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Hintergrund
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Zahlreiche
Halbleitervorrichtungen umfassen eine gebildete Kammer, die aus
einer Vielfalt von Gründen
genutzt wird. Zum Beispiel umfassen Tintenstrahlvorrichtungen Kammern,
die geschaffen sind, um Tinten zu enthalten, die durch eine Entwicklung
einer Blase oder dergleichen getrieben werden. Bei Fluidlichtmaschinevorrichtungen
werden Kammern genutzt, die ein Fluid- oder ein gasförmiges Material
und verschiedenartige Lichtsteuervorrichtungen enthalten. Die Nachfrage
nach derartigen Vorrichtungen vorausgesetzt, gibt es einen Bedarf
für zuverlässige Verfahren
in einem großen
Umfang zur Herstellung derartiger Vorrichtungen. Es ist erwünscht, dass
Verfahren zur Herstellung Probleme ansprechen, die in früheren Prozessen
inhärent
gewesen sind. Beispiele für
derartige Probleme umfassen ein Steuern einer Materialausrichtung,
eines Materialbruchs, eines Grenzleckens und eines Bruches, der
durch eine mechanische Belastung bewirkt wird, die während Zusammenbauprozessen
hervorgerufen wird, wie z. B. eine Fügungs- und Schnittstellenbondingstabilität.
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Ferner
nutzen einige mikroelektromechanische Vorrichtungen (MEMS-Vorrichtungen;
MEMS = microelectromechanical) ein Fluidmaterial, das in einem definierten
Hohlraum enthalten ist, um eine Funktion der MEMS-Vorrichtung zu
erleichtern. Vorrichtungszusammenbauprozesse umfassen einen Fluidfüllungsschritt
oder -prozess. Der Fluidfüllungsprozess
kann dahingehend komplex sein, dass eine optimale Abdichtung des
Hohlraums ohne Lecke, Blasen und dergleichen stattfinden muss. Somit
wäre es
wünschenswert,
einen Prozess und eine resultierte elektronische Vorrichtung zu
schaffen, in denen ein Fluid- oder ein fluidisierbares Material
während
des Zusammenbauprozesses in einer Weise eingeführt werden kann, die ein Lecken,
Blasen, Leerräume
und dergleichen reduziert.
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WO0218756 befasst sich mit
einer mikro-fluidischen Betätigungsvorrichtung.
Diese Betätigungsvorrichtung
umfasst einen geschlossenen Hohlraum mit einer Wand, der einen flexiblen
Mechanismus repräsentiert,
und einen Erwärmungsmechanismus
zur Verdampfung eines Ausdehnungsmechanismus, der in dem geschlossenen
Hohlraum angeordnet ist. Ein Temperatursensor ist benachbart zu
der Betätigungsvorrichtung
integriert, um die Temperatur des integrierten mikrofluidischen
Erwärmungsmechanismus und
somit den Ausdehnungsmechanismus zu überwachen. Um den flexiblen
Mechanismus zu betätigen,
wird ein verdampfbares Fluid als der Ausdehnungsmechanismus verwendet
und erwärmt
und mittels des integrierten Erwärmungsmechanismus
in Dampf umgewandelt, um die Antriebskraft bzw. pneumatische Betätigung zu
liefern. Als ein Vorteil der pneumatischen Betätigung ist beschrieben, dass große Ablenkungen
für den
flexiblen Mechanismus erreicht werden können. Es wird beschrieben,
dass während
eines Betriebs der Betätigungsvorrichtung der
Ausdehnungsmechanismus auf eine Aktivierung oder Deaktivierung eines
Erwärmungsmechanismus hin
eine Verdampfung und Verdunstung erfährt, wodurch ein Ausdehnen
und ein Zusammenziehen des flexiblen Mechanismus bewirkt werden.
Ferner ist beschrieben, dass ein Polymerhydrogel (oder Kohlenwasserstoff)
genutzt werden kann, um eine physikalisch stützende Struktur zu liefern,
die der Anwendung des flexiblen Mechanismus standhält, sowie
ein Bereitstellen der wässrigen
Komponente, die für
eine Betätigung
erforderlich ist. Als spezielle Beispiele gibt das Dokument
WO0218756 Hydroxyethylmethacrylat
(HEMA) und Polyvinylpyrrolidin (PVP) an. Insbesondere beschreibt
das Dokument
WO0218756 drei
Alternativen zum Fertigen des Hohlraums durch ein Ausnutzen der
oben erwähnten Eigenschaften
des Hydrogels. Gemäß der ersten
Alternative wird das Hydrogel gleichmäßig auf den gesamten Wafer
aufgeschleudert, wobei eine photographische Maske über dem
Wafer platziert wird, gefolgt von einer Aussetzung gegenüber UV-Licht.
Nachdem eine Vernetzungsreaktion abgeschlossen ist, wird überschüssiges Hydrogel
von der Oberfläche
abgewaschen, wodurch das Hydrogel in die erwünschte Stelle verteilt wird.
Gemäß der zweiten
Alternative werden um den Polysiliziumerwärmungsmechanismus 12 in einer
Höhe von
2 μm bis
50 μm Wannenringe
erzeugt, wobei diese Wannen die Fähigkeit haben, flüssiges Hydrogel
in einer hochgesteuerten Weise zurückzuhalten. Wie es ferner beschrieben
ist, kann, sobald sich das Hydrogel verfestigt, der flexible Mechanismus
auf demselben aufgebracht werden. Gemäß dem dritten alternativen
Verfahren wird ein vorverfestigtes Hydrogel in die erwünschte Größe und Form
geschnitten und unter Verwendung von Mikromanipulatoren in dem erwünschten
Bereich platziert.
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EP 1359455 A2 beschreibt
eine Mikrospiegelvorrichtung, die ein bewegbares und reflektierendes
Element aufweist, das in einem Hohlraum angeordnet ist, der zwischen
einer Platte und einer Oberfläche
eines Substrats definiert ist. In dem Hohlraum ist eine Flüssigkeit
angeordnet, um eine Betätigung des
Betätigungselements
zu verstärken.
Die dielektrische Flüssigkeit
ist als transparent, chemisch bei Änderungen der Temperatur stabil
und als einen niedrigen Dampfdruck aufweisend beschrieben.
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WO 2004/009489 A2 beschreibt
eine Fertigung von drei Photopolymervorrichtungen, einschließlich eines
Bildens von Hohlräumen
in einer Schicht und dann eines Füllens der Schicht mit einem Opfermaterial,
bevor eine nachfolgende Schicht angebracht wird. Die Opfermaterialien
werden dann entfernt.
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EP 1 228 998 A2 beschreibt
eine mikromechanische Vorrichtung, die eine funktionelle Struktur aufweist,
die in einem Hohlraum angeordnet ist. Der Hohlraum wird durch die
Verwendung eines Substrats gebildet, das eine auf demselben gebildete
strukturierte Schicht aufweist. Die strukturierten Abschnitte der
Schicht definieren den Hohlraum für die funktionelle Struktur,
der Hohlraum wird durch ein Abdecksubstrat geschlossen, das an der
strukturierten Schicht angebracht ist, durch die Verwendung einer Bondingschicht,
die zwischen denselben angeordnet ist. Löcher in dem Substrat werden
verwendet, um eine elektrische Verbindung mit der funktionellen Struktur
von außen
zu ermöglichen.
