WO2004089812A1 - マイクロマシンの製造方法 - Google Patents
マイクロマシンの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2004089812A1 WO2004089812A1 PCT/JP2004/004822 JP2004004822W WO2004089812A1 WO 2004089812 A1 WO2004089812 A1 WO 2004089812A1 JP 2004004822 W JP2004004822 W JP 2004004822W WO 2004089812 A1 WO2004089812 A1 WO 2004089812A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- film
- vibrator
- mems
- manufacturing
- sacrifice layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 32
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 14
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 69
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/0072—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks of microelectro-mechanical resonators or networks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/0009—Structural features, others than packages, for protecting a device against environmental influences
- B81B7/0012—Protection against reverse engineering, unauthorised use, use in unintended manner, wrong insertion or pin assignment
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/24—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive
Definitions
- a film formation process under reduced pressure which is the most characteristic step in this embodiment, is performed.
- a film forming process is performed by sputtering in a vacuum to form a sputtering film 9 for sealing the through-hole 10 as shown in FIG. 3D.
- argon (Ar) gas which is an inert gas, is used because the film is formed by sputtering.
- the sputtered film 9 include a thin film made of a metal or a metal compound, such as an Al—Cu film and an A 1—Si film.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
特殊なパッケージング技術を必要とすることなく犠牲層の除去および封止を行うことができるマイクロマシンの製造方法である。振動子（４）を備えたマイクロマシン（１）の製造方法において、振動子（４）の可動部周囲に犠牲層を形成する工程と、犠牲層上をオーバーコート膜（８）で覆うとともにそのオーバーコート膜（８）に犠牲層へ通じる貫通口（１０）を形成する工程と、可動部周囲に空間を形成するために貫通口（１０）を用いて犠牲層を取り除く犠牲層エッチングを行う工程と、犠牲層エッチングの後に減圧下における成膜処理を行って貫通口（１０）を封止する工程とを含む。
Description
明細書 マイクロマシンの製造方法 技術分野
本発明は、 振動子を備えたマイクロマシンの製造方法に関する。 背景技術
近年、 基板上の微細化製造技術の進展に伴い、 いわゆるマイクロマシ ン （超小型電気的 .機械的複合体； Micro Electro-Mechanical
Systems, 以下 「MEM S」 という） やその MEMSを組み込んだ小型 機器等が注目されている。 MEMSは、 可動構造体である振動子と、 そ の振動子の駆動を制御する半導体集積回路等とを、 電気的 ·機械的に結 合させた素子である。 そして、 振動子が素子の一部に組み込まれており- その振動子の駆動を電極間のクーロン引力等を応用して電気的に行うよ うになつている。
このような MEMSのうち、 特に半導体プロセスを用いて形成された ものは、 デバイスの占有面積が小さいこと、 高い Q値 （振動系の共振の 鋭さを表す量） を実現できること、 他の半導体デバイスとのインテグレ ーシヨン （統合） が可能であること等の特徴を有することから、 無線通 信用の高周波フィルタとしての利用が提案されている （例えば、 T. _ C. Nguyen, Mi cr omechani cal component s for miniaturized low- power communi cations (invited plenary) , "proceedings, 1999 IEEE MTT-S Internat ional Microwave Symposium RF MEMS
