(57)【要約】　　　（修正有）【課題】結晶化処理された機械的装置及びその方法並びにその製造システムを提供する。【解決手段】システム２０は、予定されて予め選択された処理をそれぞれ実行するように意図された１つ以上の機械的装置を製造するために種々異なる材料における内部の結晶化処理する方法を実行するために適用されている。該システム２０はコンピュータを意味するブロック２２と、該ブロック２２に適正に接続され、レーザービーム２６の機能的特性を明確にするための、光学又はマスク法を用いるビーム構造や光学的制御、滑らかな制御や環状の制御等のような、適当なレーザーの構成及びコントローラを表すブロック２４とを備えている。レーザービーム２６は、多数の異なる材料のどれか１つの内部の結晶化処理を行う。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性に関連した機械的特性を、選択的且つ制御可能に変化する出発材料から、予め決められた形態を処理する機械的装置を形成すると共に、該機械的装置に対し、予め選択された機械的な処理を行う完成された装置により実行するために望まれた、機械的特性を設定する形成方法であって、
上記出発材料の主要部を処理領域に配置する工程と、
上記出発材料の主要部において、望まれ且つ予め決定された装置の形態を形成するのに適していると共に、結晶性に関連した機械的特性の望まれた上記設定を確定するのに適している結晶粒領域を選択する工程と、
上記処理領域において、上記選択された結晶粒領域を、上記関連する機械的特性や上記結晶性の制御された変化と共に変化させる工程と、
上記処理により、上記選択された結晶粒領域における機械的特性の望まれた設定を達成する工程とを備えている、形成方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記出発材料は、アモルファス材料、ナノ結晶材料、マイクロ結晶材料、多結晶材料、及び塊材料の何れか１つにより形成されている、形成方法。
【請求項３】
請求項１において、
上記出発材料は、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、異方性誘電体材料、圧電体材料、銅、アルミニウム、タンタル、及びチタンの何れか１つにより形成されている、形成方法。
【請求項４】
請求項１において、
上記処理領域における出発材料の主要部の配置は、支持基板の表面上における材料の配置を含んでおり、
上記支持基板は、ガラス、石英、合成樹脂材料、金属箔材料、誘電体材料、及び圧電性材料の何れか１つから形成されている、形成方法。
【請求項５】
請求項１において、
形成された上記機械的装置は、ＭＥＭＳ装置である、形成方法。
【請求項６】
請求項１において、
上記材料の主要部は、設定された厚みを有する層により形成され、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程は、上記層における上記各結晶粒領域の所定位置毎に最底の深さまで、領域部分を溶融して再結晶化する工程を含んでいる、形成方法。
【請求項７】
請求項１において、
上記材料の主要部は、設定された厚みを有する層により形成され、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程は、上記層における上記各結晶粒領域の所定位置毎に最底の深さよりも浅い深さまで、結晶粒領域部分を溶融して再結晶化する工程を含んでいる、形成方法。
【請求項８】
請求項１において、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程は、領域の異なる部分を区別して識別する方法により行われ、
上記区別して識別された領域は、上記選択された結晶粒領域を変化させる工程の後に、異なる内部の特性を有している、形成方法。
【請求項９】
請求項１において、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程は、上記材料の主要部の表面へ向けられて制御されたエネルギービームにより行われる、形成方法。
【請求項１０】
請求項９において、
上記制御されたエネルギービームは、レーザービームにより構成されている、形成方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程中に、上記ビーム本体の衝突位置は、上記材料の表面から移動する、形成方法。
【請求項１２】
請求項１において、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程は、上記材料本体の反対側の表面へ向けられ、一組の制御されたエネルギービームにより行われる、形成方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
