JP2002502952A - マイクロ電子機械位置決め装置 - Google Patents

マイクロ電子機械位置決め装置

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JP2002502952A JP2000519742A JP2000519742A JP2002502952A JP 2002502952 A JP2002502952 A JP 2002502952A JP 2000519742 A JP2000519742 A JP 2000519742A JP 2000519742 A JP2000519742 A JP 2000519742A JP 2002502952 A JP2002502952 A JP 2002502952A
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デューラー，ヴィジャヤクマル・アール
ウッド，ロバート・エル
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クロノス・インテグレイテッド・マイクロシステムズ，インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 対象物をそれぞれＸ，ＹおよびＺ方向に精密に微細位置決めできるマイクロ電子機械（ＭＥＭＳ）位置決め装置を提供する。このＭＥＭＳ位置決め装置には、基準面、基準面に関して固定した位置に配置されたサポート、およびＸ−Ｙ平面を定め、サポートに隣接すると共に基準面の少なくとも一部の上方に吊り下げられるステージが含まれる。このＭＥＭＳ位置決め装置には、ステージとこのステージによって搬送される対象物を精密に位置決めさせるために、少なくとも１つの、より一般的には数個のアクチュエータも含まれる。例えば、このＭＥＭＳ位置決め装置は、動作するとステージをＸ−Ｙ平面内に移動させるための第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータを含むことができる。さらに、このＭＥＭＳ位置決め装置は、ステージをＺ方向に移動させるための、熱バイモルフ構造体などのＺ用アクチュエータを備えることができる。これにより、このＭＥＭＳ位置決め装置は、ステージならびにステージによって運ばれたすべての対象物をそれぞれＸ，ＹおよびＺ方向に精密に微細位置決めすることができる。ＭＥＭＳ位置決め装置の後続についての結果として、このＭＥＭＳ位置決め装置によって与えられた精密アライメントを妥協せずに、手頃で、信頼性があり、しかも再現可能な方法でこのＭＥＭＳ位置決め装置を製造することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 関連出願 本発明は、１９９６年１２月１６日に出願した米国特許出願第08/767,192号の
一部継続出願であり、この内容は、特に全体的に本願に組み込まれる。
【０００２】 発明の分野 本発明は全体的に、マイクロ電子機械装置、より詳細にはマイクロ電子機械位
置決め装置に関する。
【０００３】 発明の背景 種々の対象物を精密に整列させること、すなわち微細位置決めすることは、多
くの用途において望ましい。対象物を位置決めする必要がある精度は用途によっ
て異なるが、対象物を数ミクロンから数十ミクロン以内に整列させる必要がある
場合が起こることが多い。微細位置決めを必要とする典型的な用途には、ミクロ
機械加工の用途、微生物試験体の取扱いまたは検査、および単一モード光ファイ
バーなどの、別の光学素子を備えた光ファイバーの位置合わせが含まれる。例え
ば、レーザダイオードに関して光ファイバーを適切に微細位置決めすることによ
って、レーザダイオードによって提供された大容量の光信号をそれぞれの光ファ
イバーに結合できる。
【０００４】 いくつかの微細位置決め装置が提案されているけれども、改良された微細位置
決め技術を内蔵したアライメント装置に対する要求がなお存在する。例えば、光
ファイバーなどの対象物を整列させる精度についてのますます増大する需要が作
られている。このため、数ミクロンから数十ミクロン以内に信頼性よく反復可能
な微細位置決めを提供する一層精度の高いアライメント装置に対する要求がある
。さらに、多くのアプリケーションは現在、２つの方向だけではなくすべての３
つの直交する方向、すなわちＸ，ＹおよびＺ方向に対象物を微細位置決めするこ
とを要求している。このため、対象物をＸ，ＹおよびＺのそれぞれの方向に精密
に整列させる改良したアライメント装置に対する要求もある。対象物を整列させ
る必要がある精度は常に増大しているが、アライメント装置のコストを低減させ
ること、すなわち少なくとも制限を加えることがますます強調されている。従っ
て、結果としてのアライメント装置の位置合わせ精度について妥協せずに、手頃
で効率的な方法で製造できるアライメント装置が必要とされる。
【０００５】 発明の要約 本発明によれば、手頃な、反復可能で、また信頼性の高い方法で製造でき、対
象物をＸ，ＹおよびＺのそれぞれの方向に精密に微細位置決めできるマイクロ電
子機械（ＭＥＭＳ）位置決め装置が提供される。このＭＥＭＳ位置決め装置には
、基準面、この基準面に対して固定した位置に配置されたサポート、およびこの
サポートに隣接すると共に基準面の少なくとも一部の上方に吊り下げられたステ
ージが含まれる。ステージは、対向する第１および第２の主面を備えると共にＸ
−Ｙ平面を定める。ステージは、通常サポートとステージとの間に張り渡る１つ
以上のスプリングによって、第１の主面が基準面に対向するように、基準面上に
吊り下げられる。一般に、光ファイバーなどの位置決めさせるべきまたは整列さ
せるべき対象物を、ステージの第２の主面上の位置に固定して、ステージを相応
じて移動させることによって、すなわちステージを位置決めすることによって、
この対象物を精密に位置決めすることができる。
【０００６】 １つの好ましい実施形態によれば、このＭＥＭＳ位置決め装置には、動作する
とＸ−Ｙ平面内にステージを移動させる第１のＭＥＭＳアクチュエータも含まれ
る。この実施形態のＭＥＭＳ位置決め装置は、第１のＭＥＭＳアクチュエータに
よって作られた移動方向に垂直な方向のＸ−Ｙ平面内でステージを位置決めする
第２のＭＥＭＳアクチュエータも備えることができる。このため、この実施形態
のＭＥＭＳ位置決め装置は、ステージをＸおよびＹの両方向に精密に位置決めで
きる。
