マイクロデバイスのパッケージング
【課題】アンチスティクション材料をマイクロデバイスに適用するための方法、ならびにアンチスティクション材料を適用されたマイクロメカニカルデバイスを提供すること。
【解決手段】マイクロデバイスにアンチスティクション材料を適用する方法であって、マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、該チャンバと流体連通する入口を介することにより、該コンテナから該封じ込められたチャンバの中に、該蒸発したアンチスティクション材料を移送することと、該蒸発したアンチスティクション材料を該マイクロデバイスの表面上に堆積させることとを包含する、方法。
【解決手段】マイクロデバイスにアンチスティクション材料を適用する方法であって、マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、該チャンバと流体連通する入口を介することにより、該コンテナから該封じ込められたチャンバの中に、該蒸発したアンチスティクション材料を移送することと、該蒸発したアンチスティクション材料を該マイクロデバイスの表面上に堆積させることとを包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロデバイスのパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
信頼性および生産性を保証することは、マイクロデバイス、例えば、集積回路およびマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）の製造に対する２つの主要な課題である。典型的に、マイクロデバイスを製造する際、複数のマイクロデバイスが半導体ウェハ上に製造される。その後、半導体ウェハは、１つ以上の個別のデバイスを含む個別のダイに分離される。マイクロデバイスの電気的および光学的な性能が、周辺環境における個別のデバイスに関する品質保証のために、しばしばテストされる。テスト目的のために、電気的および光学的な信号が、各マイクロデバイス内の回路に適切に入力される必要がある。マイクロデバイスから出力された電気的および光学的な信号は、マイクロデバイスの機能的性能を解析するために、適切に検出および測定される必要がある。マイクロデバイスは、マイクロデバイスのテストおよび出荷の間に、周辺環境における塵および汚染物質によって汚染されてはならない。マイクロデバイスのパッケージングを設計するときに、電気的および光学的な入力および出力、ならびに環境からデバイスを保護することの全てが、考慮されなければならない。したがって、所望の、かつ耐久性のあるデバイス性能を保証するために、マイクロデバイスのための改良されたパッケージングが必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
（概要）
１つの一般的な局面において、本発明は、アンチスティクション材料（ａｎｔｉ−ｓｔｉｃｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）をマイクロデバイスに適用する方法に関する。上記方法は、マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、蒸発したアンチスティクション材料をコンテナからチャンバに移送することと、蒸発したアンチスティクション材料をマイクロデバイスの表面上に堆積させることとを含んでいる。
【０００４】
別の一般的な局面において、本発明は、マイクロメカニカルシステムに関し、上記マイクロメカニカルシステムは、入口を含んだチャンバであって、上記入口は、蒸発したアンチスティクション材料がチャンバの中に入ることを可能にする、チャンバと、チャンバ内に封じ込められたマイクロデバイスであって、上記マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでいる、マイクロデバイスと、アンチスティクション材料であって、上記アンチスティクション材料は、第１のコンポーネントと第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止するために、第１のコンポーネントの表面上および第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている、アンチスティクション材料とを含んでいる。
【０００５】
システムの実装は、以下の１つ以上を含み得る。上記方法は、移送するステップの前に、チャンバの中身を排出することをさらに含んでいる。移送するステップは、蒸発したアンチスティクション材料をチャンバの中に拡散させることを含み得る。移送するステップは、コンテナの出口とチャンバの入口とを接続することにより、コンテナとチャンバとの間の流体連通を可能にすることを含み得る。移送するステップは、コンテナの出口におけるバルブを開くことを含み得る。上記方法は、移送するステップの後に、チャンバの入口を封止することをさらに含み得る。蒸発させるステップは、アンチスティクション材料を加熱することを含み得る。蒸発させるステップは、アンチスティクション材料を蒸発させることを含み得る。蒸発させるステップは、アンチスティクション材料を昇華させることを含み得る。マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含み得る。上記方法は、第１のコンポーネントの表面上または第２の可動コンポーネントの表面上に蒸発したアンチスティクション材料を堆積させることにより、第１のコンポーネントと第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止することをさらに含み得る。第２の可動コンポーネントは、傾斜するように構成されたマイクロミラープレートであり得る。チャンバは、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光のうちの少なくとも１つを透過させる窓を含み得る。アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含み得る。
【０００６】
実装はさらに、以下の利点のうちの１つ以上を含み得る。開示されているシステムおよび方法の潜在的な利点は、マイクロデバイスの製造プロセスの単純化であるという点。マイクロデバイスが半導体ウェハ上のマイクロチャンバ内に封じ込められた後に、複数のマイクロデバイスに（すなわち、インサイチュで）アンチスティクション材料が適用され得るという点。アンチスティクション材料は、コンテナ内で蒸発され得るという点。気相のアンチスティクション材料は、マイクロチャンバへの入口を介することにより、マイクロデバイスを含んでいるマイクロチャンバに移送され得るという点。マイクロデバイスの動作中に互いに接触し得るコンポーネントの間のスティクションを防止するために、マイクロデバイスの表面上に蒸発したアンチスティクション材料が堆積され得るという点。マイクロチャンバへの入口が、その後に封止され得るという点。対照的に、従来では、アンチスティクション材料は、マイクロデバイスの製造の間に、コンポーネントの表面上に堆積されていた。本発明において開示されているアンチスティクション材料のインサイチュでの適用は、デバイスの開発時間およびテスト時間を低減させ得る。
【０００７】
さらに、マイクロデバイスを封じ込めているチャンバは、中身が排出され得、同じ真空環境内に蒸発した形態のアンチスティクション材料を受容し得、全てが同じ真空環境内で封止され得る。チャンバの入り口においてバルブは一切必要とされない。このこともまた、封じ込めチャンバの設計および製造を単純化する。
【０００８】
開示されているシステムおよび方法の別の潜在的な利点は、アンチスティクション材料は、チャンバから分離されたコンテナ内で加熱および蒸発され得るという点である。したがって、マイクロデバイスおよびチャンバ内の関連する制御回路、ならびにチャンバに対する封止部材は、加熱プロセスによって影響を受け得ない。
【０００９】
開示されているシステムおよび方法の別の潜在的な利点は、マイクロデバイス内に隠されている接触エリアにアンチスティクション材料が適用され得るという点である。例えば、傾斜可能なミラープレートと基板上の着地チップとの間の接触表面は、ミラープレートの下に隠され得る。接触表面は、しばしばデバイス製造の最終段階に形成される。開示された方法およびシステムは、マイクロデバイスのその他のコンポーネントによって隠されている接触表面上にアンチスティクション材料を等方的に堆積させる方法を提供し得る。
【００１０】
本明細書に記載されているシステムおよび方法のなおもさらなる潜在的な利点は、マイクロミラーの表面に粒子が付着することを防止する点である。粒子がミラー上に着地することを防止することが防止されるときに、製造の生産性が、増大され得る。
【００１１】
本発明は、複数の実施形態に関連して、特に示され、記載されているが、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸れることなしに、形態および詳細に関する様々な変更が、本明細書になされ得ることを理解し得る。
【００１２】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１３】
（項目１）
マイクロデバイスにアンチスティクション材料を適用する方法であって、
マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、
コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、
該チャンバと流体連通する入口を介することにより、該コンテナから該封じ込められたチャンバの中に、該蒸発したアンチスティクション材料を移送することと、
該蒸発したアンチスティクション材料を該マイクロデバイスの表面上に堆積させることと
を包含する、方法。
【００１４】
（項目２）
上記移送するステップの前に、上記チャンバの中身を排出すること
をさらに包含する、項目１に記載の方法。
【００１５】
（項目３）
上記移送するステップは、上記コンテナの出口と上記チャンバの入口とを接続することにより、該コンテナと該チャンバとの間の流体連通を可能にすることを包含している、項目１に記載の方法。
