(57)【要約】【課題】  オン・チップ移送機構を有するマイクロ電気機械サブアセンブリを提供すること。【解決手段】  複雑なＭＥＭＳデバイスを組み立てるための部品（５０）を保持するキャリア（１０）が、中央の組み立て位置に移送される。部品は、予め割り当てられた順番で積み重ねられ、後でそのキャリアから解放される。或いは、これらは、適切な位置の上に配置され、必要に応じて所定の位置に落とし込まれるように解放される。組み立て区域（１００）は、キャリア内に保持された部品がキャビティ内に落とし込まれるように、キャリアの平面の下方にキャビティを含む。加熱要素が、キャビティに一体化されて、部品の解放を助ける。キャビティには、任意数のＭＥＭＳ駆動システム（２００、２５０）により移動させられる１つ又はそれ以上のキャリアによって、部品が与えられる。キャビティ及びそこで組み立てられたＭＥＭＳの幾つかは、生物医学的用途に適した正確な量の材料を要求に応じて供給するか、又は、オン・チップ実験室におけるようにそのままの位置で処理される。【選択図】      図６
2007517679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品（５０）を一体的に保持する少なくとも１つのキャリア（１０）と、
位置合わせ手段が設けられたキャビティを有する組み立て区域（１００）と、
前記少なくとも１つのキャリア（１０）を前記組み立て区域（１００）に移動させるための移送手段（２００、２５０）と、
を備えるオン・チップ・システム。
【請求項２】
前記キャビティが基板内に形成され、前記部品を収める前記キャリアを前記キャビティ内の位置に導くための複数のポストが前記キャビティ内に設けられた、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項３】
前記部品を前記キャビティ内の位置に導くための複数のポストが前記キャビティ内に設けられ、前記部品が、予め割り当てられた順番で積み重ねられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項４】
前記位置合わせ手段が前記キャビティの側壁である、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項５】
前記部品が、前記キャビティ内に配置された後で前記キャリアから取り外される、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項６】
前記部品が、機械的タブ（７０）により前記キャリアに取り付けられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項７】
前記機械的タブ（７０）が、等方性エッチングにより除去される、請求項６に記載のオン・チップ・システム。
【請求項８】
前記機械的タブ（７０）が、前記タブの機械的破壊を生じさせる電流により除去される、請求項６に記載のオン・チップ・システム。
【請求項９】
前記機械的タブ（７０）が、レーザ切除により除去される、請求項６に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１０】
前記キャリア及び前記部品が作られた材料に対して選択的にエッチングされる材料を用いて、前記キャリアと前記部品との間の間隙を充填することにより、前記部品が前記キャリアに取り付けられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１１】
前記部品が取り外された後で前記キャリアが前記組み立て区域から除去される、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１２】
前記キャリアが、前記部品を取り外した後もそのままの位置に残る、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１３】
前記部品及び前記組み立て区域が同時に製造され、前記キャリア及び前記部品が最初に製造された前記組み立て区域とは異なる組み立て区域において組み立てられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１４】
前記移送手段が駆動手段により制御される、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１５】
前記駆動手段がギアに連結されたくし型駆動装置を含む、請求項１４に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１６】
