JP2015177382A - 素子電極が貫通配線と繋がったデバイス、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素子と貫通配線部分を高密度でも配置することが可能なデバイスなどを提供する。
【解決手段】素子３の電極が基板１内の貫通配線と電気的に接続されているデバイス１２の製造方法で、貫通孔４が形成された第一の基板１上に素子３が配置された構造体を準備し、導電性のシード層が形成された第二の基板７を準備する。そして、第一の基板に、貫通孔と繋がる開口が形成されるよう壁部６を形成し、シード層と構造体の素子側の面とを接着層８を介して接合し、貫通孔と壁部の内部に入った接着層を除去してシード層を開口の内部において露出させる。シード層を用いて、壁部と貫通孔の内部に電解めっきにより導体９が充填される。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波変換素子などとして用いられる静電容量型トランスデューサ等の素子の電極が貫通配線と電気的に接続されたデバイス、その製造方法などに関する。

近年、マイクロマシニング技術によって様々な素子（センサなど）が製造されている。これらのセンサの多くは、半導体プロセスを用いて作製されている。これらの素子は、素子自体の小型化のみならず、実装部分を含めた小型化が必要となっている。これまでは、回路基板や配線基板と接続するための電極を素子の周囲に配置することが多く、実装部分を含めた面積が大きくなっていた。こうした問題の解決方法の一つとして、貫通配線を基板に形成し、基板表面の素子の配線と基板裏面の配線とを電気的に接続させる方法がある。これにより、基板裏面に電極を形成することができ、実装部分を含め、素子を備えたデバイスの小型化が可能となる。

上記技術に関して、特許文献１は、カンチレバーなどの機能素子が貫通配線基板に形成された場合の貫通配線基板の作製方法を開示している。この作製方法では、支持体上のめっきシード層の表面に形成された接着層（フィルムレジスト）を介して、貫通孔が形成された基板と前記支持体とを接着させる。そして、貫通孔に繋がった領域の接着層を除去した後、貫通孔に銅の柱状電極を形成している。最後に、シード層付き支持体と接着層を貫通配線基板から分離する。また、特許文献２は、機能素子として静電容量型の超音波トランスデューサが貫通配線基板上に形成された場合の製造方法を開示している。この製造方法では、シリコン基板に貫通孔を形成し、配線材料となる多結晶シリコンを貫通孔内部に形成した後、静電容量型の素子を形成している。

特開２００６-１３３３０号公報 特開２０１０-２７２９５６号公報

しかしながら、特許文献１の作製方法では、めっきシード層を露出させるために、貫通孔に繋がった領域の接着層（フィルムレジスト）を除去する際には、接着層の残渣が生じてはならない。また、貫通孔の内部であるため、接着層が除去されたことを確認することが容易ではなく、除去する際にはオーバーエッチングをする必要がある。しかし、オーバーエッチング時間が長くなると、除去する部分の横方向の広がり量を制御することが困難となる。その結果、電極材料が横方向に広がる量のマージンを多く取る必要があり、素子と貫通電極部分を高密度に配置できなくなるということがある。また、特許文献２の製造方法では、多結晶シリコンからなる貫通配線の場合、多結晶シリコンの抵抗率が高いので、貫通配線の抵抗を低くすることが容易ではない。仮に、配線材料に銅を用いた場合でも、基板の両面を研磨するための工程数が増え、コストアップとなってしまうことがある。

上記課題に鑑み、本発明の、素子の電極が基板内の貫通配線と電気的に接続されているデバイスの製造方法は、次の工程を有する。貫通孔が形成された第一の基板上に素子が配置された構造体を準備する工程。導電性のシード層が形成された第二の基板を準備する工程。前記第一の基板に、前記貫通孔と繋がる開口が形成されるよう壁部を形成する工程。前記シード層と前記構造体の前記素子側の面とを接着層を介して接合する工程。前記貫通孔と前記壁部の内部に入った前記接着層を除去して前記シード層を前記開口の内部において露出させる工程。前記シード層を用いて、前記壁部と前記貫通孔の内部に電解めっきにより導体を充填する工程。

