JP2002052498A - 自立微小機械デバイスを被覆する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造的な損傷を与えずにデバイスを被覆す
る。 【解決手段】 回転被覆を用いた自立微小機械デバイス
（３０２）を被覆する方法。固体装填量が高いが粘度の
低い溶液が、マイクロ加工構造の自由区域（３０４）に
浸透することが出来る。回転によってこの溶液をウエー
ハ又はダイから除くと、毛管作用による予想された損傷
なしに、デバイスの上に被膜が出来る。固体成分として
有機重合体を使う場合、従来のアッシング・プロセスに
よって構造を再び離型することが出来る。この方法は、
微小機械デバイスの製造で、離型させた試験される構造
を保護する為、並びに湿式離型過程に関連する微小機械
デバイスの膠着に関係する変形を解決する為の方法とし
て使うことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は微小電気機械シス
テム（ＭＥＭＳ）の分野、更に具体的に言えば、デバイ
スを被覆する為に使われる方法、更に具体的に言えば、
構造的な損傷を与えずに、溶解樹脂でデバイスを被覆す
る為に使われる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び課題】微小電気機械システム（ＭＥＭ
Ｓ）又は微小機械デバイスはミクロン規模のデバイスで
あり、可動部分を持つ場合が多く、集積回路の製造の為
に開発された光学式リソグラフィ、ドーピング、金属ス
パッタリング、酸化物のデポジッション、及びプラズマ
・エッチングのような従来の半導体プロセスを用いて製
造される。

【０００３】テキサス・インスツルメンツ社のＤＭＤ
（商標）マイクロミラー・アレイのようなマイクロミラ
ーは１形式の微小機械デバイスである。この他の形式の
微小機械デバイスとしては、加速度計、圧力及び流量セ
ンサ、歯車及びモータがある。圧力センサ、流量センサ
及びマイクロミラーのような或る微小機械デバイスは商
業的に成功したが、他の形式はまだ商業的に競争力がな
い。

【０００４】ＭＥＭＳデバイスはそれ自身の規模では極
めて頑丈であるが、毛管作用の引力のような巨視的な力
によって容易に破壊される。液体の表面張力の中に囚わ
れたＭＥＭＳデバイスはその液体と一緒に動き、そのと
き曲がったり或いは折れたりする。ＭＥＭＳデバイスの
上に一滴の水又は有機溶媒があると、それが蒸発すると
きに、デバイスを下に引っ張る。デバイスが非可逆的な
変形を受けなくても、それが周囲のデバイスによって曲
がった状態に捕捉される可能性がある。

【０００５】ＭＥＭＳデバイスが脆い性質であることに
より、コスト効果のある方法でそれを製造するのが困難
である。マイクロミラー・アレイの場合、一旦マイクロ
ミラーの下にある犠牲層が取去られると、ミラーは非常
に脆く、粒子による損傷を非常に受易い。粒子がマイク
ロミラー・アレイの機械的な構造に捕捉されて、マイク
ロミラーの動作を妨げることがある。アレイを破壊せず
に、粒子をアレイから洗い出すことが出来ないので、ミ
ラーの下の犠牲層を取除く前に、その上にデバイスを形
成したウエーハを分離して、破片をデバイスから洗い落
とすことが必要であり、これはミラーのアンダカットと
も呼ばれている。更に、チップ・ボンドアウト過程も粒
子を生成するので、デバイスをパッケージ基板の上に取
付け、ミラーのアンダカットを行う前に、チップ・ボン
ドアウト過程を実施することが望ましい。