前記ギアが前記キャリア上の噛み合い歯に係合する、請求項１５に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１７】
前記ギアに、前記キャリアを安定させるための肩部が設けられた、請求項１６に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１８】
前記肩部が、前記キャリアの両側に配置された前記噛み合い歯の上に乗る、請求項１７に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１９】
それぞれが複数の部品を保持する複数のキャリアであって、前記部品が前記それぞれのキャリアと一体になっている、複数のキャリアと、
位置合わせ手段が設けられたキャビティを有し、前記位置合わせ手段が、前記キャリアを積み重ねるための手段をさらに含む、組み立て区域と、
前記複数のキャリアを前記組み立て区域に移動させるための少なくとも１つの移送手段と、
を備えるオン・チップ・システム。
【請求項２０】
前記位置合わせ手段及び前記キャビティの前記側壁が、前記キャリアの位置合わせを助けるために傾斜されている、請求項１９に記載のオン・チップ・システム。
【請求項２１】
前記組み立てられた部品がそのままの位置で用いられる、請求項１９に記載のオン・チップ・システム。
【請求項２２】
前記組み立てられた部品が独立型デバイスとして基板に移動される、請求項１９に記載のオン・チップ・システム。
【請求項２３】
前記組み立てられた部品が、同様な種類のサブアセンブリに付加されるサブアセンブリとして移動される、請求項１９に記載のオン・チップ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスに関し、より具体的には、現在の最先端半導体製造プロセス技術を用いて、その製造を容易にするための自動組立式ＭＥＭＳの製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ技術を用いる製品は、生物医学業界、航空宇宙業界、自動車業界及び通信業界において広く普及している。従来のＭＥＭＳは、最も単純な機械を生産するためでさえ、複雑な多階層のプロセスを必要とする。ＭＥＭＳ市場の調査に関心がある殆どの事業体は、デバイスの試作品を作るための選択肢が制限されており、技術的な知見がほとんどないか又はまったくない。多くの場合、必要とされるプロセス及び材料は、事業体における現存のプロセスの流れに対して互換性がない。
【０００３】
従来のＭＥＭＳは、典型的には、片持ちアーム型（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）スイッチ、膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）スイッチ、及びチューニング可能なキャパシタ構造を使用する。ＭＥＭＳデバイスは、マイクロ電気機械技術を用いて製造され、電気的、機械的、又は光学的な信号の流れを制御するために用いられる。しかしながら、こうしたデバイスは、その構造及び固有の材料特性のために、従来の半導体プロセスとは別個のラインで製造することが必要になり、多くの問題を提示する。これは、通常は、互換性のない異なる材料及び処理を用い、そのために、標準的な半導体製造プロセスに統合することができないことによる。
【０００４】
Ａｋｓｙｕｋ他に付与された特許文献１は、支持体に取り付けられ、作動されたときに最終構造に組み立てられるようにされた複数のヒンジ取り付けプレートについて説明している。こうした方法は、可動部品がヒンジ止めされており、動かないので、本質的に、アセンブリの部品は異なる向きであってもそのままの位置で製造しなければならなくなり、複雑なＭＥＭＳ構造体を作る能力は制限される。部品の数が多くなり、ＭＥＭＳがより複雑になると、こうした技術はもはや実現可能ではなくなる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，９９４，１５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在業界で遭遇される上記の欠点を考慮すると、完全に集積化された確立された後工程（ＢＥＯＬ）の材料を使用して、プロセスに適合するＭＥＭＳデバイスを形成することができるプロセスの必要性がある。この結果、ＭＥＭＳデバイスが、従来の後工程への追加モジュールとして、或いは相互接続部レベルとして製造される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明の目的は、単一の基板上に製造され、かつ、組み立てられる、より単純な構造体から、部品及び／又はサブアセンブリの多層すなわち積層体を必要とするＭＥＭＳデバイスを構築することである。