【０００７】 この実施形態によれば、それぞれのＭＥＭＳアクチュエータには、サポートに
関して固定した位置に配置された離間したアンカと、これらの離間したアンカ間
に伸びるアーチ形ビームとが含まれる。それぞれのＭＥＭＳアクチュエータには
、ビームをさらにアーチ形にさせるために、アーチ形ビームを加熱する手段も含
まれる。この加熱手段には、第１および第２の対向する端部間に延在するヒータ
が含まれ、これらの端部は通常サポート上に配置されることが好ましい。ヒータ
からの熱をアーチ形ビームに効率よく伝達するために、ヒータが発生した熱によ
ってアーチ形ビームがさらにアーチ形状に曲げられるように、このアーチ形ビー
ムはヒータの上に伸び、わずかであるがヒータから間隔を置いて配置されている
。このため、それぞれのＭＥＭＳアクチュエータは、ヒータが発生した熱をアー
チ形ビームの機械的な動作に効率よく変換している。それぞれのＭＥＭＳアクチ
ュエータは、アーチ形ビームに接続され、ステージに向かって外側に広がる長手
方向に伸長したアクチュエータ部材も備えることが好ましい。この実施形態のス
テージは、ステージ上の固定した位置に配置された接触部材も備えて、それぞれ
のＭＥＭＳアクチュエータが動作すると、アクチュエータ部材の端部が接触部材
と接触して、これによりステージおよびこのステージによって運ばれたどのよう
な対象物をもＸ−Ｙ平面内でコントロール自在に移動させることが好ましい。
【０００８】 １つの好ましい実施形態によると、このＭＥＭＳ位置決め装置は、ステージお
よびこのステージによって運ばれたどのような対象物をも、ステージによって定
められたＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に移動させるアクチュエータを備えることが
できる。この実施形態によれば、ステージの第１の主面は凹部を備えることが好
ましい。この実施形態のＭＥＭＳ位置決め装置は、ステージ上に配置されて、ス
テージの凹部を少なくとも部分的に覆うアクチュエータも備えている。このため
、動作する場合、このアクチュエータはステージおよびこのステージによって運
ばれたどのような対象物をも、下側の基準面に向かって曲げると共にこの基準面
と接触させて、これによりステージをＺ方向にコントロール自在に移動させる。
【０００９】 １つの好ましい実施形態によると、ステージは上にアクチュエータが配置され
る細長い舌片状部を定める。ステージの細長い舌片状部の下側にある第１の主面
の一部に凹部が設けられ、これにより細長い舌片状部の柔軟性を向上させる。こ
れにより、アクチュエータの動作によって、この細長い舌片状部が下側の基準面
に向かって曲げられて、基準面と接触し、これによりステージをＺ方向に移動さ
せる。
【００１０】 一般に、ステージをＺ方向に位置決めするアクチュエータは、通常導電性材料
で形成された第１の層および膨張係数がこの第１の層よりも低い材料で形成され
た第２の層を有する熱バイモルフ構造をしている。この好ましい実施形態のアク
チュエータの柔軟性をさらに向上させるために、第１の層は１つ以上のスリット
を定めることが好ましい。この意味では、ステージの第１の面の凹部を通って開
口するいくつかの開口部を定めることによって、ステージの柔軟性をさらに向上
させることができる。
【００１１】 本発明のＭＥＭＳ位置決め装置は、第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータ
、ならびにステージをＺ方向に移動させるための、熱バイモルフ式アクチュエー
タなどのアクチュエータを備えている。従って、この好ましい実施形態のＭＥＭ
Ｓ位置決め装置は、基準面に関してＸ，ＹおよびＺのそれぞれの方向にステージ
を精密に位置決めできる。本発明のＭＥＭＳ位置決め装置の構造についての結果
として、このＭＥＭＳ位置決め装置によって与えられた精密アライメントを妥協
せずに、手頃で、信頼性があり、かつ反復可能な方法でこのＭＥＭＳ位置決め装
置を製造することもできる。
【００１２】 実施態様の詳細な説明 以後、添付の図面を参照して、本発明を一層詳細に説明する。これらの図面に
は、本発明の好ましい実施形態が示されている。しかしながら、本発明は多くの
異なった形態で具体化でき、また本願に記載した実施形態に制限されると解釈さ
れることはない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が周到かつ完全であり
、当業者に発明の範囲を十分に知らせるように提供される。全体を通して、同じ
番号は同じ素子を示す。
【００１３】 図１を参照すると、本発明によるＭＥＭＳ位置決め装置１０の第１の実施形態
が示されている。以下に説明するように、このＭＥＭＳ位置決め装置は、ミクロ
組立て動作の間、微生物の試験体を操作する間、レーザダイオードまたは他の光
学素子が付いた光ファイバーを整列させる間に、対象物を精密に位置決めするよ
うに設計されている。
【００１４】 このＭＥＭＳ位置決め装置１０には、基準面１２、基準面に関して固定した位
置に配置されたサポート１４、およびこのサポートに隣接すると共に基準面の少
なくとも一部の上に吊り下げられたステージ１６が含まれる。サポート、基準面
、およびステージは種々の材料から形成することができるが、サポート、基準面
、およびステージは一般に、シリコン、ガラスまたは石英などの同一の材料から
形成される。サポートおよび基準面は、一体化した構造すなわち同じ基板から製
造されるモノリシック構造とすることができるが、サポートおよび基準面は典型
的には、互いに関して固定した位置に配置または取り付けられた、２つの別個の
素子である。このことについては、静電結合、共晶結合、接着剤などによって、
サポートは通常、基準面を形成する基準ウェーファに取り付けられる。
【００１５】 図１に、より詳細には図３および図４の断面図に示すように、通常、サポート
１４は基準面１２から上方に伸びて、これにより中にステージ１６を吊り下げる
キャビティを定める。ステージの図示した実施形態では、全体的に形状が長方形
であるが、このステージは本発明の精神および範囲から外れることなく、別の形
状にすることもできる。しかしながら、ステージの形状に関わらず、サポートは
ステージの少なくとも１つ、より好ましくは２つの辺に隣接して配置される。さ
らに、比較的狭いギャップ２０だけ、典型的には少なくとも１０ミクロンだけサ
ポートをステージから離すことが好ましい。
