JP2010228018A - Manufacturing method of electronic device - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の周波数特性が得られ、歩留まりが向上する電子装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】電子装置1の製造方法は、基板6と、機能素子7と、機能素子7を配置する空洞部を画性素子周囲構造体とを有し、機能素子7が、固定電極71と、可動板722を備える可動電極72とを有し、素子周囲構造体8が、空洞部5に連通する複数の細孔332を有する被覆層331を有する調整前電子装置を用意する工程と、可動板722の固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、細孔332を介して可動板722上に錘材料9を堆積することにより、可動板722の固有振動数を調整する固有振動数調整工程と、細孔332を封止する封止工程とを有する。
【選択図】図6An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electronic device which can obtain desired frequency characteristics and improve yield.
A method of manufacturing an electronic device includes a substrate, a functional element, and a cavity in which the functional element is disposed. The functional element includes a fixed electrode, And a step of preparing a pre-adjustment electronic device having a movable electrode 72 having a movable plate 722, and the element surrounding structure 8 having a coating layer 331 having a plurality of pores 332 communicating with the cavity 5. A natural frequency measurement step for measuring the natural frequency of the plate 722 and a natural frequency adjustment for adjusting the natural frequency of the movable plate 722 by depositing the weight material 9 on the movable plate 722 through the pores 332. And a sealing step for sealing the pores 332.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、電子装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electronic device manufacturing method.
近年、MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を利用し、半導体基板にMEMS素子を備えたセンサ、共振器、通信用デバイスなどの電子装置が注目されている。このような電子装置として、基板と、この基板上に形成された機能素子(MEMS素子)と、基板上に設けられ、機能素子が配置された空洞部を画成する素子周囲構造体とを有する電子装置が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as sensors, resonators, and communication devices that use MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology and have a MEMS element on a semiconductor substrate have attracted attention. Such an electronic device includes a substrate, a functional element (MEMS element) formed on the substrate, and an element surrounding structure that is provided on the substrate and defines a cavity in which the functional element is disposed. An electronic device is known (for example, Patent Document 1).
特許文献1の電子装置は、基板上に機能素子を形成する機能素子形成工程と、機能素子上に絶縁膜と開孔を有する被覆層とをこの順で積層した後に、被覆層の開孔を介してエッチング液を供給することにより機能素子上の絶縁膜を除去して空洞部を形成し、最後に被覆層の開孔を封止する封止層を形成することにより素子周囲構造体を形成する素子周囲構造体工程とにより製造される。 In the electronic device of Patent Document 1, a functional element forming step for forming a functional element on a substrate, and an insulating film and a covering layer having an opening are stacked in this order on the functional element, and then the opening of the covering layer is formed. The insulating film on the functional element is removed by supplying an etching solution through the cavity to form a cavity, and finally a sealing layer that seals the opening of the covering layer is formed to form a structure around the element. And the element surrounding structure process.
ここで、特許文献1の電子装置では、機能素子が所望の周波数特性を有することが重要となる。機能素子に所望の周波数特性を発揮させるためには、特に機能素子が有する可動板の形状、大きさ、形成位置等を所定のものとしなければならないが、可動板の形状、大きさ、形成位置等を所定のものとすることは、高レベルな形成技術が要求されるため困難である。そのため、特許文献1の電子装置では、所望の周波数特性を得ることが困難であり、その結果、歩留まりが低下するという問題がある。 Here, in the electronic device of Patent Document 1, it is important that the functional element has a desired frequency characteristic. In order for the functional element to exhibit the desired frequency characteristics, the shape, size, formation position, etc. of the movable plate of the functional element must be set in particular, but the shape, size, formation position of the movable plate, etc. It is difficult to set such as predetermined because a high level forming technique is required. Therefore, in the electronic device of Patent Document 1, it is difficult to obtain a desired frequency characteristic, and as a result, there is a problem that the yield is lowered.
本発明の目的は、所望の周波数特性が得られ、歩留まりが向上する電子装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electronic device that can obtain desired frequency characteristics and improve yield.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子装置の製造方法は、基板と、前記基板上に形成された機能素子と、前記基板上に設けられ、前記機能素子が配置された空洞部を画成する素子周囲構造体とを有し、前記機能素子が、前記基板上に設けられた固定電極と、前記固定電極と空隙を隔てて対向配置された可動部を備える可動電極とを有し、前記素子周囲構造体が、前記空洞部に連通する複数の開孔を有する被覆層を有する調整前電子装置を用意する調整前電子装置用意工程と、
前記可動部の固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、
前記固有振動数測定工程での測定結果に基づいて、前記被覆層の前記開孔を介して前記機能素子の前記可動部上に錘材料を堆積することにより、前記可動部の固有振動数を調整する固有振動数調整工程と、
前記被覆層の前記複数の開孔を封止する封止工程とを有することを特徴とする。
これにより、製造途中において機能素子が備える可動部の固有振動数を調整することができるため、所望の周波数特性を発揮できる電子装置を提供することができる。また、量産時の歩留まりが向上する。
Such an object is achieved by the present invention described below.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electronic device comprising: a substrate; a functional element formed on the substrate; and an element surrounding structure provided on the substrate and defining a cavity in which the functional element is disposed. The functional element includes: a fixed electrode provided on the substrate; and a movable electrode including a movable part disposed to face the fixed electrode with a gap therebetween. A pre-adjustment electronic device preparation step of preparing a pre-adjustment electronic device having a coating layer having a plurality of apertures communicating with the cavity;
A natural frequency measuring step for measuring the natural frequency of the movable part;
Based on the measurement result in the natural frequency measurement step, the natural frequency of the movable part is adjusted by depositing a weight material on the movable part of the functional element through the opening of the covering layer. The natural frequency adjustment process to
A sealing step of sealing the plurality of apertures of the coating layer.
Thereby, since the natural frequency of the movable part with which a functional element is provided can be adjusted in the middle of manufacture, the electronic device which can exhibit a desired frequency characteristic can be provided. In addition, the yield during mass production is improved.
本発明の電子装置の製造方法は、基板と、前記基板上に形成された機能素子と、前記基板上に設けられ、前記機能素子が配置された空洞部を画成する素子周囲構造体とを有し、前記機能素子が、前記基板上に設けられた固定電極と、前記固定電極と空隙を隔てて対向配置された可動部を備える可動電極とを有する電子装置の製造方法において、
前記機能素子とともに、前記固定電極および前記可動部間に位置する犠牲層を形成する機能素子形成工程と、
前記機能素子上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上に、複数の開孔を有する被覆層を形成する被覆層形成工程と、
前記被覆層の前記開孔を介して、前記機能素子上の前記絶縁膜を除去することにより前記空洞部を形成するとともに、前記犠牲層を除去することにより前記固定電極と前記可動部とを離間させるリリース工程と、
前記可動部の固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、
前記固有振動数測定工程での測定結果に基づいて、前記被覆層の前記開孔を介して前記機能素子の前記可動部上に錘材料を堆積することにより、前記可動部の固有振動数を調整する固有振動数調整工程と、
前記被覆層の前記複数の開孔を封止し前記素子周囲構造体を形成する封止工程とを有することを特徴とする。
これにより、製造途中において機能素子が備える可動部の固有振動数を調整することができるため、所望の周波数特性を発揮できる電子装置を提供することができる。また、量産時の歩留まりが向上する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electronic device comprising: a substrate; a functional element formed on the substrate; and an element surrounding structure provided on the substrate and defining a cavity in which the functional element is disposed. In the method of manufacturing an electronic device, the functional element includes a fixed electrode provided on the substrate, and a movable electrode including a movable part disposed to face the fixed electrode with a gap therebetween.
