JP2000317899A - 構成部材を操作する方法、この方法を実施するマイクロ工具及びマイクロ工具又はマイクロ工具部分を製造する方法 - Google Patents
構成部材を操作する方法、この方法を実施するマイクロ工具及びマイクロ工具又はマイクロ工具部分を製造する方法Info
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- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B81C99/0005—Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of microstructural devices or systems, or methods for manufacturing the same
- B81C99/002—Apparatus for assembling MEMS, e.g. micromanipulators
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
- B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J7/00—Micromanipulators
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S294/00—Handling: hand and hoist-line implements
- Y10S294/902—Gripping element
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微小な構成部材つまりマイクロ構成部材をグ
リッパアームから適正に解離させること、ひいてはマイ
クロ構成部材を適正に操作又は正確に位置決めすること
ができるマイクロ工具を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのグリッパアーム１１に
少なくとも一時的に加速を加えて、固定された構成部材
１０の慣性質量と加えられる加速とによって惹起される
慣性力が、固定された構成部材１０とグリッパ面２５と
の間において作用する接着力よりも大きくなるようにす
る、少なくとも１つの手段、例えばプレート構造体１３
が設けられている。
リッパアームから適正に解離させること、ひいてはマイ
クロ構成部材を適正に操作又は正確に位置決めすること
ができるマイクロ工具を提供する。 【解決手段】 少なくとも１つのグリッパアーム１１に
少なくとも一時的に加速を加えて、固定された構成部材
１０の慣性質量と加えられる加速とによって惹起される
慣性力が、固定された構成部材１０とグリッパ面２５と
の間において作用する接着力よりも大きくなるようにす
る、少なくとも１つの手段、例えばプレート構造体１３
が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、独立請求項の上位
概念部に記載された、構成部材を操作する方法、特にマ
イクロ構成部材を正確に位置決めする方法、この方法を
実施する、解放装置を組み込まれたマイクロ工具、及び
マイクロ工具又はマイクロ工具部分特にマイクログリッ
パ又はグリッパアームを製造する方法に関する。
概念部に記載された、構成部材を操作する方法、特にマ
イクロ構成部材を正確に位置決めする方法、この方法を
実施する、解放装置を組み込まれたマイクロ工具、及び
マイクロ工具又はマイクロ工具部分特にマイクログリッ
パ又はグリッパアームを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微小化されたシステム又はマイクロ構成
部材を例えばマイクロ光学系に組み付ける場合、組み付
けられる構成部材を操作するためのグリッパには特別な
要求が課せられる。マイクロ電子工学から公知の大面積
の素子用のグリッパとは異なり、例えばマイクロ光学系
のグリッパは、ジオメトリの異なる面に三次元的な延び
を有する構成部材を把持して、該構成部材を規定通りに
セットできなくてはならない。しかしながらこのような
極めて小さい構成部材は、体積効果の減少と表面効果の
増大とによって特徴付けられた不慣れな特性を示す。
部材を例えばマイクロ光学系に組み付ける場合、組み付
けられる構成部材を操作するためのグリッパには特別な
要求が課せられる。マイクロ電子工学から公知の大面積
の素子用のグリッパとは異なり、例えばマイクロ光学系
のグリッパは、ジオメトリの異なる面に三次元的な延び
を有する構成部材を把持して、該構成部材を規定通りに
セットできなくてはならない。しかしながらこのような
極めて小さい構成部材は、体積効果の減少と表面効果の
増大とによって特徴付けられた不慣れな特性を示す。
【０００３】汎用のマイクログリッパは精密機械によっ
て製造される。操作されるマイクロ構成部材の受容は、
この場合通常組み込まれた通路における負圧（真空グリ
ッパ）によって、液膜又は液滴における接着によって、
又は圧電式に作動させられる装置によって行われる。
て製造される。操作されるマイクロ構成部材の受容は、
この場合通常組み込まれた通路における負圧（真空グリ
ッパ）によって、液膜又は液滴における接着によって、
又は圧電式に作動させられる装置によって行われる。
【０００４】これらのすべての方法又は工具に共通の大
きな問題点としては、操作される構成部材の質量が極め
て小さいことに基づいて、まず初めに固定された構成部
材の規定された解離が難しいということが挙げられる。
グリッパにおいて生じる接着力は、真空サッカの遮断
後、液膜の吸い出し後又は圧電装置の解離後に、構成部
材の重量よりも大きいことがあり、これによって構成部
材の解放を著しく損なうことがある。特に、これによっ
て必要になる、目標システムにおける構成部材の剥離又
吹き飛ばしは、見当合わせされた正確な位置決めを保証
することができない。
きな問題点としては、操作される構成部材の質量が極め
て小さいことに基づいて、まず初めに固定された構成部
材の規定された解離が難しいということが挙げられる。
グリッパにおいて生じる接着力は、真空サッカの遮断
後、液膜の吸い出し後又は圧電装置の解離後に、構成部
材の重量よりも大きいことがあり、これによって構成部
材の解放を著しく損なうことがある。特に、これによっ
て必要になる、目標システムにおける構成部材の剥離又
吹き飛ばしは、見当合わせされた正確な位置決めを保証
することができない。
【０００５】マイクロ工具であるグリッパの公知の製造
時には、旋削又はフライスのような精密機械的な製造方
法が使用される。しかしながら２ｍｍよりも小さな典型
