JP5177309B1

JP5177309B1 - 静電容量型センサ

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Publication number: JP5177309B1
Application number: JP2012019031A
Authority: JP
Inventors: 隆笠井; 匡志井上
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-04-03
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Abstract

【課題】吸着コレットなどによって確実に真空吸着することができ、また確実にレーザーダイシングを行うことのできる静電容量型センサを提供する。
【解決手段】シリコン基板３２の上面にダイアフラム３３を配設し、間隙を隔ててダイアフラム３３を覆うようにして絶縁材料からなるプレート部３９ををシリコン基板３２の上面に固定する。プレート部３９の下面に固定電極膜４０を形成し、ダイアフラム３３と固定電極膜４０によってキャパシタを構成する。プレート部３９の周囲の領域において、シリコン基板３２の上面の少なくともプレート部３９を挟んで対向する２箇所では、シリコン基板３２の上面が露出している。さらに、シリコン基板３２の上面の周縁部も、全周にわたってシリコン基板３２の上面が露出している。
【選択図】図６

Description

本発明は静電容量型センサに関し、具体的には、音響センサや圧力センサなどの静電容量型センサに関する。

（特許文献１の音響センサ）
図１は、特許文献１に記載されている音響センサの構造を示す平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図である。この音響センサ１１では、バックチャンバ１２が上下に貫通したシリコン基板１３の上面に、導電性を有するダイアフラム１４（可動電極膜）が設けられている。シリコン基板１３の上面には、ダイアフラム１４を囲むようにしてＳｉＯ_２からなる土台部１５が形成されており、土台部１５よりも外側の領域には土台部１５よりも薄い密着層１６が形成されている。

シリコン基板１３の上面全体には、絶縁材料（ＳｉＮ）からなる保護膜１７が形成されている。この保護膜１７は、ダイアフラム１４を覆うようにしてダイアフラム１４の上方に設けられたドーム部１８と、ドーム部１８の外側に設けられた断面逆溝状の土台被覆部１９と、土台被覆部１９の外側に設けられた平坦部２０とによって構成されている。ダイアフラム１４と対向する領域においてドーム部１８の下面には固定電極膜２１が設けられており、ダイアフラム１４と固定電極膜２１によって音響振動を電気信号に変換するためのキャパシタが構成されている。また、土台被覆部１９は土台部１５を覆っており、平坦部２０は密着層１６の上面を覆っている。平坦部２０は、シリコン基板１３の上面の端まで覆っている。

また、平坦部２０の上面には電極パッド２２、２３が設けられており、電極パッド２２は平坦部２０を貫通してダイアフラム１４に導通しており、電極パッド２３は固定電極膜２１に導通している。なお、ドーム部１８及び固定電極膜２１には、音響振動を通過させるための音響孔２４が開口されている。

（レーザーダイシング性の問題）
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用して音響センサを作製する場合には、複数個の音響センサを１枚のウエハ上に多数個一度に作製し、ウエハ上の音響センサをダイシングによってチップ分割する。このときダイシングブレードによってチップ分割する方法では、冷却用の純水が音響センサに入り、ダイアフラムのスティック（固着）などの不具合を発生させる恐れがある。そのため、音響センサをチップ分割する場合には、レーザーダイシングが用いられる。レーザーダイシングは、集光させたレーザー光をウエハのダイシングストリート（切断帯）に沿って走査し、レーザー光によってシリコン基板を改質してアモルファスＳｉ化し、ダイシングストリートに沿って分割するものである。

しかし、特許文献１に記載されたような音響センサでは、シリコン基板の上面全体が保護膜で覆われているので、複数個の音響センサをウエハ上に多数個一度に作製した場合も、ウエハのチップ形成領域の全体が保護膜で覆われている。そのため、図３に示すように、ダイシングストリートに沿ってウエハ２５にレーザー光２６を照射する場合には、ＳｉＮからなる保護膜１７を通して照射することになる。その結果、レーザー光２６の焦点位置のずれやレーザー光強度の減衰が起き、レーザーダイシングに支障を生じる恐れがある。このときのダイシング不良を防止するためには、レーザー光２６の走査スピードを遅くする必要があり、音響センサ製造におけるスループットの低下をもたらす。