【００１６】 ステージ１６は、対向する第１および第２の主面１６ａ，１６ｂを備えて、Ｘ
−Ｙ平面ならびにこのＸ−Ｙ平面に垂直なＺ軸を定めることが好ましい。本発明
の実行には必要ないが、このステージは基準面１２とサポート１４とによって定
義されたキャビティの中に吊り下げられて、ステージの第２の主面、すなわち上
面が全体的にサポートの上面と同じ高さになることが好ましい。
【００１７】 ステージ１６は、サポート１４とステージとの間に伸びる、すなわちブリッジ
する懸架スプリング２２によって、基準面１２の上方に吊り下げられることが好
ましい。例えば図１に示すように、この懸架スプリングは、一対のアンカ２４の
間に張り渡すことができる。一方のアンカはステージ上に置かれ、他方のアンカ
はサポート上に配置される。アンカと懸架スプリングは、ニッケルまたはニッケ
ル−リン合金などの金属から形成されることが好ましい。この金属は、高いアス
ペクト比を得るために、電気めっき処理によってサポート上にデポジットされる
。当業者は周知のように、電気めっき技術には「ＬＩＧＡ」技術が含まれるが、
この技術に限定されない。アンカをステージやサポートから電気的に絶縁するた
めに、窒化ケイ素などの誘電体層によって、アンカをステージおよびサポートか
ら電気的に分離することが好ましい。
【００１８】 ステージの第２の主面１６ｂが全体的にサポート１４の上面と平行に、より好
ましくは、同じ高さになるように、比較的平坦な方法で基準面１２の上方にステ
ージ１６を吊り下げるために、このＭＥＭＳ位置決め装置１０は、ステージの周
辺から間隔を置いて配置された２つ以上の懸架スプリング２２を備えることが好
ましい。例えば、これらの懸架スプリングは、サポートとステージのそれぞれの
コーナとの間に張り渡すことができる。
【００１９】 サポート１４に関して、また次いで、基準面１２に関してステージ１６を移動
させるために、ＭＥＭＳ位置決め装置１０はアクチュエータを備えることが好ま
しい。Ｘおよび／またはＹ方向にステージをコントロールして動作させるために
、ＭＥＭＳ位置決め装置は、ステージの１つの辺に隣接したサポート上に配置さ
れた、第１のＭＥＭＳアクチュエータ３０を備えることが好ましい。以下に説明
するようにまた図１に示すように、ＸおよびＹの両方向にステージをコントロー
ルして動作させるために、ＭＥＭＳ位置決め装置は一般にサポート上に配置され
た第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータを備えている。このため、第１のＭ
ＥＭＳアクチュエータの動作によって、ステージはＸ方向に移動され、一方第２
のＭＥＭＳアクチュエータの動作によって、ステージはＹ方向に移動される。Ｍ
ＥＭＳアクチュエータは種々の変位量を提供するように設計できるが、１つの好
ましい実施形態のＭＥＭＳアクチュエータは、ＸおよびＹのそれぞれの方向に少
なくとも２０ミクロンの変位を提供する。
【００２０】 １つの好ましい実施形態のＭＥＭＳアクチュエータ３０は、１９９６年１２月
１６日に出願された「Thermal Arched Beam Microelectromechanical Actuators
」と題する米国特許出願第08/767,192号、および１９９７年９月２４日に出願し
た「Thermal Arched Beam Microelectromechanical Devices and Associated Fa
brication Methods」と題する米国特許出願第08/936,598号の中で説明されてい る。これらの両方の内容は、全面的に本願に組み込む。図１に、より詳細には図
２に示すように、それぞれのＭＥＭＳアクチュエータは一対の離間したサポート
すなわちアンカ（以後、「アンカ」と称する）３４を、サポートの上面に備えて
いる。これらの離間したアンカは、ニッケルなどの金属から形成されることが好
ましい。この金属は、一般には懸架スプリング２２および関連したアンカ２４を
形成するのと同じ電気めっき処理によって、サポート１４の上面にデポジットさ
れる。例えば、図１に示すように、ＭＥＭＳアクチュエータおよびスプリングの
両方に対して、アンカと同じ構造体を使用できる。
【００２１】 それぞれのＭＥＭＳアクチュエータは、離間したアンカ３４間に張り渡す少な
くとも１つの、より好ましくは多数のアーチ形ビーム３６も備えている。ＭＥＭ
Ｓアクチュエータはどのような数のまたどのような寸法のアーチ形ビームをも持
つことができるが、１つの実施形態のＭＥＭＳアクチュエータは、幅が５μm、 高さが３０μm、長さが２mmの５つのアーチ形ビームを備えている。これらのア ーチ形ビームは一般には、アーチ形ビームが加熱されるとアーチ形ビームが拡張
するように、正の熱膨張係数を有する導電性材料から形成される。特に、アーチ
形ビームは金属、より好ましくは、ニッケルまたはニッケル−リン合金から形成
されることが好ましい。離間したアンカに関連して前述したように、アーチ形ビ
ームは高いアスペクト比を持つように、電気めっきによって形成されることも好
ましい。例えば、アーチ形ビームのアスペクト比は１．５：１、より好ましくは
、３：１よりも大きいことが好ましい。図１に示すように、アーチ形ビームは好
ましくは、サポート１４の上面に平行に伸びる方向にアーチ形に曲げられる。１
９９７年９月２４日に出願された、「Thermal Arched Beam Microelectromechan
ical Devices and Associated Fabrication Methods」と題する、米国特許出願 第08/936,598号の中で説明されているように、一般にリリース層およびウェット
エッチングによって、アーチ形ビームはサポートから解放されているが、アーチ
形ビームは離間したアンカにおいて固定されたままであり、所望の方向または所
定の方向に向かって、すなわちステージ１６に向かってアーチ形に曲げられる。
【００２２】 それぞれのＭＥＭＳアクチュエータ３０は、アーチ形ビーム３６に熱を加える
手段も備える。加えられた熱によって、ビームの熱膨張の結果として、ビームは
さらにアーチ形に曲げられる。ステージ１６に向かう方向にアーチ形ビームの変
位が生ずるように、ビームがアーチ形になることが所定の動作の方向に起こるこ
とが好ましい。アーチ形ビームを加熱するために種々の技術を使用できるが、図
示した実施形態の第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータには、外部ヒータ３