上記制御されたビームは、レーザービームである、形成方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記選択された結晶粒領域を変化させる工程中に、上記ビーム本体の衝突位置は、上記材料の反対側の表面から移動する、形成方法。
【請求項１５】
請求項１において、
結晶性の制御された変化は、内部の粒子の大きさの拡大をもたらす、形成方法。
【請求項１６】
部分的な機械的特性が内部の結晶性に綿密に結合している材料を、少なくとも部分的に選択することにより、処理固有の機械的装置を製造する方法であって、
上記装置のための適切な結晶構造を決定する工程と、
上記結晶構造を決定する工程に基づいて、完成した装置が意図された特定の処理を実行するための部分的な機械的特性の形態において、適正な分配を決定する工程と、
予め決定されている適正な、装置のための結晶構造と、決定して分配された部分的な機械的特性を生じると共に分配された部分的な結晶性の配置との双方を有する処理された領域を達成するのに適した結晶性の変更処理を、選択された材料の主要部に適用する工程とを備える、機械的装置の製造方法。
【請求項１７】
特別な処理を実行するために製造する特別な機械的装置を選択する工程と、
上記選択工程に関して、上記選択された装置のために、選択された特別の処理に適した上記形態の範囲で、３次元の形態と、内部の機械的特性の特徴とを決定する工程と、
装置の製造のための材料を選択する工程と、
上記選択された特別の処理のために決定された機械的特性を、望まれた領域の範囲で達成するために、選択された材料の範囲と、選択された装置の形態に応じた上記材料における上記領域の範囲とにおいて、選択的に且つ制御可能に、上記内部の結晶化処理する工程とを備えている、機械的な装置を製造する方法。
【請求項１８】
予め選択された処理に適した３次元の結晶粒形態を有する材料の主要部と、
上記材料の主要部の範囲で、制御、以前の処理、及び上記構造の変化の結果であり、且つ上記予め選択された処理を行うために上記主要部で機械的特性の適正さを確立する結晶性とを備えている、予め選択された機械的処理について使用するための機械的装置。
【請求項１９】
結晶性に関連した機械的特性を、選択的且つ制御可能に変化する出発材料から、予め決められた形態を処理する機械的装置を形成すると共に、該機械的装置に対し、予め選択された機械的な処理を行う完成された装置により実行するために望まれた、機械的特性を設定する環境温度下での製造方法であって、
上記出発材料の主要部を処理領域に配置する工程と、
上記出発材料の主要部において、望まれ且つ予め決定された装置の形態を形成するのに適していると共に、結晶性に関連した機械的特性の望まれた上記設定を確定するのに適している結晶粒領域を選択する工程と、
上記処理領域において、上記選択された結晶粒領域を、上記関連する機械的特性や、上記部分的にのみ材料の主要部の温度が上昇する情況、及び上記結晶性の制御された変化と共に変化させる工程と、
上記処理により、上記選択された結晶粒領域における機械的特性の望まれた設定を達成する工程とを備えている、環境温度下での製造方法。
【請求項２０】
結晶性に関連した機械的特性を、選択的且つ制御可能に変化する出発材料から、予め決められた形態を処理する機械的装置を形成すると共に、該機械的装置に対し、予め選択された機械的な処理を行う完成された装置により実行するために望まれた、機械的特性を設定する形成方法であって、
上記出発材料の主要部を形成する工程と、
上記形成された材料の主要部を、処理領域に配置する工程と、
上記処理領域の範囲で、上記望まれた結晶性に関連した機械的特性の設定を有することにより特徴付けられた内部の結晶状態を、選択された領域で確立するために、上記主要部に処理を適用する工程と、
いくつかの点で、この方法が行われている間に、上記望まれた材料の主要部から、予め決定された装置の形態を製造すると共に、この方法が完了するときに、上記望まれた形態が、上記選択された領域における材料の処理により、本質的に明確にされるように、上記予め決定された装置の形態を製造する工程とを備えている、形成方法。
【請求項２１】
より低い端部が単一結晶レベルの装置に及ぶ範囲の大きさの微小な機械的装置で、定義された処理を行う方法であって、
上記装置を製造するために、結晶性で定義されている機械的特性を有する材料を選択する工程と、
目標の３次元形態を選択する工程と、定義された処理を行う装置を達成するのに有効な機械的特性の設定とを選択する工程と、
上記選択された目標の形態と機械的特性の設定とを満たすように、上記選択された材料の適切な３次元の質の結晶化処理する工程とを備えている、方法
