JP2011055087A

JP2011055087A - Ｍｅｍｓマイクロフォンおよびその製造方法

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Publication number: JP2011055087A
Application number: JP2009199960A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takahashi; 高橋　　宏; Yosuke Ochiai; 洋介落合
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: JP5513813B2

Abstract

【課題】歩留りが高く、低コストで、小型化可能なＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】ＭＥＭＳマイクロフォンが、音圧によって振動し、振動電極を有するダイヤフラム膜と、音波が通過する複数の貫通孔を備え、振動電極とエアギャップを介して対向してコンデンサを形成する固定電極を有するバックプレート膜と、内側にエアギャップを有し、ダイヤフラム膜とバックプレート膜との間隔を保持するスペーサと、振動電極及び固定電極と接続される電極部と、振動電極と対向する位置にバックチェンバーとなる開口と、開口の側面にダイヤフラム膜に対して直角であるバックチェンバー側壁とを有する支持基板を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法に関し、特に、バックチャンバー上部に振動電極を有するダイヤフラム膜と固定電極を有するバックプレート膜とをエアギャップを介して対向して配置することによりコンデンサが形成されるＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法に関する。

半導体プロセスにおいて開発された技術が、小型機械を加工するマイクロマシニング技術の分野で広く応用されるようになっている。このようなマイクロマシニング技術を用いて小型マイクロフォン（ＭＥＭＳマイクロフォン）の研究開発が進められている。ＭＥＭＳマイクロフォンは、固定電極を有するバックプレート膜と、音波によって振動する振動電極を有するダイヤフラム膜と、バックプレート膜とダイヤフラム膜との間のエアギャップ（振動空間）を確保して支持するスペーサとを備える。ＭＥＭＳマイクロフォンでは、ダイヤフラム膜が音圧によって振動すると、バックプレート膜とダイヤフラム膜とで構成される平板コンデンサの静電容量が変化し、電圧変化として出力され、電圧変化を測定することにより、音が検出される。

図６は、従来のＭＥＭＳマイクロフォンの断面構造の１例を示す。図６に示される従来のＭＥＭＳマイクロフォン６１は、シリコン基板８１と、シリコン基板８１の上に設けられる第１絶縁層８２と、第１絶縁層８２の上に設けられ、振動電極６３を有するダイヤフラム膜８３と、第１絶縁層８２の上に第２絶縁層８４によって形成され、内側にエアギャップ６４を有するスペーサ６６と、スペーサ６６によって支持され、エアギャップ６４を介して振動電極６３と対向する固定電極６５を有するバックプレート膜８５と、振動電極６３および固定電極６５にそれぞれ接続される電極部６８とを有する。

従来のＭＥＭＳマイクロフォン６１において、シリコン基板８１には、振動電極６３と対応する位置に開口が設けられ、バックチャンバー７１とバックチャンバー側壁７２が形成される。ダイヤフラム膜８３は、例えば、導電性ポリシリコン膜によって形成される。また、固定電極となるバックプレート膜８５は、例えば、導電性ポリシリコン膜８５ａと、導電性ポリシリコン膜に引張応力を印加するシリコン窒化膜８５ｂを積層させて形成される。そして、このバックプレート膜８５には、ダイヤフラム膜８３の振動を妨げないように、バックプレート膜８５の表裏を連通する複数の貫通孔８５ｃが形成される。

図７及び図８は、従来のＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法を示す断面図である。図７及び図８に基づいて、従来のＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法について以下に説明する。

シリコン基板８１を用意する。シリコン基板８１は、例えば、結晶方位（１００）面のものが使用される。そして、シリコン基板８１の表面に、第１絶縁層８２として、例えば、熱酸化により膜厚０．２μｍの熱酸化膜が成膜される。（工程（６Ａ）、図７（ａ））

シリコン基板８１の表面に形成された第１絶縁層８２の上に、振動電極となるダイヤフラム膜８３を成膜する。ダイヤフラム膜８３として、例えば、０．１μｍの窒化シリコン膜と１．０μｍのポリシリコン膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を用いて積層して堆積する。そして、堆積されたダイヤフラム膜８３を既知のリソグラフィおよびエッチング技術を用いて所定の形状に加工する。（工程（６Ｂ）、図７（ｂ））

