制御された雰囲気を有する電気機械的システム及びこのシステムを製造する方法
【課題】機械的構造体の適切な、向上した及び／又は最適な動作のための制御された又は制御可能な環境を含むＭＥＭＳを提供する。
【解決手段】機械的構造体の少なくとも一部の上に犠牲層を堆積させ、該犠牲層の上に第１の封止層を堆積させ、犠牲層の少なくとも一部を露出させるように第１の封止層を貫通して少なくとも１つのベントを形成し、犠牲層の少なくとも一部を除去してチャンバを形成し、少なくとも１つの比較的安定したガスをチャンバに導入し、少なくとも１つのベント上又は少なくとも１つのベント内に第２の封止層を堆積させ、これにより、チャンバをシールし、この場合、前記第２の封止層が、半導体材料である。
【解決手段】機械的構造体の少なくとも一部の上に犠牲層を堆積させ、該犠牲層の上に第１の封止層を堆積させ、犠牲層の少なくとも一部を露出させるように第１の封止層を貫通して少なくとも１つのベントを形成し、犠牲層の少なくとも一部を除去してチャンバを形成し、少なくとも１つの比較的安定したガスをチャンバに導入し、少なくとも１つのベント上又は少なくとも１つのベント内に第２の封止層を堆積させ、これにより、チャンバをシールし、この場合、前記第２の封止層が、半導体材料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械的システム及び、マイクロ電気機械的及びナノ電気機械的システムを製造するための技術；特に、１つの態様において、例えばマイクロ構造体の所定の、所望の及び／又は選択された機械的減衰を提供するために比較的安定した制御された圧力環境内に封止されたマイクロ構造体を有するマイクロ電気機械的及びナノ電気機械的システムを製造することに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電気機械的システム（"ＭＥＭＳ"）、例えばジャイロスコープ、共振器及び加速度計は、機械的構成部材をほぼマイクロエレクトロニクスに匹敵するスケールに減じるために微細加工技術（すなわち、リソグラフィ技術及びその他の精密製造技術）を使用する。ＭＥＭＳは、通常、例えば微細加工技術を使用してシリコン基板から又はシリコン基板上に製造された機械的構造体を有する。
【０００３】
繊細な機械的構造体を保護するために、ＭＥＭＳは、通常、例えば密閉してシールされた金属容器（例えば、ＴＯ−８"缶"、例えば米国特許第６３０７８１５号明細書参照）内にパッケージングされるか、又は機械的構造体を収容、収納又は被覆するためのチャンバを有する半導体又はガラス状基板に接着される（例えば、米国特許第６１４６９１７号明細書；第６３５２９３５号明細書；第６４７７９０１号明細書；及び第６５０７０８２号明細書参照）。これに関して、密閉してシールされた金属容器に関し、その内部又はその表面に機械的構造体が配置された基板は、金属容器内に配置されておりかつ金属容器に固定されている。対照的に、半導体又はガラス状基板パッケージング技術に関して、機械的構造体の基板は別の基板に接着され、これにより、接着された基板がチャンバを形成し、このチャンバ内に機械的構造体が配置されている。この形式では、機械的構造体の動作環境は制御され、構造体自体は例えば不都合な接触から保護される。
【０００４】
このような慣用のパッケージング技術を使用する場合、完成したＭＥＭＳは主にパッケージングの要求又は制限によりかなり大きくなる傾向がある。これに関して、慣用のＭＥＭＳパッケージング技術は、しばしば、小さな機械的構造体に対してかなり大きな完成した装置を製造する。金属容器内にパッケージングすることに関して、このことは、容器自体の寸法による。なぜならば、容器は機械的構造体と比較してかなり大きいからである。ＭＥＭＳが基板パッケージング技術を使用する場合、その表面又は内部に機械的構造体が配置された基板は、例えば、エポキシ、融着、ガラスフリット又は陽極技術を使用して２つの基板が接着されることを可能にする又は容易にするために、十分な縁部を有していなければならない。この縁部は、最終的なＭＥＭＳの寸法を著しく増大させる傾向がある。
【０００５】
ＭＥＭＳの動作は、ある程度、機械的構造体が収容されかつ動作しようとする環境（例えば、金属容器内の圧力）に依存する。加速度計等のＭＥＭＳは高い減衰環境においてより効果的に動作する傾向があるのに対し、ジャイロスコープ及び共振器は低い減衰環境においてより効果的に動作する傾向がある。したがって、加速度計を含む機械的構造体はしばしば高圧環境内にパッケージングされる。これに対して、ジャイロスコープ及び共振器を含む機械的構造体は、しばしば低圧環境内にパッケージング及び維持される。例えば、ジャイロスコープ及び共振器が金属容器内にパッケージングされる場合、容器内の圧力は減じられ、シール前にしばしば周囲ガスが実質的に排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６３０７８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第６１４６９１７号明細書
【特許文献３】米国特許第６３５２９３５号明細書
【特許文献４】米国特許第６４７７９０１号明細書
【特許文献５】米国特許第６５０７０８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（１）慣用のパッケージング技術の欠点の１つ、幾つか又は全てを克服し、（２）機械的構造体の適切な、向上した及び／又は最適な動作のための制御された又は制御可能な環境を含むＭＥＭＳ（例えば、ジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び／又は加速度計）が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書には多くの発明が説明及び例示されている。第１の原理的側面において、本発明は、機械的構造体を有する電気機械的装置（例えば、マイクロ電気機械的又はナノ電気機械的装置）のチャンバをシールする方法であり、この場合、機械的構造体はチャンバ内に配置されており、チャンバは、機械的構造体のための機械的減衰を提供することができる流体を有している。本発明のこの態様の方法は、機械的構造体の少なくとも一部の上に配置された犠牲層上に第１の封止層を堆積させることを含む。犠牲層の少なくとも一部を露出させるために封止層を貫通して少なくとも１つのベントが形成され、犠牲層の少なくとも一部が除去され、チャンバが形成される。この方法はさらに、ベント上又はベント内に第２の封止層を堆積させながらチャンバ内に少なくとも１つの比較的安定したガスを導入することを含み、チャンバ内の流体は比較的安定したガスを含む。
【０００９】
１つの実施形態において、比較的安定したガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えば、ＣＦ４及びＣ２Ｆ６）及び／又はそれらの組合せであってよい。有利な実施形態において、比較的安定したガスは低い拡散率を有する。
【００１０】
本発明のこの態様の別の実施形態は、第２の封止層は、シリコン含有化合物、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、炭化シリコン、シリサイド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ又はシリコン窒化膜を含んでよい。第２の封止層は、エピタキシャル又はＣＶＤリアクタを使用して堆積されてよい。
【００１１】
別の原理的態様において、本発明は、機械的構造体を有する電気機械的装置（例えば、マイクロ電気機械的又はナノ電気機械的装置）のチャンバをシールする方法であり、この場合、機械的構造体はチャンバ内に配置されており、チャンバは、機械的構造体のための機械的減衰を提供することができる流体を有している。本発明のこの態様の方法は、機械的構造体上に第１の封止層を堆積させ、封止層を貫通して少なくとも１つのベントを形成し、チャンバを形成する。方法は、さらに、少なくとも１つのガス堆積試薬をエピタキシャル又はＣＶＤリアクタに導入することによって第２の封止層を堆積させることを含み、これにより、ベント上又はベント内に第２の封止層を形成し、チャンバをシールする。チャンバ内の流体は、第２の封止層を堆積させることにより生じる少なくとも１つの副産物を含み、流体の圧力は、機械的構造体のための所定の機械的減衰を提供するのに十分である。
【００１２】
１つの実施形態において、方法はさらに、ベント上又はベント内に第２の封止層を堆積させながらチャンバ内に少なくとも１つの比較的安定したガスを導入することを含む。チャンバ内の流体は、第２の封止層を堆積させることにより生じた副産物に加えて、比較的安定したガスも含んでいる。１つの実施形態において、比較的安定したガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボンである。
【００１３】
本発明のこの態様の第２の封止層は、シリコン含有化合物、例えば多結晶シリコン、シリコン酸化膜、炭化シリコン、シリサイド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ又はシリコン窒化膜を含んでいてよい。第２の封止層は、エピタキシャル又はＣＶＤリアクタを使用して堆積されてよい。実際には、方法は、流体の圧力を所定の圧力範囲内に調整するためにチャンバ内の流体を加熱することも含んでよい。
【００１４】
さらに別の原理的態様において、本発明は、その上に第１の封止層が配置されたチャンバを含む電気機械的装置、例えばマイクロ電気機械的又はナノ電気機械的装置である。第１の封止層は少なくとも１つのベントを有する。電気機械的装置は、チャンバ内に配置された機械的構造体も有する。ベント上又はベント内に配置された第２の封止層はチャンバをシールし、チャンバは少なくとも１つの比較的安定したガス（例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）及び／又はそれらの組合せ）を有する。
【００１５】
１つの実施形態において、第２の封止層はエピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタを使用して堆積される。別の実施形態において、第１の封止層も、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタを使用して堆積される。
【００１６】
さらに別の実施形態において、第２の封止層は、シリコン含有化合物、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、シリコン窒化膜、炭化シリコン又はシリサイドである。
【００１７】
本発明のこの態様の電気機械的装置は、流体の拡散を減じるために、第２の封止層の上に配置された第３の封止層を有していてよい。１つの実施形態において、第３の封止層は、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタを使用して堆積された、金属（例えば、アルミニウム、クロム、金、銀、モリブデン、プラチナ、パラジウム、タングステン、チタン及び／又は銅）、金属酸化物（例えば酸化アルミニウム、酸化チタン及び／又は酸化インジウム）、金属合金（例えば窒化チタン、チタン−タングステン及び／又はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）及び／又は金属シリコン化合物（例えば、タングステンシリサイド、チタンシリサイド及び／又はニッケルシリサイド）（以下では集合的に"金属含有材料"と呼ばれる）である。別の実施形態において、第３の封止層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、シリコン窒化膜又は炭化シリコンのうちの少なくとも１つである。
【００１８】
以下の詳細な説明において添付の図面が参照される。これらの図面は本発明の種々異なる態様を示しており、適切な場合には、種々異なる図面における同様の構造、構成部材、材料及び／又はエレメントを表す参照符号は同じものが付与されている。具体的に示されたもの以外の、構造、構成部材、材料及び／又はエレメントの様々な組合せが考えられかつ本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】インタフェース回路及びデータ処理エレクトロニクスと関連した、基板上に配置されたマイクロ電気機械的システムのブロック線図である。
【図２】マイクロメカニカル構造体の一部、例えば、又は加速度計の噛み合った又はくし状のフィンガ電極の部分の上面図を示している。
【図３】本発明のある態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状のフィンガ電極の部分の断面図を示している。
【図４Ａ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｂ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｃ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｄ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｅ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｆ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図５】第１及び第２の封止層が同じ材料から形成されている本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状のフィンガ電極配列の部分の断面図を示している。
【図６】封止層が１つ又は実質的に１つの処理ステップにおいて堆積された層の特性を有するように封止層がアニールされる本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状のフィンガ電極の部分の断面図である。
【図７Ａ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図７Ｂ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図８Ａ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図８Ｂ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図８Ｃ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図９】本発明のある態様に基づく、ＭＥＭＳの基板上に又は基板内にモノリシックに集積された１つ以上の電気機械的システムをそれぞれが有する、複数のマイクロメカニカル構造体の部分の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書には多くの発明が説明及び例示されている。１つの態様において、本発明は制御された又は所定の機械的減衰環境において作動する機械的構造を有するＭＥＭＳを作製若しくは製造する技術に関する。これに関して、本発明は、ＭＥＭＳの最終的パッケージング及び／又は完成の前に、チャンバ内に機械的構造体を封止する。機械的構造体を含む及び／又は収納するチャンバ内の環境は、所定の、所望の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。封止された流体（例えばガス又はガス蒸気）内において機械的構造体が作動し、この流体のパラメータ（例えば圧力）は、所望の及び／又は所定の作動環境を提供するために制御、選択及び／又は設計される。
【００２１】
１つの実施形態において、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する１つ又は２つ以上の比較的安定したガスは、封止プロセス時に導入される。比較的安定したガスは、封止プロセス時に、例えば機械的構造物、機械的構造物を封止するために使用される材料（すなわち堆積試薬）及び／又はプロセス中に製造される（ガス又は固体形式の）製品との反応をほとんど又は全く生じない。このように、機械的構造体を含む及び／又は封止するチャンバが封止プロセスによって"シール"されると、比較的安定したガスがチャンバ内に"捕捉"される。チャンバ内のガスの状態は、機械的構造体の所定の、所望の及び／又は選択された機械的減衰を著しく決定する。
【００２２】
この比較的安定したガス、例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）は、シールされたチャンバ（すなわち封止された機械的構造体を含むチャンバ）内の流体の大部分、全て又は実質的に全てを含む。有利な実施形態において、比較的安定したガスは、封止プロセス中及び封止プロセス後に低い、よく知られた及び／又は制御可能な拡散率を有する。このように、完成したＭＥＭＳの作動寿命に亘って及び／又は例えば後続の微細加工プロセシング（例えば高温プロセス）の後に所望の及び／又は所定の環境を提供するように、ガスの状態が制御、選択及び／又は設計されてよい。
【００２３】
別の実施形態において、１つ又は２つ以上のガスが、封止プロセスの間に、これらのガスが封止プロセスの間及び／又は後に環境と反応するという予想で導入される。この実施形態において、所定のガスは、封止された機械的構造体を含む"シールされた"チャンバ内に捕捉された（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）所望の及び／又は所定の流体を提供するために、封止プロセスから生じる又は封止プロセス中に製造されるガス、材料及び／又は副産物と反応及び／又は結合する。このように、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する流体は、機械的構造体を含むチャンバ内に存在する又は維持され、これらの構造体のための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００２４】
