸｅＦ２の分子重量に近い、１６２ａｍｕの分子重量を有する。低い第１解離エネルギーを有する分子が必要とされる場合、Ｆ原子の１つは、ＣＦ３に置換され、ＣＦ３ＯＦが形成され、ＣＦ３ＯＦは、ＯＦ２の第１解離エネルギーより小さい、約１８０ｋＪ／モルの第１解離エネルギーを有する。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、Ｃ２Ｆ５ＯＦおよびＦＯＣ２Ｆ４ＯＦなどのＯＦ２誘導体は、ＯＦとフッ化炭素基を含む可能性がある。こうした分子は、犠牲エッチャントとしてだけでなく、フッ化炭素堆積前駆物質としても機能する可能性がある。いくつかの実施形態では、エッチングされる電子デバイスが、干渉変調器などのＭＥＭＳデバイスを備えるとき、これらの材料をエッチャントとして使用することから生じる堆積されたフッ化炭素は、ＭＥＭＳデバイス内の２つの隣接層間の望ましくないまたは永久的な付着を防止するスティクション防止層の役をする可能性がある。炭素鎖の長さは、ジヨードメタンなどの鎖成長反応物の使用によって増加する可能性がある。
【０１３４】
ＳｉをエッチングするためにＯＦ２が使用される例示的な実施形態では、ＯＦ２分子は、解離条件に応じて、Ｓｉ層との種々の化学反応を受ける可能性がある。考えられる反応は、以下のように進む。
ＯＦ２（ｇ）→ＯＦ＋Ｆ
Ｓｉ（ｓ）＋４Ｆ→ＳｉＦ４（ｇ）
【０１３５】
ＯＦ２とＳｉ層との別の考えられる反応は、以下のように進む。
ＯＦ２（ｇ）→Ｏ＋２Ｆ
Ｓｉ（ｓ）＋ＯＦ＋Ｆ→ＳｉＯＦ２（ｇ）
【０１３６】
一般に、多くの化学物質が、解離を生じ、化学的活性種を生成するように物理的に励起されてもよく、または、不活性状態の化学物質を、化学的に活性な励起状態まで励起させるように物理的に励起されてもよい。こうした化学物質は、エッチャント前駆物質と呼ばれてもよい。
【０１３７】
先に説明したＦ２のＵＶ活性化は、材料のＵＶ解離の１つのこうした例である。別の例では、Ｓｉ犠牲層を等方的にエッチングするために、ＳＦ６が下流プラズマエッチングプロセスで使用されてもよい。こうした活性種の多くが不安定である（または、準安定である）可能性があるため、化学的活性種は、いくつかの実施形態では、エッチングされる犠牲材料に非常に接近して生成されてもよい。他の実施形態では、所望の用途について十分に長い寿命を有する活性種が選択されてもよい。
【０１３８】
プラズマ（ＲＦまたは放電）、ＵＶ光およびＸ線またはガンマ放射などの他の高エネルギー放射に対する曝露、レーザ活性化、高温、マイクロ波加熱、ならびに高エネルギーイオン入射などの、種々の物理的に励起する方法が利用されてもよい。いくつかの実施形態では、エッチャント前駆物質は、熱エネルギーだけによって活性化される可能性がある。ＯＦ２は、２５０℃と２７０℃との間の温度で分解し始めることになる。しかし、ＯＦ２のエッチ速度を増加させるために、Ｆ原子が、ＣＦ３分子に置換され、ＣＦ３ＯＦを形成する可能性がある。そのため、第１解離エネルギーは、約２５０ｋＪ／モルから約１８０ｋＪ／モルへ減少する。５５℃の温度において、解離速度は、ＯＦ２の解離速度よりずっと速い（ほぼ１０１１倍速い）。
【０１３９】
ＸｅＦ２の特性と同じ特性を有する別のＯＦ２誘導体は、ＦＯ−ＣＦ２−ＣＦ２−ＯＦ、１，１，２，２−テトラフルオロエチル１，２−ジハイポフルオライトである。この化合物は、ＸｅＦ２と同じ、１７０ａｍｕの分子重量を有し、ＦＯＣ２Ｆ４ＯＦからＦラジカルおよびＦＯＣ２Ｆ４Ｏへの同じ第１解離エネルギー（約１８０ｋＪ／モル）を有すると予想される。同様に、ＦＯＣ２Ｆ４ＯからＦフリーラジカルおよびＯＣ２Ｆ４Ｏへの第２解離エネルギーは、フリーラジカルが高いエネルギー性を持つため、ＸｅＦ２の第２解離エネルギーと同じであると予想される。
【０１４０】
こうしたエッチャントまたはエッチャント前駆物質を、解離を生じるのに十分なレベルまで加熱することによって、エッチ速度は、所望のレベルまで上がる可能性がある。温度の上昇は、エッチャントのエッチ選択性を変更する可能性があるため、温度を特定の温度未満に維持することが必要である場合がある。一実施形態では、エッチャントまたはエッチャント前駆物質は、３００℃未満の温度に加熱される。一実施形態では、エッチャントまたはエッチャント前駆物質は、２５０℃より高い温度に加熱される。使用される特定の温度は、特定のエッチャントまたはエッチャント前駆物質、エッチングされる電子デバイスで使用される他の材料、ならびに所望の解離速度および／またはエッチ時間に少なくとも部分的に基づいて変わる可能性がある。
【０１４１】