【００１６】
（項目４）
上記移送するステップは、上記コンテナの上記出口におけるバルブを開くことを包含している、項目３に記載の方法。
【００１７】
（項目５）
上記移送するステップの後に、上記チャンバの上記入口を封止すること
をさらに包含する、項目３に記載の方法。
【００１８】
（項目６）
上記蒸発させるステップは、上記アンチスティクション材料を加熱することを包含している、項目１に記載の方法。
【００１９】
（項目７）
上記蒸発させるステップは、上記アンチスティクション材料を蒸発させることを包含している、項目６に記載の方法。
【００２０】
（項目８）
上記蒸発させるステップは、上記アンチスティクション材料を昇華させることを包含している、項目６に記載の方法。
【００２１】
（項目９）
上記マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでおり、
上記方法は、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上に上記蒸発したアンチスティクション材料を堆積させることにより、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止することをさらに包含している、項目１に記載の方法。
【００２２】
（項目１０）
上記第２の可動コンポーネントは、傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、項目９に記載の方法。
【００２３】
（項目１１）
上記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、項目１に記載の方法。
【００２４】
（項目１２）
入口を含んだチャンバであって、該入口は、蒸発したアンチスティクション材料が該チャンバの中に入ることを可能にする、チャンバと、
該チャンバ内に封じ込められたマイクロデバイスであって、該マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでいる、マイクロデバイスと、
アンチスティクション材料であって、該アンチスティクション材料は、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止するために、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている、アンチスティクション材料と
を備えている、マイクロメカニカルシステム。
【００２５】
（項目１３）
上記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２６】
（項目１４）
上記第１のコンポーネントの表面上または上記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている上記アンチスティクション材料は、０．３ナノメートルよりも厚い、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２７】
（項目１５）
上記第１のコンポーネントの表面上または上記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている上記アンチスティクション材料は、１．０ナノメートルよりも厚い、項目１４に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２８】
（項目１６）
上記チャンバは、少なくとも部分的に中身が排出されている、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２９】
（項目１７）
上記チャンバの上記入口は、封止されている、項目１６に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３０】
（項目１８）
上記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して、上記第１のコンポーネントに接触するように動くように構成されている、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３１】
（項目１９）
上記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３２】
（項目２０）
上記チャンバは、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光のうちの少なくとも１つを透過させる窓を含んでいる、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３３】
（摘要）
アンチスティクション材料をマイクロデバイスに適用するための方法は、マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、コンテナ内のアンチスティクション材料を蒸発させて蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、蒸発したアンチスティクション材料をコンテナからチャンバへと移送することと、蒸発したアンチスティクション材料をマイクロデバイスの表面上に堆積させることとを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（詳細な説明）
図１および図２を参照すると、マイクロデバイス２００が、基板２１０上に形成されている（ステップ２１０）。基板２１０は、半導体ウェハであり得、上記半導体ウェハは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）層のアドレッシング回路および制御回路を含んでいる。マイクロデバイス２００は、マイクロ構造を含み得、上記マイクロ構造は、入力信号に応答して、機械的運動を生成したり、あるいは電磁気的信号、音響的信号、または光学的信号を生成したりし得る。マイクロデバイスは、マイクロメカニカルエレクトリカルシステム（ＭＥＭＳ）、例えば、傾斜可能なミラー、集積回路、マイクロセンサ、マイクロアクチュエータ、および発光素子のアレイを含み得る。複数のマイクロデバイス２００が、基板２１０上に形成され得る。
【００３５】
ＭＥＭＳマイクロデバイスの一実施形態において、マイクロデバイス２００は、ヒンジコンポーネント２０６の回りで傾斜可能なミラープレート２０２を含んでいる。ヒンジコンポーネント２０６は、支柱２０５によって支持されており、上記支柱は、基板２１０に接続されている。ミラープレート２０２は、ヒンジ層２０３ｃ、スペーサ層２０３ｂ、および反射性の層２０３ａを含み得る。反射性の層は、方向２３０の入射光線を方向２４０に反射し得る。一対の電極２２１ａおよび２２１ｂが、基板２１０上のヒンジ支持フレーム２０８上に形成され得る。ミラープレート２０２の傾斜運動を停止し、ミラープレート２０２の正確な傾斜角を規定するために、一対の機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂもまた、基板２１０上に形成され得る。ヒンジ層２０３ｃは、導電性の材料から構成され得る。ヒンジ層２０３ｃと機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂとは、共通の電極２３３によって電気的に接続され得る。電極２２１ａおよび２２１ｂは、電極２３１および２３２に別々に接続され得る。基板２１０は、電極２３１〜２３３に接続された電気回路を含み得る。
【００３６】
ヒンジ層２０３ｃと電極２２１ａまたは２２１ｂとの間の電位差を生成するために、電極２３１〜２３３に電気的信号が加えられ得る。適切に設計された電圧信号は、マイクロミラープレート２０２のアレイを無傾斜方向（これは、通常は基板２１０の上表面に平行である）から傾斜させ得る静電気的トルクを生成し得る。ミラープレート２０２のアレイの傾斜は、ヒンジコンポーネント２０６に接続されたヒンジ（図示されず）における歪みと、歪みに関連した弾性復元力とを生成する。弾性復元力は、傾斜されたミラープレート２０２を無傾斜位置に引き戻す。静電気的トルクは、弾性復元力を克服し、ミラープレート２０２を傾斜させることにより、機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂのうちの１つに接触させる。機械的停止部２２２ａまたは２２２ｂと接触するときに、ミラープレート２０２の位置は、ミラープレートの「オン」位置または「オフ」位置を決定し得、反射された光の方向２４０を決定する。オプションとして、基板２１０上に形成されたマイクロデバイス２００は、マイクロデバイス２００に外部からの信号を印加し、マイクロデバイス２００の機械的運動を測定することによって、あるいはマイクロデバイス２００によって生成された出力信号を測定することによって、テストされる。
【００３７】
その後、マイクロデバイス２００は、封じ込めカバーを基板２１０に結合することによって、封じ込められ得る（ステップ１２０）。本明細書に記載されているような封じ込めは、単にデバイスをカバーするだけではなく、例えば複数の層を互いに接着するか、あるいは（切断または破断されない限り、デバイスを囲い込んでいるその他の層または部分から封じ込めが引き離され得ないような方法で）複数の層が接続されるようにすることにより、１つ以上の層の内部にマイクロデバイスを永続的に囲い込むことを言う。以下で記載されるように、封じ込めは、マイクロデバイスのパッケージングプロセスにおいて封じ込めの内部と外部との間の流体連通を可能にする入口を含み得る。入口は、封じ込めの際にマイクロデバイスを完全に囲い込むように封止され得る。その後、マイクロデバイス２００および封じ込めカバーは、個別のダイ３００にダイシングおよび切断され得、各ダイは、チャンバ２６０内に１つ以上のマイクロデバイス２００を含んでいる（ステップ１３０）。マイクロデバイスの封じ込めおよびダイシングに関する詳細は、２００６年４月２４日に出願され、「Ｍｉｃｒｏ ｄｅｖｉｃｅ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ」と題された、米国特許出願第１１／３７９，９３２号に開示されており、上記米国特許出願は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
