JP2008251302A - ゲッターの評価システム、その評価方法及びその評価プログラム、並びにゲッターの評価用装置 - Google Patents

Abstract

【課題】実装デバイスに配置されたゲッターの能力を評価しうる手段を提供する。
【解決手段】
１つの密閉空間と、その密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介してその密閉空間と連結され、かつ、そのゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前述の其々の密閉空間内に形成された振動体とを備え、レーザーを用いて前記隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させることにより、そのゲッターが配置された密閉空間内に前述のガスが流入可能となるようなゲッターの評価用装置を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゲッターの評価システム、その評価方法及びその評価プログラム、並びにゲッターの評価用装置に関するものである。

シリコンを用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスが適用される技術分野は日進月歩で拡大しており、近年では、その技術がマイクロタービンやセンサーのみならず情報通信分野や医療分野へも適用されている。このＭＥＭＳ技術を支える主要な要素技術の一つがゲッターに関する技術であり、特に更なる小型化が進むセンサー等の分野においては、このゲッターに関連する種々の技術の発展が不可欠となっている。

ここで、ゲッターの開発は、ゲッターのガス吸収性能の評価と一体でなされるものである一方、現状では、それぞれのゲッターの製造会社による独自の手段を用いた評価、又は規格された手段により、ゲッターの吸収性能が示されている。しかし、たとえ規格された手段が用いられていても、それは実質的にゲッターの形成直後の吸収性能を評価しているに過ぎない。従って、そのゲッターのユーザーにとっては、実際には幾つかの熱処理工程やガスへの曝露工程を経て各種のデバイスに組み込まれるゲッターの最終製品における正確な実力を評価することが殆ど不可能といえる。

この問題は、単にＭＥＭＳ分野に限定されたものではない。ゲッターのガス吸着能力の正確な評価は、例えば、ブラウン管などの陰極線管の完成品としての正確な寿命の評価を得るためにも必要とされる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−７６９９９号公報

上述のとおり、ゲッターは、様々な技術分野における最終製造物の性能維持のために重要かつ不可欠な技術要素である。従って、実際の製造工程を経て各種デバイスに組み込まれたゲッターの性能を正確に評価するための技術が強く望まれている。

本発明は、そのような技術課題を解決して、各種の実際の最終製品に組み込まれているゲッターの性能を評価する技術の進歩に大きく貢献するものである。発明者は、まず、ゲッターをデバイスの一部として実際に用いる場合、一般的に、形成当初の、又は購入当初のゲッターは、最終製品になるまでに複数の熱処理工程やガスへの曝露工程を経なければならないことに着眼した。換言すれば、当初のゲッターの性能がそのまま維持されて最終製品に至ることは極めて稀であり、通常は前述のような複数の製造工程によって、熱処理によるゲッターの不要な活性化や、ガスへの曝露によるガス吸着能力の低下を招くことなる。しかしながら、それらの工程はＭＥＭＳ分野一つを取っても千差万別であるため、当初のゲッターの性能をどれだけ正確に評価しても、それが最終製品にどの程度反映するかということを予測することが事実上できない。

そこで、発明者は、実際の生産に用いる基板内、又は生産ロットの一部に、ゲッターの性能を評価する装置を含めることができれば、その装置は実際の製品と同じ工程を経ることになるため、最終製品におけるゲッターのガス吸収能力を正確に把握できると考えた。これを実現する手段として、発明者は、密閉空間内の圧力を精度良く反映するパラメータの一つとして振動体のＱ値に着目し、ゲッターの性能評価をＱ値に反映させることを念頭に、鋭意研究を行った。その結果、発明者は、実際の生産に用いる基板内、又は生産ロットの一部を形成しうる振動体とゲッターを備えた装置、及びその装置を用いたゲッターの評価手段を見出し、本発明を完成した。

本発明の一つのゲッターの評価用装置は、１つの密閉空間と、その密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介してその密閉空間と連結され、かつそのゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前述のゲッターが配置され又はゲッターによって吸収可能なガスが封入されている其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えている。また、この評価用装置は、レーザーを用いてその隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させることにより、前述のゲッターが配置された密閉空間内に前述のガスが流入可能となっている。

この評価用装置により、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができる。具体的には、ゲッターが配置されている密閉空間とゲッターによって吸収可能なガスが封入されている密閉空間の間のガスの移動を妨げる隔壁をレーザーにより貫通させる前後における、上述の複数の密閉空間内の振動体のＱ値の変動に基づいて、ゲッターが最終製品の段階で有している残存吸着性能を知ることができる。

