CN115176415A - 集合基板的制造方法以及集合基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高器件部的对准精度的集合基板的制造方法以及集合基板。集合基板(100)的制造方法包含：在第一基板(330)上形成第一标记(A1)的工序(S302)、接合第一基板(330)的上表面和第二基板(350)的下表面的工序(S304)、在第二基板(350)形成开口(OP)以使得第一标记(A1)露出的工序(S305)、以及以第一标记(A1)为基准在第二基板(350)的上表面形成器件部(DP)的工序(S306)。

Description

集合基板的制造方法以及集合基板
技术领域
本发明涉及集合基板的制造方法以及集合基板。
背景技术
以往，使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)技术制造出的器件非常普遍。对于该器件，例如在集合基板(晶片)上形成多个器件后，对晶片进行分割而单片化(芯片化)为各器件。
例如，在专利文献1中，公开了使用形成有空腔的SOI晶片亦即空腔SOI(以下，也称为“CSOI”)制造的谐振装置。在该专利文献1中，CSOI包含成为谐振装置的下盖的第一基板和成为谐振器的第二基板。
专利文献1:国际公开第2016/174789号公报
在如专利文献1那样使用CSOI的情况下，需要以形成于第一基板的空腔为基准，在第二基板的表面形成包含器件图案等的器件部。因此，例如，采用预先在第一基板的表面形成对准标记，在将第二基板接合于第一基板后，使用红外线从第二基板的表面视觉确认第一基板的对准标记，以该对准标记为基准来定位即对准器件图案的方式。
然而，在以往的方式中，很难准确地掌握对准标记的位置。因此，基于对准标记形成的器件部的对准精度较低。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的之一在于提供一种能够提高器件部的对准精度的集合基板的制造方法以及集合基板。
本发明的一个侧面的集合基板的制造方法包含：在第一基板的第一主面形成第一标记的工序；接合第一基板的第一主面和第二基板的第一主面的工序；在第二基板形成开口以使得第一标记露出的工序；以及以第一标记为基准在第二基板的第二主面形成器件部的工序。
本发明的另一侧面的集合基板具备：第一基板，包含形成于第一主面的第一标记；以及第二基板，与第一基板的第一主面接合，第二基板包含形成在与第一标记对应的位置的开口。
根据本发明，能够提高器件部的对准精度。
附图说明
图1是示意性地表示一个实施方式中的集合基板100的外观的分解立体图。
图2是表示一个实施方式中的集合基板的制造方法的流程图。
图3是用于对图2所示的工序进行说明的剖视图。
图4是用于对图2所示的工序进行说明的剖视图。
图5是用于对图4所示的第一标记进行说明的俯视图。
图6是用于对图2所示的工序进行说明的剖视图。
图7是用于对图2所示的工序进行说明的剖视图。
图8是用于对图2所示的工序的一个例子进行说明的剖视图。
图9是用于对图2所示的工序的另一个例子进行说明的剖视图。
图10是用于对图2所示的工序进行说明的剖视图。
图11是用于对使用图2所示的制造方法制造的集合基板的示意结构进行说明的俯视图。
图12是示意性地表示一个实施方式中的谐振装置的外观的立体图。
图13是用于对图12所示的谐振装置的示意结构进行说明的分解立体图。
图14是用于对图12所示的谐振器的示意结构进行说明的俯视图。
图15是用于对图12至图14所示的谐振装置的沿着XV－XV线的剖面的示意结构进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，用相同或类似的附图标记来表示相同或类似的构成要素。附图是例示，各部的尺寸、形状是示意性的，不应将本发明的技术范围限定地解释为该实施方式。
首先，参照图1，对根据本发明的一个实施方式的集合基板的示意结构进行说明。图1是示意性地表示一个实施方式中的集合基板100的外观的分解立体图。
本实施方式的集合基板100是用于制造后述的MEMS器件的部件。如图1所示，该集合基板100具备第一基板330和第二基板350。集合基板100具有在第一基板330上接合有第二基板350的层叠结构。第一基板330以及第二基板350分别在俯视时具有圆形或大致圆形的形状。
此外，集合基板100也可以还具备未图示的第三基板。在该情况下，集合基板100具有在第二基板350上接合有第三基板的层叠结构。
集合基板100通常包含多个MEMS器件。集合基板100通过沿着分割线进行分割，能够制造多个MEMS器件。分割线是用于通过切削集合基板100等进行分割的线，也被称为划线。分割线的宽度例如为5μm以上且20μm以下。
集合基板100的分割也可以使用切割锯切削第一基板330以及第二基板350来进行切割，也可以使用对激光进行聚光在第一基板330以及第二基板350中的至少一方的内部形成改质层的隐形切割技术，来进行切割。
