(57)【要約】  複合デバイスを作製する方法が、第１のピッチの構成要素の第１のセットを含む第１のパーツを用意するステップと、第１のピッチとは異なる第２のピッチの構成要素の第２のセットを含む第２のパーツを用意するステップとを含む。第１のパーツは、複合デバイスを作製するために第２のパーツに固定される。複合デバイスは、実質的に位置合わせされた複合構成要素の対応するサブセットを形成するために、構成要素の第２のセットのサブセットと実質的に位置合わせされる構成要素の第１のセットのサブセットを含む。
2012512767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合デバイスを作製する方法であって、
第１のピッチの構成要素の第１のセットを含む第１のパーツを用意するステップと、
前記第１のピッチとは異なる第２のピッチの構成要素の第２のセットを含む第２のパーツを用意するステップと、
複合デバイスを作製するために前記第２のパーツに前記第１のパーツを固定するステップであって、前記複合デバイスは、実質的に位置合わせされた複合構成要素の対応するサブセットを形成するために、構成要素の前記第２のセットのサブセットと実質的に位置合わせされる構成要素の前記第１のセットのサブセットを含む、ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記複合デバイスにおいて作動させるための実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットを選択するステップ
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、実質的に位置合わせされた複合構成要素の前記対応するサブセットは、２つ以上の複合構成要素を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、実質的に位置合わせされた複合構成要素の前記対応するサブセットは、所定の公差内であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記所定の公差は、第１の所定の公差であり、複合構成要素の前記対応するサブセットは、第２の所定の公差内において位置合わせされる１つの複合構成要素を含み、前記第２の所定の公差は、前記第１の所定の公差よりも厳しいことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のピッチはＰであり、前記第２のピッチはＰ＋ΔＰであり、Ｎが前記第１のパーツにおける構成要素数であり、σが前記第１のパーツと前記第２のパーツとの間の２つの変動標準偏差の大きな方であり、ΔＰは有効な複合構成要素に必要な公差に設定され、Ｎは６σ／ΔＰ以上であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のピッチおよび前記第２のピッチは、第１の方向におけるものであり、前記第１のパーツにおける構成要素の前記第１のセットは、第２の方向において第３のピッチを有し、前記第２のパーツにおける構成要素の前記第２のセットは、前記第２の方向において第４のピッチを有し、前記第４のピッチは、前記第３のピッチと等しくはないことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記構成要素は、インクジェットオリフィス、インクジェットチャンバ、液滴形成機構、レーザダイオード、発光ダイオード、レンズ、導電性トレース、半導体、絶縁体、抵抗、格子、光学空洞部、光源、バンドギャップ材料、屈折率整合層、反射コーティング、反射表面もしくは反射層、光検出器、マイクロ流体チャンバ、トランジスタゲート、トランジスタドレイン、およびトランジスタソースの中の１つ以上を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記２つのパーツは、膠剤、エポキシ樹脂、はんだ、溶接、機械固定具、スナップ嵌め、熱接合、またはテープの中の１つを利用して共に固定されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記２つのパーツは、１つの基体上に共に形成されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記２つのパーツは、フォトリソグラフィプロセスを利用して共に形成されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記第１のパーツまたは前記第２のパーツのいずれかまたは両方が、レジストレーションマークまたは位置合わせ特徴部を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、固定する前記ステップにより、各パーツが他方のパーツに比べて膨張または収縮することが可能となることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、実質的に位置合わせされた複合構成要素の前記サブセットは、前記第１のパーツまたは前記第２のパーツが経時的に膨張または収縮するにつれて変化することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、実質的に位置合わせされた複合構成要素の前記サブセットは、経時的に変化することを特徴とする方法。
【請求項１６】
複合アレイデバイスを作製する方法であって、
第１のサブパーツのアレイを含む第１のパーツを用意するステップであって、各サブパーツが、第１のピッチの構成要素の第１のセットを含む、ステップと、
第２のサブパーツのアレイを含む第２のパーツを用意するステップであって、各サブパーツが、前記第１のピッチとは異なる第２のピッチの構成要素の第２のセットを含む、ステップと、
複合アレイデバイスを作製するために前記第２のパーツに前記第１のパーツを固定するステップであって、前記複合アレイデバイスは、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットの対応するアレイを形成するために、構成要素の前記第２のセットのサブセットのアレイと実質的に位置合わせされる構成要素の前記第１のセットのサブセットのアレイを含む、ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記複合アレイデバイスは、インクジェットプリントヘッドであり、
構成要素の前記第１のセットは、オリフィスを含み、
構成要素の前記第２のセットは、液滴形成機構を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットの前記対応するアレイは、２つ以上の実質的に位置合わせされた複合構成要素を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットの前記対応するアレイの各サブセットが、所定の公差内の少なくとも１つの実質的に位置合わせされた複合構成要素を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記所定の公差は、第１の所定の公差であり、サブセットの前記アレイ中の各サブセットについて、実質的に位置合わせされた複合構成要素の対応するサブセットが、第２の所定の公差内において位置合わせされた１つの実質的に位置合わせされた複合構成要素を含み、前記第２の所定の公差は、前記第１の所定の公差よりも厳しいことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、共に組み付けられる第１のパーツおよび第２のパーツを備える複合デバイスであって、第１のパーツの構成要素が第２のパーツの対応する構成要素に正確に位置合わせされる複合デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
初期のインクジェットプリントヘッドは、イジェクタ基体に対してニッケルノズルプレートを位置合わせすることにより作製された。イジェクタ基体上のイジェクタに対するノズルプレート上のノズルの正確な位置合わせは、複数のノズル間にわたり良好な均一性で所定の方向に液滴を吐出するためには不可欠であった。インクジェットノズルの密度および解像度が高くなるにつれて、オンデマンド型インクジェットプリントヘッドは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いてバブルチャンバの頂部上にノズルを直接的に構築するように進化した。これにより、インクジェットプリントヘッドの精度が大幅に上昇し、位置合わせのコストが大幅に削減された。前後方向への移動によりページ上に画像を印刷する小型アレイ（例えばキャリッジプリンタにおいてなど）に関しては、比較的小型のＭＥＭＳデバイスのコスト上昇は、許容可能なものであった。しかし、ＭＥＭＳデバイスのコストは、デバイスのサイズに対して指数関数的に上昇する場合にも、全ページ幅に対応するには、多数の比較的小型のＭＥＭＳデバイスを並べることが必要となる。ページに対応するために前後に移動する比較的小型のアレイの他の利点は、多数のノズルにより画像の各ラインを印刷することが可能であるため、不良ノズルを正確に特定し、有効なノズルのみを使用してページを印刷することが可能となる点である。ページ幅アレイは、非作動ノズルによる空白エラーを無くすために、余剰のノズルを要する。必要とされているものは、余剰ノズルを備えるページ幅アレイを形成し、全ページにわたる精度を達成するために、ノズル当たりのコストを大幅に低下させる製造技術である。
