(57)【要約】  本発明は積重ね構造を生成する方法に関する。この発明の方法は、ａ）例えばシリコンで作られた第１の板１および同じく例えばシリコンで作られた第２の板５を、前記第１の板１および第２の板５のうちの少なくとも一方が他方の板に結合しない表面２、７を少なくとも部分的に有するように、使用するステップと、ｂ）例えばシリコン酸化物で作られた表面層３、８を、第１の板の表面２および／または第２の板５の表面７の少なくとも一部に設けるステップ、およびｃ）２つの板１、５を互いに結合させるステップを含有する。前述の結合不適合は、例えば、表面または表面に付けられた被膜の物理化学的性質、または予め決められた閾値よりも大きな粗さの値ｒ’２、ｒ’７に起因し得る。また、本発明は、本発明方法を使用して作成された積重ね構造に関連する。
2006528422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）第１の板（１）および第２の板（５）は、前記第１（１）および第２（５）の板のうちの少なくとも１つが「構造化された」表面（２、７）を少なくとも部分的に有しているように選ばれるステップと、
ｂ）犠牲層（３、８）が、前記第１の板の表面（２）および／または前記第２の板（５）の表面（７）の少なくとも部分に作成されるステップと、および
ｃ）前記２つの板（１、５）が互いに結合されるステップと
を備えることを特徴とする積重ね構造を製作する方法。
【請求項２】
前記表面（２、７）が、それの物理化学的性質の理由により構造化されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面（２、７）が、予め決められた閾値よりも大きな粗さ（ｒ’２、ｒ’７）の理由により構造化されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記予め決められた閾値が、ほぼ０．２ｎｍＲＭＳに等しいことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記板（１、５）の少なくとも１つが初めに表面層（６、９）を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記表面層（６、９）が、単結晶であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記表面層（６、９）が、シリコンであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記表面層（６、９）が、この表面層（６、９）の物理化学的性質により前記表面（２、７）を構造化する効果を有していることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記表面層（６、９）が、窒化珪素であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記犠牲層（３、８）の自由表面（４、１０）および／または前記板（１、５）のうちの１つの自由表面が、前記ステップｃ）の前に平滑化されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップｃ）の前記結合が、分子結合であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップｃ）の前記結合が、犠牲結合剤を使用することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップｃ）の前記結合が、機械的手段および／またはプラズマ処理および／または熱処理によって補助され、これらの工程が結合前または結合中に特定の雰囲気または開いた大気中で行なわれることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記２つの板の少なくとも１つ（１）および／または（５）が、前記ステップｃ）の後で薄くされることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記板（１、５）のうちの少なくとも１つの塊状部分が、半導体材料から成ることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記塊状部分が、シリコンから成ることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記犠牲層（３、８）が、シリコン酸化物から成ることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記犠牲層（３、８）を構成する前記材料が、重合体であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法によって製作されることを特徴とする積重ね構造（１００）。
【請求項２０】
第１の基板（１）と第２の基板（５）の間に犠牲層（３、８）を備えること、および前記第１（１）および第２（５）の基板のうちの少なくとも１つが「構造化された」表面（２、７）を少なくとも部分的に有していることを特徴とする積重ね構造（１００）。
【請求項２１】
前記表面（２、７）が、それの物理化学的性質の理由により構造化されていることを特徴とする請求項２０に記載の積重ね構造。
