複数ポスト構造
複合多層構造を有するマイクロメカニカルデバイス、およびデバイスを形成するための手法を開示する。上記方法は、ポスト構造アセンブリを形成する方法であって、第１の基板を第２の基板に結合することであって、該結合することは、結合層を用いずに達成される、ことと、該第２の基板をパターニングすることであって、該パターニングすることは、該第２の基板の材料の第１の部分、および該第２の基板の材料の第２の部分を残して、該第２の基板の第１の部分と第２の部分との間の材料を除去し、該第１の部分は、複数の構造を形成し、該第２の部分は、複数の開口部をその中に有する一体構造であるアセンブリを形成する、ことと、該第２の基板の第２の部分を該第１の基板から分離することであって、該第２の部分は、該構造を含まない、こととを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロメカニカル構造（ＭＥＭＳ）デバイスの半導体処理に関する。ＭＥＭＳデバイスには、流体エジェクタ、加速度計、センサ、マイクロホン、フィルタ、光変調器、および他の当該のデバイスのような、複数の機能を果たす広範囲にわたるデバイスが挙げられる。デバイスは、一般的に、２、３〜数百マイクロメートルのサイズのスケールである。ＭＥＭＳデバイスは、壁、膜、アーム、および機構間の通路およびトレンチのような、種々のジオメトリの三次元機構を有するマイクロメカニカル部分を含む。エッチング、研削、研磨、結合、および被着のような半導体処理技術を用いて、異なる特性、材料、または物理的特性を有する複数の層を備えた複合構造を形成することができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
複合多層構造を有するマイクロメカニカルデバイスは、本願明細書に記載された手法を用いて形成することができる。
【０００３】
概して、一側面では、本発明は、ポスト構造アセンブリを形成する方法を開示する。第１の基板は、第２の基板に結合され、該結合は、結合層を用いずに達成される。第２の基板はパターニングされ、該パターニングすることは、第２の基板の材料の第１の部分、および第２の基板の材料の第２の部分を残して、第２の基板の第１の部分と第２の部分との間の材料を除去し、第１の部分は、複数の構造を形成し、第２の部分は、複数の開口部をその中に有する一体構造であるアセンブリを形成する。第２の基板の第２の部分は第１の基板から分離されるが、第２の部分は構造を含まない。
【０００４】
本発明の実装は、以下の機構のうちの１つ以上を含むことができる。２つの基板は、シリコンを含むことができる。第２の基板は厚さを有することができ、第２の基板のパターニングすることは、第２の基板の厚さを通って延在する１つ以上のスルーホールをパターニングすることを含むことができる。パターニングすることは、ディープ反応性イオンエッチング（ｄｅｅｐ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）によって行うことができる。２つのシリコン基板は、互いに融着させることができる。第１の基板および構造が恒久的に互いに結合されるように、アセンブリをアニールすることができる。アニールすることは、構造と第１の基板との間に、実質的に酸化物を含まないアセンブリを形成することができる。第３の基板は、構造の上面に結合することができる。第３の基板は、構造の上面にアニールすることができる。第３の基板を結合することは、１つ以上の開口部または凹部がその中に形成された基板を、構造の上面に結合することを含むことができる。複数の構造をパターニングすることは、円形のポスト、多角形のポスト、中空のポスト、または少なくとも１つの湾曲した側部を備えた形状である断面を有するポストのような、複数のポストをパターニングすることを含むことができる。
【０００５】
第１の基板および第２の基板のような複数の基板は、互いに融着させることができる。融着は、シリコン基板がアニールされていない場合に、安定した、さらには一時的な結合を提供することができる。融着の一時的な性質によって、第１の基板内に機構を形成することができ、該機構とベース基板とが恒久的に結合される前に、第１の基板の部分を除去することができる。第１の基板は、処理中に、第２の基板を保護することができる。第１の基板によって覆われた第２の基板の領域は、エッチングプロセス中に、第２の基板がエッチング液と接触しないようにすることができる。２つの基板を分離したときに、覆われていた第２の基板のプロファイルは、エッチングプロセス中に覆われていた部分と、エッチングプロセス前の部分とにおいて略同じである。
【０００６】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、以下の添付図面および説明に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
種々の図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【０００８】
モノリシック構造および精密に形成された機構を有するマイクロメカニカルデバイスは、種々の手法を用いて形成することができる。機構の精密さにより、マイクロメカニカルデバイス内に含まれる各構造の所望の挙動をもたらし得る。種々のマイクロメカニカルデバイスは、下記に記載したものと同じ、または類似した手法を用いて形成することができる。
【０００９】
図１を参照すると、複数のポスト構造１２０を備えたベース基板１１０のアセンブリが示されている。ポスト構造１２０およびベース基板１１０は、元素シリコン、酸化シリコン、または二酸化シリコンのような、シリコンを含む材料で形成される。いくつかの実装例では、ベース基板１１０およびポスト構造１２０は、純シリコン、すなわち結晶シリコンで形成される。ポスト構造１２０およびベース基板１１０は、ポスト構造１２０およびベース基板１１０を形成する材料とは異なる材料の層が、ポスト構造１２０とベース基板１１０との間にほとんどまたは全く存在しないように、同じ材料から形成することができ、また、互いに集積化することができる。別様には、アセンブリのシリコン部分の間に、酸化シリコンまたは二酸化シリコンの層を配置することができる。ポスト構造１２０は、固体とするか、または中空コアを有することができる。下記に詳述するように、構造の上から見たときに、ポスト構造を、円形、矩形のような事実上あらゆるジオメトリのものとするか、またはポストを、事実上あらゆる所望の断面形状を有するものとすることができる。
【００１０】
個々の構造は、高さの関数として、略均一の断面寸法を有することができる。別様には、構造は、ベース基板１１０から離れた部分と比較して、ベース基板１１０に近い部分が異なる形状を有することができる（例えば、構造は、その上部よりも基部を広くすることができる）。構造は、略均一の高さを有することができる。
【００１１】