本発明の一つのゲッターの評価システムは、１つの密閉空間と、その密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介してその密閉空間と連結され、かつそのゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前述のゲッターが配置され又はゲッターによって吸収可能なガスが封入されている其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えたゲッターの評価用装置を載置するステージと、その隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させるための出力を有するレーザー発振器と、そのレーザー発振器によって照射されるレーザーの照射条件を制御する制御部と、そのゲッターが配置された密閉空間内に形成された第１振動体のＱ値（以下、Ｑ_１値とする）、及びそのガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間内に形成された振動体（以下、総称して第２振動体とする）のＱ値(以下、総称してＱ_２値とする）、及びその隔壁の少なくとも一部の除去による貫通後の前述の第１振動体又は第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_３値とする）を計測する計測器と、その計測器を制御する計測制御部と、前述のＱ_１値、Ｑ_２値、及びＱ_３値を記憶する記憶部と、前述のＱ_１値、Ｑ_２値、及びＱ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出する計算装置を備えている。

この評価システムによれば、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができる。具体的には、ゲッターが配置されている密閉空間とゲッターによって吸収可能なガスが封入されている密閉空間の間のガスの移動を妨げる隔壁をレーザーにより貫通させる前後において、上述の複数の密閉空間内の振動体のＱ値の変動を計測し、記憶する。この計測結果に基づいてゲッターが最終製品の段階で有している残存吸着性能を算出することができる。尚、上述の計測器が、その隔壁の少なくとも一部の除去による貫通後の第１振動体及び第２振動体のＱ値の両方を計測する必要はないが、仮にその両方が計測されることは、評価精度の向上に寄与するため、好ましい一態様である。

また、本発明のゲッターの評価方法は、１つの密閉空間と、その密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介してその密閉空間と連結され、かつそのゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前述のゲッターが配置され又はゲッターによって吸収可能なガスが封入されている其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えたゲッターの評価用装置における、そのゲッターが配置された密閉空間に形成された第１振動体のＱ値（以下、Ｑ_１値とする）及びそのガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間内に形成された振動体（以下、総称して第２振動体とする）のＱ値（以下、総称してＱ_２値とする）を計測する工程と、前述のＱ_１値及びＱ_２値を記憶する第１記憶工程と、この第１記憶工程の後に、レーザーにより、前述の隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させるレーザー除去工程と、そのレーザー除去工程の後に、前述の第１振動体又は第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_３値とする）を計測する工程と、そのＱ_３値を記憶する第２記憶工程と、前述のＱ_１値、Ｑ_２値、及びＱ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出する工程を含んでいる。

この評価方法によれば、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができる。具体的には、ゲッターが配置されている密閉空間とゲッターによって吸収可能なガスが封入されている密閉空間の間のガスの移動を妨げる隔壁をレーザーにより貫通させる前後において、上述の複数の密閉空間内の振動体のＱ値の変動を計測し、記憶する。この計測結果に基づいてゲッターが最終製品の段階で有している残存吸着性能を算出することができる。尚、上述の計測する工程において、その隔壁の少なくとも一部の除去による貫通後の第１振動体及び第２振動体のＱ値の両方が計測される必要はないが、仮にその両方が計測されることは、評価精度の向上に寄与するため、好ましい一態様である。

さらに、本発明のゲッターの評価プログラムは、１つの密閉空間と、その密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介してその密閉空間と連結され、かつそのゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前述のゲッターが配置され又はゲッターによって吸収可能なガスが封入されている其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えたゲッターの評価用装置における、そのッター材が配置された密閉空間に形成された第１振動体のＱ値（以下、Ｑ_１値とする）、及びそのガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間内に形成された振動体（以下、総称して第２振動体とする）のＱ値（以下、総称してＱ_２値とする）を計測するステップと、前述のＱ_１値及びＱ_２値を記憶する第１記憶ステップと、この第１記憶ステップの後に、レーザーにより、前述の隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させるレーザー除去ステップと、そのレーザー除去工程の後に、前述の第１振動体又は第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_３値とする）を計測するステップと、そのＱ_３値を記憶する第２記憶ステップと、前述のＱ_１値、Ｑ_２値、及びＱ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出するステップを含まれている。

この評価プログラムによれば、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができる。具体的には、ゲッターが配置されている密閉空間とゲッターによって吸収可能なガスが封入されている密閉空間の間のガスの移動を妨げる隔壁をレーザーにより貫通させる前後において、上述の複数の密閉空間内の振動体のＱ値の変動を計測し、記憶する。この計測結果に基づいてゲッターが最終製品の段階で有している残存吸着性能を算出することができる。尚、上述の計測するステップにおいて、その隔壁の少なくとも一部の除去による貫通後の第１振動体及び第２振動体のＱ値の両方が計測される必要はないが、仮にその両方が計測されることは、評価精度の向上に寄与するため、好ましい一態様である。

ところで、上記いずれの発明であっても、上述のガスが封入されている密閉空間数が２個以上であれば、それだけゲッターによる吸収の対象となるガスの量が多くなるため、ゲッターのガス吸収能力の上限を評価するのに適した構造となる。また、上記いずれの発明であっても、ゲッターを備えた密閉空間内に上述の振動体が最終製品の一部を構成している場合が好ましいが、これに限定されない。例えば、通常はそのような振動体を要しない最終製品に、ゲッターの性能評価用として振動体を形成してもよい。

