JP2004240423A

JP2004240423A - 写真画像処理不能な材料における形状の形成方法

Info

Publication number: JP2004240423A
Application number: JP2004021977A
Authority: JP
Inventors: Marvin Glenn Wong; マーヴィン・グレン・ウォン; Takeshi Kondo; 近藤　雄; John Ralph Lindsey; ジョン・ラルフ・リンジー
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2004-08-26
Also published as: US6747222B1

Abstract

【課題】基板上に塗布した写真画像処理不能な材料内に形状を形成する方法を提供すること。
【解決手段】基板上に塗布される写真画像処理不能な材料内の形状の下に位置することとなる基板の少なくとも一部分に第１レジストが塗布される。その後、写真画像処理不能な材料は、少なくとも第１レジストにオーバーラップするように塗布される。そして、第２レジストが、写真画像処理不能な材料の少なくとも一部分に塗布される。そして、形状が第２レジスト上にパターニングされる。そして、この部分は、第１レジストがさらされるまで砂吹きされる。そして、第１および第２レジストが取り除かれる。他の実施形態において、写真画像処理不能な材料は、チャネルプレート上に塗布され、少なくともチャネルプレートと基板との間に作動流体が封入される。
【選択図】図２３

Description

写真画像処理不能な材料における形状の形成方法における形状の形成方法に関する。

基板上に塗布した写真画像処理不能な材料（ＮｏｎｐｈｏｔｏｉｍａｇａｂｌｅＭａｔｅｒｉａｌ）内に１つ又は複数の形状を形成することがしばしば必要になる。これを実行する方法の１つは、まず、基板上に写真画像処理不能な材料を塗布し、次いで、その中に１つ又は複数の形状を定義するべく、（例えば、砂吹きによって）写真画像処理不能な材料の一部を機械的に除去する方法である。しかしながら、この方法によって写真画像処理不能な材料の一部を除去すると、ほとんどの場合に、基板の一部も共に除去される結果となる。アプリケーションによっては、これが許容可能なものも存在する。例えば、基板内にチャネルを形成する必要があり、チャネルの端部に写真画像処理不能な材料を位置合わせすることが望ましい場合には、基板上に写真画像処理不能な材料を塗布した後に、チャネルが基板内に形成されるまで、写真画像処理不能な材料と基板の両方を砂吹きすればよい。

しかし、その他のアプリケーションにおいては、基板材料の除去は不要であり、それが望ましくない場合も存在する。このようなアプリケーションにおいては、基板から写真画像処理不能な材料の一部を除去する前述の方法では、問題が発生することになる。

又、前述の方法の場合、除去手段（例：砂吹き機）と基板間における不都合な反作用によって問題が発生することもある。例えば、基板が金属製の場合に、その表面を砂吹きすると、基板又は写真画像処理不能な材料が黒くなってしまう静電放電が発生したり、或いは、最悪の場合には、写真画像処理不能な材料が溶解又は蒸発する結果となる。

又、前述の方法は、写真画像処理不能な材料内に形成する形状が既存の基板形状の上部に位置する場合にも問題となる。例えば、写真画像処理不能な材料内に形成する形状が、（１）基板上に既に塗布済みの薄い材料レイヤ、（２）基板上に既に塗布済みの厚さが慎重に制御されたレイヤ、又は（３）基板内に既に形成（或いは、基板上に既に塗布）済みのコンポーネント又はその他の形状の上部に位置する場合、その形状を砂吹き（即ち、「砂吹きによって貫通」）するのは、望ましくないであろう。

最後に、基板上に写真画像処理不能な材料を塗布した後に基板の一部と共に写真画像処理不能な材料の一部を除去することが許される場合にも、製造における後工程のために、タイミングの観点で、その塗布又は形状形成が実用性を失う場合もある。例えば、写真画像処理不能な材料を基板上に塗布した後に形成された基板チャネルを熱又は化学処理（例：アニーリング又はエッチング）する必要があるケースを想起されたい。その熱又は化学処理に対して写真画像処理不能な材料が耐えることができなければ、その材料を基板チャネルの形成と処理の前に基板上に塗布することは望ましくないであろう。

本発明の一態様は、基板上に塗布した写真画像処理不能な材料内に形状を形成する方法において実施される。この方法は、写真画像処理不能な材料内の形状の下部に位置する基板の少なくとも一部の上に第１レジストを塗布する段階を有している。次いで、この第１レジストの少なくとも一部とオーバーラップするように、写真画像処理不能な材料を塗布する。その後、この写真画像処理不能な材料の少なくとも一部の上に第２レジストを塗布し、この第２レジスト上に形状をパターニングする。次いで、その部分を第１レジストが露出するまで砂吹きする。そして、砂吹きの後に、第１及び第２レジストを除去する。

