JP2021146405A - Ｍｅｍｓデバイス及びｍｅｍｓモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＥＭＳデバイスの低コスト化を可能とする技術を提供する。【解決手段】本発明のＭＥＭＳデバイス２０は、湿式エッチングによって加工されたガラス基板２１と、前記ガラス基板２１上に設けられたＭＥＭＳ素子２２とを備え、前記ガラス基板２１は以下の組成：ＳｉＯ２５５乃至８５質量％、Ａｌ２Ｏ３１乃至２０質量％、Ｂ２Ｏ３５乃至１８質量％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ ０乃至１５質量％、アルカリ金属酸化物 ０乃至１０質量％、及びその他成分 ０乃至１０質量％を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス及びＭＥＭＳモジュールに関する。

圧力センサ、加速度計及びマイクロフォンなどの機能を有するＭＥＭＳデバイスは、微細加工技術によって製造している。ＭＥＭＳデバイスの基板としては、特許文献１に記載されているようにシリコン基板を使用することが一般的である。シリコン基板を使用すると、半導体プロセスを利用した微細加工が可能である。

例えば、ＭＥＭＳ素子を形成したシリコンウェハをチップへと個片化するには、ダイシングブレードを使用したダイシングを行うか、又は、スクライビングツールを使用してスクライブして、これによって形成した溝の位置でウェハを割断する。また、凹部や孔の形成には、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチングを利用する。

有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどのディスプレイには、特許文献２に記載されているように、ガラス基板を使用することが一般的である。ディスプレイの製造では、大判ガラス基板は、一般的にスクライブで個片化する。

ガラス基板に対する加工には、レーザを利用することがある。例えば、特許文献３及び４には、ガラス基板の一部にレーザビームを照射して、その部分を変質させ、この変質部をエッチングで除去することにより、孔又は溝を形成することが記載されている。

特表２００５−５３５１５２号公報 特開２０１２−４１２１７号公報 特開２００８−１５６２００号公報 国際公開ＷＯ２０１６／１２９２５４号公報

本発明は、ＭＥＭＳデバイスの低コスト化を可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、湿式エッチングによって加工されたガラス基板と、前記ガラス基板上に設けられたＭＥＭＳ素子とを備え、前記ガラス基板は以下の組成：
ＳｉＯ_２ ５５乃至８５質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３ １乃至２０質量％、
Ｂ_２Ｏ_３ ５乃至１８質量％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ ０乃至１５質量％、
アルカリ金属酸化物 ０乃至１０質量％、及び
その他成分 ０乃至１０質量％
を有するＭＥＭＳデバイスが提供される。

ここで、用語「ＭＥＭＳ素子」は、基板上に形成された素子であって、可動部を有し、可動部の動きに応じた電気信号を出力可能であるか又は電圧又は電流の供給により可動部が動く素子を意味する。また、用語「ＭＥＭＳデバイス」は、基板とその上に設けられたＭＥＭＳ素子とを含んだデバイスを意味する。そして、用語「ＭＥＭＳモジュール」は、ＭＥＭＳデバイスと、これが実装された配線基板とを含んだモジュールを意味する。ＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳモジュールは、ＭＥＭＳ素子と電気的に接続された集積回路を更に含んでいてもよく、そのような集積回路を含んでいなくてもよい。

本発明の他の側面によると、前記ガラス基板は以下の組成：
ＳｉＯ_２ ７０乃至８５質量％、
Ａｌ_２Ｏ_３ １乃至１０質量％、
Ｂ_２Ｏ_３ ８乃至１８質量％、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ ０乃至５質量％、
アルカリ金属酸化物 ０乃至５質量％、及び
その他成分 ０乃至５質量％
を有する上記側面に係るＭＥＭＳデバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記ガラス基板は、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＢａＯを含まない上記側面の何れかに係るＭＥＭＳデバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記ガラス基板は、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３とを合計で８６乃至９７質量％の量で含有した上記側面の何れかに係るＭＥＭＳデバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記ガラス基板は、前記湿式エッチングによって加工された端面を有する上記側面の何れかに係るＭＥＭＳデバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記ガラス基板は、前記湿式エッチングによって加工された貫通孔を有する上記側面の何れかに係るＭＥＭＳデバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、前記ＭＥＭＳ素子は、前記貫通孔の位置に設けられた上記側面に係るＭＥＭＳデバイスが提供される。

本発明の更に他の側面によると、上記側面の何れかに係るＭＥＭＳデバイスと、前記ＭＥＭＳデバイスが実装された配線基板とを備えたＭＥＭＳモジュールが提供される。

本発明によると、ＭＥＭＳデバイスの低コスト化を可能とする技術が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳモジュールの平面図である。 図２は、図１に示すＭＥＭＳモジュールのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、図１及び図２のＭＥＭＳモジュールが含んでいるＭＥＭＳデバイスに採用可能な構造の一例を示す断面図である。 図４は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ａを１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図５は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ａを８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図６は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｂを１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図７は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｂを８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図８は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｃを１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図９は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｃを８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１０は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｄを１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１１は、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｄを８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１２は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１３は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１４は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１５は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１６は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１７は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１８は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図１９は、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２０は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ａの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２１は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ａの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２２は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｂの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２３は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｂの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２４は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｃの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２５は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｃの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２６は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｄの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２７は、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｄの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２８は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図２９は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３０は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３１は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３２は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３３は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３４は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの表面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３５は、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３６は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ａの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３７は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｂの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３８は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｂの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図３９は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｃの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４０は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｄの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４１は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｄの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４２は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４３は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４４は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４５は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４６は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４７は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４８は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの表面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図４９は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図５０は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図５１は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの断面の走査電子顕微鏡写真である。 図５２は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図５３は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの断面の走査電子顕微鏡写真である。 図５４は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。 図５５は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの断面の走査電子顕微鏡写真である。 図５６は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、上記側面の何れかをより具体化したものである。なお、以下で参照する図において、同様又は類似した機能を有する要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図において、寸法比や形状は、実物とは異なる可能性がある。

