JP4493662B2 - マイクロ電気機械システム(mems)を製造するための装置 - Google Patents

マイクロ電気機械システム(mems)を製造するための装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4493662B2
JP4493662B2 JP2006549213A JP2006549213A JP4493662B2 JP 4493662 B2 JP4493662 B2 JP 4493662B2 JP 2006549213 A JP2006549213 A JP 2006549213A JP 2006549213 A JP2006549213 A JP 2006549213A JP 4493662 B2 JP4493662 B2 JP 4493662B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
assembly
mems
cavity
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006549213A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007517679A (ja
Inventor
シュナーベル、クリストファー、エム
スミス、ピーター、エー
フロールキー、ジョン、イー
ボーラント、リチャード、ピー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JP2007517679A publication Critical patent/JP2007517679A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4493662B2 publication Critical patent/JP4493662B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C3/00Assembling of devices or systems from individually processed components
    • B81C3/002Aligning microparts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49133Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with component orienting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • Y10T29/53178Chip component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53174Means to fasten electrical component to wiring board, base, or substrate
    • Y10T29/53183Multilead component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53187Multiple station assembly apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Description

本発明は、一般に、マイクロ電気機械システム(MEMS)デバイスに関し、より具体的には、現在の最先端半導体製造プロセス技術を用いて、その製造を容易にするための自動組立式MEMSの製造に関する。
MEMS技術を用いる製品は、生物医学業界、航空宇宙業界、自動車業界及び通信業界において広く普及している。従来のMEMSは、最も単純な機械を生産するためでさえ、複雑な多階層のプロセスを必要とする。MEMS市場の調査に関心がある殆どの事業体は、デバイスの試作品を作るための選択肢が制限されており、技術的な知見がほとんどないか又はまったくない。多くの場合、必要とされるプロセス及び材料は、事業体における現存のプロセスの流れに対して互換性がない。
従来のMEMSは、典型的には、片持ちアーム型(cantilever)スイッチ、膜(membrane)スイッチ、及びチューニング可能なキャパシタ構造を使用する。MEMSデバイスは、マイクロ電気機械技術を用いて製造され、電気的、機械的、又は光学的な信号の流れを制御するために用いられる。しかしながら、こうしたデバイスは、その構造及び固有の材料特性のために、従来の半導体プロセスとは別個のラインで製造することが必要になり、多くの問題を提示する。これは、通常は、互換性のない異なる材料及び処理を用い、そのために、標準的な半導体製造プロセスに統合することができないことによる。