１つ又は２つ以上のガスは、封止層を形成、成長及び／又は堆積させる場合における一次又は二次試薬であってよい。択一的に、これらのガス（又はこれらのガスに加えて）は、封止層を形成、成長及び／又は堆積する場合に重要ではない付加的なガスであってよい。これに関して、これらの付加的なガスは、封止の後にチャンバ内に捕捉される副産物を製造するために堆積環境における材料（固体及び／又はガス）と反応してよい。
【００２５】
捕捉された流体の状態は後続の処理ステップによって調整、修正及び／又は制御されてよい。これに関して、封止直後の流体の状態（例えば圧力）は、後続の微細加工及び／又は集積回路プロセシングによって調整、修正及び／又は制御されてよく、このことは、（１）"捕捉された"流体とチャンバ内の環境の別のエレメント（例えば機械的構造体を包囲する又は含む材料）との付加的な反応及び／又は（２）"捕捉された"流体又はこの流体の副産物の拡散を生ぜしめる又は促進する。このように、ある実施形態において、シールされたチャンバ内に捕捉された流体は封止プロセス中及び／又は封止プロセス後にさらなる変化を受け、これにより、ＭＥＭＳの完成後に、シールされたチャンバ内の流体の状態は、機械的構造体のための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。したがって、これらの実施形態において、流体の状態は、完成したＭＥＭＳの動作寿命に亘って及び／又は後続の微細加工及び／又は集積回路プロセシングの後に所望の及び／又は所定の環境を提供するように調整、修正及び／又は制御されてよい。
【００２６】
図１を参照すると、１つの典型的な実施形態において、ＭＥＭＳ１０は、基板１４、例えば、ドーピングされていない半導体状材料、ガラス状材料又は絶縁体状材料上に堆積された微細加工された機械的構造体１２を有している。ＭＥＭＳ１０は、微細加工された機械的構造体１２によって生ぜしめられた情報を処理及び分析するために、データ処理エレクトロニクス１６を有していてもよい。さらに、ＭＥＭＳ１０は、微細加工された機械的構造体１２及び／又はデータ処理エレクトロニクス１６から外部装置（図示せず）、例えばコンピュータ、インジケータ又はセンサに情報を提供するためのインタフェース回路１８を有していてもよい。
【００２７】
データ処理エレクトロニクス１６及び／又はインタフェース回路１８は基板１４内又は基板１４上に集積されていてよい。これに関して、ＭＥＭＳ１０は、機械的構造体１２と、データ処理エレクトロニクス１６と、インタフェース回路１８とを含むモノリシック構造であってよい。データ処理エレクトロニクス１６及び／又はインタフェース回路１８は、製造後に基板１４に又は基板１４上に接着される別個の個別の基板上に存在してもよい。
【００２８】
図２を参照すると、１つの実施形態において、微細加工された機械的構造体１２は、基板１４上に、基板１４の上方に又は基板１４内に配置された機械的構造体２０ａ〜ｄを有している。微細加工された機械的構造体１２は、加速度計、ジャイロスコープ又はその他のトランスジューサ（例えば圧力センサ、触覚センサ又は温度センサ）であってよい。微細加工された機械的構造体１２は、１つ又は２つ以上の加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、触覚センサ及び圧力センサを含む複数のトランスジューサ又はセンサの機械的構造体をも含む。微細加工された機械的構造体１２が加速度計である場合には、機械的構造体２０ａ〜ｄは、加速度計の検出特徴を含む、互いに噛み合った又はくし状フィンガ電極配列の部分であってよい（例えば米国特許第６１２２９６４号明細書）。
【００２９】
図３は、点線ａ−ａ′に沿った、機械的構造体２０ａ〜ｄを含む微細加工された機械的構造体１２の断面図を示している。図３を参照すると、１つの実施形態において、機械的構造体２０ａ〜ｄは流体２４を含むチャンバ２２内に配置されており、前記流体は、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有しており、チャンバ２２内に"捕捉"、"シール"及び／又は含有されている。流体２４は、所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を機械的構造体２０ａ〜ｄのための環境に提供する。
【００３０】
１つ又は２つ以上のトランスジューサ又はセンサ（例えば加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、触覚センサ及び／又は温度センサ）の機械的構造体が１つのチャンバ内に含まれている又は存在していてよい。この環境において、チャンバ２２内の流体２４は、１つ又は２つ以上の微細加工された機械的構造体（例えば加速度計、圧力センサ、触覚センサ及び／又は温度センサ）の機械的構造体のための所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００３１】
さらに、１つ又は２つ以上のトランスジューサ又はセンサの機械的構造体自体は、垂直方向に積層及び／又は相互接続された多数の層を有する（例えば図９の微細加工された機械的構造体１２ｂを参照）。したがって、この状況において、機械的構造体は、垂直方向積層された又は相互接続された多数の層を提供するために、１つ又は２つ以上の処理ステップを使用して製造される。
【００３２】
１つの実施形態において、流体２４は主として１つ又は２つ以上の比較的安定したガス（例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、及び／又はＣＦ４及びＣ２Ｆ６等の過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン）である。別の実施形態においては、流体２４は、封止プロセス及び／又は１つ又は複数の製造プロセスにおいて使用されるか、これらのプロセスにより生じるか又はこれらのプロセスによって製造される１つ又は２つ以上のガス又はガス／流体製品（例えばＳｉＨ４＋Ｏ２→ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）である。実際に、流体は、１つ以上の比較的安定したガスと、封止プロセスから生じる又は封止プロセスによって製造される１つ以上のその他のガス又は製品との組合せであってよい。
【００３３】
封止層２６ａ及び２６ｂは例えば、半導体、絶縁体又は金属含有材料から成っていてよい。例えば、封止層２６ａ及び２６ｂは、シリコン（例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン又は、ドーピングされた又はされていない非晶質シリコン）、及び／又は窒素（例えばシリコン窒化膜）及び／又は酸素（例えばシリコン酸化膜）を含んでいてよい。その他の材料はチャンバ２２を封止又はシールするために適している（例えば、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、炭化シリコン（ＳｉＣ）及び砒化ガリウム）。実際には、チャンバ２２を封止しかつ流体２４の拡散に対する十分なバリヤを提供することができる全ての材料が、現在知られていても後で発展されても、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００３４】
封止層２６ａ及び２６ｂは同じ材料であっても異なる材料であってもよい。封止層２６ａ及び２６ｂは、同じ技術又は異なる技術を用いて堆積、形成又は成長されてよい。例えば封止層２６ａは減圧化学的気相成長（"ＬＰＣＶＤ"）プロセス又はプラズマＣＶＤプロセス（"ＰＥＣＶＤ"）を用いて堆積された多結晶シリコンであってよく、封止層２６ｂは常圧ＣＶＤプロセス（"ＡＰＣＶＤ"）を用いて堆積された多結晶シリコンであってよい。択一的に、例えば、封止層２６ａはＬＰＣＶＤを用いて堆積されたシリコン酸化膜であってよく、封止層２６ｂはＰＥＣＶＤプロセスを使用する、ドーピングされたシリコン酸化膜（例えばＰＳＧ（phosphosilicate glass）又はＢＰＳＧ（borophosphosilicate glass））であってよい。実際には、封止層２６ａはＰＥＣＶＤを使用する多結晶シリコン又はドーピングされたシリコン酸化膜（例えばＰＳＧ又はＢＰＳＧ）であってよく、封止層２６ｂはＬＰＣＶＤを使用して堆積されたシリコン酸化膜であってよい。したがって、チャンバ２２を封止するための全ての材料及び堆積技術、及びその組合せ（permutation）は、現在知られているか又は後に発展されるかにかかわらず、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００３５】
封止層２６ａ及び／又は２６ｂは、封止プロセス及び／又は後続の製造プロセスから生じる又はこれらのプロセスによって製造されるガス／流体製品を提供するために、１つ以上の所定のガスの選択に関連して選択されてよい。例えば、ＳｉＨ４＋Ｏ２を用いることにより、ＳｉＯ２の封止層２６ｂとＨ２Ｏ＋Ｏ２の流体２４とが生ぜしめられてよい。別の実施形態において、ＳｉＯ４（ＣＨ４）ｘ＋Ｏ２を用いることにより、ＳｉＯ２の封止層２６ｂと、Ｏ２＋様々な炭素含有副産物の流体２４とが製造される。
【００３６】
図４Ａを参照すると、微細加工された機械的構造体１２を製造する典型的な方法が、犠牲層２８、例えばシリコン酸化膜上に堆積された機械的構造体２０ａ〜ｄを含む、部分的に形成された装置を用いて開始してよい。機械的構造体２０ａ〜ｄ及び犠牲層２８はよく知られた堆積、リソグラフィ、エッチング及び／又はドーピング技術を使用して形成されてよい。
【００３７】
図４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄを参照すると、機械的構造体２０ａ〜ｄを形成した後、第２の犠牲層３０、例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜が堆積され、これにより、後の処理の間機械的構造体２０ａ〜ｄを固定、離反及び／又は保護する。その後、第１の封止層２６ａが第２の犠牲層３０上に堆積され（図４Ｃ参照）、エッチングされ（図４Ｄ参照）、これにより、第１及び第２の犠牲層２８及び３０それぞれの選択された部分のエッチング及び／又は除去を可能にするための通路又はベント３２を形成する。
【００３８】
図４Ｄ及び４Ｅを参照すると、第１及び第２の犠牲層２８及び３０はそれぞれ、層２８及び３０の選択された部分を除去しかつ機械的構造体２０ａ〜ｄを解放させるためにエッチングされてよい。例えば、第１及び第２の犠牲層２８及び３０がシリコン酸化膜から成る１つの実施形態において、層２８及び３０の選択された部分は、よく知られたウェットエッチング技術及び緩衝ＨＦ（フッ酸）混合物（すなわち減衰された酸化物エッチング）又は、ガスＨＦを使用するよく知られたガスエッチング技術を使用して除去／エッチングされてよい。機械的構造体２０ａ〜ｄ及び犠牲層２８及び３０の適切な設計、及びＨＦエッチングプロセスパラメータの制御により、犠牲層２８は十分にエッチングされ、これにより、機械的エレメント２０ａ〜ｄの周囲の層２８の全て又は実質的に全てを除去し、これにより、機械的エレメント２０ａ〜ｄを解放させ、ＭＥＭＳ１０の適切な動作を可能にする。
【００３９】
第１及び第２の犠牲層２８及び３０がシリコン窒化膜から成る別の実施形態において、層２８及び３０の選択された部分はリン酸を使用して除去／エッチングされる。やはり、機械的構造体２０ａ〜ｄ及び犠牲層２８及び３０の適切な設計、及びウェットエッチングプロセスパラメータの制御により、犠牲層２８は十分にエッチングされ、機械的エレメント２０ａ〜ｄの周囲の犠牲層２８の全て又は実質的に全てを除去し、このことは機械的エレメント２０ａ〜ｄを解放させる。
【００４０】
（１）層２８及び／又は３０に適した材料（例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ドーピングされた及びドーピングされていないガラス状材料、例えばＰＳＧ、ＢＰＳＧ及び無機系塗布膜（Spin On Glass（"ＳＯＧ"））と、（２）多くの適切な／関連したエッチング剤（例えば、緩衝された酸化物エッチング、リン酸、及び例えばＮａＯＨ及びＫＯＨ等の水酸化アルカリ）と、（３）犠牲層２８及び／又は３０を排除、除去及び／又はエッチングするための多くの適切なエッチング技術又は除去技術（例えば、ウェット、プラズマ、ガス又はドライエッチング）が存在する。実際には、層２８及び／又は３０は以下のような例においては、ドーピングされた又はドーピングされていない半導体（例えばポリシリコン、ゲルマニウム又はシリコン／ゲルマニウム）であってよい。その例は、すなわち、機械的構造体２０ａ〜ｄがエッチング処理又は除去処理によって影響されない限り機械的構造体２０ａ〜ｄが同じ又は類似の半導体（すなわち同様に処理、エッチング又は除去された）であるような例（例えば、エッチング又は除去処理の間に構造体２０ａ〜ｄが"保護されている"例（例えば酸化物層がシリコンベース構造体２０ａ〜ｄを保護している）、又は構造体２０ａ〜ｄが、層２８及び／又は３０のエッチング処理又は除去処理によって影響されないか又は著しく影響されることがない材料から成っている例である。したがって、今知られているか又は後に発展される、排除、除去及び／又はエッチングのための、全ての材料、エッチング剤及びエッチング技術、及びそれらの組合せ（permutation）が、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４１】
図４Ｆを参照すると、機械的エレメント２０ａ〜ｆを解放させた後、第２の封止層２６ｂが堆積、形成及び／又は成長される。第２の封止層２６ｂは、例えば例えばエピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積されたシリコンベース材料（例えばポリシリコン又はシリコン酸化膜）であってよい。堆積、形成及び／又は成長はコンフォーマルプロセス又はノンコンフォーマルプロセスによるものであってよい。材料は第１の封止層２６ａと同じでも異なっていてもよい。しかしながら、第１及び第２の封止層２６ａ及び２６ｂを形成するために同じ材料を使用すると有利である（図５参照）。この形式では、熱膨張率が同じであり、層２６ａと２６ｂとの境界がチャンバ２４の"シール"を高める。
【００４２】
実施形態の１つのセットにおいて、第２の封止層２６ｂを堆積する間、層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるために使用されるガス（例えばＳｉＨ４→Ｓｉ＋２Ｈ２）に加えて、１つ以上の比較的安定したガス（例えばヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン）が所定の圧力及び流量で導入される。これらの比較的安定したガスは、流体２４の部分又は全てを形成するために、封止プロセス中に、チャンバ２２内に捕捉又は封止される。前述のように、流体２４は、所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を備えた機械的構造体２０ａ〜ｄの環境を提供する。
【００４３】
ある実施形態において、１つ以上の比較的安定したガスは封止プロセス中に反応を有さない又はほとんど生じない。例えば、比較的安定したガスは、機械的構造体２０ａ〜ｄ（例えば構造体２０ａ〜ｄの側壁）、機械的構造体を封止／シールするために使用されるガス／材料（例えばシリコン、酸素又は窒素）、封止／シールプロセス中に形成、堆積及び／又は成長された第１の封止層２６ａ及び／又は第２の封止層２６ｂと著しく反応することはない。したがって、これらの実施形態において、機械的構造体２０ａ〜ｄを含有及び／又は封止したチャンバ２２が"シール"されると（すなわち第２の封止層２６ｂの堆積の後に）、比較的安定したガスが、チャンバ２２内に"捕捉され"、選択された、設計された及び／又は所定の機械的減衰パラメータを備えた機械的構造体２０ａ〜ｄを提供する（又は例えば環境を最終化する後続の処理ステップの後に提供する）。
【００４４】
比較的安定したガスは、例えば、（１）第２の封止層２６ｂの形成、堆積及び／又は成長中に（例えば、プロセスの圧力及び温度において及びそのプロセスの試薬と共に）及び／又は（２）チャンバ２２内の環境に関して比較的安定した又は制御可能な（例えば、第１の封止層２６ａ（例えばシリコン酸化膜又はその他のシリコンベース材料）とほとんど又は全く反応を生じない）、あらゆるガス（又はガス化合物）であってよい：。この形式において、１つ以上の比較的安定したガスは、第２の封止層２６ｂの形成、堆積及び／又は成長中に（及び有利にはその後に）、堆積試薬、製品、封止された機械的構造体１２及び／又は封止壁部と反応しないか又は最小限にしか反応しない。
【００４５】
有利な実施形態において、１つ以上の比較的安定したガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）であってよい。比較的安定したガスは、チャンバ２２をシール又は隔離した後にチャンバ２２内の流体２４の一部、大部分、全て又は実質的に全てを含んでいてよい。
【００４６】
以下に詳細に説明するように、封止プロセス中のガスの状態は、チャンバ２２内にシールされる場合にガスのパラメータ（及びＭＥＭＳ１０の機械的減衰パラメータ）を決定してよい。これに関して、封止プロセスの温度及び比較的安定したガスの部分圧力は、封止後に流体２４の圧力に著しい影響を有してよい。このように、比較的高い機械的減衰が望まされるような状況（例えば微細加工された機械的構造体１２が低い性質係数（Ｑ）を要求する加速度計である状況）において、低い温度及び高い圧力を有する第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるための製造技術を使用すると有利である。この形式では、チャンバ２２内の流体２４の最終圧力は比較的高くてよい。
【００４７】
