(57)【要約】【課題】  本明細書中には多くの発明が記載してあり且つ例示してある。一つの特徴では、本発明は薄膜又はウェーハで封入したＭＥＭＳ、及び薄膜又はウェーハで封入したＭＥＭＳを本発明のアンチ・スティクション技術を使用して製造する技術に関する。【解決手段】  一実施例では、ＭＥＭＳの封入後、アンチ・スティクション・チャンネルを形成することにより、ＭＥＭＳの機械構造の作用部材即ち電極の幾つか又は全てを含むチャンバへの「アクセス」を提供する。その後、アンチ・スティクション・チャンネルを介してアンチ・スティクション流体（例えばガス又はガス蒸気）をチャンバに導入する。アンチ・スティクション流体は、機械構造の作用部材即ち電極の一つ、幾つか、又は全てに付着し、これによってアンチ・スティクション層（例えば、単層コーティング又は自己組み立て単層）及び／又はアウトガッシング分子をこのような部材又は電極上に形成する。アンチ・スティクション流体の導入及び／又は適用後、アンチ・スティクション・チャンネルをシール、キャップ、プラグ、及び／又は閉鎖し、チャンバ内の機械的減衰環境を画成し制御する。これに関し、チャンバをシール、キャップ、及び／又は閉鎖することにより、機械構造を収容したチャンバ内にこの環境を画成する。この環境は、機械構造の所定の、所望の、及び／又は選択された機械的減衰並びに適当な気密性を提供する。機械構造が作動する最終的に封入された流体（例えばガス又はガス蒸気）のパラメータ（例えば圧力）は、所望の及び／又は所定の作動環境を提供するように選択され及び／又は設計されていてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が封入層によって形成された密封チャンバ内に機械構造が配置された電気機械装置の製造方法において、
前記封入層を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する工程と、
前記機械構造の少なくとも一部に単層又は自己組み立て層を形成するアンチ・スティクション流体を前記アンチ・スティクション・チャンネルを介して前記チャンバに導入する工程と、
前記アンチ・スティクション・チャンネル上に又は内にアンチ・スティクション・プラグを付着し、前記チャンバを再シールする工程と
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション流体は、ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＴＣＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、又はＦＯＴＳを含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルは、異方性エッチングを使用して前記封入層を通して形成される、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルは、反応性イオンエッチングを使用して前記封入層を通して形成される、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料を含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーンを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、前記電気機械装置は、コンタクト領域を更に含み、前記方法は、
少なくとも部分的に前記チャンバの外側に配置された前記コンタクト領域の周囲にトレンチを形成する工程、及び
前記トレンチに第１絶縁材料を付着し、前記コンタクト領域を電気的に絶縁する工程を更に含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
第２絶縁層を前記トレンチの少なくとも一部上に付着する工程、及び
高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層上に付着し、前記コンタクト領域に対する電気的接続を提供する工程を更に含む、方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、
第２絶縁層を前記トレンチの少なくとも一部の上に付着する工程、及び
前記封入層を通して前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する前に前記第２絶縁層にアンチ・スティクション・ウインドウを形成する工程を更に含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層上に付着し、前記コンタクト領域に対する電気的接続を提供する工程を更に含み、前記アンチ・スティクション・プラグの少なくとも一部は、前記高導電性材料でできている、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグに拡散障壁を付着する工程を更に含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記拡散障壁は、ポリシリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、シリコン酸化物、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＳＯＧ、又は金属担体材料でできている、方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層及びアンチ・スティクション・プラグ上に付着する工程を更に含み、前記高導電性材料は、前記チャンバに対し、拡散に対する障壁を提供し、前記コンタクト領域に対して電気的相互接続を提供する、方法。
【請求項１５】
請求項８に記載の方法において、前記トレンチは、前記封入層を通して前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成するのと同時に形成される、方法。
【請求項１６】
機械構造が基板上に、及び少なくとも一部が封入構造によって形成された密封チャンバ内に配置された電気機械装置の製造方法において、
前記封入層を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する工程と、
前記機械構造の少なくとも一部に単層又は自己組み立て層を形成するアンチ・スティクション流体を前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを介して前記チャンバに導入する工程と、
前記アンチ・スティクション・チャンネル上に又は内にアンチ・スティクション・プラグを付着し、前記チャンバを再シールする工程と
を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、前記アンチ・スティクション流体は、ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＴＣＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、又はＦＯＴＳを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法において、前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルは、異方性エッチングを使用して前記基板を通して形成される、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルは、反応性イオンエッチングを使用して前記封入層を通して形成される、方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法において、前記封入構造を陽極ボンディングを使用して前記機械構造上に固定する工程を更に含む、方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、前記封入構造は陽極シールドを含む、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、前記封入構造は、キャップウェーハに配置された絶縁層を含む、方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法において、前記陽極シールドは前記絶縁層に配置されている、方法。
【請求項２４】
請求項１６に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料を含む、方法。
【請求項２５】
請求項１６に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーンを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、方法。
【請求項２６】
請求項１６に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、方法。
【請求項２７】
請求項１６に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シャドーマスク技術を使用して付着されている、方法。
【請求項２８】
請求項１６に記載の方法において、前記電気機械装置はコンタクト領域を更に含み、前記方法は、更に、
前記基板に前記コンタクト領域の周囲にトレンチを形成する工程、及び
第２封入材料を前記トレンチに付着し、前記コンタクト領域を電気的に絶縁する工程を含む、方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、
第２絶縁層を前記トレンチの少なくとも一部上に付着する工程、及び
高導電性材料を前記コンタクト領域に及び前記第２絶縁層上に付着し、前記コンタクト領域に対する電気的接続を提供する工程を更に含む、方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法において、
第２絶縁層を前記トレンチの少なくとも一部の上に付着する工程、及び
前記基板を通して前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する前に前記第２絶縁層にアンチ・スティクション・ウインドウを形成する工程を更に含む、方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層上に付着し、前記コンタクト領域に対する電気的接続を提供する工程を更に含み、前記アンチ・スティクション・プラグは、前記高導電性材料でできている、方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグに拡散障壁を付着する工程を更に含む、方法。
【請求項３３】
請求項３０に記載の方法において、前記拡散障壁は、ポリシリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、シリコン酸化物、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＳＯＧ、又は金属担体材料でできている、方法。
【請求項３４】
請求項３０に記載の方法において、前記アンチ・スティクション流体は、ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＴＣＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、又はＦＯＴＳを含む、方法。
【請求項３５】
請求項３０に記載の方法において、高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層及びアンチ・スティクション・プラグ上に付着する工程を更に含み、前記高導電性材料は、前記チャンバに対し、拡散に対する障壁を提供し、前記コンタクト領域に対して電気的相互接続を提供する、方法。
【請求項３６】
電気機械装置において、
基板と、
前記基板上に配置された、単層又は自己組み立て層がその少なくとも一部に配置された機械構造と、
前記機械構造上に配置され、チャンバを画成しシールする薄膜封入構造と、
前記チャンバ内に配置された前記機械構造の少なくとも一部へのアクセスを提供するため、エッチングによって前記薄膜封入構造内に形成されたアンチ・スティクション・チャンネルと、
前記アンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に配置され、前記チャンバを再シールするアンチ・スティクション・プラグと