犠牲層の下にある層が少なくとも部分的に光透過性であるＭＥＭＳデバイスの場合、ＵＶまたは他の放射に対する曝露は、これらの光透過性層を通した曝露によって行われてもよい。いくつかの実施形態では、犠牲層またはエッチングされる他の層は、それ自体、（たとえば、ＰＥＣＶＤによって堆積された）ＳｉｘＮｙなどの光透過性材料を含んでもよい。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、Ｆ２が使用されて、ＵＶ放射によって励起されるときに、Ｓｉがエッチングされ、それにより、光分解または光解離と呼ばれる、以下の反応に従って、Ｆフリーラジカルの形態の活性化されたエッチング種が形成される。
【０１４３】
【数８】
2011501874.tif 000011
【０１４４】
これらのＦフリーラジカルは、サファイア管内でのマイクロ波加熱、ＵＶ光に対する曝露、レーザ活性化の使用によって、または、３００℃と６００℃との間などの十分に高い温度の炉内への配置によって、低圧の、たとえば、２０ＴｏｒｒのＡｒ内で最高１〜２ＴｏｒｒのＦ２から生成されてもよい。ある実施形態では、Ｆ２は、約２９０ｎｍの波長を有するＵＶ光によって光解離されてもよいが、他の波長のＵＶ光が使用されてもよい。
【０１４５】
解離エネルギーが低いため、Ｆ２は、数分の寿命を有するＦフリーラジカルに解離されるが、寿命は、不活性ガス内のＦフリーラジカルの分圧に少なくとも部分的に依存することになる。これらのＦフリーラジカルは、ほとんどの合金に対して腐食性があまり高くなく、そのため、銅またはステンレス鋼配管によって運ばれ得る。
【０１４６】
これらのＦフリーラジカルは、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３などの材料に対して実質的に反応性がなく、そのため、隣接するＳｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３層に対して、ＳｉまたはＭｏなどの犠牲層を選択的にエッチングするのに使用され得る。さらに、ＦフリーラジカルとＭｏガスとの間の反応（ＭｏＦ６を形成する）速度、または、ＦフリーラジカルとＳｉガスとの間の反応（ＳｉＦ４を形成）速度は、比較的高いため、ほとんどの実施形態では、Ｆ２の光分解速度が、エッチング速度を制御することになる。光分解速度は、光強度、Ｆ２の光子断面、および解離反応の量子収率に依存する可能性がある。特定の実施形態では、エッチャントは、２９０ｎｍの波長を有するＵＶ光に５Ｗ／ｃｍ２の強度で曝露された、４００Ｔｏｒｒでかつ５５℃の温度のＦ２を含む。こうした実施形態では、Ｍｏは、約１３０ｎｍ／秒（８μｍ／秒）の速度でＦフリーラジカルによってエッチングされることになる。
【０１４７】
図１９に示す実施形態では、犠牲層７１０は、光に対して少なくとも部分的に透過性があり、特に、ＵＶ光に対して少なくとも部分的に透過性があってよい基材７００を覆って堆積された。示す実施形態などのいくつかの実施形態では、犠牲層７１０は、基材上に位置する光学積層体７２０を覆って堆積されており、光学積層体もまた、ＵＶ光に対して少なくとも部分的に透過性がある。メカニカル層７３０は、犠牲層を覆って堆積され、犠牲層の一部分を露出させるために、エッチホール７３２が、メカニカル層内に形成された。初期エッチは、犠牲材料の一部分７１２を除去して、下にある光学積層体７２０を露出させるように実施された。その後、ガス状化学物質などの物理的に励起可能な化学物質が、このプロセスがその中で実施されるエッチチャンバ内に導入されてもよい。この励起可能な化学物質は、犠牲層の除去された部分７１２に入ることになる。
【０１４８】
励起可能な化学物質は、その後、光透過性層を通してＵＶ放射に曝露され、化学物質を励起して、犠牲材料をエッチングするために犠牲材料と相互作用する活性種を生成する。励起可能な化学物質が、除去された犠牲層によって画定されるキャビティに浸透することになるため、ＵＶ光は、犠牲層がエッチングされるにつれて、犠牲層のエッジに隣接して活性種を生成し続けることになる。そのため、このプロセスは、短い寿命を有する可能性があり、また、普通なら、キャビティの長さの下方に等方的に拡散して犠牲層の所定部分に達することができない活性種の使用を可能にする。
【０１４９】
特定の実施形態では、初期エッチは、露出された犠牲層を、可動層の反対側からＵＶ放射に曝露することによって実施されてもよい。いくつかの実施形態では、単一ＵＶ光源が使用されてもよく、初期エッチが基材を通してエッチングすると、基材が回転するか、または、光源が基材に対して移動する。他の実施形態では、両側のＵＶ光源が使用されてもよい。犠牲層が光透過性材料を含む実施形態では、基材の側のＵＶ光源だけが必要とされてもよい。他の実施形態では、初期エッチは、可動層内でのエッチホールの形成に続くエッチなどの、別のエッチング方法によって実施されてもよい。いくつかの実施形態では、このエッチは、エッチホールを形成するのに使用されるマスクと同じマスクを使用して、または、パターニングされた可動層自体をマスクとして使用することによって行われてもよい。
