(57)【要約】完全に分離したマイクロコンポーネントを処理するための、基盤から完全に分離したマイクロコンポーネントを拘束するシステムおよび方法が開示される。好適な実施例は、完全に分離したマイクロコンポーネントをベース（例えば、別のマイクロコンポーネントまたは基盤）に拘束するシステムおよび方法が提供する。例えば、好適な実施例は、マイクロコンポーネントが完全にそのような基盤から分離するようにマイクロコンポーネントを基盤に拘束するために動作する拘束要素を提供する。従って、そのような拘束要素は、製造中にそのようなマイクロコンポーネントをその基盤から分離する間にマイクロコンポーネントをその基盤に保持するのに役立つ。従って、そのような拘束要素は、製造中にそのようなマイクロコンポーネントをその基盤から分離する間にマイクロコンポーネントをその基盤に保持するのに役立つ。加えて、好適な実施例は、マイクロコンポーネントの製造後の処理のために完全に分離したマイクロコンポーネントをベースに拘束するのに適合する拘束要素を提供する。完全に分離したマイクロコンポーネントの製造後の処理にさらに役立たせるために、好適な具体例がそこに拘束される一又は複数のマイクロコンポーネントを備える「パレット」として実施される。さらに、好適な具体例における拘束要素によれば、完全に分離したマイクロコンポーネントは、望まれたときにそのような拘束要素から解放されるが、その完全に分離したマイクロコンポーネントがそのような拘束要素から不用意にも分離しないようにできる。例えば、一例によれば、拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントをそのベースから解放するように移動可能な要素として実施される。
2004504172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコンポーネントの処理方法であって、
基盤から分離した少なくとも一つのマイクロコンポーネントを製造するステップと、
前記分離した少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束するステップとを有する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記基盤から分離した少なくとも一つのマイクロコンポーネントを製造するステップは、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントと前記基盤との間の物理的連結を破壊するステップを有さない
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップは、少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントを予め決められた領域に拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項４】
請求項１に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップは、少なくとも一つのマイクロコンポーネントをベースに拘束することを含む
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記ベースが基盤である
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項６】
請求項４に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記ベースが別のマイクロコンポーネントである
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項７】
請求項４に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記ベースが別のパレットである
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項８】
請求項４に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップは、更に、
前記ベースに対する前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの垂直方向の動作を拘束するために、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの上を垂直拘束要素の少なくとも一部が突き出るステップを有する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記垂直拘束要素の少なくとも一部が、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの上を突き出る少なくとも一つのフラップを含む
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１０】
請求項４に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップは、更に、
前記ベースに対する前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの水平方向の動きを拘束するために、少なくとも一つの水平拘束要素を配置するステップを有する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記少なくとも一つの水平拘束要素が、前記ベースに対する前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの水平方向の移動動作を拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記少なくとも一つの水平拘束要素が、前記ベースに対する前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの水平方向の回転動作を拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１３】
請求項４に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップが、前記ベースに対する前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの許容される程度の動きを許す
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップが、前記一つの分離したマイクロコンポーネントが前記ベースの垂直方向に約１μｍ動くことを許容する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップが、前記一つの分離したマイクロコンポーネントが前記ベースの水平方向に約１μｍ動くことを許容する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１６】
請求項１に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束するステップが、前記製造するステップの間に、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束するステップを有する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、更に、
前記拘束するステップは、更に、
前記マイクロコンポーネントを前記基盤から分離するために前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを分離主体にさらす間、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１８】
請求項１に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、更に、
前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの拘束を解くステップを有する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束を解くステップは、前記少なくとも一つの拘束要素の拘束から前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントを解放するために、前記少なくとも一つの拘束要素を移動させる
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載されたマイクロコンポーネントの処理方法において、
前記拘束を解くステップは、
前記少なくとも一つの拘束要素を曲げて、前記少なくとも一つの拘束要素の拘束から前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを解放するために十分な力を加える
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理方法。
【請求項２１】
マイクロコンポーネントの処理装置であって、
前記装置は、
少なくとも一つのマイクロコンポーネントが分離するベースと、
前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントを前記ベースに拘束する少なくとも一つの拘束要素とを備える
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素は、