像这样，通过分割集合基板100，单片化(芯片化)为多个MEMS器件，制造具备第一基板330以及第二基板350的MEMS器件。此外，也可以在接合上述的第三基板后，分割集合基板100。在该情况下，第三基板对应于后述的谐振装置1的下盖20。
像这样，通过集合基板100还具备接合于第二基板350的上表面的第三基板，能够制造除了第一基板330和第二基板350以外还具备第三基板的后述的谐振装置1。
接下来，参照图2至图11，对根据一个实施方式的集合基板的制造方法进行说明。图2是表示一个实施方式中的集合基板100的制造方法的流程图。图3是用于对图2所示的工序S301进行说明的剖视图。图4是用于对图2所示的工序S302进行说明的剖视图。图5是用于对图4所示的第一标记A1进行说明的俯视图。图6是用于对图2所示的工序S303进行说明的剖视图。图7是用于对图2所示的工序S304进行说明的剖视图。图8是用于对图2所示的工序S305的一个例子进行说明的剖视图。图9是用于对图2所示的工序S305的另一个例子进行说明的剖视图。图10是用于对图2所示的工序S306进行说明的剖视图。图11是用于对使用图2所示的制造方法S300制造的集合基板100的示意结构进行说明的俯视图。此外，在图3至图11中，为了方便，示出使用集合基板100制造的多个MEMS器件中的一部分来进行说明。
在以下的说明中，以作为MEMS器件具备下盖20、谐振器10以及上盖30的谐振装置1为例进行说明。其中，使用集合基板100制造的MEMS器件并不限定于谐振装置1。
另外，在以下的说明中，将Z轴正方向侧作为上(或者表面)、将Z轴正方向侧作为下(或者背面)，来进行说明。
如图2所示，首先，准备与谐振装置1的下盖20对应的第一基板330(S301)。
第一基板330使用硅(Si)基板(以下，称为“Si基板”)来形成。具体而言，如图2所示，第一基板330由硅(Si)晶片(以下，称为“Si晶片”)L1来形成。Si晶片L1的厚度例如为150μm左右。另外，Si晶片L1由未简并的硅(Si)形成，其电阻率例如为16mΩ·cm以上。
返回到图2的说明，接下来，在第一基板330的上表面形成第一标记(S302)。此外，第一基板330的上表面相当于“第一基板的第一主面”的一个例子，第一基板330的下表面相当于“第一基板的第二主面”的一个例子。
具体而言，如图4所示，首先，在Si晶片L1的上表面形成凹部(空腔)21。凹部21的深度例如为50μm左右。而且，以凹部21的位置为基准，在Si晶片L1的上表面形成第一标记A。第一标记A1在剖面上具有从Si晶片L1的上表面凹陷的形状。凹部21以及第一标记A1例如通过利用蚀刻等加工等除去Si晶片L1的一部分而形成。
如图5所示，第一标记A1由多个矩形的开口a1构成。在俯视第一基板330即Si晶片L1的上表面时，各开口a1配置成十字状。第一标记A1的X轴方向的长度以及Y轴方向的长度例如为50μm左右。
此外，凹部21可以预先在工序S301中形成，也可以如上述那样，在工序S302中形成。像这样，通过在第一基板330的上表面形成凹部21，能够制造CSOI的集合基板100。
另外，在工序S302中，也可以将上表面的第一标记A1的位置作为基准，在Si晶片L1的下表面形成后述的第二标记A2。
返回到图2的说明，接下来，准备与谐振装置1的谐振器10对应的第二基板350(S303)。
如图6所示，第二基板350包含Si基板F2和氧化硅(例如SiO2)层F21。
Si基板F2例如使用厚度6μm左右的简并的n型硅(Si)半导体来形成，作为n型掺杂剂，能够包含磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等。用于Si基板F2的简并硅(Si)的电阻值例如小于16mΩ·cm，更优选为1.2mΩ·cm以下。
在Si基板F2的下表面，作为温度特性修正层的一个例子，形成有氧化硅(例如SiO2)层F2。由此，能够提高温度特性。此外，氧化硅层F21也可以形成于Si基板F2的上表面，也可以形成于Si基板F2的上表面以及下表面双方。
返回到图2的说明，接下来，接合第一基板330的上表面和第二基板350的下表面(S303)。此外，第二基板350的下表面相当于“第二基板的第一主面”的一个例子，第二基板350的上表面相当于“第二基板的第二主面”的一个例子。
如图7所示，若第一基板330与第二基板350接合，则第一基板330的上表面的第一标记A1被第二基板350下表面覆盖。因此，从第二基板350的上表面无法目视观察第一基板330的第一标记A1。另外，即使在如以往那样使用红外光的情况下，第一标记A1的可视性较低，很难准确地掌握第一标记A1的位置。
返回到图2的说明，接下来，在第二基板350形成开口，以使得第一基板330的第一标记A1露出(S305)。
具体而言，如图8所示，通过蚀刻等，除去与第一标记A1对应的范围的Si基板F2以及氧化硅层F21，形成从第二基板350的上表面贯通到下表面的开口OP。
像这样，通过在第二基板350形成开口OP以使得第一标记A1露出，实际上能够用眼睛观察确认即视觉确认第一标记A1。