（吸着コレットによる吸着性の問題）
また、チップ分割された個々の音響センサを回路基板やケーシングなどに実装する場合には、吸着コレット（ピックアップツール）によって音響センサを吸着して移送する。図５は、吸着コレット２７によって音響センサ１１を吸着する様子を示す一部破断した平面図であり、図４は図５のＹ−Ｙ線断面図である。吸着コレット２７の先端には真空吸着孔２８が開口されており、音響センサ１１を吸着する場合には、吸着コレット２７の先端を音響センサ１１の上面に当て、真空吸着孔２８内を真空又は負圧にして音響センサ１１を吸着する。

しかし、図１及び図２のような音響センサ１１であると、吸着コレット２７の先端を音響センサ１１の上面に当てた場合、図４及び図５のように吸着コレット２７の先端が土台被覆部１９の上面に当接し、真空吸着孔２８と平坦部２０の間に隙間が生じる。そのため、真空吸着孔２８から吸着コレット２７内に空気が流れ込み、吸着コレット２７によってうまく音響センサ１１を吸着できなくなる。その結果、吸着コレット２７によって音響センサ１１を吸着して持ち上げることができなかったり、移送中に音響センサ１１が脱落したりすることがある。

（特許文献２の音響センサ）
また、特許文献２に開示された音響センサでは、土台部や土台被覆部は存在しないが、ドーム部の外側の平坦部には、吸着コレットで吸着させられるような広さがなかった。また、特許文献２の音響センサでは、シリコン基板の上面全体が保護膜によって覆われているので、保護膜の平坦部を広くして吸着コレットによって平坦部を吸着できるようにしようとしても、保護膜の表面はシリコン基板の上面よりも荒いために十分な吸着力を得られなかった。

さらに、特許文献２の音響センサでは、シリコン基板の上面全体が保護膜によって覆われているので、複数個の音響センサをウエハ上に多数個一度に作製した場合には、ウエハのチップ形成領域の全体が保護膜で覆われる。そのため、ダイシングストリートに沿ってレーザー光を走査してウエハをレーザーダイシングする場合、特許文献１の音響センサと同様に、レーザー光の焦点位置のずれやレーザー光強度の減衰が起き、レーザーダイシングに支障を生じる恐れがある。

特開２０１１−２３９１９７号公報国際公開第２００２／０１５６３６号

本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、吸着コレットなどによって確実に真空吸着することができ、また確実にレーザーダイシングを行うことのできる静電容量型センサを提供することにある。

本発明に係る静電容量型センサは、基板と、前記基板の上方に配設された可動電極と、間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる保護膜と、前記可動電極と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極とを備え、物理量を前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量に変換する静電容量型センサであって、前記基板の上面の外周縁が全周にわたって前記保護膜から露出し、前記基板の上面のうち、前記保護膜から露出している領域の一部に、絶縁材料からなる絶縁シートを形成し、前記絶縁シートの上面に前記可動電極に導通した電極パッドと前記固定電極に導通した電極パッドのうち少なくとも一方の電極パッドを設けたことを特徴とする。

本発明に係る静電容量型センサにあっては、基板の上面の外周縁が保護膜から露出しているので、吸着コレットによって静電容量型センサの当該露出部分を真空吸着することにより、静電容量型センサを確実につかむことができる。しかも、保護膜（すなわち、可動電極の設けられている部分）を挟んで少なくともその両側を吸着コレットで真空吸着することができるので、静電容量型センサをバランスよく安定に吸着することができ、静電容量型センサが移送中に脱落しにくくなる。また、複数個の静電容量型センサを作製されたウエハは、各静電容量型センサの外周縁の全周で基板（ウエハ）が露出しているので、ウエハに複数個の静電容量型センサを作製した後、基板（ウエハ）の露出した部分だけを通るようにダイシング用のレーザー光を走査することにより、保護膜に妨げられることなくウエハのチップ分割を行いやすくなる。その結果、静電容量型センサ製造時のスループットを向上させることができる。