【００３８】
マイクロデバイスに対する共通の問題は、動作の間に互いに接触するコンポーネントの間のスティクションである。例えば、ミラープレート２０２は、「オン」位置（マイクロミラープレートは、入射光を表示デバイスに配向する）および「オフ」位置（マイクロミラープレートは、入射光を表示デバイスから離れるように配向する）に傾斜し得る。ミラープレート２０２は、機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂによって、「オン」位置または「オフ」位置に停止され、これら２つの位置の間でミラープレート２０２の傾斜角を正確に規定し得る。「オン」位置または「オフ」位置に停止されたミラープレート２０２は、ミラープレート２０２と機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂとの間のスティクションを克服することが可能でなければならない。ミラープレート２０２の応答における遅延は、マイクロミラー２０２の適切な動作に影響を与え得る。
【００３９】
図３および図４を参照すると、各ダイ３００は、チャンバ２６０内に封じ込められた１つ以上のマイクロデバイス２００を含んでいる。チャンバ２６０は、カバー３１０およびスペーサ壁３２０によって規定されている。カバー３１０は、光学的信号がカバー３１０を介してマイクロデバイス２００に送信されること、あるいは光学的信号がカバー３１０を介してマイクロデバイス２００から受信されることを可能にするように、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光を透過させ得る。１つ以上の電気的接触３４０が、チャンバ２６０の外側の基板２１０上に形成され得る。電気的接触３４０は、マイクロデバイス２００に電気的信号を送信するために、あるいはマイクロデバイス２００から電気的信号を受信するために提供されている。入口３５０は、チャンバ２６０と流体連通しており、一部の実施形態では、チャンバに対して直接的に隣接している。オプションとして、ダイ３００は、チャンバ２６０内の空気またはガスを排出するために、真空環境に配置される（ステップ１４０）。デバイスは、チャンバ２６０の中身が排出された後に、例えばドライクリーンプロセスにより、掃除され得る（ステップ１５０）。
【００４０】
チャンバ２６０への入口３５０は、コンテナ３６０の出口３６５と連通するように構成されている。コンテナ３６０の出口３６５は、バルブ３７０によって開かれたり、あるいは閉じられたりし得る。コンテナ３６０は、アンチスティクション材料を含んでいる。開示されているシステムおよび方法に適合するアンチスティクション材料の例は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含み得る。
【００４１】
アンチスティクション材料が蒸気ではない形態の場合、アンチスティクション材料は、バルブ３７０が閉位置にある間、熱源３８０によって加熱される。蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０内に存在する（ステップ１６０）。加熱する前に、アンチスティクション材料は、固体状態、液体状態、または融解した重合体であり得る。このように、蒸発プロセスは、アンチスティクション材料の蒸発または昇華を含み得る。その後、コンテナ３６０の出口３６５は、チャンバ２６０の入口３５０に結合されるような方向３５５に動かされ、これにより、チャンバ２６０とコンテナ３６０との間の流体連通を可能にする。
【００４２】
蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０からチャンバ２６０に移送される（ステップ１７０）。例えば、蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０からチャンバ２６０に拡散され得る。このことは、チャンバ２６０内の低圧力のガス抜きされた環境と比べて高いコンテナ２６０内の蒸気濃度によって引き起こされ得る。蒸発したアンチスティクション材料は、冷却され、マイクロデバイス２００の表面に堆積する。例えば、図６に示されているように、アンチスティクション材料２５０は、ヒンジ層２０３ｃの下表面上に堆積され得る。アンチスティクション材料２５１ａおよび２５１ｂは、それぞれ機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂの上表面上に堆積され得る。ミラープレート２０２と機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂとの接触表面上にコートされた、アンチスティクション材料２５０、２５１ａ、および２５１ｂは、ミラープレート２０２が接触表面におけるスティクションを克服することの役に立ち得、ミラープレート２０２によるタイミングの良い傾斜応答を保証する。アンチスティクション材料はまた、反射性の層２０３ａの表面上に堆積され得る。一部の実施形態において、堆積は、アンチスティクション材料の層の厚さが光（可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光）の波長よりも遥かに短く維持されるように制御され得る。例えば、反射性の層２０３ａ上に堆積されたアンチスティクション材料の層の厚さは、１〜５０ナノメートル（すなわち、１個または数個の単層）に制御され得る。層の厚さは、例えば、コンテナ３６０が蒸気の移送の間に加熱され、バルブ３７０が開かれる時間および温度によって、制御され得る。
【００４３】
開示されたプロセスの利点は、アンチスティクション材料の蒸発がマイクロデバイスの加熱を必要としないという点である。したがって、マイクロデバイス、（ＣＭＯＳ）基板上の電気回路、ならびにチャンバ２６０の封じ込め封止部材は、加熱プロセスによって影響を受けない。
【００４４】
開示されたプロセスの別の利点は、マイクロデバイスが完全に形成された後に、接触エリア（これは、マイクロデバイス内に隠されている）に、アンチスティクション材料が適用され得るという点である。アンチスティクション材料を適用するための開示されている方法は、マイクロデバイスの製造において、追加的なステップを必要としない。例えば、ヒンジ層２０３ｃの下表面ならびに機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂの上表面は、ミラープレート２０２の下に隠されているので、アンチスティクション材料がミラープレート２０２の上から適用される場合は、容易にアクセスすることができない。したがって、ミラープレート２０２の上からアンチスティクション材料を適用することは、困難であり得る。開示された方法を用いると、蒸発したアンチスティクション材料は、マイクロデバイスのその他のコンポーネントによって隠されている接触表面上に等方的に堆積され得る。
【００４５】
その後、入口３５０は、封止される（ステップ１８０）。一部の実施形態において、入口３５０は、エポキシの封止部材を用いて封止され得る。堆積されたアンチスティクション材料を有するマイクロデバイス２００は、電気的接触３４０に電気的信号を印加するか電気的接触３４０から電気的信号を受信することにより、あるいは透明なカバー３１０を介した光通信を用いることにより、チャンバ２６０内の封じ込められた環境においてさらにテストされ得る（ステップ１９０）。開示されているシステムおよび方法に関する利点は、アンチスティクション材料の適用ならびにその後の入口３５０の封止のために、チャンバ２６０が同じ真空環境に留まり続け得るという点である。
【００４６】
一部の実施形態において、図５に示されているように、コンテナ３６０は、複数のダイ３００、３００ａ、および３００ｂ上の複数のチャンバ２６０、２６０ａ、２６０ｂに接続され得る。各ダイ３００、３００ａ、および３００ｂは、チャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂの外部からの電気的通信のために、電気的接触３４０、３４０ａ、および３４０ｂを含み得る。コンテナ３６０は、導管３９０を含んでおり、上記導管は、複数の出口３６５、３６５ａ、および３６５ｂに多重化され得る。出口３６５、３６５ａ、および３６５ｂは、チャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂにおける入口３５０、３５０ａ、および３５０ｂに接続され得、チャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂとコンテナ３６０との間の流体連通を可能にする。その後、コンテナ３６０において生成された蒸発したアンチスティクション材料は、複数のチャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂに同時に移送され得る。
【００４７】
一部の実施形態において、蒸発したアンチスティクション材料の移送は、複数のチャンバ（各チャンバは、１つ以上のマイクロデバイスを含んでいる）を含む単一の基板上で行われる。複数の出口３６５、３６５ａ、および３６５ｂは、共通の基板上の複数のチャンバの入口に合わせて整列され、共通の基板上の複数のチャンバの入口に係合され得る。蒸発したアンチスティクション材料は、チャンバならびにそれぞれの封じ込められたマイクロデバイスに移送され得る。その後、チャンバは、封止され、個別のダイ（各ダイは、１つ以上の封じ込められたマイクロデバイスを含んでいる）に切断され得る。本明細書に記載されているプロセスは、ダイレベルまたはウェハレベルのいずれかにおいて、アンチスティクション材料を適用することを可能にする。開示されたシステムおよび方法は、様々なアンチスティクション材料に適合することに留意されたい。開示されたシステムおよび方法はまた、デバイス封じ込めチャンバ、ならびに蒸発したアンチスティクション材料を保持するためのコンテナの異なる構成にも適合する。マイクロデバイスは、概して、マイクロメカニカルエレクトリカルデバイス（ＭＥＭＳ）、例えば、傾斜可能なミラー、集積回路、マイクロセンサ、マイクロアクチュエータ、および発光素子を含み得る。