＜ＭＥＭＳモジュール＞
図１は、本発明の一実施形態に係るＭＥＭＳモジュールの平面図である。図２は、図１に示すＭＥＭＳモジュールのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

図１及び図２に示すＭＥＭＳモジュール１は、マイクロフォン装置である。ＭＥＭＳモジュール１は、配線基板１０と、ＭＥＭＳデバイス２０と、集積回路３０と、ボンディングワイヤ４１と、バンプ４２と、リッド５０とを含んでいる。

配線基板１０は、所謂、プリント配線板である。配線基板１０は、絶縁基板１１と、配線パターン１２と、パッド１３、及び端子１４とを含んでいる。

絶縁基板１１は、例えば、有機高分子材料、無機材料、又はそれらの複合体からなる。絶縁基板１１には、その一方の主面から他方の主面まで各々が伸びた孔１１Ｈ１及び１１Ｈ２が設けられている。

絶縁基板１１上には、例えば金属からなる導体層が形成されている。導体層は、絶縁基板１１の各主面を部分的に被覆するとともに、孔１１Ｈ２の側壁を被覆している。導体層のうち、絶縁基板１１の一方の主面を被覆している部分は、配線パターン１２及びパッド１３である。また、導体層のうち、絶縁基板１１の他方の主面を被覆している部分は、端子１４である。

ＭＥＭＳデバイス２０は、配線基板１０に実装されている。ＭＥＭＳデバイス２０は、ガラス基板２１と、ＭＥＭＳ素子２２と、端子２３及び２４とを含んでいる。

ガラス基板２１は、ＭＥＭＳ素子２２を支持するための基板である。ガラス基板２１の材質については、後で詳述する。

ガラス基板２１は、図２に示すように、ＭＥＭＳ素子２２に対応して貫通孔２１Ｈを有している。貫通孔２１Ｈは、絶縁基板１１の孔１１Ｈ１と連通している。貫通孔２１Ｈは、例えば、ＭＥＭＳモジュール１の外側に位置した音源からの音波が、ＭＥＭＳ素子２２へ到達するのを容易にする。以下、ガラス基板２１のＭＥＭＳ素子２２側の主面を「第１主面」と呼び、その反対側の主面を「第２主面」と呼ぶ。

貫通孔２１Ｈは、円形の開口を有している。貫通孔２１Ｈの開口は、他の形状を有していてもよい。

貫通孔２１Ｈは、テーパ形状を有している。この場合、マイクロフォン装置の感度の観点から、貫通孔２１Ｈは、第１主面側の開口の径が、第２主面側の開口の径と比較してより小さいことが好ましい。貫通孔２１Ｈの径は、ガラス基板２１の第１主面から第２主面までの間で、一定であってもよい。

端子２３及び２４は、ガラス基板２１の第１主面上に設けられている。端子２３及び２４は、ＭＥＭＳデバイス２０と電気的に接続されている。

ＭＥＭＳ素子２２は、ガラス基板２１の第１主面上に、貫通孔２１Ｈの一方の開口を塞ぐように設けられている。ＭＥＭＳ素子２２は、ＭＥＭＳマイクロフォンである。後述するように、ＭＥＭＳ素子２２は、振動電極と固定電極とを含んでいる。振動電極及び固定電極は、それぞれ、端子２３及び２４に電気的に接続されている。ＭＥＭＳ素子２２の詳細については、後で説明する。

集積回路３０は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのＩＣ（Integrated Circuit）チップ又はこれを含んだ半導体パッケージの形態にある。ここで、「ＡＳＩＣ」は、特定の用途のために複数の機能回路を１つにまとめて設計及び製造された集積回路である。集積回路３０は、ＭＥＭＳ素子２２が出力する信号を処理する。

集積回路３０は、配線基板１０に実装されている。集積回路３０は、バンプ４２を介してパッド１３に電気的に接続されている。また、集積回路３０は、ボンディングワイヤ４１を介して端子２３及び２４に電気的に接続されている。

リッド５０は、ＭＥＭＳデバイス２０及び集積回路３０を覆うように構成されており、その縁部は、配線基板１０に固着されている。リッド５０は、電気的シールドとして機能するとともに、外部からの物理的接触などからＭＥＭＳ素子２２などを保護する。リッド５０は、集積回路３０を覆うことなしに、ＭＥＭＳデバイス２０を覆うように設けてもよい。リッド５０は、金属材料からなる。リッド５０を配線基板１０に固着する方法としては、例えば半田リフローを利用することができる。

なお、図１及び図２に示すＭＥＭＳデバイス２０は、ＭＥＭＳ素子２２を１つのみ含んでいるが、２以上のＭＥＭＳ素子２２を含んでいてもよい。また、図１及び図２に示すＭＥＭＳモジュール１は、ＭＥＭＳデバイス２０を１つのみ含んでいるが、２以上のＭＥＭＳデバイス２０を含んでいてもよい。同様に、図１及び図２に示すＭＥＭＳモジュール１は、集積回路３０を１つのみ含んでいるが、２以上の集積回路３０を含んでいてもよい。