的な寸法を有するマイクロ工具では、このような個々に
行われる精密機械的な加工は、極めて面倒かつ高価であ
る。
時には、旋削又はフライスのような精密機械的な製造方
法が使用される。しかしながら２ｍｍよりも小さな典型
的な寸法を有するマイクロ工具では、このような個々に
行われる精密機械的な加工は、極めて面倒かつ高価であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、微小な構成部材つまりマイクロ構成部材をグリッパ
アームから適正に解離させること、ひいてはマイクロ構
成部材を適正に操作又は正確に位置決めすることができ
るマイクロ工具及び方法並びにこのようなマイクロ工具
又はマイクロ工具部分を製造する方法を提供することで
ある。
は、微小な構成部材つまりマイクロ構成部材をグリッパ
アームから適正に解離させること、ひいてはマイクロ構
成部材を適正に操作又は正確に位置決めすることができ
るマイクロ工具及び方法並びにこのようなマイクロ工具
又はマイクロ工具部分を製造する方法を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決する本発
明は、請求項１及び請求項８並びに請求項１４にそれぞ
れ記載されている。
明は、請求項１及び請求項８並びに請求項１４にそれぞ
れ記載されている。
【０００８】
【発明の効果】構成部材を操作する本発明による方法、
この方法を実施する本発明によるマイクロ工具及び、マ
イクロ工具又は少なくともマイクロ工具部分を製造する
本発明による方法には、先行技術に比べて次のような利
点がある。すなわち本発明によれば、マイクロメータ範
囲及びそれ未満の典型的な寸法を有する構成部材を正確
に操作し、位置決めするため及び特にマイクロ組付け
（Mikromontage）するための工具を、簡単かつ正確にし
かも安価にマイクロ機械的に製造することが可能にな
る。
この方法を実施する本発明によるマイクロ工具及び、マ
イクロ工具又は少なくともマイクロ工具部分を製造する
本発明による方法には、先行技術に比べて次のような利
点がある。すなわち本発明によれば、マイクロメータ範
囲及びそれ未満の典型的な寸法を有する構成部材を正確
に操作し、位置決めするため及び特にマイクロ組付け
（Mikromontage）するための工具を、簡単かつ正確にし
かも安価にマイクロ機械的に製造することが可能にな
る。
【０００９】マイクロ工具又は個々のマイクロ工具部
分、特にグリッパアーム又はマイクログリッパの製造
は、汎用のシリコン製造ラインにおいて行うことがで
き、この場合同時にマイクロ工具のグリッパ面又はグリ
ッパアームを二次元的な形状において具体的に構成する
ことが可能であり、その結果これに関連してマイクロ工
具のジオメトリを極めて簡単に、操作されるその都度の
構成部材に合わせることができる。さらにマイクロ工具
の本発明による製造方法は、バッチ製造もしくは連続製
造のために適しており、ひいては極めて安価である。
分、特にグリッパアーム又はマイクログリッパの製造
は、汎用のシリコン製造ラインにおいて行うことがで
き、この場合同時にマイクロ工具のグリッパ面又はグリ
ッパアームを二次元的な形状において具体的に構成する
ことが可能であり、その結果これに関連してマイクロ工
具のジオメトリを極めて簡単に、操作されるその都度の
構成部材に合わせることができる。さらにマイクロ工具
の本発明による製造方法は、バッチ製造もしくは連続製
造のために適しており、ひいては極めて安価である。
【００１０】さらに、マイクロ工具又はマイクロ工具部
分をマイクロ構造化によって製造する本発明による方法
を、ベース層と中間層と構造化層とを備えた層構造体か
らのマイクロ構造化によって行うと、特に有利であり、
このような層構造体は、例えば既にＳＯＩ-ウェハ（“s
ilicon on insulator”）の形で公知である。製造され
るマイクロ工具又はマイクロ工具部分の所望のジオメト
リに相応して付加的に設けられる、自体公知の形式で構
造化されたマスキング層、及び同等に自体公知のエッチ
ング法によって、マイクロ工具はしたがって極めて簡単
に構造化層から構造化することが可能である。
分をマイクロ構造化によって製造する本発明による方法
を、ベース層と中間層と構造化層とを備えた層構造体か
らのマイクロ構造化によって行うと、特に有利であり、
このような層構造体は、例えば既にＳＯＩ-ウェハ（“s
ilicon on insulator”）の形で公知である。製造され
るマイクロ工具又はマイクロ工具部分の所望のジオメト
リに相応して付加的に設けられる、自体公知の形式で構
造化されたマスキング層、及び同等に自体公知のエッチ
ング法によって、マイクロ工具はしたがって極めて簡単
に構造化層から構造化することが可能である。
【００１１】本発明による別の利点及び有利な構成は、
従属請求項に記載された手段によって得られる。
従属請求項に記載された手段によって得られる。
【００１２】例えば、マイクロ工具によって固定された
構成部材の解離は、グリッパアームの周囲に配置された
プレート構造体、少なくとも部分的にグリッパアームと
結合されたアクチュエータ層特に圧電層はピエゾ抵抗
層、グリッパアームの周囲に配置された超音波発生器又
は、グリッパアームと結合されかつ／又は相互作用する
アクチュエータを介して行うと、極めて有利であるさら
に本発明の有利な構成では、マイクロ工具が、部材を固
定するために、互いに逆向きの２つの、特に対称的に構
成されたグリッパアームを有している。また別の有利な
構成では、グリッパアームが可動のウェブ又は軟質のば
ねを介して、固着部と結合されており、この固着部がさ
らに固定点として、ほぼ自由に可動のグリッパアームを
保持している。
構成部材の解離は、グリッパアームの周囲に配置された
プレート構造体、少なくとも部分的にグリッパアームと
結合されたアクチュエータ層特に圧電層はピエゾ抵抗
層、グリッパアームの周囲に配置された超音波発生器又
は、グリッパアームと結合されかつ／又は相互作用する
アクチュエータを介して行うと、極めて有利であるさら
に本発明の有利な構成では、マイクロ工具が、部材を固
定するために、互いに逆向きの２つの、特に対称的に構
成されたグリッパアームを有している。また別の有利な
構成では、グリッパアームが可動のウェブ又は軟質のば
ねを介して、固着部と結合されており、この固着部がさ
らに固定点として、ほぼ自由に可動のグリッパアームを
保持している。
【００１３】本発明の別の有利な構成では、グリッパア
ームと結合されたアクチュエータ構造体が、固定された
くし歯形構造体とグリッパアームの脚の脚側のくし歯形
構造体との形で形成されており、これによって自体公知
の交互配置形コンデンサが形成されており、この交互配