【０００３】
さらに、好ましくは厳格な公差で共に位置合わせされるべきである２つの異なるパーツ上の対応する構成要素からなる、許容可能な歩留まりを有する大型複合デバイスを生み出すことが必要である。廉価なパーツを製造するために、ロールツーロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）製造およびテープ製造などの廉価な製造手段を利用することが可能となることが必要である。しかし、これらの廉価な製造手段は、完成した複合デバイスにおいて必要とされる公差よりも緩い公差を通常有する。プラスチック、テープ、および他の廉価な材料から作製された廉価な流動性構成要素および光学構成要素を、シリコン基板上に形成された電子デバイスと組み合わせることが必要である。ステンレス鋼および紙などのシリコン以外の基板上に電子デバイスを構築するために、厳格な公差を維持することが必要である。
【０００４】
さらに、複数のパーツにより作製されたデバイスに関して、これらのデバイスが熱くなりそれぞれ別様に膨張する場合に、これらのパーツ上の対応する構成要素間の公差を維持することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１００２５７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０１２２８９８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、第１のピッチの構成要素の第１のセットを含む第１のパーツを用意するステップと、第１のピッチとは異なる第２のピッチの構成要素の第２のセットを含む第２のパーツを用意するステップとを開示する、複合デバイスを作製する方法により、前述の必要性が満たされる。第１のパーツは、複合デバイスを作製するために第２のパーツに固定される。複合デバイスは、実質的に位置合わせされた複合構成要素の対応するサブセットを形成するために、構成要素の第２のセットのサブセットと実質的に位置合わせされる構成要素の第１のセットのサブセットを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１のピッチの第１の構成要素のセットを有する第１のパーツの図である。
【図２ａ】抵抗および導体から構成される構成要素の図である。
【図２ｂ】第２のピッチの第２の構成要素のセットを有する第２のパーツの図である。
【図３ａ】共に組み付けられるそれぞれ異なるピッチの構成要素のセットを備える２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図３ｂ】共に組み付けられるそれぞれ異なるピッチの構成要素のセットを備える２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図４】各第１のサブパーツが第１のピッチの第１の構成要素のセットを有する、サブパーツのアレイを備える第１のパーツの図である。
【図５】各第２のサブパーツが第２のピッチの第２の構成要素のセットを有する、サブパーツのアレイを備える第２のパーツの図である。
【図６】異なるピッチの構成要素のセットを備えるサブパーツのアレイをそれぞれが備える、共に固定された２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図７】第１の方向においては第１のピッチのおよび第２の方向においては第３のピッチの第１の構成要素のセットを有する第１のパーツの図である。
【図８】第１の方向においては第２のピッチのおよび第２の方向においては第４のピッチの第２の構成要素のセットを有する第２のパーツの図である。
【図９】共に組み付けられた、２つの方向においてそれぞれ異なるピッチの構成要素のセットを備える２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図１０】ある角度で共に組み付けられた、２つの方向においてそれぞれ異なるピッチの構成要素のセットを備える２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図１１】各第１のサブパーツが第１の方向においては第１のピッチのおよび第２の方向においては第３のピッチの第１の構成要素のセットを有する、第１のサブパーツのアレイを備えるパーツの図である。
【図１２】各第２のサブパーツが第１の方向にいては第２のピッチのおよび第２の方向においては第４のピッチの第２の構成要素のセットを有する、第２のサブパーツのアレイを備えるパーツの図である。
【図１３】各パーツが、２つの方向においてそれぞれ異なるピッチの構成要素のセットを備えるサブパーツのアレイを備える、共に固定された２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図１４】各パーツが、２つの方向においてそれぞれ異なるピッチの構成要素のセットを備えるサブパーツのアレイを備える、ある角度で共に固定された２つのパーツを備える複合デバイスの一実施形態の図である。
【図１５】本発明において第１の構成要素として使用されることとなる、格子および電極から構成される先行技術の表面発光レーザダイオードの図である。
【図１６】第１のピッチの表面発光レーザダイオード構成要素のセットから構成される第１のパーツの図である。
【図１７】第２のピッチのレンズ構成要素のセットから構成される第２のパーツの図である。
【図１８】本発明において第２の構成要素として使用されることとなる、表面特徴部から構成される先行技術のレンズの図である。
【図１９】第２のピッチのレンズ構成要素のセットから構成される第２のパーツに組み付けられる、第１のピッチの表面発光レーザダイオード構成要素のセットを備える第１のパーツの一実施形態の図である。
【図２０】第１のアラインメント特徴部、第１のレジストレーション特徴部、ならびに第１の方向においては第１のピッチのおよび第２の方向においては第３のピッチのレーザダイオード構成要素のセットから構成される、第１のパーツの図である。
【図２１】第２のアラインメント特徴部、第２のレジストレーション特徴部、ならびに第１の方向においては第２のピッチのおよび第２の方向においては第４のピッチのレンズ構成要素のセットから構成される、第２のパーツの図である。
【図２２】第１のパーツ上の第１のアラインメント特徴部に対して位置決めするために、第２のパーツ上の第２のアラインメント特徴部を使用してレーザダイオード構成要素のセットを備える第１のパーツに位置合わせされる、レンズ構成要素のセットを備える第２のパーツの一実施形態の図である。
【図２３】第１のパーツ上の第１のレジストレーション特徴部に第２のパーツ上の第２のレジストレーション特徴部を位置合わせすることにより、レーザダイオード構成要素のセットを備える第１のパーツに位置合わせされる、レンズ構成要素のセットを備える第２のパーツの一実施形態の図である。
【図２４】各複合構成要素が表面発光レーザダイオードおよび第１のピッチの電気トレースから構成される、複合構成要素のセットから構成される第１のパーツの図である。
【図２５】各複合構成要素がレンズおよび第２のピッチの電気トレースから構成される、複合構成要素のセットから構成される第２のパーツの図である。
【図２６】第２のピッチの複合構成要素のセットから構成される第２のパーツに組み付けられる、第１のピッチの複合構成要素のセットを備える第１のパーツの一実施形態の図である。
【図２７】各複合材料構成要素がレンズおよび第２のピッチの複数の電気トレースの中の１つから構成される、複合構成要素のセットから構成される第２のパーツの図である。
【図２８】固有の電気接続部により、第２のピッチの複合構成要素のセットから構成される第２のパーツに組み付けられる、第１のピッチの複合構成要素のセットを備える第１のパーツの一実施形態の図である。
【図２９】トランジスタ構成要素のソース導体の図である。
【図３０】トランジスタ構成要素のドレイン導体の図である。
【図３１】トランジスタ構成要素の被ドープ領域の図である。
【図３２】トランジスタ構成要素のゲート導体の図である。