【０００８】
別の目的は、同じ基板上に駆動機構又は組み立て機構を設け、種々の部品を１つ又はそれ以上の多階層システムに組み立てることである。
【０００９】
さらに別の目的は、構築後に、こうしたアセンブリを別のアセンブリの中に又はその上に配置して、より複雑なシステムを製造することである。
【００１０】
さらに別の目的は、アセンブリ又はサブアセンブリを、一方の基板から別の基板に転写（ｔｒａｎｓｆｅｒ）して、別の方法では不可能であった、より複雑なＭＥＭＳを構築することである。
【００１１】
さらに別の目的は、修正されたダマシン工程を用いて、ＭＥＭＳ構造体を製造することである。
【００１２】
これら及び他の目的は、本発明において、多数の部品を単一の層に構築し、次いで、これらを組み立てて、多層又は積層デバイスを形成することにより、多階層ＭＥＭＳデバイスを製造する方法を提供することによって、対処される。
【００１３】
複雑なＭＥＭＳデバイスに組み立てられるべき部品を含むキャリアが、共通の組み立て位置に移送される。次いで、部品は、予め割り当てられた順番で積み重ねられ、後でそのキャリアから解放される。或いは、これらは、適切な位置の上に配置されて、必要に応じて所定の位置に入るように解放される（リリースされる）。
【００１４】
組み立て区域は、キャリア内に定められた部品がキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）内に落とし込まれるように、キャリアの平面の下方にキャビティを含む。加熱要素が、キャビティに一体化されて、部品の解放（リリース）を助ける。キャビティには、任意数のＭＥＭＳ駆動システムにより位置決めされたキャリアによって、適切な部品が与えられる。キャビティ及びその中で組み立てられたＭＥＭＳの幾つかは、例えば、生物医学的用途において必要とされるような正確な量の材料を供給するか、又は、オン・チップ実験室におけるようにそのままの位置で処理される。
【００１５】
キャリアは、組み立てられる部品を保持し、かつ、移動させ、各々のキャリアは、１つ又は複数の部品を収容する。キャリア及びそれらに対応する部品は、最終用途に応じて、任意数の材料で作られる。ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｓｉ、ポリシリコン、Ａｌ、Ｃｕ、ＳｉＧｅ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎｉ、ＢＰＳＧ、及びポリイミドのようなポリマー等の、半導体製造ラインにとって普通の幾つかの材料が、こうしたデバイスに用いられる。
【００１６】
１つ又は複数のキャリアが、組み立てのためにそれらの部品を供給すると、部品は、最小の接続部を切断するドライ・エッチングによるか、イオンミリングによるか、加熱によるか、その幾つかの部分を溶融或いは揮発させるか、又は、キャリア内及びその部品に回路を組み込むことによって解放され、その結果リンクをヒューズのようにプログラムすること（すなわち、とばすこと）ができるようになる。従って、方向性をもつレーザによる解放もまた可能である。
【００１７】
次いで、組み立てられたＭＥＭＳデバイスは、そのままの位置で用いられるか、或いは別の基板に移動され、独立型デバイスとして、同様な種類の他のものに付加されるサブアセンブリとして、より複雑なシステムを形成する。こうしたデバイスの用途は、以下に限定されるものではないが、医学、バイオ技術、化学的及び生物学的な因子（ａｇｅｎｔ）の検出システム、無線、自動車、及び航空宇宙産業を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本明細書に組み込まれ、かつ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の現在の好ましい実施形態を示し、上述の一般的な説明及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明と併せて、本発明の原理を述べるものである。
【００１９】