A functional element forming step of forming a sacrificial layer located between the fixed electrode and the movable part together with the functional element;
An insulating film forming step of forming an insulating film on the functional element;
A coating layer forming step of forming a coating layer having a plurality of openings on the insulating film;
The cavity is formed by removing the insulating film on the functional element through the opening of the covering layer, and the fixed electrode and the movable part are separated by removing the sacrificial layer. Release process
A natural frequency measuring step for measuring the natural frequency of the movable part;
Based on the measurement result in the natural frequency measurement step, the natural frequency of the movable part is adjusted by depositing a weight material on the movable part of the functional element through the opening of the covering layer. The natural frequency adjustment process to
And a sealing step of sealing the plurality of apertures of the covering layer to form the element surrounding structure.
Thereby, since the natural frequency of the movable part with which a functional element is provided can be adjusted in the middle of manufacture, the electronic device which can exhibit a desired frequency characteristic can be provided. In addition, the yield during mass production is improved.
本発明の電子装置の製造方法では、前記機能素子形成工程では、前記可動部の固有振動数が所定値よりも高くなるように前記機能素子を形成することが好ましい。
これにより、電子装置の歩留まりが向上する。
本発明の電子装置の製造方法では、前記固有振動数調整工程では、前記可動部上の前記連結部からの距離が異なる複数の領域に対して、選択的に前記錘材料を堆積することができることが好ましい。
これにより、高精度でかつ効率的に可動部の固有振動数を調整することができる。
In the electronic device manufacturing method of the present invention, it is preferable that in the functional element forming step, the functional element is formed such that a natural frequency of the movable portion is higher than a predetermined value.
This improves the yield of the electronic device.
In the electronic device manufacturing method of the present invention, in the natural frequency adjusting step, the weight material can be selectively deposited on a plurality of regions having different distances from the connecting portion on the movable portion. Is preferred.
As a result, the natural frequency of the movable part can be adjusted with high accuracy and efficiency.
本発明の電子装置の製造方法では、前記固有振動数調整工程では、前記複数の開孔のうちの一部を閉鎖し、閉鎖されていない前記開孔を介して、前記可動部上に前記錘材料を堆積することが好ましい。
これにより、可動部以外の部位に錘材料が堆積するのを確実に防止することができる。そのため、固定電極と可動部や、その他空洞部に露出した配線同士が錘材料を介して電気的に接続される(ショートする)のを防止することができる。
In the electronic device manufacturing method of the present invention, in the natural frequency adjusting step, a part of the plurality of openings is closed, and the weight is placed on the movable part via the openings that are not closed. It is preferred to deposit the material.
Thereby, it is possible to reliably prevent the weight material from being deposited on a portion other than the movable portion. Therefore, it is possible to prevent the fixed electrode and the movable part, and other wirings exposed in the cavity from being electrically connected (short-circuited) via the weight material.
本発明の電子装置の製造方法では、前記複数の開孔には、前記基板の平面視にて、前記可動部に包含され前記連結部との離間距離が異なる複数の錘材料通過用開孔が含まれており、
前記固有振動数調整工程では、前記複数の錘材料通過用開孔のうちの少なくとも1つの錘材料通過用開孔を閉鎖し、その他の錘材料通過用開孔を介して前記可動部上に前記錘材料を堆積することが好ましい。
これにより、可動部の固有振動数の調整をより簡単に行うことができる。
In the electronic device manufacturing method of the present invention, the plurality of apertures include a plurality of weight material passage apertures that are included in the movable portion and have different separation distances from the coupling portion in plan view of the substrate. Included,
In the natural frequency adjusting step, at least one of the plurality of weight material passage openings is closed, and the weight material passage opening is closed on the movable portion via the other weight material passage opening. It is preferred to deposit weight material.
Thereby, the natural frequency of the movable part can be adjusted more easily.
本発明の電子装置の製造方法では、前記固有振動数調整工程では、互いに密度が異なる複数種の前記錘材料から選択された少なくとも1つの前記錘材料を前記可動部に堆積することが好ましい。
これにより、高精度でかつ効率的に可動部の固有振動数を調整することができる。
本発明の電子装置の製造方法では、前記固有振動数調整工程では、前記複数種の錘材料のうちの前記密度が小さい錘材料ほど、前記可動部の前記連結部側の領域に堆積することが好ましい。
これにより、高精度でかつ効率的に可動部の固有振動数を調整することができる。
In the method for manufacturing an electronic device according to the aspect of the invention, it is preferable that in the natural frequency adjusting step, at least one weight material selected from a plurality of types of weight materials having different densities is deposited on the movable portion.
As a result, the natural frequency of the movable part can be adjusted with high accuracy and efficiency.
In the electronic device manufacturing method of the present invention, in the natural frequency adjusting step, the weight material having a lower density among the plurality of types of weight materials may be deposited in a region on the connection portion side of the movable portion. preferable.
As a result, the natural frequency of the movable part can be adjusted with high accuracy and efficiency.
本発明の電子装置の製造方法では、前記固定電極は、前記基板の平面視にて、前記可動部から突出する突出部を有し、
前記複数の開孔は、それぞれ、前記基板の平面視にて、前記可動部と前記突出部との境界部を避けて形成されていることが好ましい。
これにより、錘材料が可動部上に確実に堆積し、固定電極上に堆積することを防止することができるため、錘材料により固定電極と可動部とが固着したり、電気的に接続したりするのを防止することができる。そのため、所望の周波数特性を発揮できるとともに信頼性に優れる電子装置を製造することができる。
In the electronic device manufacturing method of the present invention, the fixed electrode has a protruding portion that protrudes from the movable portion in a plan view of the substrate,
Each of the plurality of openings is preferably formed so as to avoid a boundary portion between the movable portion and the protruding portion in plan view of the substrate.
As a result, the weight material can be reliably deposited on the movable part and can be prevented from being deposited on the fixed electrode, so that the fixed electrode and the movable part can be fixed or electrically connected by the weight material. Can be prevented. Therefore, it is possible to manufacture an electronic device that can exhibit desired frequency characteristics and is excellent in reliability.
本発明の電子装置の製造方法では、前記複数の開孔の平均開孔径は、0.5μm〜2μmであることが好ましい。
これにより、周波数を調整する前に各開孔内に錘材料が詰まってしまい、周波数調整が出来なくなるのを防止することができる。また、単位時間当たりに各開孔を通過する錘材料の量が適当量(多すぎず少なすぎない量)となるため、可動部の固有振動数の調整を高精度にかつ効率的に行うことができる。
In the electronic device manufacturing method of the present invention, it is preferable that an average hole diameter of the plurality of holes is 0.5 μm to 2 μm.
Accordingly, it is possible to prevent the weight material from being clogged in each opening before the frequency is adjusted, and thus the frequency cannot be adjusted. In addition, the amount of weight material that passes through each aperture per unit time is an appropriate amount (not too much but not too small), so that the natural frequency of the movable part can be adjusted with high accuracy and efficiency. Can do.