を含む、装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の装置において、前記薄膜封入構造は、第１及び第２の封入層を含む、装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置において、前記第１封入層は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素でできている、装置。
【請求項３９】
請求項３７に記載の装置において、前記第２封入層は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、ガリウム砒素、又はシリコンカーバイドでできている、装置。
【請求項４０】
請求項３６に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料を含む、装置。
【請求項４１】
請求項３６に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーンを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、装置。
【請求項４２】
請求項３６に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、装置。
【請求項４３】
請求項３６に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シャドーマスク技術を使用して付着された、装置。
【請求項４４】
請求項３６に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・チャンネルと前記機械構造との間に配置されたトラップを更に含む、装置。
【請求項４５】
請求項４４に記載の装置において、前記トラップは実質的に垂直なトラップである、装置。
【請求項４６】
請求項４４に記載の装置において、前記トラップは実質的に水平なトラップである、装置。
【請求項４７】
請求項３５に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグ上に配置された拡散障壁を更に含む、装置。
【請求項４８】
請求項４７に記載の装置において、前記拡散障壁は金属材料で形成されている、装置。
【請求項４９】
電気機械装置において、
基板と、
前記基板上に配置された、単層又は自己組み立て層がその少なくとも一部に配置された機械構造と、
前記機械構造上に配置され、チャンバを画成しシールするウェーハボンデッド封入構造と、
前記チャンバ内に配置された前記機械構造の少なくとも一部へのアクセスを提供するため、エッチングによって前記基板内に形成されたアンチ・スティクション・チャンネルと、
前記アンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に配置され、前記チャンバを再シールするアンチ・スティクション・プラグと
を含む、装置。
【請求項５０】
請求項４９に記載の装置において、前記封入構造は、陽極ボンディングを使用して前記機械構造上に固定されている、装置。
【請求項５１】
請求項４９に記載の装置において、前記封入構造は陽極シールドを含む、装置。
【請求項５２】
請求項４９に記載の装置において、前記封入構造は、キャップウェーハに配置された絶縁層を含む、装置。
【請求項５３】
請求項４９に記載の装置において、前記陽極シールドは前記絶縁層に配置されている、装置。
【請求項５４】
請求項４９に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料を含む、装置。
【請求項５５】
請求項４９に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーンを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、装置。
【請求項５６】
請求項４９に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、装置。
【請求項５７】
請求項４９に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シャドーマスク技術を使用して付着された、装置。
【請求項５８】
請求項４９に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・チャンネルと前記機械構造との間に配置されたトラップを更に含む、装置。
【請求項５９】
請求項５８に記載の装置において、前記トラップは実質的に垂直なトラップである、装置。
【請求項６０】
請求項５８に記載の装置において、前記トラップは実質的に水平なトラップである、装置。
【請求項６１】
請求項４９に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグ上に配置された拡散障壁を更に含む、装置。
【請求項６２】
請求項４９に記載の装置において、前記拡散障壁は金属材料で形成されている、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械システム及びマイクロ電気機械システム及び／又はナノ電気機械システムを製造するための技術に関し、更に詳細には、一つの特徴では、薄膜又はウェーハボンディング封入技術を使用して封入された、適当なアンチ・スティクション特性を含む機械構造を含むマイクロ電気機械システム及び／又はナノ電気機械システムの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）、例えばジャイロスコープ、共振器、及び加速時計は、機械的構成要素を全体としてマイクロ電子装置に適合する規模に小型化するためにマイクロ機械加工技術（即ちリソグラフ技術及び他の精密製造技術）を使用する。ＭＥＭＳは、代表的には、例えばシリコン基板から又はその上にマイクロ機械加工技術を使用して製造した機械構造を含む。
【０００３】
ＭＥＭＳは、多くの場合、特定のエレメント又は電極を機械構造の固定電極即ち定置電極に対して移動することによって作動する。この移動により、移動電極と定置電極即ち固定電極との間の隙間距離（例えば、向き合った電極間の隙間）を変化させる。（例えば、米国特許第６，２４０，７８２号、米国特許第６，４５０，０２９号、米国特許第６，５００，３２８号、米国特許第６，５７７，０４０号、米国特許第６，６２４，７２６号、及び米国特許出願第２００３／００８９３９４号、米国特許出願第２００３／０１６０５３９号、及び米国特許出願第２００３／０１７３８６４号を参照されたい。）例えば、ＭＥＭＳは、機械構造の撓むことができる即ち移動自在の電極の定置電極に対する位置に基づいていてもよい。
【特許文献１】米国特許第６，２４０，７８２号
【特許文献２】米国特許第６，４５０，０２９号
【特許文献３】米国特許第６，５００，３２８号
【特許文献４】米国特許第６，５７７，０４０号
【特許文献５】米国特許第６，６２４，７２６号
【特許文献６】米国特許出願第２００３／００８９３９４号
【特許文献７】米国特許出願第２００３／０１６０５３９号
【特許文献８】米国特許出願第２００３／０１７３８６４号  機械構造は、代表的には、チャンバ内にシールされる。壊れ易い機械構造は、例えば、機械構造を収容し又はカバーするためのチャンバを持つ半導体又はガラス様基板に結合された気密封止された金属容器（例えば、ＴＯ−８「缶」、例えば米国特許第６，３０７，６１５号を参照されたい）内にシールされていてもよく（例えば、米国特許第６，１４６，９１７号、米国特許第６，３５２，９３５号、米国特許第６，４７７，９０１号、及び米国特許第６，５０７，０８２号を参照されたい）、又は、例えば機械構造のウェーハレベルパッケージ中にマイクロ機械加工技術を使用して薄膜によって封入されていてもよい。（例えば、国際特許出願第ＷＯ  ０１／７７００８  Ａ１号、及び第ＷＯ  ０１／７７００９  Ａ１号を参照されたい）
【特許文献９】米国特許第６，３０７，６１５号
【特許文献１０】米国特許第６，１４６，９１７号
【特許文献１１】米国特許第６，３５２，９３５号
【特許文献１２】米国特許第６，４７７，９０１号
【特許文献１３】米国特許第６，５０７，０８２号
【特許文献１４】国際特許出願第ＷＯ  ０１／７７００８  Ａ１号
【特許文献１５】国際特許出願第ＷＯ  ０１／７７００９  Ａ１号  気密封止された金属容器に関し、上側又は内側に機械構造を備えた基板を金属容器に配置し、取り付けてもよい。気密封止された金属容器は、更に、主パッケージとしても役立つ。
【０００４】
半導体又はガラス様基板パッケージング技術に関し、機械構造の基板を別の基板に結合してもよく、これによって結合された基板がチャンバを形成し、このチャンバ内に機械構造が置かれる。このようにして、機械構造の作動環境を制御し、構造自体を例えば不時の接触から保護してもよい。結合された二つの基板がＭＥＭＳの主パッケージであってもよいし、そうでなくてもよい。
【０００５】
薄膜ウェーハレベルパッケージングは、例えば、従来技術（低温技術（ＬＴＯ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等を使用した酸化）を使用して付着した又は形成した従来の酸化物（ＳｉＯ２）を使用して機械構造をチャンバ内に封入するのにマイクロ機械加工技術を使用する。例えば、ＷＯ  ０１／７７００８  Ａ１の図２乃至図４を参照されたい）。この技術を使用する場合、機械構造は、集積回路のパッケージング及び／又は一体化の前に封入される。
【０００６】
特定の状況では、例えば、作動中、撓むことのできる即ち移動自在の電極が定置の即ち固定された電極と接触し、これらの電極がスタックしてしまうことがある。これは、例えば、ＭＥＭＳの迅速な、突然の、及び／又は荒っぽい移動によって起こることがある。機械構造の電極がスタックする場合、これは一般的には、スティクション（ｓｔｉｃｔｉｏｎ）として周知である。スティクションはＭＥＭＳで一般的であり、例えばファンデルワールス力、冷間溶接、電弧の発生、分子又は原子結合、表面張力、例えば接触部品に形成された液体、及び／又は表面の帯電による静電力によって生じる。スティクションは、代表的には、ＭＥＭＳを作動不能にしてしまう。
【０００７】
スティクションの弱化効果に対処し、最小にし、解決し、及び／又は回避するための多くの様々な技術／アプローチがある。（例えば、米国特許第６，６２１，３９２号、米国特許第６，６２５，０４７号、及び米国特許第６，６２５，３４２号、及び米国特許出願第２００３／０１５５６４３号及び第２００３／０１７８６３５号を参照されたい）。一つの方法は、潤滑剤又はパシベーション層、例えばペルフルオロデカン酸（「ＰＦＤＡ」）を、可動電極及び固定電極を含む機械構造に適用することである。これに関し、ＰＦＤＡを単層をなして、代表的には蒸着によって付着し、極めて低エネルギの表面を形成してもよい。（例えば、米国特許出願第２００３／０１６１９４９号を参照されたい）。この方法は、基板パッケージング技術で極めて一般的である。
【特許文献１６】米国特許第６，６２１，３９２号
【特許文献１７】米国特許第６，６２５，０４７号
【特許文献１８】米国特許第６，６２５，３４２号
【特許文献１９】米国特許出願第２００３／０１５５６４３号
【特許文献２０】米国特許出願第２００３／０１７８６３５号
【特許文献２１】米国特許出願第２００３／０１６１９４９号  しかしながら、機械構造のウェーハレベルパッケージングでは、多くの場合、薄い封入膜を高温で付着する。更に、追加の又は別の加工、例えば電子回路とＭＥＭＳとの一体化は、多くの場合、高温プロセスを（例えば、集積回路の形成中又は製造中に）使用することを必要とする。従来の潤滑剤又はパシベーション層は、薄膜封入体又は集積回路の製造に必要なこうした温度が作用した場合に破壊され易い。かくして、封入後、機械構造の後処理により、機械構造が更にスティクションを生じ易くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
