JP2000124470A - 微小真空容器及びその製造方法 - Google Patents
微小真空容器及びその製造方法Info
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- JP2000124470A JP2000124470A JP10306360A JP30636098A JP2000124470A JP 2000124470 A JP2000124470 A JP 2000124470A JP 10306360 A JP10306360 A JP 10306360A JP 30636098 A JP30636098 A JP 30636098A JP 2000124470 A JP2000124470 A JP 2000124470A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高真空度を実現できる微小真空容器を提供す
ること。 【解決手段】 微小真空容器１７は、空間部１５を密閉
するＴｉ膜２１を備える。Ｔｉ膜２１は、空間部１５に
残留しているＨ2Ｏ及びＯ2を吸着する機能を有する。よ
って、真空密閉後、たとえ空間部１５にＨ2Ｏ、Ｏ2が残
留していても、Ｔｉ膜２１がＨ2Ｏ、Ｏ2を吸着する。し
たがって、真空度が高い微小真空容器１７となる。
ること。 【解決手段】 微小真空容器１７は、空間部１５を密閉
するＴｉ膜２１を備える。Ｔｉ膜２１は、空間部１５に
残留しているＨ2Ｏ及びＯ2を吸着する機能を有する。よ
って、真空密閉後、たとえ空間部１５にＨ2Ｏ、Ｏ2が残
留していても、Ｔｉ膜２１がＨ2Ｏ、Ｏ2を吸着する。し
たがって、真空度が高い微小真空容器１７となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小真空容器及び
その製造方法に関する。
その製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】近年、シ
リコンマイクロマシニング技術を適用して、半導体セン
サなどのマイクロデバイスの微小密閉容器を製造する試
みがなされている。その一例として、Ｋyle Ｓ.Ｌeboui
tz ,et.al.,Ｔhe 8th Ｉnternational Ｃonference on
Ｓolid−Ｓtate Ｓensors and Ａctuators,and Ｅurose
nsorsIX.Ｓtockholm,Ｓweden,Ｊune25-29,pp２２４-２
２７,1995 に開示された技術がある。
リコンマイクロマシニング技術を適用して、半導体セン
サなどのマイクロデバイスの微小密閉容器を製造する試
みがなされている。その一例として、Ｋyle Ｓ.Ｌeboui
tz ,et.al.,Ｔhe 8th Ｉnternational Ｃonference on
Ｓolid−Ｓtate Ｓensors and Ａctuators,and Ｅurose
nsorsIX.Ｓtockholm,Ｓweden,Ｊune25-29,pp２２４-２
２７,1995 に開示された技術がある。
【０００３】この技術を簡単に説明する。リンガラスな
どの下地酸化膜上にノンドープ多結晶シリコン膜を形成
する。このノンドープ多結晶シリコン膜を、エッチング
液、例えばフッ酸を含むエッチング液の透過膜として用
い、下地酸化膜をエッチングすることにより微小密閉容
器の空間部を形成する。そして、空間部を密閉するため
に、透過膜をＳｉＮ膜で覆う。
どの下地酸化膜上にノンドープ多結晶シリコン膜を形成
する。このノンドープ多結晶シリコン膜を、エッチング
液、例えばフッ酸を含むエッチング液の透過膜として用
い、下地酸化膜をエッチングすることにより微小密閉容
器の空間部を形成する。そして、空間部を密閉するため
に、透過膜をＳｉＮ膜で覆う。
【０００４】空間部を、例えば、真空室として利用する
場合がある。この技術で作製された微小真空容器におい
て、密閉後、空間部内壁に物理吸着、化学吸着している
Ｈ2Ｏ、Ｏ2等を如何にして取り除くがが重要な問題とな
っている。なぜなら、微小真空容器使用時、微小真空容
器が加熱されることがある。これにより、空間部内壁に
物理吸着、化学吸着しているＨ2Ｏ、Ｏ2等が空間部内壁
から離脱し、空間部の真空度低下の原因となるからであ
る。
場合がある。この技術で作製された微小真空容器におい
て、密閉後、空間部内壁に物理吸着、化学吸着している
Ｈ2Ｏ、Ｏ2等を如何にして取り除くがが重要な問題とな