本発明の電子装置の製造方法では、前記複数の開孔は、行列状に形成されており、隣り合う前記開孔同士の離間距離は、1μm〜20μmであることが好ましい。
これにより、基板の平面視にて、可動部に包含される開孔を適当数形成することができるため、単位時間当たりの可動部上の錘材料堆積量が適当量(多すぎず少なすぎない量)となり、可動部の固有振動数の調整を高精度にかつ効率的に行うことができる。
In the electronic device manufacturing method of the present invention, it is preferable that the plurality of apertures are formed in a matrix, and a distance between adjacent apertures is 1 μm to 20 μm.
As a result, an appropriate number of openings included in the movable part can be formed in plan view of the substrate, so that the amount of weight material deposited on the movable part per unit time is an appropriate amount (not too much but not too small). Therefore, the natural frequency of the movable part can be adjusted with high accuracy and efficiency.
以下、本発明の電子装置を添付図面に示す各実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置の製造方法により製造される電子装置を示す断面図、図2と図3および図4は、それぞれ、図1に示す電子装置の製造方法を示す断面図、図5は、図1に示す電子装置が備える被覆層の拡大平面図、図6は、図1に示す電子装置の製造方法を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1〜図6の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
Hereinafter, an electronic device of the present invention will be described in detail based on each embodiment shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electronic device manufactured by the method for manufacturing an electronic device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2, 3 and 4 respectively show the method for manufacturing the electronic device shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged plan view of a coating layer included in the electronic device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a sectional view showing a method for manufacturing the electronic device shown in FIG. In the following, for convenience of explanation, the upper side of FIGS. 1 to 6 is referred to as “upper”, the lower side is referred to as “lower”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”.
図1に示す電子装置1は、基板6と、機能素子7と、素子周囲構造体8と、半導体回路(図示せず)とを有している。以下これら各部について順次説明する。
基板6は、平面視形状が略正方形または略長方形の板部材である。このような基板6は、半導体で構成された半導体基板61上に、絶縁膜62と、シリコン窒化膜63とをこの順に積層することにより構成されている。
The electronic device 1 shown in FIG. 1 includes a
The
機能素子7は、基板6上に形成された固定電極71と、可動電極72とを有している。
可動電極72は、基板6のシリコン窒化膜63上に形成された支持部721と、固定電極71と空隙を隔てて対向配置された可動板(可動部)722と、固定電極71と可動板722とを連結する連結部723とを有している。可動板722は、連結部723を介して支持部721に片持ち支持されている。可動板722と固定電極71との間に、可動板722の固有振動数と同等の周波数を持つ高周波を印加すると、可動板722が振動(共振)し、固定電極71および可動板722間に電流が流れ、固定電極71から前記電流が出力(検出)される。
The
The
素子周囲構造体8は、機能素子7が配置された空洞部5を画成するように形成されている。このような素子周囲構造体8は、基板6上に機能素子7を取り囲むように形成された層間絶縁膜81と、層間絶縁膜81上に形成された配線層82と、配線層82および層間絶縁膜81上に形成された層間絶縁膜83と、層間絶縁膜83上に形成され、複数の細孔(開孔)を備えた被覆層841を有する配線層84と、配線層84および層間絶縁膜83上に形成された表面保護膜85と、被覆層841上に設けられた封止層86とを有している。
The element surrounding structure 8 is formed so as to define the
このような構成の素子周囲構造体8には、一部欠損した図示しない開口部が形成されている。機能素子7の固定電極71および可動電極72には、それぞれ、電極配線(図示せず)が接続されており、これら配線は、前記開口部を介して素子周囲構造体8の外側へ引き出される。
半導体基板61上およびその上方には、図示しない半導体回路が作り込まれている。この半導体回路は、必要に応じて形成されたMOSトランジスタ等の能動素子、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線(前記電極配線、配線層82、84を含む)等の回路要素を有している。
In the element surrounding structure 8 having such a configuration, an opening (not shown) partially missing is formed. Electrode wirings (not shown) are connected to the fixed
A semiconductor circuit (not shown) is formed on and above the
以下、このような構成の電子装置1の製造方法(本発明の電子装置の製造方法)を説明する。
本発明の電子装置の製造方法は、機能素子とともに、固定電極および可動板間に位置する犠牲層を形成する機能素子形成工程と、機能素子上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜上に、複数の細孔(開孔)を有する被覆層を形成する被覆層形成工程と、被覆層の細孔を介して機能素子上の絶縁膜を除去することにより空洞部を形成するとともに、犠牲層を除去することにより固定電極と可動板とを離間させるリリース工程と、可動板の固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、被覆層の細孔を介して機能素子の可動板上に錘材料を堆積することにより、可動板の固有振動数を調整する固有振動数調整工程と、被覆層の細孔を封止する封止層を形成する封止工程とを有している。
このように、本発明の電子装置の製造方法では、可動板722の固有振動数を調整する固有振動数調整工程を有しているため、製造後の電子装置1に、確実に、所望の周波数特性を発揮させることができる。そのため、例えば電子装置を量産する場合に、歩留まりが向上する。以下、各工程について順次説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the electronic device 1 having such a configuration (a method for manufacturing the electronic device of the present invention) will be described.
The electronic device manufacturing method of the present invention includes a functional element forming step of forming a sacrificial layer located between the fixed electrode and the movable plate together with the functional element, an insulating film forming step of forming an insulating film on the functional element, insulation A coating layer forming step of forming a coating layer having a plurality of pores (openings) on the film, and forming a cavity by removing the insulating film on the functional element through the pores of the coating layer A release step of separating the fixed electrode and the movable plate by removing the sacrificial layer, a natural frequency measurement step of measuring the natural frequency of the movable plate, and a movable plate of the functional element through the pores of the coating layer It has a natural frequency adjusting step for adjusting the natural frequency of the movable plate by depositing a weight material thereon, and a sealing step for forming a sealing layer for sealing the pores of the coating layer. .