とりわけ、薄膜封入技術及び／又はウェーハボンディング技術に適しており且つ従来のアンチ・スティクション技術の問題点の一つ、幾つか、又は全てを解決するアンチ・スティクション技術を使用するＭＥＭＳが必要とされている。とりわけ、適当なアンチ・スティクション技術を有し、従来のアンチ・スティクション技術の費用、設計、作動、及び／又は製造上の問題点を解決する、薄膜封入技術及び／又はウェーハボンディング技術を使用して機械構造が封入されたＭＥＭＳが必要とされている。ウェーハレベル薄膜技術及び／又はウェーハボンディング封入技術を使用して封入された接着エネルギが低い機械構造を持つＭＥＭＳが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書中、多くの発明が記載されており且つ例示されている。第１の主要な特徴では、本発明は、少なくとも一部が封入層によって形成された密封チャンバ内に機械構造が配置された電気機械装置の製造方法を提供する。この方法は、封入層を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する工程、及び機械構造の少なくとも一部に単層又は自己組み立て層を形成するアンチ・スティクション流体（例えば、ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＣＴＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、及びＦＯＴＳ）をアンチ・スティクション・チャンネルを介してチャンバに導入する工程を含む。本方法は、アンチ・スティクション・プラグ（例えば、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料）をアンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に付着し、チャンネルを再シールする工程を更に含む。
【００１０】
アンチ・スティクション・チャンネルは、異方性エッチングを使用して（例えば反応性イオンエッチングを使用して）形成してもよい。アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーン、シャドーマスク技術、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されてもよい。
【００１１】
一実施例では、電気機械装置はコンタクト領域を更に含み、本方法は、コンタクト領域の周囲にトレンチを形成する工程を更に含み、コンタクト領域は少なくとも部分的に前記チャンバの外側に配置され、更に、第１絶縁体をトレンチに付着し、コンタクト領域を電気的に絶縁する工程を含む。本方法は、更に、トレンチの少なくとも一部の上に第２絶縁層を付着する工程、及び封入層を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する前に絶縁層にアンチ・スティクション・ウインドウを形成する工程を含んでもよい。高導電性材料をコンタクト領域に及び第２絶縁層上に付着し、コンタクト領域に対して電気接続部を形成してもよい。アンチ・スティクション・プラグの少なくとも一部が高導電性材料でできている。
【００１２】
一実施例では、本方法は、アンチ・スティクション・プラグに拡散障壁を付着する工程を含む。拡散障壁は、例えば、ポリシリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、シリコン酸化物、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＳＯＧ、又は金属担体材料（ｍｅｔａｌ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）でできている。確かに、コンタクト領域及び絶縁層に付着した高導電性材料及びアンチ・スティクション・プラグは、チャンバについて拡散に対する障壁を提供し、コンタクト領域について電気的相互接続を提供する。
【００１３】
着目すべきことには、封入層を通してアンチ・スティクション・チャンネルを形成すると同時にトレンチを形成してもよい。
第２の主要な特徴では、本発明は、機械構造が基板上に、及び少なくとも一部が封入構造によって形成された密封チャンバ内に配置された電気機械装置を製造方法を提供する。この方法は、基板を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する工程（例えば異方性エッチングを使用する）、及びアンチ・スティクション流体（ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＴＣＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、又はＦＯＴＳ）を少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを介してチャンバに導入する工程を含み、アンチ・スティクション流体は機械構造の少なくとも一部上に単層又は自己組み立て層を形成する。本発明のこの特徴の方法は、更に、アンチ・スティクション・プラグ（スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料）をアンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に付着し、チャンバを再シールする工程を含む。
【００１４】
この方法は、更に、陽極ボンディングを使用して封入構造を機械構造上に固定する工程を含む。封入構造は、陽極シールド及び絶縁層を含み、キャップウェーハ上に配置される。陽極シールドは、絶縁層に配置されていてもよい。
【００１５】
アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーン、シャドーマスク技術、又は分配されたシール−ガラス、プラスチック、及び／又はエポキシを使用して付着されていてもよい。
【００１６】
本発明のこの特徴の一実施例では、電気機械装置はコンタクト領域を含んでいてもよく、本方法は、コンタクト領域の周囲にトレンチを形成する工程を更に含み、コンタクト領域は、少なくとも一部がチャンバの外側に配置されており、第１絶縁体をトレンチに付着し、コンタクト領域を電気的に絶縁する工程を更に含む。本方法は、第２絶縁層をトレンチの少なくとも一部に付着する工程、及び封入層を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する前に絶縁層にアンチ・スティクション・ウインドウを形成する工程を更に含む。高導電性材料をコンタクト領域に及び第２絶縁層に付着し、コンタクト領域への電気接続部を提供してもよい。アンチ・スティクション・プラグの少なくとも一部は高導電性材料で形成されている。
【００１７】
一実施例では、本方法は、拡散障壁をアンチ・スティクション・プラグに付着する工程を含む。拡散障壁は、例えば、ポリシリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、二酸化シリコン、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＳＯＧ、又は金属担体材料でできている。確かに、コンタクト領域に及び絶縁層上に付着した高導電性材料及びアンチ・スティクション・プラグは、チャンバについて拡散に対する障壁を提供し、コンタクト領域について電気的相互接続を提供する。
【００１８】
第３の主要な特徴では、本発明は、基板、基板上に配置された、単層又は自己組み立て層がその少なくとも一部に配置された機械構造、及びこの機械構造上に配置され、チャンバを画成しシールする薄膜封入構造を含む電気機械装置を提供する。更に、本電気機械装置は、チャンバ内に配置された機械構造の少なくとも一部へのアクセスを提供するため、薄膜封入構造にエッチングによって形成したアンチ・スティクション・チャンネル、及びアンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に配置され、チャンバを再シールするアンチ・スティクション・プラグ（例えばスピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料）を含んでいてもよい。
【００１９】
一実施例では、薄膜封入構造は、第１及び第２の封入層を含んでもよい。第１封入層は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素でできていてもよい。第２封入層は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、ガリウム砒素、又はシリコンカーバイドでできていてもよい。
【００２０】
別の実施例では、電気機械装置は、アンチ・スティクション・チャンネルと機械構造との間に配置されたトラップを更に含んでいてもよい。トラップは、実質的に垂直なトラップであってもよいし、実質的に水平なトラップであってもよい。
【００２１】
電気機械装置は、更に、アンチ・スティクション・プラグ上に配置された拡散障壁を含んでいてもよい。拡散障壁は金属材料で形成されていてもよい。
第４の主要な特徴では、本発明は、基板、基板上に配置された、単層又は自己組み立て層がその少なくとも一部に配置された機械構造、及び機械構造上に配置され、チャンバを画成しシールするウェーハボンデッド封入構造を含む電気機械装置を提供する。本発明のこの特徴の電気機械装置は、更に、チャンバ内に配置された機械構造の少なくとも一部へのアクセスを提供するため、エッチングによって基板内に形成されたアンチ・スティクション・チャンネル、及びアンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に配置され、チャンバを再シールするアンチ・スティクション・プラグ（例えばスピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料）を含んでいてもよい。
【００２２】
封入構造は、陽極ボンディングを使用して前記機械構造上に固定されていてもよい。このように、封入構造は、陽極シールドを含んでいてもよい。更に、封入構造は、キャップウェーハに配置された絶縁層を含んでいてもよく、この場合、陽極シールドが絶縁層に配置される。
【００２３】
一実施例では、この特徴の電気機械装置は、アンチ・スティクション・チャンネルと前記機械構造との間に配置されたトラップを更に含んでいてもよい。トラップは、実質的に垂直なトラップであってもよいし、実質的に水平なトラップであってもよい。
【００２４】
電気機械装置は、更に、アンチ・スティクション・プラグ上に配置された拡散障壁を含んでいてもよい。拡散障壁は金属材料で形成されていてもよい。
ここでも、本明細書中、多くの発明が記載されており且つ例示されている。この本発明の概要は、本発明の範囲を述べ尽くすものではない。更に、この概要は、本発明を限定しようとするものではなく、そのように解釈されるべきではない。本発明の特定の実施例、特徴、属性、及び利点をこの概要に説明したけれども、本発明の多くの他の並びに異なる及び／又は同様の実施例、特徴、属性、及び利点が以下の説明、例示、及び特許請求の範囲から明らかであるということは理解されるべきである。
【００２５】
以下の詳細な説明において、添付図面を参照する。これらの図は本発明の様々な特徴を示し、適当である場合には、異なる図面の同様の構造、構成要素、材料、及び／又はエレメントに同じ参照番号が付してある。特定的に示した以外の構造、構成要素、材料、及び／又はエレメントの様々な組み合わせが考えられ、これらは本発明の範囲内に含まれるということは理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に多くの発明を説明し且つ例示する。一つの特徴では、本発明は、薄膜又はウェーハで封入したＭＥＭＳ、及び薄膜又はウェーハで封入したＭＥＭＳを本発明のアンチ・スティクション技術を使用して製造する技術に関する。一実施例では、ＭＥＭＳの封入後、アンチ・スティクション・チャンネルを封入層及び／又は基板に形成することにより、ＭＥＭＳの機械構造の能動部材又は電極の幾つか又は全てを含むチャンバへの「アクセス」を提供する。その後、アンチ・スティクション・チャンネルを介してアンチ・スティクション流体（例えばガス又はガス−蒸気）をチャンバに導入する。アンチ・スティクション流体は、機械構造の能動部材又は電極のうちの一つに、幾つかに、又は全てに付着させてもよく、これによって、このような部材又は電極にアンチ・スティクション層（例えば単層コーティング又は自己組み立て単層）及び／又はアウトガッシング分子を提供する。このようにして、機械構造は、適当なアンチ・スティクション特性を含む。
【００２７】
アンチ・スティクション流体の導入及び／又は適用後、アンチ・スティクション・チャンネルをシールし、キャップを装着し、塞ぎ、及び／又は閉鎖し、チャンバ内の機械的減衰環境を画成し、制御してもよい。これに関し、チャンバをシールし、キャップを装着し、及び／又閉鎖することにより、機械構造を含む及び／又は収容するチャンバ内に環境を画成する。この環境は、適当な気密性を備えているばかりでなく、機械構造の所定の所望の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。機械構造が内部で作動する最終的に封入された流体（例えばガス又はガス蒸気）のパラメータ（例えば圧力）は、所望の及び／又は所定の作動環境を提供するように制御され、選択され、及び／又は設計される。