図２および１６を参照すると、ポスト構造を備えた基板は、下述するように形成される（方法３００）。ベース基板１１０は、構造基板１３０に融着またはシリコン−シリコン結合される（ステップ３１０）。基板１１０、１３０は、例えば真空結合機を使用して、互いに結合することができる。任意選択で、基板がシリコン基板である場合は、結合する前に、基板からあらゆる酸化物層を剥離することができる。融着は、２つのシリコン表面間にＶａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ結合を生じさせるものであり、平坦で、高度に研磨された清浄な２つのシリコン表面を、２つのシリコン層間に中間層を存在させずに結合するときに生じさせることができる。融着は、酸化物とシリコンとの間、または酸化物層間に生じさせることができる。融着させる２つの素子を調製するには、ベース基板１１０および構造基板１３０の両方を、ＲＣＡ洗浄等によって洗浄する。疎水性基板処理のような他の方法を用いて、シリコン−シリコン結合する基板を調製することができる。ベース基板１１０および構造基板１３０上のあらゆる酸化物は、任意選択で、緩衝フッ化水素酸エッチング（ＢＯＥ）によって除去することができる。ベース基板１１０および構造基板１３０は、次いで、互いに結合されて基材アセンブリ１５０を形成する。２つの基板は、下記に詳述するように、分離させることができるように互いに結合される。
【００１２】
構造の位置が定められる（ステップ３２０）。ポジ型フォトレジストのようなフォトレジストは、酸化物層（図示せず）上等の、構造基板１３０の表面上へスピンコートすることができる。フォトレジストは、ソフトベークして、クロムマスクを介して露光させることができる。クロムマスクは、所望のポスト位置およびジオメトリの輪郭を有する。フォトレジストは、現像およびパターニングされて、ポスト構造の位置を定めたマスクを形成する。エッチングすべき領域は、ポスト構造をちょうど囲む領域とすることができる。除去すべき全ての領域、すなわちポスト構造を形成しない構造基板１３０の全ての部分を除去する必要はない。したがって、エッチングによって除去すべき領域は、所望のポスト構造周辺のドーナツ形状の領域とすることができ、ドーナツの内側は、ポスト構造の外側の断面形状を画定する。ドーナツの内側は必ずしも円形ではない点に留意されたい。除去すべき構造基板１３０の領域の幅は、構造基板１３０の残部からポスト構造１２０を分離するのに十分な幅があればよい。除去領域の幅を広くすることで、下述する基板の除去ことを容易にすることができる。各ポスト構造１２０周辺の除去領域を広くすることで、構造基板１３０がベース構造１１０から除去されているときに、構造基板１３０がポスト構造１２０を除去してしまう可能性を減じることができる。しかし、構造基板１３０の全てが、エッチングによって除去されるわけではない。
【００１３】
ポストは、等方性または異方性エッチングを用いて形成することができる。エッチングされている結晶表面構造のタイプに基づいて、ポストまたは他の構造は、垂直壁、テーパのついた壁、または湾曲した壁を有することができる。例えば、＜１００＞表面配向シリコン基板のエッチングは、テーパの付いた壁を備えた矩形の構造を形成することができる。＜１１０＞表面配向シリコン基板の等方性エッチングは、基板表面に対して垂直な壁を有する構造を形成することができる。
【００１４】
図３を参照すると、構造基板１３０がエッチングされる（ステップ３３０）。酸化物基板またはシリコン基板上のあらゆる自生の酸化物層は、除去するか、または誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ ＲＩＥ）によってエッチングすることができる。構造基板１３０がシリコンで形成されている場合は、あらゆる自生の酸化物層を除去した後に、シリコン層をエッチングする。シリコンプロセスエッチングの一例は、ディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）による等方性ドライエッチングであり、プラズマを用いてシリコンを選択的にエッチングして、略垂直な側壁を備えた機構を形成する。Ｂｏｓｃｈプロセスとして知られている反応性イオンエッチング手法は、Ｌａｅｒｍｏｒ他の米国特許第５，５０１，８９３号に述べられており、参照することによりその内容全体が本願明細書に組み込まれる。ディープシリコン反応性イオンエッチング装置は、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（Ｒｅｄｗｏｏｄ Ｃｉｔｙ，ＣＡ，Ａｌｃａｔｅｌ，Ｐｉａｎｏ，ＴｅｘａｓまたはＵｎａｘｉｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より入手可能であり、反応性イオンエッチングは、Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒａ、ＣＡ）を含む、エッチングベンダによって行うことができる。直径が略一定の深い機構を掘るその能力から、ディープ反応性イオンエッチングを用いる。エッチングは、プラズマおよびＳＦ６およびＣ４Ｆ８のようなガスとともに真空チャンバ内で行われる。一実装例では、基板の背面が冷却される。基板内の欠陥は、エッチングプロセス中に発生する熱によって生じる場合がある。ヘリウムのような冷却剤を使用して、基板を冷却することができる。シリコン基板と冷却剤との間の金属層は、エッチングプロセスによって発生した熱を、効率的に冷却剤に伝えることができ、また、冷却剤が真空チャンバ内に漏れ出して真空を損なわないようにすることができる。
【００１５】
構造基板１３０は、Ｂｏｓｃｈ ＤＲＩＥを使用してエッチングを行って、ポスト構造１２０を画定することができる。レジストは、基板１２０から剥離することができ、基材アセンブリ１５０は、ピラニア洗浄およびＲＣＡ洗浄することができる。
【００１６】
図４を参照すると、基材アセンブリ１５０の上面図は、エッチング後に、構造基板１３０のポスト構造ではない部分１４０によって囲まれたポスト構造１２０を示す。各ポスト構造１２０の周囲の構造基板１３０が、エッチングによって除去されたベース基板１１０を確認することができる。
【００１７】
構造基板１３０のポスト構造ではない部分１４０は、ベース基板１１０から除去される（ステップ３４０）。互いに融着させたが、アニールしていないシリコンまたは酸化シリコン基板は、２つの基板の間に分離部材を緩やかに押し込むことによって分離することができる。Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ結合は、特に分離を十分ゆっくりと行えば、基板に損傷を与えずに十分に分離させ易いものである。
【００１８】
図５および６を参照すると、米国仮特許出願第６０／６２１，５０７号（２００４年１０月２１日出願）に記載されているように、機械デバイス２００は、ベース基板１１０から構造基板１３０を分離することができる。デバイス２００は、上下に作動させることができる基板支持体２１０を含むことができる。１つ以上の分離ユニット２３０を使用して、基板を分離することができる。デバイスが２つ以上の分離ユニット２３０を含む場合、ユニットは、基板支持体２１０の周囲に等しい角度間隔で離間させることができる。分離ユニット２３０は、分離部材２２０（例、刃状の突起）を含むことができる。分離部材２２０は、分離部材２２０が２つの基板の間に圧力を印加したときに、分離部材２２０が２つの部分に分離させて、２つの基板の間に入ることができるように、十分に薄い縁部を有することができる。分離部材２２０は、２つの基板を分離させるのに十分な圧力を印加したときに破壊されない、十分に硬い材料で形成される。分離部材２２０は、略均一の厚さを有するか、または、より薄い縁部までテーパを付けることができる。一実装例では、分離部材２２０は、鋭利な前縁を有する金属製の薄い刃（例、カミソリの刃）で形成される。
【００１９】
