专利名称：具有多层位置的离散控制微镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有离散的多层位置的微镜装置。
背景技术：
因为微镜装置可以取代传统的光电子装置，所以已致力于开发。唯一相位活塞型式的微镜，过去用于相位自适应光学应用，而旋转微镜在过去则用于偏斜光线。控制这些微镜中的大部分以具有连续位移，这可由静电力与弹力间的平衡来确定。模拟控制会比数字或离散控制更为复杂，且不与已知的半导体电子技术(如MOS、CMOS等)兼容。此外，具有连续位移而由静电力致动的微镜，在电力超过机械结构的弹力时，会经历典型的断开现象。该断开现象会限制微镜的平移及旋转范围。
在实际使用具有以静电力致动的连续位移的微镜时，高驱动电压也是另一严重缺点。为了可与IC部件兼容，期望微镜可在与电路操作或控制电压兼容的低电压下操作。
在微镜阵列的现有技术之中，如美国专利案第4,566,939号、第5,083,857号、及第6,232,936号的数字微镜装置，各微镜都可由电压控制加以致动。这具有大幅旋转、低驱动电压，且可与已知的半导体电子技术兼容。然而，这仅具有一个自由度；对着一轴及二层位置旋转。所以，微镜阵列仅是光学开关阵列。
为了达到更广泛的应用，微镜必须具有多层位置控制及大幅位移、多运动自由度、低驱动电压，且与已知半导体电子技术兼容。
发明内容
本发明致力于解决传统的具有静电力致动的连续位移的微镜装置的缺点及数字微镜装置(DMD)的限制。
本发明一个目的是提供一种具有准确且快速的多层位置控制的微镜。
本发明另一目的是提供一种具有多运动自由度的微镜。
本发明再一目的是提供一种具有大幅位移的微镜。
本发明另一目的是提供一种具有极短稳定时间的微镜。
本发明另一目的是提供一种具有与已知IC电路操作或IC电路控制电压兼容的低驱动电压的微镜。
当电力因机械结构超过弹性力限度时，传统的静电微镜会经历典型的断开现象。这个断开现象会限制微镜的平移及旋转范围。传统静电微镜的缓慢稳定时间会降低微镜的操作速度。并且，传统静电微镜的高驱动电压使得实际操作更加困难。为了与通常以不高于5伏特的电压操作的IC部件兼容，且为了防止因高电场所导致的电击穿，通常应尽可能降低驱动电压的最大值。低的位移准确度也是传统静电微镜的严重缺点。当弹簧厚度变动增加为n倍时，位移准确度即会变糟n3倍。为了解决传统静电微镜的这些缺点，所以提供了离散控制微镜(DCM)的发明。
第一种DCM是可变支架离散控制微镜(VSDCM)，其使用了微镜与基板间的支架控制间隙。该支架位于微镜之下。通过多个间隙的组合可确定DCM的位移，而该组合则可通过微镜所在的支架来确定。由支架所确定的间隙由静电力控制，且微镜由静电吸引力安置在控制支架上。对于控制静电力而言，数字电压或离散电压操作是较适宜的。因此，间隙组合确定微镜的平移及旋转。
下文会解释三个优选的VSDCM实施例。第一优选实施例是一种包括至少一个数字支架的微镜。各支架所提供的间隙是二值的，因为该间隙通过支架的双稳态运动来确定。静电力控制着该运动。数字电压或离散电压操作是控制静电力的优选方法。VSDCM运用支架的双稳态位移，以对微镜进行位移控制。
第二优选实施例是一种包括至少一个多层支架的微镜。各支架所提供的间隙具有离散的多梯级，因为可通过离散的支架高度改变而确定该间隙。高度改变由静电力来控制。数字电压或离散电压操作是控制静电力的优选方法。VSDCM运用了支架的离散高度改变，以对微镜进行位移控制。
第三优选实施例是一种包括至少一个多位置支架的微镜。多位置支架控制支撑微镜的平面位置以对其进行改变。因为微镜位移不仅可通过支架高度来确定，而且由支撑位置确定，多位置支架可控制微镜的位移。
对于传统的静电微镜而言，微镜的弹簧厚度准确性会确定位移的准确性。具有相同的厚度误差时，薄弹簧的弹性劲度误差会高于厚弹簧的弹性劲度误差。因此，因为薄弹簧效果不佳，所以难以使用较低的驱动电压。因为VSDCM使用双稳态或离散位移，所以弹簧厚度的准确度影响不大。因此，可以使用具有极低劲度的微镜的弹簧。以低电压即可操作具有低劲度弹簧的VSDCM。独立控制的可变支架需要单独可寻址的电子元件。为了达到这个目的，使用与芯片上电子装置组合的微镜。为此，使用具有已知半导体微电子装置的微镜的晶圆等级的整合。
因为微镜安置于VSDCM的可变支架上，可变支架的厚度准确性即是微镜的位移准确度。因为准确度不会因位移范围而改变，所以对于大的位移VSDCM会具有颇佳的准确度。
第二种DCM是分段电极离散控制微镜(SEDCM)，其使用了分段电极垫。SEDCM具有与传统静电微镜相同的缺点，如，小位移范围及用于大位移的粗劣准确度。但是，因为SEDCM可通过离散电压控制，所以SEDCM可与传统的半导体微电子技术兼容。通过区域大小、位置、及各电极垫电压的适当组合，即可控制微镜的位移。
可通过两种不同方法制造VSDCM及SEDCM。第一种方法使用金属；在结构层使用铝、镍、金、及铜，及在牺牲层使用光刻胶或二氧化硅来形成气隙。DCM的制造由晶圆开始，在其上完全制成半导体微电子电路。在半导体微电子器件的金属上方沉积厚的氧化物，且接着会使用已知的研磨方法(如，化学机械研磨(CMP)技术CMP等)使之平面化。研磨步骤可提供用于数字结构的彻底平坦表面。CMP可确保微镜的厚度变化、平坦度及反射性不劣化。通过使用数层的光掩模，可利用金属层形成微镜结构的弹簧、支架、及微镜层。且DCM的气隙可通过已知的牺牲层材料(如，光刻胶或二氧化硅)形成。使用等离子沉积的二氧化硅作为蚀刻掩模，可以对金属进行溅射或汽化及等离子蚀刻。之后，在组装流程中，牺牲层会进行电浆去灰，而形成气隙。