第１絶縁層８２と第１絶縁層８２の上に成膜されたダイヤフラム膜８３の上に、第２絶縁層８４を形成する。第２絶縁層８４として、例えば、膜厚３μｍのＮＳＧ（Non-doped Silicate Glass）膜を堆積する。（工程（６Ｃ）、図７（ｃ））

第２絶縁層８４の上に、固定電極となるバックプレート膜８５を形成する。バックプレート膜８５として、例えば、膜厚１μｍのポリシリコン膜８５ａと膜厚０．２μｍの窒化シリコン膜８５ｂを堆積し、既知のリソグラフィおよびエッチング技術を用いて、バックプレート膜８５を所定の形状に加工する。また、バックプレート膜８５には、バックプレート膜８５の表裏を連通する貫通孔８５ｃが形成される。貫通孔８５ｃの大きさは、例えば、直径５．０μｍの円形状とする。（工程（６Ｄ）、図７（ｄ））

次に、電極部６８を形成する。電極部６８として、例えば、スパッタリング法により膜厚１．０μｍのアルミニウム膜を成膜し、既知のリソグラフィおよびエッチング技術を用いてアルミニウム膜を所定の形状に加工し、電極部６８を形成する。（工程（６Ｅ）、図８（ａ））

シリコン基板８１に、感光性レジスト材料を塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いて、ウエットエッチングを行い、バックチャンバー７１とバックチャンバー側壁７２を形成する。ウエットエッチングを用いるので、バックチャンバー側壁７２の側面は、シリコン基板８１の結晶面に沿って、ダイヤフラム８３に対して傾斜を有する形状に加工される。（工程（６Ｆ）、図８（ｂ））

バックプレート膜８５の貫通孔８５ｃを通して、第２絶縁層８４をウエットエッチングする。これにより、エアギャップ６４とスペーサ６６が形成される。（工程（６Ｇ）、図８（ｃ））

従来のＭＥＭＳマイクロフォンの製造工程では、シリコン基板をエッチングして、バックチャンバーを形成する際に、ＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）等のアルカリ液を用いたウエットエッチングが行われる。（特許文献１）また、従来のＭＥＭＳマイクロフォンが形成されたウェハをチップ化するために、従来広く使用されているブレードダイシングと異なるステルスダイシングと呼ばれるレーザ光を使用する手法が用いられている（特許文献２）。

特表２００４−５０６３９４号公報特開２００４−２３５６２６号公報

しかしながら、異方性ウエットエッチング技術では、結晶面方位によりエッチング速度が異なるために、エッチングされた箇所は結晶面に沿った角度を持つ平面となる。例えば、結晶方位（１００）面のシリコン基板を用いた場合、約５５度の角度を有する（１１１）面のエッチング速度は非常に遅いので、シリコン基板の厚さを例えば４００μｍとしてダイヤフラム膜直下の開口寸法を１０００μｍとすると、バックチャンバー下端における最大開口寸法は約１５７０μｍとなり、ダイヤフラム膜直下の開口寸法よりも大きくなる。そのため、ウエットエッチング技術を用いて、ＭＥＭＳマイクロフォンのチップサイズを小型化することは、困難である。

ウエットエッチング技術の結晶面方位依存性の問題を解決するためには、深堀可能な反応性イオンエッチング技術を用いて開口の側面をシリコン基板に対して垂直に加工することが考えられる。図９は、反応性イオンエッチング技術を用いて開口の側面をシリコン基板に対して垂直に加工することより形成したＭＥＭＳマイクロフォンの１例を示す。しかしながら、反応性イオンエッチング技術を利用すると、設備費用が高くなることの他に、枝葉方式のため、スループットが低下する可能性が生じ、全体としてコストが増加するという問題が生じていた。

また、ＭＥＭＳマイクロフォンが非常に壊れやすい構造を有する。そのため、従来シリコン半導体をチップ化する際に用いられているブレードダイシングを使用してＭＥＭＳマイクロフォンをチップ化する場合には、ＭＥＭＳマイクロフォンが破壊することを防止するために、ブレードダイシングにより生じた切削屑を排出するために用いられる水量を抑制する必要が生じる。しかしながら、水量を抑制した場合には、チップ化されたＭＥＭＳマイクロフォンに切削屑が残存し、スループットが低下していた。これを解決するために、ブレードダイシングの代わりに、レーザ光を用いたステルスダイシングが開発されている。しかしながら、ステルスダイシングでは設備費用が非常に高価となり、コストが増加するという問題が生じていた。

