(57)【要約】  本発明は、流体を極めて急速に冷却又は加熱する熱交換器として使用され得るマイクロチューブを備える微小装置に関する。熱分解ポリマＴＤＰと組み合わせてダマシン金属レベルを使用することは、単層の金属バリア材料のみにより分離されるマイクロチューブのコンパクトなシステムを製造することを可能にする。２つの別個のマイクロチューブの間の短い距離（すなわちバリアの厚み）により、マイクロチューブにおいて循環する２つの流体の非常に効率的な熱交換が可能にされる。
2009533859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を設けるステップと、
第１ディスポーザブル層を設けるとともに構造化するステップと、
少なくとも１つのバリア層を設けるステップと、
第２ディスポーザブル層を設けるステップと、
前記第１ディスポーザブル層を除去することにより、第１マイクロチューブを形成するステップと、
前記第２ディスポーザブル層を選択的に除去することにより、第２マイクロチューブを形成するステップと、
を含む、微小装置を製造する方法。
【請求項２】
透過層を設けるステップと、
該透過層を介して、前記第１ディスポーザブル層を除去するステップと、
封止層を設けるとともにパターニングするステップと、
少なくとも１つのバリア層に埋め込まれる前記第２ディスポーザブル層を選択的に除去するステップと、
を更に含む、請求項１に記載の微小装置を製造する方法。
【請求項３】
基板上に第１ディスポーザブル層を被着させるステップと、
該第１ディスポーザブル層を構造化するステップと、
該構造化された第１ディスポーザブル層の上部に第１バリア層を被着させるステップと、
前記第１バリア層の上部に第２ディスポーザブル層を被着させるステップと、
前記構造化された第１ディスポーザブル層まで、前記第１ディスポーザブル層及び前記第１バリア層を除去するステップと、
第２バリア層で残りの前記第２ディスポーザブル層を平坦化するステップと、
前記第２バリア層及び前記構造化された第１ディスポーザブル層の上部に透過性誘電層を被着させるステップと、
該透過性誘電層を通じて、前記第１ディスポーザブル層を除去するステップと、
前記透過性誘電層の上部に封止層を被着させるステップと、
前記封止層を通じて、前記第２ディスポーザブル層を開口させるステップであって、前記透過性誘電層及び前記第２バリア層が前記第２ディスポーザブル層に対して少なくとも２つのビアを形成するステップと、
第３バリア層を被着させるステップと、
前記第２ディスポーザブル層の上部の前記第３バリア層を除去し、少なくとも２つの開口部を形成するステップと、
前記第２ディスポーザブル層を選択的に除去するステップと
を有する、請求項２に記載の微小装置を製造する方法。
【請求項４】
基板上に第１ディスポーザブル層を被着させるステップと、
該第１ディスポーザブル層の上部に透過性誘電層を被着させるステップと、
前記第１ディスポーザブル層及び前記透過性誘電層を構造化するステップと、
前記第１ディスポーザブル層及び前記透過性誘電層により形成される構造化されたスタックの上部に第１バリア層を被着させるステップと、
前記第１バリア層の上部に第２ディスポーザブル層を被着させるステップと、
前記第２ディスポーザブル層及び前記第１バリア層を、前記構造化された透過性誘電層まで除去するステップと、
前記透過性誘電層を通じて、前記第１ディスポーザブル層を除去するステップと、
前記第２ディスポーザブル層及び前記透過性誘電層の残りの構造の上部に第２バリア層を被着させるステップと、
前記第２バリア層の上部に封止層を被着させるステップと、
前記封止層及び前記第２バリア層を通じて前記第２ディスポーザブル層を開口させ、前記第２ディスポーザブル層に対して少なくとも２つのビアを形成するステップと、
第３バリア層を被着させるステップと、
少なくとも２つの開口部を形成する前記第２ディスポーザブル層の上部の前記第３バリア層を除去するステップと、
前記第２ディスポーザブル層を選択的に除去するステップと、
を含む、請求項２に記載の微小装置を製造する方法。
【請求項５】
少なくとも１つの基板を有し、該基板が少なくとも２つのマイクロチューブに直接又は間接的に取り付けられ、バリア層が前記マイクロチューブをお互いから分離させる、微小装置。
【請求項６】
前記マイクロチューブの各々が、少なくとも２つの開口部を有する、請求項５に記載の微小装置。
【請求項７】