また、本発明に係る静電容量型センサにあっては、前記基板の上面のうち、前記保護膜から露出している領域の一部に、絶縁材料からなる絶縁シートを形成し、前記絶縁シートの上面に前記可動電極に導通した電極パッドと前記固定電極に導通した電極パッドのうち少なくとも一方の電極パッドを設けているので、絶縁シートの上面に電極パッドを設けることによって基板と絶縁した状態で電極パッドを設けることができる。この絶縁シートは、前記保護膜と同一材料によって、前記保護膜と連続するように形成することが好ましい。また、絶縁シートは、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）によって形成することができる。

本発明に係る静電容量型センサのある実施態様は、前記保護膜の外周縁が前記基板の上面に固定され、前記保護膜の前記外周縁よりも内側の領域が前記基板の上面との間に空間を有していて前記可動電極を覆っており、前記基板の上面の露出している領域は、前記保護膜の前記基板との間に空間を有している領域の縁の近傍まで達していることを特徴とする。かかる実施態様によれば、基板の露出部分の奥行きをできるだけ広くすることができるので、吸着コレットで吸着させるための領域をより広くすることができる。

本発明に係る静電容量型センサの別な実施態様は、前記基板の上面のうち少なくとも一部が、前記基板の縁から５０μｍ以上内側まで露出していることを特徴とする。かかる実施態様によれば、少なくとも一部で基板の縁から５０μｍ以上内側まで基板が露出しているので、基板の少なくとも一部に吸着コレットで吸着するのに十分な広さの領域が形成される。

本発明に係る静電容量型センサのさらに別な実施態様は、前記可動電極が、外周方向へ向けて延出した複数箇所の梁部を前記基板の上面に固定され、前記保護膜は、前記梁部を覆うようにして外周方向へ延出した張出部を有し、前記張出部どうしの中間で前記保護膜の縁が内側に窪み、前記保護膜の前記張出部間の窪んだ領域において前記基板の上面が露出していることを特徴とする。かかる実施態様によれば、基板の露出部分の奥行きをできるだけ広くすることができる。よって、吸着コレットで吸着させるための領域をより広くすることができる。

本発明に係る静電容量型センサのさらに別な実施態様は、前記基板の上面の露出している領域に、薄膜状の電極パッドを設けたことを特徴とする。かかる実施態様によれば、基板と導通した電極、たとえば接地用の電極パッドを設けることができる。しかも、この電極パッドは薄膜状をしているので、吸着コレットによって静電容量型センサの露出部分を吸着する際の妨げになりにくい。

本発明に係る音響センサは、基板と、前記基板の上方に配設された可動電極膜と、間隙を隔てて前記可動電極膜を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる保護膜と、前記可動電極膜と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極膜とを備え、音響振動を前記可動電極膜と前記固定電極膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサであって、前記基板の上面の外周縁が全周にわたって前記保護膜から露出し、前記基板の上面のうち、前記保護膜から露出している領域の一部に、絶縁材料からなる絶縁シートを形成し、前記絶縁シートの上面に前記可動電極に導通した電極パッドと前記固定電極に導通した電極パッドのうち少なくとも一方の電極パッドを設けたことを特徴とする。