Die Löcher
werden mit einer Füllungsschicht
gefüllt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Prozessflussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines hierin
offenbarten Bildungsverfahrens;
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2 ist
ein detailliertes Prozessflussdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines hierin offenbarten Kammerbildungsverfahrens;
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3A bis 3D ist
eine sequentielle Querschnittsveranschaulichung eines Ausführungsbeispiels
einer Integrierte-Schaltung-Vorrichtung, die durch ein Ausführungsbeispiel
des hierin offenbarten Prozesses vorbereitet wird;
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4A und 4B sind
optionale Schritte, die nachfolgend nach einem Ausführungsbeispiel des
hierin offenbarten Prozesses stattfinden können; und
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5 ist
eine schematische Ansicht einer Anzeigevorrichtung, die eine elektronische
Vorrichtung nutzt, die eine Kammer wie hierin beschrieben aufweist.
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Detaillierte Beschreibung
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Beispielausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden hiernach nun unter Bezugnahme
auf die zugehörigen
Zeichnungen ausführlicher beschrieben,
in denen die verschiedenartigen Ausführungsbeispiele gezeigt sind.
Die Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen ausgeführt sein und
sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsbeispiele eingeschränkt aufgefasst
werden. Vielmehr werden diese Ausführungsbeispiele geliefert,
damit diese Offenbarung gründlich
und vollständig
ist und Fachleuten den Schutzbereich der Erfindung ausführlich übermittelt.
In den Zeichnungen sind die Dicken von Schichten und Regionen zur Klarheit übertrieben.
Gleiche Zahlen verweisen überall
auf gleiche Elemente.
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Offenbart
hierin ist ein Verfahren zum Bilden zumindest einer Kammer in einer
elektronischen Vorrichtung, wie z. B. einer Integrierte-Schaltung-Vorrichtung.
Integrierte-Schaltung-Vorrichtungen
von dem hierin erwogenen Typ umfassen mikroelektromechanische Vorrichtungen,
insbesondere optische mikroelektromechanische Vorrichtungen, sind
aber nicht beschränkt
darauf. Derartige Vorrichtungen können in einer Vielzahl von
Systemen und Vorrichtungen eingesetzt werden. Nicht einschränkende Beispiele
für derartige
Systeme umfassen Anzeigevorrichtungen wie z. B. räumliche
Lichtmodulatoren und dergleichen.
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Bei
dem hierin offenbarten Verfahren wird eine geeignete Außenoberfläche auf
einem verfestigten Kernmaterial vorbereitet, das in einer übereinstimmenden
Beziehung mit einer geometrischen Vertiefung ist, die in einem Substrat
gebildet ist. Sobald die Außenoberfläche des
Kernmaterials geeignet vorbereitet ist, wird eine Materialschicht
in einer überlagerten
Beziehung mit der Außenoberfläche des Kernmaterials
und dem Substrat zumindest in der Region, die die geometrische Vertiefung
umgibt, aufgebracht, so dass die aufgebrachte Materialschicht und
das Substrat eine Kammer definieren.
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Eine
Vorbereitung der Außenoberfläche des verfestigten
Kernmaterials kann durch irgendein geeignetes Verfahren erfolgen,
das zweckmäßige Charakteristiken
liefert, wie z. B. eine Planarität.
Beispiele für
derartige Prozesse umfassen ein Polieren, ein Planieren und dergleichen,
sind aber nicht beschränkt
darauf. Ein Polieren kann durch geeignete Prozesse erzielt werden,
die zweckmäßig auf
das verfestigte Kernmaterial wirken. Diese können geeignete Nass- oder Trockenätzprozesse
sowie mechanische und/oder chemische Prozesse zum Versehen der Außenoberfläche des
verfestigten Kernmaterials mit einer erwünschten Planarität umfassen,
müssen aber
nicht darauf beschränkt
sein.
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Zumindest
eine Materialschicht ist in einer überlagerten Beziehung mit der
vorbereiteten Außenoberfläche des
verfestigten Kernmaterials und zu dem Substrat aufgebracht, das
die geometrische Vertiefung umgibt, in der das verfestigte Kernmaterial positioniert
ist. Eine Aufbringung der Materialschicht kann durch irgendein Aufbringungsverfahren
erzielt werden, das eine geeignet gleichmäßige Bildung einer Schicht
in einer überlagerten
Beziehung mit dem Substrat mit einer Innenfläche nahe einer Kammer, die
durch die aufgebrachte Schicht definiert wird, zulassen kann, und
wobei das Substrat planare und Oberflächencharakteristiken aufweist,
die durch die Außenoberfläche des
verfestigten Kernmaterials definiert sind.
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Wie
hierin definiert, wird die Bezeichnung „verfestigt" genommen, um ausreichende
Charakteristiken eines Feststoffes aufweisend zu bedeuten, um Vorgänge an zumindest
einer Oberfläche
zu erlauben und eine Aufbringung eines geeigneten Materials auf
derselben zu erlauben.
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Bei
Ausführungsbeispielen
von hierin offenbarten Verfahren wie in dem Prozessdiagramm in 1 veranschaulicht
kann ein geeignetes Kernmaterial in eine geometrische Vertiefung
in einem Substrat eingeführt
werden, wie bei Bezugszeichen 110, um eine Kammer in einer
elektronischen Vorrichtung zu bilden. Wie hierin verwendet, wird
der Bezeichnung "Substrat" eine breite Definitionsbedeutung
verliehen, um ein jegliches Basisstützmaterial und Baustrukturen
zu umfassen, die typischerweise in elektronischen Vorrichtungen,
wie z. B. Integrierte-Schaltung-Vorrichtungen, vorgefunden werden. Es
wird erwogen, dass das Substrat aus geeigneten Halbleitermaterialien
zusammengesetzt und in einer geeigneten Weise ausgebildet sein kann.
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Die
geometrische Vertiefung oder Hohlraum kann irgendeine geeignete
Ausbildung haben, die für die
endgültige
Endverwendung der zugeordneten elektronischen Vorrichtung zweckmäßig ist.
Die Vertiefung, die in dem Substrat definiert ist, kann durch irgendeinen
geeigneten Fertigungsprozess gebildet sein. Die Prozesse erwägen typischerweise
verschiedenartige Nass- oder Trockenätztechniken. Wo es zweckmäßig ist,
wird jedoch erwogen, dass die geometrische Vertiefung durch zweckmäßige additive
Techniken gebildet sein kann, einschließlich einer chemischen Gasphasenabscheidung
und einer physikalischen Gasphasenabscheidung, aber nicht beschränkt darauf.