【図３３】ソース構成要素、ドレイン構成要素、被ドープ領域構成要素、およびゲート構成要素からなるトランジスタの図である。
【図３４】第１のピッチのトランジスタゲート構成要素からなる第１のパーツの図である。
【図３５】第２のピッチのトランジスタソース構成要素およびトランジスタドレイン構成要素のセットからなる第２のパーツの図である。
【図３６】トランジスタ被ドープ領域からなる第３のパーツの図である。
【図３７】単一基板上へのフォトリソグラフィを利用する、第２のピッチの構成要素のセットを有する第２のパーツに組み付けられる、第１のピッチの構成要素のセットを有する第１のパーツから構成される、本発明の一実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
一般的に、２つのパーツを共に固定して複合デバイスを作製する場合に、２つのパーツ間において好ましい位置合わせが存在する。いくつかの場合においては、許容可能な範囲の位置合わせに加えて、最も好ましい位置合わせと、好ましさの最も低い位置合わせとが存在する。好ましい位置合わせについては、複合デバイスの作動は、大幅に向上する。許容可能な範囲の位置合わせについては、作動は、十分なものとなる。最後に、好ましさの最も低い位置合わせについては、作動は、不十分なものとなる。より具体的には、周知の産業基準によって、位置合わせが最も好ましい結果をもたらすか否かが決定されることとなる。したがって、各タイプの複合デバイスが、合否に関する固有の基準を有する。
【０００９】
２つのパーツを共に固定することを含む、複合デバイスを組み付けるための方法が開示される。この方法においては、各パーツは、所定のピッチの構成要素のセットを備え、２つのパーツ上の構成要素間のピッチは、異なる。さらに、複合構成要素のサブセットにおける複合構成要素間の公差が、許容可能な値内となり、許容可能な結果がもたらされるように、このサブセットを選択することがさらに含まれる。本発明の１つの利点は、各複合デバイスが、許容可能な値内に含まれ、許容可能な結果をもたらすサブセットを備える点である。したがって、複数の組み付けパーツを無駄にすることが抑えられ、複合デバイスを製造するロバストかつ余剰的な方法が存在するという確信を持つことが可能となる。
【００１０】
本発明は、選択された複合構成要素のサブセットのアレイが、許容可能な公差内に含まれ、許容可能な結果をもたらすように、アレイ的な意味において反復されてもよい。
【００１１】
本発明は、許容可能な結果をもたらし、それにより余剰性を与え、デバイスの歩留まりを高める、複合構成要素の複数のサブセットを実現することが可能である。本発明は、アレイ的な意味において許容可能な結果をもたらし、それによりアレイ中に余剰性を与え、アレイデバイスの歩留まりを高める、複合構成要素の複数のサブセットを実現することが可能である。
【００１２】
本発明は、発光構成要素に光学構成要素を組み付けるために、２つの構成要素間の電気接続のために、イジェクタデバイス構成要素にインクジェットノズル構成要素を組み付けるために、および２つの構成要素間の流体連結のために使用することが可能である。開示される一実施形態は、電気接続および光学接続を、または電気接続および流体連結を同時に行なうことが可能であり、電気接続は、最適な光学接続または流体連結に対応する。本発明は、複数の接続タイプを同時に行なうことが可能であり、連結されるサブセットは、互いに相関付けられる。
【００１３】
本発明は、第２のパーツと組み合わされることにより、複合構成要素のサブセットが許容可能な値内に含まれるか、または許容可能な結果をもたらす、公差の比較的小さい有用な製造方法の使用を可能にする。これらの製造方法は、プラスチック構成要素もしくはポリマー構成要素のホットスタンピングまたは射出成形のいずれかのための型を構築するために、リソグラフィ電気めっき成形（ＬＩＧＡ）を利用するプラスチック成形を含むことが可能である。さらに、製造方法は、基体上へのフレキソ印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、または電子写真印刷を含むことも可能である。基体は、プラスチックシート、紙、金属、金属箔、厚紙、およびボール紙を含むことが可能である。インキは、着色剤、ポリマー、導電性インキ、半導電性インキ、抵抗性インキ、および非導電性インキから構成することが可能である。さらに、インキは、ドーパント材料または屈折率整合材料を含むことが可能である。
【００１４】
本発明は、複合構成要素のサブセットが許容可能な性能を実現するように、規則的な様式で配置された多数の構成要素をそれぞれが有する２つのパーツを共に組み付ける。本発明は、少ない製造公差パーツを使用することにより２つのパーツの高い公差の組合せがもたらすために、通常は動作不能な追加的な構成要素を使用する。
【００１５】
本発明は、複合デバイス内の１セットの複合構成要素を使用することを予期する。本発明は、複合デバイス内の２セット以上の複合構成要素を使用することを予期する。本発明は、複合デバイス内の全ての複合構成要素を使用することを予期する。
【００１６】
本発明の一実施形態は、インクジェットプリントヘッドである。この実施形態においては、余剰性により、プリントヘッドの歩留まりまたはロバスト性が高まるように、追加の複合構成要素を使用することが可能である。この実施形態においては、代替的に、印刷の際に液滴配置エラーを隠すために使用することが可能である。
【００１７】
図１は、熱インクジェットプリントヘッドのための第１のパーツ（１０）を示す。第１の構成要素のセットが、バブルチャンバ構成要素（２０ａ〜ｉ）と、第１のピッチ（４０）のオリフィス構成要素（３０ａ〜ｉ）とを備える。図２ａは、導電性トレース（６５）および（５５）に事前組付けされた抵抗領域（６０）から構成される抵抗素子構成要素（５２）を図示する。図２ｂは、第１のピッチ（４０）とは異なる第２のピッチ（７０）の抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）のセットを有する、熱インクジェットプリントヘッドのための第２のパーツ（５０）を示す。各抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）は、図２ａに図示されるように、抵抗構成要素（６５）および電気トレース構成要素（６０および５５）から構成されることに留意されたい。図３ａは、第２のパーツ（５０）に固定された第１のパーツ（１０）からなる複合デバイス（６７）（すなわち組み付けられた熱インクジェットプリントヘッド）を示す。第１のバブルチャンバ構成要素（２０ｆ）およびオリフィス構成要素（３０ｆ）は、第２の抵抗素子構成要素（５２ｆ）と実質的に位置合わせされる。図３ｂは、図３ａと同一であるが、パーツ番号のいくつかが明瞭化のために除去されている。前記第１のパーツ（１０）および前記第２のパーツ（５０）は、例えば膠剤、エポキシ、紫外線硬化エポキシ、またははんだなどにより、共に固定することが可能である。代替としては、第１のデバイスおよび第２のデバイスは、共に溶接するか、または共に超音波溶接することが可能である。第１の公差でこれらを位置合わせするために、各デバイス上に追加の構成要素を配置することが可能である。第１のデバイスおよび第２のデバイスは、ねじ、ナットおよびボルト、またはリベットにより、共に固定することが可能である。第１のパーツおよび第２のパーツは、共にスナップ嵌めするように設計することが可能である。
【００１８】
第１のパーツ（１０）は、ホットスタンプ型を使用してプラスチックから成形することが可能である。この型は、フォトリソグラフィを利用してＳＵ−８などのポリマーをパターニングすることにより作製することが可能である。次いで、ニッケルの層を堆積する。次いで、ニッケル厚さ部分を電気めっきして、型を作製する。型が熱くなるか、室温が変化するか、またはパーツの組成が変化することにより、間隔（第１のピッチ）（４０）の変化が生じる可能性がある。代替としては、第１のパーツ（１０）は、ＳＵ−８テープを使用して形成することが可能である。代替としては、第１のパーツ（１０）は、金属または金属箔からプレス加工することが可能である。いくつかの実施形態においては、オリフィス構成要素およびバブルチャンバ構成要素は、それぞれ別個の構成要素であることが可能であり、これらは共に、本発明においては第１のパーツ（１０）上に存在する必要はない。オリフィスは、ノズルまたは開口とも呼ばれる場合がある。
【００１９】