【請求項２２】
前記表面（２、７）の前記構造化が、予め決められた閾値よりも大きな粗さ（ｒ’２、ｒ’７）であることを特徴とする請求項２０に記載の積重ね構造。
【請求項２３】
前記予め決められた閾値が、ほぼ０．２ｎｍに等しいことを特徴とする請求項２２に記載の積重ね構造。
【請求項２４】
前記基板（１、５）のうちの少なくとも１つが、表面層（６、９）を有していることを特徴とする請求項２０から２３のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項２５】
前記表面層（６、９）が、単結晶であることを特徴とする請求項２４に記載の積重ね構造。
【請求項２６】
前記表面層（６、９）が、シリコンから成ることを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の積重ね構造。
【請求項２７】
前記表面層（６、９）が、この表面層（６、９）の物理化学的性質の理由により前記表面（２、７）を構造化する効果を有していることを特徴とする請求項２４に記載の積重ね構造。
【請求項２８】
前記表面層（６、９）が、窒化珪素から成ることを特徴とする請求項２７に記載の積重ね構造。
【請求項２９】
前記基板（１、５）のうちの少なくとも１つの塊状部分が、半導体材料から成ることを特徴とする請求項２０から２８のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項３０】
前記塊状部分が、シリコンから成ることを特徴とする請求項２９に記載の積重ね構造。
【請求項３１】
前記犠牲層（３、８）が、シリコン酸化物から成ることを特徴とする請求項２０から３０のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項３２】
前記犠牲層（３、８）を構成する材料が、重合体であることを特徴とする請求項２０から３０のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項３３】
前記基板（１、５）のうちの少なくとも１つが、薄い層であることを特徴とする請求項２０から３２のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一般的な分野は、例えば、マイクロエレクトロニクスで使用される微細機械加工技術または化学処理技術（層の堆積およびエッチング、フォトリソグラフィなど）による微細構造のウェーハレベル製作の分野である。
【０００２】
本発明は、より詳細には、様々なセンサおよびアクチュエータのような微細電気機械システム（ＭＥＭＳ）型の特定の微細構造に関し、この微細構造は、可動部分（例えば、膜または振動質量）を自由にすることによって得られる。
【０００３】
そのような微細構造を得るために、出発材料は例えばシリコン−オン−インシュレータ（ＳＯＩ）型のもであってもよく、これは、通常、シリコンの表面層および下にあるシリコン酸化物ＳｉＯ２の埋込み層を備えている。
【背景技術】
【０００４】
ＳＯＩ材料を製作するいくつかの方法がある。例えば、“Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ  Ｂｏｎｄｉｎｇ”，Ｑ．Ｙ．Ｔｏｎｇ  ａｎｄ  Ｕ．Ｇｏｅｓｅｌｅ，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＥＣＳ  Ｓｅｒｉｅｓ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ  １９９９を参照されたい。しかし、大抵のＳＯＩ材料は、今日では分子結合技術で製作されている。例えば、２つのシリコン板が分子結合技術によって互いに結合され、２つの板のうちの少なくとも１つはシリコン酸化物の表面層を有している。シリコン酸化物層は、通常、熱酸化で生成される。次いで、２つの板の１つが薄くされる。このようにして、ＳＯＩ型構造が得られる。
【０００５】
薄い層を得るためのいくつかの技術を使用することができる（本発明の背景では、層の厚さが数十ミクロンより小さい場合に、層は「薄い」と見なされる）。例えば、第１の技術は、薄くすることである（平削りおよび／または平滑化によって機械的に薄くすること、および／または化学的に薄くすること、および／または機械−化学的に薄くすること）。第２の技術は、例えば前記の分子結合の前に１つまたは複数のガス種を打ち込むことによって２つの板のうちの１つに特定の深さでつくられた脆弱領域の破壊が使用される。特許出願ＦＲ−２  ６８１  ４７２には、上記の種類の方法が開示されており、この方法は、現在、「スマートカット（登録商標）」法として知られている（例えば、“Ｔｈｅ  Ｇｅｎｅｒｉｃ  Ｎａｔｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｍａｒｔ−Ｃｕｔ（登録商標）Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ”，Ｂ．Ａｓｐａｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．３０，Ｎ°７，２００１を参照されたい）。これらの方法は、通常厚さ２μｍ未満のシリコンの薄い表面層を得るのに非常に適している。
【０００６】
