JP4544880B2 - Method for sealing micro electromechanical device - Google Patents

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Description

本発明は、静電気式マイクロスイッチや静電マイクロリレー，マイクロメカニカルリレー，加速度計，圧力センサ，アクチュエータを始めとする、いわゆるマイクロエレクトロメカニカルシステム（Micro ElectroMechanical System：ＭＥＭＳ）と呼ばれる微小電気
機械式装置の封止方法に関するものである。

The present invention relates to a micro electro mechanical system (MEMS) called a micro electro mechanical system (MEMS) including an electrostatic micro switch, an electrostatic micro relay, a micro mechanical relay, an accelerometer, a pressure sensor, and an actuator . it relates to sealing how.

近年の通信技術の進展に伴い、携帯電話に代表される通信機器はますます高機能化および高性能化が要求されている。このような状況において、通信機器の内部回路でＲＦ電気信号を切り替えるＲＦスイッチの役割はますます重要視されている。このようなＲＦスイッチとしては、例えばＰＩＮダイオードやＦＥＴ等を用いた半導体スイッチ等があり、これまでに既に実用化されている。   With the progress of communication technology in recent years, communication devices represented by mobile phones are required to have higher functions and higher performance. Under such circumstances, the role of the RF switch that switches the RF electric signal in the internal circuit of the communication device is increasingly regarded as important. Such RF switches include, for example, semiconductor switches using PIN diodes, FETs, and the like, and have been put into practical use so far.

しかしながら、これら半導体スイッチは、例えばＰＩＮダイオードを用いたＲＦスイッチでは消費電力が大きかったり、半導体材料に特有の電気的な非線形性が大きかったり、オン／オフのアイソレーションが低い等の問題点があった。   However, these semiconductor switches, for example, have problems such as high power consumption in RF switches using PIN diodes, large electrical nonlinearity peculiar to semiconductor materials, and low on / off isolation. It was.

これに対し、ＲＦスイッチとしてＭＥＭＳを用いたスイッチ（以下、ＭＥＭＳスイッチと記す。）が提案されている。このＭＥＭＳスイッチは、基本的に機械接点式であるため、オン／オフのアイソレーションが極めて良く、また同様の理由で原理的に電気的な非線形性を持たないという利点がある。また、ＭＥＭＳスイッチの作製工程は基本的に従来のウエハプロセスで行なうことができるため、極めて微小化が可能であり、また極めて高い量産効果を有する等の可能性を持つものである。   On the other hand, a switch using MEMS as an RF switch (hereinafter referred to as a MEMS switch) has been proposed. Since this MEMS switch is basically a mechanical contact type, the on / off isolation is extremely good, and there is an advantage that there is no electrical nonlinearity in principle for the same reason. In addition, since the MEMS switch manufacturing process can be basically performed by a conventional wafer process, it can be extremely miniaturized and has an extremely high mass production effect.

以上の理由から、ＭＥＭＳスイッチは極めて魅力的なデバイスであり、多方面の研究機関で活発に研究開発が行なわれている。そこでは、ＭＥＭＳを安定して動作させるために気密に封止する封止構造をどのようなものとするかは極めて重要な課題である。ＭＥＭＳは極めて微細な構造体であり、また、その動作は極めてデリケートな状態で行なわれるため、ＭＥＭＳを周囲の微粒子や空気流、あるいは湿気等から保護することは極めて重要である。   For these reasons, MEMS switches are extremely attractive devices and are actively researched and developed by various research institutions. Therefore, what is a sealing structure that hermetically seals in order to stably operate the MEMS is an extremely important issue. Since the MEMS is a very fine structure and its operation is performed in a very delicate state, it is very important to protect the MEMS from surrounding fine particles, air flow, moisture, and the like.

また、このことは、ＭＥＭＳの作製プロセスにおいても極めて重要な意味を持つ。例えば、基板であるウエハ上に一括して作製した多数のＭＥＭＳを個々に切断するいわゆるダイシング工程においては、それぞれのＭＥＭＳを保護する対策無くしては、ダイシング時に使用する切削水や発生する切屑からＭＥＭＳの可動部を保護することができない。そのため、従来は例えばＭＥＭＳを覆うようにして、後工程でエッチング等により除去される犠牲層を形成し、そのエッチング前に各ＭＥＭＳを個別に切り出し、切り出されたＭＥＭＳの各々に対して個々に犠牲層をエッチングして除去する等の方策を採らざるを得ず、作製が煩雑なものになってしまうといった問題点があった。   This is also extremely important in the MEMS fabrication process. For example, in a so-called dicing process in which a large number of MEMS produced on a wafer, which is a substrate, are individually cut, the MEMS from cutting water used at the time of dicing or generated chips can be obtained without taking measures to protect each MEMS. Can not protect the moving parts. Therefore, conventionally, for example, a sacrificial layer that is removed by etching or the like in a subsequent process is formed so as to cover the MEMS, and each MEMS is individually cut out before the etching, and individually sacrificed for each of the cut out MEMS. There has been a problem that the production becomes complicated because it is necessary to take measures such as etching away the layer.

このような問題点に対しては、例えば、ウエハレベルで多数のＭＥＭＳの可動部を形成し、そのウエハ上に適当に加工されたガラス基板を配して各ＭＥＭＳを封止した後に個別に切断する方法（例えば、特許文献１を参照。）や、同じく多数のＭＥＭＳの可動部を形成した基板上に予めエッチング加工されたシリコン基板を配置して各ＭＥＭＳを封止した後に個別に切断する方法（例えば、特許文献２を参照。）等が提案されてきた。   To solve this problem, for example, a plurality of MEMS movable parts are formed at the wafer level, a glass substrate appropriately processed is arranged on the wafer, each MEMS is sealed, and then individually cut. (For example, refer to Patent Document 1), or a method in which a silicon substrate that has been etched in advance is placed on a substrate on which a plurality of MEMS movable parts are formed, and each MEMS is sealed and then cut individually. (For example, see Patent Document 2) and the like have been proposed.

一方で、光ファイバを正確に位置決め配置させるためのシリコンＶ溝ベンチについて、Ｖ溝の形成後に正確なフォトプロセスを行なうために、シリコン基板の表面のＶ溝が形成される部位にメッシュ状の窒化珪素膜を形成し、このメッシュを介して水酸化カリウム溶液でシリコン基板の所定の部位を異方性エッチングしてＶ溝を形成し、最後に、メッシュを覆うように二酸化珪素膜を形成することによってメッシュをシールするという技術も報告されている（例えば、非特許文献１を参照。）。
国際公開第99／21204号パンフレット 特開2001−144117号公報 ヘンリク・アールフェルト（Henrik Åhlfeldt）他著，「パッシブ・アライメント・オブ・レーザ・アレイズ・トゥー・シングルモード・ファイバーズ・ユージング・マイクロストラクチャード・シリコン・キャリアズ（PASSIVE ALIGNMENT OF LASER ARRAYS TO SINGLE-MODE FIBERS USING MICROSTRUCTURED SILICON CARRIERS）」，（米国），インターナショナル・コンファレンス・オン・オプティカル・メムス・アンド・ゼア・アプリケーション・エムオーイーエムエス97（International Conference on Optical MEMS and Their Application MOMES97），1997年，p.155−159 On the other hand, with respect to the silicon V-groove bench for accurately positioning and arranging the optical fiber, in order to perform an accurate photo process after the formation of the V-groove, a mesh-like nitridation is formed at the site where the V-groove is formed on the surface of the silicon substrate A silicon film is formed, and a predetermined portion of the silicon substrate is anisotropically etched with a potassium hydroxide solution through this mesh to form a V groove, and finally a silicon dioxide film is formed so as to cover the mesh. A technique of sealing a mesh by using a method is also reported (for example, see Non-Patent Document 1).
WO99 / 21204 pamphlet JP 2001-144117 A Henrik Åhlfeldt et al., “PASSIVE ALIGNMENT OF LASER ARRAYS TO SINGLE-MODE FIBERS USING MICROSTRUCTURED SILICON CARRIERS), (USA), International Conference on Optical MEMS and Their Application MOMES97, 1997, p.155− 159

