(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に所望の３次元ニチノール構造体の開窓に対応する溝パターンを深掘り反応性イオンエッチングするステップと、
前記溝付き半導体基板の表面にリフトオフ層を堆積するステップと、
前記リフトオフ層を覆って第１のＮｉＴｉ層を堆積するステップと、
前記第１のＮｉＴｉ層を部分的に被覆するために、前記所望の３次元ニチノール構造体の管腔に対応する犠牲層をシャドウマスクを介して堆積するステップと、
前記シャドウマスクを除去するステップと、 
前記犠牲層の上に第２のＮｉＴｉ層を堆積するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１及び第２のＮｉＴｉ層が前記半導体基板から切り離されるように、及び前記管腔が前記得られる３次元ニチノール構造体に形成されるように、前記リフトオフ層及び前記犠牲層を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記リフトオフ層を堆積させるステップは、銅又はクロムのリフトオフ層を堆積させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記犠牲層を堆積するステップは、クロム犠牲層を堆積するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のＮｉＴｉ層の堆積に先立って、前記シャドウマスクのほぼ反転イメージである逆マスクを介して前記第１のＮｉＴｉ層の上へアルミニウム接着層を堆積するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アルミニウム接着層が前記第１のＮｉＴｉ層を前記第２のＮｉＴｉ層に接合させるように、前記アルミニウム接着層を加熱するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記３次元ニチノール構造体の管腔の中にマンドレルを挿入するステップと、前記第１及び第２のニチノール層を結晶化するために前記３次元ニチノール構造体が前記マンドレル上にある間に前記３次元ニチノール構造体を加熱するステップと、をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記３次元ニチノール構造体は分流器ステントカバーであり、分流器ステントを前記分流器ステントカバーで被覆するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年１０月２３日出願の米国特許仮出願第６１／８９４，８２６号、及び２０１３年１０月２８日出願の米国特許仮出願第６１／８９６，５４１号に対して優先権を主張するものである。これらの出願は、その内容全体が参照により本願明細書に組み込まれている。
【０００２】
（連邦政府支援の研究又は開発に関する声明）
本発明は、米国国立衛生研究所（ＮＩＨ）によって授与されたＮＩＨの助成金１‐Ｒ４１‐ＮＳ０７４５７６‐０１の下で政府の支援を受けて行われた。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
【０００３】
（技術分野）
本開示は、一般に血管内デバイスに関し、より詳細には、ニチノール薄膜技術を用いた、頭蓋内動脈瘤の治療のために使用されるデバイスの製造に関する。
【背景技術】
【０００４】
ニチノールに機械的応力を加えることで、変態温度より上であるにも関わらず、オーステナイト相から少なくとも部分的にマルテンサイト相に遷移させることができる比較的狭い温度帯域が存在する。ニチノールのこの特性は、超弾性と呼ばれ、その名前が示唆するように、超弾性ニチノールは従来の金属合金に比べて非常に可撓性があるという点で、非常に有利である。応力を除去しかつニチノールが変態温度以上である場合、ニチノールは、オーステナイト相へ戻り、その応力を受けていない元の形状をとることになる。例えば、円筒形のニチノールステントは、カテーテルを用いて血管内に入れて送達することができるように、超弾性状態へ変形させることができる。ステントは、カテーテルから解放されると、血管内で元の円筒形状に戻る。ニチノールは、このように形状記憶合金としても示される。
【０００５】
１つの用途において、ニチノールを用いて、脳動脈瘤の部位で血管内に配置可能な神経血管分流器ニチノールステントを組み立てることができる。分流器ステントは、本質的に動脈瘤の形成前の血管の形状をとり、その後で動脈瘤は血流から遮断される。分流された動脈瘤の血液は凝固し、これが動脈瘤を無力化する。このような分流器療法は大変期待を持てるが、その適用は極めて困難である。冒された脳の血管は非常に小さい場合があり、例えば、ステント留置される血管は、わずか３ミリメートルの直径を有する場合があるので、それらは非常に繊細で破裂しやすい。従って、バルーン拡張ステントは、神経血管用途には非常に危険である。対照的に、超弾性ニチノールステントは、はるかに安全であり、生体適合性でもある。