例えば、上部のシリコン膜を加工し、かつ下にある酸化物の全体または部分を化学エッチングしてその構造を自由にすることによって、このＳＯＩ材料から可動または変形可能な機械的構造を作成することができる。例えば、シリコンの薄い表面層をプラズマエッチングし、およびフッ化水素酸（ＨＦ）を使用してシリコン酸化物層を化学エッチングすることによって、機械的構造がつくられる。
【０００７】
本発明の状況において、積重ね構造の層形成部分は、後で、例えば可動部または変形部を有する部品を製作するために積重ね構造を使用している間に、除去することができるとき、「犠牲」層と呼ばれる。したがって、犠牲層を構成する材料は、「非犠牲」層すなわち犠牲層を除去した後で残っているように意図された層を構成する材料と、化学的または結晶学的見地から異なっている。例えば、積重ね構造がＳＯＩ材料で作られる場合、シリコン酸化物層は犠牲層として作用し、シリコン層は非犠牲層として作用する。
【０００８】
このプロセスは、使用するのが比較的簡単であり、様々な微細構造を生成する。
【０００９】
例えば、高品質の圧力センサは、このようにして作成することができる。
【００１０】
特許ＦＲ２  ５５８  ２６３に開示された加速度計は、この種の微細構造の他の例として引用することができ、薄い層から切り出された第１の部分およびその薄い層の残りから成る第２の部分を薄い層の中に備え、第１の部分は可撓性ビームによって第２の部分に接続されて、第１の部分すなわち「敏感」部分が薄い層の面内で特定の振幅で動くことができるようになっている。このデバイスは、それが取り付けられたシステムの加速度を、前記の動きで生じた電気キャパシタンスの変化によって測定するように使用される。
【００１１】
そのような微細構造の他の詳細な例は、“ＳＯＩ‘ＳＩＭＯＸ’；ｆｒｏｍ  ｂｕｌｋ  ｔｏ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｇ，ａ  ｎｅｗ  ａｇｅ  ｆｏｒ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  ａｃｔｕａｔｏｒｓ”，Ｂ．Ｄｉｅｍ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ，Ｖｏｌ．Ａ４６−４７，ｐａｇｅｓ  ８  ｔｏ  １６（１９９５）に見出すことができる。
【００１２】
しかし、このような微細構造の製作は、次の問題に遭遇している。この構造の生成中に、特に、フッ化水素酸で化学エッチングした後で洗浄液を乾燥しているときの、表面と液体の間の毛管力は、非常に強く、自由にされた構造の部分的または全体的な付着をもたらす。付着の他の原因は、前記の乾燥で生じることがある固体堆積物である。例えば、上述の加速度計の場合には、この固体堆積物のために、デバイスを含む空洞の底を構成する基板にビームが付着するようになり、このことは、ビームがシステムの加速に応答して意図されたように動くのを明らかに妨げる。
【００１３】
上で言及したＳＯＩ構造製作技術は、シリコン表面層と埋込み酸化物の間および埋込み酸化物と特に「粗く」ない基板の間に境界面をもたらす。この「付着問題」は、今日ではＳＯＩ構造が非常に滑らかな界面の状態で作成されることでさらに悪化している。酸化物膜が薄いほど、および自由にすべき構造が大きいほど、問題はいっそう大きくなる。
【００１４】
これらの望ましくない付着の問題を回避するために、重要な予防措置を取ることが必要であり、この予防措置が、自由化プロセスを複雑で高価でかつ制御し難くしている。さらに、信頼性のために、ＭＥＭＳ部品が使われるようになった後の、ＭＥＭＳ部品中の向かい合う面のそのような望ましくない付着は、防止されなければならない。
【００１５】
そのような付着を防止する第１の従来技術手段は、自由にされた層と基板の結合エネルギーを減少させることにある。しかし、この技術では、後のＭＥＭＳ製作ステップにおいて通常必要とされる高温に不適合な表面を化学的に作製する方法が使用される。これ以上の詳細に関しては、“Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｔｉｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ＭＥＭＳ”，Ｃ．Ｈ．Ｍａｓｔｒａｎｇｅｌｏ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｓｅｍｉｎａｒ，Ｖｏｌ．６０５，２０００を参照されたい。
【００１６】
この付着を防止する第２の従来技術方法は、これらの２つの表面が互いの方に向かって動くとき実効接触面積を小さくすることである。
【００１７】
この種の方法は、特許ＦＲ９  ５０８  ８８２に開示されている。この方法は、中間犠牲層をエッチングして、自由にされた層と基板の向かい合う面の各々に接合部をつくることによって、自由にされた層と基板をある距離をおいて保持することにある。
【００１８】