本発明の別の態様は、基板上に塗布した写真画像処理不能な材料内に新しい形状を形成しつつ基板上の既存の形状を保護する方法において実施される。この方法は、新しい形状の下部に位置することになる既存形状の少なくとも一部の上に第１レジストを塗布する段階を有している。次いで、この第１レジストの少なくとも一部とオーバーラップするように、写真画像処理不能な材料を塗布する。その後、この写真画像処理不能な材料の少なくとも一部の上に第２レジストを塗布し、この第２レジスト上に新しい形状をパターニングする。次いで、その部分を第１レジストが露出するまで砂吹きする。そして、砂吹きの後に、第１及び第２レジストを除去する。

本発明の更に別の態様は、スイッチにおいて実施される。このスイッチは、チャネルプレート内に少なくとも１つのチャネルを形成した後に、写真画像処理不能な材料内に形成する形状の下部に位置することになるチャネルの少なくとも一部の上に第１レジストを塗布することにより、製造される。次いで、この第１レジストの少なくとも一部とオーバーラップするように写真画像処理不能な材料を塗布する。その後、この写真画像処理不能な材料の少なくとも一部の上に第２レジストを塗布し、この第２レジスト上に形状をパターニングする。次いで、チャネルプレートを第１レジストが露出するまで砂吹きする。そして、砂吹きの後に、第１及び第２レジストを除去する。最後に、チャネルプレート内に形成された少なくとも１つのチャネルを基板上の少なくとも１つの形状とアライメントし、写真画像処理不能な材料により、チャネルプレートと基板間に少なくともスイッチング流体を封入する。

本発明のその他の実施例についても開示されている。

図３は、基板上に塗布した写真画像処理不能な材料内に形状を形成する方法３００を示している。この方法３００は、写真画像処理不能な材料内の形状の下部に位置することになる基板１００の少なくとも一部の上に第１レジスト４００を塗布する段階３０２から始まっている。レジスト４００は、様々な方法で塗布することが可能である。レジスト４００を塗布する方法の１つは、基板１００の表面全体にレジスト４００を塗布し（図４）、レジスト４００をパターニングした後に（３０４）、それらを現像又はエッチングによって除去することにより、レジスト４００の不要な部分を除去する方法である（３０６）（図５）。レジスト４００のパターニング方法によっては、レジスト４００の不要な部分を除去するための別個の段階は不要になる（例えば、レジスト４００のパターニングに使用するプロセスの中には、レジスト４００のパターニングにより、レジスト４００の不要な部分が分解又は蒸発するものも存在する）。

次いで、第１レジスト４００の少なくとも一部とオーバーラップするように、写真画像処理不能な材料１０２を塗布する（３０８）（図６）。一例として、写真画像処理不能な材料１０２は、スピン又はスプレーコーティングによって塗布可能である。

次に、写真画像処理不能な材料１０２の少なくとも一部の上に第２レジスト７００を塗布し（３１０）（図７）、写真画像処理不能な材料１０２内に形成する形状８００を第２レジスト７００上にパターニングする（３１２）（図８）。図８には、一例として、レジスト７００から除去する形状８００が示されている。但し、この形状８００は、形状８００のパターニングに使用するプロセス及びレジスト７００の組成に応じて、パターニングの際にレジスト７００から除去することも可能であり、或いは、除去しなくてもよい。形状８００をレジスト７００から除去しない場合には、別途に除去可能である（即ち、次の段落で説明する段階で除去することができる）。

写真画像処理不能な材料１０２内に形成する形状を第２レジスト７００内にパターニングした後に、レジスト４００が露出するまで、図８に示されている部分を砂吹きする（３１４）（図９）。尚、本明細書におけるこの「砂吹き」という用語は、対象部分に対して粒子を噴出するなんらかのプロセスを有するものと定義されている。従って、この粒子は、「砂」である必要はない。対象となる部分は、写真画像処理不能な材料１０２内に形状を適切に定義するのに十分な長さの時間にわたって砂吹きするべきであるが、その時間は、レジスト４００を「砂吹きによって貫通」するほどに長いものではない。「砂吹きによる貫通」を防止するべく調節可能な変数としては、噴出粒子のサイズ、噴出粒子の組成、噴出力、滞留時間（即ち、対象部分の一部を砂吹きする時間）、及び走査速度（即ち、どれだけ迅速に可動噴出ノズルが対象部分上を通過するか、或いは、噴出ノズルの下を可動対象部分がどれだけ迅速に通過するか）が含まれる。場合によっては、第１レジスト４００を写真画像処理不能な材料１０２よりも厚く塗布することにより、「砂吹きによる貫通」の可能性を緩和することができる。