【０００６】
動脈瘤を塞栓するために、分流器ステントは分流器カバーで覆われている。分流器カバーは、２つの相反する目標を満たす必要がある。一方では、血液がうっ血し、それによって凝固するように、分流器カバーは、動脈瘤への血流を阻害するべきである。従って、完全に密閉されたカバーは、このような目標を最も良く満たすことになる。他方、動脈瘤は、ステント留置する領域から分岐する様々な支流血管に隣接している場合がある。これらの支流血管が分流器ステントカバーにより塞栓される場合、患者は、虚血性脳卒中、潜在的に壊滅的な合併症を被ることがある。これらの相反する目標を達成するために、分流器カバーは、血液が分流器ステントから、そうでなければ閉塞してしまうことになるあらゆる支流血管へ逃れることを可能にする、薄膜ニチノール（例えば、厚さが５０ミクロン以下）でできた微細ワイヤメッシュを含むことができる。長さが１００〜３００ミクロンの穿孔を備える微細ワイヤメッシュの薄膜分流器ニチノールステントカバーは有望である。微細ワイヤメッシュ中の「ワイヤ」は、分流効果を助けるワイヤのエッジなので、かなり薄くなければならない（例えば、直径５〜２０ミクロン）。しかし、微細ワイヤメッシュの薄膜円筒状ニチノールステントカバーを形成することは、非常に困難である。
【０００７】
特に、薄膜ニチノールは、従来、シリコンのような適切な基板上にスパッタすることによって製造される。しかしながら、スパッタリングは、得られる薄膜ニチノールが、望ましいアモルファス状態とは対照的に、望ましくない結晶構造を有する傾向があるという点で問題がある。アモルファス膜は、アニールとして知られる工程で約５００℃に加熱することによって結晶化させることができる。このような結晶構造は、形状記憶合金の特徴であるオーステナイト相からマルテンサイト相への相変化を達成するために必須である。しかし、従来のスパッタリング技術では、多くの場合、柱状結晶構造を有する薄膜を形成することになる。柱状組織は互いに緩く結合しているだけなので、得られたフィルムは非常に脆く不適切である。従って、当技術分野では、その後にアニールによって結晶化可能な、確実に高品質のアモルファス薄膜を形成することのできる改善された薄膜ニチノール製造技術に対するニーズがある。
【０００８】
アモルファス薄膜ニチノールを形成することに関する困難はあるが、適切な薄膜ニチノールから形成される結果として得られるステントカバーは前述したように有窓であることが望ましい。薄膜に開口部を形成するために、フォトリソグラフィ技術を用いて膜をエッチングすることが一般的である。次に、得られた開口部は、エッチングされた薄膜ニチノールを延伸させることによって拡張され、得られたワイヤメッシュに織込みのないことを除いてチェーンリンクのフェンスに類似したワイヤメッシュを薄膜が形成するように、望ましい開窓を十分に広げることができる。ワイヤメッシュは、開窓と比較して相対的に細くすることができる。例えば、ワイヤ自体は直径わずか２０ミクロン又はさらに細くすることができるのに対して、開窓は約３００ミクロンの長さを有することができる。ウェットエッチングの解像力は比較的粗いので、ワイヤメッシュが望ましい細さ（例えば、直径５〜２０ミクロン）までエッチングされる場合には、メッシュは断裂や他の欠陥を生じやすい。
【０００９】
ニチノールがスパッタされる基板は離型層を含み、エッチングされた薄膜ニチノールは基板から取り除くことができる。しかし、エッチングされた薄膜ニチノールは、本質的に２次元である（比較的小さい厚さに由来する第３の次元を無視した場合に）。この２次元の薄膜は、円筒又は他タイプの３次元構造を形成するためには、何らかの方法でそれ自体に封止する必要がある。薄膜の一端部を他端部に封止するために、接着剤又は縫合を利用することが公知である。しかし、ニチノールは接着剤では接合が不十分である。同様に、対向する端部の縫合もまた、結果として得られるワイヤメッシュが比較的小さな寸法である場合は問題がある。
【００１０】
