(57)【要約】第一の捨て層が移動部材と基板との間に設けられるようにして該移動部材を該基板上に形成し、該第一の捨て層を含む該移動部材を第二の捨て層で包囲し、該基板に対して気密シールを与える材料で形成された第一のフィルムを該包囲する第二の捨て層に被せ、該第一および第二の捨て層を除去する、各ステップを含むマイクロ・エレクトロ・メカニカル装置の製造方法。
2005517546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の捨て層が移動部材と基板との間に設けられるようにして該移動部材を該基板上に形成し、
該第一の捨て層を含む該移動部材を第二の捨て層で包囲し、
該基板に対して気密シールを与える材料で形成された第一のフィルムを該第二の捨て層に被せ、該第一および第二の捨て層を除去する、各ステップからなることを特徴とする、マイクロ・エレクトロ・メカニカル装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一および第二の捨て層を除去する前に前記第一のフィルムに開口を形成するステップをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記開口形成ステップを前記被せステップの間に行う、請求項２の方法。
【請求項４】
前記開口形成ステップを前記被せステップの後に行う、請求項２の方法。
【請求項５】
前記第一および第二の捨て層を除去した後に前記開口を密閉するステップをさらに含む、請求項２の方法。
【請求項６】
前記第一のフィルムと同一材料で形成した第二のフィルムを該第一のフィルムに被せることによって前記密閉ステップを行う、請求項５の方法。
【請求項７】
前記第一および第二の捨て層を除去するステップが、反応液、反応ガスおよび超臨界流体のいずれかにスイッチを浸漬するステップを含む、請求項２の方法。
【請求項８】
前記第一のフィルム上に導電層を形成するステップをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項９】
前記導電層に第二のフィルムを被せて該導電層を前記第一のフィルムと該第二のフィルムとの間に配置させるステップをさらに含む、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記第二のフィルムが前記第一のフィルムと同一材料である、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記導電層を第二の回路に接続して該導電層をカウンタ電極として動作させるステップをさらに含む、請求項８の方法。
【請求項１２】
小型エレクトロ・メカニカル装置が他の回路部品とともに基板上に形成される、請求項１の方法。
【請求項１３】
他の回路部品を有する第二の基板上に前記第一の基板を実装するステップをさらに有する、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記密閉ステップの前に移動部材をアンチ・スティクションフィルムで被覆するステップをさらに有する、請求項５の方法。
【請求項１５】
複数のマイクロ・エレクトロ・メカニカル装置が前記第一の基板上に形成されて前記第一のフィルムに囲繞されており、該基板を切断して該マイクロ・エレクトロ・メカニカル装置を分離するステップをさらに有する。請求項１の方法。
【請求項１６】
第一の基板と、
該第一の基板上に形成され第一の作動素子を有する第一の制御回路と、
該第一の基板上において該第一の作動素子と離れて形成されて該第一の作動素子の方向に移動可能な導電性の移動部材と、
該移動部材の回りに気密シールチャンバを形成するヘルメットとからなり、該ヘルメットは該移動部材と該ヘルメットとの間の捨て層を除去することにより形成されることを特徴とする、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）装置。
【請求項１７】
前記気密シールチャンバ内に配置された不活性ガスをさらに含む、請求項１６のＭＥＭＳ装置。
【請求項１８】
前記ヘルメット内に配置された作動素子を有する第二の制御回路をさらに含む、請求項１６のＭＥＭＳ装置。
【請求項１９】
前記基板上に形成された複数の移動部材をさらに含み、前記ヘルメットにより該移動部材の回りに複数の気密シールチャンバが形成される、請求項１６のＭＥＭＳ装置。
【請求項２０】
前記ヘルメットが酸窒化シリコンのフィルムで形成される、請求項１６のＭＥＭＳ装置。
【請求項２１】
前記ヘルメットがテーパー面を有する、請求項１６のＭＥＭＳ装置。
【請求項２２】