第二种方法使用已知的电镀技术。该方法利用一种多用途的牺牲金属铸模，其可同时作为支架的电镀铸模，及次一层电镀的晶种层。因此，该方法可简化制程并展示实际三维金属显微结构，而不局限于层数。该方法仅使用传统的微影及电镀，及已知的研磨技术，如CMP。例如，经电镀的镍可用于结构层，而经电镀的铜可用于牺牲层。
微镜的反射表面由金属，金属化合物，多层介电材料，或其它具有高反射性的材料制成。许多已知的微制程可制造具有高反射性的微镜表面。微镜可通过致动部件进行静电控制而位于期望位置。根据本申请，平移、旋转、平移与旋转、或一个平移与二个旋转，都是可控制的。
以下该文献以引用的方式并入本文中，美国专利申请”VariableFocal Length Lens Comprising Micromirrors with Two Degrees ofFreedom Rotation”(申请日2004/05/27)，及申请人的另一件美国专利申请”Variable Focal Length Lens Comprising Micromirrors withTwo Degrees of Freedom Rotation ad One Degree of FreedomTranslation”(申请日2004/05/27)，以及申请人的再一件美国专利申请”Array of Micromirror Array Lenses”(申请日2004/05/28)中所描述的，微镜阵列，其包括二个旋转自由度或可独立控制的二个旋转自由度与一平移自由度，可任意地调制入射光。为此，必须通过控制二个旋转自由度，或通过控制二个旋转自由度与一平移自由度，而将入射光偏斜到期望的任意方向。各微镜还需要进行独立平移，以满足相位条件。因为DCM拥有许多优点，且具有二个旋转自由度和/或一平移自由度，所以包括DCM的微镜阵列比传统的微镜阵列，具有较好的性能。
广泛用在微电子装置的传统MOS或CMOS技术，可取代操作该微镜阵列的电路。在微镜阵列下方应用微电子电路，可通过移去用于电极垫及线路的必要面积而增加有效反射区。各微镜可沿着二轴倾斜或缩回。结果，该微镜可以沿着垂直及水平两轴来扫描视场，且同时缩回或抬升以消除入射光束的相位像差。微镜阵列也可通过独立控制各微镜而校正像差，例如，因物体与其影像间的媒介的光学效应，或导致其影像不遵守傍轴成象原理的透镜系统的缺点。为了补偿具有任意相位误差的像差，应独立控制微镜阵列的各微镜。通过以已知CMOS技术取代控制所须的电路，及使用已知微制造方法而在微镜底下制造CMOS，即可完成各微镜的独立控制。
本发明的微镜可根据需求成型，以允许形成紧密塞满的阵列，且形成圆形，而理想的为角形，如，三角形、矩形、或具有五或六个边，包括六角形、八边形等。
为了达到上述目的，本发明的第一种类型提供一种离散控制微镜(DCM)，其包括一微镜及多个可变支架，变支架上可安置该微镜。该可变支架确定微镜的位置，并且该可变支架通过静电力来进行控制。数字电压或离散电压操作是控制静电力的优选方法。该可变支架位于该微镜下方。该可变支架的平面位置，可为了由数字或离散可变支架获得微镜的任意位移而变动。
该可变支架位于该微镜与一基板之间。控制各个该可变支架，以改变其高度，因而控制该微镜的位置。
该可变支架确定该微镜与该基板间的间隙。
各数字支架包括顶杆、底杆、和/或至少一个插入物，插入物在其导通位置时插入该顶杆与该底杆之间，而在其截止位置时则由该顶杆与该底杆间的间隙中取出。
该间隙可由该插入物是否位于顶杆与底杆之间而确定。
各离散支架包括顶杆、底杆、和/或至少一个插入该顶杆与该底杆间的多梯级插入物。多梯级厚度的插入物可根据插入量而确定该微镜的位移。
该间隙可通过多梯级插入物的插入量而确定。
该插入物由静电力控制。
该插入物可由数字电压或离散电压操作控制。
该插入物具有平面平移。平面平移通过一梳状驱动器致动。
该插入物具有多梯级厚度。
可变支架的平面位置可变动。
在操作DCM时，控制微镜的旋转和/或平移。微镜的旋转及平移两者皆可通过至少三个可变支架控制。可变支架具有双稳态运动。可变支架具有离散运动。微镜通过吸引力而安置在受控制的可变支架上。
微镜的表面材料须具有高反射性。微镜的表面材料可以是金属或金属化合物。微镜的表面也可以由多层介电涂层所制成。
可以使用结构层材料为金属的方法制造DCM。使用等离子沉积的二氧化硅作为蚀刻掩模，而对一铝层进行溅射沉积及等离子蚀刻。牺牲层会进行电浆去灰(plasma-ashed)，而形成气隙。
该DCM通过利用化学机械研磨(CMP)技术将微制程沉积产生的多个层进行平面化的方法制造。
在DCM中，使用电镀技术来制造微镜。该电镀技术使用了具有多重用途的独特牺牲金属铸模，其作为用于支架及晶种层的电镀铸模。经电镀的镍可用于结构层。经电镀的铜可用于牺牲层。