８が含まれる。この外部ヒータは、第１および第２の向かい合った端部間に伸び
る。これらの端部は、一般に、ヒータと電気的な接触を成立させる接触パットと
しての働きをする。図１に示すように、１つの好ましい実施形態のヒータは、金
属のアーチ形ビームの下側の波形の経路内に、前後に曲がりくねっていて、波形
のヒータが発生した熱が比較的平らな仕方で金属のアーチ形ビームを加熱する。
【００２３】 ヒータ３８の第１および第２の端部は、サポート１４の上面に配置されている
が、ヒータの残余部、すなわち、ヒータの中間部分の下側のサポートの一部は、
以下に説明するが図３に示すように、ヒータをサポートからさらに熱的に分離す
るために、エッチングするまたは取り除くことができる。図１に示すように、ヒ
ータはサポート内に定義されたキャビティ１４ａの上方に、片持ち式に伸びるこ
とができる。あるいはまた、基板によって定められたキャビティを、ダイアフラ
ムによってカバーすることができる。このダイアフラムは、通常、ヒータとサポ
ートとの間の十分な熱的分離を維持しながら構造的にヒータを支持するために、
窒化ケイ素などの誘電体材料から形成される。図示はしてないが、サポート内で
定義されたキャビティの上方に伸びるヒータの中間部分を、一般にまた窒化ケイ
素などの誘電体材料から形成されたリンクによってさらに支持することができる
。このリンクは、ヒータとサポートの上面の他の部分との間をブリッジする。
【００２４】 以下に説明するが、ヒータ３８は、少なくとも５×１０-6 Ω・cmの高い抵抗率
を有する少なくとも部分的に導電性の材料で形成されたコア３８ａと、この少な
くとも部分的に導電性の材料を取り巻く誘電性材料で形成されたコーティング３
８ｂとを備えている。１つの実施形態では、このヒータは、窒化ケイ素または二
酸化ケイ素のコーティングによって取り囲まれた、ポリシリコン、チタン、また
はタングステンのコアを含む。図２の断面図に示すように、アーチ形ビーム３６
は、エアギャップ４０とヒータの誘電体のコーティングとの組合わせによって、
ヒータの少なくとも部分的に導電性のコアから電気的に絶縁される。ヒータが発
生した熱をアーチ形ビームに最も効率的な方法で伝えるために、十分な電気的絶
縁をなお維持しながらエアギャップをできるだけ減らことが好ましい。１つの好
ましい実施形態では、エアギャップは５ミクロン以下、より好ましくは、１ミク
ロンと２ミクロンとの間である。エアギャップが１ミクロンと２ミクロンとの間
である実施形態については、アーチ形ビームに対向する少なくとも部分的に導電
性の材料の部分をカバーする誘電体の材料は、厚さが約０．２５ミクロンである
。
【００２５】 本発明のＭＥＭＳ位置決め装置１０の第１および第２のＭＥＭＳアクチュエー
タ３０は、それぞれアーチ形ビーム３６に結合されると共にそこから外側に伸び
る、長さ方向に広がるアクチュエータ部材４２を備えることが好ましい。このア
クチュエータ部材は、図１および図２に示すように、離間したアンカ３４間の点
、一般には中心で、複数のアーチ形ビームに機械的に結合している。このため、
所定の方向にアーチ形ビームがさらにアーチ形に曲がると、同じ所定の方向、す
なわちステージ１６に向かう方向に、アクチュエータ部材を移動させる。多数の
アーチ形ビームをアレイ形に構成することによって、それぞれのＭＥＭＳアクチ
ュエータの力が乗算されるため、大きな力や大きな変位を提供できる。さらに、
多数のビームをアクチュエータ部材と機械的に接続することによって、それぞれ
のＭＥＭＳアクチュエータは、これらの同じ数の別個に動作する個々のアーチ形
ビームによって得られるよりも、一層大きな力をも提供できるような補強効果も
備える。
【００２６】 前述しまた図１および図２に示すように、好ましくは第１および第２のＭＥＭ
Ｓアクチュエータ３０を外部ヒータ３８によって加熱するが、いずれのＭＥＭＳ
アクチュエータも、その代わりに、アーチ形ビーム３６を通る通過電流または外
部ヒータとアーチ形ビームを通る通過電流とによって作られた熱の組合わせによ
って加熱することができる。さらに、いずれかのまたは両方のＭＥＭＳアクチュ
エータを、ホットプレート、オーブン、赤外光線などの別の外部加熱手段によっ
て加熱することができる。第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータがそれぞれ
の外部ヒータを備えている実施形態では、ヒータは図１または図２に示した曲が
りくねったヒータまたは、例えば、アクチュエータ部材４２の下側にあり、それ
と整列するヒータなど、種々の形状を取ることができる。
【００２７】 ステージ１６をサポート１４に対して、また基準面１２に対して、Ｘおよび／
またはＹ方向にコントロール自在に移動させるために、第１および第２のＭＥＭ
Ｓアクチュエータ３０のアーチ形ビーム３６は、それぞれの外部ヒータ３８を通
る通過電流によって加熱される。このため、アーチ形ビームはステージに向かう
所定の方向にさらにアーチ形に曲がり、アクチュエータ部材の端部が動作上ステ
ージに接触して、これによりステージと、ステージによって運ばれる対象物を所
定の方向に移動させる。例えば、第１のＭＥＭＳアクチュエータの動作がステー
ジをＸ方向に移動させ、一方、第２のＭＥＭＳアクチュエータの動作がステージ
をＹ方向に移動させる。
【００２８】 ステージ１６に直接接触する代わりに、各ＭＥＭＳアクチュエータ３０のアク
チュエータ部材４２は、ステージ上の固定した位置に配置されたそれぞれの接触
部材４４に接触することが好ましい。図１および図３に示すように、各接触部材
は、それぞれのＭＥＭＳアクチュエータに隣接し、それぞれのＭＥＭＳアクチュ
エータのアクチュエータ部材と整列したステージのエッジに沿って配置されるこ
とが好ましい。また、接触部材は、ニッケルまたはニッケル−リン合金などの金
属から形成されることが好ましい。この金属は、高いアスペクト比を得るために
、ステージ上に電気めっきされる。接触部材は、窒化ケイ素などの誘電体層４５
によって、前述したのと同様な方法で、ステージから分離されることが好ましい
。
【００２９】 アクチュエータ部材４２とそれぞれの接触部材４４との間の間隔は、アクチュ
エータ部材がそれぞれの接触部材と接触してステージ１６を移動させる前に移動
しなければならない距離を減らすために、比較的小さいことが好ましい。一般的
に、アクチュエータ部材とそれぞれの接触部材との間の間隔の大きさは、リソグ