第２のパーツ（５０）上の抵抗素子構成要素（５２）のセットは、シリコンウェーハ上のＳｉＯ2層上に配置されたＴａＳｉＮ抵抗構成要素（６５）材料からなる構成要素を含むことが可能である。導電性とレース構成要素（６０、５５）は、アルミニウム蒸着を利用して作製することが可能である。普通のフォトリソグラフィ技術および材料を使用して、デバイス（５０）をパターニングすることが可能である。Ｃａｎｏｎ  ５Ｘ  Ｓｔｅｐｐｅｒを利用するフォトリソグラフィ技術は、０．５ｕｍ未満の範囲内の精度となることが可能である。代替的には、Ｃａｎｏｎ  ５Ｘ  Ｓｔｅｐｐｅｒは、より小さな精度公差を有するより高速の１Ｘモードにおいて使用されてもよい。代替的には、第２のパーツ（５０）は、導電性トレース用のシルバーインキおよび抵抗用のカーボンインキを使用して印刷され得る。基体は、プラスチック、プラスチックフィルム、紙、木材、ガラス、金属、または金属箔であることが可能である。基体は、紙の切シートまたは個々のウェーハなどの、個々の片であることが可能である。抵抗構成要素間の第２のピッチ（７０）は、明確に規定される。しかし、第２のピッチ（７０）は、作動の際に、抵抗が熱くなることにより第２のパーツ（５０）を膨張させるにつれて変化する可能性がある。第２のピッチ（７０）は、とりわけ比較的大きな熱膨張率を有するプラスチックなどの材料から作製された大型の第２のパーツ（５０）の場合に、リソグラフィ露光の際に周囲温度が変化するにつれて、またはウェーハ温度が変化するにつれて、またはウェーハに対するマスクのアラインメントおよびダイシング作業が変化するにつれて、一連の第２のパーツ（５０）に関して変化する可能性がある。
【００２０】
第１のピッチ（４０）もまた、明確に規定されるが、これもまた、バッチもしくは一生産量内においてパーツごとに、バッチごとに、または、内部加熱もしくは外部周囲熱によりパーツが熱くなることにより、変化する場合がある。
【００２１】
ウェブ材料印刷については、ウェブ速度が変化するにつれて、両ピッチが変化する可能性がある。さらに、第２の被印刷部分に対する第１の被印刷部分の位置が、ウェブ速度が変化するにつれ、ウェブ材料が伸長するにつれ、またはウェブ材料が水もしくは溶剤を吸収するにつれて変化する可能性がある。
【００２２】
本発明の好ましい一実施形態は、ある特定の抵抗素子構成要素が、最も好ましい、位置合わせされた抵抗素子構成要素／バブルチャンバオリフィスの組合せとして選択されるものである。図３に図示されるように、抵抗素子構成要素５２ｆは、好ましい状態で位置合わせされて示される。本発明の一実施形態は、抵抗素子構成要素５２ｅ、５２ｆ、および５２ｇに対応する、組み合わされた構成要素の比較的大きなサブセットを選択し、次いでこれらの３つの抵抗を交互に使用して画像を印刷することを含む。構成要素の許容可能な組合せの数は、第１のピッチおよび第２のピッチにおける差を縮小することにより増加させることが可能となることが、当業者には認識されよう。
【００２３】
抵抗素子構成要素は、液滴形成機構であり、圧電変換器、抵抗駆動パドル、および圧電変換器駆動パドルなどの他の液滴形成機構を使用することが可能であることが、当業者には認識されよう。
【００２４】
インクジェットプリンタについては、抵抗とバブルチャンバ上のオリフィスとの間の位置合わせによって、インクジェット液滴の方向が制御される。物理的に最善に位置合わせされたように見える位置合わせを選択する代わりに、最良の見栄えの印刷をもたらす構成要素の組合せを故意に選択することが可能である。さらに、インクジェット印刷のラスタを隠すために、ランダムな方向にインクジェット液滴を故意に配向するように、構成要素の位置ずれを選択することが可能である。
【００２５】
第２のパーツ（５０）に第１のパーツ（１０）を組み合わせる製造プロセスに関して、汚染物質がオリフィス構成要素（３０）を閉塞させて、組み合わされたデバイスを使用不能にする可能性がある。かかる場合においては、次善に位置合わせされた構成要素の組合せの選択が実施される。この例においては、オリフィス３０ｆが、閉塞したまたは詰まった場合には、オリフィスのこのセットからインクの液滴を吐出させるために、抵抗素子構成要素５２ｅまたは５２ｇのそれぞれに通電することによりオリフィス３０ｅまたは３０ｇが選択される。
【００２６】
複合デバイス（６７）が経年変化するにつれ、または第２のパーツ（５０）が抵抗構成要素（６０）の作動により熱くなるにつれ、いわゆる最善に位置合わせされた構成要素が変化する可能性がある。例示的な一実施形態においては、オリフィス構成要素（３０）に対する抵抗素子構成要素（５２）の位置合わせを検査することにより、またはテストパターンを印刷し抵抗に対するオリフィスの最善の組合せに関してこのテストパターンを評価することにより、変化した構成要素の外部検出が実施される。その後、第１のパーツおよび第２のパーツの温度を測定し、この温度読取値に基づき選択された構成要素を調節することが、および任意には第１の選択されたサブセットを調節することが可能となる。
【００２７】
図１から図３を参照として上述した熱インクジェットプリントヘッドの例においては、第１のピッチ（４０）と第２のピッチ（７０）との間の差は、２つのそれぞれ異なるピッチで構成要素を有する対合パーツの影響を明瞭に示すために、大きいものとして示される。オリフィス構成要素（３０ｉ）の下縁部が構成要素（５２ｉ）の上縁部に接触するのと同じ様式でオリフィス構成要素（３０ａ）の下縁部が構成要素（５２ｂ）の上縁部に接触する図３ａにおいては、ピッチ（４０）がピッチ（７０）の７／８であり、すなわちピッチ（４０）の８倍がピッチ（７０）の７倍と同一距離であることが容易に明らかになることに留意されたい。ピッチ（４０および７０）におけるかかる大きな差により、構成要素（５２）の抵抗素子部分（６５）は、構成要素が最善に位置合わせされた対（３０ｆ）および（５２ｆ）から遠ざかるにつれ、オリフィス構成要素（３０）に対して非常に迅速に著しく位置ずれを生じる。例えば、構成要素（５２）が、１インチ当たり１２００に相当する約２１ミクロンのピッチ（７０）で製造される場合には、図３ａに図示される例は、約１８．４ミクロンのオリフィス構成要素ピッチ（４０）に一致することとなる。さらに、ピッチ（４０）とピッチ（７０）との間の差は、約２．６ミクロンとなり、そのため最善に位置合わせされる対（３２ｆ）および（５２ｆ）が完璧に位置合わせされると、隣接し合う構成要素対ｅおよびｇは、逆方向に２．６ミクロンだけ位置ずれすることとなる。かかる位置ずれ量では、紙上に印刷されるドット位置は、対ｅ、ｆ、およびｇについては大幅に異なり、図３ａに図示される全ての他の対についてはおそらく許容不能なものとなる。したがって、図３ａに図示される複合デバイスにおける９つの構成要素対の中から、それらの１／３のみが使用可能になり得る可能性がある。いくつかの実施形態においては、複合デバイス（６７）において使用可能な対の割合をより高めるために、ピッチ（４０）と（７０）との間のより小さな差が、使用され、および／または第１の構成要素（２０、３０）および第２の構成要素（５２）のセットにおける９つ未満の要素となる。
【００２８】
概して、構成要素のセットに含める要素の個数を、および与えるべきピッチの差を選択するための設計考慮要件は、以下の要素、すなわち１）所定のピッチで構成要素を作製する場合のその公差、２）第２のパーツに対する第１のパーツの位置合わせにおける公差、３）適切に作動する複合対を得るために必要な構成要素対の位置合わせ、４）複合デバイス上に余剰の作動可能な複合対を設けることの好ましさ、５）例えば製造温度環境または作動温度環境などにより生じ得る寸法変化、６）第１のパーツおよび第２のパーツの両方に関する構成要素あたりの製造コスト、および７）複合デバイスに関する空間的制約を含む要素に基づいて決定される。
【００２９】
図４は、方向（８０）のサブパーツ（１５ａ〜ｚｚ）の第１のアレイから構成される第１のパーツ（１００）を示す。第１の構成要素（２０ａ〜ｉおよび３０ａ〜ｉ）は、第２の方向（８４）に第１のピッチ（４０）にて位置し、第１の構成要素は、バブルチャンバ構成要素（２０ａ〜ｉ）およびオリフィス構成要素（３０ａ〜ｉ）を含む。図５は、同じ方向（８０）の第２のサブパーツ（５０ａ〜ｚｚ）の第２のアレイを含む第２のパーツ（１１０）を示す。抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）の第２のセットが、第１のピッチ（４０）とは異なり、第２の方向（８４）に第２のピッチ（７０）で位置する。各抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）は、図２ａに図示されるように、ＴａＳｉＮ抵抗構成要素（６５）およびＡｌ電気トレース構成要素（６０および５５）を含む。図６は、第１のサブパーツ（１０ａ〜ｚｚ）のアレイを含む第１のパーツ（１００）を固定することにより形成される複合アレイデバイス（１２０）を示す。第２のパーツ（１１０）は、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットのアレイを形成する第２のサブパーツ（５１ａ〜ｚｚ）のアレイを含む。実質的に位置合わせされた複合構成要素のアレイは、ある公差で位置合わせされる。これは、第１のサブパーツ（１５ａ〜ｚｚ）として示され、第１の構成要素（２０ａ〜ｉおよび３０ａ〜ｉ）は、構成要素（５２ａ〜ｉ）の第２のセットを含む第２のサブパーツ（５１ａ〜ｚｚ）と組み合わされ、第１の構成要素のサブセット（１５ａ〜ｚｚの２０ｄおよび３０ｄ）が、第２の構成要素のサブセット（５１ａ〜ｚｚの５２ｄ）と実質的に位置合わせされ、それにより実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットのアレイは、図６の行ｄのアレイとなる。