各分離ユニット２３０は、分離部材２２０を固定するための保持部材（例、クランプ）を含むことができる。分離ユニット２３０は、基板支持体２１０の表面に垂直な中心軸に対して、内方および外方へ独立して半径方向に作動させることができる。各分離ユニット２３０は、支持体レール２４０に沿って分離ユニットを駆動するモータ２５０によって作動させることができる。各分離ユニット２３０は、分離部材２２０によって印加された圧力を測定するセンサも収容することができる。各モータ２５０およびセンサは、コントローラ２６０（例、プログラムされたコンピュータ）に接続することができる。
【００２０】
２つの基板１１０、１３０を分離するために、コントローラ２６０は、モータ２５０が分離ユニット２３０を内方へ移動させることを引き起こす。基材アセンブリは、一次表面２８０と、薄い側部２７０とを有する。分離ユニット２３０は、結合された基板の薄い側部２７０に垂直な方向に、かつ一次表面２８０に平行な方向に移動する。分離ユニット２３０は、印加された圧力が閾値を超えたことをセンサが検出するまで移動する。センサが閾値圧力を検出したときに、センサは、分離ユニット２３０の内方への移動を停止するように、モータ２５０に命令することができる。２つの基板１１０、１３０が互いに分離され始めると、分離ユニットによって印加された圧力が下がる。センサが、圧力が閾値圧力を下回ったことを検出したときに、コントローラ２６０は、閾値が再び検出されるまで、または分離ユニット２３０が最も遠くまで内方に移動されるまで、分離ユニット２３０を再び内方へ移動させるように、モータ２５０に命令することができる。複数の分離ユニット２３０を有するデバイスの場合、分離ユニット２３０は、順次に、または互いに一度に移動させることができる。分離は、ポスト構造１２０が損傷しないように、所定の位置で内方への移動を停止するようにプログラムすることができる。機構が基板の中央に設置されている場合、犠牲基板の周辺部の除去は、基板の分離に対して十分なものである。
【００２１】
動作に際し、２つの結合された基板は、基板支持体２１０上に配置される。基板支持体２１０は、上昇した位置とすることができる。一実装例では、基板１１０、１３０は、分離プロセスの少なくとも一部の間、基板支持体２１０と接触しない。分離ユニット２３０は、基板の方へ移動される。分離部材２２０が、２つの基板１１０、１３０の間の界面と整列するまで、分離ユニット２３０を上向きまたは下向きに作動させるか、または基板支持体２１０を上向きまたは下向きに作動させることができる。分離ユニット２３０は、閾値圧力が検出されるまで内方へ移動される。検出された圧力が閾値圧力に等しくなるか、またはこれを超えたとき、分離ユニット２３０の内方への移動が停止される。基板が分離され始め、圧力が閾値以下に下がったときに、分離部材２２０は、圧力が閾値圧力に達するまで、再び内方へ付勢される。基板支持体２１０が分離ユニット２３０の内方への進行を妨げた場合、基板支持体２１０を下ろすことができる。分離ユニット２３０が、ポスト構造１２０のような、ベース基板１１０から分離すべきでない構造に達するまで、プロセスが継続される。分離ユニットは、ポストが位置すべき場所で停止するようにプログラムすることができる。代替的に、レバーのようなデバイス、またはカメラで、分離プロセスをいつ停止させるべきかを検出することができる。モニタに接続された赤外線カメラにより、基板１１０、１３０の結合領域の縁部を明らかにすることができる。赤外線カメラは、基板１１０、１３０の結合領域の縁部を明らかにする。オペレータまたはプログラムされたコンピュータは、カメラ画像からポストの位置を判断することができ、コントローラに分離プロセスを停止させることができる。
【００２２】
図７を参照すると、ベース基板１１０から除去されている構造基板１３０の断面が示されており、基板の分離は、外縁部から始まり、基板の中央に向かって移動する。分離部材２２０の移動は、分離部材２２０がポスト１２０に達する前に停止される。図８を参照すると、いくつかの実装例では、ポスト間の領域内において、いかなる不要な構造基板１３０も、ベース基板１１０から物理的に分離する必要が無いように、エッチングこと（ステップ３３０）でポスト間から構造基板１３０の全てが除去される。一部の構造基板１３０は、縁部領域内に残すことができる。いくつかの実装例では、基板は、いかなるポストも分離部材２２０によって損傷を受けないように、少なくとも部分的に手で分離される。
【００２３】
図９および１０を参照すると、構造基板１３０の除去は、ベース基板１１０に残存するポスト構造１２０だけを残す。
【００２４】
図１１を参照すると、ベース基板１１０およびポスト構造１２０が、互いに結合およびアニールされて、恒久的に融着される（ステップ３５０）。アニール化は、約１０５０℃〜１１００℃で行うことができる。融着の利点は、ベース基板１１０とポスト構造１２０との間に、いかなる付加層も形成されないことである。融着後、結合が完了したときに、２つの層の間にいかなる輪郭線も生じさせないように、２つの層を１つの一体層にさせる。したがって、ポスト構造１２０およびベース基板１１０がシリコンで形成されている場合は、結合されたアセンブリは、アセンブリ内部に実質的に酸化物層を含まないものとすることができる。
【００２５】
図１２を参照すると、第３の基板１６０は、ポスト構造１２０の露出端部に融着させることができる（ステップ３６０）。第３の基板１６０は、ポストの上面にアニールすることもできる。
【００２６】
ポスト構造に加えて、上述の手法を用いて、他の構造を形成することができる。図１３を参照すると、層のうちの１つ以上に設置されたポスト構造を備えた複数の層を形成することができる。図１４を参照すると、円形のポストの代わりに、螺旋６４０、環４２０、多角形５２０、または湾曲形状６２０を形成することができる。図１５を参照すると、上述の方法によって、迷路または他の複合多層構造のような、複雑な三次元構造を形成することができる。基板には、更なる処理を行うことができる。ポリシリコンまたは金属抵抗のようなヒータを、基板内に埋め込むことができる。センサまたは計測用の抵抗も、基板内に埋め込むことができる。
【００２７】
上述の方法を用いて形成したポスト構造アセンブリは、液体等のためのフィルタとして使用することができる。ポスト構造の間隔およびジオメトリは、粘度、必要なフィルタリングレベル、フィルタを通過する流体の必要な流量、および他の因子のような、流体特性によって定めることができる。アセンブリは、光学用途に使用することができる。ポスト構造は、均一の高さを有する、すなわち、構造のそれぞれが、略同じ高さを有することができる。ポスト構造アセンブリは、半導体構造内に集積化することができる。更なる処理ことは、アセンブリが、半導体構造に適切なものとなるように、ポスト構造アセンブリを成形または追加することができる。
【００２８】
ポスト構造の、またはウエハの表面から延在する他のタイプの構造の、上述の手法を用いた形成により、多数の機構のうちの１つを備えたデバイスを得ることができる。ベース構造はエッチングされていないので、ポスト構造がその上にある基部の厚さを均一にすることができる。さらに、ベース基板の表面は、ポスト構造間で非常に平坦なプロファイルにすることができる。基板内に機構をエッチングするときに、エッチングの底部は、制御が困難になる場合があり、平坦ではない表面が得られる場合がある。上述の方法によって、構造基板上のポスト間の領域の一部はエッチング液と接触しない。構造基板は、これらの領域がエッチングされないようにすることができる。したがって、ベース基板のこれらの領域は、エッチングプロセスの前後で略同じままとすることができる。
【００２９】