As described above, since the electronic device manufacturing method of the present invention includes the natural frequency adjusting step of adjusting the natural frequency of the
[機能素子形成工程]
図2(a)に示すように、シリコン基板等の半導体よりなる半導体基板100を用意する。なお、半導体基板100の代わりに、セラミックス基板、ガラス基板、サファイア基板、ダイヤモンド基板、合成樹脂基板等を用いてもよい。次いで、用意した半導体基板100の表面(上面)を熱酸化することによりシリコン酸化膜(絶縁膜)110を形成し、さらに、シリコン酸化膜110上にシリコン窒化膜120をスパッタリング法、CVD法等により形成する。これにより基板6が得られる。
[Functional element formation process]
As shown in FIG. 2A, a
シリコン酸化膜110は、半導体基板100およびその上方に半導体回路を形成する際の素子間分離膜として機能する。また、シリコン窒化膜120は、後に行われるリリース工程において実施されるエッチングに対する耐久性を有しており、いわゆるエッチングストップ層として機能する。なお、シリコン窒化膜120は、パターニング処理によって、機能素子7を形成する平面範囲を含む範囲と半導体回路内の一部の素子(コンデンサ等)の範囲に限定して形成する。これにより、半導体基板100およびその上方に半導体回路を形成する際の障害となることがなくなる。
The
次いで、図2(b)に示すように、シリコン窒化膜120上に、固定電極71を形成するための多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜200をスパッタリング法、CVD法等により形成し、この多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜200にリンイオン等の不純物イオンをドープして導電性を付与する。そして、多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜200上からフォトレジストを塗布し、固定電極71の形状(平面視形状)にパターニングしフォトレジスト膜210を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, a polycrystalline (or amorphous)
次いで、図2(c)に示すように、パターニングしたフォトレジスト膜210をマスクとして多結晶シリコン膜200をエッチングした後、フォトレジスト膜210を除去する。これにより、固定電極71が形成される。
次いで、図2(d)に示すように、固定電極71を覆うようにシリコン酸化膜やPSG(リンドープガラス)等からなる犠牲層220を熱酸化法、スパッタリング法、CVD法等により形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, the
Next, as shown in FIG. 2D, a
次いで、図2(e)に示すように、シリコン窒化膜120および犠牲層220上に、可動電極72を形成するための多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜230をスパッタリング法、CVD法等により形成し、形成した多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜230にリンイオン等の不純物イオンをドープして導電性を付与する。そして、多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜230上からフォトレジストを塗布し、可動電極72の形状(平面視形状)にパターニングしフォトレジスト膜240を形成する。
次いで、図2(f)に示すように、フォトレジスト膜240をマスクとして多結晶(またはアモルファスも含む)シリコン膜230をエッチングした後、フォトレジスト膜240を除去する。これにより、可動電極72が形成される(支持部721、可動板722および連結部が一体的に形成される)。
Next, as shown in FIG. 2E, a polycrystalline (or amorphous)
Next, as shown in FIG. 2F, after the polycrystalline (or amorphous)
以上のようにして、基板6上に機能素子7が犠牲層220とともに形成される。なお、本工程では、可動板722の固有振動数が、所定値(目的値)よりも高くなるように機能素子7を形成しておく。これにより、電子装置1の歩留まりが向上する。具体的には、例えば、電子装置1を量産する際、初めから可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込むように形成すれば、その形成精度の限界から、中には、固有振動数が所定値と一致する可動板722が存在するが、その他にも、固有振動数が所定値以下の可動板722や、所定値以上の可動板722も存在することとなる。このうち、固有振動数が所定値以上の可動板722については、後の固有振動数調整工程にて固有振動数を所定値に調整することが可能であるが、固有振動数が所定値以下の可動板722については調整することができない。これは、固有振動数調整工程では、可動板722の固有振動数を低める方向でしか調整することができないためである。
これに対して、形成精度を考慮して、予め固有振動数が所定値以上となるように可動板722を形成すれば、固有振動数が所定値以下の可動板722の発生を防止することができる。そのため、全ての電子装置1について、その製造段階にて可動板722の固有振動数を所定値に調整することができる。その結果、電子装置1の歩留まりが向上する。
As described above, the
On the other hand, if the
[絶縁膜形成工程]
図3(a)に示すように、シリコン窒化膜120および機能素子7上に、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜300をスパッタリング法、CVD法等により形成する。また、層間絶縁膜300に、半導体基板100の平面視にて機能素子7を取り巻く環状の開口部301をパターニング処理(例えば、前述したようなフォトレジストを用いたパターニング処理)等により形成する。なお、開口部301は、半導体基板100の平面視にて、環状をなしてなくてもよく、その一部が欠損していてもよい。
[Insulating film formation process]
As shown in FIG. 3A, an
次いで、図3(b)に示すように、層間絶縁膜300上に、例えばアルミニウムよりなる層をスパッタリング法、CVD法等により形成した後、パターニング処理することにより配線層310を形成する。配線層310は、開口部301に対応するように、半導体基板100の平面視にて環状をなしている。また、配線層310の一部は、開口部301を通して半導体基板100上およびその上方に形成された配線(図示しない半導体回路の一部を構成する配線)に電気的に接続される。なお、配線層310は、機能素子7を取り巻く部分にのみ存在するように形成されているが、一般的には、図示しない半導体回路の一部を構成する配線層の一部が、配線層310を構成している。
Next, as shown in FIG. 3B, a
次いで、図3(c)に示すように、層間絶縁膜300および配線層310上に、シリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜320をスパッタリング法、CVD法等により形成する。また、層間絶縁膜320に、半導体基板100の平面視にて機能素子7を取り巻く環状の開口部321をパターニング処理等により形成する。なお、開口部321は、開口部301と同様に、半導体基板100の平面視にて、環状をなしてなくてもよく、その一部が欠損していてもよい。
このような層間絶縁膜と配線層との積層構造は、通常のCMOSプロセスにより形成され、その積層数は、必要に応じて適宜に設定される。すなわち、必要に応じてさらに多くの配線層が層間絶縁膜を介して積層される場合もある。
Next, as shown in FIG. 3C, an
Such a laminated structure of the interlayer insulating film and the wiring layer is formed by a normal CMOS process, and the number of laminated layers is appropriately set as necessary. In other words, more wiring layers may be stacked via an interlayer insulating film as necessary.
[被覆層形成工程]
図4(a)に示すように、層間絶縁膜320上に、例えばアルミニウムよりなる層をスパッタリング法、CVD法等により形成した後、パターニング処理することにより配線層330を形成する。この配線層330の一部は、開口部321を通して配線層310に電気的に接続される。また、配線層330の一部は、機能素子7の上方に位置し、複数の細孔332が形成された被覆層331を構成している。このような配線層330も、前述した配線層310と同様に、一般的には、図示しない半導体回路の一部を構成する配線層の一部で構成されている。
[Coating layer forming step]
As shown in FIG. 4A, after a layer made of, for example, aluminum is formed on the
次いで、図4(b)に示すように、配線層330および層間絶縁膜320上に、例えばシリコン窒化膜、レジストその他の樹脂材料よりなる表面保護膜340をスパッタリング法、CVD法等により形成する。また、この表面保護膜340は、一種類以上の膜材料を含む複数の膜材料で構成され、被覆層331の細孔332を封止してしまわないようにフォトレジストパターニングとエッチングの工程を経て、開口部を形成する。なお、表面保護膜340の構成材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリイミド膜、エポキシ樹脂膜など素子を、水分、ゴミ、傷などから保護するための耐性を有するもので形成される。
Next, as shown in FIG. 4B, a surface
[リリース工程]
図4(c)に示すように、リリースエッチング用のフォトレジストなどの保護膜形成工程を行なった後に、被覆層331に形成された複数の細孔332を通して、機能素子7上にある層間絶縁膜300、320を除去するとともに、固定電極71と可動板722との間にある犠牲層220を除去する。これにより、機能素子7が配置された空洞部5が形成されるとともに、固定電極71と可動板722とが離間し、機能素子7が駆動し得る状態となる。
[Release process]
As shown in FIG. 4C, the interlayer insulating film on the
層間絶縁膜300、320および犠牲層220の除去は、例えば、複数の細孔332からエッチング液としてのフッ酸、緩衝フッ酸等を供給するウェットエッチングや、複数の細孔332からエッチングガスとしてフッ化水素酸ガス等を供給するドライエッチングにより行うことができる。
これにより、可動板722の固有振動数が調整される前の調整前電子装置が得られる。すなわち、機能素子形成工程と、絶縁膜形成工程と、被覆層形成工程と、リリース工程とで調整前電子装置用意工程を構成しているとも言える。