例えば、第２の封止層２６ｂがシリコン酸化膜（又はその他の絶縁体、例えばシリコン窒化膜）である１つの実施形態において、ＬＰＣＶＤを使用することは、比較的低い温度においてチャンバ２２を"シール"することを容易にする。これに関して、ＬＰＣＶＤは、概して、１００〜５００Ｐａでかつ通常５００℃〜６００℃の比較的低い温度において行われてよい。別の実施形態において、比較的高い圧力（１００〜１０ｋＰａ）でかつ低い温度（３５０℃〜４００℃）で、ドーピングされた又はドーピングされていない酸化物（例えばＢＰＳＧ、ＰＳＧ及び／又はＳｉＯ２）を堆積させるために、ＡＰＣＶＤが使用されてよい。第２の封止層２６ｂがシリコンベース材料（ポリシリコン、炭化シリコン、シリコン酸化膜及び／又はシリコン窒化膜）である実施例において、１〜２気圧の圧力でかつ４００℃〜１２００℃の温度においてこのような材料を堆積させるために、エピタキシリアクタが使用されてよい。
【００４８】
第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるのに適した多くの堆積技術及び材料が存在する。例えば、ドーピングされた及びドーピングされていない酸化物、シリコン窒化膜、炭化シリコン及び／又はポリシリコンを適切な圧力及び温度において堆積させるために、ＰＥＣＶＤが使用されてよい。第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるための、全ての材料及び形成、堆積及び成長技術、及びその組合せ（permutation）は、今知られていても後で発展されても、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４９】
微細加工された機械的構造体１２が付加的な微細加工処理を受ける状況において、低い、よく知られた及び／又は制御可能な拡散率を含む１つ以上の比較的安定したガスを使用すると有利である。例えば、より大きな又はより重い分子を有するガス（例えば、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６））は、封止プロセス中及びその後に、第１の封止層２６ａ及び／又は第２の封止層２６ｂを介して（及び／又はそれらの境界において）拡散を受けにくい。この形式では、例えば後続の微細加工処理（例えば高温処理）の後に及び／又は完成したＭＥＭＳ１０の動作寿命に亘って、所望の及び／又は所定の環境を提供するために、流体２４の状態が制御、選択及び／又は設計されてよい。このことは、より安定した正確な動作を有するＭＥＭＳ１０を提供してよい。
【００５０】
微細加工された機械的構造体１２が、チャンバ２２内の環境に影響する微細加工を受ける場合、流体２４は、封止層２６ａ及び／又は封止層２６ｂを通じて拡散する。この拡散は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲よりも低い又はこの圧力範囲外の流体２４の"最終的な"周囲圧力（すなわちＭＥＭＳ１０の完成後の流体２４の圧力）を生ぜしめる。このように、１つの実施形態において、チャンバ２４内に"捕捉"又は"シール"された直後の流体２４の周囲圧力は、通常動作中に必要とされる又は望まれる微細加工された機械的構造体１２の機械的減衰の選択された、所定の及び／又は所望の範囲よりも大きくなるように選択されていてよい。したがって、流体２４のあらゆる拡散の後、付加的な処理の結果、流体２４の"最終的な"周囲圧力は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内であってよい。この形式では、"最終的な"流体２４の圧力が、微細加工された機械的構造体１２の選択された、設計された又は所定の機械的減衰を提供するように、後続の微細加工処理が流体２４の圧力の低減を生ぜしめる。
【００５１】
第２の封止層２６ｂ（及び第１の封止層２６ａ）が高密度な材料から成る状況において、例えば窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）に加えて又はこれらの代わりに、水素及び／又はヘリウム等の比較的安定したガスを使用すると有利である。高密度な材料、例えば、炭化シリコン、シリコン窒化膜又は金属含有材料から成る第２の封止層２６ｂ（及び第１の封止層２６ａ）は、拡散に対する十分なバリヤを提供してよく、このバリヤは、ひいては小さな分子を有する軽い、比較的安価かつ利用可能な比較的安定したガス、例えば水素及び／又はヘリウムの使用を可能にする。
【００５２】
実施形態の別のセットにおいて、第２の封止層２６ｂの堆積、成長及び／又は形成中に、第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるために１つ以上のガス／材料が導入され（例えばＳｉＨ４→Ｓｉ＋２Ｈ２）、この場合、第２の封止層２６ｂがチャンバ２２を"シール"した後に、（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）生じる流体を提供するために封止プロセス中にこれらのガスが反応することが予想される。これらの実施形態において、所定のガス／材料は堆積プロセスの一次又は二次試薬であり、第２の封止層２６ｂの形成における主／二次的構成成分であることに加えて、チャンバ２２内に"捕捉"された、（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）流体２４をも提供する。この形式では、流体２４は、構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００５３】
したがって、これらの実施形態において、所定のガス／材料は、封止プロセス中に生ぜしめられるガス、材料及び／又は副産物と反応及び／又は組み合わさるための、堆積プロセスの一次又は二次試薬である。
【００５４】
例えば、第２の封止層２６ｂがシリコン酸化膜（例えばＳｉＨ４＋Ｏ２→ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）である１つの実施形態において、比較的高い圧力（１００〜１０ｋＰａ）及び低い温度（３５０℃〜４００℃）において酸化物を堆積させるためにＡＰＣＶＤが使用されてよい。残りのＨ２Ｏ＋Ｏ２（すなわち流体２４）は、比較的高い圧力及び比較的低い温度においてチャンバ２２に"捕捉"されてよい。実際には、必要又は望まれる場合には、機械的構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供するために、後続の処理ステップ中に流体２４の圧力は調整又は修正されてよい。
【００５５】
別の実施形態において、１〜２気圧の圧力及び４００℃〜１２００℃の温度において第２の封止層２６ｂを堆積させるためにエピタキシリアクタが使用されてよい（例えば、ＳｉＣｌ４（ガス）＋２Ｈ２→Ｓｉ（固体）＋４ＨＣｌ（ガス））。流体２４（すなわち４ＦＣｌ）は、所望の、所定の及び／又は選択された圧力及び比較的低い温度においてチャンバ２２に"捕捉"されてよい。このように、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する流体２４は、構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００５６】
上述のように、第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるのに適した多くの堆積技術及び材料が存在する。例えば、ドーピングされた及びドーピングされていない酸化物（例えば、ＳｉＯ４（ＣＨ４）Ｘ＋Ｏ２→ＳｉＯ２（封止層２６ｂ）＋Ｏ２（流体２４）＋炭素副産物（流体２４））、及び窒化シリコン及び／又はポリシリコンを堆積させるために、ＣＶＤ技術が使用されてよい。したがって、第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるための、全ての材料、及び形成、堆積及び成長技術、及びそれらの組合せ（permutation）は、今知られていても後で発展されても、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００５７】
残留ガスは所望の、所定の及び／又は選択された圧力でチャンバ２２内に捕捉されてよい。さらに、捕捉されたガスが所望の、所定の及び／又は選択された"最終的"圧力又はその範囲内でない場合、ガスの圧力は、後続のプロセス（例えば拡散又は別の／継続する反応を生じる高温処理）によって修正、変化及び／又は制御されてよく、これにより、"完成した"ＭＥＭＳ１０は、（構造体１２のための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰において又はその範囲において）、適切に減衰される微細加工された機械的構造体１２を有する。したがって、封止直後の流体２４の状態（例えば流体２４の圧力）は、後続の微細加工及び／又は集積回路処理によって調整、修正及び／又は制御されてよい。このように、完成したＭＥＭＳの動作寿命に亘って及び／又は後続の微細加工及び／又は集積回路プロセシングの後に所望の及び／又は所定の環境を提供するために、流体２４の状態は調整、修正及び／又は制御されてよい。
【００５８】
実施形態の別のセットにおいて、チャンバ２２が"シール"された後にチャンバ２２内に"捕捉"された流体２４を提供するために、１つ以上の付加的なガス／材料が環境（例えば、微細加工された機械的構造体１２、機械的構造体２０ａ〜ｄ及び／又はチャンバ２２内の及び／又はその周囲の固体及び／又はガス）と反応する。しかしながら、これらの実施形態において、１つ以上のガス／材料は、封止層２６ｂを形成、成長及び／又は堆積させる場合に重要な役割を果たすわけではない。これらの実施形態において、所定のガス／材料は、堆積プロセスの一次又は二次試薬に対する付加的なものであり、チャンバ２２内に"捕捉"された流体（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）を提供するために、封止中に環境と反応する。上述のように、流体２４は、構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００５９】
例えば、第２の封止層２６ｂがシリコン酸化膜である１つの実施形態において（例えば、Ｏ２＋２Ｓｉ→ＳｉＯ２＋２ＳｉＯ）、比較的高い圧力（１００〜１０ｋＰａ）及び低い温度３５０℃〜４００℃において酸化物を堆積させるためにＡＰＣＶＤが使用されてよい。残留する２ＳｉＯ（すなわち流体２４）は、比較的高い圧力及び比較的低い温度においてチャンバ２２内に"捕捉"されてよい。上述のように、必要又は望ましい場合、機械的構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供するために、後続の処理ステップの間に流体２４の圧力が調整又は修正されてもよい。上述のように、比較的高い機械的減衰が望まれる場合（例えば、微細加工された機械的構造体１２が、低いＱを必要とする加速度計である場合）、チャンバ２２内の流体２４の最終圧力が比較的高いと有利である。このように、流体２４の比較的高い圧力が望ましい場合、第２の封止層２６ｂを堆積、形成及び／又は成長させるために低温技術を使用すると有利である。これに関して、シール温度が減じられると、作動温度における圧力が、ほぼ絶対温度の比だけ増大する。このように、チャンバ２２が"シール"されている場合、より低い"シール"温度は流体２４のより高い圧力に貢献してよい。
【００６０】
さらに、"シール"されたチャンバ２２内に存在する又は"捕捉された"流体２４の圧力が比較的高くなるように、流体２４を有するガス／材料の部分圧力が比較的高いことも重要である。これに関して、ガス（例えば比較的安定したガス）の部分圧力が封止又はチャンバシールプロセスの間に（例えば第２の封止層２６ｂの堆積、形成及び／又は成長の間に）増大すると、チャンバ２２内の流体２４の圧力は比例して増大する。このように、流体２４の高い最終圧力を有することが望まれる状況において封止プロセス中に他のプロセスガスの流れを最小化又は低減すると有利である。
【００６１】
流体２４の高い最終圧力が望まれる場合、流体２４の最終圧力を高める及び／又は最大化するために、封止プロセス（すなわち第２の封止層２６ｂを堆積、形成及び／又は成長させるプロセス）が、高い、上昇した又は最大の合計圧力において実施されることも有利である。この形式では、微細加工された機械的構造体１２の比較的高い機械的減衰が達成されてよい。
【００６２】
ある実施形態において、チャンバ２２内に流体を"捕捉"及び"シール"する封止層は、封止層２６ａ及び２６ｂが１つ又は実質的に１つの処理ステップの間に堆積、形成及び／又は成長されたかのように機能するために十分にアニールされてよい（図６参照）。このような封止層は、チャンバ２２のより優れた"シール"を提供し、これにより、流体２４はＭＥＭＳの寿命に亘って及び／又は過酷な外部作動環境下で拡散を受けにくい。さらに、チャンバ２２の封止プロセスは３つ以上の封止層を含んでいてよい。図７Ａ及び７Ｂを参照すると、実施形態の別のセットにおいて、第２の封止層２６ｂは堆積、形成及び／又は成長させられてよい。しかしながら、実施形態のこのセットにおいて、第２の封止層２６ｂはチャンバ２２を完全に"シール"するわけではない。むしろ、第３の封止層２６ｃ（又は後続の層２６ｘ）がチャンバ２２を"シール"し、チャンバ２２内に流体２４を"捕捉"する。
【００６３】
第２の封止層２６ｂは、例えば、例えばエピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタ（例えば、ＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積された、半導体材料（例えば、単結晶、多結晶シリコン又はゲルマニウム）、絶縁体材料（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＢＰＳＧ又はＰＳＧ）又は金属含有材料（例えば、シリサイド又はＴｉＷ）であってよい。堆積、形成及び／又は成長は、コンフォーマル又はノンコンフォーマルのプロセスによるものであってよい。封止層２６ｂを含む材料は、第１の封止層２６ａと同じであっても異なっていてもよい。
【００６４】
この後に、第３の封止層２６ｃが、堆積、形成及び／又は成長させられてよい（図７Ｂ参照）。第３の封止層２６ｃは、チャンバ２２を"シール"又は閉鎖し、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"する。
【００６５】
第３の封止層２６ｃの堆積、形成及び／又は成長は、封止層２６ａ及び／又は２６ｂのものと同じか、実質的に同じか、又は異なっていてよい。これに関して、第３の封止層２６ｃは、例えば半導体材料、絶縁体材料又は金属含有材料から成っていてよい。第３の封止層２６ｃは、例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えば、ＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積されてよい。堆積、形成及び／又は成長プロセスはコンフォーマル又はノンコンフォーマルであってよい。封止層２６ｃを含む材料は、第１の封止層２６ａ及び／又は第２の封止層２６ｂと同じであっても異なっていてもよい。
【００６６】
上述のように、第１及び第２の封止層２６ａ及び２６ｂ及び／又は第２及び第３の封止層２６ｂ及び２６ｃを形成するために同じ材料を使用すると有利である。この形式では、熱膨張率が同じであり、層２６ａと２６ｂとの境界がチャンバ２４の"シール"を向上させる。
【００６７】
図３〜図６に関連した流体２４及び／又は流体２４に関する上記全ての説明は、この実施形態のセットに完全に適用可能である。短縮するために、それは繰り返されない。
【００６８】
図８Ａ及び８Ｂに関して、別の実施形態のセットにおいて、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、チャンバ２２の"シール"を向上させ、ひいては流体２４の拡散に対するバリヤを向上させるように堆積、形成及び／又は成長させられてよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、単独で、又は別の封止層と組み合わされて、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"する。
【００６９】
封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、例えば、半導体材料（例えば、ポリシリコン、ゲルマニウム又はシリコン／ゲルマニウム）、絶縁体材料（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ又はＳＯＧ）又は金属含有材料（例えば、シリサイド）であってよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積、形成又は成長させられてよい。堆積、形成及び／又は成長はコンフォーマルプロセス又はノンコンフォーマルプロセスによるものであってよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）を含む材料は、他の封止層と同じ又は異なっていてよい。
【００７０】
図３〜図６に関連した流体２４及び／又は流体２４に関する上記説明は、この実施形態のセットに完全に適用可能である。短縮のために、それは繰り返されない。
【００７１】
封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）は、流体２４の拡散に対するバリヤを提供することに加えて又はその代わりに、通路又はベント３２（例えば、図４Ｅ、４Ｆ、７Ａ及び７Ｂ参照）及びチャンバ２２を包囲する又は"シール"する場合に示されるあらゆるステップカバレッジ問題を低減、最小化及び／又は排除するために使用されてよい。これに関して、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）は、例えばＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積された、良好な、高められた、十分な及び／又は十分なステップカバレッジを提供する形式で堆積、形成及び／又は成長させられた材料、例えばＢＰＳＧ、ＰＳＧ、又はＳＯＧであってよい。この形式では、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）は、十分に及び／又は実質的に平坦な表面を提供してよい又は必要ならば提供するようにさらに処理されてよい（例えば、リフローステップ）。
