(57)【要約】【課題】リリースされていない薄膜部分を有するＭＥＭＳ装置。【解決手段】一実施例において、本発明はＭＥＭＳ装置を提供する。ＭＥＭＳ装置は、1以上の可動部分と、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の運送中に少なくとも可動部分の動きを低減する犠牲的部分とを含む、複数の機能的部分を備える。【選択図】      図４
2007510554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロエレクトロメカニカルシステム装置を作る方法であって、
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の犠牲的層と機械的膜を製造することと、
少なくとも前記機械的膜のある動きを前記犠牲的層で抑制することと、
少なくとも前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の前記犠牲的層と前記機械的膜を運送することと、
を備える方法。
【請求項２】
可動部分を形成するために前記機械的膜をリリースすることを、更に備える前記請求項１記載の方法。
【請求項３】
リリースすることは、前記犠牲的層を除去することを備える、前記請求項２記載の方法。
【請求項４】
リリースすることは、前記犠牲的層をエッチャントに露出することを備える、前記請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記エッチャントはガスである、前記請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記製造することは、前記犠牲層上に前記機械的膜を堆積することを備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置を製造することを続けることを、更に備える前記請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置を製造することを続けることは、後処理することを備える、前記請求項７記載の方法。
【請求項９】
運送することは、前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の前記犠牲的層と前記機械的膜を後処理設備に移動させることを備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置は、干渉系変調器を備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記請求項１記載の方法によって作られた干渉系変調器。
【請求項１２】
マイクロエレクトロメカニカルにシステム装置であって、
少なくとも1つのリリースされていない機械的膜と、
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の運送中に前記リリースされていない機械的膜の少なくともある動きを抑制するように構成された犠牲的部分と、
を備え、
前記リリースされていない機械的膜が、前記犠牲的部分の除去後に可動であるように構成されている、
マイクロエレクトロメカニカルシステム装置。
【請求項１３】
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置が第１製造工場から第２製造工場に運送された後に、前記犠牲的部分が除去される、前記請求項１２記載のマイクロエレクトロメカニカルシステム装置
【請求項１４】
前記犠牲的部分は、エッチャントへの露出によって除去可能である、前記請求項１３記載のマイクロエレクトロメカニカルシステム装置。
【請求項１５】
前記エッチャントはガスである、前記請求項１４記載のマイクロエレクトロメカニカルシステム装置。
【請求項１６】
干渉系変調器を備える、前記請求項１３記載のマイクロエレクトロメカニカルシステム装置。
【請求項１７】
前記機械的膜はメンブレーンを備える、前記請求項１２記載のマイクロエレクトロメカニカルシステム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にマイクロエレクトロメカニカルシステム(microelectromechanical systems)（ＭＥＭＳ）装置の製造プロセスに関し、より具体的には干渉系変調器(interferometric modulators)（ｉＭｏＤｓ）の製造に関係する。
【背景技術】
【０００２】
干渉系変調器は、参照することによりここに組み込まれる米国特許番号第５，８３５，２５５号、第５，９８６，７９６号、第６，０４０，９３７号、第６，０５５，０９０号、及び、出願係属中の米国特許出願番号０９／９６６，８４３、０９／９７４，５４４、１０／０８２，３９７、１０／０８４，８９３、１０／０７８，２８２を含む様々な特許の中で説明され文書化されているＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカル）システム装置の部類(a class)である。
【０００３】
ＭＥＭＳ装置を製造する１つのプロセスは、「表面微細加工機械技術(surface micromachining)」のラベルの分類に入り、最終ステップ又はリリースステップ(release step)まで繰り返される一連の堆積(deposition)及びエッチング(etch)のステップを備える。そのようなプロセスは、前もって堆積される膜又は薄膜プリカーサ(films or thin film precursors)の形のある種の原材料でしばしばスタートする。これらのプリカーサは、定義可能な構成部分(a definable component)を表わすことが出来、専用の設備で大量に製造されることが出来る。この部分のより詳細な説明は、ここに参照することにより組み込まれる特許出願番号１０／６０６，００１の中で提供されている。
【０００４】
表面微細加工機械技術は、モノリシック半導体のような製造プロセスを含む。詳細には、表面微細加工機械技術は、多種多様の技術を使って、膜堆積(film deposition),フォトリソグラフィ(photolithography)、及びエッチングを組み合わせる一連のステップを備える。プリカーサ膜は、動くことが出来る機械構造(mechanical structure)を備えるＭＥＭＳ装置を最終的には結果としてもたらす一連のもの(the sequence)のスタートポイントとして使用されることが出来る。これらのプロセスに関するより詳細は、２００２年２月１２日に出願され、そして参照することによりここに組み込まれる、特許出願番号１０／０７４，５６２の中で説明されている。
【０００５】