図１及び図２に示すＭＥＭＳモジュール１では、ＭＥＭＳ素子２２は、可聴域内の音に対して感度を有するマイクロフォンである。ＭＥＭＳ素子２２は、可聴域外の音に対して感度を有する音響センサであってもよい。また、ＭＥＭＳ素子２２は、スピーカ及びアクチュエータのように可動部を電気的に動かすものであってもよい。或いは、ＭＥＭＳ素子２２は、加速度センサ、ジャイロセンサ、傾斜センサ、及び圧力センサなどの音響センサ以外のセンサであってもよい。

図１及び図２に示すＭＥＭＳモジュール１では、配線基板１０に配置されたデバイスは、マイクロフォンとしてのＭＥＭＳデバイス２０であるが、配線基板１０上には、イメージセンサなどの他の１以上のデバイスを更に配置してもよい。即ち、ＭＥＭＳモジュール１は、多機能のモジュールとすることができる。

＜ＭＥＭＳデバイス＞
図３は、図１及び図２のＭＥＭＳモジュールが含んでいるＭＥＭＳデバイスに採用可能な構造の一例を示す断面図である。

図３に示すＭＥＭＳデバイス２０では、ＭＥＭＳ素子２２は、メンブレン（ダイヤフラムともいう）２２０と、バックプレート２２３と、絶縁層２５及び２６と、端子２３及び２４とを含んでいる。

メンブレン２２０は、ガラス基板２１の第１主面上に、貫通孔２１Ｈの一方の開口を覆うように設けられている。

メンブレン２２０は、絶縁層２２０Ａ、導電層２２０Ｂ、及び絶縁層２２０Ｃをこの順に積層した構造を有している。導電層２２０Ｂは、メンブレン２２０の電極、即ち振動電極として機能する。導電層２２０Ｂは、金属材料、例えばモリブデン（Ｍｏ）からなる。絶縁層２２０Ａ及び２２０Ｃは、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ_ｘ）で構成される。なお、この化学式における “ｘ”は、組成比が任意であることを意味している。

バックプレート２２３は、メンブレン２２０の上方に、それらの間に空洞（cavity）２２Ｃを形成するように設置されている。

バックプレート２２３は、導電層２２３Ａ、絶縁層２２３Ｂ、及び保護層２２３Ｃをこの順に積層した構造を有している。導電層２２３Ａは、バックプレート２２３の電極、即ち固定電極として機能する。導電層２２３Ａは、金属材料、例えばモリブデン（Ｍｏ）からなる。絶縁層２２３Ｂは、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮ_ｘ）からなる。保護層２２３Ｃは、例えば、アモルファスシリコンからなる。保護層２２３Ｃは、空洞２２Ｃを形成するための犠牲層（例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ））を湿式エッチングで除去する際に、絶縁層２２３Ｂをエッチングから保護する。

バックプレート２２３は、複数の貫通孔２２３Ｈを有している。これら貫通孔２２３Ｈは、バックプレート２２３の全面に亘って配置されている。貫通孔２２３Ｈは、音圧（又は音波）を通過させて、音圧によるバックプレート２２３の振動を小さくする。

絶縁層２６は、メンブレン２２０上に、空洞２２Ｃを取り囲むように設けられている。絶縁層２６は、バックプレート２２３の縁部を支持している。絶縁層２６は、絶縁層２２３Ｂと一体であり、それらは同一の成膜工程で形成することができる。

絶縁層２５は、導電層２２０Ｂの端面を覆っている。絶縁層２５は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ）からなる。絶縁層２５は、導電層２２０Ｂから導電層２２３Ａ及び端子２４を電気的に絶縁している。

端子２３は、貫通孔２１Ｈから離れた位置で絶縁層２２０Ｃに設けられた貫通孔を介して、導電層２２０Ｂに電気的に接続されている。端子２３には、ボンディングワイヤ４１を介して集積回路３０が電気的に接続される。

端子２４は、導電層２２３Ａを空洞２２Ｃから離れた位置まで引き出してなる。端子２４は、絶縁層２６と保護層２２３Ｃとの積層体に設けられた貫通孔の位置で露出している。端子２４には、ボンディングワイヤ４１を介して集積回路３０が電気的に接続される。

なお、図３には、端子２３及び端子２４が同一断面に配置された構造を描いているが、端子２３及び端子２４の配置は任意である。

＜動作＞
図１乃至図３を参照しながら説明したＭＥＭＳモジュール１は、ＭＥＭＳ素子２２に音波が入力されると、音圧によってメンブレン２２０が振動する。その結果、振動電極である導電層２２０Ｂと固定電極である導電層２２３Ａとの間の距離が変化する。それら電極間の距離が変化すると、それらの間の静電容量が変化する。集積回路３０は、導電層２２０Ｂに電気的に接続された端子２３と、導電層２２３Ａに電気的に接続された端子２４との間に直流電圧を印加し、静電容量の変化を電気的な信号として取り出す。集積回路３０は、この信号を必要に応じて更に処理し、配線基板１０の端子１４を介して外部装置へと出力する。

＜ガラス基板の加工＞
図１乃至図３を参照しながら説明したＭＥＭＳデバイス２０の製造では、貫通孔の形成及び個片化などの目的で、ガラス基板の加工を行う。この加工は、ガラス基板の一部にレーザビームを照射して、その部分を変質させ、この変質部をエッチングで除去することにより行う。この加工方法について、以下に詳述する。