また上記課題に鑑み、本発明の、素子の電極が基板の貫通孔内の貫通配線と電気的に接続されているデバイスは、前記基板の前記素子が配置された面に、前記貫通孔と繋がった開口を有する壁部が形成され、前記壁部の開口と前記貫通孔の内部に、前記貫通配線をなす導体が充填されている。

本発明によれば、素子が形成される基板の貫通孔に繋がって前記壁部を形成し、前記第二の基板と前記構造体の素子側の面とを接着層を介して接合する。そして、貫通孔と開口の内部の接着層を除去してシード層を露出させた後、貫通孔の内部に導体を充填する。壁部により、前記構造体の素子側の面において導体が貫通孔の外周よりも横方向に広がるのを抑制できる。従って、素子と貫通配線部分を高密度でも配置することが可能となる。

素子が基板内の貫通配線と繋がった本発明のデバイスの例を説明する図。 本発明のデバイスの製法の例を説明する断面図。 本発明のデバイスの製法の例を説明する断面図。 本発明のデバイスの製法の実施例１を説明する断面図。 本発明のデバイスの製法の実施例１を説明する断面図。 本発明のデバイスの製法の実施例２を説明する断面図。 本発明の被検体情報取得装置の実施例を示す図。

本発明の、素子の電極が基板内の貫通配線と電気的に接続されているデバイスの製造方法では、貫通孔を有する第一の基板上に素子が配置された構造体を準備し、導電性のシード層を有する第二の基板を準備する。そして、第一の基板に、貫通孔と繋がる開口が形成されるよう環状の突起部などの壁部を形成し、シード層と構造体の素子側の面とを接着層を介して接合し、貫通孔と壁部の内部に入った接着層を除去してシード層を開口の内部において露出させる。この露出したシード層を用いて、壁部と貫通孔の内部に電解めっきにより導体を充填する。貫通孔と繋がる開口を有する壁部により、構造体の素子側の面において導体が貫通孔の外側に広がるのを抑制でき、素子と貫通配線部分を高密度でも配置することができるようになる。

本発明の一実施形態の、素子が基板の貫通孔内の貫通配線と繋がったデバイスの作製方法が適用された電気機械変換装置付きデバイスを図１（a）、（b）に示す。図１（a）は、素子である静電容量型トランスデューサなどの電気機械変換装置付きデバイスの断面図を示し、図１（b）は、貫通孔４付近の上面図を示す。電気機械変換装置は、例えば、第一の電極と対向して間隙を挟んで設けられた第二の電極を含む振動膜が振動可能に支持された構造をもつセルを有する静電容量型トランスデューサなどである。電気機械変換装置を備えるデバイス１２は、基板１の能動面（素子が配置される面）の絶縁層２上に機能素子３が形成されている。基板１は、例えば、シリコンウエハやガラスを用いることができる。基板１がガラス基板の場合には、絶縁層２を形成しなくてもよい。絶縁層２として、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁材料を用いることができる。機能素子３としては、種類の電気機械変換可能な素子の他に、トランジスタ等を備えることもできる。機能素子３と接続された上配線１０は、絶縁膜５によって基板１と絶縁された状態の貫通孔４の内部の導体９と電気的に接続し、さらに、基板１の能動面とは反対側の裏面の下配線１１と電気的に接続されている。貫通配線として機能する導体９は電解めっき法を用いて形成することができるが、コストや低抵抗化を考慮すると銅を主材料とした材料を用いることが望ましい。上配線１０と下配線１１は、金属や合金であればよく、アルミニウムを主材料とした低抵抗な材料が望ましい。貫通孔の内壁面及び基板の裏面の絶縁膜５としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などを用いることができる。

さらに、環状の突起部などである壁部６は、基板１の能動面において貫通孔４の外周線にその内周が接触するように、或いは、その内周が貫通孔４の外周線を包含するように、形成されている。すなわち、壁部は貫通孔の外周の近傍に貫通孔を囲むように形成されている。壁部６は、貫通孔４内に導体９を形成する際に必要であって、導体９を形成した後の工程において除去してもよい。以上の構成において、貫通孔４の外周線に、その内周が接触または包含して壁部６が形成されている状態を、その開口と貫通孔４とが繋がって壁部６が形成されていると記す。壁部６は、ドライフィルムレジスト、レジスト、ポリイミドなどの絶縁膜を用いることができる。この構成により、貫通孔４と繋がっている開口をもつ壁部６によって、導体９が基板１の能動面で横方向に広がるのを抑制でき、素子と貫通配線部分を高密度に配置が可能なデバイスを作製することができる。図１（a）では、１つの機能素子３に対して貫通配線が１つ配置されているが、１つの機能素子に対して複数本の貫通配線があってもよく、また、複数の機能素子に対して、１本または複数本の貫通配線が形成されていてもよい。