ラフィによって定められ、１つの好ましい実施形態では、１０ミクロンである。
【００３０】 ステージ１６をＺ方向に移動させるために、このＭＥＭＳ位置決め装置１０は
、好ましくは、別のアクチュエータ５０を備える。この別のアクチュエータ５０
は、このアクチュエータの動作がステージを曲げて下側の基準面１２と接触させ
るように、ステージ上に配置される。ＭＥＭＳ位置決め装置は種々のタイプのＺ
用アクチュエータを備えることができるが、１つの好ましい実施形態のＺ用アク
チュエータは、第１および第２の層を有する熱バイモルフ構造体である。第１の
層５２は一般に、金属などの、より特定すると、比較的大きな膨張係数を有する
ニッケルまたはニッケル−リン合金などの導電性材料から形成される。第２の層
５４は、第１の層を形成する材料よりも低いすなわち小さい膨張係数を有する材
料から形成される。一般的に、第１の層はスプリングやＭＥＭＳアクチュエータ
などの他の金属の構造体と同様の材料で形成され、同じ電気めっき処理の間に、
この第１の層をデポジットできる。例えば、図６に示すように、同じ構造体がス
プリング用のアンカとして働くことができ、またＺ用アクチュエータの第１の層
の一部を形成することができる。さらに、第２の層を形成する材料は、一般にシ
リコンであり、図３および図４の断面図に示すようないくつかの好ましい実施形
態では、実際にステージ自身の一部によって形成できる。
【００３１】 Ｚ用アクチュエータ５０を形成する熱バイモルフ構造体を加熱すると、それぞ
れ第１および第２の層を形成する材料の熱膨張係数の相違により、第１および第
２の層は異なった量すなわち異なった程度伸びる。この伸びが異なっている結果
として、Ｚ用アクチュエータはコントロールされた方法で曲がる。下側の基準面
１２に向かってＺ用アクチュエータを下側に曲げるためには、より大きな膨張係
数を有する材料から形成された第１の層５２が、図３および図４で示すように、
より小さい膨張係数の材料から形成された第２の層５４の上すなわち頂部に配置
されることが好ましい。
【００３２】 Ｚ用アクチュエータ５０の熱バイモルフ構造体を、当業者に周知の様々な方法
で加熱できる。例えば、導電性の高い材料から形成された第１の層を通って、電
流を直接流すことができる。しかしながら、図示したように、Ｚ用アクチュエー
タは、第１および第２の層間に配置されたヒータ５６も備えることができる。こ
のヒータを種々の材料から製造できるが、１つの好ましい実施形態のヒータは、
少なくとも５×１０-6 Ω・cmの高い抵抗率を有する少なくとも部分的に導電性の
材料で形成されたコア５６ｂと、この少なくとも部分的に導電性の材料を取り巻
く誘電性材料で形成されたコーティング５６ａ，５６ｃとを備えている。１つの
実施形態では、このヒータは、窒化ケイ素または二酸化ケイ素のコーティングに
よって取り囲まれた、ポリシリコン、チタン、またはタングステンのコアを含む
。電流をこのヒータに通過させることによって、ヒータは、Ｚ用アクチュエータ
を曲げるように異なった量を伸びる第１および第２の層を加熱する。例えば、図
１に示したＭＥＭＳ位置決め装置の実施形態では、図５に示すように、Ｚ用アク
チュエータは下側に曲がって、下側の基準面１２と接触すると共に、ステージ１
６の残りの部分を上側に持ち上げる。
【００３３】 図１に示すように、ヒータ５６をＺ用アクチュエータ５０を超えて広がるよう
に、ステージ１６上に置くことが好ましい。特に、ヒータの向かい合った端部が
、ヒータと電気的な接触を確立するために、Ｚ用アクチュエータを超えて、それ
ぞれの接触パッド２４ａまで伸びることが好ましい。この点では、電気的損失を
最小にするために、接触パッドは、Ｚ用アクチュエータの近くのステージの部分
の上に配置することが好ましい。図１Ａに示すように、誘電体のコーティング５
６ｃは、接触パッドの導電性材料をヒータのコア５６ｂに接触できるようにする
ために、各接触パッドの下側の開口部を定めることが好ましい。
【００３４】 一般に、接触パッド２４ａはニッケルまたはニッケル−リン合金などの導電性
材料から形成される。さらに、１つの好ましい実施形態では、接触パッドはそれ
ぞれの懸架スプリング用アンカ２４の延長部である。このため、サポート１４上
に配置された対応する懸架スプリング用アンカによって、電気的接触を懸架スプ
リング２２を介して接触パッドと確立することができる。
【００３５】 ステージ１６をコントロールされた方法で容易に曲げるようにするために、Ｚ
用アクチュエータ５０の下側にあるステージの一部が、下側の基準面１２に面す
るステージの第１の主面１６ａを通る凹部１６ｃを定めるようにエッチングされ
ることが好ましい。このため、Ｚ用アクチュエータ５０の動作によって主にステ
ージの凹部が曲げられる。
【００３６】 例えば、図１に示す実施形態では、ステージ１６は細長い舌片状部を定める。
この細長い舌片状部は、隣接する端部１６ｄでステージの残りの部分に取り付け
られているか、またはステージから分離されている。この実施形態によれば、Ｚ
用アクチュエータ５０は少なくとも部分的に細長い舌片状部上に配置され、Ｚ用
アクチュエータの動作によってこの細長い舌片状部を下側の基準面１２に向かっ
て下側に曲げる。このため、細長い舌片状部の中央部分の下側にあるステージの
部分に、図４および図５に示すように、凹部を設けて、Ｚ用アクチュエータが動
作する場合、この細長い舌片状部が容易に曲がるようにすることが好ましい。
【００３７】 Ｚ用アクチュエータ５０は、ステージ１６の下側の面１６ｂが基準面１２と接
触し、これにより、図５に示すように、ステージの残りの部分を上側に、すなわ
ちＺ方向に持ち上げるまで動作することが好ましい。当業者には明らかなように
、ステージの凹部が設けられていない部分、すなわち、ステージのより厚い部分
は一般に、Ｚ用アクチュエータが動作すると、下側の基準面と接触する。例えば
、図１のＭＥＭＳ位置決め装置１０のＺ用アクチュエータの末端部１６ｅは、ス
テージの全厚さがあることが好ましく、Ｚ用アクチュエータが動作すると、Ｚ用
アクチュエータの中間部が曲がり、これによりＺ用アクチュエータの末端部を下
側に反らせて基準面と接触させ、Ｚ用アクチュエータがさらに動作すると、ステ
ージの残りの部分を上側に持ち上げる。このため、ステージによって運ばれたど
のような対象物も、コントロールされた方法で上方に持ち上げられる。
【００３８】 Ｚ用アクチュエータ５０の柔軟性をさらに増加させるために、より導電性の材