三次元構造を形成するためにニチノールの層を接合することに関する困難性を考慮して、円筒状のニチノール膜を形成するために、円筒状のマンドレルにニチノールを堆積させることも公知である。しかし、このような堆積は、マンドレルがただ１つの円筒形構造をもたらすだけなので、大量生産には適していない。対照的に、従来のプレーナ技術は、ウェハ基板に亘って同時に各種円筒形構造を大量生産することができる。さらに、マンドレル上の堆積は、その後でマンドレルから取り除く際に窓形成する必要がある固体膜を作り出す。得られる円筒状の構造は、フォトリソグラフィ的なエッチングに適していないので、レーザを使用して窓形成され、これは比較的粗い特徴をもたらす。従って、当技術分野では、微細ワイヤメッシュの薄膜ニチノールの３次元構造を製造するための改善された技術に対するニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）技術を用いて形成されるドライエッチ・トレンチを有する基板上に、ニチノール及び犠牲材料の複数層を堆積させる工程により、上記欠点を解消する３次元薄膜ニチノール（ＮｉＴｉ）デバイスを製造すること。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示の一実施形態による、シリコンウェハ基板及び関連する構造の一部を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの一部分のより詳細な図である。
【図１Ｃ】図１Ａの別部分のより詳細な図である。
【図１Ｄ】ニチノール層堆積の前の、破線Ｄに沿った図１Ｂのシリコンウェハ基板の断面図である。
【図２】一実施形態による、シリコンウェハ基板及び構造の一部を示す断面図である。
【図３】一実施形態による、シリコンウェハ基板上に形成された構造の実施例を示す斜視図である。
【図４】一実施形態による、シリコンウェハ基板上に形成された構造の変形例を示す概略ブロック図である。
【図５】１又は２以上の実施形態による、シリコン基板上に構造を形成するための方法を示す流れ図である。
【図６】アルミニウム接着層を用いて３次元ニチノール構造を形成するステップを示す図である。
【図７Ａ】ニチノールステントカバーにおいて拡張された菱形開窓を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａの隣接する開窓の間の長手方向交点の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示の実施形態及びそれらの利点は、以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解される。１又は２以上の図面で示す同様の要素を特定するために同様の参照数字を使用し、図面に示すものは実施形態を例示するためであって、それらを限定するためではないということを理解されたい。
【００１４】
本明細書に開示する技術及び構造は、円筒状ニチノール膜構造体の経済的で大規模な生産を合理的なコストで達成する。低コストの大量生産を提供するために、半導体ウェハ基板上にニチノール膜をスパッタ堆積する。従来技術では、得られたフィルムは、所望の開窓を形成するためにフォトリソグラフィ技術を用いてエッチングされていた。対照的に、本明細書に開示する膜は、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）技術を用いて形成されたドライエッチ・トレンチを有する基板上に、スパッタ堆積される。基板のトレンチは、エッチングされた基板上に堆積されて結果として生じる薄膜ニチノールにおいて、所望の開窓に対応する。基板の深掘り反応性イオンエッチングは、開窓を形成するための従来のウェットエッチング技術と比較して、非常に有利である。例えば、深掘り反応性イオンエッチングは、かなり高精度であり、従って、わずか１ミクロンの精度で特徴部を形成することができる。さらに、ウェットエッチング技術は、円筒形のステントカバーなどの３次元構造を構築するために他の膜に接合することを妨げる、ニチノール膜上の残留物を残していた。これとは対照的に、基板の深掘り反応性イオンエッチングは、その後のニチノール膜堆積から完全に分離しており、従って、膜の汚染を一切生じない。
【００１５】
パターニングされたシリコンウェハ上に膜をスパッタした後で、クロム層などの犠牲層をエッチング除去することによるリフトオフ工程を用いて膜を取り去ることができる。このリフトオフ工程を犠牲材料の層によって分離されたニチノールの多層堆積と組み合わせることにより、円筒形のステントカバーの製造が可能となるが、そのステントカバーは、２つの層がそれらの長手方向の縁部に沿って接合しているので、得られる接合層は広げて円筒を形成することができるという意味で３次元である。
【００１６】