っている。なぜなら、微小真空容器使用時、微小真空容
器が加熱されることがある。これにより、空間部内壁に
物理吸着、化学吸着しているＨ2Ｏ、Ｏ2等が空間部内壁
から離脱し、空間部の真空度低下の原因となるからであ
る。
【０００５】本発明の目的は、高真空度を実現できる微
小真空容器及びその製造方法を提供することである。
小真空容器及びその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る微小
真空容器は、基板と、基板上に形成され、空間部を規定
する空間部規定部材と、を備える。空間部規定部材は、
外部と空間部とをつなぐ開口部を有する。さらに、本発
明に係る微小真空容器は、空間部に残留しているＨ2Ｏ
又はＯ2の少なくとも一方を吸着する機能を有し、かつ
開口部に形成されることにより空間部を密閉する蓋部材
を備える。
真空容器は、基板と、基板上に形成され、空間部を規定
する空間部規定部材と、を備える。空間部規定部材は、
外部と空間部とをつなぐ開口部を有する。さらに、本発
明に係る微小真空容器は、空間部に残留しているＨ2Ｏ
又はＯ2の少なくとも一方を吸着する機能を有し、かつ
開口部に形成されることにより空間部を密閉する蓋部材
を備える。
【０００７】本発明に係る微小真空容器の蓋部材は、空
間部に残留しているＨ2Ｏ又はＯ2の少なくとも一方を吸
着する機能を有する。真空密閉後、たとえ空間部にＨ2
Ｏ、Ｏ2が残留していても、蓋部材がＨ2Ｏ、Ｏ2を吸着
する。したがって、真空度が高い微小真空容器となる。
間部に残留しているＨ2Ｏ又はＯ2の少なくとも一方を吸
着する機能を有する。真空密閉後、たとえ空間部にＨ2
Ｏ、Ｏ2が残留していても、蓋部材がＨ2Ｏ、Ｏ2を吸着
する。したがって、真空度が高い微小真空容器となる。
【０００８】本発明に適用できる蓋部材の具体的材料と
して、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ又はＮｉを含む群のうち、少なく
ともいずれか一つを含む材料がある。これらのうち、好
ましくは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａである。
理由は、これらの金属は比較的熱膨張係数が小さく、シ
リコンを空間部規定部材とした場合には、熱歪みの発生
を抑えることができるからである。
して、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ又はＮｉを含む群のうち、少なく
ともいずれか一つを含む材料がある。これらのうち、好
ましくは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａである。
理由は、これらの金属は比較的熱膨張係数が小さく、シ
リコンを空間部規定部材とした場合には、熱歪みの発生
を抑えることができるからである。
【０００９】蓋部材の好ましい厚みは、０.１〜２.０μ
ｍである。蓋部材が薄すぎると、所々に穴があいた状態
となる。蓋部材の材質にもよるが、およそ、０.１μｍ
以上の膜厚が必要である。また、蓋部材の膜厚が２.０
μｍより大きくなると、自己の応力により破壊するおそ
れがある。
ｍである。蓋部材が薄すぎると、所々に穴があいた状態
となる。蓋部材の材質にもよるが、およそ、０.１μｍ
以上の膜厚が必要である。また、蓋部材の膜厚が２.０
μｍより大きくなると、自己の応力により破壊するおそ
れがある。
【００１０】（２）本発明に係る微小真空容器は、開口
部に形成され、エッチング液が通過可能な貫通孔が膜厚
方向に有する多孔質透過膜を備え、多孔質透過膜上に蓋
部材が位置しているのが好ましい。
部に形成され、エッチング液が通過可能な貫通孔が膜厚
方向に有する多孔質透過膜を備え、多孔質透過膜上に蓋
部材が位置しているのが好ましい。
【００１１】例えば、開口部が大きすぎると、蓋部材形
成時、蓋部材の一部が開口部から、空間部内に入り込む
可能性がある。これにより、空間部の体積が減少し、空
間部の利用に問題を生じることがある。上記多孔質透過
膜で開口部を塞ぐことにより、犠牲層を溶かすためのエ
ッチング液を貫通孔を介して、犠牲層に供給することが
できるとともに、蓋部材の一部が開口部から、空間部内
に入り込むのを防ぐことができる。
成時、蓋部材の一部が開口部から、空間部内に入り込む
可能性がある。これにより、空間部の体積が減少し、空
間部の利用に問題を生じることがある。上記多孔質透過
膜で開口部を塞ぐことにより、犠牲層を溶かすためのエ