【００２８】
図１を参照すると、一つの例示の実施例では、ＭＥＭＳ１０は、基板１４に配置されたマイクロ機械加工された機械構造１２を含む。基板１４は、例えば、ドーピングしていない半導体等の材料、ガラス等の材料、絶縁体等の材料である。マイクロ機械加工された機械構造１２は、加速時計、ジャイロスコープ、及び／又は他のトランスジューサー（例えば、圧力センサ、歪センサ、触感センサ、磁気センサ、及び／又は温度センサ）、フィルタ、及び／又は共振器であってもよい。マイクロ機械加工された機械構造１２は、更に、例えば一つ又はそれ以上の加速時計、ジャイロスコープ、圧力センサ、触感センサ、及び温度センサを含む複数のトランスジューサー又はセンサの機械構造を含んでいてもよい。
【００２９】
図２を参照すると、一実施例では、マイクロ機械加工された機械構造１２は、基板１４上に、上方に、及び／又は内に配置された機械構造１６ａ−ｄを含む。詳細には、機械構造１６ａ、１６ｃ、及び１６ｄは、「移動自在」の機械部材１８ａ及び１８ｂの「移動自在」の電極であってもよい。機械構造１６ｂは「固定」機械部材２０の「固定」電極であってもよい。マイクロ機械加工された機械構造１２が加速時計である場合には、機械構造１６ａ−ｄは、加速時計の検出装置を含むインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの一部であってもよい（例えば米国特許第６，１２２，９６４号参照）。
【００３０】
機械構造１６ａ−ｄは、例えば、周期表のＩＶ族の材料、例えばシリコン、ゲルマニウム、炭素、及びこれらの組み合わせ、例えばシリコンゲルマニウム、又はシリコンカーバイド；及びＩＩＩ−Ｖ族化合物、例えばガリウム燐、アルミニウムガリウム燐、又は他のＩＩＩ−Ｖ族の組み合わせ；更にＩＩＩ族、ＩＶ族、Ｖ族、又はＶＩ族の材料、例えばシリコンナイトライド、シリコン酸化物、アルミニウムカーバイド、又はアルミニウム酸化物；更に金属シリサイド、ゲルマナイド、及びカーバイド、例えばニッケルシリサイド、コバルトシリサイド、タングステンカーバイド、又はプラチナゲルマニウムシリサイド；更に、ドーピングを施したもの、例えば燐、砒素、アンチモン、硼素、又はアルミニウムでドーピングしたシリコン、又はゲルマニウム、炭素、又はシリコンゲルマニウム等の組み合わせ；更に単晶構造、多晶質構造、ナノ結晶質構造、又は非晶質構造を含む様々な結晶構造のこれらの材料；更に、結晶構造の組み合わせ、例えば単晶構造領域及び多晶質構造領域の組み合わせ（ドーピングした又はドーピングしていない）でできていてもよい。
【００３１】
図２を参照し続けると、マイクロ機械加工された機械構造１２は、更に、基板１４上に又は基板１４内に配置されたフィールド領域２２及びコンタクト領域２４を含む。フィールド領域２２は、電子素子又は電気部品又は集積回路（例えばトランジスタ、抵抗器、コンデンサー、インダクター、及び他の受動素子又は能動素子）用の基板の材料を提供してもよい。コンタクト領域２４は、マイクロ機械加工された機械構造１２と、一体化された電子装置又は外部電子装置、インターフェース集積回路、及び／又は外部装置（図示せず）との間に電路を提供してもよい。コンタクト領域２４は、例えば、シリコン（ドーピングした又はドーピングしていない）、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、シリコンカーバイド、及びガリウム砒素、及び組み合わせ、及び／又はこれらの組み合わせでできていてもよい。
【００３２】
マイクロ機械加工された機械構造１２は、更に、内部に雰囲気２８を「収容」したチャンバ２６を含む。チャンバ２６は、少なくとも一部が封入層３０によって形成されている。これに関し、ＭＥＭＳ１０は、従来の薄膜封入技術及び構造を使用してチャンバ２６内にシールされていてもよい。（例えば、ＷＯ  ０１／７７００８  Ａ１及びＷＯ  ０１／７７００９  Ａ１を参照されたい）。この他の薄膜封入技術が適している。確かに、全ての薄膜封入技術が、現在周知であろうと後に開発されようと、本発明の範囲内に含まれる。
【００３３】
例えば、２００３年６月４日に出願され且つ譲受された「トレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法」という表題の米国非仮特許出願第１０／４５５，５５５号を本発明のアンチ・スティクション技術と関連して使用してもよい。
簡潔性を図る目的で、ここに説明し且つ例示する本発明と関連して実施されるトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願を繰り返さないが、簡単に述べる。しかしながら、例えば全ての発明の特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含むトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願の全内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００３４】
本発明のマイクロ機械加工された機械構造１２は、封入プロセス（即ち、封入層３０の付着、形成、及び／又は成長）の完了後にチャンバ２６内の機械構造１６ａ−ｄとの流体連通を容易にするため及び／又はこれらの機械構造へのアクセス即ち通路を提供するため、例えば封入層３０を通して形成されたアンチ・スティクション・チャンネル３２を更に含む。これに関し、機械構造１６ａ−ｄの封入及びチャンバ２６の形成後、例えば異方性エッチング技術（例えばディープ反応性エッチング）を使用してアンチ・スティクション・チャンネル３２を形成してもよい。一実施例では、アンチ・スティクション・チャンネル３２の「直径」又は「幅」は、１００ｎｍ乃至５０μｍであってもよく、好ましくは２００ｎｍ乃至１０μｍであってもよい。着目すべきことには、アンチ・スティクション・チャンネル３２の「直径」又は「幅」は、封入層３０の厚さで決まる。
【００３５】
その後、アンチ・スティクション流体（例えばジクロロジメチルシラン（「ＤＤＭＳ」）、オクタデシルトリクロロシラン（「ＯＴＳ」）、ペルフルオロシトイルトリクロロシラン（「ＰＦＯＴＣＳ」）、ペルフルオロデカン酸（「ＰＦＤＡ」）、ペルフルオロデシル−トリクロロシラン（「ＦＤＴＳ」）、ペルフルオロポリエーテル（「ＰＦＰＥ」）、及び／又はフルオロアルキルシラン（「ＦＯＴＳ」））を例えば蒸着法（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、又はＰＥＣＶＤ）によってチャンバ２６に導入してもよい。アンチ・スティクション流体をＭＥＭＳ１２の機械構造１６ａ−ｄの一つ、幾つか、又は全てに付着することによって、アンチ・スティクション層、例えば単層コーティング及び／又はアウトガッシング分子を機械構造上に形成してもよい。このようにして、機械構造１６ａ−ｄは適当なアンチ接着特性を得る。
【００３６】
アンチ・スティクション流体導入のパラメータは、例えば、機械構造１６ａ−ｄ上のアンチ・スティクション層（例えば単層又は自己組み立て単層）の特性に影響を及ぼす。例えば、比較的高温のアンチ・スティクション流体を導入することには、流体の拡散性を高める傾向があり、これに対し、比較的低温のアンチ・スティクション流体を導入することには、流体のアンチ・スティクション特性を高める傾向がある。かくして、一実施例では、アンチ・スティクション流体は、２０℃乃至６００℃、好ましくは１００℃乃至３００℃で導入される。
【００３７】
更に、アンチ・スティクション流体を比較的高圧で導入することには、機械構造１６ａ−ｄ上でのアンチ・スティクション層（例えば単層又は自己組み立て単層）の付着速度を高める傾向がある。これとは対照的に圧力が比較的低いと、アンチ・スティクション・チャンネル３２を通る分子の平均自由経路が大きくなるため、チャンバ２６内に更に深く進入する分子の数が増大する。かくして、一実施例では、アンチ・スティクション流体は１００μＴｏｒｒ乃至１Ｔｏｒｒで導入される。
【００３８】
アンチ・スティクション層を更に形態と一致するように形成するアンチ・スティクション層の付着パラメータを使用するのが有利である。このようにして、アンチ・スティクション・チャンネル３２は、十分なアンチ・スティクション層が機械構造１６ａ−ｄ上に形成する前にアンチ・スティクション・チャンネル３２内又はその上方にアンチ・スティクション材料が「堆積」するため、閉鎖するのが困難である。着目すべきことには、アンチ・スティクション流体は、例えば機械構造１６ａ−ｄの表面の非反応性及び／又は非接着性を高める任意の材料であってもよい。
【００３９】
アンチ・スティクション・チャンネル３２は、チャンネルプラグ３４によって「閉鎖」及び／又は「シール」されていてもよい。これに関し、チャンネルプラグ３４は、アンチ・スティクション・チャンネル３２をシールし、塞ぎ、及び／又は閉鎖する任意の材料であってもよい。例えば、チャンネルプラグ３４は、スピンオンポリマー、スピンオンガラス（「ＳＯＧ」）、金属材料（例えばスパッタリングした、必要であればパターンを付けた金属）であってもよい。更に、チャンネルプラグ３４は、シール−ガラス、プラスチック、及び／又はエポキシのシルクスクリーン又は分配を使用して形成できる。更に、シャドーマスク技術を使用してアンチ・スティクション・チャンネル３２のシール、閉塞、及び／又は閉鎖を行ってもよい。確かに、任意の材料（及び対応する製造技術）を実施でき、一実施例では、チャンバ２６内に適当な環境を維持するための障壁を提供し、（１）アンチ・スティクション流体が提供するアンチ・スティクション効果を破壊し及び／又はなくす（例えば機械構造に設けられた単層コーティングの破壊）、及び／又は（２）本発明のアンチ・スティクション技術が適当なアンチ・スティクション特性を提供しないといったことがないパラメータ（例えば温度）を使用して形成され、適用され、及び／又は成長する。このようにして、アンチ・スティクション・チャンネル３２のシール及び／又は閉鎖後、機械構造１６ａ−ｄは、適当なアンチ・スティクション性及び／又は特性を保持する。
【００４０】
上述のように、薄膜封入ＭＥＭＳ１０の例示の製造方法は、トレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願に記載されている。簡単にする目的のため、議論及び例示を繰り返さないが、簡単に述べる。しかしながら、例えば全ての発明の特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含むトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願の全内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００４１】
図３のＡを参照すると、ＭＥＭＳ１０を、機械構造１６ａ−ｄ及びコンタクト領域２４が第１犠牲層３６、例えば二酸化シリコン又はシリコンナイトライド上に配置された部分的に形成したＳＯＩ基板装置で開始してもよい。機械構造１６ａ−ｄ及びコンタクト領域２４は、周知の付着、リソグラフィー技術、エッチング技術、及び／又はドーピング技術、並びに周知の材料（例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、又はガリウム砒素等の半導体）を使用して形成されていてもよい。更に、フィールド領域２２及び第１犠牲層３６は、絶縁体層上にシリコン層を形成する周知のＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）製造技術（図３のＡ参照）、又は標準的な又はオーバーサイズ（「厚い」）のウェーハ（図示せず）を使用する周知の形成技術、リソグラフィー技術、エッチング技術、及び／又は付着技術を使用して形成されていてもよい。
【００４２】
図３のＢを参照すると、機械構造１６ａ−ｄ及びコンタクト領域２４の形成後、続いて行われる、封入プロセスを含むプロセス中に第２犠牲層３８、例えば二酸化シリコン又はシリコンナイトライドを付着し及び／又は形成し、機械構造１６ａ−ｄを固定し、離間し、及び／又は保護する。更に、開口部４０を第２犠牲層３８にエッチング及び／又は形成し、続いて行われる電気接点の形成の準備を行う。開口部４０は、例えば、第２犠牲層３８の付着及び／又は形成の前又はその最中に周知のマスキング技術（ナイトライドマスク等）を使用して形成されていてもよいし、第２犠牲層３８の付着及び／又は形成の後に周知のリソグラフ技術及びエッチング技術を使用して形成されていてもよい。
