JP2002239999A - Micro-machine and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微細加工技術を利
用して作成される微小な機械的構造であるマイクロマシ
ンおよびその製造方法に係り、特に、その機能素子の支
持構造に特徴を有するマイクロマシンおよびその製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micromachine having a minute mechanical structure formed by utilizing a fine processing technique and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a micromachine having a feature in a support structure of a functional element and It relates to the manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】マイクロマシンは、一般に、１ｍｍ未満
の要素部品により構成される微小機械であるが、近年の
マイクロマシン技術の進展はめざましく、様々な電気
的、光学的、機械的機器へのマイクロマシンの応用が進
められている。2. Description of the Related Art Micromachines are generally micromachines composed of element parts of less than 1 mm, but micromachine technology has been remarkably advanced in recent years. Is being promoted.
【０００３】このようなマイクロマシンの一例として、
現在実用化されている熱型赤外線センサについて説明す
る。As an example of such a micro machine,
A thermal infrared sensor currently in practical use will be described.
【０００４】図８において、外縁部を基板１に支持され
水平方向に延在する薄膜２上の中央部位には、特定の機
能を発揮し得る機能素子の一例としての感温素子３が載
置されており、この感温素子３からの出力は、薄膜２上
に形成された薄膜電極４を介して取り出されるようにな
っている。したがって、前記感温素子３の直下の薄膜２
の下方には、前記基板１の存在しない空洞部５が形成さ
れることになる。なお、熱型赤外線センサとしての感度
を良好にするためには、感温素子３が単独で空洞部５上
にあることが理想的であるが、このような構成では実用
的な機械的強度が得られないため、前述したように支持
体としての薄膜２上に感温素子３を載置している。In FIG. 8, a temperature sensitive element 3 as an example of a functional element capable of performing a specific function is mounted on a central portion of a thin film 2 whose outer edge is supported by a substrate 1 and extends in a horizontal direction. The output from the temperature sensing element 3 is taken out via a thin film electrode 4 formed on the thin film 2. Therefore, the thin film 2 just below the temperature-sensitive element 3
Below, a cavity 5 where the substrate 1 does not exist is formed. In order to improve the sensitivity as a thermal infrared sensor, it is ideal that the temperature-sensitive element 3 is located alone on the cavity 5, but in such a configuration, practical mechanical strength is low. Since it cannot be obtained, the temperature sensing element 3 is mounted on the thin film 2 as a support as described above.
【０００５】したがって、熱型赤外線センサの感度を向
上させるためには、前記薄膜２を、熱伝導率ができるだ
け小さい材料によりできるだけ薄く形成することが有効
である。このような理由から、前記薄膜２には、厚さ数
μｍの酸化シリコン、窒化シリコン、あるいはこれらの
積層膜が用いられている。また、前記空洞部５は、基板
１に単結晶シリコンを用いるとともに、水酸化カリウム
水溶液などによる異方性エッチング技術を利用して形成
されている。Therefore, in order to improve the sensitivity of the thermal infrared sensor, it is effective to form the thin film 2 as thin as possible from a material having as small a thermal conductivity as possible. For this reason, the thin film 2 is made of silicon oxide or silicon nitride having a thickness of several μm, or a laminated film of these. The cavity 5 is formed by using single crystal silicon for the substrate 1 and utilizing an anisotropic etching technique using a potassium hydroxide solution or the like.
【０００６】前記熱型赤外線センサは、前記空洞部５を
満たす気体、あるいは真空の熱絶縁性が非常に大きいと
いう特性を利用した機器であるが、他にも空洞部５の様
々な特性を利用した各種機器が開発されている。The thermal type infrared sensor is a device utilizing the property that the thermal insulation of gas or vacuum filling the cavity 5 is very large, but also utilizes various characteristics of the cavity 5. Various devices have been developed.