なお、層間絶縁膜300、320および犠牲層220と前記保護膜としてのレジスト膜等を除去した後に、必要に応じて、空洞部5内の洗浄を行ってもよい。
The
Thereby, the electronic device before adjustment before the natural frequency of the
In addition, after removing the
[固有振動数測定工程]
次いで、可動板722の固有振動数(共振周波数)を測定する。測定方法としては、特に限定されず、例えば、固定電極71を接地するとともに、可動板722をネットワークアナライザ(図示せず)に接続し、ネットワークアナライザから可動板722に交番電圧を印加するとともに、その周波数を徐々に高めていく。その際に固定電極71から出力される電流値を検出し、電流値がピークとなった際の交番電圧の周波数を可動板722の固有振動数とすることにより、可動板722の固有振動数を測定してもよい。
[Natural frequency measurement process]
Next, the natural frequency (resonance frequency) of the
[固有振動数調整工程]
この固有振動数調整工程では、細孔332を介して可動板722上に錘材料9をスパッタリング法により堆積し、可動板722の質量および慣性モーメントを増加させることにより、可動板722の固有振動数(共振周波数)を低くなる方向に変化させ、所定値(目的値)に合わせ込む。これにより、電子装置1の製造途中に、機能素子7の周波数特性を調整することができるため、簡単かつ確実に、所望の周波数特性を発揮する電子装置1を製造することができる。
[Natural frequency adjustment process]
In this natural frequency adjusting step, the
以下、可動板722の固有振動数の調整方法を具体的に説明するが、それに先立って、被覆層331に形成された複数の細孔332について説明する。
図5は、被覆層331を装置上方から見たときの平面図である。同図に示すように、被覆層331には、その厚さ方向に貫通する複数の細孔332が行列状に形成されている。このような複数の細孔332には、半導体基板100の平面視(図5)にて、可動板722に包含される複数の錘材料通過用細孔332a〜332cが含まれている。後述するように、スパッタリング法による可動板722への錘材料9の堆積は、複数の錘材料通過用細孔332a〜332cを介して行われる。
Hereinafter, a method for adjusting the natural frequency of the
FIG. 5 is a plan view of the
また、図5に示すように、固定電極71は、可動板722から図5中上側、下側および右側に突出(露出)した突出部711を有している。そして、半導体基板100の平面視にて、可動板722と突出部711との境界部(すなわち、可動板722の縁部)を避けるようにして複数の錘材料通過用細孔332a〜332cが形成されている。これにより、錘材料9が可動板722上に確実に堆積され、固定電極71と可動板722をショートまたは固着させる位置に堆積されることを防止することができる。そのため、錘材料9により固定電極71と可動板722とが固着したり、電気的に接続したりするのを防止することができる。そのため、所望の周波数特性を発揮できるとともに信頼性に優れる電子装置1を製造することができる。
As shown in FIG. 5, the fixed
隣り合う細孔332同士の離間距離Dとしては、可動板722の形状・大きさや、細孔332の形状・大きさ等によっても異なるが、1μm〜20μm程度であるのが好ましい。これにより、半導体基板100の平面視(図5)にて、可動板722の上方に細孔332を適当数配置形成するこができる。そのため、スパッタリング法により錘材料9を可動板722上に堆積する際、可動板722に対する単位時間当たりの錘材料堆積量が適当量(多すぎず少なすぎない量)となり、可動板722の固有振動数の調整を高精度にかつ効率的(迅速)に行うことができる。
The separation distance D between the
各細孔332の開口形状(横断面形状)は、略円形である。また、各細孔332の開口径は、特に限定されないが、0.5μm〜2μm程度であるのが好ましい。各細孔332の開口径を上記範囲とすることにより、スパッタリング法により錘材料9を可動板722上に堆積する際に、各錘材料通過用細孔332a〜332c内に錘材料9が詰まるのを防止することができる。また、単位時間当たりに各錘材料通過用細孔332a〜332cを通過する錘材料9の量が適当量(多すぎず少なすぎない量)となり、可動板722の固有振動数の調整を高精度にかつ効率的に行うことができる。
The opening shape (cross-sectional shape) of each
次いで、可動板722の固有振動数の調整方法を図6に基づいて具体的に説明する。なお、図6は、図5中A−A線断面図である。
図6(a)に示すように、錘材料通過用細孔332a〜332c以外の細孔332を覆うようにマスク400を配置する。このように、マスク400により錘材料通過用細孔332a〜332c以外の細孔332を覆うことにより、可動板722上以外の部位に錘材料9が堆積するのを確実に防止することができる。そのため、固定電極71と可動板722や、その他空洞部5に露出した配線同士が錘材料を介して電気的に接続される(ショートする)のを防止することができる。
Next, a method for adjusting the natural frequency of the
As shown in FIG. 6A, the
次いで、図6(b)に示すように、スパッタリング法により、錘材料通過用細孔332a〜332cを介して錘材料9を堆積(成膜)する。これにより、可動板722の質量および慣性モーメントを増加させて、可動板722の固有振動数を低下させることができるため、可動板722の固有振動数が所定値となるまで、錘材料9の堆積を続ける。このようにして、可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込むことができる。
Next, as shown in FIG. 6B, the
可動板722上に錘材料9を堆積する工程は、一回だけ行ってもよいが、複数回行うのが好ましい。さらに、複数回行う場合には、その間毎に、可動板722の固有振動数を測定するのが好ましく、これにより、可動板722の固有振動数を徐々に所定値に合わせ込んでいくことができる。そのため、可動板722の固有振動数の調整を慎重かつ高精度に行うことができる。固有振動数の測定は、前述した固有振動数測定工程と同様にして行うことができる。
The step of depositing the
なお、例えば、予め、スパッタリング処理時間と、可動板722の固有振動数変化との相関関係(単位時間当たりの固有振動数変化量)を実験等により求めておき、固有振動数測定工程において測定された可動板722の固有振動数と所定値とのずれ量から、可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込むのに必要なスパッタリング処理時間を求め、求められた処理時間に従って、スパッタリング処理を行ってもよい。この場合には、可動板722上に錘材料9を堆積する工程を一回行うだけで、可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込むことができる。そのため、可動板722の固有振数の調整を迅速に行うことができる。
Note that, for example, a correlation (a natural frequency change amount per unit time) between the sputtering processing time and the natural frequency change of the
また、可動板722上に錘材料9を堆積する方法としては、スパッタリング法に限定されず、例えば、CVD法、蒸着法、その他各種成膜法を用いることができる。しかし、錘材料(ターゲット)の直進性や、マスクを使用できる事などから、スパッタリン法を用いるのが好ましい。
錘材料9としては、特に限定されず、例えば、AL、W、Ni、Cu、Co、Mo、Ti、Au、Si、Ge等の各種材料、これら材料のうちの少なくとも1種を含む合金(例えばステンレス鋼)、これらの金属の酸化物、窒化物等が挙げられる。
Further, the method of depositing the
The
[封止工程]
最後に、図6(c)に示すように、被覆層331上に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、Al、W、Ti、Cu、TiN等の金属膜等からなる封止層350をスパッタリング法、CVD法等により形成し、各細孔332を封止する。
以上のような工程により、所望の周波数特性を有する電子装置1を製造することができる。なお、電子装置1が有する半導体回路が有するMOSトランジスタ等の能動素子、コンデンサ、インダクタ、抵抗、ダイオード、配線等の回路要素は、上述した適宜の工程中(例えば、機能素子形成工程、絶縁膜形成工程、被覆層形成工程、封止層形成工程)途中において作り込んでおくことができる。例えば、シリコン酸化膜110とともに回路素子間分離膜を形成したり、固定電極71や可動電極72とともにゲート電極、容量電極、配線等を形成したり、犠牲層220、層間絶縁膜300、320とともにゲート絶縁膜、容量誘電体層、層間絶縁膜を形成したり、配線層310、330とともに回路内配線を形成したりすることができる。
[Sealing process]
Finally, as shown in FIG. 6C, a
The electronic device 1 having a desired frequency characteristic can be manufactured by the processes as described above. Note that circuit elements such as active elements such as MOS transistors, capacitors, inductors, resistors, diodes, wirings, and the like included in the semiconductor circuit included in the electronic device 1 are used during the above-described appropriate steps (for example, functional element formation step, insulating film formation). Process, covering layer forming step, sealing layer forming step). For example, an isolation film between circuit elements is formed together with the
<第2実施形態>
次に、本発明の電子装置の製造方法の第2実施形態について説明する。
図7および図8は、それぞれ、本発明の第2実施形態に係る電子装置の製造方法を示す断面図である。
以下、第2実施形態の電子装置の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the electronic device manufacturing method of the present invention will be described.