前記マイクロチューブが、少なくとも１つの封止層の材料により覆われ、前記マイクロチューブの各々の前記少なくとも２つの開口部は、前記封止層を介してアクセス可能である、請求項５又は６に記載の微小装置。
【請求項８】
少なくとも１つの第１絶縁層と、少なくとも１つの第２絶縁層とを有し、該絶縁層の各々が、低い熱伝導性を有し、前記マイクロチューブが、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に挟まれる、請求項５乃至７の何れか一項に記載の微小装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速に冷却又は加熱する熱交換器として使用され得る、マイクロチューブを備える微小装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許ＵＳ６０３１２８６において、単層又は複数の層の埋められた微小パイプを備えるこのような装置を製造する方法及び半導体装置が記載される。埋められた微小パイプは、この幅よりも大きい高さのトレンチを充填することにより形成され、その結果、トレンチ充填材料は、トレンチの側壁及び下部に一列に並び、トレンチ内に微小パイプを形成するため、トレンチの上部を覆う。他の層は、充填材料にわたって形成され得、平坦化される。代替として、充填材料自身が平坦化され得る。平坦化された層にトレンチを形成し、上記のステップを繰り返すことは、これらの新たなトレンチに埋められた微小パイプの第２のセットを形成する。こうすることは、複数の層の埋められた微小パイプを有する半導体装置を形成する。ビアホールは、微小パイプと接触し、異なるレベルに埋められた微小パイプを相互接続させるようにエッチングされ得る。したがって、トレンチにおいて欠陥のある空隙を排除する代わりに、空隙は、微小パイプを形成するために制御され得、冷却流体を循環させるために使用され得るか、微小軽量パイプチャネル、若しくは埋められた導電性材料を形成するために並べられ得る。この装置及び方法の不利な点は、異なる微小パイプの間の距離が大きく、非効率的な冷却となることである。冷却速度を制限するとともに、基板領域を浪費させる微小パイプの冗長なシステムが必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、非常に高効率且つコンパクトな加熱又は冷却装置を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、
基板を設けるステップと、
第１ディスポーザブル層を設けるステップと、
少なくとも１つのバリア層を設けるステップと、
第２ディスポーザブル層を設けるステップと、
前記第１ディスポーザブル層を除去することにより、第１マイクロチューブを構築するステップと、
前記第２ディスポーザブル層を選択的に除去することにより、第２マイクロチューブを構築するステップと
を含む、微小装置を製造する方法により、達成される。
【０００５】
基板は、ガラス、セラミックス、又はシリコンで作られるいかなる種類の基板でもあり得る。更に基板は、少なくとも１つの材料の更なる層を有し得る。２つの異なるディスポーザブル層を使用することは、例えば光リソグラフィ、ウェットエッチングのような標準的な半導体の方法により、ディスポーザブル層を構造化することにより、マイクロチューブの製造が、基板に対して実質的に平行なある平面に実質的に配置されることを可能にする。１つのバリア層のみが、マイクロチューブの延在に対して垂直な断面を取る２つの隣接したマイクロチューブを分離する。バリア層は、約１０ｎｍであり得る。２つの別個のマイクロチューブの間の距離が短いことは、異なる温度の２つの流体がマイクロチューブを通じて流れる場合、特にバリア層が高い熱伝導度を有する場合、流体の非常に効率的な加熱又は冷却を可能にする。マイクロチューブは、また、用途に依存して１又はそれより多くの点で互いに接続され得る。
【０００６】
本発明の一実施例において、微小装置を製造する方法は、更に
透過性の層を設けるステップと、
透過性の層を介して、第１ディスポーザブル層を除去するステップと、
封止層を設け、パターニングするステップと、
第２ディスポーサブルを選択的に除去するステップと、
を含む。
【０００７】