Aksyuk他に付与された特許文献1は、支持体に取り付けられ、作動されたときに最終構造に組み立てられるようにされた複数のヒンジ取り付けプレートについて説明している。こうした方法は、可動部品がヒンジ止めされており、動かないので、本質的に、アセンブリの部品は異なる向きであってもそのままの位置で製造しなければならなくなり、複雑なMEMS構造体を作る能力は制限される。部品の数が多くなり、MEMSがより複雑になると、こうした技術はもはや実現可能ではなくなる。
米国特許第5,994,159号
現在業界で遭遇される上記の欠点を考慮すると、完全に集積化された確立された後工程(BEOL)の材料を使用して、プロセスに適合するMEMSデバイスを形成することができるプロセスの必要性がある。この結果、MEMSデバイスが、従来の後工程への追加モジュールとして、或いは相互接続部レベルとして製造される。
従って、本発明の目的は、単一の基板上に製造され、かつ、組み立てられる、より単純な構造体から、部品及び/又はサブアセンブリの多層すなわち積層体を必要とするMEMSデバイスを構築することである。
別の目的は、同じ基板上に駆動機構又は組み立て機構を設け、種々の部品を1つ又はそれ以上の多階層システムに組み立てることである。
さらに別の目的は、構築後に、こうしたアセンブリを別のアセンブリの中に又はその上に配置して、より複雑なシステムを製造することである。
さらに別の目的は、アセンブリ又はサブアセンブリを、一方の基板から別の基板に転写(transfer)して、別の方法では不可能であった、より複雑なMEMSを構築することである。
さらに別の目的は、修正されたダマシン工程を用いて、MEMS構造体を製造することである。
これら及び他の目的は、本発明において、多数の部品を単一の層に構築し、次いで、これらを組み立てて、多層又は積層デバイスを形成することにより、多階層MEMSデバイスを製造する方法を提供することによって、対処される。
複雑なMEMSデバイスに組み立てられるべき部品を含むキャリアが、共通の組み立て位置に移送される。次いで、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て、必要に応じて所定の位置に入るように解放される(リリースされる)。
組み立て区域は、キャリア内に定められた部品がキャビティ(cavity)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(リリース)を助ける。キャビティには、任意数のMEMS駆動システムにより位置決めされたキャリアによって、適切な部品が与えられる。キャビティ及びその中で組み立てられたMEMSの幾つかは、例えば、生物医学的用途において必要とされるような正確な量の材料を供給するか、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。
キャリアは、組み立てられる部品を保持し、かつ、移動させ、各々のキャリアは、1つ又は複数の部品を収容する。キャリア及びそれらに対応する部品は、最終用途に応じて、任意数の材料で作られる。SiN、SiO、Si、ポリシリコン、Al、Cu、SiGe、Ti、Ti−Ni、BPSG、及びポリイミドのようなポリマー等の、半導体製造ラインにとって普通の幾つかの材料が、こうしたデバイスに用いられる。
1つ又は複数のキャリアが、組み立てのためにそれらの部品を供給すると、部品は、最小の接続部を切断するドライ・エッチングによるか、イオンミリングによるか、加熱によるか、その幾つかの部分を溶融或いは揮発させるか、又は、キャリア内及びその部品に回路を組み込むことによって解放され、その結果リンクをヒューズのようにプログラムすること(すなわち、とばすこと)ができるようになる。従って、方向性をもつレーザによる解放もまた可能である。
次いで、組み立てられたMEMSデバイスは、そのままの位置で用いられるか、或いは別の基板に移動され、独立型デバイスとして、同様な種類の他のものに付加されるサブアセンブリとして、より複雑なシステムを形成する。こうしたデバイスの用途は、以下に限定されるものではないが、医学、バイオ技術、化学的及び生物学的な因子(agent)の検出システム、無線、自動車、及び航空宇宙産業を含む。
本明細書に組み込まれ、かつ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の現在の好ましい実施形態を示し、上述の一般的な説明及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明と併せて、本発明の原理を述べるものである。