他のそのような方法が、“Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ  Ｃｏｎｔａｃｔｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”，Ｒ．Ｌ．Ａｌｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ７ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓに記載されている。この論文は、向かい合う自由面の間の望ましくない付着を防止するように構成された「粗さ」をその向かい合う自由面が有している部品をもたらすステップを含む、部分可動部品を生成する方法を提案している（「粗さ」の統計的定義に関してはその論文を参照されたい。例えば、例えば１μｍ×１μｍの面積を走査する原子力顕微鏡を使用して、粗さを測定することができる）。この方法は、構造を化学的に自由にするステップ中に、関係する表面を粗くして、実効接触面積がその表面の凹凸の頂点に限定されるようにする。Ｒ．Ｌ．Ａｌｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．の論文は、基本的に、粗さが増すときどのように付着力が減少するかを評価することに関している。
【００１９】
上の論文で述べられた方法は、ある特定の型の部品を作成するためには使用できないという欠点を有している。特に、この方法は、積重ね構造の基板に表面膜を堆積することを規定している。この堆積は例えば関係する材料に依存して必ずしも可能でないことを、当業者は知っている。例えば、この方法は、犠牲層の材料が非晶質である場合、自由にされるべき単結晶表面膜を作成することができない。また、シリコン膜を堆積する温度および重合体が通常耐えることができる温度の不適合性のために、例えばシリコンの単結晶膜を重合体材料の犠牲層の上に作成することもできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、本発明は、可動または変形可能な機械構造の付着無しに、後でＭＥＭＳ型部品を作成することを可能にする、大きいことが必要で、例えば、２００ｍｍの直径を有するウェーハの表面全体にわたって適用可能である、積重ね構造を製作する方法に関する。特に、（少なくとも部分的に）自由にされなければならない表面層が、単結晶であるか、または必要な積重ね構造の上に簡単に堆積できない場合に、この方法は、前記部品の特性に無関係に、特に部品の大きさまたは使用される材料に無関係に、適用可能であるにちがいない。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
したがって、本発明の第１の態様は、積重ね構造を製作する方法を提案し、この方法は、次のステップを備える点で注目に値する。すなわち、
ａ）第１の板および第２の板は、前記第１および第２の板のうちの少なくとも１つが、構造化された表面を少なくとも部分的に有しているように、選ばれるステップ、
ｂ）犠牲層が、第１の板の表面および／または第２の板の表面の少なくとも部分に生成されるステップ、
ｃ）２つの板が互いに結合されるステップ。
【００２２】
このように本発明の方法を使用することで、２つの基板の間に犠牲層を備える積重ね構造が生成され、ここで、２つの基板のうちの少なくとも１つは、前記犠牲層と接触した基板の表面の少なくとも部分が「構造化」されているようなものである。本発明の状況において、表面は、予め決められた他の基板に本質的に付着することができないとき「構造化された」と見なされる。例えば、表面は、その表面の物理化学的性質のために、またはその表面に付けられた被膜のために、構造化され得る。表面は、予め決められた閾値を超えた、例えばほぼ０．２ｎｍＲＭＳに等しい粗さのために、同様に構造化され得る。
【００２３】
このようにして得られた積重ね構造から始まって、２つの板の間の中間犠牲層の部分を除去して、例えば、その２つの表面のうちの少なくとも１つは、適切に構造化されている、２つの向かい合う表面を得ることができる。これにより、互いの方に向かった２つの基板の移動の後に、２つの表面が互いに付着することを妨げる。
【００２４】
本発明によれば、構造化された表面は、積重ね構造の製作前または製作中に、したがってＭＥＭＳ型部品の製作と無関係に、作成されることを留意されたい。
【００２５】
本発明のおかげで、引き続きＭＥＭＳ部品の生成において有用な材料のどのような組も、有利なことに、積重ね構造を構成するように選ぶことができる。例えば、重合体の犠牲層の上にシリコンの薄い層、またはシリコン酸化物の犠牲層の上に単結晶シリコンの薄い層を備える積重ねが生成され得る。また、本発明の方法は、得られる積重ね構造の横寸法を妨害し、制限しないことに留意されたい。
【００２６】
本発明の特定の特徴によれば、１つの犠牲層の自由表面が、または、適切な場合、両方の犠牲層の自由表面が、および／または、適切な場合、前記板のうちの１つの自由表面が、前記ステップｃ）の前に平滑化される。
【００２７】
これらの特徴によって、例えば可動または変形可能部分を備える部品を製作するために前記積重ね構造を使用するとき、例えば分子結合でもよく、または犠牲結合剤すなわち後で除去することができる結合剤による結合であってもよい、引き続く結合（ステップｃ））が容易になる。さらに、例えば機械的手段によって、および／または、プラズマおよび／または熱処理によって、ステップｃ）の結合を「補助」することができ、これらの工程は、特殊な雰囲気または通常雰囲気中で、結合中または結合後に行なわれる。
【００２８】