ＭＥＭＳ装置の運送中に(during shipping)、機械構造の動きが起こり得、結果としてＭＥＭＳ装置の損傷となるかもしれない。
【発明の開示】
【０００６】
［要約］
【０００７】
一実施例において、本発明は、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置(a microelectromechanical systems device)を作る方法を提供する。方法は、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の犠牲的層(a sacrificial layer)と機械的膜(a mechanical film)を製造することを備える。方法は、更に、少なくとも機械的膜のある動き(some movement)を犠牲的層で抑制すること(inhibiting)を備える。方法は更に、少なくともマイクロエレクトロメカニカルシステム装置の犠牲的層と機械的膜を運送すること(transporting)を備える。別の実施例においては、本発明は、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置を提供する。装置は少なくとも1つのリリースされていない機械的膜(unreleased mechanical film)を含む。装置は更に、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置の運送中に、リリースされていない機械的膜の少なくともある動きを抑制するように構成された犠牲的部分(a sacrificial component)を備える。リリースされていない機械的膜が、犠牲的部分の除去後に可動(movable)であるように構成されている。
【０００８】
［詳細な説明］
【０００９】
本発明の実施例の以下の詳細な説明においては、本発明の実施例の通した理解を提供するために、特定の材料、機械、及び方法の例のような、多くの特定の細部(specific details)が記載されている。然しながら、当業者にとっては、これらの特定の細部は本発明を実施するために使用される必要がないことは明らかであろう。他の例では、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、よく知られた材料、機械、又は方法は詳細には説明されていない。
【００１０】
おおざっぱに言えば、本発明の一実施例に従い、ＭＥＭＳ装置は、可動部分を含むＭＥＭＳ装置が製造され、又、可動部分の動きが犠牲的材料を使用して抑制されるので、運送の間の可動部分への損傷は少なくとも軽減される。１実施例においては、犠牲的材料がＭＥＭＳ装置の製造中に堆積され、犠牲的材料が運送後のリリースステップ(a release step)の間に除去される。犠牲的材料の除去は、化学的又はエッチングプロセスによってもよいし、結果として、可動部分を自由(freeing)にする。このように、本発明の実施例は、リリースの時点まで但しそれを越えないで、ＭＥＭＳ装置を製造することを開示し、大量の専用設備(a high-volume dedicated facility)で容易に製造され得る部分(component)を示す。この部分はこのあと、リリースステップ及びそれに続く処理、そしてパッケージングステップ(packaging steps)が行なわれることができる別の設備に便利よく移されるかもしれない。本発明の１つの利点は、ＭＥＭＳ装置を製造しそして又製造後のリリース及び処理ステップ(the post-fabrication release and processing steps)も行なう統合された設備(integrated facilities)は、分離された設備よりも、より高い技術的バリア(a higher technological barrier)を示しより多くの資本投資を必要とするので、運送後に、低い技術的エントリバリア(a low technological barrier-to-entry)及び低減された設備投資の利点を有する夫々のスペースで操作するように(to operate)、ＭＥＭＳ装置を製造し或いはＭＥＭＳ装置に製造後の操作(post-fabrication operation)を行うことを願うエンティティ(entities)に、それが可能とすることである。本発明の他の利点は、下記の説明から明らかとなる。
【００１１】
２００３年６月２４日に出願された特許出願番号１０／６０６，００１は、ｉＭｏＤｓの製造のためのプリカーサ材料(precursor materials)として使用されることが出来る、堆積された薄膜のコレクションについて説明している。２００２年２月１２日に出願され、参照することによりここに組み込まれる、特許出願番号１０／０７４、５６２は、上記したプリカーサ材料を利用することが出来る、干渉系変調器を作るための原型的な製造シーケンス又は構造プロセスを説明している。図１は、単一の工場(factory)、１００、を表わし、薄膜プリカーサ材料を生成するセクション１０２、及び、結果として完成されたＭＥＭＳ構造体(a finished MEMS structure or structures)をもたらす構造体処理(the structure processing)を行うセクション１０４、の２つの製造セクションを含む。
【００１２】
図２は、ＭＥＭＳ製造チェーン(chain)をより完全に示したものである。図２において、統合された工場２００は、プリカーサ処理(precursor processing)のためのセクション２０２、構造体処理のためのセクション２０４、及び後処理(backend processing)のためのセクション２０６、を含む。後処理は、一般的に、ＭＥＭＳ構成部分(a MEMS component )を外部の世界にインタフェースするプロセスを指し、装置パッケージング、外部エレクトロニクス及びインタフェースとの相互接続（即ち、ディスプレイ用のドライバ及びタッチスクリーン）、周辺コンポーネント(peripheral components)との相互接続及び一体化（例えばディスプレイ用の補足的ライティング）及びその他を含むことが出来る。これらのプロセスは、大きな統合された工場内で処理されることが出来るが、それらは、他のアクテビティを行わない専用設備の中でしばしば行なわれる。ＭＥＭＳ構成部分の場合は、そして特にディスプレイの場合は、これは、それらが、それを定めた(defined)設備、この例では構造プロセスセクション、から後処理を行う設備まで、すぐにそして容易に移される(readily and easily transferred)ことが出来る構成部分であることを要求する。
【００１３】