【０００７】例えば、前記感温素子３の代わりに圧電素
子を形成すると、高周波かつ高いＱ値で発振する共振子
になる。この場合は、空洞部５の音響インピーダンスが
非常に小さいという特性を利用しているのである。For example, if a piezoelectric element is formed instead of the temperature-sensitive element 3, the resonator oscillates at a high frequency and a high Q value. In this case, the characteristic that the acoustic impedance of the cavity 5 is very small is used.
【０００８】また、前記感温素子３の代わりにコイルを
形成すれば、容易に寄生容量の小さなインダクタを得る
ことができる。この場合は、空洞部５の誘電率が小さい
という特性を利用しているのである。If a coil is formed instead of the temperature sensing element 3, an inductor having a small parasitic capacitance can be easily obtained. In this case, the characteristic that the dielectric constant of the cavity 5 is small is used.
【０００９】このほかにも空洞部５の特性を利用した種
々の機器が実用化あるいは開発途上にあり、今後も空洞
部５上に機能素子が保持されたマイクロマシンの構造
は、有用である。Various other devices utilizing the characteristics of the cavity 5 have been put into practical use or are under development, and the structure of a micromachine in which functional elements are held on the cavity 5 will be useful in the future.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のマイクロマシンには、下記のような問題点があ
った。However, the conventional micromachine described above has the following problems.
【００１１】まず、支持体を構成する薄膜２が硬質の無
機材料製薄膜であり、また、内部応力を制御することが
難しいため、工程の状態がわずかに変動しただけで、支
持体が反ったり、最悪の場合には破損するという問題が
あった。First, since the thin film 2 constituting the support is a thin film made of a hard inorganic material, and it is difficult to control the internal stress, the support may warp even if the state of the process slightly changes. However, in the worst case, there is a problem of being damaged.
【００１２】さらに、支持体用薄膜２の製造装置とし
て、化学蒸着装置（ＣＶＤ）などの高価な装置が必要で
あるため、製造される機器の価格が高価になっていた。Further, since an expensive apparatus such as a chemical vapor deposition apparatus (CVD) is required as an apparatus for manufacturing the thin film 2 for a support, the price of the manufactured apparatus is high.
【００１３】さらにまた、空洞部５は基板１の材料を溶
液中においてエッチングする、いわゆるウェットエッチ
ング技術により形成されるため、溶液の粘性により、エ
ッチング中やその後の洗浄中に支持体用の薄膜２が破損
し、歩留まりを低下させていた。このことによっても、
機器の価格が高価になっていた。Furthermore, since the cavity 5 is formed by a so-called wet etching technique in which the material of the substrate 1 is etched in a solution, the viscosity of the solution causes the thin film 2 for a support to be formed during etching and subsequent cleaning. Was damaged and the yield was reduced. This also
The price of the equipment was expensive.
【００１４】本発明はこのような従来のものにおける問
題点を克服し、安価でかつ実用的な機械的強度を備えた
マイクロマシンを提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide a micromachine which overcomes such problems of the conventional one and is inexpensive and has practical mechanical strength.
【００１５】また、本発明は、このような安価でかつ実
用的な機械的強度を備えたマイクロマシンを良好に製造
することのできるマイクロマシンの製造方法を提供する
ことを目的としている。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a micromachine capable of favorably manufacturing such a micromachine having low cost and practical mechanical strength.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明のマイクロマシンの特徴は、支持体を有機膜
により形成し、この支持体により機能素子を上方から支
持した点にある。そして、このような構成を採用したこ
とにより、軟質で内部応力の小さい有機膜を支持体に使
用するので、反りや破損を生ずることがない。A feature of the micromachine of the present invention to achieve the above-mentioned object is that the support is formed of an organic film, and the functional element is supported from above by the support. By adopting such a configuration, a soft organic film having a small internal stress is used for the support, so that warping or breakage does not occur.