置形コンデンサを介して、構成部材のコントロールされ
た固定及び解離を生ぜしめる、グリッパアームの運動を
生ぜしめることができる。
ームと結合されたアクチュエータ構造体が、固定された
くし歯形構造体とグリッパアームの脚の脚側のくし歯形
構造体との形で形成されており、これによって自体公知
の交互配置形コンデンサが形成されており、この交互配
置形コンデンサを介して、構成部材のコントロールされ
た固定及び解離を生ぜしめる、グリッパアームの運動を
生ぜしめることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１５】図１には、本発明によるマイクロ工具５の
１実施例が示されており、このマイクロ工具５を用い
て、構成部材１０特にマイクロ構成部材を操作する本発
明による方法を実施することができ、かつこのマイクロ
工具５は完全に又は少なくとも個々のマイクロ工具部分
において、特にグリッパアーム１１に関して、マイクロ
工具５又はマイクロ工具部分を製造する本発明による方
法によって製造されている。
１実施例が示されており、このマイクロ工具５を用い
て、構成部材１０特にマイクロ構成部材を操作する本発
明による方法を実施することができ、かつこのマイクロ
工具５は完全に又は少なくとも個々のマイクロ工具部分
において、特にグリッパアーム１１に関して、マイクロ
工具５又はマイクロ工具部分を製造する本発明による方
法によって製造されている。
【００１６】マイクロ工具５はマイクログリッパ６を有
しており、このマイクログリッパ６は、対称的に構成さ
れていて互いに向かい合っていて、アクチュエータ構造
体１９を介して可動の２つのグリッパアーム１１によっ
て形成されており、両グリッパアーム１１はマイクロ構
成部材の形の構成部材１０をトング状に固定している。
マイクロ構成部材は例えば、５００μｍの典型的な直径
を有するマイクロ光学レンズである。グリッパアーム１
１はそれぞれ脚１２を有しており、この脚１２は、固定
点としてのばね弾性的なウェブ１５又は軟質のばねにお
いて、固着部１４と結合されている。したがってウェブ
１５と固着部１４とを介して、グリッパアーム１１は片
持ち式にかつ回動可能に固定されている。脚１２の、構
成部材１０とは反対側の端部は、さらにフィンガ状の脚
側のくし歯形構造体１７を有しており、この脚側のくし
歯形構造体１７は、相応に合わせられた対応するフィン
ガ状の固定されたくし歯形構造体１６に係合又は突入し
ており、その結果これによって自体公知の交互配置形コ
ンデンサ（Interdigitalkondensator）１８がアクチュ
エータ構造体（Aktorstruktur）１９として形成されて
いる。脚１２の長さは図示の実施例では約１００μｍ〜
１ｍｍである。
しており、このマイクログリッパ６は、対称的に構成さ
れていて互いに向かい合っていて、アクチュエータ構造
体１９を介して可動の２つのグリッパアーム１１によっ
て形成されており、両グリッパアーム１１はマイクロ構
成部材の形の構成部材１０をトング状に固定している。
マイクロ構成部材は例えば、５００μｍの典型的な直径
を有するマイクロ光学レンズである。グリッパアーム１
１はそれぞれ脚１２を有しており、この脚１２は、固定
点としてのばね弾性的なウェブ１５又は軟質のばねにお
いて、固着部１４と結合されている。したがってウェブ
１５と固着部１４とを介して、グリッパアーム１１は片
持ち式にかつ回動可能に固定されている。脚１２の、構
成部材１０とは反対側の端部は、さらにフィンガ状の脚
側のくし歯形構造体１７を有しており、この脚側のくし
歯形構造体１７は、相応に合わせられた対応するフィン
ガ状の固定されたくし歯形構造体１６に係合又は突入し
ており、その結果これによって自体公知の交互配置形コ
ンデンサ（Interdigitalkondensator）１８がアクチュ
エータ構造体（Aktorstruktur）１９として形成されて
いる。脚１２の長さは図示の実施例では約１００μｍ〜
１ｍｍである。
【００１７】交互配置形コンデンサ１８に図示されてい
ない構成群を介して印加される電圧Ｕ1によってしたが
って、例えば静電的な相互作用を介して、グリッパアー
ム１１による構成部材１０の把持及び解離を生ぜしめる
ことができる。固着部１４、アクチュエータ構造体１
９、プレート構造体１３及びグリッパアーム１１は、図
示されていない支持体に組立て時に極めて正確に相互に
位置決めされている。
ない構成群を介して印加される電圧Ｕ1によってしたが
って、例えば静電的な相互作用を介して、グリッパアー
ム１１による構成部材１０の把持及び解離を生ぜしめる
ことができる。固着部１４、アクチュエータ構造体１
９、プレート構造体１３及びグリッパアーム１１は、図
示されていない支持体に組立て時に極めて正確に相互に
位置決めされている。
【００１８】さらに、脚１２の周囲に対称的に配置され
た各１つのプレート構造体１３が設けられており、この
プレート構造体１３は、電圧供給のため、特にプレート
構造体１３に電荷を供給するための図示されていない構
成群と接続されている。
た各１つのプレート構造体１３が設けられており、この
プレート構造体１３は、電圧供給のため、特にプレート
構造体１３に電荷を供給するための図示されていない構
成群と接続されている。
【００１９】グリッパアーム１１は構成部材１０をトン
グのように、交互配置形コンデンサ１８によって加えら
れる力を用いて固定し、グリッパ面２５で構成部材１０
に接触する。しかしながら構成部材１０を固定するため
に加えられる力のみならず、構成部材１０とグリッパ面
２５との間には常に、いわゆる接着力つまり引き付ける
力が回避不能に発生し、このような力はグリッパ面２５
と構成部材１０の、該グリッパ面２５に接触している表
面との間において作用し、これによってグリッパアーム
１１における構成部材１０の固着を生ぜしめる。このよ
うな力はグリッパ面２５から構成部材１０を解離させる
場合に不都合である。それというのはこのような力は、
構成部材１０の正確な解離及び極めて正確な位置決めを
著しく損なうからである。
グのように、交互配置形コンデンサ１８によって加えら
れる力を用いて固定し、グリッパ面２５で構成部材１０
に接触する。しかしながら構成部材１０を固定するため
に加えられる力のみならず、構成部材１０とグリッパ面
２５との間には常に、いわゆる接着力つまり引き付ける
力が回避不能に発生し、このような力はグリッパ面２５
と構成部材１０の、該グリッパ面２５に接触している表
面との間において作用し、これによってグリッパアーム
１１における構成部材１０の固着を生ぜしめる。このよ
うな力はグリッパ面２５から構成部材１０を解離させる
場合に不都合である。それというのはこのような力は、
