JP2007517679A - オン・チップ移送機構を有するマイクロ電気機械サブアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複雑なMEMSデバイスを組み立てるための部品(50)を保持するキャリア(10)が、中央の組み立て位置に移送される。部品は、予め割り当てられた順番で積み重ねられ、後でそのキャリアから解放される。或いは、これらは、適切な位置の上に配置され、必要に応じて所定の位置に落とし込まれるように解放される。組み立て区域(100)は、キャリア内に保持された部品がキャビティ内に落とし込まれるように、キャリアの平面の下方にキャビティを含む。加熱要素が、キャビティに一体化されて、部品の解放を助ける。キャビティには、任意数のMEMS駆動システム(200、250)により移動させられる1つ又はそれ以上のキャリアによって、部品が与えられる。キャビティ及びそこで組み立てられたMEMSの幾つかは、生物医学的用途に適した正確な量の材料を要求に応じて供給するか、又は、オン・チップ実験室におけるようにそのままの位置で処理される。
【選択図】 図6
Description
1.キャビティ構造及び位置合わせ構造をパターン形成し、エッチングする。
a.Si基板を準備する
b.通常のフォトリソグラフィを用いてパターン形成する
c.通常のRIEを用いてエッチングする
d.位置合わせ構造及び側壁を傾斜させて、位置合わせを助け、静止摩擦を避けることができる
a.犠牲層はSiLK(R)、DLC、又は通常の酸化物又は金属とすることができる。(SiLK(R)とは、Dow Chemical Corp.が製造する半導体誘電体材料である。)この材料は、Porous SiLK(R)の名称でも知られる種々の組成の製品を含む。これは、ガンマ・ブチロラクトン、独自のBステージ・ポリマー、及びメシチレンで構成されたポリマー樹脂である。優先的に用いられる別の材料は、ダイヤモンド・ライク・カーボン(DLC)、すなわち、或る比率の炭素原子が、ダイヤモンドと同様に結合され、いろいろな意味でダイヤモンドと似通っているコーティングを含む非晶質炭素である。
b.厚さは、後続の部品を完全に解放することができるように、1乃至10μmである。
a.SiNを、RIE停止部として、及び付着特性のため堆積する(500乃至5000Å)
b.SiO2をベース誘電体層として堆積する
c.SiN層を堆積する
d.部品上のピンのために、任意選択でSiO2層を堆積する
e.通常のフォトリソグラフィをSiO2層及びSiN層に用いて、ピンをパターン形成し、エッチングする
f.通常のフォトリソグラフィをベース誘電体層に用いて、キャリア及び部品をパターン形成し、エッチングする
g.電気的構造体のために、ベース誘電体層をパターン形成しエッチングすることができる
i.通常のフォトリソグラフィを用いてパターン形成する
ii.通常のRIEを用いてエッチングする
iii.通常のPVDプロセスを用いてライナー・シード層を堆積する
iv.通常のCu電着を用いて充填する
v.通常のプロセスを用いてCMPを行う
vi.SiN封止層(encapsularion)を堆積する
a.SiNをエッチングして、元の解放(リリース)層を2aから露出する
b.O2プラズマを用いて、部品の最終的な解放を実行する
a.通常の移送機構を用いて、個々のキャリアが組み立てキャビティに移動される。
b.キャリアが、キャビティ内に置かれる/落とし込まれる(多くの可能性がある)、すなわち、
i.ピニオン・ギアは、キャリア両側のラック上に乗る肩部を有することができる。
ii.ラックとピニオンとを用いてキャリアがキャビティ上で駆動されるとき、部品を保持しているキャリアは、ピニオン・ギアの肩部及びピニオンの肩部の下にある基板表面により水平方向に保持される。
iii.ギアは、キャリアのラックがピニオン・ギアを越えて駆動され、キャリアの後縁がキャビティの境界内にあるように位置決めされる。
iv.その結果、キャビティのエッチング中に形成された位置合わせピンにより、キャビティの底部にキャリアが位置決めされる。
v.所望位置に達するまで、キャリアの少なくとも1つの側部が、基板の上面により上方に保持されるように、キャリアは、組み立て区域に対してオフセットされる。
a.部品をキャリアに保持しているタブを除去するのに十分な定時的ドライ・エッチングを行う。
b.キャリアは、最終アセンブリを妨害することなく、キャビティ内に残る。
Claims (23)
- 複数の部品(50)を一体的に保持する少なくとも1つのキャリア(10)と、