図３は、この考えとその利点を概念的に例示する。図３において、参照数字３００は、別の設備からそれに供給されたプリカーサ膜上で構造体処理だけを行なう工場を示す。勿論、もし経済的意味又は他の要因がそれに値する場合には、この設備はプリカーサ処理及び構造体処理の両方を行なうことが出来るであろう、ことに注意されるべきである。何れの場合も、規模の経済性は、単一の設備３００において構造体処理或いは構造及びプリカーサ処理を行なうことにより達成されることができる。その結果として生じる構成部分は、そのあと、完成されたＭＥＭＳ製品の更なる完成の為に、１以上の後処理設備、３０４、に供給されることができる。
【００１４】
上記のアプリケーションにおいて説明された構造体及びプロセスの場合は、作業生産物(the work product)を後処理構造に移すための構造プロセス内の都合のよいポイント(a convenient point)は、リリースステップ(the release step)の丁度前(just before)である。図４は、処理シーケンス中のこのポイントにある、１種類のＭＥＭＳ装置、ｉＭｏＤ０を例示する。図４を参照すると、参照数字４００は基板(substrate)を示し、その上に、光学的薄膜(optical thin films)、４０２、が堆積され(deposited)、パターン化されている(patterned)。犠牲的膜(sacrificial film)、４０４、が光学的膜４０２上にあり(resides)、堆積され、パターン化されており、機械的膜(mechanical film)、４０６、が犠牲的膜４０４及び支柱(support posts)４０８の上にあり、犠牲的膜４０４及び支柱４０８に機械的に結合されている。
【００１５】
図５において、リリースステップが起こる。具体的には、エアギャップ(an air gap)、５０４、をその場所に残し、犠牲的膜が除去される。支柱、５０８、は、機械的メンブレーン(the mechanical membrane)、５０６、を基板に機械的結合するために残っている。然しながら、機械的メンブレーンは、その設計の機能に従い、今は自由に動くことが出来る(free to move)。このリリースステップは、ガス又は液体の形で容易に取り出されることが出来る、犠牲的材料を副生成物(a byproduct)に変換するエッチャント(an etchant)を利用する、化学的エッチングプロセス(a chemical etch process)の結果である。ある場合では、いくつかの後プロセス(some backend processes)がリリースの前に起こるかもしれないが、装置が、後プロセスの一部としてパッケージされ、相互接続される準備が整うのはこの時点(at this point)である。
【００１６】
リリースされていない状態で、ある設備から別の設備にＭＥＭＳ構成部分を移すこと(transferring)は、それでも、少なくともいくつかの理由で好ましい状態である。先ず、どんなに運送コンテナが上手く念入りに作られていても、運送される構成部分は汚染物質又は他の望ましくない微粒子又は物質に露出されるかもしれない。構成部分をアンリリース状態に維持することは、そのような汚染物質が構造体に組み込まれるであろうリスクを最小化し、それが後設備(backend facility)に到着する時に構成部分を清潔にすることをより容易にする。ＭＥＭＳ構成部分は又、機械的な見地からより安定している。従って、それは、運送中に生じるかもしれない温度及び機械的衝撃のような環境中の究極の状態に対してより耐性がある。更に、これらの部分は、ある製造シナリオ又は状況の下で有益かもしれない貯蔵又は備蓄に適している。最後に、リリースステップを行なうために必要とされるプロセスツールは、得るのに比較的簡単であり、高くない。後処理のために必要とされる技術とツールのエキスパートは、構造上の処理セクションの上流で発生するそれらでそんなにたやすく得られない(not be so facile)かもしれないが、設備及び関連するスタッフは得られるかもしれない。リリースされていない段階で運送することは、技術及びスキルセットバリア(the technology and skill set barriers)を下げ、ｉＭｏＤｓ及び他のＭＥＭＳ構成部分を製造する準備をする際に、これらのチームが対処しなければならない製造学習曲線(the manufacturing learning curves)を速める。多くのディスプレイで通常大きな基板を伴うディスプレイ領域の構成部分については、この構成部分は、「リリース準備完了プレート(ready-to-release-plate)」と呼ばれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、先行技術において例示されるような、全体統合型ＭＥＭＳ処理設備(a fully integrated MEMS processing facility)のブロック図を示す。
【図２】図２は、プリカーサ膜堆積と構造体処理と後処理とを組み込んだ、全体統合型ＭＥＭＳ処理設備のブロック図を示す。
【図３】図３は、構造体処理と後処理とを組み込んだ、非統合型ＭＥＭＳ処理設備(a non-integrated MEMS processing facility)のブロック図を示す。
【図４】図４は、リリース準備完了の時点まで製造されたＭＥＭＳ装置を示す。
【図５】図５は、リリースされたＭＥＭＳ装置を示す。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月24日(2006.8.24)
【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】
可動部分を備えたマイクロエレクトロメカニカルシステム装置を製造することと、
少なくとも前記可動部分への損傷の軽減されたリスクで前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置が運送されることが出来るように犠牲的材料で少なくとも前記可動部分のある動きを抑制することと、
前記装置を運送することと、
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置が運送された後に前記犠牲的材料を除去することと、
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置をパッケージングすることと、
を備える方法。
【請求項２】