Workshop, June, 18, 1999, pp.48-77. ) 。
ところで、 MEMSを他の半導体デバイスとィンテグレ一ションする 場合には、 その M E M Sにおける振動子の部分を力プセル封止して .. こ れによりさらに上層に配線層等の配置を可能とすることが提案されてい る (例えば、 特開 2 0 0 2— 943 2 8号公報 (第 7頁、 第 1 0図) 参 照） 。 ただし、 振動子のカプセル封止にあたっては、 振動子の周囲を中 空構造とすること、 すなわちその振動子の可動部周囲に空間を確保して, 振動子を可動し得る状態にすることが必要である。 この可動部周囲の空 間確保は、 通常、 いわゆる犠牲層エッチングによって行われる。
犠牲層エッチングとは、 振動子の可動部周囲に予め薄膜を形成してお き、 その後、 この薄膜をエッチングにより取り除いて、 当該可動部周囲 に空間 （隙間） を形成することをいう。 また、 犠牲層エッチングを行う ために、 可動部周囲に形成した薄膜を犠牲層という。
しかしながら、 MEMSと他の半導体デバイスとのィンテグレーショ ンは、 幾つかの課題を抱えている。 一般に、 当該インテグレーションは- 他の半導体デバイスについての製造プロセス （例えば、 CMOSプロセ ス） の最終工程に、 MEMS (特に、 その振動子） の製造プロセスを付 加する形で行われる。 したがって、 MEMSの製造プロセスにおいては, 既に形成されている半導体デバイスへの悪影響を回避するために、 高温 での加工を行うことができない。 つまり、 低温で振動子を形成する必要 があり、 その加工が容易でないものとなってしまうおそれがある。
これに対して、 MEMSにおける振動子の部分をカプセル封止した場 合には、 これによりさらに上層に配線層等の配置が可能となるので、 高 温で振動子を形成しても、 その高温加工の悪影響が配線層等に及ぶのを 回避することができる。 ところが、 その場合には、 犠牲層エッチングに より形成した振動子の可動部周囲の空間を真空封止するために、 絶縁材 料等による特殊なパッケージング技術が必要となってしまう （例えば、
特開 2 0 0 2— 9 4 3 2 8号公報 （第 7頁、 第 1 0図） 参照） 。 つまり、 真空封止のためのパッケージング工程が必要となるため、 既存の半導体 プロセス (例えば、 C M O Sプロセス) の過程において行うことが困難 であり、 結果として ME MSを含むデバイスの生産効率低下を招いてし まうことが考えられる。
そこで、 本発明は、 MEMSの加工容易化を図るべく犠牲層エツチン グを行って振動子の部分を封止するとともに、 その場合であっても特殊 なパッケージング技術を必要とすることなく犠牲層の除去および封止を 行うこと可能とする、 マイクロマシンの製造方法を提供することを目的 とする。 発明の開示
本発明は、 上記目的を達成するために案出された、 振動子を備えた M EMSの製造方法であって、 前記振動子の可動部周囲に犠牲層を形成す る工程と、 前記犠牲層上をオーバ一コート膜で覆うとともに、 当該ォ一 バーコ一ト膜に前記犠牲層へ通じる貫通口を形成する工程と、 前記可動 部周囲に空間を形成するために前記貫通口を用いて前記犠牲層を取り除 く犠牲層エッチングを行う工程と、 前記犠牲層エッチングの後に減圧下 における成膜処理を行って前記貫通口を封止する工程とを含むことを特 徴とする。
上記手順の MEMSの製造方法によれば、 犠牲層を形成する工程、 犠 牲層上をオーバーコート膜で覆う工程および犠牲層エッチングを行うェ 程を含むことから、 そのォ一バーコート膜のさらに上層に配線層等の配 置が可能となる。 すなわち、 これらの工程の後に、 配線層等の形成工程 を行い得るようになる。 したがって、 その前工程 （例えば、 CMO Sプ ロセスにおけるアルミ工程以前） にて振動子を形成すれば、 当該振動子
を高温で形成しても、 その高温加工の悪影響が配線層等に及ぶことがな い。
また、 犠牲層エッチングの後に減圧下における成膜処理を行って貫通 口を封止する工程とを含むことから、 その工程にて、 振動子の可動部周 囲の空間が減圧状態で封止される。 しかも、 減圧下における成膜処理に より貫通口を封止するため、 半導体プロセス （例えば、 CMOSプロセ ス） における成膜技術をそのまま利用して実現することが可能となり、 当該半導体プロセスにおける他の工程と連続的に行えるとともに、 真空 封止のための特殊なパッケージング技術を要することもない。
本発明に係る MEMSの製造方法によれば、 犠牲層エッチングを行つ て振動子の部分を封止するので、 振動子を高温で形成してもその悪影響 が配線層等に及ぶのを回避することができ、 結果として MEMSの加工 容易化を図ることができる。 さらには、 犠牲層エッチングによる空間の 封止を減圧下における成膜処理によって行うため、 特殊なパッケージン グ技術を必要とすることなく犠牲層の除去およぴ封止を行うこと可能と なる。 したがって、 本発明によれば、 MEMSを他の半導体デバイスと ィンテグレ一ションする場合であっても、 その MEM Sを含むデバイス の生産効率を向上させ得るようになる。 図面の簡単な説明
第 1 A図乃至第 1 B図は、 本発明によって得られる ME MSの一構成 例を示す説明図であり、 第 1 A図はその平面図、 第 1 B図はその正面図、 第 1 C図は第 1 A図の A— A' 断面図である。
第 2 A図乃至第 2 D図は、 本発明に係る ME MSの製造方法の一手順 を示す説明図 (その 1 ) であり、 第 2 A図〜第 2 D図はそれぞれが各手 順を示す図である。
第 3 A図乃至第 3 D図は、 本発明に係る MEMSの製造方法の一手順 を示す説明図 (その 2) であり、 第 3 A図〜第 3 D図はそれぞれが各手 順を示す図である。