作動素子を有する制御回路を基板上に形成し、
該作動素子上に第一の捨て層を設け、導電材料が該回路から延長して該第一の捨て層を覆うように該導電材料を堆積し、移動部材と該基板との間を除く該移動部材の回りの該捨て層部分を除去することによって、該作動素子上に移動部材を形成し、
該移動部材の前面を第二の捨て層で囲繞し、
該基板に対して気密シールを形成する材料で該第二の捨て層を覆い、
該第一および第二の捨て層を除去する、各ステップからなることを特徴とするマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム装置の製造方法。
【請求項２３】
前記第一捨て層形成手段が、前記第一の捨て層のエッジをテーパー面とすることを含む、請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記第二捨て層形成手段が、前記第二の捨て層のエッジをテーパー面とすることを含む、請求項２２の方法。
【請求項２５】
前記テーパー面形成ステップが、前記第一および第二の捨て層を硬化後に焼き付けることを含む、請求項２４の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、概してマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）に関し、より詳しくは基板上に形成した一または複数のＭＥＭＳ装置をカプセル化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子的応用において電気信号路を接続および遮断するためにスイッチ装置が用いられる。無線周波数およびマイクロ波の適用においては、ＭＥＭＳ技術を用いたスイッチを形成することが望ましい、何故ならば該スイッチはトランジスタスイッチに比べて特にギガヘルツ(GHz)以上の周波数において挿入損失(insertion loss)が低く、絶縁性能が高いからである。一つの典型的なＭＥＭＳスイッチがゴールドスミス(Goldsmith)らに与えられた下記特許文献１に開示されている。このＭＥＭＳスイッチは、水平ビーム要素の形状を有する電極を有し、その少なくとも一端はポスト、スペーサ、バイア（via）または他の種類の固定垂直構造体にクランプ止め、ヒンジ接続または固定されている。別の電極がビーム要素に対向して設けられており、適切な電圧がこれら２つの電極間に印加されたときにビーム要素が該対向電極の方向に曲がって回路を閉じる。電圧が除去されるとビーム要素の固有の弾性力によって通常の水平開放状態に復帰する。
【特許文献１】米国特許第５６１９０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般論としてＭＥＭＳ装置の欠点は環境条件に対する高反応性にある。より詳しく言うと、ＭＥＭＳ装置は移動部材の機械的移動を通じて作動するので、移動部材と対向電極との間の間隙には、該部材の移動を妨げるようないかなる粒状物質も存在してはならない。また、ＭＥＭＳ装置の部品は、該装置がある環境に晒されたときに生成されるスティクション誘発フィルム（stiction-causing films）からも完全にフリーでなければならない。スティクションとは電極間に働く粘着性または静摩擦的な吸引力であり、スイッチ速度および装置反応に悪影響を与える。電位が除去されたとき、電極は即座に離れなければならない。電極間に不所望の吸引力が残留すると電極分離のための時間を増大させ、したがってスイッチ速度を低下させる。極端な場合にはスティクションはＭＥＭＳスイッチを閉じた位置に止めて動作不能にしてしまう。
【０００４】
環境の影響を回避するための一つの手法は、ＭＥＭＳ装置をシステムの一部品として他の部品に組み込み、システム全体を気密シールされたパッケージで取り囲んでしまうことである。この解決法は、しかしながら、システムのサイズとコストを大幅に増大させ、さらにＭＥＭＳ装置の位置がシステムの露出面に限定されるという問題を抱えている。サイズが大きくなることは同時に、ＭＥＭＳ装置をラジエータその他の部品に接続するために長いバイアを必要とし、特に高周波（10GHzまたはそれ以上）においてＲＦ損失およびノイズが大きくなる。
【０００５】
環境影響を回避するためのもうひとつの手法は、一または複数のＭＥＭＳ装置を他の部品とともにシステムに組み込む前に該ＭＥＭＳ装置を気密シールパッケージに封入してしまうことである。この目的のために、金属シール部を有するセラミックパッケージが提案されている。この解決策の問題点は、ＭＥＭＳ装置を非保護条件で扱う必要があるということである。多数のＭＥＭＳ装置を単一のウエハ上にバッチ形成するのであれば、非保護条件においてウエハをＭＥＭＳ装置で切断（saw）ことが必要となり、装置にダメージを与えるリスクが増大する。用いられる材料が広範に亘るため、気密シールを実現し且つ維持することの困難さもある。