【０００６】都合の悪いことに、マイクロミラー・アレ
イを試験することが出来るのは、ミラーのアンダカット
をした後にだけである。標準的なマイクロミラーの製造
の流れでは、製造された全てのデバイスがパッケージ基
板の上に取付けられ、基板に対してボンドアウトされ、
デバイスを試験する前にアンダカットされる。更に、マ
イクロミラーは、それが撓んだときにランド面にマイク
ロミラーが膠着するのを防ぐ為に、何らかの潤滑を必要
とするのが典型的である。従って、デバイスを試験する
前に、デバイスの潤滑をし、パッケージの蓋又は窓を適
用しなければならない。典型的なマイクロミラー・パッ
ケージは非常に高価であるから、機能しないデバイスに
関連するパッケージ・コストが、製造コストをかなり高
くし、それを機能するデバイスによって回収しなければ
ならない。

【０００７】必要なのは、マイクロミラー・アレイをパ
ッケージする前に、マイクロミラー・アレイの微小機械
構造を試験する方法である。この方法があれば、良と判
っているデバイスだけをパッケージする生産の流れを作
ることが出来る。この為、不良のダイをパッケージする
ことに伴うかなりのコストが消える。

【０００８】

【課題を解決する為の手段及び作用】目的並びに利点は
明らかであろうし、以下の説明から明らかになると思わ
れるが、溶解樹脂を用いてＭＥＭＳデバイスを再被覆す
る方法とシステムを提供するこの発明によって達成され
る。この発明の１実施例は、自立の微小機械デバイスを
被覆する方法を提供する。この方法は、微小機械デバイ
スの上に有機樹脂被覆材料をデポジットし、この被覆材
料は溶媒中に少なくとも２５％の固体を有し、この被覆
材料は１２０センチストークス程度の粘度を持ち、そし
てこの被覆材料を硬化させることを含む。

【０００９】この発明の別の実施例は、自立微小機械デ
バイスを被覆する方法を提供する。この方法は、微小機
械デバイスの上に有機樹脂被覆材料をデポジットし、こ
の被覆材料は溶媒中に少なくとも２５％の固体を有し、
この被覆材料は１２０センチストークス程度の粘度を持
ち、微小機械デバイスを回転させて有機被覆材料を分布
させ、そして被覆材料を硬化させることを含む。

【００１０】この発明の別の実施例は、自立微小機械デ
バイスを被覆する方法を提供する。この方法は、微小機
械デバイスの上に有機樹脂被覆材料をデポジットし、こ
の被覆材料は溶媒中に少なくとも４０％の固体を有し、
この被覆材料は１２０センチストークス程度の粘度を持
ち、そして被覆材料を硬化させることを含む。

【００１１】この発明並びにその利点が更に完全に理解
されるように、次に図面について説明する。

【００１２】

【実施例】完全に製造されて試験されたＭＥＭＳデバイ
スを保護樹脂で覆うことが出来るようにする新しい方法
を開発した。保護されたＭＥＭＳデバイスは、デバイス
分離及び清浄化工程並びに出荷時の応力に耐えられる位
の耐久力があり、この為デバイスを完成してウエーハの
形で試験し、その後保護層で被覆し、ダイ切りしてパッ
ケージの為に出荷することが出来る。機能するデバイス
をパッケージ基板に取付けた後、保護の覆いを取去り、
パッケージを密封する。

【００１３】例示の為、ただしこれに制限するつもりで
はないが、次にマイクロミラー・アレイの再被覆を説明
する。図１はマイクロミラー・アレイ１００の一部分の
斜視図である。図１で、或るミラーは、デバイスの下側
にある構造を示す為に取除いてある。図２は、１個のマ
イクロミラー素子の分解図である。マイクロミラーは、
比較的大きくて薄いミラー１０２の為に、損傷を付けず
に再被覆することが特に骨の折れることである。ミラー
は各辺が大体１３乃至１７μｍであり、厚さは僅か約２
００ｎｍである。各々のアレイは５００，０００乃至１
３００，０００個のマイクロミラーを持っていて、各々
が１μｍより僅かに小さい隙間で隔てられている。