クロム・リフトオフ層の堆積のために、パターニングされた基板を準備する。クロム・リフトオフ層上へ第１ニチノール膜を堆積した状態で、第１ニチノール膜上にマスクを通してクロムの犠牲層を堆積することができる。マスクは、第１ニチノール膜がそれに沿って第２ニチノール膜に接合される長手方向縁部を除いて、実質的に基板のパターン領域のすべてを被覆する。その後の第２ニチノール膜の堆積は、その結果、クロム犠牲層と第１ニチノール層のマスクされていない長手方向縁部の両方を被覆する。完成したメッシュは、クロム・リフトオフ層及び犠牲クロム層のエッチングによって基板から取り去ることができる。マンドレルを用いて、アニール温度に加熱することにより、メッシュを所望の円筒形に形状設定することができる。
【００１７】
第２ニチノール層の堆積に関する主要な問題は、本明細書で解決される。特に、ニチノールは大気に曝されるとすぐに酸化表面層を形成することに留意されたい。この酸化層は、追加のニチノール層への接合に対して非常に抵抗性である。従って、酸化層の形成を防止するために、全工程中で真空を維持しながら、第１ニチノール層をマスクして犠牲クロム層を堆積し、マスクを取り去って第２ニチノール層を堆積することができる。しかし、このような処理手順は、真空を維持しながら、マスクを位置合わせした後にマスクを取り去ることは、もちろん非常に煩雑である。全製造ステップに亘って真空を維持することを不要にする、特に好都合なアルミニウム接着層を本明細書に開示する。これに関して、第１ニチノール層を堆積させることはできるが（もちろん、真空チャンバ内で行われる）、マスクを適用する間に真空解除となる場合がある。その後の犠牲クロム層の堆積は、真空チャンバ内で行われる。従って、真空を維持することなくマスクを取り去り、逆マスクを適用することができる。その名称によって暗示されるように、逆マスクは、クロム犠牲層を堆積するために使用されるマスクの相補物となる。従って、逆マスクは、それに沿って第１ニチロール層がまだ堆積されていない第２ニチロール層に接合することになる、第１ニチノール層の長手方向縁部を露出させるので、これらの縁部をアルミニウム層で被覆することができる。
【００１８】
アルミニウム層を堆積した状態で、第２ニチノール層を真空チャンバ内でスパッタ堆積することができる。従って、２つのニチノール層は、２つのニチノール層が接合される長手方向縁部に沿ってアルミニウム層によって分離される。アルミニウムが部分的に溶融するように、得られた構造を約５００〜６００℃に加熱することができるので、このアルミニウム層は非常に好都合である。酸化したアルミニウム表面とは対照的に、溶融アルミニウムは、非常に化学反応性であり、活発に両方のニチノール層と結合する。このようにして、第１ニチノール層上に酸化層を形成するにもかかわらず、２つのニチノール層は互いに接合される。マスク位置合わせ及び他のステップを助けるために真空を破壊することができるので、製造コストが大幅に低下する。さらに、アルミニウム層の２つのニチノール層に対する化学結合は、非常に確実な結合を可能にする。前述したように、従来の代替例は、２つの層を接着するか又は縫合することであったが、これは生産性の観点から、並びに接着剤の生体適合性問題又は縫合により生じる問題に関して、全く不十分である。
【００１９】
ニチノール層の堆積自体に問題がある。従来、ニチノール層は、柱状結晶構造の形成に起因して不適当に脆性であった。もしくは、ニチノールは、結果として生じた張力により基板表面に亀裂を生じる又は破壊することのある不適当な引張歪みを有するように堆積される場合がある。本出願人は、製造パラメータの非常に狭い範囲が高品質の膜をもたらすということを発見した。これに対し、これらのパラメータ外での製造は、過度に脆弱な材料又は望ましくない引張歪をもたらす。本明細書でさらに説明するように、これらのパラメータに関しては、スパッタリング電力、スパッタリングターゲットと基板との間の距離、及びＡｒ圧が重要である。
【００２０】
図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、及び１Ｄは、１又は２以上の実施形態による、シリコンウェハ基板１００の一部を示す。図１Ａに示すように、薄膜層１０１は、例えば、スパッタリングを用いてシリコン基板１００の上に堆積することができる。基板の表面は平坦なので、得られる薄膜層１０１も平坦である。図２の断面図から分かるように、層１０１は、最初に基板１００の表面上に堆積されるリフトオフ層１１５を含む。第１のＮｉＴｉ層１２１は、リフトオフ層１１５を被覆する。この第１のＮｉＴｉ層１２１は、得られるステントカバー（図示せず）の半分を形成する。ステントカバーの残り半分は、犠牲層１１６により第１のＮｉＴｉ層１２１から部分的に分離された第２のＮｉＴｉ層１２２によって形成される。犠牲層１１６は、最終的には得られるステントカバーの管腔（ｌｕｍｅｎ）となるものを形成する。ＮｉＴｉ層１２１と１２２は、得られるステントカバーの長手方向の縁部に沿って、従って、犠牲層１１６の長手方向の縁部に沿って接合していない。これらの長手方向縁部１１２は、ステントカバー１１４を形成するために犠牲層１１６を除去した後で、図３に示されている。ステントカバー１１４に対する管腔１２５は、除去された犠牲層１１６に代わって存在している。