図１は、基板５における軸又はポストとして作用する構造体１１０を有するキャビティ１００としての組み立て区域の平面図を示す。これらのポストは、キャビティに取り付けられた位置合わせポストの形態を取ることができる。位置合わせのための他の手段は、ポストの代わりに、キャビティの側壁により与えることができる。この好ましい実施形態では、後工程で、キャビティ１００が、組み立てのために、ポスト上に部品を受け入れる。部品には、ポストに対応する穴が設けられる。部品がキャビティ内に導入されるとき、キャビティ内のポストに適合している部品内の穴が、部品をキャビティ内の所定の位置に落とし込む又は降ろすのを可能にする。キャビティの側壁又はポストの垂直方向の面を傾斜させることができる。こうした傾斜は、標準的なエッチングを用いて実装されるという利点がある。キャビティがアセンブリに用いられる場合には、開口部の上部は、底部より大きいものとする。ポストが使用される場合には、ポストの上部は、底部より小さいものとする。いずれにしても、傾斜面は、部品をキャビティ内で位置合わせする能力を向上させ、部品がキャビティ内に降ろされるとき、傾斜した側壁は、部品を適切な位置に導く。
【００２０】
図２は、組み立て区域を、軸構造１１０を有するキャビティ１００としてさらに示す、図１の断面図である。この場合、垂直方向の側壁が示される。
【００２１】
図３は、取り付け部品５０を有するキャリア・アセンブリ１０の平面図を示す。さらに、犠牲タブ７０により部品５０を保持するように働くフレーム６０が示される。部品５０は、組み立てられることになっており、キャリアによって組み立て区域に移送されなくてはならない多数の構造体又はデバイスを含むことができる。移送及び組み立てについては、以下においてより詳細に説明される。
【００２２】
キャリアが組み立てのための所定の位置に入ると、タブ７０は、次に説明する方法のいずれかを用いて切り離されて、部品５０を解放する。本実施例では、これら部品は、適切な軸を中心に回転させられて、組み立てられたデバイス全体を構成する他の部品との相互作用を容易にすることができるという利点がある。
【００２３】
タブ７０は、幾つかの方法で除去できる。１つの選択肢は、すべてのタブを除去する等方性エッチングを実行することである。適切に設計されたタブは、典型的には、大きなアスペクト比を有して、残存する部品に悪影響を与えることなく、こうしたエッチングの実行を可能にする。代替的な方法は、電流が通ったときヒューズを切断する材料を用いてタブを除去するものである。この方法は、導体材料の使用を必要とするが、電流は、探針（プローブ）及び同様なものを用いて、オン・チップ回路により又はチップに接触しているオフ・チップの電流源から供給することができる。タブ除去のための３番目の選択肢は、レーザ切除によるものである。
【００２４】
４番目の選択肢は、タブを全て共に用いることによりディスペンスを行うものである。犠牲層１５を除去する前に、キャリアと部品との間の間隙が、キャリア及び部品に対して選択的にエッチングされる材料により充填される。こうした材料は、部品をそのままの位置でキャリアに対して保持するための機械的支持を与え、キャリアが組み立てのための所定の位置に置かれると、容易にエッチングすることができる。
【００２５】
図４は図３の断面図を示す。そこでは犠牲層１５の使用が示され、その上に（又はその中に）キャリア及びその部品が形成され、後で移送及び組み立てのために解放される。犠牲層はエッチングにより除去することができる。犠牲層が除去されると、キャリア及び部品は、異なる位置すなわち組み立て区域に自由に移送される。
【００２６】
図５は、多数のキャリア１０、１０Ａ、１０Ｂ、及び１０Ｃが組み立て区域を取り囲む、組み立て区域１００の平面図を示す。これは、部品を組み立てのために準備するのに可能な多くの構成の１つを示すに過ぎない。各々のキャリアは、順に、現在公知である任意数のＭＥＭＳ技術の駆動システムにより、組み立て区域の上又は中に配置される。次いで、部品が解放されて、組み立てられたデバイスを形成する。
【００２７】
図６は、種々のキャリア１０、１０Ａ、及び１０Ｂが組み立て区域１００を取り囲む、図５と同様な平面図を示す。これは、さらに、キャリアが組み立てのための位置に移動する幾つかの可能な機構を示す。本実施例では、静電くし型駆動装置２００が、キャリアのフレーム上の噛合い歯に係合するギア２５０を回転させるために用いられ、これによって、キャリアを所定の位置に移動させる。これについては、次の図においてさらに示す。
【００２８】
駆動装置は、チップ内部の回路構成及びロジックを用いて作動されて、所定の手法（図示せず）により部品及びキャリアを逐次的に所定の位置に移動させることができる。代替的手法は、外部ソースから駆動装置を起動するものである。
【００２９】
図７は、肩部（ショルダー）を有するギアを表わす、図６に示す構成の側面図である。
【００３０】