図1は、基板5における軸又はポストとして作用する構造体110を有するキャビティ100としての組み立て区域の平面図を示す。これらのポストは、キャビティに取り付けられた位置合わせポストの形態を取ることができる。位置合わせのための他の手段は、ポストの代わりに、キャビティの側壁により与えることができる。この好ましい実施形態では、後工程で、キャビティ100が、組み立てのために、ポスト上に部品を受け入れる。部品には、ポストに対応する穴が設けられる。部品がキャビティ内に導入されるとき、キャビティ内のポストに適合している部品内の穴が、部品をキャビティ内の所定の位置に落とし込む又は降ろすのを可能にする。キャビティの側壁又はポストの垂直方向の面を傾斜させることができる。こうした傾斜は、標準的なエッチングを用いて実装されるという利点がある。キャビティがアセンブリに用いられる場合には、開口部の上部は、底部より大きいものとする。ポストが使用される場合には、ポストの上部は、底部より小さいものとする。いずれにしても、傾斜面は、部品をキャビティ内で位置合わせする能力を向上させ、部品がキャビティ内に降ろされるとき、傾斜した側壁は、部品を適切な位置に導く。
図2は、組み立て区域を、軸構造110を有するキャビティ100としてさらに示す、図1の断面図である。この場合、垂直方向の側壁が示される。
図3は、取り付け部品50を有するキャリア・アセンブリ10の平面図を示す。さらに、犠牲タブ70により部品50を保持するように働くフレーム60が示される。部品50は、組み立てられることになっており、キャリアによって組み立て区域に移送されなくてはならない多数の構造体又はデバイスを含むことができる。移送及び組み立てについては、以下においてより詳細に説明される。
キャリアが組み立てのための所定の位置に入ると、タブ70は、次に説明する方法のいずれかを用いて切り離されて、部品50を解放する。本実施例では、これら部品は、適切な軸を中心に回転させられて、組み立てられたデバイス全体を構成する他の部品との相互作用を容易にすることができるという利点がある。
タブ70は、幾つかの方法で除去できる。1つの選択肢は、すべてのタブを除去する等方性エッチングを実行することである。適切に設計されたタブは、典型的には、大きなアスペクト比を有して、残存する部品に悪影響を与えることなく、こうしたエッチングの実行を可能にする。代替的な方法は、電流が通ったときヒューズを切断する材料を用いてタブを除去するものである。この方法は、導体材料の使用を必要とするが、電流は、探針(プローブ)及び同様なものを用いて、オン・チップ回路により又はチップに接触しているオフ・チップの電流源から供給することができる。タブ除去のための3番目の選択肢は、レーザ切除によるものである。
4番目の選択肢は、タブを全て共に用いることによりディスペンスを行うものである。犠牲層15を除去する前に、キャリアと部品との間の間隙が、キャリア及び部品に対して選択的にエッチングされる材料により充填される。こうした材料は、部品をそのままの位置でキャリアに対して保持するための機械的支持を与え、キャリアが組み立てのための所定の位置に置かれると、容易にエッチングすることができる。
図4は図3の断面図を示す。そこでは犠牲層15の使用が示され、その上に(又はその中に)キャリア及びその部品が形成され、後で移送及び組み立てのために解放される。犠牲層はエッチングにより除去することができる。犠牲層が除去されると、キャリア及び部品は、異なる位置すなわち組み立て区域に自由に移送される。
図5は、多数のキャリア10、10A、10B、及び10Cが組み立て区域を取り囲む、組み立て区域100の平面図を示す。これは、部品を組み立てのために準備するのに可能な多くの構成の1つを示すに過ぎない。各々のキャリアは、順に、現在公知である任意数のMEMS技術の駆動システムにより、組み立て区域の上又は中に配置される。次いで、部品が解放されて、組み立てられたデバイスを形成する。
図6は、種々のキャリア10、10A、及び10Bが組み立て区域100を取り囲む、図5と同様な平面図を示す。これは、さらに、キャリアが組み立てのための位置に移動する幾つかの可能な機構を示す。本実施例では、静電くし型駆動装置200が、キャリアのフレーム上の噛合い歯に係合するギア250を回転させるために用いられ、これによって、キャリアを所定の位置に移動させる。これについては、次の図においてさらに示す。
駆動装置は、チップ内部の回路構成及びロジックを用いて作動されて、所定の手法(図示せず)により部品及びキャリアを逐次的に所定の位置に移動させることができる。代替的手法は、外部ソースから駆動装置を起動するものである。
図7は、肩部(ショルダー)を有するギアを表わす、図6に示す構成の側面図である。