砂吹きの後に、第１及び第２レジスト４００、７００を除去する（３１６）（図１０）。レジスト４００、７００は、一例として、エッチング又は現像プロセスを使用して除去することができる。写真画像処理不能な材料１０２の特性とレジスト４００、７００の除去に使用する１つ又は複数のプロセスによっては、レジスト４００、７００の１つ又は両方を除去する前に、写真画像処理不能な材料１０２を硬化させることが必要になる。この硬化処理は、写真画像処理不能な材料１０２を外部環境に一定時間にわたって露出させたり、写真画像処理不能な材料１０２を加熱したり、写真画像処理不能な材料１０２を適切な溶液に浸したり、或いはその他の手段により、実現することができる。必要な場合には、レジスト４００、７００を除去した後に、写真画像処理不能な材料１０２を硬化（或いは、更に硬化）させることも可能である。

図１０に示されている写真画像処理不能な材料１０２のレイヤは、一対の「隆起部」１０００を有していることに留意されたい。これらの隆起部は、（１）写真画像処理不能な材料１０２の厚さに対して第１レジスト４００の厚さを極小化したり、（２）塗布の際に（或いは、塗布した後に）写真画像処理不能な材料１０２を平坦化、研磨、及び／又は平滑化したり、或いは、（３）写真画像処理不能な材料１０２内に形成する形状８００の幅よりも多少狭い幅で第１レジスト４００を塗布することにより、その程度を緩和したり、或いは、除去することも可能である。写真画像処理不能な材料１０２の組成によっては、レジスト４００、７００を除去した後に、（例えば、研削及び研磨、又は化学的機械的平坦化によって）隆起部１０００を除去することも可能である。又、例えば、写真画像処理不能な材料１０２が、ある程度の弾力性を有する接着剤やガスケット材料である場合には、隆起部１０００を破砕したり、押し潰してしまうことも可能である。

第１及び第２レジスト４００、７００は、それらを使用するアプリケーションに応じて、様々に選択可能である。例えば、基板１００及び／又は写真画像処理不能な材料１０２の組成に応じて、レジスト４００、７００は、ポジティブ又はネガティブ、或いは、有機的又は無機的なものであってよい。又、レジスト４００、７００の組成は、同一であってもよく、異なっていてもよい。

一例として、基板１００の組成は、ガラス、セラミック、金属、又はポリマーである。図４〜図１０に示されている基板１００の表面は平坦になっているが、こうである必要はない。即ち、図１１には、内部に形成された複数のチャネル１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０を有する基板１１００が示されている。尚、以下の説明において、この「チャネル」という用語は、チャネルプレートの上部面の下部に延長する凹部を形成するあらゆる種類の溝、管、窪み、又はその他の形状として定義されている。図１１に示されているチャネルの中の１つ１１０４の断面が図１２に示されている。残りのチャネル１１０２、１１０６〜１１１０は、同一の断面を有することも可能であり、或いは、異なる形状、幅、及び／又は深さを有することもできる。図３に記述されている方法３００を図１１に示されている基板１１００に適用する場合には、基板内に形成されているチャネル１１０４の一部、全部、又はそれ以上を満たすべく、第１レジストを塗布することができる。

図３に説明されている方法に基づき、図１３には、基板上に塗布された写真画像処理不能な材料内に新しい形状を形成しつつ基板上の既存形状を保護する方法１３００が示されている。この既存形状としては、様々な形態を想定可能である。以下の説明において、この既存形状は、上部に塗布された金属レイヤ１４０６を有するチャネル１１０４である。図１４及び図１５を参照されたい。

方法１３００は、写真画像処理不能な材料内に形成される形状の下部に位置することになる既存形状１４０６の少なくとも一部の上に第１レジスト１６００を塗布する段階１３０２によって始まっている。レジスト１６００は、様々な方法で塗布することができる。レジスト１６００を塗布する方法の１つは、基板１１００の表面全体にレジスト１６００を塗布し（図１６）、レジスト１６００をパターニングした後に１３０４、現像又はエッチングによって除去することにより、レジスト１６００の不要な部分を除去する方法である（１３０６）（図１７）。レジスト１６００をパターニングする方法によっては、レジスト１６００の不要な部分を除去するための別個の段階は不要となる（例えば、レジスト１６００のパターニングに使用するプロセスの中には、レジスト１６００のパターニングにより、レジスト１６００の不要な部分が分解又は蒸発するものも存在する）。