先ず、ガラス基板のうち、上記の変質部を生じさせるべき部分に、レンズで集光したレーザビームを照射する。レーザビームとしては、パルスレーザが出力するレーザビーム（以下、レーザパルスという）を使用することができる。

レーザパルスの照射は、ガラス基板の一方の主面に対してのみ行うことができる。或いは、レーザパルスの照射は、ガラス基板の双方の主面に対して行うこともできる。後者の場合、一方の主面に対するレーザパルスの照射位置と、他方の主面に対するレーザパルスの照射位置とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。製造を簡略化する観点では、レーザパルスの照射は、ガラス基板の一方の主面に対してのみ行うことが好ましい。

パルスレーザとしては、例えば、パルス幅をフェムト秒（１０^−１５秒）オーダとすることが可能なフェムト秒レーザを使用することができる。一例によれば、レーザパルスの波長は１５５０ｎｍとし、パルス幅は５００ｆｓとし、パワーは１０Ｗとし、パルスの繰り返し周波数は２０ｋＨｚとする。

レーザパルスが照射された部分には、照射前のガラスとは状態が異なる変質部が形成される。この変質部は、通常、光学顕微鏡を用いた観察によって他の部分と見分けることが可能である。

この変質部は、レーザパルスの照射によって光化学的な反応が起き、Ｅ’センターや非架橋酸素などの欠陥が生じた部位や、レーザパルスの照射に伴って発生した高温度域における疎なガラス構造が急冷されることにより保たれた部位である。これら変質部は、レーザパルスを照射していない部分よりも所定のエッチング液に対してエッチングされ易い。

ガラス基板に貫通孔を形成する場合は、変質部は、ガラス基板の双方の主面で露出するように形成することができる。ガラス基板の一方の主面に凹部を形成する場合は、変質部は、ガラス基板の先の主面でのみ露出するように形成することができる。或いは、ガラス基板の一方の主面に凹部を形成する場合、ガラス基板の他方の主面にエッチングを防止するための膜を形成し、変質部は、少なくとも凹部を形成すべき主面で露出するように形成することができる。ガラス基板の何れの主面にも露出しない変質部を形成し、その後、少なくとも一方の主面を研磨して変質部を露出させてもよい。変質部の形成条件及びエッチング条件を変化させることによって、円柱状の貫通孔、鼓形(砂時計形)の貫通孔、円錐台状の貫通孔、円錐状の凹部、円錐台状の凹部、円柱状の凹部孔といった様々な形状の貫通孔又は凹部を形成することが可能である。

複数の変質部を、それらが連続するように形成することもできる。例えば、溝を形成する場合、複数の変質部を一列に並ぶように形成することができる。即ち、この場合、照射部が線状に並ぶようにレーザパルスを照射することによって、線状に配置された複数の変質部を形成する。なお、この場合、レーザパルスは、隣り合った照射部が部分的に重なり合うように照射することができる。或いは、レーザパルスは、隣り合った照射部が僅かな間隙を隔てて離間するように照射することができる。後者の場合、隣り合った照射部が十分に近ければ、エッチングによって形成する貫通孔又は凹部は、それらが拡大するのに伴い、隣り合ったもの同士が繋がる。

以上のようにしてガラス基板に変質部を生じさせた後、変質部を湿式エッチングによって除去する。これにより、ガラス基板に微小な孔や微細な溝を形成する。

この湿式エッチングには、未照射部に対するエッチングレートよりも変質部に対するエッチングレートが大きいエッチング液を使用する。このようなエッチング液としては、フッ酸(フッ化水素（ＨＦ）の水溶液)を用いることができる。或いは、エッチング液として、硫酸(Ｈ_２ＳＯ_４)若しくはその水溶液、硝酸(ＨＮＯ_３)若しくはその水溶液、又は塩酸(塩化水素(ＨＣｌ)の水溶液)を用いることもできる。或いは、これらの酸の混合物を用いることもできる。フッ酸を用いた場合、変質部のエッチングが進み易く、短時間に孔を形成できる。硫酸を用いた場合、変質部以外のガラスがエッチングされ難く、テーパ角の小さいストレートな孔を形成できる。

エッチング時間やエッチング液の温度は、変質部の形状や、目的とする加工形状に応じて選択される。なお、エッチング時のエッチング液の温度を高くすることによって、エッチング速度を高めることができる。また、エッチング条件によって、孔の直径を制御することが可能である。

なお、上記の湿式エッチングでガラス基板を加工すると、加工後のガラス基板には、湿式エッチングの痕跡が残る。例えば、湿式エッチングによって個片化を行った場合には、ガラス基板の端面に湿式エッチングの痕跡が残る。また、湿式エッチングによって貫通孔を形成した場合には、貫通孔の側壁に湿式エッチングの痕跡が残る。

＜ガラス基板＞
上記のＭＥＭＳデバイス２０には、以下に記載するガラス基板を使用することができる。そのようなガラス基板を使用し、その加工を上述した方法により行うと、ＭＥＭＳデバイスの低コスト化が可能となる。これについて、以下に説明する。

ＭＥＭＳデバイスの基板としてシリコンウェハを使用すると、一般的な半導体プロセスを利用した基板の加工が可能である。それ故、ＭＥＭＳデバイスの製造には、直径が例えば２００ｍｍのシリコンウェハを使用することが一般的である。