【０１５０】
先に説明した条件（４００ＴｏｒｒのＦ２、５５℃、５Ｗ／ｃｍ２強度の２９０ｎｍＵＶ光）下で、また、さらなる１０μｍが０．２μｍギャップでアンダーカットされると仮定して、Ｍｏのアンダーカットされたエッチ速度は、Ｃｏｒｎｉｎｇ１７３７ガラスを通して曝露されると、約６５μｍ／秒になることになる。他の実施形態では、上記プロセス条件を変更することによって、エッチ速度は、増加するかまたは減少する可能性がある。
【０１５１】
種々の励起可能な化学物質が、エッチングプロセスにおいて使用されてもよい。たとえば、Ｆ２は、先に説明したように励起されてもよい。Ｆ２およびＯ２を含む混合物が、ＵＶ光に曝露されて、ＦＯＯＦおよびＦＯＯラジカルを生成する可能性がある。特定の励起可能な化学物質が、特定の犠牲材料と共に使用されてもよいことも理解されるであろう。たとえば、ＳＦ６およびＮＦ３が励起され、Ｓｉをエッチングするのに使用されてもよい。ＮＨ３が励起され、ＳｉＯ２をエッチングするのに使用されてもよい。この励起は、プラズマによって、または、プラズマと同様に機能する上述した方法のＵＶ放射によって行われてもよい。２４８ｎｍの波長を有するＵＶ放射は、ほとんどの単一接合（ｂｏｎｄ）を破壊するのに十分である５ｅＶの光子エネルギーを有する。より短い波長は、なおさらなるエネルギーを供給し得る。一部の実施形態では、パルス駆動式ＩＲおよび／またはマイクロ波エネルギーのオン／オフ（または振幅変調）は、犠牲層がリリースされるにつれて、キャビティ内へまたキャビティから反応物を「ポンピング（ｐｕｍｐ）」し得る。他のフッ化物の多くは、先に説明した方法と同じ方法で励起されてもよいことも理解されるであろう。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、均質な触媒が、ＵＶまたは他のタイプの励起と共に使用されてもよい。一実施形態では、エッチャントが化学的にまたは物理的に励起される条件下で、ＫｒＦ２（または、Ｋｒ＋Ｆ２）がエッチャントとして使用されてもよい。結晶形態のＫｒＦ２は、２１３°Ｋで昇華し、室温で、ＫｒＦ２はガスである。ＸｅＦ２ガス用の圧より１桁または２桁大きいＫｒＦ２ガス圧が得られ、先に説明したように、犠牲材料のエッチ速度を増加させる可能性がある。さらに、ＫｒＦ２は、ＸｅＦ２より著しく安価である。ＫｒＦ２は、数時間の寿命を有し、製造ラインでその場で生成し、近くのシステム内のエッチングプロセスで使用するのに実用的である可能性がある。ＫｒＦ２の送出は、ステンレス鋼または銅配チュービングによって行われてもよい。ＫｒＦ２は、ＫｒとＦ２の混合物を、約２５０  ｎｍ〜約３５０ｎｍの範囲の波長を有するＵＶ光に曝露することによって生成されてもよい。
【０１５３】
生成されると、ＫｒＦ２は、さらなる浄化がある状態でまたはない状態で、エッチングプロセスで使用されてもよい。ＫｒＦ２はまた、エッチングチャンバとして使用される同じチャンバ内で生成されてもよく、ＫｒＦ２がエッチングチャンバにパイプで運ばれる必要性をなくす。特定の実施形態では、エッチングされるデバイスは、チャンバ内に位置し、ＫｒおよびＦ２が、その後、チャンバ内にリリースされる。ＵＶ光は、その後、チャンバの作動可能な近傍で活性化させ、ＫｒＦ２が生成される。ある条件下で、Ｆ２が生成されてもよい。ＫｒＦ２およびＦラジカルは共に、犠牲材料をエッチングし始めることになる。
【０１５４】
ＫｒＦ２分子内のＫｒは、以下の反応に従って、犠牲材料のフッ素化中に均質触媒の役をすることになる。
【０１５５】
【数９】
2011501874.tif 000012
【０１５６】
Ｋｒは、このフッ素化プロセスによって消費されず、そのため、同じ量のＫｒが、エッチング反応から再生することになることが見てわかる。さらに、ＫｒＦ２分子の長期の寿命によって、ＫｒＦ２は、犠牲材料の所定部分に達する前にリリースされるキャビティ内でエッチャントが長い経路を下方に拡散する、干渉変調器の犠牲層などの、高いアスペクト比の犠牲層をエッチングするときに使用するのに適する。
【０１５７】
同様に、Ｘｅは、ＵＶ活性化Ｆ２エッチングプロセスにおいて均質触媒として使用されてもよく、（Ｍｏ層のエッチングに関して述べられる）以下の化学反応に従って、ＸｅＦ２のインサイチュでの生成、および、ＳｉまたはＭｏ層などの層のエッチングをもたらす。
【０１５８】
【数１０】
2011501874.tif 000013
【０１５９】
ＸｅがＸｅＦ２生成反応の制限試薬にならないように十分なＸｅが利用される場合、ＸｅＦ２生成速度は、存在するＦ２の量、材料がＵＶ光に曝露される程度（たとえば、面積または体積曝露レート）、ならびにＵＶ光源の波長およびパワー出力に依存することになる。プロセスチャンバが、４００ＴｏｒｒのＦ２およびサイズが１０ｃｍ×１０ｃｍのエリア上に約２９０ｎｍの波長を有する光をリリースする１０００ＷのＵＶランプを備える実施形態では、１．２ｇ／分のＸｅＦ２が生成され得る。代わりに、４００ＴｏｒｒのＯＦ２が使用され、２４８ｎｍの波長を有する光をランプがリリースする場合、ＸｅＦ２は、５．４ｇ／分の速度で生成される。