図１７は、チャネル１１０４を満たして平坦な上部表面を有するレジスト１６００を示しているが、レジスト１６００は、この代わりに、凹状の、或いは凸状の上部表面を有することも可能である。更に、レジスト１６００は、チャネル１１０４と形状１４０６上に塗布する写真画像処理不能な材料内に形状を形成する際に保護を必要とするチャネル１１０４及び形状１４０６の部分がレジスト１６００によって覆われてさえおれば、チャネル１１０４を完全に満たす必要はない。更には、図１７には、レジスト１６００が、金属レイヤ１４０６の幅よりも狭い幅を有するものとして示されているが、この代わりに、レジスト１６００は、レイヤ１４０６の１つ又は複数のエッジを越えて延在することも可能である。しかしながら、図１７に示されているようにレジスト１６００を塗布することにより、次に塗布する写真画像処理不能な材料１８００は、金属レイヤ１４０６とオーバーラップできるようになる。これは、本明細書においてスイッチに関連して後述するように、多くの場合有利である。

レジスト１６００を塗布した後に、レジスト１６００の少なくとも一部とオーバーラップするように、写真画像処理不能な材料１８００を塗布する（１３０８）（図１８）。この写真画像処理不能な材料１８００は、一例として、スピン又はスプレーコーティングによって塗布可能である。

次に、写真画像処理不能な材料１８００の少なくとも一部の上に第２レジスト１９００を塗布し（１３１０）（図１９）、この第２レジスト１９００上に、写真画像処理不能な材料１８００内に形成する形状２０００をパターニングする（１３１２）（図２０）。図２０には、一例として、レジスト１９００から除去する形状２０００が示されている。しかしながら、この形状２０００は、形状２０００のパターニングに使用するプロセス及びレジスト１９００の組成に応じて、パターニングの際にレジスト１９００から除去することも可能であり、或いは、除去しなくてもよい。形状２０００をレジスト１９００から除去しない場合には、別途に除去可能である（即ち、次の段落で説明する段階において除去することができる）。

写真画像処理不能な材料１８００内に形成する形状を第２レジスト１９００内にパターニングした後に、レジスト１６００が露出するまで図２０に示されている部分を砂吹きする（１３１４）（図２１）。この部分は、写真画像処理不能な材料１８００内に形状を適切に定義するのに十分な時間の長さにわたって砂吹きするべきであるが、この時間は、レジスト１６００を「砂吹きによって貫通」するほどに長くはない。「砂吹きによる貫通」を防止するために調節可能な変数については、前述のとおりである。場合によっては、写真画像処理不能な材料１８００よりも厚く第１レジスト１６００を塗布することにより、「砂吹きによる貫通」の可能性を緩和することができる。

砂吹きの後に、第１及び第２レジスト１６００、１９００を除去する（１３１６）（図２２）。レジスト１６００、１９００は、一例として、エッチング又は現像プロセスを使用して除去可能である。写真画像処理不能な材料１８００の特性及びレジスト１６００、１９００の除去に使用する１つ又は複数のプロセスによっては、レジスト１６００、１９００の１つ又は両方を除去する前に、写真画像処理不能な材料１８００を硬化させることが必要になる。この硬化処理は、写真画像処理不能な材料１８００を外部環境に一定の時間にわたって露出させたり、写真画像処理不能な材料１８００を加熱したり、写真画像処理不能な材料１８００を適切な溶液に浸したり、或いはその他の手段により、実現することができる。必要な場合には、レジスト１６００、１９００を除去した後に、写真画像処理不能な材料１８００を硬化（或いは、更に硬化）させることも可能である。

図２２に示されている写真画像処理不能な材料１８００のレイヤは、一対の「隆起部」２２００を有していることに留意されたい。これらの隆起部は、図１０に示されている写真画像処理不能な材料１０２のレイヤに出現する隆起部１０００に関して前述したように、その程度を緩和することが可能である。

図２３〜図２５は、図２０〜図２２に示されている一連の断面の一変形を示している。図２３において、レジスト１９００内にパターニングされた形状２０００が右にずれている（即ち、ミスアライメントされている）ことに留意されたい。いくつかのミスアライメントや寸法誤りなどが考えられるが、図２３には、形状２０００にミスアライメント及び／又は寸法誤りが存在する場合に発生し得る顕著な変化の１つが示されている。この変化は、図２４（この図では、砂吹きにより、形状２０００が写真画像処理不能な材料１８００内に形成されている）と図２５（この図では、レジスト１６００、１９００が除去されている）を参照することにより、更に明瞭になる。図２５を参照すれば、チャネル１１０４の左側の写真画像処理不能な材料に、唇状に突出した部分が形成されていることがわかる。この唇状部を除去するべく段階を設けることは可能であるが、この代わりに、例えば、写真画像処理不能な材料１８００が、ある程度の弾力性を有する接着剤又はガスケット材料である場合には、この唇状部は、破砕するか、或いは押しつぶすことが可能である。