【００１７】本発明のマイクロマシンの製造方法の特徴
は、基板表面上の一部に多孔質シリコン体を形成し、多
孔質シリコン体上に機能素子を形成し、この機能素子の
少なくとも一部を被覆するとともに、多孔質シリコン体
が形成されていない領域の一部を被覆するように有機膜
のパターンを形成し、ドライエッチングにより前記多孔
質シリコン体を除去することにより少なくとも前記機能
素子の下方に空洞部を形成する点にある。そして、この
ような構成を採用したことにより、ドライエッチング速
度が通常のシリコンと比較して桁違いに大きい多孔質シ
リコン体を使用するので、多孔質シリコン体を犠牲層と
して利用することにより、ドライエツチンクにより空洞
部を形成することができ、支持体の破損による歩留まり
の低下を招来することがない。A feature of the method for manufacturing a micromachine according to the present invention is that a porous silicon body is formed on a part of a substrate surface, a functional element is formed on the porous silicon body, and at least a part of the functional element is covered. At the same time, a pattern of an organic film is formed so as to cover a part of a region where the porous silicon body is not formed, and the porous silicon body is removed by dry etching, so that at least a cavity is formed below the functional element. The point is to form a part. By adopting such a configuration, a porous silicon body having a dry etching rate which is orders of magnitude higher than that of normal silicon is used. A cavity can be formed by etching, and the yield does not decrease due to breakage of the support.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
マイクロマシンの実施形態を示す図であり、図１におい
て、シリコン単結晶製の基板１１が配設されており、こ
の基板１１の表面１１Ａのほぼ中央部には、凹部からな
る空洞部１５が形成されている。この空洞部１５は、平
面ほぼ正方形をなし、かつ深さが基板１１の厚さのほぼ
１／３程度の寸法に形成されている。なお、この空洞部
１５は、後述するように陽極酸化法で形成された多孔質
シリコン体１６を犠牲層として形成されるため、各隅部
が面取りされた形状とされている。1 and 2 are views showing an embodiment of a micromachine according to the present invention. In FIG. 1, a silicon single crystal substrate 11 is provided. At a substantially central portion of the surface 11A, a hollow portion 15 composed of a concave portion is formed. The hollow portion 15 is formed to have a substantially square planar shape and a depth of approximately 1/3 of the thickness of the substrate 11. Since the hollow portion 15 is formed as a sacrificial layer using a porous silicon body 16 formed by anodic oxidation as described later, each corner is chamfered.
【００１９】前記空洞部１５上には、特定の機能を発揮
し得る機能素子１３が位置しており、この機能素子１３
は有機膜１７により上方から支持されている。A functional element 13 capable of performing a specific function is located on the cavity 15.
Are supported from above by the organic film 17.
【００２０】なお、本実施形態においては、機能素子１
３から両側に電極１４，１４が引き出されているが、こ
れは何らかの電気信号を入出力する機能素子１３を想定
して図示したもので、本発明において必要不可欠なもの
ではない。例えば、光学的に入出力する機能素子１３で
あれば、各電極１４が不要になる場合もある。また、図
示はしていないが、基板１１が電気伝導性を有し、機能
素子１３を電気的に絶縁する必要がある場合には、各電
極１４と基板１１との間に電気絶縁性の薄膜を介在させ
ることになる。In this embodiment, the functional element 1
The electrodes 14 are drawn from both sides from 3, but this is shown assuming a functional element 13 that inputs and outputs some electric signals, and is not indispensable in the present invention. For example, in the case of a functional element 13 that inputs and outputs optically, each electrode 14 may not be necessary. Although not shown, when the substrate 11 has electrical conductivity and the functional element 13 needs to be electrically insulated, an electrically insulating thin film is provided between each electrode 14 and the substrate 11. Will be interposed.