構成部材１０の正確な解離及び極めて正確な位置決めを
著しく損なうからである。
【００２０】したがって、特にロボットによって運ばれ
る所望のポジションにおいて構成部材１０を解離する場
合には、図２に示されているように、プレート構造体１
３にその都度短時間印加される電圧Ｕ2が供給される。
図２を参照しながら説明すると、交互配置形コンデンサ
１８にその都度印加される電圧Ｕ1による主パルス２０
の継続中に、構成部材１０の把持及び固定が生ぜしめら
れる。この電圧Ｕ1が遮断されるや否や、構成部材１０
はマイクログリッパ６もしくはグリッパアーム１１から
解放される。マイクログリッパ６の開放のこの瞬間に例
えば接着力による構成部材１０の不都合な移動を回避す
るために、プレート構造体１３にはその都度同時に短時
間の解離パルス２１が、印加される電圧Ｕ2の形で誘導
される。この解離パルス２１によって、適宜な極性と電
圧強度が与えられている場合、生じる静電的な力によっ
て、両グリッパアーム１１に対して短時間加速が加えら
れ、その結果構成部材１０の慣性質量と加えられる加速
とによって惹起される慣性力は、構成部材１０とグリッ
パ面２５との間において作用する接着力よりも特に著し
く大きくなる。プレート構造体１３と解離パルス２１と
によって惹起される慣性力は、この場合生じる接着力と
は逆向きである。
る所望のポジションにおいて構成部材１０を解離する場
合には、図２に示されているように、プレート構造体１
３にその都度短時間印加される電圧Ｕ2が供給される。
図２を参照しながら説明すると、交互配置形コンデンサ
１８にその都度印加される電圧Ｕ1による主パルス２０
の継続中に、構成部材１０の把持及び固定が生ぜしめら
れる。この電圧Ｕ1が遮断されるや否や、構成部材１０
はマイクログリッパ６もしくはグリッパアーム１１から
解放される。マイクログリッパ６の開放のこの瞬間に例
えば接着力による構成部材１０の不都合な移動を回避す
るために、プレート構造体１３にはその都度同時に短時
間の解離パルス２１が、印加される電圧Ｕ2の形で誘導
される。この解離パルス２１によって、適宜な極性と電
圧強度が与えられている場合、生じる静電的な力によっ
て、両グリッパアーム１１に対して短時間加速が加えら
れ、その結果構成部材１０の慣性質量と加えられる加速
とによって惹起される慣性力は、構成部材１０とグリッ
パ面２５との間において作用する接着力よりも特に著し
く大きくなる。プレート構造体１３と解離パルス２１と
によって惹起される慣性力は、この場合生じる接着力と
は逆向きである。
【００２１】誘導された加速によってこの場合特に、グ
リッパアーム１１の高周波数の振動が生ぜしめられ、ひ
いてはマイクログリッパ６からの構成部材１０の効果的
でかつ極めて正確な振るい落としが行われる。これによ
って、マイクログリッパ６からの解離の瞬間における構
成部材１０の不都合な移動が回避され、ひいてはこのよ
うな構成部材の極めて正確な操作が可能になる。
リッパアーム１１の高周波数の振動が生ぜしめられ、ひ
いてはマイクログリッパ６からの構成部材１０の効果的
でかつ極めて正確な振るい落としが行われる。これによ
って、マイクログリッパ６からの解離の瞬間における構
成部材１０の不都合な移動が回避され、ひいてはこのよ
うな構成部材の極めて正確な操作が可能になる。
【００２２】図２にはさらに、保持段階２２における構
成部材１０の固定段階中にマイクログリッパ６のグリッ
パアーム１１がそれぞれコンスタントに、印加される電
圧Ｕ 1を介してアクチュエータ構造体１９によって惹起
される偏位ｘで偏位される様子が示されている。構成部
材１０の解離時にこの偏位は、ウェブ１５によって生ぜ
しめられるばね力によって出発位置又は休止位置に戻
り、この場合しかしながら同時にプレート構造体１３と
これを介して誘導される解離パルス２１とによって、グ
リッパアーム１１の高周波数の振動の形の緩衝された解
離振動２３が生ぜしめられる。
成部材１０の固定段階中にマイクログリッパ６のグリッ
パアーム１１がそれぞれコンスタントに、印加される電
圧Ｕ 1を介してアクチュエータ構造体１９によって惹起
される偏位ｘで偏位される様子が示されている。構成部
材１０の解離時にこの偏位は、ウェブ１５によって生ぜ
しめられるばね力によって出発位置又は休止位置に戻
り、この場合しかしながら同時にプレート構造体１３と
これを介して誘導される解離パルス２１とによって、グ
リッパアーム１１の高周波数の振動の形の緩衝された解
離振動２３が生ぜしめられる。
【００２３】上述の実施例において所属の脚１２と共に
コンデンサを形成するプレート構造体１３のみならず、
解離パルス２１は又は一般的にグリッパアーム１１の必
要な加速は、まったく同様に、少なくとも部分的にグリ
ッパアーム１１と結合されたアクチュエータ層（Aktors
chicht）、特に圧電層又はピエゾ抵抗層、グリッパアー
ム１１の周囲に配置された超音波発生器又は、グリッパ
アーム１１と結合されかつ／又は相互作用するアクチュ
エータによっても生ぜしめることができる。本発明の核
心は、その都度適正な時点に生ぜしめられかつ種々様々
な形式で生ぜしめることができる十分に大きな加速であ
る。
コンデンサを形成するプレート構造体１３のみならず、
解離パルス２１は又は一般的にグリッパアーム１１の必
要な加速は、まったく同様に、少なくとも部分的にグリ
ッパアーム１１と結合されたアクチュエータ層（Aktors
chicht）、特に圧電層又はピエゾ抵抗層、グリッパアー
ム１１の周囲に配置された超音波発生器又は、グリッパ
アーム１１と結合されかつ／又は相互作用するアクチュ
エータによっても生ぜしめることができる。本発明の核
心は、その都度適正な時点に生ぜしめられかつ種々様々
な形式で生ぜしめることができる十分に大きな加速であ
る。
【００２４】電圧Ｕ1，Ｕ2は、構成部材寸法に関連し
て、図示の実施例では０.５ボルト〜１００ボルトの値
であり、解離パルス２１の継続は例えば０.０１ｍｓ〜
１００ｍｓである。しかしながらこの場合、解離パルス
２１が構成部材１０の解離時に所望の加速を誘導する時
間は、有利には、これによってグリッパアーム１１にお
いて振動、特に高周波数の振動が誘導されるように、選
択されている。この場合この加速を誘導する時間は次の
ように、すなわちこの時間にわたって生ぜしめられた加
速が単に、各グリッパアーム１１においてグリッパアー
ム１１の振動固有モード（Schwingungseigenmode）特に
グリッパアーム１１の比較的高い振動固有モードの共振
を励起するのに十分な時間の間だけ誘導されるように、
調整されていると、特に有利である。加速はこれによっ
て有利には、グリッパアーム１１の第１の振動固有モー
ドの周波数よりも特に大きくなり、その結果グリッパア