Die Vertiefung kann ausgebildet sein, um geeignete Seitenwände, eine
Bodenwand und dergleichen zu umfassen. Somit kann die geometrische
Vertiefung oder Hohlraum vermittels nicht einschränkender
Beispiele eine sein, wie dieselbe bei einem Erzeugen von verschiedenartigen
Ausbildungen wie z. B. Tintenstrahlvorrichtungskammern, Anzeigevorrichtungspixelkammern
oder anderen Kammern gebildet werden würde, die typischerweise eine
hermetische Abdichtung erfordern, um ein Fluid- oder ein gasförmiges Material
zu enthalten. Die geometrische Vertiefung oder Hohlraum kann verschiedenartige
Mikrostrukturen oder Mikroelektromechanisches-System-Strukturen
(MEMS-System-Strukturen) enthalten, abhängig von Systemanforderungen. Wie
hierin verwendet, soll die Bezeichnung „mikroelektromechanisches
System" breit als
miniaturisierte und teilminiaturisierte Systeme aufgefasst werden, einschließlich von
siliziumbasierten mechanischen Vorrichtungen, chemischen und biologischen
Betätigungsvorrichtungen
und Miniatur-Nicht-Silizium-Strukturen, z. B. Vorrichtungen, die
aus Kunststoff oder Keramik gefertigt sind, aber nicht beschränkt darauf.
Es wird erwogen, dass derartige Systeme Erfassungs-, Verarbeitungs-
und/oder Betätigungsfunktionen
aufweisen können.
Wie hierin verwendet, wird „Mikrostrukturen" genommen, um Ausbildungen
und Architekturen zu bedeuten, die an der zugeordneten Vorrichtung
entwickelt sind. Dieselben können
Biegevorrichtungen, Pfosten, Gelenke und dergleichen umfassen, sind
aber nicht beschränkt darauf.
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Das
eingesetzte Kernmaterial ist ein Bi-Zustand-Material, das in einem
anfänglichen
Fluidzustand existiert und zu dem Substrat unterschiedlich, aber
mit demselben kompatibel ist, und aufgrund eines Verfestigungsprozesses
eine Verfestigung erreicht. Der Verfestigungsprozess kann reversibel, teilweise
reversibel sein, oder ist reversibel und kann das Ergebnis eines
physikalischen oder chemischen Prozesses sein. Beispiele für derartige
Prozesse umfassen eine Temperaturänderung, eine Polymerisierung,
eine Monomervernetzung, eine Monomer/Polymer-Gel-Vernetzung und
dergleichen, sind aber nicht beschränkt darauf. Das Kernmaterial
ist ein Material, das sowohl in dem anfänglichen Fluidzustand als auch
in dem verfestigten Zustand desselben eine Übereinstimmung mit der Ausbildung
der geometrischen Vertiefung und jeglicher in derselben enthaltener
Vorrichtungen erlaubt. „Kompatibilität" wird genommen, um
sowohl eine thermische als auch eine chemische Kompatibilität mit dem
Material zu umfassen, das die Vertiefung definiert, d. h. dem Substrat und
dem Material von jeglichen Mikrostrukturen, MEMS-Strukturen und
dergleichen, die in demselben enthalten sind.
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Das
Bi-Zustand-Kernmaterial, das eingesetzt und in die geometrische
Vertiefung in dem Substrat eingeführt wird, kann ein Material
sein, das bei einer ersten Bedingung oder Umgebung in einem verfestigten
Zustand und bei einer zweiten Bedingung oder Umgebung in einem hauptsächlich fluidisierten
Zustand existiert. Wie hierin verwendet, wird die Bezeichnung „Umgebung" genommen, um zumindest
eine Charakteristik oder ein Faktor zu bedeuten, die den Zustand
des Kernmaterials beeinflussen. Nicht einschränkende Beispiele von Charakteristiken
umfassen eine Temperatur und/oder ein magnetisches Feld. Die Charakteristik
oder Faktor kann eine sein, die außerhalb der Kammer stattfindet,
in der das Kernmaterial enthalten ist. Wo dies erwünscht oder
erforderlich ist, kann der Faktor oder die Charakteristik durch
Ereignisse abgeändert
oder beeinflusst werden, die in der Kammer oder zugeordneten Vorrichtungselementen
ausgelöst
werden.
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Wenn
zumindest eine Charakteristik der Umgebung eine Temperatur ist,
kann das Kernmaterial eines sein, das bei einer ersten Temperatur
in einem verfestigten Zustand und bei einer zweiten Temperatur,
die größer als
die erste Temperatur ist, in einem hauptsächlich fluidisierten Zustand
existiert. Die Fluidisierungstemperatur ist typischerweise eine,
die eine Einführung
von fluidisiertem Kernmaterial in die geometrische Vertiefung, die
in dem Substrat definiert ist, ohne eine Beschädigung oder Verschlechterung
des Substratmaterials erlaubt. Alternativ wird erwogen, dass das
Bi-Zustand-Kernmaterial ein Material sein kann, das in einem anfänglichen
Fluidzustand eingeführt
werden kann und nachfolgend wie es einem Fachmann bekannt wäre durch
einen geeigneten Prozess verfestigt werden kann, der durch irgendeinen
geeigneten chemischen oder physikalischen Prozess hervorgerufen
wird, wie z. B. eine Vernetzung.
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Materialien
und Zusammensetzungen, die in dem hierin offenbarten Prozess eingesetzt
werden können,
umfassen verschiedenartige Wachse und Polymere, die Schmelz- oder
Fluidisierungstemperaturen und Verfestigungstemperaturen aufweisen,
die für
eine Verwendung bei Halbleitermaterialien geeignet sind. Nicht einschränkende Beispiele
für dieselben
umfassen verschiedenartige Wachse, Naphthalen, Naphthalenderivate,
Acrylsäuremonomere,
Derivate von Acrylsäuremonomeren,
Acrylsäurepolymere,
Campher, Campherderivate, Campherische-Säure-Polymere
und Polyester. Nützliche
Formulierungen umfassen diejenigen, die Polyglutarimide wie z. B.
Polymethylglutarimide (PMGI), Polydimethylglutarimide, substituierte
Cykloalkene wie z. B. Benzocyklobuten und/oder Acrylsäurederivate
wie z. B. Alkylacrylate, für
die Polymethylmethacrylat ein Beispiel ist, umfassen.
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Bei
den Fertigungsprozessen und den hierin offenbarten Verfahren stimmt
das eingeführte
Kernmaterial mit der geometrischen Vertiefung überein. Sobald dasselbe verfestigt
ist, liefert das Kernmaterial zumindest eine Außenoberfläche, die genutzt werden kann,
um eine Bildung zumindest einer der Wände der Kammer zu stützen, die
gebildet werden soll. Die Außenoberfläche des
eingeführten
Kernmaterials kann vorbereitet sein, um die Wand der erwünschten
Kammer zu stützen
und zu bilden und der so gebildeten Kammerwandoberfläche geeignete Charakteristiken
zu verleihen. Eine Vorbereitung kann für eine Schichtempfangstoleranz
erfolgen, wobei erwünschte
Charakteristiken wie z. B. eine Planarität und eine Übereinstimmung geliefert werden,
wie bei Bezugszeichen 120.