これらの特徴のおかげで、様々な境界面を特に強化し、および／または将来のＭＥＭＳ部品生成ステップと適合させることができる。また、互いに自然に結合しないかもしれない２つの粗面を、このようにして結合させることができる。
【００２９】
本発明のさらに他の特定の特徴に従って、前記２つの板のうちの少なくとも１つは、ステップｃ）の後で薄くされる。
【００３０】
これらの特徴のおかげで、接触している犠牲層を除去した後に可動になるＭＥＭＳ型部品の部分が、例えば、このようにして得られた薄膜として作成され得る。
【００３１】
２つの板および犠牲層は、もちろん、単独でもよく、または複合でもよい。すなわち様々な材料の層の積重ねでそれ自体を形成してもよい。このようにして得られた積重ね構造は、有利なことに、ＳＯＩ型であってもよい。
【００３２】
例えば、第１の板および同様に第２の板は、シリコン、シリコン以外の半導体、例えばＳｉＣ、ＧａＮもしくはＩｎＰ、または非半導体材料、例えばＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ガラス、溶融石英もしくは超伝導材料で作ることができる。第１の板および同様に第２の板は、同様に、上記の材料の任意の組合せ、特に単結晶Ｓｉ／多結晶Ｓｉ積重ね、ＳｉＣ／Ｓｉ積重ね、ＩｎＰ／Ｓｉ積重ね、単結晶ＳｉＣ／多結晶ＳｉＣ積重ね、またはＳｉＣ／ＳｉＯ２／多結晶ＳｉＣ積重ねであってよい。第１の板の上に生成された犠牲層を構成する材料および／または第２の板の上に生成された犠牲層を構成する材料は、例えばシリコン酸化物、または重合体材料であってよい。
【００３３】
特定の特徴によれば、前記板のうちの少なくとも１つは初めに表面層を有している。特に、この表面層は、その表面層の物理化学的性質のために、それが載っている板の表面を構造化する効果を有し得る。
【００３４】
本発明の第２の態様は、様々な積重ね構造を提供する。
【００３５】
第１に、本発明は、上に簡潔に述べられた方法のどれかで製作された積重ね構造を提供する。
【００３６】
第２に、本発明は、その積重ね構造が第１の基板と第２の基板の間に犠牲層を備え、および前記第１および第２の基板のうちの少なくとも１つが、構造化された表面を少なくとも部分的に有している点で、注目に値する積重ね構造を提供する。
【００３７】
もちろん、２つの基板および犠牲層は、単独であってよく、または複合でもよく、すなわちそれ自体様々な材料の層の積重ねで形成されてもよい。このようにして得られた積重ね構造は、特に、ＳＯＩ型であってよい。
【００３８】
例えば、第１の基板および同様に第２の基板は、シリコン、シリコン以外の半導体、例えばＳｉＣ、ＧａＮもしくはＩｎＰ、または非半導体材料、例えばＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ガラス、溶融石英もしくは超伝導材料で作ることができる。第１の基板および同様に第２の基板は、同様に、上記の材料の任意の組合せ、特に単結晶Ｓｉ／多結晶Ｓｉ積重ね、ＳｉＣ／Ｓｉ積重ね、ＩｎＰ／Ｓｉ積重ね、単結晶ＳｉＣ／多結晶ＳｉＣ積重ね、またはＳｉＣ／ＳｉＯ２／多結晶ＳｉＣ積重ねであってよい。犠牲層を構成する材料は、例えばシリコン酸化物、または重合体材料であってもよい。
【００３９】
本発明の他の特定の特徴によれば、２つの基板のうちの少なくとも１つは、薄い層である。
【００４０】
上記の材料によって提供される利点は、基本的に、対応する製作方法によって提供されるものと同じである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の他の態様および有利点は、制限しない例として与えられる特定の実施形態についての次の詳細な説明を読むと明らかになるであろう。この説明は、添付の図面を参照する。
【００４２】
図１は本発明の実施形態前のシリコン板を示す。
図２は本発明の製作方法の一実施形態の第１のステップを適用した後の同じシリコン板を示す。
図３は本発明の製作方法の第２のステップを示す。
図４は本発明の製作方法の第３のステップを示す。
図５は本発明の製作方法の第４のステップを示す。
図６は本発明の製作方法の第５のステップを示す。
【００４３】
このプロセスは、標準的なシリコン板１から始まり、このシリコン板１の表面２は、通常０．１ｎｍ程度である粗さｒ２を有している（図１）。
【００４４】
次いで、例えば好ましくは０．２ｎｍから数マイクロメートルの範囲にある粗さｒ’２を表面２につくることによって、板１の表面２は「構造化」される。選ばれる粗さは、特に、例えば中間犠牲層の厚さ、可動部分を有する将来部品の幾何学的パラメータ、および表面膜の応力に依存する。当業者は、部品内の望ましくない付着を防止するために使用されるべき粗さをどのようにして決定するかを知っている。
【００４５】
シリコン表面のこの粗さを生成するために、例えば、ＲＣＡ  ＳＣ１型混合液（８０℃のＨ２Ｏ：ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２６：１：１）、および／または他のウェット化学エッチングプロセス（例えば、ＴＭＡＨまたはＫＯＨの溶液を使用）、および／またはドライエッチングプロセス（反応性または非反応性イオンスパッタリングのような）を使用して、１つまたは複数のエッチングステップを行なうことができる。この粗さを作る技術について、特に次のものを引用することができる。
【００４６】