本发明还提供一种包括多个上述DCM的DCM阵列。在该DCM阵列中，独立控制多个微镜。该微镜阵列是一种空间光调制器(SLM)。
在该微镜之下可使用微电子技术，建构控制电路系统。厚的氧化层会沉积在微电子电路的金属上方。
本发明的第二种类型提供一种包括微镜及多个分段电极的DCM。该分段电极可确定SEDCM的位移。施加至分段电极的电压是不连续的。通过静电力控制SEDCM。SDECM通过数字电压或不连续电压操作而控制。分段电极位于该微镜下方。分段电极在平面上的位置可改变。
操作SEDCM时，控制微镜的旋转和/或平移。改变分段电极的面积。SEDCM的表面材料具有高的反射性。SEDCM的表面材料可以是金属或金属化合物。而且，SEDCM表面可由多层的介电涂层制成。
使用结构层材料为金属的方法制造SEDCM。使用等离子沉积的二氧硅化作为蚀刻掩模，而对一铝层进行溅射沉积及等离子蚀刻。牺牲层会进行电浆去灰，而形成气隙。
该SEDCM通过使用化学机械研磨(CMP)技术对微加工制程沉积产生的多个层进行平面化的方法而制造。
使用电镀技术来制造微镜。该电镀技术使用了具有多重用途的独特牺牲金属铸模，其作为用于支架及晶种层的电镀铸模。经电镀的镍可用于结构层。经电镀的铜可用于牺牲层。
本发明还提供一种包括多个上述DCM的DCM阵列。在该阵列中，可独立控制多个微镜。该微镜阵列是一种空间光调制器(SLM)。在该SEDCM之下使用微电子技术，建构控制电路系统。厚的氧化层沉积在微电子电路的金属上方。
虽然简要地概述了本发明，但是还可通过以下附图、详细描述及附加的权利要求，对本发明做完整的了解。
本发明的种种特征，特点及优点可通过参照附图而更加理解，其中图1是显示具有多个可变支架的DCM的示意图；图2是显示VSDCM具有三个运动自由度的方式的示意图；该三者为，沿着微镜平面法线的轴的平移、及对着该轴在平面上的二个旋转运动；图3a-3d是显示DCM的多个数字可变支架及四个不同位移的示意图，其中该DCM包括数字可变支架；图4是显示包括插入物的插入致动系统的示意图；图5是显示使用梳状驱动器的插入致动系统的示意图；图6是显示具有多梯级插入物的不连续可变支架的示意图；
图7a及7b是显示一多位置支架的示意图；及图8是显示包括多个分段电极的DCM的示意图。
具体实施例方式
图1显示具有多个可变支架1的DCM的概念。可变支架不连续控制的微镜(VSDCM)，使用在该微镜2与该基板8之间具有多个间隙的多个支架1。该支架1位于该微镜2之下。VSDCM的平移及旋转可通过多个间隙的组合而确定，而该间隙则由安置微镜5的可变支架3、4确定。可以数字方式或不连续方式控制该可变支架所确定的间隙，且该微镜通过吸引力6而安置于受控的支架3、4上。因此，由多个支架提供的间隙确定微镜的平移和/或旋转。支架的间隙变动通过该支架的数字或不连续的运动而确定，且该运动可通过静电力控制。数字电压或不连续电压操作是控制静电力的优选方法。当吸引力消失时，微镜5的位置会因可挠弹簧7的弹力而恢复到初始位置。
图2显示VSDCM如何进行三个自由度运动；一种为沿着微镜平面法线的轴的平移运动；二种为关于平面中的轴的旋转运动。当许多可变支架14当中的至少三个可变支架11、12、13用以支持微镜15时，VSDCM就具有三个自由度。三个可变支架就足以完成微镜的三个自由度，但也可使用多于三个可变支架，使安置在支架上的微镜可保持稳定。
该可变支架的高度准确度赋予VSDCM的位移准确度，因为微镜15是安置在该可变支架11、12、13之上的。制造可变支架的微制造的厚度控制准确度小于数纳米。当微镜的弹簧厚度改变增加n倍时，传统静电微镜的位移准确度会变糟n3倍。因此，相对于传统的静电微镜，可控制位移的VSDCM具有更好的准确度。
图3a-3d显示VSDCM的示范性数字可变支架及四个可能位移，该VSDCM为二个可变支架23、24所支持。
该可变支架23、24位于该微镜25与基板27之间。控制各可变支架23、24，以改变其高度，以便控制微镜25的位置。
即使图3a-3d显示了数字的具有二个自由度(一个为平移运动，而另一个为旋转运动)的VSDCM(其由二可变支架所支撑)，仍有许多的可变支架可制成位于微镜之下，而以至少三个可变支架支撑，具有三个自由度(一个为平移运动，而另二个为旋转运动)。该可变支架23、24包括插入物20、顶杆21和/或底杆22。具有双稳态运状的该插入物20由静电力控制。数字电压或不连续电压的操作是控制静电力的优选方法。每个由静电力控制的该支架23、24，可提供可控制的二个不同间隙G1、G2，这取决于该插入物20是否插入。该插入物20、顶柱21、及底柱22可具有不同高度，因为其高度的组合可造成不同的间隙。各支架为支架所在位置的微镜25提供二个位置(导通或截止的位置)。因为由支架23、24致动所产生的间隙的组合，确定VSDCM的平移及旋转，合理位移的数量是2n，其中n是支架数量。在支架决定的不连续间隙之处，通过调整各支架的平面位置即可使微镜25拥有期望的平移及旋转。
图4显示包括插入物30的插入致动系统的实例。该插入致动系统包括二个底电极31a、31b，一个顶电极32，至少一个弹簧33，至少一个杆状物34，及一插入物30。由顶电极32与底电极31a、31b中的一个之间的静电力致动由弹簧33所支撑的顶电极32。这样，可移动顶电极32上的插入物30。