基板を互いに一時的に結合し、基板のうちの１つを処理し、基板を分離させることにより、基板は、蒸着プロセスを用いて達成することが困難な複合多層構造の形成を可能にすることができる。蒸着プロセスでは、被着させるべき層の下に支持基板を存在させなければならない場合がある。支持基板が、層の間に挟まれている場合（最終的なデバイスに望まれる）は、支持基板を取り外せるようにしなければならない。一時的な層は、必ずしもデバイスの他の部分に悪影響を与えない様式で除去できるとは限らない。上述の本方法は、一時的な支持基板の必要性を排除することができる。さらに、他の材料の層をその中に埋め込まずに単一の材料で形成された、三次元モノリシック構造を形成することができる。例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、またはそれ以上の層を含む構造を、本願明細書に記載した手法を用いて形成することができる。互いに積層させた基板のうちの１つ以上を処理して、凹部、スルーホール、または構造を追加することができる。複数の層を有する基板の処理は、２つの異なる材料の界面において、またはその周辺でのアンダーカットのような、不適当な影響をもたらす場合がある。これらの方法は、これらの不適当な影響も排除することができる。
【００３０】
本発明の複数の実施形態を説明した。それでもなお、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の変形を行うことができるものと理解されよう。例えば、ベース基板は、構造基板に結合する前にエッチングすることができる。ベース基板のエッチングは、デバイスの複数の層間に通路を形成することができる。加えて、シリコン以外の材料を使用して構造を形成することができる。したがって、他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、基板およびポストのアセンブリの側断面図である。
【図２】図２は、２つ基板のアセンブリの側断面図である。
【図３】図３は、１つの基板がエッチングされたアセンブリの側断面図である。
【図４】図４は、基板のアセンブリの平面図である。
【図５】図５は、機械式結合基板分離デバイスの上面図である。
【図６】図６は、機械式結合基板分離デバイスの側断面図である。
【図７】図７は、２つの基板が分離されている断面図である。
【図８】図８は、エッチングされたアセンブリの平面図である。
【図９】図９は、エッチングされて分離されたアセンブリの平面図である。
【図１０】図１０および図１１は、ポストを備えた基板のアセンブリの側断面図である。
【図１１】図１０および図１１は、ポストを備えた基板のアセンブリの側断面図である。
【図１２】図１２および図１３は、基板間のポストのアセンブリの側断面図である。
【図１３】図１２および図１３は、基板間のポストのアセンブリの側断面図である。
【図１４】図１４は、基板および種々のポスト形状のアセンブリの上面図である。
【図１５】図１５は、内部層を備えた三次元構造の斜視図である。
【図１６】図１６は、構造の形成を記述したフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロエレクトロメカニカル構造（ＭＥＭＳ）デバイスの半導体処理に関する。ＭＥＭＳデバイスには、流体エジェクタ、加速度計、センサ、マイクロホン、フィルタ、光変調器、および他の当該のデバイスのような、複数の機能を果たす広範囲にわたるデバイスが挙げられる。デバイスは、一般的に、２、３〜数百マイクロメートルのサイズのスケールである。ＭＥＭＳデバイスは、壁、膜、アーム、および機構間の通路およびトレンチのような、種々のジオメトリの三次元機構を有するマイクロメカニカル部分を含む。エッチング、研削、研磨、結合、および被着のような半導体処理技術を用いて、異なる特性、材料、または物理的特性を有する複数の層を備えた複合構造を形成することができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
複合多層構造を有するマイクロメカニカルデバイスは、本願明細書に記載された手法を用いて形成することができる。
【０００３】
概して、一側面では、本発明は、ポスト構造アセンブリを形成する方法を開示する。第１の基板は、第２の基板に結合され、該結合は、結合層を用いずに達成される。第２の基板はパターニングされ、該パターニングすることは、第２の基板の材料の第１の部分、および第２の基板の材料の第２の部分を残して、第２の基板の第１の部分と第２の部分との間の材料を除去し、第１の部分は、複数の構造を形成し、第２の部分は、複数の開口部をその中に有する一体構造であるアセンブリを形成する。第２の基板の第２の部分は第１の基板から分離されるが、第２の部分は構造を含まない。
【０００４】
本発明の実装は、以下の機構のうちの１つ以上を含むことができる。２つの基板は、シリコンを含むことができる。第２の基板は厚さを有することができ、第２の基板のパターニングすることは、第２の基板の厚さを通って延在する１つ以上のスルーホールをパターニングすることを含むことができる。パターニングすることは、ディープ反応性イオンエッチング（ｄｅｅｐ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）によって行うことができる。２つのシリコン基板は、互いに融着させることができる。第１の基板および構造が恒久的に互いに結合されるように、アセンブリをアニールすることができる。アニールすることは、構造と第１の基板との間に、実質的に酸化物を含まないアセンブリを形成することができる。第３の基板は、構造の上面に結合することができる。第３の基板は、構造の上面にアニールすることができる。第３の基板を結合することは、１つ以上の開口部または凹部がその中に形成された基板を、構造の上面に結合することを含むことができる。複数の構造をパターニングすることは、円形のポスト、多角形のポスト、中空のポスト、または少なくとも１つの湾曲した側部を備えた形状である断面を有するポストのような、複数のポストをパターニングすることを含むことができる。
【０００５】
第１の基板および第２の基板のような複数の基板は、互いに融着させることができる。融着は、シリコン基板がアニールされていない場合に、安定した、さらには一時的な結合を提供することができる。融着の一時的な性質によって、第１の基板内に機構を形成することができ、該機構とベース基板とが恒久的に結合される前に、第１の基板の部分を除去することができる。第１の基板は、処理中に、第２の基板を保護することができる。第１の基板によって覆われた第２の基板の領域は、エッチングプロセス中に、第２の基板がエッチング液と接触しないようにすることができる。２つの基板を分離したときに、覆われていた第２の基板のプロファイルは、エッチングプロセス中に覆われていた部分と、エッチングプロセス前の部分とにおいて略同じである。
【０００６】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、以下の添付図面および説明に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
種々の図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【０００８】
モノリシック構造および精密に形成された機構を有するマイクロメカニカルデバイスは、種々の手法を用いて形成することができる。機構の精密さにより、マイクロメカニカルデバイス内に含まれる各構造の所望の挙動をもたらし得る。種々のマイクロメカニカルデバイスは、下記に記載したものと同じ、または類似した手法を用いて形成することができる。