しかしながら、これら従来の技術には、以下に述べる理由による問題点がある。すなわち、特許文献１あるいは特許文献２に提案された方法は、いずれも、ＭＥＭＳの可動部を作製した後に、個々の可動部を封止するガラス基板あるいはシリコン基板を配することによって、ＭＥＭＳの可動部を保護しようとする試みである。しかしながら、このようにガラス基板あるいはシリコン基板等をいわゆるカバーとして配する構造では、ＭＥＭＳの可動部が形成されているウエハとカバーとを何らかの方法で封止する必要がある。このとき、生産性を確保することも考慮するのであれば、両者を広い面積にわたって均一に封止する必要があるが、例えば、熱プロセスを経て封止が完了するような方法を採用する場合にはウエハ面内にわたる残留応力等の影響を考慮しなければならないといった問題点が生ずることとなる。また、多数のＭＥＭＳの可動部が形成されたウエハ上に個々の可動部をそれぞれ封止するようにカバーを配するプロセスは、半導体素子の作製工程における通常のウエハプロセスと異なるため、作業が極めて煩雑になり、コスト高の要因ともなるという問題点もある。   However, these conventional techniques have problems due to the following reasons. That is, in each of the methods proposed in Patent Document 1 or Patent Document 2, the movable parts of the MEMS are manufactured by arranging the glass substrate or the silicon substrate that seals the movable parts after the movable parts of the MEMS are manufactured. It is an attempt to protect the department. However, in such a structure in which a glass substrate, a silicon substrate, or the like is arranged as a so-called cover, it is necessary to seal the wafer on which the MEMS movable portion is formed and the cover by some method. At this time, if it is also considered to ensure the productivity, it is necessary to seal both uniformly over a wide area. For example, when adopting a method in which sealing is completed through a thermal process. However, there arises a problem that the influence of the residual stress over the wafer surface must be taken into consideration. In addition, the process of arranging the cover so as to seal each movable part on a wafer on which a large number of MEMS movable parts are formed is different from the normal wafer process in the manufacturing process of the semiconductor device, so that the operation is extremely difficult. There is also a problem that it becomes complicated and causes high costs.

また、ウエハ上に既に形成されたＭＥＭＳの可動部は、微小な構造体であるために極めてデリケートなものであるので、これにカバーを配する際には細心の注意が必要であるという問題点があった。例えば、カバーを配する工程中に微細な異物が可動部に付着すること等があると、これによって可動部の動作不良の原因となることから、歩留まり低下の原因となるという問題点があった。   In addition, since the movable part of the MEMS already formed on the wafer is a minute structure, it is extremely delicate. Therefore, it is necessary to pay close attention when arranging the cover. was there. For example, there is a problem in that if foreign matter adheres to the movable part during the process of arranging the cover, this causes a malfunction of the movable part, resulting in a decrease in yield. .

本発明は以上のような従来の技術における問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、ウエハ等の基板上に形成された微小電気機械式装置（ＭＥＭＳ）の可動部を個別に良好に封止して保護することができる微小電気機械式装置の封止構造およびその封止構造を作製する封止方法ならびにそれらを用いた微小電気機械式装置を提供することにある。   The present invention has been devised in view of the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to individually move the movable parts of a microelectromechanical device (MEMS) formed on a substrate such as a wafer. It is an object of the present invention to provide a sealing structure for a microelectromechanical device that can be well sealed and protected, a sealing method for producing the sealing structure, and a microelectromechanical device using them.

本発明の微小電気機械式装置の封止方法は、基板上に形成された電気配線の一部を第１の犠牲材料で局所的に覆う工程と、前記第１の犠牲材料および前記第１の犠牲材料から露出している微小電気機械式構造体の一部の上に、前記微小電気機械式構造体の可動部位を形成する工程と、前記可動部位を覆うようにして、前記第１の犠牲材料の上を第２の犠牲材料で覆う工程と、前記基板上から前記電気配線の一部、前記第１の犠牲材料、および前記第２の犠牲材料を覆って第１封止部材を形成するとともに、この第１封止部材に貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔を通して前記第１の犠牲材料および前記第２の犠牲材料を除去して、前記基板と前記可動部位との間、および前記微小電気機械式構造体と前記第１封止部材との間に空間を形成する工程と、しかる後、第２封止部材を前記電気配線の一部を露出させるとともに前記貫通孔を塞ぐように形成する工程とを具備する。

Sealing method for a micro-electro-mechanical device of the present invention includes the steps of covering locally a portion of the formed electrostatic sign lines on the substrate in the first sacrificial material, the first sacrificial material and the first Forming a movable part of the microelectromechanical structure on a part of the microelectromechanical structure exposed from the sacrificial material, and covering the movable part, A step of covering the sacrificial material with a second sacrificial material; and forming a first sealing member so as to cover a part of the electrical wiring , the first sacrificial material, and the second sacrificial material from the substrate. as well as a step of forming a through hole in the first sealing member, the through-holes by removing the first sacrificial material and the second sacrificial material through, between the movable portion and the substrate, and to form a space between the first sealing member and the microelectromechanical structure A step, and thereafter, you and forming so as to close the through hole of the second sealing member to expose a portion of the electric wiring.