【００２１】
神経学的用途のステントカバーとして機能するために、ステントカバー１１４は、開窓１０６を有する必要がある。図１Ａを再び参照すると、薄膜層１０１が、その後で形成される各ステントカバーに対する開窓パターン１０４を備えるように、基板１００を構成することができる。また、これらの開窓パターン１０４は、開窓１０４が基板１００上に折り畳まれた形態であるという点で、フィッシュ１０４として示すことができる。マイクロフィッシュと同様に、各フィッシュ又は開窓パターンは、ステントカバーが十分に開窓を広げるように拡張される際に得られる開窓を効果的にコード化する。従って、基板１００上のフィッシュ１０４の数は、１つの所定製造バッチで製造されることになるステントカバー１１４の結果として得られる数を決定する。
【００２２】
フィッシュ１０４の拡大図を図１Ｂに示す。この段階での開窓１０４は拡張されていないので、狭い柱状孔の形態である。孔の１つの柱は隣接する柱に対して千鳥状に配列されているので、開窓１０４が後で拡張される際に結果として得られるステントカバーは、「チェーンリンクのフェンス」のメッシュパターンを有する。本明細書でさらに説明するように、このようなメッシュパターンは、分流器ステントカバーに対して非常に好都合である。
【００２３】
図１Ｄは、図１Ｂのフィッシュ１０４の断面図を示す。しかし、図１Ｄには、薄膜層１０１がまだ形成されていない。フィッシュ又は開窓パターンを作り上げる所望の開窓を形成するために、基板１００は、深掘り反応性イオンエッチング工程を用いて形成された対応する溝１６０を備える。ランド１７０は、隣接する開窓の間のワイヤメッシュを形成することになる後続の薄膜層１０１を支持する。図１Ｂを再び参照すると、各開窓１０４（拡張される前の）は、幅が約５〜２０ミクロンで長さが約３００ミクロンとすることができる。各ランド１７０もまた、幅を約５〜２０ミクロンとすることができる。このようなランド幅は、得られるワイヤメッシュもまた約５〜２０ミクロンの幅を有することを意味する。ワイヤの深さは薄膜層１０１の深さに依存し、例えば、深さは５〜２０ミクロンとすることができる。しかしながら、これらの寸法は単なる例であり、別の実施形態では変更できることが理解されるであろう。
【００２４】
トレンチ又は溝１６０は、一実施形態では深さが５０ミクロンとすることができる。リフトオフ層１１５及び犠牲層１１６を除去した後で、ＮｉＴｉ層１２１及び１２２は、１ｘ１０-7Ｔｏｒｒ未満の真空において５００℃、約１２分間で結晶化することができ、これによって、例えば、シリコン基板（例えば、シリコンウェハ基板１００）からリフトオフ可能な６ミクロン厚の微細パターニングされたニチノール薄膜シート（例えば、デバイス構成部品１１４）を作り出すことができる。
【００２５】
一実施形態では、ＤＣスパッタリング工程は、超高真空（ＵＨＶ）雰囲気（例えば、スパッタチャンバのベース圧力は５ｘ１０−８Ｔｏｒｒ未満に、アルゴン（Ａｒ）圧は約１．５ｘ１０-3Ｔｏｒｒに設定することができる）の下で、近等原子のＮｉＴｉ合金ターゲットの使用を伴う。ＮｉＴｉ膜（例えば、厚さ約６ミクロン、又は厚さ約２‐１２ミクロン）を毎分０．１ミクロンの堆積速度で作製するために、ＮｉＴｉの堆積中、加熱されたＮｉＴｉターゲットに隣接させてシリコンウェハを回転させる（組成の変動を最小化するために）。
【００２６】
図１Ａ及び１Ｃから分かるように、個々の網状フィッシュ１０４は、規則的なパターン（例えば、図１Ａの網状フィッシュパターン１０２）で離間させることができるので、個々のメッシュ１０４間の網状フィッシュパターン１０２における非窓形成スペースは、地図上のストリート（ｓｔｒｅｅｔ）に類似した領域１０８（ストリート１０８としても言及する）を形成する。ストリート１０８は、図１Ｄに示す溝１６０を作り出すＤＲＩＥ工程中に形成することができる。ストリート１０８のサイズ（例えば、１０００ミクロン）と開窓１０６（例えば、１０ミクロン）との間には、スケールでのかなりの差異が存在する場合がある。ストリート１０８と個々の網状メッシュ１０４の開窓１０６との間のスケールの差を利用する図１Ｃに示すマスク１１０は、容易に形成することができる。