ーム１１は一方ではエネルギを受け止めて共振し、しか
しながら他方では同時にグリッパアーム１１の高周波数
の振動も励起され、このような振動は単に小さな振幅し
か有していないので、構成部材１０は最大の位置決め精
度をもって振るい落とされる。この場合さらに、いずれ
にせよ存在する脚１２の戻り力（Rueckschwung）を、戻
り方向における偏位を強化するために利用することがで
きる。
て、図示の実施例では０.５ボルト〜１００ボルトの値
であり、解離パルス２１の継続は例えば０.０１ｍｓ〜
１００ｍｓである。しかしながらこの場合、解離パルス
２１が構成部材１０の解離時に所望の加速を誘導する時
間は、有利には、これによってグリッパアーム１１にお
いて振動、特に高周波数の振動が誘導されるように、選
択されている。この場合この加速を誘導する時間は次の
ように、すなわちこの時間にわたって生ぜしめられた加
速が単に、各グリッパアーム１１においてグリッパアー
ム１１の振動固有モード（Schwingungseigenmode）特に
グリッパアーム１１の比較的高い振動固有モードの共振
を励起するのに十分な時間の間だけ誘導されるように、
調整されていると、特に有利である。加速はこれによっ
て有利には、グリッパアーム１１の第１の振動固有モー
ドの周波数よりも特に大きくなり、その結果グリッパア
ーム１１は一方ではエネルギを受け止めて共振し、しか
しながら他方では同時にグリッパアーム１１の高周波数
の振動も励起され、このような振動は単に小さな振幅し
か有していないので、構成部材１０は最大の位置決め精
度をもって振るい落とされる。この場合さらに、いずれ
にせよ存在する脚１２の戻り力（Rueckschwung）を、戻
り方向における偏位を強化するために利用することがで
きる。
【００２５】したがってグリッパアーム１１の高い振動
固有モードの励起によって、一方では高い加速が生ぜし
められ、この加速は他方では同時にグリッパアーム１１
の小さな偏位しか生ぜしめない。
固有モードの励起によって、一方では高い加速が生ぜし
められ、この加速は他方では同時にグリッパアーム１１
の小さな偏位しか生ぜしめない。
【００２６】使用される振動周波数に関する具体的な値
は、当業者によって個々の場合に、構成部材１０の慣性
質量に基づいて求めることができる。特にグリッパアー
ム１１の寸法及び／又は、例えばプレート構造体１３を
介して惹起される高周波数の振動の周波数は、固定され
る構成部材１０の慣性質量に合わせられることができ
る。それというのは、構成部材１０の慣性質量及びその
都度作用する接着力の大きさに関して、必要な加速が規
定されるからである。
は、当業者によって個々の場合に、構成部材１０の慣性
質量に基づいて求めることができる。特にグリッパアー
ム１１の寸法及び／又は、例えばプレート構造体１３を
介して惹起される高周波数の振動の周波数は、固定され
る構成部材１０の慣性質量に合わせられることができ
る。それというのは、構成部材１０の慣性質量及びその
都度作用する接着力の大きさに関して、必要な加速が規
定されるからである。
【００２７】交互配置形コンデンサ１８を介したグリッ
パアーム１１の運動、ウェブ１５を介したグリッパアー
ム１１の固定形式及び脚１２の詳細な形状については、
これらは当業者にとって公知のことなので、詳細な図示
及び説明を省く。
パアーム１１の運動、ウェブ１５を介したグリッパアー
ム１１の固定形式及び脚１２の詳細な形状については、
これらは当業者にとって公知のことなので、詳細な図示
及び説明を省く。
【００２８】もちろん、アクチュエータ構造体１９、プ
レート構造体１３、固着部１４、ウェブ１５及びグリッ
パアーム１１は必要とあらば自体公知の形式で、電気的
な接触接続又は電圧供給のために導体路及び／又は接触
接続面と接続されていてもよい。そのためにマイクロ工
具５又はマイクロ工具５の部分は、完全に又は部分的に
表面を自体公知の形式で金属メッキされていることがで
きる。
レート構造体１３、固着部１４、ウェブ１５及びグリッ
パアーム１１は必要とあらば自体公知の形式で、電気的
な接触接続又は電圧供給のために導体路及び／又は接触
接続面と接続されていてもよい。そのためにマイクロ工
具５又はマイクロ工具５の部分は、完全に又は部分的に
表面を自体公知の形式で金属メッキされていることがで
きる。
【００２９】また、マイクロ工具５、特にグリッパアー
ム１１を備えたマイクログリッパ６アクチュエータ構造
体１９、プレート構造体１３、ウェブ１５及び固着部１
４は、有利にはケイ素特にポリケイ素から成っている。
しかしながらまた、ゲルマニウムのようなその他の材料
や、ニッケル又はコバルトのような金属、又は一般的に
マイクロ技術的に構造化可能（strukturierbar）な材料
を使用することも可能である。
ム１１を備えたマイクログリッパ６アクチュエータ構造
体１９、プレート構造体１３、ウェブ１５及び固着部１
４は、有利にはケイ素特にポリケイ素から成っている。
しかしながらまた、ゲルマニウムのようなその他の材料
や、ニッケル又はコバルトのような金属、又は一般的に
マイクロ技術的に構造化可能（strukturierbar）な材料
を使用することも可能である。
【００３０】図４には第２実施例として、脚４４、グリ
ッパアーム４３、アクチュエータ層４２，導体路４１及
び接触接続面４０を備えた第２のマイクログリッパ６′
の別の実施例が、第１のマイクログリッパ６に対して変
化させられた構造形式で示されている。図４にはしかし
ながら単に、構成部材１０の周囲に位置する、第２のマ
イクログリッパ６′の部分（図１における波線参照）だ
けが示されている。特にアクチュエータ構造体１９、固
着部１４及びウェブ１５は示されていないが、これら
は、脚４４の続きにおいて図１におけるとまったく同様
に構成されている。マイクロ工具５の一部であるマイク
ログリッパ６′は同様に、ケイ素又はポリケイ素から製
造されており、その全体の寸法は、図１に示された第１
のマイクログリッパ６の寸法にほぼ相当している。
ッパアーム４３、アクチュエータ層４２，導体路４１及
び接触接続面４０を備えた第２のマイクログリッパ６′
の別の実施例が、第１のマイクログリッパ６に対して変
化させられた構造形式で示されている。図４にはしかし
ながら単に、構成部材１０の周囲に位置する、第２のマ
イクログリッパ６′の部分（図１における波線参照）だ
けが示されている。特にアクチュエータ構造体１９、固
着部１４及びウェブ１５は示されていないが、これら
は、脚４４の続きにおいて図１におけるとまったく同様
に構成されている。マイクロ工具５の一部であるマイク
ログリッパ６′は同様に、ケイ素又はポリケイ素から製
造されており、その全体の寸法は、図１に示された第１