【００４８】
一部の実施形態において、図７および図８を参照すると、複数のチャンバ２６０ａ〜２６０ｆが、ウェハ７００上に形成されている。各チャンバ２６０ａ〜２６０ｆは、スペーサ壁３２０ａ〜３２０ｆと、マイクロデバイス２００ａ〜２００ｆを封じ込めているカバー３１０ａ〜３１０ｆとを含んでいる。各チャンバ２６０ａ〜２６０ｆはまた、入口３５０ａ〜３５０ｆをも含み得る。各マイクロデバイス２００ａ〜２００ｆは、電気的接触３４０ａ〜３４０ｆに接続されており、上記電気的接触は、チャンバ２６０ａ〜２６０ｆの外部からの電気的通信を提供する。チャンバ２６０ａ〜２６０ｆは、複数のスペーサ壁を有しているカバーを、ウェハ７００に結合させることによって形成され得る。その後、カバーは、ウェハ７００上のエリア７１０および電気的接触３４０ａ〜３４０ｆを露出させるために、選択的に切断され得る。
【００４９】
ウェハ７００は、チャンバ２６０ａ〜２６０ｆを含んでおり、それぞれの封じ込められたマイクロデバイス２６０ａ〜２６０ｆは、アンチスティクション材料をマイクロデバイス２００ａ〜２００ｆに移送するために、チャンバ８００内に配置され得る。一部の実施形態において、ウェハは、温度が制御された基板８１０上に配置される。チャンバ８００における出口８２０は、真空ポンプに接続され得、上記真空ポンプは、バルブ８２５が開かれているときに、チャンバ８００から空気または流体を排出する。バルブ８２５が閉じられているときに、チャンバ８００内における真空状態は維持され得る。蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０において生成される。バルブ３７０が開かれているときに、蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０からチャンバ８００に移送され得る。その後、蒸発したアンチスティクション材料は、入口３５０ａ〜３５０ｆを介し、個別のチャンバ２６０ａ〜２６０ｆの中に移送され、マイクロデバイス２００ａ〜２００ｆの表面上に堆積される。アンチスティクション材料の移送が終了した後、入口３５０ａ〜３５０ｆは、エポキシ（これは、例えばディスペンサーによって、入口３５０ａ〜３５０ｆに適用され得る）によって、真空に封止され得る。
【００５０】
本明細書に記載された方法およびシステムは、ＭＥＭＳデバイスの製造に関する利点を提供し得る。製造の間に、粒子（例えば、塵または空気からのその他のゴミ）がＭＥＭＳデバイスに着地するというリスクが典型的に存在する。ＭＥＭＳデバイスの表面上（特に、マイクロミラーの表面上）の約１ミクロン以上の粒子は、デバイスが使用不能になる程度にまでも、デバイスの機能性を低減させ得る。ＭＥＭＳデバイスの表面上に粒子が着地する可能性を低減させることは、よりきれいなデバイスを形成し得る。したがって、本明細書に記載された方法およびシステムを用いると、製造の生産性が増大され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
図面は、詳細な説明と共に、本明細書に記載されている原理、デバイス、および方法を説明する役目を担っている。
【図１】図１は、マイクロデバイスにアンチスティクション材料をパッケージングおよび適用するためのフローチャートである。
【図２】図２は、例示的なマイクロデバイスの断面図である。
【図３】図３は、封じ込められたマイクロデバイスへの気相のアンチスティクション材料の移送を示している。
【図４】図４は、図３の直線Ａ−Ａに沿った封じ込められたマイクロデバイスの断面図である。
【図５】図５は、いくつかの封じ込められたマイクロデバイスへの気相のアンチスティクション材料の移送を示している。
【図６】図６は、マイクロデバイスがアンチスティクション材料を受容した後のマイクロデバイスの断面図である。
【図７】図７は、複数の封じ込められたマイクロデバイスを有するウェハを示している。
【図８】図８は、複数の封じ込められたマイクロデバイスにアンチスティクション材料を移送するためのシステムを示している。
【符号の説明】
【００５２】
２００ マイクロデバイス
２０２ ミラープレート
２３０、２４０ 方向
２０３ａ 反射性の層
２０３ｂ スペーサ層
２０３ｃ ヒンジ層
２０５ 支柱
２０６ ヒンジコンポーネント
２０８ ヒンジ支持フレーム
２１０ 基板
２２１ａ、２２１ｂ 電極
２２２ａ、２２２ｂ 機械的停止部
２３１、２３２、２３３ 電極
２６０ チャンバ
３００ ダイ
３２０ スペーサ壁
３４０ 電気的接触
３５０ 入口
３５５ 方向
３６０ コンテナ
３６５ 出口
３７０ バルブ
３８０ 熱源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロデバイスのパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
信頼性および生産性を保証することは、マイクロデバイス、例えば、集積回路およびマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）の製造に対する２つの主要な課題である。典型的に、マイクロデバイスを製造する際、複数のマイクロデバイスが半導体ウェハ上に製造される。その後、半導体ウェハは、１つ以上の個別のデバイスを含む個別のダイに分離される。マイクロデバイスの電気的および光学的な性能が、周辺環境における個別のデバイスに関する品質保証のために、しばしばテストされる。テスト目的のために、電気的および光学的な信号が、各マイクロデバイス内の回路に適切に入力される必要がある。マイクロデバイスから出力された電気的および光学的な信号は、マイクロデバイスの機能的性能を解析するために、適切に検出および測定される必要がある。マイクロデバイスは、マイクロデバイスのテストおよび出荷の間に、周辺環境における塵および汚染物質によって汚染されてはならない。マイクロデバイスのパッケージングを設計するときに、電気的および光学的な入力および出力、ならびに環境からデバイスを保護することの全てが、考慮されなければならない。したがって、所望の、かつ耐久性のあるデバイス性能を保証するために、マイクロデバイスのための改良されたパッケージングが必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
（概要）
１つの一般的な局面において、本発明は、アンチスティクション材料（ａｎｔｉ−ｓｔｉｃｔｉｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）をマイクロデバイスに適用する方法に関する。上記方法は、マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、蒸発したアンチスティクション材料をコンテナからチャンバに移送することと、蒸発したアンチスティクション材料をマイクロデバイスの表面上に堆積させることとを含んでいる。
【０００４】
別の一般的な局面において、本発明は、マイクロメカニカルシステムに関し、上記マイクロメカニカルシステムは、入口を含んだチャンバであって、上記入口は、蒸発したアンチスティクション材料がチャンバの中に入ることを可能にする、チャンバと、チャンバ内に封じ込められたマイクロデバイスであって、上記マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでいる、マイクロデバイスと、アンチスティクション材料であって、上記アンチスティクション材料は、第１のコンポーネントと第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止するために、第１のコンポーネントの表面上および第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている、アンチスティクション材料とを含んでいる。
【０００５】
システムの実装は、以下の１つ以上を含み得る。上記方法は、移送するステップの前に、チャンバの中身を排出することをさらに含んでいる。移送するステップは、蒸発したアンチスティクション材料をチャンバの中に拡散させることを含み得る。移送するステップは、コンテナの出口とチャンバの入口とを接続することにより、コンテナとチャンバとの間の流体連通を可能にすることを含み得る。移送するステップは、コンテナの出口におけるバルブを開くことを含み得る。上記方法は、移送するステップの後に、チャンバの入口を封止することをさらに含み得る。蒸発させるステップは、アンチスティクション材料を加熱することを含み得る。蒸発させるステップは、アンチスティクション材料を蒸発させることを含み得る。蒸発させるステップは、アンチスティクション材料を昇華させることを含み得る。マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含み得る。上記方法は、第１のコンポーネントの表面上または第２の可動コンポーネントの表面上に蒸発したアンチスティクション材料を堆積させることにより、第１のコンポーネントと第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止することをさらに含み得る。第２の可動コンポーネントは、傾斜するように構成されたマイクロミラープレートであり得る。チャンバは、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光のうちの少なくとも１つを透過させる窓を含み得る。アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含み得る。
【０００６】