【００１４】マイクロミラーは、厚さが１００ｎｍ未満
の捩れヒンジ１２０によって支持されたヒンジ・ヨーク
１１４に取付けられたミラー支持スペーサバイア１２６
により、基板１０４の上方約３．３ミクロンのところに
支持される。ミラー及び関連する構造はアルミニウム及
びアルミニウム合金である。ヒンジが、ヒンジ・スペー
サバイア１１６によって支持されたヒンジ・キャップ１
２２に取付けられている。ヒンジ・スペーサバイアが、
絶縁酸化物層１０６の上にあるミラー・バイアス金属層
１１２の上に形成される。この他の構造としては、アド
レス電極１１０、上側アドレス電極１２４、及び電極支
持スペーサバイア１１８がある。アドレス電極が、酸化
物層を通るバイア１０８を通じて、下側にある半導体基
板の上の回路に接続される。マイクロミラーは、アドレ
ス電極とヒンジ・ヨークの間、並びに上側アドレス電極
とミラーの間に静電引力が発生されたとき、ばね先端１
２８及びミラー・バイアス・メタライズ層１１２の間の
接触によって停止させられるまで、捩れヒンジの軸線の
周りに捩れるように設計されている。

【００１５】マイクロミラー及びその他のＭＥＭＳ構造
の寸法が非常に小さい為、ごく小さい力でもデバイスを
破壊するのに十分である。従来の考えでは、一旦ミラー
のアンダカットをしたら、構造は、どんな固体又は液体
又はガスの強い流れとの接触にも耐えられない位弱いと
見られている。この見方は、フォトレジスト及び水を含
めた種々の液体を適用すると、マイクロミラーのミラー
が破壊されるという実験によっても確かめられている。
流体は、この流体の質量、並びに液体を適用する際並び
にそれが拡がる際、ウエーハを旋回させることによって
生じた遠心力により、ミラーをその下にある構造からち
ぎると考えられている。

【００１６】従来、ＭＥＭＳデバイスに溶液を適用する
と共に、損傷を与えずにこの溶液を取除く為の唯一の方
法は、超臨界二酸化炭素のような特殊な溶媒を頼りにす
ることであった。湿式離型過程を使うＭＥＭＳデバイス
は、元の溶媒を徐々にシクロヘキサンのような液体に置
き換え、その液体を凍結し、凍結した液体を昇華させて
除くことにより、元の溶媒を追い払うことが出来る。こ
の方法は有効であり得るが、遅いサイクル時間及び従来
とは異なる取扱い方が難点である。こういう制約を乗り
越えれば、膠着に関係なく、構造を離型させることが出
来るばかりでなく、離型の後、ＭＥＭＳデバイス全体に
無電気沈積のような溶液相の組成を適用することが出来
る。このような方式を使って、例えば膠着防止被覆をデ
ポジットすることが出来るが、現在の技術では困難であ
る。

【００１７】離型の後のＭＥＭＳデバイスの再被覆は、
毛管作用の引力に伴う問題によっても、出来ない。再被
覆方法があれば、離型の後、デバイスを試験して検査
し、その後カプセル封じして出荷し、又は別の処理にか
けることが出来る。再被覆されたデバイスは更にパター
ンぎめして処理することが出来る。再被覆の為の１つの
方式は、パリレン（商標）を使うことであった。これは
気相からデポジットすることが出来、この為毛管作用を
伴わない。この方式はゆっくりしていて、費用がかか
り、直接的にパターンぎめすることが出来ず、大抵の半
導体製造設備には見られない特殊な装置を頼りにしてい
る。

【００１８】そこで出てくるのは、毛管作用の力による
デバイスの変形に伴う問題を解決する簡単な万能的な方
法である。この方法は速くて、標準的な半導体設備を使
い、製造の環境に適応させることが出来る。これは一般
的な離型の問題にも、又は更に特定して、自立ＭＥＭＳ
デバイスに固体フィルムを意識的に被覆する為にも、ど
ちらの為にも用いることが出来る。自立ＭＥＭＳは、取
去ったときにデバイスの基板の上に支持された又はその
上を伸びる部分だけが残るような十分な犠牲材料を持つ
任意の微小機械デバイスと考えられる。