【０００６】
さらに別の解決策は、多数のＭＥＭＳ装置を第一のウエハ上に形成するとともに、同数のキャビティを第二のウエハに形成し、ウエハ結合技術を用いてこれらウエハを結合して、対向するウエハ内のキャビティに各々ＭＥＭＳ装置が配置されるようにすることである。この解決策の問題点は、接合時にウエハ同士を厳密な位置関係に保持しなければならず、また、その後の切断処理を複雑にしてしまうことである。また、この解決策によると、キャビティ形成のために比較的厚いウエハを用いなければならないため、各ＭＥＭＳ装置の全体寸法を大幅に増大させてしまう。
【０００７】
したがって、小型・安価・製造容易且つ信頼性のある気密シールＭＥＭＳ装置に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の視点による本発明は、概して、第一の捨て層が移動部材と基板との間に設けられるようにして該移動部材を該基板上に形成し、該第一の捨て層を含む該移動部材を第二の捨て層で包囲し、該基板に対して気密シールを与える材料で形成された第一のフィルムを該包囲する第二の捨て層に被せ、該第一および第二の捨て層を除去する、各ステップからなるマイクロ・エレクトロ・メカニカル装置の製造方法として特徴付けられる。好適な実施形態によれば、第一および第二の捨て層の除去を容易にするための開口を該第一のフィルムに形成し、該捨て層を除去した後に該開口を密閉する。一実施形態において、導電層を該第一のフィルムに形成し、回路に接続してカウンタ電極として動作させる。
【０００９】
第二の視点による本発明は、概して、第一の基板と、該第一の基板上に形成され第一の作動素子を有する第一の制御回路と、該第一の基板上において該第一の作動素子と離れて形成されて該第一の作動素子の方向に移動可能な導電性の移動部材と、該移動部材の回りに気密シールチャンバを形成するヘルメットとからなり、該ヘルメットは該移動部材と該ヘルメットとの間の捨て層を除去することにより形成されるマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（ＭＥＭＳ）装置として特徴付けられる。好適な実施形態によれば、該ヘルメットはテーパー面を有し、酸窒化シリコンのフィルムで形成される。
【００１０】
第三の視点による本発明は、概して、作動素子を有する制御回路を基板上に形成し、該作動素子上に第一の捨て層を設け、導電材料が該回路から延長して該第一の捨て層を覆うように該導電材料を堆積し、移動部材と該基板との間を除く該移動部材の回りの該捨て層部分を除去することによって、該作動素子上に移動部材を形成し、該移動部材の前面を第二の捨て層で囲繞し、該基板に対して気密シールを形成する材料で該第二の捨て層を覆い、該第一および第二の捨て層を除去する、各ステップからなるマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム装置の製造方法として特徴付けられる。
【００１１】
本発明によるＭＥＭＳ装置の利点を幾つか述べると、クリーンルームの制御された環境にありながらパーチクルや蒸気による汚染から隔離されること、汚染やその他のダメージを受けることなく標準的なＩＣ技術を用いて切断・処理・集積可能であること、垂直集積（vertical integrate）のために超面に配置されることを必要としないこと、システム全体を気密シールする必要をなくすことによりＭＥＭＳ装置を用いた電子システムのサイズをコストを大幅に軽減できること、である。
【００１２】
本発明の上記およびその他の特徴および利点は、同一部分には同一の符号を付した添付図面に関連付けた下記記述から理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第一の実施形態によるＭＥＭＳ装置製造方法が図１〜図９に示されている。この方法は様々なＭＥＭＳ装置の製造に用いることができるが、図示および下記に既述するようなＲＦ用途に供される２電極スイッチを製造する方法として特に好適である。
【００１４】