【請求項２２】
結晶性に関連した機械的特性を、選択的且つ制御可能に変化する出発材料から、予め決められた形態を処理する機械的装置を形成すると共に、該機械的装置に対し、予め選択された機械的な処理を行う完成された装置により実行するために望まれた、機械的特性を設定する形成システムであって、
上記出発材料の主要部を受けるのに適合された処理領域と、
上記処理領域で配置された出発材料の主要部に、制御されたレーザー照明のビームを向けることができるレーザー処理光源と、
上記システムにおける全ての関連する構成要素に結合可能であり、上記望まれた機械的装置の３次元の形態を定義することに対する出発材料の可能性の範囲で、局部的な結晶粒に、処理後に属している結晶化された構造で、形成されている意図された機械的装置のために、望まれた機械的特性を生ずる内部の結晶性の変化した特徴を、上記出発材料で、生じさせる方法により、上記処理領域で、出発材料の主要部の表面の上方の上記光源から照射されるレーザービームとの間で、衝突位置の並進移動を可能にするコンピュータ構造とを備えている、形成システム。
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、結晶化処理された機械的装置及びその方法並びにその製造システムに関する。
【０００１】
（発明の背景及び発明の概要）
近年、この発明は、低温技術、結晶化処理された装置、及び特に機械的装置、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）と呼ばれる電気機械的装置、積層された装置、複数の層においてモノリシックアレイに組織化された装置、について認識され、発展された新しい領域から生まれている。この発明は、装置及び応用の全く新しい可能性の領域を開いており、これまでになく、費用が安く好適に製造され、実用的且つ実用に適したものとなっている。この可能性のある装置の新しい領域から、多数の発明（その発明の一つがこの開示において特に掲げられものである）が、内部の結晶化処理において、異なる物質の広い多様性の大多数の中で作用するという認知から有効に生じている。そして、この新しい領域は、次のような製造を可能にする。すなわち、例えば、小型化（恐らく、小さい分子群から形成される大きさまで）、他用途化、制御性及び生産性の拡大化、精密化、安く製造し得る機械的、電気機械的及びＭＥＭＳ装置が可能となり、また、レーザ処理については、真空チャンバを必要としない室温の制御されていない環境で実現できる。
【０００２】
特に、この発明は、二次元や三次元の複合層や、積層されたアレイの集約において展開され得る、とても薄い機械的装置の建造に対し、比較的安く且つとても信頼性を高くするための重要な機会を提供する。これらの装置は、個別化された構成、単一装置の形態、装置のように配置されたモノリシックの単一層のアレイ、モノリシックアレイに類似した電気的装置及び機械的装置の結合、及び、垂直方向に一体化し集積された積層体及び複合装置の層、のように種々の異なる形態を獲得することができる。これらの構成は、単に、一般的な従来技術の処理及び技法によって達成されものではない。他の方法では損傷を受けて破壊されるであろうが、室温環境下での製造を可能とすることにより、層の下に形成された装置を含めて、層を支持する基板をたやすく使用することができる。
【０００３】
ここに開示された発明を支持する発見及び認知の技術分野は、種々の特性を有する硬い基板や、従来の代替材料（ポリマーや合成樹脂）、金属箔材料、及び構造材料のような大きな可撓性を有する基板の上に展開され得るアレイにおいて、半導体以外や半導体の材料、圧電性材料、及び誘電性材料等の、とても広い範囲の材料により実現され得る。加えて、本発明がなされたこの発展する技術分野は、種々の薄膜材料と同様に、大きい厚さの材料についても使用することができる。材料の後の部類に関しては、本発明の処理は、このように新しい機会の広い範囲の中で、機械的な特性を達成して提供するためには、本発明により提案された内部の結晶化処理に従って、他のもので実用化された特有の装置を形成して組織化する場合に、従来の薄膜処理技術に対して有利である。
【０００４】
この設定において、この明細書に開示された発明は、個別化されたものとして単一の装置であるか、又は、モノリシックに組織化された装置のアレイ、層型の配置の何れであっても、特に製品やこのような装置の製作に適した方法及びシステムと同様に、特に、結晶化処理された機械的装置に関連がある。本発明は、これらの構成を容易に変化させて、装置における有利な機械的特性を生み出し、とても困難な大きさに形成する目的で、例えば、異なる種類のレーザーと、内部の異なる材料の結晶性に有効な他の照明源とを使用するという独自の方法を提案する。そして、それは、従来の技術を経ても創造できるものではない。