【００７２】
その後、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、チャンバ２２の十分及び／又は十分な"シール"を提供するために材料及び／又は技術（不十分なステップカバレッジを有する又は提供するものでさも）を使用して堆積、形成及び／又は成長させられてよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、単独で、又は別の封止層と組み合わされて、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態）を有する流体２４を"捕捉"する。
【００７３】
さらに、図８Ｃに関して、チャンバ２２の"シール"をさらに向上させるために付加的な封止層２６ｄが堆積、形成及び／又は成長させられてよい。この実施形態において、封止層２６は流体２４の拡散に対する僅かなバリヤを提供するか又はほとんど又は全くバリヤを提供しないのに対し、封止層２６ｄは、流体２４の拡散に対する僅かな、大部分の又は実質的に完全なバリヤを提供する。したがって、封止層２６ｄは、単独で又は別の封止層（すなわち封止層２６ａ〜ｃ）と共に、チャンバ２２内に流体２４を"捕捉"する。
【００７４】
さらに、上述のように、封止層２６ｂ及び／又は封止層２６ｃは、通路又はベント３２を包囲しかつチャンバ２２を"シール"することによって提供されるあらゆるステップカバレッジ問題を低減、最小化及び／又は排除するために（単独で又は組み合わせて）使用されてよい。封止層２６ｂ及び／又は封止層２６ｃは、十分に及び／又は実質的に平坦な表面を提供し、これにより、封止層２６ｃ及び／又は封止層２６ｄは、チャンバ２２を"シール"するために及びチャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"するために、広範囲の様々な材料及び堆積、形成及び／又は成長技術を使用して実施されてよい。
【００７５】
すなわち、この実施形態のセットにおいて、少なくとも１つの付加的な封止層２６ｄは、流体２４の拡散に対する付加的なバリヤを提供するために、完全に封止及び"シール"されたチャンバ２２上に堆積、形成及び／又は成長させられる。この形式において、流体２４はチャンバ２２内に"捕捉"され、機械的構造体１２の適切な動作を容易にするために、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有している。
【００７６】
図８Ａ〜Ｃに関して、別の実施形態のセットにおいて、流体２４の一部、大部分、全て又は実質的に全ては、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）を堆積、形成又は成長させながら封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）を堆積、形成又は成長させた後にチャンバ２２内に"捕捉"される（流体２４の状態は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内で確立される）。この実施形態のセットにおいて、流体２４は、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）によって包囲された後にチャンバ２２内に拡散されてよい。流体２４の状態は、ガスを封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）に浸透させかつこの層を通過してチャンバ２４内へ拡散させるのに十分な圧力で確立されてよい。
【００７７】
例えば、ヘリウム等のガス又はガス蒸気は、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）が堆積、形成及び／又は成長されながら導入されてよい。このガス又はガス蒸気（例えばヘリウム）は、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）を通過してチャンバ２２内に拡散するように十分な圧力下であってよい。さらに、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）の堆積、形成及び／又は成長の後、ガス又はガス蒸気はチャンバ２２内に"捕捉"される。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、単独で又は他の封止層と組み合わさって、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"する。
【００７８】
つまり、この実施形態のセットにおいて、流体２４は、封止層２６ａ及び／又は封止層２６ｂを通ってチャンバ２２内に拡散する。この拡散は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内である流体２４の"最終的な"周囲圧力を生ぜしめる（すなわち、ＭＥＭＳ１０の完成後及び／又は封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）の堆積、形成及び／又は成長の後の流体２４の圧力）。
【００７９】
別の実施形態のセットにおいて、チャンバ２４に"捕捉"又は"シール"された直後の流体２４の周囲圧力は、通常動作中に必要とされる又は望まれる微細加工された機械的構造体１２の機械的減衰の選択された、所定の及び／又は所望の範囲よりも低くなるように選択又は設計されている。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）の処理の後、流体２４の"最終的な"周囲圧力は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内であってよい。この形式において、後続の微細加工処理は、流体２４の"最終的な"圧力が微細加工された機械的構造体１２の選択された、設計された又は所定の機械的減衰を提供するように、流体２４の圧力を減少させる。
【００８０】
これらの実施形態において、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）を形成するために金属含有材料（例えばシリサイド）を使用すると有利である。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ）を使用して例えば堆積、形成又は成長されてよい。
【００８１】
本発明の別の態様において、ＭＥＭＳは、１つ以上の電気機械的なシステム（例えばジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び／又は加速度計）を有する複数のモノリシックに集積された微細加工された機械的構造体を含んでいてよい。微細加工された機械的構造体は、対応するチャンバ内に配置された機械的構造体を含んでいてよく、このチャンバは、機械的構造体のための所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供する環境（すなわち流体）を含む。
【００８２】
図９を参照すると、１つの実施形態において、ＭＥＭＳ１０は、基板１４上にモノリシックに集積された又は基板１４内に配置された複数の微細加工された機械的構造体１２ａ〜ｃを有している。それぞれの微細加工された機械的構造体１２ａ〜ｃは、１つ以上の機械的構造体２０ａ〜ｐを有している（明確にするためにそのうちの一部のみに数字が付けられている）。
【００８３】
図３〜８Ｃに関して上に詳細に説明したように、機械的構造体２０は個々のチャンバ２４内に存在する（例えば、機械的構造体２０ａ〜２０ｇはチャンバ２２ａ内に配置されている）。チャンバ２２は、チャンバ２２内に"捕捉"、"シール"及び／又は含有された選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する流体２４を有している。流体２４は、機械的構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００８４】
ある実施形態において、流体２４ａ〜ｄは、上述のようにチャンバ２２ａ〜ｄに"捕捉"及び"シール"され、同じ又は実質的に同じ選択された、所望の及び／又は所定の状態で維持及び／又は含有される。このように、これらの実施形態において、流体２４ａ〜ｄは、機械的構造体２０ａ〜ｐのための同じ又は実質的に同じ所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００８５】
別の実施形態において、機械的構造体２０ａ〜ｐのための種々異なる機械的減衰特性を提供するために、流体２４ａ〜ｄは上述のようにチャンバ２２ａ〜ｄ内に"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有される。この形式では、構造体１２ａは例えば共振器（例えば１００００のＱを必要とする）を含んでいてよく、構造体１２ｄは例えば加速度計（例えば０．６のＱを必要とする）を含んでいてよい。したがって、流体２４ａ〜ｄは、機械的構造体２０ａ〜ｐのための実質的に異なる所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００８６】
実際には、少なくとも１つの実施形態において、構造体１２ｃは複数のチャンバ、すなわちチャンバ２２ｃ及び２２ｄを有しており、それぞれのチャンバは個々に流体２４ｃ及び２４ｄを含んでいる。流体２４ｃ及び２４ｄは、同じ又は実質的に同じ選択された、所望の及び／又は所定の状態においてチャンバ２２ｃ及び２２ｄに個々に"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有されてよい。このように、この実施形態において、流体２４ｃ及び２４ｄは、個々に、機械的構造体２０ｈ〜ｋ及び２０ｌ〜ｐのための同じ又は実質的に同じ所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００８７】
択一的に、少なくとも別の実施形態において、流体２４ｃ及び２４ｄは、異なる又は実質的に異なる選択された、所望の及び／又は所定の状態において、チャンバ２２ｃ及び２２ｄ内に"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有されていてよい。この実施形態において、チャンバ２２ｃ及び２２ｄは、種々異なる処理技術、種々異なる処理条件及び／又は種々異なる材料（例えばガス又はガス蒸気）を使用して"シール"されてよい。このように、封止後に、流体２４ｃ及び２４ｄは、個々に、機械的構造体２０ｈ〜ｋ及び２０ｌ〜ｐのための異なる又は実質的に異なる機械的減衰特性を提供する。この形式において、微細加工された機械的構造体１２ｃは、最適な、所定の、所望の動作のための異なる又は実質的に異なる機械的減衰特性を必要とする、種々異なる電気機械的なシステム（例えば、ジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び加速度計）を含んでいてよい。
図９に示された実施形態において、微細加工された機械的構造体１２ａ〜ｃは、図１〜８Ｃに示されかつ上に説明された機械的構造体１２と同じ特徴、属性、選択肢、材料及び利点を有していてよく、かつ同じ形式で製造されてよい。簡単にするために、これらの特徴、属性、選択肢、材料、技術及び利点はここでは再び述べられない。
【００８８】
さらに、図３〜８Ｂに関連する流体２４及び／又は２４に関する上記説明は、これらの実施形態のセットに完全に適用可能である。簡単にするために、それは繰り返されない。
【００８９】
図９に示された（及び上に説明された）実施形態の特徴、属性、選択肢、材料及び利点並びに製造技術は、図１〜８Ｃに示されたＭＥＭＳに完全かつ等しく適用可能である。例えば、図３の微細加工された機械的構造体１２は、同じ、実質的に同じ、異なる又は実質的に異なる選択された、所望の及び／又は所定の状態で流体を維持及び／又は含有するための複数のチャンバを有していてよい（例えば図９の微細加工された機械的構造体１２ｃ）。したがって、チャンバ内の流体は、機械的構造体のための同じ、実質的に同じ、異なる又は実質的に異なる機械的減衰特性を提供してよい（例えば、図９の微細加工された機械的構造体１２ｃのチャンバ２２ｃ及び２２ｄに"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有された流体２４ｃ及び２４ｄ）。簡単にするために、これらの特徴、属性、選択肢、材料、技術及び利点はここでは再び述べられない。本明細書には多くの発明が説明及び図示されている。発明のある実施形態、特徴、材料、構成、属性及び利点が説明及び例示されているが、説明、例示及び請求項から明らかである本発明の多くの他の及び種々異なる及び／又は同様の実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造及び利点が理解されるべきである。このように、ここに説明及び例示された本発明の実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造及び利点は徹底的ではなく、本発明のこのような他の、同様の及び異なる実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造及び利点は、本発明の範囲に含まれると理解されるべきである。
【００９０】
例えば、標準的タイプのリアクタと両立可能なガス種類を使用すると有利である。この形式では、例えば第２の封止層２６ｂを形成、成長又は堆積させるためのリアクタのあらゆる修正又はカスタマイズは最小化及び／又は排除される。
【００９１】
さらに、比較的高価でなく、リアクタ／製造設備に利用可能なガス種類を使用すると有利である。この形式では、ＭＥＭＳ１０のコストは最小化及び／又は低減される。
【００９２】
用語"堆積"は、特に、例えばリアクタ（例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ））を使用して材料の層を堆積、発生、形成及び／又は成長させることを意味する。
【００９３】
最後に、本発明は、マイクロメカニカル構造体又はエレメントを含むマイクロ電気機械的システムに関して説明されたが、本発明はこれに限定されない。むしろ、個々に説明された発明は、例えば電気機械的でないシステムを含む他の電気機械的システムに適用可能である。したがって、本発明は、機械的エレメントを概してマイクロエレクトロニクスに匹敵するスケールに減じるリソグラフィ技術及びその他の精密製造技術等の製造技術に基づき形成された電気機械的システム、例えばジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び／又は加速度計に関する。
【符号の説明】
【００９４】
１０ ＭＥＭＳ、 １２ 機械的構造体、 １４ 基板、 １６ データ処理エレクトロニクス、 １８ インタフェース回路、 ２０ａ〜ｄ 機械的構造体、 ２２ チャンバ、 ２４ 流体、 ２６ａ，２６ｂ 封止層、 ２８ 犠牲層、 ３０ 第２の犠牲層、 ３２ 通路又はベント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械的システム及び、マイクロ電気機械的及びナノ電気機械的システムを製造するための技術；特に、１つの態様において、例えばマイクロ構造体の所定の、所望の及び／又は選択された機械的減衰を提供するために比較的安定した制御された圧力環境内に封止されたマイクロ構造体を有するマイクロ電気機械的及びナノ電気機械的システムを製造することに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電気機械的システム（"ＭＥＭＳ"）、例えばジャイロスコープ、共振器及び加速度計は、機械的構成部材をほぼマイクロエレクトロニクスに匹敵するスケールに減じるために微細加工技術（すなわち、リソグラフィ技術及びその他の精密製造技術）を使用する。ＭＥＭＳは、通常、例えば微細加工技術を使用してシリコン基板から又はシリコン基板上に製造された機械的構造体を有する。
【０００３】
繊細な機械的構造体を保護するために、ＭＥＭＳは、通常、例えば密閉してシールされた金属容器（例えば、ＴＯ−８"缶"、例えば米国特許第６３０７８１５号明細書参照）内にパッケージングされるか、又は機械的構造体を収容、収納又は被覆するためのチャンバを有する半導体又はガラス状基板に接着される（例えば、米国特許第６１４６９１７号明細書；第６３５２９３５号明細書；第６４７７９０１号明細書；及び第６５０７０８２号明細書参照）。これに関して、密閉してシールされた金属容器に関し、その内部又はその表面に機械的構造体が配置された基板は、金属容器内に配置されておりかつ金属容器に固定されている。対照的に、半導体又はガラス状基板パッケージング技術に関して、機械的構造体の基板は別の基板に接着され、これにより、接着された基板がチャンバを形成し、このチャンバ内に機械的構造体が配置されている。この形式では、機械的構造体の動作環境は制御され、構造体自体は例えば不都合な接触から保護される。
【０００４】
このような慣用のパッケージング技術を使用する場合、完成したＭＥＭＳは主にパッケージングの要求又は制限によりかなり大きくなる傾向がある。これに関して、慣用のＭＥＭＳパッケージング技術は、しばしば、小さな機械的構造体に対してかなり大きな完成した装置を製造する。金属容器内にパッケージングすることに関して、このことは、容器自体の寸法による。なぜならば、容器は機械的構造体と比較してかなり大きいからである。ＭＥＭＳが基板パッケージング技術を使用する場合、その表面又は内部に機械的構造体が配置された基板は、例えば、エポキシ、融着、ガラスフリット又は陽極技術を使用して２つの基板が接着されることを可能にする又は容易にするために、十分な縁部を有していなければならない。この縁部は、最終的なＭＥＭＳの寸法を著しく増大させる傾向がある。