のマイクログリッパ６の寸法にほぼ相当している。
【００３１】第２のマイクログリッパ６′と第１のマイ
クログリッパ６との間における大きな違いは、構成部材
１０の解離又は振るい落としの際に必要な短時間の加速
の励起の形式だけである。そのために第２のマイクログ
リッパ６′の表面にはアクチュエータ構造体４２が設け
られており、このアクチュエータ構造体４２は有利に
は、特に、拡散により形成された（diffundiert）ピエ
ゾ抵抗、ピエゾ抵抗層又は析出により形成された（depo
niert）圧電層の形で、例えばＺｎＯから形成される。
このようなピエゾ抵抗又は圧電層、抵抗又はアクチュエ
ータ、並びにこれらの製造方法は種々様々なものが公知
である。
クログリッパ６との間における大きな違いは、構成部材
１０の解離又は振るい落としの際に必要な短時間の加速
の励起の形式だけである。そのために第２のマイクログ
リッパ６′の表面にはアクチュエータ構造体４２が設け
られており、このアクチュエータ構造体４２は有利に
は、特に、拡散により形成された（diffundiert）ピエ
ゾ抵抗、ピエゾ抵抗層又は析出により形成された（depo
niert）圧電層の形で、例えばＺｎＯから形成される。
このようなピエゾ抵抗又は圧電層、抵抗又はアクチュエ
ータ、並びにこれらの製造方法は種々様々なものが公知
である。
【００３２】導体路４１は例えばアルミニウムの構造化
された金属被覆によって設けられる。接触接続面４０は
例えばアクチュエータ層４２の電気的な制御のために働
き、このアクチュエータ層４２と導体路４１を介して接
続されている。図４に示された構成ではしたがって、必
要な加速は、アクチュエータ層４２に短時間印加される
電圧Ｕ2によって生ぜしめられ、この場合印加された電
圧Ｕ2は、第１実施例と同様に、圧電効果によってグリ
ッパアーム４２に高周波数の振動を誘導する。したがっ
てこの実施例においてはプレート構造体１３を省くこと
ができる。
された金属被覆によって設けられる。接触接続面４０は
例えばアクチュエータ層４２の電気的な制御のために働
き、このアクチュエータ層４２と導体路４１を介して接
続されている。図４に示された構成ではしたがって、必
要な加速は、アクチュエータ層４２に短時間印加される
電圧Ｕ2によって生ぜしめられ、この場合印加された電
圧Ｕ2は、第１実施例と同様に、圧電効果によってグリ
ッパアーム４２に高周波数の振動を誘導する。したがっ
てこの実施例においてはプレート構造体１３を省くこと
ができる。
【００３３】なお、上に述べたことは、特にマイクロ工
具５及びマイクログリッパ６の構造、並びにこれによっ
て実施される、構成部材の操作方法に関して、図４に示
された第２のマイクログリッパ６′を備えた実施例に対
しても言える。
具５及びマイクログリッパ６の構造、並びにこれによっ
て実施される、構成部材の操作方法に関して、図４に示
された第２のマイクログリッパ６′を備えた実施例に対
しても言える。
【００３４】マイクログリッパ６の択一的な構成では、
プレート構造体１３の代わりにそれぞれ自体公知の形式
で、超音波発生器がグリッパアーム１１の周囲に配置さ
れており、これによってグリッパアーム１１の必要な振
動、ひいては必要な加速を生ぜしめることができる。
プレート構造体１３の代わりにそれぞれ自体公知の形式
で、超音波発生器がグリッパアーム１１の周囲に配置さ
れており、これによってグリッパアーム１１の必要な振
動、ひいては必要な加速を生ぜしめることができる。
【００３５】次に、マイクロ工具５を製造する方法又は
マイクロ工具５のためのマイクロ工具部分、特にマイク
ログリッパ６，６′、グリッパアーム１１，４４、プレ
ート構造体１３及びアクチュエータ構造体１９を製造す
る方法について、図３を参照しながら説明する。
マイクロ工具５のためのマイクロ工具部分、特にマイク
ログリッパ６，６′、グリッパアーム１１，４４、プレ
ート構造体１３及びアクチュエータ構造体１９を製造す
る方法について、図３を参照しながら説明する。
【００３６】出発材料としてはまず初めに層構造体３
０、特に自体公知のＳＯＩウェハが使用され、この層構
造体３０に、マスキング層３６の使用下でスタンダード
リソグラフ法（Standardlithographieverfahren）によ
って、製造すべきマイクロ工具５又はマイクロ工具部分
の所望の構造体が形成される。層構造体３０はこの場合
有利には、ケイ素又はポリケイ素製のベース層３１と、
酸化ケイ素又はその他の酸化物製の中間層３２と、ケイ
素又はポリケイ素製の構造化層３３とから成っている。
０、特に自体公知のＳＯＩウェハが使用され、この層構
造体３０に、マスキング層３６の使用下でスタンダード
リソグラフ法（Standardlithographieverfahren）によ
って、製造すべきマイクロ工具５又はマイクロ工具部分
の所望の構造体が形成される。層構造体３０はこの場合
有利には、ケイ素又はポリケイ素製のベース層３１と、
酸化ケイ素又はその他の酸化物製の中間層３２と、ケイ
素又はポリケイ素製の構造化層３３とから成っている。
【００３７】マスキング層３６を所望のように構造化し
た後で、第１のエッチング法においてまず初めに構造化
層３３のエッチングが、マスキング層３６によって規定
されたトレンチ（Trechgraben）３４によって行われ
る。この第１のエッチング法は例えば公知のプラズマド
ライエッチング法（Plasmatrockenaetzverfahren）であ
り、これはトレンチ３４によって構造化層３３の等方性
の鉛直なエッチングを生ぜしめ、構造化層３３を選択的
にエッチングする。その結果第１のエッチング過程は中
間層３２に達したときに少なくともほぼ完全に終了す
る。したがって中間層３２はこの過程においてストップ
層として働く。
た後で、第１のエッチング法においてまず初めに構造化
層３３のエッチングが、マスキング層３６によって規定
されたトレンチ（Trechgraben）３４によって行われ
る。この第１のエッチング法は例えば公知のプラズマド
ライエッチング法（Plasmatrockenaetzverfahren）であ
り、これはトレンチ３４によって構造化層３３の等方性
の鉛直なエッチングを生ぜしめ、構造化層３３を選択的
にエッチングする。その結果第１のエッチング過程は中
間層３２に達したときに少なくともほぼ完全に終了す
る。したがって中間層３２はこの過程においてストップ
層として働く。
【００３８】その後で自体公知の形式でマスキング層３
６が再び除去され、層構造体３０は有利には逆さまに、
つまり構造化層３３を下に向けて方向付けられて、第２
のエッチング過程として等方性のスタンダード気相エッ
チング法（Standard-Gasphasenaetzverfahren）におい