图5显示插入致动系统的另一实例。插入物41应可进行平面平移。众所周知的梳状驱动器40可以使插入物41进行平面平移。
图6显示产生多梯级间隙的多梯级插入物42。与单一厚度的插入物30相比，多梯级插入物42具有数种梯级厚度。根据插入物42的平面位置，位于顶杆43与底杆44间的多梯级插入物的厚度可变动。因此，可改变微镜45的位移。众所周知的梳状驱动器可以使多梯级插入物42拥有平面平移46。
图7a显示多位置支架的顶视图，该多位置支架包括插入物47、48及数个具有不同平面位置的杆状物49。为了清楚显示其结构，所以图7b显示了多位置支架的三维空间描绘。因插入物47、48的平面平移，改变支撑的位置。例如，微镜52的支撑位置49A会因插入物47的平面平移50，而变为位置49B。微镜52的支撑位置49C因插入物48的平面平移51，而变为位置49D。众所周知的梳状驱动器可使插入物47、48产生平面平移50、51。
也可使用结合多位置与多梯级的支撑系统。
图8显示使用多个分段电极60的的第二种DCM。与传统的静电微镜相比，本实施例包括具有不同面积、位置、及不连续电压的分段电极60。除了用于控制电路的已知微电子技术的兼容性以外，本实施例具有与传统静电微镜相同的优点。微镜61可通过分段电极60与不同面积位置及不连续电压的适当组合，而具有期望的三个自由度。
VSDCM及SEDCM可通过二种不同方法制造。第一种方法使用金属，例如、铝、镍、金、及铜用于结构层，而光刻胶或二氧化硅用于形成空隙的牺牲层。DCM的制造开始于晶圆，其上制有完全微电子可寻址电路。在该电路的金属上方沉积一层厚的氧化层，接着，使用已知研磨方法(如，化学机械研磨(CMP)技术等)来使其平面化。研磨步骤可为数字结构提供完全的平整表面。CMP确保厚度差异、平坦度、及微镜反射性的劣化。经由数个光掩模的使用，而形成了具有金属层(其用于弹簧、杆状物及微镜层)的微镜结构。且，DCM的气隙由光刻胶或二氧化硅形成。通过使用等离子沉积的二氧化硅作为蚀刻掩模，可对金属进行溅射沉积及等离子蚀刻。在稍后的封装流程，牺牲层会进行电浆去灰，以形成气隙。
第二种方法使用已知的电镀技术。该方法利用一种多用途的独特牺牲金属铸模，其可同时作为支架的电镀铸模，及次一层电镀的晶种层。因此，该方法可简化制程及展示实际三维金属微结构，而不局限于层数。该方法仅使用传统的微影及电镀、及已知的研磨技术，如CMP。例如，经电镀的镍可用于结构层，而经电镀的铜可用于牺牲层。
微镜的反射表面由金属、金属化合物、多层介电材料、或其它具有高反射性的材料制成。许多已知的制程可制造具有高反射性的微镜表面。微镜通过致动部件进行静电控制而位于期望位置。根据本申请，平移旋转平移与旋转或平移与两个旋转，都是可控制的。
该阵列可任意地调制入射光，其中该DCM具有二个旋转自由度、或可独立控制的二个旋转自由度与一个平移自由度。为此，必须通过控制二个旋转自由度，或通过控制二个旋转自由度与一个平移自由度，而将入射光反射到期望的任意方向。各微镜还需要进行独立平移，以调整光线的相位。
微镜阵列也可通过独立控制各微镜而校正像差，像差由物体与其影像间的媒介的光学效应或透镜系统的缺点(其导致其影像不遵守傍轴成像原理)而引起。
操作微镜的电路可使用已知的用于微电子装置的微电子电路技术制成。在微镜阵列应用微电子电路，可通过移去电极垫及线路所须的面积，而增加有效反射面积。也可通过使用已知微电子电路技术制造控制所需的电路，而进行各微镜的独立控制。为了增加光学效率，通过使用已知的微制造方法，而将微电子电路制成在微镜下方。
该可变支架及微电子电路位于该微镜下方，所以不会因这些功能部件而损失反射区。这意味着单个微镜组件可安置成彼此更靠近，以使有效面积最大化。
虽然已参照本发明的不同实施例，示出及描述了本发明，然而本领域技术人员应了解，在不脱离如所附的权利要求所确定的本发明的精神及范围的情况下，可在形式、细节、组成及操作上，做种种改变。
权利要求
1.一种离散控制微镜(DCM)，其包括(1)微镜；以及(2)多个可变支架，其上安置所述微镜；其中所述可变支架确定所述微镜的所述位置。
2.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述可变支架由静电力控制。
3.根据权利要求2所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述静电力由数字和/或离散电压的操作进行控制。
4.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述可变支架位于所述微镜下方。
5.根据权利要求4所述的离散控制微镜(DCM)，其中控制各所述可变支架以改变其高度，由此控制所述微镜的所述位置。
6.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜通过吸引力安置于所述受控的可变支架上。
7.根据权利要求6所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述吸引力是静电力。