【０００５】
図面や、後に続く記載により、本発明がいかに経済的に、他用途に、他種類の材料の構成及び装置への多様な適用に、（上述したように、）大きな装置から極度に小さい装置への対応に、そして、これらの装置の構成なしでは、レーザー処理によると複雑になるＭＥＭＳ装置の種々の形態に、また、特別に制御された処理環境や、典型的に室温よりも高い周囲の処理温度への適用の必要性に、役に立つものかを直ちに理解できるだろう。
【０００６】
このように、この発明が、添付の図面と共に読まれる発明の記述によってより充分に明らかになるに従って、その重要な改良と特別な貢献は、装置の製造の技術となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、まず初めに、概略的に示す図１において、２０は、システムであり、該システムは、本発明と、予定されて予め選択された処理をそれぞれ実行するように意図された１つ以上の機械的装置を製造するための全ての目的とに従って、種々の異なる材料における内部の結晶化処理する方法を実行するために、本発明に従って適用されている。上記システム２０には、適正にプログラムされたコンピュータを意味するブロック２２と、該ブロック２２に適正に接続され、２６に示される適正なレーザービームの機能的特性を明確にするための、光学又はマスク法を用いるビーム構造や光学的制御、滑らかな制御や、環状の制御等のような、適当なレーザーの構成及びコントローラを表すブロック２４とを備えている。レーザービーム２６は、後述するように、多数の異なる材料のどれか１つの内部の結晶化処理を行うために、本発明に従って用いられる。図１には、処理するための材料が、層形態を有する材料と共に、２８に概ね示されている。そして、該材料２８は、支持基板３０の上に適正に支持されている。該支持基板３０は、３次元の並進移動テーブル（駆動テーブル）３２に据えられ、固定されている。
【０００８】
テーブル３２は、図１でブロック３４に示される駆動システムに駆動接続されている。この駆動システム３４は、コンピュータ２２の制御の下で駆動される。上記駆動システムは、図１の右側に示されている軸のように、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸として知られる通常の３軸のそれぞれにおいて、コンピュータ２２に作用されると共に制御された状態で、テーブル３２と、該テーブル上に支持された材料とを並進移動させることができる。特に、テーブル３２の動きの制御は、コンピュータ２２に設けられている適正なアルゴリズム３６によって統制されている。このコンピュータ２２は、基本的に、装置の形態、及び選択されて選ばれた内部装置の機械的な特性に従って、処理のためのレーザービームを管理するために設けられている。そして、該コンピュータ２２のために、アルゴリズム３６が特に設計されている。
【０００９】
コンピュータ２２、コントローラ２４、アルゴリズム３６、及び駆動テーブル及び駆動システムの各構成の正確な性質は、本発明の一部を形成しない。それ故、そのさらなる詳細な説明は行わない。
【００１０】
基本的に、機械的装置の与えられた形を製造するためにシステム２０の操作において起こるものは、特に装置を組み立てる種類のユーザの選択であり、その装置のための適切な大きさと形態の選択であり、また、何が最も良く且つより適切である内部の機械的特性であるかという決定である。その機械的特性は、選択された処理を実行することについては、機能的な特性を発揮できるために、その装置において創り出すべきものである。一般的に、その材料は、その内部の結晶性が、その材料の機械的特性に近く関連しており、その材料以外では、特定の材料が、このような装置を製造するために選択することができる。特に、種々の適用可能な材料では、装置の設計された機械的特性を創造するために、レーザー処理により内部の結晶性を変更することができる。種々の材料に対し、本発明が都合良く且つとても好結果に働く点については、すぐに明らかになるだろう。しかし、これらの材料が、その先駆状態、換言すれば処理前の状態、については、アモルファス材料から、多結晶材料の種々のカテゴリーの範囲を通して、又はその範囲に、変化するという点について、注意するとよい。
【００１１】
例えば、本発明の実施例は、上記出発材料から始めることができる。該材料は、アモルファス材料、ナノ結晶材料、マイクロ結晶材料、多結晶材料、及び厚みのある材料の各カテゴリーのどれに対しても適切となり得る。これら全ての材料については、概して、初期に先駆状態で、決してたった１つの結晶ではない、内部の結晶性を有するものとして記載されている。
【００１２】