本発明に係る音響センサにあっては、前記基板の上面の外周縁が保護膜から露出しているので、吸着コレットによって音響センサの当該露出部分を真空吸着することにより、音響センサを確実につかむことができる。しかも、少なくとも保護膜（すなわち、可動電極膜や固定電極膜の設けられている部分）を挟んで対向する２箇所を吸着コレットで真空吸着することができるので、音響センサをバランスよく安定に吸着することができ、音響センサが移送中に脱落しにくくなる。また、複数個の静電容量型センサを作製されたウエハは、各静電容量型センサの外周縁の全周で基板（ウエハ）が露出しているので、ウエハに複数個の音響センサを作製した後、基板（ウエハ）の露出した部分だけを通るようにダイシング用のレーザー光を走査することにより、保護膜に妨げられることなくウエハのチップ分割を行いやすくなる。その結果、音響センサ製造時のスループットを向上させることができる。
また、本発明に係る音響センサにあっては、前記基板の上面のうち、前記保護膜から露出している領域の一部に、絶縁材料からなる絶縁シートを形成し、前記絶縁シートの上面に前記可動電極に導通した電極パッドと前記固定電極に導通した電極のうち少なくとも一方の電極パッドを設けているので、絶縁シートの上面に電極パッドを設けることによって基板と絶縁した状態で電極パッドを設けることができる。この絶縁シートは、前記保護膜と同一材料によって、前記保護膜と連続するように形成することが好ましい。また、絶縁シートは、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ）によって形成することができる。

なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。

図１は、従来の音響センサを示す平面図である。図２は、図１に示す音響センサのＸ−Ｘ線断面図である。図３は、レーザーダイシングによりウエハをチップ分割して図１の音響センサを作製する工程を示す一部破断した断面図である。図４は、図５のＹ−Ｙ線断面図である。図５は、図１に示す音響センサを吸着コレットにより吸着するときの様子を示す一部破断した平面図である。図６は、本発明の実施形態１による音響センサの平面図である。図７は、図６に示す本発明の実施形態１による音響センサの断面図である。図８は、本発明の実施形態１による音響センサをレーザーダイシングする様子を説明する断面図である。図９は、本発明の実施形態１による音響センサを吸着コレットにより吸着する様子を示す平面図である。図１０は、音響センサを吸着コレットにより吸着する様子を示す断面図である。図１１は、音響センサにおけるシリコン基板の上面の露出部分と吸着コレットとの関係を示す一部破断した断面図である。図１２Ａは、保護膜に作製した電極パッドを示す断面図である。図１２Ｂは、シリコン基板の露出面に形成した薄膜状の電極パッドを示す断面図である。図１３は、本発明の実施形態２による音響センサの平面図である。図１４は、本発明の実施形態３による音響センサの平面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。以下においては、音響センサを例にとって説明するが、本発明は音響センサに限るものでなく、音響センサ以外の静電容量型センサ、特にＭＥＭＳ技術を利用して製造される静電容量型センサに適用することができる。また、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。

（第１の実施形態）
図６及び図７を参照して本発明の実施形態１による音響センサ３１の構造を説明する。図６は本発明の実施形態１の音響センサ３１を示す平面図である。図７は、音響センサ３１の断面図である。

この音響センサ３１は、ＭＥＭＳ技術を利用して作製された静電容量型センサである。音響センサ３１においては、図７に示すように、シリコン基板３２（基板）の上面にアンカー（図示せず）を介してダイアフラム３３（可動電極膜）を設けてあり、微小なエアギャップ（空隙）を介してダイアフラム３３の上方にバックプレート３４を設けている。

単結晶シリコンからなるシリコン基板３２には、表面から裏面に貫通したチャンバ３５（バックチャンバ又はフロントチャンバ）が開口されている。チャンバ３５は内周面が垂直面となっていてもよく、テーパー状に傾斜していてもよい。

ダイアフラム３３は、導電性を有する略矩形状のポリシリコン薄膜によって形成されている。ダイアフラム３３のコーナーからはそれぞれ対角方向へ向けて水平に梁部３６が延出している（図６参照）。また、ダイアフラム３３からは外側に向けて帯板状の引出し配線４５が延びている。ダイアフラム３３は、チャンバ３５の上面を覆うようにしてシリコン基板３２の上面に配置され、梁部３６の下面がアンカーにより支持されている。よって、ダイアフラム３３は、シリコン基板３２の上面で宙空に支持されるととともに、ダイアフラム３３の外周部下面とシリコン基板３２の上面との間には、音響振動を通過させるための狭いベンチレーションホール３７が形成されている。