本発明は、上記課題を解決し、高価なエッチング加工装置を使用することなく、低コストで、小型化可能なＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記課題を解決し、高価なダイシング加工装置を使用することなく、低コストで、歩留りの高いＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のＭＥＭＳマイクロフォンは、音圧によって振動し、振動電極を有するダイヤフラム膜と、音波が通過する複数の貫通孔を備え、前記振動電極とエアギャップを介して対向してコンデンサを形成する固定電極を有するバックプレート膜と、内側に前記エアギャップを有し、前記ダイヤフラム膜と前記バックプレート膜との間隔を保持するスペーサと、前記振動電極及び前記固定電極と接続される電極部と、前記振動電極と対向する位置にバックチェンバーとなる開口と、前記開口の側面に前記ダイヤフラム膜に対して直角であるバックチェンバー側壁とを有する支持基板を備えたことを特徴とする。

本発明のＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法は、ＭＥＭＳマイクロフォンを製造する方法であって、シリコン基板の表面に第１絶縁層を形成する工程（Ａ）と、前記第１絶縁層の上に、振動電極を有するダイヤフラム膜を形成する工程（Ｂ）と、前記第１絶縁層と前記ダイヤフラム膜の上に第２絶縁層を形成する工程（Ｃ）と、前記第２絶縁層の上に、貫通孔を備え固定電極を有するバックプレート膜を形成する工程（Ｄ）と、金属膜を堆積し、前記振動電極および前記固定電極と接続する電極部を形成するとともに、ＭＥＭＳマイクロフォンをチップ化するためにチップの間に設けられるストリート部に堆積している前記金属膜、前記バックプレート膜、及び前記第２絶縁層を除去し、前記シリコン基板の表面の第１絶縁層を露出する工程（Ｅ）と、前記バックプレート膜と前記電極部の上に、接着材料により仮支持基材を貼り付ける工程（Ｆ）と、前記シリコン基板を全てエッチングにより除去し、シリコン基板の表面に形成された前記第１絶縁層を露出させる工程（Ｇ）と、露出した前記第１絶縁層の表面に、第３絶縁層を形成し、前記第１絶縁層を挟んで前記振動電極と対応する位置にある前記第３絶縁層を除去して、バックチャンバーとバックチャンバー側壁となる層を形成する工程（Ｈ）と、前記仮支持基材を除去する工程（Ｉ）と、前記バックプレート膜の貫通孔からエッチングにより前記第２絶縁層の一部を除去し、エアギャップとスペーサを形成する工程（Ｊ）と、を含むことを特徴とする。

本発明のＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法は、工程（Ｈ）が、露出した前記第１絶縁層の裏面に、第３絶縁層を形成し、前記第１絶縁層を挟んで前記振動電極と対応する位置にある前記第３絶縁層を除去するとともに、前記ストリート部にある前記第３絶縁層を除去して、バックチャンバーとバックチャンバー側壁を形成する工程（Ｈ１）と、前記バックチャンバー側壁に、第２の仮支持基材を貼り付ける工程（Ｈ２）と、を含むことを特徴としても良い。

本発明によれば、高価なエッチング加工装置を使用することなく、バックチャンバーの側面をダイヤフラム膜に対して垂直に加工することができるので、低コストで、小型化可能なＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、ＭＥＭＳマイクロフォンを小型化することができるので、１枚のウェハから製造できるＭＥＭＳマイクロフォンの数を増やすことができ、コスト低減可能なＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、完成したＭＥＭＳマイクロフォンが、シリコン基板を備えていないので、容量低減可能なＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供することができる。

さらに、本発明によれば、高価なダイシング加工装置を使用することなく、ＭＥＭＳマイクロフォンをチップ化することができるので、低コストで、歩留りの高いＭＥＭＳマイクロフォンおよびその製造方法を提供することができる。