このように、マスク１１０は、少なくとも５０ミクロンの空間的な位置合わせ精度を有することができるので、ストリート１０８及び各個別フィッシュ１０４の長手方向縁部（図３の１１２）を約１０ミクロン又はそれを超える深さまで覆う。第１及び第２のＮｉＴｉ層１２１及び１２２は、マスク１１０によって被覆されるこれらの領域上で接合される。犠牲層１１６はマスク１１０を介して堆積されるため、この接合が生じる。マスク１１０が除去され、第２のＮｉＴｉ層１２２が犠牲層１１８の上に堆積されると、ＮｉＴｉ層１２２は、ＮｉＴｉ層１２１がマスク１１０により覆われていたどこであってもＮｉＴｉ層１２１上に堆積されることになるので、接触層１２１と１２２と間に接合部１１２（図２に示す）を形成することができる。別の実施形態では、本明細書で以下に説明するが、層１２１及び１２２の接合を促進するために、付加的な接着層を堆積させることができる。
【００２７】
犠牲層１１６は、マスク１１０を介して第１のＮｉＴｉ層１２１の上にスパッタ堆積させることができる。従って、マスク１１０は、犠牲層１１６（例えば、Ｃｒ）がストリート１０８上と網状フィッシュパターン１０２の各個別メッシュ１０４の長手方向縁部上とに堆積するのを防止する。ステントカバー１１４などの３次元物体を形成する工程全体は、犠牲Ｃｒ層１１６及びリフトオフ層１１５を除去するための完成した３次元物体のＣｒエッチを除き、化学的ウェットエッチの使用を必要としない。しかし、層１２１及び１２２は既にその時点で接合されているので、ウェットエッチングは厄介な問題を一切生じない。対照的に、開窓を形成するための従来技術のウェットエッチングは、ニチノール層の接合前に行われ、従って、第１のＮｉＴｉ層の結果的に生じる化学的汚染によってこの接合を妨げていた。完成した３次元物体を離型させる犠牲Ｃｒ層の最終エッチまでの工程作業のすべては、ＮｉＴｉ層１２１、１２２間の強力な接合部１１２を確保するために、大気に曝すことなく真空中で実行することができる（例えば、３次元デバイス１２４のデバイス構成要素１１４）。接着剤、レーザ溶接、又は縫合などの他の方法と比べて、接合部１１２の向上した品質及び強度は、例えば、ステントカバーデバイス１２４に対する付加的な信頼性と安全性とを提供することができる。
【００２８】
犠牲Ｃｒ層の最終的なエッチングにより、図３から分かるように、縁部で接合された（例えば、接合部１１２により）２つのＮｉＴｉ層間の管腔１２５を有するステントカバー１１４等のデバイスを作り出すことができる。図３に示すデバイスは、扁平に見えるが、３次元円筒と位相幾何学的に等価であることが分かる。例えば、図４から分かるように、管腔１２５はマンドレルの挿入によって拡張することができ、２つのＮｉＴｉ層（例えば、デバイス構成要素１１４）を形状設定して（例えば、アニールにより）、２つのＮｉＴｉ層（例えば、デバイス構成要素１１４）間に接合部１１２を有する円筒形ステントカバー１２４を形成することができる。２つの層間の接合が強いため（例えば、ＮｉＴｉ材料自体の強度に近づく）、接合部１１２は、個々の層の厚さほどに狭い幅を有することができる。それゆえに、接合部１１２は、移植用のカテーテル内へのステントカバー１２４の挿入に対して有意な障害を呈しないであろう。
【００２９】
図５は、１又は２以上の実施形態による、例えば、基板から構造体を離型させる以外、ウェットエッチングなしでシリコン基板上に３次元構造を形成するための方法５００を示す。方法５００の説明は、個別の網状フィッシュメッシュ１０４又は単一のデバイス１２４の製造に言及しているが、例えば、図５の方法を用いて多くのデバイス１２４を同時に製造可能であることが、図１Ａから分かる。
【００３０】
ステップ５０１で、上述のように、例えば、電子ビーム蒸着又はＰＥＣＶＤを用いて、シリコン基板が高真空に又は超高真空下に保持され続けている間に、スパッタチャンバでＣｒ（或いは他の犠牲層又はバリア層）の第１犠牲層（例えば、図２に示すリフトオフ層又は剥離層１１５）をシリコン基板（例えば、シリコンウェハ基板１００）上に堆積させることができる。その後、エッチング除去すると、リフトオフ層は、基板（例えば、シリコンウェハ基板１００）からデバイス１１４などの完成品を離型させることができ、従って離型層として言及することができる。リフトオフ層は、スパッタ堆積のクロム１７００〜３０００オングストロームとすることができる。
【００３１】
リフトオフ層の堆積に先立って、前述したように、最初に（例えば、堆積前に）、デバイス１１４などの完成品の構造（例えば、メッシュ開窓）に対応する、網状フィッシュパターン１０２の開窓又は他の表面特徴部に対応することになる溝又はトレンチをエッチングする（例えば、ドライエッチング又はＤＲＩＥを用いて）ことによって、ステップ５０１で基板を準備する。ステップ５０１及び後続のステップ５０２から５０６の全ては、全堆積が完了するまで、方法５００のステップ５０３及び５０５などのシャドウマスクを操作する作業中でさえも、スパッタチャンバ内の真空下に真空を解除する（或いは真空チャンバから基板ウェハ又はデバイスを取り去る）ことなく基板を保持し続けている間に実行することができる。