図３に関連して前述したように、第１及び第２レジスト１６００、１９００は、これらを使用するアプリケーションに応じて様々に選択可能である。

望ましい場合には、図２２又は図２５に示されている部分を別の部分２６００に接合することができる。

次に、液体金属マイクロスイッチ（即ち、ＬＩＭＭＳ）の製造を含む流体に基づいたスイッチの製造が図３及び図１３に示されている方法の意図する潜在的な１つのアプリケーションである場合に、これらの方法を適用可能ないくつかの模範的な流体に基づいたスイッチについて説明する。

図２７は、スイッチ２７００の第１の模範的な実施例を示している。このスイッチ２７００は、複数の空洞２７０４、２７０６、２７０８の少なくとも一部を定義するチャネルプレート１１００を有している。空洞２７０４〜２７０８の残りの部分（存在する場合）は、チャネルプレート１１００を封着する対象の基板２７０２によって定義可能である。１つ又は複数の空洞内に露出しているのは、複数の電極２７１０、２７１２、２７１４である。１つ又は複数の空洞内に保持されているスイッチング流体２７１６（例：水銀などの導電性の液体金属）は、スイッチング流体２７１６に印加される力に応答して複数の電極２７１０〜２７１４の中の少なくとも１つのペアを開閉するべく機能する。１つ又は複数の空洞内に保持されている作動流体２７１８（例：不活性ガス又は流体）は、力をスイッチング流体２７１６に印加するべく機能する。

スイッチ２７００の一実施例において、スイッチング流体２７１６に印加される力は、作動流体２７１８内における圧力の変化によってもたらされる。即ち、作動流体２７１８内の圧力変化により、スイッチング流体２７１６に圧力の変化が発生し、この結果、スイッチング流体２７１６の形状の変化、移動、分割などが引き起こされるのである。図２７においては、空洞内２７０４に保持されている作動流体２７１８の圧力によって力が印加され、図示のごとくスイッチング流体２７１６が分割されている。この状態においては、スイッチ２７００の電極の中の右側のペア２７１２、２７１４が互いに結合している。一方、空洞２７０４内に保持されている作動流体２７１８の圧力が緩和され、空洞２７０８内に保持されている作動流体２７１８の圧力が増大すると、スイッチング流体２７１６を分割及び結合させる力が印加され、この結果、電極２７１２と２７１４が分離し、電極２７１０と２７１２が結合することになる。

一例として、作動流体２７１８内の圧力変化は、作動流体２７１８を加熱する手段又は圧電ポンピング手段によって実現可能である。前者は、コンドウ（Ｋｏｎｄｏｈ）他による「電気接点ブレーカスイッチ、統合型電気接点ブレーカスイッチ、及び電気接点スイッチング法（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔＢｒｅａｋｅｒＳｗｉｔｃｈ，ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔＢｒｅａｋｅｒＳｗｉｔｃｈ，ａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣｏｎｔａｃｔＳｗｉｔｃｈｉｎｇＭｅｔｈｏｄ）」という名称の米国特許第６，３２３，４４７号明細書に記述されている。後者は、マービン・グレン・ウォン（ＭａｒｖｉｎＧｌｅｎｎＷｏｎｇ）による「圧電作動型液体金属スイッチ（ＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＡｃｔｕａｔｅｄＬｉｑｕｉｄＭｅｔａｌＳｗｉｔｃｈ）」という名称の２００２年５月２日付けの米国特許出願公開第１０／１３７，６９１号明細書に記述されている。前述の特許及び特許出願には、デュアルプッシュ／プル作動流体空洞によるスイッチング流体の移動が開示されているが、空洞からスイッチング流体に対して十分に大きなプッシュ／プル圧力変化が付与される場合には、シングルプッシュ／プル作動流体空洞でも十分であろう。このような構成においては、本明細書に開示されているチャネルプレート１１００と同様に、スイッチ用のチャネルプレートを構築することができる。

スイッチ２７００のチャネルプレート１１００は、図１１及び図１２に示されているように、内部に形成された複数のチャネル１１０２〜１１１０を有することができる。スイッチ２７００の一実施例において、チャネルプレート１１００内の第１チャネル１１０４は、スイッチング流体２７１６を保持する１つ又は複数の空洞２７０６の少なくとも一部を定義している。このスイッチング流体チャネル１１０４は、一例として、約２００ミクロンの幅、約２６００ミクロンの長さ、及び約２００ミクロンの深さを有している。