形成开口OP的位置例如首先根据第一基板330以及第二基板350的俯视时的外形导出第一标记A1的位置。所谓的第一基板330以及第二基板350的俯视时的外形例如是第一基板330和第二基板350的俯视时的尺寸(直径)、位于第一基板330和第二基板350的外周部的特征结构，例如是缺口、定向平面等。根据这些外形的信息，能够简易地导出第一标记A1的位置。而且，基于导出的第一标记A1的位置，在第二基板350形成开口OP。在该情况下，开口OP的X轴方向的长度以及Y轴方向的长度例如为500μm左右。
像这样，通过根据第一基板330以及第二基板350的俯视时的外形导出第一标记A1的位置，并基于导出的第一标记A1的位置在第二基板350形成开口OP，能够简易地导出第一标记A1的位置，并能够减少集合基板100的制造成本。
第一标记A1的位置并不限定于根据第一基板330以及第二基板350的俯视时的外形导出的情况。例如，也可以从第二基板350的上表面照射红外光，并导出第一基板330的第一标记A1的位置。在该情况下，通过基于导出的第一标记A1的位置在第二基板350形成开口OP，开口OP的X轴方向的长度以及Y轴方向的长度能够缩小到例如100μm左右。由此，能够相对于第一标记A1高精度地定位开口。
或者，如图9所示，也可以在第一基板330的下表面，在与第一标记A1对应的位置预先形成第二标记A2，根据该第二标记A2导出第一基板330的上表面的第一标记A1的位置。第二标记A2在剖面上，具有从Si晶片L1的下表面凹陷的形状。第二标记A2的深度也可以小于第一标记A1。而且，通过基于导出的第一标记A1的位置在第二基板350形成开口OP，开口OP的X轴方向的长度以及Y轴方向的长度能够缩小到例如100μm左右。由此，能够相对于第一标记A1高精度地定位开口。
返回到图2的说明，接下来，以第一基板330的第一标记A1为基准在第二基板350的上表面形成器件部DP(S306)。
如图10所示，器件部DP在第二基板350的上表面形成在与第一基板330的凹部21对应的位置。器件部DP例如包含有谐振装置1的谐振器10中的电极、图案布线等。器件部DP例如通过使用光刻技术，用光掩模的图案对涂覆有感光性物质的面进行曝光而形成。
在这里，在形成器件部DP时，第一基板330的凹部21被第二基板350的下表面覆盖，无法进行视觉确认。但是，由于通过第二基板350的开口OP露出的第一基板330的第一标记A1如上所述能够视觉确认，所以能够准确地掌握第一标记A1的位置。因此，通过以第一标记A1为基准在第二基板350的上表面形成器件部DP，能够提高器件部DP相对于凹部21的对准精度。
这样，根据图2所示的制造方法S300的步骤，来制造集合基板100。如图11所示，所制造的集合基板100包含形成在第二基板350上在与第一标记A1对应的位置的开口OP。如上所述，开口OP形成为露出第一标记A1，但在制造工序中，可能存在由于例如堆积物堆积等，第一标记A1未露出的情况。在这样的情况下，开口OP具有比第二基板350的上表面凹陷的阶梯差，由于开口OP的存在能够掌握第一标记A1的位置。
集合基板100也可以包含多个第一标记A1。在该情况下，在工序S302中，在第一基板330的上表面形成多个第一标记A1。由此，在第一标记A1的识别不良的情况下，能够用其他的第一标记A1代替。
优选地，在工序S302中，在第一基板330的上表面作出四个以上的第一标记A1。在该情况下，更优选的是按光刻中的每个曝光单位，换句话说，每个方格(shot)，形成第一标记A1。光刻中的每个方格的X轴方向的长度以及Y轴方向的长度例如为2cm左右。像这样，通过在工序S302中，在第一基板330的上表面形成四个以上的第一标记A1，在第一标记A1的识别不良的情况下，能够容易地用其他的第一标记A1来代替。
另外，第一标记A1优选在集合基板100上相对于外周部CP配置于径向的内侧的区域。集合基板100的外周部CP例如是距集合基板100的外边缘3mm至5mm左右的范围的区域。存在在外周部CP包含缺口NT、未图示的定向平面等的情况。这样，通过在俯视第一基板330时，第一标记A1形成于集合基板100的外周部CP的内侧的区域，由于避开外周部CP，所以能够抑制由划痕、污染等引起的第一标记A1的识别不良。
在本实施方式中，示出了集合基板100在第一基板330的上表面包含凹部21，将器件部DP与凹部21对准的例子，但并不限定于此。器件部DP也可以将形成于第一基板330的其他结构，例如，导通孔、电极等作为基准来形成。在该情况下，第一标记A1形成并配置于相对于该结构的规定位置。
另外，在本实施方式中，示出了集合基板100在第二基板350的上表面包含器件部DP的例子，但并不限定于此。集合基板100在第二基板350上包含形成于与第一标记A1对应的位置的开口OP即可。也可以在制造出不包含器件部的集合基板后，例如，在集合基板出厂后，在第二基板的上表面形成器件部。