【００２１】前記機能素子１３は、前述したように有機
膜１７により上方からブリッジ状に支持されて空洞部１
５上に形成されている。この有機膜１７は、ドライエッ
チングにより空洞部１５を形成するために前記空洞部１
５の形成予定部位に開口している２つの長方形状のエッ
チングホール１９，１９と、前記各電極１４に連通する
電極パッド１４Ａの上部を露出する開口２０とを除く前
記基板１１の表面１１Ａの全域上に形成されている。The functional element 13 is supported in a bridge shape from above by the organic film 17 as described above, and
5 is formed. This organic film 17 is used to form the cavity 1 by dry etching.
Except for the two rectangular etching holes 19, 19 opening at the portions where the electrodes 5 are to be formed, and the opening 20 exposing the upper part of the electrode pads 14A communicating with the electrodes 14, the entire surface 11A of the substrate 11 Is formed on.
【００２２】そして、前記有機膜１７は、空洞部１５上
に臨んでいる前記機能素子１３の全域を上部から接着状
態において被覆するような形状とされており、この機能
素子１３を機械的に補強する役割を備えている。この結
果、機械的強度に優れたマイクロマシンの構造が得られ
る。The organic film 17 is shaped so as to cover the entire area of the functional element 13 facing the cavity 15 from above in an adhesive state, and mechanically reinforce the functional element 13. Have the role to do. As a result, a micromachine structure having excellent mechanical strength is obtained.
【００２３】なお、図２では機能素子１３の全域を被覆
するように有機膜１７のパターンを形成しているが、必
要であれば、図３のように機能素子１３および電極１４
の一部が露出する正方形状の開口部２１を有するように
有機膜１７のパターンを形成してもよい。In FIG. 2, the pattern of the organic film 17 is formed so as to cover the entire area of the functional element 13, but if necessary, as shown in FIG.
The pattern of the organic film 17 may be formed so as to have a square opening 21 in which a part of the organic film 17 is exposed.
【００２４】つぎに、前述した図１ないし図３のマイク
ロマシンの製造方法の実施形態を図４ないし図８を参照
して説明する。Next, an embodiment of the method for manufacturing the micromachine shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS.
【００２５】まず、図４に示すように、基板としてシリ
コン単結晶製の基板１１を準備する。シリコンの導電型
ならびに比抵抗は任意に選択可能であるが、多孔質シリ
コン体１６を形成することの容易さ、およびその空孔率
をできるだけ大きくするためには、比抵抗が０．００１
〜０．１Ω・ｃｍの範囲、より好ましくは約０．０１Ω
・ｃｍのｐ型シリコン基板がこの基板１１として好適で
ある。First, as shown in FIG. 4, a substrate 11 made of silicon single crystal is prepared. The conductivity type and specific resistance of silicon can be arbitrarily selected, but in order to easily form the porous silicon body 16 and to increase the porosity thereof as much as possible, the specific resistance is set to 0.001.
~ 0.1Ωcm, more preferably about 0.01Ω
A p-type silicon substrate of cm is suitable as the substrate 11.
【００２６】まず、基板１１の表面１１Ａ面上の所望の
位置（本実施形態においては中央部）に多孔質シリコン
体を形成するためフォトレジストのマスク（図示せず）
を形成し、このマスク上から基板１１に対する露光を行
う。続いて、この基板１１をフッ酸系溶液中に浸漬し、
フッ酸系溶液中でシリコンを陽極酸化することによりマ
スク開口部に対向する基板１１の表面１１Ａに多孔質シ
リコン体１６を形成する。First, a photoresist mask (not shown) for forming a porous silicon body at a desired position (the center in the present embodiment) on the surface 11 A of the substrate 11.
Is formed, and the substrate 11 is exposed from above the mask. Subsequently, the substrate 11 is immersed in a hydrofluoric acid solution,
By anodizing silicon in a hydrofluoric acid solution, a porous silicon body 16 is formed on the surface 11A of the substrate 11 facing the mask opening.