ッチング液を貫通孔を介して、犠牲層に供給することが
できるとともに、蓋部材の一部が開口部から、空間部内
に入り込むのを防ぐことができる。
【００１２】本発明によれば、開口部を大きくできるの
で、開口部に位置する蓋部材の面積を大きくすることが
できる。よって、蓋部材のＨ2Ｏ、Ｏ2吸着量を高めるこ
とができる。
で、開口部に位置する蓋部材の面積を大きくすることが
できる。よって、蓋部材のＨ2Ｏ、Ｏ2吸着量を高めるこ
とができる。
【００１３】（３）本発明は、蓋部材を覆うように形成
され、蓋部材を保護する保護部材を備えるのが好まし
い。
され、蓋部材を保護する保護部材を備えるのが好まし
い。
【００１４】保護部材の機能としては、例えば、蓋部材
の酸化を防ぐ機能である。これにより、蓋部材のＨ
2Ｏ、Ｏ2吸着機能を長持ちさせることができる。保護部
材の材料としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ2 、ＳｉＮ、
ポリイミド等の有機物やＴｉＮがある。
の酸化を防ぐ機能である。これにより、蓋部材のＨ
2Ｏ、Ｏ2吸着機能を長持ちさせることができる。保護部
材の材料としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ2 、ＳｉＮ、
ポリイミド等の有機物やＴｉＮがある。
【００１５】保護部材の他の機能としては、例えば、蓋
部材の応力の緩和がある。
部材の応力の緩和がある。
【００１６】（４）本発明に係る微小真空容器の製造方
法は、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む。
法は、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む。
【００１７】（ａ）基板上に犠牲層を形成する工程、
（ｂ）犠牲層を覆うように、微小真空容器の空間部を規
定する空間部規定部材を形成する工程、（ｃ）犠牲層の
一部を露出させる開口部を、空間部規定部材に形成する
工程、（ｄ）エッチング液を開口部を介して、犠牲層に
接触させることにより、犠牲層を溶かして、空間部を形
成する工程、（ｅ）空間部に残留しているＨ2Ｏ又はＯ2
の少なくとも一方を吸着する機能を有する蓋部材を、真
空条件下、開口部に形成し、空間部を密閉する工程。
（ｂ）犠牲層を覆うように、微小真空容器の空間部を規
定する空間部規定部材を形成する工程、（ｃ）犠牲層の
一部を露出させる開口部を、空間部規定部材に形成する
工程、（ｄ）エッチング液を開口部を介して、犠牲層に
接触させることにより、犠牲層を溶かして、空間部を形
成する工程、（ｅ）空間部に残留しているＨ2Ｏ又はＯ2
の少なくとも一方を吸着する機能を有する蓋部材を、真
空条件下、開口部に形成し、空間部を密閉する工程。
【００１８】本発明に係る微小真空容器の製造方法によ
れば、本発明に係る微小真空容器を製造できる。
れば、本発明に係る微小真空容器を製造できる。
【００１９】（５）本発明に係る微小真空容器の製造方
法は、蓋部材をＰＶＤ法で形成するのが好ましい。
法は、蓋部材をＰＶＤ法で形成するのが好ましい。
【００２０】ＰＶＤ法は、真空雰囲気で行なわれる。こ
のため、ＰＶＤ法で蓋部材を形成すれば、空間部を容易
に真空密閉できる。
のため、ＰＶＤ法で蓋部材を形成すれば、空間部を容易
に真空密閉できる。
【００２１】（６）本発明に係る微小真空容器の製造方
法は、工程（ｃ）と工程（ｄ）との間に、以下の工程
（ｆ）を含むのが好ましい。
法は、工程（ｃ）と工程（ｄ）との間に、以下の工程
（ｆ）を含むのが好ましい。
【００２２】（ｆ）開口部を塞ぐように、エッチング液
が通過可能な貫通孔が膜厚方向に有する多孔質透過膜を
形成する工程。
が通過可能な貫通孔が膜厚方向に有する多孔質透過膜を
形成する工程。
【００２３】本発明に係る微小真空容器の製造方法にお
いて、工程（ｆ）は、以下の工程（ｇ）を含むのが好ま
しい。
いて、工程（ｆ）は、以下の工程（ｇ）を含むのが好ま
しい。
【００２４】（ｇ）リンを含む化合物と酸素とが共存す
る気相中において、多結晶シリコン膜をアニールし、多
結晶シリコン膜の膜厚方向に貫通孔を形成して、多孔質
透過膜にする工程。
る気相中において、多結晶シリコン膜をアニールし、多
結晶シリコン膜の膜厚方向に貫通孔を形成して、多孔質
透過膜にする工程。
【００２５】本発明によれば、リンを含む化合物および
酸素の共存下で、多結晶シリコン膜をアニール処理する