チャネルプレート１１００内には、作動流体２７１８を保持する１つ又は複数の空洞２７０４、２７０８の少なくとも一部を定義するべく、１つ又は複数の第２チャネル１１０２、１１０６を形成することができる。これらの作動流体チャネル１１０２、１１０６は、一例として、それぞれ約３５０ミクロンの幅、約１４００ミクロンの長さ、及び約３００ミクロンの深さを有している。

チャネルプレート１１００内には、スイッチング及び作動流体２７１６、２７１８を保持する空洞２７０４〜２７０８を接続する１つ又は複数の空洞の少なくとも一部を定義するべく、１つ又は複数の第３チャネル１１０８、１１１０を形成することができる。作動流体チャネル１１０２、１１０６をスイッチング流体チャネル１１０４に接続するチャネル１１０８、１１１０は、一例として、それぞれ約１００ミクロンの幅、約６００ミクロンの長さ、及び約１３０ミクロンの深さを有している。

図２７に示されているスイッチ２７００を製造するための模範的な方法２８００が図２８に示されている。この方法２８００は、チャネルプレート１１００内において少なくとも１つのチャネル１１０２〜１１１０を形成する段階２８０２から始まっている。チャネルは、チャネルプレート１１００の組成と所望のチャネル公差に応じて、機械加工、射出成形、プレス成形、スランプ成形、エッチング、レーザー研削、超音波加工、ラミネート、スタンピング、又はその他の方法でチャネルプレート１１００内に形成可能である。その後、１つ又は複数のチャネル１１０２〜１１１０上に第１レジスト１６００（図１６）を塗布する（２８０４）。チャネル１１０２〜１１１０は、図１１及び図１２に示されているように中空であるか、図１４及び図１５に示されているように被覆されているか、或いはその他の形状によって構成可能であることに留意されたい。方法２８００の次のいくつかの段階２８０６〜２８１８は、方法１３００の類似の段階１３０４〜１３１６と対応している。従って、読者は、方法１３００（図１３）に関連する前述の説明を参照されたい。最後に、チャネルプレート１１００内に形成されたチャネル１１０２〜１１１０を基板２７０２上の少なくとも１つの形状とアライメントし、写真画像処理不能な材料１８００により、チャネルプレート１１００と基板２７０２間に少なくともスイッチング流体２７１６を封入する（２８２０）。図２７に示されているように、チャネルプレート１１００と基板２７０２間に作動流体２７１８を封入することもできる。

チャネルプレート１１００上に塗布する材料１８００は、例えば、接着剤又はガスケット材料である。好適な接着剤の１つは、（日本の東京に所在する旭硝子株式会社が製造する）Ｃｙｔｏｐ（商標）である。Ｃｙｔｏｐ（商標）は、アプリケーションに応じて、２つの異なる接着促進剤パッケージで提供される。チャネルプレート１１００が無機組成を有している場合には、Ｃｙｔｏｐ（商標）の無機接着促進剤を使用すると共に、レジスト１６００の除去によってＣｙｔｏｐ（商標）又はチャネルプレート１１００が損なわれることのないように、チャネルプレート上に塗布する第１レジスト１６００をＣｙｔｏｐ（商標）及びチャネルプレート１１００とは化学的に異なるものにするべきである。同様に、チャネルプレート１１００が有機組成を有している場合には、Ｃｙｔｏｐ（商標）の有機接着促進剤を使用すると共に、レジスト１６００の除去によってＣｙｔｏｐ（商標）又はチャネルプレート１１００が損なわれることのないように、チャネルプレート１１００上に塗布する第１レジストをＣｙｔｏｐ（商標）及びチャネルプレート１１００とは化学的に異なるものにするべきである。

任意選択により、図１４及び図１５に示されているように、「シールベルト」１４０２、１４０４、１４０６を生成するべく、（例えば、シャドーマスクを介したスパッタリング又は蒸着、或いは、フォトレジストを介したエッチングによって）チャネルプレート１１００の一部を金属で被覆することができる。スイッチ流体チャネル１１０４内にシールベルト１４０２〜１４０６を生成することにより、スイッチング流体が湿潤可能な追加表面領域が提供される。この結果、スイッチング流体が取り得る様々な状態へのラッチが促進されるのみならず、スイッチング流体がその内部に閉じ込められ且つその内部でスイッチング流体が（スイッチ状態の変化の際に）容易にポンピング可能な密閉チャンバの生成を促進される。