第１ディスポーザブル層は、例えば欧州特許ＥＰ１５７７９３９Ａ２に記載されるような透過層を通る熱により除去され得る、熱分解ポリマ（ＴＤＰ）であり得る（例えば図１乃至図１２並びにこれに属する記載、特に段落１０及び１１を参照されたい）。ＴＤＰは、熱手続きの間に分解し、第１ディスポーザブル層の構造化に依存して、透過層の下にある１又はそれより多くのマイクロチューブをそのままにして、透過性の層を通じて消滅する。第１ディスポーザブル層の他の例は、酸化層であり得、これは上部の多孔性有機層を通じて、ＨＦ照射により選択的に除去され得る。第２ディスポーザブル層は、１又はそれより多くのバリア層に埋め込まれる銅のような金属であり得る。金属は、金属を極めて速くエッチングするが、バリア層（Ｔｉ，ＴｉＮ，Ｔａ，ＴａＮ，ＷＮ）を非常にゆっくりとエッチングするエッチング溶液により、封止層及びバリア層の開口部を通じて除去され得る。好ましくは、各マイクロチューブは、２つの開口部を有し、ここでエッチング溶液がマイクロチューブに入り、バリア層により形成されるマイクロチューブにおける全ての金属がエッチングされるまで、バリア層又は層に埋め込まれた金属を少しずつエッチングする。バリア層の厚さは、マイクロチューブの延長部に垂直な断面領域と、一方の側のマイクロチューブの長さとの間の関係、並びに他方の側の第２ディスポーザブル層及びバリア層に対するエッチング溶液の選択制に依存する。封止層は、ＳｉＮ又はＴＥＯＳを含み得る。
【０００８】
更なる実施例において、微小装置を製造する方法は、
基板上に第１ディスポーザブル層を被着させるステップと、
第１ディスポーザブル層を構成するステップと、
構成された第１ディスポーザブル層の上部に第１バリア層を被着させるステップと、
第１バリア層の上部に第２ディスポーザブル層を被着させるステップと、
構成される第１ディスポーザブル層まで、第２ディスポーザブル層及び第１バリア層を除去するステップと、
第２ディスポーザブル層の残りの構造を第２バリア層でめっきするステップと、
第２バリア層及び構造化された第１ディスポーザブル層の上部に透過性誘電層を被着させるステップと、
透過性誘電層を通じて第１ディスポーザブル層を除去するステップと、
透過性誘電層の上部に封止層を被着させるステップと、
透過性誘電層及び第２バリア層が、第２ディスポーザブル層に対して少なくとも２つのビアを構築するように、封止層を通じて第２ディスポーザブル層を開口させるステップと、
第３バリア層を被着させるステップと、
少なくとも２つの開口部の構築において、第２ディスポーザブル層の上部の第３バリア層を除去するステップと、
第２ディスポーザブル層と選択的に除去するステップと
を有する。
【０００９】
第１ディスポーザブル層は、例えば欧州特許ＥＰ１５７７９３９Ａ２（例えば図１乃至図１２及びこれに属する記載、特に段落１０及び１１を参照されたい）に記載されるように、透過性の層を通じて熱により除去され得る熱分解ポリマ（ＴＤＰ）であり得る。第２ディスポーザブル層は、金属を非常に速くエッチングするが、バリア層を非常にゆっくりエッチングするエッチング溶液により除去され得る。ＴＤＰの上の金属層及びバリア層は、例えば国際特許出願公開２００４／０２３５５０Ａ１（図１及び図２並びに属する記載を参照されたい）に記載される平坦化技術により除去され得る。第２バリア層は、金属の残りの部分を囲むために使用される。これは、第１バリア層の残りとともに、残りの金属を囲む金属が開かれる位置のみにおいて、バリア層となる金属の無電解めっきにより被着され得る。カプセル封止層は、ＴＥＯＳ又はＳｉＮであり得、これは、透過層を通じた物質の浸透を回避するため、及び／又は例えばセンサのような更なる装置を組み込むことを可能にするために使用され得る。最終的な装置は、基板に対して実質的に平行な平面に実質的に配置されるマイクロチューブの構成からなり、ここで２つの側のマイクロチューブのほとんどは、材料の１つの層のみにより１つ又は２つのマイクロチューブから分離される。材料のこの１層の厚さは、材料自身に依存し、上記のように第２ディスポーザブル層（金属層）及び第１バリア層に対するエッチング手順の選択性に依存する。この１層の厚さ約１０ｎｍが、この方法で実現され得る。通常、この層の厚さの範囲は、５ｎｍ及び１００ｎｍの間である。
【００１０】
更なる一態様において、微小装置を製造する方法は、
基板に第１ディスポーザブル層を被着させるステップと、
第１ディスポーザブル層の上部に透過性誘電層を被着させるステップと、
第１ディスポーザブル層と、透過性誘電層とを構造化するステップと、
第１ディスポーザブル層と、透過性誘電層とにより作られる構造化されたスタックの上部に第１バリア層を被着させるステップと、
第１バリア層の上部に第２ディスポーザブル層を被着させるステップと、