また、本発明のゲッターの評価システムにおける「計測器」とは、ネットワーク分析器等の単体の計測機器のみならず、高周波発振が可能な信号発生器と周波数応答測定器を組み合わせた複数の機器も含む意味である。

本発明のゲッターの評価用装置によれば、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができる。具体的には、ゲッターが配置されている密閉空間とゲッターによって吸収可能なガスが封入されている密閉空間の間のガスの移動を妨げる隔壁をレーザーにより貫通させる前後における、上述の複数の密閉空間内の振動体のＱ値の変動に基づいて、ゲッターが最終製品の段階で有している残存吸着性能を知ることができる。また、本発明のゲッターの評価システム、ゲッターの評価方法、又はゲッターの評価プログラムによれば、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができる。

つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態におけるゲッターの評価用装置１００の平面図である、また、図２は、図１に示すゲッターの評価用装置１００のＡ−Ａ断面図であり、図３は、図１に示すゲッターの評価用装置１００のＭ部分の詳細図である。

図２に示すように、本実施形態のゲッターの評価用装置（以下、単に「評価用装置」ともいう。）１００では、２つの密閉空間１１ａ,１１ｂ内に振動体１２ａ,１２ｂが１つずつ形成されており、隔壁１３を１つ備えた流路１４を介してそれらの密閉空間１１ａ,１１ｂが連結されている。ここで、密閉空間１１ａ,１１ｂは、比較的深い孔１５ａ，１５ａが形成された下側ガラス基板１６ａと、比較的浅い孔１５ｂ，１５ｂが形成された上側ガラス基板１６ｂに挟まれることによって形成される。上側のガラス基板１６ｂには、振動体１２ａ,１２ｂのＱ値を計測するための探針用の貫通口１７が形成されている。他方、下側のガラス基板１６ａの一つの孔１５aの底面には、ゲッターであるチタン膜１８が形成されている。さらに、ゲッターの膜が形成されている密閉空間１１ａと異なる密閉空間内には、ゲッターによって吸収可能な水素及び／又は窒素が、圧力１３３Ｐａ以上１３３０Ｐａ以下で封入されている。

ここで、本実施形態では、振動体１２ａ,１２ｂ、隔壁１３、及び流路１４は、いずれもシリコンで形成されている。この振動体１２ａ,１２ｂの形成には、公知のシリコン異方性エッチング技術が用いられる。具体的には、５０μｍ〜２００μｍ厚程度のシリコン層又はシリコン基板に対して、公知のフォトリソグラフィー法により図１に示す形状になるようにマスクが形成される。その後、この基板は、例えば、特開２００７−３５９２９号公報に示されているガススイッチングプロセスによりエッチングされる。続いて、エッチングにより振動体に成形されたシリコン基板は、公知の条件（例えば、特開２００５−１６９６５号公報に記載の条件）を用いた陽極接合により、上述の２枚のガラス基板１６ａ，１６ｂに挟まれて接合される。この製造過程で、ゲッターの評価用装置１００は、４００℃程度の熱処理工程を少なくとも一度経験することになる。

尚、本実施形態では、上述の振動体１２ａ,１２ｂが、一部を除いてこれらと同形状のＭＥＭＳデバイスである角速度センサ（例えば、特開２００６−３８６４５号公報の図４参照）と同じシリコン基板上に形成されている。従って、ゲッターの評価用装置１００は、この角速度センサの製造工程と同じ工程を経て形成されることになるため、ゲッターであるチタン膜１８の最終製品における性能評価が可能となる。

また、ゲッターであるチタン膜１８は、マスクで下側ガラス基板１６ａの一部を覆った状態で、公知のスパッタリング法又は真空蒸着法により、一つの孔１５ａの少なくとも底面上に形成される。

ところで、本実施形態では、上述のシリコン基板に対して角速度センサと一体で振動体１２ａ,１２ｂが形成されることから、振動体１２ａ,１２ｂのみを別個に製造すること要しないため、製造負担が軽減される。さらに、例えば、生産ロットの各シリコン基板の一部に、上述のゲッターの評価用装置１００用の振動体を形成することは好ましい一態様である。これにより、生産用基板ごとに最終製品の良否を確認できるため、最終製品の検査精度が向上するという利点が生まれる。言うまでも無く、所定の枚数ごと、又はランダムな枚数ごとのシリコン基板に対して、前述のゲッターの評価用装置１００用の振動体を形成することも同様の観点から好ましい。また、本実施形態では、角速度センサをＭＥＭＳデバイスの一例としたが、これに限定されない。例えば、シリコン基板を用いて、本実施形態のゲッターの評価用装置と一体に成形されるデバイスの他の例としては、加速度センサ、圧力センサ、又は光学ＭＥＭＳが挙げられる。

次に、図１を用いて本実施形態の一例としての振動体１２ａ,１２ｂについて説明する。代表的に、振動体１２ａは、中心部２１で支持されて周方向に８等配して延在する８本の梁部（ビーム）２２と、これらの８本の梁部２２に連結された環状のリング部２３を有している。また、振動体１２ａの中心部２１には、直流電源２６から直流電圧が印加可能である。また、駆動用電極２４には、交流電源２７から交流電圧が印加可能である。さらに、リング部２３の外側には、振動体１２ａに対して振動を起こさせるための駆動用電極２４と、振動体１２ａの共振周波数を検出するための検出用電極２５が設けられている。