接下来，参照图12至图15，对使用根据一个实施方式的集合基板制造的谐振装置进行说明。图12是示意性地表示一个实施方式中的谐振装置1的外观的立体图。图13是用于对图12所示的谐振装置1的示意结构进行说明的分解立体图。图14是用于对图12所示的谐振器10的示意结构进行说明的俯视图。图15是用于对图12至图14所示的谐振装置1的沿着XV－XV线的剖面的示意结构进行说明的剖视图。
在以下的说明中，将谐振装置1中设置有上盖30的一侧作为上(或者表面)、将设置有下盖20的一侧作为下(或者背面)，来进行说明。
如图12和图13所示，谐振装置1具备下盖20、谐振器10以及上盖30。即，谐振装置1由下盖20、谐振器10、后述的接合部60以及上盖30依次层叠而构成。
谐振器10是使用MEMS技术制造的MEMS振子。谐振器10和上盖30经由接合部60接合。
上盖30沿着XY平面扩展为平板状，在其背面例如形成有平坦的长方体形状的凹部31。凹部31被侧壁33围起，形成谐振器10振动的空间亦即振动空间的一部分。另外，在上盖30的凹部31的谐振器10侧的面，形成有后述的吸气剂层34。此外，上盖30也可以不具有凹部31，而是平板状的结构。
下盖20具有沿着XY平面设置的矩形平板状的底板22、以及从底板22的周边部沿Z轴方向，换句话说，下盖20与谐振器10的层叠方向延伸的侧壁23。在下盖20，在与谐振器10对置的面，形成有由底板22的表面和侧壁23的内表面划分的上述的凹部21。凹部21形成谐振器10的振动空间的一部分。此外，下盖20也可以不具有凹部21，而是平板状的结构。另外，也可以在下盖20的凹部21的谐振器10侧的面，形成有吸气剂层。
如图14所示，谐振器10是使用MEMS技术制造的MEMS振子，在图14的正交坐标系中的XY平面内进行面外振动。此外，谐振器10并不限定于使用面外弯曲振动模式的谐振器。谐振装置1的谐振器也可以使用例如扩展振动模式、厚度纵向振动模式、冲压波振动模式、面内弯曲振动模式、表面波振动模式。这些振子例如应用于计时设备、RF滤波器、双工器、超声波换能器、陀螺仪传感器、加速度传感器等。另外，也可以用于具有致动器功能的压电镜、压电陀螺仪、具有压力传感器功能的压电麦克风、超声波振动传感器等。并且，也可以应用于静电MEMS元件、电磁驱动MEMS元件、压电电阻MEMS元件。
谐振器10具备振动部120、保持部140以及保持臂110。
保持部140形成为矩形的框状，以沿着XY平面包围振动部120的外侧。例如，保持部140由棱柱形状的框体一体地形成。此外，保持部140设置于振动部120周围的至少一部分即可，并不限定于框状的形状。
保持臂110设置于保持部140的内侧，连接振动部120和保持部140。
振动部120设置于保持部140的内侧，在振动部120与保持部140之间，以规定的间隔形成有空间。在图11所示的例子中，振动部120具有基部130和四根振动臂135A～135D(以下，也统称为“振动臂135”)。此外，振动臂的数量并不限定于四根，例如设定为一根以上的任意的数量。在本实施方式中，各振动臂135A～135D和基部130一体地形成。
在俯视时，基部130在X轴方向具有长边131a、131b，在Y轴方向具有短边131c、131d。长边131a是基部130的前端的面(以下，也称为“前端131A”)的一条边，长边131b是基部130的后端的面(以下，也称为“后端131B”)的一条边。在基部130，前端131A和后端131B设置为相互对置。
基部130在前端131A，连接于振动臂135，在后端131B，连接于后述的保持臂110。此外，在图11所示的例子中，在俯视时，基部130具有大致长方形的形状，但并不限定于此。基部130相对于沿着长边131a的垂直二等分线规定的虚拟平面P大致面对称地形成即可。例如，基部130也可以是长边131b比131a短的梯形，也可以是将长边131a作为直径的半圆的形状。另外，基部130的各面并不限定于平面，也可以是弯曲的面。此外，虚拟平面P是振动部120中的通过振动臂135所排列的方向的中心的平面。
在基部130，从前端131A向后端131B的方向上的作为前端131A与后端131B的最长距离的基部长度为35μm左右。另外，作为与基部长度方向正交的宽度方向且基部130的侧端彼此的最长距离亦即基部宽度为265μm左右。
振动臂135沿Y轴方向延伸，分别具有相同的尺寸。振动臂135分别在基部130与保持部140之间与Y轴方向平行地设置，一端与基部130的前端131A连接成为固定端，另一端为开放端。另外，振动臂135分别在X轴方向上以规定的间隔并列地设置。此外，振动臂135例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为465μm左右。
振动臂135分别例如距开放端150μm左右的部分的X轴方向的宽度比振动臂135的其他部位宽。该宽度加宽的部位被称为重量部G。重量部G例如与振动臂135的其他部位相比沿着X轴方向左右宽度各宽10μm，X轴方向的宽度为70μm左右。重量部G通过与振动臂135同一工序一体形成。通过形成重量部G，开放端侧的振动臂135的每单位长度的重量比固定端侧重。因此，通过各个振动臂135在开放端侧具有重量部G，能够增大各振动臂中的上下方向的振动的振幅。