実装はさらに、以下の利点のうちの１つ以上を含み得る。開示されているシステムおよび方法の潜在的な利点は、マイクロデバイスの製造プロセスの単純化であるという点。マイクロデバイスが半導体ウェハ上のマイクロチャンバ内に封じ込められた後に、複数のマイクロデバイスに（すなわち、インサイチュで）アンチスティクション材料が適用され得るという点。アンチスティクション材料は、コンテナ内で蒸発され得るという点。気相のアンチスティクション材料は、マイクロチャンバへの入口を介することにより、マイクロデバイスを含んでいるマイクロチャンバに移送され得るという点。マイクロデバイスの動作中に互いに接触し得るコンポーネントの間のスティクションを防止するために、マイクロデバイスの表面上に蒸発したアンチスティクション材料が堆積され得るという点。マイクロチャンバへの入口が、その後に封止され得るという点。対照的に、従来では、アンチスティクション材料は、マイクロデバイスの製造の間に、コンポーネントの表面上に堆積されていた。本発明において開示されているアンチスティクション材料のインサイチュでの適用は、デバイスの開発時間およびテスト時間を低減させ得る。
【０００７】
さらに、マイクロデバイスを封じ込めているチャンバは、中身が排出され得、同じ真空環境内に蒸発した形態のアンチスティクション材料を受容し得、全てが同じ真空環境内で封止され得る。チャンバの入り口においてバルブは一切必要とされない。このこともまた、封じ込めチャンバの設計および製造を単純化する。
【０００８】
開示されているシステムおよび方法の別の潜在的な利点は、アンチスティクション材料は、チャンバから分離されたコンテナ内で加熱および蒸発され得るという点である。したがって、マイクロデバイスおよびチャンバ内の関連する制御回路、ならびにチャンバに対する封止部材は、加熱プロセスによって影響を受け得ない。
【０００９】
開示されているシステムおよび方法の別の潜在的な利点は、マイクロデバイス内に隠されている接触エリアにアンチスティクション材料が適用され得るという点である。例えば、傾斜可能なミラープレートと基板上の着地チップとの間の接触表面は、ミラープレートの下に隠され得る。接触表面は、しばしばデバイス製造の最終段階に形成される。開示された方法およびシステムは、マイクロデバイスのその他のコンポーネントによって隠されている接触表面上にアンチスティクション材料を等方的に堆積させる方法を提供し得る。
【００１０】
本明細書に記載されているシステムおよび方法のなおもさらなる潜在的な利点は、マイクロミラーの表面に粒子が付着することを防止する点である。粒子がミラー上に着地することを防止することが防止されるときに、製造の生産性が、増大され得る。
【００１１】
本発明は、複数の実施形態に関連して、特に示され、記載されているが、当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸れることなしに、形態および詳細に関する様々な変更が、本明細書になされ得ることを理解し得る。
【００１２】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
【００１３】
（項目１）
マイクロデバイスにアンチスティクション材料を適用する方法であって、
マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、
コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、
該チャンバと流体連通する入口を介することにより、該コンテナから該封じ込められたチャンバの中に、該蒸発したアンチスティクション材料を移送することと、
該蒸発したアンチスティクション材料を該マイクロデバイスの表面上に堆積させることと
を包含する、方法。
【００１４】
（項目２）
上記移送するステップの前に、上記チャンバの中身を排出すること
をさらに包含する、項目１に記載の方法。
【００１５】
（項目３）
上記移送するステップは、上記コンテナの出口と上記チャンバの入口とを接続することにより、該コンテナと該チャンバとの間の流体連通を可能にすることを包含している、項目１に記載の方法。
【００１６】
（項目４）
上記移送するステップは、上記コンテナの上記出口におけるバルブを開くことを包含している、項目３に記載の方法。
【００１７】
（項目５）
上記移送するステップの後に、上記チャンバの上記入口を封止すること
をさらに包含する、項目３に記載の方法。
【００１８】
（項目６）
上記蒸発させるステップは、上記アンチスティクション材料を加熱することを包含している、項目１に記載の方法。
【００１９】
（項目７）
上記蒸発させるステップは、上記アンチスティクション材料を蒸発させることを包含している、項目６に記載の方法。
【００２０】
（項目８）
上記蒸発させるステップは、上記アンチスティクション材料を昇華させることを包含している、項目６に記載の方法。
【００２１】
（項目９）
上記マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでおり、
上記方法は、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上に上記蒸発したアンチスティクション材料を堆積させることにより、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止することをさらに包含している、項目１に記載の方法。
【００２２】
（項目１０）
上記第２の可動コンポーネントは、傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、項目９に記載の方法。
【００２３】
（項目１１）
上記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、項目１に記載の方法。
【００２４】
（項目１２）
入口を含んだチャンバであって、該入口は、蒸発したアンチスティクション材料が該チャンバの中に入ることを可能にする、チャンバと、
該チャンバ内に封じ込められたマイクロデバイスであって、該マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでいる、マイクロデバイスと、
アンチスティクション材料であって、該アンチスティクション材料は、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止するために、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている、アンチスティクション材料と
を備えている、マイクロメカニカルシステム。
【００２５】
（項目１３）
上記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２６】
（項目１４）
上記第１のコンポーネントの表面上または上記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている上記アンチスティクション材料は、０．３ナノメートルよりも厚い、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２７】
（項目１５）
上記第１のコンポーネントの表面上または上記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている上記アンチスティクション材料は、１．０ナノメートルよりも厚い、項目１４に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２８】
（項目１６）
上記チャンバは、少なくとも部分的に中身が排出されている、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００２９】
（項目１７）
上記チャンバの上記入口は、封止されている、項目１６に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３０】
（項目１８）
上記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して、上記第１のコンポーネントに接触するように動くように構成されている、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３１】
（項目１９）
上記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３２】
（項目２０）
上記チャンバは、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光のうちの少なくとも１つを透過させる窓を含んでいる、項目１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【００３３】
（摘要）
アンチスティクション材料をマイクロデバイスに適用するための方法は、マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、コンテナ内のアンチスティクション材料を蒸発させて蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、蒸発したアンチスティクション材料をコンテナからチャンバへと移送することと、蒸発したアンチスティクション材料をマイクロデバイスの表面上に堆積させることとを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（詳細な説明）
図１および図２を参照すると、マイクロデバイス２００が、基板２１０上に形成されている（ステップ２１０）。基板２１０は、半導体ウェハであり得、上記半導体ウェハは、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）層のアドレッシング回路および制御回路を含んでいる。マイクロデバイス２００は、マイクロ構造を含み得、上記マイクロ構造は、入力信号に応答して、機械的運動を生成したり、あるいは電磁気的信号、音響的信号、または光学的信号を生成したりし得る。マイクロデバイスは、マイクロメカニカルエレクトリカルシステム（ＭＥＭＳ）、例えば、傾斜可能なミラー、集積回路、マイクロセンサ、マイクロアクチュエータ、および発光素子のアレイを含み得る。複数のマイクロデバイス２００が、基板２１０上に形成され得る。
【００３５】