前記ベースに対する前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの垂直方向の動きを拘束するために、前記垂直拘束要素の少なくとも一部が前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの上を突き出るように配置された少なくとも一つの垂直拘束要素を備える
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記垂直拘束要素の少なくとも一部が、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの上を突き出る少なくとも一つのフラップを備える
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２４】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、前記ベースに対する前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの水平方向の動きを拘束するために配置された少なくとも一つの水平拘束要素を備える
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの水平拘束要素が、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの前記ベースに対する水平方向の移動動作を拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２６】
請求項２４に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの水平拘束要素が、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの前記ベースに対する水平方向の回転動作を拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２７】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントが基盤から分離する間に、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束するために配置される
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、前記マイクロコンポーネントを前記基盤から分離するために前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを分離主体にさらす間、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束する
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項２９】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、望まれた時に前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの拘束を解くことを許すように配置される
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が移動可能である
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記ベースから前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの拘束を解くために、前記少なくとも一つの拘束要素が移動可能である
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３２】
請求項２９に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が柔軟である
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントを前記ベースから分離するために前記少なくとも一つの拘束要素が湾曲可能である。
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３４】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、予め決められた領域に前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントを拘束するために配置される
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３５】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記ベースが基盤である
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３６】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記ベースが別のマイクロコンポーネントである
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３７】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記ベースがパレットである
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３８】
請求項２１に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの前記ベースに対する許容される程度の動きを許すように配置される
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの前記ベースに対する垂直方向の約１μｍの動きを許容するように配置される
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項４０】
請求項３８に記載されたマイクロコンポーネントの処理装置において、
前記少なくとも一つの拘束要素が、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの前記ベースに対する水平方向の約１μｍの動きを許容するように配置される
ことを特徴とするマイクロコンポーネントの処理装置。
【請求項４１】
基盤から分離される少なくとも一つのマイクロコンポーネントと、
前記マイクロコンポーネントをベースに拘束するための手段とを備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項４２】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記拘束するための手段は、前記ベースに対する前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの垂直方向の動きを拘束するように配置された少なくとも一つの垂直拘束手段を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項４３】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記拘束するための手段は、前記ベースに対する前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの水平方向の動きを拘束するように配置された少なくとも一つの水平拘束手段を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項４４】
請求項４３に記載されたシステムにおいて、
前記少なくとも一つの水平拘束手段は、前記ベースに対する前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの水平方向の移動動作を拘束する
ことを特徴とするシステム。
【請求項４５】
請求項４３に記載されたシステムにおいて、
前記少なくとも一つの水平拘束手段は、前記ベースに対する前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントの水平方向の回転動作を拘束する
ことを特徴とするシステム。
【請求項４６】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記少なくとも一つの拘束手段は、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントが前記基盤から分離される間、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束するように配置される
ことを特徴とするシステム。
【請求項４７】
請求項４６に記載されたシステムにおいて、
前記拘束手段は、前記マイクロコンポーネントを前記基盤から分離するために前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを分離主体にさらす間、前記少なくとも一つのマイクロコンポーネントを拘束する
ことを特徴とするシステム。
【請求項４８】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記拘束手段は移動可能である
ことを特徴とするシステム。
【請求項４９】
請求項４８に記載されたシステムにおいて、