ことにより、リンおよび酸素が多結晶シリコン膜にドー
プされ、多結晶シリコン膜内での結晶粒の成長が活発化
する。これにより、多結晶シリコン膜の粒界部には、膜
厚方向に連続する欠陥凝集層、粒界偏析したシリコン−
リン−酸素化合物の層及び貫通孔が形成されると考えら
れる。
酸素の共存下で、多結晶シリコン膜をアニール処理する
ことにより、リンおよび酸素が多結晶シリコン膜にドー
プされ、多結晶シリコン膜内での結晶粒の成長が活発化
する。これにより、多結晶シリコン膜の粒界部には、膜
厚方向に連続する欠陥凝集層、粒界偏析したシリコン−
リン−酸素化合物の層及び貫通孔が形成されると考えら
れる。
【００２６】この貫通孔の径は、多結晶シリコンの結晶
粒界の自然発生的な欠陥により形成された貫通孔の径よ
り大きい。よって、本発明で製造された多孔質透過膜
は、従来の透過膜よりも高い透過性を有し、例えばフッ
酸を含むエッチング液を高効率で透過する機能を有す
る。また、貫通孔が形成される領域以外の部分では、欠
陥の少ない結晶粒および結晶粒界が形成され、例えば、
フッ酸を透過させる膜として用いた場合、耐フッ酸性の
優れた多孔質透過膜となる。
粒界の自然発生的な欠陥により形成された貫通孔の径よ
り大きい。よって、本発明で製造された多孔質透過膜
は、従来の透過膜よりも高い透過性を有し、例えばフッ
酸を含むエッチング液を高効率で透過する機能を有す
る。また、貫通孔が形成される領域以外の部分では、欠
陥の少ない結晶粒および結晶粒界が形成され、例えば、
フッ酸を透過させる膜として用いた場合、耐フッ酸性の
優れた多孔質透過膜となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】［微小真空容器の製造方法］本発
明に係る微小真空容器の製造方法の一実施の形態を以下
説明する。
明に係る微小真空容器の製造方法の一実施の形態を以下
説明する。
【００２８】図１を参照して、シリコン基板１上に、例
えば、ＣＶＤ法を用いて、シリコン酸化膜３を形成す
る。次に、シリコン酸化膜３に、例えば、フォトエッチ
ングを用いて、所定のパターンニングを施す。このパタ
ーンニングされたシリコン酸化膜３は、犠牲層となる。
後の工程で、このシリコン酸化膜３を除去することによ
り、微小真空容器の空間部が形成される。
えば、ＣＶＤ法を用いて、シリコン酸化膜３を形成す
る。次に、シリコン酸化膜３に、例えば、フォトエッチ
ングを用いて、所定のパターンニングを施す。このパタ
ーンニングされたシリコン酸化膜３は、犠牲層となる。
後の工程で、このシリコン酸化膜３を除去することによ
り、微小真空容器の空間部が形成される。
【００２９】図２を参照して、シリコン酸化膜３を覆う
ように、シリコン基板１上に、例えば、ＣＶＤ法を用い
て、空間部規定部材の一例である多結晶シリコン膜５を
形成する。
ように、シリコン基板１上に、例えば、ＣＶＤ法を用い
て、空間部規定部材の一例である多結晶シリコン膜５を
形成する。
【００３０】図３を参照して、多結晶シリコン膜５に、
例えば、フォトエッチングを用いて、シリコン酸化膜３
の一部を露出させる開口部７を形成する。開口部７の形
状としては、例えば、スリット状やドット状等がある。
例えば、フォトエッチングを用いて、シリコン酸化膜３
の一部を露出させる開口部７を形成する。開口部７の形
状としては、例えば、スリット状やドット状等がある。
【００３１】図４を参照して、開口部７を覆うように、
シリコン基板１上に、例えば、ＣＶＤ法を用いて、非晶
質シリコン膜９を形成する。
シリコン基板１上に、例えば、ＣＶＤ法を用いて、非晶
質シリコン膜９を形成する。
【００３２】図５を参照して、非晶質シリコン膜９を加
熱して、結晶化し、多結晶シリコン膜１１にする。
熱して、結晶化し、多結晶シリコン膜１１にする。
【００３３】図６を参照して、ＰＯＣｌ3蒸気及び酸素
の共存下で、多結晶シリコン膜１１をアニールする。こ
れにより、多結晶シリコン膜１１の膜厚方向に多数の貫
通孔１３が形成される。貫通孔１３が形成される理由
は、課題を解決するための手段（６）の工程（ｇ）の説
明箇所で説明したとおりである。この多結晶シリコン膜
１１が多孔質透過膜となる。なお、ＰＯＣｌ3がリンを
含む化合物の一例である。
の共存下で、多結晶シリコン膜１１をアニールする。こ
れにより、多結晶シリコン膜１１の膜厚方向に多数の貫
通孔１３が形成される。貫通孔１３が形成される理由
は、課題を解決するための手段（６）の工程（ｇ）の説