しかしながら、シリコンウェハは高価である。また、シリコンインゴットの大径化は難しく、基板の材料としてシリコンを使用する限り、高い生産性を達成することは難しい。

この問題の解決のために、安価であり且つ大きな寸法とすることが可能なガラス基板を使用することが考えられる。

しかしながら、ＭＥＭＳデバイスは最大寸法が５ｍｍ以下のものが多い。それ故、スクライブで個片化を行うと、ＭＥＭＳ素子とスクライブラインとが非常に小さな距離で近接することとなる。このため、スクライブによるガラス基板の欠けや割れに起因して、ＭＥＭＳ素子に不良を生じ易い。

また、ディスプレイは、一辺の長さが５０乃至１０００ｍｍほどである。それ故、ディスプレイの製造において、個片化のために個々の大判ガラス基板に対して形成する溝の数は多くはない。従って、ディスプレイの製造では、大判ガラス基板は、一般的にスクライビングで個片化している。

しかしながら、ＭＥＭＳデバイスは最大寸法が５ｍｍ以下のものが多い。それ故、ＭＥＭＳデバイスの製造においてスクライビング装置やダイシング装置を使用した場合、個々の大判ガラス基板に対して、スクライビングツールやダイシングブレードにより多数の溝を形成する必要がある。しかも、スクライビングには、高価なスクライビング装置が必要である。そして、ダイシングには、高価なダイシング装置が必要であるのに加え、消耗品であるダイシングブレードを使用する必要がある。

ガラス基板を使用したＭＥＭＳデバイスの製造において、湿式エッチングを利用した個片化を行うことが考えられる。

湿式エッチングを利用した個片化によると、多数の溝を機械加工によって形成する必要がない、及び、機械加工に起因したチッピングを生じないなどの理由から、ＭＥＭＳデバイスの低コスト化が可能である。更に、湿式エッチングを利用して、凹部や貫通孔を形成することも可能である。そして、湿式エッチングを利用して、個片化と凹部や貫通孔の形成と同時に行うことにより、一層の低コスト化が可能になる。

ところで、ＭＥＭＳデバイスの性能や歩留まり等には、ガラス基板に対する加工精度が大きな影響を及ぼす。レーザビームの照射と湿式エッチングとを併用する上記の加工方法によれば、様々なガラス基板に対して、貫通孔や凹部を形成することができる。

しかしながら、本発明者らは、上記の加工方法は、ガラス基板の組成によっては、ＭＥＭＳデバイスに要求される加工精度を達成できないか又は十分な生産性を達成できないことを見出した。そこで、本発明者らは、この問題に関して鋭意研究した結果、特定の組成を有するガラス基板は、ＭＥＭＳデバイスに要求される加工精度と十分な生産性とを同時に達成し得ることを見出した。

以下に、そのようなガラス基板を構成するガラスについて説明する。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、「％」は「質量％」を意味する。

ガラスはＳｉＯ_２を含んでいる。ガラスのＳｉＯ_２含有量は、５５乃至８５％の範囲内にあることが好ましい。ＳｉＯ_２は、ガラスの骨格を形成する成分である。ＳｉＯ_２含有量が多くなると、ガラスの軟化点が高くなり、溶融性及び成形性が低下する。また、ＳｉＯ_２含有量が多くなると、湿式エッチングによって除去されるガラスの量が減少する。一方、ＳｉＯ_２含有量が少なくなると、ガラス網目構造を形成し難くなり、ガラス化が困難になる。また、ＳｉＯ_２含有量が少なくなると、ガラスの粘性が低下し過ぎて、高い液相粘度を確保し難くなる。また、ＳｉＯ_２含有量が少なくなると、耐酸性が低下し、湿式エッチングによって除去されるガラスの量が多くなり過ぎる。よって、ＳｉＯ_２含有量の好適な上限は８５％であり、好適な下限は５５％である。ＳｉＯ_２含有量は、７０％以上であることがより好ましい。

ガラスは、Ａｌ_２Ｏ_３を更に含んでいる。ガラスのＡｌ_２Ｏ_３含有量は、１乃至２０％の範囲内にあることが好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの骨格を形成する成分、歪点を高める成分、及び分相を抑制する成分である。Ａｌ_２Ｏ_３含有量が多過ぎると、分相性が低下し易くなることに加えて、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。更に、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が多過ぎると、耐酸性が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３含有量の好適な上限は２０％であり、好適な下限は１％である。Ａｌ_２Ｏ_３含有量は、１０％以下であることがより好ましい。

ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３を更に含んでいる。ガラスのＢ_２Ｏ_３含有量は、５乃至１８％の範囲内にあることが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの骨格を形成する成分、溶融性を高める成分、及び耐失透性を高める成分である。Ｂ_２Ｏ_３含有量が多過ぎると、ガラスの軟化点が上昇し、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなることに加えて、耐酸性が低下し易くなる。一方、Ｂ_２Ｏ_３含有量が少なくなり過ぎると、焼成する際にガラスが結晶化し易くなり、平滑なガラスが得難くなる。更に、Ｂ_２Ｏ_３含有量が少なくなり過ぎると、耐フッ酸性（耐ＨＦ性）が低下する。よって、Ｂ_２Ｏ_３含有量の好適な上限は１８％であり、好適な下限は５％である。Ｂ_２Ｏ_３含有量は、８％以上であることがより好ましい。

ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３との合計がガラスに占める割合は、８０質量％以上であることが好ましい。この割合は、一例によれば、８５乃至９８質量％の範囲内とすることができ、他の例によれば、８６乃至９７質量％の範囲内とすることができる。

ガラスは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＢａＯの１以上を更に含むことができる。ＭｇＯ、ＣａＯ及びＢａＯは、アルカリ土類金属酸化物であり、ガラスの軟化点を低下させるとともに、熱膨張係数を調整する成分である。