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Wie
hierin verwendet, ist „Planarität" als Oberflächencharakteristiken
und eine topographische Abweichung innerhalb von definierten Toleranzen
definiert, die für
die Schicht, die auf denselben verteilt werden soll, zweckmäßig sind.
Wenn eine spezifische Oberflächenglätte oder
Schichtdicke erforderlich sind, wird somit erwogen, dass die Außenoberfläche des
verfestigten Kernmaterials vorbereitet wird, um eine nach innen
zugewandte Schichtoberfläche
innerhalb einer annehmbaren Abweichung zu liefern.
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Wie
hierin verwendet, wird die Bezeichnung „Übereinstimmung" genommen, um die
Integration oder den Kontakt zwi schen dem verfestigten Kernmaterial
und dem umgebenden Substrat in einer hauptsächlich gleichmäßigen durchgehenden
Weise zu bedeuten, die ohne Diskontinuitäten und Unregelmäßigkeiten
ist, insbesondere an dem Übergang
zwischen dem Substrat und dem Kernmaterial.
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Eine
Vorbereitung für
eine Schichtempfangstoleranz kann durch irgendeinen geeigneten Prozess
erzielt werden, einschließlich
eines Planierens, Polierens und dergleichen, aber nicht beschränkt darauf.
Wie vorhergehend angegeben, können
ein Planieren und/oder Polieren durch irgendein geeignetes physikalisches,
chemisches oder physikalisches/chemisches Verfahren erzielt werden.
Es wird erwogen, dass der Planierungs-/Polierungsprozess einer sein
kann, der allein an dem Außenoberfläche-Kernmaterial
ausführbar
ist, wobei dasselbe mit geeigneten Oberflächencharakteristiken versehen
wird. Es wird auch erwogen, dass der Planierungs-/Polierungsprozess
einer sein kann, der die Außenoberfläche des
Kernmaterials in eine dimensionale Übereinstimmung mit der umgebenden
Substratoberfläche
bringt, wobei eine flache planare durchgehende Oberfläche zur
Einrichtung von nachfolgenden Schichten bereitgestellt wird.
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Da
die Bezeichnung „Schichtempfangstoleranz" hierin eingesetzt
wird, wird erwogen, dass die Außenoberfläche des
eingeführten
Kernmaterials eine erwünschte
Planarität
aufweist, die zur Aufbringung einer Überlagerungsschicht und Bildung
der Innenwand der erwünschten
Kammer geeignet ist. Eine Planarität kann abhängig von der Endverwendung
der erwünschten
elektronischen Vorrichtung ermittelt und definiert werden. Da breit
aufgefasst, wird jedoch erwogen, dass die Außenoberfläche des Kernmaterials mit der
Substratarchitektur und den Grenzen, die die geometrische Vertiefung
umgeben, genau übereinstimmt.
Es wird auch erwogen, dass Charakteristiken wie z. B. eine Planarität für die endgültige Endverwendung,
zu der die elektronische Vorrichtung gebracht werden soll, angepasst
werden. Wenn die elektronische Vorrichtung bei einer optisch durchlässigen und/oder
empfänglichen
Aktivität
verwendet werden soll, wird somit erwogen, dass die planaren Toleranzen
diejenigen sind, die für
eine optische Transparenz, Durchlässigkeit oder dergleichen geeignet
sind.
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In
dem Prozess wie hierin offenbart wird dann eine Schicht (z. B. eine
Materialschicht) in einer überlagerten
Beziehung mit der vorbereiteten Außenoberfläche des Kernmaterials und dem
umgebenden Substrat errichtet, wie bei Bezugszeichen 130.
Die Materialschicht kann durch einen geeigneten Aufbringungsprozess
errichtet werden. Nicht einschränkende
Beispiele für
geeignete Aufbringungsprozesse umfassen additive Prozesse wie z.
B. eine direkte Line-of-Sight-Aufstoss-Abscheidung
wie Sputtern, Ionenplattieren und verschiedenartige andere Physikalische-Gasphasenabscheidung-Techniken.
Nicht einschränkende
Beispiele für
geeignete additive Prozesse umfassen auch Diffusion-Konvektion-Masseübertragungstechniken,
die üblicherweise als
chemische Gasphasenabscheidung bezeichnet werden. Andere geeignete
Aufbringungstechniken umfassen eine Sprühbeschichtung, eine Walzenbeschichtung,
eine Aufschleuderbeschichtung und dergleichen.
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Die
eingerichtete Außenschicht
kann wie es erwünscht
oder erforderlich ist weiterverarbeitet werden, um die erwünschte fertige
Außenschicht
zu erzeugen. Zum Beispiel kann die aufgebrachte Außenschicht
verschiedenartigen Härtungsprozessen
ausgesetzt werden, um eine Vernetzung, ein Bonding zwischen der
Außenschicht
und dem Substrat und dergleichen zu erreichen. Beispiele für derartige
Prozesse umfassen diejenigen, die typischerweise für eine Beschichtungs-
und Linsenfertigung verwendet werden. Ein nicht einschränkendes
Beispiel für
geeignete Nach-Aufbringung-Härtungsprozesse
umfasst diejenigen, die zur Verwendung mit Aufschleuderbeschichtung-Polymerfilmen
mit Dicken größer als
ungefähr
10 μm geeignet
sind, wobei Materialien wie z. B. multifunktionelle Epoxidharzderivate
von Bisphenol-A-Novolak genutzt werden. Derartige Materialien sind
in dem
US-Patent Nr. 5,102,772 an
Angeln u. a. erörtert,
dessen Beschreibung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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Härtungsprozesse
können
eine kationische Polymerisierung umfassen, die durch verschiedenartige
Mechanismen initiiert wird, einschließlich von ultraviolettem Licht
(insbesondere in dem Bereich von 365 bis 436 nm), Elektronenbeschuss
und Röntgenstrahlbeschuss,
die ausreichend sind, um einen hohen Pegel einer Vernetzungsdichte
zu umfassen, wobei Materialien wie z. B. heiße Epoxidharze, oben erörtert, in
geeignete Polymermaterialien umgewandelt werden, sind aber nicht
beschränkt
darauf.
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Materialien,
die als geeignete Wandmaterialien eingesetzt werden können, umfassen
verschiedenartige Materialien, die in der Praxis der Filmerzeugung
verwendet werden. Bei optischen mikroelektromechanischen Vorrichtungen
wird erwogen, dass das Wandmaterial Materialien sein kann, die eine
geeignete Lichtdurchlässigkeit,
Reflexionscharakteristiken oder dergleichen aufweisen, wenn dieselben
als Filmschichten eingesetzt werden. Beispiele für ein Wandmaterial umfassen
Acrylate, Epoxidharze, Polycarbonate und Polyimide, sind aber nicht beschränkt darauf.
Materialien der Wahl können
diejenigen sein, die aus kationisch polymerisierbaren Monomeren
wie z. B. Epoxidharzen und Vinylzusammensetzungen zusammengesetzt
sind. Bei einem anderen Aspekt wird erwogen, dass Materialien wie z.