ＭＥＭＳマイクロデバイスの一実施形態において、マイクロデバイス２００は、ヒンジコンポーネント２０６の回りで傾斜可能なミラープレート２０２を含んでいる。ヒンジコンポーネント２０６は、支柱２０５によって支持されており、上記支柱は、基板２１０に接続されている。ミラープレート２０２は、ヒンジ層２０３ｃ、スペーサ層２０３ｂ、および反射性の層２０３ａを含み得る。反射性の層は、方向２３０の入射光線を方向２４０に反射し得る。一対の電極２２１ａおよび２２１ｂが、基板２１０上のヒンジ支持フレーム２０８上に形成され得る。ミラープレート２０２の傾斜運動を停止し、ミラープレート２０２の正確な傾斜角を規定するために、一対の機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂもまた、基板２１０上に形成され得る。ヒンジ層２０３ｃは、導電性の材料から構成され得る。ヒンジ層２０３ｃと機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂとは、共通の電極２３３によって電気的に接続され得る。電極２２１ａおよび２２１ｂは、電極２３１および２３２に別々に接続され得る。基板２１０は、電極２３１〜２３３に接続された電気回路を含み得る。
【００３６】
ヒンジ層２０３ｃと電極２２１ａまたは２２１ｂとの間の電位差を生成するために、電極２３１〜２３３に電気的信号が加えられ得る。適切に設計された電圧信号は、マイクロミラープレート２０２のアレイを無傾斜方向（これは、通常は基板２１０の上表面に平行である）から傾斜させ得る静電気的トルクを生成し得る。ミラープレート２０２のアレイの傾斜は、ヒンジコンポーネント２０６に接続されたヒンジ（図示されず）における歪みと、歪みに関連した弾性復元力とを生成する。弾性復元力は、傾斜されたミラープレート２０２を無傾斜位置に引き戻す。静電気的トルクは、弾性復元力を克服し、ミラープレート２０２を傾斜させることにより、機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂのうちの１つに接触させる。機械的停止部２２２ａまたは２２２ｂと接触するときに、ミラープレート２０２の位置は、ミラープレートの「オン」位置または「オフ」位置を決定し得、反射された光の方向２４０を決定する。オプションとして、基板２１０上に形成されたマイクロデバイス２００は、マイクロデバイス２００に外部からの信号を印加し、マイクロデバイス２００の機械的運動を測定することによって、あるいはマイクロデバイス２００によって生成された出力信号を測定することによって、テストされる。
【００３７】
その後、マイクロデバイス２００は、封じ込めカバーを基板２１０に結合することによって、封じ込められ得る（ステップ１２０）。本明細書に記載されているような封じ込めは、単にデバイスをカバーするだけではなく、例えば複数の層を互いに接着するか、あるいは（切断または破断されない限り、デバイスを囲い込んでいるその他の層または部分から封じ込めが引き離され得ないような方法で）複数の層が接続されるようにすることにより、１つ以上の層の内部にマイクロデバイスを永続的に囲い込むことを言う。以下で記載されるように、封じ込めは、マイクロデバイスのパッケージングプロセスにおいて封じ込めの内部と外部との間の流体連通を可能にする入口を含み得る。入口は、封じ込めの際にマイクロデバイスを完全に囲い込むように封止され得る。その後、マイクロデバイス２００および封じ込めカバーは、個別のダイ３００にダイシングおよび切断され得、各ダイは、チャンバ２６０内に１つ以上のマイクロデバイス２００を含んでいる（ステップ１３０）。マイクロデバイスの封じ込めおよびダイシングに関する詳細は、２００６年４月２４日に出願され、「Ｍｉｃｒｏ ｄｅｖｉｃｅ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ」と題された、米国特許出願第１１／３７９，９３２号に開示されており、上記米国特許出願は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
【００３８】
マイクロデバイスに対する共通の問題は、動作の間に互いに接触するコンポーネントの間のスティクションである。例えば、ミラープレート２０２は、「オン」位置（マイクロミラープレートは、入射光を表示デバイスに配向する）および「オフ」位置（マイクロミラープレートは、入射光を表示デバイスから離れるように配向する）に傾斜し得る。ミラープレート２０２は、機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂによって、「オン」位置または「オフ」位置に停止され、これら２つの位置の間でミラープレート２０２の傾斜角を正確に規定し得る。「オン」位置または「オフ」位置に停止されたミラープレート２０２は、ミラープレート２０２と機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂとの間のスティクションを克服することが可能でなければならない。ミラープレート２０２の応答における遅延は、マイクロミラー２０２の適切な動作に影響を与え得る。
【００３９】
図３および図４を参照すると、各ダイ３００は、チャンバ２６０内に封じ込められた１つ以上のマイクロデバイス２００を含んでいる。チャンバ２６０は、カバー３１０およびスペーサ壁３２０によって規定されている。カバー３１０は、光学的信号がカバー３１０を介してマイクロデバイス２００に送信されること、あるいは光学的信号がカバー３１０を介してマイクロデバイス２００から受信されることを可能にするように、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光を透過させ得る。１つ以上の電気的接触３４０が、チャンバ２６０の外側の基板２１０上に形成され得る。電気的接触３４０は、マイクロデバイス２００に電気的信号を送信するために、あるいはマイクロデバイス２００から電気的信号を受信するために提供されている。入口３５０は、チャンバ２６０と流体連通しており、一部の実施形態では、チャンバに対して直接的に隣接している。オプションとして、ダイ３００は、チャンバ２６０内の空気またはガスを排出するために、真空環境に配置される（ステップ１４０）。デバイスは、チャンバ２６０の中身が排出された後に、例えばドライクリーンプロセスにより、掃除され得る（ステップ１５０）。
【００４０】
チャンバ２６０への入口３５０は、コンテナ３６０の出口３６５と連通するように構成されている。コンテナ３６０の出口３６５は、バルブ３７０によって開かれたり、あるいは閉じられたりし得る。コンテナ３６０は、アンチスティクション材料を含んでいる。開示されているシステムおよび方法に適合するアンチスティクション材料の例は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含み得る。
【００４１】
アンチスティクション材料が蒸気ではない形態の場合、アンチスティクション材料は、バルブ３７０が閉位置にある間、熱源３８０によって加熱される。蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０内に存在する（ステップ１６０）。加熱する前に、アンチスティクション材料は、固体状態、液体状態、または融解した重合体であり得る。このように、蒸発プロセスは、アンチスティクション材料の蒸発または昇華を含み得る。その後、コンテナ３６０の出口３６５は、チャンバ２６０の入口３５０に結合されるような方向３５５に動かされ、これにより、チャンバ２６０とコンテナ３６０との間の流体連通を可能にする。
【００４２】
蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０からチャンバ２６０に移送される（ステップ１７０）。例えば、蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０からチャンバ２６０に拡散され得る。このことは、チャンバ２６０内の低圧力のガス抜きされた環境と比べて高いコンテナ２６０内の蒸気濃度によって引き起こされ得る。蒸発したアンチスティクション材料は、冷却され、マイクロデバイス２００の表面に堆積する。例えば、図６に示されているように、アンチスティクション材料２５０は、ヒンジ層２０３ｃの下表面上に堆積され得る。アンチスティクション材料２５１ａおよび２５１ｂは、それぞれ機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂの上表面上に堆積され得る。ミラープレート２０２と機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂとの接触表面上にコートされた、アンチスティクション材料２５０、２５１ａ、および２５１ｂは、ミラープレート２０２が接触表面におけるスティクションを克服することの役に立ち得、ミラープレート２０２によるタイミングの良い傾斜応答を保証する。アンチスティクション材料はまた、反射性の層２０３ａの表面上に堆積され得る。一部の実施形態において、堆積は、アンチスティクション材料の層の厚さが光（可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光）の波長よりも遥かに短く維持されるように制御され得る。例えば、反射性の層２０３ａ上に堆積されたアンチスティクション材料の層の厚さは、１〜５０ナノメートル（すなわち、１個または数個の単層）に制御され得る。層の厚さは、例えば、コンテナ３６０が蒸気の移送の間に加熱され、バルブ３７０が開かれる時間および温度によって、制御され得る。
【００４３】
開示されたプロセスの利点は、アンチスティクション材料の蒸発がマイクロデバイスの加熱を必要としないという点である。したがって、マイクロデバイス、（ＣＭＯＳ）基板上の電気回路、ならびにチャンバ２６０の封じ込め封止部材は、加熱プロセスによって影響を受けない。
【００４４】
開示されたプロセスの別の利点は、マイクロデバイスが完全に形成された後に、接触エリア（これは、マイクロデバイス内に隠されている）に、アンチスティクション材料が適用され得るという点である。アンチスティクション材料を適用するための開示されている方法は、マイクロデバイスの製造において、追加的なステップを必要としない。例えば、ヒンジ層２０３ｃの下表面ならびに機械的停止部２２２ａおよび２２２ｂの上表面は、ミラープレート２０２の下に隠されているので、アンチスティクション材料がミラープレート２０２の上から適用される場合は、容易にアクセスすることができない。したがって、ミラープレート２０２の上からアンチスティクション材料を適用することは、困難であり得る。開示された方法を用いると、蒸発したアンチスティクション材料は、マイクロデバイスのその他のコンポーネントによって隠されている接触表面上に等方的に堆積され得る。