次に、本実施形態におけるゲッター評価システムについて説明する。図４は、本実施形態におけるゲッター評価システム２００の構成図である。このゲッターの評価システム２００は、評価対象となるゲッター評価用装置１００を載置するためのステージ３１と、この評価用装置１００の各振動体１２ａ,１２ｂのＱ値を計測するための探針３４を備えたネットワーク分析器３３と、レーザーの照射条件を制御するレーザー制御部３５と、このレーザー制御部３５により指示された条件で隔壁１３に対してレーザーを照射するレーザー発振器３６と、前述のネットワーク分析器３３を制御する計測制御部３７と、ネットワーク分析器３３による計測結果を記憶する記憶部３８と、その計測結果からゲッターのガス吸着量を算出する計算装置(コンピューター)３９を備えている。ここで、本実施形態では、計測制御部３７と記憶部３８は、コンピューター３９内に収められている。尚、ステージ３１は、テーブル３２上にＸＹ軸で移動可能に配置され、公知の移動制御手段により所望の位置に移動をすることができる。また、位置合わせのためのＣＣＤカメラやレーザー照射時のオートフォーカス機能は、公知の装置を用いて適宜上記システムに付加される。

この評価システム２００を用いることにより、ゲッターのガスの吸収性能は、図５に示すプロセスフローチャートに従って評価される。

まず、ステップＳ１１において、ゲッターの評価用装置１００に配置された振動体１２ａ,１２ｂのＱ値が計測される。

具体的には、図１乃至図４に示すように、ゲッターが配置された密閉空間に形成された振動体（以下、第１振動体とする）１２ａに着目すると、そのＱ値は次のように計測される。まず、ゲッターの評価用装置１００を載せたステージ３１が移動し、探針３４が駆動用電極２４と検出用電極２５に接触する。次に、計測制御部３７からの指示を受けてネットワーク分析器３３から駆動用電極２４に交流電圧が印加される。この交流電圧が、ゲッター評価用装置１００の振動体１２ａに振動を起こさせる。ここで、計測制御部３７がネットワーク分析器３３を介してこの交流電圧の周波数を順次変動させることにより、ネットワーク分析器３３により振動体１２ａの入力信号に対する出力信号の増幅が測定され、振動体１２ａの共振周波数（以下、ω_０とも表す）が検出される。なお、この交流電圧の周波数の変化に対する振動エネルギーの値の変化は逐次、ネットワーク分析器３３内に備えられたメモリ内又はコンピューター３９内の記憶部３８に記憶される。

また、ω_０値の検出と同様に、ネットワーク分析器３３により取得される共振波形における、ω_０よりも低周波数側であって共振ピークとなる振動エネルギー値の半分となる周波数ω_１と、共振波形における、ω_０よりも高周波数側であって共振ピークとなる振動エネルギー値の半分となる周波数ω_２が検出され、ネットワーク分析器３３内に備えられたメモリ内又は記憶部３８に記憶される。

上述のω_０、ω_１、ω_２が検出されると、下記の数式を用いてＱ値が算出される。

このＱ値（以下、Ｑ_１とする）が記録部３８に保存される（ステップＳ１２）。

さらに、第１振動体１２ａが配置された密閉空間１１ａと異なる密閉空間１１ｂにも、振動体（以下、第２振動体とする）１２ｂが形成されているため、第１振動体１２ａと同様、この第２振動体１２ｂのＱ値（以下、Ｑ_２とする）も計測され、記録部３８に保存される（ステップＳ１２）。

尚、便宜上、当初チタン膜１８が形成されていた密閉空間内の振動体１２ａのＱ値をＱ_１とし、当初、水素及び／又は窒素が封入されている密閉空間内の振動体１２ｂのＱ値をＱ_２とする。この時点では、チタン膜１８が形成されている密閉空間１１ａ内に存在する気体の圧力はその他の密閉空間１１ｂ内のそれと比較して小さくなるため、Ｑ_１＞Ｑ_２となっている。

次に、ステップＳ１３において、隔壁１３の一部がレーザー照射により除去される。これにより、他の密閉空間１１ｂに封入されていた水素及び／又は窒素が、チタン膜１８が形成された密閉空間１１ａ内に流入する。

具体的には、図１乃至図４に示すように、まず、ゲッターの評価用装置１００を載せたステージ３１がレーザー発振器３６の下に移動する。次に、レーザー制御部３５からの指示を受けて、レーザー発振器３６から隔壁１３に向けてレーザーが照射される。本実施形態では、レーザーとして波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザーが用いられる。また、レーザーの照射条件は、エネルギー密度が１．２８×１０^６Ｊ／ｍ^２であり、パルス数は３００Ｈｚである。このレーザー照射によって隔壁１３の一部が昇華又は溶融して飛散する結果、隔壁１３の一部が貫通する。そうすると、一方の密閉空間１１ｂ内に封入されていた水素及び／又は窒素は、チタン膜１８が形成されている密閉空間１１ａ内に流入する。