料から形成されるＺ用アクチュエータの第１の層５２は、全体的にＺ用アクチュ
エータに沿って長さ方向に伸びる１つ以上のスリット５８を定めることができる
。さらに、図１のＭＥＭＳ位置決め装置１０の実施形態においては、Ｚ用アクチ
ュエータは片持ち方式でステージの残りの部分から伸びていて、Ｚ用アクチュエ
ータの柔軟性を対応するように変化させるために、Ｚ用アクチュエータの寸法も
変化させることができる。
【００３９】 図６および図７に示すように、別の実施形態のＭＥＭＳ位置決め装置１０は、
多数のＺ用アクチュエータ５０を備えることができる。この実施形態によれば、
一般に、Ｚ用アクチュエータはステージ１６の上面１６ａ上に配置されて、ステ
ージの部分にわたって平行して伸びる。このため、多数のＺ用アクチュエータが
同時に動作すると、ステージの少なくとも一部を下側に曲げて基準面１２と接触
させる曲げ力がさらに増加される。図８に示すように、それぞれのＺ用アクチュ
エータの第１および第２の層の間に配置されたヒータ５６に電流を通過させるこ
となどによる、Ｚ用アクチュエータ５０の動作が、ステージの凹部を設けていな
い部分、すなわち、ステージのより厚い部分が下側の基準面１２と接触するまで
、ステージの凹部を湾曲させる。例えば、図６のＭＥＭＳ位置決め装置のステー
ジの端部は、全厚さがあることが好ましく、Ｚ用アクチュエータが動作すると、
ステージの凹部が曲げられ、これによりステージの端部を下側に反らせて基準面
と接触させ、Ｚ用アクチュエータがさらに動作すると、ステージの残りの部分を
上側に持ち上げる。図８を参照のこと。このため、ステージによって運ばれたど
のような対象物も、コントロールされた方法で上方に持ち上げられる。
【００４０】 図６の実施形態では、各Ｚ用アクチュエータ５０の第１および第２の層の間を
通過する単一のヒータ５６を示しているが、所望する場合、各Ｚ用アクチュエー
タは別々のヒータを備えることができる。このため、Ｚ用アクチュエータを加熱
することによって、種々の量で動作させることができる。ステージ１６の第１の
主面１６ａ、すなわち、ステージの下側の面を通って開口する凹部１６ｃを備え
ることに加えて、図６に示すように、ステージは１つ以上の開口部１６ｆを定め
て、ステージの柔軟性をさらに増加させることができる。
【００４１】 ステージ１６をＸ，ＹおよびＺ方向にコントロールして動作させた結果、本発
明のＭＥＭＳ位置決め装置１０は、ステージ上に乗せた対象物を精密にコントロ
ールしかつ信頼性の高い方法で正確に位置決めできる。例えば、このＭＥＭＳ位
置決め装置は、対象物を０．２ミクロン内で整列させることができる。このため
、このＭＥＭＳ位置決め装置は、ミクロ位置決めの用途、微生物試験体の取扱い
、光ファイバーの位置合わせなどの種々の用途に使用できる。光ファイバーの位
置合わせの用途に関しては、図５および図６に示すように、ステージは光ファイ
バーを受け入れ確実に保持するための、典型的にはＶ字形の溝である溝６０を定
めることがきる。これにより、ステージを動作させると、光ファイバーを同様に
動作させることもできる。従って、ＭＥＭＳ位置決め装置は、単一モードの光フ
ァイバーなどのレーザダイオードまたは別の光学素子が付いた光ファイバーを精
密に整列させることができる。
【００４２】 図９に示すように、多数の対象物を同時に整列させるために、多数のＭＥＭＳ
位置決め装置１０を単一の基板上に形成することができる。例えば、多数のＭＥ
ＭＳ位置決め装置は、それぞれレーザダイオードまたは光学素子が付いた複数の
光ファイバーを整列させることができる。図９に示すように、好ましくは、基板
に関して固定した位置６２に、レーザダイオードまたは別の光学素子を取り付け
ることもできる。ＭＥＭＳ位置決め装置を製造する前に、レーザダイオードまた
は他の光学素子を取り付ける位置を定めることによって、各ＭＥＭＳ位置決め装
置をレーザダイオードまたは他の光学素子に関して通常のすなわち粗いアライメ
ントで確実に製造するために、後続の製造プロセスは参照する目的のためにあら
かじめ定めた位置を利用できる。この製造プロセスによりなされた粗いアライメ
ントによって、レーザダイオードまたは他の光学素子に関してステージによって
搬送された光ファイバーのすべての初期アライメント不良は、ＭＥＭＳ位置決め
装置の動作範囲以下、すなわち、例えば、各Ｘ，ＹおよびＺ方向で２０ミクロン
以下に確実になることが好ましい。ＭＥＭＳ位置決め装置のそれぞれのアクチュ
エータをコントロールできるように動作させることによって、ステージによって
搬送された光ファイバーを、レーザダイオードまたは他の光学素子と精密に整列
させることができる。前述したアライメントプロセスを光ファイバーの位置合わ
せに関連して説明したが、本発明のＭＥＭＳ位置決め装置は種々の他の対象物を
同様な方法で整列させることができる。
【００４３】 本発明を実施するためには必要ではないが、ステージ１６およびサポート１４
はシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）ウェーファから形成されることが好ま
しい。断面図で示すように、このＳＯＩウェーファには、単結晶の上側層、厚さ
が約０．５ミクロン〜１ミクロンの酸化物の中間層、および通常他の層よりもは
るかに厚いシリコンなどのバルク基板材料の下側層が含まれる。前述したように
、サポートは通常は基準ウェーファによって、基準面１２に固定される。
【００４４】 第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータ３０は、１９９７年９月２４日に出
願した、「Thermal Arched Beam Microelectromechanical Devices and Associa
ted Fabrication Methods」と題する同時出願の米国特許出願第08/936,598号に よって説明されたプロセスによるＳＯＩウェーファに基づいて製造されることが
好ましい。その特許で説明されたように、懸架スプリング２２と関連するアンカ
２４、接触パッド２４ａならびにＺ用アクチュエータ５０の導電性材料の第１の
層５２は、共通の電気めっきステップの間に、アーチ形ビーム３６および第１お
よび第２のＭＥＭＳアクチュエータの離間したアンカ３４と同時に製造すること
ができる。さらに、Ｚ用アクチュエータの第１および第２の層を加熱するヒータ