【０００９】
図１を参照すると、複数のポスト構造１２０を備えたベース基板１１０のアセンブリが示されている。ポスト構造１２０およびベース基板１１０は、元素シリコン、酸化シリコン、または二酸化シリコンのような、シリコンを含む材料で形成される。いくつかの実装例では、ベース基板１１０およびポスト構造１２０は、純シリコン、すなわち結晶シリコンで形成される。ポスト構造１２０およびベース基板１１０は、ポスト構造１２０およびベース基板１１０を形成する材料とは異なる材料の層が、ポスト構造１２０とベース基板１１０との間にほとんどまたは全く存在しないように、同じ材料から形成することができ、また、互いに集積化することができる。別様には、アセンブリのシリコン部分の間に、酸化シリコンまたは二酸化シリコンの層を配置することができる。ポスト構造１２０は、固体とするか、または中空コアを有することができる。下記に詳述するように、構造の上から見たときに、ポスト構造を、円形、矩形のような事実上あらゆるジオメトリのものとするか、またはポストを、事実上あらゆる所望の断面形状を有するものとすることができる。
【００１０】
個々の構造は、高さの関数として、略均一の断面寸法を有することができる。別様には、構造は、ベース基板１１０から離れた部分と比較して、ベース基板１１０に近い部分が異なる形状を有することができる（例えば、構造は、その上部よりも基部を広くすることができる）。構造は、略均一の高さを有することができる。
【００１１】
図２および１６を参照すると、ポスト構造を備えた基板は、下述するように形成される（方法３００）。ベース基板１１０は、構造基板１３０に融着またはシリコン−シリコン結合される（ステップ３１０）。基板１１０、１３０は、例えば真空結合機を使用して、互いに結合することができる。任意選択で、基板がシリコン基板である場合は、結合する前に、基板からあらゆる酸化物層を剥離することができる。融着は、２つのシリコン表面間にＶａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ結合を生じさせるものであり、平坦で、高度に研磨された清浄な２つのシリコン表面を、２つのシリコン層間に中間層を存在させずに結合するときに生じさせることができる。融着は、酸化物とシリコンとの間、または酸化物層間に生じさせることができる。融着させる２つの素子を調製するには、ベース基板１１０および構造基板１３０の両方を、ＲＣＡ洗浄等によって洗浄する。疎水性基板処理のような他の方法を用いて、シリコン−シリコン結合する基板を調製することができる。ベース基板１１０および構造基板１３０上のあらゆる酸化物は、任意選択で、緩衝フッ化水素酸エッチング（ＢＯＥ）によって除去することができる。ベース基板１１０および構造基板１３０は、次いで、互いに結合されて基材アセンブリ１５０を形成する。２つの基板は、下記に詳述するように、分離させることができるように互いに結合される。
【００１２】
構造の位置が定められる（ステップ３２０）。ポジ型フォトレジストのようなフォトレジストは、酸化物層（図示せず）上等の、構造基板１３０の表面上へスピンコートすることができる。フォトレジストは、ソフトベークして、クロムマスクを介して露光させることができる。クロムマスクは、所望のポスト位置およびジオメトリの輪郭を有する。フォトレジストは、現像およびパターニングされて、ポスト構造の位置を定めたマスクを形成する。エッチングすべき領域は、ポスト構造をちょうど囲む領域とすることができる。除去すべき全ての領域、すなわちポスト構造を形成しない構造基板１３０の全ての部分を除去する必要はない。したがって、エッチングによって除去すべき領域は、所望のポスト構造周辺のドーナツ形状の領域とすることができ、ドーナツの内側は、ポスト構造の外側の断面形状を画定する。ドーナツの内側は必ずしも円形ではない点に留意されたい。除去すべき構造基板１３０の領域の幅は、構造基板１３０の残部からポスト構造１２０を分離するのに十分な幅があればよい。除去領域の幅を広くすることで、下述する基板の除去ことを容易にすることができる。各ポスト構造１２０周辺の除去領域を広くすることで、構造基板１３０がベース構造１１０から除去されているときに、構造基板１３０がポスト構造１２０を除去してしまう可能性を減じることができる。しかし、構造基板１３０の全てが、エッチングによって除去されるわけではない。
【００１３】
ポストは、等方性または異方性エッチングを用いて形成することができる。エッチングされている結晶表面構造のタイプに基づいて、ポストまたは他の構造は、垂直壁、テーパのついた壁、または湾曲した壁を有することができる。例えば、＜１００＞表面配向シリコン基板のエッチングは、テーパの付いた壁を備えた矩形の構造を形成することができる。＜１１０＞表面配向シリコン基板の等方性エッチングは、基板表面に対して垂直な壁を有する構造を形成することができる。
【００１４】
図３を参照すると、構造基板１３０がエッチングされる（ステップ３３０）。酸化物基板またはシリコン基板上のあらゆる自生の酸化物層は、除去するか、または誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ ＲＩＥ）によってエッチングすることができる。構造基板１３０がシリコンで形成されている場合は、あらゆる自生の酸化物層を除去した後に、シリコン層をエッチングする。シリコンプロセスエッチングの一例は、ディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）による等方性ドライエッチングであり、プラズマを用いてシリコンを選択的にエッチングして、略垂直な側壁を備えた機構を形成する。Ｂｏｓｃｈプロセスとして知られている反応性イオンエッチング手法は、Ｌａｅｒｍｏｒ他の米国特許第５，５０１，８９３号に述べられており、参照することによりその内容全体が本願明細書に組み込まれる。ディープシリコン反応性イオンエッチング装置は、Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（Ｒｅｄｗｏｏｄ Ｃｉｔｙ，ＣＡ，Ａｌｃａｔｅｌ，Ｐｉａｎｏ，ＴｅｘａｓまたはＵｎａｘｉｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より入手可能であり、反応性イオンエッチングは、Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｍｉｃｒｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒａ、ＣＡ）を含む、エッチングベンダによって行うことができる。直径が略一定の深い機構を掘るその能力から、ディープ反応性イオンエッチングを用いる。エッチングは、プラズマおよびＳＦ６およびＣ４Ｆ８のようなガスとともに真空チャンバ内で行われる。一実装例では、基板の背面が冷却される。基板内の欠陥は、エッチングプロセス中に発生する熱によって生じる場合がある。ヘリウムのような冷却剤を使用して、基板を冷却することができる。シリコン基板と冷却剤との間の金属層は、エッチングプロセスによって発生した熱を、効率的に冷却剤に伝えることができ、また、冷却剤が真空チャンバ内に漏れ出して真空を損なわないようにすることができる。
【００１５】
構造基板１３０は、Ｂｏｓｃｈ ＤＲＩＥを使用してエッチングを行って、ポスト構造１２０を画定することができる。レジストは、基板１２０から剥離することができ、基材アセンブリ１５０は、ピラニア洗浄およびＲＣＡ洗浄することができる。