バックプレート３４は、ＳｉＮからなるプレート部３９（保護膜）の下面にポリシリコンからなる固定電極膜４０を設けたものである。このプレート部３９は、ドーム部３９ａ、張出部３９ｂ及び外周縁３９ｃからなる。図６及び図７に示すように、ドーム部３９ａは、略矩形ドーム状に形成されている。ドーム部３９ａの下面には空洞部分を有しており、その空洞部分でダイアフラム３３を覆っている。張出部３９ｂは、ドーム部３９ａの４つのコーナーから対角方向へ向けて延出されている。張出部３９ｂは、空隙をあけてダイアフラム３３の梁部３６を覆っている。プレート部３９の外周縁３９ｃは、ドーム部３９ａ及び張出部３９ｂを囲む領域であって、この外周縁３９ｃは、シリコン基板３２の上面に固定されている。プレート部３９の外周縁３９ｃは、比較的幅が狭く、かつ、ほぼ均一な幅に形成されている。

シリコン基板３２の上面から見たとき、プレート部３９は、コーナーの張出部３９ｂが突出しており、張出部３９ｂ間の各辺が内側に窪んでいる。シリコン基板３２の上面の外周部分は空気中に露出しており（図６においては、シリコン基板３２の上面の露出面をドット柄で示す。）、特にプレート部３９の３辺の外側では比較的大きな面積で露出した広域露出面３２ａとなっている。この広域露出面３２ａと隣接するプレート部３９の３辺では、シリコン基板３２の上面の露出した領域は、プレート部３９のシリコン基板３２から浮いた領域（ドーム部３９ａ、張出部３９ｂ）の縁の近傍まで達している。

また、プレート部３９の残る一方向では、プレート部３９と一体に絶縁シート４７が延出されている。絶縁シート４７は、プレート部３９と同じ材料（ＳｉＮ）によって形成されている。このように絶縁シート４７をプレート部３９と同一材料によって一体に形成すれば、音響センサ３１の生産性が向上する。絶縁シート４７の設けられた領域でも、絶縁シート４７の外側において、シリコン基板３２の上面の外周縁が露出していて狭幅露出面３２ｂとなっている。

バックプレート３４の下面（すなわち、固定電極膜４０の下面）とダイアフラム３３の上面との間には微小なエアギャップ（空隙）が形成されている。固定電極膜４０とダイアフラム３３は互いに対向しており、音響振動を検知して電気信号に変換するためのキャパシタを構成している。また、固定電極膜４０の縁からは引出し配線４６が延びている。

バックプレート３４のほぼ全体には、上面から下面に貫通するようにして、音響振動を通過させるためのアコースティックホール４１（音響孔）が多数穿孔されている。図６に示すように、アコースティックホール４１は規則的に配列されている。図示例では、アコースティックホール４１は、互いに１２０°の角度を成す３方向に沿って三角形状に配列されているが、矩形状や同心円状などに配置されていてもよい。

また、図７に示すように、バックプレート３４の下面には、円柱状をした２種類の微小なストッパ４２（突起）が突出している。ストッパ４２は、ダイアフラム３３がバックプレート３４にスティック（固着）するのを防ぐために設けられており、プレート部３９の下面から一体に突出しており、固定電極膜４０を通過してバックプレート３４の下面に突出している。ストッパ４２はプレート部３９と同じくＳｉＮからなるので、絶縁性を有する。

ダイアフラム３３の引出し配線４５は、シリコン基板３２と絶縁状態を保ったままで絶縁シート４７の下面へ延出されており、絶縁シート４７の上面に設けられた電極パッド４８と電気的に接続されている。ダイアフラム３３と導通した電極パッド４８は、絶縁シート４７を上下に貫通したスルーホールによってシリコン基板３２と電気的に接続されており、それによって電極パッド４８とシリコン基板３２との間の寄生容量を完全になくされている。また、固定電極膜４０の引出し配線４６も、シリコン基板３２と絶縁状態を保ったままで絶縁シート４７の下面へ延出されており、絶縁シート４７の上面に設けられた電極パッド４９と電気的に接続されている。電極パッド４９はシリコン基板３２と絶縁されているが、絶縁シート４７の上面に設けてシリコン基板３２との間に比較的大きな距離を保っているので、電極パッド４９とシリコン基板３２との間の寄生容量を小さくできる。