【００２７】具体的には、フッ酸系溶液として、たとえ
ばフッ酸：エタノール：水＝４０：５０：１０の混合溶
液中において、白金を陰極として５０ｍＡ／ｃｍ2 の電
流を流せば、空孔率が約７５％の多孔質シリコン体１６
が得られる。この多孔質シリコン体１６の厚さは、シリ
コンを陽極酸化する時間により調整可能であるが、機械
的強度や除去容易性から多孔質シリコン体１６の厚さは
１〜１００μｍの範囲、より好ましくは１０〜５０μｍ
の範囲が適当である。Specifically, in a hydrofluoric acid-based solution, for example, in a mixed solution of hydrofluoric acid: ethanol: water = 40: 50: 10, when a current of 50 mA / cm 2 is passed using platinum as a cathode, the porosity is increased. Is about 75% of the porous silicon body 16
Is obtained. The thickness of the porous silicon body 16 can be adjusted by the time for anodizing the silicon, but the thickness of the porous silicon body 16 is in the range of 1 to 100 μm, more preferably, from the viewpoint of mechanical strength and ease of removal. 10 to 50 μm
Is appropriate.
【００２８】前述した工程により、図４に示すように、
基板１１の表面１１Ａにおける中央部に、所望の厚さの
多孔質シリコン体１６が形成される。By the above-described steps, as shown in FIG.
A porous silicon body 16 having a desired thickness is formed at the center of the surface 11A of the substrate 11.
【００２９】なお、図示は省略したが、後述する機能素
子１３と基板１１との電気絶縁性が必要な場合には、多
孔質シリコン体１６を形成した後、基板１１の表面１１
Ａに電気絶縁性薄膜を形成しておく。この電気絶縁性薄
膜材料としては、後の工程においてＣＦ4 とＯ2 の混合
ガスでドライエッチングできるものが好都合であり、た
とえば酸化シリコンが好適である。Although illustration is omitted, if electrical insulation between the functional element 13 and the substrate 11 described below is required, a porous silicon body 16 is formed, and then the surface 11 of the substrate 11 is formed.
A is formed with an electrically insulating thin film. As this electrically insulating thin film material, a material which can be dry-etched with a mixed gas of CF 4 and O 2 in a later step is convenient, and for example, silicon oxide is preferable.
【００３０】つぎに、図５に示すように、基板１１の表
面１１Ａに、機能素子１３および電極１４を形成する。Next, as shown in FIG. 5, a functional element 13 and an electrode 14 are formed on the surface 11A of the substrate 11.
【００３１】前記機能素子１３としては種々のものが適
用可能である。すなわち、この機能素子１３として た
とえば熱型赤外線センサであればアンチモンとビスマス
の薄膜熱電対、共振子であれば酸化亜鉛薄膜を薄膜電極
により挟持した素子、インダクタであれば銅薄膜をコイ
ル状にパターニングした素子などがある。Various elements can be applied as the functional element 13. That is, the functional element 13 is, for example, a thin film thermocouple of antimony and bismuth in the case of a thermal infrared sensor, an element in which a zinc oxide thin film is sandwiched between thin film electrodes in the case of a resonator, and a copper thin film in the form of a coil in the case of an inductor. And the like.
【００３２】前述した機能素子１３および電極１４は、
一般的な薄膜技術あるいは厚膜技術などを利用して形成
すればよい。The above-described functional element 13 and electrode 14
What is necessary is just to form using a general thin film technique or a thick film technique.
【００３３】前述した工程により、図５に示すように、
多孔質シリコン体１６上に機能素子１３が形成されると
ともに、この多孔質シリコン体１６と同一平面上に位置
し、この多孔質シリコン体１６から延在する電極が多孔
質シリコン体１６および基板１１の表面１１Ａ上に形成
される。By the above-described steps, as shown in FIG.
The functional element 13 is formed on the porous silicon body 16, and an electrode extending on the same plane as the porous silicon body 16 extends from the porous silicon body 16 and the substrate 11. Formed on the surface 11A.