図１および図２に示される第１ステップにおいて、第一の信号ネットワーク２０と移動部材のためのアンカーパッド２２を基板２４上に形成する。さらに、制御回路２８のためのボンドパッド２６をこのステップにおいて基板２４上に形成することができる。図１に示される第一の信号ネットワーク２０は、基板２４の両端に配置された一対のボンドパッド３０と、該ボンドパッド３０間を延長して第一の電極として機能するストリップライン３２とを有する。第一の信号ネットワーク２０とパッド２２は任意の公知の手法で基板２４上に形成され得るが、リフトオフ処理（lift-off procedure）を用い、導電性ベース層を基板上に形成して、後に除去されるフォトレジスト層によって定義されるテンプレートでエッチングすることが好ましい。基板２４はシリコンやガリウム砒素などの半導体材料、セラミック、ガラス強化プラスチック、プラスチック材料を含む任意の好適な材料で形成することができるが、これらは限定的ではない。導電性ベース層は任意の導電性材料で形成することができるが、銅、プラチナ、金、アルミニウムまたはこれらの合金が好適な材料である。
【００１５】
図３に示される第２ステップにおいて、誘電層３４をストリップライン３２の少なくとも一部を覆うように設ける。図示の例ではストリップライン３２を全体的に覆うように誘電層３４を形成している。誘電層３４は、ストリップライン３２と移動部材（図示せず）との間の電気的絶縁バリアとして機能して、後に詳述するようにＤＣショーティングを引き起こす可能性のある金属同士の接触を防止する。誘電層３４は任意の好適な誘電材料で形成することができるが、好ましくは二酸化シリコンまたは窒化シリコンで形成する。誘電層３４は好ましくはプラズマ支援形化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を用いて形成されるが、他の任意の公知法によっても良い。留意すべきは、制御回路がストリップライン３２を通じて作用するのではなく、該ストリップラインからオフセットされている第三の電極を通じて作用するように設計される三極構造を製造する場合には、誘電層形成ステップはオプションとなることである。
【００１６】
制御回路２８が第１ステップで形成されなかった場合は、図４に示される第３ステップにおいて、制御回路を基板上に形成する。図１および図４に示す例では、制御回路は第一および第二の導電路３６、３８を有する。第一の導電路３６は一方の制御ボンドパッド２６から一方のアンカーパッド２２へと延長し、第二の導電路３８はストリップライン３２から接地される他方の制御パッド２６へと延長している。制御回路２８はＤＣ電位を運びながらＲＦ信号に対して開いた回路として働くように設計される。この目的のため、制御回路の導電路３６，３８は、制御回路をＲＦ信号に対してあたかも開いた回路のようにすることが可能な高いシート抵抗またはインダクタンス（sheet resistance or inductance）を有する導電材料、たとえば一酸化シリコンクロムまたはポリシリコンで形成することが好ましい。導電路３６，３８は任意の公知法で形成することができるが、物理的気相成長法（ＰＶＤ）（すなわちスパッタリング）として知られる方法で形成することが好ましい。
【００１７】
図５に示される第４ステップにおいて、第３ステップで製造された物の上に、移動部材成形用の型として機能する第一の捨て層４０を形成する。図示の例では、第一の捨て層４０は、アンカーパッドを露出させる一対のテーパー開口４２を有している。第一の捨て層４０の厚さは移動部材と信号線との間の間隙を規定する。開口４２のテーパーは移動部材を支持するポストの外形を規定する。捨て層は、他の層に損傷を与えることなしに後のステップで除去可能なフォトレジスト、二酸化シリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウムその他の材料で形成され得る。テーパー開口４２を有する捨て層４０のための好適な形成技術は、第三のステップの製造物上にフォトレジストをスピンコートすることにより基板上に実質的に均等なフォトレジスト層を形成し、アンカーパッド上に開口を作る適当なマスクを用いて該フォトレジストを現像し、次いで現像したフォトレジストを焼き付け、開口壁をフォトレジストの厚さ方向に特異的に縮小させて所望のテーパーを形成することである。例示的な実施形態において、現像したフォトレジスタには、１２０〜１８０℃で、用いるフォトレジストのタイプに応じて最大で約３０分間の焼き付け処理を施す。あるいはグレースケールフォトリソグラフィを用いてテーパー開口を形成しても良い。
【００１８】