第 4図は、 本発明によって得られる MEMSの他の構成例を示す説明 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面に基づき本発明に係る MEMSの製造方法について説明す る。 なお、 当然のことではあるが、 以下に説明する実施の形態は、 本発 明の好適な実施具体例に過ぎず、 本発明がこれに限定されるものでない ことは勿論である。
ここで、 先ず、 MEM Sの製造方法の説明に先立ち、 その MEMSの 概略構成について説明する。 ここでは、 無線通信用の高周波フィル夕と して利用される MEMSを例に挙げて説明する。 第 1 A図乃至第 1 C図 は、 本発明によって得られる MEMSの一構成例を示す説明図である。 第 1 A図に示すように、 ここで説明する MEMS 1は、 入力電極 2お よび出力電極 3に加えて、 例えばリンを含有したポリシリコン （P o l y- S i ) といった導電性材料からなる帯状のビーム型振動子 （以下、 単に 「振動子」 という） 4を備えている。 そして、 入力電極 2に特定の 周波数電圧が印加された場合に、 振動子 4のビーム部分 （可動部） が固 有振動周波数で振動し、 出力電極 3と振動子 4の可動部との間の空間で 構成されるキャパシ夕の容量が変化し、 これが出力電極 3から出力され るようになっている。 これにより、 MEMS 1は、 高周波フィルタとし て利用した場合に、 表面弾性波 （SAW) や薄膜弾性波 （FBAR) を 利用した高周波フィルタと比較して、 高い Q値を実現することができる のである。
このような MEMS 1を構成する入力電極 2、 出力電極 3および振動 子 4は、 第 1 C図に示すように いずれも、 例えば S i (単結晶シリコ ン） からなる半導体基板 （以下、 「S i基板」 という） 5上に S i 02 膜 6および S i N (窒化ケィ素） 膜 7が積層された層の、 さらにその上 方に形成されている。 したがって、 MEMS 1は、 S i基板 5上に形成 されるものであることから、 他の半導体デバイスとのィンテグレーショ ンが可能である。
ところで、 MEMS 1では、 振動子 4の可動部が固有振動周波数で振 動することから、 その振動子 4の可動部周囲に空間が確保されている。 ただし、 その空間は、 後述するように、 振動子 4の可動部がオーバーコ 一ト膜 8によって覆われていることから、 その可動部断面の上下左右、 すなわち当該断面の全周にわたって確保されている。
そして、 振動子 4の上方側には、 その振動子 4の可動部を覆って封止 するために、 例えば S i N膜からなるオーバーコート膜 8が形成されて いる。 このオーバ一コート膜 8の存在によって、 MEMS 1では、 振動 子 4を可動し得る状態にしつつ、 その振動子 4が封止され、 そのオーバ 一コート膜 8のさらに上層にも配線層等の配置が可能となるのである。 このことによつても、 MEMS 1は、 他の半導体デバイスとのインテグ レーシヨンに好適なものであるといえる。
なお、 オーバ一コート膜 8上の一部には、 例えば A l — C u (アルミ 二ゥム—銅） 膜または A 1 — S i (アルミニウム—シリコン） 膜からな るスパッ夕膜 9が成膜されている。 これは、 振動子 4の可動部周囲に空 間を確保すべく、 オーバーコート膜 8に設けられた犠牲層エッチングの ための貫通口 1 0を封止するためのものである。
次に、 以上のような MEMS 1の製造方法、 すなわち本発明に係る M EM Sの製造方法について説明する。 第 2 A図〜第 3 D図は、 本発明に 係る MEMSの製造方法の一手順を示す説明図である。
上述した構成の MEM S 1の製造にあたっては、 先ず、 第 2 A図に示 すように、 S i基板 5上に絶縁膜として機能する S i 02膜 6および S i N膜 7を、 例えば減圧 CVD (Chemical Vapor Deposition) 法に より形成する。 そして、 その上から、 第 2 B図に示すように、 例えば燐 (P) を含有したポリシリコン （P o 1 y— S i ) のように選択的にェ ツチング除去可能な材料の膜を形成し、 その後周知のリソグラフィ技術 およびドライエッチング技術を利用して下部配線 1 1をパターン形成す る。
下部配線 1 1をパターン形成した後は、 第 2 C図に示すように、 例え ば減圧 C VD法により S i 02膜を形成し、 周知のリソグラフィ技術お よびドライエッチング技術を利用してパターン加工し、 これにより下部 配線 1 1を S i 02膜 1 2で覆う。 この S i〇2膜 1 2は、 後述するよ うに、 犠牲層として機能するものである。
その後は、 第 2 D図に示すように、 S i〇2膜 1 2上に、 例えば減圧 CVD法により P o 1 y - S i膜を形成し、 周知のリソグラフィ技術お よびドライエッチング技術を利用してパターン加工し、 これにより P o 1 y - S iからなる帯状の振動子 4を形成する。
振動子 4を形成すると、 その後は、 第 3 A図に示すように、 例えば減 圧 C VD法により S i〇2膜を形成し、 周知のリソグラフィ技術および ドライエッチング技術を利用してパターン加工し、 振動子 4を S i 〇2 膜 1 3で覆う。 この S i 02膜 1 3も、 犠牲層として機能するものであ る。 これにより、 振動子 4は、 その可動部周囲、 すなわち側壁部分を含 めた断面の上下左右面の全てが、 犠牲層として機能する S i〇2膜 1 2
および S i 02膜 1 3によって覆われることになる。 つまり、 振動子 4 の断面下方向には S i 02膜 1 2が存在し、 断面左右および上方向には S i 02膜 1 3が存在する。