在振动部120的表面(与上盖30对置的面)，形成后述的保护膜235，以覆盖其整个面。另外，在振动臂135A～135D的开放端侧的前端中的保护膜235的表面，分别形成有频率调整膜236。能够通过保护膜235以及频率调整膜236，来调整振动部120的共振频率。
此外，在本实施方式中，谐振器10的表面(与上盖30对置的一侧的面)的大致整个面被保护膜235覆盖。并且，保护膜235的表面的大致整个面被寄生电容减少膜240覆盖。其中，保护膜235至少覆盖振动臂135即可，并不限定于覆盖谐振器10的大致整个面的结构。
如图15所示，谐振装置1在下盖20的侧壁23上接合谐振器10的保持部140，进一步接合谐振器10的保持部140和上盖30的侧壁33。这样在下盖20与上盖30之间保持谐振器10，通过下盖20、上盖30以及谐振器10的保持部140，形成振动臂135振动的振动空间。另外，在上盖30的上表面(和与谐振器10对置的面相反侧的面)形成有端子T4。端子T4和谐振器10通过贯通电极V3、连接布线70以及接触电极76A、76B电连接。
上盖30由具有规定的厚度的Si基板L3形成。上盖30在其周边部(侧壁33)通过后述的接合部60与谐振器10的保持部140接合。上盖30中的与谐振器10对置的表面被氧化硅膜L31覆盖。氧化硅膜L31例如是二氧化硅(SiO2)，通过Si基板L3的表面的氧化、化学气相沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)形成在Si基板L3的表面。此外，对于上盖30的背面以及贯通电极V3的侧面，优选也被氧化硅膜L31覆盖。
另外，在上盖30的凹部31中的与谐振器10对置的一侧的面形成有吸气剂层34。吸气剂层34例如由钛(Ti)等形成，吸附在振动空间产生的废气。在本实施方式的上盖30，由于在凹部31与谐振器10对置的面的几乎整个面形成吸气剂层34，所以能够抑制振动空间的真空度的降低。
另外，上盖30的贯通电极V3通过向形成于上盖30的通孔填充导电性材料而形成。所填充的导电性材料例如是掺杂多晶硅(Poly－Si)、铜(Cu)、金(Au)、掺杂单晶硅等。贯通电极V3起到作为使端子T4和电压施加部141电连接的布线的作用。
下盖20的底板22和侧壁23通过Si晶片L1一体地形成。另外，下盖20通过侧壁23的上表面与谐振器10的保持部140接合。
谐振器10中的保持部140、基部130、振动臂135以及保持臂110通过同一工序一体地形成。谐振器10在作为基板的一个例子的Si基板F2上，形成压电薄膜F3以覆盖Si基板F2，进一步在压电薄膜F3上，层叠有金属层E2。而且，在金属层E2上层叠有压电薄膜F3，以覆盖金属层E2，进一步，在压电薄膜F3上，层叠有金属层E1。在金属层E1上，层叠保护膜235以覆盖金属层E1，并在保护膜235上层叠有寄生电容减少膜240。此外，保持臂110以及振动部120中的压电薄膜F3、金属层E2、金属层E1、保护膜235以及频率调整膜236相当于上述的“器件部”的一个例子。
在Si基板F2的下表面，作为温度特性修正层的一个例子，例如形成有作为二氧化硅(SiO2)的氧化硅层F21。由此，能够提高温度特性。
金属层E1、E2例如厚度为0.1μm以上且0.2μm以下左右，在成膜后，通过蚀刻等图案化成所希望的形状。金属层E1、E2使用晶体结构为体心立方结构的金属。具体而言，金属层E1、E2使用Mo(钼)、钨(W)等来形成。
金属层E1例如在振动部120上形成为起到作为上部电极的作用。另外，金属层E1在保持臂110、保持部140上形成为起到作为用于将上部电极连接到设置在谐振器10的外部的交流电源的布线的作用。
另一方面，金属层E2在振动部120上形成为起到作为下部电极的作用。另外，金属层E2在保持臂110、保持部140上形成为起到作为用于将下部电极连接到设置在谐振器10的外部的电路的布线的作用。
压电薄膜F3是将所施加的电压转换为振动的压电体的薄膜。压电薄膜F3由晶体结构具有纤锌矿型六方晶结构的材质形成，例如，能够将氮化铝(AlN)、氮化钪铝(ScAlN)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等氮化物、氧化物作为主要成分。此外，氮化钪铝是将氮化铝中的一部分铝置换为钪的材料，也可以代替钪而用镁(Mg)和铌(Nb)、镁(Mg)和锆(Zr)等两种元素来置换。另外，压电薄膜F3例如具有1μm的厚度，但也可以使用0.2μm至2μm左右的厚度。
压电薄膜F3根据通过金属层E1、E2对压电薄膜F3施加的电场，在XY平面的面内方向即Y轴方向上伸缩。通过该压电薄膜F3的伸缩，振动臂135使其自由端朝向下盖20以及上盖30的内表面位移，并以面外的弯曲振动模式振动。