前記ベースから前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの拘束を解くために、前記拘束手段が移動可能である
ことを特徴とするシステム。
【請求項５０】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記拘束するための手段は、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントを予め決められた領域に拘束するために配置される
ことを特徴とするシステム。
【請求項５１】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記ベースが基盤である
ことを特徴とするシステム。
【請求項５２】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記ベースが別のマイクロコンポーネントである
ことを特徴とするシステム。
【請求項５３】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記ベースがパレットである
ことを特徴とするシステム。
【請求項５４】
請求項４１に記載されたシステムにおいて、
前記拘束するための手段が、前記ベースに対する前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの許容される程度の動きを許すように配置される
ことを特徴とするシステム。
【請求項５５】
請求項５４に記載されたシステムにおいて、
前記拘束するための手段が、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの前記ベースに対する垂直方向の約１μｍの動きを許容するように配置される
ことを特徴とするシステム。
【請求項５６】
請求項５４に記載されたシステムにおいて、
前記拘束するための手段が、前記少なくとも一つの分離したマイクロコンポーネントの前記ベースに対する水平方向の約１μｍの動きを許容するように配置される
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、並列的に出願され、共に譲渡された米国特許出願番号０９／５６９，３３０、「自己複製製造所を実現する方法およびシステム」、米国特許出願番号０９／５７０，１７０、「マイクロコンポーネント連結システムおよび方法」、米国特許出願番号０９／５６９，３２９、「マイクロコンポーネントを扱うグリッパーおよび補完ハンドル」に関連し、その開示内容がここに参照文献として挿入される。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、望ましい方法でマイクロコンポーネントを拘束するシステムおよび方法に関し、特に、基盤から完全に分離されたマイクロコンポーネント（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｔｏｔａｌｌｙ　ｒｅｌｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　ａ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を、そのようなマイクロコンポーネントをベースに拘束し、望まれた時に解放することを可能にするように取り扱う方法およびシステムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
マイクロメカニカルデバイスとマイクロエレクトロニクスデバイスの分野では、非常な進歩が達成されている。さらに、マイクロメカニカルデバイスとマイクロエレクトロニクデバイスの統合からなるマイクロエレクトロメカニカルシステム（「ＭＥＭＳ」）デバイスにおいて進歩がなされている。ここにおいて、「マイクロコンポーネント」、「マイクロデバイス」と表現されているのは、一般的に、ＭＥＭＳコンポーネントのみならず、マイクロエレクトロニクコンポーネンとマイクロメカニカルコンポーネントとを含む言葉として用いられる。伝統的には、マイクロコンポーネントは、マイクロコンポーネントが基盤に接着されるあるいはアンカーされるという方法で基盤上に製造されている。このように、マイクロコンポーネントは、伝統的に基盤から完全に分離されることはなく、むしろ、基盤に接着されている。
【０００４】
従来技術の典型的な製造プロセスは、図１Ａから図１Ｅに関連して説明される。図１によると、基盤（例えばウエハー）１０２は、後に廃棄される分離層（例えば、シリコン酸化物）１０６の第一層が上に装着されている状態で与えられる。そして、図１Ｂに示されているように、廃棄される分離層１０６は、望ましい形にエッチング（あるいは形成）される。典型的には、廃棄される分離層１０６は、図１Ｂに示されているように、基盤１０２への開口部を形成すべくエッチングされる。その後、ポリシリコン（「Ｐ１」）１０８の層が、図１Ｃに示されているように設置される。廃棄される分離層１０６が、基盤１０２の開口部を形成すべくエッチングされ、Ｐ１１０８が基盤１０２にその構成を定着させるアンカー１０４を形成すべく、その開口部を満たす。そして、図１Ｄに示される通り、Ｐ１層１０８は、望ましい形にエッチング（あるいは形成）される。さらなるポリシリコンや廃棄される分離層が同様に付け加わる場合もある。加えて、電気的伝導性、そして／あるいは絶縁性を有するマイクロコンポーネントを生産すべく、電気伝導層（例えば金）と電気絶縁層（例えばシリコン窒化物）が加えられる場合もある。最後に、例えば、後に廃棄される分離層１０６がフッ酸（ＨＦ）のような分離媒体にさらされることで分離される。その結果、図１Ｅに示されるような、ウエハーに固定（あるいは「アンカー」）されたマイクロコンポーネントとなる。
【０００５】
ほとんどの場合、従来技術においては、マイクロコンポーネントは、基盤に固定あるいは（アンカー）されることが得策であった。例えば、仮にマイクロコンポーネントが廃棄される層（例えば層１０６）の分離の間に基盤にアンカーされていなければ、マイクロコンポーネントは失われ、位置付けを誤り、さもなければ取り扱い困難になるであろう。例えば、廃棄すべき層を分離するためには、基盤はフッ酸溶液中に置かれるのが通常である。このように、仮にマイクロコンポーネントが基盤にアンカーされていない場合は、マイクロコンポーネントは、フッ酸溶液の周囲を浮遊することになりかねない。さらに、マイクロコンポーネントは、位置付けを誤ったり（例えば、看過できない方法で基盤に設置される）、そして、あるいは、フッ酸溶液の中で扱いづらくなる。しかしながら、マイクロコンポーネントをその基盤から完全に分離することが望ましい状況は頻出する。例えば、分離されたマイクロコンポーネントと他のマイクロコンポーネントで組み立てを行うような、分離されたマイクロコンポーネントの組み立て作業を行うためには、マイクロコンポーネントをその基盤から分離することが望ましいであろう。従って、マイクロコンポーネントをその基盤への固定から分離するために、従来技術においては、比較的粗雑な技術が開発されてきた。
【０００６】
従来技術の最初の例は、図２との関連で説明されている。そこに示されているように、マイクロコンポーネント２０８は、アンカー２０４とともに、ウエハー２０２にアンカーされている。上の典型的な製造プロセスで述べたように、アンカー２０４はポリシリコン層の場合もあるし、マイクロコンポーネント２０８はいくつかの層を付加的に含んでいる場合もある。マイクロコンポーネントはアンカー２０４を壊すことによりウエハー２０２から分離される。しかし、このようなマイクロコンポーネント分離の粗雑なやり方は、いくつかの理由から望ましくない場合が多い。まず、このようなアンカー２０４を壊すことは、マイクロコンポーネント２０８の形状を決定するに際して問題を生じる。例えば、壊れたアンカー２０４の一部がマイクロコンポーネント２０８に接着されたままであることがある。そして、このような壊れたアンカー２０４の接着部分は、例えば爪状あるいはスパイク状の形であって、マイクロコンポーネント２０８中に含まれるには望ましくない姿をしている。さらに、アンカー２０４の破壊はシリコンの破片を生じ、これもまた望ましくない存在である。例えば、そのような破片は、付着することでマイクロコンポーネント２０８や他のマイクロコンポーネントの作動に障害を与える可能性がある。また、そのような破片は、吸い込んだ人の健康も損なう。
【０００７】
マイクロコンポーネントの基盤から分離する従来技術の２番目の例は、図３において説明される。図３に示されている通り、マイクロコンポーネント３０８は、アンカー３０６とともにウエハー３０２にアンカ−されているテサー３０４に固定されている。図の典型的な製造プロセスに示されている通り、アンカー３０６はポリシリコン層の場合もあるし、マイクロコンポーネント３０８はいくつかの層を追加的に含んでいる場合もある。さらに、例えばテサー３０４は、マイクロコンポーネント３０８に固定されたいくつかの層の中にある。マイクロコンポーネント３０８は、テサー３０４を壊すことによりウエハー３０２から分離される。この技術の例は、１９９８年のＭｉｃｒｏｆａｂｒｃａｔｅｄ　Ｈｉｇｈ　Ａｓｐｅｃｔ　Ｒａｔｉｏ　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｆｌｅｃｕｒｅｓの中でクリスケラーによって開示されている。より専門的には、ケラーはポリシリコンビーム（マイクロコンポーネント）をポリシリコンアンカーに固定するフォトレジストテサーも明らかにしており、その中でポリシリコンビームコンポーネントを分離するためのテサーは破壊される（図４．５９、４．６０、そこで議論されているもの参照）。しかし前述のように、マイクロコンポーネントのそのような粗雑な分離方法はしばしば望ましくなく、前述した図２のアンカー２０４の破壊と同様の問題を生じる。より専門的には、このようなテサー３０４の破壊は、マイクロコンポーネント３０８の形状決定に困難を生じしめる。例えば、破壊されたテサー３０４の一部がマイクロコンポーネント３０８に接着したままになる。さらにそのような破壊したテサー３０４の接着部は、例えば爪状あるいはスパイク状になっている場合もあり、マイクロコンポーネント３０８内に含まれるには望ましくない特徴である。また、テサー３０４の破壊は破片を生じ、これも望ましくない。例えばこのような破片が付着して、マイクロコンポーネント３０８や他のマイクロコンポーネントの作動の障害となるかもしれない。そして吸引した人の体にも害を与える可能性がある。