8.根据权利要求6所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述静电力由数字和/或离散电压操作进行控制。
9.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述可变支架的所述平面位置被改变。
10.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述可变支架确定所述微镜与所述基板间的所述间隙。
11.根据权利要求10所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述可变支架中的每个包括顶杆、底杆、和/或一个或多个插入物，其插入所述顶杆与所述底杆之间。
12.根据权利要求11所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述插入物可进行平面平移。
13.根据权利要求12所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述插入物具有离散的平面平移。
14.根据权利要求12所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述平面平移由一梳状驱动器致动。
15.根据权利要求11所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述插入物具有两个位置，即导通位置及截止位置，其中在所述导通位置时，所述插入物位于顶杆与底杆之间，而在所述截止位置时，所述插入物不位于顶杆与底杆之间。
16.根据权利要求15所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述插入物的导通-截止位置确定所述间隙。
17.根据权利要求15所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过静电力控制所述插入物的导通-截止位置。
18.根据权利要求15所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过扭转弹簧之扭力产生所述导通-截止运动。
19.根据权利要求11所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述插入物具有多梯级厚度。
20.根据权利要求11所述的离散控制微镜(DCM)，其中控制所述插入物的平面位置，以改变所述支撑位置。
21.根据权利要求20所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过静电力控制所述插入物的平面平移。
22.根据权利要求21所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过数字和/或离散电压操作控制所述静电力。
23.根据权利要求22所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过梳状驱动器致动所述平面平移。
24.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的一个旋转自由度被控制。
25.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的一个平移自由度被控制。
26.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度被控制。
27.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度和一个平移自由度被控制。
28.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度和所述一个平移自由度被控制。
29.根据权利要求28所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度和所述一个平移自由度被三个或三个以上可变支架控制。
30.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的表面材料具有高度反射性。
31.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的所述表面材料是金属。
32.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的表面材料系金属化合物。
33.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的表面由多层介电涂层制成。
34.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过以金属为结构层材料的方法制成所述离散控制微镜(DCM)。
35.根据权利要求34所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过使用等离子沉积的二氧化硅作为蚀刻掩模对铝层进行溅射沉积及等离子蚀刻。