その後、ステップＳ１４において、ゲッターの評価用装置１００に配置された振動体１２ａ,１２ｂの少なくとも１つのＱ値が再び計測される。

具体的な計測方法の説明は、ステップＳ１１と同じであるため省略する。これにより、例えば、隔壁１３が貫通後の一つの振動体のＱ値（以下、Ｑ_３とする）が計測される。

続いて、ステップＳ１５において、隔壁１３が貫通後のその振動体のＱ値（Ｑ_３）が記録部３８に保存される。尚、本実施形態では、前述の一つの振動体は、隔壁１３が貫通する前のチタン膜１８が配置されている密閉空間１１ａ内に形成されている振動体１２ａである。振動体１２ａ,１２ｂを形成する際のシリコンの異方性エッチングによって生じる振動体ごとのギャップ間の寸法誤差のため、スクイーズフィルムダンピングによるＱ値への影響の差が振動体によって異なることから、前述の振動体１２ａのＱ値を計測することが好ましい。他方、評価精度をより向上させるために、隔壁１３が貫通後に双方の振動体１２ａ,１２ｂのＱ値が測定されることは更に好ましい一態様である。

その後、ステップＳ１６において、記憶部３８に保存されている、Ｑ_１値、Ｑ_２値、Ｑ_３値、さらに、各密閉空間１１ａ，１１ｂの容積から、本実施形態のゲッターのガス吸収量が算出される。

ここで、本実施形態では、予め振動体が形成された密閉空間内の圧力ＰとＱ値との関係が実験的に調べられ、その関係式が記録部３８に保存されている。これは、Ｑ値と圧力Ｐとの関係が振動体の形状や材料によって決定されるためである。従って、最初に任意の一つの振動体について圧力Ｐを変化させたときのＱ値の変化が調査されることにより、他の略同一の形状及び材料の振動体のＱ値が前述の関係に基づいて近似値として計測されることになる。尚、実験的に密閉空間内の圧力ＰとＱ値との関係を調べる手段として、例えば、上側ガラス基板及びゲッターが形成されていないゲッター評価用装置の一つの振動体をアルゴン等のガスが導入可能な真空室内に配置し、ガスの導入によりその室内の圧力変動を測定しつつ、その振動体のＱ値を計測する方法が挙げられる。

具体的には、ガス吸収量（Ａ）は、次の数式により算出される。尚、便宜上、隔壁貫通前のゲッターの膜が形成されている密閉空間１１ａの容積をＶ_１とし、他の密閉空間１１ｂの容積をＶ_２とする。また、同様に、隔壁貫通前の密閉空間１１ａの圧力をＰ_１とし、他の密閉空間１１ｂの圧力をＰ_２とする。

上記の通り、最終製品と同じ製造工程を経たゲッターのガス吸収量、すなわちゲッターの性能評価が可能となる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態においても、第１の実施形態と同じゲッターの評価用装置１００、及びゲッター評価システム２００が用いられる。

図６は、本実施形態におけるゲッターのガス吸収性能評価プロセスに関するフローチャートである。本実施形態は、ステップＳ２１〜ステップＳ２５までが、第１の実施形態のステップＳ１１〜Ｓ１５と同じであるため、この部分の説明を省略する。

ここでは、ステップＳ２６以降について詳しく説明する。ステップ２６において、コンピューター３９内の備えられた判定部４０は、それまでに記憶部３８で保存されたＱ_１値とＱ_３値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５以上であるか否かを判定する。ここで、０．９５以上としたのは、実際の測定機器による測定精度のバラつきを考慮したものである。経験的に、Ｑ_３値がこの数値を下回れば、ゲッターの評価用装置１００の隔壁１３の貫通によって当初のゲッターによるガス吸収性能は完全に発揮されたものとみなされる。従って、前述の判断基準に基づき、仮に、Ｑ_１値とＱ_３値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５未満であった場合は、追加的に他の隔壁１３に対してレーザーは照射されず、ステップ２７に示すガス吸収量の算出がなされる。

一方、Ｑ_１値とＱ_３値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５以上である場合、特に、Ｑ_１値とＱ_３値が一致した場合は、最初の隔壁１３の貫通によっても当初のゲッターによるガス吸収性能が残存していることが分かる。この場合、ステップ２８に示すように、第１の実施形態と同様の条件で、最初に貫通したゲッターの評価用装置１００の隔壁１３と異なる隔壁（以下、便宜上、「他の隔壁」ともいう）１３に対してレーザーが照射される。これにより、ゲッターであるチタン膜１８が新たに導入されたガスに曝露されることになり、そのガスがチタン膜１８によって追加的に吸収されることになる。