具体的には、ＭｇＯは、ヤング率、歪点を高めると共に、高温粘度を低下させる成分である。ガラスのＭｇＯ含有量が多くなると、密度が高くなり、液相温度が上昇して、耐失透性が低下し易くなる。

ＣａＯは、高温粘度を低下させる成分である。ガラスのＣａＯ含有量が多くなると、密度が高くなり、また、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。

ＢａＯは、アルカリ土類金属酸化物の中ではガラスの粘性を極端に低下させずに、屈折率を高める成分である。ガラスのＢａＯ含有量が多くなると、密度が高くなり易く、また、ガラス組成の成分バランスが損なわれて、耐失透性が低下し易くなる。

ＭｇＯとＣａＯとＢａＯとの合計がガラスに占める割合（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ含有量ともいう）は、０乃至１５％の範囲内にあることが好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ含有量が多過ぎると、熱膨張係数が大きくなりすぎて好ましくない。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ含有量の好適な上限は１５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ含有量は、５％以下であることがより好ましい。また、ガラスがこれらアルカリ土類金属酸化物を含んでいると、湿式エッチングの時に、残渣が発生してエッチングを阻害し、エッチング性が悪化してしまうため、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ含有量は０％であること、即ち、ガラスは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＢａＯを含まないことが更に好ましい。

ガラスは、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏなどのアルカリ金属酸化物を更に含むことができる。
Ｎａ_２Ｏは、分相性を高める成分である。ガラスのＮａ_２Ｏ含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなり、また、歪点が低下し易くなる。更に、ガラスのＮａ_２Ｏ含有量が多過ぎると、酸によるエッチング工程において、アルカリ成分が溶出し易くなる。

Ｋ_２Ｏは、分相性を高める成分である。ガラスのＫ_２Ｏ含有量が多過ぎると、液相粘度が低下し易くなり、また、歪点が低下し易くなる。更に、ガラスのＫ_２Ｏ含有量が多過ぎると、酸によるエッチング工程において、アルカリ成分が溶出し易くなる。

アルカリ金属酸化物の合計がガラスに占める割合、即ち、ガラスのアルカリ金属酸化物含有量は、０乃至１０％の範囲内にあることが好ましい。アルカリ金属酸化物含有量は、５％以下であることがより好ましく、０％であることが更に好ましい。

ガラスは、要求される特性を損なわない範囲で、金属酸化物などのその他の成分を更に含むことができる。その他成分の合計がガラスに占める割合、即ち、その他成分（残部）の量は、０乃至１０％の範囲内にあることが好ましく、０乃至５％の範囲内にあることがより好ましく、０％であることが更に好ましい。

その他成分としての金属酸化物は、例えば、ＺｎＯである。ＺｎＯは、屈折率、歪点を高める成分であるとともに、高温粘度を低下させる成分である。ガラスにＺｎＯを多量に導入すると、液相温度が上昇して、耐失透性が低下し易くなる。その他成分は、ＺｎＯと不可避的不純物との組み合わせであってもよい。

ＰｂＯは、ガラスの融点を低下させる成分である。ＰｂＯは、環境負荷物質であるため、実質的な導入は避けるべきである。従って、ガラスのＰｂＯ含有量は、不可避的な量とすべきである。

ガラス基板の厚さは、１００乃至１０００μｍの範囲内とすることが好ましく、３００乃至８００μｍの範囲内とすることがより好ましい。ガラス基板を薄くすると、強度が低下する。厚いガラス基板は、個片化や貫通孔の形成のための湿式エッチングに長時間を要するか、又は、個片化や貫通孔の形成が難しい。

以下の表１に組成及び厚さを示すガラス基板Ａ乃至Ｄを準備した。これらガラス基板Ａ乃至Ｄを使用して、以下に説明する試験を行った。

＜試験１＞
ガラス基板Ａ乃至Ｄの各々に、湿式エッチングを施した。エッチング液としては、フッ酸を使用した。エッチングの温度及び時間は、それぞれ、２８℃及び６０分とした。

その後、各ガラス基板の厚さを測定し、エッチングによってエッチングされたガラスの厚さを求めた。そして、このエッチングされたガラスの厚さとエッチング時間とから、エッチングレートを算出した。結果を以下の表２に示す。

表２において、「×」はエッチングレートが２０μｍ／ｈ未満であったことを表し、「○」はエッチングレートが２０μｍ／ｈ以上であったことを表している。

表２に示すように、ガラス基板Ａを使用した場合、十分なエッチングレートを達成できなかった。これに対し、ガラス基板Ｂ乃至Ｃを使用した場合、十分なエッチングレートを達成できた。

＜試験２＞
ガラス基板Ａ乃至Ｄの各々に、レーザビームを照射して変質部を生じさせた。ここでは、個片化において行うのと同様に、レーザビームは十字パターンで走査した。レーザビームの照射は、以下の条件で行った。即ち、フェムト秒レーザを使用し、波長を１５５０ｎｍ、パルス幅を５００ｆｓ、パワーを１０Ｗ、パルスの繰り返し周波数を２０ｋＨｚとしてレーザビームを照射した。そして、レーザビーム照射後の各ガラス基板を光学顕微鏡で撮像し、チッピングの発生状況を調べた。

次に、各ガラス基板に、湿式エッチングを施した。エッチング条件は、貫通孔が形成されるまでエッチング時間を延長したこと以外は、試験１と同様とした。そして、エッチング後の各ガラス基板の表面（レーザビームを照射した面）及び裏面を光学顕微鏡で撮像し、エッチングによって生じた貫通孔の開口部の形状精度を調べた。
これら結果を、以下の表３及び図４乃至図１９に示す。