シリコン基板３２の広域露出面３２ａの適所には、薄膜金属膜によって電極パッド５０が設けられている。電極パッド５０はシリコン基板３２と同電位の電極パッド（たとえば接地用の電極パッド）であって、シリコン基板３２と電気的に導通している。シリコン基板３２は電極パッド４８と導通しているが、さらにシリコン基板３２と導通した電極パッド５０を設けておけば、音響線ｓな３１を動作させる際に、電極パッド４８及び４９を使用する代わりに、電極パッド５０及び４９を使用することもできる。これにより、音響センサ３１を実装するときのボンディングワイヤの配線の自由度が高くなる。

しかして、この音響センサ３１にあっては、音響振動がアコースティックホール４１を通過してバックプレート３４とダイアフラム３３との間のエアギャップに入ると、薄膜であるダイアフラム３３が音響振動によって振動する。ダイアフラム３３が振動してダイアフラム３３と固定電極膜４０との間のギャップ距離が変化すると、ダイアフラム３３と固定電極膜４０との間の静電容量が変化する。この結果、この音響センサ３１においては、ダイアフラム３３が感知している音響振動（音圧の変化）がダイアフラム３３と固定電極膜４０の間の静電容量の変化となり、電気的な信号として出力される。

本発明に係る実施形態１の音響センサ３１では、上記のように、チップ分割時のダイシングストリートとなるシリコン基板３２の外周縁の上面が全周にわたって露出している。そのため、図８に示すように、複数個の音響センサ３１を作製されたウエハ６１にレーザー光６２を集光させ、ダイシングストリートに沿って走査してウエハ６１を確実にダイシングすることができる。すなわち、ダイシングストリート上にバックプレート３４や絶縁シート４７が存在しないでシリコン基板３２の上面が露出しているので、レーザーダイシングによってチップ分割を行う際、レーザー光６２の焦点位置のずれやレーザー光強度の減衰を受けることがなく、ウエハ６１の内部に高いパワー密度でレーザー光６２を集光させることができる。そのため、ウエハ６１の内部をアモルファス化してシリコン改質層を確実に形成することができる。また、シリコン改質層を形成するために必要な１箇所あたりのレーザー照射時間を少なくできるので、音響センサ３１の分割不良の発生率を低減させつつ、ダイシング速度を高速にして音響センサ製造時におけるスループットを向上させることができる。なお、ダイシングラインでシリコン基板を確実に露出させるためには、張出部３９ｂの近傍や狭幅露出面３２ｂのように露出面の最も狭い部分の幅Ｓ（図６参照）は、５０μｍ以上であることが望ましい。

また、本発明に係る実施形態１の音響センサ３１では、シリコン基板３２の上面が露出した領域を有している。特に、その３辺においては、比較的広い露出面である広域露出面３２ａを有している。よって、図９に示すように、広域露出面３２ａのうちの２箇所又は３箇所を吸着コレット６５で吸着することにより、確実に音響センサ３１をピックアップすることができる。すなわち、シリコン基板３２の上面は平滑であるので、図１０に示すように、吸着コレット６５の先端をシリコン基板３２の上面に押し当ててやれば、空気漏れを発生させることなく、吸着コレット６５の先端の真空吸着孔６６で正しくシリコン基板３２を吸着することができ、音響センサ３１を確実にピックアップすることができる。よって、音響センサ３１を持ちあげ損なったり、移送中に音響センサ３１を脱落させたりといった事故が起こりにくくなる。