本発明に係る半導体装置の実施形態を示す断面図である。本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態を示す断面図である。本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態を示す断面図である。本発明に係る半導体装置の製造方法の第１の実施形態を示す断面図である。本発明に係る半導体装置の製造方法の第２の実施形態を示す断面図である。従来技術に係る半導体装置の１例を示す断面図である。従来技術に係る半導体装置の製造方法の１例を示す断面図である。従来技術に係る半導体装置の製造方法の１例を示す断面図である。従来技術に係る半導体装置の他の１例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略する。図１は、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの実施形態を示す図である。図１に基づいて、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの実施形態について説明する。

本発明の実施形態に係るＭＥＭＳマイクロフォン１は、第１絶縁層２２ａと、第１絶縁層２２ａの一方の面に設けられ、音圧によって振動する振動電極３を有するダイヤフラム膜２３と、音波が通過する複数の貫通孔２５ｃを備え、振動電極３とエアギャップ４を介して対向しコンデンサを形成する固定電極５を有するバックプレート膜２５と、振動電極３と固定電極５を対向させるエアギャップ６を内側に有し、前記ダイヤフラム膜２３と前記バックプレート膜２５との間隔を保持し、エッチングにより形成される外側の側面を有するスペーサ６と、振動電極３及び固定電極５とそれぞれ接続される電極部８と、第１絶縁層２２ａの前記ダイヤフラム膜２３が配置される面と反対側の面に形成され、振動電極３と対応する位置にバックチェンバー１１を形成する開口を有し、開口の側面が前記ダイヤフラム膜２３に対してほぼ直角であるバックチェンバー側壁１２と、を有する。本発明に係る半導体装置の実施形態については、以下の本発明に係る半導体装置の製造方法の第１及び第２の実施形態においてさらに詳しく説明する。

図２〜４は、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第１の実施形態を示す断面図である。図２〜４に基づいて、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第１の実施形態について以下に説明する。

シリコン基板２１を用意する。シリコン基板２１は、例えば、結晶方位（１００）面で、厚さ４００μｍのものが使用される。そして、シリコン基板２１の表面に第１絶縁層２２ａを形成する。この際、熱酸化法によると、裏面にも第１絶縁層２２ｂが形成される。第１絶縁層として、例えば、熱酸化により膜厚０．２μｍの熱酸化膜が成膜される。（工程（１Ａ）、図２（ａ））

シリコン基板２１の表面に形成された第１絶縁層２２ａの上に、ダイヤフラム膜２３を成膜し、所定の形状に加工する。ダイヤフラム膜２３として、例えば、０．１μｍの窒化シリコン膜と、振動電極を構成する１．０μｍのポリシリコン膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を用いて積層して堆積する。そして、積層されたダイヤフラム膜２３を既知のリソグラフィおよびエッチング技術を用いて所定の形状に加工する。ここで、ダイヤフラム膜２３の所定の形状は、例えば、直径１０４０μｍの円形状とする。（工程（１Ｂ）、図２（ｂ））

第１絶縁層２２ａと第１絶縁層２２ａの上に成膜されたダイヤフラム膜２３の上に、第２絶縁層２４を形成する。第２絶縁層２４として、例えば、膜厚３μｍのＮＳＧ（Non-doped Silicate Glass）膜を堆積する。（工程（１Ｃ）、図２（ｃ））

第２絶縁層２４の上に、バックプレート膜２５となる膜を形成する。バックプレート膜２５となる膜として、例えば、固定電極を構成する膜厚１μｍのポリシリコン膜２５ａと膜厚０．２μｍの窒化シリコン膜２５ｂを堆積し、ダイヤフラム膜２３の上面で既知のリソグラフィおよびエッチング技術を用いて、ポリシリコン膜２５ａと窒化シリコン膜２５ｂとを所定の大きさに加工してバックプレート膜２５を形成する。バックプレート膜２５の大きさは、例えば、ダイヤフラム膜２３よりも小さい直径１ｍｍの円形状とする。また、バックプレート膜２５には、ダイヤフラム膜２３の振動を妨げないように、バックプレート膜２５の表裏を連通する複数の貫通孔２５ｃが形成される。貫通孔２５ｃの大きさは、例えば、直径５．０μｍの円形状とする。（工程（１Ｄ）、図２（ｄ））