【００３４】つぎに、図６に示すように、有機膜１７か
らなり機能素子１３を支持する支持体１８を形成する。Next, as shown in FIG. 6, a support 18 made of the organic film 17 and supporting the functional element 13 is formed.
【００３５】有機膜１７は、感光性有機材料をフォトリ
ソ技術で形成してもよいし、非感光性有機材料を印刷、
ディスぺンスなどの技術により形成してもよい。The organic film 17 may be formed by forming a photosensitive organic material by a photolithography technique, or by printing a non-photosensitive organic material.
It may be formed by a technique such as dispersing.
【００３６】このうち感光性有機材料の場合の例を挙げ
ると、東京応化工業製ＯＦＰＲフォトレジストを、標準
的な条件のもとでコーティングおよびパターニングすれ
ばよい。また、有機膜１７の膜厚は、厚すぎると空洞部
１５上に機能素子１３を形成する効果が得にくくなる
し、薄すぎると機械的強度が低下するので、０．１〜１
００μｍの範囲、より好ましくは１〜１０μｍの範囲が
好ましい。In the case of a photosensitive organic material, OFPR photoresist made by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. may be coated and patterned under standard conditions. If the thickness of the organic film 17 is too large, it is difficult to obtain the effect of forming the functional element 13 on the cavity 15, and if the thickness is too small, the mechanical strength decreases.
It is preferably in the range of 00 μm, more preferably in the range of 1 to 10 μm.
【００３７】前述した工程により、図６に示すように、
機能素子１３および電極１４の少なくとも一部を覆うよ
うに有機膜１７からなる支持体１８が形成される。By the above-described steps, as shown in FIG.
A support 18 made of an organic film 17 is formed so as to cover at least a part of the functional element 13 and the electrode 14.
【００３８】なお、有機膜１７に他の機能を設けること
も可能である。たとえば熱型赤外線センサの場合には、
上記ＯＦＰＲフォトレジストに代えて、黒体顔料を分散
したフォトレジスト、たとえば東京応化工業製ＣＦＰＲ
−ＢＫフォトレジストを使用すると、赤外線の吸収率が
向上し、より高感度の赤外線センサが得られる。It is also possible to provide the organic film 17 with another function. For example, in the case of a thermal infrared sensor,
Instead of the OFPR photoresist, a photoresist in which a black body pigment is dispersed, for example, CFPR manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
The use of -BK photoresist improves the absorptivity of infrared rays and provides a more sensitive infrared sensor.
【００３９】つぎに、図７に示すように、空洞部１５を
形成する。Next, as shown in FIG. 7, a cavity 15 is formed.
【００４０】前記空洞部１５は、ドライエッチング技術
により形成されるが、前記機能素子１３の直下の多孔質
シリコン体１６はサイドエッチングにより除去されるの
で、リアクティイオンエッチングのような異方性エッチ
ングよりも等方性エッチングにより空洞部１５を形成す
ることが望ましい。この等方性エッチングとしては、た
とえば徳田製作所製のケミカルドライエッチング装置を
利用することができる。The hollow portion 15 is formed by a dry etching technique. However, since the porous silicon body 16 immediately below the functional element 13 is removed by side etching, anisotropic etching such as reactive ion etching is performed. More preferably, the cavity 15 is formed by isotropic etching. As the isotropic etching, for example, a chemical dry etching device manufactured by Tokuda Seisakusho can be used.
【００４１】また、前記多孔質シリコン体１６のエッチ
ングは、たとえばＣＦ4 と０2 の混合ガスにより可能で
ある。このガス系のエッチングの場合、アフターコロー
ジョンは発生しないので、エッチング後の洗浄は不要で
ある。The etching of the porous silicon body 16 can be performed by using, for example, a mixed gas of CF 4 and O 2 . In the case of this gas-based etching, after-corrosion does not occur, so that cleaning after etching is unnecessary.