図６に示される第５ステップにおいて、金、プラチナ、銅またはアルミニウムなどの導電性材料あるいはポリシリコンや単体クリスタルシリコンのような半導体材料を用いて移動部材４４を形成する。移動部材４４を形成するための一つの技術は、導電性材料層を第一の捨て層４０上に形成し、該捨て層上に形成し後に除去されるフォトレジスト層によって規定されるテンプレートを介してエッチングすることである。図示の例では、この方法による結果として、アンカーパッド２２から互いに近付く角度で上方に延長する一対のポスト４８によって両端が支持されているところのビーム要素４６を有する移動部材４４を得ている。
【００１９】
図７に示される第６ステップにおいて、第二の捨て層５０を移動部材４４上に形成する。第二の捨て層５０を形成するための好適な技術は、第５ステップで製造された物の上にフォトレジストを塗布し、このフォトレジストを現像し、現像したフォトレジストを焼き付けることにより、該捨て層をフォトレジストの厚さ方向に特異的に縮小させて、装置全体の大きさと容積を減少させるテーパー側面５２を形成することである。この結果として得られる層５０は移動部材４４の上に且つその側面の回りを覆うように延長し、移動部材に対して離れた関係でヘルメットを成型するためのマンドレルとして働く。
【００２０】
さらに図７を参照して、ヘルメットないしカバー５４は、第一のカプセル層５５を第二の捨て層５０上に堆積させることによって形成される。ヘルメット５４は移動部材４４を含む気密シールチャンバを規定する。ヘルメット５４は基板２４と様々な回路部品と共に気密シールを形成し得るものであれば任意の材料で形成することができるが、好ましい材質は酸窒化シリコンなどの低温・低ストレスプラズマＣＶＤフィルムである。この方法のための好ましい堆積温度は、フォトレジスト処理方法によって異なるが１５０℃未満である。プラズマＣＶＤによる酸窒化シリコンの堆積に用いられるガスは好ましくはシラン、亜酸化窒素、アンモニア、窒素またはアルゴンのキャリアである。シラン、亜酸化窒素およびアンモニアは、堆積処理中に分解して減圧下でヘルメット５４の内部に窒素ガスを放出する反応ガスである。ヘルメット５４内部の窒素ガス圧と大気圧との間の圧力差によってヘルメットが圧縮され、カプセル化材料にとって望ましい条件が形成される。
【００２１】
カプセル化処理の途中またはカプセル化処理後のある時点において、図７に示すように、第一のヘルメット層５５に一または複数の開口５６を形成する。開口を形成すべき領域をマスキングすることによって、カプセル化処理中に開口５６を形成することができる。カプセル化の後であれば、ヘルメットをマスキングし、適当な腐食液でヘルメット材料を介してエッチングすることによって形成可能であり、この場合のエッチングは、たとえば、クロロフルオロカーボンまたはＳＦ６などの腐食液を用いた反応性イオンエッチングや、フッ化水素酸系湿式エッチング水溶液を用いたエッチングとすることができる。開口５６の大きさ、形状、個数および位置は、捨て層４０，５０を除去するための材料をヘルメット５４内に注入することを容易にし、また、次いでヘルメットをシールすることが可能なように適宜選定される。たとえば、図７に示すように、移動部材の約半分の高さを有する単一の長方形開口をヘルメットの一側面に形成することができる。好ましくは一対の長方形開口がヘルメットの対向側面に形成される。
【００２２】
図８に示される第７ステップにおいて、第一および第二の捨て層４０，５０をヘルメット５４の開口５６を通じて除去する。捨て層４０，５０を除去するための好適な技術は、第６ステップで製造された物を、これら捨て層と反応するがヘルメット材料とは反応しない材料に浸漬することである。たとえば、捨て層がフォトレジストで形成されたものであれば、該中間製造物を標準的なフォトレジストストリッパに浸漬することができる。また、捨て層がアモルフォスシリコンで形成されたものであれば、２フッ化キセノンなどの材料を用いることができる。他の代替的技術は、該中間製造物を真空チャンバに配置して空気を除去して反応ガスを導入するか、あるいは該中間製造物を液体二酸化炭素などの超臨界流体に浸漬することである。酸窒化シリコンなどの透明なヘルメット材料を用いると、除去処理の進行を目視することができるので、捨て層が完全に除去されたことを確認できるということにも留意すべきである。
【００２３】
捨て層を除去した後、ただちにヘルメット５４内部の要素を自己組織化分子膜（self-assembled monolayer）などのアンチ・スティクション・コーティング（anti-stiction coating）で任意に処理することができ、これによって該要素の表面を疎水性にして装置寿命を長くすることができる。
【００２４】