構造化された透過性誘電層まで第２ディスポーザブル層及び第１バリア層を除去するステップと、
透過性誘電層を通じて、第１ディスポーザブル層を除去するステップと、
第２ディスポーザブル層及び透過性誘電層の残りの構造の上部に第２バリア層を被着させるステップと、
第２バリア層の上部に封止層を被着させるステップと、
第２ディスポーザブル層に対する、少なくとも２つのビアをつくる封止層及び第２バリア層を通じて、第２ディスポーザブル層を開放するステップと、
第３バリア層を被着させるステップと、
少なくとも２つの開口部を作る第２ディスポーザブル層の上部の第３バリア層を除去するステップと、
第２ディスポーザブル層を選択的に除去するステップと
を含む。
【００１１】
第１ディスポーザブル層は、例えば欧州特許ＥＰ１５７７９３９Ａ２（例えば図１乃至図１２及び属する記載を参照されたい）に記載されるように、透過層を通る熱により除去され得る熱分解ポリマ（ＴＤＰ）であり得る。第２ディスポーザブル層は、金属を非常に速くエッチングするが、バリア層を非常にゆっくりエッチングするエッチング溶液により除去され得る金属であり得る。ＴＤＰの上部の金属層及びバリア層は、例えば国際特許出願公開ＷＯ２００４／０２３５５０Ａ１に記載されるような平坦化技術により除去され得る（図１及び図２並びに属する記載を参照されたい）。第２バリア層は、金属の残りを囲むために使用される。これは、第１バリア層の残りとともに、残りの金属を囲む金属が開放される位置のみにおけるバリア層となる金属の無電解めっきにより被着され得る。封止層は、透過層を通じる物質の透過の回避、及び／又はセンサのような更なる装置の組み込みを可能にするために使用され得る。
【００１２】
代替として、バリア層は、例えばスパッタにより、平坦化された第２ディスポーザブル層の上部に被着され得る。この場合において、第２ディスポーザブル層は、無電解めっきが使用されるかのように、導電性でなくてもよい。第２バリアは、全体の平坦な表面をカバーするので、透過性の層を封止するために使用され得る。別個の封止層は、必要とされないが、上記の更なる組み込みステップに使用され得る。最終的な装置は、２つの側のマイクロチューブのほとんどが材料の１つの層のみにより、１つ又は２つのマイクロチューブから分離される場合、基板に実質的に平行な平面に実質的に配置されるマイクロチューブの構成からなる。この材料の１つの層の厚さは、材料自身に依存し、上記のような第２ディスポーザブル層（金属層）及び第１バリア層に対するエッチング手順の選択性に依存する。約１０ｎｍであるこの１層の厚さが、この方法で実現され得る。通常、この層の厚さの範囲は、約５ｎｍ及び約１０ｎｍの間である。
【００１３】
本発明の更なる目的は、非常に効率的且つコンパクトな加熱又は冷却する微小装置を提供することである。該目的は、少なくとも１つの基板を有する微小装置により達成され、基板は少なくとも２つのマイクロチューブに直接又は間接的に取り付けられ、バリア層は、お互いからマイクロチューブを分離する。マイクロチューブは、基板とマイクロチューブとの間の中間層がない場合に、基板に直接取り付けられる。マイクロチューブが延在する方向に対して垂直な断面において、マイクロチューブは、１０ｎｍ×１０ｎｍ及び１０μｍ×１０μｍの間の断面領域を有し得る。バリア層が１つのみであることが、マイクロチューブの間の薄い壁を可能にする。マイクロチューブが、バリア層により隔てられるのみの互いに隣接して配置される場合、マイクロチューブは、マイクロチューブなしで同じ厚さの層と比較して、マイクロチューブを有する層の延在に垂直な方向の低い熱伝導性を有する層を実質的に形成する。したがって、マイクロチューブを有する層は、マイクロチューブを有する層の下及び上の装置と、層との間の熱絶縁性のために使用され得る。更に、マイクロチューブを有する層は、機械的ストレスを補償するために使用され得る。１よりも多いマイクロチューブの層が、必要であればスペーサにより隔てられて、他外の上部にスタックされ得る。
【００１４】