本発明の微小電気機械式装置の封止方法によれば、基板上に形成された微小電気機械式構造体を犠牲材料で覆う工程と、基板上から犠牲材料を覆って第１封止部材を形成するとともにこの第１封止部材に貫通孔を形成する工程と、貫通孔を通して犠牲材料を除去して、微小電気機械式構造体と第１封止部材との間に空間を形成する工程と、しかる後、貫通孔を第２封止部材を形成して塞ぐ工程とを具備することから、基板上に形成された微小電気機械式構造体の可動部とこれを基板上に封止する封止部材のうちの第１封止部材とを、両者の間に後工程で除去される犠牲材料を介在させて形成した後に、予め設けられた第１封止部材の開口部である貫通孔を通して犠牲材料を除去して微小電気機械式構造体と第１封止部材との間に所定の空間を形成し、その後に、第２封止部材を形成して第１封止部材の貫通孔を塞いでこれら第１封止部材および第２封止部材から成る封止部材によって微小電気機械式構造体を内部に封止することにより、微小電気機械式装置と封止構造とを同時に一括して作製することができるので、生産性に優れた製造工程により信頼性に優れた微小電気機械式装置を得ることができる。   According to the sealing method of the microelectromechanical device of the present invention, the step of covering the microelectromechanical structure formed on the substrate with the sacrificial material, and covering the sacrificial material from the substrate with the first sealing member Forming a through hole in the first sealing member and removing a sacrificial material through the through hole to form a space between the microelectromechanical structure and the first sealing member. Thereafter, a step of forming a second sealing member to close the through hole is provided, so that the movable portion of the microelectromechanical structure formed on the substrate and the seal for sealing the same on the substrate are provided. The first sealing member of the stop member is formed with a sacrificial material removed in a later step interposed therebetween, and then passed through a through-hole that is an opening of the first sealing member provided in advance. A predetermined space is removed between the micro electro mechanical structure and the first sealing member by removing the sacrificial material. After that, the second sealing member is formed to close the through hole of the first sealing member, and the micro electro mechanical structure is formed by the sealing member including the first sealing member and the second sealing member. Since the micro electro mechanical device and the sealing structure can be manufactured simultaneously at the same time, a highly reliable micro electro mechanical device can be manufactured by a manufacturing process with excellent productivity. Obtainable.

以上により、本発明によれば、ウエハ等の基板上に形成された微小電気機械式装置の可動部である微小電気機械式構造体を個別に良好に封止して保護することができる微小電気機械式装置の封止構造を作製する封止方法を提供することができる。

As described above, according to the present invention, a microelectromechanical structure that is a movable part of a microelectromechanical device formed on a substrate such as a wafer can be individually well sealed and protected. it is possible to provide a Futomekata method of making Futome構forming mechanical device.

以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本発明の微小電気機械式装置の封止構造およびそれを用いた本発明の微小電気機械式装置の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は基板、２は基板１上に形成された微小電気機械式構造体である。この例の微小電気機械式構造体２は、カンチレバー式のリレーを示している。３は基板１上に微小電気機械式構造体２を覆うように形成され、内部の基板１との間の空間に微小電気機械式構造体２を封止する封止部材であり、本発明において封止部材３は、微小電気機械式構造体２を封止する空間側に位置するとともに貫通孔４ａを有する第１封止部材４と、その外側に位置して貫通孔４ａを塞いでいる第２封止部材５とから成るものである。６は、微小電気機械式構造体２に電気的に接続され、封止部材３の外部との間で電気信号等のやりとりを行なうための電気信号線である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a sealing structure for a microelectromechanical device of the present invention and a microelectromechanical device of the present invention using the same. In FIG. 1, 1 is a substrate, and 2 is a microelectromechanical structure formed on the substrate 1. The microelectromechanical structure 2 in this example is a cantilever relay. 3 is a sealing member which is formed on the substrate 1 so as to cover the micro electro mechanical structure 2 and seals the micro electro mechanical structure 2 in a space between the substrate 1 and the inside. The sealing member 3 is located on the space side that seals the microelectromechanical structure 2 and has a first sealing member 4 having a through hole 4a, and a first sealing member 4 that is located outside the first sealing member 4 and closes the through hole 4a. 2 sealing member 5. Reference numeral 6 denotes an electric signal line that is electrically connected to the microelectromechanical structure 2 and exchanges electric signals and the like with the outside of the sealing member 3.

図１に示す例のように、本発明の微小電気機械式装置の封止構造およびそれを用いた本発明の微小電気機械式装置においては、基板１上に形成された微小電気機械式構造体２を基板１とこの基板１上に微小電気機械式構造体２を覆うように形成された封止部材３との間の内部の空間内に封止しており、その封止部材３が、空間側（微小電気機械式構造体２側）に位置するとともに貫通孔４ａを有する第１封止部材４と、その外側に位置して貫通孔４ａを塞いでいる第２封止部材５とから成ることを特徴とするものである。このように、封止部材３が貫通孔４ａを有する第１封止部材４とその貫通孔４ａを塞いでいる第２封止部材５とから成ることにより、第１封止部材４は微小電気機械式構造体２を封止するために最小限必要な局所領域を封止するものとして第２封止部材５とともに基板１上に封止空間を構成するようにできるので、封止を考慮した微小電気機械式装置のサイズを低減することができるものとなる。   As in the example shown in FIG. 1, in the microelectromechanical device sealing structure of the present invention and the microelectromechanical device of the present invention using the same, the microelectromechanical structure formed on the substrate 1 is used. 2 is sealed in an internal space between the substrate 1 and a sealing member 3 formed on the substrate 1 so as to cover the microelectromechanical structure 2, and the sealing member 3 is From the 1st sealing member 4 which is located in the space side (micro electro mechanical structure 2 side) and has the through-hole 4a, and the 2nd sealing member 5 which is located in the outer side and has plugged up the through-hole 4a It is characterized by comprising. As described above, the sealing member 3 includes the first sealing member 4 having the through-hole 4a and the second sealing member 5 blocking the through-hole 4a. Since the sealing space can be formed on the substrate 1 together with the second sealing member 5 so as to seal a local area that is necessary for sealing the mechanical structure 2, sealing is considered. The size of the microelectromechanical device can be reduced.

なお、図１に示す例においては、第２封止部材５は第１封止部材４の外側の全面を覆うように形成されているが、第２封止部材５は、第１封止部材４の貫通孔４ａを塞ぐように形成されていれば、その貫通孔４ａに対応させてその部位のみに形成されたものであってもよい。   In the example shown in FIG. 1, the second sealing member 5 is formed so as to cover the entire outer surface of the first sealing member 4, but the second sealing member 5 is the first sealing member. As long as it is formed so as to block the four through-holes 4a, it may be formed only in that portion corresponding to the through-hole 4a.

次に、図２（ａ）〜（ｊ）は、それぞれ本発明の微小電気機械式装置の封止方法を説明するための実施の形態の一例を示す工程毎の断面図であり、ここでは図１に示す例を作製する際に用いる作製プロセスの一例を示すものである。この図２において、図１に示したものと同じ構成要素を示すものには同じ参照符号を付してある。   Next, FIGS. 2A to 2J are cross-sectional views for each process showing an example of an embodiment for explaining a sealing method of a microelectromechanical device of the present invention. 1 shows an example of a manufacturing process used when manufacturing the example shown in FIG. In FIG. 2, the same reference numerals are assigned to the same components as those shown in FIG.