このようにして、 犠牲層として機能する S i〇2膜 1 2および S i 02 膜 1 3を形成した後は、 第 3 B図に示すように、 続いて、 その上に、 S i N膜 1 4を例えば減圧 C VD法により形成する。 この S i N膜 1 4は、 犠牲層を覆うオーバ一コート膜として機能するものである。 そして、 そ の S i N膜 1 4に対して、 周知のリソグラフィ技術およびドライエッチ ング技術を利用して、 犠牲層 （S i 02膜 1 2または S i〇2膜 1 3の いずれか） へ通じる貫通口 1 0を形成する。
貫通口 1 0の形成後は、 その貫通口 1 0を用いて犠牲層を取り除く犠 牲層エッチングを行い、 振動子 4の可動部周囲に空間を形成する。 すな わち、 第 3 C図に示すように、 例えばフッ酸水溶液 （DHF溶液） とい つた S i 02を選択的に除去する溶液により、 S i
02膜 1 2および S i〇2膜 1 3を除去する。 これにより、 振動子 4の 可動部周囲、 すなわち可動部断面の全周にわたって、 犠牲層の厚さ分だ けの空間 （ギャップ） が形成され、 振動子 4の可動部が固有振動周波数 で振動し得るようになる。
犠牲層エッチングを行った後は、 本実施形態において最も特徴的なェ 程である、 減圧下における成膜処理を行う。 具体的には、 例えば真空中 にてスパッタリングによる成膜処理を行い、 第 3 D図に示すように、 貫 通口 1 0を封止するスパッ夕膜 9を形成する。 このときに用いる反応ガ スとしては、 スパッタリングによる成膜処理であることから、 不活性ガ スであるアルゴン (A r ) ガスが挙げられる。 また、 スパッ夕膜 9とし ては、 A l — C u膜、 A 1 — S i膜等といった、 金属または金属化合物 による薄膜が挙げられる。 そして、 スパッタ膜 9を形成したら、 そのス
パッ夕膜 9に対して、 周知のリソグラフィ技術およびドライエッチング 技術を利用して、 配線等の形状にパターン加工する。
このような手順 (各工程) を経ることで、 第 1 A図乃至第 1 C図に示 した ME MS 1が構成されることになる。 ただし、 上述した手順による 製造方法は、 第 1 A図乃至第 1 C図のように構成された MEMS 1のみ に限定されるものではなく、 オーバ一コート膜に設けられた貫通口を用 いて犠牲層エッチングを行うものであれば、 他の構成の MEMSにも適 用可能である。
第 4図は、 本発明によって得られる ME MSの他の構成例を示す説明 図である。 図例の MEMS 1 aは、 下部配線 1 1が埋め込まれている点 で上述した第 1 A図乃至第 1 C図の MEMS 1と構成が異なるが、 この ような MEMS 1 aであっても、 上述した MEMS 1の場合と同様の手 順 （各工程） で製造することが可能である。 すなわち、 犠牲層エツチン グのためにオーバーコート膜 8に設けられた貫通口 1 0を、 スパッタリ ングによる成膜処理を行うことで封止することが考えられる。
また、 第 1 A図乃至第 1 C図および第 4図に示した MEMS 1 , l a では、 いずれも振動子 4が帯状のビーム型である場合を例に挙げたが、 例えばいわゆるリング型振動子やディスク型振動子であっても、 その周 囲に可動部空間を確保した中空構造のものであれば、 上述した手順によ る製造方法を全く同様に適用することが可能である。 さらに、 このよう な振動子に振動を励起する手段として、 上述の例では静電を用いたもの について説明したが、 必ずしも静電駆動に限定されることはなく、 例え ばピェゾ駆動である F B A Rにも全く同様に適用可能である。
以上のように、 本実施形態で説明した MEMSの製造方法によれば、 振動子 4の周囲に犠牲層として機能する S i 02膜 1 2および S i〇2 膜 1 3を形成する工程、 その犠牲層上をオーバーコート膜である S i N
膜 1 4で覆う工程および犠牲層エッチングを行う工程を含むことから、 その S i N膜 1 4のさらに上層に配線層等の配置が可能となる。 すなわ ち、 これらの工程の後に、 配線層等の形成工程を行い得るようになる。 したがって、 その前工程にて振動子 4を形成することで、 その振動子 4 をメタル配線等よりも下層に形成できるため、 当該振動子 4を高温で形 成しても、 その高温加工の悪影響が配線層等に及ぶことがなく、 結果と して振動子 4の形成の容易化を図ることができる。
しかも、 本実施形態で説明した M E M Sの製造方法では、 犠牲層エツ チングの後にスパッタリングによる成膜処理を行って貫通口 1 0を封止 する工程とを含むことから、 その工程にて振動子 4の可動部周囲の空間 が封止される。 したがって、 絶縁材料等による特殊なパッケージング技 術を必要とすることがない。 すなわち、 真空封止のためのパッケージン グ工程を要せずに、 犠牲層エッチングにより形成した振動子 4の可動部 周囲の空間を封止することができる。
また、 封止のためのスパッ夕膜 9は、 配線等としても用いることが考 えられる。 つまり、 配線等のためのスパッ夕膜 9を利用して貫通口 1 0 を封止することも考えられ、 その場合には封止と配線等の形成が同一の 工程で実現され、 製造工程の効率化を図る上で非常に有効である。
さらには、 スパッタリングによる成膜処理で貫通口 1 0を封止するの で、 半導体プロセス （例えば、 C M O Sプロセス） における成膜技術を そのまま利用して実現することが可能となり、 当該半導体プロセスにお ける他の工程と連続的に行えるようになる。 すなわち、 いわゆるインラ イン中での封止が可能となる。 したがって、 C M O Sプロセス等へのィ ンテグレーションが非常に容易であるとともに、 ウェハ状態での M E M S評価を行うことも可能となる。
これらのことから、 本実施形態で説明した製造方法を用いて M E M S を構成すれば.， MEMSを他の半導体デバイスとインテグレーションす る場合であっても、 その MEMSの製造を既存の半導体プロセス （例え ば、 CMOSプロセス) の過程において行うことができ、 結果として M EMSを含むデバイスの生産効率を向上させ得るようになる。