図8は、2つの上方駆動装置により、キャリア10を組み立て区域に移動した後の、図6に示す構成を示す。キャリアをキャビティ上に移動させることは、種々の方法で行うことができる。1つの選択肢は、図7に示すような、肩部255を設けたギア250を有することである。肩部255は、キャリア10が部分的にキャビティ上に置かれた場合に、片持ち(cantilever)の様にキャリア10を支持して、このキャリアが意図しない状態でキャビティ内に落ちることがないようにする。キャリアがキャビティを十分に覆うようになると、該キャリアは、ポストが部品内の穴と位置が合うまで、これらのポストにより支持され、この時点で、キャリアは、所望の通りに、キャビティ内に落ちる。
図9は、下方の駆動システムにより、キャリア10Bが、組み立て区域100におけるキャリア10の上部に配置された後の、図8におけるような構成を示す。
図10は、キャリア10Aが組み立て区域における他のキャリアの上部に配置された後の、図9の構成を示す。この場合、くし型駆動装置260がキャリアを押し付けて、2つの右側のギア・システムに係合させ、キャリアを組み立て区域に移動させることを完了させる。
図11は、キャリア10D内の部品20D、21D、22D、23D、及び24Dを示し、これらの部品は、以下で説明される半導体プロセス技術により構築される。部品には、その中心点に穴30Dを設け、この周りを部品が回転するようにすることが有利である。示されるピン40Dもまた、半導体プロセスを用いて製造されるが、これらは、それ自体のキャリアにおいて製造されてもよい。ピン40Dは、多くの役割を果たすが、その役割には、垂直に積み重ねられた部品(図示せず)間の力の伝達、部品の安定化、及び積み重ねられたキャリア(図示せず)の位置合わせに対する補助がある。
図12は、キャリアから解放された後の、図11に表わされる部品を示す。部品は、組み立て前に解放されるようにしてもよいし、組み立て後に解放されるようにしてもよく、或いは、全く解放されなくてもよい。
図13は、以下に説明される半導体プロセス技術により製造された、キャリア10E内の部品20E、21E、22E、23E、及び24Eを示す。部品には、その中心点に穴30Eを設けて、キャリアから解放されると、この周りを部品が回転するようにすることができる。ピン40Eもまた、半導体プロセスを用いて製造されるが、これらは、それ自体のキャリアにおいて製造されてもよい。ピン40Eは、多くの役割を果たすが、その役割には、垂直に積み重ねられた部品(図示せず)間の力の伝達、部品の安定化、及び積み重ねられたキャリア(図示せず)の位置合わせに対する補助がある。部品50E上に示される穴は、図11に表わされるキャリア10D内に定められた部品のピン40Dと嵌合する。
図14は、キャリアから解放された、図13に示されるような部品を示す。部品は、組み立て前に解放されるようにしてもよいし、組み立て後に解放されるようにしてもよく、或いは、全く解放されなくてもよい。
図15は、以下に説明される半導体プロセス技術により製造された、キャリア10F内の部品20F、21F、22F、23F及び24Fを示す。部品には、その中心点に穴30Fを設けて、キャリアから解放されると、この周りを部品が回転するようにすることができる。部品50F上に示される穴は、図11に表わされるキャリア10E内に定められた部品のピン40Eと嵌合する。
図16は、キャリアから解放された、図15に示されるような部品を示す。部品は、組み立て前に解放されるようにしてもよいし、組み立て後に解放されるようにしてもよく、或いは、全く解放されなくてもよい。
図17は、キャリア10Dがキャビティ100内に位置合わせされた状態を示す。位置合わせは、部品自体の穴30Dと嵌合するキャビティ内のピン110等の内部手段により行うことができる。表わされていないが、ピン110は、さらに、キャリア自体の穴により位置合わせすることができる。位置合わせは、キャリア10Dをキャビティの側壁120と位置合わせすることによる外部手段によって行うことができる。
図18は、積み重ね後のキャリア10D、10E、及び10Fを示す。キャリア10D、10E、10Fは、図12、図14、及び図16に示す部品を所定の位置に残したまま除去することができる。キャビティ100は表わされていないが、アセンブリは、最終アセンブリ又はサブアセンブリとして、キャビティ100内に残るようにしてもよいし、或いはキャビティ100から取外してもよい。
図19は、キャリア10D、10E、10Fから取外された組み立てられた部品がキャビティ100内に残っている状態を示す。他の場所で形成された部品を使用するさらに別の工程を用いて、MEMSアセンブリを他のアセンブリ、駆動システム、及びMEMSに接続することができる。
