JP2008112755A - エレクトレット化方法およびエレクトレット化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコンウェハを加工することにより、複数の音孔を有する固定電極と、この固定電極と所定間隔を隔てて配置される導電性の振動膜と、この振動膜上に設けられる誘電体膜とを有するコンデンサマイクロホンを形成する工程と、前記シリコンウェハをダイシングラインに沿ってダイシングし、コンデンサマイクロホンを形成する工程とを含み、ダイシングに先立ち、コロナ放電を行い、発生するイオンを前記固定電極に設けられた前記複数の音孔を経由して、前記誘電体膜のエレクトレット化を行うエレクトレット化工程とを含む。
【選択図】図1
Description
」と呼ばれており、小型化、薄型化が進展する携帯電話端末等に搭載するためのECMの製造技術として注目されている(例えば、特許文献2参照)。
放送技術者のためのマイクロホン講座(中村仁一郎 放送技術 兼六館出版 昭和57年11月号)
エレクトレット化に際し、コロナ放電によるイオンは、固定電極に設けられた複数の音孔(音波を振動膜に導くための開口部)を経由して誘電体膜に到達する構造であるが、誘電体膜を所定電位例えば接地電位に固定した上で、1つの針状電極から所定条件の下でイオンの照射を行うため、多量のイオンを集中的に誘電体膜に供給することができる。したがって、マイクロホンの内部構造上、誘電体膜にイオンを当てるのに適さない状況となったとしても、誘電体膜のエレクトレット化を行うことができる。
これにより、あらかじめ測定しフィードバックを行い、電位を微調整することにより、高精度の調整が可能となる。
この構成により、ウェハ毎に一括して通電が可能で、一括してエレクトレット化を行うことが可能となる。
この構成により、不要領域に配線パターンを残しておき、エレクトレット化工程に使用した後、ダイシング工程で自ずから、配線が切除されるため、1枚のウェハから取り出す素子数(収率)の低下を招くことなく、容易にエレクトレット化を実現することが可能となる
また、前記所望の電位は接地電位であるのが望ましい。
(実施の形態1)
を組み合わせることで、誘電体膜32に対して、目標とするエレクトレット量の、正確なエレクトレット化を行うことができる。
なお、コンデンサマイクロホン43の1つ1つについて測定する場合には、実装基板上にウェハレベルで、コンデンサマイクロホン43の作りこまれたシリコンウェハを実装し、測定後、個々のコンデンサマイクロホン43に分断するようにすればよい。
前記実施の形態では、ウェハ上で個別にエレクトレット化したが、シリコンウェハ1上にコンデンサマイクロホンを形成するに際し、図7に示すように、個々のコンデンサマイクロホンのパッド80(振動膜電極用パッド80a、固定電極用パッド80b)に接続するようにダイシングラインDLに相当する領域に共通接続線81を形成しておき、この共通接続線に所望の電圧を印加することにより、一括でエレクトレット化処理するものである。
そして最後にこのダイシングラインDLに沿って、ダイシングし、個々のチップに分断する。このとき共通接続線81は切除される。
説明は省略するが、この方法によっても同様に図1及び2に示したようなコンデンサマイクロホンが形成される。
一括処理によりエレクトレット化が可能となるため、TAT(Turn Around time)のさらなる短縮化をはかることができる。
なお、これら振動膜電極用パッド80a、固定電極用パッド80bに電源供給を行うに際し、共通接続線81の配置については、図8(a)に示すように、それぞれの配線を絶縁層を挟んで多層構造で形成することができる。また、図8(b)に示すことにより、単層構造で、配置することも可能である。
31 固定電極
32 誘電体膜(誘電体膜)
33 振動膜電極(振動膜)
34 シリコン基板(シリコンダイヤフラム)
35 固定電極に設けられる音孔(開口部)
36 犠牲層のエッチングにより形成されるエアギャップ
41 シールドケース
42 プラスチックまたはセラミックからなる実装基板
43 シリコン基板を用いた半導体チップ(コンデンサマイクロホンチップ)
44(44a,44b) ボンディングワイヤ
45(45a,45b) 電子部品(FET、抵抗、アンプ等)
46 接地パターン
47 マイク信号出力パターン
49 マイクパッケージの音孔(開口部)
51 針状電極
52 接地用ピン(着電装置ピン)
53 高電圧電源
54 電源供給用端子
55 調整用電圧供給電源
71 スピーカ
72 スピーカアンプ
73 感度測定装置
74 感度測定装置用ピン(接地パターン用)
75 感度測定装置用ピン(マイク信号パターン用)
76 感度測定装置用シールドケース(接地パターン用)
L1,L2 実装基板内の配線
80 パッド
81 共通接続線
DL ダイシングライン
Claims (18)
- シリコンウェハを微細加工することによって形成されるコンデンサマイクロホンにおいて、誘電体膜をエレクトレット化してエレクトレット膜を形成するエレクトレット化方法であって、
前記シリコンウェハを加工することにより、複数の音孔を有する固定電極と、この固定電極と所定間隔を隔てて配置される導電性の振動膜と、この振動膜上に設けられる誘電体膜とを有するコンデンサマイクロホンを形成する工程と、
前記シリコンウェハをダイシングラインに沿ってダイシングし、複数のコンデンサマイクロホンを形成する工程とを含み、