【００３２】
ステップ５０２で、ＮｉＴｉの第１層（例えば、図２に示す層１２１）は、１又は２以上のスパッタリング又は他の技術を用いて堆積することができ、その実施例は前述の通りである。この第１層（並びにＮｉＴｉの第２層も）の厚さの実施例は、３〜５ミクロンである。
【００３３】
ステップ５０３で、シャドウマスク（例えば、マスク１１０）は、基板上、及び離型層１１５及びＮｉＴｉの第１層１２１等の先に堆積した層上に配置することができる。シャドウマスクの操作（例えば、配置、除去）は、基板及び先に堆積した層を真空下に維持することを中断させることなく実行可能である。シャドウマスクは、その後の第２のＣｒ犠牲層（或いは他の犠牲層又はバリア層）の堆積から、被覆された（又は遮断された）領域を保護することができる。マスクされた（被覆された）領域は、第２のＮｉＴｉ層１２２と接合部１１２を形成することを意図する第１のＮｉＴｉ層１２１の部分を含むことができるので、その同じ領域（例えば、個別網状フィッシュメッシュ１０４の縁部から約１０ミクロン幅まで）を第２の犠牲層の堆積後に露出させることができる。従って、マスク１１０がストリート１０８及び個別網状フィッシュメッシュ１０４の縁部から約５ミクロンから約１５ミクロンの幅までを被覆するように、マスク１１０は、５０ミクロンの空間的位置合わせ精度で配置することができる。
【００３４】
ステップ５０４で、上述のように、例えば、電子ビーム蒸着又はＰＥＣＶＤを用いて、シリコン基板が高真空に又は超高真空下に保持され続けている間にスパッタ（又は真空）チャンバで、Ｃｒ（或いは他の犠牲層又はバリア層）の第２犠牲層（例えば、図２に示す層１１６）をシリコン基板（例えば、シリコンウェハ基板１００）上に堆積させることができる。
【００３５】
ステップ５０５で、シャドウマスク１１０は、基板及び積み重なった堆積層から取り去ることができる。シャドウマスクの除去は、真空を解除することなく又は真空から基板及び積み重なった堆積層を取り去ることなく達成することができる。
【００３６】
ステップ５０６で、第２のＮｉＴｉ層（例えば、図２に示す層１２２）は、前述の実施例の１又は２以上のスパッタリング又は他の技術を用いて堆積することができる。このステップで、第２の犠牲層１１６によって露出されたままの領域に第２のＮｉＴｉ層１２２を堆積することで、第２のＮｉＴｉ層１２２を第１のＮｉＴｉ層に接合することができ、例えば、個別網状フィッシュメッシュ１０４の縁部に接合部１１２を形成する。
【００３７】
ステップ５０７で、犠牲層（例えば、第１の犠牲層又は離型層１１５及び第２の犠牲層１１６）の除去は、ウェットエッチを用いて行うことができ、真空チャンバの再加圧後に、又は真空チャンバから基板１００を取り去った後に行うことができる。犠牲層のエッチングは、基板からデバイス構成要素１１４を離型させることができ、第２の犠牲層１１６などの内部層を除去することができる。エッチングは、例えば、Ｃｒエッチング溶液中にシリコン基板ウェハ１００及び堆積層を浸漬するステップを含むことができ、縁部で接合された第１及び第２のＮｉＴｉの間で犠牲層が除去された管腔（例えば、図３に示す管腔１２５）を作り出すことができる。さらなる処理としては、例えば、図３に示す管腔１２５へマンドレルを挿入することによって、図４に示すようにデバイス１１４をより丸みを帯びた形状に成形するステップを含む、デバイス１２４を成形するステップを挙げることができる。デバイス１１４を所望の形状にして、前述したように、ＮｉＴｉ層を結晶化することができる。
【００３８】
また、一方のＮｉＴｉ層を他方のＮｉＴｉ層上に接合させることは、ＮｉＴｉが酸化された表面層を容易に形成する点で問題となる場合があることを理解されたい。この表面層は、一方のＮｉＴｉ層の他方のＮｉＴｉ層への接合を阻害する。この表面酸化層の形成を防止するためには、第２のＮｉＴｉ層１２２を第１のＮｉＴｉ層１２１に接合させる前に、第１のＮｉＴｉ層１２１を真空又は非酸化性環境に保つことが必要とされ、これは煩雑であり、製造コストを増大させる。例えば、高真空を維持しながらも、マスク１１０を適用して除去する必要がある。以下に述べる接着層は、そのような真空を全製造工程に亘って維持する必要性をなくす。ここで図６を参照すると、例示的な製造フローチャートに示すように製造コストを下げることができる。