【００１９】この発明は、デバイスの損傷が、保護層の
適用及び平滑の間に起こるだけでなく、溶媒が被覆から
蒸発するときの被覆溶媒の表面張力によって生じる毛管
作用の力によっても起こるという新規な洞察に基づいて
いる。損傷が起こるメカニズムを正しく理解すれば、非
常に敏感な微小機械デバイスに損傷を与えることなく、
被覆が適用される。

【００２０】回転被覆方法を用いた従来の再被覆の試み
が失敗したのは、被覆溶液の性質を特にデバイスの形状
に合わせなければならなかったからである。特に １．溶液の固体装填は出来るだけ高くすべきである。 ２．溶液の粘度は出来るだけ低くなければならない。 ３．溶液の表面張力を最小限にし、デバイスの表面の濡
れを最大にすべきである。 ４．溶液は速やかにトラップされたガスを溶解し、被覆
過程又は焼成のどちらの間も、ガスが泡立つようにして
はならない。 ５．被覆は一様にすべきである。 ６．固体はきれいにアッシングし、基板の上に殆ど或い
は全く残渣を残さないようにすべきである。

【００２１】こういう条件を全部同時に最適にすること
は不可能であり、デバイスの条件に基づいて、妥協を許
すことが出来る。

【００２２】デバイスは幾つかの機械的なメカニズムを
通じて損傷を受ける。第１に、極めて粘性の強い被覆が
デバイスに適用されると、被覆はデバイス内の非常に小
さい割れ目に入ることが出来ないことがある。図３に示
すマイクロミラー・アレイの場合、被覆材料は、生産過
程の流れにとって実用的な時間内に、ミラー３０２の間
の隙間３００からしみ込むことが出来ないことがある。
被覆がミラーの下の領域３０４に入らずに硬化すると、
空気ポケットが形成される。ミラーの上方の被覆は、ウ
エーハを分離する際に生成する破片からミラーを保護す
ることが出来るが、領域３０４内に捕捉された空気が加
熱されて膨張するとき、空気ポケットがデバイスを損傷
することがある。被覆がミラーの隙間にしみ込んだ後に
ウエーハを回転させたときにも、被覆の粘性が強すぎる
ことによって損傷が起こる。ミラーの下にある被覆材料
がウエーハの縁まで波打つとき、それがミラーの隙間の
中に押し戻され、ミラーを変形させ又は壊す。この為、
粘度の低い被覆流体は微小機械構造に対する損傷を避け
るのを助ける。

【００２３】被覆流体によって生ずる毛管作用の力も、
ＭＥＭＳデバイスに損傷を与える可能性がある。よい溶
媒は溶解した充填材料よりも一層高い表面張力を持つの
が典型的であり、又溶媒が関心が持たれる被覆流体の大
部分の主な成分であるから、被覆流体の中に含まれてい
る溶媒が、被覆が硬化するときに起こる損傷の主な原因
である。例えば、普通のＡＺ−Ｐ３Ｄ−ＳＦフォトレジ
ストは溶媒として約８５％のＰＧＭＥＡを含んでいる。
この溶媒が蒸発するとき、毛管作用の力がミラー及びそ
の下にある機械的な構造を引っ張り、構造を容易く曲げ
たり折ったりする。この損傷のメカニズムは、微小機械
デバイスの多くの損傷の原因であるが、従来は理解され
ていなかった。図４は、被覆材料の毛管作用の力によっ
てミラーが損傷を受けた後の、図３に示したミラーの側
面断面図である。図４では、ミラー３０２が基板に向か
って曲がっている。

【００２４】溶媒の毛管作用が原因で起こるＭＥＭＳデ
バイスの損傷の問題に対する幾つかの解決策が存在す
る。第１の解決策は、被覆材料に表面活性剤を添加し
て、表面張力及び被覆材料によって発生される毛管作用
の力を下げることである。第２の選択は、表面張力が小
さくなる溶媒を選ぶことである。被覆材料の表面張力が
十分小さければ、毛管作用の力がミラーを変形させるこ
とは出来ない。