在本实施方式中，对外侧的振动臂135A、135D施加的电场的相位和对内侧的振动臂135B、135C施加的电场的相位被设定为相互相反相位。由此，外侧的振动臂135A、135D和内侧的振动臂135B、135C相互向相反方向位移。例如，若外侧的振动臂135A、135D将自由端向上盖30的内表面位移，则内侧的振动臂135B、135C将自由端向下盖20的内表面位移。
保护膜235防止作为压电振动用的上部电极的金属层E2的氧化。保护膜235优选通过由蚀刻引起的质量减少的速度比频率调整膜236慢的材料形成。质量减少速度通过蚀刻速度即每单位时间除去的厚度与密度的积来表示。保护膜235例如除了氮化铝(AlN)、氮化钪铝(ScAlN)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)等压电膜以外，还由氮化硅(SiN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等绝缘膜形成。保护膜235的厚度例如为0.2μm左右。
频率调整膜236在形成于振动部120的大致整个面后，通过蚀刻等加工仅形成在规定区域。频率调整膜236通过由蚀刻引起的质量减少的速度比保护膜235快的材料形成。具体而言，频率调整膜236由钼(Mo)、钨(W)、金(Au)、白金(Pt)、镍(Ni)、钛(Ti)等金属构成。
此外，保护膜235与频率调整膜236的质量减少速度的关系只要如上所述，蚀刻速度的大小关系是任意的。
寄生电容减少膜240由原硅酸四乙酯(TEOS)形成。寄生电容减少膜240的厚度为1μm左右。减少迂回布线部中的寄生电容，并且具有作为不同的电位的布线交叉时的绝缘层的功能和作为用于扩大振动空间的支座(standoff)的功能。
连接布线70经由贯通电极V3与端子T4电连接，并且与接触电极76A、76B电连接。
接触电极76A形成为与谐振器10的金属层E1接触，将连接布线70和谐振器10电连接。接触电极76B形成为与谐振器10的金属层E2接触，将连接布线70和谐振器10电连接。具体而言，在接触电极76A与金属层E1连接时，除去层叠在金属层E1上的压电薄膜F3、保护膜235以及寄生电容减少膜240的一部分，以使得金属层E1露出，而形成导通孔V1。向所形成的导通孔V1的内部填充与接触电极76A同样的材料，将金属层E1和接触电极76A连接。同样地，在接触电极76B与金属层E2连接时，除去层叠在金属层E2上的压电薄膜F3以及寄生电容减少膜240的一部分，以使得金属层E2露出，而形成导通孔V2。向所形成的导通孔V2的内部填充接触电极76B，将金属层E2和接触电极76B连接。接触电极76A、76B例如由铝(Al)、金(Au)、锡(Sn)等金属构成。此外，金属层E1与接触电极76A的连接位置、以及金属层E2与接触电极76B的连接位置优选是振动部120的外侧的区域，在本实施方式中通过保持部140连接。
接合部60在谐振器10中的振动部120的周围，例如保持部140上，在谐振器10与上盖30之间，沿着XY平面形成为矩形的环状。接合部60接合谐振器10和上盖30，以密封谐振器10的振动空间。由此，振动空间被气密地密封，维持真空状态。
在本实施方式中，接合部60包含形成于谐振器10的第一金属层61和形成于上盖30的第二金属层62，通过使第一金属层61和第一金属层62共晶接合，谐振器10与上盖30接合。
以上，对本发明的示例性的实施方式进行了说明。根据本发明的一个实施方式的集合基板的制造方法包含在第二基板形成开口以使得第一标记露出的工序。由此，由于能够视觉确认第一标记，所以能够准确地掌握第一标记的位置。另外，上述的制造方法包含以第一标记为基准在第二基板的上表面形成器件部的工序。由此，能够提高器件部的对准精度。
另外，在上述的制造方法中，形成开口的工序包含根据俯视第一基板时的外形导出第一标记的位置、以及基于导出的第一标记的位置在第二基板形成开口。由此，能够简易地导出第一标记的位置，并能够减少集合基板的制造成本。
另外，在上述的制造方法中，形成开口的工序包含使用红外光导出第一标记的位置以及基于导出的第一标记的位置在第二基板形成开口。由此，能够相对于第一标记高精度地定位开口。
另外，在上述的制造方法中，形成第一标记的工序包含在第一基板的下表面，在与第一标记对应的位置形成第二标记，形成开口的工序包含根据第二标记导出第一标记的位置以及基于导出的第一标记的位置在第二基板形成开口。由此，能够相对于第一标记高精度地定位开口。
另外，在上述的制造方法中，形成第一标记的工序包含在第一基板的上表面形成多个第一标记。由此，在第一标记识别不良的情况下，能够用其他的第一标记来代替。
另外，在上述的制造方法中，形成第一标记的工序包含在第一基板的上表面形成四个以上的第一标记。由此，在第一标记识别不良的情况下，能够容易地用其他第一标记来代替。
另外，在上述的制造方法中，在俯视第一基板时，第一标记形成在集合基板的外周部的内侧的区域。由此，通过避开外周部，能够抑制由划痕、污染等引起的第一标记的识别不良。
另外，在上述的制造方法中，形成第一标记的工序包含在第一基板的上表面形成凹部。由此，能够制造CSOI的集合基板。