【００４３】
図３のＣ、Ｄ、及びＥを参照すると、その後、第１封入層３０ａを第２犠牲層３８に付着、形成、及び／又は成長してもよい（図３のＣ参照）。一実施例では、第２犠牲層３８と重なった領域での第１封入層３０ａの厚さは、０．１μｍ乃至５．０μｍであってもよい。第２犠牲層３８をエッチングした後の、第１封入層３０ａに作用する外部環境応力及び第１封入層３０ａの内部応力が第１封入層３０ａの厚さに影響を及ぼす。僅かな引張応力が加わった薄膜は、圧縮力が加わった薄膜よりも良好な自己支持性を備えている。圧縮力が加わった薄膜は挫屈してしまう場合がある。
【００４４】
第１封入層３０ａにエッチングを施し、通路又はベントを形成してもよい（図３のＤ参照）。一つの例示の実施例では、ベント４２の直径即ち孔径は０．１μｍ乃至２μｍである。ベント４２により第１及び第２の犠牲層３６及び３８の夫々の少なくとも選択された部分をエッチング及び／又は除去できる（図３のＥ参照）。
【００４５】
トレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願で言及されているように、コンタクト２４は、第１及び第２の犠牲層３６及び／又は３８の部分によって、部分的に、実質的に、又は全体に取り囲まれていてもよい。例えば、図３のＥを参照すると、機械構造２０ａ−ｄは、それらの夫々の下側の酸化物コラムから解放されているけれども、犠牲層３８の一部４４（即ち電気コンタクト領域２４と隣接した部分）は、第２犠牲層３８のエッチング及び／又は除去後に残っていてもよい。
【００４６】
図３のＦを参照すると、機械エレメント１６ａ−ｄの解放後、第２封入層３０ｂを付着、形成、及び／又は成長してもよい。第２封入層３０ｂは、例えば、シリコンを基材とした材料（例えば、多晶質シリコン又はシリコン−ゲルマニウム）であり、例えば、エピタキシャル、スパッタリング、又はＣＶＤを用いる反応器（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、及びＰＥＣＶＤ）を使用して付着される。付着、形成、及び／又は成長は、形態一致プロセスによって行われてもよいし又は非形態一致プロセスによって行われてもよい。材料は、第１封入層３０ａと同じであってもよいし異なっていてもよい。
【００４７】
その後、マイクロ機械加工された機械構造１２のコンタクト領域２４を周囲の導体層及び／又は半導体層から誘電体で絶縁する。図３のＧ及びＨを参照すると、誘電絶縁領域４８ａ及び４８ｂの形成を促すため、トレンチ４６ａ及び４６ｂには僅かなテーパが付けてある。これに関し、絶縁体をトレンチ４６ａ及び４６ｂに付着し、誘電絶縁領域４８ａ及び４８ｂの夫々を形成してもよい。絶縁体は、例えば、二酸化シリコン、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、又はＳＯＧであってもよい。
【００４８】
絶縁層５０を第２封入層３０ｂの露呈された表面上で付着、形成、及び／又は成長させ、様々な周囲導体層及び半導体層と続く導体層との間を絶縁してもよい。かくして、絶縁層５０の付着、形成、及び／又は成長中、トレンチもまた充填され、誘電絶縁領域４８ａ及び４８ｂを形成してもよい（図３のＨ参照）。その後、コンタクト開口部５２にエッチングを施し、コンタクト領域２４に対する電気的接続を促してもよい。次いで、導電層５４を付着及び／又は形成し、コンタクト２４に対する適切な電気的接続を提供してもよい（図３のＩ参照）。
【００４９】
その後、図３のＫを参照すると、アンチ・スティクション・チャンネル３２の位置を決定するため、従来のエッチング技術を使用して絶縁層５０にアンチ・スティクション・チャンネルィンドウ５６を形成及び／又はエッチングしてもよい。アンチ・スティクション・チャンネル３２は、封入層３０を通して形成され、機械構造１６ａ−ｄに対するアクセスを提供する（図３のＫ参照）。アンチ・スティクション・チャンネル３２は、例えば、周知の異方性エッチング技術（例えばディープ反応イオンエッチング）を使用して形成されていてもよい。
【００５０】
アンチ・スティクション・チャンネル３２の形成後、アンチ・スティクション流体をチャンバ２６に導入してもよい。アンチ・スティクション流体は、例えば、ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＴＣＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、及び／又はＦＯＴＳであってもよい。確かに、続いて行われるプロセスによってアンチ・スティクション特性が破壊されたり及び／又はＭＥＭＳ１２の機械構造１６ａ−ｄ上のアンチ・スティクション付着物を壊したりなくしたりしない場合には、任意のアンチ・スティクション流体を使用してもよい。このようにして、アンチ・スティクション層５８、例えば機械構造１６ａ−ｄ上に形成された単層コーティングが比較的無傷で残り、機械構造１６ａ−ｄは、ＭＥＭＳ１０の隣接した構造又はエレメントの接着力に打ち勝つ適当なアンチ接着性を備える。
【００５１】
図３のＬを参照すると、アンチ・スティクション・チャンネル３２をチャンネルプラグ３４で閉鎖してもよい。例えば、チャンネルプラグ３４は、スピンオンポリマー、スピンオンガラス（「ＳＯＧ」）、スパッタリングにより付着された金属材料であってもよく、必要であればパターンをなして付けられる。更に、チャンネルプラグ３４は、シールガラス、プラスチック、及び／又はエポキシをシルクスクリーン印刷することによって形成してもよい。更に、シャドーマスク技術を使用してアンチ・スティクション・チャンネル３２をシール、プラグ、及び／又は閉鎖してもよい。確かに、チャンネルプラグ３４を形成するプロセスが、（１）アンチ・スティクション流体により提供されるアンチ・スティクション効果を破壊及び／又はなくす（例えば機械構造上の単層コーティングの破壊）、及び／又は（２）本発明のアンチ・スティクション技術が適当なアンチ・スティクション性即ちアンチ接着性を提供しないようにすることがないようにするパラメータを使用する場合には、任意の材料（及び対応する製造技術）を使用してチャンネルプラグ３４を形成してもよい。
【００５２】
着目すべきことには、アンチ・スティクション流体は、チャンネルプラグ３４の形成中に使用された材料のガス又はガス蒸気であってもよい。確かに、アンチ・スティクション流体は、ＭＥＭＳ１０の材料とチャンネルプラグ３４の形成中に使用される材料のガス又はガス蒸気との反応副生物であってもよい。例えば、ＤＤＭＳ等の適当な分子を発生する溶剤及び／又はポリマーの混合物であってもよい。
【００５３】
チャンネルプラグ３４の付着及び／又は形成後のチャンバ２６内の流体の状態（例えば圧力）は、従来の技術を使用して及び／又は２００３年３月２０日に出願された「制御された雰囲気を持つ電気機械システム及びその製造方法」という表題の米国非仮特許出願第１０／３９２，５２８号（以下、「制御された雰囲気を持つ電気機械システム特許出願」と呼ぶ）に記載され且つ例示された技術を使用して決定してもよい。簡潔化を図るため、制御された雰囲気を持つ電気機械システム特許出願に記載されており且つ例示されたチャンバ２６内の雰囲気の制御に関する全ての発明はここでは繰り返さない。しかしながら、例えば全ての発明の例えば特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含む制御された雰囲気を持つ電気機械システム特許出願の全内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００５４】
図４を参照すると、特定の実施例では、アンチ・スティクション流体の導入及び／又はチャンネルプラグ３４の形成により、アンチ・スティクション層５８、例えば薄い及び／又は単層コーティングが機械構造１６ａ−ｄに形成される。薄い及び／又は単層コーティングは、ＭＥＭＳ１０の隣接した構造又はエレメントの接着力に打ち勝つ適当なアンチ接着性を提供する。着目すべきことには、アンチ・スティクション層５８、例えば薄い及び／又は単層コーティングは、ＭＥＭＳ１０の機械構造１２の作動に悪影響を及ぼさない。
【００５５】
本発明の別の実施例では、アンチ・スティクション・チャンネル３２の近くに垂直及び／又は水平トラップを形成する。トラップ６０は、アンチ・スティクション・チャンネル３２と機械構造１６ａ−ｄとの間に位置決めされていてもよい。このようにして、特定の材料（即ちチャンネルプラグ３４を形成するのに使用された材料）を使用してアンチ・スティクション・チャンネル３２をシール、プラグ、及び／又は閉鎖し、この材料がアンチ・スティクション・チャンネル３２から漏出する場合、機械構造１６ａ−ｄがあるチャンバ２６の部分に材料が進入する前にトラップ６０がこの材料を「捕捉」する。この状況では、チャンバ２６に進入するチャンネルプラグ材料は機械構造１６ａ−ｄから迂回されることにより機械構造１６ａ−ｄと接触し及び／又は機械構造の作動に影響を及ぼすことが「阻止」される。例えば、図５を参照すると、トラップ６０は実質的に垂直なトラップであってもよく、アンチ・スティクション・チャンネル３２と機械構造１６ａ−ｄとの間に配置される。
【００５６】
図６のＡを参照すると、トラップ６０を持つＭＥＭＳ１０の例示の実施例は、機械構造１６ａ−ｄ、コンタクト領域２４、及びトラップ６０を含む部分的に形成された装置が第１犠牲層３６、例えば二酸化シリコン又はシリコンナイトライド上に配置されたＳＯＩ基板装置で開始してもよい。機械構造１６ａ−ｄ、コンタクト領域２４、及びトラップ６０は、周知の付着技術、リソグラフ技術、エッチング技術、及び／又はドーピング技術を使用して並びに周知の材料（例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、又はガリウム砒素等の半導体）から形成できる。
【００５７】
その後、トラップ６０を持つＭＥＭＳ１０を上文中に図３Ｂ乃至３Ｌに関して説明したのと同じ方法で加工する。これに関し、トラップ６０を含むＭＥＭＳ１０の例示の製造プロセスを図６Ｂ乃至６Ｌに示す。プロセスは、上文中に図３Ｂ乃至３Ｌに関して論じたのと実質的に同様であり、簡潔にするため、ここでは説明を繰り返さない。
【００５８】
上文中に説明したように、図５のトラップ６０は、アンチ・スティクション・チャンネル３２をシール、プラグ、及び／又は閉鎖するために付着した材料が機械構造１６ａ−ｄの作動に悪影響を及ぼさないように設計されている。図７のＡ及びＢを参照すると、一実施例では、トラップ６０は、チャンネルプラグ３４の付着及び／又は形成中にアンチ・スティクション・チャンネル３２から漏れた及び／又は漏出した材料６２を機械構造１６ａ−ｄから遠ざかるように導くように位置決め及び／又は配置されている。これに関し、トラップ６０は、機械構造１６ａ−ｄがあるチャンバ２６の部分に材料６２が進入する前に材料６２を「捕捉」する。この場合、チャンバ２６に進入した材料６２が機械構造１６ａ−ｄと接触してこの機械構造の作動に悪影響を及ぼすことが「阻止」される。
【００５９】
図８のＡ及びＢを参照すると、別の実施例では、チャンネルプラグ３４の製造後、アンチ・スティクション・チャンネル３２の「シール」を高めるため、及びこれによってチャンバ２６内（又は外）の流体の拡散に対する障壁を高める（例えばＭＥＭＳ１０の気密性を高める）ため、拡散障壁６４をアンチ・スティクション・チャンネル３２及び／又はチャンネルプラグ３４上に付着し、及び／又は形成してもよい。かくして、拡散障壁６４単独で、又はチャンネルプラグ３４と組み合わさって流体（選択された、所望の、及び／又は所定の状態を有する）をチャンバ２６内に「捕捉」する。
【００６０】
拡散障壁６４は、例えば、半導体（例えば、ポリシリコン、ゲルマニウム、又はシリコン／ゲルマニウム）、絶縁体（例えば、二酸化シリコン、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、又はＳＯＧ）、又は金属担体（例えばシリサイド）であってもよい。拡散障壁６４は、例えば、エピタキシャル、スパッタリング、又はＣＶＤを用いる反応器（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、及びＰＥＣＶＤ）を使用して付着、形成、及び／又は成長してもよい。付着、形成、及び／又は成長は、形態一致プロセスによって行われてもよいし又は非形態一致プロセスによって行われてもよい。拡散障壁６４を構成する材料は、チャンネルプラグ３４と同じであってもよいし異なっていてもよい。しかしながら、アンチ・スティクション障壁、層及び／又は本発明のアンチ・スティクション製造プロセスが提供する効果を保存し及び／又は保護するため、低温付着プロセス（及びこのような付着プロセスに合わせて補正できる材料）を使用するのが有利である。