【００２５】溶媒の量が多いことも、ミラーの損傷の一
因となる。ミラーの下に十分な樹脂充填材がないと、蒸
発する溶媒の毛管作用の力が、蒸発する溶媒が残した空
所の中にミラーを引っ張り込むことが出来る。図５は、
溶媒が蒸発してミラーが損傷を受けた空所５０２を示す
２つのマイクロミラー素子の側面断面図である。

【００２６】被覆材料の表面張力を変え、被覆材料の粘
度を制御する他に、被覆溶液の粘度は樹脂の分子量を変
えることによっても変えられる。粘度は、樹脂を溶解す
る為に使われる溶媒の量を変えることによっても変えら
れる。粘度を変えるもう１つの方法は、被覆材料の温度
を調節することである。被覆材料を霧状にし、被覆を流
体としてではなく、滴としてデポジットすることによ
り、或るＭＥＭＳデバイスでは、非常に粘性の強い被覆
材料でも使うことが出来る。

【００２７】樹脂及び溶媒の正しい選択と混合は、被覆
されるデバイスの形式に関係する。これは、デバイスの
形状が、毛管作用の力が作用する区域及びデバイスの強
度を決定するからである。ＡＺ−Ｐ３Ｄ−ＳＦ充填材樹
脂及びＰＧＭＥＡ溶媒の被覆を使った典型的なマイクロ
ミラー・デバイスでは、少なくとも２５％の樹脂含有量
は、マイクロミラーの上部構造に対する損傷を避ける。
被覆材料の粘度が制御されるとして、樹脂がこれより高
いレベルであることが好ましい。３０％、４５．５％及
び５０％の樹脂含有量では優れた結果が得られ、溶媒の
蒸発による損傷の防止が次第によくなる。

【００２８】被覆材料の樹脂充填材含有量が大きければ
大きい程、デバイスを損傷するような、溶媒によって発
生される毛管作用の力が一層小さくなる。樹脂の装填量
が大きければ、ミラーの下の空間３０４は実質的に樹脂
充填材によって補強され、蒸発する溶媒は空間３０４の
中にミラーを引っ張り込むことが出来なくなる。しか
し、樹脂充填材の含有量が被覆材料の粘度に関係してい
るから、ＭＥＭＳ構造の隙間を通る樹脂充填材のしみ込
みが不十分なことによって起こるミラーの下の空所を残
さずに、樹脂充填材の含有量を任意に高くすることは出
来ない。

【００２９】一旦正しい被覆が選択されたら、被覆材料
を注入器から押し出し、次にウエーハを回転させること
により、被覆材料をウエーハの上にデポジットするのが
典型的である。これに制限するつもりはないが、例とし
て言うと、ウエーハは典型的には１５００ｒｐｍで１２
０秒間回転させる。被覆材料がデポジットされた後、材
料を硬化させる。種々の硬化方法を使って、被覆材料か
ら溶媒を蒸発させることが出来る。１つの方法は、ウエ
ーハを徐々に加熱して溶媒を蒸発させる。溶媒の蒸発速
度は、ウエーハの温度を制御することによって制御す
る。例えば、変形の惧れを通り越すまで、溶媒を徐々に
蒸発させ、その後蒸発速度を高めることが出来る。この
代わりに、大きな過剰量の溶媒を速やかに蒸発させ、そ
の後ウエーハを冷却して、溶媒がミラーを変形させる惧
れが最も大きい硬化の重要な段階の間、蒸発速度を制限
する。