特に、 本実施形態で説明したように、 スパッタリングによる成膜処理 で封止を行う場合には、 不活性ガスである A rガス中での封止となり、 安全性、 信頼性の点で非常に好適であると言える。
Claims
1 . 振動子を備えたマイクロマシンの製造方法であって、
前記振動子の可動部周囲に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上をオーバーコート膜で覆うとともに、 当該オーバ一コ一 ト膜に前記犠牲層へ通じる貫通口を形成する工程と、
前記可動部周囲に空間を形成するために前記貧通口を用いて前記犠牲 層を取り除く犠牲層エッチングを行う工程と、
前記犠牲層エッチングの後に減圧下における成膜処理を行って前記貫 通口を封止する工程と
を含むことを特徴とするマイクロマシンの製造方法。
2 . 前記振動子に振動を励起する手段を有したマイクロマシンに適用 されることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のマイクロマシンの製造 方法。
3 . 前記振動を励起する手段に静電を用いることを特徴とする請求の 範囲第 2項記載のマイクロマシンの製造方法。
4 . 前記振動を励起する手段にピエゾを用いることを特徴とする請求 の範囲第 2項記載のマイクロマシンの製造方法。
5 . 前記減圧下における成膜処理は、 スパッタリングによる成膜処理 であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のマイクロマシンの製造 方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020057018242A KR101127167B1 (ko) | 2003-04-02 | 2004-04-02 | 마이크로머신의 제조방법 |
| US10/551,271 US8268660B2 (en) | 2003-04-02 | 2004-04-02 | Process for fabricating micromachine |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003098782 | 2003-04-02 | ||
| JP2003-098782 | 2003-04-02 | ||
| JP2004068325A JP4333417B2 (ja) | 2003-04-02 | 2004-03-11 | マイクロマシンの製造方法 |
| JP2004-068325 | 2004-03-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2004089812A1 true WO2004089812A1 (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=33161486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2004/004822 WO2004089812A1 (ja) | 2003-04-02 | 2004-04-02 | マイクロマシンの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8268660B2 (ja) |
| JP (1) | JP4333417B2 (ja) |
| KR (1) | KR101127167B1 (ja) |
| TW (1) | TWI245020B (ja) |
| WO (1) | WO2004089812A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007222956A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Seiko Epson Corp | Ｍｅｍｓデバイスおよびｍｅｍｓデバイスの製造方法 |
| JP2008188711A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置製造方法 |
| TW200938479A (en) * | 2007-10-22 | 2009-09-16 | Toshiba Kk | Micromachine device and method of manufacturing the same |
| JP2010280035A (ja) | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | Ｍｅｍｓデバイスとその製造方法 |
| US8569091B2 (en) | 2009-08-27 | 2013-10-29 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit switches, design structure and methods of fabricating the same |
| DE102010000666A1 (de) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Bauelement mit einer mikromechanischen Mikrofonstruktur und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JP5485714B2 (ja) * | 2010-01-07 | 2014-05-07 | セイコーインスツル株式会社 | パッケージの製造方法 |