位置合わせ手段が設けられたキャビティを有する組み立て区域(100)と、
前記少なくとも1つのキャリア(10)を前記組み立て区域(100)に移動させるための移送手段(200、250)と、
を備えるオン・チップ・システム。 - 前記キャビティが基板内に形成され、前記部品を収める前記キャリアを前記キャビティ内の位置に導くための複数のポストが前記キャビティ内に設けられた、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記部品を前記キャビティ内の位置に導くための複数のポストが前記キャビティ内に設けられ、前記部品が、予め割り当てられた順番で積み重ねられる、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記位置合わせ手段が前記キャビティの側壁である、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記部品が、前記キャビティ内に配置された後で前記キャリアから取り外される、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記部品が、機械的タブ(70)により前記キャリアに取り付けられる、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記機械的タブ(70)が、等方性エッチングにより除去される、請求項6に記載のオン・チップ・システム。
- 前記機械的タブ(70)が、前記タブの機械的破壊を生じさせる電流により除去される、請求項6に記載のオン・チップ・システム。
- 前記機械的タブ(70)が、レーザ切除により除去される、請求項6に記載のオン・チップ・システム。
- 前記キャリア及び前記部品が作られた材料に対して選択的にエッチングされる材料を用いて、前記キャリアと前記部品との間の間隙を充填することにより、前記部品が前記キャリアに取り付けられる、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記部品が取り外された後で前記キャリアが前記組み立て区域から除去される、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記キャリアが、前記部品を取り外した後もそのままの位置に残る、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記部品及び前記組み立て区域が同時に製造され、前記キャリア及び前記部品が最初に製造された前記組み立て区域とは異なる組み立て区域において組み立てられる、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記移送手段が駆動手段により制御される、請求項1に記載のオン・チップ・システム。
- 前記駆動手段がギアに連結されたくし型駆動装置を含む、請求項14に記載のオン・チップ・システム。
- 前記ギアが前記キャリア上の噛み合い歯に係合する、請求項15に記載のオン・チップ・システム。
- 前記ギアに、前記キャリアを安定させるための肩部が設けられた、請求項16に記載のオン・チップ・システム。
- 前記肩部が、前記キャリアの両側に配置された前記噛み合い歯の上に乗る、請求項17に記載のオン・チップ・システム。
- それぞれが複数の部品を保持する複数のキャリアであって、前記部品が前記それぞれのキャリアと一体になっている、複数のキャリアと、
位置合わせ手段が設けられたキャビティを有し、前記位置合わせ手段が、前記キャリアを積み重ねるための手段をさらに含む、組み立て区域と、
前記複数のキャリアを前記組み立て区域に移動させるための少なくとも1つの移送手段と、
を備えるオン・チップ・システム。 - 前記位置合わせ手段及び前記キャビティの前記側壁が、前記キャリアの位置合わせを助けるために傾斜されている、請求項19に記載のオン・チップ・システム。
- 前記組み立てられた部品がそのままの位置で用いられる、請求項19に記載のオン・チップ・システム。
- 前記組み立てられた部品が独立型デバイスとして基板に移動される、請求項19に記載のオン・チップ・システム。
- 前記組み立てられた部品が、同様な種類のサブアセンブリに付加されるサブアセンブリとして移動される、請求項19に記載のオン・チップ・システム。
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