【００１６】
図４を参照すると、基材アセンブリ１５０の上面図は、エッチング後に、構造基板１３０のポスト構造ではない部分１４０によって囲まれたポスト構造１２０を示す。各ポスト構造１２０の周囲の構造基板１３０が、エッチングによって除去されたベース基板１１０を確認することができる。
【００１７】
構造基板１３０のポスト構造ではない部分１４０は、ベース基板１１０から除去される（ステップ３４０）。互いに融着させたが、アニールしていないシリコンまたは酸化シリコン基板は、２つの基板の間に分離部材を緩やかに押し込むことによって分離することができる。Ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌｓ結合は、特に分離を十分ゆっくりと行えば、基板に損傷を与えずに十分に分離させ易いものである。
【００１８】
図５および６を参照すると、米国仮特許出願第６０／６２１，５０７号（２００４年１０月２１日出願）に記載されているように、機械デバイス２００は、ベース基板１１０から構造基板１３０を分離することができる。デバイス２００は、上下に作動させることができる基板支持体２１０を含むことができる。１つ以上の分離ユニット２３０を使用して、基板を分離することができる。デバイスが２つ以上の分離ユニット２３０を含む場合、ユニットは、基板支持体２１０の周囲に等しい角度間隔で離間させることができる。分離ユニット２３０は、分離部材２２０（例、刃状の突起）を含むことができる。分離部材２２０は、分離部材２２０が２つの基板の間に圧力を印加したときに、分離部材２２０が２つの部分に分離させて、２つの基板の間に入ることができるように、十分に薄い縁部を有することができる。分離部材２２０は、２つの基板を分離させるのに十分な圧力を印加したときに破壊されない、十分に硬い材料で形成される。分離部材２２０は、略均一の厚さを有するか、または、より薄い縁部までテーパを付けることができる。一実装例では、分離部材２２０は、鋭利な前縁を有する金属製の薄い刃（例、カミソリの刃）で形成される。
【００１９】
各分離ユニット２３０は、分離部材２２０を固定するための保持部材（例、クランプ）を含むことができる。分離ユニット２３０は、基板支持体２１０の表面に垂直な中心軸に対して、内方および外方へ独立して半径方向に作動させることができる。各分離ユニット２３０は、支持体レール２４０に沿って分離ユニットを駆動するモータ２５０によって作動させることができる。各分離ユニット２３０は、分離部材２２０によって印加された圧力を測定するセンサも収容することができる。各モータ２５０およびセンサは、コントローラ２６０（例、プログラムされたコンピュータ）に接続することができる。
【００２０】
２つの基板１１０、１３０を分離するために、コントローラ２６０は、モータ２５０が分離ユニット２３０を内方へ移動させることを引き起こす。基材アセンブリは、一次表面２８０と、薄い側部２７０とを有する。分離ユニット２３０は、結合された基板の薄い側部２７０に垂直な方向に、かつ一次表面２８０に平行な方向に移動する。分離ユニット２３０は、印加された圧力が閾値を超えたことをセンサが検出するまで移動する。センサが閾値圧力を検出したときに、センサは、分離ユニット２３０の内方への移動を停止するように、モータ２５０に命令することができる。２つの基板１１０、１３０が互いに分離され始めると、分離ユニットによって印加された圧力が下がる。センサが、圧力が閾値圧力を下回ったことを検出したときに、コントローラ２６０は、閾値が再び検出されるまで、または分離ユニット２３０が最も遠くまで内方に移動されるまで、分離ユニット２３０を再び内方へ移動させるように、モータ２５０に命令することができる。複数の分離ユニット２３０を有するデバイスの場合、分離ユニット２３０は、順次に、または互いに一度に移動させることができる。分離は、ポスト構造１２０が損傷しないように、所定の位置で内方への移動を停止するようにプログラムすることができる。機構が基板の中央に設置されている場合、犠牲基板の周辺部の除去は、基板の分離に対して十分なものである。
【００２１】
動作に際し、２つの結合された基板は、基板支持体２１０上に配置される。基板支持体２１０は、上昇した位置とすることができる。一実装例では、基板１１０、１３０は、分離プロセスの少なくとも一部の間、基板支持体２１０と接触しない。分離ユニット２３０は、基板の方へ移動される。分離部材２２０が、２つの基板１１０、１３０の間の界面と整列するまで、分離ユニット２３０を上向きまたは下向きに作動させるか、または基板支持体２１０を上向きまたは下向きに作動させることができる。分離ユニット２３０は、閾値圧力が検出されるまで内方へ移動される。検出された圧力が閾値圧力に等しくなるか、またはこれを超えたとき、分離ユニット２３０の内方への移動が停止される。基板が分離され始め、圧力が閾値以下に下がったときに、分離部材２２０は、圧力が閾値圧力に達するまで、再び内方へ付勢される。基板支持体２１０が分離ユニット２３０の内方への進行を妨げた場合、基板支持体２１０を下ろすことができる。分離ユニット２３０が、ポスト構造１２０のような、ベース基板１１０から分離すべきでない構造に達するまで、プロセスが継続される。分離ユニットは、ポストが位置すべき場所で停止するようにプログラムすることができる。代替的に、レバーのようなデバイス、またはカメラで、分離プロセスをいつ停止させるべきかを検出することができる。モニタに接続された赤外線カメラにより、基板１１０、１３０の結合領域の縁部を明らかにすることができる。赤外線カメラは、基板１１０、１３０の結合領域の縁部を明らかにする。オペレータまたはプログラムされたコンピュータは、カメラ画像からポストの位置を判断することができ、コントローラに分離プロセスを停止させることができる。
【００２２】
図７を参照すると、ベース基板１１０から除去されている構造基板１３０の断面が示されており、基板の分離は、外縁部から始まり、基板の中央に向かって移動する。分離部材２２０の移動は、分離部材２２０がポスト１２０に達する前に停止される。図８を参照すると、いくつかの実装例では、ポスト間の領域内において、いかなる不要な構造基板１３０も、ベース基板１１０から物理的に分離する必要が無いように、エッチングこと（ステップ３３０）でポスト間から構造基板１３０の全てが除去される。一部の構造基板１３０は、縁部領域内に残すことができる。いくつかの実装例では、基板は、いかなるポストも分離部材２２０によって損傷を受けないように、少なくとも部分的に手で分離される。
【００２３】
図９および１０を参照すると、構造基板１３０の除去は、ベース基板１１０に残存するポスト構造１２０だけを残す。
【００２４】
図１１を参照すると、ベース基板１１０およびポスト構造１２０が、互いに結合およびアニールされて、恒久的に融着される（ステップ３５０）。アニール化は、約１０５０℃〜１１００℃で行うことができる。融着の利点は、ベース基板１１０とポスト構造１２０との間に、いかなる付加層も形成されないことである。融着後、結合が完了したときに、２つの層の間にいかなる輪郭線も生じさせないように、２つの層を１つの一体層にさせる。したがって、ポスト構造１２０およびベース基板１１０がシリコンで形成されている場合は、結合されたアセンブリは、アセンブリ内部に実質的に酸化物層を含まないものとすることができる。
【００２５】
図１２を参照すると、第３の基板１６０は、ポスト構造１２０の露出端部に融着させることができる（ステップ３６０）。第３の基板１６０は、ポストの上面にアニールすることもできる。