次に、金属膜を成膜し、成膜された金属膜を加工して振動電極３と固定電極５とそれぞれ接続される電極部８を形成する。例えば、スパッタリング法により膜厚１．０μｍのアルミニウム膜を成膜し、既知のリソグラフィおよびエッチング技術を用いてアルミニウム膜を所定の形状に加工し、電極部８を形成する。なお、この際、ＭＥＭＳマイクロフォンの各チップの間に設けられるストリート部２８において、第２絶縁層２４を除去し、第１絶縁層２２ａを露出させておくと、後述する個片化の際、好適である。（工程（１Ｅ）、図３（ａ））

ＭＥＭＳデバイスが形成されたシリコン基板２１の表側に、アルカリ溶液に耐性のある接着材料３１を塗布し、仮支持基材３２を貼り付ける。ここで、例えば、接着材料３１には、アクリル系の接着材料を用い、仮支持基材３２には、無アルカリガラスにより形成されるガラス板を用いる。（工程（１Ｆ）、図３（ｂ））

シリコン基板２１の裏側にある第１絶縁層２２ｂを除去する。そして、例えば、ＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）等のアルカリ液を用いるウエットエッチングによりシリコン基板２１を全て除去し、シリコン基板２１の表側に形成された第１絶縁層２２ａを露出させる。（工程（１Ｇ）、図３（ｃ））

露出した第１絶縁層２２ａの表面に、第３絶縁層３３を形成する。例えば、永久レジスト材料である感光性樹脂材料を塗布することにより第３絶縁層３３を形成しても良い。その際、フォトリソグラフィー技術を用いて、この感光性樹脂材料を加工して、バックチャンバー１１とバックチャンバー側壁となる構造材３３を形成する。この構造材３３は、半恒久的に長期間にわたってＭＥＭＳマイクロフォンのバックチャンバー側壁として使用可能である。バックチャンバー１１の開口は、例えば、直径１ｍｍで、深さ２００μｍの円柱形状に形成される。また、半永久的に長期間使用できるレジスト材料として、例えば、東京応化工業製のＴＭＭＲ−２０００が、使用される。（工程（１Ｈ）、図４（ａ））

ここで、バックチャンバーとバックチャンバー側壁を、例えば、エポキシ系樹脂等の材料をディスペンス方式又はインクジェット方式に吐出して形成しても良い。また、樹脂、又はガラス等の基板を予めバックチャンバーの形状に加工し、接合技術を用いて貼り合わせてバックチャンバーを形成しても良く、さらに、絶縁材料に限らずシリコン等の基板を予めバックチャンバーの形状に加工し、接合技術を用いて貼り合わせてバックチャンバーを形成しても良い。また、感光性樹脂等を塗布してナノインプリント技術を用いてモールド金型を押圧してバックチャンバーを形成しても良い。（工程（１Ｈ）、図４（ａ））

シリコン基板をウエットエッチングする代わりに、樹脂、又はガラス等の基板を加工してバックチャンバーを形成することにより、シリコンの結晶の性質に伴う加工角度依存性に制約されなくなるので、バックチャンバーをより微細に形成することが可能になる。（工程（１Ｈ）、図４（ａ））

ＭＥＭＳマイクロフォンの振動電極３、固定電極５等が形成された仮支持基材３２を接着用樹脂３１を溶解する溶液に侵漬して、仮支持基材３２を除去する。ここで、溶液にはＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）が用いられる。（工程（１Ｉ）、図４（ｂ））

バックプレート膜の貫通孔２５ｃを通して、第２絶縁層２４をウエットエッチングし、エッチングにより除去された部分が、バックプレート膜とダイヤフラム膜との間に設けられるエアギャップ４に加工される。また、エッチングにより残された部分が、バックプレート膜を支持するスペーサ６に加工される。エッチングには、例えば、フッ化アンモニウムと酢酸の混酸水溶液が使用される。これらの加工により、ＭＥＭＳマイクロフォンが形成される。ここで、ストリート部２８に露出する第１絶縁層２２ａも除去される。（工程（１Ｊ）、図４（ｃ））

その後、構造体３３のみをダイシングブレードを用いて個片化する。構造体３３は、感光性樹脂材料で構成されており、シリコン半導体の切削と比較して、歩留まりの高い個片化が可能となる。