・例えば“Ｐｌａｓｍａ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｘｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ”，Ｍ．Ｓｃｈｎｅｌｌ，ＩＥＥＥ、ＸＸＶＩＩＩｔｈ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅの論文に述べられているように、「黒い」シリコンを生成する技術、
・「機械的な」技術、例えば砂吹付けまたは研磨、
・スマートカット（登録商標）プロセス（イオン種の打込みおよび破壊を含む）またはＣＡＮＯＮ  Ｅｌｔｒａｎ（登録商標）プロセス（多孔質シリコンを得ることおよび多孔質領域の破壊を含む）で使用されるように、破壊の後に粗い基板を残す、結晶材料の「破壊」を含む技術、
・多孔質材料を生成するために当業者によく知られている化学エッチング技術、例えばシリコンに適用されるもの、および、
・堆積技術、特にＰＥＣＶＤ法による窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４の堆積（ＰＥＣＶＤ堆積物はＬＰＣＶＤ堆積物よりも粗いことに留意されたい）。
【００４７】
第２のステップ中に、犠牲層３が板１の表面に作成される（図３）。
【００４８】
層３は、例えばシリコン酸化物であってもよい。この場合、シリコン酸化物は、ウェットまたはドライ雰囲気中での熱酸化または堆積（ＬＰＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、または任意の他の適切な堆積プロセス）で作成することができる。層３の表面４の粗さｒ４は、板１の初期の粗さと同じ程度の大きさであってもよく、またはより大きくてもよく（連続した膜を堆積して粗さを増加させることは当技術分野では知られており、粗さは堆積される膜の数およびその厚さと共に増加する）、または低温で滑らかな酸化物（図示しない）を堆積した結果として、より小さくてもよく、表面の層３の流動は、例えば適切な熱処理で生じさせることができる。
【００４９】
しかし、ある場合には、本発明の積重ね構造を生成するその後の結合ステップを容易にするために、層３の表面４の粗さを変えることが必要なことがある。このために、例えば第３のステップ（図４）中に表面平滑化工程を行なうことによって、すなわち例えば僅かな機械化学研磨および／または特殊な雰囲気での熱処理および／または滑らかな層（図示しない）の堆積によって、僅かにより小さな粗さｒ’４を生成することができる（図４）。
【００５０】
第４のステップ（図５）中に、例えば多結晶シリコンの第２の板５（これは、他の材料、例えば単結晶シリコンまたはＳｉＣの表面層９を有することができる）が、好ましくは分子結合によって、層３に結合される。犠牲型の結合剤、すなわち選択的に除去することができる結合剤、例えば光敏感重合体によって、結合を同様に行なうことができる。
【００５１】
表面粗さが、本発明の積重ね構造を形成するために組み立てられるべき部分の自然分子結合に不適合な場合には、最初に表面を接触した状態に置くことによって（表面にプラズマ処理を適用した後に適用してよい）、次いで特殊な雰囲気または通常の雰囲気中で機械的応力および／または熱処理を積重ね構造に適用することによって、「結合補助」を効果的に使用することができる。
【００５２】
結合中または結合後に適用される熱処理は、様々な境界面をさらに強化し、および／またはこれらの界面を将来のＭＥＭＳ部品生成ステップに適合させる。
【００５３】
最後に、随意の第５のステップ中に、２つの板のうちの少なくとも１つおよび／または５（図６の板５）は、例えばＳＯＩ型の積重ね構造１００を得るように薄くすることができる。薄くすることは、前置きで述べたもののような従来技術方法のどれによっても行なうことができる。
【００５４】
微細構造を作成する方法のステップを、例えば可動部分と接触した犠牲層の領域のエッチングを、直ぐ前に述べたステップの中間に、例えば結合ステップの前に置くことは、本発明の変形として完全に実施可能であることに留意されたい。この場合、可動部分は、後で結合ステップの前に薄くされる板に画定することもできる。すなわち、可動部分を備える板を結合させ薄くした後に、加圧応力（可動部分の下にある前記領域が表面に与える）のない状態で積重ね構造の結合境界面を強化するために熱処理を適用することができる。
【００５５】
上述の実施形態は、様々なやり方で修正し、または一般化することができる。特に、本方法は、前述の板のうちの少なくとも１つまたは処理された膜の１つの表面の、全体にまたはほんの一部だけに関連し得る。例えば、所定の構造は、リソグラフィプロセスを使用して局部的な領域に得ることができる。
【００５６】
上で言及したように、特定の表面は、必ずしもそれを粗くしないで「構造化」することができる。
【００５７】
例えば、他方の基板がシリコンである場合、構造化されるべき表面は窒化によって処理することができる。
【００５８】
この他の例は、構造化されるべき表面に「付着防止」材料、すなわち後の望ましくない付着を妨害するような物理化学的性質を有する材料の層を堆積することである（粗さの創成、表面処理または「付着防止」層の作成の技術は、もちろん、組み合わせることができる）。
【００５９】