本発明の微小電気機械式装置の封止方法においては、まず図２（ａ）に示すように、基板１上に電気信号線６を金属薄膜等により形成する。次に図２（ｂ）に示すように、電気信号線６が形成された基板１上に、電気信号線６の一部を覆うように犠牲材料７を形成する。また、この犠牲材料７の電気信号線６上に位置する部分に孔部を形成しておく。次に図２（ｃ）に示すように、その犠牲材料７の孔部に微小電気機械式構造体２の部材であるカンチレバー支持部２ｂを形成し、次いで図２（ｄ）に示すように、先に形成されている犠牲材料７の上にさらに所定パターンで犠牲材料７を積層し、そして図２（ｅ）に示すように、その犠牲材料７のパターン中にカンチレバー支持部２ｂに接続されるようにして、微小電気機械式構造体２の部材であるカンチレバー２ａを形成する。   In the method for sealing a micro electro mechanical device according to the present invention, first, as shown in FIG. 2A, an electric signal line 6 is formed on a substrate 1 by a metal thin film or the like. Next, as shown in FIG. 2B, a sacrificial material 7 is formed on the substrate 1 on which the electric signal line 6 is formed so as to cover a part of the electric signal line 6. Further, a hole is formed in a portion of the sacrificial material 7 located on the electric signal line 6. Next, as shown in FIG. 2 (c), a cantilever support portion 2b which is a member of the microelectromechanical structure 2 is formed in the hole portion of the sacrificial material 7, and then, as shown in FIG. 2 (d), The sacrificial material 7 is further laminated in a predetermined pattern on the sacrificial material 7 formed in advance, and is connected to the cantilever support 2b in the pattern of the sacrificial material 7 as shown in FIG. Thus, the cantilever 2a which is a member of the micro electro mechanical structure 2 is formed.

次に、図２（ｆ）に示すように、カンチレバー２ａを形成した後に、これを覆うようにして先に形成されている犠牲材料７の上にさらに犠牲材料７を形成し、そして図２（ｇ）に示すように、内部にカンチレバー支持部２ｂおよびカンチレバー２ａが形成された犠牲材料７を覆って、基板１上から第１封止部材４を形成する。次に、図２（ｈ）に示すように、第１封止部材４の一部、ここでは上面の一部を除去して貫通孔４ａを形成する。そして、図２（ｉ）に示すように、第１封止部材４の貫通孔４ａを通して第１封止部材４の内側の犠牲材料７を除去して、微小電気機械式構造体２（カンチレバー支持部２ｂおよびカンチレバー２ａ）と第１封止部材４との間に所定の空間を形成した後、最後に図２（ｊ）に示すように、第１封止部材４の外側に貫通孔４ａを塞ぐようにして第２封止部材５を形成して封止部材３を形成することによって、基板１上に形成された微小電気機械式構造体２を基板１と封止部材３との間の空間内に封止した本発明の微小電気機械式装置の封止構造を有する微小電気機械式装置が完成する。   Next, as shown in FIG. 2 (f), after forming the cantilever 2a, a sacrificial material 7 is further formed on the sacrificial material 7 previously formed so as to cover it, and FIG. As shown in g), the first sealing member 4 is formed on the substrate 1 so as to cover the sacrificial material 7 in which the cantilever support 2b and the cantilever 2a are formed. Next, as shown in FIG. 2 (h), a part of the first sealing member 4, here, a part of the upper surface is removed to form a through hole 4a. Then, as shown in FIG. 2 (i), the sacrificial material 7 inside the first sealing member 4 is removed through the through hole 4a of the first sealing member 4, and the micro electro mechanical structure 2 (cantilever support) is removed. After a predetermined space is formed between the portion 2b and the cantilever 2a) and the first sealing member 4, finally, as shown in FIG. 2 (j), a through hole 4a is formed outside the first sealing member 4. By forming the second sealing member 5 so as to close and forming the sealing member 3, the microelectromechanical structure 2 formed on the substrate 1 is placed between the substrate 1 and the sealing member 3. A microelectromechanical device having a sealing structure of the microelectromechanical device of the present invention sealed in a space is completed.

次に、以上のような本発明の微小電気機械式装置の封止方法における各工程について詳細を説明する。   Next, details of each step in the sealing method of the microelectromechanical device of the present invention as described above will be described.

基板１は、例えば、シリコン，サファイヤ等の単結晶基板、あるいはガラス，セラミックス等から成る無機絶縁性基板、あるいは樹脂等から成る有機絶縁性基板等を用いることができる。その他、微小電気機械式装置の仕様に応じて、絶縁性材料から成る基板や導電性材料から成る基板等の任意の基板材料から成るものが選択可能である。   As the substrate 1, for example, a single crystal substrate such as silicon or sapphire, an inorganic insulating substrate made of glass, ceramics, or the like, or an organic insulating substrate made of resin or the like can be used. In addition, a substrate made of any substrate material such as a substrate made of an insulating material or a substrate made of a conductive material can be selected according to the specifications of the microelectromechanical device.

基板１上に形成される電気信号線６は、適当な金属導体膜で形成される。例えば、Ａｕ，Ｃｒ，Ｒｔ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属薄膜から成る導体膜やそれらの合金薄膜から成る導体膜、あるいはそれらを多層積層した構造の導体膜等を用いることができる。なお、基板１が導電性を有する場合には、基板１と電気信号線６との間に適当な絶縁膜が必要である。例えば基板１にシリコンを用いる場合であれば、例えば熱酸化法等の方法によって、シリコンから成る基板１の表面に酸化シリコンから成る絶縁膜を形成しておく必要がある。   The electric signal line 6 formed on the substrate 1 is formed of an appropriate metal conductor film. For example, a conductor film made of a metal thin film such as Au, Cr, Rt, Ti, Ni, Al, Cu or the like, a conductor film made of an alloy thin film thereof, or a conductor film having a structure in which they are laminated in multiple layers can be used. If the substrate 1 is conductive, an appropriate insulating film is required between the substrate 1 and the electric signal line 6. For example, if silicon is used for the substrate 1, it is necessary to form an insulating film made of silicon oxide on the surface of the substrate 1 made of silicon by a method such as thermal oxidation.

電気信号線６の線路形態等は、特に限定されるものではない。基板１の下面に接地導電層（不図示）が形成されていればマイクロストリップ線路やいわゆるグランド付きコプレーナ線路等の形態が可能である。あるいは、基板１の上面の電気信号線６の両側に接地導体が配置されたいわゆるコプレーナ線路の形態としてもよい。あるいは、単純な薄膜信号線路の形態としてもよく、要求される仕様により適宜選択が可能である。   The line form of the electric signal line 6 is not particularly limited. If a ground conductive layer (not shown) is formed on the lower surface of the substrate 1, a microstrip line or a so-called grounded coplanar line can be used. Alternatively, a so-called coplanar line in which ground conductors are arranged on both sides of the electric signal line 6 on the upper surface of the substrate 1 may be used. Alternatively, it may be a simple thin film signal line, and can be appropriately selected according to required specifications.

電気信号線６の線路パターンの形成方法は、フォトリソグラフィーに加え、ドライエッチング法、あるいはウェットエッチング法、あるいはリフトオフ法等の適当で導体膜の材料に適した方法を用いればよい。なお、電気信号線６を形成するための金属薄膜は、スパッタリング法や金属蒸着法等を用いて形成可能である。   As a method for forming the line pattern of the electric signal line 6, a method suitable for the material of the conductor film such as a dry etching method, a wet etching method, or a lift-off method may be used in addition to photolithography. The metal thin film for forming the electric signal line 6 can be formed using a sputtering method, a metal vapor deposition method, or the like.