本発明の一実施例において、微小装置のマイクロチューブの各々は、少なくとも２つの開口部を有する。２つの異なるマイクロチューブのシステムは、開口部を流体であふれさせる。流体がマイクロチューブを通って流れる場合、これらは熱交換する。結果として、この実施例は、流体を加熱又は冷却する熱交換器として使用され得る。この実施例におけるマイクロチューブの断面領域は、好ましくは５０ｎｍ×５０ｎｍ及び５００ｎｍ×５００ｎｍの間であり、これより断面は、必ずしも正方形ではない。表面領域及び体積の間の関係は、微小流体装置が熱交換器として使用される場合、重要である。冷却又は加熱は、２つのマイクロチューブを分離するバリアの領域が、両方のマイクロチューブの間の熱交換を最大化するマイクロチューブの体積と比較して大きい場合、非常に効率的である。１つの単純な例を与えると、２つのマイクロチューブは、全長Ｌのこれらの延在において、１つのバリア層を共有する。バリア層及び両方のマイクロチューブの高さは、Ｈで与えられる。結果として、２つのマイクロチューブを隔てるバリアの領域Ａ１は、Ｌ＊Ｈの積で与えられる。これらの延在に対して垂直な両方のマイクロチューブの幅は、Ｗ＊Ｌ＊Ｈにより与えられる両方のマイクロチューブの体積Ｖ１となるＷにより与えられる。Ａ１／Ｖ１の関係は、１／Ｗ１により与えられ、これは、マイクロチューブの幅が小さく、マイクロチューブの体積Ｖ１と比較して、熱が交換される表面が大きくなることを意味する。構造化する方法に依存して、一方の側においてマイクロチューブの幅を規定するために達成され得る解像度に対して、いくつかの制限があり、他方の側において、マイクロチューブを流れる流体の粘性は、適度な冷却又は加熱を得るとともに、マイクロチューブの断面の領域のより低い制限を規定し得る。
【００１５】
熱交換器の第１構成は、基板に実質的に平行な平面において互いに隣接した態様で螺旋状に巻くように配置される２つのマイクロチューブの組み合わせである。この構成において、マイクロチューブは、異なる温度の流体の間の効率的な熱交換に有利なマイクロチューブの全長にほぼ沿って、マイクロチューブの２つの側において、互いに近くにあるであろう。第２の構成において、異なる温度の流体を含むマイクロチューブは、基板に実質的に平行な平面に代替の態様で配置される。温度Ｔ１の流体を有する１つのマイクロチューブは、温度Ｔ２の流体を有する２つの隣接したマイクロチューブを有し、流体間の熱交換を最適化する（これは、熱交換器の境界におけるマイクロチューブに対して妥当ではない）。マイクロチューブの間の１つのバリア層は、熱交換を改善するマイクロチューブ間の距離の低下を可能にする。バリア層が薄ければ薄いほど、熱はより早く交換され得る。更に、バリア層の高い熱伝導性が熱交換器にとって好ましい。更に、高い抵抗を持つ導体として、加熱素子は、一方の流体を加熱するため、マイクロチューブの１つの部分の隣に位置され得る。アナログな態様では、１つのマイクロチューブの一部は、ペルチェ素子により冷却され得る。２つの加熱素子及びペルチェ素子は、装置に組み込まれ得る。
【００１６】
微小装置の更なる実施例において、マイクロチューブは、材料の少なくとも１つの封止層により覆われ、マイクロチューブの各々の少なくとも２つの開口部が、封止層を介してアクセス可能である。更なる層は、他の装置から熱的に孤立されなければならないか、又は例えば分析目的若しくは合成のために熱交換器を必要とする、例えばバイオチップ（lab  on  the  chip）構成として、更なる機能的装置を組み込むために使用され得る。更に、封止層は、流体の温度及び／又は流体の流れを測定するセンサを組み込むために使用され得る。ＭＥＭＳ技術に基づくバルブ、ヒータ、及びポンプは、微小装置を制御するために組み込まれ得る。
【００１７】
本発明の更なる実施例において、微小装置は、少なくとも１つの第１絶縁層と、少なくとも１つの第２絶縁層とを有し、これらの絶縁層の各々は、低い熱伝導性を有し、マイクロチューブは、第１及び第２絶縁層の間に挟まれる。絶縁層は、低い熱伝導性の材料か、又は低い熱伝導性の層をつくるマイクロチューブを有し得る。絶縁層の間に埋め込まれたマイクロチューブに対する更なる開口部は、埋め込まれたマイクロチューブを通じて流体を流すために設けられ得る。埋め込まれたマイクロチューブの熱的絶縁性は、環境との熱交換を制限することにより、制限することにより、より効率的な熱交換器を可能にする。更に、絶縁層により熱交換器から熱的に絶縁された更なる装置（例えばセンサ）との熱交換は、低下され、装置の機能性（例えば測定の正確性）に対する熱交換器の影響を制限する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施例の基板に平行な断面を示す。２つのマイクロチューブ１及び２は、外部領域から内部領域に螺旋のようなパターンで互いに隣接して巻きつく。第２マイクロチューブ２は、表面の２つの側を、第２マイクロチューブの全長に沿う第１マイクロチューブと共有する。