【００６１】
拡散障壁６４は、導電層５４の形成及び／又は付着前、導電層５４の形成及び／又は付着中（例えば、図８のＡを参照されたい）、又は導電層５４の形成及び／又は付着後（例えば、図８のＢを参照されたい）に形成及び／又は付着されてもよい。
【００６２】
着目すべきことには、拡散障壁６４は、本明細書中に記載した任意の実施例、例えば図３のＡ乃至Ｌに示す実施例で実施できる。簡潔にするため、ここでは説明を繰り返さない。
【００６３】
上述のように、本発明は、２００３年６月４日に出願された「マイクロ電気機械システム及びその封入及び製造方法」という表題の米国非仮特許出願第１０／４５４，８６７号（以下、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願という）に記載され且つ例示された封入技術を含む様々な薄膜封入技術と関連して実施できる。これに関し、ここに記載された任意の及び全ての実施例をマイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願のＭＥＭＳ１０に組み込むことができる（例えば、図９、図１０のＡ乃至Ｃ、及び図１１のＡ乃至Ｃを参照されたい）。簡潔にするため、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願に記載され且つ例示され、本明細書中に記載し且つ例示するアンチ・スティクション発明と関連して実施される発明の説明は繰り返さない。しかしながら、特に、例えば全ての実施例及び／又は発明の特徴、属性、変更、材料、技術、及び利点を含む、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願の内容は全て本明細書中に含まれたものとするということに着目されたい。
【００６４】
本発明は、マイクロ機械加工された機械構造並びにデータ処理電子装置及び／又はインターフェース回路を含むＭＥＭＳで実施できるということに着目すべきである。図１２を参照すると、一つの例示の実施例では、ＭＥＭＳ１０は、基板１４上に配置されたマイクロ機械加工された機械構造１２を含む。基板１４は、例えばドーピングしていない半導体様材料、ガラス様材料、又は絶縁体様材料である。ＭＥＭＳ１０は、マイクロ機械加工された機械構造１２が発生した情報を演算処理し且つ分析し、及び／又はマイクロ機械加工された機械構造の作動を制御し又は監視するため、データ処理電子装置１６を更に含む。更に、ＭＥＭＳ１０は、マイクロ機械加工された機械構造１２及び／又はデータ処理電子装置１６から情報を外部装置、例えばコンピュータ、インジケータ／ディスプレー及び／又はセンサに提供するためのインターフェース回路１８を含む。
【００６５】
データ処理電子装置７０及び／又はインターフェース回路７２は、基板１４内又は基板上に一体化されていてもよい。これに関し、ＭＥＭＳ１０は、機械構造１２、データ処理電子装置７０、及びインターフェース回路７２を含むモノリシック構造であってもよい。データ処理電子装置７０及び／又はインターフェース回路７２は、更に、別体の別個の基板上に設けられていてもよく、この別個の基板は、組み立て後に基板１４に又は基板１４上に結合される。
【００６６】
例えば、図１３のＡ及びＢを参照すると、集積回路７４は、例えば、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ分離コンタクト特許出願に記載され且つ例示された技術を使用して機械構造１２を画成した後、従来の技術を使用して製造されてもよい（例えば、図１３のＢを参照されたい）。これに関し、機械構造１２の製造及び封入後、従来の技術を使用して集積回路７４を形成し、導電層５４によってコンタクト領域２４に相互接続する。詳細には、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願（例えばその図１２のＡ乃至Ｃ）及び／又はトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法特許出願（例えばその図１４のＡ乃至Ｅ）に例示され且つ記載されているように、集積回路７４は、低抵抗電路（即ち導電層５４）を介してコンタクト領域に直接アクセスし、これにより良好に電気的に接続する。絶縁層５０を付着、形成、及び／又は成長し、パターン付けした後、導電層５４（例えば高度にドーピングしたポリシリコン、又はアルミニウム、クロム、金、銀、モリブデン、プラチナ、パラジウム、タングステン、チタニウム、及び／又は銅等の金属）を形成する。
【００６７】
図１３のＡ及びＢを参照し続けると、これに続いて、本発明のアンチ・スティクション技術を実施してもよい。即ち、アンチ・スティクション・チャンネルィンドウ５６を絶縁層５０にエッチング及び／又は形成してもよく、アンチ・スティクション・チャンネル３２を封入層３０にエッチング及び／又は形成してもよい。アンチ・スティクション流体をアンチ・スティクション・チャンネル３２を介してチャンバ２６に導入することにより、例えば機械構造１６上にアンチ・スティクション層５８を形成してもよい。その後、又はこれと同時に、アンチ・スティクション・チャンネル３２をチャンネルプラグ３４及び／又は拡散障壁６４によって閉鎖及び／又はシールしてもよい。
【００６８】
着目すべきことには、アンチ・スティクションプロセスを絶縁層５０及び導電層５４の付着及び／又は形成後に実施されるものとして説明したが、図１３のＡ及びＢに示すＭＥＭＳ１０のアンチ・スティクションプロセスは別の順序で行ってもよい。即ち、コンタクト開口部５２及びアンチ・スティクション・チャンネルィンドウ５６を連続して又は同時に形成してもよい。更に、アンチ・スティクション製造／プロセスは、導電層５４の付着後に行ってもよいし、導電層４５の付着前に行ってもよい。更に、チャンネルプラグ３４は、導電層５４の形成及び／又は付着と同時に形成及び／又は付着してもよい。
【００６９】
別の特徴では、本発明は、上文中に説明したアンチ・スティクション技術と関連してウェーハ−ボンディング封入技術を使用する。これに関し、図１４を参照すると、一実施例では、ＭＥＭＳ１０は、マイクロ機械加工された機械構造１２及びウェーハ−ボンデッド封入構造７６を含む。マイクロ機械加工された機械構造１２は、本明細書中に記載し且つ例示した任意の技術を使用して、又は従来の技術を使用して製造できる。
【００７０】
ウェーハ−ボンデッド封入構造７６は、例えば、陽極ボンディングを使用して結合及び／又は「取り付け」されていてもよい。一実施例では、ウェーハ−ボンデッド封入構造７６は、キャップウェーハ７８（例えばシリコン）、絶縁層８０（例えばＳＯＧ又はパイレックス）、及び陽極シールド８２（例えば金属）を含む。着目すべきことには、ウェーハ−ボンデッド封入構造７６は、従来の技術を使用して結合及び／又は「取り付け」されていてもよい。
【００７１】
一実施例では、上文中に説明し且つ例示したアンチ・スティクション技術は、基板１４の露呈された表面に「適用」される。これに関し、上文中に説明したようにアンチ・スティクション・チャンネル３２を基板１４に形成した後、アンチ・スティクション流体をチャンバ２６に導入する。次いで、アンチ・スティクション・プラグ３４を付着し、及び／又は「再シール」チャンバ２６を形成する。
【００７２】
例えば、図１５のＡを参照すると、ＭＥＭＳ１０を、「解放」した機械構造１６ａ−ｄ及びコンタクト領域２４が第１犠牲層３６、例えば二酸化シリコン又はシリコンナイトライド上に配置された部分的に形成したＳＯＩ基板装置で開始してもよい。マイクロ機械加工された機械構造１２の構造の製造及び／又は形成は、本明細書中に説明し且つ例示した技術又は任意の従来の技術を使用して行ってもよい。確かに、機械構造１２の製造及び／又は形成に使用される全ての技術及び材料は、現在知られていようと後に開発されようと、本発明の範疇に含まれる。
【００７３】
図１５のＢを参照すると、その後、ウェーハ−ボンデッド封入構造７６をマイクロ機械加工された機械構造１２に「適用」及び／又は結合してもよい。例えば、一実施例では、陽極技術を使用してウェーハ−ボンデッド封入構造７６を結合する。着目すべきことには、ウェーハ−ボンデッド封入構造７６は従来の技術を使用してマイクロ機械加工された機械構造に「結合」されていてもよい。更に、ウェーハ−ボンデッド封入構造７６の製造及び／又は形成に使用される全ての技術及び材料は、現在知られていようと後に開発されようと、本発明の範疇に含まれる。
【００７４】
図１５のＣ及びＤを参照すると、基板１４は、コンタクト領域２４へのコンタクト即ち相互接続を容易にするために薄く（例えば２０μｍ乃至２００μｍの厚さまで）できる。これに関し、コンタクト領域２４を、上文中に詳細に説明したように、異方性エッチング技術を使用してトレンチ４６ａ及び４６ｂによって絶縁できる（図１５のＣ参照）。その後、コンタクト領域２４を例えば集積された又は外部の電子装置及び／又は回路に相互接続するため、電路を付着し及び／又は形成してもよい。これに関し、絶縁層５０の付着後に導電層５４を付着及び／又は形成してもよい。（図１５のＤ参照）
図１５のＥ及びＦを参照すると、アンチ・スティクション・チャンネル３２を形成し（図１５のＥ参照）、アンチ・スティクション流体をチャンバ２６に導入してもよい。ここでは、上文中に説明し且つ例示した技術を適用してもよい。アンチ・スティクション流体の導入後（又は導入と同時に）、チャンネルプラグ３４を付着及び／又は形成し、アンチ・スティクション・チャンネル３２を「シール」してもよい。上文中に言及したように、チャンネルプラグ３４は、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、金属材料であってもよい。更に、チャンネルプラグ３４は、シール−ガラス、プラスチック、及び／又はエポキシのシルクスクリーン又は分配を使用して形成できる。確かに、任意の材料（及び対応する製造技術）を実施でき、一実施例では、チャンバ２６内に適当な環境を維持するための障壁を提供し、（１）アンチ・スティクション流体が提供するアンチ・スティクション効果を破壊し及び／又はなくす（例えば機械構造に設けられた単層コーティングの破壊）、及び／又は（２）本発明のアンチ・スティクション技術が適当なアンチ・スティクション特性を提供しないといったことがないパラメータ（例えば温度）を使用して形成され、適用され、及び／又は成長する。
【００７５】
着目すべきことには、上文中に説明したように、チャンバ２６の「シール」を高めるため、拡散障壁を組み込んでもよい。拡散障壁単独で又はチャンネルプラグ３４と組み合わせ、流体（選択された、所望の、及び／又は所定の状態の流体）をチャンバ２６内に「捕捉」する。かくして、アンチ・スティクション・チャンネル３２のシール及び／又は閉鎖後、機械構造１６ａ−ｄは適当なアンチ・スティクション性及び／又は特性を保持する。
【００７６】
更に、薄膜ウェーハの製造（例えば、図２、図５、図８のＡ及びＢ）と関連して説明し且つ例示した全てのアンチ・スティクション技術をウェーハ−ボンデッド封入実施例に適用できるということに着目すべきである。簡潔にするため、ここでは議論を繰り返さない。
【００７７】
本明細書中、多くの発明を説明し且つ例示した。これらの発明の特定の実施例、特徴、材料、形体、属性、及び利点を説明し且つ例示したけれども、本発明の多くの他の並びに異なる及び／又は同様の実施例、特徴、材料、形体、属性、構造、及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかであるということは理解されるべきである。このように、本明細書中に説明し且つ例示した発明の実施例、特徴、材料、形体、属性、構造、及び利点は網羅的ではなく、本発明のこのような他の、同様の、並びに異なる実施例、特徴、材料、形体、属性、構造、及び利点は、本発明の範疇に含まれるということは理解されるべきである。
【００７８】
例えば、本発明の例示の実施例及び／又はプロセスを特定の順序に従って上文中に説明したが、この順序は、限定であると解釈されるべきではない。例えば、コンタクト開口部５２及びアンチ・スティクション・チャンネルィンドウ５６は、連続的に（例えば、図３のＩ乃至Ｋ及び図１６のＢ乃至Ｅを参照されたい）又は同時に（例えば、図２０のＢを参照されたい）形成できる。更に、アンチ・スティクション製造／プロセスは、導電層５４の付着後（例えば、図３のＪ乃至Ｌを参照されたい）、又は導電層５４の付着前（例えば、図１７のＡ乃至Ｆを参照されたい）に行ってもよい。
【００７９】