根据本发明的一个实施方式的集合基板的第二基板包含形成在与第一标记对应的位置的开口。由此，由于能够视觉确认第一标记，所以能够准确地掌握第一标记的位置。因此，例如，能够提高以第一标记为基准形成的器件部的对准精度。
另外，在上述的集合基板中，第二基板还包含以第一标记为基准形成于上表面的器件部。由此，能够容易地提高器件部的对准精度。
另外，在上述的集合基板中，第一基板在下表面还包含形成在与第一标记对应的位置的第二标记。由此，通过根据第二标记导出第一标记的位置，能够相对于第一标记高精度地定位开口。
另外，在上述的集合基板中，第一基板包含形成在上表面的多个第一标记。由此，在第一标记识别不良的情况下，能够用其他的第一标记来代替。
另外，在上述的集合基板中，第一基板包含形成于上表面的四个以上的第一标记。由此，在第一标记识别不良的情况下，能够容易地用其他第一标记来代替。
另外，在上述的集合基板中，在俯视第一基板时，第一标记配置于集合基板的外周部的内侧的区域。由此，通过避开外周部，能够抑制由划痕、污染等引起的第一标记的识别不良。
另外，在上述的集合基板中，第一基板还包含形成于上表面的凹部21。由此，能够构成CSOI的集合基板。
另外，在上述的集合基板中，还具备接合于第二基板的上表面的第三基板。由此，通过分割聚光基板，能够制造除了第一基板以及第二基板以外，还具备第三基板的谐振装置。
此外，以上说明的实施方式是用于容易理解本发明的方式，并不是用于限定地解释本发明的方式。本发明可以不脱离其主旨地进行变更/改进，并且其等价物也包含于本发明。即，本领域技术人员对各实施方式适当地添加设计变更所得的结构只要具备本发明的特征，也包含于本发明的范围。例如，实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示出的结构，能够适当地变更。另外，实施方式是例示，当然可以进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或者组合，这些结构只要包含本发明的特征也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1…谐振装置，10…谐振器，20…下盖，21…凹部，22…底板，23…侧壁，30…上盖，31…凹部，33…侧壁，34…吸气剂层，60…接合部，61…第一金属层，62…第二金属层，70…连接布线，76A、76B…第一接触电极，100…集合基板，110…保持臂，120…振动部，130…基部，135、135A、135B、135C、135D…振动臂，140…保持部，141…电压施加部，235…保护膜，236…频率调整膜，240…寄生电容减少膜，330…第一基板，350…第二基板，a1…开口，A1…第一标记，A2…第二标记，CP…外周部，DP…器件部，E1、E2…金属层，F2…Si基板，F3…压电薄膜，F21…氧化硅层，G…重量部，L1…Si晶片，L3…Si基板，L31…氧化硅膜，NT…缺口，OP…开口，P…虚拟平面，S300…制造方法，T4…端子，V1、V2…导通孔，V3…贯通电极。

Claims (16)

1.一种集合基板的制造方法，包含：
在第一基板的第一主面形成第一标记的工序；
接合上述第一基板的上述第一主面和第二基板的第一主面的工序；
在上述第二基板形成开口以使得上述第一标记露出的工序；以及
以上述第一标记为基准在上述第二基板的第二主面形成器件部的工序。
2.根据权利要求1所述的集合基板的制造方法，其中，
形成上述开口的工序包含：根据上述第一基板的俯视时的外形导出上述第一标记的位置、和基于上述位置来形成上述开口。
3.根据权利要求1所述的集合基板的制造方法，其中，
形成上述开口的工序包含：使用红外光来导出上述第一标记的位置、和基于上述位置来形成上述开口。
4.根据权利要求1所述的集合基板的制造方法，其中，
形成上述第一标记的工序包含在上述第一基板的第二主面上在与上述第一标记对应的位置形成第二标记，
形成上述开口的工序包含：根据上述第二标记导出上述第一标记的位置、和基于上述位置来形成上述开口。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的集合基板的制造方法，其中，
形成上述第一标记的工序包含在上述第一基板的上述第一主面形成多个上述第一标记。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的集合基板的制造方法，其中，
形成上述第一标记的工序包含在上述第一基板的上述第一主面形成四个以上的上述第一标记。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的集合基板的制造方法，其中，
在俯视上述第一基板时，上述第一标记形成在外周部的内侧的区域。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的集合基板的制造方法，其中，
形成上述第一标记的工序包含在上述第一基板的上述第一主面形成凹部。