【０００５】
ＭＥＭＳの動作は、ある程度、機械的構造体が収容されかつ動作しようとする環境（例えば、金属容器内の圧力）に依存する。加速度計等のＭＥＭＳは高い減衰環境においてより効果的に動作する傾向があるのに対し、ジャイロスコープ及び共振器は低い減衰環境においてより効果的に動作する傾向がある。したがって、加速度計を含む機械的構造体はしばしば高圧環境内にパッケージングされる。これに対して、ジャイロスコープ及び共振器を含む機械的構造体は、しばしば低圧環境内にパッケージング及び維持される。例えば、ジャイロスコープ及び共振器が金属容器内にパッケージングされる場合、容器内の圧力は減じられ、シール前にしばしば周囲ガスが実質的に排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６３０７８１５号明細書
【特許文献２】米国特許第６１４６９１７号明細書
【特許文献３】米国特許第６３５２９３５号明細書
【特許文献４】米国特許第６４７７９０１号明細書
【特許文献５】米国特許第６５０７０８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（１）慣用のパッケージング技術の欠点の１つ、幾つか又は全てを克服し、（２）機械的構造体の適切な、向上した及び／又は最適な動作のための制御された又は制御可能な環境を含むＭＥＭＳ（例えば、ジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び／又は加速度計）が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書には多くの発明が説明及び例示されている。第１の原理的側面において、本発明は、機械的構造体を有する電気機械的装置（例えば、マイクロ電気機械的又はナノ電気機械的装置）のチャンバをシールする方法であり、この場合、機械的構造体はチャンバ内に配置されており、チャンバは、機械的構造体のための機械的減衰を提供することができる流体を有している。本発明のこの態様の方法は、機械的構造体の少なくとも一部の上に配置された犠牲層上に第１の封止層を堆積させることを含む。犠牲層の少なくとも一部を露出させるために封止層を貫通して少なくとも１つのベントが形成され、犠牲層の少なくとも一部が除去され、チャンバが形成される。この方法はさらに、ベント上又はベント内に第２の封止層を堆積させながらチャンバ内に少なくとも１つの比較的安定したガスを導入することを含み、チャンバ内の流体は比較的安定したガスを含む。
【０００９】
１つの実施形態において、比較的安定したガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えば、ＣＦ４及びＣ２Ｆ６）及び／又はそれらの組合せであってよい。有利な実施形態において、比較的安定したガスは低い拡散率を有する。
【００１０】
本発明のこの態様の別の実施形態は、第２の封止層は、シリコン含有化合物、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、炭化シリコン、シリサイド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ又はシリコン窒化膜を含んでよい。第２の封止層は、エピタキシャル又はＣＶＤリアクタを使用して堆積されてよい。
【００１１】
別の原理的態様において、本発明は、機械的構造体を有する電気機械的装置（例えば、マイクロ電気機械的又はナノ電気機械的装置）のチャンバをシールする方法であり、この場合、機械的構造体はチャンバ内に配置されており、チャンバは、機械的構造体のための機械的減衰を提供することができる流体を有している。本発明のこの態様の方法は、機械的構造体上に第１の封止層を堆積させ、封止層を貫通して少なくとも１つのベントを形成し、チャンバを形成する。方法は、さらに、少なくとも１つのガス堆積試薬をエピタキシャル又はＣＶＤリアクタに導入することによって第２の封止層を堆積させることを含み、これにより、ベント上又はベント内に第２の封止層を形成し、チャンバをシールする。チャンバ内の流体は、第２の封止層を堆積させることにより生じる少なくとも１つの副産物を含み、流体の圧力は、機械的構造体のための所定の機械的減衰を提供するのに十分である。
【００１２】
１つの実施形態において、方法はさらに、ベント上又はベント内に第２の封止層を堆積させながらチャンバ内に少なくとも１つの比較的安定したガスを導入することを含む。チャンバ内の流体は、第２の封止層を堆積させることにより生じた副産物に加えて、比較的安定したガスも含んでいる。１つの実施形態において、比較的安定したガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボンである。
【００１３】
本発明のこの態様の第２の封止層は、シリコン含有化合物、例えば多結晶シリコン、シリコン酸化膜、炭化シリコン、シリサイド、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ又はシリコン窒化膜を含んでいてよい。第２の封止層は、エピタキシャル又はＣＶＤリアクタを使用して堆積されてよい。実際には、方法は、流体の圧力を所定の圧力範囲内に調整するためにチャンバ内の流体を加熱することも含んでよい。
【００１４】
さらに別の原理的態様において、本発明は、その上に第１の封止層が配置されたチャンバを含む電気機械的装置、例えばマイクロ電気機械的又はナノ電気機械的装置である。第１の封止層は少なくとも１つのベントを有する。電気機械的装置は、チャンバ内に配置された機械的構造体も有する。ベント上又はベント内に配置された第２の封止層はチャンバをシールし、チャンバは少なくとも１つの比較的安定したガス（例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）及び／又はそれらの組合せ）を有する。
【００１５】
１つの実施形態において、第２の封止層はエピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタを使用して堆積される。別の実施形態において、第１の封止層も、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタを使用して堆積される。
【００１６】
さらに別の実施形態において、第２の封止層は、シリコン含有化合物、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、シリコン窒化膜、炭化シリコン又はシリサイドである。
【００１７】
本発明のこの態様の電気機械的装置は、流体の拡散を減じるために、第２の封止層の上に配置された第３の封止層を有していてよい。１つの実施形態において、第３の封止層は、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタを使用して堆積された、金属（例えば、アルミニウム、クロム、金、銀、モリブデン、プラチナ、パラジウム、タングステン、チタン及び／又は銅）、金属酸化物（例えば酸化アルミニウム、酸化チタン及び／又は酸化インジウム）、金属合金（例えば窒化チタン、チタン−タングステン及び／又はＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）及び／又は金属シリコン化合物（例えば、タングステンシリサイド、チタンシリサイド及び／又はニッケルシリサイド）（以下では集合的に"金属含有材料"と呼ばれる）である。別の実施形態において、第３の封止層は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、シリコン窒化膜又は炭化シリコンのうちの少なくとも１つである。
【００１８】
以下の詳細な説明において添付の図面が参照される。これらの図面は本発明の種々異なる態様を示しており、適切な場合には、種々異なる図面における同様の構造、構成部材、材料及び／又はエレメントを表す参照符号は同じものが付与されている。具体的に示されたもの以外の、構造、構成部材、材料及び／又はエレメントの様々な組合せが考えられかつ本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】インタフェース回路及びデータ処理エレクトロニクスと関連した、基板上に配置されたマイクロ電気機械的システムのブロック線図である。
【図２】マイクロメカニカル構造体の一部、例えば、又は加速度計の噛み合った又はくし状のフィンガ電極の部分の上面図を示している。
【図３】本発明のある態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状のフィンガ電極の部分の断面図を示している。
【図４Ａ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｂ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｃ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｄ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｅ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図４Ｆ】本発明のある態様による、封止プロセスの様々な段階における図３のマイクロ構造体の製造の断面図を示している。
【図５】第１及び第２の封止層が同じ材料から形成されている本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状のフィンガ電極配列の部分の断面図を示している。
【図６】封止層が１つ又は実質的に１つの処理ステップにおいて堆積された層の特性を有するように封止層がアニールされる本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状のフィンガ電極の部分の断面図である。
【図７Ａ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図７Ｂ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図８Ａ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図８Ｂ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図８Ｃ】封止層が３つ以上の層を含む本発明の別の態様に基づく、破線ａ−ａに沿った断面で見た、図２の噛み合った又はくし状フィンガ電極の製造の部分の断面図を示している。
【図９】本発明のある態様に基づく、ＭＥＭＳの基板上に又は基板内にモノリシックに集積された１つ以上の電気機械的システムをそれぞれが有する、複数のマイクロメカニカル構造体の部分の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書には多くの発明が説明及び例示されている。１つの態様において、本発明は制御された又は所定の機械的減衰環境において作動する機械的構造を有するＭＥＭＳを作製若しくは製造する技術に関する。これに関して、本発明は、ＭＥＭＳの最終的パッケージング及び／又は完成の前に、チャンバ内に機械的構造体を封止する。機械的構造体を含む及び／又は収納するチャンバ内の環境は、所定の、所望の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。封止された流体（例えばガス又はガス蒸気）内において機械的構造体が作動し、この流体のパラメータ（例えば圧力）は、所望の及び／又は所定の作動環境を提供するために制御、選択及び／又は設計される。
【００２１】
１つの実施形態において、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する１つ又は２つ以上の比較的安定したガスは、封止プロセス時に導入される。比較的安定したガスは、封止プロセス時に、例えば機械的構造物、機械的構造物を封止するために使用される材料（すなわち堆積試薬）及び／又はプロセス中に製造される（ガス又は固体形式の）製品との反応をほとんど又は全く生じない。このように、機械的構造体を含む及び／又は封止するチャンバが封止プロセスによって"シール"されると、比較的安定したガスがチャンバ内に"捕捉"される。チャンバ内のガスの状態は、機械的構造体の所定の、所望の及び／又は選択された機械的減衰を著しく決定する。
【００２２】
この比較的安定したガス、例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）は、シールされたチャンバ（すなわち封止された機械的構造体を含むチャンバ）内の流体の大部分、全て又は実質的に全てを含む。有利な実施形態において、比較的安定したガスは、封止プロセス中及び封止プロセス後に低い、よく知られた及び／又は制御可能な拡散率を有する。このように、完成したＭＥＭＳの作動寿命に亘って及び／又は例えば後続の微細加工プロセシング（例えば高温プロセス）の後に所望の及び／又は所定の環境を提供するように、ガスの状態が制御、選択及び／又は設計されてよい。
【００２３】
別の実施形態において、１つ又は２つ以上のガスが、封止プロセスの間に、これらのガスが封止プロセスの間及び／又は後に環境と反応するという予想で導入される。この実施形態において、所定のガスは、封止された機械的構造体を含む"シールされた"チャンバ内に捕捉された（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）所望の及び／又は所定の流体を提供するために、封止プロセスから生じる又は封止プロセス中に製造されるガス、材料及び／又は副産物と反応及び／又は結合する。このように、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する流体は、機械的構造体を含むチャンバ内に存在する又は維持され、これらの構造体のための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００２４】
１つ又は２つ以上のガスは、封止層を形成、成長及び／又は堆積させる場合における一次又は二次試薬であってよい。択一的に、これらのガス（又はこれらのガスに加えて）は、封止層を形成、成長及び／又は堆積する場合に重要ではない付加的なガスであってよい。これに関して、これらの付加的なガスは、封止の後にチャンバ内に捕捉される副産物を製造するために堆積環境における材料（固体及び／又はガス）と反応してよい。
【００２５】
捕捉された流体の状態は後続の処理ステップによって調整、修正及び／又は制御されてよい。これに関して、封止直後の流体の状態（例えば圧力）は、後続の微細加工及び／又は集積回路プロセシングによって調整、修正及び／又は制御されてよく、このことは、（１）"捕捉された"流体とチャンバ内の環境の別のエレメント（例えば機械的構造体を包囲する又は含む材料）との付加的な反応及び／又は（２）"捕捉された"流体又はこの流体の副産物の拡散を生ぜしめる又は促進する。このように、ある実施形態において、シールされたチャンバ内に捕捉された流体は封止プロセス中及び／又は封止プロセス後にさらなる変化を受け、これにより、ＭＥＭＳの完成後に、シールされたチャンバ内の流体の状態は、機械的構造体のための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。したがって、これらの実施形態において、流体の状態は、完成したＭＥＭＳの動作寿命に亘って及び／又は後続の微細加工及び／又は集積回路プロセシングの後に所望の及び／又は所定の環境を提供するように調整、修正及び／又は制御されてよい。
【００２６】
図１を参照すると、１つの典型的な実施形態において、ＭＥＭＳ１０は、基板１４、例えば、ドーピングされていない半導体状材料、ガラス状材料又は絶縁体状材料上に堆積された微細加工された機械的構造体１２を有している。ＭＥＭＳ１０は、微細加工された機械的構造体１２によって生ぜしめられた情報を処理及び分析するために、データ処理エレクトロニクス１６を有していてもよい。さらに、ＭＥＭＳ１０は、微細加工された機械的構造体１２及び／又はデータ処理エレクトロニクス１６から外部装置（図示せず）、例えばコンピュータ、インジケータ又はセンサに情報を提供するためのインタフェース回路１８を有していてもよい。
【００２７】
データ処理エレクトロニクス１６及び／又はインタフェース回路１８は基板１４内又は基板１４上に集積されていてよい。これに関して、ＭＥＭＳ１０は、機械的構造体１２と、データ処理エレクトロニクス１６と、インタフェース回路１８とを含むモノリシック構造であってよい。データ処理エレクトロニクス１６及び／又はインタフェース回路１８は、製造後に基板１４に又は基板１４上に接着される別個の個別の基板上に存在してもよい。
【００２８】
図２を参照すると、１つの実施形態において、微細加工された機械的構造体１２は、基板１４上に、基板１４の上方に又は基板１４内に配置された機械的構造体２０ａ〜ｄを有している。微細加工された機械的構造体１２は、加速度計、ジャイロスコープ又はその他のトランスジューサ（例えば圧力センサ、触覚センサ又は温度センサ）であってよい。微細加工された機械的構造体１２は、１つ又は２つ以上の加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、触覚センサ及び圧力センサを含む複数のトランスジューサ又はセンサの機械的構造体をも含む。微細加工された機械的構造体１２が加速度計である場合には、機械的構造体２０ａ〜ｄは、加速度計の検出特徴を含む、互いに噛み合った又はくし状フィンガ電極配列の部分であってよい（例えば米国特許第６１２２９６４号明細書）。
【００２９】