また、図１１に示すように、広域露出面３２ａの奥行きＤを吸着コレット６５の先端面の幅ｄよりも広く形成しておけば、吸着コレット６５の位置ずれを許容できるので、音響センサ３１のピックアップミスがさらに少なくなる。また、吸着コレットの先端を微小寸法に加工し、その真空吸着孔６６や肉厚を小さくするのは困難であり、また高価につくが、広域露出面３２ａを十分広くすることにより安価な吸着コレットを使用できるようになる。たとえば縦寸法Ｈ＝１４００μｍ、横寸法Ｗ＝１３００μｍの音響センサ３１において、広域露出面３２ａの奥行きＤとしては、１００μｍ以上とすることが望ましい。さらに、バックプレート３４の周囲に十分な広さの基板露出面を設けると、音響センサ３１のサイズが大きくなるが、その分バックプレート３４の面積をできるだけ小さくすることで、音響センサ３１が大きくなるのを抑制することができる。

音響センサ３１のような構造であると、シリコン基板３２の上面に垂直な方向から見たときの外観形状がシンプルになるので、音響センサ３１の外観検査工程を簡素化することができ、音響センサ３１の製造工程におけるスループットが向上する。すなわち、従来例（図１参照）のようにシリコン基板１３の上面全体が保護膜１７で覆われていると、撮像カメラによって音響センサの上面を撮影したとき、音響センサ全体で色の変化が乏しくなったり、干渉による色づきが生じたりして検査精度が低下することがある。これに対し、本発明の実施形態１の音響センサ３１では、プレート部３９がダイアフラム３３を覆っている領域と絶縁シート４７の形成された領域を除けば、シリコン基板３２の上面がほぼ露出しているので、プレート部３９と絶縁シート４７の設けられた領域とシリコン基板３２の露出領域との色が異なり、各領域の識別が容易になる。また、シリコン基板３２の露出領域で色づきが発生しなくなり、吸着コレット６５の吸着位置が判別しやすくなる。

また、図１２Ａに示すように、電極パッド５０を絶縁シート４７の位置に設ける場合には、絶縁シート４７に貫通孔６８をあけ、電極パッド５０を絶縁シート４７の上面から貫通孔６８の内周面を通ってシリコン基板３２の上面に接触するように形成する必要がある。このような構造であると、電極パッド５０とシリコン基板３２の上面との密着性が低下しやすく、電極パッド５０がシリコン基板３２の上面から剥離する恐れがある。これに対し、図１２Ｂのようにシリコン基板３２の露出面に、直接薄膜状の電極パッド５０を形成するようにすれば、電極パッド５０とシリコン基板３２の上面との密着性が高くなり、電極パッド５０の膜剥がれが起こりにくくなり、信頼性が向上する。しかも、シリコン基板３２と同電位の電極パッド５０は薄膜であるので、図９のように吸着コレット６５の先端面が電極パッド５０の上に乗っても空気の漏れは少なく、吸着コレット６５による吸着不良は起こりにくい。

また、図１２Ａのように絶縁シート４７の位置に設ける場合には、絶縁シート４７の上面に第１のマスクを成膜し、第１のマスクを通してエッチングすることにより絶縁シート４７に貫通孔６８をあけ、貫通孔６８の底にシリコン基板３２の上面を露出させる。その後、第１のマスクを除去し、ついで絶縁シート４７の上に第２のマスクを成膜し、第２のマスクを通して貫通孔６８の縁から貫通孔６８の底まで金属膜を成膜して電極パッド５０を形成しなければならない。そのため、絶縁シート４７の上で電極パッド５０の位置を変更したり、電極パッド５０の数を変更したりする場合には、その都度複数枚のマスクが必要になる。これに対し、図１２Ｂのようにシリコン基板３２の露出面に薄膜状の電極パッド５０を形成すれば、電極パッド５０の位置を変更したり、電極パッド５０の数を増やしたい場合でも１枚のマスクを作製するだけで変更が可能になる。

（実施形態２）
図１３は、本発明の実施形態２による音響センサ７１を示す平面図である。この実施形態では、複数箇所の広域露出面３２ａに電極パッド５０を設けている。特に、図示例では、各広域露出面３２ａにそれぞれ電極パッド５０を設けている。その他の構造については、実施形態１の音響センサ３１と同様であるので、説明を省略する。