B. Tetraethylorthosilikat (TEOS), Silikat, Polycarbonat, Magnesiumfluorid
und Quarz eingesetzt werden können.
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Bei
einem Abschluss des Außenschichtaufbringungsprozesses
wird erwogen, dass mit dem Kernmaterial, das in der abgedichteten
Kammer enthalten ist, ein abgedichteter Eingriff zwischen der Materialschicht
und dem Substrat erreicht wird. Nach der Aufbringung der Materialschicht
kann das verfestigte Kernmaterial, das in der Kammer enthalten ist, in
ein geeignetes fluidisiertes Material umgewandelt wer den. Eine Umwandlung
in ein geeignetes fluidisiertes Material kann durch irgendeinen
geeigneten chemischen oder physikalischen Prozess stattfinden. Wenn
Niedrigschmelzwachse eingesetzt werden, wird das verfestigte Kernmaterial
so durch eine Temperaturerhöhung
in einen Fluidzustand zurückgeführt.
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Abhängig von
der Endverwendung, zu der die elektronische Vorrichtung gebracht
werden soll, kann das Kernmaterial in der so gebildeten Kammer zurückgehalten
oder in einem nachfolgenden Schritt entfernt werden. Es wird erwogen,
dass eine Entfernung des Kernmaterials durch geeignete Durchkontaktierungen
oder Füllmitteltore
erzielt werden kann, die in dem Substrat vorbereitet sind. Wenn
zumindest ein Abschnitt des fluidisierten Kernmaterials nach dem
Außenschichtaufbringungsschritt
in der Kammer zurückgehalten
wird, wird erwogen, dass das Kernmaterial eines ist, das bei dem
Betrieb der mikroelektromechanischen Vorrichtung genutzt werden kann
oder zumindest die Funktion der Vorrichtung nicht stört. Somit
besitzt das Kernmaterial der Wahl abhängig von der Endverwendung
geeignete dielektrische, lichtdurchlässige Qualitäten und
dergleichen. Bei Ausbildungen z. B., bei denen die Kammer zumindest
einen Mikrospiegel enthält,
wird erwogen, dass das Kernmaterial in dem Fluidzustand desselben
unter Betriebsbedingungen eine niedrige. Schmelztemperatur und eine
Niedrigviskosität
aufweist.
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Ein
detaillierteres Prozessdiagramm, das das Verfahren wie hierin offenbart
zeigt, ist in 2 skizziert, in der eine geeignete
MEMS-Vorrichtung in einem Hohlraum positioniert wird, der in einem
Substrat vorbereitet wird, wie bei Bezugszeichen 210 dargelegt.
Ein Positionieren kann durch jegliche geeignete Mikrofertigungsverfahren
erzielt werden. Beispiele für
dieselben umfassen eine Halbleiterstückanbringung und ein Drahtbonding
sowie andere Mikrofertigungstechniken, die dem Fachmann bekannt sind,
sind aber nicht beschränkt
darauf. Wie vorhergehend offenbart, kann die geometrische Vertiefung oder
Hohlraum, definiert in dem Substrat, irgendeine geeignete Geometrie
und/oder Ausbildung aufweisen, wie es für die resultierende Kammer
erwünscht oder
erforderlich ist.
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Es
wird erwogen, dass das Substrat irgendein Material sein kann, das
zur Bildung des Hohlraums, der zugeordneten Kammer und schließlich der
elektronischen Vorrichtung zweckmäßig ist. Somit kann das Substrat
eines sein, das zum Stützen einer
zweckmäßigen CMOS-Architektur
(CMOS = complementary metal Oxide semiconductor = Komplementär-Metalloxid-Halbleiter)
fähig ist.
Innerhalb des Wirkungskreises dieser Erfindung wird auch überlegt,
eine zweckmäßige Architektur
auf einem geeigneten Substrat zu bauen, um die Kammer und jegliche
zugeordnete MEMS-Vorrichtungen zu hausen.
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Sobald
die MEMS-Vorrichtung in Position ist, kann das Kernmaterial in einen
Kontakt mit der MEMS-Vorrichtung und dem zugeordneten Hohlraum eingeführt werden,
wie bei Bezugszeichen 220. Wie vorhergehend angegeben,
kann dass Bi-Zustand-Kernmaterial
geeignete Eigenschaften haben, die es demselben erlauben, in Abhängigkeit
von einer Feldbelastung z. B. in einem Fluidzustand oder in einem
festen Zustand vorhanden zu sein. Es wird erwogen, dass das Kernmaterial
ein „bifunktionelles Material" sein kann. Wenn
die Bezeichnung „bifunktionelles
Material" hierin
verwendet wird, weist das Material bei einer ersten Bedingung einen
Fluidzustand und bei einer zweiten Bedingung einen verfestigten
Zustand auf. Es sei darauf hingewiesen, dass das Material in dem
festen Zustand im Wesentlichen als ein Kernmaterial funktioniert
und das Kernmaterial in dem Fluidzustand zusätzliche Eigenschaften wie z.
B. eine optische Modulation und einen modifizierten Brechungsindex
aufweisen kann, die in einem Fall bei dem optimalen Betrieb einer
eingegliederten MEMS-Vorrichtung helfen können. Diese Bedingungen werden
zumindest teilweise durch zumindest eine Außenfeldbelastung geregelt.
Beispiele für
eine Außenfeldbelas tung
umfassen Bedingungen wie z. B. Temperatur-Magnetfeld-Vorgänge und
dergleichen, sind aber nicht beschränkt darauf. Somit wird erwogen,
dass ein bifunktionelles Fluid bei einer ersten Temperatur in einem
Fluidzustand sein kann und bei einer zweiten Temperatur, die niedriger
als die erste Temperatur ist, in einem verfestigten Zustand sein
kann. In ähnlicher
Weise kann das bifunktionelle Material ansprechend auf eine erste
Magnetisches-Feld-Bedingung einen Fluidzustand und ansprechend auf
eine zweite Magnetisches-Feld-Bedingung
einen verfestigten Zustand aufweisen.
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Es
wird erwogen, dass das Kernmaterial in einen umfassenden Kontakt
mit den entsprechenden Hohlraumoberflächen und der MEMS-Vorrichtung eingeführt werden
kann. Wie hierin verwendet, wird die Bezeichnung „umfassender
Kontakt" genommen, um
einen hauptsächlich
durchgehenden Kontakt mit den jeweiligen Kammeroberflächen und
der MEMS-Vorrichtung zu bedeuten, ohne Leerräume, Blasen und dergleichen.
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Das
Kernmaterial kann Niedrigschmelzwachse, Naphthalen, Naphthalenderivate, Acrylmonomere,
Acrylpolymere, Campher, Campherderivate, Campherische-Säure-Derivate und/oder
Polyester enthalten. Materialien der Wahl werden typischerweise
solche sein, die bei einer ersten Temperatur zum Existieren in einem
Fluidzustand und bei einer niedrigeren Temperatur zum Transformieren
in einen Festzustand fähig
sind. Es wird erwogen, dass das bifunktionelle Kernmaterial auf
eine Temperaturerhöhung
oder ein anderes Auslöseereignis
hin zur Umwandlung in den Fluidzustand zurück fähig ist. Das Kernmaterial der
Wahl ist eines, das zum übereinstimmenden
Kontakt mit der MEMS-Vorrichtung und dem Hohlraum fähig ist.