図３は、点線ａ−ａ′に沿った、機械的構造体２０ａ〜ｄを含む微細加工された機械的構造体１２の断面図を示している。図３を参照すると、１つの実施形態において、機械的構造体２０ａ〜ｄは流体２４を含むチャンバ２２内に配置されており、前記流体は、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有しており、チャンバ２２内に"捕捉"、"シール"及び／又は含有されている。流体２４は、所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を機械的構造体２０ａ〜ｄのための環境に提供する。
【００３０】
１つ又は２つ以上のトランスジューサ又はセンサ（例えば加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、触覚センサ及び／又は温度センサ）の機械的構造体が１つのチャンバ内に含まれている又は存在していてよい。この環境において、チャンバ２２内の流体２４は、１つ又は２つ以上の微細加工された機械的構造体（例えば加速度計、圧力センサ、触覚センサ及び／又は温度センサ）の機械的構造体のための所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００３１】
さらに、１つ又は２つ以上のトランスジューサ又はセンサの機械的構造体自体は、垂直方向に積層及び／又は相互接続された多数の層を有する（例えば図９の微細加工された機械的構造体１２ｂを参照）。したがって、この状況において、機械的構造体は、垂直方向積層された又は相互接続された多数の層を提供するために、１つ又は２つ以上の処理ステップを使用して製造される。
【００３２】
１つの実施形態において、流体２４は主として１つ又は２つ以上の比較的安定したガス（例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、及び／又はＣＦ４及びＣ２Ｆ６等の過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン）である。別の実施形態においては、流体２４は、封止プロセス及び／又は１つ又は複数の製造プロセスにおいて使用されるか、これらのプロセスにより生じるか又はこれらのプロセスによって製造される１つ又は２つ以上のガス又はガス／流体製品（例えばＳｉＨ４＋Ｏ２→ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）である。実際に、流体は、１つ以上の比較的安定したガスと、封止プロセスから生じる又は封止プロセスによって製造される１つ以上のその他のガス又は製品との組合せであってよい。
【００３３】
封止層２６ａ及び２６ｂは例えば、半導体、絶縁体又は金属含有材料から成っていてよい。例えば、封止層２６ａ及び２６ｂは、シリコン（例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン又は、ドーピングされた又はされていない非晶質シリコン）、及び／又は窒素（例えばシリコン窒化膜）及び／又は酸素（例えばシリコン酸化膜）を含んでいてよい。その他の材料はチャンバ２２を封止又はシールするために適している（例えば、ゲルマニウム、シリコン／ゲルマニウム、炭化シリコン（ＳｉＣ）及び砒化ガリウム）。実際には、チャンバ２２を封止しかつ流体２４の拡散に対する十分なバリヤを提供することができる全ての材料が、現在知られていても後で発展されても、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００３４】
封止層２６ａ及び２６ｂは同じ材料であっても異なる材料であってもよい。封止層２６ａ及び２６ｂは、同じ技術又は異なる技術を用いて堆積、形成又は成長されてよい。例えば封止層２６ａは減圧化学的気相成長（"ＬＰＣＶＤ"）プロセス又はプラズマＣＶＤプロセス（"ＰＥＣＶＤ"）を用いて堆積された多結晶シリコンであってよく、封止層２６ｂは常圧ＣＶＤプロセス（"ＡＰＣＶＤ"）を用いて堆積された多結晶シリコンであってよい。択一的に、例えば、封止層２６ａはＬＰＣＶＤを用いて堆積されたシリコン酸化膜であってよく、封止層２６ｂはＰＥＣＶＤプロセスを使用する、ドーピングされたシリコン酸化膜（例えばＰＳＧ（phosphosilicate glass）又はＢＰＳＧ（borophosphosilicate glass））であってよい。実際には、封止層２６ａはＰＥＣＶＤを使用する多結晶シリコン又はドーピングされたシリコン酸化膜（例えばＰＳＧ又はＢＰＳＧ）であってよく、封止層２６ｂはＬＰＣＶＤを使用して堆積されたシリコン酸化膜であってよい。したがって、チャンバ２２を封止するための全ての材料及び堆積技術、及びその組合せ（permutation）は、現在知られているか又は後に発展されるかにかかわらず、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００３５】
封止層２６ａ及び／又は２６ｂは、封止プロセス及び／又は後続の製造プロセスから生じる又はこれらのプロセスによって製造されるガス／流体製品を提供するために、１つ以上の所定のガスの選択に関連して選択されてよい。例えば、ＳｉＨ４＋Ｏ２を用いることにより、ＳｉＯ２の封止層２６ｂとＨ２Ｏ＋Ｏ２の流体２４とが生ぜしめられてよい。別の実施形態において、ＳｉＯ４（ＣＨ４）ｘ＋Ｏ２を用いることにより、ＳｉＯ２の封止層２６ｂと、Ｏ２＋様々な炭素含有副産物の流体２４とが製造される。
【００３６】
図４Ａを参照すると、微細加工された機械的構造体１２を製造する典型的な方法が、犠牲層２８、例えばシリコン酸化膜上に堆積された機械的構造体２０ａ〜ｄを含む、部分的に形成された装置を用いて開始してよい。機械的構造体２０ａ〜ｄ及び犠牲層２８はよく知られた堆積、リソグラフィ、エッチング及び／又はドーピング技術を使用して形成されてよい。
【００３７】
図４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄを参照すると、機械的構造体２０ａ〜ｄを形成した後、第２の犠牲層３０、例えばシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜が堆積され、これにより、後の処理の間機械的構造体２０ａ〜ｄを固定、離反及び／又は保護する。その後、第１の封止層２６ａが第２の犠牲層３０上に堆積され（図４Ｃ参照）、エッチングされ（図４Ｄ参照）、これにより、第１及び第２の犠牲層２８及び３０それぞれの選択された部分のエッチング及び／又は除去を可能にするための通路又はベント３２を形成する。
【００３８】
図４Ｄ及び４Ｅを参照すると、第１及び第２の犠牲層２８及び３０はそれぞれ、層２８及び３０の選択された部分を除去しかつ機械的構造体２０ａ〜ｄを解放させるためにエッチングされてよい。例えば、第１及び第２の犠牲層２８及び３０がシリコン酸化膜から成る１つの実施形態において、層２８及び３０の選択された部分は、よく知られたウェットエッチング技術及び緩衝ＨＦ（フッ酸）混合物（すなわち減衰された酸化物エッチング）又は、ガスＨＦを使用するよく知られたガスエッチング技術を使用して除去／エッチングされてよい。機械的構造体２０ａ〜ｄ及び犠牲層２８及び３０の適切な設計、及びＨＦエッチングプロセスパラメータの制御により、犠牲層２８は十分にエッチングされ、これにより、機械的エレメント２０ａ〜ｄの周囲の層２８の全て又は実質的に全てを除去し、これにより、機械的エレメント２０ａ〜ｄを解放させ、ＭＥＭＳ１０の適切な動作を可能にする。
【００３９】
第１及び第２の犠牲層２８及び３０がシリコン窒化膜から成る別の実施形態において、層２８及び３０の選択された部分はリン酸を使用して除去／エッチングされる。やはり、機械的構造体２０ａ〜ｄ及び犠牲層２８及び３０の適切な設計、及びウェットエッチングプロセスパラメータの制御により、犠牲層２８は十分にエッチングされ、機械的エレメント２０ａ〜ｄの周囲の犠牲層２８の全て又は実質的に全てを除去し、このことは機械的エレメント２０ａ〜ｄを解放させる。
【００４０】
（１）層２８及び／又は３０に適した材料（例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ドーピングされた及びドーピングされていないガラス状材料、例えばＰＳＧ、ＢＰＳＧ及び無機系塗布膜（Spin On Glass（"ＳＯＧ"））と、（２）多くの適切な／関連したエッチング剤（例えば、緩衝された酸化物エッチング、リン酸、及び例えばＮａＯＨ及びＫＯＨ等の水酸化アルカリ）と、（３）犠牲層２８及び／又は３０を排除、除去及び／又はエッチングするための多くの適切なエッチング技術又は除去技術（例えば、ウェット、プラズマ、ガス又はドライエッチング）が存在する。実際には、層２８及び／又は３０は以下のような例においては、ドーピングされた又はドーピングされていない半導体（例えばポリシリコン、ゲルマニウム又はシリコン／ゲルマニウム）であってよい。その例は、すなわち、機械的構造体２０ａ〜ｄがエッチング処理又は除去処理によって影響されない限り機械的構造体２０ａ〜ｄが同じ又は類似の半導体（すなわち同様に処理、エッチング又は除去された）であるような例（例えば、エッチング又は除去処理の間に構造体２０ａ〜ｄが"保護されている"例（例えば酸化物層がシリコンベース構造体２０ａ〜ｄを保護している）、又は構造体２０ａ〜ｄが、層２８及び／又は３０のエッチング処理又は除去処理によって影響されないか又は著しく影響されることがない材料から成っている例である。したがって、今知られているか又は後に発展される、排除、除去及び／又はエッチングのための、全ての材料、エッチング剤及びエッチング技術、及びそれらの組合せ（permutation）が、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４１】
図４Ｆを参照すると、機械的エレメント２０ａ〜ｆを解放させた後、第２の封止層２６ｂが堆積、形成及び／又は成長される。第２の封止層２６ｂは、例えば例えばエピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積されたシリコンベース材料（例えばポリシリコン又はシリコン酸化膜）であってよい。堆積、形成及び／又は成長はコンフォーマルプロセス又はノンコンフォーマルプロセスによるものであってよい。材料は第１の封止層２６ａと同じでも異なっていてもよい。しかしながら、第１及び第２の封止層２６ａ及び２６ｂを形成するために同じ材料を使用すると有利である（図５参照）。この形式では、熱膨張率が同じであり、層２６ａと２６ｂとの境界がチャンバ２４の"シール"を高める。
【００４２】
実施形態の１つのセットにおいて、第２の封止層２６ｂを堆積する間、層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるために使用されるガス（例えばＳｉＨ４→Ｓｉ＋２Ｈ２）に加えて、１つ以上の比較的安定したガス（例えばヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン）が所定の圧力及び流量で導入される。これらの比較的安定したガスは、流体２４の部分又は全てを形成するために、封止プロセス中に、チャンバ２２内に捕捉又は封止される。前述のように、流体２４は、所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を備えた機械的構造体２０ａ〜ｄの環境を提供する。
【００４３】
ある実施形態において、１つ以上の比較的安定したガスは封止プロセス中に反応を有さない又はほとんど生じない。例えば、比較的安定したガスは、機械的構造体２０ａ〜ｄ（例えば構造体２０ａ〜ｄの側壁）、機械的構造体を封止／シールするために使用されるガス／材料（例えばシリコン、酸素又は窒素）、封止／シールプロセス中に形成、堆積及び／又は成長された第１の封止層２６ａ及び／又は第２の封止層２６ｂと著しく反応することはない。したがって、これらの実施形態において、機械的構造体２０ａ〜ｄを含有及び／又は封止したチャンバ２２が"シール"されると（すなわち第２の封止層２６ｂの堆積の後に）、比較的安定したガスが、チャンバ２２内に"捕捉され"、選択された、設計された及び／又は所定の機械的減衰パラメータを備えた機械的構造体２０ａ〜ｄを提供する（又は例えば環境を最終化する後続の処理ステップの後に提供する）。
【００４４】
比較的安定したガスは、例えば、（１）第２の封止層２６ｂの形成、堆積及び／又は成長中に（例えば、プロセスの圧力及び温度において及びそのプロセスの試薬と共に）及び／又は（２）チャンバ２２内の環境に関して比較的安定した又は制御可能な（例えば、第１の封止層２６ａ（例えばシリコン酸化膜又はその他のシリコンベース材料）とほとんど又は全く反応を生じない）、あらゆるガス（又はガス化合物）であってよい：。この形式において、１つ以上の比較的安定したガスは、第２の封止層２６ｂの形成、堆積及び／又は成長中に（及び有利にはその後に）、堆積試薬、製品、封止された機械的構造体１２及び／又は封止壁部と反応しないか又は最小限にしか反応しない。
【００４５】
有利な実施形態において、１つ以上の比較的安定したガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）であってよい。比較的安定したガスは、チャンバ２２をシール又は隔離した後にチャンバ２２内の流体２４の一部、大部分、全て又は実質的に全てを含んでいてよい。
【００４６】
以下に詳細に説明するように、封止プロセス中のガスの状態は、チャンバ２２内にシールされる場合にガスのパラメータ（及びＭＥＭＳ１０の機械的減衰パラメータ）を決定してよい。これに関して、封止プロセスの温度及び比較的安定したガスの部分圧力は、封止後に流体２４の圧力に著しい影響を有してよい。このように、比較的高い機械的減衰が望まされるような状況（例えば微細加工された機械的構造体１２が低い性質係数（Ｑ）を要求する加速度計である状況）において、低い温度及び高い圧力を有する第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるための製造技術を使用すると有利である。この形式では、チャンバ２２内の流体２４の最終圧力は比較的高くてよい。
【００４７】
例えば、第２の封止層２６ｂがシリコン酸化膜（又はその他の絶縁体、例えばシリコン窒化膜）である１つの実施形態において、ＬＰＣＶＤを使用することは、比較的低い温度においてチャンバ２２を"シール"することを容易にする。これに関して、ＬＰＣＶＤは、概して、１００〜５００Ｐａでかつ通常５００℃〜６００℃の比較的低い温度において行われてよい。別の実施形態において、比較的高い圧力（１００〜１０ｋＰａ）でかつ低い温度（３５０℃〜４００℃）で、ドーピングされた又はドーピングされていない酸化物（例えばＢＰＳＧ、ＰＳＧ及び／又はＳｉＯ２）を堆積させるために、ＡＰＣＶＤが使用されてよい。第２の封止層２６ｂがシリコンベース材料（ポリシリコン、炭化シリコン、シリコン酸化膜及び／又はシリコン窒化膜）である実施例において、１〜２気圧の圧力でかつ４００℃〜１２００℃の温度においてこのような材料を堆積させるために、エピタキシリアクタが使用されてよい。
【００４８】
第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるのに適した多くの堆積技術及び材料が存在する。例えば、ドーピングされた及びドーピングされていない酸化物、シリコン窒化膜、炭化シリコン及び／又はポリシリコンを適切な圧力及び温度において堆積させるために、ＰＥＣＶＤが使用されてよい。第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるための、全ての材料及び形成、堆積及び成長技術、及びその組合せ（permutation）は、今知られていても後で発展されても、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００４９】
微細加工された機械的構造体１２が付加的な微細加工処理を受ける状況において、低い、よく知られた及び／又は制御可能な拡散率を含む１つ以上の比較的安定したガスを使用すると有利である。例えば、より大きな又はより重い分子を有するガス（例えば、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６））は、封止プロセス中及びその後に、第１の封止層２６ａ及び／又は第２の封止層２６ｂを介して（及び／又はそれらの境界において）拡散を受けにくい。この形式では、例えば後続の微細加工処理（例えば高温処理）の後に及び／又は完成したＭＥＭＳ１０の動作寿命に亘って、所望の及び／又は所定の環境を提供するために、流体２４の状態が制御、選択及び／又は設計されてよい。このことは、より安定した正確な動作を有するＭＥＭＳ１０を提供してよい。
【００５０】
微細加工された機械的構造体１２が、チャンバ２２内の環境に影響する微細加工を受ける場合、流体２４は、封止層２６ａ及び／又は封止層２６ｂを通じて拡散する。この拡散は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲よりも低い又はこの圧力範囲外の流体２４の"最終的な"周囲圧力（すなわちＭＥＭＳ１０の完成後の流体２４の圧力）を生ぜしめる。このように、１つの実施形態において、チャンバ２４内に"捕捉"又は"シール"された直後の流体２４の周囲圧力は、通常動作中に必要とされる又は望まれる微細加工された機械的構造体１２の機械的減衰の選択された、所定の及び／又は所望の範囲よりも大きくなるように選択されていてよい。したがって、流体２４のあらゆる拡散の後、付加的な処理の結果、流体２４の"最終的な"周囲圧力は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内であってよい。この形式では、"最終的な"流体２４の圧力が、微細加工された機械的構造体１２の選択された、設計された又は所定の機械的減衰を提供するように、後続の微細加工処理が流体２４の圧力の低減を生ぜしめる。
【００５１】