図８は、２つの上方駆動装置により、キャリア１０を組み立て区域に移動した後の、図６に示す構成を示す。キャリアをキャビティ上に移動させることは、種々の方法で行うことができる。１つの選択肢は、図７に示すような、肩部２５５を設けたギア２５０を有することである。肩部２５５は、キャリア１０が部分的にキャビティ上に置かれた場合に、片持ち（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ）の様にキャリア１０を支持して、このキャリアが意図しない状態でキャビティ内に落ちることがないようにする。キャリアがキャビティを十分に覆うようになると、該キャリアは、ポストが部品内の穴と位置が合うまで、これらのポストにより支持され、この時点で、キャリアは、所望の通りに、キャビティ内に落ちる。
【００３１】
図９は、下方の駆動システムにより、キャリア１０Ｂが、組み立て区域１００におけるキャリア１０の上部に配置された後の、図８におけるような構成を示す。
【００３２】
図１０は、キャリア１０Ａが組み立て区域における他のキャリアの上部に配置された後の、図９の構成を示す。この場合、くし型駆動装置２６０がキャリアを押し付けて、２つの右側のギア・システムに係合させ、キャリアを組み立て区域に移動させることを完了させる。
【００３３】
図１１は、キャリア１０Ｄ内の部品２０Ｄ、２１Ｄ、２２Ｄ、２３Ｄ、及び２４Ｄを示し、これらの部品は、以下で説明される半導体プロセス技術により構築される。部品には、その中心点に穴３０Ｄを設け、この周りを部品が回転するようにすることが有利である。示されるピン４０Ｄもまた、半導体プロセスを用いて製造されるが、これらは、それ自体のキャリアにおいて製造されてもよい。ピン４０Ｄは、多くの役割を果たすが、その役割には、垂直に積み重ねられた部品（図示せず）間の力の伝達、部品の安定化、及び積み重ねられたキャリア（図示せず）の位置合わせに対する補助がある。
【００３４】
図１２は、キャリアから解放された後の、図１１に表わされる部品を示す。部品は、組み立て前に解放されるようにしてもよいし、組み立て後に解放されるようにしてもよく、或いは、全く解放されなくてもよい。
【００３５】
図１３は、以下に説明される半導体プロセス技術により製造された、キャリア１０Ｅ内の部品２０Ｅ、２１Ｅ、２２Ｅ、２３Ｅ、及び２４Ｅを示す。部品には、その中心点に穴３０Ｅを設けて、キャリアから解放されると、この周りを部品が回転するようにすることができる。ピン４０Ｅもまた、半導体プロセスを用いて製造されるが、これらは、それ自体のキャリアにおいて製造されてもよい。ピン４０Ｅは、多くの役割を果たすが、その役割には、垂直に積み重ねられた部品（図示せず）間の力の伝達、部品の安定化、及び積み重ねられたキャリア（図示せず）の位置合わせに対する補助がある。部品５０Ｅ上に示される穴は、図１１に表わされるキャリア１０Ｄ内に定められた部品のピン４０Ｄと嵌合する。
【００３６】
図１４は、キャリアから解放された、図１３に示されるような部品を示す。部品は、組み立て前に解放されるようにしてもよいし、組み立て後に解放されるようにしてもよく、或いは、全く解放されなくてもよい。
【００３７】
図１５は、以下に説明される半導体プロセス技術により製造された、キャリア１０Ｆ内の部品２０Ｆ、２１Ｆ、２２Ｆ、２３Ｆ及び２４Ｆを示す。部品には、その中心点に穴３０Ｆを設けて、キャリアから解放されると、この周りを部品が回転するようにすることができる。部品５０Ｆ上に示される穴は、図１１に表わされるキャリア１０Ｅ内に定められた部品のピン４０Ｅと嵌合する。
【００３８】
図１６は、キャリアから解放された、図１５に示されるような部品を示す。部品は、組み立て前に解放されるようにしてもよいし、組み立て後に解放されるようにしてもよく、或いは、全く解放されなくてもよい。
【００３９】
図１７は、キャリア１０Ｄがキャビティ１００内に位置合わせされた状態を示す。位置合わせは、部品自体の穴３０Ｄと嵌合するキャビティ内のピン１１０等の内部手段により行うことができる。表わされていないが、ピン１１０は、さらに、キャリア自体の穴により位置合わせすることができる。位置合わせは、キャリア１０Ｄをキャビティの側壁１２０と位置合わせすることによる外部手段によって行うことができる。
【００４０】
図１８は、積み重ね後のキャリア１０Ｄ、１０Ｅ、及び１０Ｆを示す。キャリア１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆは、図１２、図１４、及び図１６に示す部品を所定の位置に残したまま除去することができる。キャビティ１００は表わされていないが、アセンブリは、最終アセンブリ又はサブアセンブリとして、キャビティ１００内に残るようにしてもよいし、或いはキャビティ１００から取外してもよい。