最初の３つのステップは前述した通りである。これに関連して、リフトオフ層１１５を基板１００に施工し、その後に第１のＮｉＴｉ層１２１及び犠牲層１１６の堆積が続く。しかし、第２のＮｉＴｉ層１２２を堆積する前に、逆マスク（図示せず）を用いてアルミニウム接着層を施工する。この逆マスクは、（その名称によって暗示されるように）犠牲層１１６を形成するために用いるマスク１１０の相補物である。言い換えれば、逆マスクは犠牲層１１６を被覆し、第１のＮｉＴｉ層１２１の非被覆領域を露出させる。アルミニウムは、その後に逆マスクを介してスパッタされて、接着層６００を形成することができる。接着層６００が施工されるので、第１のＮｉＴｉ層１２１は、マスク１１０を用いたマスキングとその後の逆マスクを用いたマスキングとの間で、大気に曝すことができる。このようにして、例えば、従来の半導体ピックアンドプレイス機器を用いて、真空チャンバの外部でマスクを施工することによってマスクの施工が大幅に促進されるので、製造コストは低下する。接着層６００の施工後に、前述のように第２のＮｉＴｉ層１２２をスパッタ堆積することができる。その後、リフトオフ層及び犠牲層の除去に先立って、ウェハ１００を約５００〜６００℃に加熱することができる。このような加熱はアルミニウムを部分的に溶かし、いくらかのアルミニウム酸化物を形成するにもかかわらず、このアルミニウムは非常に反応性となる。溶融した非酸化アルミニウムは、非常に反応性でＮｉＴｉ層に化学的に結合して、第１のＮｉＴｉ層上に酸化したＮｉＴｉ表面の形成にもかかわらず、非常に確実な結合をもたらす。
【００３９】
アルミニウム接着層を使用するか否かに関わらず、結果として得られるステントカバーは、従来のワイヤメッシュ手法よりかなり有利である。例えば、分流器ステントカバーとして機能する従来のワイヤメッシュは、直径が少なくとも３０〜４０ミクロンのワイヤを使用する。このように比較的太いワイヤは、望ましいメッシュを形成するために、隣接する要素の上又は下を縫うように進む必要がある。しかし、本明細書で説明される技術のメッシュは、ワイヤ交差に関して平坦である。その点に関して、柱状開窓は、長さ約３００ミクロンで幅約１５０ミクロンを有する菱形に拡張することができる。対照的に、菱形開窓を形成する得られたワイヤは、厚さがわずか５〜２０ミクロンである。菱形開窓の各「角部」はこのように比較的平坦なので、流体流れの無い領域が、各角部に形成される。このことは、先に示した柱状開窓１０４の拡張時に生じる菱形開窓を示す図７Ａに関して、より良く理解することができる。２つの菱形開窓の隣接する長手方向縁部に関して図７Ｂに拡大図で示すように、ワイヤメッシュは、得られた平坦なワイヤメッシュの隙間に、有利なことに望ましい凝固過程に寄与する領域７００及び７０５を形成するので、動脈瘤の分流が安全に達成される。このような隙間は、その比較的粗いワイヤの織込みのために、従来のワイヤメッシュカバーには存在しない。対照的に、図７Ｂのワイヤメッシュの幅Ｗは、１０ミクロン以下とすることができる。
【００４０】
前述したように、得られたニチノールが、堆積時に形成されている望ましくない柱状結晶構造のために脆くなりすぎる場合があるという点で、ＮｉＴｉ層１２１及び１２２のＤＣスパッタリングには問題がある。もしくは、堆積はアモルファス非晶質であるが、半導体基板表面を曲げる又は亀裂さえも生じるような引張歪を有する場合がある。高品質の膜を提供してこの従来技術の課題を解決するために、ＤＣスパッタリングは、以下のパラメータを用いて行うことができる。特に、真空チャンバ内のＡｒ圧は３ｍＴｏｒｒ以下、より好ましくは２ｍＴｏｒｒ以下とする必要がある。スパッタリング電力は、少なくとも１ｋＷ、より好ましくは少なくとも２ｋＷとする必要がある。最後に、スパッタリングターゲットと半導体基板表面との間の距離は、２インチと３．５インチの間とする必要がある。
【００４１】
本明細書に記述する実施形態は、本開示を例示するが限定するものではない。また、多くの変更及び変形が本開示の原理に基づいて可能であることも理解されたい。従って、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ最良に定義される。
【符号の説明】
【００４２】
１００  シリコンウェハ基板
１０１  薄膜層
１０２  網状フィッシュパターン
１０４  開窓パターン
１０６  開窓
１０８  非窓形成領域（ストリート）
１１０  マスク
【図１Ａ−１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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