本発明により極めて有効に処理される材料は、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、異方性誘電体材料、異方性圧電体材料、銅、アルミニウム、タンタル、及びチタン等を含んでいる。この記載でさらに説明するために、発明の実施例の方針、及びその実施例から生ずる装置は、図１で２８に示す特定種類の材料として扱われる出発材料であるアモルファスシリコン材料について、層全体の深さの処理に関連して説明する。また、ここで詳しく説明すると、出発材料であるアモルファスシリコン材料は、図１で符号３０として示されているガラス基板上に適切に展開されている。その他の基板材料としては、石英、種々の金属、プラスチック、可撓性材料、構造材料等が含まれるのは勿論である。これら全ての材料は、出発材料であるシリコンの融点よりも低い温度であって、比較的低い融点（又は壊れる温度）として、ここで言及される温度を有している。
【００１３】
すでに上述したように、本発明の実施例は、小さい分子構造の大きさにまで、極端に小型化され、唯一形成されて構成された機械的装置の広い多様性を実現することができる。製造できる装置は、例えば、種々の環境にセンサーとして働く微小な機械的装置、化学的又は生物的事象、一般的な種々の運動要素、振動要素、リレースイッチ、及びその他の装置等の種々のＭＥＭＳ装置を含んでいる。
【００１４】
特にこの装置の３次元配置の形態については、多数の慣例的に知られた方法のいくつかにおいて実現され得る。最終的に製造された装置に三次元の明確さを与えるために、また、例えば、形成された材料の塊から１つの要素を取り出すために、そして／又は、装置のモノリシックアレイにおいて複数の装置を個別化する（実行する目的で）ために、用いられたその正確な処理は、本発明の特別な部分を形成しない種々の慣習的な処理の形成を獲得することができる。したがって、それらの処理については、ここでは詳細に説明しない。
【００１５】
ここで説明のために、初めに、レーザービーム処理を１つの側面に適用する、１つの微小な機械的カンチレバー装置の製造についての設定における処理について述べる。例えば、エキシマレーザーや、半導体レーザーや、連続波レーザーや、フェムトレーザー等の種々のタイプのレーザーを適用することができるが、エキシマレーザを使った実施形態として記載を続ける。
【００１６】
本発明による典型的な実施手段では、出発材料の厚みを有するアモルファスシリコン層が、例えば、約０．０５μｍから恐らく１．０μｍ以上の範囲において、基板３０のようなガラス基板の表面に、適切に形成され又は固着されている。このアセンブリは、適切な初期の調整が行われてテーブル３２に設けられると共に、エキシマレーザー２６のようなレーザービームに対して、相対的に並進移動される。そのレーザービームは、最底の深さで、小さい領域で、シリコン材料の瞬間の溶融と再結晶とを行うために、レーザービームの光源に比例する材料の変換中にパルス状になっている。適当なパルス数で駆動されて照射し、どのように及び何の外形を明らかにするかという点で、適当な滑らかさや加工の跡と共に、アモルファスシリコン材料の表面を打つ適切なエキシマレーザーは、コンピュータ２２、アルゴリズム３６及びコントローラ２４に制御されて、その表面へ向けられている。
【００１７】
望ましい最終物である内部の結晶性については、相互的な動きの点で、レーザーからのこのビームの衝突位置は、素早く製造するために、アモルファスシリコン材料の表面上で、定められた方向へ移動され、予め決定されて望まれた内部の結晶性を達成するために、設計された羅針において、最底の深さまでの溶融と再結晶とを行う。この手法におけるエキシマレーザーの使用は、材料の溶融が起こる特定の領域に対し、この高温の発生が局部的に閉じこめられる手法において、材料の処理を可能にする。とても小さく危険のない温度上昇が、基板３０のように、その周囲の領域で起こる。そして、通常の大気環境及び全くの室温において、全体の処理を行うことができる。
【００１８】
図２、図３及び図４は、レーザー処理のような手法へのいくつかの異なるアプローチを示している。図２に示すように、そのレーザービームは、支持基板３０から所定の間隔を設けられた上側のアモルファスシリコン材料の表面を打つ。処理された材料は、２７に暗く示されている。図３に示すように、両側面からの処理は、ガラス基板３０により与えられている透明部を通って、そのシリコン材料の下側を有効に処理するレーザービームと共に、その材料の反対側の側面に対して、作用し合う２つのレーザービームにより行う。このような両面からのレーザー処理は、実際上、その支持されたシリコン材料における反対側の側面で、溶融や再結晶化が同時に起こるのを許容し、それゆえ、各レーザーと共に、単一のレーザービームの影響下で起こすために、類似の処理に必要なエネルギーのほんの一部だけが要求される。マスクがビームによる形成に用いられると、この２つのレーザーのアプローチは、そのようなマスクがされ、高いレーザーの出力レベルで、重要な低落の問題となる典型的に高価な装置に対し、長期間の耐久性を促進させる。両側からの２つのビームによる処理は、他の方法では単一の処理ビームにより領域に到達するのが難しい処理を実行するために、有効なものとすることができる。