【００４１】
図１９は、キャリア１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆから取外された組み立てられた部品がキャビティ１００内に残っている状態を示す。他の場所で形成された部品を使用するさらに別の工程を用いて、ＭＥＭＳアセンブリを他のアセンブリ、駆動システム、及びＭＥＭＳに接続することができる。
【００４２】
図２０は、キャビティ１００の外の図１９のアセンブリを示す。
【００４３】
本発明は、同じ基板上に駆動機構又は組み立て機構を設け、種々の部品を１つ又はそれ以上の多階層（ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌ）システムに組み立て、こうしたアセンブリを別のアセンブリの中に（又は上に）配置するので、こうした構成を最適化するためには、標準的なＣＭＯＳの製造設備特有の製造ステップを用いることを必要とする。従って、既存のＣＭＯＳの製造ステップを用いるプロセス・フローの概要が以下に説明される。
１．キャビティ構造及び位置合わせ構造をパターン形成し、エッチングする。
ａ．Ｓｉ基板を準備する
ｂ．通常のフォトリソグラフィを用いてパターン形成する
ｃ．通常のＲＩＥを用いてエッチングする
ｄ．位置合わせ構造及び側壁を傾斜させて、位置合わせを助け、静止摩擦を避けることができる
【００４４】
２．キャリア及び部品がその上で加工される犠牲層を堆積する。
ａ．犠牲層はＳｉＬＫ（Ｒ）、ＤＬＣ、又は通常の酸化物又は金属とすることができる。（ＳｉＬＫ（Ｒ）とは、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．が製造する半導体誘電体材料である。）この材料は、Ｐｏｒｏｕｓ  ＳｉＬＫ（Ｒ）の名称でも知られる種々の組成の製品を含む。これは、ガンマ・ブチロラクトン、独自のＢステージ・ポリマー、及びメシチレンで構成されたポリマー樹脂である。優先的に用いられる別の材料は、ダイヤモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、すなわち、或る比率の炭素原子が、ダイヤモンドと同様に結合され、いろいろな意味でダイヤモンドと似通っているコーティングを含む非晶質炭素である。
ｂ．厚さは、後続の部品を完全に解放することができるように、１乃至１０μｍである。
【００４５】
３．キャリア、部品、及び部品上のピンを含む層を堆積する。
ａ．ＳｉＮを、ＲＩＥ停止部として、及び付着特性のため堆積する（５００乃至５０００Å）
ｂ．ＳｉＯ２をベース誘電体層として堆積する
ｃ．ＳｉＮ層を堆積する
ｄ．部品上のピンのために、任意選択でＳｉＯ２層を堆積する
ｅ．通常のフォトリソグラフィをＳｉＯ２層及びＳｉＮ層に用いて、ピンをパターン形成し、エッチングする
ｆ．通常のフォトリソグラフィをベース誘電体層に用いて、キャリア及び部品をパターン形成し、エッチングする
ｇ．電気的構造体のために、ベース誘電体層をパターン形成しエッチングすることができる
ｉ．通常のフォトリソグラフィを用いてパターン形成する
ｉｉ．通常のＲＩＥを用いてエッチングする
ｉｉｉ．通常のＰＶＤプロセスを用いてライナー・シード層を堆積する
ｉｖ．通常のＣｕ電着を用いて充填する
ｖ．通常のプロセスを用いてＣＭＰを行う
ｖｉ．ＳｉＮ封止層（ｅｎｃａｐｓｕｌａｒｉｏｎ）を堆積する
【００４６】
４．犠牲層を除去して、部品がまだキャリアに取り付けられている状態で、該キャリアを解放する。露出された酸化性材料がない場合には、こうした材料は、酸素プラズマへの露出により除去される。有機材料の除去中に露出される酸化性材料がある場合には、Ｈ２／ＣＯ２／ＣＯ／Ｎ２型のプラズマ除去を用いることができる。当業者であれば、反応性イオン・エッチングの際、こうしたガス混合を容易に認識するであろう。
ａ．ＳｉＮをエッチングして、元の解放（リリース）層を２ａから露出する
ｂ．Ｏ２プラズマを用いて、部品の最終的な解放を実行する
【００４７】
５．組み立て目的のために駆動機構を起動させる。
ａ．通常の移送機構を用いて、個々のキャリアが組み立てキャビティに移動される。
ｂ．キャリアが、キャビティ内に置かれる／落とし込まれる（多くの可能性がある）、すなわち、
ｉ．ピニオン・ギアは、キャリア両側のラック上に乗る肩部を有することができる。
ｉｉ．ラックとピニオンとを用いてキャリアがキャビティ上で駆動されるとき、部品を保持しているキャリアは、ピニオン・ギアの肩部及びピニオンの肩部の下にある基板表面により水平方向に保持される。