Sobald dasselbe in dem Hohlraum am Platz ist, stellt das Kernmaterial
eine Außenoberflächeregion
bereit, die zur nachfolgenden Verarbeitung und Fertigung geeignet ist.
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Sobald
das Kernmaterial am Platz ist, wird die Außenoberfläche des eingeführten Kernmaterials vorbereitet,
um eine überlagerte
Materialschicht zu empfangen, wie bei Bezugszeichen 230.
Es wird auch erwogen, dass andere Betriebs- und Fertigungsschritte eingesetzt werden
können.
Nicht einschränkende
Beispiele für
derartige Fertigungsschritte umfassen Vorgänge wie z. B. Hänsen, Befestigen und
Vereinzeln der zugeordneten Substratwafer. Das Kernmaterial kann
funktionieren, um mikroelektromechanische Vorrichtungen sowie andere
Mikrostrukturen zu schützen.
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Die
Materialschicht kann in einer überlagerten
Beziehung mit dem vorbereiteten Kernmaterial eingerichtet werden,
wie bei Bezugszeichen 240. Es wird erwogen, dass die Außenmaterialschicht
durch einen geeigneten Aufbringungsprozess eingerichtet werden kann.
Eine Aufbringung kann irgendein geeigneter Prozess sein, der eine
Schicht mit zweckmäßiger Dicke
und Abmessungen bereitstellt. Es wird auch erwogen, dass der Aufbringungsprozess
der Wahl einer ist, der eine abdichtende Anbringung zwischen der
aufgebrachten Schicht und dem umgebenden Substrat erlaubt, um ein
abgedichtetes Bonding zwischen der Materialschicht und dem Substrat
zu erreichen.
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Sobald
die Materialschicht in einer abdichtenden überlagerten Beziehung mit dem
Kernmaterial und dem zugeordneten Substrat ist, kann das Kernmaterial
entweder aus der so gebildeten Kammer entfernt werden, wie bei Bezugszeichen 250, oder
wie es erwünscht
oder erforderlich ist umgewandelt und verwendet werden, wie bei
Bezugszeichen 260.
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Eine
Entfernung des Kernmaterials kann durch verschiedenartige Methoden
erzielt werden. Das Kernmaterial kann auf einen fluidisierten Zustand
erwärmt
werden und durch ein Aussetzen der Kammer gegenüber einem zweckmäßigen Vakuum oder
einem unter Druck gesetzten trägen
Gas wie z. B. Stickstoff gespült
werden. Andere geeignete Entfernungsprozesse umfassen eine Lösungsmittelaussetzung
mit oder ohne eine zugeordnete Gasspülung und/oder Erwärmungsprozeduren.
Nicht einschränkende
Beispiele für
geeignete Lösungsmittel umfassen
Xylen, Gammabutylaceton, Cyclopentan, Anisol, Hexan, Cyclohexan,
Methylisobutylketon (MIBK) und dergleichen. Sobald das Kernmaterial
entfernt worden ist, kann die Kammer wie es erwünscht oder erforderlich ist
gefüllt
und abgedichtet werden.
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Wenn
eine Kernmaterialentfernung erwünscht
ist, wird erwogen, dass der Entfernungsprozess zu irgendeinem geeigneten
Punkt in dem Fertigungsprozess stattfinden kann. Somit wird erwogen, dass
das Übereinstimmungsmaterial
während
zumindest einiger nachfolgender Fertigungsprozesse in der definierten
Kammer zurückgehalten
werden kann, um als ein Schutzmedium für empfindliche mikroelektromechanische
Vorrichtungen zu wirken, die in derselben enthalten sind. Derartige
Prozesse umfassen eine Waferhäusung,
Befestigung Vereinzeln und dergleichen, sind aber nicht beschränkt darauf.
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Alternativ
wird erwogen, dass das Kernmaterial in eine Form umgewandelt werden
kann, die während
eines nachfolgenden Betriebs der elektronischen Vorrichtung nützlich ist.
Eine derartige Umwandlung kann als ein Ergebnis einer Temperaturänderung
und/oder einer chemischen Umwandlung auftreten. Bei derartigen Fällen wird
erwogen, dass das Kernmaterial von einem festen zu einem Fluidmaterial
umgewandelt werden kann, das eine MEMS-Vorrichtung-Funktion unterstützen kann.
Eine derartige Umwandlung kann durch irgendeinen geeigneten mechanischen
oder chemischen Prozess stattfinden, für den eine Temperaturerhöhung lediglich
ein Beispiel ist.
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Es
wird erwogen, dass eine Temperaturerhöhung als ein Ergebnis eines
Betriebs der elektronischen Vorrichtung, einer Umgebungstemperaturaussetzung
oder eines anderen Umweltfaktors, der die Vorrichtung selbst umgibt,
erzielt werden kann. Eine Umwandlung kann entweder Einweg- oder
bidirektional sein. Wenn das Kernmaterial in der Kammer zurückgehalten
wird, wird somit erwogen, dass sich das Kernmaterial auf eine Temperaturerhöhung oder
ein anderes Auslöseereignis
hin in einen funktionellen Fluidzustand umwandeln kann und in diesem
Zustand zurückgehalten
werden kann. Es wird auch erwogen, dass das Kernmaterial abhängig von
Temperaturbedingungen zu dem festen Zustand desselben zurückkehren
kann.
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Bei
verschiedenartigen Situationen kann die Herstellung von Mikroelektromechanisches-System-Vorrichtungen
wie z. B. Mikrospiegeln, Fabry-Perot-Vorrichtungen und diffraktionsbasierten
Vorrichtungen aufgrund der Fragilität der MEMS-Komponenten schwierig sein. Herstellungsvorgänge können Vorgänge wie
z. B. ein Sägen
und ein Hänsen
umfassen, sind aber nicht beschränkt
darauf. Dies kann bei einer Herstellung von optischen MEMS-Vorrichtungen
kompliziert sein, die Transparenthäusungsanforderungen aufweisen.
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Es
wird erwogen, dass das Bi-Zustand-Kernmaterial in dem festen Zustand
desselben funktionieren kann, um die empfindlichen Mikroelektromechanisches-System-Vorrichtungselemente
während
eines Zusammenbaus und einer Herstellung zu schützen. Sobald eine Herstellung
abgeschlossen worden ist, kann das Kernmaterial umgewandelt und/oder entfernt
werden, wie es erwünscht
oder erforderlich ist.