このようにして、例えばＳｉ３Ｎ４の表面層６（図示しない）を、任意の粗さで第１の板１に最初に堆積することができる。したがって、上で説明したように、例えば堆積により粗い表面を一致させて、表面層６の表面２に粗さｒ’２をつくることができる。しかし、この粗さをつくる代わりに、またはこれに加えて、また、表面層６と向かい合うように意図された基板との望ましくない付着に適合しないように、表面層６の表面を処理することもできる。例えば従来技術方法を使用して、Ｓｉ３Ｎ４の表面層６の表面を疎水性にすることができる。ダイアモンド、Ａｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２のような窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４以外の材料をここで使用することができる。
【００６０】
次いで、犠牲層３が、表面層６上に堆積され、上で説明したように板５（この実施形態ではシリコンである）への、機械化学研磨または熱処理による平坦化ステップの後に適用可能である結合、例えば分子結合に適合させられる。必要であれば、上で説明したように、結合を「補助」することができる。可動構造部品の作成中に、層３の選択エッチングによって、表面層６の構造化された表面が自由にされる。この選択エッチング中に、例えばフッ化水素酸を使用して、犠牲層３に使用された材料、例えばシリコン酸化物ＳｉＯ２は、エッチングされるが、一方で、表面層６に使用されたもの、例えば窒化珪素Ｓｉ３Ｎ４は、エッチングされない。
【００６１】
第１の板１の表面２だけが構造化される実施形態を上で説明したが、第２の板５の表面７（図示しない）を同様に、または代わりに構造化することが本発明の状況の中で実施可能であることは、明らかである（後者の板５は、上で説明したように、適切である場合には、表面層９を備えている）。
【００６２】
さらに、上述の実施形態において、犠牲層３は、第１の板１にだけ作成されている。しかし、明らかなことであるが、本発明の状況では、代わりに、または追加して、犠牲層８（図示しない）を第２の板５に作成することができる。次いで、２つの板は上述のように結合される。これは犠牲層８の表面１０（図示しない）を平滑化した後が適切である。
【００６３】
明らかなことであるが、例えば局部的な堆積、またはエッチングによって、連続していない犠牲層を得ることができる。これによって、すでに開けられた領域を積重ね構造で画定することができる。
【００６４】
上述の方法は、局部的に犠牲にされる例えばシリコン酸化物の、シリコン以外の材料であってよい支持物の上に載っている埋込み層に付着している薄い層を含む任意の構造に適用することができる。意図された用途の要求に依存して、当業者は、上述の方法を組み合わせて本発明による特定の積重ね構造を作成することができる。
【００６５】
最後に、本発明で要求される表面構造化は、関係する表面の全体にわたって必ずしも均一である必要はないことに留意されたい。例えば、特定の用途において、前述の板の１つの表面にわたって無秩序に、または特定の分布に従って分割された構造化を有する表面を生成することが有利であることがある。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態前のシリコン板を示す図である。
【図２】本発明の製作方法の一実施形態の第１のステップを適用した後の同じシリコン板を示す図である。
【図３】本発明の製作方法の第２のステップを示す図である。
【図４】本発明の製作方法の第３のステップを示す図である。
【図５】本発明の製作方法の第４のステップを示す図である。
【図６】本発明の製作方法の第５のステップを示す図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月27日(2005.4.27)
【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】
ａ）第１の板（１）および第２の板（５）が選ばれ、前記第１（１）および第２（５）の板のうちの少なくとも１つが構造化されて「構造化された」表面（２、７）を少なくとも部分的に有するようになるステップと、
ｂ）犠牲層（３、８）が、前記第１の板（１）の表面（２）および／または前記第２の板（５）の表面（７）の少なくとも部分に作成されるステップと、
ｃ）前記２つの板（１、５）が互いに結合されるステップと
を備えることを特徴とする積重ね構造を製作する方法。
【請求項２】
前記表面（２、７）が、それの物理化学的性質の理由により構造化されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面（２、７）が、予め決められた閾値よりも大きな粗さ（ｒ’２、ｒ’７）の理由により構造化されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記予め決められた閾値が、ほぼ０．