【００４５】
その後、入口３５０は、封止される（ステップ１８０）。一部の実施形態において、入口３５０は、エポキシの封止部材を用いて封止され得る。堆積されたアンチスティクション材料を有するマイクロデバイス２００は、電気的接触３４０に電気的信号を印加するか電気的接触３４０から電気的信号を受信することにより、あるいは透明なカバー３１０を介した光通信を用いることにより、チャンバ２６０内の封じ込められた環境においてさらにテストされ得る（ステップ１９０）。開示されているシステムおよび方法に関する利点は、アンチスティクション材料の適用ならびにその後の入口３５０の封止のために、チャンバ２６０が同じ真空環境に留まり続け得るという点である。
【００４６】
一部の実施形態において、図５に示されているように、コンテナ３６０は、複数のダイ３００、３００ａ、および３００ｂ上の複数のチャンバ２６０、２６０ａ、２６０ｂに接続され得る。各ダイ３００、３００ａ、および３００ｂは、チャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂの外部からの電気的通信のために、電気的接触３４０、３４０ａ、および３４０ｂを含み得る。コンテナ３６０は、導管３９０を含んでおり、上記導管は、複数の出口３６５、３６５ａ、および３６５ｂに多重化され得る。出口３６５、３６５ａ、および３６５ｂは、チャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂにおける入口３５０、３５０ａ、および３５０ｂに接続され得、チャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂとコンテナ３６０との間の流体連通を可能にする。その後、コンテナ３６０において生成された蒸発したアンチスティクション材料は、複数のチャンバ２６０、２６０ａ、および２６０ｂに同時に移送され得る。
【００４７】
一部の実施形態において、蒸発したアンチスティクション材料の移送は、複数のチャンバ（各チャンバは、１つ以上のマイクロデバイスを含んでいる）を含む単一の基板上で行われる。複数の出口３６５、３６５ａ、および３６５ｂは、共通の基板上の複数のチャンバの入口に合わせて整列され、共通の基板上の複数のチャンバの入口に係合され得る。蒸発したアンチスティクション材料は、チャンバならびにそれぞれの封じ込められたマイクロデバイスに移送され得る。その後、チャンバは、封止され、個別のダイ（各ダイは、１つ以上の封じ込められたマイクロデバイスを含んでいる）に切断され得る。本明細書に記載されているプロセスは、ダイレベルまたはウェハレベルのいずれかにおいて、アンチスティクション材料を適用することを可能にする。開示されたシステムおよび方法は、様々なアンチスティクション材料に適合することに留意されたい。開示されたシステムおよび方法はまた、デバイス封じ込めチャンバ、ならびに蒸発したアンチスティクション材料を保持するためのコンテナの異なる構成にも適合する。マイクロデバイスは、概して、マイクロメカニカルエレクトリカルデバイス（ＭＥＭＳ）、例えば、傾斜可能なミラー、集積回路、マイクロセンサ、マイクロアクチュエータ、および発光素子を含み得る。
【００４８】
一部の実施形態において、図７および図８を参照すると、複数のチャンバ２６０ａ〜２６０ｆが、ウェハ７００上に形成されている。各チャンバ２６０ａ〜２６０ｆは、スペーサ壁３２０ａ〜３２０ｆと、マイクロデバイス２００ａ〜２００ｆを封じ込めているカバー３１０ａ〜３１０ｆとを含んでいる。各チャンバ２６０ａ〜２６０ｆはまた、入口３５０ａ〜３５０ｆをも含み得る。各マイクロデバイス２００ａ〜２００ｆは、電気的接触３４０ａ〜３４０ｆに接続されており、上記電気的接触は、チャンバ２６０ａ〜２６０ｆの外部からの電気的通信を提供する。チャンバ２６０ａ〜２６０ｆは、複数のスペーサ壁を有しているカバーを、ウェハ７００に結合させることによって形成され得る。その後、カバーは、ウェハ７００上のエリア７１０および電気的接触３４０ａ〜３４０ｆを露出させるために、選択的に切断され得る。
【００４９】
ウェハ７００は、チャンバ２６０ａ〜２６０ｆを含んでおり、それぞれの封じ込められたマイクロデバイス２６０ａ〜２６０ｆは、アンチスティクション材料をマイクロデバイス２００ａ〜２００ｆに移送するために、チャンバ８００内に配置され得る。一部の実施形態において、ウェハは、温度が制御された基板８１０上に配置される。チャンバ８００における出口８２０は、真空ポンプに接続され得、上記真空ポンプは、バルブ８２５が開かれているときに、チャンバ８００から空気または流体を排出する。バルブ８２５が閉じられているときに、チャンバ８００内における真空状態は維持され得る。蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０において生成される。バルブ３７０が開かれているときに、蒸発したアンチスティクション材料は、コンテナ３６０からチャンバ８００に移送され得る。その後、蒸発したアンチスティクション材料は、入口３５０ａ〜３５０ｆを介し、個別のチャンバ２６０ａ〜２６０ｆの中に移送され、マイクロデバイス２００ａ〜２００ｆの表面上に堆積される。アンチスティクション材料の移送が終了した後、入口３５０ａ〜３５０ｆは、エポキシ（これは、例えばディスペンサーによって、入口３５０ａ〜３５０ｆに適用され得る）によって、真空に封止され得る。
【００５０】
本明細書に記載された方法およびシステムは、ＭＥＭＳデバイスの製造に関する利点を提供し得る。製造の間に、粒子（例えば、塵または空気からのその他のゴミ）がＭＥＭＳデバイスに着地するというリスクが典型的に存在する。ＭＥＭＳデバイスの表面上（特に、マイクロミラーの表面上）の約１ミクロン以上の粒子は、デバイスが使用不能になる程度にまでも、デバイスの機能性を低減させ得る。ＭＥＭＳデバイスの表面上に粒子が着地する可能性を低減させることは、よりきれいなデバイスを形成し得る。したがって、本明細書に記載された方法およびシステムを用いると、製造の生産性が増大され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
図面は、詳細な説明と共に、本明細書に記載されている原理、デバイス、および方法を説明する役目を担っている。
【図１】図１は、マイクロデバイスにアンチスティクション材料をパッケージングおよび適用するためのフローチャートである。
【図２】図２は、例示的なマイクロデバイスの断面図である。
【図３】図３は、封じ込められたマイクロデバイスへの気相のアンチスティクション材料の移送を示している。
【図４】図４は、図３の直線Ａ−Ａに沿った封じ込められたマイクロデバイスの断面図である。
【図５】図５は、いくつかの封じ込められたマイクロデバイスへの気相のアンチスティクション材料の移送を示している。
【図６】図６は、マイクロデバイスがアンチスティクション材料を受容した後のマイクロデバイスの断面図である。
【図７】図７は、複数の封じ込められたマイクロデバイスを有するウェハを示している。
【図８】図８は、複数の封じ込められたマイクロデバイスにアンチスティクション材料を移送するためのシステムを示している。
【符号の説明】
【００５２】
２００ マイクロデバイス
２０２ ミラープレート
２３０、２４０ 方向
２０３ａ 反射性の層
２０３ｂ スペーサ層
２０３ｃ ヒンジ層
２０５ 支柱
２０６ ヒンジコンポーネント
２０８ ヒンジ支持フレーム
２１０ 基板
２２１ａ、２２１ｂ 電極
２２２ａ、２２２ｂ 機械的停止部
２３１、２３２、２３３ 電極
２６０ チャンバ
３００ ダイ
３２０ スペーサ壁
３４０ 電気的接触
３５０ 入口
３５５ 方向
３６０ コンテナ
３６５ 出口
３７０ バルブ
３８０ 熱源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロデバイスにアンチスティクション材料を適用する方法であって、
マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、
コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、
該チャンバと流体連通する入口を介することにより、該コンテナから該封じ込められたチャンバの中に、該蒸発したアンチスティクション材料を移送することと、
該蒸発したアンチスティクション材料を該マイクロデバイスの表面上に堆積させることと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記移送するステップの前に、前記チャンバの中身を排出すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移送するステップは、前記コンテナの出口と前記チャンバの入口とを接続することにより、該コンテナと該チャンバとの間の流体連通を可能にすることを包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記移送するステップは、前記コンテナの前記出口におけるバルブを開くことを包含している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記移送するステップの後に、前記チャンバの前記入口を封止すること
をさらに包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記蒸発させるステップは、前記アンチスティクション材料を加熱することを包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記蒸発させるステップは、前記アンチスティクション材料を蒸発させることを包含している、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記蒸発させるステップは、前記アンチスティクション材料を昇華させることを包含している、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでおり、