明箇所で説明したとおりである。この多結晶シリコン膜
１１が多孔質透過膜となる。なお、ＰＯＣｌ3がリンを
含む化合物の一例である。
【００３４】アニールの後に、貫通孔１３をウエット洗
浄、例えば、アルカリ洗浄し、貫通孔１３の径を大きく
する。この実施の形態に適用できるアルカリ洗浄として
は、例えば、アンモニア、過酸化水素及び水を用いる洗
浄がある。
浄、例えば、アルカリ洗浄し、貫通孔１３の径を大きく
する。この実施の形態に適用できるアルカリ洗浄として
は、例えば、アンモニア、過酸化水素及び水を用いる洗
浄がある。
【００３５】次に、図６に示す構造物をフッ酸に浸す。
フッ酸は、貫通孔１３を通り、シリコン酸化膜３に接触
し、溶かす。溶けたシリコン酸化膜３を貫通孔１３から
外部に出すことにより、図７に示すように、空間部１５
を形成する。
フッ酸は、貫通孔１３を通り、シリコン酸化膜３に接触
し、溶かす。溶けたシリコン酸化膜３を貫通孔１３から
外部に出すことにより、図７に示すように、空間部１５
を形成する。
【００３６】図８を参照して、例えば、真空蒸着法を用
いて、開口部７を覆うことにより、空間部１５を密閉す
るＴｉ膜２１を形成する。Ｔｉ膜２１は、蓋部材の一例
である。真空蒸着法は、真空下でおこなわれるので、空
間部１５が真空の状態で密閉される。Ｔｉ膜２１は、空
間部１５に残留しているＨ2Ｏ及びＯ2を吸着する機能を
有する。Ｔｉ膜２１形成条件は、例えば、以下のとおり
である。
いて、開口部７を覆うことにより、空間部１５を密閉す
るＴｉ膜２１を形成する。Ｔｉ膜２１は、蓋部材の一例
である。真空蒸着法は、真空下でおこなわれるので、空
間部１５が真空の状態で密閉される。Ｔｉ膜２１は、空
間部１５に残留しているＨ2Ｏ及びＯ2を吸着する機能を
有する。Ｔｉ膜２１形成条件は、例えば、以下のとおり
である。
【００３７】 温度範囲 １５〜５００℃ 圧力範囲 １×１０-4Ｔｏｒｒ以下 図９を参照して、開口部７上に位置するＴｉ膜２１を覆
うように、保護膜２３を形成する。
うように、保護膜２３を形成する。
【００３８】以上により、高真空な空間部１５を備えた
微小真空容器１７が完成する。
微小真空容器１７が完成する。
【００３９】本発明に係る微小真空容器で実現できる真
空度は、１×１０-8〜１×１０-4である。
空度は、１×１０-8〜１×１０-4である。
【００４０】［多孔質透過膜の説明］ ｛多孔質透過膜の構造｝本発明に係る多孔質透過膜の構
造について説明する。本発明に係る多孔質透過膜の構造
は、貫通孔の径によって特定することができる。すなわ
ち、従来例の如く自然発生的に生じる粒界層では形成で
きない大きさである５ｎｍ以上の径であり、かつ現状の
フォトリソグラフィでは形成不可能である１８０ｎｍ以
下の径の貫通孔からなるものである。
造について説明する。本発明に係る多孔質透過膜の構造
は、貫通孔の径によって特定することができる。すなわ
ち、従来例の如く自然発生的に生じる粒界層では形成で
きない大きさである５ｎｍ以上の径であり、かつ現状の
フォトリソグラフィでは形成不可能である１８０ｎｍ以
下の径の貫通孔からなるものである。
【００４１】また貫通孔の密度に関しても、２×１０-4
個／μｍ2以上、かつ１０個／μｍ2以下であるものとし
て特定できる。この密度の下限値以上で貫通孔が存在す
れば、犠牲層の１００μｍ×１００μｍの部分をエッチ
ングした場合、空洞を５分程で形成することが可能であ
る。また、この密度の上限値以下で貫通孔が存在すれ
ば、多孔質透過膜面で空孔となる部分が最大でも５０％
以下となり、多孔質透過膜自身やこの上に積層された膜
の応力に抗する破壊強度を維持することができる。
個／μｍ2以上、かつ１０個／μｍ2以下であるものとし
て特定できる。この密度の下限値以上で貫通孔が存在す
れば、犠牲層の１００μｍ×１００μｍの部分をエッチ
ングした場合、空洞を５分程で形成することが可能であ
る。また、この密度の上限値以下で貫通孔が存在すれ
ば、多孔質透過膜面で空孔となる部分が最大でも５０％
以下となり、多孔質透過膜自身やこの上に積層された膜
の応力に抗する破壊強度を維持することができる。
【００４２】このような構造を制御する一つの方法とし
て、多孔質透過膜となる多結晶シリコン膜の形成時の結
晶化温度を変える方法がある。すなわち、結晶化温度を
上げることにより、貫通孔の径及び密度が増加すること
が分かった。例えば、６００度での結晶化と比較して、
１０００度での結晶化では、貫通孔の径及び密度ともに
２倍程度増加した。