本発明のデバイスの作製方法の例について、図２−１（a）〜（g）と図２−２（h）〜（l）を用いて説明する。図２−１（a）では、第一の基板１を準備し、さらに、基板１の上下面上に絶縁層２を形成する。例えば、基板１はシリコンウエハやガラスを用いることができる。基板１がガラス基板の場合には、絶縁層２を形成しなくてもよい。基板１の厚さは、例えば、１００〜１０００μｍである。基板１がシリコンウエハの場合には、高抵抗シリコンや、低抵抗シリコンのいずれかによって構成されてもよい。ここでは、基板１は、抵抗率が０．１Ωｃｍ以下の低抵抗シリコンによって構成されている場合を例にする。絶縁層２として、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁材料を形成する。絶縁層２は、単層膜または多層膜から構成することができる。ここでは絶縁層２として、例えば、熱酸化により厚さ０．１〜１μｍのシリコン酸化膜を形成する。次に、基板１の能動面の絶縁層２上に機能素子３を形成する。機能素子３として、様々な種類の電気機械変換可能な素子やその他の素子を備えたものを形成することができる。

さらに、図２−１（b）で示すように、シリコンの深堀イオンエッチング（Ｄ-ＲＩＥ：Ｄｅｅｐ-Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術を用いて貫通孔４を形成する。例えば、貫通孔４の横断面形状が円形の場合は、直径は１０〜１００μｍである。貫通孔は、円形であっても多角形などであってもよく、縦断面形状は垂直であっても、テーパーがあってもよい。また、必要に応じて、貫通穴４の内壁面を平滑にしてもよい。さらに、図２−１（c）で示すように、貫通孔４の内壁に絶縁膜５を形成する。絶縁膜５は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化アルミ、五酸化タンタルなどの絶縁性の高いものが望ましく、機能素子３を形成する温度以下で形成することが望ましい。絶縁層５の厚さは、電気機械変換素子などの性能に応じて決めることができる。絶縁膜５の厚さは、例えば、０．１〜４μｍである。シリコン酸化膜を形成する場合には、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法がある。絶縁膜５は、単層膜でも多層膜でもよく、必要に応じて、貫通孔４の内壁と絶縁膜５の間に、密着層や導体９の拡散を防ぐためのバリア層を形成してもよい。本実施形態では、絶縁膜５は、基板１の裏面にも形成されている。

次に、図２−１（d）で示すように、壁部６を、その開口が貫通孔４と繋がるように形成する。壁部６は、ドライフィルムレジスト、フォトレジスト、ポリイミドなどの樹脂や、絶縁材料、金属材料などを用いてよいが、絶縁性がある方が望ましい。壁部６は、例えば、ネガ型のドライフィルムレジストをラミネート法、ローラ圧着法により基板１の能動面に貼り付けた後、露光、現像、キュアを行うことで形成する。ドライフィルムレジストの膜厚は、例えば、５〜２０μｍであるが、機能素子３の高さより厚さがあればよい。図２−１（d）の工程にて壁部６を形成しているが、図２−１（b）の貫通孔４を形成する工程の前や、図２−１（c）の絶縁膜５を形成する工程の前であってもよい。壁部６の横方向の厚みは、導体を形成する際に剥離しない厚みがあればよい。機能素子３の形成についても、図２−１（b）の貫通孔４を形成する工程の後や、図２−１（c）の絶縁膜５を形成する工程の後や、図２−１（d）の壁部６を形成する工程の後であってもよい。この際、適宜の個所にマスクを施してもよい。

さらに、図２−１（e）で示すように、少なくとも表面に導電性を有する第二の基板（すなわち、導電性のシード層が形成された第二の基板）である支持体７を準備する。支持体７は、金属、絶縁材料などを用いることができるが、絶縁材料の場合、絶縁材料の表面にシード層として金属膜を形成する必要がある。支持体７の材料として、例えば、ステンレス、ニッケル、チタンなどを使用することができるが、この後の導体９を形成する工程でめっき液に対する耐性のある材料を選ぶのが望ましい。