図20は、キャビティ100の外の図19のアセンブリを示す。
本発明は、同じ基板上に駆動機構又は組み立て機構を設け、種々の部品を1つ又はそれ以上の多階層(multi−level)システムに組み立て、こうしたアセンブリを別のアセンブリの中に(又は上に)配置するので、こうした構成を最適化するためには、標準的なCMOSの製造設備特有の製造ステップを用いることを必要とする。従って、既存のCMOSの製造ステップを用いるプロセス・フローの概要が以下に説明される。
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
2.キャリア及び部品がその上で加工される犠牲層を堆積する。
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。
3.キャリア、部品、及び部品上のピンを含む層を堆積する。
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.SiO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SiO層を堆積する
e.通常のフォトリソグラフィをSiO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
4.犠牲層を除去して、部品がまだキャリアに取り付けられている状態で、該キャリアを解放する。露出された酸化性材料がない場合には、こうした材料は、酸素プラズマへの露出により除去される。有機材料の除去中に露出される酸化性材料がある場合には、H/CO/CO/N型のプラズマ除去を用いることができる。当業者であれば、反応性イオン・エッチングの際、こうしたガス混合を容易に認識するであろう。
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.Oプラズマを用いて、部品の最終的な解放を実行する
5.組み立て目的のために駆動機構を起動させる。
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。
6.アセンブリをキャビティ内に残しながら、部品をキャリアから解放する。
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。
上記の説明を読むことにより、当業者であれば、本発明の多くの変更及び修正が明らかであろうが、例示目的のために示され、述べられた特定の実施形態は、制限するものとして考慮することを意図するものではないことを理解すべきである。従って、好ましい実施形態の詳細に対する説明は、本発明にとって必要不可欠であるとみなされる特徴のみを挙げる特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
本発明は、繊細な部品、特にMEMSデバイスの移送において幅広い利用可能性を見出し、生物医学業界、航空宇宙業界、自動車業界及び通信業界において広範囲の用途がある。
本発明による組み立て区域の平面図である。 本発明による組み立て区域の断面図である。 組み立てられるべき部品を移送するキャリアの平面図である。 組み立てられるべき部品を移送するキャリアの断面図である。 組み立て区域の周りに配置された部品を含むキャリアの第1の実施形態を示す。 駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成を示す。 肩部を有するギアを表わす、図6に示す構成の側面図である。 駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成の実施形態を示す。 駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成の実施形態を示す。 駆動システム及び組み立てシーケンスを含む、部品が搭載されたキャリアの構成の実施形態を示す。 ギア及びスペーサを有するキャリアの斜視図を示す。 キャリアから解放された後の、図11に示すものと同じ部品を示す。 垂直方向の位置合わせ及び組み立てのため及び組み立てられた部品を通る垂直方向の運動伝達のための接続ピンとソケットを追加的に示す。 図13の部品をキャリアから切り離した状態で示す。 部品が搭載されたキャリアの第2の実施形態を示す。 キャリアから解放された後の、図15からの部品を示す。 部品が搭載されたキャリアが組み立て区域に位置合わせされた状態を示す。 組み立て段階中に現れる、複数の積み重ねられたキャリアを示す。 最初に解放され、次いで組み立てられる部品を組み立て区域とともに示す。 最初に解放され、次いで組み立てられる部品を組み立て区域なしで示す。