第１マイクロチューブ１は、開口部１１及び１２によりアクセス可能であり、第２マイクロチューブ２は、開口部２１及び２２によりアクセス可能である。温度Ｔ１の流体がマイクロチューブ１を流れ、まず開口部１２を通過する場合、これは、第２流体が開口部２１を通過した後、マイクロチューブ２を流れる温度Ｔ２の第２流体と熱伝達する。第１流体が第２流体よりも冷たい場合（Ｔ１＜Ｔ２）、第１流体は、第１マイクロチューブ１を通過する間加熱し、開口部１１において第１マイクロチューブ１を離れた後、より熱くなる。他方の側の第２流体は、開口部２２において第２マイクロチューブ２を離れた後、より冷たくなる。微小装置は、冷却又は加熱のために使用され得る。
【００１９】
図２ａ乃至２ｆは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。図２ａは、熱分解ポリマ（ＴＤＰ）で２つのバリア層１２０及び１４０に埋め込まれる構造的金属１３０の断面図の原理の略図を示す。シリコン、ガラス、又はセラミクスである基板１００上に、第１ディスポーサブルＴＤＰ層１１０が被着され、３００℃及び５００℃の間の温度で分解する。ＴＤＰ層１１０は、チャネルの延在に対して垂直な矩形の断面領域を実質的に備えるチャネルが、ＴＤＰ層１１０に形成される態様で、構造化され、基板１００まで部分的に除去されている。ＴａＮの第１バリア層１２０は、ＴＤＰ層１１０におけるチャネルの側面及び底面もカバーするＴＤＰ層１１０の残りの上部に被着されている。以下のステップにおいて、銅は、ＴａＮ層１２０の上部に被着され、第２ディスポーザブル層１３０をつくるＴＤＰ層１１０の残りの間の空間を満たす。銅及びＴａＮ層１２０の一部の平坦化の後、ＴＤＰ層１１０の残り及び銅１３０の残りは、自由にアクセス可能である。銅１３０の残りは、第２バリア層１４０を作る無電解自己整合バリア（例えばＣｏＷＰ，ＣｏＷＢ又はＮｉＭｏＰ）を使用して、選択的に覆われる。このプロセスのステップに続いて、透過性誘電層１５０を作るAMATのBlack  Diamond-1のＣＶＤ被着となる。
【００２０】
図２ｂは、透過性誘電層１５０を通じて、気相１１１として透過するＴＤＰ層１１０の残りの分解による、第１マイクロチューブ１の形成を示す。図２ｃにおいて、封止層１６０、更なるＣＶＤ層（例えばＴＥＯＳ）の透過性誘電層１５０上部への被着が示される。図２ｄは、ＣＶＤ層１６０及び透過性誘電層１５０のパターニングを示す。単一のビアのパターニングと同様に、ダマシンパターニング方式（層毎のエッチング）が使用され得る。更に、第２バリア層１４０は、ビア１７０により２つのスポットでアクセス可能である銅１３０の残りの上部において除去される。図２ｅでは、封止層、ビア１７０の側面、及びビア１７０を通じてアクセス可能である銅は、ＰＶＤ  ＴａＮ１８０で覆われ、第３バリア層１８０を作る。ＰＶＤ  ＴａＮ１８０は、（Ａｒ-precleanを使用して）再スパッタすることにより、封止層１６０及び銅１３０から除去され、透過層１５０を覆うとともに保護するビア１７０の垂直なバリア層１８０を残す。図２ｆに図示される最終的なステップは、残りの銅１３０が、硫酸により除去される。第２マイクロチューブ２は、開口部２１及び２２によりアクセス可能につくられる（開口部１１及び１２は、この断面図では見えない）。
【００２１】
図３ａ乃至３ｇは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。図３ａは、熱分解ポリマ（ＴＤＰ）における２つのバリア層１２０及び１４０、並びに透過性誘電層に埋め込まれた構造金属１３０の断面図の原理的な概略図を示す。シリコン、ガラス、又はセラミックスである基板１００に、３００℃及び５００℃の間の温度で分解する第１ディスポーサブルＴＤＰ層１１０が被着されている。このプロセスステップに続いて、透過性誘電層１５０を作るAMATのBlack  Diamond-1のＣＶＤ被着となる。ＴＤＰ層１１０及び透過性誘電層１５０は、チャネルの延在に垂直な矩形断面領域を実質的に備えるチャネルがＴＤＰ層１１０に形成されるように、構造化され、基板１００まで部分的に除去される。ＴａＮの第１バリア層１２０は、透過性誘電層１５０及びＴＤＰ層１１０の残りの上部に被着され、これは、ＴＤＰ層１１０及び透過性誘電層１５０におけるチャネルの側面及び底面も覆う。以下のステップにおいて、銅は、ＴａＮ層１２０の上部に被着され、構造化された誘電層１５０及びＴＤＰ層１１０の残りにおけるチャネルを満たし、第２ディスポーザブル層１３０を作る。