第２の封止層２６ｂ（及び第１の封止層２６ａ）が高密度な材料から成る状況において、例えば窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン及び／又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボン（例えばＣＦ４及びＣ２Ｆ６）に加えて又はこれらの代わりに、水素及び／又はヘリウム等の比較的安定したガスを使用すると有利である。高密度な材料、例えば、炭化シリコン、シリコン窒化膜又は金属含有材料から成る第２の封止層２６ｂ（及び第１の封止層２６ａ）は、拡散に対する十分なバリヤを提供してよく、このバリヤは、ひいては小さな分子を有する軽い、比較的安価かつ利用可能な比較的安定したガス、例えば水素及び／又はヘリウムの使用を可能にする。
【００５２】
実施形態の別のセットにおいて、第２の封止層２６ｂの堆積、成長及び／又は形成中に、第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるために１つ以上のガス／材料が導入され（例えばＳｉＨ４→Ｓｉ＋２Ｈ２）、この場合、第２の封止層２６ｂがチャンバ２２を"シール"した後に、（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）生じる流体を提供するために封止プロセス中にこれらのガスが反応することが予想される。これらの実施形態において、所定のガス／材料は堆積プロセスの一次又は二次試薬であり、第２の封止層２６ｂの形成における主／二次的構成成分であることに加えて、チャンバ２２内に"捕捉"された、（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）流体２４をも提供する。この形式では、流体２４は、構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００５３】
したがって、これらの実施形態において、所定のガス／材料は、封止プロセス中に生ぜしめられるガス、材料及び／又は副産物と反応及び／又は組み合わさるための、堆積プロセスの一次又は二次試薬である。
【００５４】
例えば、第２の封止層２６ｂがシリコン酸化膜（例えばＳｉＨ４＋Ｏ２→ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＋Ｏ２）である１つの実施形態において、比較的高い圧力（１００〜１０ｋＰａ）及び低い温度（３５０℃〜４００℃）において酸化物を堆積させるためにＡＰＣＶＤが使用されてよい。残りのＨ２Ｏ＋Ｏ２（すなわち流体２４）は、比較的高い圧力及び比較的低い温度においてチャンバ２２に"捕捉"されてよい。実際には、必要又は望まれる場合には、機械的構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供するために、後続の処理ステップ中に流体２４の圧力は調整又は修正されてよい。
【００５５】
別の実施形態において、１〜２気圧の圧力及び４００℃〜１２００℃の温度において第２の封止層２６ｂを堆積させるためにエピタキシリアクタが使用されてよい（例えば、ＳｉＣｌ４（ガス）＋２Ｈ２→Ｓｉ（固体）＋４ＨＣｌ（ガス））。流体２４（すなわち４ＦＣｌ）は、所望の、所定の及び／又は選択された圧力及び比較的低い温度においてチャンバ２２に"捕捉"されてよい。このように、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する流体２４は、構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００５６】
上述のように、第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるのに適した多くの堆積技術及び材料が存在する。例えば、ドーピングされた及びドーピングされていない酸化物（例えば、ＳｉＯ４（ＣＨ４）Ｘ＋Ｏ２→ＳｉＯ２（封止層２６ｂ）＋Ｏ２（流体２４）＋炭素副産物（流体２４））、及び窒化シリコン及び／又はポリシリコンを堆積させるために、ＣＶＤ技術が使用されてよい。したがって、第２の封止層２６ｂを形成、堆積及び／又は成長させるための、全ての材料、及び形成、堆積及び成長技術、及びそれらの組合せ（permutation）は、今知られていても後で発展されても、本発明の範囲内に含まれるものとする。
【００５７】
残留ガスは所望の、所定の及び／又は選択された圧力でチャンバ２２内に捕捉されてよい。さらに、捕捉されたガスが所望の、所定の及び／又は選択された"最終的"圧力又はその範囲内でない場合、ガスの圧力は、後続のプロセス（例えば拡散又は別の／継続する反応を生じる高温処理）によって修正、変化及び／又は制御されてよく、これにより、"完成した"ＭＥＭＳ１０は、（構造体１２のための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰において又はその範囲において）、適切に減衰される微細加工された機械的構造体１２を有する。したがって、封止直後の流体２４の状態（例えば流体２４の圧力）は、後続の微細加工及び／又は集積回路処理によって調整、修正及び／又は制御されてよい。このように、完成したＭＥＭＳの動作寿命に亘って及び／又は後続の微細加工及び／又は集積回路プロセシングの後に所望の及び／又は所定の環境を提供するために、流体２４の状態は調整、修正及び／又は制御されてよい。
【００５８】
実施形態の別のセットにおいて、チャンバ２２が"シール"された後にチャンバ２２内に"捕捉"された流体２４を提供するために、１つ以上の付加的なガス／材料が環境（例えば、微細加工された機械的構造体１２、機械的構造体２０ａ〜ｄ及び／又はチャンバ２２内の及び／又はその周囲の固体及び／又はガス）と反応する。しかしながら、これらの実施形態において、１つ以上のガス／材料は、封止層２６ｂを形成、成長及び／又は堆積させる場合に重要な役割を果たすわけではない。これらの実施形態において、所定のガス／材料は、堆積プロセスの一次又は二次試薬に対する付加的なものであり、チャンバ２２内に"捕捉"された流体（所望の、選択された及び／又は所定の状態を有する）を提供するために、封止中に環境と反応する。上述のように、流体２４は、構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００５９】
例えば、第２の封止層２６ｂがシリコン酸化膜である１つの実施形態において（例えば、Ｏ２＋２Ｓｉ→ＳｉＯ２＋２ＳｉＯ）、比較的高い圧力（１００〜１０ｋＰａ）及び低い温度３５０℃〜４００℃において酸化物を堆積させるためにＡＰＣＶＤが使用されてよい。残留する２ＳｉＯ（すなわち流体２４）は、比較的高い圧力及び比較的低い温度においてチャンバ２２内に"捕捉"されてよい。上述のように、必要又は望ましい場合、機械的構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の及び／又は選択された機械的減衰を提供するために、後続の処理ステップの間に流体２４の圧力が調整又は修正されてもよい。上述のように、比較的高い機械的減衰が望まれる場合（例えば、微細加工された機械的構造体１２が、低いＱを必要とする加速度計である場合）、チャンバ２２内の流体２４の最終圧力が比較的高いと有利である。このように、流体２４の比較的高い圧力が望ましい場合、第２の封止層２６ｂを堆積、形成及び／又は成長させるために低温技術を使用すると有利である。これに関して、シール温度が減じられると、作動温度における圧力が、ほぼ絶対温度の比だけ増大する。このように、チャンバ２２が"シール"されている場合、より低い"シール"温度は流体２４のより高い圧力に貢献してよい。
【００６０】
さらに、"シール"されたチャンバ２２内に存在する又は"捕捉された"流体２４の圧力が比較的高くなるように、流体２４を有するガス／材料の部分圧力が比較的高いことも重要である。これに関して、ガス（例えば比較的安定したガス）の部分圧力が封止又はチャンバシールプロセスの間に（例えば第２の封止層２６ｂの堆積、形成及び／又は成長の間に）増大すると、チャンバ２２内の流体２４の圧力は比例して増大する。このように、流体２４の高い最終圧力を有することが望まれる状況において封止プロセス中に他のプロセスガスの流れを最小化又は低減すると有利である。
【００６１】
流体２４の高い最終圧力が望まれる場合、流体２４の最終圧力を高める及び／又は最大化するために、封止プロセス（すなわち第２の封止層２６ｂを堆積、形成及び／又は成長させるプロセス）が、高い、上昇した又は最大の合計圧力において実施されることも有利である。この形式では、微細加工された機械的構造体１２の比較的高い機械的減衰が達成されてよい。
【００６２】
ある実施形態において、チャンバ２２内に流体を"捕捉"及び"シール"する封止層は、封止層２６ａ及び２６ｂが１つ又は実質的に１つの処理ステップの間に堆積、形成及び／又は成長されたかのように機能するために十分にアニールされてよい（図６参照）。このような封止層は、チャンバ２２のより優れた"シール"を提供し、これにより、流体２４はＭＥＭＳの寿命に亘って及び／又は過酷な外部作動環境下で拡散を受けにくい。さらに、チャンバ２２の封止プロセスは３つ以上の封止層を含んでいてよい。図７Ａ及び７Ｂを参照すると、実施形態の別のセットにおいて、第２の封止層２６ｂは堆積、形成及び／又は成長させられてよい。しかしながら、実施形態のこのセットにおいて、第２の封止層２６ｂはチャンバ２２を完全に"シール"するわけではない。むしろ、第３の封止層２６ｃ（又は後続の層２６ｘ）がチャンバ２２を"シール"し、チャンバ２２内に流体２４を"捕捉"する。
【００６３】
第２の封止層２６ｂは、例えば、例えばエピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤリアクタ（例えば、ＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積された、半導体材料（例えば、単結晶、多結晶シリコン又はゲルマニウム）、絶縁体材料（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＢＰＳＧ又はＰＳＧ）又は金属含有材料（例えば、シリサイド又はＴｉＷ）であってよい。堆積、形成及び／又は成長は、コンフォーマル又はノンコンフォーマルのプロセスによるものであってよい。封止層２６ｂを含む材料は、第１の封止層２６ａと同じであっても異なっていてもよい。
【００６４】
この後に、第３の封止層２６ｃが、堆積、形成及び／又は成長させられてよい（図７Ｂ参照）。第３の封止層２６ｃは、チャンバ２２を"シール"又は閉鎖し、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"する。
【００６５】
第３の封止層２６ｃの堆積、形成及び／又は成長は、封止層２６ａ及び／又は２６ｂのものと同じか、実質的に同じか、又は異なっていてよい。これに関して、第３の封止層２６ｃは、例えば半導体材料、絶縁体材料又は金属含有材料から成っていてよい。第３の封止層２６ｃは、例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えば、ＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積されてよい。堆積、形成及び／又は成長プロセスはコンフォーマル又はノンコンフォーマルであってよい。封止層２６ｃを含む材料は、第１の封止層２６ａ及び／又は第２の封止層２６ｂと同じであっても異なっていてもよい。
【００６６】
上述のように、第１及び第２の封止層２６ａ及び２６ｂ及び／又は第２及び第３の封止層２６ｂ及び２６ｃを形成するために同じ材料を使用すると有利である。この形式では、熱膨張率が同じであり、層２６ａと２６ｂとの境界がチャンバ２４の"シール"を向上させる。
【００６７】
図３〜図６に関連した流体２４及び／又は流体２４に関する上記全ての説明は、この実施形態のセットに完全に適用可能である。短縮するために、それは繰り返されない。
【００６８】
図８Ａ及び８Ｂに関して、別の実施形態のセットにおいて、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、チャンバ２２の"シール"を向上させ、ひいては流体２４の拡散に対するバリヤを向上させるように堆積、形成及び／又は成長させられてよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、単独で、又は別の封止層と組み合わされて、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"する。
【００６９】
封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、例えば、半導体材料（例えば、ポリシリコン、ゲルマニウム又はシリコン／ゲルマニウム）、絶縁体材料（例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ又はＳＯＧ）又は金属含有材料（例えば、シリサイド）であってよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積、形成又は成長させられてよい。堆積、形成及び／又は成長はコンフォーマルプロセス又はノンコンフォーマルプロセスによるものであってよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）を含む材料は、他の封止層と同じ又は異なっていてよい。
【００７０】
図３〜図６に関連した流体２４及び／又は流体２４に関する上記説明は、この実施形態のセットに完全に適用可能である。短縮のために、それは繰り返されない。
【００７１】
封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）は、流体２４の拡散に対するバリヤを提供することに加えて又はその代わりに、通路又はベント３２（例えば、図４Ｅ、４Ｆ、７Ａ及び７Ｂ参照）及びチャンバ２２を包囲する又は"シール"する場合に示されるあらゆるステップカバレッジ問題を低減、最小化及び／又は排除するために使用されてよい。これに関して、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）は、例えばＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ）を使用して堆積された、良好な、高められた、十分な及び／又は十分なステップカバレッジを提供する形式で堆積、形成及び／又は成長させられた材料、例えばＢＰＳＧ、ＰＳＧ、又はＳＯＧであってよい。この形式では、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）は、十分に及び／又は実質的に平坦な表面を提供してよい又は必要ならば提供するようにさらに処理されてよい（例えば、リフローステップ）。
【００７２】
その後、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、チャンバ２２の十分及び／又は十分な"シール"を提供するために材料及び／又は技術（不十分なステップカバレッジを有する又は提供するものでさも）を使用して堆積、形成及び／又は成長させられてよい。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、単独で、又は別の封止層と組み合わされて、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態）を有する流体２４を"捕捉"する。
【００７３】
さらに、図８Ｃに関して、チャンバ２２の"シール"をさらに向上させるために付加的な封止層２６ｄが堆積、形成及び／又は成長させられてよい。この実施形態において、封止層２６は流体２４の拡散に対する僅かなバリヤを提供するか又はほとんど又は全くバリヤを提供しないのに対し、封止層２６ｄは、流体２４の拡散に対する僅かな、大部分の又は実質的に完全なバリヤを提供する。したがって、封止層２６ｄは、単独で又は別の封止層（すなわち封止層２６ａ〜ｃ）と共に、チャンバ２２内に流体２４を"捕捉"する。
【００７４】
さらに、上述のように、封止層２６ｂ及び／又は封止層２６ｃは、通路又はベント３２を包囲しかつチャンバ２２を"シール"することによって提供されるあらゆるステップカバレッジ問題を低減、最小化及び／又は排除するために（単独で又は組み合わせて）使用されてよい。封止層２６ｂ及び／又は封止層２６ｃは、十分に及び／又は実質的に平坦な表面を提供し、これにより、封止層２６ｃ及び／又は封止層２６ｄは、チャンバ２２を"シール"するために及びチャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"するために、広範囲の様々な材料及び堆積、形成及び／又は成長技術を使用して実施されてよい。
【００７５】
すなわち、この実施形態のセットにおいて、少なくとも１つの付加的な封止層２６ｄは、流体２４の拡散に対する付加的なバリヤを提供するために、完全に封止及び"シール"されたチャンバ２２上に堆積、形成及び／又は成長させられる。この形式において、流体２４はチャンバ２２内に"捕捉"され、機械的構造体１２の適切な動作を容易にするために、選択された、所望の及び／又は所定の状態を有している。
【００７６】
図８Ａ〜Ｃに関して、別の実施形態のセットにおいて、流体２４の一部、大部分、全て又は実質的に全ては、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）を堆積、形成又は成長させながら封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）を堆積、形成又は成長させた後にチャンバ２２内に"捕捉"される（流体２４の状態は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内で確立される）。この実施形態のセットにおいて、流体２４は、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）によって包囲された後にチャンバ２２内に拡散されてよい。流体２４の状態は、ガスを封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）に浸透させかつこの層を通過してチャンバ２４内へ拡散させるのに十分な圧力で確立されてよい。
【００７７】