てエッチングされる。この場合この第２のエッチング法
は、トレンチ３４を起点として選択的に単に、いまや犠
牲層として働く中間層３２だけをエッチングする。その
結果構造化層３３は少なくともマイクロ工具もしくはマ
イクロ工具部分の領域において、エッチングによりアン
ダカット（unteraetzen）される。この第２のエッチン
グ法はこの場合このようにして構造化されたマイクロ工
具５もしくはマイクロ工具部分に作用していない、つま
りマイクロ工具５もしくはマイクロ工具部分をエッチン
グしない。エッチングによる構造化層３３のアンダカッ
ト時に中空室３５が形成され、その結果製造すべきマイ
クロ工具５又はマイクロ工具部分が露出させられ、そし
て重力に基づいて、残っている層構造体３０から解離し
て落下する。
６が再び除去され、層構造体３０は有利には逆さまに、
つまり構造化層３３を下に向けて方向付けられて、第２
のエッチング過程として等方性のスタンダード気相エッ
チング法（Standard-Gasphasenaetzverfahren）におい
てエッチングされる。この場合この第２のエッチング法
は、トレンチ３４を起点として選択的に単に、いまや犠
牲層として働く中間層３２だけをエッチングする。その
結果構造化層３３は少なくともマイクロ工具もしくはマ
イクロ工具部分の領域において、エッチングによりアン
ダカット（unteraetzen）される。この第２のエッチン
グ法はこの場合このようにして構造化されたマイクロ工
具５もしくはマイクロ工具部分に作用していない、つま
りマイクロ工具５もしくはマイクロ工具部分をエッチン
グしない。エッチングによる構造化層３３のアンダカッ
ト時に中空室３５が形成され、その結果製造すべきマイ
クロ工具５又はマイクロ工具部分が露出させられ、そし
て重力に基づいて、残っている層構造体３０から解離し
て落下する。
【００３９】最後に、このようにして製造されたマイク
ロ工具５又はマイクロ工具部分が、同様に自体公知の過
程において構造体をより良好にするために付加的に短時
間エッチングされ、そして組立てが終了する。さらに構
造化層３３はその表面を例えば、既にマスキング層３６
を設ける前に、少なくとも部分的に金属メッキ又は被覆
されていてもよく、このようにすると、これによって導
体路４１及び／又は接触接続面４０及び／又はアクチュ
エータ層４２が予め与えられることになる。アクチュエ
ータ層４２は例えば、既に述べた析出により形成された
ピエゾ抵抗層又は圧電層である。択一的に、アクチュエ
ータ層４２、導体路４１及び接触接続面４０はしかしな
がら同様に、構造化層３３を構造化した後で該構造化層
３３に、自体公知の形式で設けることも可能である。
ロ工具５又はマイクロ工具部分が、同様に自体公知の過
程において構造体をより良好にするために付加的に短時
間エッチングされ、そして組立てが終了する。さらに構
造化層３３はその表面を例えば、既にマスキング層３６
を設ける前に、少なくとも部分的に金属メッキ又は被覆
されていてもよく、このようにすると、これによって導
体路４１及び／又は接触接続面４０及び／又はアクチュ
エータ層４２が予め与えられることになる。アクチュエ
ータ層４２は例えば、既に述べた析出により形成された
ピエゾ抵抗層又は圧電層である。択一的に、アクチュエ
ータ層４２、導体路４１及び接触接続面４０はしかしな
がら同様に、構造化層３３を構造化した後で該構造化層
３３に、自体公知の形式で設けることも可能である。
【図１】第１のマイクログリッパを備えたマイクロ工具
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】マイクロ工具の個々の成分に印加される電圧
と、これによって生ぜしめられる、図１に示されたマイ
クロ工具のマイクログリッパの偏位との時間的な経過を
示す線図である。
と、これによって生ぜしめられる、図１に示されたマイ
クロ工具のマイクログリッパの偏位との時間的な経過を
示す線図である。
【図３】マイクログリッパを製造するための製造ステッ
プを示す図である。
プを示す図である。
【図４】択一的な構成を有する第２のマイクログリッパ
を示す図である。
を示す図である。
５ マイクロ工具、 ６，６′ マイクログリッパ、
１０ 構成部材、 １１ グリッパアーム、 １２
脚、 １３ プレート構造体、 １４ 固着部、１５
ウェブ、 １６ くし歯形構造体、 １７ 脚側のくし
歯形構造体、１８ 交互配置形コンデンサ、 １９ ア
クチュエータ構造体、 ２０ 主パルス、 ２１ 解離
パルス、 ２２ 保持段階、 ２３ 解離振動、 ２５
グリッパ面、 ３０ 層構造体、 ３１ ベース層、
３２ 中間層、 ３３ 構造化層、 ３４ トレン
チ、 ３５ 中空室、 ３６ マスキング層、 ４０
接触接続面、 ４１ 導体路、 ４２ アクチュエータ
構造体（アクチュエータ層）、４３ グリッパアーム、
４４ 脚
１０ 構成部材、 １１ グリッパアーム、 １２
脚、 １３ プレート構造体、 １４ 固着部、１５
ウェブ、 １６ くし歯形構造体、 １７ 脚側のくし
歯形構造体、１８ 交互配置形コンデンサ、 １９ ア
クチュエータ構造体、 ２０ 主パルス、 ２１ 解離
パルス、 ２２ 保持段階、 ２３ 解離振動、 ２５
グリッパ面、 ３０ 層構造体、 ３１ ベース層、
３２ 中間層、 ３３ 構造化層、 ３４ トレン
チ、 ３５ 中空室、 ３６ マスキング層、 ４０
接触接続面、 ４１ 導体路、 ４２ アクチュエータ
構造体（アクチュエータ層）、４３ グリッパアーム、
４４ 脚
フロントページの続き (72)発明者 カルステン フンク アメリカ合衆国 パロ アルト ミランダ 4009
Claims (20)
- 【請求項１】 マイクロ工具、特にマイクロ構成部材を
操作又は正確に位置決めするためのマイクロ工具であっ
て、少なくとも１つのアクチュエータ構造体（１９）を
介して運動可能な少なくとも１つのグリッパアーム（１
１，４３）が設けられており、該グリッパアーム（１
１，４３）が、少なくとも１つのグリッパ面（２５）を
備えていて、該グリッパ面（２５）を介して少なくとも
１つの構成部材（１０）がグリッパアーム（１１，４
３）によって特にトング状に固定可能である形式のもの
において、少なくとも１つのグリッパアーム（１１，４
３）に少なくとも一時的に加速を加えて、固定された構
成部材（１０）の慣性質量と加えられる加速とによって
惹起される慣性力が、固定された構成部材（１０）とグ
リッパ面（２５）との間において作用する接着力よりも
大きくなるようにする、少なくとも１つの手段が設けら
れていることを特徴とするマイクロ工具。 - 【請求項２】 少なくとも一時的に、前記手段によって
惹起される慣性力が、接着力とは逆向きに作用するよう