【００２６】
ポスト構造に加えて、上述の手法を用いて、他の構造を形成することができる。図１３を参照すると、層のうちの１つ以上に設置されたポスト構造を備えた複数の層を形成することができる。図１４を参照すると、円形のポストの代わりに、螺旋６４０、環４２０、多角形５２０、または湾曲形状６２０を形成することができる。図１５を参照すると、上述の方法によって、迷路または他の複合多層構造のような、複雑な三次元構造を形成することができる。基板には、更なる処理を行うことができる。ポリシリコンまたは金属抵抗のようなヒータを、基板内に埋め込むことができる。センサまたは計測用の抵抗も、基板内に埋め込むことができる。
【００２７】
上述の方法を用いて形成したポスト構造アセンブリは、液体等のためのフィルタとして使用することができる。ポスト構造の間隔およびジオメトリは、粘度、必要なフィルタリングレベル、フィルタを通過する流体の必要な流量、および他の因子のような、流体特性によって定めることができる。アセンブリは、光学用途に使用することができる。ポスト構造は、均一の高さを有する、すなわち、構造のそれぞれが、略同じ高さを有することができる。ポスト構造アセンブリは、半導体構造内に集積化することができる。更なる処理ことは、アセンブリが、半導体構造に適切なものとなるように、ポスト構造アセンブリを成形または追加することができる。
【００２８】
ポスト構造の、またはウエハの表面から延在する他のタイプの構造の、上述の手法を用いた形成により、多数の機構のうちの１つを備えたデバイスを得ることができる。ベース構造はエッチングされていないので、ポスト構造がその上にある基部の厚さを均一にすることができる。さらに、ベース基板の表面は、ポスト構造間で非常に平坦なプロファイルにすることができる。基板内に機構をエッチングするときに、エッチングの底部は、制御が困難になる場合があり、平坦ではない表面が得られる場合がある。上述の方法によって、構造基板上のポスト間の領域の一部はエッチング液と接触しない。構造基板は、これらの領域がエッチングされないようにすることができる。したがって、ベース基板のこれらの領域は、エッチングプロセスの前後で略同じままとすることができる。
【００２９】
基板を互いに一時的に結合し、基板のうちの１つを処理し、基板を分離させることにより、基板は、蒸着プロセスを用いて達成することが困難な複合多層構造の形成を可能にすることができる。蒸着プロセスでは、被着させるべき層の下に支持基板を存在させなければならない場合がある。支持基板が、層の間に挟まれている場合（最終的なデバイスに望まれる）は、支持基板を取り外せるようにしなければならない。一時的な層は、必ずしもデバイスの他の部分に悪影響を与えない様式で除去できるとは限らない。上述の本方法は、一時的な支持基板の必要性を排除することができる。さらに、他の材料の層をその中に埋め込まずに単一の材料で形成された、三次元モノリシック構造を形成することができる。例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、またはそれ以上の層を含む構造を、本願明細書に記載した手法を用いて形成することができる。互いに積層させた基板のうちの１つ以上を処理して、凹部、スルーホール、または構造を追加することができる。複数の層を有する基板の処理は、２つの異なる材料の界面において、またはその周辺でのアンダーカットのような、不適当な影響をもたらす場合がある。これらの方法は、これらの不適当な影響も排除することができる。
【００３０】
本発明の複数の実施形態を説明した。それでもなお、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、種々の変形を行うことができるものと理解されよう。例えば、ベース基板は、構造基板に結合する前にエッチングすることができる。ベース基板のエッチングは、デバイスの複数の層間に通路を形成することができる。加えて、シリコン以外の材料を使用して構造を形成することができる。したがって、他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、基板およびポストのアセンブリの側断面図である。
【図２】図２は、２つ基板のアセンブリの側断面図である。
【図３】図３は、１つの基板がエッチングされたアセンブリの側断面図である。
【図４】図４は、基板のアセンブリの平面図である。
【図５】図５は、機械式結合基板分離デバイスの上面図である。
【図６】図６は、機械式結合基板分離デバイスの側断面図である。
【図７】図７は、２つの基板が分離されている断面図である。
【図８】図８は、エッチングされたアセンブリの平面図である。
【図９】図９は、エッチングされて分離されたアセンブリの平面図である。
【図１０】図１０および図１１は、ポストを備えた基板のアセンブリの側断面図である。
【図１１】図１０および図１１は、ポストを備えた基板のアセンブリの側断面図である。
【図１２】図１２および図１３は、基板間のポストのアセンブリの側断面図である。
【図１３】図１２および図１３は、基板間のポストのアセンブリの側断面図である。
【図１４】図１４は、基板および種々のポスト形状のアセンブリの上面図である。
【図１５】図１５は、内部層を備えた三次元構造の斜視図である。
【図１６】図１６は、構造の形成を記述したフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポスト構造アセンブリを形成する方法であって、
第１の基板を第２の基板に結合することであって、該結合することは、結合層を用いずに達成される、ことと、
該第２の基板をパターニングすることであって、該パターニングすることは、該第２の基板の材料の第１の部分、および該第２の基板の材料の第２の部分を残して、該第２の基板の第１の部分と第２の部分との間の材料を除去し、該第１の部分は、複数の構造を形成し、該第２の部分は、複数の開口部をその中に有する一体構造であるアセンブリを形成する、ことと、
該第２の基板の第２の部分を該第１の基板から分離することであって、該第２の部分は、該構造を含まない、ことと
を含む、方法。
【請求項２】
第１の基板を第２の基板に結合することは、シリコンを含む２つの基板を互いに結合することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の基板は厚さを有し、前記第２の基板をパターニングすることは、該第２の基板の厚さを介して延在する１つ以上のスルーホールをパターニングすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の基板をパターニングすることは、ディープ反応性イオンエッチングを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の基板を前記第２の基板に結合することは、２つのシリコン基板を互いに結合することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記２つのシリコン基板を互いに結合することは、融着を形成することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の基板および前記構造が恒久的に互いに結合されるように、前記アセンブリをアニールすることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記アセンブリをアニールすることは、前記構造と前記第１の基板との間に、実質的に酸化物を含まないアセンブリを形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第３の基板を前記構造の上面に結合することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の基板を前記構造の上面にアニールすることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の基板を結合することは、１つ以上の開口部がその中に形成された基板を、前記構造の上面に結合することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第３の基板を結合することは、１つ以上の凹部がその中に形成された基板を、前記構造の上面に結合することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数のポストをパターニングすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数の円形のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数の円錐形のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の構造をパターニングすることは、それぞれが多角形である複数のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の構造をパターニングすることは、少なくとも１つの湾曲した側部を備えた形状である断面を有する複数のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数の中空ポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
ポスト構造アセンブリを形成する方法であって、
第１の基板を第２の基板に結合することであって、該結合することは、結合層を用いずに達成される、ことと、
該第２の基板をパターニングすることであって、該パターニングすることは、該第２の基板の材料の第１の部分、および該第２の基板の材料の第２の部分を残して、該第２の基板の第１の部分と第２の部分との間の材料を除去し、該第１の部分は、複数の構造を形成し、該第２の部分は、複数の開口部をその中に有する一体構造であるアセンブリを形成する、ことと、
該第２の基板の第２の部分を該第１の基板から分離することであって、該第２の部分は、該構造を含まない、ことと
を含む、方法。
【請求項２】
第１の基板を第２の基板に結合することは、シリコンを含む２つの基板を互いに結合することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の基板は厚さを有し、前記第２の基板をパターニングすることは、該第２の基板の厚さを介して延在する１つ以上のスルーホールをパターニングすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の基板をパターニングすることは、ディープ反応性イオンエッチングを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の基板を前記第２の基板に結合することは、２つのシリコン基板を互いに結合することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記２つのシリコン基板を互いに結合することは、融着を形成することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の基板および前記構造が恒久的に互いに結合されるように、前記アセンブリをアニールすることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記アセンブリをアニールすることは、前記構造と前記第１の基板との間に、実質的に酸化物を含まないアセンブリを形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第３の基板を前記構造の上面に結合することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の基板を前記構造の上面にアニールすることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の基板を結合することは、１つ以上の開口部がその中に形成された基板を、前記構造の上面に結合することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第３の基板を結合することは、１つ以上の凹部がその中に形成された基板を、前記構造の上面に結合することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数のポストをパターニングすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数の円形のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数の円錐形のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の構造をパターニングすることは、それぞれが多角形である複数のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の構造をパターニングすることは、少なくとも１つの湾曲した側部を備えた形状である断面を有する複数のポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の構造をパターニングすることは、複数の中空ポストをパターニングすることを含む、請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公表番号】特表２００９−５３７３４０（Ｐ２００９−５３７３４０Ａ）
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１１２１４（Ｐ２００９−５１１２１４）
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６８９９０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３４３３０
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５０２１２２７９４）フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド (73)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６８９９０
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３４３３０
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（５０２１２２７９４）フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド (73)
【Ｆターム（参考）】
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