【０００８】
近年の開発は、「完全に分離した」マイクロコンポーネント（例えば、完全に基盤から分離された独立のマイクロコンポーネント）の製造を可能にした。
例えば、ミューラーエトアールに与えられた米国特許番号４，７４０，４１０、「マイクロメカニカルエレメントとその製造方法」や、クリスケラーに与えられた、米国特許番号５，６６０，６８０、「高度垂直アスペクト比の薄膜フィルム構造の製造方法」や、クリスケラーに与えられた米国特許番号５，６４５，６８４、「多層高度垂直アスペクト比の薄膜フィルム構造」の中で開示されているプロセスは、完全に分離されたマイクロコンポーネントの製造のために活用される。
さらなる例としては、並行して出願されともに譲渡された米国特許出願番号０９／５６９，３３０、「自己複製製造所を実現する方法およびシステム」の中で開示された製造プロセスは、完全に分離されたマイクロコンポーネントの製造を可能にした。さらに、そのような製造プロセスは、また電気的に独立したマイクロコンポーネントの製造を可能にした。それに加えて、他の製造プロセスも将来開発されるかもしれず、それによって完全に分離されたマイクロコンポーネントを可能にする可能性がある。
【０００９】
しかし、完全に分離されたマイクロコンポーネントを拘束（制限あるいは抑制）する場合の困難は克服されなければならない。例えば、マイクロコンポーネントが分離媒体にさらされている間に基盤から完全に分離された場合、そのようなマイクロコンポーネントは紛失したり、位置づけを誤ったり、さもなければ取り扱いが難しくなる。例えば、フッ酸溶液中にマイクロコンポーネントが完全に基盤から分離された場合には、マイクロコンポーネントはフッ酸溶液の周辺を浮遊してしまう。このように、完全に分離されたマイクロコンポーネント（例えば、あるタイプのベース）の拘束（制限あるいは抑制）のためのシステム、方法、そして機械についての要望が存在する。さらに、完全に分離されたマイクロコンポーネントの取り扱いのためのシステム、方法、そして機械についての要望が存在する。例えば、マイクロコンポーネントが紛失したり、位置づけを誤ったり、損傷を受けたり、そして／あるいは、そうでなければ誤って取り扱われる可能性を減じるような方法で、完全に分離されたマイクロコンポーネントを取り扱うことを可能にするシステム、方法、そして機械についての要望が存在する。例えば、完全に分離されたマイクロコンポーネントの移動のような完全に分離されたマイクロコンポーネントの取り扱いについて、一定の方法で行うことが望ましいことから、完全に分離されたマイクロコンポーネントの取り扱いを助けるシステム、方法、そして機械についての要望が存在する。
【００１０】
（発明の要旨）
これらの、そして他の部分、特徴的な部分と技術的に有利な点は、利用される基盤からマイクロコンポーネントを全体的に遊離させるシステムおよび方法によってもたらされる。好適な具体例は、一つの「ベース」からマイクロコンポーネントを完全に遊離させるシステムおよび方法を提供する。ここにおいて用いられるように、マイクロコンポーネントが完全に遊離した「ベース」は、基盤、他のマイクロコンポーネント、パレット、そして他のマイクロコンポーネントが遊離するのが望ましい他の任意の表面部を含む。従って、例えば、好適な実施例の一つにおいては、マイクロコンポーネントは完全に基盤から遊離される。さらなる具体例として、完全に分離したマイクロコンポーネントを別のマイクロコンポーネントに拘束する好適な実施例が実施される。さらに、最も好適な具体例が、マイクロコンポーネントが基盤から完全に遊離するように一つの基盤にマイクロコンポーネントを拘束するように動作する複数の拘束要素を提供する。従って、そのような拘束要素はマイクロコンポーネントと基盤との間の物理的結合を破壊しない（例えば、基盤を分離するのにポリスチレンのテサーやアンカーを破壊しない）やり方で基盤からのマイクロコンポーネントの分離を促進する。そのようなマイクロコンポーネントは、その拘束要素がその基盤に関連した完全に分離したマイクロコンポーネントたちの場所を確保するよう作用する化学的な分離媒体（例えばフッ酸）にさらされることにより分離される。
【００１１】
さらに、一つの好適な実施例によると、完全に分離したマイクロコンポーネントの拘束に適合する拘束要素をマイクロコンポーネントの製造後の取り扱いに提供する。例えば、そのような拘束要素は、顧客への完全に分離したマイクロコンポーネントの発送の間、完全に分離したマイクロコンポーネントをベース（例えば、その基盤）とともに保存する。最良の実施例によると、その拘束要素は、そのようなマイクロコンポーネントの集積作業を可能にする完全に分離したマイクロコンポーネントの望ましい位置／方向を維持するのに役立つように提供される。
【００１２】
完全に分離したマイクロコンポーネントの製造後の取り扱いにさらに役立たせるため、本発明の好適な具体例が一つもしくは複数のマイクロコンポーネントを有する一つの「パレット」として実施される。例えば、一つのパレットは、そこに拘束される多数の完全に分離したマイクロコンポーネントを含む。さらに、そのようなパレットは、ネストされ、その中で最初のマイクロコンポーネント（又はベース）がベース（例えば基盤）に拘束される２番目のマイクロコンポーネント（又はベース）に拘束される。様々なマイクロコンポーネントは例えばそのようなマイクロコンポーネントの位置的な集積動作ができるような望ましいやりかたでそのパレット上に配置される。
【００１３】
好適な形で具体化した拘束要素は、完全に分離されたマイクロコンポーネントのベースに対する縦方向の動作を制限する垂直拘束要素を含む場合もある。例えば、垂直拘束要素は、少なくとも完全に分離されたマイクロコンポーネントの一部の上、そして／あるいは下に突き出ている１または複数のフラップを含む場合がある。さらに、好適な具体例では、拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントのベースに対する横方向の動作を制限する水平拘束要素も含む場合がある。またさらに、さらに、好適な具体例では、拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントを望ましい時に拘束から切り離すことを可能にする一方で、完全に分離されたマイクロコンポーネントが不用意にも拘束から逃れることを防止することを可能にするように実施される。例えば、一つの具体例において、拘束要素は完全に分離されたマイクロコンポーネントの拘束を解くためにそのベースから移動させることができる可動要素として実施される。
【００１４】
このように、好適な具体例では、完全に分離したマイクロコンポーネントを、ベースからの不用意な離脱を防止する一方、拘束からマイクロコンポーネントを意図的に切り離すことを許容するような方法でベースに拘束することを可能にする。
【００１５】
以上のことは、これに続く本発明の詳細な説明をより理解し易くするために発明の特徴と技術的に有用な点の概略を説明したものである。本発明の付加的な特徴と有用点は、後述するが、本発明の請求の範囲の主要な部分を構成する。ここで明らかにされた考えと特定の具体例が、すぐに本発明と同様の目的を図るための他の構成への修正やデザインの基礎として役立つことが、この分野における当業者に認識されるだろう。またそのような同等な構成が、後に記載された請求の範囲に係る発明の思想と範囲を逸脱するものではないことも、この分野における当業者に認識されるであろう。構成、実施の方法並びに対象物、有利な特徴といった発明の特徴とされる明示的特徴は、以下の記載を添付の図とともに考慮されることによりよりよく理解されるであろう。しかし、各図は、表現と描写のみのためのものであり、本発明の定義付けをするものでも限定するものでもないことが明確に理解されるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
「完全に分離した」マイクロコンポーネント（例えば、基盤から完全に独立したマイクロコンポーネント）の製造方法は知られている。例えば、ミューラーエトアールに与えられた米国特許番号４，７４０，４１０、「マイクロコンポーネントおよびその製造方法」や、クリスケラーに与えられた米国特許番号５，６６０，６８０、「高度垂直アスペクト比の薄膜フィルム構造の製造方法」、クリスケラーに与えられた米国特許番号５，６４５，６８４、「多層高度垂直アスペクト比の薄膜フィルム構造の製造方法」が挙げられる。更なる例として、同時に出願され共に譲渡された米国特許出願番号０９／５６９，３３０、「自己複製製造所を実現する方法およびシステム」によると、完全に分離したマイクロコンポーネントの製造が可能である。更に、「自己複製製造所を実現する方法およびシステム」において開示されている製造方法によると、電気的に独立したマイクロコンポーネントの製造が可能である。完全に分離したマイクロコンポーネントを実現するそのような製造方法の一つは、図４Ａから４Ｈに関連して記述されている。図４Ａに示すように、基盤（例えばウエハー）４０２が用意され、その上に廃棄される層（例えばシリコン酸化物）４０４が置かれている。そして、図４Ｂに示されるように、ポリシリコンのベース層（「ポリベース」）４０６が置かれる。さらに、図４Ｃに示すように、絶縁層（例えばシリコン窒化物）４０８がポリベース層４０６を被せるように置かれる。絶縁層４０８とポリベース層４０６が（例えば、公知のリソグラフィ技術を使うことによって）パターニングされ、例えば、図４Ｄに示すように、ポリベース層４０６Ａと４０６Ｂに分けられ、ポリベース層４０６Ａには絶縁層４０８Ａが被さり、ポリベース層４０６Ｂには絶縁層４０８Ｂと４０８Ｃとが被さる。そして、絶縁層のパターンニングを通じて、絶縁層から図４Ｄのポリベース層４０６Ｂとして示されるポリベース層に到達する一つの穴が形成される。図４Ｄにさらに示すように、次の分離されることとなるマテリアル（例えばシリコン酸化物）４１０が置かれる。