【００３０】
位置合わせされる構成要素は、第１のサブパーツ（１５ａ〜ｚｚ）と第２のサブパーツ（５１ａ〜ｚｚ）との間において同一のものである必要はないことが、当業者には認識されよう。例えば、図６に図示される例は、複合アレイデバイスの全ての列（ａ〜ｚｚ）が、行ｄにおいて位置合わせされた一対を有する（すなわちオリフィス構成要素５５ｄが、抵抗素子構成要素５２ｄに対して位置合わせされる）が、他の例においては、サブパーツ（１５ａ〜ｚｚ、５１ａ〜ｚｚ）の１つ以上の列について、別の抵抗素子構成要素およびオリフィス構成要素の組合せが、別の位置合わせされた組合せとなることも可能である。
【００３１】
第１のサブパーツ（１５ａ〜ｚｚ）のアレイを含む第１のパーツ（１００）は、成形され、スタンプ加工され、印刷され、フォトリソグラフィを利用してエッチングされ、機械的に組み付けられ、または機械加工され得る。第２のサブパーツ（５１ａ〜ｚｚ）のアレイを含む第２のパーツ（１１０）は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）技術またはＭＥＭＳを利用して製造することが可能である。これらの２つのパーツは、共に膠剤接着する、エポキシ樹脂接着する、溶接する、超音波溶接する、ねじ留めする、ボトル留めする、または他の態様で保持もしくは固定することが可能である。各サブセットについて構成要素の最善に位置合わせされたセットが、複合アレイデバイス内において選択され得る。複合デバイス内のサブパーツの各対について、一対のみの構成要素を有するセットを選択することが可能である。代替的には、ある特定の対が、非作動状態にあるか、または許容不能な結果をもたらすと検出される場合には、構成要素の次善に位置合わせされた対を選択することが可能である。代替的には、構成要素の最善に位置合わせされた対のより大きなサブセットを選択し、使用することが可能である。
【００３２】
図７は、第１の方向（８５）においては第１のピッチ（４２）の、および第２の方向（８６）においては変動する第３のピッチ（２３５）の第１の構成要素（２２０ａ〜ｉおよび２３０ａ〜ｉ）を含む第１のパーツ（２１０）を図示する。さらに、複数のグループの第１の構成要素（２２０ａ〜ｃ、２３０ａ〜ｃ）、（２２０ｄ〜ｆ、２３０ｄ〜ｆ）、および（２２０ｇ〜ｉ、２３０ｇ〜ｉ）が、第１のピッチ（４２）のある倍数（４５）だけずらされる。図８は、第１の方向（８７）においては第１のピッチ（４２）とは異なる第２のピッチ（７２）の、および第２の方向（８９）においては第３のピッチ（２３５）とは異なる第４のピッチ（２３７）の第２の抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）のセットを含む第２のパーツ（５０）を図示する。図８の例においては、第４のピッチ（２３７）は、ゼロに等しいことに留意されたい。図９は、前記第２のパーツ（５０）上の前記第２の構成要素５２ａ〜ｉ）と位置合わせされる前記第１のパーツ（２１０）上の前記第１の構成要素（２２０ａ〜ｉ、２３０ａ〜ｉ）のサブセットを形成する、第２のパーツ（５０）に固定された第１のパーツ（２１０）からなる複合デバイス（２１２）を図示する。図９は、複合デバイス（２１２）において両方向（８５および８６）に位置合わせされたものとして、構成要素（５２ｄ、２２０ｄ、および２３０ｄ）を図示する。この例においては、第１の方向８５および８７、ならびに第２の方向８６および８９は、それぞれ実質的に同一である。
【００３３】
図１０は、第２のパーツ（５０）に対して回転され固定される第１のパーツ（２１０）から構成される複合デバイス（２１４）を図示する。第２のパーツ（５０）に対して第１のパーツ（２１０）が回転され固定されることにより、前記第１のパーツ（２１０）上の前記第１の構成要素（２２０ａ〜ｉ、２３０ａ〜ｉ）のサブセットは、前記第２のパーツ（５０）上の前記第２の構成要素（５２ａ〜ｉ）と位置合わせされ、それにより５２ｅ、２２０ｅ、および２３０ｅは、最善に位置合わせされることとなる。この例においては、第１の方向８５および８７、ならびに第２の方向８６および８９は、それぞれ互いに対して若干回転される。
【００３４】
図１１は、第１の方向（８５）においては第１のピッチ（４２）の、および第２の方向（８６）においては第３のピッチ（２３５）の第１の構成要素（２２０ａ〜ｉおよび２３０ａ〜ｉ）を含む第１のサブパーツ（２１０ａ〜ｚｚ）のアレイを含む第１のパーツ（２７５）を図示する。さらに、複数グループの第１の構成要素（２２０ａ〜ｃ、２３０ａ〜ｃ）、（２２０ｄ〜ｆ、２３０ｄ〜ｆ）、および（２２０ｇ〜ｉ、２３０ｇ〜ｉ）が、第１のピッチ（４２）のある倍数（４５）だけずらされる。図１２は、第１の方向（８７）においては第１のピッチ（４２）とは異なる第２のピッチ（７２）の、および第２の方向（８９）においては第３のピッチ（２３５）とは異なる第４のピッチ（２３７）の第２の構成要素（５２ａ〜ｉ）のセットを含む第２のサブパーツ（５１ａ〜ｚｚ）のアレイを含む第２のパーツ（１１０）を図示する。図１２の例においては、第４のピッチ（２３７）はゼロに等しいことに留意されたい。図１３は、第２のパーツ（１１０）に固定された第１のパーツ（２７５）を含む複合アレイデバイス（２８０）を図示する。第１のパーツ（２７５）が２のパーツ（１１０）に固定されることにより、第２のサブパーツ（５０ａ〜ｚｚ）の第２のアレイ上第２の構成要素（５２ａ〜ｉ）のサブセットと位置合わせされた、サブパーツ（２１０ａ〜ｚｚ）の第１のアレイ上の第１の構成要素（２２０ａ〜ｉ、２３０ａ〜ｉ）のサブセットを含む複合アレイデバイス（２８０）が形成され、それにより実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットが形成される。図１３に図示される例においては、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットが、複合アレイデバイス（２８０）の行ｄに位置する。第１の方向８５および８７ならびに第２の方向８６および８９は、それぞれ実質的に同一である。
【００３５】
図１４は、複合アレイデバイス２８０を図示する。図１１の第１のパーツ（２７５）は、図１２の第２のパーツ（１１０）に固定され、第１のパーツ（２７５）は、第２のパーツ（１１０）に対して回転および変位される。サブパーツ（５１ａ〜ｚｚ、２１０ａ〜ｚｚ）間にわたって第２の構成要素（２２０ａ〜ｉ、２３０ａ〜ｉ）に対して実質的に位置合わせされる、抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）の実質敵意位置合わせされた複合構成要素のサブセットは、組み合わされるアレイデバイス（２８０）中において変化する。例えば、一例においては、サブパーツ５０ａおよび２１０ａは、実質的に位置合わせされる構成要素２２０ｇ、３２０ｇ、および５２ｇを有し、サブパーツ２１０ｃおよび５０ｃは、実質的に位置合わせされるサブパーツ２２０ａ、２３０ａ、および５２ａを有し、サブパーツ２１０ｚｚおよび５０ｚｚは、実質的に位置合わせされるサブパーツ２２０ｆ、２３０ｆ、および５２ｆを有する。第１の方向８５および８７ならびに第２の方向８６および８９は、それぞれ互いに対して若干回転される。
【００３６】
図１３および図１４に図示されるような複合アレイデバイス（２７５）によりインクジェットプリントヘッドが構築される場合には、各サブパーツ（５１ａ〜ｚｚ、２１０ａ〜ｚｚ）について実質的に位置合わせされるオリフィス構成要素（２３０ａ〜ｉ）、バブルチャンバ構成要素（２２０ａ〜ｉ）、および抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）が選択され、それらを使用して印刷する。紙方向の場合、または方向（８５）において紙に対してプリントヘッドを相対移動させる場合には、最善のオリフィス／抵抗の位置を補償するために、プリント内の各ピクセルを遅延させることが可能である。
【００３７】