ダイシングに先立ち、コロナ放電を行い、そのコロナ放電によって発生するイオンを、前記固定電極に設けられた前記複数の音孔を経由して前記誘電体膜に供給し、前記誘電体膜のエレクトレット化を行うエレクトレット化工程とを含むエレクトレット化方法。 - 請求項1に記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、前記誘電体膜を、前記振動膜を介して所定の電位に設定し、
前記誘電体膜と、前記固定電極の上方に配された針状電極とによるコロナ放電を行う工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項2に記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、
前記コンデンサマイクロホンにおける前記誘電体膜を、接地電位に設定する工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、複数回のエレクトレット化工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項4記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、所定条件の下で、初期のエレクトレット化処理を実施する初期エレクトレット化工程と、
その後、条件を再設定して、追加のエレクトレット化処理を実施する追加エレクトレット化工程とを含むエレクトレット化方法。 - 請求項5記載のエレクトレット化方法であって、
前記初期エレクトレット化工程後、前記コンデンサマイクロホンの感度を測定する測定工程を含み、
前記追加エレクトレット化工程は、前記測定工程の測定結果に基づいて前記追加エレクトレット化処理工程の処理条件を決定し、決定された条件下で前記追加のエレクトレット化処理を実施する工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、前記誘電体膜の帯電電荷量を、コロナ放電の印加電圧により調整する工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項2乃至請求項6のいずれか記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、前記誘電体膜の帯電電荷量を、コロナ放電を行う前記針状電極と前記誘電体膜との距離により調整する工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、前記誘電体膜の帯電電荷量を、コロナ放電を行う時間により調整するエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、前記誘電体膜の帯電電荷量を、コロナ放電で発生するマイナスイオンとプラスイオンの割合により調整する工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか記載のエレクトレット化方法であって、
前記エレクトレット化工程は、前記振動板を接地電位とし、前記固定電極の電位を調整することにより、誘電体膜の帯電電荷量を、調整するエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか記載のエレクトレット化方法であって、
前記コンデンサマイクロホンを形成する工程は、各コンデンサマイクロホン形成領域ごとに少なくとも1つの通電用の電極パッドと、前記各電極パッドを電気的に共通接続する共通接続線とを形成する工程を含み、
前記エレクトレット化工程は、前記通電用の電極パッドを介して、前記振動膜に通電し、前記振動膜と、前記固定電極の上方に配された針状電極とによるコロナ放電を行い、前記振動膜上の前記誘電体膜に対して一括してエレクトレット化処理を行う工程を含むエレクトレット化方法。 - 請求項12に記載のエレクトレット化方法であって、
前記共通接続線は、前記ダイシングライン上に形成されており、
前記ダイシング工程において、切除されるように構成されたエレクトレット化方法。 - 請求項1乃至請求項13のいずれか記載のエレクトレット化方法によりエレクトレット化された前記誘電体膜をコンデンサの構成要素として有することを特徴とするコンデンサマイクロホン。
- 請求項1乃至請求項14のいずれか記載のエレクトレット化方法を実施するためのエレクトレット化装置であって、
少なくとも1回のコロナ放電を、一つのコンデンサマイクロホンに対して個別に実施するための一つの針状電極と、この針状電極に高電圧を印加するための高電圧電源と、前記コンデンサマイクロホンにおけるエレクトレット化対象の膜を所望の電位とするための通電ピンと、前記コンデンサマイクロホンを搭載した半導体ウェハを載置するためのステージと、を有するエレクトレット化装置。 - 請求項15記載のエレクトレット化装置であって、
前記所望の電位は接地電位であるエレクトレット化装置。 - 請求項15記載のエレクトレット化装置であって、
さらに、前記コンデンサマイクロホンの感度を測定する感度測定部を有するエレクトレット化装置。 - 請求項15乃至請求項17記載のいずれかに記載のエレクトレット化装置であって、
コロナ放電の印加電圧、コロナ放電を行う電極と前記誘電体膜との距離、コロナ放電を行う時間、およびコロナ放電で発生するマイナスイオンとプラスイオンの割合、の少なくとも一つが調整可能であるエレクトレット化装置。
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