確かに、アンチ・スティクション・チャンネル３２は、基板１４にエッチングで形成した複数のチャンネル、封入層３０及び／又はウェーハ−ボンデッド封入構造７６を含んでもよい。これらのチャンネルは、アンチ・スティクション流体をチャンバ内に更に効率的に、完全に、及び／又は均等に提供することにより、マイクロ機械加工された機械構造１２上にアンチ・スティクション層（例えば、単層コーティング又は自己組み立て単層）を更に効率的に、完全に、及び／又は均等に／形態と一致するように形成するため、選択された箇所に配置されていてもよい。これに関し、アンチ・スティクション・チャンネル３２は、例えば、基板１４、封入層３０、及び／又はウェーハ−ボンデッド封入構造７６の周囲に均等に配置されていてもよく、又は構造１６の相対濃度に従って分配される（例えば、稠密機械構造の領域に更に多くのチャンネル３２が集中し及び／又は機械構造が比較的少なく「集中した」領域でチャンネル３２の集中が少ない）。
【００８０】
更に、機械構造がマイクロ機械加工された機械構造１２の他の構造又はエレメントと接触し易い領域及び／又はスティクションの弱化効果を受け易い領域に従ってアンチ・スティクション・チャンネル３２を配置するのが有利である。このようにして、アンチ・スティクション流体は、更に効率的に、完全に、及び／又は均等に／形態と一致してアンチ・スティクション層（例えば、単層コーティング又は自己組み立て単層）をマイクロ機械加工された機械構造１２のこのような機械構造に提供する。
【００８１】
更に、チャンネルプラグ３４を導電層５４の形成及び／又は付着と同時に形成及び／又は付着してもよい。この実施例では、チャンネルプラグ３４は、金属又は高度にドーピングした半導体（例えば高度にドーピングしたポリシリコン）であってもよい。（例えば、図１８を参照されたい）。こうした場合、チャンネルプラグ３４が金属製である場合には、金属材料がチャンバ２６に進入した場合にマイクロ機械加工された機械構造１２を「保護」するためにトラップ６０を使用するのが有利である（例えば、図１９のＡ及びＢを参照されたい）。
【００８２】
更に、トラップ６０は、マイクロ機械加工された機械構造１２の一つ又はそれ以上の層で任意の垂直方向及び／又は水平方向形状をとってもよい。例えば、トラップ６０を、チャンバ２６にアクセスする前に蛇行形状を含む実質的に水平方向のトラップとして封入層３０内に形成してもよい（例えば、図２０のＡ及びＢを参照されたい）。
【００８３】
更に、上述のように、本明細書中に説明したアンチ・スティクション技術は、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法特許出願に示されているように垂直方向及び／又は水平方向に積み重ねられた又は相互接続された多数の層をそれ自体含んでいてもよい一つ又はそれ以上のトランスジューサー又はセンサを持つマイクロ機械加工された機械構造１２と関連して実施してもよい。従って、本明細書中に例示し且つ説明した任意の及び全てのアンチ・スティクション発明は、垂直方向及び／又は水平方向に積み重ねられた又は相互接続された機械構造、コンタクト領域、及び剥き出しのコンタクトの多数の層を含む、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法特許出願で実施してもよい（例えば、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願の図１１のＢ、Ｃ、及びＤのマイクロ機械加工された機械構造１２、及び／又はトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法特許出願の図１３のＢ、Ｃ、及びＤのマイクロ機械加工された機械構造１２を参照されたい）。この状況では、ＭＥＭＳは、機械構造が、垂直方向及び／又は横方向に積み重ねられた又は相互接続された多数の層を提供する一つ又はそれ以上のプロセス工程を含む、本願に記載したアンチ・スティクション技術を使用して製造されてもよい（例えば、図２１のＡ及びＢ参照）。
【００８４】
かくして、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム及びその製造方法特許出願に記載された、マイクロ機械加工された機械構造１２の製造及び／又は封入の技術、材料、及び／又は実施例のうちの任意のものを、本明細書中に説明した実施例及び／又は発明で使用してもよい。
【００８５】
更に、本発明は、２００３年７月２５日に出願された「ＳＯＩ基板を持つマイクロ電気機械システム用アンカー及びその製造方法」という表題の米国特許出願第１０／６２７，２３７号（以下、マイクロ電気機械システム用アンカー特許出願と呼ぶ）に記載されており且つ例示されたアンカー及び機械構造１６を基板１４（並びにＭＥＭＳ１０の他のエレメント、例えばコンタクト２４）に固定する技術を実施してもよい。これに関し、図１９のＡ及びＢを参照すると、一実施例では、アンカー６６及び／又は６８は、機械構造の解放プロセスによる影響を受け難い材料で形成されていてもよい。これに関し、エッチ解放プロセスは、アンカー６６を形成する材料に関して機械構造１６を固定する材料に対し、選択的又は優先的である。更に、アンカー６６及び／又は６８は、絶縁層５０を除去することにより、基板１４への機械構造１６の固定に影響がほとんど又は全く及ぼされないように、基板１４に固定されていてもよい。
【００８６】
本明細書中に説明した実施例は、マイクロ電気機械システム用アンカー特許出願に記載され且つ例示されたＭＥＭＳ１０に組み込むことができるということに着目されるべきである。簡潔にするため、本明細書中に説明し且つ例示したアンチ・スティクション発明と関連して実施したマイクロ電気機械システム用アンカー特許出願に記載され且つ例示された発明及び／又は実施例について、ここでは議論を繰り返さない。しかしながら、例えば実施例及び／又は発明の特徴、属性、変形例、材料、技術、及び利点を含む、マイクロ電気機械システム用アンカー特許出願の内容全体は本明細書中に含まれたものとするということに着目されたい。
【００８７】
特許請求の範囲中の「付着」という用語及び他の形態の用語（即ち、付着物、付着、及び付着した）は、とりわけ、反応器（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、及びＰＥＣＶＤ）を使用して材料層を付着、発生、形成、及び／又は成長することを意味する。
【００８８】
更に、特許請求の範囲において、「接触」という用語は、一部又は全部がチャンバの外側に付着された導電性領域、例えばコンタクト領域及び／又はコンタクトビアを意味する。
【００８９】
マイクロ機械構造又はエレメントを含むマイクロ電気機械システムに関して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されないということに着目されるべきである。というよりはむしろ、本明細書中に説明した発明は、例えばナノ電気機械システムを含む他の電気機械システムに適用できる。かくして、本発明は、マイクロ電子装置と全体に適合できる規模にまで機械的構成要素を小型化するリソグラフィー及び他の精密製造技術等の製造技術に従って形成された電気機械システム、例えばジャイロスコープ、共振器、温度センサ、及び／又は加速時計に関する。確かに、薄膜パッケージ技術又はウェーハボンディング技術を使用して封入され、次いで「開放」され、及びアンチ・スティクション流体の適用又は導入後、「再シール」される任意のＭＥＭＳ構造は、本発明の範囲内に含まれる。最後に、上文中に言及したように、本明細書中に説明し且つ例示した本明細書の全ての実施例は、マイクロ電気機械システム及び封入方法特許出願及び／又はトレンチ分離コンタクトを持つマイクロ電気機械システム特許出願及び／又はマイクロ電気機械システム用アンカー特許出願の実施例で実施できる。簡潔にするため、これらの組み合わせを繰り返さないが、これらに触れたことにより、開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】マイクロ機械構造の一部、例えば「移動自在」の電極及び「固定」電極を持つ、加速時計のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの一部の、とりわけコンタクト領域と関連した平面図である。
【図２】本発明の特定の特徴による、インターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分、図１のコンタクト領域、及びトレンチ絶縁コンタクトの、アンチ・スティクション・プラグ又はキャップの（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図３】Ａ乃至Ｌは、本発明の特定の特徴による、アンチ・スティクション・プラグ即ちキャップを含む図２のＭＥＭＳの製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図４】本発明の特定の特徴による、図２のマイクロ構造に付着したアンチ・スティクション層の断面図である。
【図５】本発明の特定の特徴による、インターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分、コンタクト領域、及びトレンチ絶縁コンタクトの、トラップ及びアンチ・スティクション・プラグ又はキャップの（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図６】Ａ乃至Ｌは、本発明の特定の特徴による、図５のアンチ・スティクション・プラグ又はキャップの製造のプロセスの様々な段階での断面図である。
【図７】Ａ及びＢは、本発明の特定の特徴による、トラップによって「捕捉」されたアンチ・スティクション・プラグの材料と関連した、図５の断面図である。
【図８】Ａ及びＢは、本発明の特定の特徴による、マイクロ構造、及び拡散障壁を含むアンチ・スティクション・プラグ又はキャップの製造の断面図である。
【図９】別のマイクロ機械構造の一部、例えば「移動自在」の電極及び「固定」電極を持つ、加速時計のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの一部の、とりわけ複数のコンタクト領域と関連した平面図である。
【図１０】Ａ乃至Ｃは、本発明の特定の特徴による、図１のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分、コンタクト領域の、アンチ・スティクション・プラグ又はキャップと関連した、（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図１１】Ａ乃至Ｃは、本発明の特定の特徴による、図１のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分、コンタクト領域の、アンチ・スティクション・プラグ又はキャップと関連した、（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図１２】基板に配置したマイクロ電気機械システムの、インターフェース回路及び電極処理電子装置と関連したブロックダイヤグラムである。
【図１３】Ａ及びＢは、マイクロ機械加工された機械構造部分及び集積回路部分を含み、これらの部分の両方が共通の基板上に又は内に配置され又は一体化された、本発明の特定の特徴によるＭＥＭＳの断面図である。
【図１４】本発明の特定の特徴による、アンチ・スティクション・プラグ又はキャップ及びウェーハ−ボンデッド封入構造と関連した図１のインターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイ及びコンタクト領域の部分の（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図１５】Ａ乃至Ｆは、本発明の特定の特徴による、図１４のアンチ・スティクション・プラグ又はキャップを含むＭＥＭＳの製造の、プロセスの様々な段階での断面図である。
【図１６】Ａ乃至Ｆは、本発明の別の特徴による、インターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分、コンタクト領域、及びトレンチ絶縁コンタクトの、アンチ・スティクション・プラグ又はキャップと関連した、プロセスの様々な段階での（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図１７】Ａ乃至Ｅは、本発明の別の特徴による、インターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイ、コンタクト領域、及びトレンチ絶縁コンタクトの、アンチ・スティクション・プラグ又はキャップと関連した、プロセスの様々な段階での（図１の破線ａ−ａ’に沿った）断面図である。