犠牲材料７は、微小電気機械式構造体２や第１封止部材４の形成に利用され、それらの工程の後工程においてエッチングあるいは溶解等の処理によって除去されるものである。その材料としては、例えば二酸化珪素等の酸化珪素，アモルファスシリコン，フォトレジスト，その他ポリマー材料等が適宜選択可能である。以下に、犠牲材料７の形成材料に二酸化珪素を用いた場合について説明する。   The sacrificial material 7 is used for forming the microelectromechanical structure 2 and the first sealing member 4 and is removed by a process such as etching or dissolution in a subsequent process of these processes. As the material, for example, silicon oxide such as silicon dioxide, amorphous silicon, photoresist, and other polymer materials can be appropriately selected. Below, the case where silicon dioxide is used for the formation material of the sacrificial material 7 is demonstrated.

二酸化珪素から成る犠牲材料７は、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート），ＴＥＢ（テトラエチルボートレート），ＴＭＯＰ（テトラメチルオキシフォスレート）等の原料ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成する方法や、スパッタリング法等の真空プロセスを用いる等の方法で形成することができる。これらの方法で形成された二酸化珪素は、第１封止部材４が形成された後、第１封止部材４の開口からドライエッチング法あるいはウェットエッチング法の手法を用いることで、例えば微小電気機械式構造体２の部材が形成される部位に対応する特定の部位を選択的にエッチングする。二酸化珪素に対するエッチングには、ドライエッチング法ではＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）法等の手法やフッ酸蒸気によるエッチングが、ウェットエッチング法ではバッファフッ酸内に浸漬する等の手法が利用できる。   The sacrificial material 7 made of silicon dioxide is formed by a plasma CVD method using a source gas such as TEOS (tetraethyl orthosilicate), TEB (tetraethyl boatrate), TMOP (tetramethyloxyphosphate), a sputtering method, or the like. The vacuum process can be used. Silicon dioxide formed by these methods can be used, for example, by using a dry etching method or a wet etching method from the opening of the first sealing member 4 after the first sealing member 4 is formed. A specific portion corresponding to a portion where the member of the formula structure 2 is formed is selectively etched. For etching silicon dioxide, a dry etching method such as an RIE (reactive ion etching) method or etching using hydrofluoric acid vapor, or a wet etching method such as immersion in buffer hydrofluoric acid can be used.

また、二酸化珪素の形成方法としては、ポリシランの感光性を利用した酸化珪素膜の形成も利用可能である。ポリシランの感光性について詳しく説明すると、ポリシランは珪素（Ｓｉ）原子が鎖状につながった珪素系高分子であり、これに光照射することにより−Ｓｉ−Ｓｉ−結合が光分解し、珪素結合間に酸素原子が配置されたシロキサン結合部位や、酸サイトとして作用するシラノール基が生成される。これをアルカリ性現像液に浸漬すると、シラノール基が生成された部位は現像液に溶解し、すなわち紫外線露光部を選択することにより紫外線照射部位のみを溶解除去することができ、任意の平面形状が加工可能である。現像後、再び十分な強度で全面を紫外線露光した後に、再び酸素雰囲気中で加熱することで、紫外線に反応して珪素間の結合が切れた部位に酸素原子が入り込むことによって酸化珪素膜が形成される。なお、ポリシランの側鎖に修飾される修飾基としては、プロピル基，ヘキシル基，フェニルメチル基，トリフルオロプロピル基，ノナフルオロヘキシル基，トリル基，ビフェニル基，フェニル基，シクロヘキシル基等の種々のものが適宜選択可能である。   Further, as a method for forming silicon dioxide, it is also possible to use formation of a silicon oxide film utilizing the photosensitivity of polysilane. The photosensitivity of the polysilane will be described in detail. The polysilane is a silicon-based polymer in which silicon (Si) atoms are connected in a chain form. By irradiating the polysilane, the -Si-Si- bond is photodecomposed, and the silicon Siloxane groups that act as acid sites and siloxane bonding sites in which oxygen atoms are arranged are generated. When this is immersed in an alkaline developer, the site where the silanol groups are generated is dissolved in the developer, that is, only the UV-irradiated part can be dissolved and removed by selecting the UV exposure part, and any planar shape can be processed. Is possible. After development, the entire surface is again exposed to ultraviolet light with sufficient strength, and then heated in an oxygen atmosphere again, so that oxygen atoms enter the site where the bond between silicon is broken in response to ultraviolet light, thereby forming a silicon oxide film Is done. Examples of the modifying group modified on the side chain of polysilane include propyl group, hexyl group, phenylmethyl group, trifluoropropyl group, nonafluorohexyl group, tolyl group, biphenyl group, phenyl group, cyclohexyl group and the like. A thing can be selected suitably.

また、犠牲材料７の形成材料にアモルファスシリコンを用いる場合であれば、アモルファスシリコンから成る犠牲材料７は、Ｈ２やＳｉＨ４等の原料ガスを用いてプラズマＣＶＤ法により形成する方法や、スパッタリング法等の真空プロセスを用いる等の方法で形成することができる。これらの方法で形成されたアモルファスシリコンは、ドライエッチング法あるいはウェットエッチング法の手法を用いることで、例えば微小電気機械式構造体２の部材が形成される部位に対応する特定の部位を選択的にエッチングする。アモルファスシリコンに対するエッチングには、ＸｅＦ２（フッ化キセノンガス）を用いたドライエッチングやフッ硝酸を用いたウェットエッチング手法等が利用できる。 If amorphous silicon is used as the material for forming the sacrificial material 7, the sacrificial material 7 made of amorphous silicon is formed by a plasma CVD method using a source gas such as H 2 or SiH 4, or a sputtering method. It can be formed by a method such as using a vacuum process. Amorphous silicon formed by these methods can be selectively used by using a dry etching method or a wet etching method, for example, to select a specific portion corresponding to a portion where the member of the microelectromechanical structure 2 is formed. Etch. For etching the amorphous silicon, dry etching using XeF 2 (xenon fluoride gas), wet etching using hydrofluoric acid, or the like can be used.

微小電気機械式構造体２には、静電気式マイクロスイッチや静電マイクロリレー，マイクロメカニカルリレー，加速度計，圧力センサ，アクチュエータを始めとする、ＭＥＭＳと称される種々のものを用いることもできる。また、微小電気機械式構造体２としては、圧電振動子や弾性表面波素子等の電気機械的な動作原理で作動する電子部品等も用いることができる。   As the micro electromechanical structure 2, various members called MEMS including electrostatic micro switches, electrostatic micro relays, micro mechanical relays, accelerometers, pressure sensors, and actuators can be used. Further, as the micro electro mechanical structure 2, an electronic component that operates on an electro mechanical operation principle such as a piezoelectric vibrator or a surface acoustic wave element can be used.