【００１９】
図４には、１つの側面からの処理が示されており、この場合において、その材料の底側の側面（つまり、支持基板側）から上記シリコン材料へ、処理のためのレーザービームが向けられている状態を示している。
【００２０】
図５は、上記シリコン材料に対する１つの方向からの処理であって、深さ全体に達しない処理を示しており、図５に示すように、その真下に設けられて処理されていない材料で構成された装置になる機械的装置を最後に形成するために用いられる。
【００２１】
図６、図７及び図８は、図２から図４までに示されるレーザー処理の種類を変更した異なる方法を示している。特に、レーザーの光源となり得る（必ずしもそうではないが）他の照明源からの照明３８による、追加された広い領域の照射に用いられる処理方法を示している。図６に示すように、その照明の照射は、レーザービーム２６と共に、そのシリコン材料の上面を打つ。そして、その照明の照射は、より低いエネルギーのレーザービームによる適正な最底の深さまでの処理を許容する上記シリコン材料の全てに、温度上昇を有効に生じさせる。図７及び図８に示すように、照明３８の照射は、上記シリコン材料と、照明を透過させない、図７で４０に示される支持基板との下側へ向けられている。この発明による方法において、処理されたシリコン材料は、基板４０を加熱することによる誘導方法で加熱される。図８に示すように、ガラス基板３０は再び示されており、ここにおいて、照明３８の照射は、その基板の上方のシリコン材料を直接的に加熱するために、その基板を透過している。
【００２２】
この発明の実施形態によると、一旦、特にこの機械的装置を形成すると決定されると、その装置の望ましい３次元の形態が選択され、アルゴリズム３６は、その基板上の処理された材料の中で、仮にそれが望まれたものであるとしても、最終物である機械的装置の最終的な個別化及び単一化に充分である材料の局部的な部分を形成するような方法で、レーザー処理を指示する。このように選択された装置の形態によって、最も望ましい内部の機械的特性が予め決められ、アルゴリズム３６もまた、組み立てられる。その結果、望ましい機械的特性を生じる内部の結晶性を達成する目的で、内部の溶融と再結晶化とを引き起こすために、ビーム２６のような、レーザービームの操作が制御される。いくつかの実例において、その材料の中で異なる位置で異なる特別の機械的特性を生ずるために、形成された装置の中で、差別化された結晶性の領域を創ることは適切であるだろう。このような方法は、上方で外形が形成される処理方法に専ら活用することができる。
【００２３】
図９及び図１０は、様式化されたカンチレバー装置４２の側面図及び上面図である。カンチレバーは、シリコン材料２８の主要部に処理されることによって明確にされている。
【００２４】
理想化された方法における図１１は、カンチレバーの梁４２を分離して示している。この提案の方法により示されたカンチレバーの梁４２は、図１１に示される暗い斑点状に形成されており、化学的なセンサー、生物学的なセンサー、及びその他の種類のセンサーのように、どのような適切な事象のセンサーであっても、梁に片寄りが起こる方法において選択された周囲の事象に応答するための梁に、適切な方法として適用することができる。本発明は、梁４２のような装置が用意された特定の種類の感度に関係していない。そして、どのようにして敏感にすることができるかについての詳細は、ここに示されていない。
【００２５】
図１１は、本発明が提供する、カンチレバーの梁４２のような装置や、図１１に暗い斑点状に示されている半導体装置のような電気的な装置の機械的な主要部に創ることができるという、他の興味深い構成をも示している。
【００２６】
図１２及び図１３は、本発明に従って、内部の結晶性を、全ての深さによる手法（図１２）か、部分的な深さによる手法（図１３）かのいずれでも、大きい材料４３の中で変更するための本発明の使用形態を示している。
【００２７】
図１４は、二酸化ケイ素のような適切な支持材料の層４５に形成された小さなへこみに設けられている単一結晶材料の種４４を利用した、もう一つの処理方法を示している。種４４は、シリコンのアモルファス層５０に近接して設けられている。レーザー処理は、そのアモルファスシリコン材料にパターン化された種からレーザービームの発展により続く、その種に対する最初の照明で起こる。この処理は、種４４の単結晶の特徴をシリコン層５０の内部構造へ伝えると共に、この層に内部結晶性の特徴付けを行い、処理の終結時に、そのシリコン層５０を構造における単一結晶により一層近くする。