て、多孔質透過膜となる多結晶シリコン膜の形成時の結
晶化温度を変える方法がある。すなわち、結晶化温度を
上げることにより、貫通孔の径及び密度が増加すること
が分かった。例えば、６００度での結晶化と比較して、
１０００度での結晶化では、貫通孔の径及び密度ともに
２倍程度増加した。
【００４３】｛アニール条件｝ＰＯＣｌ3と酸素とが共
存する気相中において、多結晶シリコン膜をアニールす
ることにより、この実施の形態に係る多孔質透過膜が形
成される。アニール温度が高くなるとともに、及び／又
はアニール時間が長くなることにより、多結晶シリコン
膜へのＰの供給量が増加する。
存する気相中において、多結晶シリコン膜をアニールす
ることにより、この実施の形態に係る多孔質透過膜が形
成される。アニール温度が高くなるとともに、及び／又
はアニール時間が長くなることにより、多結晶シリコン
膜へのＰの供給量が増加する。
【００４４】図１０は、この実施の形態に係る多孔質透
過膜の膜厚とアニール条件との関係をあらわすグラフで
ある。グラフから分かるように、多孔質透過膜の膜厚が
大きくなるにつれて、多結晶シリコン膜へのＰの供給量
を増加させなければならない。すなわち、アニール温度
を高く、及び／又はアニール時間を長くしなければなら
ない。
過膜の膜厚とアニール条件との関係をあらわすグラフで
ある。グラフから分かるように、多孔質透過膜の膜厚が
大きくなるにつれて、多結晶シリコン膜へのＰの供給量
を増加させなければならない。すなわち、アニール温度
を高く、及び／又はアニール時間を長くしなければなら
ない。
【００４５】なお、グラフ中の各線は、この実施の形態
に係る多孔質透過膜を得るための最小限度のアニール条
件を示している。よって、各線より上の領域中のアニー
ル条件でアニールすれば、本発明に係る多孔質透過膜を
得ることができる。例えば、膜厚０.１μｍの場合、１
０００度、４０分の条件でアニールをおこなってもよ
い。ただし、プロセスの点から、１１００度程度以下の
温度でアニールするのが望ましい。
に係る多孔質透過膜を得るための最小限度のアニール条
件を示している。よって、各線より上の領域中のアニー
ル条件でアニールすれば、本発明に係る多孔質透過膜を
得ることができる。例えば、膜厚０.１μｍの場合、１
０００度、４０分の条件でアニールをおこなってもよ
い。ただし、プロセスの点から、１１００度程度以下の
温度でアニールするのが望ましい。
【００４６】また、アニール条件により、貫通孔の平均
断面積Ｓ及び貫通孔の密度Ｄを制御することができる。
つまり、多結晶シリコン膜へのＰの供給量を増加させる
ことにより、Ｓ及びＤが増加する。
断面積Ｓ及び貫通孔の密度Ｄを制御することができる。
つまり、多結晶シリコン膜へのＰの供給量を増加させる
ことにより、Ｓ及びＤが増加する。
【００４７】［その他］ （１）本発明に係る微小真空容器の用途としては、例え
ば、半導体センサーの容器、圧力センサー用基準室、半
導体センサー用の熱隔壁がある。
ば、半導体センサーの容器、圧力センサー用基準室、半
導体センサー用の熱隔壁がある。
【００４８】（２）この実施の形態では、犠牲層とし
て、シリコン酸化膜３を用いている。しかしながら、こ
の発明はこれに限定されない。犠牲層は、多孔質透過膜
（多結晶シリコン膜１１）に対して、エッチングの選択
性があればよい。よって、多孔質透過膜に対して、エッ
チングの選択性がある材料であれば、犠牲層にすること
ができる。
て、シリコン酸化膜３を用いている。しかしながら、こ
の発明はこれに限定されない。犠牲層は、多孔質透過膜
（多結晶シリコン膜１１）に対して、エッチングの選択
性があればよい。よって、多孔質透過膜に対して、エッ
チングの選択性がある材料であれば、犠牲層にすること
ができる。
【００４９】（３）この実施の形態では、多結晶シリコ
ン膜５を微小真空容器の空間部規定部材としている。こ
れは、多孔質透過膜（多結晶シリコン膜１１）が多結晶
シリコン膜からできているからである。つまり、空間部
規定部材と多孔質透過膜とが、同じ材料なので、微小真
空容器使用中、温度変化が生じても、微小真空容器が変
形するのを防ぐことができるからである。
ン膜５を微小真空容器の空間部規定部材としている。こ
れは、多孔質透過膜（多結晶シリコン膜１１）が多結晶
シリコン膜からできているからである。つまり、空間部
規定部材と多孔質透過膜とが、同じ材料なので、微小真
空容器使用中、温度変化が生じても、微小真空容器が変
形するのを防ぐことができるからである。