図９に示される第８ステップにおいて、ヘルメット５４に形成された開口５６をシールする。ヘルメット開口をシールするための好適な技術は、第一のカプセル層５５上に第二のカプセル層５７を、開口を超えて延長させ、第一の層および基板２４をシールするように堆積することである。第二のカプセル層５７は第一のカプセル層５５の開口をシールすることができるものであれば任意の材料で形成可能であるが、好ましくは第一のカプセル層と同じ材料で第一のカプセル層と同様にして形成する。第一および第二のカプセル層について同一材料を用いることにより、両層の熱膨張係数が同一となり、クラック発生やリークの原因となる積層内応力（interlaminar stresses）を最小限に抑えることができる。
【００２５】
ボンドパッドが基板上に形成されている場合、次のステップは、以前のステップの結果としてボンドパッドを覆っているヘルメット材料を除去し、結果物としてのＭＥＭＳ装置６０に対する電気的接続を可能にすることである。
【００２６】
結果物としてのＭＥＭＳ装置６０は、ヘルメット５４により規定された気密チャンバ内において基板２４上で信号線３２の上方で支持されている導電性移動部材４４を有する。移動部材４４、信号線３２および外部回路（図示せず）の間の電気接続は、図１に示されるボンドパッド３０を用いて達成される。一般に、制御回路２８は、信号線３２に対する移動部材の位置をこれら部材間の電圧を変えることによって制御するために用いられる。信号線３２は、移動部材４４の位置によって変動する信号を発生する回路に接続される。ＭＥＭＳ装置６０はきわめて低い損失を示すため、ＲＦ用途におけるスイッチまたは開閉可能コンデンサとして理想的に用いることができる。装置６０はまた、位相シフト装置、時間遅延装置その他の装置およびシステムに用いることができる。
【００２７】
本発明によって製造されるＭＥＭＳ装置は、標準的なウエハ接合技術を用いて製造されるものに比べて遙かに薄い。例証的な実施例において、本発明によるＭＥＭＳ装置の全体高さ、すなわち基板表面からヘルメット頂部までの寸法は約１２ミクロンであり、その内訳はベース金属の厚さが約０．５ミクロン、誘電層の厚さが約０．５ミクロン、誘電層と移動部材との間の空気間隙が約２ミクロン、移動部材の厚さが約２ミクロン、移動部材とヘルメットとの間の空気間隙が約２ミクロン、そしてヘルメットの厚さが約５ミクロンである。
【００２８】
本発明の第二の実施形態による別のＭＥＭＳ装置製造方法は、図１〜図７に示されるステップの後に図１０〜図１２に示されるステップを行うことを含む。結果として得られるＭＥＭＳ装置７０は、基板２４上の電極３２に加えてヘルメット５４に埋設されたカウンター電極７２を有し、これら一対の電極間に移動部材４４が配置される。
【００２９】
この第二の実施形態の第１〜第６ステップは前記と同様にして行われ、移動部材４４および捨て層４０，５０の上方および回りを囲むように設けられた第一のカプセル層５５を有する中間製造物を得る。
【００３０】
第二の実施形態の第7ステップは図１０が示されており、カウンタ電極７２を第一のカプセル層５５上に形成し、さらに任意に第二のカプセル層５７を第一のカプセル層上に形成してカウンタ電極を被覆する。カウンタ電極７２は任意の導電材料から任意の適当な手法で形成することができるが、好ましくは、リフトオフ技術を用いて、またはカプセル層５５に導電層をコーティングした後にカウンタ電極をエッチングすることによって、信号線３２と同じ材料で形成する。第二のカプセル層５７はカウンタ電極７２を被覆するものであれば任意の材料で形成することができるが、好ましくは第一のカプセル層５５と同じ材料を同じ技術によって形成する。第二のカプセル層５７は引き続いて行われる処理ステップの間カウンタ電極７２を保護するために形成することが好ましいが、必須ではなく任意である。第二のカプセル層が形成されない場合は、下記する第三のカプセル層７４を用いてカウンタ電極７２を被覆することができる。
【００３１】
第二の実施形態の第８ステップが図１１に示されており、前記と同様にして、たとえばＭＥＭＳ構造体をフォトレジストストリッパに浸漬することによって、捨て層４０，５０をヘルメット５４の内部から開口５６を通じて除去する。
【００３２】
第二の実施形態の第９ステップが図１２に示されており、第三のカプセル層７４を堆積して第一および第二のカプセル層５５，５７における間隙をシールする。第三のカプセル層７４は間隙をシールできるものであれば任意の材料で形成可能であるが、このましくは第一および第二のカプセル層５５，５７と同じ材料から同様にして形成する。この時点でボンドパッド２６，２８がエッチングされて以前のように開放される。
【００３３】