このような実施形態によれば、異なる位置にそれぞれ電極パッド５０を設けているので、たとえばシリコン基板３２を接地したい場合には、複数の電極パッド５０のうちから使用する電極パッド５０を選択し、いずれかの電極パッド５０と外部回路のアースラインとをボンディングワイヤによって接続することができ、音響センサ３１を回路基板などに実装する際のボンディングワイヤの配線の自由度をより一層高めることができる。

（実施形態３）
図１４は、本発明の実施形態３による音響センサ７２を示す平面図である。この実施形態では、絶縁シート４７と反対側においても、シリコン基板３２の上面に絶縁シート７４を形成し、絶縁シート７４の上に電極パッド７５を設けている。この絶縁シート７４も、絶縁シート４７と同様、プレート部３９と同一材料によってプレート部３９と一体に形成することが望ましい。また、電極パッド７５は、電極パッド４８と電極パッド４９のうちのいずれか一方であってもよく、図１２Ａのような構造の電極パッド５０であってもよい。その他の構造については、実施形態１の音響センサ３１と同様であるので、説明を省略する。

このように２箇所に絶縁シート４７、７４を設けていても、対向する２辺に広域露出面３２ａがあるので、吸着コレット６５によってバランスよく音響センサ７２を吸着させることができる。

３１、７１、７２音響センサ
３２シリコン基板
３２ａ広域露出面
３２ｂ狭幅露出面
３３ダイアフラム
３４バックプレート
３９プレート部
４０固定電極膜
４７絶縁シート
４８、４９、５０電極パッド
６１ウエハ
６２レーザー光
６５吸着コレット
６６真空吸着孔

Claims

基板と、
前記基板の上方に配設された可動電極と、
間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる保護膜と、
前記可動電極と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極とを備え、
物理量を前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量に変換する静電容量型センサであって、
前記基板の上面の外周縁が全周にわたって前記保護膜から露出し、
前記基板の上面のうち、前記保護膜から露出している領域の一部に、絶縁材料からなる絶縁シートを形成し、前記絶縁シートの上面に前記可動電極に導通した電極パッドと前記固定電極に導通した電極パッドのうち少なくとも一方の電極パッドを設けたことを特徴とする静電容量型センサ。
前記保護膜の外周縁は前記基板の上面に固定され、前記保護膜の前記外周縁よりも内側の領域は前記基板の上面との間に空間を有していて前記可動電極を覆っており、前記基板の上面の露出している領域は、前記保護膜の前記基板との間に空間を有している領域の縁の近傍まで達していることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型センサ。
前記基板の上面のうち少なくとも一部が、前記基板の縁から５０μｍ以上内側まで露出していることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型センサ。
前記可動電極は、外周方向へ向けて延出した複数箇所の梁部を前記基板の上面に固定され、
前記保護膜は、前記梁部を覆うようにして外周方向へ延出した張出部を有し、前記張出部どうしの中間で前記保護膜の縁が内側に窪み、
前記保護膜の前記張出部間の窪んだ領域において前記基板の上面が露出していることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型センサ。
前記絶縁シートは、前記保護膜と同一材料によって、前記保護膜と連続するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型センサ。
前記絶縁シートは、窒化シリコンによって形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の静電容量型センサ。
前記基板の上面の露出している領域に、薄膜状の電極パッドを設けたことを特徴とする、請求項１に記載の静電容量型センサ。
基板と、
前記基板の上方に配設された可動電極膜と、
間隙を隔てて前記可動電極膜を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる保護膜と、
前記可動電極膜と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極膜とを備え、
音響振動を前記可動電極膜と前記固定電極膜との間の静電容量の変化に変換する音響センサであって、
前記基板の上面の外周縁が全周にわたって前記保護膜から露出し、
前記基板の上面のうち、前記保護膜から露出している領域の一部に、絶縁材料からなる絶縁シートを形成し、前記絶縁シートの上面に前記可動電極に導通した電極パッドと前記固定電極に導通した電極パッドのうち少なくとも一方の電極パッドを設けたことを特徴とする音響センサ。