になっている、請求項１記載のマイクロ工具。 - 【請求項３】 前記手段が、部分的にグリッパアーム
（１１）の周囲に配置されたプレート構造体（１３）、
少なくとも部分的にグリッパアーム（４３）と結合され
たアクチュエータ層（４３）特に圧電層又はピエゾ抵抗
層、グリッパアーム（１１，４３）の周囲に配置された
超音波発生器又は、グリッパアーム（１１，４３）と結
合されかつ／又は相互作用するアクチュエータである、
請求項１記載のマイクロ工具。 - 【請求項４】 グリッパアーム（１１）が可動のウェブ
（１５）又は軟質のばねを介して、固着部（１４）と結
合されている、請求項１記載のマイクロ工具。 - 【請求項５】 アクチュエータ構造体（１９）が、固定
されたくし歯形構造体（１６）とグリッパアーム（１
１）の脚（１２）の脚側のくし歯形構造体（１７）とに
よって形成された交互配置形コンデンサ（１８）であ
る、請求項１記載のマイクロ工具。 - 【請求項６】 アクチュエータ層（４２）が電気的な接
触接続のために、少なくとも１つの導体路（４１）を介
して少なくとも１つの接触接続面（４０）と接続されて
いる、請求項３記載のマイクロ工具。 - 【請求項７】 マイクロ工具（５）が、マイクログリッ
パ（６，６′）の形をした互いに逆向きの２つの、特に
対称的に構成されたグリッパアーム（１１，４３）を有
している、請求項１から６までのいずれか１項記載のマ
イクロ工具。 - 【請求項８】 構成部材を操作する方法、特にマイクロ
構成部材を正確に位置決めする方法であって、少なくと
も１つのアクチュエータ構造体（１９）を介して運動可
能であり、かつグリッパ面（２５）を介して少なくとも
１つの構成部材（１０）を固定する少なくとも１つのグ
リッパアーム（１１，４３）と、固定された構成部材
（１０）をグリッパ面（２５）から解離する少なくとも
１つの手段とを備えたマイクロ工具（５）を用いて、構
成部材を操作する形式の方法において、前記手段からグ
リッパアーム（１１，４３）に少なくとも一時的に加速
を誘導して、固定された構成部材（１０）の慣性質量と
加えられる加速とによって惹起される慣性力を、固定さ
れた構成部材（１０）とグリッパ面（２５）との間にお
いて作用する接着力よりも大きくすることを特徴とす
る、構成部材を操作する方法。 - 【請求項９】 前記手段がグリッパアーム（１１，４
３）に加速を短時間だけ誘導する、請求項８記載の方
法。 - 【請求項１０】 前記手段がグリッパアーム（１１，４
３）に、該グリッパアームにグリッパアーム（１１，４
３）の振動固有モードの共振を誘導するのに十分な時間
中だけ、加速を誘導する、請求項８又は９記載方法。 - 【請求項１１】 前記手段によってグリッパアーム（１
１，４３）に、特に高周波数の振動を誘導する、請求項
８記載の方法。 - 【請求項１２】 振動の周波数が、グリッパアーム（１
１，４３）の第１の振動固有モードの周波数よりも大き
い、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 グリッパアーム（１１，４３）の寸法
設定及び／又は前記手段によって惹起される振動の周波
数を、固定された構成部材（１０）の慣性質量に合わせ
る、請求項８記載の方法。 - 【請求項１４】 構成部材（１０）を加工又は操作する
ためのマイクロ工具又はマイクロ工具部分特にマイクロ
グリッパ（６，６′）を、マイクロ構造化によって製造
する方法であって、ベース層（３１）と中間層（３２）
と、マスキング層（３６）を介して製造すべきマイクロ
工具のジオメトリに相応して構造化される構造化層（３
３）とを備えた層構造体（３０）から、第１のエッチン
グ法によってマイクロ工具（５）又はマイクロ工具部分
特にマイクログリッパ（６，６′）を、層構造体（３
０）からのトレンチ（３４）のエッチングにより構造化
し、次いで第２のエッチング法によって中間層（３２）
を、少なくともマイクロ工具（５）又はマイクロ工具部
分の領域においてエッチングによりアンダカットするこ
とを特徴とする、マイクロ工具又はマイクロ工具部分を
製造する方法。 - 【請求項１５】 マスキング層（３６）の構造化をリソ
グラフによって行い、マスキング層（３６）を第２のエ
ッチング法の前に再び除去する、請求項１４記載の方
法。 - 【請求項１６】 第１のエッチング法としてプラズマド
ライエッチング法を使用し、第１のエッチング法を中間
層（３２）への到達時に少なくともほぼ完了する、請求
項１４記載の方法。 - 【請求項１７】 第２のエッチング法として、トレンチ
（３４）を起点として中間層（３２）を選択的にエッチ
ングする気相エッチング法を使用し、マイクロ工具
（５）又はマイクロ工具部分特にマイクログリッパ
（６，６′）を露出させる、請求項１４記載の方法。 - 【請求項１８】 ベース層（３１）としてケイ素層特に
シリコンウェハを使用し、中間層（３２）として酸化層
特に酸化ケイ素層を使用し、構造化層（３３）としてケ
イ素層又は表面を少なくとも部分的に金属メッキされた
ケイ素層を使用する、請求項１４記載の方法。 - 【請求項１９】 層構造体（３０）を第２のエッチング
法において次のように、すなわちエッチングによってア
ンダカットされたマイクロ工具（５）又はマイクロ工具
が重力によって層構造体から解離するように、位置決め
する、請求項１４又は１７記載の方法。 - 【請求項２０】 構造化されたマイクロ工具又はマイク
ロ工具部分特にマイクログリッパ（６，６′）の表面
に、少なくとも部分的に表面的に、導体路（４１）及び
／又は接触接続面（４０）及び少なくとも１つのアクチ
ュエータ層（４２）特に析出により形成されたピエゾ抵
抗層又は圧電層を設ける、請求項１４記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19916960A DE19916960C2 (de) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | Mikrowerkzeug und Verfahren zur Manipulation von Bauteilen mit diesem Mikrowerkzeug |
| DE19916960.8 | 1999-04-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000317899A true JP2000317899A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=7904611
Family Applications (1)
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