9.一种集合基板，具备：
第一基板，包含形成于第一主面的第一标记；以及
第二基板，与上述第一基板的上述第一主面接合，
上述第二基板包含形成于与上述第一标记对应的位置的开口。
10.根据权利要求9所述的集合基板，其中，
上述第二基板还包含器件部，上述器件部以上述第一标记为基准形成于第二主面。
11.根据权利要求9或10所述的集合基板，其中，
上述第一基板还包含第二标记，上述第二标记在第二主面形成于与上述第一标记对应的位置。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的集合基板，其中，
上述第一基板包含多个上述第一标记，该多个上述第一标记形成于上述第一主面。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的集合基板，其中，
上述第一基板包含四个以上的上述第一标记，上述第一标记形成于上述第一主面。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的集合基板，其中，
在俯视上述第一基板时，上述第一标记配置于外周部的内侧的区域。
15.根据权利要求9～14中任一项所述的集合基板，其中，
上述第一基板还包含凹部，上述凹部形成于上述第一主面。
16.根据权利要求9～15中任一项所述的集合基板，其中，
还具备第三基板，上述第三基板与上述第二基板的第二主面接合。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020226093A1 (ja) * 2019-05-08 2020-11-12 東京エレクトロン株式会社 接合装置、接合システム及び接合方法
WO2020234850A1 (en) * 2019-05-22 2020-11-26 Vuereal Inc. An alignment process for the transfer setup

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0969520A (ja) * 1995-08-31 1997-03-11 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2870492B2 (ja) * 1995-09-28 1999-03-17 日本電気株式会社 Ｓｏｉ基板およびその製造方法
JP3169068B2 (ja) * 1997-12-04 2001-05-21 日本電気株式会社 電子線露光方法及び半導体ウエハ
JP2004129223A (ja) * 2002-07-31 2004-04-22 Murata Mfg Co Ltd 圧電部品およびその製造方法
JP2004151653A (ja) * 2002-11-01 2004-05-27 Seiko Epson Corp 電気光学装置、及び電気光学装置の製造方法、並びに電気光学装置の製造装置、電子機器
JP4996089B2 (ja) * 2004-11-22 2012-08-08 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドの製造方法、及び液体吐出ヘッド
JP2008113382A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動子の製造方法、圧電振動子及び電子部品
JP5263918B2 (ja) * 2007-07-24 2013-08-14 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP5639985B2 (ja) * 2011-10-28 2014-12-10 三菱電機株式会社 半導体圧力センサおよび半導体圧力センサの製造方法
EP3757884A1 (en) * 2014-09-08 2020-12-30 InvenSense, Inc. Integrated piezoelectric microelectromechanical ultrasound transducer (pmut) on integrated circuit (ic) for fingerprint sensing
JP2016071034A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 富士通株式会社 光ファイバガイド、光ファイバガイドを備えた光導波路基板、光入出力装置、及び光ファイバの実装方法
CN105645347B (zh) * 2014-11-18 2017-08-08 无锡华润上华半导体有限公司 体硅微加工工艺的定位方法
CN111683896B (zh) * 2018-02-09 2023-11-10 株式会社村田制作所 Mems设备

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