【００４２】前述した工程により、図７に示すように、
空洞部１５が形成され、この空洞部１５上に機能素子１
３を有機膜１７が上方から支持する構造が形成される。
なお、この空洞部１５の形成は、機器をパッケージに実
装した後に行うことも可能である。By the above-described steps, as shown in FIG.
A cavity 15 is formed, and the functional element 1 is formed on the cavity 15.
Thus, a structure is formed in which the organic film 3 is supported from above.
The formation of the cavity 15 can be performed after the device is mounted on a package.
【００４３】以上説明した本実施形態のマイクロマシン
の製造方法によれば、多孔質シリコン体１６はドライエ
ッチング速度が通常のシリコンと比較して桁違いに大き
いので、多孔質シリコン体１６を犠牲層として利用する
ことにより、ドライエッチングにより空洞部１５を形成
することができ、支持体１８の破損による歩留まり低下
を招来することがない。According to the micromachine manufacturing method of the present embodiment described above, the dry etching rate of the porous silicon body 16 is orders of magnitude higher than that of ordinary silicon, so that the porous silicon body 16 is used as a sacrificial layer. By using this, the hollow portion 15 can be formed by dry etching, and the yield does not decrease due to breakage of the support 18.
【００４４】なお、本発明は、前述した実施の形態に限
定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能
である。たとえば、基板の材料は単結晶シリコンに限定
されるものではなく、多結晶シリコン基板や、任意の基
板に多結晶シリコン、あるいは、アモルファスシリコン
を成膜した基板を使用してもよい。また、各材料の密着
性やエッチング選択性が不十分な場合には、適当な密着
層や耐エッチング層を追加してもよい。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made as necessary. For example, the material of the substrate is not limited to single-crystal silicon, and a polycrystalline silicon substrate or a substrate in which polycrystalline silicon or amorphous silicon is formed on an arbitrary substrate may be used. If the adhesion or etching selectivity of each material is insufficient, a suitable adhesion layer or an etching resistant layer may be added.
【００４５】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能で
ある。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made as necessary.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明したように本発明のマイクロマ
シンによれば、安価で、かつ実用的な機械的強度を有す
ることができる。すなわち、本発明のマイクロマシン
は、支持体を有機膜により形成し、前記支持体により機
能素子を上方から支持したので、工程を大幅に簡素化、
ならびに安定化できる。また、有機膜は軟質で内部応力
も小さいので、反りや破損を生ずることがなく、従来の
無機材料製薄膜と比較すると機械的強度が向上する。As described above, according to the micromachine of the present invention, it is possible to provide a low-cost and practical mechanical strength. That is, in the micromachine of the present invention, since the support is formed of an organic film and the functional element is supported from above by the support, the process is greatly simplified,
And can be stabilized. Further, since the organic film is soft and has a small internal stress, it does not warp or break, and its mechanical strength is improved as compared with a conventional inorganic material thin film.
【００４７】一方、本発明のマイクロマシンの製造方法
によれば、マイクロマシンを歩留まりよく製造すること
ができる。すなわち、本発明のマイクロマシンの製造方
法は、基板表面上の一部に多孔質シリコン体を形成し、
多孔質シリコン体上に機能素子を形成し、この機能素子
の少なくとも一部を被覆するとともに、多孔質シリコン
体が形成されていない領域の一部を被覆するように有機
膜のパターンを形成し、ドライエッチングにより前記多
孔質シリコン体を除去することにより少なくとも前記機
能素子の下方に空洞部を形成するので、工程中の支持体
の破損による歩留まり低下を招来することがない。On the other hand, according to the method for manufacturing a micromachine of the present invention, the micromachine can be manufactured with high yield. That is, the manufacturing method of the micromachine of the present invention forms a porous silicon body on a part of the substrate surface,
Forming a functional element on the porous silicon body, and covering at least a part of the functional element, forming a pattern of an organic film to cover a part of a region where the porous silicon body is not formed, Since the cavity is formed at least below the functional element by removing the porous silicon body by dry etching, a decrease in yield due to breakage of the support during the process does not occur.