図２７に示されているものなどのスイッチの構造と動作に関する更なる詳細については、前述のコンドウ（Ｋｏｎｄｏｈ）他による特許及びマービン・ウォン（ＭａｒｖｉｎＷｏｎｇ）による特許出願を参照されたい。

図２９は、スイッチ２９００の第２の模範的な実施例を示している。このスイッチ２９００は、複数の空洞２９０４、２９０６、２９０８の少なくとも一部を定義するチャネルプレート１１００を有している。空洞２９０４〜２９０８の残りの部分（存在する場合）は、チャネルプレート１１００を封着する対象の基板２９０２によって定義可能である。１つ又は複数の空洞内に露出しているのは、複数の湿潤可能なパッド２９１０〜２９１４である。パッド２９１０〜２９１４に湿潤可能なスイッチング流体２９１６（例：水銀などの液体金属）が１つ又は複数の空洞内に保持されている。このスイッチング流体２９１６は、スイッチング流体２９１６に印加される力に応答し、１つ又は複数の空洞を貫通する光の経路２９２０／２９２２、２９２４／２９２６を開閉するべく機能する。一例として、これらの光経路は、スイッチング流体を保持している空洞２９０６内の半透明な窓にアライメントされた導波路２９２０〜２９２６によって定義されている。光の経路２９２０／２９２２、２９２４／２９２６の遮断は、不透明なスイッチング流体２９１６によって実現することができる。１つ又は複数の空洞内に保持されている作動流体２９１８（例：不活性ガス又は液体）は、スイッチング流体２９１６に力を印加するべく機能する。

力は、図２７のスイッチング及び作動流体２９１６、２９１８に印加するのと同様に、スイッチング及び作動流体２９１６、２９１８に印加可能である。

スイッチ２９００のチャネルプレート１１００は、図１１及び図１２に示されているように、内部に形成された複数のチャネル１１０２〜１１１０を有することができる。スイッチ２９００の一実施例において、チャネルプレート１１００内の第１チャネル１１０４は、スイッチング流体２９１６を保持する１つ又は複数の空洞２９０６の少なくとも一部を定義している。

チャネルプレート１１００内には、作動流体２９１８を保持する１つ又は複数の空洞２９０４、２９０８の少なくとも一部を定義するべく、１つ又は複数の第２チャネル１１０２、１１０６を形成することができる。

チャネルプレート１１００内には、スイッチング及び作動流体２９１６、２９１８を保持する空洞２９０４〜２９０８を接続する１つ又は複数の空洞の少なくとも一部を定義するべく、１つ又は複数の第３チャネル１１０８、１１１０を形成することができる。

図２９に示されているものなどのスイッチの構造と動作に関する更なる詳細については、前述のコンドウ（Ｋｏｎｄｏｈ）他による特許とマービン・ウォン（ＭａｒｖｉｎＷｏｎｇ）の特許出願を参照されたい。又、このスイッチのチャネルプレート１１００には、前述及び図１４〜図２５に示されているように、接着剤又はガスケットレイヤ、並びにシールベルトを適用することができる。

これらのチャネルプレートの使用は、図２７及び図２９に示されているスイッチ２７００、２９００に限定されるものではなく、例えば、（１）複数の空洞の少なくとも一部を定義するチャネルプレート（その第１空洞は、チャネルプレート内に超音波加工によって形成されたチャネルによって定義されている）と、（２）１つ又は複数の空洞内に保持され、印加される力に応答して少なくとも第１及び第２スイッチ状態間で移動可能なスイッチング流体と、を有するその他の形態のスイッチにおいて実施可能である。先程引用によって本明細書に包含されたコンドウ（Ｋｏｎｄｏｈ）他による特許とマービン・ウォン（ＭａｒｖｉｎＷｏｎｇ）による特許出願には、本明細書に合致する液体金属マイクロスイッチ（ＬＩＭＭＳ）が開示されている。

以上、本発明の例示を目的とする現時点における好適な実施例について詳細に説明したが、本発明の概念は、これら以外の方法によっても様々に実施及び使用することが可能であり、従来技術によって限定される場合を除き、添付の特許請求の範囲は、このような変形をも包含するものと解釈されることを意図したものであることを理解されたい。