５６は、第１および第２のＭＥＭＳアクチュエータのヒータ３８と同時に製造す
ることが好ましい。本発明のＭＥＭＳ位置決め装置１０の構造についての結果と
して、このＭＥＭＳ位置決め装置によって与えられた精密アライメントを妥協せ
ずに、手頃で、信頼性があり、しかも再現可能な方法でこのＭＥＭＳ位置決め装
置を製造することもできる。
【００４５】 前述の説明や関連した図面の中で示した教示の利点を有する本発明の多くの変
形例や別の実施形態は、本発明に属する当業者には思いつくであろう。このため
、本発明は説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、また変形例や他
の実施形態は添付の特許請求の範囲の中に含まれると意図されることは理解され
よう。特定の用語を本願では使用したが、一般的かつ記述的な感覚でそれらを使
用しただけであり、限定する目的のためではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１つの実施形態によるＭＥＭＳ位置決め装置の平面図である。
【図１Ａ】 ライン１Ａ−１Ａに沿って切り取った、図１のＭＥＭＳ位置決め装置の一部の
断面図である。
【図２】 ライン２−２に沿って切り取った、図１のＭＥＭＳ位置決め装置のＭＥＭＳア
クチュエータの断面図である。
【図３】 ライン３−３に沿って切り取った、図１のＭＥＭＳ位置決め装置の断面図であ
る。
【図４】 動作する前の細長い舌片状部を示す、ライン４−４に沿って切り取った、図１
のＭＥＭＳ位置決め装置の断面図である。
【図５】 動作した後の細長い舌片状部を示す、ライン４−４に沿って切り取った、図１
のＭＥＭＳ位置決め装置の断面図である。
【図６】 本発明によるＭＥＭＳ位置決め装置の別の実施形態の平面図である。
【図７】 Ｚアクチュエータが動作する前の、ライン７−７に沿って切り取った、図６の
ＭＥＭＳ位置決め装置の断面図である。
【図８】 Ｚアクチュエータが動作した後の、ライン７−７に沿って切り取った、図６の
ＭＥＭＳ位置決め装置の断面図である。
【図９】 本発明の１つの実施形態による、同一基板上に製造された一対のＭＥＭＳ位置
決め装置の平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F069 AA03 BB13 BB15 GG07 JJ15 MM24 MM32 PP01 RR09 【要約の続き】 いての結果として、このＭＥＭＳ位置決め装置によって 与えられた精密アライメントを妥協せずに、手頃で、信 頼性があり、しかも再現可能な方法でこのＭＥＭＳ位置 決め装置を製造することもできる。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロ電子機械位置決め装置であって、 基準面に関して固定した位置に配置されたサポートと、 Ｘ−Ｙ平面を定め、前記サポートに隣接すると共に前記基準面の少なくとも一
    部の上に懸架されたステージと、 第１のマイクロ電子機械アクチュエータと、 を備え、前記第１のマイクロ電子機械アクチュエータが、 前記サポートに関して固定した位置に配置された離間したアクチュエータと
    、 前記離間したアクチュエータ間を張り渡すアーチ形ビームと、 前記第１のマイクロ電子機械アクチュエータが動作して前記ステージをＸ−
    Ｙ平面内で移動させるために、前記アーチ形ビームに動作上結合され、そこから
    外側に伸びるアクチュエータ部材と、 から構成されることを特徴とするマイクロ電子機械位置決め装置。
  2. 【請求項２】 前記第１のマイクロ電子機械アクチュエータが、前記アーチ
    形ビームを加熱する手段をさらに備えて、前記ビームをさらにアーチ形に曲げて
    、前記アクチュエータ部材が、前記ステージをＸ−Ｙ平面内でコントロール自在
    に位置決めすることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械位置決め装
    置。
  3. 【請求項３】 前記第１のマイクロ電子機械アクチュエータによって作られ
    た移動方向に垂直な方向のＸ−Ｙ平面内に、前記ステージを位置決めする第２の
    マイクロ電子機械アクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項１に記
    載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  4. 【請求項４】 前記ステージが、前記ステージに関して固定した位置に配置
    され、前記第１のマイクロ電子機械アクチュエータが動作すると前記アクチュエ
    ータ部材の端部が前記アンカ部材に接触するように位置決めされることを特徴と
    する請求項１に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  5. 【請求項５】 前記ステージが対向した第１および第２の主面を有すると共
    に第１の主面が基準面を向くように吊り下げられ、前記ステージの第１の主面が
    凹部を備え、かつ前記マイクロ電子機械位置決め装置が前記ステージ上に配置さ
    れ少なくとも部分的に前記ステージの前記凹部の上側にあるアクチュエータを備
    えて、前記アクチュエータの動作が前記ステージを下側の基準面に向かって曲げ
    て、これにより前記ステージをＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に移動させることを特
    徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  6. 【請求項６】 前記ステージを前記サポート上に吊り下げるために、前記サ
    ポートと前記ステージとの間に張り渡す少なくとも１つのスプリングをさらに備
    えることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  7. 【請求項７】 マイクロ電子機械位置決め装置であって、 基準面に関して固定した位置に配置されたサポートと、 対向した第１および第２の主面を有すると共にＸ−Ｙ平面を定め、前記サポー
    トに隣接すると共に前記第１の主面が前記基準面に向かうように前記基準面の少
    なくとも一部の上に吊り下げられるステージであって、前記ステージの前記第１