図４及び図５は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ａを１００倍及び８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図６及び図７は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｂを１００倍及び８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図８及び図９は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｃを１００倍及び８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図１０及び図１１は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査した直後のガラス基板Ｄを１００倍及び８００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

図１２及び図１３は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図１４及び図１５は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図１６及び図１７は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図１８及び図１９は、それぞれ、レーザビームを十字パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

表３において、チッピングに関する「×」の評価は、チッピングが２０μｍ以上の寸法で生じたことを表し、チッピングに関する「○」の評価は、チッピングの寸法が２０μｍ未満であったことを表している。チッピングが大きな寸法で生じると、そのままの形状で等方的にエッチングされるため、ＭＥＭＳ形成の工程に悪影響を及ぼし、外観においても不良となる。また、表３において、形状精度に関する「×」の評価は、湿式エッチング後のパターンが十字パターンから変形した形状であったことを表し、形状精度に関する「○」の評価は、湿式エッチング後のパターンが十字パターンから変形していない形状であったことを表している。形状精度が悪いと個片化や直線の加工部で不具合を生じる。

表３並びに図４及び図５に示すように、ガラス基板Ａを使用した場合、チッピングが顕著に生じた。これに対し、ガラス基板Ｂ乃至Ｃを使用した場合、表３及び図６乃至図１１に示すように、チッピングは殆ど発生しなかった。

また、表３及び図１２乃至図１７に示すように、ガラス基板Ａ乃至Ｃを使用した場合、高い形状精度を達成できた。これに対し、ガラス基板Ｄを使用した場合、表３並びに図１８及び図１９に示すように、高い形状精度を達成できなかった。

＜試験３＞
ガラス基板Ａ乃至Ｄの各々に、レーザビームを照射した。ここでは、ＭＥＭＳ素子に対応して設ける貫通孔の形成と同様に、レーザビームは直径が３００μｍの円パターンで走査した。これ以外は、レーザビームの照射は、試験２と同様の条件で行った。そして、レーザビーム照射後の各ガラス基板の表面（レーザビームを照射した面）及び裏面を光学顕微鏡で撮像し、変質部の均一性を調べた。

次に、各ガラス基板に、湿式エッチングを施した。エッチング条件は、貫通孔が形成されるまでエッチング時間を延長したこと以外は、試験１と同様とした。そして、エッチング後の各ガラス基板の表面（レーザビームを照射した面）及び裏面を光学顕微鏡で撮像し、エッチングによって生じた貫通孔の開口部の真円度を調べた。なお、「開口部の真円度」は、開口部の輪郭を同心の２つの円で挟んだ場合であって、それら円の距離が最小となるときにおける２つの円の半径の比率を百分率で表したものである。
これら結果を、以下の表４及び図２０乃至図３５に示す。

図２０及び図２１は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ａの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図２２及び図２３は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｂの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図２４及び図２５は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｃの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図２６及び図２７は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査した直後のガラス基板Ｄの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

図２８及び図２９は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図３０及び図３１は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図３２及び図３３は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図３４及び図３５は、それぞれ、レーザビームを円パターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの表面及び裏面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

表４において、均一性に関する「×」の評価は、変質部が不均一又は不明瞭に形成されたことを表し、均一性に関する「○」の評価は変質部が均一且つ明瞭に形成されたことを表している。また、表４において、形状精度に関する「×」の評価は、表面及び裏面の少なくとも一方で、貫通孔の開口部の真円度が８０％未満であったことを表し、形状精度に関する「○」の評価は、表面及び裏面の双方で、貫通孔の開口部の真円度が８０％以上であったことを表している。

表４並びに図２０及び図２１に示すように、ガラス基板Ａを使用した場合、変質部を均一又は明瞭に形成することができなかった。これに対し、ガラス基板Ｂ乃至Ｃを使用した場合、表４及び図２２乃至図２７に示すように、変質部を均一且つ明瞭に形成することができた。

また、表４及び図２８乃至図３３に示すように、ガラス基板Ａ乃至Ｃを使用した場合、高い形状精度を達成できた。これに対し、ガラス基板Ｄを使用した場合、表４並びに図３４及び図３５に示すように、高い形状精度を達成できなかった。

＜試験４＞
ガラス基板Ａ乃至Ｄの各々に、レーザビームを照射した。ここでは、レーザビームは走査せずに、一点に対してのみ照射した。即ち、ここでは、レーザビームはドットパターンで照射した。これ以外は、レーザビームの照射は、試験２と同様の条件で行った。そして、レーザビーム照射後の各ガラス基板の表面（レーザビームを照射した面）及び裏面を光学顕微鏡で撮像し、レーザビームを照射した部分における変質の程度を調べた。

次に、各ガラス基板に、湿式エッチングを施した。エッチング条件は、貫通孔が形成されるまでエッチング時間を延長したこと以外は、試験１と同様とした。そして、エッチング後の各ガラス基板の表面（レーザビームを照射した面）及び裏面を光学顕微鏡で撮像し、エッチングによって生じた貫通孔の開口部の真円度を調べた。更に、エッチング後の各ガラス基板の断面を、光学顕微鏡及び走査電子顕微鏡で撮像し、貫通孔の側壁がガラス基板の主面に対して成す角度を傾斜角として求めた。
これら結果を、以下の表５及び図３６乃至図５６に示す。