図１および図２に示した例では、カンチレバー式のリレーを用いている。この微小電気機械式構造体２を構成するカンチレバー支持部２ｂは、適当な絶縁材料で形成される。例えば、窒化珪素膜，酸化アルミニウム，酸化チタン、あるいは絶縁性樹脂により、フォトリソグラフィー法，ドライエッチング法等を用いて適当な形状に加工される。   In the example shown in FIGS. 1 and 2, a cantilever relay is used. The cantilever support portion 2b constituting the micro electro mechanical structure 2 is formed of a suitable insulating material. For example, a silicon nitride film, aluminum oxide, titanium oxide, or insulating resin is processed into an appropriate shape using a photolithography method, a dry etching method, or the like.

また、カンチレバー２ａは、犠牲材料７に形成した所定のパターンを利用する等の方法によって、金属薄膜等を用いて形成される。   The cantilever 2a is formed using a metal thin film or the like by a method using a predetermined pattern formed on the sacrificial material 7 or the like.

これらカンチレバー支持部２ｂおよびカンチレバー２ａから成る微小電気機械式構造体２を形成した後、これらを覆って微小電気機械式構造体２が封止され収容される空間を形成するように、犠牲材料７を再び同様の手法で形成する。そして、基板１の上面からこの犠牲材料７を覆うようにして、封止部材３を構成する第１封止部材４を形成する。このような第１封止部材４の内側に形成されることとなる空間の大きさ等については、微小電気機械式構造体２を構成する要素の大きさは、通常は数100μｍ角程度であるので、それと同等の面積とし、高さについては微小電気機械式構造体２の可動領域も考慮して数μｍ程度としておけばよい。   After the microelectromechanical structure 2 composed of the cantilever support 2b and the cantilever 2a is formed, the sacrificial material 7 is formed so as to cover the microelectromechanical structure 2 and form a space in which the microelectromechanical structure 2 is sealed and accommodated. Are again formed in the same manner. Then, the first sealing member 4 constituting the sealing member 3 is formed so as to cover the sacrificial material 7 from the upper surface of the substrate 1. As for the size of the space to be formed inside the first sealing member 4, the size of the elements constituting the microelectromechanical structure 2 is usually about several hundred μm square. Therefore, the area is equivalent to that, and the height may be set to about several μm in consideration of the movable region of the microelectromechanical structure 2.

次に、第１封止部材４の一部、例えば上面や側面の適当な部分をフォトリソグラフィー法，ドライエッチング法等の手法を用いて除去することで、貫通孔４ａを形成する。この貫通孔４ａは、後でこの貫通孔４ａを通して第１封止部材４の内側の犠牲材料７をエッチング等により除去するためのものであり、また犠牲材料７を除去した後は第２封止部材５で塞ぐ必要があるものであるので、それに適したような配置，形状，大きさ，個数等を選択して形成する。なお、貫通孔４ａを形成する場所は、図１および図２に示す例では内部に封止するデバイスである微小電気機械式構造体２の直上に形成されているように図示さているが、好適には、貫通孔４ａの形成およびこれに続くエッチング等によって微小電気機械式構造体２の特性に悪影響が及ばないよう、例えば直上の部位を避けるようにして適当な場所に設定すればよい。   Next, the through-hole 4a is formed by removing a part of the first sealing member 4, for example, an appropriate part of the upper surface or the side surface, using a technique such as a photolithography method or a dry etching method. This through hole 4a is for removing the sacrificial material 7 inside the first sealing member 4 through the through hole 4a later by etching or the like, and after removing the sacrificial material 7, the second sealing is performed. Since it is necessary to close with the member 5, it is formed by selecting an arrangement, shape, size, number, etc. suitable for it. In addition, although the place which forms the through-hole 4a is illustrated in the example shown in FIG. 1 and FIG. 2 as being formed immediately above the microelectromechanical structure 2 which is a device sealed inside, it is preferable. In order to prevent adverse effects on the characteristics of the microelectromechanical structure 2 due to the formation of the through-hole 4a and subsequent etching, for example, an appropriate location may be set so as to avoid the portion immediately above.

この貫通孔４ａを形成した後、犠牲材料７が例えば二酸化珪素から成るものであれば、この基板１をバッファフッ酸に浸漬し、貫通孔４ａを通して第１封止部材４の内側の犠牲材料７をエッチングし除去することで、基板１上に形成された可動部位を有する微小電気機械式構造体２と、基板１上にこの微小電気機械式構造体２を覆って所定の空間の内部に封止するように形成された第１封止部材４とを一括して形成することができる。バッファフッ酸により犠牲材料７を除去した後には、十分にこの基板１を水洗し、さらにメタノールに浸漬することで水とメタノールとを置換し、最後に二酸化炭素による超臨界乾燥を行なう工程を経て、水分が除去された微小電気機械式構造体２とこれを封止するための第１封止部材４とが完成する。   After the through hole 4a is formed, if the sacrificial material 7 is made of, for example, silicon dioxide, the substrate 1 is immersed in buffer hydrofluoric acid, and the sacrificial material 7 inside the first sealing member 4 is passed through the through hole 4a. Is removed by etching, and the microelectromechanical structure 2 having a movable portion formed on the substrate 1 is covered with the microelectromechanical structure 2 on the substrate 1 and sealed in a predetermined space. The first sealing member 4 formed so as to be stopped can be collectively formed. After removing the sacrificial material 7 with buffer hydrofluoric acid, the substrate 1 is sufficiently washed with water, further immersed in methanol to replace water and methanol, and finally subjected to supercritical drying with carbon dioxide. The micro electro mechanical structure 2 from which moisture has been removed and the first sealing member 4 for sealing the structure are completed.

また、犠牲材料７が例えばアモルファスシリコンから成るものであれば、この基板１をＸｅＦ２雰囲気に暴露し、貫通孔４ａを通して第１封止部材４の内側の犠牲材料７をエッチングし除去することで、基板１上に形成された可動部位を有する微小電気機械式構造体２と、基板１上にこの微小電気機械式構造体２を覆って所定の空間の内部に封止するように形成された第１封止部材４とを一括して形成することができる。 If the sacrificial material 7 is made of, for example, amorphous silicon, the substrate 1 is exposed to the XeF 2 atmosphere, and the sacrificial material 7 inside the first sealing member 4 is etched and removed through the through hole 4a. The microelectromechanical structure 2 having a movable portion formed on the substrate 1 and the microelectromechanical structure 2 formed on the substrate 1 so as to cover the microelectromechanical structure 2 and to be sealed in a predetermined space. The first sealing member 4 can be formed together.

そして、最終工程として第１封止部材４の貫通孔４ａを塞ぐように、例えば酸化珪素膜や窒化珪素膜から成る第２封止部材５を形成することにより、本発明における封止部材３が形成され、微小電気機械式構造体２の封止部材３による封止が完了する。   Then, as a final step, the second sealing member 5 made of, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed so as to close the through hole 4a of the first sealing member 4, whereby the sealing member 3 in the present invention is formed. The micro electro mechanical structure 2 is formed and the sealing by the sealing member 3 is completed.