【００２８】
図１５は、簡単のために断片を示しており、５４で示された装置のようなモノリシック層の機械的装置を形成するための、処理のモノリシック層構造５２、アレイ状に処理された当初はアモルファス材料、及び、分離された配置を示している。確かに、各装置５４を本質的に同じ構造とし、また、同じ種類の機能を実現することを意図することは可能であるが、本発明の実例によると、その機能性、及びこれらの配列された要素の構造を区別することは、全く可能である。
【００２９】
このように、次のことは明らかであろう。すなわち、独自の機械的装置の広い領域を形成できるという唯一の処理能力は、正確な装置の分子レベルの小型化、内部の機械的特性を超えて高度に正確な制御と共に、本発明によって可能となった。また、全くの大気中の環境や室温において、そして基板構造のような支持基板を攻撃や破壊をしない方法によって、レーザー処理では難しい範囲で製造することも可能となる。
【００３０】
したがって、種々の実施形態や本発明の実施方法、及びこの実施のためのシステムは、ここに図示されて記載されているが、この発明の意図からの出発無くして、変化や変更をしてもよいということが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に従って単一又は配列された機械的装置を製造するために、本発明の方法を実行するシステムを説明するブロック図及び概略図である。
【図２】図２は、本発明に従って機械的装置を製造するために、１つの側面に対して行う最底の内部の結晶性に対するレーザー処理を説明する概略図である。
【図３】図３は、図２相当図であり、２つの側面からの処理である点で異なる図である。
【図４】図４は、図２相当図であり、対向面から行う処理である点で異なる図である。
【図５】図５は、本発明に従って、内部の結晶性に対して１つの側面から部分的に行う処理を説明する図である。
【図６】図６は、図２相当図であり、１つの側面からの処理であって、本発明の１つの実施形態による一般的な加熱照明の投光又は照射状態を、図６で上側の材料に照射する照明と共に示す図である。
【図７】図７は、図６相当図であり、２つの側面からの処理であって、相対的に平行に移動するレーザービームが、図７で上側の材料を加工し、他の照明（レーザーや他の光源からの照明）の照射や投光は、図７で底側から補助する。図７は、特に、本発明に従って形成される材料が、図７の底側からの照射される照明に対し、透明でない基板上に静止している状態を示す図である。
【図８】図８は、図７相当図であり、形成される材料は、図８で底側から照射される照明に対して本質的に透明な、例えばガラスなどの基板である点で異なる図である。
【図９】図９は、本発明に従って構成された微小なカンチレバー構造（機械的装置）を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明に従って構成された微小なカンチレバー構造（機械的装置）を示す図である。
【図１１】図１１は、微小なカンチレバー構造のみを示す図であり、種々の、機械的な事象、化学的な事象、及び生物的な事象等を探知するための領域である梁の表面敏感性を有する図中に黒く示した領域と共に示している。また、概ね、図１１のカンチレバーの梁を作り上げている機械的な材料の中に繰り込まれ、カンチレバーの梁の一部に形成され得る、トランジスタのような電気的な構造を示している。
【図１２】図１２は、１つの側面からの処理を示し、本発明に従って、大きな材料に対する最底の内部の結晶化処理を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２相当図であり、大きな材料に対して、部分的な深さの処理を示す図である。
【図１４】図１４は、１つの結晶の種を使用している内部の結晶化処理を示す図であり、その種は、図１４に示された材料の中で完成される内部の結晶性の最終形態を特徴付けるために用いられる。
【図１５】図１５は、断片的に等軸に示す概略図であり、本発明に従う略平面構造であって、単一のモノリシックに用意された複数の機械的装置における１つの平面のアレイを示す図である。
図２，３，４，５，６，７，８，１２，及び１３において、処理されている材料における暗い領域は、これらの材料において処理された領域を示している。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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