図３６は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ａの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図３７及び図３８は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｂの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図３９は、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｃの裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図４０及び図４１は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査した直後のガラス基板Ｄの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。なお、レーザビーム照射直後のガラス基板Ａ及びＣについては、表面に変質部は確認されなかったため、表面の光学顕微鏡写真を省略している。

図４２及び図４３は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図４４及び図４５は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図４６及び図４７は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。図４８及び図４９は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの表面及び裏面を２００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

図５０及び図５１は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ａの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真及び走査電子顕微鏡写真である。図５２及び図５３は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｂの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真及び走査電子顕微鏡写真である。図５４及び図５５は、それぞれ、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｃの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真及び走査電子顕微鏡写真である。図５６は、レーザビームをドットパターンで走査し、その後、湿式エッチングを施したガラス基板Ｄの断面を１００倍の倍率で撮像した光学顕微鏡写真である。

表５において、変質の程度に関する「×」の評価は、変質部が不十分又は不明瞭に形成されたことを表し、変質の程度に関する「○」の評価は、変質部が十分且つ明瞭に形成されたことを表している。また、表５において、表面及び裏面での形状精度に関する評価基準は、表４における形状精度に関する評価基準と同様である。また、表５において、傾斜角の欄には、光学顕微鏡写真から得られた傾斜角と、走査電子顕微鏡写真から得られた傾斜角とをこの順に記載している。そして、表５において、断面での形状精度に関する「×」の評価は、光学顕微鏡写真から得られた傾斜角及び走査電子顕微鏡写真から得られた傾斜角の少なくとも一方が８０°未満であったことを表し、断面での形状精度に関する「△」の評価は、光学顕微鏡写真から得られた傾斜角及び走査電子顕微鏡写真から得られた傾斜角の双方が８０°以上８５°未満の範囲内であったことを表し、断面での形状精度に関する「○」の評価は、光学顕微鏡写真から得られた傾斜角及び走査電子顕微鏡写真から得られた傾斜角の双方が８５乃至９０°の範囲内にあったことを表している。

表５及び図３６に示すように、ガラス基板Ａを使用した場合、レーザビーム照射部で十分な変質を生じさせることができなかった。これに対し、ガラス基板Ｂ乃至Ｃを使用した場合、表５及び図３７乃至図４１に示すように、レーザビーム照射部で十分な変質を生じさせることができた。

また、表５及び図４２乃至図４９に示すように、ガラス基板Ａ乃至Ｄを使用した何れの場合でも、表面及び裏面の双方において高い形状精度を達成できた。

そして、表５及び図５０乃至図５３に示すように、ガラス基板Ａ及びＢを使用した場合、断面において特に高い形状精度を達成できた。また、表５並びに図５４及び図５５に示すように、ガラス基板Ｃを使用した場合、断面において高い形状精度を達成できた。これに対し、ガラス基板Ｄを使用した場合、表５並びに図５６に示すように、断面において高い形状精度を達成できなかった。傾斜角が大きいと、例えば、個片化の際にエッチングすべき領域の幅を広くする必要があり、それ故、１枚の大判ガラス基板から製造可能なＭＥＭＳデバイスの数を多くすることが難しい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…ＭＥＭＳモジュール、１０…配線基板、１１…絶縁基板、１１Ｈ１…孔、１１Ｈ２…孔、１２…配線パターン、１３…パッド、１４…端子、２０…ＭＥＭＳデバイス、２１…ガラス基板、２１Ｈ…貫通孔、２２…ＭＥＭＳ素子、２２Ｃ…空洞、２３…端子、２４…端子、２５…絶縁層、２６…絶縁層、３０…集積回路、４１…ボンディングワイヤ、４２…バンプ、５０…リッド、２２０…メンブレン、２２０Ａ…絶縁層、２２０Ｂ…導電層、２２０Ｃ…絶縁層、２２３…バックプレート、２２３Ａ…導電層、２２３Ｂ…絶縁層、２２３Ｃ…保護層、２２３Ｈ…貫通孔。

Claims (8)

1. 湿式エッチングによって加工されたガラス基板と、
   前記ガラス基板上に設けられたＭＥＭＳ素子と
   を備え、前記ガラス基板は以下の組成：
   ＳｉＯ_２ ５５乃至８５質量％、
   Ａｌ_２Ｏ_３ １乃至２０質量％、
   Ｂ_２Ｏ_３ ５乃至１８質量％、
   ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ ０乃至１５質量％、
   アルカリ金属酸化物 ０乃至１０質量％、及び
   その他成分 ０乃至１０質量％
   を有するＭＥＭＳデバイス。
2. 前記ガラス基板は以下の組成：
   ＳｉＯ_２ ７０乃至８５質量％、
   Ａｌ_２Ｏ_３ １乃至１０質量％、
   Ｂ_２Ｏ_３ ８乃至１８質量％、
   ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ ０乃至５質量％、
   アルカリ金属酸化物 ０乃至５質量％、及び
   その他成分 ０乃至５質量％
   を有する請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
3. 前記ガラス基板は、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＢａＯを含まない請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。
4. 前記ガラス基板は、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３とを合計で８６乃至９７質量％の量で含有した請求項１乃至３の何れか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
5. 前記ガラス基板は、前記湿式エッチングによって加工された端面を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
6. 前記ガラス基板は、前記湿式エッチングによって加工された貫通孔を有する請求項１乃至５の何れか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
7. 前記ＭＥＭＳ素子は、前記貫通孔の位置に設けられた請求項６に記載のＭＥＭＳデバイス。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のＭＥＭＳデバイスと、前記ＭＥＭＳデバイスが実装された配線基板とを備えたＭＥＭＳモジュール。

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