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Das
Verfahren zum Bilden zumindest einer umschlossenen Kammer kann ferner
unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren 3A, 3B, 3C und 3D,
die eine Aufbausequenz darstellen, dargestellt und als Beispiel
veranschaulicht werden. Wie es in 3A zu
sehen ist, umfasst eine nicht fertiggestellte Integrierte-Schaltung-Vorrichtung 310 ein
geeignetes Substrat 312 mit einer zweckmäßigen architektonischen
Struktur 314, die auf demselben gefertigt ist. Eine Fertigung
der architektonischen Struktur 314 kann durch irgendeine
geeignete Aufbau- oder Erzeugungssequenz erfolgen. Die resultierende
architektonische Struktur 314 weist zumindest eine geometrische
Vertiefung 316 auf, die sich von einer oberen Region 318 der
architektonischen Struktur 314 in den Körper der architektonischen
Struktur 314 zu einer Stelle nahe dem Substrat 312 erstreckt.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel,
wie es in den 3A, 3B, 3C und 3D veranschaulicht
ist, ist die elektronische Vorrichtung 310 als zumindest
eine geometrische Vertiefung 316 aufweisend gezeigt, die
einen Hauptabschnitt der Vorrichtung einschließt, zur Einfachheit der Darstellung. Es
sei darauf hingewiesen, dass die geometrische Vertiefung 316 von
irgendeiner geeigneten Größe und/oder
Ausbildung sein kann, die für
die fertiggestellte elektronische Vorrichtung erwünscht oder
erforderlich ist. Mehrere Vertiefungen 316 können ebenfalls
ausgebildet sein, wie es durch die Endverwendung der elektronischen
Vorrichtung erfordert oder vorgeschrieben wird. Typischerweise weist
die geometrische Vertiefung 316 zumindest eine Seitenwandstruktur 320 und
eine angrenzend positionierte Bodenstruktur 322 auf.
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Wie
es in 3A veranschaulicht ist, umfasst
die elektronische Vorrichtung 310 bei einer Fertigung auch
eine geeignete mikroelektromechanische Vorrichtung 324,
die an einer geeigneten Struktur der geometrischen Vertiefung 316 befestigt
ist, wie z. B. dem Boden 322. Die mikroelektromechanische
Vorrichtung 324 kann geeignete Drahtbonds 326 aufweisen,
die eine Anbringung und eine elektronische Kommunikation zwischen
der mikroelektromechanischen Vorrichtung 324 und anderen
Elementen liefern, die entweder an der Vorrichtung 310 vorhanden
oder von derselben entfernt sind.
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Wie
hierin offenbart, erwägt
das Verfahren zum Bilden zumindest einer umschlossenen Kammer eine
Nutzung einer voraus ausgebildeten, nicht fertiggestellten Integrierte-Schaltung-Vorrichtung 310, die
eine bereits auf derselben positionierte mikroelektromechanische
Vorrichtung 324 aufweist. Das Verfahren erwägt auch
Prozesse, durch die die mikroelektromechanische Vorrichtung 324 auf
der Architektur der Integrierte-Schaltung-Vorrichtung als Teil des
Formulierungsprozesses positioniert werden kann. Ein Befestigen oder
Positionieren der mikroelektromechanischen Vorrichtung 324 in
die Integrierte-Schaltung-Vorrichtungsstruktur kann durch irgendein
geeignetes Verfahren erfolgen.
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Wie
es in 3B dargestellt ist, können geeignete
Durchkontaktierungen, Eintrittsöffnungen oder
Zugangstore 328, 330 in dem Substrat 312 vorbereitet
sein. Wie es gezeigt ist, erstrecken sich die Durchkontaktierungen 328, 330 von
einer unteren Fläche 332 des
Substrats 312 und enden an dem Boden 322 der geometrischen
Vertiefung 316. Die Durchkontaktierungen 328, 330 können temporär oder dauerhaft
mit einem geeigneten Einsteckmaterial gefüllt sein.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass derartige Durchkontaktierungen 328, 330 als
optional betrachtet werden können.
Die Durchkontaktierungen 328, 330 liefern einen
zweckmäßigen Zugang
zu dem Inneren der geometrischen Vertiefung 316 für eine nachfolgende
Entfernung von Kernmaterial und/oder eine Ersetzung von Materialien
in der Kammer, die schließlich
gebildet werden soll. In Situationen jedoch, in denen das Kernmaterial
in der Kammer, die gebildet werden soll, verbleiben soll, können derartige
Zugangstore 328, 330 ausgelassen werden.
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Eine
Einführung
des Kernmaterials 334 kann durch irgendein geeignetes Verfahren
stattfinden, das für
eine effiziente Einführung
des Materials in alle Bereiche in der Vertiefung 316 sorgt.
Das Material kann durch irgendeine geeignete Öffnung eingeführt werden,
einschließlich
der oberen Fläche
der geometrischen Öffnung 316 oder
durch die Durch-Eintrittsöffnung 328, 330,
in dem Falle einer Umkehreintragprozedur. Das Material der Wahl
kann variieren und kann eines sein, das mit den Materialien in der
architektonischen Struktur 314 und jeglichen mikroelektromechanischen
Vorrichtungen 324 und Drahtbonden 326, die in
derselben vorhanden sein können,
kompatibel ist. Das Kernmaterial 334 stimmt mit der Geometrie
der geometrischen Vertiefung 316 überein, um zumindest eine temporäre Stützstruktur
bereit zustellen. Geeignete Kernmaterialien 334 umfassen Niedrigschmelzwachs,
Naphthalen, Naphthalenderivate, Acrylmonomere, Acrylpolymere, Campher, Campherderivate,
Campherische-Säure-Polymere, Polyester
und/oder Mischungen derselben, sind aber nicht beschränkt darauf.
Geeignete Materialien können
in die geometrische Vertiefung 316 in einem flüssigen Zustand
eingeführt
werden und aufgrund einer Temperaturänderung, einer Vernetzung oder
dergleichen eine Verfestigung erfahren.
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Eine
Hinzufügung
des Kernmaterials 334 resultiert in einer gefüllten geometrischen
Vertiefung 316. Das Kernmaterial 334 liefert auf
eine Verfestigung hin eine Außenfläche 336.
Wie es in 3B gezeigt ist, wird erwogen,
dass das Kernmaterial 334 in einer Weise hinzugefügt werden
kann, die die obere Oberfläche 318 der
architektonischen Struktur 314, die die geometrische Vertiefung 316 umgibt, überfüllt oder überlagert.
Auf diese Weise kann ein adäquates Material
eingeführt
werden, um eine Überlagerung und
eine zusätzliche
Oberflächenvorbereitung
zu erlauben.
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Wie
es in 3C gezeigt ist, wird erwogen, dass
eine Vorbereitung der Außenoberfläche 336 des
Kernmaterials 334 Vorgänge
wie z. B. Ausgleichen, Planieren und dergleichen umfassen kann,
um eine Oberfläche
bereitzustellen, die Toleranzen aufweist, die für eine nachfolgende Aufbringung
einer Überlagerungsschicht
zweckmäßig sind.