その後、ステップＳ２９において、ゲッターの評価用装置１００に配置された振動体の少なくとも１つのＱ値が再び計測される。具体的な計測方法の説明は、第１の実施形態におけるステップＳ１１と同じであるため省略する。これにより、他の隔壁１３が貫通後の一つの振動体のＱ値（以下、Ｑ_４とする）が計測される。

続いて、ステップＳ３０において、他の隔壁１３が貫通後のその振動体のＱ値（Ｑ_４）が記録部３８に保存される。尚、本実施形態においても、前述の一つの振動体は、上述の全ての隔壁１３，１３が貫通する前のチタン膜１８が配置されている密閉空間１１ａ内に形成されている振動体１２ａである。その理由は既に述べた通りである。

ステップ３１において、コンピューター３９内の備えられた判定部４０は、それまでに記憶部３８で保存されたＱ_１値とＱ_４値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５以上であるか否かを判定する。このとき、仮に、Ｑ_１値とＱ_４値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５未満であった場合は、さらに追加的に、これまでに貫通させた隔壁以外の隔壁１３に対してレーザーは照射されず、ステップ３２に示すガス吸収量の算出がなされる。

一方、Ｑ_１値とＱ_４値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５以上である場合、特に、Ｑ_１値とＱ_４値が一致した場合は、前述の他の隔壁１３の貫通によっても当初のゲッターによるガス吸収性能が残存していることが分かる。この場合、上述のステップ２８に戻り、さらに追加的に、これまでに貫通させた隔壁以外の隔壁１３に対してレーザーが照射される。

その後は、ステップ３１における判定に従って、ステップ２８以降の処理が繰り返される。その結果、ゲッターのガス吸収能力をより精度良く評価することができる。

ところで、上述した一連の処理（ステップＳ１１〜ステップＳ１６、又はステップＳ２１〜ステップＳ３２）は、ハードウェアを用いて実行させることもできるが、ソフトウェアによって実行させることもできる。本実施形態においても、レーザー制御部３５、計測制御部３７は全てコンピューター３９に接続されている。従って、コンピューター３９は、上述の各処理を実行するためのゲッターの評価プログラムにより、上述の各処理を監視し、又は統合的に制御することができる。

尚、この場合、上述の評価プログラムがコンピューター３９内のハードディスクドライブ、又はコンピューター３９に設けられた光ディスク又は磁気ディスクのドライブ等に挿入される光ディスク又は磁気ディスク等の公知の記録媒体に保存されているが、この評価プログラムの保存場所はこれに限定されない。例えば、この評価プログラムの一部又は全部は、上述の各実施形態におけるレーザー制御部３５及び／又は計測制御部３７内に保存されていてもよい。また、この評価プログラムは、ローカルエリアネットワークやインターネット回線等の公知の技術を介して上述の各処理を監視し、又は制御することもできる。

また、上述の各実施形態では、ステージ３１がネットワーク分析器３３によって計測される位置とレーザー発振器３６によってレーザーが照射される位置との間を移動するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、前述のネットワーク分析器３３と、レーザー発振器３６が、固定されているゲッターの評価用装置１００に対して移動するように構成されていてもよい。

また、上述の各実施形態では、レーザー制御部３５がコンピューター３９から独立して配置されていたが、これに限定されない。すなわち、コンピューター３９内に、レーザー制御部３５が配置されていてもよい。また、逆に、記憶部３８がコンピューター３９の外に配置されていても本発明の効果と同様の効果が発揮される。

また、上述の各実施形態では、ゲッターが吸収可能なガスとして水素及び／又は窒素が用いられているが、これに限定されない。例えば、水蒸気、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタンやエタン等の飽和炭化水素ガス、又はエテン、プロペン等の不飽和炭化水素ガスが含まれるガスであれば、そのガスは本発明に適用可能である。

また、例えば、図８及び図９に示すように、ゲッターが配置されている密閉空間４１とは直接連結せず、かつゲッターによって吸収可能なガスが封入されている密閉空間４２と連結する前述のガスが封入された第３の密閉空間４３を備えたゲッターの評価用装置３００は好ましい一態様である。この構成を採用すれば、密閉空間４２と密閉空間４３との間の隔壁４５の一部を、ゲッターが配置されている密閉空間４１に影響しないように、換言すれば、隔壁４４に先行して貫通させることができる。その結果、前述のガスの量を予め十分に有した状態で振動体４７又は振動体４８のＱ値を計測することができる。その上で、振動体４６のＱ値を計測後に隔壁４４を貫通させれば、ゲッターが吸収しうる十分なガス量を有した状態でゲッターの評価が可能となる。これは、最終製品に組み込まれたゲッターの性能を評価することができるだけでなく、ゲッターの種類や形成方法の変化によって生じるガスの吸収能力の変化に依存せず、一つの構造パターンのみで対応可能である点でも有利である。尚、第３の密閉空間４３と同様の他の密閉空間を、隔壁を備えた流路を介して密閉空間４２に接続すれば、さらに前述のガス量を増やすことができる。