さらに、図２−１（f）で示すように、支持体７の導電性を有する面（シード層）に接着層８を形成する。接着層８として、非イオン性界面活性剤を用いることができ、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテルや、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。接着層８は、ディップ法やスピンコート法やスプレーコート法などによって形成することができる。接着層の厚さは、例えば、４〜２０μｍで、十分な接着強度が得られる厚さであればよい。

さらに、図２−１（g）で示すように、支持体７の導電性を有する面（シード層）と基板１の壁部６ないし基板１の能動面とを、接着層８の融点以上の温度で荷重をかけながら接合する。例えば、ホットプレート上やオーブンの中で、荷重をかけて貼り合わせることができる。こうすることで、支持体７の導電性を有する面と壁部６との間を隙間なく貼り合わせることができる。接着層は、基板１の能動面に形成してもよい。

次に、図２−２（h）で示すように、貫通孔４及び壁部６の内部の接着層８を除去し、支持体７の導電性を有する面（シード層）を露出させる。接着層８を除去する方法として、非イオン性界面活性剤の可溶性溶媒を貫通孔４に浸入させて溶解させる方法がある。可溶性溶媒として、水、イソプロピルアルコール、アセトン、メタノール、エタノールなどを用いることができるが、酸素プラズマを用いたドライエッチングなどでも除去することができ、接着層８を可溶できればよく、これに限定されるものではない。接着層８を除去する際に、壁部６は貫通孔４と繋がっているため、接着層８を除去する領域を貫通孔４及び壁部６の内側だけにすることができる。

さらに、図２−２（i）で示すように、貫通孔４及び壁部６の内側の支持体７の導電性を有するシード層の面から電解めっきにより、貫通孔４の内部に導体９を充填する。導体９は、例えば、銅、ニッケルなどやこれらの合金を主材料とした材料を用いることができる。壁部６は、貫通孔４と繋がっているため、めっき液中の非イオン性界面活性剤の可溶性溶媒が、接着層８を除去することがなく、導体９が充填される貫通配線領域を貫通孔４の内側だけにすることができる。これにより、基板１の能動面において導体９が貫通孔４の外周よりも横方向に広がるのを抑制でき、素子と貫通配線部分を高密度に配置することができる。

次に、図２−２（j）で示すように、基板１の裏面の貫通孔４から突出した部分を化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ）によって平坦化する。さらに、図２−２（k）で示すように、基板１から支持体７及び接着層８を分離する。非イオン性界面活性剤の融点以上の温度に加熱することで、非イオン性界面活性剤を固体から液体にする。こうすることで、非イオン性界面活性剤に流動性を持たせ、接着層８の接着力を低下させて容易に剥離することができる。

さらに、図２−２（l）で示すように、基板１の能動面とその反対側の裏面に上配線１０と下配線１１をそれぞれ形成し、貫通配線の導体９と電気的に接続させる。上配線１０と下配線１１は、金属や合金であればよく、銅やアルミニウムを主材料とした低抵抗な金属で形成することが望ましい。上配線１０と下配線１１の膜厚は、例えば、０．１〜１μｍである。配線の形成方法として、スパッタ法や真空蒸着法などを用いることができる。

以下、具体的な実施例をあげて本発明をより詳細に説明する。
（実施例１）（静電容量型超音波トランスデューサが形成された場合）
本発明を用いた実施例１として、貫通配線基板上に静電容量型超音波トランスデューサを形成したデバイスの作製方法について、図３−１（a）〜（h）と図３−２（i）〜（k）を用いて説明する。デバイス１００の超音波トランスデューサは、例えば、間隙（キャビティ）を隔てて対向する２つの平行平板電極をセル構造とし、一方の振動可能な電極板の振動により超音波の送受信が可能である。超音波トランスデューサの構成について、図３−１（a）の断面図を用いて説明する。第一の基板であるシリコン基板１０１上に、第１の電極１０３に対して略真空の間隙１０８を隔てて形成された第２の電極１０６を含む振動膜を備える。振動膜は、第２の電極１０６と第１のメンブレン１０５と第２のメンブレン１０７と第３のメンブレン１０９とを備え、振動可能に支持されている。図３−１（a）では、振動膜の構成が４層であるが、３層構成やそれ以外の構成を採ることもできる。さらに、駆動のための配線の例として、第１の電極１０３をバイアス電極とし、第２の電極１０６を信号取り出し電極としている。