ｉｉｉ．ギアは、キャリアのラックがピニオン・ギアを越えて駆動され、キャリアの後縁がキャビティの境界内にあるように位置決めされる。
ｉｖ．その結果、キャビティのエッチング中に形成された位置合わせピンにより、キャビティの底部にキャリアが位置決めされる。
ｖ．所望位置に達するまで、キャリアの少なくとも１つの側部が、基板の上面により上方に保持されるように、キャリアは、組み立て区域に対してオフセットされる。
【００４８】
６．アセンブリをキャビティ内に残しながら、部品をキャリアから解放する。
ａ．部品をキャリアに保持しているタブを除去するのに十分な定時的ドライ・エッチングを行う。
ｂ．キャリアは、最終アセンブリを妨害することなく、キャビティ内に残る。
【００４９】
上記の説明を読むことにより、当業者であれば、本発明の多くの変更及び修正が明らかであろうが、例示目的のために示され、述べられた特定の実施形態は、制限するものとして考慮することを意図するものではないことを理解すべきである。従って、好ましい実施形態の詳細に対する説明は、本発明にとって必要不可欠であるとみなされる特徴のみを挙げる特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、繊細な部品、特にＭＥＭＳデバイスの移送において幅広い利用可能性を見出し、生物医学業界、航空宇宙業界、自動車業界及び通信業界において広範囲の用途がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による組み立て区域の平面図である。
【図２】本発明による組み立て区域の断面図である。
【図３】組み立てられるべき部品を移送するキャリアの平面図である。
【図４】組み立てられるべき部品を移送するキャリアの断面図である。
【図５】組み立て区域の周りに配置された部品を含むキャリアの第１の実施形態を示す。
【図６】駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成を示す。
【図７】肩部を有するギアを表わす、図６に示す構成の側面図である。
【図８】駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成の実施形態を示す。
【図９】駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成の実施形態を示す。
【図１０】駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成の実施形態を示す。
【図１１】ギア及びスペーサを有するキャリアの斜視図を示す。
【図１２】キャリアから解放された後の、図１１に示すものと同じ部品を示す。
【図１３】垂直方向の位置合わせ及び組み立てのため及び組み立てられた部品を通る垂直方向の運動伝達のための接続ピンとソケットを追加的に示す。
【図１４】図１３の部品をキャリアから切り離した状態で示す。
【図１５】部品が搭載されたキャリアの第２の実施形態を示す。
【図１６】キャリアから解放された後の、図１５からの部品を示す。
【図１７】部品が搭載されたキャリアが組み立て区域に位置合わせされた状態を示す。
【図１８】組み立て段階中に現れる、複数の積み重ねられたキャリアを示す。
【図１９】最初に解放され、次いで組み立てられる部品を組み立て区域とともに示す。
【図２０】最初に解放され、次いで組み立てられる部品を組み立て区域なしで示す。
【図１】
2007517679.tif 000003
【図２】
2007517679.tif 000004
【図３】
2007517679.tif 000005
【図４】
2007517679.tif 000006
【図５】
2007517679.tif 000007
【図６】
2007517679.tif 000008
【図７】
2007517679.tif 000009
【図８】
2007517679.tif 000010
【図９】
2007517679.tif 000011
【図１０】
2007517679.tif 000012
【図１１】
2007517679.tif 000013
【図１２】
2007517679.tif 000014
【図１３】
2007517679.tif 000015
【図１４】
2007517679.tif 000016
【図１５】
2007517679.tif 000017
【図１６】
2007517679.tif 000018
【図１７】
2007517679.tif 000019
【図１８】
2007517679.tif 000020
【図１９】
2007517679.tif 000021
【図２０】