また、上述の各実施形態では、流路１４に形成された隔壁１３数が１つだけであったが、これに限定されない。例えば、図７Ａ乃至図７Ｄは、図１に示す第１の実施形態におけるＭ部分の形状を、エッチングマスクを変更することによって変化させたものであるが、図７Ａ、図７Ｃに示すように、複数の隔壁１３が形成されていてもよい。複数の隔壁１３を設けることは、上述の異方性エッチングによって隔壁１３を形成する際の寸法制御の失敗によって一つの隔壁が機能を発揮できない（換言すれば、当初から隔壁１３の一部が貫通している）場合に有利である。この観点からすれば、一つの流路に対して隔壁数が３つ以上であってもよい。また、複数の流路が形成されている場合は、その流路の少なくとも１つに複数の隔壁が形成されていることが上記観点から好ましい。また、隔壁の厚さは特に限定されないが、隔壁としての機能を維持しつつ、レーザーによる隔壁の一部が迅速に除去され、また、その除去時のシリコンの飛散によるゲッター上への付着の危険性が排除されるように、その厚みは３０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。

また、上述の各実施形態では、流路１４の平面図における形状が直線状であったが、これに限定されない。例えば、図７Ｂ乃至図７Ｄに示すように、ラビリンス形状であってもよい。具体的には、図７Ｂや図７Ｃのような蛇行形状や、図７Ｄのようなジグザグ形状であってもよい。このようなラビリンス形状を採用することは、シリコンで構成される隔壁をレーザーにより貫通させる際、その除去されたシリコンが、ゲッターが配置された密閉空間内へ流入してゲッターの表面に付着することを防ぐことができる点で有利である。この観点からすれば、その流路全体のうち、隔壁が形成されている位置からゲッターが配置された密閉空間に至る部分の少なくとも一部がジグザグ形状又は蛇行形状であることが好ましい。尚、上述の流路の形状を２つ以上組合せてもよい。

さらに、上述の各実施形態では、隔壁を構成する材質がシリコンであったが、これに限定されない。例えば、隔壁の材質がゲルマニウム又はシリコンゲルマニウムであってもレーザー照射により貫通させることができる。以上、述べたとおり、本発明の精神および範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。

本発明は、様々な技術分野における最終製造物の性能維持のために重要かつ不可欠な技術要素であるゲッターの性能評価に適している。

本発明の１つの実施形態におけるゲッターの評価用装置の平面図である。 図１に示すゲッターの評価用装置のＡ−Ａ断面図である。 図１に示すゲッターの評価用装置のＭ部の詳細図である。 本発明の１つの実施形態におけるゲッター評価システムの構成図である。 本発明の１つの実施形態におけるゲッターのガス吸収性能評価プロセスの流れ図である。 本発明の他の実施形態におけるゲッターのガス吸収性能評価プロセスの流れ図である。 本発明の他の実施形態における流路と隔壁を表す平面図である。 本発明の他の実施形態における流路と隔壁を表す平面図である。 本発明の他の実施形態における流路と隔壁を表す平面図である。 本発明の他の実施形態における流路と隔壁を表す平面図である。 本発明の他の実施形態におけるゲッターの評価用装置の平面図である。 図８に示すゲッターの評価用装置のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ，４１，４２，４３ 密閉空間
１２ａ，１２ｂ，４６，４７，４８ 振動体
１３，４４，４５ 隔壁
１４ 流路
１５ａ，１５ｂ 孔
１６ａ 下側のガラス基板
１６ｂ 上側のガラス基板
１７ 貫通口
１８ チタン膜
２１ 中心部
２２ 梁部
２３ リング部
２４ 駆動用電極
２５ 検出用電極
２６ 直流電源
２７ 交流電源
３１ ステージ
３２ テーブル
３３ ネットワーク分析器
３４ 探針
３５ レーザー制御部
３６ レーザー発振器
３７ 計測制御部
３８ 記憶部
３９ コンピューター
４０ 判定部
１００，３００ ゲッターの評価用装置
２００ ゲッター評価システム

Claims (14)