【図１】 本発明に係るマイクロマシンの実施形態を示
す縦断面図で、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a micro machine according to the present invention, and is a sectional view taken along line AA of FIG.
【図２】 図１のマイクロマシンの平面図FIG. 2 is a plan view of the micromachine of FIG. 1;
【図３】 本発明に係るマイクロマシンの他の実施形態
を示す平面図FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the micro machine according to the present invention.
【図４】 本発明に係るマイクロマシンの製造方法の実
施形態における最初の工程を示す断面図FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first step in the embodiment of the method for manufacturing a micromachine according to the present invention.
【図５】 本発明に係るマイクロマシンの製造方法の実
施形態における図４のつぎの工程を示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing a step subsequent to FIG. 4 in the embodiment of the method for manufacturing a micromachine according to the present invention;
【図６】 本発明に係るマイクロマシンの製造方法の実
施形態における図５のつぎの工程を示す断面図FIG. 6 is a sectional view showing a step subsequent to FIG. 5 in the embodiment of the method for manufacturing a micromachine according to the present invention;
【図７】 本発明に係るマイクロマシンの製造方法の実
施形態における図６のつぎの工程を示す断面図FIG. 7 is a sectional view showing a step subsequent to FIG. 6 in the embodiment of the method for manufacturing a micromachine according to the present invention;
【図８】 従来のマイクロマシンを示す縦断面図FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional micromachine.
１，１１ 基板 ２ 薄膜 ３ 感温素子 ４ 薄膜電極 ５，１５ 空洞部 １３ 機能素子 １４ 電極 １６ 多孔質シリコン体 １７ 有機膜 １８ 支持体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Substrate 2 Thin film 3 Temperature sensitive element 4 Thin film electrode 5, 15 Hollow part 13 Functional element 14 Electrode 16 Porous silicon body 17 Organic film 18 Support
Claims (2)
素子を支持し、この機能素子の下方の前記基板に空洞部
を形成したマイクロマシンであって、 前記支持体を有機膜により形成し、前記支持体により前
記機能素子を上方から支持したことを特徴とするマイク
ロマシン。1. A micromachine in which a functional element is supported by a support held on a substrate and a cavity is formed in the substrate below the functional element, wherein the support is formed of an organic film. A micromachine wherein the functional element is supported from above by a support.
形成し、多孔質シリコン体上に機能素子を形成し、この
機能素子の少なくとも一部を被覆するとともに、多孔質
シリコン体が形成されていない領域の一部を被覆するよ
うに有機膜のパターンを形成し、ドライエッチングによ
り前記多孔質シリコン体を除去することにより少なくと
も前記機能素子の下方に空洞部を形成することを特徴と
するマイクロマシンの製造方法。2. A porous silicon body is formed on a part of the substrate surface, a functional element is formed on the porous silicon body, and at least a part of the functional element is covered, and the porous silicon body is formed. Forming a pattern of an organic film so as to cover a part of the region which has not been formed, and forming a cavity at least below the functional element by removing the porous silicon body by dry etching. Micromachine manufacturing method.
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|---|---|---|---|
| JP2001033213A JP2002239999A (en) | 2001-02-09 | 2001-02-09 | Micro-machine and its manufacturing method |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007222990A (en) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Method of manufacturing structure with beam portion, and mems device |
| JP2009531884A (en) * | 2006-03-30 | 2009-09-03 | パルス・エムイーエムエス・アンパルトセルスカブ | Single-die MEMS acoustic transducer and manufacturing method |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001033213A patent/JP2002239999A/en not_active Withdrawn
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| KR101398667B1 (en) * | 2006-03-30 | 2014-05-27 | 에프코스 피티이 엘티디 | Single die MEMS acoustic transducer and manufacturing method |
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