【図１８】本発明の別の特徴による、インターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイ、コンタクト領域、及びトレンチ絶縁コンタクトの、前記コンタクト領域の上方に配置されており且つ接触した導電層と同じ材料で形成されたアンチ・スティクション・プラグ又はキャップと関連した断面図である。
【図１９】Ａ及びＢは、トラップと関連した、本発明の特定の特徴による、図１８の断面図である。
【図２０−Ａ】本発明の特定の特徴による、インターディジタル電極アレイ即ち櫛状フィンガ電極アレイの部分の、実質的に水平なトラップと関連した（図１の破線ａ−ａ’に沿った）部分断面図である。
【図２０−Ｂ】実質的に水平なトラップの蛇行形状を示す、（破線Ａ−Ａ’に沿った）図２０Ａの（横）断面図である。
【図２１】Ａ及びＢは、本発明の特定の特徴による、複数のマイクロ構造及びコンタクトがＭＥＭＳの基板上に又は内にモノリシックに一体化されたマイクロ機械構造の断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  ＭＥＭＳ
１２  機械構造
１４  基板
１６  機械構造
１８  機械部材
２０  機械部材
２２  フィールド領域
２４  コンタクト領域
２６  チャンバ
３０  封入層
【図１】
2007523758.tif 000003
【図２】
2007523758.tif 000004
【図３Ａ】
2007523758.tif 000005
【図３Ｂ】
2007523758.tif 000006
【図３Ｃ】
2007523758.tif 000007
【図３Ｄ】
2007523758.tif 000008
【図３Ｅ】
2007523758.tif 000009
【図３Ｆ】
2007523758.tif 000010
【図３Ｇ】
2007523758.tif 000011
【図３Ｈ】
2007523758.tif 000012
【図３Ｉ】
2007523758.tif 000013
【図３Ｊ】
2007523758.tif 000014
【図３Ｋ】
2007523758.tif 000015
【図３Ｌ】
2007523758.tif 000016
【図４】
2007523758.tif 000017
【図５】
2007523758.tif 000018
【図６Ａ】
2007523758.tif 000019
【図６Ｂ】
2007523758.tif 000020
【図６Ｃ】
2007523758.tif 000021
【図６Ｄ】
2007523758.tif 000022
【図６Ｅ】
2007523758.tif 000023
【図６Ｆ】
2007523758.tif 000024
【図６Ｇ】
2007523758.tif 000025
【図６Ｈ】
2007523758.tif 000026
【図６Ｉ】
2007523758.tif 000027
【図６Ｊ】
2007523758.tif 000028
【図６Ｋ】
2007523758.tif 000029
【図６Ｌ】
2007523758.tif 000030
【図７Ａ】
2007523758.tif 000031
【図７Ｂ】
2007523758.tif 000032
【図８Ａ】
2007523758.tif 000033
【図８Ｂ】
2007523758.tif 000034
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年5月2日(2006.5.2)
【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】
少なくとも部分が封入層によって形成された密封チャンバ内に機械構造が配置された電気機械装置の製造方法において、
前記封入層又は基板を通して少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する工程と、
前記機械構造の少なくとも一部にアンチ・スティクション層を形成するアンチ・スティクション流体を前記アンチ・スティクション・チャンネルを介して前記チャンバに導入する工程と、
前記アンチ・スティクション・チャンネル上に又は内にアンチ・スティクション・プラグを付着し、前記チャンバ又は前記基板を再シールする工程と
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション流体は、ＤＤＭＳ、ＯＴＳ、ＰＦＯＴＣＳ、ＰＦＤＡ、ＦＤＴＳ、ＰＦＰＥ、又はＦＯＴＳを含む、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルは、異方性エッチングを使用して前記封入層を通して形成される、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルは、反応性イオンエッチングを使用して前記封入層を通して形成される、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料を含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーンを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグは、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、前記電気機械装置は、コンタクト領域を更に含み、前記方法は、
少なくとも部分的に前記チャンバの外側に配置された前記コンタクト領域の周囲にトレンチを形成する工程、及び
前記トレンチに第１絶縁材料を付着し、前記コンタクト領域を電気的に絶縁する工程を更に含む、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
第２絶縁層を前記トレンチの少なくとも一部上に付着する工程、及び
高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層上に付着し、前記コンタクト領域に対する電気的接続を提供する工程を更に含む、方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、
第２絶縁層を前記トレンチの少なくとも一部の上に付着する工程、及び
前記封入層を通して前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成する前に前記第２絶縁層にアンチ・スティクション・ウインドウを形成する工程を更に含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層上に付着し、前記コンタクト領域に対する電気的接続を提供する工程を更に含み、前記アンチ・スティクション・プラグの少なくとも一部は、前記高導電性材料でできている、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記アンチ・スティクション・プラグに拡散障壁を付着する工程を更に含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記拡散障壁は、ポリシリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、シリコン酸化物、シリコンナイトライド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＳＯＧ、又は金属担体材料でできている、方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法において、高導電性材料を前記コンタクトに及び前記第２絶縁層及びアンチ・スティクション・プラグ上に付着する工程を更に含み、前記高導電性材料は、前記チャンバに対し、拡散に対する障壁を提供し、前記コンタクト領域に対して電気的相互接続を提供する、方法。
【請求項１５】
請求項８に記載の方法において、前記トレンチは、前記封入層を通して前記少なくとも一つのアンチ・スティクション・チャンネルを形成するのと同時に形成される、方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、前記アンチ・スティクション層は、単層又は自己組み立て層である、方法。
【請求項１７】
電気機械装置において、
基板と、
前記基板上に配置された、アンチ・スティクション層がその少なくとも一部に配置された機械構造と、
前記機械構造上に配置され、チャンバを部分的に画成する薄膜封入構造と、
前記チャンバ内に配置された前記機械構造の少なくとも一部へのアクセスを提供するため、エッチングによって前記基板の前記薄膜封入構造内に形成されたアンチ・スティクション・チャンネルと、
前記アンチ・スティクション・チャンネル上に又は内に配置され、前記チャンバを再シールするアンチ・スティクション・プラグと
を含む、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置において、前記薄膜封入構造は、第１及び第２の封入層を含む、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、前記第１封入層は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、シリコン／ゲルマニウム、ゲルマニウム、又はガリウム砒素でできている、装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の装置において、前記第２封入層は、多晶質シリコン、多孔質多晶質シリコン、非晶質シリコン、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、ガリウム砒素、又はシリコンカーバイドでできている、装置。
【請求項２１】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、スピンオンポリマー、ＳＯＧ、又は金属材料を含む、装置。
【請求項２２】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シルクスクリーンを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、装置。
【請求項２３】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、分配されたシール−ガラス、プラスチック、又はエポキシを使用して付着されたスピンオンポリマー又はＳＯＧを含む、装置。
【請求項２４】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグは、シャドーマスク技術を使用して付着された、装置。
【請求項２５】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・チャンネルと前記機械構造との間に配置されたトラップを更に含む、装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の装置において、前記トラップは実質的に垂直なトラップである、装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の装置において、前記トラップは実質的に水平なトラップである、装置。
【請求項２８】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・プラグ上に配置された拡散障壁を更に含む、装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の装置において、前記拡散障壁は金属材料で形成されている、装置。
【請求項３０】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション・チャンネルはエッチングによって前記基板内に形成されており、前記封入構造は陽極ボンディングを使用して前記機械構造上に固定されている、装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の装置において、前記封入構造は陽極シールドを含む、装置。
【請求項３２】
請求項３０に記載の装置において、前記封入構造は、キャップウェーハに配置された絶縁層を含む、装置。
【請求項３３】
請求項３０に記載の装置において、前記陽極シールドは前記絶縁層に配置されている、装置。
【請求項３４】
請求項１７に記載の装置において、前記アンチ・スティクション層は単層又は自己組み立て層である、装置。