【００１７】
図４Ｅに示すように、廃棄されることとなる４１０はパターンニングされ、ポリシリコン層（すなわち「Ｐ１」）４１２が置かれる。新たに置かれたＰ１層４１２は、パターンニングされ、その結果、例えば、図４Ｆに示すように，Ｐ１は４１２Ａ、４１２Ｂ，そして、４１２Ｃに分割される。図４Ｆにさらに示すように、廃棄されることになる別の分離マテリアル（例えばシリコン酸化物）４１４が置かれる。図４Ｇに示すように，次の廃棄されることとなる分離層４１４がパターンニングされ、別のポリシリコン層（すなわち「Ｐ２」）が置かれ、例えば４１６Ａと４１６Ｂとにパターンニングされる。さらに図４Ｇに示すように，良伝導性の素材（例えば金）が置かれ、パターンニングされ、例えば４１８Ａと４１８Ｂとが形成される。もちろん、同様の方法で、いくつかの層が形成される。最後に、そのコンポーネントは、廃棄されることとなる分離層４０４、４１０、４１４をフッ酸のような分離主体にさらすことにより分離される。そして、そのような方法で製造された最終的なマイクロコンポーネントは、図４Ｈに示すように，ウエハー４０２から完全に分離されている。さらに、この製造方法によると、マイクロコンポーネントを電気的に独立させることができる。本発明は上述した製造方法のみに限定するものではなく、そのような製造方法は、完全に分離したマイクロコンポーネントを製造するための他の多くの製造方法を開示する一例を示すものである。そして、現在知られ、後に改良されるどんな製造方法も、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００１８】
基盤から完全に分離したマイクロコンポーネントをもたらすそのような製造方法が与えられると、そのような完全に分離したマイクロコンポーネントを拘束するのが望ましい状況が生起してくる。すなわち、そのようなベースから完全に分離したマイクロコンポーネントを制限したり抑制したりするのが望ましい状況である。例えば、あるマイクロコンポーネントが分離主体にさらされることを通じてその基盤から完全に分離したとすると、そのマイクロコンポーネントがなくなったり、位置づけを誤ったり、取り扱い困難となったりすることがある。例えば、もしそのマイクロコンポーネントがフッ酸溶液にさらされることによって完全に分離しされたとすると、そのマイクロコンポーネントは、フッ酸溶液中を浮遊し、そうでなければそのマイクロコンポーネントの取り扱いを困難にする。そして、本発明の好適な実施例は、完全に分離したマイクロコンポーネントを、それが別のマイクロコンポーネントや基盤自体に拘束するものであろうと、他の表面部に拘束するものであれ拘束（例えば、制限または抑制）するシステム、方法、道具を提供する。
【００１９】
好適な一つの具体例によると、ベースから完全に分離したマイクロコンポーネントを制限し抑制する一つまたは複数の拘束コンポーネント（拘束要素あるいは拘束とも言われる）を提供する。好適な具体例によると、一つまたは複数の拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントの部分の上に突き出て、そのようなマイクロコンポーネントを保持するために実施される。図５に本発明の好適な具体例のうち、典型的な実施例が示される。ここに示すように、拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を基盤（例えばウエハー）５００のような一つのベースに拘束するために含まれている。図５の典型的な実施例に示すように、拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０は、各々完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の部分の上に突き出るフラップ（ここでは「タブ」と言う）を備えている。より明確には、そのような典型的な実施例においては、拘束要素５０４は、上に突き出るフラップ５０４Ａと５０４Ｂを含んでおり、拘束要素５０６は、上に突き出るフラップ５０６Ａと５０６Ｂを含んでおり、拘束要素５１０は、上に突き出るフラップ５１０Ａと５１０Ｂを含んでいる。そして、後に詳細に述べるように、図５の典型的な実施例における拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２をベース５００に拘束する。
【００２０】
図５に示す典型的な実施例において、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２は、Ｐ１層（すなわち、最初のポリシリコン層）として製造され、そして、拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０は、Ｐ２層（すなわち、２番目のポリシリコン層）として製造され、その結果、拘束要素それぞれのフラップは、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の部分の上を突き出る。もちろん、完全に分離したマイクロコンポーネントは、いくつの層を有してもよいし、拘束要素はそのようなマイクロコンポーネントを基盤５００に拘束するような方法で実施される。例えば、拘束要素は、図５の典型的な実施例に示すように、複数のフラップが、マイクロコンポーネントを基盤に拘束するような方法で完全に分離したマイクロコンポーネントの部分の上を突き出るように実施される。例えば、拘束要素は、拘束要素のフラップが、マイクロコンポーネント５０２の部分の上を突き出るように、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の上（あるいは少なくともマイクロコンポーネント５０２の部分の層の上）の一つの層において実施される。例えば、マイクロコンポーネント５０２の中心部が２つのポリシリコン層（あるいは例えば電気伝導マテリアルや絶縁マテリアルのような他のマテリアル）を有しているが、マイクロコンポーネント５０２のかどは、一つの層（例えば、一つのポリシリコン層）を有しているとしてみよう。この場合には、マイクロコンポーネント５０２の一番上の層はＰ２（マイクロコンポーネントの中心部においては）であり、マイクロコンポーネントのかどはＰ１である。拘束要素はそのような拘束要素のフラップは、マイクロコンポーネント５０２のかどの上を突き出すように、Ｐ２層として実施される。従って、拘束要素５０２は、マイクロコンポーネント５０２の一番上の層の上の層として実施されるものではないが、マイクロコンポーネント５０２の少なくとも一部の上の層として実施されるのが望ましい。
【００２１】
図５の典型的な実施例において、少なくともマイクロコンポーネント５０２のかどはＰ１層として実施され、拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０はＰ２層として実施される。図５にさらに示すように、各拘束要素は基盤５００にアンカーされる。より明確には、拘束要素５０４は、アンカー５０５によって基盤５００にアンカーされ、拘束要素５０６は、アンカー５０７によって基盤５００にアンカーされ、拘束要素５０８は、アンカー５０９によって基盤５００にアンカーされ、拘束要素５１０は、アンカー５１１によって基盤５００にアンカーされる。図５に示すように、拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を基盤５００の表面に垂直の（あるいは直角の）方向に拘束する。こうして、このような拘束要素は、「垂直拘束要素」と言われる。
【００２２】
さらに、拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を基盤５００の表面の水平（あるいは側面）方向に拘束する。例えば、図５の典型的な実施例は、マイクロコンポーネント５０２を基盤５００の表面の水平方向に拘束するように動作する拘束要素（あるいは「バンパー」）５１２、５１４、５１６そして５１８を含んでいる。こうして、このような拘束要素は、ここに、「水平拘束要素」又は「側面拘束要素」と言われる。このような水平拘束要素は、マイクロコンポーネント５０２と同じ層上で実施され、マイクロコンポーネント５０２の基盤５００の表面に関する側面方向の動きを拘束することを可能にする。図５に示すように、水平拘束要素５１２、５１４、５１６そして５１８は、Ｐ１層として実施される。こうして、もしマイクロコンポーネント５０２が基盤５００の表面の周りのあらゆる方向に水平に動作するなら、そのようなマイクロコンポーネント５０２は、いつかは水平拘束要素５１２、５１４、５１６、５１８とかみ合う。
【００２３】