Claims (12)

  1. 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、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、マイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  2. 前記機械的タブ(70)が、等方性エッチング、前記タブの機械的破壊を生じさせる電流、及びレーザ切除のいずれかの方法によって除去される、請求項に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  3. 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又は2に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  4. 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又は2に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  5. 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又は2に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  6. 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又は2に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  7. 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又は2に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  8. 前記移送手段が駆動手段により制御される、請求項1又は2に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  9. 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、請求項に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  10. 前記ギアが前記キャリア上の噛み合い歯に係合する、請求項に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  11. 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10に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
  12. 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11に記載のマイクロ電気機械システム(MEMS)の組立装置
JP2006549213A 2004-01-15 2004-01-15 マイクロ電気機械システム(mems)を製造するための装置 Expired - Fee Related JP4493662B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2004/000987 WO2005079128A1 (en) 2004-01-15 2004-01-15 Micro-electromechanical sub-assembly having an on-chip transfer mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007517679A JP2007517679A (ja) 2007-07-05
JP4493662B2 true JP4493662B2 (ja) 2010-06-30

Family

ID=34862300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006549213A Expired - Fee Related JP4493662B2 (ja) 2004-01-15 2004-01-15 マイクロ電気機械システム(mems)を製造するための装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7735216B2 (ja)
EP (1) EP1709847A1 (ja)
JP (1) JP4493662B2 (ja)
KR (1) KR100930178B1 (ja)
CN (1) CN1906983B (ja)
IL (1) IL176761A0 (ja)
WO (1) WO2005079128A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1709847A1 (en) * 2004-01-15 2006-10-11 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical sub-assembly having an on-chip transfer mechanism
NL1030004C2 (nl) * 2005-09-21 2007-03-22 Fico Singulation B V Inrichting en werkwijze voor het separeren van elektronische componenten.
EP1921042A1 (fr) * 2006-11-10 2008-05-14 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Procédé de fabrication de pièces de micromécanique multiniveaux en silicium et pièces ainsi obtenues
CH699109A1 (fr) * 2008-07-10 2010-01-15 Swatch Group Res & Dev Ltd Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique.
CH699110A1 (fr) * 2008-07-10 2010-01-15 Swatch Group Res & Dev Ltd Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique.
EP2189854A1 (fr) * 2008-11-21 2010-05-26 Nivarox-FAR S.A. Procédé de fabrication d'une pièce de micromécanique
DE102010004269B4 (de) 2010-01-09 2018-06-28 Micromotion Gmbh Verzahnungspaarung und Getriebe, insbesondere Exzentergetriebe, Umlaufrädergetriebe oder Spannungswellengetriebe
WO2013093108A1 (fr) * 2011-12-22 2013-06-27 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Methode de liberation d'une piece micromecanique et piece micromecanique comprenant des attaches sacrificielles
CN102769371B (zh) * 2012-07-13 2014-07-30 上海大学 基于电热驱动的步进微转动装置
CN102882307B (zh) * 2012-09-06 2015-07-01 上海大学 基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达
US9459312B2 (en) * 2013-04-10 2016-10-04 Teradyne, Inc. Electronic assembly test system
EP2799939A1 (fr) * 2013-04-30 2014-11-05 Universo S.A. Support pour le traitement de pièces de micromécanique
EP3412625A1 (fr) * 2017-06-05 2018-12-12 Nivarox-FAR S.A. Procede de fabrication d'une piece micromecanique
US11245344B2 (en) * 2018-06-07 2022-02-08 Encite Llc Micro electrostatic motor and micro mechanical force transfer devices
JP7087873B2 (ja) * 2018-09-20 2022-06-21 セイコーエプソン株式会社 時計部品の製造方法
US11456681B2 (en) * 2020-01-08 2022-09-27 Encite Llc Micro electrostatic actuated pneumatic driven motor