代替的には、各組み合わされたサブパーツ（５１ａ〜ｚｚ、２１０ａ〜ｚｚ）について、オリフィス構成要素（２３０ａ〜ｉ）、バブルチャンバ構成要素（２２０ａ〜ｉ）、および抵抗素子構成要素（５２ａ〜ｉ）の２つ以上の最善の位置合わせにより印刷するように決定することが可能である。これを行なう一実施形態は、２つの最善のオリフィス構成要素／抵抗構成要素の組合せ間において交番することにより、いずれか一方の最善オリフィスにより画像中の１つおきの線（または、例えば線内の１つおきのピクセル）を描画すると共に、ピクセル情報を電子的に遅延させて、オリフィスの位置を補償する。また、ピクセル情報を遅延させて、抵抗構成要素／オリフィス構成要素の組合せにより液滴の方向を補償することも可能である。方向（８５、８７）に沿ってピッチ（４２および７２）間に小さな誤差を有し、方向（８６、８７）に沿ったピッチ（２３５および２３７）において小さな誤差を有する例示的な実施形態においては、各液滴の幾分かランダムな配置を実現することにより画像ノイズを粉飾するために、抵抗構成要素（５２ａ〜ｉ）とオリフィス構成要素（２３０ａ〜ｉ）との間の位置ずれを利用して、プリントヘッド内の全てのオリフィスを使用して印刷することが可能である。
【００３８】
特定されるこれらの例示的な実施形態の全てについて、各オリフィスは、作動不能と見なされるオリフィス／抵抗の組合せの使用を解消するために、液滴が各オリフィスを通り吐出される際の液滴の影をモニタリングすることにより、または各オリフィスにより生じる紙上の線の存在を検出することにより、作動に関して確認が実施され得る。かかる場合においては、次善のノズルが、各列（ａ〜ｚｚ）について選択され得る。
【００３９】
上述の実施形態は、熱インクジェットプリントヘッドの作製に関するが、本発明の実施形態は、光学デバイスまたは電子デバイスの作製のためにも使用することが可能である。図１５は、格子構成要素（３２０ａ、３２０ｂ）および電極構成要素（３１０ａ〜ｄ）を有する、Ｋｗｏｎの米国特許第５５６１６８３号により開示されるような表面発光レーザダイオード構成要素（３００）を図示する。格子構成要素（３２０ａ〜ｂ）を含む特徴部を有するかかる表面発光レーザダイオード構成要素（３００）は、本発明の実施形態においては位置合わせすることが可能である。第１のパーツ（３３０）が、図１６に図示されるように、第１のピッチ（３４０）を有する複数の表面発光レーザダイオード構成要素（３００ａ〜ｉ）から構成される。図１７は、第１のピッチ（３４０）とは異なる第２のピッチ（３６０）で配置されたレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）から構成される第２のパーツ（３７０）を図示する。図１８は、Ｋｗｏｎの米国特許第５５６１６８３号により開示されるような、表面特徴構成要素（３５２ａ〜ｆ）を有する各レンズ構成要素（３５０）を図示し、これらの表面特徴構成要素（３５２ａ〜ｆ）は、表面発光レーザダイオード（３００）の格子特徴構成要素（３２０ａ、３２０ｂ）に位置合わせされるように設計される。図１９は、第１の構成要素レーザ（３００ａ〜ｉ）の第１のパーツ（３３０）に固定された第２のレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）の第２のパーツ（３７０）を含む、複合デバイス（３３２）を図示する。第２のレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）の第２のパーツ（３７０）が第１の構成要素レーザ（３００ａ〜ｉ）の第１のパーツ（３３０）に固定されることにより、レンズ構成要素（３５０ｇ）は、レーザ構成要素（３００ｇ）と最も好ましく位置合わせされる。実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットは、レーザ構成要素３００ｇに位置合わせされたレンズ構成要素３５０ｇを含む。実質的に位置合わせされた複合構成要素の個数は、第１のピッチと第２のピッチとの間の差を縮めることによって、増加させることが可能である。構成要素の各セットにおける要素の個数もまた、増加させることが可能である。
【００４０】
光学出力を増大させ、球面収差を低減させ、非対称収差を低減させ、非点収差を低減させるために、表面発光レーザダイオードまたは他の発光デバイスに対して最も好ましく位置合わせされたレンズを選択することが可能である。
【００４１】
さらに、この発明は、例えば光源、格子、レンズ、および光検出器を含む他の光学複合デバイスに適用することも可能である。
【００４２】
図２０は、第１の構成要素（３００ａａ〜ｄｄ）を含む第１のパーツ（３８０）を図示する。各構成要素３００は、第１の方向（８５）においては第１のピッチ（３８５）の、および第２の方向（８６）においては第３のピッチ（３９０）の表面発光レーザダイオードである。前記第１のパーツ（３８０）は、隆起表面（３８２、３８４）から構成される光学位置合わせ機構を有する。さらに、前記第１のパーツ（３８０）は、アラインメントマーク（３８６）を備えることも可能である。図２１は、第２の構成要素（３５０ａａ〜ｄｄ）から構成される第２のパーツ（４００）を図示する。各構成要素（３５０）は、第１の方向（８５）においては第１のピッチ（３８５）とは異なる第２のピッチ（４１０）の、および第２の方向（８６）においては第３のピッチ（３９０）とは異なる第４のピッチ（４２０）のレンズである。さらに、第２のパーツ（４００）は、点接触部（４０２、４０４、４０６）などの位置決め機構を備えることも可能である。また、第２のアレイ（４００）は、アラインメントマーク（４０８）を備えることも可能である。
【００４３】
第１のパーツ（３８０）および第２のパーツ（４００）に含まれる位置決め機構は、平坦部、壁部、表面、点接触部、Ｖ字溝、ボール接触部、キー、キー溝、スロット、微小機械特徴部、ＳＵ−８エポキシパッドもしくはビルトアップバンプ、深堀り反応性イオンエッチングされたシリコン特徴部、またはあるデバイスを他のデバイスに対して拘束もしくは位置決めするための任意の他の手段を含むことが可能であることが、当業者には認識されよう。図２２は、第１の構成要素（３００ａａ〜ｄｄ）が第２の構成要素（３５０ａａ〜ｄｄ）に位置合わせされた状態で第２のパーツ（４００）に固定される第１のパーツ（３８０）を有する複合デバイス（４２２）を図示する。ここで、第１の構成要素と第２の構成要素との間の位置合わせは、位置ａａにて示される。実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットは、構成要素３００ａａおよび３５０ａａから構成される複合構成要素ａａを含む。図２２においては、２つのアレイの位置合わせは、点接触特徴部（４０２、４０４、４０６）のサイズと、表面（３８２、３８４）の位置とによって制御される。成形プロセスにおいて、デバイス特徴部の位置に対する点接触特徴部のサイズは、維持が困難である。本発明により、位置合わせされる第１の構成要素および第２の構成要素の少なくとも一方が、許容可能な公差内において位置合わせされる。
【００４４】
第１のパーツおよび第２のパーツは、第１の位置合わせ機構に第２の位置決め機構を当接させることによって、共に保持または固定させることが可能である。第１のパーツおよび第２のパーツは、周囲温度変化、または電動もしくは摩擦による放熱によって加熱されるにつれ、それぞれ異なる態様で自由に膨張することが可能である。
【００４５】
位置合わせされる構成要素のサブセットを、使用のために選択することが可能である。最善に位置合わせされた構成要素のサブセットは、第１のパーツおよび第２のパーツがそれぞれ別様に熱くなり、これらのパーツが周囲温度変化またはパーツ温度変化によりそれぞれ異なる速度で移動または膨張する場合に、調節することが可能である。
【００４６】
図２３は、アラインメントマーク（３８６）を有する第１のパーツ（３８０）およびアラインメントマーク（４０８）を有する第２のパーツ（４００）を図示し、これらのアラインメントマークは、それらが共に固定される際に第１のパーツと第２のパーツとを位置合わせするために使用される。図２３は、第２のパーツの構成要素（３５０ｂｃ）に固定される第１のパーツ構成要素（３００ｂｃ）を有する位置合わせされた複合構成要素を含む、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットを示す。第１のパーツ３８０上のオプションの位置合わせ表面（３８２、３８４）は、この例には含まれない。
【００４７】
図２２および図２３に図示されるような第２のパーツ構成要素（３５０ａａ〜ｄｄ）に固定される第１のパーツ構成要素（３００ａａ〜ｄｄ）は、それぞれ位置合わせレベルが異なる個々の複合デバイス（ａａ〜ｄｄ）に切り離すことが可能である。第２の構成要素（３５０ａａ〜ｄｄ）に固定される第１の構成要素（３００ａａ〜ｄｄ）の第１のサブセットを使用のために選択することが可能である一方で、逆のサブセットを無視または作動不能にすることが可能である。公差の範囲外の残りの表面発光レーザダイオード構成要素（３００）を、図１５に図示されるそれらの電気接続構成要素（３１０）をレーザアブレーションすることにより作動不能にすることが可能である。
【００４８】