図５においてさらに示すように、水平拘束要素５１２、５１４、５１６、５１８は、好ましくはマイクロコンポーネント５０２とかみ合う時に表面の接触量を減らすくぼみを備える。より明確には、拘束要素５１２、５１４、５１６、５１８は、ここに示すように、５１２Ａ、５１２Ｂ、５１４Ａ、５１４Ｂ、５１６Ａ５１６Ｂ、５１８Ａ、５１８Ｂを備える。存在している小さなひっつき効果を減らすために、拘束要素と完全に分離したマイクロコンポーネントとの間の接触面積を減らすことは望ましいことである。もちろん、実施例のいくつかにおいては、拘束要素と完全に分離したマイクロコンポーネントとの間の比較的大きな接触面積を持ち、その結果、そのひっつき効果がマイクロコンポーネントを拘束するのに役立つことがあろう。そして、そのような実施例のどれも本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００２４】
図５に関連して記述したように、好適な具体例は、基盤５００に完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を制限又は抑制する垂直拘束要素（例えば拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０）を提供する。そのような垂直拘束要素は、基盤５００の表面に対して完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を厳格に保持するように実施されるものではなく、むしろそのような垂直拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントを不用意に基盤５００から外れないようにするが、基盤５００の表面に対するマイクロコンポーネント５０２の垂直方向の動作（又は「動き」）を許容される量だけ許すように実施される。一例として、好適な具体例において、垂直拘束要素は、図５に示すように、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の少なくとも一部分の上を突き出るフラップ（又はタブ）を備え，マイクロコンポーネント５０２が基盤５００の表面上に置かれている時に、マイクロコンポーネント５０２の頂点とそのようなフラップとの間に約１ミクロン（μｍ）の間隙がある。もちろん、垂直方向における許容される量の拘束をもたらす垂直拘束要素と完全に分離したマイクロコンポーネントとの間の任意の距離の間隙が実施される。そして、どのような実施例においても、本発明の範囲を逸脱するものではない。さらに、垂直拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２とかみ合うように、そして、基盤５００の表面に対してマイクロコンポーネント５０２を比較的平らに保持するように実施される。
【００２５】
図５に関連してさらに示すように、好適な具体例は、基盤５００の表面の周りに完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を制限し抑制する水平拘束要素（例えば、水平拘束要素５１２、５１４、５１６、５１８）を提供する。そのような水平拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を厳格に保持するものではなく、むしろ、そのような水平拘束要素は、基盤５００の表面に対するマイクロコンポーネント５０２の垂直動作（又は「動き」）を許容量だけ許すように実施される。一例として、好適な具体例において、各水平拘束要素は、マイクロコンポーネント５０２が基盤５００上の最も望ましい位置（例えば、基盤５００上の「中心」）にある時に、マイクロコンポーネント５０２とマイクロコンポーネントの側面とそのような水平拘束要素との間に約１ミクロン（μｍ）の間隙を置いて位置する。従って、そのような水平拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を１μｍの位置上の誤差という最も望ましい位置に固定する。もちろん、水平方向への許容される拘束をもたらす水平拘束要素と完全に分離したマイクロコンポーネントとの間のいくつもの間隙が用いられ、そのような実施例のどれも、本発明の範囲を逸脱するものではない。さらに、その水平拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２とかみ合い、そのようなマイクロコンポーネント５０２を比較的厳格な位置（例えば、微小な位置上の誤差しかないか又は位置上の誤差がないような位置）に置く。
【００２６】
好適な実施例においては、拘束要素（垂直拘束要素および水平拘束要素双方）は、完全に分離したマイクロコンポーネントを望ましい位置に置くのに役立つ。例えば、垂直および水平拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントが許容される位置上の誤差内となるような望ましい位置に置かれるように作用する。上述したように、好適な具体例における拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントの動きを基盤の垂直約１μｍ、基盤の水平約１μｍに拘束する。従って、そのような好適な具体例は、完全に分離したマイクロコンポーネントを最も望ましい位置の約１μｍ以内の位置に置くことを保証する。
さらに、基盤に対する完全に分離したマイクロコンポーネントの方向は、拘束要素により拘束される。例えば、好適な具体例における水平拘束要素は、基盤の側面の完全に分離したマイクロコンポーネントの移動動作を拘束するように配置されるのみならず、そのような水平拘束要素は、基盤の側面の完全に分離したマイクロコンポーネントの回転運動を規制するように配置される。そのような位置上の正確さは、例えば微小なフィードバックしか必要としないような位置的な集積動作を可能とするために望ましいことである。例えば、好適な具体例における完全に分離したマイクロコンポーネントは、米国特許出願番号０９／５６９，３３０、「自己複製製造所を実現する方法およびシステム」に開示されているように、自己複製集積動作に役立つであろう。
【００２７】
従って、好適な具体例においては、ベース（例えば基盤）に対する完全に分離したマイクロコンポーネントの動作量を制限し抑制するのに役立つ抑制要素を提供する。好ましくは、そのような拘束要素は、ベースから不用意にも離れ（あるいは完全に分離）しないように作用する。しかし、いくつかの点で、完全に分離したマイクロコンポーネントを関連する基盤のようなベースから取り除くことが一般的に望ましいことがある。従って、完全に分離したマイクロコンポーネントをそのベースから取り除くため、そのような拘束要素によってもたらされた拘束を移動させたり解放したり作用させなくしたり、回避したりするように、好適な実施例の拘束要素を実施する要望がある。好適な具体例によれば、完全に分離したマイクロコンポーネントを、そのようなマイクロコンポーネントが望まれた場合にその関連する基盤から取り除くために拘束に打ち勝つか回避することは可能であるにしても、不用意にもその基盤から離れる（あるいは完全に分離する）のを防ぐのに役立つ拘束要素を提供する。
【００２８】
様々な実施例が、完全に分離したマイクロコンポーネントを、そのようなマイクロコンポーネントが望まれた場合にその関連する基盤から取り除くために拘束に打ち勝つか回避することは可能であるにしても、不用意にもそのベース（例えば基盤）から離れさせる（あるいは完全に分離させる）のを防ぐ拘束要素を可能とするのに利用される。一例として、一つ又は複数の拘束要素が、駆動時にそのような拘束要素を動かして、拘束されたマイクロコンポーネントを関連するベースから分離することを可能とする一つのアクチュエータに連結される。例えば、一つ又は複数の垂直拘束要素５０４、５０６、５０８、５１０は、一つのアクチュエータに連結され、アクチュエータの動作によって、上に突き出たフラップがマイクロコンポーネント５０２の一部の上に突き出ることのないように移動し、マイクロコンポーネント５０２をそのような拘束から分離する。
【００２９】
ここで、拘束要素６００のさらに明確な実施例が図６に示される。ベース（例えば基盤）に対する完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の垂直動作を拘束する典型的な水平拘束要素６２０が図６の実施例において示される。加えて、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の一部の上を突き出たフラップ（又はタブ）６０２を備える典型的な拘束要素６００が提供される。例えば、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の少なくとも一部がＰ１層として実施され、フラップ６０２は、マイクロコンポーネント５０２のＰ１層の少なくとも一部の上を突き出るためにＰ２層として実行される。フラップ６０２も刻み目（あるいはくさび）６０４および６０５を含むＰ１層６０１に連結される（あるいは６３０を経由して連結される）。さらに示すように、拘束要素６００は、それぞれさかとげのある末端部６０６Ａと６０８Ａを備える方持ち梁６０６と６０８とを有する。好ましくは、そのような方持ち梁は、刻み目６０４および６０５（例えばＰ１）と同じ層において実施され、各方持ち梁６０６および６０８は、図６に示すように基盤にアンカーされる。拘束要素６００は、さらに好ましくは６０１層の上に突き出て、基盤に対するフラップ６０２の垂直方向の動作を規制するフラップ６１０および６１２を備える。例えば、フラップ６１０と６１２は、Ｐ２層において実施され、フラップ６０２が連結されるＰ１層６０１の上に突き出る。図６に示すように、そのようなフラップ６１０および６１２は好ましくは基盤にアンカーされる。
【００３０】