1. １つの密閉空間と、
   前記密閉空間内に配置されたゲッターと、
   隔壁を備えた流路を介して前記密閉空間と連結され、かつ前記ゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、
   前記の其々の密閉空間内に形成された振動体とを備え、
   レーザーを用いて前記隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させることにより、前記ゲッターが配置された密閉空間内に前記ガスが流入可能となる
   ゲッターの評価用装置。
2. 前記流路の少なくとも１つに複数の前記隔壁を備えた
   請求項１に記載のゲッターの評価用装置。
3. 前記流路のうち、前記隔壁から前記ゲッターが配置された密閉空間に至る部分の少なくとも一部がジグザグ形状又は蛇行形状である
   請求項１に記載のゲッターの評価用装置。
4. 前記ガスは、水蒸気、水素、酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素ガスの群から選ばれる少なくとも１種類のガスを含む
   請求項１に記載のゲッターの評価用装置。
5. 前記ガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間と、前記ゲッターが配置された密閉空間と連結せずかつ前記ガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間とを連結するための隔壁を備えた流路がさらに形成されている
   請求項１に記載のゲッターの評価用装置。
6. 前記振動体及び前記隔壁が一体のシリコン基板により形成されている
   請求項１に記載のゲッターの評価用装置。
7. 空洞部を有する２つのガラス材が、振動体を用いたＭＥＭＳ装置が形成されたシリコン基板を挟むことにより形成される密閉空間を複数備えた前記ＭＥＭＳ装置の生産用基板であって、
   前記基板の少なくとも一部に請求項１に記載のゲッターの評価用装置を備えた
   ＭＥＭＳデバイス生産用基板。
8. １つの密閉空間と、前記密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介して前記密閉空間と連結され、かつ前記ゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前記の其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えたゲッターの評価用装置を載置するステージと、
   前記隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させるための出力を有するレーザー発振器と、
   前記レーザー発振器によって照射されるレーザーの照射条件を制御するレーザー制御部と、
   前記ゲッターが配置された密閉空間内に形成された第１振動体のＱ値（以下、Ｑ_１値とする）、前記ガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間内に形成された振動体（以下、総称して第２振動体とする）のＱ値(以下、総称してＱ_２値とする）、及び前記隔壁の少なくとも一部の除去による貫通後の前記第１振動体又は前記第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_３値とする）を計測する計測器と、
   前記計測器を制御する計測制御部と、
   前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_３値を記憶する記憶部と、
   前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出する計算装置を備える
   ゲッターの評価システム。
9. 前記計測器は、前記隔壁の少なくとも一部の除去による貫通後の前記第１振動体及び前記第２振動体のＱ値を計測する
   請求項８に記載のゲッターの評価システム。
10. １つの密閉空間と、前記密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介して前記密閉空間と連結され、かつ前記ゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前記の其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えたゲッターの評価用装置における、前記ゲッターが配置された密閉空間に形成された第１振動体のＱ値（以下、Ｑ_１値とする）、及び前記ガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間内に形成された振動体（以下、総称して第２振動体とする）のＱ値（以下、総称してＱ_２値とする）を計測する工程と、
    前記Ｑ_１値及び前記Ｑ_２値を記憶する第１記憶工程と、
    前記第１記憶工程の後に、レーザーにより、前記隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させるレーザー除去工程と、
    前記レーザー除去工程の後に、前記第１振動体又は前記第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_３値とする）を計測する工程と、
    前記Ｑ_３値を記憶する第２記憶工程と、
    前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出する工程を含む
    ゲッターの評価方法。
11. 前記Ｑ_３値を記憶する第２記憶工程の後に、
    前記Ｑ_１値と前記Ｑ_３値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５以上であった場合に、前記レーザーにより、前記隔壁と異なる隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させる追加レーザー除去工程と、
    前記追加レーザー除去工程の後に、前記第１振動体又は前記第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_４値とする）を計測する工程と、
    前記Ｑ_４値を記憶する第３記憶工程をさらに含み、
    前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出する工程の替わりに前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_４値からゲッターによるガス吸収量を算出する工程を含む
    請求項１０に記載のゲッターの評価方法。
12. １つの密閉空間と、前記密閉空間内に配置されたゲッターと、隔壁を備えた流路を介して前記密閉空間と連結され、かつ前記ゲッターによって吸収可能なガスが封入されている他の１つ又は複数の密閉空間と、前記の其々の密閉空間内に形成された振動体とを備えたゲッターの評価用装置における、前記ゲッターが配置された密閉空間に形成された第１振動体のＱ値（以下、Ｑ_１値とする）、及び前記ガスが封入されている少なくとも１つの密閉空間内に形成された振動体（以下、総称して第２振動体とする）のＱ値（以下、総称してＱ_２値とする）を計測するステップと、
    前記Ｑ_１値及び前記Ｑ_２値を記憶する第１記憶ステップと、
    前記第１記憶ステップの後に、レーザーにより、前記隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させるレーザー除去ステップと、
    前記レーザー除去工程の後に、前記第１振動体又は前記第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_３値とする）を計測するステップと、
    前記Ｑ_３値を記憶する第２記憶ステップと、
    前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出するステップを含む
    ゲッターの評価プログラム。
13. 前記Ｑ_３値を記憶する第２記憶ステップの後に、
    前記Ｑ_１値と前記Ｑ_３値との関係が、前者が１に対して後者が０．９５以上であった場合に、前記レーザーにより、前記隔壁と異なる隔壁の少なくとも一部を除去して貫通させる追加レーザー除去ステップと、
    前記追加レーザー除去ステップの後に、前記第１振動体又は前記第２振動体のＱ値（以下、総称してＱ_４値とする）を計測するステップと、
    前記Ｑ_４値を記憶する第３記憶ステップをさらに含み、
    前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_３値からゲッターによるガス吸収量を算出するステップの替わりに前記Ｑ_１値、前記Ｑ_２値、及び前記Ｑ_４値からゲッターによるガス吸収量を算出するステップを含む
    請求項１２に記載のゲッターの評価プログラム。
14. 請求項１２に記載の評価プログラムを記録した記録媒体。

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