前記方法は、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上に前記蒸発したアンチスティクション材料を堆積させることにより、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止することをさらに包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の可動コンポーネントは、傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
入口を含んだチャンバであって、該入口は、蒸発したアンチスティクション材料が該チャンバの中に入ることを可能にする、チャンバと、
該チャンバ内に封じ込められたマイクロデバイスであって、該マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでいる、マイクロデバイスと、
アンチスティクション材料であって、該アンチスティクション材料は、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止するために、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている、アンチスティクション材料と
を備えている、マイクロメカニカルシステム。
【請求項１３】
前記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１４】
前記第１のコンポーネントの表面上または前記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている前記アンチスティクション材料は、０．３ナノメートルよりも厚い、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１５】
前記第１のコンポーネントの表面上または前記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている前記アンチスティクション材料は、１．０ナノメートルよりも厚い、請求項１４に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１６】
前記チャンバは、少なくとも部分的に中身が排出されている、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１７】
前記チャンバの前記入口は、封止されている、請求項１６に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１８】
前記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して、前記第１のコンポーネントに接触するように動くように構成されている、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１９】
前記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項２０】
前記チャンバは、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光のうちの少なくとも１つを透過させる窓を含んでいる、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１】
マイクロデバイスにアンチスティクション材料を適用する方法であって、
マイクロデバイスをチャンバ内に封じ込めることと、
コンテナ内でアンチスティクション材料を蒸発させ、蒸発したアンチスティクション材料を形成することと、
該チャンバと流体連通する入口を介することにより、該コンテナから該封じ込められたチャンバの中に、該蒸発したアンチスティクション材料を移送することと、
該蒸発したアンチスティクション材料を該マイクロデバイスの表面上に堆積させることと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記移送するステップの前に、前記チャンバの中身を排出すること
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移送するステップは、前記コンテナの出口と前記チャンバの入口とを接続することにより、該コンテナと該チャンバとの間の流体連通を可能にすることを包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記移送するステップは、前記コンテナの前記出口におけるバルブを開くことを包含している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記移送するステップの後に、前記チャンバの前記入口を封止すること
をさらに包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記蒸発させるステップは、前記アンチスティクション材料を加熱することを包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記蒸発させるステップは、前記アンチスティクション材料を蒸発させることを包含している、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記蒸発させるステップは、前記アンチスティクション材料を昇華させることを包含している、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでおり、
前記方法は、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上に前記蒸発したアンチスティクション材料を堆積させることにより、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止することをさらに包含している、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の可動コンポーネントは、傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
入口を含んだチャンバであって、該入口は、蒸発したアンチスティクション材料が該チャンバの中に入ることを可能にする、チャンバと、
該チャンバ内に封じ込められたマイクロデバイスであって、該マイクロデバイスは、第１のコンポーネントと、該第１のコンポーネントに接触するように構成された第２の可動コンポーネントとを含んでいる、マイクロデバイスと、
アンチスティクション材料であって、該アンチスティクション材料は、該第１のコンポーネントと該第２の可動コンポーネントとの間のスティクションを防止するために、該第１のコンポーネントの表面上または該第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている、アンチスティクション材料と
を備えている、マイクロメカニカルシステム。
【請求項１３】
前記アンチスティクション材料は、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリクロロシラン（ＦＤＴＳ）を含んでいる、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１４】
前記第１のコンポーネントの表面上または前記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている前記アンチスティクション材料は、０．３ナノメートルよりも厚い、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１５】
前記第１のコンポーネントの表面上または前記第２の可動コンポーネントの表面上にコートされている前記アンチスティクション材料は、１．０ナノメートルよりも厚い、請求項１４に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１６】
前記チャンバは、少なくとも部分的に中身が排出されている、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１７】
前記チャンバの前記入口は、封止されている、請求項１６に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１８】
前記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して、前記第１のコンポーネントに接触するように動くように構成されている、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項１９】
前記第２の可動コンポーネントは、外部からの信号に応答して傾斜するように構成されたマイクロミラープレートである、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【請求項２０】
前記チャンバは、可視光、ＵＶ光、またはＩＲ光のうちの少なくとも１つを透過させる窓を含んでいる、請求項１２に記載のマイクロメカニカルシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２６４０２（Ｐ２００８−１２６４０２Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９６００８（Ｐ２００７−２９６００８）
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（５０６１４１５５７）スペイシャル フォトニックス， インコーポレイテッド (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（５０６１４１５５７）スペイシャル フォトニックス， インコーポレイテッド (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]