別の実施形態においては、図２４は、（３４０）のピッチで配置された表面発光レーザダイオード（３００ａ〜ｉ）を含む第１の構成要素（３００ａ〜ｉ）を含む第１のパーツ（３３０）を図示する。各第１の表面発光レーザダイオード（３００ａ〜ｉ）は、対応する、やはり第１のピッチ（３４０）の電気接続構成要素（５００ａ〜ｉ）を有する。図２５は、第２のピッチ（３６０）で個々のフィンガ構成要素（５１２ａ〜ｉ）を有する共通電気接続構成要素（５１０）と共に、前記第２のピッチ（３６０）でレンズを備えるレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）から構成される第２のパーツ（３７０）を図示する。前記第２のピッチ（３６０）は、前記第１のピッチ（３４０）とは異なる。図２６は、第２のパーツ（３７０）に固定される第１のパーツ（３３０）から構成される複合デバイス（３３２）を図示する。第１の表面発光レーザダイオード構成要素（３００ａ〜ｉ）のサブセットが、第１の表面発光レーザダイオードのための電気接続構成要素（５００ａ〜ｉ）との組合せにおいて、第２のレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）に位置合わせされて、フィンガ（５１２ａ〜ｉ）を有する電気接続構成要素（５１０）に位置合わせされ、それにより、第１のパーツと第２のパーツと（レーザダイオード３００ｅとレンズ３５０ｅと）の間の位置合わせ部が、電気接続部（５００ｅ、５１２ｅ）をやはり含むこととなる。
【００４９】
電気接続部は、はんだ、接触、圧力、導電性エポキシ樹脂により、または、熱および圧力を印加して２つの電気導体を共に接合することによって、強化することが可能である。
【００５０】
さらに別の実施形態においては、図２４は、表面発光レーザダイオード（３００ａ〜ｉ）が（３４０）のピッチで配置された、第１の構成要素（３００ａ〜ｉ）の第１のパーツ（３３０）を図示する。各第１の表面発光レーザダイオード構成要素（３００ａ〜ｉ）は、対応する、やはり第１のピッチ（３４０）の電気接続部（５００ａ〜ｉ）を有する。図２７は、第２のピッチ（３６０）の倍数でフィンガを有する電気接続構成要素（５１０ａ〜ｃ）と共に、第２のピッチ（３６０）でレンズを有する第２のレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）から構成される、第２のパーツ（３７２）を図示する。前記第２のピッチ（３６０）は、前記第１のピッチ（３４０）とは異なる。電気接続構成要素（５１０ａ〜ｃ）は、３つの隣接し合う接続部が別個の回路上に位置し、それらの回路が最低限の３つのトランジスタ（図示せず）により個別に制御され得るように、設計される。本発明は、ピッチの大きさおよびパーツ当たりの構成要素数に応じて構成要素を多重化するために使用することが可能であることが、当業者には認識されよう。パーツが、図２８の複合デバイス（３３４）のように組み合わされる場合には、最も好ましい複合構成要素が、自体の回路上に位置し、隣接する回路が、利用可能となり、互いに別個になされ、最も好ましい複合構成要素とは別個になされる。２つ以上の回路を作製することが可能であることが当業者には認識されよう。電気回路の代わりに、本発明を利用して流体回路または機械連結部を作製することが可能であることが、当業者には認識されよう。図２８は、第２のパーツ（３７２）に固定された第１のパーツ（３３０）から構成される複合デバイス（３３４）を図示する。第１の表面発光レーザダイオード構成要素（３００ａ〜ｉ）のサブセットが、電気接続構成要素（５００ａ〜ｉ）との組合せにおいて第２のレンズ構成要素（３５０ａ〜ｉ）に位置合わせされ、フィンガを有する電気接続構成要素（５１０ａ〜ｃ）に位置合わせされ、それにより、第１のパーツと第２のパーツとの間の好ましい位置合わせ部が、電気接続部をやはり含むこととなる。この好ましい位置合わせ部に隣接する第１のパーツと第２のパーツとの間の位置合わせ部もまた、固有の接続部を含む。図２８においては、実質的に位置合わせされる複合構成要素のサブセットは、複合構成要素ｄ、ｅ、およびｆを含む。複合構成要素ｄ、およびｆは、第１の公差で位置合わせされる。複合構成要素ｅは、第２の公差で位置合わせされ、第２の公差は、第１の公差よりも厳しい。
【００５１】
図２４は、個々の電極である電気接続構成要素（５００ａ〜ｉ）のセットを有することが、当業者には理解されよう。図２５は、あるピッチでセット内に各構成要素のための特徴部を有する共通電極である、電気接続構成要素（５１０）を有する。本発明は、あるピッチで個々の構成要素を、およびあるピッチで個々の特徴部を有する共通構成要素を備える。さらに、図２７は、セット内の２つ以上の構成要素に接続する特徴部をあるピッチで有する半共通の電気導体構成要素（５１０ａ〜ｃ）を図示する。個別の構成要素、共通構成要素、および半共通構成要素が、電気接続部、流体経路、流体連結部、光導波路、被ドープシリコン領域、非導体構成要素、またはある特徴部を有するかもしくは個々にあるピッチの他の構成要素であることが可能であることが、当業者には理解されよう。
【００５２】
本発明は、複合デバイスを、２つのリソグラフィマスクまたは２セットのリソグラフィマスクを使用して形成された特徴部であるパーツから構成することが可能であることを予期する。かかる実施形態においては、これらのパーツは、リソグラフィにより１つの基体上に形成されることによって、共に組み合わされる。図２９は、トランジスタ構成要素へのソース電極構成要素（４１１）を画成する特徴部を有するマスク（４０５）である。このマスク（４０５）は、レジストレーションマーク（４０１）をさらに含む。図３０は、トランジスタ構成要素へのドレイン電極構成要素（４３０）を画成する特徴部を有するマスク（４２５）である。このマスク（４２５）は、レジストレーションマーク（４２１）をさらに含む。図３１は、アラインメントマーク（４４０）を有するトランジスタの被ドープ領域構成要素（４５０）を含むマスク（４４５）である。図３２は、ゲート電極構成要素（４７０）およびアラインメントマーク（４６０）を含むマスク（４６５）である。図３３は、パーツ構成要素（４７０、４１１、４５０、および４３０）から構成される基体（４８５）上のトランジスタ複合デバイス（４９０）である。このタイプのトランジスタについては、ドレイン電極構成要素（４３０）および／またはソース電極構成要素（４１１）までの、ゲート電極構成要素（４７０）の距離を制御することが重要である。典型的には、ドレイン電極構成要素（４３０）およびソース電極構成要素（４１１）は、１つのステップにおいて同一マスクにより画成され得る。大型デバイスにおけるトランジスタ間のばらつきにより、トランジスタごとに異なる電気利得がもたらされる。本発明は、ソース電極構成要素（４１１）およびドレイン電極構成要素（４３０）を、第１のピッチで配置された第１のパーツの構成要素として作製するためのステップを支援し、次いで、ゲート電極構成要素（４７０）を、第２のピッチで配置された第２のパーツの構成要素として作製するためのステップを支援することによって、使用することが可能である。
【００５３】
図３４は、第１のピッチ（４６９）で配置されたトランジスタゲート電極構成要素（４７０ａ〜ｃ）を有するアラインメントマーク（４６０）を含む基体（４６７）上に構成された第１のパーツマスク（４６５）を図示する。図３５は、後のステップにおいて基体（４６７）に追加されることとなる第２のパーツマスク（４０５、４２５）を図示する。第２のパーツマスク（４０５、４２５）は、レジストレーションマーク（４０１、４２１）、トランジスタソース電極構成要素（４１１ａ〜ｃ）、およびトランジスタドレイン電極構成要素（４３０ａ〜ｃ）を有し、トランジスタソース構成要素およびトランジスタドレイン構成要素は、前記第１のピッチ（４６９）とは異なる第２のピッチ（４２３）で位置する。図３６は、後のステップにおいて基体（４６７）に追加されることとなる第３のパーツマスク（４４５）を図示する。この第３のパーツマスク（４４５）は、レジストレーションマーク（４４０）およびトランジスタ被ドープ領域構成要素（４５０ａ〜ｃ）を含む。図３７は、本発明の一実施形態であり、第３のトランジスタ被ドープ領域構成要素（４５０ａ〜ｃ）を有する第２のピッチ（４２３）の第２のトランジスタソース電極構成要素およびトランジスタドレイン電極構成要素（４１１ａ〜ｃ、４３０ａ〜ｃ）と組み合わされる、第１のピッチ（４６９）の第１のトランジスタゲート電極構成要素（４７０ａ〜ｃ）を有する基体（４６７）を有する複合デバイス（４７２）を図示する。レジストレーションアラインメントマーク（４０１、４２１、４４０、および４６０）は、リソグラフィの実施により作製されるレジストレーションアラインメントマークである。アラインメントマークは、マスクを位置合わせし、第１のピッチの第１の構成要素のセットおよび第２のピッチの第２の構成要素のセットを含むパーツから構成される複合デバイスに対してフォトリソグラフィを実施するために、使用される。最善に位置合わせされた、構成要素の組合せまたは構成要素の組合せのサブセットが選択される。図３７に図示される例示的な実施形態においては、ソース構成要素、ドレイン構成要素、およびゲート（ａ）構成要素を使用する示唆されるトランジスタを選択することにより、同一のトランジスタの大型アレイを作製することが可能である。望ましくないトランジスタは、そのソースライン、ドレインライン、および／またはゲートラインをレーザアブレーションすることにより、作動不能にすることが可能である。トランジスタソース特徴部、トランジスタドレイン特徴部、およびトランジスタゲート特徴部を導電性電極特徴部と組み合わせることにより、本発明を使用して所望のトランジスタを自動的に電子接続することが可能であることが、当業者には認識されよう。