ここで、第２封止部材５を形成するための酸化珪素皮膜の形成方法について詳細を説明する。この酸化珪素皮膜には、犠牲材料７の形成と同様な方法を用いることができる。一つには、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート）ガスを用いてプラズマＣＶＤ法で形成する方法である。この成膜方法を用いることにより、第１封止部材４の内部には酸化珪素皮膜が形成されることなしに、酸化珪素皮膜は貫通孔４ａの側壁から堆積して貫通孔４ａの中心部および第１封止部材４の外側に向かって成長し、最終的に貫通孔４ａを塞ぐことができる。   Here, the method for forming the silicon oxide film for forming the second sealing member 5 will be described in detail. A method similar to the formation of the sacrificial material 7 can be used for the silicon oxide film. One is a method of forming by plasma CVD using TEOS (tetraethylorthosilicate) gas. By using this film forming method, the silicon oxide film is deposited from the side wall of the through hole 4a without forming a silicon oxide film inside the first sealing member 4, and the center of the through hole 4a and It grows toward the outer side of the 1st sealing member 4, and can finally block the through-hole 4a.

また、前述のポリシランを用いた感光性樹脂を用いても、同様に第１封止部材４の貫通孔４ａを良好に塞ぐことができる。この方法では、貫通孔４ａを有する第１封止部材４が形成された後に、ポリシランが含有された有機溶剤を例えばスピンコート等の方法でその基板１の表面に塗布し、さらに全面に渡り紫外線照射する。紫外線照射後は、オーブン内等で有機溶剤成分を除去した後、酸素雰囲気中で加熱処理をする。これにより、酸化珪素膜で第１封止部材４の貫通孔４ａを、ポリシランを用いた感光性樹脂を用いて形成された酸化珪素から成る第２封止部材５によって塞いで、封止部材３の内側の空間内に微小電気機械式構造体２を封止することが可能となり封止が完了する。   Moreover, even if it uses the photosensitive resin using the above-mentioned polysilane, the through-hole 4a of the 1st sealing member 4 can be block | closed favorably similarly. In this method, after the first sealing member 4 having the through-holes 4a is formed, an organic solvent containing polysilane is applied to the surface of the substrate 1 by a method such as spin coating, and ultraviolet light is further applied over the entire surface. Irradiate. After the ultraviolet irradiation, the organic solvent component is removed in an oven or the like, and then heat treatment is performed in an oxygen atmosphere. Thus, the through hole 4a of the first sealing member 4 is closed with the silicon oxide film by the second sealing member 5 made of silicon oxide formed using the photosensitive resin using polysilane. It becomes possible to seal the microelectromechanical structure 2 in the space inside, and the sealing is completed.

これらにより酸化珪素から成る第２封止部材５を形成する場合は、酸化珪素皮膜は基板１とその上の第１封止部材４とを覆うように全体に一様に形成されることなるが、このときの第２封止部材５を貫通して電気信号線６等により特別に電気的な接続をとるためには、ほぼ全面を覆っている酸化珪素から成る第２封止部材５の適当な一部を例えばフォトプロセス法やエッチング法等を用いて除去することで、電気信号線６の一部を封止部材３の外部に露出させることによって達成することができる。   When forming the 2nd sealing member 5 which consists of silicon oxide by these, a silicon oxide film will be uniformly formed in the whole so that the board | substrate 1 and the 1st sealing member 4 on it may be covered. In order to make a special electrical connection through the second sealing member 5 at this time by the electric signal line 6 or the like, the second sealing member 5 made of silicon oxide covering almost the entire surface is suitable. This part can be achieved by exposing a part of the electric signal line 6 to the outside of the sealing member 3 by removing a part of the electric signal line using, for example, a photo process method or an etching method.

なお、本発明において、犠牲材料７と第１封止部材４と第２封止部材５との組合せとしては、最低限、犠牲部材４と第１封止部材４との間でエッチングの選択性がなければならない。また、犠牲材料７を形成した後に第１封止部材４を形成する必要があることから、第１封止部材４の形成プロセスで犠牲材料７がダメージを受けないことも必要である。さらにまた、第１封止部材４と犠牲材料７との間で、残留応力をできるだけ小さくするといった観点から、例えば、犠牲部材７を酸化珪素とし、犠牲部材７をバッファフッ酸等の溶液に浸漬して除去する場合、第１封止部材４はバッファフッ酸に対し耐性のある例えばＡｕ薄膜等とするのが好ましいと言える。なお、第１封止部材４と犠牲材料７との間での残留応力はできるだけ小さくする必要がある。この残留応力の発生は封止部材３の反りを発生させることがあり、微小電気機械式構造体２中のカンチレバー２ａ等の駆動箇所に封止部材３が反って接触すると、特性を劣化させる要因となるからである。   In the present invention, as a combination of the sacrificial material 7, the first sealing member 4, and the second sealing member 5, the etching selectivity between the sacrificial member 4 and the first sealing member 4 is at a minimum. There must be. In addition, since it is necessary to form the first sealing member 4 after the sacrificial material 7 is formed, it is also necessary that the sacrificial material 7 is not damaged in the process of forming the first sealing member 4. Furthermore, from the viewpoint of minimizing the residual stress between the first sealing member 4 and the sacrificial material 7, for example, the sacrificial member 7 is made of silicon oxide and the sacrificial member 7 is immersed in a solution such as buffer hydrofluoric acid. In this case, it can be said that the first sealing member 4 is preferably made of, for example, an Au thin film resistant to buffer hydrofluoric acid. The residual stress between the first sealing member 4 and the sacrificial material 7 needs to be as small as possible. The generation of this residual stress may cause warping of the sealing member 3, and if the sealing member 3 warps and contacts a drive location such as the cantilever 2 a in the micro electro mechanical structure 2, a factor that deteriorates characteristics. Because it becomes.

特に、第１封止部材４および第２封止部材５がともに酸化珪素から成り、第２封止部材５がＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法で形成された酸化珪素から成るものとすると、第１および第２封止部材４，５間での封止に伴う応力の発生等の発生を抑えることができるとともに、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法で形成された酸化珪素膜の膜質は一般に良好であるので、第２封止部材５として封止性に優れた封止膜とすることができるものとなる。   In particular, if both the first sealing member 4 and the second sealing member 5 are made of silicon oxide and the second sealing member 5 is made of silicon oxide formed by a CVD method using TEOS, Since the generation of stress associated with the sealing between the second sealing members 4 and 5 can be suppressed, and the film quality of the silicon oxide film formed by the CVD method using TEOS is generally good, The second sealing member 5 can be a sealing film having excellent sealing properties.

なお、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法における応力制御のパラメータとしては、成膜時の真空度や、成膜時のパワーや、ＴＥＯＳと分子構造の似たアルコキシド系のガスをドープすること等があげられる。特に、アルコキシド系のガスとしては、ＴＭＧｅ（テトラメチルゲルマニウム）やＴＭＰ（テトラメチルリン）の使用が好適であり、二酸化珪素中にゲルマニウムやリンがドープされることにより、引っ張り応力から圧縮応力までの応力制御が可能となる。   The stress control parameters in the CVD method using TEOS include the degree of vacuum during film formation, the power during film formation, and doping with an alkoxide gas having a molecular structure similar to that of TEOS. . In particular, TMGe (tetramethylgermanium) or TMP (tetramethylphosphorus) is preferably used as the alkoxide-based gas. When germanium or phosphorus is doped in silicon dioxide, the tensile stress is reduced to the compressive stress. Stress control is possible.