作製方法において、シリコン基板１０１上に、該基板と絶縁するため第１の絶縁層１０２を形成する。シリコン基板１０１の厚さは３００μｍで、低抵抗のシリコン基板であることが望ましく、抵抗率は０．１Ωｃｍ以下が良い。絶縁層１０２は、熱酸化によって形成された厚さ１μｍのシリコン酸化膜である。さらに、絶縁層１０２上に第１の電極１０３を形成する。第１の電極１０３は、チタンまたはタングステンをスパッタ法で形成し、厚さは０．０５μｍである。第１の電極１０３の上に、絶縁層１０４を形成してもよい。

さらに、第１のメンブレン１０５と第２のメンブレン１０７と第３のメンブレン１０９は、Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＥ−ＣＶＤ）で成膜されたシリコン窒化膜である。１５０ＭＰａ以下程度の引張り応力になるように形成されている。第１から第３のメンブレンの厚さは、それぞれ０．４μｍ、０．３μｍ、０．７μｍである。間隙１０８の直径は３１μｍで、高さは０．２μｍである。第２の電極１０６は、チタン、アルミニウム、または、アルミニウムを含む合金をスパッタ法で形成し、電極の直径は２７μｍで、厚さは０．１μｍである。

図３−１（a）では、静電容量型超音波トランスデューサが形成された後に、貫通孔１１０を形成している。貫通孔１１０は、シリコンの深堀イオンエッチング（Ｄ−ＲＩＥ）技術を用いて形成する。貫通孔１１０は、横断面形状がほぼ円形であって、その直径が５０μｍである。さらに、貫通孔１１０の内壁面及びシリコン基板１０１の裏面に絶縁膜１１１を形成する。絶縁膜１１１は、貫通孔１１０の内壁の厚さが１μｍになるように、シリコン酸化膜を形成する。この場合、上記メンブレンの成膜温度以下で膜を形成できるように、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて形成する。

さらに、図３−１（b）で示すように、壁部１１２を貫通孔１１０と繋がるように形成する。壁部１１０は、ネガ型のドライフィルムレジストをラミネート法により基板１０１の能動面に貼り付けた後、露光、現像、キュアを行い形成する。ドライフィルムレジストの膜厚は、５μｍであるが、静電容量型超音波トランスデューサよりも高さがあればよい。さらに、図３−１（c）で示すように、導電性のシート層を有する第二の基板である支持体１１３を準備する。支持体１１３として、厚さ３００μｍのステンレス板を用いた。さらに、図３−１（d）で示すように、支持体１１３のどちらか一方の面に非イオン性界面活性剤の接着層１１４を形成する。非イオン性界面活性剤の接着層１１４として、ポリオキシエチレンラウリルエーテルを用いた。シクロペンタノンとアセトンの混合溶媒に溶解させたポリオキシエチレンラウリルエーテルを支持体１１４にスピンコートし、３０分間放置して固体のポリオキシエチレンラウリルエーテルの層を形成する。

次に、図３−１（e）で示すように、支持体１１３と壁部１１２とを、７５℃の真空オーブン中の減圧下で荷重をかけながら貼り合わせる。こうすることで、支持体１１３の表面と壁部１１２との間に隙間なく、強固に貼り合わせることができる。これにより、めっきのシード層となる導電層を形成することができる。さらに、図３−１（f）で示すように、支持体１１３が接合された構造体を水に浸漬し、貫通孔１１０と壁部１１２の内側にある接着層１１４を溶解させる。このとき、壁部１１２が貫通孔１１０と繋がって形成されているため、接着層１１４を除去する領域を貫通孔１１０及び壁部１１２の内側のみに限定できる。