Somit wird in Situationen, in denen eine optische Durchlässigkeit
oder Transparenz erforderlich ist, erwogen, dass die Außenoberfläche 336 des
Kernmaterials 334 planiert oder ausgeglichen wird, um zweckmäßige Qualitäten für die Innenoberfläche einer Überlagerungsschicht
zu erhalten. In 3C ist die Außenoberfläche 336 ausgeglichen,
um mit der oberen Oberfläche 318 der
umgebenden architektonischen Struktur 314 übereinzustimmen.
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Wie
es in 3D gezeigt ist, kann nach einer geeigneten
Oberflächenvorbereitung
des Kernmaterials 334 eine obere Überlagerungsschicht 338 in eine Überlagerungsbeziehung
mit der oberen Oberfläche 318 der
architektonischen Struktur 314, dem Substrat 312 und
der Außenoberfläche 336 des Kernmaterials 334 aufgebracht
werden. Eine Aufbringung der Überlagerungs-/Außen-/oberen
Schicht 338 kann durch irgendeinen Prozess erzielt werden, der
einen Eingriff zwischen der oberen Oberfläche 318 der architektonischen
Struktur 314 und der unteren Fläche 340 der Außenschicht 338 in
einer abdichtenden Weise erlaubt. Ein Beispiel für derartige Prozesse umfasst
ein Aufschleuder-Bonden und Härten, wie
es bei einer Beschichtungs- und Linsenfertigung eingesetzt werden
würde.
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Wie
aus 3D zu erkennen ist, kann die untere Oberfläche 340 der
Außenschicht 338 durch die
gebondeten Regionen und die Region, die die obere Oberfläche 336 des
Kernmaterials 334 kontaktiert, hauptsächlich konturgetreu und angrenzend sein.
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Abhängig von
der Endverwendung für
die elektronische Vorrichtung 310 kann das Kernmaterial 334 wie
es in 3D gezeigt ist entfernt werden,
um eine Kammer 350 zu bilden. Die Kammer 350 kann hermetisch
abgedichtet sein. Ein unterschiedliches Material kann in die Kammer 350 eingeführt werden, wie
es erwünscht
oder erforderlich ist. Wenn eine Materialsubstitution erwünscht ist,
wird erwogen, dass das Kernmaterial 334 fluidisiert und
unter Verwendung eines Vakuums oder eines trägen Gases, das durch die geöffneten
Eintrittsöffnungen 328, 330 verabreicht
wird, gereinigt werden kann. Eine Fluidisierung kann durch eine
geeignete Einrichtung wie z. B. ein Erwärmen des Zusammenbaus oder
lokalisierter Regionen desselben erzielt werden. Es wird auch erwogen,
dass verschiedenartige Lösungsmittel
zusätzlich
oder anstatt des Reinigungsprozesses eingesetzt werden können. Nicht
einschränkende
Beispiele für
derartige Lösungsmittel
umfassen Xylen, Butrylaceton, Cyclopentan, Anisol, Hexan, Cyclohexan,
Methylisobutylketon (MIBK) und dergleichen. Es wird auch erwogen,
dass verschiedenartige wässrige Alkoholmischungen
genutzt werden können,
wie es erwünscht
oder erforderlich ist.
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Es
wird auch erwogen, dass das Kernmaterial 334 durch eine
geeignete Betriebsflüssigkeit
oder Gas 352 ersetzt werden kann, wie es in 4B gezeigt
ist. Unter Bezugnahme auf 4A und 4B zusammen
kann die Vorrichtung 310 mit der oberen Schicht 338 (bei
einem Ausführungsbeispiel
eine Optische-Qualität-Schicht),
die an derselben angebracht ist, das Kernmaterial evakuieren lassen,
um die Kammer 350 zu bilden, die durch die Optische-Qualität-Schicht 338 und
die geometrische Vertiefung 316 (wie in 3D gezeigt)
definiert ist. Sobald das Kernmaterial 334 entfernt worden
ist, kann ein geeignetes Fluid, wie z. B. ein dielektrisches Fluid,
oder ein zweckmäßiges Gas 352 durch
die Durchkontaktierungen 328, 330 in die definierte
Kammer 350 eingeführt
werden, falls dies erwünscht
oder erforderlich ist. Die Öffnungen 328, 330 können z.
B wie mit einem Füllmitteltoreinsteckelement 342, 348 abgedichtet
werden und die Vorrichtung 310 wie es erwünscht oder
erforderlich ist zur Verwendung bereit gemacht werden.
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Die
hierin offenbarte Vorrichtung kann in Verbindung mit geeigneten
Anzeigevorrichtungen eingesetzt werden. Ein nicht einschränkendes
Beispiel ist ein räumlicher
Lichtmodulator, der bei der Vorrichtung wie in 5 gezeigt
verwendet wird. 5 ist eine schematische Ansicht
eines Bildprojektionssystems 500, das eine MEMS-Vorrichtung
wie hierin gezeigt verwendet. Ein nicht einschränkendes Beispiel für eine MEMS-Vorrichtung 502 ist
eine Mikrospiegelvorrichtung. In 5 wird Licht
von einer Lichtquelle 504, das auf einem ersten Lichtweg
geleitet wird, durch eine Linse 506 auf die MEMS-Vorrichtung 502 fokussiert.
Obwohl dieselbe als eine einzelne Linse gezeigt ist, ist die Linse 506 typischerweise
eine Gruppe von Linsen, Integratoren und Spiegeln, die zusammen
Licht von der Lichtquelle 504 fokussieren und auf die Oberfläche der
MEMS-Vorrichtung 502 leiten.
Bilddaten und Steuersignale aus einer Steuerung 514 werden
auf eine geeignete SRAM-Zelle, DRAM-Zelle oder dergleichen geschrieben,
die jeder der MEMS-Vorrichtungen 502 zugeordnet ist. Die Daten
in diesen zugeordneten Zellen bewirken eine Betätigung einiger der MEMS-Vorrichtungen 502 zu einer „Ein"-Position. In der „Ein"-Position wird Licht zu
einem zweiten Lichtweg geleitet. Zellen in der MEMS-Vorrichtung 502,
die in einer „Aus"- oder Ruheposition
sind, können
Licht in eine Lichtfalle 508 oder von dem zweiten Lichtweg
weg leiten.
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Das
Projektionssystem 500 kann auf dem zweiten Lichtweg zumindest
ein Element 510 zum Auflösen des selektiv geleiteten
Lichts umfassen. Ein nicht einschränkendes Beispiel für ein derartiges
Element 510 ist eine Projektionslinse. Während in 5 ein
einziges Element 510 gezeigt ist, wird erwogen, dass mehrere
Elemente genutzt werden können.
Wie es gezeigt ist, fokussiert die Projektionslinse das Licht, das
durch die Vorrichtung 502 zu dem zweiten Lichtweg geleitet
wird, auf eine Einzelbildebene oder Bildschirm 512.
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Während mehrere
Ausführungsbeispiele
detailliert beschrieben worden sind, ist es für Fachleute ersichtlich, dass
die offenbarten Ausführungsbeispiele
modifiziert werden können.
Somit soll die vorhergehende Beschreibung als beispielhaft und nicht
als einschränkend
betrachtet werden.