次に、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第２の実施形態について説明する。本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第２の実施形態について、工程（２Ａ）〜（２Ｇ）は、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第１の実施形態の工程（１Ａ）〜（１Ｇ）と同様なので説明を省略し、工程（２Ｈ）以降について説明する。図５は、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第２の実施形態の工程（２Ｈ）以降を示す図である。図５に基づいて、本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第２の実施形態の工程（２Ｈ）以降について説明する。

本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第１の実施形態の工程（１Ｈ）と同様に、露出した第１絶縁層２２ａの裏面に、第３絶縁層３３を形成する。例えば、半永久的に長期間使用できるレジスト材料である感光性樹脂材料を塗布することにより第３絶縁層３３を形成しても良い。その際、フォトリソグラフィー技術を用いて、この感光性樹脂材料を加工して、バックチャンバー１１とバックチャンバー側壁１２を形成する。このバックチャンバー側壁１２は、半恒久的に長期間にわたってＭＥＭＳマイクロフォンのバックチャンバー側壁として使用可能である。バックチャンバー１１の開口は、例えば、直径１０００μｍで、深さ２００μｍの円柱形状に形成される。また、半永久的に長期間使用可能なレジスト材料として、例えば、東京応化工業製のＴＭＭＲ−２０００が、使用される。

ここで、バックチャンバー１１とバックチャンバー側壁１２を、例えば、エポキシ系樹脂等の材料をディスペンス方式又はインクジェット方式に吐出して形成しても良い。また、樹脂、又はガラス等の基板を予めバックチャンバーの形状に加工し、接合技術を用いて貼り合わせてバックチャンバーを形成しても良く、さらに、絶縁材料に限らずシリコン等の基板を予めバックチャンバーの形状に加工し、接合技術を用いて貼り合わせてバックチャンバーを形成しても良い。また、感光性樹脂等を塗布してナノインプリント技術を用いてモールド金型を押圧してバックチャンバーを形成しても良い。

シリコン基板をウエットエッチングする代わりに、樹脂、又はガラス等の基板を加工してバックチャンバーを形成することにより、シリコンの結晶の性質に伴う加工角度依存性に制約されなくなるので、バックチャンバーをより微細に形成することが可能になる。

本発明に係るＭＥＭＳマイクロフォンの製造方法の第２の実施形態の工程（２Ｈ）では、ＭＥＭＳマイクロフォンをチップ化するために、チップ間のストリート部２９にバックチャンバー側壁１２を構成する材料が存在しないように、チップ間のストリート部２９にも開口を形成する。（工程（２Ｈ）、図５（ａ））

ＭＥＭＳマイクロフォンのバックチャンバー側壁１２に、第２の仮支持基材３４を貼り付ける。第２の仮支持基材３４は、例えば、紫外線（ＵＶ）照射等により剥離可能な粘着性テープとしても良い。（工程（２Ｉ）、図５（ｂ））

ＭＥＭＳマイクロフォンが形成された仮支持基材３２を、接着用樹脂３１を溶解する溶液に侵漬して、第１（？）の仮支持基材３２を除去する。ここで、溶液にはＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）が用いられる。この仮支持基材を３２除去する工程では、ＭＥＭＳマイクロフォンのデバイス層、バックチャンバー側壁１２、第２の仮支持基材３４が剥離することがないようにする。（工程（２Ｊ）、図５（ｃ））

バックプレート膜の貫通孔２５ｃを通して、第２絶縁層２４をエッチングし、エッチングにより除去された部分が、バックプレート膜とダイヤフラム膜との間に設けられるエアギャップ４に加工される。また、エッチングした後に残された部分が、バックプレート膜を支持するスペーサ６に加工される。この際、ＭＥＭＳマイクロフォンのストリート部２８にある第２絶縁層２４、第１絶縁層２２ａも除去される。これにより、ステルスダイシング技術を使用せずにＭＥＭＳマイクロフォンのチップ化が可能となる。これらの加工により、ＭＥＭＳマイクロフォンが形成される。エッチングには、例えば、フッ化アンモニウムと酢酸の混酸水溶液が使用される。これらの加工により、ＭＥＭＳマイクロフォンが形成される。（工程（２Ｋ）、図５（ｄ））