【０１６０】
Ｋｒの使用に関して上述したように、Ｘｅは、触媒として利用されるが、消費されない。エッチングプロセスの最後に、エッチングプロセスで利用されるＸｅまたはＫｒの一部または全ては、先に説明した方法などの適した方法を使用して回収されてもよい。
【０１６１】
高いアスペクトの犠牲層または他の層をエッチングするのに適したエッチャントは、作製プロセス中に犠牲層によって分離される２つの金属のまたはそうでなければ不透明な層を備える非光学ＭＥＭＳデバイスなどにおいて、周囲層がＵＶ放射に対してそれほど透過性がないときに使用するのに特に適する可能性がある。たとえば、こうしたエッチングプロセスは、犠牲層によって分離される２つの隣接不透明層を含むいくつかのＭＥＭＳスイッチ内の犠牲層のエッチングに適する可能性がある。
【０１６２】
別の実施形態では、均質触媒としてのＫｒまたはＸｅなどの希ガスの使用は、初期エッチャントがＸｅＦ２またはＫｒＦ２などの希ガスフッ化物を含むエッチングプロセスを維持するのに使用されてもよい。特定の実施形態では、エッチングプロセスは、ＸｅＦ２をプロセスチャンバ内にリリースすることによって始まる。Ｆ２はまた、ＸｅＦ２と共に、または、ＸｅＦ２のリリースに続くなど異なる時間に、チャンバ内にリリースされてもよい。元素のＸｅが、ＸｅＦ２エッチングプロセスの副生成物のうちの１つである可能性があるため、プロセスチャンバ内のプロセスガスは、たとえ元素のＸｅがその形態でプロセスチャンバ内にリリースされなくても、最終的に元素のＸｅを含む可能性がある。
【０１６３】
プロセスチャンバ内のプロセスガスは、その後、ＵＶ放射に曝露されてもよく、それにより、先に説明したように、元素のＸｅおよびＦ２が、ＸｅＦ２を形成することになる。ＸｅＦ２は、その後、エッチングプロセスを継続することになる。ＸｅＦ２プロセスは、こうして、さらなるＸｅＦ２を導入することなく、または、普通なら必要であることになるよりも少量のさらなるＸｅＦ２を導入して維持され得る。さらなるＦ２は、いくつかの実施形態では、連続してまたはパルス状に所定期間にわたってリリースされ得る。特定の実施形態では、ＸｅＦ２は、ＸｅＦ２がエッチ境界で直接生成するように、透過性基材および／または他の透過性層を通してプロセスガスをＵＶ放射に曝露することによって生成されてもよい。ＸｅＦ２に関して説明したが、この方法は、ＫｒＦ２などの他の希ガスフッ化物と共に使用されて、これらのエッチャントを使用してエッチングプロセスを維持してもよい。
【０１６４】
ＵＶ励起はまた、ＯＦ２分子またはその誘導体内のＯ−Ｆ接合が解離してラジカルを形成するエッチングプロセスの実施形態で使用されてもよい。先に述べたように、解離条件は、ＯＦ２分子が解離される方法を確定する可能性がある。たとえば、約２５０ｎｍ以下の波長を有する光子が使用されると、ＯＦ２分子は、以下の反応においてＯラジカルおよびＦラジカルに完全に解離することになる。
【０１６５】
【数１１】
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【０１６６】
約２５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長を有する光子が使用される場合、ＯＦ２分子は、以下の方法で解離することになる。
【０１６７】
【数１２】
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【０１６８】
約４９５ｎｍ〜５５０ｎｍの波長を有する光子が使用される場合、ＯＦ２分子は、以下の反応で解離することになる。
【０１６９】
【数１３】
2011501874.tif 000016
【０１７０】
ＯＦ２の解離速度は、たとえば、ＯＦ２分子の吸光率、ＵＶ光の強度、および量子収率に依存する。量子収率が、ＵＶスペクトルにわたって実質的に一定であると仮定される場合、解離速度は、ＵＶ光に対するＯＦ２の吸光率と任意の介在する媒体を通るＵＶ光の透過率の積である。犠牲材料に隣接するＯＦ２が、光透過性基材を通してＵＶ光に曝露される実施形態では、ＵＶ光の透過率における支配的な因子は、基材の透過率である。特定の実施形態では、使用される基材は、０．７ｍｍ厚Ｃｏｒｎｉｎｇ１７３７ガラス基材である。
【０１７１】