図６における典型的な実施例によれば、拘束要素６００のフラップ６０２は、ベース（例えば基盤）の側面方向に動作し、フラップ６０２がマイクロコンポーネント５０２の上を突き出ないようにする。より明確には、フラップ６０２は、ベースに対して側面方向に動いて、フラップ６０２がマイクロコンポーネント５０２の上を突き出ないようにし、そこにおいて、さかとげのある末端部６０６Ａと６０８Ａが刻み目６０４および６０５とかみ合い、フラップ５０２をマイクロコンポーネント５０２の上を突き出ない位置に保持するのである。図６の典型的な実施例において、開口又は他のレセプタクルとなる「ハンドル」６０３は、例えばＰ１層６０１内に備えられる。プローブ（又は他のタイプのメカニズム）はそのようなハンドル６０３を設置するのに有用であり、そのようなプローブによって、フラップ６０２を動かしマイクロコンポーネント５０２の上を突き出ないようにするためにマイクロコンポーネント５０２から離れる方向に力が働く。この方法におけるフラップ６０２を動かすどんなタイプのハンドルとプローブも本発明の範囲を逸脱するものではない。例えば、並列的に出願され共に譲渡された米国特許出願番号０９／５６９，３２９、「マイクロコンポーネントを扱うグリッパーと補完ハンドル」に開示されたハンドルおよびグリッパー（又はプローブ）は有用である。拘束要素６００は、フラップ６０２をマイクロコンポーネント５０２の上を突き出ないように保持するのに適した任意の連結メカニズムまたはラッチメカニズムとともに用いられ、図６の実施例に示す方持ち梁と刻み目のみに限定することを意図するものではない。一例として、並列的に出願され共に譲渡された米国特許出願番号０９／５７０，１７０、「マイクロコンポーネント連結システムおよび方法」に開示された任意の適合する連結メカニズムは、そのようなラッチングに有用である。
【００３１】
以上のように、好適な具体例によると、拘束要素は、望まれた時にそのようなマイクロコンポーネントを関連するベースから取り除くために取り除かれる（例えば、もはやマイクロコンポーネントを拘束しないようにする）一方で、完全に分離したマイクロコンポーネントをベース（例えば基盤）から不用意にも分離（又は完全に分離）することを防止する。図６の典型的な実施例によって可能となるように完全に分離したマイクロコンポーネントから拘束要素を取り除くよりも、場合によっては、マイクロコンポーネントをつかんでベースから分離させる時まで拘束要素を完全に分離したマイクロコンポーネント上に保持することが望ましい。例えば、（上に突き出たフラップ６０２を含む）図６の垂直拘束要素６００のような垂直拘束要素が移動してマイクロコンポーネント５０２を拘束しないようになったら、そのマイクロコンポーネントをベース（例えば基盤）から垂直に分離するのを防ぐものはなにもない。こうして、例えばもしそのようなマイクロコンポーネントをつかんでいなかったら、そのマイクロコンポーネントはベースから「飛んで」なくなる。例えば、充電を行えば、完全に分離したマイクロコンポーネントは、もはや垂直に拘束されず、基盤から「飛んで」なくなることとなる。もちろん、拘束要素６００による垂直方向の拘束を離れる前に完全に分離したマイクロコンポーネント５０２をつかんでおくことがあろう。さらに、そのようなマイクロコンポーネントがつかまれ、拘束されているベースから取り除かれるまで完全に分離したマイクロコンポーネントを拘束するのに有用なさらなる典型的な実施例を以下に示す。
【００３２】
図７に、そのようなマイクロコンポーネント５０２がつかまれ、ベース（基盤）５００から取り除かれるまで完全に分離したマイクロコンポーネントを拘束するのに有用な垂直拘束要素の典型的な実施例を示す。図７に示す実施例では、垂直拘束要素はマイクロコンポーネント５０２の少なくとも一部の上を突き出る部位であるフラップ７０６を備える。ここにおいて開示される様々な他の典型的な拘束要素とともに、フラップ７０６はマイクロコンポーネント５０２がフラップ７０６と接触する表面積を減らすためのくぼみ７０６Ａを備える。また、図７において示すように、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２は、マイクロコンポーネント５０２とベース５００との間の接触面積を減らすためのくぼみ５０２Ａを備える。すなわち、図７において示すように、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２は、絶縁層５０８に被われるベース５００の表面に置かれ、マイクロコンポーネント５０２とベース５００（又は絶縁層５０８）との間の接触面積を減らすためのくぼみ５０２Ａを備える。そのような接触面積の減少は、微小に存在するくっつき効果を減らすのに望ましい。図７においては、様々な他の典型的な拘束要素のように、フラップ７０６はマイクロコンポーネント５０２がベース５００に置かれている時に、マイクロコンポーネント５０２の頂点から間隙７０２だけ引き離される。上記のように、そのような分離間隙距離７０２は、最も好ましくは約１μｍであるが、任意の適合距離（例えば１μｍ前後）をとることができる。
【００３３】
一つの典型的な水平拘束要素７１４が図７において提供される。図７においては、他の様々な典型的な拘束要素と同様に、水平拘束要素７１４はマイクロコンポーネントが最も望ましい位置（例えばベース５００の中心）にある時に、マイクロコンポーネント５０２の側面から間隙７０４だけ引き離される。上記のように、そのような分離間隙距離７０４は、最も好ましくは約１μｍであり、任意の適合する距離をとることができる。図７の典型的な実施例においては、フラップ７０６は、好ましくはポリシリコン（例えばＰ２層）から構成され、比較的長い７１０だけの長さとなっている。フラップ７０６が長さ７１０を有することにより、フラップ７０６はベース５００に垂直な方向に比較的弾力的になる。しかし、そのようなフラップ７０６は、好ましくはマイクロコンポーネント５０２を不用意にもベース５００から分離するのを防ぐために十分厳密である。例えば、長さ７１０は、約５０μｍである。もちろん、様々な実施例において、フラップ７０６は任意の距離７１０をとることができ、そのような距離のどれも本発明の範囲を逸脱するものではない。こうして、図７の典型的な実施例においては、マイクロコンポーネント５０２をつかんで、フラップ７０６を湾曲させ（たわませ）、マイクロコンポーネント５０２を望まれたときに関連するベース５００から分離させるのに十分な垂直方向の力を加える。
【００３４】
図８に、そのようなマイクロコンポーネント５０２がつかまれ、関連するベース５００から取り除かれるまで完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を拘束するのに有用な垂直拘束要素の他の典型的な実施例が示される。図８に示す実施例では、垂直拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネントの少なくとも一部の上を突き出る部位であるフラップ８００を有する。図７に示す典型的な実施例のように、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２は、絶縁層５０８に被われているベース５００の表面に置かれ、マイクロコンポーネント５０２はマイクロコンポーネント５０２とベース５００（又は絶縁層５０８）との間の接触面積を減らすためのくぼみを備える。図８の典型的な実施例においては、フラップ８００は、「関節」のように用いられる。より明確には、フラップ８００は、図８に示すように、８０２、８０４、８０６という３つのセクションを有する。セクション８０２と８０６は、好ましくはポリシリコン（例えばＰ２層）により構成され、中間のセクション８０４は、好ましくは金のようなより柔軟な（可鍛性の）素材から構成される。結局、より柔軟な中間のセクション８０４は、フラップ８００をベース５００の垂直方向に比較的柔軟になるように「関節」タイプを形作っている。しかし、そのようなフラップ８００は、好ましくはマイクロコンポーネント５０２を不用意にもベース５００から分離するのに十分なほど厳格である。こうして、図８における典型的な実施例においては、マイクロコンポーネント５０２をつかんで、フラップ８００を湾曲させ（たわませ）、マイクロコンポーネント５０２を望まれたときに関連するベース５００から分離させるのに十分な垂直方向の力を加える。
【００３５】
図９に、そのようなマイクロコンポーネント５０２がつかまれ、関連するベース５００から取り除かれるまで完全に分離したマイクロコンポーネント５０２を拘束するのに有用な垂直拘束要素のさらなる典型的な実施例が示される。図７および図８の典型的な実施例のように、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２は、絶縁層５０８に被われたベース５００の表面に置かれ、マイクロコンポーネント５０２は、マイクロコンポーネント５０２とベース５００（又は絶縁層５０８）との間の接触面積を減らすためのくぼみを備える。図９に示すように、垂直拘束要素は、完全に分離したマイクロコンポーネント５０２の少なくとも一部の上を突き出る部位であるフラップ９００を備える。図９の典型的な実施例において、フラップ９００は金のような比較的可鍛性の素材として用いられている。より明確には、金の層は図９の９０４としてＰ２の上に置かれ、金のフラップ９００が基盤５００の垂直方向に比較的柔軟になるように金のフラップ９００を形成する。しかし、そのようなフラップ９００は、マイクロコンポーネント５０２がベース５００から不用意にも分離することを防止するのに十分な程度に厳格である。こうして、図９の典型的な実施例においては、マイクロコンポーネント５０２をつかみ、ベース５００から分離してフラップ９００を湾曲させ（たわませ）、望まれたときに関連するベース５００から分離させるのに十分な垂直方向の力を加える。
【００３６】