さらに、図３−１（g）で示すように、貫通孔１１０及び壁部１１２の内側の導電性の支持体１１３から、硫酸銅めっき液を用いた銅のめっきによって、貫通孔１１０の内部に銅１１５を充填する。壁部１１２が貫通孔１１０と繋がって形成されているため、めっき液中の非イオン性界面活性剤の可溶性溶媒が、貫通孔１１０の外側の接着層１１４を溶解せず、導体１１５が充填される貫通配線領域を貫通孔１１０の内側だけにすることができる。これにより、基板１０１の素子の形成される能動面において、導体１１５が貫通孔１１０の外周よりも横方向に広がるのを抑制でき、素子と貫通配線部分を高密度に配置することができる。さらに、図３−１（h）で示すように、めっき後に基板１０１の裏面の貫通孔１１０から突出した部分を化学機械研磨（ＣＭＰ）によって平坦化する。

次に、図３−２（i）で示すように、基板１０１から、支持体１１３及び接着層１１４を剥離する。剥離の方法として、８０℃のホットプレート上に化学機械研磨後の基板を置き、基板に対して水平方向に力を加えて基板をずらして行った。こうすることで、容易に基板１０１と支持体１１３とを剥離することができる。さらに、図３−２（j）で示すように、導体１１５と第２の電極１０５、及び導体１１５と第１の電極１０３をそれぞれ電気的に接続させるための電極孔１１６a、１１６bを形成する。電極孔１１６a、１１６bは、ケミカルドライエッチング装置を用いて形成する。

さらに、図３−２（k）で示すように、基板１０１の能動面と裏面に上配線１１７a、１１７bと下配線１１８a、１１８bを形成し、それぞれ貫通配線の導体１１５と電気的に接続させる。上配線１１７a、１１７bと下配線１１８a、１１８bは、アルミニウムまたはアルミニウム合金をスパッタ法で形成し、配線の膜厚は０．５μｍである。

（実施例２）（壁部を除去する場合）
本発明の実施例２の作製方法を図４を用いて説明する。実施例２は、本発明の実施例１の図３−２（i）の工程までの製法と同じであるが、壁部１１２を除去するという点で異なる。壁部１１２を除去する方法として、酸素プラズマによるアッシングによって除去する。図４では、壁部１１２を除去した場合の構成になっており、基板１０１の能動面と裏面に上配線１１９a、１１９bと下配線１２０a、１２０bを形成し、それぞれ貫通配線の導体１１５と電気的に接続させる。壁部１１２を除去することにより、接続部の信頼性を高められるといった効果がある。すなわち、上配線１１９a、１１９bとの接続領域を、導体１１５の上面以外にも増やすことができる。例えば、基板１０１の能動面から突出した導体１１５の側壁と電気的に接続することができる。こうすることで、導体１１５が基板１０１から突出する領域が多くなっても、安定した電気的接続が可能となる。その他の点は実施例１と同じである。

（実施例３）
図５（ａ）は、光音響効果を利用した被検体情報取得装置の実施例を示したものである。光源２０１０から発振したパルス光は、レンズ、ミラー、光ファイバー等の光学部材２０１２を介して、被検体２０１４に照射される。被検体２０１４の内部にある光吸収体２０１６は、パルス光のエネルギーを吸収し、音響波である光音響波２０１８を発生する。プローブ（探触子）２０２２内の本発明の電気機械変換装置を含むデバイス２０２０は、光音響波２０１８を受信して電気信号に変換し、信号処理部２０２４に出力する。信号処理部２０２４は、入力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部２０２６へ出力する。データ処理部２０２６は、入力された信号を用いて被検体情報（光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した特性情報）を画像データとして取得する。ここでは、信号処理部２０２４とデータ処理部２０２６を含めて、処理部という。表示部２０２８は、データ処理部２０２６から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。以上のように、本例の被検体の情報取得装置は、本発明によるデバイスと、光源と、処理部と、を有する。そして、デバイスは、光源から発振した光が被検体に照射されることにより発生する光音響波を受信して電気信号に変換し、処理部は、電気信号を用いて被検体の情報を取得する。