【００３０】ここで説明する方法の１実施例は、マイク
ロミラー・デバイスに上側被覆を適用する。上側被覆は
マイクロミラーの上に回転付着させ、一様な被覆を達成
する。回転過程の間に構造を最も損傷する力は毛管作用
の引力である。現場に於ける一番普及した確信とは反対
に、ミラーとスクライブ・ストリートの間の界面でも、
動きの速い液体によってデバイスに損傷が起こることは
ない。この誤解の一部分は、動きの速いガスがＭＥＭＳ
構造を損傷し、ミラーに照準を向けた圧縮窒素がミラー
を基板から引き離すという知識から生じている。液体の
移動する滴又はジェットが同様にデバイスを破壊する。
回転過程では、ミラーの何れの側の圧力もずっと均一で
あり、殆ど損傷が起こらない。しかし、こういう結論を
従来確立することが出来なかったのは、毛管作用の引力
による損傷が同時に起こるからである。

【００３１】回転する間、材料が求心力によってウエー
ハの側面から吹き飛ばされ、固体及び溶媒がウエーハに
互って均一に分散される。溶媒が溶液から蒸発し始め、
湿った区域の高さが下がり始める。湿った区域の高さが
デバイス構造のそれの近くまで下がると、毛管作用の力
がデバイスを引っ張り始める。しかし、その結果生ずる
被覆が構造を完全にカプセル封じする位に厚ければ、毛
管作用の力は、構造の全ての側から殆ど等しく引っ張る
ようになる、こういう向かい合う力が相殺し、デバイス
にかかる正味の力はゼロに等しくなり、溶媒が蒸発する
とき、デバイスは無傷のままでいることが出来る。

【００３２】これと対照的に、生じた被覆が、デバイス
の高さより小さいか又はそれに等しい場合、毛管作用の
力は下向きに引っ張る傾向を持つ。こういう力が可逆的
に又は非可逆的にデバイスを曲げ、曲げが可逆的であっ
ても、デバイスの隣接構造を着地又はつぶれた位置に閉
じ込める。その為、溶液内に溶解していない材料又はバ
ブルがなく、溶液がデバイスを均一に被覆していれば、
固体は広い範囲の選択が出来る。１実施例では、溶液が
フォトレジストであり、固体は樹脂、ＰＡＣ、表面活性
剤及び接着促進剤であって、これは普通通りである。

【００３３】回転でデバイスを全面的に被覆する位に厚
手の大抵の溶液は、粘性が強くて、構造の気孔に浸透し
ない。溶液の固体の装填量を増加して被覆の厚さを厚く
する戦略により、粘性が更に強い液体になり、これは、
構造の気孔を浸透することが出来たとしても、そのよう
に浸透するのは遅すぎて、製造の状況では価値がない。

【００３４】１実施例では、固体装填量が４０％又はそ
れより多いフォトレジストが必要である。装填量が４０
％未満であると、ミラー又はヒンジのかなりの曲げが起
こる。こういう構造では、この曲げは非可逆的である。
曲げが可逆的であり、直接の着地及び膠着から保護する
だけでよいようなデバイスでは、一層薄い樹脂を使うこ
とが可能である。

【００３５】フォトレジストは注入器、ピペット又は自
動分与装置を用いて適用する。ウエーハはゆっくりと回
転していても或いは不動であってもよい。分与した後、
溶液がゆっくりとデバイスの上を流れ、使われる樹脂に
特定の待ち時間を定めておく。この手順は、泡をデバイ
スの下に捕捉する傾向を持つ。回転過程を開始する前
に、この泡を散逸させなければならない。

【００３６】一般的に、粘度が１２０センチストークス
より少ないレジストは、２分又はそれ未満の内に、マイ
クロミラー・アレイの気孔の中に浸透することが出来
た。標準的な半導体製造の環境では、２分は許容し得る
最大の遅れと見なされる。

【００３７】溶液が構造を均一に覆うようにする速度に
影響を与えるこの他の３つの因子は、表面張力、構造の
濡れ、及び溶液がガスを溶解する能力である。例えば、
或るレジストはミラーの間に流れ込み、別のレジストは
ミラーの下に芯状になった。