| US20130106875A1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Method of improving thin-film encapsulation for an electromechanical systems assembly |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646207A (ja) * | 1992-01-14 | 1994-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電駆動マイクロスキャナ |
| JPH07131280A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-19 | Toyota Motor Corp | 振動子の支持構造 |
| JPH09148467A (ja) * | 1995-11-24 | 1997-06-06 | Murata Mfg Co Ltd | 動作素子の真空封止の構造およびその製造方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4262399A (en) * | 1978-11-08 | 1981-04-21 | General Electric Co. | Ultrasonic transducer fabricated as an integral park of a monolithic integrated circuit |
| JPH0750789B2 (ja) * | 1986-07-18 | 1995-05-31 | 日産自動車株式会社 | 半導体圧力変換装置の製造方法 |
| US5198716A (en) * | 1991-12-09 | 1993-03-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Micro-machined resonator |
| AU5869994A (en) * | 1992-12-11 | 1994-07-04 | Regents Of The University Of California, The | Microelectromechanical signal processors |
| DE19844686A1 (de) * | 1998-09-29 | 2000-04-06 | Fraunhofer Ges Forschung | Mikromechanischer Drehratensensor und Verfahren zur Herstellung |
| US6704185B2 (en) * | 2000-02-23 | 2004-03-09 | National Center For Scientific Research | Capacitive pressure-responsive devices and their fabrication |
| US7008812B1 (en) * | 2000-05-30 | 2006-03-07 | Ic Mechanics, Inc. | Manufacture of MEMS structures in sealed cavity using dry-release MEMS device encapsulation |
| US6448604B1 (en) * | 2000-09-12 | 2002-09-10 | Robert Bosch Gmbh | Integrated adjustable capacitor |
| WO2002073673A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | Rochester Institute Of Technology | A micro-electro-mechanical switch and a method of using and making thereof |
| US6930364B2 (en) * | 2001-09-13 | 2005-08-16 | Silicon Light Machines Corporation | Microelectronic mechanical system and methods |
| US6621134B1 (en) * | 2002-02-07 | 2003-09-16 | Shayne Zurn | Vacuum sealed RF/microwave microresonator |
| US6635509B1 (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-21 | Dalsa Semiconductor Inc. | Wafer-level MEMS packaging |
| JP3731750B2 (ja) | 2002-06-24 | 2006-01-05 | 松下電器産業株式会社 | 赤外線センサの製造方法 |
| JP3703480B2 (ja) | 2002-12-27 | 2005-10-05 | 松下電器産業株式会社 | 電子デバイスおよびその製造方法 |
-
2004
- 2004-03-11 JP JP2004068325A patent/JP4333417B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-02 KR KR1020057018242A patent/KR101127167B1/ko active IP Right Grant
- 2004-04-02 US US10/551,271 patent/US8268660B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-02 WO PCT/JP2004/004822 patent/WO2004089812A1/ja active Application Filing
- 2004-04-02 TW TW093109159A patent/TWI245020B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0646207A (ja) * | 1992-01-14 | 1994-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電駆動マイクロスキャナ |