【００５４】
本発明は、光出力が電流により左右される、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、発光ダイオード、もしくはレーザダイオードの１次元アレイまたは２次元アレイの駆動において使用するための、実質的に同一のトランジスタの大型アレイを作製するために使用することが可能であることが、当業者には認識されよう。本発明のこの実施形態においては、トランジスタは、均一の電流を送り、それにより均一な光出力を実現するように選択される。
【００５５】
電流利得もしくは電圧利得を増大させるため、抵抗を下げるため、均一性を向上させるため、ターゲット抵抗もしくはターゲット利得を実現するため、信頼性を向上させるため、推定耐用寿命を延ばすため、ターゲット出力波長を実現するため、またはターゲット間隔もしくはターゲットオーバーラップを実現するために、最も好ましく位置合わせされた電子構成要素複合デバイスを選択することが可能である。
【００５６】
本発明は、被ドープ半導体領域、導電性領域、導電体、絶縁体、抵抗、バンドギャップ材料、屈折率整合領域、反射コーティング、反射表面および反射層、ならびに非導電性領域などの構成要素を含む、電子複合デバイスにおいて使用することが可能であることが、当業者には認識されよう。本発明は、レーザダイオード、または発光表面、または、レンズを形成するかもしくはデバイスからの光学エネルギーを結合する表面特徴部において使用される、共振空洞構成要素を有する構成要素と共に使用することが可能であることが、当業者には認識されよう。
【００５７】
本発明の一実施形態は、マイクロ流体チャンバを有する構成要素を備える複合デバイスである。この複合デバイスは、先述の電子構成要素または光学構成要素の中の１つと組み合わされるマイクロ流体チャンバを有することが可能である。
【００５８】
これらの実施形態の図面に図示される第１のピッチと第２のピッチとの間の差は、図示されるものよりも小さいことが可能であることが、当業者には認識されよう。図面において、ピッチ間の差は、本発明を明瞭に示すために、故意に大きなものとした。パーツ製造公差がある変動標準偏差を有し、さらに、σを第１のパーツと第２のパーツとの間の比較的高い変動標準偏差と等しいものとした場合には、全てのパーツが、±６σ内に含まれることが予想される。Ｐを第１のピッチとし、Ｐ＋ΔＰを第２のピッチとする。理想的には、６σ公差（±３σ）内のパーツにより、９９％超の確率で、組み合わされたパーツが、Ｎ＝６σ／ΔＰ（ΔＰは、有効な組合せデバイスのために必要な公差である）を設定することによって有効なデバイスを有することとなるように、ピッチの変化（ΔＰ）、構成要素の幅（Ｗ）、および単一パーツ当たりの構成要素の個数（Ｎ）が設定される。正規分布については、データの９９．７３％が、±３σの範囲内となり、６σの範囲が得られることに留意されたい。代替的には、ほぼ１００％の可能性で、全てのパーツが、±６σ公差内に含まれ、それにより、Ｎ≧１２σ／ΔＰの設定によって全ての実用目的に対して１００％の歩留まりが保障される。本発明の１つの利点は、それぞれ±６σ未満の公差を有する２つのパーツを使用して、１００％の複合デバイス歩留まりを実現することが可能であるという点である。
【００５９】
本発明の一実施形態は、第１のピッチと第２のピッチとの間のある差、第１のパーツおよび第２のパーツに関するある製造公差、ならびに第１のセットの構成要素および第２のセットの構成要素内の構成要素数の選択を含み、それにより、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットが、所定の公差で位置合わせされた１つ以上の複合構成要素を含む。
【００６０】
本発明の一実施形態は、第１のピッチと第２のピッチとの間のある差、第１のパーツおよび第２のパーツに関するある製造公差、ならびに第１のセットの構成要素および第２のセットの構成要素内の構成要素数の選択を含み、それにより、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットが、所定の公差で位置合わせされた２つ以上の複合構成要素を含む。
【００６１】
本発明の別の実施形態は、第１のピッチと第２のピッチとの間のある差、第１のパーツおよび第２のパーツに関するある製造公差、ならびに第１のセットの構成要素および第２のセットの構成要素内の構成要素数の選択を含み、それにより、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットが、所定の第１の公差で位置合わせされた２つ以上の複合構成要素を含み、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセット内の１つの複合構成要素が、第２のより厳しい公差で位置合わせされる。
【００６２】
本発明の別の実施形態は、第１のピッチと第２のピッチとの間のある差、第１のパーツに関するある製造公差、第２のパーツに関するある製造公差、ならびに第１のセットの構成要素および第２のセットの構成要素内の構成要素数の選択を含み、それにより、全ての複合構成要素が、所定の第１の公差で位置合わせされ、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセット内の少なくとも１つの複合構成要素が、第２のより厳しい公差で位置合わせされ、実質的に位置合わせされた複合構成要素のサブセットが、全ての複合構成要素を含む。
【符号の説明】
【００６３】
１０  第１のパーツ、１５  サブパーツ、２０  バブルチャンバ構成要素（ａ〜ｉ）、３０  オリフィス構成要素（ａ〜ｉ）、４０  第１のピッチ、４２  第１のピッチ、４５  倍数、５０  第２のパーツ、５１  第２のサブパーツ、５２  抵抗素子構成要素（ａ〜ｉ）、５５  導体、６０  抵抗、６５  導体、６７  複合デバイス、７０  第２のピッチ、７２  第２のピッチ、８０  第１の方向、８２  紙方向、８４  第２の方向、８５  第１の方向、８６  第２の方向、８７  第１の方向、８９  第２の方向、１００  第１のパーツ、１１０  第２のパーツ、１２０  複合アレイデバイス、２１０  第１のサブパーツ、２１２  複合デバイス、２１４  複合デバイス、２２０  第１の構成要素（ａ〜ｉ）、２３０  第１の構成要素（ａ〜ｉ）、２３５  第３のピッチ、２３７  第４のピッチ、２７５  第１のパーツ、２８０  複合アレイデバイス、３００  表面発光レーザダイオード構成要素、３２０  格子構成要素、３１０  電極構成要素、３３０  第１のパーツ、３３２  複合デバイス、３３４  複合デバイス、３４０  第１のピッチ、３５０  レンズ構成要素、３５２  表面特徴構成要素、３６０  第２のピッチ、３７０  第２のパーツ、３７２  第２のパーツ、３８０  第１のパーツ、３８２  隆起表面、３８４  隆起表面、３８５  第１のピッチ、３８６  アラインメントマーク、３９０  第３のピッチ、４００  第２のパーツ、４０１  レジストレーションマーク、４０２  点接触部、４０４  点接触部、４０５  マスク、４０６  点接触部、４０８  位置合わせマーク、４１０  第２のピッチ、４１１  ソース電極構成要素、４２０  第４のピッチ、４２１  レジストレーションマーク、４２２  複合デバイス、４２３  第２のピッチ、４２５  マスク、４３０  ドレイン電極構成要素、４４０  アラインメントマーク、４４５  マスク、４５０  被ドープ領域構成要素、４６０  アラインメントマーク、４６５  マスク、４６７  基体、４６９  第１のピッチ、４７０  ゲート電極構成要素、４７２  複合デバイス、４８５  基体、４９０  トランジスタ複合デバイス、５００  電気接続構成要素、５１０  電気接続構成要素、５１２  個別のフィンガ構成要素。
【図１】
2012512767.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
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