図５（ｂ）は、音響波の反射を利用した超音波エコー診断装置等の被検体情報取得装置を示したものである。プローブ（探触子）２１２２内の本発明の電気機械変換装置を含むデバイス２１２０から被検体２１１４へ送信された音響波は、反射体２１１６により反射される。デバイス２１２０は、反射された音響波（反射波）２１１８を受信して電気信号に変換し、信号処理部２１２４に出力する。信号処理部２１２４は、入力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部２１２６へ出力する。データ処理部２１２６は、入力された信号を用いて被検体情報（音響インピーダンスの違いを反映した特性情報）を画像データとして取得する。ここでも、信号処理部２１２４とデータ処理部２１２６を含めて、処理部という。表示部２１２８は、データ処理部２１２６から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。以上のように、本例の被検体の情報取得装置は、本発明のデバイスと、該デバイスが出力する電気信号を用いて被検体の情報を取得する処理部と、を有し、該デバイスは、被検体からの音響波を受信し、電気信号を出力する。

なお、プローブは、機械的に走査するものであっても、医師や技師等のユーザが被検体に対して移動させるもの（ハンドヘルド型）であってもよい。また、図５（ｂ）のように反射波を用いる装置の場合、音響波を送信するプローブは受信するプローブと別に設けてもよい。さらに、図５（ａ）と図５（ｂ）の装置の機能をどちらも兼ね備えた装置とし、被検体の光学特性値を反映した被検体情報と、音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報と、をどちらも取得するようにしてもよい。この場合、図５（ａ）のデバイス２０２０が光音響波の受信だけでなく、音響波の送信と反射波の受信を行うようにしてもよい。

１・・第一の基板（基板）、３・・素子（電気機械変換装置）、４・・貫通孔、６・・壁部、７・・第二の基板（支持体）、８・・接着層、９・・導体（貫通配線）、１２・・デバイス

Claims (17)

1. 素子の電極が基板内の貫通配線と電気的に接続されているデバイスの製造方法であって、
   貫通孔が形成された第一の基板上に前記素子が配置された構造体を準備する工程と、
   導電性のシード層が形成された第二の基板を準備する工程と、
   前記第一の基板に、前記貫通孔と繋がる開口が形成されるよう壁部を形成する工程と、
   前記シード層と前記構造体の前記素子側の面とを接着層を介して接合する工程と、
   前記貫通孔と前記壁部の内部に入った前記接着層を除去して前記シード層を前記開口の内部において露出させる工程と、
   前記シード層を用いて、前記壁部と前記貫通孔の内部に電解めっきにより導体を充填する工程と、
   を有することを特徴とする製造方法。
2. 前記構造体から前記第二の基板を分離する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記構造体から前記第二の基板を分離した後に、前記壁部を除去する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記貫通孔の内壁面に絶縁膜が形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の製造方法。
5. 前記壁部は絶縁性を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の製造方法。
6. 前記導体は金属であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の製造方法。
7. 前記壁部は前記貫通孔の外周の近傍に前記貫通孔を囲むように形成することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の製造方法。
8. 前記素子は静電容量型トランスデューサであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の製造方法。
9. 前記導体を充填する工程のあとに、前記構造体の前記素子側の面と反対側の面を化学機械研磨する工程を有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の製造方法。
10. 前記構造体の前記素子側の面に、前記壁部が形成されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の製造方法。
11. 前記第二の基板のシード層に前記接着層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の製造方法。
12. 前記壁部は前記素子より高く形成されることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の製造方法。
13. 素子の電極が基板の貫通孔内の貫通配線と電気的に接続されているデバイスであって、
    前記基板の前記素子が配置された面に、前記貫通孔と繋がった開口を有する壁部が形成され、
    前記壁部の開口と前記貫通孔の内部に、前記貫通配線をなす導体が充填されていることを特徴とするデバイス。
14. 前記素子は電気機械変換装置であることを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記電気機械変換装置は、第一の電極と対向して間隙を挟んで設けられた第二の電極を含む振動膜が振動可能に支持された構造をもつセルを有する静電容量型トランスデューサであることを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
16. 請求項１４または１５に記載のデバイスと、処理部と、を有し、
    前記電気機械変換装置は、被検体からの音響波を受信して電気信号に変換し、
    前記処理部は、前記電気信号を用いて被検体の情報を取得することを特徴とする被検体情報取得装置。
17. 光源をさらに有し、
    前記電気機械変換装置は、前記光源からの光が被検体に照射されることにより発生する光音響波を受信して電気信号に変換することを特徴とする請求項１６に記載の被検体情報取得装置。