【００３８】ガスはマイクロミラーの下に捕捉される場
合が多い。デバイスの中に残った泡は、回転過程の間、
損傷の原因になったり、或いは焼成過程の間、ガスが膨
張して回転するウエーハから脱出するときに、割れ目を
作ることがある。回転の前に、泡又はその他の粒子が全
く存在しないことを確実にするように注意を払うべきで
ある。或る再被覆用溶液は、他の溶液よりも、こういう
捕捉されたガスを散逸する効率が比較的一層よい。

【００３９】このプロセスが製造の環境で受容れられる
ような、必要な固体装填量を持っていて、しかもその過
程の短く充分な期間にデバイスの気孔の中に浸透するこ
とが出来るような商業的なレジストは存在しない。固体
装填量が４９％で粘度が１１８センチストークスのカス
タム・レジストが理想的な被覆溶液である。このレジス
トは、製造の場での高いスループット、被覆の厚さ及び
被覆の一様性に対する要求を満たす。

【００４０】上に述べた被覆パラメータが満たされる限
り、回転過程は調節を許す。回転速度及びランプ速度が
被覆の厚さ及び一様性に影響する。３０００ｒｐｍの回
転速度を使った後、１００℃のホットプレート焼成を行
って、レジストを硬化させ、ウエーハが別の処理に耐え
られるようにする。

【００４１】処理してパッケージに取付けた後、デバイ
スはきれいにアッシングされることが出来る。この再被
覆方法は、ヒンジの周期、ミラーの平面性又はパッケー
ジ後のデバイスの動特性のようなパラメータにプロセス
の何の影響も持たない。

【００４２】マイクロミラーの製造に関連して上に説明
したこの方法は、例であって、何ら他の用途に対するこ
の発明の有効性を制限するものではない。被覆溶液を適
用する前、エッチング手順の一部分として、又は上部構
造に対するこの他の化学的な変更として、デバイスを別
の溶液に浸漬してもよい。

【００４３】別の再被覆方法は、純粋な溶媒（ＰＧＭＥ
Ａ）又は薄いレジストの被覆を適用した後、一層厚手の
被覆レジストを適用する。ウエーハをゆっくりと回転さ
せる場合、一層薄い溶液が一層濃い溶液によって押し出
され、求心力によって、ウエーハの縁へ流れる。この過
程は急速に行われ、２つの溶液の混合はごく少ない。
（被覆溶液にとって適切な）回転パラメータの適正な制
御により、上に述べたのと同様な品質の高い一様な被覆
が得られる。

【００４４】デバイスを分離する前の微小機械構造のウ
エーハ・レベルの試験を出来る方法として述べたもので
あるが、この方法は、パッケージ基板に取付けられた微
小加工部分に上側被覆を適用する為にも使うことが出来
る。

【００４５】以上、溶解樹脂を用いてＭＥＭＳデバイス
を再被覆する方法及びシステムの特定の実施例を説明し
たが、このように特定の場合について述べたことが、こ
の発明の範囲を制約するものと解してはならないことを
承知されたい。更に、この発明をその或る特定の実施例
に関連して説明したが、当業者にはこの他の変更も考え
られることを承知されたい。従って、この発明はこのよ
うな全ての変更を包括するものである。

【００４６】以上の説明に関し、更に以下の項目を開示
する。 （１） 自立微小機械デバイスを被覆する方法に於て、
前記微小機械デバイスの上に有機樹脂被覆材料をデポジ
ットし、前記被覆材料は溶媒中に少なくとも２５％の固
体を有し、前記被覆材料は１２０センチストークス程度
の粘度を有し、前記被覆材料を硬化させる工程を含む方
法。