以下の図面には、本発明の例示を目的とする実施例が示されている。
上部に塗布された写真画像処理不能な材料を有する基板を示す図。図１に示されている基板と写真画像処理不能な材料の断面を示す図。基板上に塗布された写真画像処理不能な材料内に形状を形成する方法を示す図。基板の断面上への第１レジストの塗布を示す図。基板の断面上への第１レジストの塗布を示す図。図５の断面上への写真画像処理不能な材料の塗布を示す図。図６の断面上への第２レジストの塗布を示す図。図７の断面に示されている第２レジスト内の形状のパターニングを示す図。図８の断面に示されている写真画像処理不能な材料内の形状の形成を示す図。図９の断面に示されている第１及び第２レジストの除去を示す図。内部に形成されたチャネルを有する基板（即ち、チャネルプレート）の平面図。図１１のチャネルプレートの立面図を示す図。基板上に塗布された写真画像処理不能な材料内に新しい形状を形成しつつ基板上の既存形状を保護する方法を示す図。図１１のチャネルプレート上へのシールベルトの塗布を示す図。図１４に示されているチャネルプレートの断面を示す図。図１５の断面上への第１レジストの塗布を示す図。図１５の断面上への第１レジストの塗布を示す図。図１７の断面上への写真画像処理不能な材料の塗布を示す図。図１８の断面上への第２レジストの塗布を示す図。図１９の断面に示されている第２レジスト内の形状のパターニングを示す図。図２０の断面に示されている写真画像処理不能な材料内の形状の形成を示す図。図２１の断面に示されている第１及び第２レジストの除去を示す図。図２０〜図２２の一変形を示す図。図２０〜図２２の一変形を示す図。図２０〜図２２の一変形を示す図。図２２又は図２５に示されている部分の基板に対する接合を示す図。スイッチの第１の模範的な実施例を示す図。図２７に示されているスイッチを製造する方法を示す図。スイッチの第２の模範的な実施例を示す図。

Claims

基板上に塗布した写真画像処理不能な材料内に新しい形状を形成しつつ前記基板上の既存形状を保護する方法であって、
（ａ）前記新しい形状の下に位置することになる前記既存形状の少なくとも一部の上に第１レジストを塗布するステップと、
（ｂ）前記第１レジストの少なくとも一部とオーバーラップするように、前記写真画像処理不能な材料を塗布するステップと、
（ｃ）前記写真画像処理不能な材料の少なくとも一部の上に第２レジストを塗布するステップと、
（ｄ）前記第２レジスト上に前記新しい形状をパターニングするステップと、
（ｅ）前記第１レジストが露出するまで砂吹きするステップと、
（ｆ）前記第１及び第２レジストを除去するステップと、
を含む前記方法。
前記既存形状は金属製である請求項１に記載の方法。
前記写真画像処理不能な材料は接着剤である請求項１または請求項２に記載の方法。
前記第１レジストを塗布するステップが、
（ａ）前記第１レジストをパターニングするステップと、
（ｂ）前記第１レジストの不要な部分を除去するステップと、
を含む請求項１乃至請求項３に記載の方法。
前記第１レジストは、前記写真画像処理不能な材料よりも厚く塗布される請求項１乃至請求項４に記載の方法。
前記第１レジストは、前記第１レジストの幅が前記既存形状の幅よりも小さくなるように塗布される請求項１乃至請求項５に記載の方法。
スイッチであって、
（ａ）チャネルプレート内に、少なくとも１つのチャネルを形成するステップと、
（ｂ）写真画像処理不能な材料内に形成される形状の下部に位置することになるチャネルの少なくとも一部の上に第１レジストを塗布するステップと、
（ｃ）前記第１レジストの少なくとも一部とオーバーラップするように前記写真画像処理不能な材料を塗布するステップと、
（ｄ）前記写真画像処理不能な材料の少なくとも一部の上に第２レジストを塗布するステップと、
（ｅ）前記第２レジスト上に前記形状をパターニングするステップと、
（ｆ）前記第１レジストが露出するまで砂吹きするステップと、
（ｇ）前記第１及び第２レジストを除去するステップと、
（ｈ）前記チャネルプレート内に形成された前記少なくとも１つのチャネルを基板上の少なくとも１つの形状とアライメントし、前記写真画像処理不能な材料により、前記チャネルプレートと前記基板間に少なくともスイッチング流体を封入するステップと、
によって製造されるスイッチ。
前記写真画像処理不能な材料は接着剤である請求項７に記載のスイッチ。
前記第１レジストを塗布するチャネル表面は金属製である請求項７または請求項８に記載のスイッチ。
（ａ）前記チャネルプレート内に形成される前記少なくとも１つのチャネルは、前記スイッチング流体を保持するチャネル、作動流体を保持するチャネル、および前記作動流体を保持するチャネルを前記スイッチング流体を保持するチャネルに接続するチャネルを有し、
（ｂ）前記第１レジストは、これらのチャネルのそれぞれの少なくとも一部の上に塗布される請求項７乃至請求項９に記載のスイッチ。