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、図１および図２に示した例においては、犠牲材料７を除去するための第１封止部材４の貫通孔４ａは第１封止部材４の上面に形成しているが、貫通孔４ａを形成する部位はこのように第１封止部材４の上面に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change may be added in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the through hole 4 a of the first sealing member 4 for removing the sacrificial material 7 is formed on the upper surface of the first sealing member 4. The part for forming 4a is not limited to the upper surface of the first sealing member 4 as described above.

例えば、図３に図１と同様の断面図で本発明の微小電気機械式装置の封止構造およびそれを用いた微小電気機械式装置の実施の形態の他の例を示すように、例えば第１封止部材14の側壁の一部、この例では基板１側の端部に貫通孔14ａを設けてもよい。なお、図３において、図１と同様の箇所には同じ符号を付してあり、１は基板、２は微小電気機械式構造体、５は第２封止部材、６は電気信号線である。また、13は封止部材であり、14は第２封止部材、14ａは貫通孔である。このような貫通孔14ａによっても、ここからエッチング液を浸入・排出させることにより犠牲材料７のエッチング除去が可能となる。また、この例のように貫通孔14ａを第１封止部材14の側面に形成する場合においては、この貫通孔14ａを酸化珪素等から成る第２封止部材５を形成して塞ぐときには、必ずしも貫通孔14ａの内壁から堆積させる必要はないことから、第２封止部材５の形成方法として、例えばスパッタリング法等の成膜方法を用いることも可能となる。   For example, FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 1 and shows another example of an embodiment of a microelectromechanical device sealing structure of the present invention and a microelectromechanical device using the same. A through hole 14a may be provided at a part of the side wall of the one sealing member 14, in this example, at the end on the substrate 1 side. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same parts as in FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a microelectromechanical structure, 5 is a second sealing member, and 6 is an electric signal line. . Further, 13 is a sealing member, 14 is a second sealing member, and 14a is a through hole. Even with such a through hole 14a, the sacrificial material 7 can be removed by etching by allowing the etchant to enter and discharge from there. Further, in the case where the through hole 14a is formed on the side surface of the first sealing member 14 as in this example, the second sealing member 5 made of silicon oxide or the like is not necessarily closed when the through hole 14a is formed. Since it is not necessary to deposit from the inner wall of the through hole 14a, a film forming method such as a sputtering method can be used as a method for forming the second sealing member 5.

また、以上の実施の形態の例においては、二酸化珪素およびアモルファスシリコンを犠牲材料７として用いた場合について説明を行なったが、犠牲材料７は必ずしも二酸化珪素やアモルファスシリコンである必要はない。例えば、感光性レジストやその他の樹脂材料、等も使用可能である。   In the example of the above embodiment, the case where silicon dioxide and amorphous silicon are used as the sacrificial material 7 has been described. However, the sacrificial material 7 does not necessarily need to be silicon dioxide or amorphous silicon. For example, a photosensitive resist and other resin materials can be used.

また、以上の実施の形態の例においては、微小電気機械式構造体２として可動部位としてカンチレバー２ａを有するリレーを示したが、微小電気機械式構造体２としては、前述のように種々のものを用いることができる。   Moreover, in the example of the above embodiment, although the relay which has the cantilever 2a as a movable part was shown as the microelectromechanical structure 2, as the microelectromechanical structure 2, various things are mentioned as mentioned above. Can be used.

本発明の微小電気機械式装置の封止構造およびそれを用いた本発明の微小電気機械式装置の実施の形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the sealing structure of the micro electro mechanical apparatus of this invention, and the micro electro mechanical apparatus of this invention using the same. （ａ）〜（ｊ）は、それぞれ本発明の微小電気機械式装置の封止方法の実施の形態の一例を説明するための工程毎の断面図である。(A)-(j) is sectional drawing for every process for demonstrating an example of embodiment of the sealing method of the micro electromechanical apparatus of this invention, respectively. 本発明の微小電気機械式装置の封止構造およびそれを用いた本発明の微小電気機械式装置の実施の形態の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of embodiment of the sealing structure of the micro electro mechanical apparatus of this invention, and the micro electro mechanical apparatus of this invention using the same.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・基板
２・・・微小電気機械式構造体
２ａ・・・カンチレバー
２ｂ・・・カンチレバー指示部
３、13・・・封止部材
４、14・・・第１封止部材
４ａ、14ａ・・・貫通孔
５・・・第２封止部材
６・・・電気信号線
７・・・犠牲材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Micro electro mechanical structure 2a ... Cantilever 2b ... Cantilever instruction | indication part 3, 13 ... Sealing member 4, 14 ... 1st sealing member 4a, 14a ... Through hole 5 ... Second sealing member 6 ... Electric signal line 7 ... Sacrificial material

Claims (2)

基板上に形成された電気配線の一部を第１の犠牲材料で局所的に覆う工程と、
前記第１の犠牲材料および前記第１の犠牲材料から露出している微小電気機械式構造体の一部の上に、前記微小電気機械式構造体の可動部位を形成する工程と、
前記可動部位を覆うようにして、前記第１の犠牲材料の上を第２の犠牲材料で覆う工程と、
前記基板上から前記電気配線の一部、前記第１の犠牲材料、および前記第２の犠牲材料を覆って第１封止部材を形成するとともに、該第１封止部材に貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔を通して前記第１の犠牲材料および前記第２の犠牲材料を除去して、前記基板と前記可動部位との間、および前記微小電気機械式構造体と前記第１封止部材との間に空間を形成する工程と、しかる後、
第２封止部材を前記電気配線の一部を露出させるとともに前記貫通孔を塞ぐように形成する工程と、を具備する、微小電気機械式装置の封止方法。 A step of covering locally a portion of the formed electrostatic sign lines on the substrate in the first sacrificial material,
Forming a movable portion of the microelectromechanical structure on the first sacrificial material and a portion of the microelectromechanical structure exposed from the first sacrificial material;
Covering the first sacrificial material with a second sacrificial material so as to cover the movable part;
Some of the electrical wiring from the substrate, wherein the first sacrificial material, and to form a first sealing member covering the second sacrificial material to form a through hole in the first sealing member Process,
The first sacrificial material and the second sacrificial material are removed through the through hole , and between the substrate and the movable part, and between the microelectromechanical structure and the first sealing member. And the process of forming a space in the
Comprising forming to close the through hole with the second sealing member to expose a portion of the electrical wire, a sealing method for a micro-electro-mechanical device. 前記第１封止部材を酸化珪素で形成し、前記第２封止部材をＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法で形成する、請求項１記載の微小電気機械式装置の封止方法。
Wherein the first sealing member is formed of silicon oxide, said second sealing member is formed by a CVD method using TEOS, sealing method for a micro-electro-mechanical device of claim 1, wherein.
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