    の主面が凹部を備えるステージと、 前記ステージ上に配置されると共に少なくとも部分的に前記ステージの凹部の
    上側にあるアクチュエータであって、前記アクチュエータの動作が前記ステージ
    を下側の基準面に向かって曲げて、これにより前記Ｘ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に
    前記ステージを移動させるアクチュエータと、 を備えることを特徴とするマイクロ電子機械位置決め装置。
  8. 【請求項８】 前記ステージをＸ−Ｙ平面内でコントロール自在に移動させ
    るために、前記サポートに関して固定した位置に配置された少なくとも１つのマ
    イクロ電子機械アクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載
    のマイクロ電子機械位置決め装置。
  9. 【請求項９】 前記マイクロ電子機械アクチュエータが、 前記サポートに関して固定した位置に配置された離間したアンカと、 前記離間したアンカの間を張り渡すアーチ形ビームと、 前記アーチ形ビームに動作上結合され、そこから前記ステージに向かって外側
    に伸びるアクチュエータ部材と、 前記ビームをさらにアーチ形に曲げて、前記アクチュエータ部材が前記ステー
    ジをＸ−Ｙ平面内でコントロール自在に位置決めするように前記アーチ形ビーム
    を加熱する手段と、 を備えることを特徴とする請求項８に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  10. 【請求項１０】 前記ステージが細長い舌片状部を定義し、かつ前記アクチ
    ュエータが前記細長い舌片状部上に配置され、前記アクチュエータの動作によっ
    て前記細長い舌片状部が下側の基準面に向かって曲げられ、これにより前記ステ
    ージをＺ方向に移動させることを特徴とする請求項７に記載のマイクロ電子機械
    位置決め装置。
  11. 【請求項１１】 前記アクチュエータが第１および第２の層を備える熱バイ
    モルフ構造体であり、かつ前記第１の層が前記第２の層よりも大きい膨張係数を
    有することを特徴とする請求項７に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  12. 【請求項１２】 前記ステージの前記第１の面の凹部を通過して開口するい
    くつかの開口部を定めて、これにより前記ステージの柔軟性を向上させることを
    特徴とする請求項７に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  13. 【請求項１３】 前記サポートに隣接すると共に前記基準面の上方に前記ス
    テージを吊り下げるために、前記サポートと前記ステージとの間を張り渡す少な
    くとも１つのスプリングをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のマイ
    クロ電子機械位置決め装置。
  14. 【請求項１４】 マイクロ電子機械位置決め装置であって、 基準面に関して固定した位置に配置されたサポートと、 対向した第１および第２の主面を有すると共にＸ−Ｙ平面を定め、前記サポー
    トに隣接すると共に前記第１の主面が前記基準面に向かうように前記基準面の少
    なくとも一部の上に吊り下げられ、細長い舌片状部を定めるステージと、 前記ステージの前記細長い舌片状部上に配置されたアクチュエータであって、
    前記アクチュエータの動作によって前記細長い舌片状部が下側の基準面に向かっ
    て曲げられて、これにより前記Ｘ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に前記ステージを移動
    させるアクチュエータと、 を備えることを特徴とするマイクロ電子機械位置決め装置。
  15. 【請求項１５】 前記ステージをＸ−Ｙ平面内でコントロール自在に移動さ
    せるために、前記サポートに関して固定した位置に配置された少なくとも１つの
    マイクロ電子機械アクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項１４に
    記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  16. 【請求項１６】 前記マイクロ電子機械アクチュエータが、 前記サポートに関して固定した位置に配置された離間したアンカと、 前記離間したアンカの間を張り渡すアーチ形ビームと、 前記アーチ形ビームに動作上結合され、そこから前記ステージに向かって外側
    に伸びるアクチュエータ部材と、 前記ビームをさらにアーチ形に曲げて、前記アクチュエータ部材が前記ステー
    ジをＸ−Ｙ平面内でコントロール自在に位置決めするように前記アーチ形ビーム
    を加熱する手段と、 を備えることを特徴とする請求項１５に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  17. 【請求項１７】 前記ステージの前記細長い舌片状部の下側の前記第１の主
    面の一部が凹部を備え、これにより前記細長い舌片状部の柔軟性を向上させるこ
    とを特徴とする請求項１４に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  18. 【請求項１８】 前記アクチュエータが第１および第２の層を備える熱バイ
    モルフ構造体であり、かつ前記第１の層が前記第２の層よりも大きい膨張係数を
    有することを特徴とする請求項１４に記載のマイクロ電子機械位置決め装置。
  19. 【請求項１９】 前記前記アクチュエータの前記第１の層が少なくとも１つ
    のスリットを定めることを特徴とする請求項１８に記載のマイクロ電子機械位置
    決め装置。
  20. 【請求項２０】 前記サポートに隣接すると共に前記基準面の上方に前記ス
    テージを吊り下げるために、前記サポートと前記ステージとの間を張り渡す少な
    くとも１つのスプリングをさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のマ
    イクロ電子機械位置決め装置。
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