7 and 8 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an electronic device according to the second embodiment of the present invention.
Hereinafter, the manufacturing method of the electronic device according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
本発明の第2実施形態にかかる電子装置の製造方法では、固有振動数調整工程が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態では、固有振動数調整工程は、仮調整工程と本調整工程とを有している。
仮調整工程は、固有振動数測定工程にて測定された可動板722の固有振動数と所定値とに大きな開き(差)がある場合に、可動板722の固有振動数を所定値付近まで効率よく低下させるための工程である。すなわち、仮調整工程は、精度よりもスピード性や錘材料9の使用量低減を重視した工程である。
The method for manufacturing an electronic device according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the natural frequency adjustment step is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
In the present embodiment, the natural frequency adjustment process includes a temporary adjustment process and a main adjustment process.
In the temporary adjustment step, when there is a large difference (difference) between the natural frequency of the
これに対して、本調整工程は、仮調整工程を終え、所定値付近にある可動板722の固有振動数を、所定値まで高精度に低下させる工程である。すなわち、本調整工程は、スピード性や錘材料9の使用量低減よりも、固有振動数の調整精度を重視した工程である。
固有振動数調整工程が仮調整工程と本調整工程とを有することにより、高精度でかつ効率的(処理時間の短縮および錘材料の使用量低減)に可動板722の固有振動数を調整する(所定値に合わせ込む)ことができる。以下、仮調整工程および本調整工程について、順次説明する。
On the other hand, this adjustment process is a process of finishing the temporary adjustment process and reducing the natural frequency of the
Since the natural frequency adjustment step includes the temporary adjustment step and the main adjustment step, the natural frequency of the
[仮調整工程]
この工程では、まず、図7(a)に示すように、錘材料通過用細孔332c以外の細孔332を覆うようにマスク410を配置する。次いで、図7(b)に示すように、錘材料通過用細孔332cを介して可動板722上に錘材料9を堆積する。ここで、錘材料通過用細孔332cは、錘材料通過用細孔332a、332bよりも、可動板722の自由端側に位置しているため、錘材料通過用細孔332a、332bを介して錘材料9を堆積した場合と比較して、少ない堆積量で効率的に可動板722の固有振動数を低下させることができる。これは、可動板722の質量が錘材料9により同じだけ増加しても、錘材料9が自由端側に位置する方が、固定端側に位置する方よりも、可動板722の慣性モーメントの増加量が大きいためである。
このような仮調整工程を前述した第1実施形態のように一回または複数回行うことにより、可動板722の固有振動数を所定値付近とする。
[Temporary adjustment process]
In this step, first, as shown in FIG. 7A, a
By performing such a temporary adjustment step once or a plurality of times as in the first embodiment described above, the natural frequency of the
[本調整工程]
この工程では、まず、図8(a)に示すように、錘材料通過用細孔332a以外の細孔332を覆うようにマスク420を配置する。次いで、図8(b)に示すように、錘材料通過用細孔332aを介して可動板722上に錘材料9を堆積する。ここで、錘材料通過用細孔332aは、錘材料通過用細孔332b、332cよりも、可動板722の固定端側に位置しているため、錘材料通過用細孔332b、332cを介して錘材料9を堆積した場合と比較して、より微小に可動板722の固有振動数を低下させることができる。これは、前述したように、可動板722の質量が錘材料9により同じだけ増加しても、錘材料9が固定端側に位置する方が、自由端側に位置する方よりも、可動板722の慣性モーメントの増加量が小さいためである。
[Main adjustment process]
In this step, first, as shown in FIG. 8A, a
このような本調整工程を前述した第1実施形態のように一回または複数回行うことにより、可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込む。
以上のように、本実施形態の固有振動数調整工程では、スピード性や錘材料9の使用量低減を重視した仮調整工程と、精度を重視した本調整工程とを有することにより、すなわち、可動板722上の連結部723からの離間距離が異なる複数の領域に対して、選択的に錘材料9を堆積するため、高精度でかつ効率的に可動板722の固有振動数を調整することができる。
By performing this adjustment process once or a plurality of times as in the first embodiment described above, the natural frequency of the
As described above, in the natural frequency adjustment process of the present embodiment, the provisional adjustment process in which importance is placed on speed performance and reduction in the usage amount of the
また、錘材料通過用細孔332a〜332cが、それぞれ、半導体基板100の平面視にて、連結部723との離間距離が異なるように形成されているため、錘材料通過用細孔332a〜332cのうちから閉鎖する錘材料通過用細孔(開放しておく錘材料通過用細孔)を選択するだけで、前述のような仮調整工程および本調整工程とを行うことができる。これにより、可動板722の固有振動数の調整をより簡単に行うことができる。
以上のような第2実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
Further, since the weight
According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be exhibited.
<第3実施形態>
次に、本発明の電子装置の製造方法の第3実施形態について説明する。
図9は、本発明の第3実施形態に係る電子装置の製造方法を示す断面図である。
以下、第3実施形態の電子装置の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the method for manufacturing an electronic device according to the present invention will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing an electronic device according to a third embodiment of the present invention.