36.根据权利要求34所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述形成气隙的牺牲层材料是光刻胶。
37.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过使用化学机械研磨(CMP)技术对通过微制程沉积的层进行平面化的方法制造所述离散控制微镜(DCM)。
38.根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)，其中使用电镀技术制造所述微镜。
39.根据权利要求38所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述电镀技术使用多用途的独特牺牲金属铸模，其作为用于杆状物及晶种层的电镀铸模。
40.根据权利要求38所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述电镀镍用于结构层。
41.根据权利要求38所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述电镀铜用于牺牲层。
42.一种离散控制微镜(DCM)阵列，其包括多个根据权利要求1所述的离散控制微镜(DCM)。
43.根据权利要求42所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中所述微镜被独立控制。
44.根据权利要求43所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中使用微电子技术，在所述微镜下方建构控制电路系统。
45.根据权利要求44所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中厚氧化物被沉积在所述微电子电路的金属上方。
46.根据权利要求42所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中所述微镜以并排阵列安装。
47.根据权利要求42所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中所述微镜以并排阵列安装，以限定空间光调制器(SLM)。
48.根据权利要求47所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度，以扫描视场。
49.根据权利要求47所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度，以扫描视场。
50.根据权利要求47所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述一个平移自由度，以缩回或抬升来延长或缩短反射影像的光程，以除去影像的相位像差。
51.根据权利要求47所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度，以扫描视场，所述离散控制微镜(DCM)也可缩回或抬升来延长或缩短反射影像的光程，以除去影像的相位像差。
52.根据权利要求47所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的两个旋转自由度，以扫描视场，所述离散控制微镜(DCM)也可缩回或抬升来延长或缩短反射影像的光程，以除去影像的相位像差。
53.一种离散控制微镜(DCM)，其包括(1)微镜；以及(2)多个分段电极；其中所述分段电极确定所述微镜的位置，其中施加至所述分段电极的电压是数字的和/或离散的。
54.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)由静电力控制。
55.根据权利要求54所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述静电力由数字和/或离散电压操作控制。
56.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述可变支架位于所述微镜下方。
57.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述分段电极的平面位置被改变。
58.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度被控制。
59.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述一个平移自由度被控制。
60.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度被控制。
61.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度与所述一个平移自由度被控制。
62.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度与所述一个平移自由度被控制。