図２０Ａは、波長の関数としてのＵＶ光のＯＦ２吸収のプロットである。図２０Ｂは、Ｃｏｒｎｉｎｇ１７３７データシートによって与えられる、０．７ｍｍＣｏｒｎｉｎｇ１７３７ガラスのＵＶ透過率のプロットである。図２０Ｃは、こうした基材を通して透過したＵＶ光の波長の関数としてのＯＦ２の解離速度のプロットである。最も速い解離速度が、約３１０ｎｍ〜約３５０ｎｍの範囲の波長を有するＵＶ光を使用して起こることになることが見てわかる。この波長のＵＶ光に対する曝露は、先に述べたように、ＯおよびＯＦへの解離を生じることになる。Ｍｏ犠牲層をエッチングするのに使用されると、エッチ副生成物は、一部の他のエッチング反応の副生成物に比べて、水分を受けにくく、また、シリコンに対して腐食性が小さいＭｏＦ４であることになり、隣接する層に関してＭｏ層を選択的にエッチングすることを容易にし、また同様に、エッチ副生成物のハンドリングを容易にする。
【０１７２】
ＵＶ励起またはＵＶ光解離エッチャントの上記実施形態は、広い領域のＵＶ曝露に関して説明されたが、エッチングを局在化するために、より的を絞ったＵＶ曝露が使用されてもよい。０．８μｍスポットサイズＵＶビームを生成することが可能なＥＳＩ９８５０ＵＶツールなどの商業的に入手可能なＵＶレーザは、１μｍ未満の幅を有するスポットビームを生成することが可能である。
【０１７３】
スポットＵＶビームによって光解離されたＣｌ２またはＦ２などのＵＶ光解離エッチャントの場合、ＣｌまたはＦラジカルは、実質的にビーム経路に沿ってだけ形成されることになる。適切なプロセス条件が与えられると、サブミクロンスポットサイズＵＶビームと同じ大きさの平均自由工程を有するＣｌまたはＦラジカルが生成される可能性がある。いくつかの実施形態では、これは、ラジカルの連鎖伝播および拡散を防止するラジカルスカベンジャの包含によって行われてもよい。たとえば、Ｓｉは、ラジカルスカベンジャとして４００ＴｏｒｒのＯ２を使用した、５０℃のＵＶ増強Ｃｌ２エッチングによってパターニングされ得る。こうした条件下で、Ｃｌ２分子の光解離によって生成されるＣｌラジカルの平均自由工程は、０．５μｍ未満であることになる。
【０１７４】
こうして、適切なプロセス条件下で、ＵＶレーザまたは他のスポットＵＶ源の使用は、材料のマスクなしエッチングを可能にする可能性がある。先に説明したように、干渉変調器などのＭＥＭＳデバイスの作製は、通常、１つまたは複数のマスクの使用を含む可能性がある複数のパターニングステップを含む。いくつかの実施形態では、スポットＵＶ増強パターニングが使用されて、ＭＥＭＳデバイス作製のために所望される分解能でこうした層が正確にパターニングされる可能性がある。
【０１７５】
たとえば、先に説明した干渉変調器作製プロセスは、支持構造用のアパーチャを形成するための、犠牲層のパターニングを含んでもよい。一実施形態では、これは、ＵＶ増強エッチャントおよびラジカルスカベンジャをプロセスチャンバ内に導入し、ＵＶレーザなどのＵＶスポット光源によるＵＶ光にエッチングされる犠牲層の所定部分を曝露することによって、マスクを使用することなく行われる。ラジカルは、光ビームの経路内に生成され、ＵＶ光源に曝露される犠牲層の所定部分は、生成されたラジカルによってエッチングされることになる。特定の実施形態では、ＵＶ照射下で解離するフッ素系化合物が使用されて、先に説明したように、ＭｏまたはＳｉを含む犠牲層がパターニングされ得る。こうしてエッチングされ得る他の犠牲層は、ＧｅおよびＧｅ−Ｓｉ層を含むがそれに限定されない。
【０１７６】
他の適したＵＶ活性化エッチャントが使用されてもよく、ＭＥＭＳデバイス内の他の材料または層が、こうしてパターニングされてもよい。たとえば、Ｍｏが、先に説明したように、光学積層体内で同様に使用され、ＵＶ照射下でＦ２によってエッチングされてもよい。ＭｏＣｒ層が、光学積層体内で使用され、ＵＶ照射下でＦ２によってエッチングされて、ＭｏＦ６およびＣｒＦ５が形成されてもよい。Ａｌが、可動反射サブ層などにおいて、高反射性層として使用され、ＵＶ照射下でＣｌ２によってエッチングされて、Ａｌ２Ｃｌ６が形成されてもよい。
【０１７７】
エッチャントを励起するために、特にラジカルスカベンジャと組み合わせてＵＶレーザが使用されるとき、実質的にＵＶレーザビームの経路内だけにラジカルが存在することになるため、マスクまたは横方向のエッチを制限する他の方法についての必要性が存在しない可能性がある。しかし、エッチが、下にある層を曝露することになるため、下にある層が、生成されたラジカルによるエッチングを受けるとき、エッチされる層の下にエッチストップ層が設けられてもよい。いくつかの実施形態では、エッチストップ層は、適した酸化物または窒化物を含んでもよい。たとえば、特定の実施形態では、エッチングされる層の下にあるエッチストップ層として使用されてもよい材料は、ＳｉＯ２、ＳｉｘＮｙ、およびＡｌ２Ｏ３を含むがそれに限定されない。
【０１７８】