【００５０】このように、この実施の形態では、多結晶
シリコン膜５を空間部規定部材としている。しかしなが
ら、この発明はこれに限定されない。多孔質透過膜と同
じような熱膨張係数を有する材料であれば、空間部規定
部材とすることができる。また、微小真空容器使用中
に、温度変化が生じなければ、多孔質透過膜と熱膨張係
数が異なる材料を、空間部規定部材にすることができ
る。
シリコン膜５を空間部規定部材としている。しかしなが
ら、この発明はこれに限定されない。多孔質透過膜と同
じような熱膨張係数を有する材料であれば、空間部規定
部材とすることができる。また、微小真空容器使用中
に、温度変化が生じなければ、多孔質透過膜と熱膨張係
数が異なる材料を、空間部規定部材にすることができ
る。
【００５１】
【図１】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第１工程図である。
の形態の第１工程図である。
【図２】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第２工程図である。
の形態の第２工程図である。
【図３】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第３工程図である。
の形態の第３工程図である。
【図４】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第４工程図である。
の形態の第４工程図である。
【図５】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第５工程図である。
の形態の第５工程図である。
【図６】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第６工程図である。
の形態の第６工程図である。
【図７】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第７工程図である。
の形態の第７工程図である。
【図８】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第８工程図である。
の形態の第８工程図である。
【図９】本発明に係る微小真空容器の製造方法の一実施
の形態の第９工程図である。
の形態の第９工程図である。
【図１０】本発明に係る微小真空容器の一実施の形態の
多孔質透過膜の膜厚とアニール条件との関係をあらわす
グラフである。
多孔質透過膜の膜厚とアニール条件との関係をあらわす
グラフである。
１ シリコン基板 ３ シリコン酸化膜 ５ 多結晶シリコン膜 ７ 開口部 ９ 非晶質シリコン膜 １１ 多結晶シリコン膜 １３ 貫通孔 １５ 空間部 １７ 微小真空容器 ２１ Ｔｉ膜 ２３ 保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船橋 博文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 坂田 二郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 2F055 AA40 BB01 CC02 DD05 EE13 FF43 GG01 GG15 3J046 AA14 BD08 CA01 DA03 EA02 4M112 AA01 BA01 BA07 FA11 GA01 5F043 AA31 BB22 FF10 GG10
Claims (3)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板上に形成され、空間部を規定する空間部規定部
材と、 前記空間部規定部材は、外部と前記空間部とをつなぐ開
口部を有し、 さらに前記空間部に残留しているＨ2Ｏ又はＯ2の少なく
とも一方を吸着する機能を有し、かつ前記開口部に形成
されることにより、前記空間部を密閉する蓋部材を備え
た微小真空容器。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記蓋部材は、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ又はＮｉを含む群のうち、
少なくともいずれか一つを含む微小真空容器。 - 【請求項３】 以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む微小真
空容器の製造方法。 （ａ）基板上に犠牲層を形成する工程、（ｂ）前記犠牲