63.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述分段电极的所述面积被改变。
64.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的所述表面材料具有高度反射性。
65.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的所述表面材料是金属。
66.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的所述表面材料是金属化合物。
67.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述微镜的所述表面由多层介电涂层制成。
68.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过使用以金属为结构层材料的所述方法制成所述离散控制微镜(DCM)。
69.根据权利要求68所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过使用等离子沉积的二氧化硅作为蚀刻掩模，对铝层进行溅射沉积及等离子蚀刻。
70.根据权利要求68所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述形成气隙的所述牺牲层材料是光刻胶。
71.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中通过使用化学机械研磨(CMP)技术使通过微制程沉积的层平面化的方法制造离散控制微镜(DCM)。
72.根据权利要求53所述的离散控制微镜(DCM)，其中使用电镀技术制造所述微镜。
73.根据权利要求72所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述电镀技术使用多用途的独特牺牲金属铸模，其作为用于杆状物及晶种层的电镀铸模。
74.根据权利要求72所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述电镀镍用于结构层。
75.根据权利要求72所述的离散控制微镜(DCM)，其中所述电镀铜用于牺牲层。
76.一种离散控制微镜(DCM)阵列，其包括根据权利要求53的离散控制微镜(DCM)。
77.根据权利要求76所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中所述微镜被独立控制。
78.根据权利要求76所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中所述微镜以并排阵列安装。
79.根据权利要求76所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中所述微镜以并排阵列安装，以限定空间光调制器(SLM)。
80.根据权利要求79所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度，以扫描视场。
81.根据权利要求79所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度，以扫描视场。
82.根据权利要求79所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述一个平移自由度，以缩回或抬升来延长或缩短反射影像的光程，以除去影像的相位像差。
83.根据权利要求79所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述一个旋转自由度，以扫描视场，所述离散控制微镜(DCM)也可缩回或抬升来延长或缩短反射影像的光程，以除去影像的相位像差。
84.根据权利要求79所述的空间光调制器(SLM)，其中控制所述离散控制微镜(DCM)的所述两个旋转自由度，以扫描视场，所述离散控制微镜(DCM)也可缩回或抬升来延长或缩短反射影像的光程，以除去影像的相位像差。
85.根据权利要求77所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中使用微电子技术，在所述微镜下方构建控制电路系统。
86.根据权利要求85所述的离散控制微镜(DCM)阵列，其中厚氧化物被沉积在所述微电子电路的金属上方。
全文摘要
本发明提供两种离散控制微镜(DCM)，其可克服传统静电微镜的缺点。第一种微镜是可变支架离散控制微镜(VSDCM)，其位移范围比传统静电微镜更大。该VSDCM的位移准确度优于传统静电微镜，且其低驱动电压与IC部件兼容。第二种DCM是分段电极离散控制微镜(SEDCM)，其具有与传统静电微镜相同的缺点。但是SEDCM与已知微电子技术兼容。
文档编号G02B26/08GK1969216SQ200580019972
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月18日
发明者徐清洙, 金东佑, 赵京一, 金泰县 申请人:立体播放有限公司, 埃斯壮有限公司