他の実施形態では、化学励起が利用されてもよい。特定の実施形態では、さらなる材料が、犠牲層と共にまたは犠牲層に隣接して堆積されて、エッチング反応における触媒または試薬の役をしてもよい。化学励起は、たとえばラジカル生成によって行われてもよい。一部の実施形態では、アゾニトリルファミリからのラジカルイニシエータが使用されてもよい。一例は、２，２−アゾビス［２−メチル−］−プロパンニトリル（ＡＺＤＨ）である。このファミリの種々の分子が使用されて、異なる温度でフリーラジカルを生成することができ、これらのラジカルは、数時間持続する可能性がある。アゾニトリルラジカルイニシエータは、商業的に取得されてもよい（たとえば、Ｄｕｐｏｎｔによって生産されるＶａｚｏ（登録商標）ファミリ）。有機ペルオキシド（たとえば、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド）、ハイパーペルオキシド（たとえば、ｎ−ドセシル−ハイパーペルオキシド）、および過エステル（たとえば、ベンズペルオキソイック酸エチルエステル）は、フリーラジカルイニシエータの他の例である。
【０１７９】
特定の材料をエッチングするラジカルを生成するためにＯＦ２解離が使用される実施形態では、ＮＯが、ＯＦ２と共に導入されて、ＯＦ２の解離を加速してもよい。ＮＯは、不対電子を有する分子フリーラジカルであり、以下の反応に従ってＯＦ２の解離をもたらし得る。
ＯＦ２＋ＮＯ→Ｆ＋ＦＯＮＯ
【０１８０】
ＦＯＮＯは、その後、以下の反応に従ってさらに分解する可能性がある。
ＦＯＮＯ→Ｆ＋ＮＯ２
【０１８１】
Ｆフリーラジカルは、ＮＯとのこの反応によって生成され、Ｆフリーラジカルは、その後、エッチングされる材料と反応し得る。
【０１８２】
個々のシステムまたは方法に関して特に説明しないが、上記実施形態を実施するのに適したエッチングシステムが、コンピュータまたは他の制御システムを備えてもよいことが理解されるであろう。こうしたコンピュータまたは他の制御システムは、システムのコンポーネントの１つまたは複数に作動可能に接続されてもよく、また同様に、圧力システムまたは他の監視機器などの図示しないシステムコンポーネントに接続されてもよい。本明細書で述べる種々の方法のステップの少なくとも一部が、コンピュータによって実施されてもよいこと、および、こうしたコンピュータが、本明細書で説明される種々の方法のステップのいくつかを実施する命令を含むコンピュータ読取り可能媒体を利用してもよいことも理解されるであろう。
【０１８３】
上記実施形態の種々の組合せが可能であることが理解されるであろう。たとえば、先に述べたように、上記実施形態において、ＸｅＦ２の代わりに、他の希ガスフッ化物が使用されてもよい。実施形態に応じて、本明細書に述べる任意の方法の行為またはイベントは、テキストが別途具体的にかつ明確に述べない限り、他のシーケンスで実施され得る、付加されてもよい、融合されてもよい、または、省略されてもよい（たとえば、行為またはイベントが全て、方法の実施のために必要であるわけではない）ことも認識される。
【０１８４】
先の詳細な説明が、種々の実施形態に適用される本発明の新規の特徴を、示し、述べ、指摘したが、示したプロセスのデバイスの形態および詳細における種々の省略、置換、および変更が、本発明の精神から逸脱することなく、当業者によって行われてもよいことが理解されるであろう。認識されるように、一部の特徴が他の特徴と別に使用されるかまたは実施されてもよいため、本発明は、本明細書で述べる特徴および利点の全てを提供しない形態内で具現化されてもよい。
【符号の説明】
【０１８５】
１２ａ、１２ｂ  干渉変調器
１４、１４ａ、１４ｂ  可動反射層
１６、１６ａ、１６ｂ  光学積層体
１８  ポスト
１９  ギャップ
２０  透明基材
２１  プロセッサ
２２  アレイドライバ
２４  行駆動回路
２６  列駆動回路
２７  ネットワークインタフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  ディスプレイアレイ
３２  テザー
３４  変形可能層
４０  ディスプレイデバイス
４１  ハウジング
４２  支持ポストプラグ
４３  アンテナ
４４  バス構造
４５  スピーカ
４６  マイクロフォン
４７  送受信機
４８  入力装置
５０  電力供給装置
５２  調整用ハードウェア
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  サブ層
４００  システム
４１０  エッチングチャンバ
４１１、４１２、４１４、４１６、４１８、４１９  弁
４２０  ＸｅＦ２供給器
４３２、４３４  センサ
４４０  循環ポンプ
４５０  副生成物除去器
４６０  Ｘｅ分離装置
４７０  真空ポンプ
４８０  プロセスチャンバ
４８２  エキスパンションチャンバ
５０２、５０４  圧力センサ
５０６  弁
５１０  エッチングチャンバ
５１２  ＸｅＦ２貯蔵チャンバ
５１６  パージガスチャンバ