例えば、ヘリウム等のガス又はガス蒸気は、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）が堆積、形成及び／又は成長されながら導入されてよい。このガス又はガス蒸気（例えばヘリウム）は、封止層２６ｂ（図８Ａ）及び封止層２６ｃ（図８Ｂ）を通過してチャンバ２２内に拡散するように十分な圧力下であってよい。さらに、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）の堆積、形成及び／又は成長の後、ガス又はガス蒸気はチャンバ２２内に"捕捉"される。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、単独で又は他の封止層と組み合わさって、チャンバ２２内に（選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する）流体２４を"捕捉"する。
【００７８】
つまり、この実施形態のセットにおいて、流体２４は、封止層２６ａ及び／又は封止層２６ｂを通ってチャンバ２２内に拡散する。この拡散は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内である流体２４の"最終的な"周囲圧力を生ぜしめる（すなわち、ＭＥＭＳ１０の完成後及び／又は封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）の堆積、形成及び／又は成長の後の流体２４の圧力）。
【００７９】
別の実施形態のセットにおいて、チャンバ２４に"捕捉"又は"シール"された直後の流体２４の周囲圧力は、通常動作中に必要とされる又は望まれる微細加工された機械的構造体１２の機械的減衰の選択された、所定の及び／又は所望の範囲よりも低くなるように選択又は設計されている。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）の処理の後、流体２４の"最終的な"周囲圧力は、選択された、所定の及び／又は所望の圧力範囲内であってよい。この形式において、後続の微細加工処理は、流体２４の"最終的な"圧力が微細加工された機械的構造体１２の選択された、設計された又は所定の機械的減衰を提供するように、流体２４の圧力を減少させる。
【００８０】
これらの実施形態において、封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）を形成するために金属含有材料（例えばシリサイド）を使用すると有利である。封止層２６ｃ（図８Ａ）及び封止層２６ｄ（図８Ｂ）は、例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ）を使用して例えば堆積、形成又は成長されてよい。
【００８１】
本発明の別の態様において、ＭＥＭＳは、１つ以上の電気機械的なシステム（例えばジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び／又は加速度計）を有する複数のモノリシックに集積された微細加工された機械的構造体を含んでいてよい。微細加工された機械的構造体は、対応するチャンバ内に配置された機械的構造体を含んでいてよく、このチャンバは、機械的構造体のための所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供する環境（すなわち流体）を含む。
【００８２】
図９を参照すると、１つの実施形態において、ＭＥＭＳ１０は、基板１４上にモノリシックに集積された又は基板１４内に配置された複数の微細加工された機械的構造体１２ａ〜ｃを有している。それぞれの微細加工された機械的構造体１２ａ〜ｃは、１つ以上の機械的構造体２０ａ〜ｐを有している（明確にするためにそのうちの一部のみに数字が付けられている）。
【００８３】
図３〜８Ｃに関して上に詳細に説明したように、機械的構造体２０は個々のチャンバ２４内に存在する（例えば、機械的構造体２０ａ〜２０ｇはチャンバ２２ａ内に配置されている）。チャンバ２２は、チャンバ２２内に"捕捉"、"シール"及び／又は含有された選択された、所望の及び／又は所定の状態を有する流体２４を有している。流体２４は、機械的構造体２０ａ〜ｄのための所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供する。
【００８４】
ある実施形態において、流体２４ａ〜ｄは、上述のようにチャンバ２２ａ〜ｄに"捕捉"及び"シール"され、同じ又は実質的に同じ選択された、所望の及び／又は所定の状態で維持及び／又は含有される。このように、これらの実施形態において、流体２４ａ〜ｄは、機械的構造体２０ａ〜ｐのための同じ又は実質的に同じ所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００８５】
別の実施形態において、機械的構造体２０ａ〜ｐのための種々異なる機械的減衰特性を提供するために、流体２４ａ〜ｄは上述のようにチャンバ２２ａ〜ｄ内に"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有される。この形式では、構造体１２ａは例えば共振器（例えば１００００のＱを必要とする）を含んでいてよく、構造体１２ｄは例えば加速度計（例えば０．６のＱを必要とする）を含んでいてよい。したがって、流体２４ａ〜ｄは、機械的構造体２０ａ〜ｐのための実質的に異なる所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００８６】
実際には、少なくとも１つの実施形態において、構造体１２ｃは複数のチャンバ、すなわちチャンバ２２ｃ及び２２ｄを有しており、それぞれのチャンバは個々に流体２４ｃ及び２４ｄを含んでいる。流体２４ｃ及び２４ｄは、同じ又は実質的に同じ選択された、所望の及び／又は所定の状態においてチャンバ２２ｃ及び２２ｄに個々に"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有されてよい。このように、この実施形態において、流体２４ｃ及び２４ｄは、個々に、機械的構造体２０ｈ〜ｋ及び２０ｌ〜ｐのための同じ又は実質的に同じ所望の、所定の、適切な及び／又は選択された機械的減衰を提供してよい。
【００８７】
択一的に、少なくとも別の実施形態において、流体２４ｃ及び２４ｄは、異なる又は実質的に異なる選択された、所望の及び／又は所定の状態において、チャンバ２２ｃ及び２２ｄ内に"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有されていてよい。この実施形態において、チャンバ２２ｃ及び２２ｄは、種々異なる処理技術、種々異なる処理条件及び／又は種々異なる材料（例えばガス又はガス蒸気）を使用して"シール"されてよい。このように、封止後に、流体２４ｃ及び２４ｄは、個々に、機械的構造体２０ｈ〜ｋ及び２０ｌ〜ｐのための異なる又は実質的に異なる機械的減衰特性を提供する。この形式において、微細加工された機械的構造体１２ｃは、最適な、所定の、所望の動作のための異なる又は実質的に異なる機械的減衰特性を必要とする、種々異なる電気機械的なシステム（例えば、ジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び加速度計）を含んでいてよい。
図９に示された実施形態において、微細加工された機械的構造体１２ａ〜ｃは、図１〜８Ｃに示されかつ上に説明された機械的構造体１２と同じ特徴、属性、選択肢、材料及び利点を有していてよく、かつ同じ形式で製造されてよい。簡単にするために、これらの特徴、属性、選択肢、材料、技術及び利点はここでは再び述べられない。
【００８８】
さらに、図３〜８Ｂに関連する流体２４及び／又は２４に関する上記説明は、これらの実施形態のセットに完全に適用可能である。簡単にするために、それは繰り返されない。
【００８９】
図９に示された（及び上に説明された）実施形態の特徴、属性、選択肢、材料及び利点並びに製造技術は、図１〜８Ｃに示されたＭＥＭＳに完全かつ等しく適用可能である。例えば、図３の微細加工された機械的構造体１２は、同じ、実質的に同じ、異なる又は実質的に異なる選択された、所望の及び／又は所定の状態で流体を維持及び／又は含有するための複数のチャンバを有していてよい（例えば図９の微細加工された機械的構造体１２ｃ）。したがって、チャンバ内の流体は、機械的構造体のための同じ、実質的に同じ、異なる又は実質的に異なる機械的減衰特性を提供してよい（例えば、図９の微細加工された機械的構造体１２ｃのチャンバ２２ｃ及び２２ｄに"捕捉"、"シール"、維持及び／又は含有された流体２４ｃ及び２４ｄ）。簡単にするために、これらの特徴、属性、選択肢、材料、技術及び利点はここでは再び述べられない。本明細書には多くの発明が説明及び図示されている。発明のある実施形態、特徴、材料、構成、属性及び利点が説明及び例示されているが、説明、例示及び請求項から明らかである本発明の多くの他の及び種々異なる及び／又は同様の実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造及び利点が理解されるべきである。このように、ここに説明及び例示された本発明の実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造及び利点は徹底的ではなく、本発明のこのような他の、同様の及び異なる実施形態、特徴、材料、構成、属性、構造及び利点は、本発明の範囲に含まれると理解されるべきである。
【００９０】
例えば、標準的タイプのリアクタと両立可能なガス種類を使用すると有利である。この形式では、例えば第２の封止層２６ｂを形成、成長又は堆積させるためのリアクタのあらゆる修正又はカスタマイズは最小化及び／又は排除される。
【００９１】
さらに、比較的高価でなく、リアクタ／製造設備に利用可能なガス種類を使用すると有利である。この形式では、ＭＥＭＳ１０のコストは最小化及び／又は低減される。
【００９２】
用語"堆積"は、特に、例えばリアクタ（例えば、エピタキシャル、スパッタリング又はＣＶＤベースのリアクタ（例えばＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ又はＰＥＣＶＤ））を使用して材料の層を堆積、発生、形成及び／又は成長させることを意味する。
【００９３】
最後に、本発明は、マイクロメカニカル構造体又はエレメントを含むマイクロ電気機械的システムに関して説明されたが、本発明はこれに限定されない。むしろ、個々に説明された発明は、例えば電気機械的でないシステムを含む他の電気機械的システムに適用可能である。したがって、本発明は、機械的エレメントを概してマイクロエレクトロニクスに匹敵するスケールに減じるリソグラフィ技術及びその他の精密製造技術等の製造技術に基づき形成された電気機械的システム、例えばジャイロスコープ、共振器、温度センサ及び／又は加速度計に関する。
【符号の説明】
【００９４】
１０ ＭＥＭＳ、 １２ 機械的構造体、 １４ 基板、 １６ データ処理エレクトロニクス、 １８ インタフェース回路、 ２０ａ〜ｄ 機械的構造体、 ２２ チャンバ、 ２４ 流体、 ２６ａ，２６ｂ 封止層、 ２８ 犠牲層、 ３０ 第２の犠牲層、 ３２ 通路又はベント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的構造体を有する電気機械的装置のチャンバをシールする方法において、前記機械的構造体がチャンバ内に配置されており、該チャンバが、機械的構造体のための機械的減衰を提供することができる流体を含んでおり、該流体が、少なくとも１つの比較的安定したガスを含んでおり、前記方法が、
機械的構造体の少なくとも一部の上に犠牲層を堆積させ、
該犠牲層の上に第１の封止層を堆積させ、
犠牲層の少なくとも一部を露出させるように第１の封止層を貫通して少なくとも１つのベントを形成し、
犠牲層の少なくとも一部を除去してチャンバを形成し、
少なくとも１つの比較的安定したガスをチャンバに導入し、
少なくとも１つのベント上又は少なくとも１つのベント内に第２の封止層を堆積させ、これにより、チャンバをシールし、この場合、前記第２の封止層が、半導体材料であることを特徴とする、機械的構造体を有する電気機械的装置のチャンバをシールする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの比較的安定したガスが、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボンである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電気機械的装置が、マイクロ電気機械的装置である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電気機械的装置が、ナノ電気機械的装置である、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第２の封止層が、（ａ）シリコン含有化合物を含んでいるか又は（ｂ）ゲルマニウム又は砒化ガリウムのうちの１つである、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第２の封止層が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はシリコン／ゲルマニウムのうちの少なくとも１つである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
第２の封止層を堆積させることが、エピタキシャル又はＣＶＤリアクタを使用することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
比較的安定したガスが、低い拡散率を有している、請求項１記載の方法。
【請求項９】
流体の圧力を所定の圧力範囲内に調節するために、流体をチャンバ内で加熱するか又はガスをチャンバ内に拡散させる、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
電気機械的装置が加速度計であり、チャンバ内の流体の圧力が、機械的構造体のための十分な機械的減衰を提供するように十分に高い、請求項１記載の方法。
【請求項１】
機械的構造体を有する電気機械的装置のチャンバをシールする方法において、前記機械的構造体がチャンバ内に配置されており、該チャンバが、機械的構造体のための機械的減衰を提供することができる流体を含んでおり、該流体が、少なくとも１つの比較的安定したガスを含んでおり、前記方法が、
機械的構造体の少なくとも一部の上に犠牲層を堆積させ、
該犠牲層の上に第１の封止層を堆積させ、
犠牲層の少なくとも一部を露出させるように第１の封止層を貫通して少なくとも１つのベントを形成し、
犠牲層の少なくとも一部を除去してチャンバを形成し、
少なくとも１つの比較的安定したガスをチャンバに導入し、
少なくとも１つのベント上又は少なくとも１つのベント内に第２の封止層を堆積させ、これにより、チャンバをシールし、この場合、前記第２の封止層が、半導体材料であることを特徴とする、機械的構造体を有する電気機械的装置のチャンバをシールする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの比較的安定したガスが、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又は過フルオロ化ハイドロフルオロカーボンである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電気機械的装置が、マイクロ電気機械的装置である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電気機械的装置が、ナノ電気機械的装置である、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第２の封止層が、（ａ）シリコン含有化合物を含んでいるか又は（ｂ）ゲルマニウム又は砒化ガリウムのうちの１つである、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第２の封止層が、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又はシリコン／ゲルマニウムのうちの少なくとも１つである、請求項１記載の方法。
【請求項７】
第２の封止層を堆積させることが、エピタキシャル又はＣＶＤリアクタを使用することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
比較的安定したガスが、低い拡散率を有している、請求項１記載の方法。
【請求項９】
流体の圧力を所定の圧力範囲内に調節するために、流体をチャンバ内で加熱するか又はガスをチャンバ内に拡散させる、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
電気機械的装置が加速度計であり、チャンバ内の流体の圧力が、機械的構造体のための十分な機械的減衰を提供するように十分に高い、請求項１記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４８４０２（Ｐ２０１２−１４８４０２Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８７８６７（Ｐ２０１２−８７８６７）
【出願日】平成２４年４月６日（２０１２．４．６）
【分割の表示】特願２００４−８１２８９（Ｐ２００４−８１２８９）の分割
【原出願日】平成１６年３月１９日（２００４．３．１９）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月６日（２０１２．４．６）
【分割の表示】特願２００４−８１２８９（Ｐ２００４−８１２８９）の分割
【原出願日】平成１６年３月１９日（２００４．３．１９）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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