Hereinafter, the manufacturing method of the electronic device according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
本発明の第3実施形態にかかる電子装置の製造方法では、固有振動数調整工程が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態では、可動板722上に堆積する錘材料9として、第1の錘材料91と、第1の錘材料91よりも密度が小さい第2の錘材料92とを用いる。例えば、Ti、WおよびALの密度値は、それぞれ、4507kg/m3、19250kg/m3および2700kg/m3であり、第1の錘材料91としてWを用いた場合には、第2の錘材料92としてALやTiを用いることが有効である。
The method for manufacturing an electronic device according to the third embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the natural frequency adjustment step is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
In the present embodiment, a
また、本実施形態では、固有振動数調整工程は、仮調整工程と本調整工程とを有している。仮調整工程は、固有振動数測定工程にて測定された可動板722の固有振動数と所定値とに大きな開きがある場合に、第1の錘材料91を用いて、可動板722の固有振動数を所定値付近まで効率よく低下させるための工程である。すなわち、仮調整工程は、精度よりもスピード性や錘材料9の使用量低減を重視した工程である。
In the present embodiment, the natural frequency adjustment step includes a temporary adjustment step and a main adjustment step. The temporary adjustment step uses the
これに対して、本調整工程は、仮調整工程を終え、所定値付近にある可動板722の固有振動数を、第2の錘材料92を用いて、所定値まで高精度に低下させる工程である。すなわち、本調整工程は、スピード性や錘材料9の使用量低減よりも、固有振動数の調整精度を重視した工程である。
固有振動数調整工程が仮調整工程と本調整工程とを有することにより、高精度でかつ効率的(処理時間の短縮および錘材料9の使用量低減)に可動板722の固有振動数を調整する(所定値に合わせ込む)ことができる。以下、仮調整工程および本調整工程について、順次説明する。
On the other hand, this adjustment step is a step of finishing the temporary adjustment step and reducing the natural frequency of the
Since the natural frequency adjustment step includes the temporary adjustment step and the main adjustment step, the natural frequency of the
[仮調整工程]
この工程では、まず、図9(a)に示すように、錘材料通過用細孔332a〜332c以外の細孔332を覆うようにマスク430を配置する。次いで、図9(b)に示すように、錘材料通過用細孔332a〜332cを介して可動板722上に第1の錘材料91を堆積する。第1の錘材料91は、第2の錘材料92よりも密度が大きいため、第2の錘材料92を堆積する場合と比較して、少ない堆積量で効率的に可動板722の固有振動数を低下させることができる。このような仮調整工程を前述した第1実施形態のように一回または複数回行うことにより、可動板722の固有振動数を所定値付近とする。
[Temporary adjustment process]
In this step, first, as shown in FIG. 9A, a
[本調整工程]
この工程では、図9(c)に示すように、錘材料通過用細孔332a〜332cを介して可動板722上に第2の錘材料92を堆積する。第2の錘材料92は、第1の錘材料91の密度よりも小さいため、第1の錘材料91を堆積する仮調整工程と比較して、より微小に可動板722の固有振動数を低下させることができる。このような本調整工程を前述した第1実施形態のように一回または複数回行うことにより、可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込む。
[Main adjustment process]
In this step, as shown in FIG. 9C, the
以上のように、本実施形態の固有振動数調整工程では、密度の異なる複数種の錘材料から選択された錘材料を可動板722に堆積するため、高精度でかつ効率的に可動板722の固有振動数を調整することができる。
なお、本実施形態では、錘材料9として、密度の異なる2種類の錘材料91、92を用いたが、錘材料の種類としては、これに限定されず、3種以上であってもよい。
以上のような第3実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
As described above, in the natural frequency adjustment process of the present embodiment, the weight material selected from a plurality of types of weight materials having different densities is deposited on the
In this embodiment, two types of
According to the third embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be exhibited.
<第4実施形態>
次に、本発明の電子装置の製造方法の第4実施形態について説明する。
図10および図11は、それぞれ、本発明の第4実施形態に係る電子装置の製造方法を示す断面図である。
以下、第4実施形態の電子装置の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the electronic device manufacturing method of the present invention will be described.
10 and 11 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an electronic device according to the fourth embodiment of the present invention.
Hereinafter, a method for manufacturing an electronic device according to the fourth embodiment will be described focusing on differences from the above-described embodiments, and description of similar matters will be omitted.
本発明の第4実施形態にかかる電子装置の製造方法では、固有振動数調整工程が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態では、可動板722上に堆積する錘材料9として、第1の錘材料91と、第1の錘材料91よりも密度が小さい第2の錘材料92とを用いる。
The method for manufacturing an electronic device according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment described above except that the natural frequency adjustment step is different. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to 1st Embodiment mentioned above.
In the present embodiment, a
また、本実施形態では、固有振動数調整工程は、仮調整工程と本調整工程とを有している。仮調整工程は、固有振動数測定工程にて測定された可動板722の固有振動数と所定値とに大きな開きがある場合に、第1の錘材料91を用いて、可動板722の固有振動数を所定値付近まで効率よく低下させるための工程である。すなわち、仮調整工程は、精度よりもスピード性や錘材料9の使用量低減を重視した工程である。
In the present embodiment, the natural frequency adjustment step includes a temporary adjustment step and a main adjustment step. The temporary adjustment step uses the
これに対して、本調整工程は、仮調整工程を終え、所定値付近にある可動板722の固有振動数を、第2の錘材料92を用いて、所定値まで高精度に低下させる工程である。すなわち、本調整工程は、スピード性や錘材料9の使用量低減よりも、固有振動数の調整精度を重視した工程である。
固有振動数調整工程が仮調整工程と本調整工程とを有することにより、高精度でかつ効率的(処理時間の短縮および錘材料9の使用量低減)に可動板722の固有振動数を調整する(所定値に合わせ込む)ことができる。以下、仮調整工程および本調整工程について、順次説明する。
On the other hand, this adjustment step is a step of finishing the temporary adjustment step and reducing the natural frequency of the
Since the natural frequency adjustment step includes the temporary adjustment step and the main adjustment step, the natural frequency of the
[仮調整工程]
この工程では、まず、図10(a)に示すように、錘材料通過用細孔332c以外の細孔332を覆うようにマスク440を配置する。次いで、図10(b)に示すように、錘材料通過用細孔332cを介して可動板722上に第1の錘材料91を堆積する。これにより、錘材料通過用細孔332a、332bを介して第1の錘材料91を可動板722上に堆積した場合と比較して、少ない堆積量で効率的に可動板722の固有振動数を低下させることができる。また、第1の錘材料91は、第2の錘材料92よりも密度が大きいため、第2の錘材料を堆積する場合と比較して、少ない堆積量で効率的に可動板722の固有振動数を低下させることができる。このような仮調整工程を前述した第1実施形態のように一回または複数回行うことにより、可動板722の固有振動数を所定値付近とする。
[Temporary adjustment process]
In this step, first, as shown in FIG. 10A, a
[本調整工程]
この工程では、まず、図11(a)に示すように、錘材料通過用細孔332a以外の細孔332を覆うようにマスク450を配置する。次いで、図11(b)に示すように、錘材料通過用細孔332aを介して可動板722上に第2の錘材料92を堆積する。これにより、錘材料通過用細孔332b、332cを介して可動板722上に第2の錘材料92を堆積した場合と比較して、より微小に可動板722の固有振動数を低下させることができる。また、第2の錘材料92は、第1の錘材料91の密度よりも小さいため、第1の錘材料91を堆積する仮調整工程と比較して、より微小に可動板722の固有振動数を低下させることができる。このような本調整工程を前述した第1実施形態のように一回または複数回行うことにより、可動板722の固有振動数を所定値に合わせ込む。
[Main adjustment process]
In this step, first, as shown in FIG. 11A, a
以上のように、本実施形態の固有振動数調整工程では、複数種の錘材料9(第1の錘材料91、第2の錘材料92)のうちの密度が小さい錘材料ほど、可動板722上の固定端側(連結部723側)の領域に堆積するように構成されているため、高精度でかつ効率的に可動板722の固有振動数を調整することができる。
なお、本実施形態では、錘材料9として、密度の異なる2種類の錘材料91、92を用いたが、錘材料の種類としては、これに限定されず、3種以上であってもよい。
以上のような第4実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
As described above, in the natural frequency adjustment process of the present embodiment, the
In this embodiment, two types of
According to the fourth embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment can be exhibited.