層を覆うように、前記微小真空容器の空間部を規定する
空間部規定部材を形成する工程、（ｃ）前記犠牲層の一
部を露出させる開口部を、前記空間部規定部材に形成す
る工程、（ｄ）エッチング液を前記開口部を介して、前
記犠牲層に接触させることにより、前記犠牲層を溶かし
て、前記空間部を形成する工程、（ｅ）前記空間部に残
留しているＨ2Ｏ又はＯ2の少なくとも一方を吸着する機
能を有する蓋部材を、真空条件下、前記開口部に形成
し、前記空間部を密閉する工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306360A JP2000124470A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 微小真空容器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306360A JP2000124470A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 微小真空容器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124470A true JP2000124470A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17956133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10306360A Pending JP2000124470A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | 微小真空容器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000124470A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006123162A (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 微小薄膜構造物及びそれを用いたｍｅｍｓスイッチ、並びにそれを製造するための方法 |
| US7157781B2 (en) | 2002-05-14 | 2007-01-02 | Denso Corporation | Enhancement of membrane characteristics in semiconductor device with membrane |
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| JP2007529333A (ja) * | 2004-03-15 | 2007-10-25 | ジョージア テック リサーチ コーポレイション | 微小電気機械システム用のパッケージングおよびその製造方法 |
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| US8410561B2 (en) | 2006-11-08 | 2013-04-02 | Seiko Epson Corporation | Electronic device and method for manufacturing thereof |
| JP2022514294A (ja) * | 2018-12-21 | 2022-02-10 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Ｍｅｍｓ素子内の通路の封鎖方法 |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10306360A patent/JP2000124470A/ja active Pending
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| US11851324B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-12-26 | Robert Bosch Gmbh | Method for sealing entries in a MEMS element |
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