前記除去することは、前記犠牲的材料をガスエッチャントで除去することを備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置は、前記犠牲的材料の除去と同時に、前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置がフルに機能することを可能とする全ての機能的部分を備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置は、干渉系変調器を備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記犠牲的材料は、光学的膜上に堆積される、前記請求項１記載の方法。
【請求項６】
機械的膜が、前記犠牲的材料上に堆積される、前記請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記装置を運送することは、第１設備から第２設備に前記装置を運送することを備える、前記請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１設備は構造物処理設備である、前記請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記構造物処理設備は、プリカーサ膜を堆積するように、又、前記可動部分の少なくともある動きを犠牲的材料で抑制するように、構成されている、前記請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第２設備は後処理設備である、前記請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記後処理設備は更に、前記犠牲的材料を除去すること、前記マイクロエレクトロメカニカルシステム装置をパッケージングすること、外部エレクトロニクス、インタフェース、又は周辺コンポーネントへの相互接続を形成すること又は外部エレクトロニクス、インタフェース、又は周辺コンポーネントで一体化すること、の内の少なくとも１つを行うように構成されている、前記請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
干渉系変調器を備えた電子装置をパッケージングする方法であって、
可動部分を備えた干渉系変調器を製造することと、
犠牲的材料で前記可動部分の動きを抑制することと、
前記干渉系変調器を運送することと、
前記干渉系変調器が運送された後に前記犠牲的材料を除去することと、
前記干渉系変調器を電子装置の中にパッケージングすることと、
を備える方法。
【請求項１３】
前記除去することは、前記犠牲的材料をガスエッチャントで除去することを備える、前記請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記干渉系変調器は、前記犠牲的材料の除去と同時に、前記干渉系変調器がフルに機能することを可能とする全ての機能的部分を備える、前記請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記犠牲的材料は、前記製造の間に堆積される、前記請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記犠牲的材料は、光学的膜上に堆積される、前記請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
機械的膜が、前記犠牲的材料上に堆積される、前記請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記干渉系変調器は、干渉系変調器アレイの部分である、前記請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
前記干渉系変調器を運送することは、第１設備から第２設備に前記干渉系変調器を運送することを備える、前記請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
前記第１設備は構造物処理設備を備える、前記請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
干渉系変調器を製造する前記ステップと犠牲的材料で前記可動部分の動きを抑制する前記ステップとは、前記構造物処理設備で行われる、前記請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記第２設備は後処理設備を備える、前記請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記犠牲的材料を除去するステップと、前記干渉系変調器をパッケージングするステップと、外部エレクトロニクス、インタフェース、又は周辺コンポーネントへの相互接続を形成するステップ又は外部エレクトロニクス、インタフェース、又は周辺コンポーネントで一体化するステップ、の内の少なくとも１つのステップが前記後処理設備で行われる、前記請求項２２記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
一実施例においては、可動部分(a movable component)を備えたマイクロエレクトロメカニカルシステム装置(a microelectromechanical systems device)を製造すること(fabricating)と、少なくとも可動部分への損傷の軽減されたリスク(at least a reduced risk of damage to the movable component)でマイクロエレクトロメカニカルシステム装置が運送される(transported)ことが出来るように少なくとも可動部分のある動き(at least some movement of the movable component)を犠牲的材料(a sacrificial material)で抑制すること(inhibiting)と、該装置を運送すること(transporting)と、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置が運送された後に犠牲的材料を除去すること(removing)と、マイクロエレクトロメカニカルシステム装置をパッケージングすること(packaging)と、を備える方法が提供される。
別の実施例においては、可動部分を備える干渉系変調器(an interferometric modulator)を製造することと、可動部分の動きを犠牲的材料で抑制することと、干渉系変調器を運送することと、干渉系変調器が運送された後に犠牲的材料を除去することと、干渉系変調器を電子装置(an electronic)の中にパッケージングすることと、を備える干渉系変調器を有する電子装置をパッケージングする方法が提供される。
【国際調査報告】
2007510554.tif 000008
2007510554.tif 000009
2007510554.tif 000010