２ｎｍＲＭＳに等しいことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記板（１、５）の少なくとも１つが初めに表面層（６、９）を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記表面層（６、９）が、単結晶であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記表面層（６、９）が、シリコンであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記表面層（６、９）が、この表面層（６、９）の物理化学的性質により前記表面（２、７）を構造化する効果を有していることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記表面層（６、９）が、窒化珪素であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記犠牲層（３、８）の自由表面（４、１０）および／または前記板（１、５）のうちの１つの自由表面が、前記ステップｃ）の前に平滑化されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップｃ）の前記結合が、分子結合であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップｃ）の前記結合が、犠牲結合剤を使用することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップｃ）の前記結合が、機械的手段および／またはプラズマ処理および／または熱処理によって補助され、これらの工程が結合前または結合中に特定の雰囲気または開いた大気中で行なわれることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記２つの板の少なくとも１つ（１）および／または（５）が、前記ステップｃ）の後で薄くされることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記板（１、５）のうちの少なくとも１つの塊状部分が、半導体材料から成ることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記塊状部分が、シリコンから成ることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記犠牲層（３、８）が、シリコン酸化物から成ることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記犠牲層（３、８）を構成する前記材料が、重合体であることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法によって製作されることを特徴とする積重ね構造（１００）。
【請求項２０】
第１の基板（１）と第２の基板（５）の間に犠牲層（３、８）を備えること、および前記第１（１）および第２（５）の基板のうちの少なくとも１つが「構造化された」表面（２、７）を少なくとも部分的に有していることを特徴とする積重ね構造（１００）。
【請求項２１】
前記表面（２、７）が、これの物理化学的性質の理由により構造化されていることを特徴とする請求項２０に記載の積重ね構造。
【請求項２２】
前記表面（２、７）の前記構造化が、予め決められた閾値よりも大きな粗さ（ｒ’２、ｒ’７）であることを特徴とする請求項２０に記載の積重ね構造。
【請求項２３】
前記予め決められた閾値が、ほぼ０．２ｎｍに等しいことを特徴とする請求項２２に記載の積重ね構造。
【請求項２４】
前記基板（１、５）のうちの少なくとも１つが、表面層（６、９）を有していることを特徴とする請求項２０から２３のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項２５】
前記表面層（６、９）が、単結晶であることを特徴とする請求項２４に記載の積重ね構造。
【請求項２６】
前記表面層（６、９）が、シリコンから成ることを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の積重ね構造。
【請求項２７】
前記表面層（６、９）が、この表面層（６、９）の物理化学的性質の理由により前記表面（２、７）を構造化する効果を有していることを特徴とする請求項２４に記載の積重ね構造。
【請求項２８】
前記表面層（６、９）が、窒化珪素から成ることを特徴とする請求項２７に記載の積重ね構造。
【請求項２９】
前記基板（１、５）のうちの少なくとも１つの塊状部分が、半導体材料から成ることを特徴とする請求項２０から２８のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項３０】
前記塊状部分が、シリコンから成ることを特徴とする請求項２９に記載の積重ね構造。
【請求項３１】
前記犠牲層（３、８）が、シリコン酸化物から成ることを特徴とする請求項２０から３０のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項３２】
前記犠牲層（３、８）を構成する材料が、重合体であることを特徴とする請求項２０から３０のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【請求項３３】
前記基板（１、５）のうちの少なくとも１つが、薄い層であることを特徴とする請求項２０から３２のいずれか一項に記載の積重ね構造。
【国際調査報告】
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