2007517679.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月12日(2007.1.12)
【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】
複数の部品（５０）を一体的に保持する少なくとも１つのキャリア（１０）と、
位置合わせ手段が設けられたキャビティを有する組み立て区域（１００）と、
前記少なくとも１つのキャリア（１０）を前記組み立て区域（１００）に移動させるための移送手段（２００、２５０）と、
を備えるオン・チップ・システム。
【請求項２】
前記キャビティが基板内に形成され、前記部品を収める前記キャリアを前記キャビティ内の位置に導くための複数のポストが前記キャビティ内に設けられた、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項３】
前記部品を前記キャビティ内の位置に導くための複数のポストが前記キャビティ内に設けられ、前記部品が、予め割り当てられた順番で積み重ねられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項４】
前記位置合わせ手段が前記キャビティの側壁である、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項５】
前記部品が、機械的タブ（７０）により前記キャリアに取り付けられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項６】
前記機械的タブ（７０）が、等方性エッチング、前記タブの機械的破壊を生じさせる電流、及びレーザ切除のいずれかの方法によって除去される、請求項５に記載のオン・チップ・システム。
【請求項７】
前記キャリア及び前記部品が作られた材料に対して選択的にエッチングされる材料を用いて、前記キャリアと前記部品との間の間隙を充填することにより、前記部品が前記キャリアに取り付けられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項８】
前記部品及び前記組み立て区域が同時に製造され、前記キャリア及び前記部品が最初に製造された前記組み立て区域とは異なる組み立て区域において組み立てられる、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項９】
前記移送手段が駆動手段により制御される、請求項１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１０】
前記駆動手段がギアに連結されたくし型駆動装置を含む、請求項９に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１１】
前記ギアが前記キャリア上の噛み合い歯に係合する、請求項１０に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１２】
前記ギアに、前記キャリアを安定させるための肩部が設けられた、請求項１１に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１３】
前記肩部が、前記キャリアの両側に配置された前記噛み合い歯の上に乗る、請求項１２に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１４】
それぞれが複数の部品を保持する複数のキャリアであって、前記部品が前記それぞれのキャリアと一体になっている、複数のキャリアと、
位置合わせ手段が設けられたキャビティを有し、前記位置合わせ手段が、前記キャリアを積み重ねるための手段をさらに含む、組み立て区域と、
前記複数のキャリアを前記組み立て区域に移動させるための少なくとも１つの移送手段と、
を備えるオン・チップ・システム。
【請求項１５】
前記位置合わせ手段及び前記キャビティの側壁が、前記キャリアの位置合わせを助けるために傾斜されている、請求項１４に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１６】
前記組み立てられた部品が独立型デバイスとして基板に移動される、請求項１４に記載のオン・チップ・システム。
【請求項１７】
前記組み立てられた部品が、同様な種類のサブアセンブリに付加されるサブアセンブリとして移動される、請求項１４に記載のオン・チップ・システム。
【国際調査報告】
2007517679.tif 000023
2007517679.tif 000024
2007517679.tif 000025