【００４７】（２） 第１項に記載の方法に於て、前記
デポジットする工程が、１１８センチストークスの粘度
を持つ被覆材料をデポジットすることを含む方法。 （３） 第１項に記載の方法に於て、前記デポジットす
る工程が、表面活性剤を持つ被覆材料をデポジットする
ことを含む方法。 （４） 第１項に記載の方法に於て、前記デポジットす
る工程が、前記溶媒を除去した後に、前記微小機械デバ
イスの上の構造を覆うのに十分な厚さの層として前記被
覆材料をデポジットすることを含む方法。 （５） 第１項に記載の方法に於て、前記微小機械デバ
イスを回転させて、前記有機被覆材料を分布させること
を含む方法。 （６） 第１項に記載の方法に於て、更に、前記微小機
械デバイスを３０００ｒｐｍで回転させて、前記有機被
覆材料を分布させることを含む方法。 （７） 第１項に記載の方法に於て、前記硬化させる工
程が前記微小機械デバイスを加熱することを含む方法。 （８） 第１項に記載の方法に於て、前記硬化させる工
程が、前記微小機械デバイスを１００℃で加熱すること
を含む方法。 （９） 第１項に記載の方法に於て、前記硬化させるこ
とが、前記微小機械デバイスを第１の高温に加熱して大
部分の前記溶媒を除去し、その後前記温度を下げてその
他の溶媒を除去することを含む方法。 （１０） 第１項に記載の方法に於て、前記デポジット
する工程が、溶媒中の少なくとも４０％の固体を持ち、
１２０センチストークス程度の粘度を持つ有機樹脂被覆
材料をデポジットすることを含む方法。 （１１） 第１項に記載の方法に於て、前記デポジット
する工程が、４０％乃至５０％の固体を含む被覆材料を
デポジットすることを含む方法。

【００４８】（１２） 回転被覆を用いた自立微小機械
デバイス（３０２）を被覆する方法。固体装填量が高い
が粘度の低い溶液が、マイクロ加工構造の自由区域（３
０４）に浸透することが出来る。回転によってこの溶液
をウエーハ又はダイから除くと、毛管作用による予想さ
れた損傷なしに、デバイスの上に被膜が出来る。固体成
分として有機重合体を使う場合、従来のアッシング・プ
ロセスによって構造を再び離型することが出来る。この
方法は、微小機械デバイスの製造で、離型させた試験さ
れる構造を保護する為、並びに湿式離型過程に関連する
微小機械デバイスの膠着に関係する変形を解決する為の
方法として使うことが出来る。

【００４９】関連出願 この出願は、出願日１９９０年９月１３日、発行日１９
９１年１０月２９日の米国特許第５、０６１、０４９
号、発明の名称「空間光変調器及び方法」、及び出願日
１９９３年１２月２１日、発行日１９９６年１２月１０
日の米国特許第５、５８３、６８８号、発明の名称「多
重レベル・ディジタル・マイクロミラー・デバイス」と
関連を有し、ここで引用することによってその内容をこ
の出願に取入れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマイクロミラー・アレイの小さな一部分
の斜視図。

【図２】図１のマイクロミラー・アレイの内の１個のマ
イクロミラー素子の分解斜視図。

【図３】マイクロミラー・デバイスの側面断面図。

【図４】不適切な再被覆によって構造に損傷が生じたこ
とを示すマイクロミラー・デバイスの側面断面図。

【図５】溶媒が蒸発した後、再被覆樹脂の不適切な埋め
方を示すマイクロミラー・デバイスの側面断面図。

【符号の説明】 ３００ 隙間 ３０２ ミラー ３０４ 領域

フロントページの続き (72)発明者 ビンセント シー、ロープス アメリカ合衆国 テキサス、ルーカス、 クリスチャン レーン 1250 Ｆターム(参考） 5F061 AA01 CA10 CB00 FA06

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自立微小機械デバイスを被覆する方法に
   於て、 前記微小機械デバイスの上に有機樹脂被覆材料をデポジ
   ットし、前記被覆材料は溶媒中に少なくとも２５％の固
   体を有し、前記被覆材料は１２０センチストークス程度
   の粘度を有し、 前記被覆材料を硬化させる工程を含む方法。