以上のように、好適な具体例は、完全に分離したマイクロコンポーネントをそのような完全に分離したマイクロコンポーネントを拘束要素から分離するのが望まれるまで関連するベース（例えば基盤）に拘束させることを可能とする拘束要素を提供する。そのような好適な具体例は、例えば、完全に分離したマイクロコンポーネントの製造プロセスにおいて有用である。例えば、拘束要素は、マイクロコンポーネントが（例えばそのようなマイクロコンポーネントを完全に分離するフッ酸溶液を通じて）分離主体にさらされたときに、関連する基盤上にマイクロコンポーネントを保持する。こうして、好適な具体例によれば、アンカーやテサーのようなコンポーネントを破壊することなしに、完全に分離したマイクロコンポーネントを組み立てるのに役立つ。結局、そのようなコンポーネントの物理的破壊によるちり分子の発生はなくなる。さらに、最終的な完全に分離したマイクロコンポーネントは、より正確に規定される。例えば、コンポーネントの不要な部分（例えば、アンカーまたはテサーの壊れた部分）は完全に分離したマイクロコンポーネントから除去される。こうして、完全に分離したマイクロコンポーネントは正確なそして、予め決められた形を有するものとして製造される。
【００３７】
さらに、好適な具体例は、完全に分離したマイクロコンポーネントの製造後の取り扱いに役立つ。例えば、好適な具体例においては、完全に分離したマイクロコンポーネントが製造され、拘束要素はそのような完全に分離したマイクロコンポーネントを関連する基盤に拘束し、その製造の後の、例えば顧客への完全に分離したマイクロコンポーネントの発送を含む取り扱いに役立つ。完全に分離したマイクロコンポーネントの製造後の取り扱いにさらに役立つこととして、本発明の好適な具体例が、一又は複数のマイクロコンポーネントが拘束される「パレット」として実施される。図１０に、典型的なパレット１０００が示される。パレット１０００は、そこに拘束されたマイクロコンポーネント１００２や１００４のような多数の完全に分離したマイクロコンポーネントを有する。ここに示すように、完全に分離したマイクロコンポーネント１００２と１００４は、それぞれ拘束要素１００３と１００５によってパレット１０００に固定される。図１０にさらに示すように、完全に分離したマイクロコンポーネントは、パレット１０００内にネストされる。例えば、完全に分離したマイクロコンポーネント１００６は、マイクロコンポーネント１００４に拘束要素１００７によって拘束され、次にマイクロコンポーネント１００４はパレット１０００に拘束される。もちろん、マイクロコンポーネント１００４は、例えば、実際に一又は複数の他の基盤やマイクロコンポーネント１００６のようなマイクロコンポーネントが拘束される基盤となる。パレット１０００は、任意のそのようなベース（例えば基盤および／またはマイクロコンポーネント）を有し、そのようなベースはパレット１０００上に望ましい方法で配置される。例えば、マイクロコンポーネント１００２と１００４は位置上の集積動作に適合するような方法でパレット１０００上に配置される。例えば、並列的に出願され共に譲渡された米国特許出願番号０９／５６９，３３０、「自己修復製造所を実現する方法およびシステム」に開示されているような自己修復集積動作である。
【００３８】
最も好適な具体例においては、パレット１０００の大きさは、約１センチメートル×１センチメートルである。しかし、実施例においてパレット１０００は任意の望ましい大きさを持つことができ、そのような実施例のどれも本発明の範囲を逸脱するものではない。そのようなパレット１０００は、そこに拘束される一または複数のマイクロコンポーネントの取り扱いに役立つ。例えば、並列的に出願され共に譲渡された米国特許出願番号０９／５６９，３２９、「マイクロコンポーネントを扱うグリッパーおよび補完ハンドル」に開示されるような「ハンドル」がパレット１０００上に用いられ、そのようなハンドルにより、グリッパーデバイス（例えば、ピンセット）を用いてパレット１０００のピックアンドプレース動作をさせるようにハンドルをつかませることができる。例えば、マイクロコンポーネント１００２および１００４のような完全に分離したマイクロコンポーネントは、ハンドルなしに実施される。そして、ハンドルは、パレット上に含まれて、望まれたときにパレット１０００のピックアンドプレース動作をするために、グリッパーデバイスにそのようなパレット１０００のハンドルをつかませることによってそのようなマイクロコンポーネントを取り扱うのに役立つ。こうして、マイクロコンポーネント１００２又は１００４のような完全なマイクロコンポーネントは「ハンドル」より大きさが小さい。なぜならそのようなマイクロコンポーネントはそのようなハンドルなしに実施され、ハンドルはパレット１０００をつかみ、取り扱うのに役立つためにパレット１０００に含まれるからである。
【００３９】
さらに、パレット１０００の拘束要素は、再利用できるように実施される。例えば、そのような拘束要素は、並列的に出願され共に譲渡された米国特許出願番号０９／５７０，１７０、「マイクロコンポーネント連結システムおよび方法」に開示されているインプレーン（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）圧搾コネクターとして実施される。そこにおいてそのような拘束要素は、マイクロコンポーネントをそのような拘束から解放するような位置に移動し、後に拘束位置に戻る。こうして、パレット１０００は、好ましくは、そこに固定される完全に分離したマイクロコンポーネントの取り扱いのために再利用されることができる。例えば、パレット１０００は、そこに拘束される完全に分離したマイクロコンポーネントの最初のセットを有する。そのようなマイクロコンポーネントは拘束を離れ（パレットの拘束要素の拘束から離れることによって）、そして、そのような最初のマイクロコンポーネントのセットは、（例えば最初のマイクロコンポーネントの集積動作が行われる時に）パレット１０００から分離する。その後は、２番目の完全に分離したマイクロコンポーネントのセットがパレット１０００に拘束される。そして、その２番目の完全に分離したマイクロコンポーネントのセットは取り除かれた最初のマイクロコンポーネントのセットの後の空隙に置かれ、拘束要素は、そのような２番目のマイクロコンポーネントのセットをパレット１０００に拘束するように置かれる。そのようなパレットの再利用は、例えばそこに拘束されるマイクロコンポーネントをコストを下げて一貫して配置するのに望ましい。
【００４０】
上記のように、パレット１０００のようなパレットは、そのようなマイクロコンポーネントがなくなったり、位置づけを誤ったり、損傷を受けたり、そして／あるいは取り扱いを誤ったりする可能性を減らすような方法でマイクロコンポーネントの製造後の取り扱いを行うのに役立つ。パレットは、例えば、完全に分離したマイクロコンポーネントを顧客に配送するのに有用であり、そこにおいて、そのようなマイクロコンポーネントは、例えば、そのようなマイクロコンポーネントを位置的な集積動作に役立たせるような望ましい方法で、パレット上に予め並べられ／配置される。さらに、そのようなパレットは、コストを下げて位置的な一貫性を実現するために、再利用できる拘束要素を備えて実施される。
【００４１】
本発明とその有用な点を詳細に述べてきたが、付随するクレームよって定義される発明の思想と範囲を逸脱することなく様々な変形、代用、改変がなされる。　さらに、本出願の範囲は、明細書に記述されたプロセス、機械、製品、構成、方法、手段そしてステップの特定の具体例に限定するものではない。この技術における一つの通常の技術が本発明の開示からすぐに恩恵を受けるように、ここで述べられる対応する具体例と実質上同じ機能を営み、実質上同じ結果をもたらす現在存在しており、後に発展することとなるプロセス、機械、製品、構成物、方法、手段、ステップは、本発明に従って活用される。従って、付随するクレームはその範囲内でそのようなプロセス、機械、製品、構成、方法、手段、ステップを含むものである。
【図面の簡単な説明】
本発明を完全に理解するため、以下の図面に関して以下の記述がなされる。
【図１Ａ−１Ｅ】典型的な従来のマイクロコンポーネントの製造プロセスの例を示す図である。
【図２】アンカーされているマイクロコンポーネントをその基盤から分離する従来技術の例を示す図である。
【図３】アンカーされているマイクロコンポーネントをその基盤から分離する従来技術のさらなる例を示す図である。
【図４Ａ−４Ｈ】完全に分離されたマイクロコンポーネントを可能にする製造プロセスの例を示す図である。
【図５】完全に分離されたマイクロコンポーネントを基盤に拘束する好適な具体例の典型的な実施例を示す図である。
【図６】完全に分離されたマイクロコンポーネントを解放するために移動されることが可能な可動拘束要素の典型的な実施例を示す図である。
【図７】完全に分離されたマイクロコンポーネントを、そのようなマイクロコンポーネントが掴まれ、その基盤から除去されるまで拘束するのに役立つ垂直拘束要素の典型的な実施例を示す図である。
【図８】完全に分離されたマイクロコンポーネントを、そのようなマイクロコンポーネントが掴まれ、その基盤から除去されるまで拘束するのに役立つ垂直拘束要素の典型的な実施例を示す図である。
【図９】完全に分離されたマイクロコンポーネントを、そのようなマイクロコンポーネントが掴まれ、その基盤から除去されるまで固定するのに役立つ垂直拘束要素のさらなる典型的な実施例を示す図である。
【図１０】完全に分離されたマイクロコンポーネントの製造後の取り扱いをのためのパレットの典型的な実施例を示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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