５１８  エッチャント混合チャンバ
５２０  循環ポンプ
５２４  Ｏ２貯蔵チャンバ
５３０  コールドトラップ
７００  基材
７１０  犠牲層
７１２  犠牲材料の一部分
７２０  光学積層体
７３０  メカニカル層
７３２  エッチホール
【図１】
2011501874.tif 000017
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011501874.tif 000020
【図５Ａ】
2011501874.tif 000021
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2011501874.tif 000023
【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2011501874.tif 000026
【図７Ｃ】
2011501874.tif 000027
【図７Ｄ】
2011501874.tif 000028
【図７Ｅ】
2011501874.tif 000029
【図８】
2011501874.tif 000030
【図９Ａ】
2011501874.tif 000031
【図９Ｂ】
2011501874.tif 000032
【図９Ｃ】
2011501874.tif 000033
【図９Ｄ】
2011501874.tif 000034
【図９Ｅ】
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【図１０】
2011501874.tif 000036
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2011501874.tif 000040
【図１５】
2011501874.tif 000041
【図１６】
2011501874.tif 000042
【図１７】
2011501874.tif 000043
【図１８】
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【図１９】
2011501874.tif 000045
【図２０Ａ】
2011501874.tif 000046
【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【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】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチチャンバ内に未リリース電子デバイスを設けるステップであって、前記未リリース電子デバイスは、
犠牲層、および、
前記犠牲層の第１の面に隣接する１つまたは複数の光透過性層を備える、設けるステップと、
前記犠牲層の一部分を通して初期エッチを実施するステップと、
前記エッチチャンバ内にガス状エッチャント前駆物質をリリースするステップと、
前記ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起するステップであって、それにより、前記犠牲層の残りの部分をエッチングすることが可能な化学的に活性な種を形成する、励起するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記初期エッチは、前記光透過性層の少なくとも一部分を曝露する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起するステップは、前記光透過性層を通して前記エッチャント前駆物質をＵＶ光に曝露するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガス状エッチャント前駆物質を物理的に励起するステップは、プラズマエッチを実施するステップを含まない請求項１に記載の方法。
【請求項５】
均質な触媒を前記エッチチャンバ内にリリースするステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記均質な触媒はＫｒまたはＸｅを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ガス状エッチャントはＯＦ２を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ガス状エッチャントはＯＦ２の誘導体を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電子デバイスはＭＥＭＳデバイスを備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電子デバイスは干渉変調器を備える請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ガス状エッチャント前駆物質はフッ素を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