| JPH07131280A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-19 | Toyota Motor Corp | 振動子の支持構造 |
| JPH09148467A (ja) * | 1995-11-24 | 1997-06-06 | Murata Mfg Co Ltd | 動作素子の真空封止の構造およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101127167B1 (ko) | 2012-03-21 |
| US8268660B2 (en) | 2012-09-18 |
| US20060216847A1 (en) | 2006-09-28 |
| TWI245020B (en) | 2005-12-11 |
| JP2004314289A (ja) | 2004-11-11 |
| TW200510241A (en) | 2005-03-16 |
| JP4333417B2 (ja) | 2009-09-16 |
| KR20050119154A (ko) | 2005-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102408090B (zh) | 具有增强锚的微结构 | |
| US8975104B2 (en) | Low temperature ceramic Microelectromechanical structures | |
| US7767484B2 (en) | Method for sealing and backside releasing of microelectromechanical systems | |
| US20180312394A1 (en) | Mems device and process for rf and low resistance applications | |
| JP2007184931A (ja) | 真空封入単結晶シリコン・デバイス | |
| US8704317B2 (en) | Microstructure device with an improved anchor | |
| US8704316B2 (en) | Etchant-free methods of producing a gap between two layers, and devices produced thereby | |
| JP2007276089A (ja) | 電気機械素子とその製造方法、並びに共振器とその製造方法 | |
| JP2007005909A (ja) | 電気機械信号選択素子、その製造方法およびそれを用いた電気機器 | |
| CN213602620U (zh) | 微机电***谐振器设备和谐振器结构 | |
| WO2004088840A1 (ja) | 圧電薄膜デバイス及びその製造方法 | |
| WO2005029700A1 (ja) | マイクロ電気機械システムの共振器およびその駆動方法およびその製造方法および周波数フィルタ | |
| WO2004089812A1 (ja) | マイクロマシンの製造方法 | |
| JP2007253265A (ja) | 電気機械素子の製造方法 | |
| JP4314867B2 (ja) | Ｍｅｍｓ素子の製造方法 | |
| WO2004050545A1 (ja) | マイクロマシンおよびその製造方法 | |
| JP4857718B2 (ja) | マイクロマシン混載の電子回路装置、およびマイクロマシン混載の電子回路装置の製造方法 | |
| JP4254445B2 (ja) | マイクロ電気機械システムの共振器およびその駆動方法 | |
| JP2009226497A (ja) | マイクロマシン装置及びマイクロマシン装置の製造方法 | |
| KR100518828B1 (ko) | 소자간 연결라인으로 사용되는 ｍｅｍｓ구조물 및 그 제조방법 | |
| WO2022246749A1 (zh) | 压电mems谐振器及其形成方法、电子设备 | |
| CN1871176A (zh) | 微机械的制造方法 | |
| JP2009226500A (ja) | マイクロマシン装置の製造装置及びマイクロマシン装置の製造方法 | |
| JP2009226498A (ja) | マイクロマシン装置及びマイクロマシン装置の製造方法 | |
| WO2009081459A1 (ja) | パッケージドマイクロ可動素子製造方法およびパッケージドマイクロ可動素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 1020057018242 Country of ref document: KR |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2006216847 Country of ref document: US Ref document number: 10551271 Country of ref document: US |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 20048087777 Country of ref document: CN |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 1020057018242 Country of ref document: KR |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 10551271 Country of ref document: US |