銅１３０及びＴａＮ層１２０の一部の平坦化の後、構造化された透過性誘電層１５０及び銅１３０の残りは、上側から自由にアクセス可能である。図３ｂは、透過性誘電層１５０を通じて、気相１１１として浸透するＴＤＰ層１１０の残りの分解による、第１マイクロチューブ１の形成を示す。図３ｃにおいて、透過性誘電層１５０の上部に第２バリア層１４０（ＴａＮ）の被着が示され、続いて、図３ｄにＣＶＤによる封止層１６０（例えばＴＥＯＳ）の被着が示される。図３ｅは、封止層１６０及び第２バリア層１４０のパターニングを示す。銅１３０の残りは、ビア１７０により、２つのスポットでアクセス可能である。図３ｆでは、封止層、ビア１７０の側、及びビア１７０を通じてアクセス可能な銅が、第３バリア層１８０を作るＰＶＤ  ＴａＮ１８０で覆われる。ＰＶＤ  ＴａＮ１８０は、（Ａｒ-precleanを使用して）再スパッタにより封止層１６０及び銅１３０から除去され、該スパッタは、透過性の層１５０を覆うとともに保護するビア１７０における垂直のバリア層１８０を残す。図３ｇに図示される最終的なステップにおいて、銅１３０の残りは、硫酸により除去される。第２マイクロチューブ２は、開口部２１及び２２によりアクセス可能につくられる。（開口部１１及び１２は、この断面図では見えない）。
【００２２】
本発明は、特定の実施例及び特定の図面を参照して記載されるが、本発明は、これらに制限されず、請求項のみにより制限される。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を制限するとして解釈されるべきではない。記載される図面は、概略的なものに過ぎず、被制限的である。図面において、要素のいくつかのサイズは、誇張され得、説明の目的のため、スケール通りに描かれない。「有する」という用語が記載及び請求項において使用される場合、これは他の要素又はステップを排除しない。単数形に言及するときに不定冠詞又は定冠詞が使用される場合、これは、特に言及しない限り、複数形を含む。
【００２３】
更に、記載及び請求項における第１、第２等の用語は、同様の要素の間で区別するために使用され、必ずしも順序又は時系列を記載しない。使用される用語が適切な状況で交換可能であることと、ここに記載される発明の実施例は、ここで記載又は説明される以外の他の順序で操作することが可能であることとが、理解されるべきである。
【００２４】
更に、記載及び請求項における上部、下部、第１、第２等の用語は、説明する目的で使用され、必ずしも相対的な位置を記載しない。このように使用される用語は、適切な状況で交換可能であり、ここに記載される発明の実施例は、ここに記載又は説明される以外の他の向きで操作することが可能であるということは、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の一実施例の原理的なスケッチを示す。
【図２ａ】図２ａは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。
【図２ｃ】図２ｃは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。
【図２ｄ】図２ｄは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。
【図２ｅ】図２ｅは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。
【図２ｆ】図２ｆは、本発明による装置を製造する第１プロセスフローを示す。
【図３ａ】図３ａは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図３ｄ】図３ｄは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図３ｅ】図３ｅは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図３ｆ】図３ｆは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図３ｇ】図３ｇは、本発明による装置を製造する第２プロセスフローを示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【国際調査報告】
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