以上、本発明の電子装置の製造方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。また、本発明の電子装置の製造方法は、前記各実施形態のうち、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。 As mentioned above, although the manufacturing method of the electronic device of this invention was demonstrated based on each embodiment of illustration, this invention is not limited to these, The structure of each part is the thing of arbitrary structures which have the same function Can be substituted. Moreover, other arbitrary structures and processes may be added. In addition, the electronic device manufacturing method of the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
1……電子装置 100……半導体基板 110……シリコン酸化膜 120……シリコン窒化膜 200、230……多結晶シリコン膜 210、240……フォトレジスト膜 220……犠牲層 300、320……層間絶縁膜 301、321……開口部 310、330……配線層 331……被覆層 332……細孔 332a〜332c……錘材料通過用細孔 340……表面保護膜 350……封止層 400、410、420、430、440、450……マスク 5…空洞部 6……基板 61……半導体基板 62……絶縁膜 63……シリコン窒化膜 7……機能素子 71……固定電極 711……突出部 72……可動電極 721……支持部 722……可動板 723……連結部 8……素子周囲構造体 81、83……層間絶縁膜 82、84……配線層 841……被覆層 85……表面保護膜 86……封止層 9……錘材料 91……第1の錘材料 92……第2の錘材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (11)
前記可動部の固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、
前記固有振動数測定工程での測定結果に基づいて、前記被覆層の前記開孔を介して前記機能素子の前記可動部上に錘材料を堆積することにより、前記可動部の固有振動数を調整する固有振動数調整工程と、
前記被覆層の前記複数の開孔を封止する封止工程とを有することを特徴とする電子装置の製造方法。 A substrate, a functional element formed on the substrate, and an element surrounding structure that is provided on the substrate and defines a cavity in which the functional element is disposed, and the functional element includes the substrate A fixed electrode provided on the movable electrode, and a movable electrode having a movable portion disposed opposite to the fixed electrode with a gap between the fixed electrode, and the element surrounding structure has a plurality of openings communicating with the cavity portion. A pre-adjustment electronic device preparation step of preparing a pre-adjustment electronic device having a coating layer;
A natural frequency measuring step for measuring the natural frequency of the movable part;
Based on the measurement result in the natural frequency measurement step, the natural frequency of the movable part is adjusted by depositing a weight material on the movable part of the functional element through the opening of the covering layer. The natural frequency adjustment process to
And a sealing step for sealing the plurality of openings in the covering layer.
前記機能素子とともに、前記固定電極および前記可動部間に位置する犠牲層を形成する機能素子形成工程と、
前記機能素子上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上に、複数の開孔を有する被覆層を形成する被覆層形成工程と、
前記被覆層の前記開孔を介して、前記機能素子上の前記絶縁膜を除去することにより前記空洞部を形成するとともに、前記犠牲層を除去することにより前記固定電極と前記可動部とを離間させるリリース工程と、
前記可動部の固有振動数を測定する固有振動数測定工程と、
前記固有振動数測定工程での測定結果に基づいて、前記被覆層の前記開孔を介して前記機能素子の前記可動部上に錘材料を堆積することにより、前記可動部の固有振動数を調整する固有振動数調整工程と、
前記被覆層の前記複数の開孔を封止し前記素子周囲構造体を形成する封止工程とを有することを特徴とする電子装置の製造方法。 A substrate, a functional element formed on the substrate, and an element surrounding structure that is provided on the substrate and defines a cavity in which the functional element is disposed, and the functional element includes the substrate In a method for manufacturing an electronic device, comprising: a fixed electrode provided on the upper surface; and a movable electrode provided with a movable portion disposed opposite to the fixed electrode with a gap therebetween.
A functional element forming step of forming a sacrificial layer located between the fixed electrode and the movable part together with the functional element;
An insulating film forming step of forming an insulating film on the functional element;
A coating layer forming step of forming a coating layer having a plurality of openings on the insulating film;
The cavity is formed by removing the insulating film on the functional element through the opening of the covering layer, and the fixed electrode and the movable part are separated by removing the sacrificial layer. Release process
A natural frequency measuring step for measuring the natural frequency of the movable part;
Based on the measurement result in the natural frequency measurement step, the natural frequency of the movable part is adjusted by depositing a weight material on the movable part of the functional element through the opening of the covering layer. The natural frequency adjustment process to
And a sealing step of sealing the plurality of apertures of the covering layer to form the element surrounding structure.
前記固有振動数調整工程では、前記複数の錘材料通過用開孔のうちの少なくとも1つの錘材料通過用開孔を閉鎖し、その他の錘材料通過用開孔を介して前記可動部上に前記錘材料を堆積する請求項1ないし5のいずれかに記載の電子装置の製造方法。 The plurality of openings include a plurality of weight material passage openings that are included in the movable part and have different separation distances from the coupling part in a plan view of the substrate,
In the natural frequency adjusting step, at least one of the plurality of weight material passage openings is closed, and the weight material passage opening is closed on the movable portion via the other weight material passage opening. 6. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein a weight material is deposited.
前記複数の開孔は、それぞれ、前記基板の平面視にて、前記可動部と前記突出部との境界部を避けて形成されている請求項1なしい8のいずれかに記載の電子装置の製造方法。 The fixed electrode has a protruding portion protruding from the movable portion in a plan view of the substrate,
9. The electronic device according to claim 1, wherein each of the plurality of apertures is formed so as to avoid a boundary portion between the movable portion and the protruding portion in a plan view of the substrate. Production method.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8525277B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-09-03 | Seiko Epson Corporation | MEMS device |
CN103905009A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 精工爱普生株式会社 | Vibrator, oscillator, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing vibrator |
CN104113301A (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-22 | 精工爱普生株式会社 | Vibrator, oscillator, electronic device, moving object, and method of manufacturing vibrator |
JP2017519646A (en) * | 2014-06-16 | 2017-07-20 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag | Microelectronic package and method of manufacturing microelectronic package |
-
2009
- 2009-03-26 JP JP2009075908A patent/JP2010228018A/en not_active Withdrawn
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---|---|---|---|---|
US8525277B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-09-03 | Seiko Epson Corporation | MEMS device |
CN103905009A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 精工爱普生株式会社 | Vibrator, oscillator, electronic apparatus, moving object, and method of manufacturing vibrator |
CN104113301A (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-22 | 精工爱普生株式会社 | Vibrator, oscillator, electronic device, moving object, and method of manufacturing vibrator |
US20140312734A1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-23 | Seiko Epson Corporation | Vibrator, oscillator, electronic device, moving object, and method of manufacturing vibrator |
JP2017519646A (en) * | 2014-06-16 | 2017-07-20 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag | Microelectronic package and method of manufacturing microelectronic package |
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