結果として得られるＭＥＭＳ装置７０は、基板２４上においてヘルメット５４によって規定される気密チャンバ内に配置された導電性移動部材４４を有する。この移動部材は、基板上で信号線３２によって規定された主電極とヘルメット上に形成されたカウンタ電極７２との間に支持されている。移動部材４４、信号線３２および外部回路（図示せず）の間の電気接続は、図１に示すボンドパッド３０を用いて行うことができる。一または複数の追加的ボンドパッドをカウンタ電極７２のために同様にして形成することができる。既述のように信号線３２と第一の制御回路２８とを接続する。カウンタ電極７２は、所望の適用に応じて、第二の制御回路および／または第二の信号回路に電気接続することができる。移動部材４４の両側に電極を形成することにより、移動部材はその停止位置から上昇または下降移動可能とされる。したがって、カウンタ電極７２が信号線３２の反対側において移動部材４４上に存在することによって移動部材の有効移動範囲が増大し、これによって、移動部材と基板２４との間の間隙を増大させたり励起電圧を増大させることなく、装置７０の動作周波数範囲を増大させることができる。カウンタ電極７２はまた、移動部材がクリープ、可塑変形、疲労などの影響を受けたときであっても、移動部材４４と信号線３２との間の間隙を厳密に且つ再調整可能に規定することを可能にする。このような設計はまた、誘電層（すなわち第一のカプセル層５５）を与え、移動部材がカウンタ電極に近付いたときにＤＣショートの発生を防止する。
【００３４】
本発明のいずれの実施形態による方法も、単一の基板上に上述のタイプのＭＥＭＳ装置を複数個製造するために実施可能である。すべてのＭＥＭＳ装置は単一のヘルメット内に囲繞し、あるいは複数のヘルメット間に適宜分割して囲繞することができる。ＭＥＭＳ装置が単一基板上の複数のヘルメット内に配置される場合、基板をヘルメット間において切断または賽の目状に切って装置を分割することができる。移動部材は外的環境から内部の要素を保護するべくシールされたヘルメット内に各々収容されているので、このように分割しても汚染の恐れはない。上述の方法によって製造されたＭＥＭＳ装置は、汚染の恐れを招くことなく該装置を回路にワイヤ接合し、フリップチップ技術を用いて接続し、あるいはセラミック接合するような適用に際して何ら変更の必要なしに、従来公知のピック＆プレース装置で取り扱うことができる。移動部材は保護されているので、ＭＥＭＳ装置をアセンブリの頂面に形成することは必須ではなく、ＭＥＭＳ装置を他の部品および装置に近接させた垂直集積（vertical integration）を可能にしている。
【００３５】
以上において本発明を詳細に記述してきたが、下記請求項に定義された本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて様々な改変が可能であることを理解しなければならない。たとえば、移動部材は、図示されるように両端部で固定された単純な支持構造を有する二重クランプビーム、一端で固定されたキャンチレバー式ビーム部材、（端部で支持された）ダイアフラム、あるいはその他任意の移動部材であっても良い。移動部材は、移動部材と制御電極との間にＤＣ電圧を生成することによって発生される静電力、移動部材上に設けられて制御回路により駆動される圧電素子・磁気素子・熱素子、あるいは加速度などの物理的刺激によって駆動することができる。信号と制御のネットワークは、図示のように基板の移動部材側に設けることができ、あるいは、該ネットワークの一部をバイア(vias)を用いて基板の反対側に設け、これを基板を通じて移動部材側のネットワーク部分と接続しても良い。ヘルメットの形状は任意であり、図示のようなテーパー形状、丸いドーム形状、概して長方形の箱型形状などであって良いが、これらに限定されるものではない。信号ネットワークは図示のようなストリップラインを有することができるが、移動部材の移動によって閉じられる間隙を介して隔てられているセグメントを有するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第一の実施形態によるＭＥＭＳ装置製造方法を示す平面図
【図２】同方法を示す断面図
【図３】同方法を示す断面図
【図４】同方法を示す断面図
【図５】同方法を示す断面図
【図６】同方法を示す断面図
【図７】同方法を示す断面図
【図８】同方法を示す断面図
【図９】同方法を示す断面図
【図１０】本発明の第二の実施形態によるＭＥＭＳ装置製造方法を示す断面図
【図１１】同方法を示す断面図
【図１２】同方法を示す断面図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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