１：ＭＥＭＳマイクロフォン、３：振動電極、４：エアギャップ、５：固定電極、６：スペーサ、８：電極部、１１：バックチャンバー、１２：バックチャンバー側壁、２１：シリコン基板、２２ａ：第１絶縁層（表）、２２ｂ：第１絶縁層（裏）、２３：ダイヤフラム膜、２４：第２絶縁層、２５：バックプレート膜、２５ａ：ポリシリコン膜、２５ｂ：シリコン窒化膜、２５ｃ：貫通孔、２８：ストリート部、２９：ストリート部、３１：接着材料、３２：第１の仮支持基材、３３：構造材、３４：第２の仮支持基材、６１：従来のＭＥＭＳマイクロフォン、６３：振動電極、６４：エアギャップ、６５：固定電極、６６：スペーサ、６８：電極部、７１：バックチャンバー、７２：バックチャンバー側壁、８１：シリコン基板、８２：第１絶縁層、８３：ダイヤフラム膜、８４：第２絶縁層、８５：バックプレート膜、８５ａ：ポリシリコン膜、８５ｂ：シリコン窒化膜、８５ｃ：貫通孔、９０：従来のＭＥＭＳマイクロフォン、９１：バックチャンバー、９２：バックチャンバー側壁

Claims

音圧によって振動し、振動電極を有するダイヤフラム膜と、
音波が通過する複数の貫通孔を備え、前記振動電極とエアギャップを介して対向してコンデンサを形成する固定電極を有するバックプレート膜と、
内側に前記エアギャップを有し、前記ダイヤフラム膜と前記バックプレート膜との間隔を保持するスペーサと、
前記振動電極及び前記固定電極と接続される電極部と、
前記振動電極と対向する位置にバックチェンバーとなる開口と、前記開口の側面に前記ダイヤフラム膜に対して直角であるバックチェンバー側壁とを有する支持基板を備えたことを特徴とするＭＥＭＳマイクロフォン。
ＭＥＭＳマイクロフォンを製造する方法であって、
シリコン基板の表面に第１絶縁層を形成する工程（Ａ）と、
前記第１絶縁層の上に、振動電極を有するダイヤフラム膜を形成する工程（Ｂ）と、
前記第１絶縁層と前記ダイヤフラム膜の上に第２絶縁層を形成する工程（Ｃ）と、
前記第２絶縁層の上に、貫通孔を備え固定電極を有するバックプレート膜を形成する工程（Ｄ）と、
金属膜を堆積し、前記振動電極および前記固定電極と接続する電極部を形成するとともに、ＭＥＭＳマイクロフォンをチップ化するためにチップの間に設けられるストリート部に堆積している前記金属膜、前記バックプレート膜、及び前記第２絶縁層を除去し、前記シリコン基板の表面の第１絶縁層を露出する工程（Ｅ）と、
前記バックプレート膜と前記電極部の上に、接着材料により仮支持基材を貼り付ける工程（Ｆ）と、
前記シリコン基板を全てエッチングにより除去し、シリコン基板の表面に形成された前記第１絶縁層を露出させる工程（Ｇ）と、
露出した前記第１絶縁層の表面に、第３絶縁層を形成し、前記第１絶縁層を挟んで前記振動電極と対応する位置にある前記第３絶縁層を除去して、バックチャンバーとバックチャンバー側壁となる層を形成する工程（Ｈ）と、
前記仮支持基材を除去する工程（Ｉ）と、
前記バックプレート膜の貫通孔からエッチングにより前記第２絶縁層の一部を除去し、エアギャップとスペーサを形成する工程（Ｊ）と、
を含むことを特徴とするＭＥＭＳマイクロフォンを製造する方法。
工程（Ｈ）が、
露出した前記第１絶縁層の表面に、第３絶縁層を形成し、前記第１絶縁層を挟んで前記振動電極と対応する位置にある前記第３絶縁層を除去するとともに、前記ストリート部にある前記第３絶縁層を除去して、バックチャンバーとバックチャンバー側壁を形成する工程（Ｈ１）と、
前記バックチャンバー側壁に、第２の仮支持基材を貼り付ける工程（Ｈ２）と、
を含むことを特徴とする請求項２記載のＭＥＭＳマイクロフォンを製造する方法。