電子デバイスを作製する方法であって、
プロセスチャンバ内に部分的に作製される電子デバイスを設けるステップであって、前記部分的に作製される電子デバイスは、エッチングされる層の露出部分を備える、設けるステップと、
ガス状エッチャントを前記プロセスチャンバ内に導入するステップであって、前記エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって活性化され得る、導入するステップと、
前記エッチングされる層の一部分を紫外線レーザからの放射に曝露するステップであって、前記紫外線レーザに対する曝露は前記ガス状エッチャントを活性化する、曝露するステップとを含む方法。
【請求項１３】
前記エッチングされる層の前記一部分を紫外線放射に曝露する前に、前記プロセスチャンバ内にラジカルスカベンジャを導入するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ガス状エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって、解離するよう構成される請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ガス状エッチャントは、紫外線放射に対する曝露によって、化学的に活性な状態に励起されるよう構成される請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ガス状エッチャントはフッ素を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を含む電子デバイスを、プロセスチャンバ内に設けるステップと、
フッ素および希ガスを含むガス状前駆物質混合物を設けるステップと、
希ガスフッ化物を形成するために、前記ガス状前駆物質混合物を紫外線放射に曝露するステップと、
前記電子デバイスを前記希ガスフッ化物に曝露するステップとを含む方法。
【請求項１８】
前記希ガスはＸｅを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記希ガスはＫｒを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ガス状エッチャント前駆物質は、前記プロセスチャンバに流体連通する別個のチャンバ内でＵＶ放射に曝露され、前記電子デバイスを前記希ガスフッ化物に曝露するステップは、前記希ガスフッ化物を前記別個のチャンバから前記プロセスチャンバ内にリリースするステップを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記ガス状前駆物質混合物は、前記プロセスチャンバ内にリリースされ、紫外線放射に対する曝露は、前記希ガスフッ化物をインサイチュで生成する請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
電子デバイスを作製する方法であって、
エッチングされる層を含む電子デバイスを、プロセスチャンバ内に設けるステップと、
前記プロセスチャンバ内にエッチャントをリリースするステップであって、前記エッチャントは、希ガスフッ化物を含み、前記エッチングされる層と反応して、副生成物として元素の希ガスを形成する、リリースするステップと、
フッ素を前記プロセスチャンバ内にリリースするステップと、
さらなる希ガスフッ化物を生成するために、前記フッ素および前記元素の希ガスを紫外線放射に曝露するステップとを含む方法。
【請求項２３】
前記希ガスフッ化物はＸｅＦ２である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記電子デバイスは、前記エッチングされる層の第１の面に隣接して１つまたは複数の光透過性層を備え、前記フッ素および前記希ガスの少なくとも一部分は、前記１つまたは複数の光透過性層を通して前記紫外線放射に曝露される請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記電子デバイスはＭＥＭＳデバイスを備え、前記エッチングされる層は犠牲層を備える請求項２２に記載の方法。
【国際調査報告】
2011501874.tif 000049
2011501874.tif 000050
2011501874.tif 000051
2011501874.tif 000052
2011501874.tif 000053
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