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724068A (en) * 1971-02-25 1973-04-03 Du Pont Semiconductor chip packaging apparatus and method
US4342090A (en) * 1980-06-27 1982-07-27 International Business Machines Corp. Batch chip placement system
JPH0191500A (ja) * 1987-01-20 1989-04-11 Ikegami Tsushinki Co Ltd チップ部品の自動装着装置
US5596229A (en) * 1989-08-11 1997-01-21 Raytheon Company Chip carrier structure
US5238174A (en) * 1991-11-15 1993-08-24 Kulicke And Soffa Investments, Inc. Smart indexing head for universal lead frame work station
JP3526625B2 (ja) * 1994-07-20 2004-05-17 松下電器産業株式会社 部品集合体とその供給装置
TW374211B (en) * 1995-08-03 1999-11-11 Ibm Machine structures fabricated of multiple microstructure layers
JP3711301B2 (ja) * 1996-05-29 2005-11-02 株式会社ルネサステクノロジ Ic着脱装置及びその着脱ヘッド
DE19709136A1 (de) 1997-03-06 1998-09-10 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Verfahren zur Herstellung und Magazinierung von Mikrobauteilen, Magazin und Montageverfahren für Mikrobauteile
JPH114832A (ja) 1997-06-18 1999-01-12 Nissho Corp 消化管自動吻合装置の補助具
JPH1112929A (ja) 1997-06-23 1999-01-19 Teijin Ltd アラミド繊維の接着処理方法
JPH1148342A (ja) * 1997-08-05 1999-02-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd マイクロマシンの製造方法
JPH11129129A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Matsushita Giken Kk 微小部品組立方法
US5955801A (en) * 1997-12-01 1999-09-21 Sandia Corporation Microfabricated microengine with constant rotation rate
US5994159A (en) * 1997-12-22 1999-11-30 Lucent Technologies, Inc. Self-assemblying micro-mechanical device
US6887615B1 (en) * 1999-07-30 2005-05-03 The Procter & Gamble Company Microvalve for controlling fluid flow
DE10009386B4 (de) * 2000-02-29 2005-09-08 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Magazin, Montagevorrichtung für Mikrobauteile und Verfahren zum Montieren von Mikrobauteilen
JP3941348B2 (ja) * 2000-07-11 2007-07-04 富士ゼロックス株式会社 微小構造体の製造方法
KR100397864B1 (ko) * 2000-09-07 2003-09-19 한국과학기술연구원 가이드를 이용한 3차원 미소구조체의 얼라인방법
US6740920B2 (en) * 2002-03-11 2004-05-25 International Business Machines Corporation Vertical MOSFET with horizontally graded channel doping
US6962514B2 (en) * 2002-08-08 2005-11-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus used in fabrication of MEMS stacks
US6960849B1 (en) * 2003-03-31 2005-11-01 Sandia Corporation Three-dimensional microelectromechanical tilting platform operated by gear-driven racks
EP1709847A1 (en) * 2004-01-15 2006-10-11 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical sub-assembly having an on-chip transfer mechanism
US7240422B2 (en) * 2004-05-11 2007-07-10 Asm Assembly Automation Ltd. Apparatus for semiconductor chip detachment
US7491567B2 (en) * 2005-11-22 2009-02-17 Honeywell International Inc. MEMS device packaging methods
DE602006019612D1 (de) * 2006-11-13 2011-02-24 Eta Sa Mft Horlogere Suisse MEMS-Mikromotor und mit diesem Mikromotor ausgerüstete Uhr

Also Published As

Publication number Publication date
KR100930178B1 (ko) 2009-12-07
EP1709847A1 (en) 2006-10-11
US20090019691A1 (en) 2009-01-22
CN1906983B (zh) 2011-07-20
KR20060124680A (ko) 2006-12-05
IL176761A0 (en) 2006-10-31
CN1906983A (zh) 2007-01-31
US7735216B2 (en) 2010-06-15
JP2007517679A (ja) 2007-07-05
WO2005079128A1 (en) 2005-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4493662B2 (ja) マイクロ電気機械システム(mems)を製造するための装置
US9938138B2 (en) MEMS device structure with a capping structure
US7182875B2 (en) Microstructures and methods of fabrication thereof
JP4837284B2 (ja) 分子のふるい分け、計測、および分離を行うための多孔質膜付き微量流体装置
US6586841B1 (en) Mechanical landing pad formed on the underside of a MEMS device
EP1351089B1 (en) Optical switch device
EP2631939A1 (en) Method for manufacturing mems device
US20090233395A1 (en) Package of MEMS device and method for fabricating the same
CA2752746C (en) Mems device with integrated via and spacer
EP1325885B1 (en) Self-aligned micro hinges
US20070001542A1 (en) Versatile system for restricting movement of MEMS structures
JP2008524835A (ja) 小型三次元装置の製造方法
Comtois Structures and techniques for implementing and packaging complex, large scale microelectromechanical systems using foundry fabrication processes
Niklaus et al. Wafer-level heterogeneous 3D integration for MEMS and NEMS
US20080299769A1 (en) Semiconductor fabrication method suitable for mems
TWI321550B (en) Micro-electromechanical sub-assembly having an on-chip transfer mechanism
Huff et al. MEMS process integration
WO2008115967A1 (en) Method of integrating mems structures and cmos structures using oxide fusion bonding
KR100404195B1 (ko) 마이크로 미러 및 그 제조방법
CN114715834A (zh) 封装结构及其制造方法
Shen Electrostatically-driven MEMS liquid-metal droplet microswitches
Burghartz Technical Briefs Marvels in MEMS Evolvement and Development—Silicon as a Micromechanical Material has been Driving More-than-Moore

Legal Events

Date Code Title Description
A072 Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072

Effective date: 20070424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100330

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4493662

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees