JP5057572B2 - 微小コンデンサマイクロホンの製造方法 - Google Patents
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Description
図3は、本発明の第1の実施形態における微小コンデンサマイクロホンのエレクトレット化工程で使用する、エレクトレット化装置の構成を模式的に示す要部断面図である。図3のエレクトレット化装置は、同一の半導体基板上に形成された複数の微小コンデンサマイクロホン(MEMSマイク)が個片化される前の基板状態でエレクトレット化を実施する。この装置では、半導体基板上に形成された1つのMEMSマイクチップに、1つの針状電極のコロナ放電によってイオンを照射して、当該MEMSマイクチップのエレクトレット化を実施する。
図6は、本発明の第2の実施形態における微小コンデンサマイクロホンのエレクトレット化工程で使用する、エレクトレット化装置の構成を模式的に示す要部断面図である。図6のエレクトレット化装置は、被エレクトレット化チップ43aのエレクトレット化を実施すると同時に、同一基板上に形成されている、被エレクトレット化チップ43aとは異なる、エレクトレット化が完了したMEMSマイクチップ44(以下、エレクトレット化完了済チップ44という。)の着電量検査を実施する構成を有している。特に限定されないが、図6では、半導体基板上で、被エレクトレット化チップ43aを基点として、図6において数チップ分左側に位置するMEMSマイクチップ43をエレクトレット化済チップ44としている。なお、図6では、図3において説明したエレクトレット化装置と同様の作用効果を奏する部材に、図3と同一の符号を付している。
第1および第2の実施形態では、針状電極のコロナ放電によりエレクトレット化を実施する事例について説明した。しかしながら、エレクトレット化は、針状電極に代えて線状の電極を使用しても、同様にエレクトレット化を実施することができる。そこで、本実施形態では、線状放電電極のコロナ放電によりエレクトレット化を実施する事例について説明する。
第3の実施形態では、ワイヤ電極を使用して、複数の被エレクトレット化チップに対して同時にエレクトレット化を実施する構成を説明した。しかしながら、針状放電電極を使用した場合であっても、複数の被エレクトレット化チップに対して同時にエレクトレット化を実施することは可能である。
5 接地電極(金属トレイ)
6 針状電極
7 高圧電源
31 固定電極
32 無機誘電体膜
33 振動膜
34 基台
35 音孔
36 エアギャップ
37 スペーサ部
40 固定電極パッド
41 振動膜バッド
42 シリコン基板パッド
43 MEMSマイクチップ
43a 被エレクトレット化チップ
43b、43c 被エレクトレット化チップの隣接チップ
44 エレクトレット化済チップ
45 MEMSマイクチップに接触しないプローブピンを有する領域
46 半導体基板
51 針状電極(放電電極)
52 ワイヤ電極(放電電極)
53 高圧電源
54 イオン遮蔽シャッター
55 可変電圧電源
56 着電量検査機
57 カバー
58 抵抗体
70、71、72、73、74 プローブピン
75 プローブカード
80 粘着シート
81 ステージ
90 静電容量が最小となる電位差
91 微分最小電位差
92 微分最大電位差
93 測定範囲の下限電位差
94 測定範囲の上限電位差
95 イオン照射角度
Claims (27)
- 半導体基板からなる基台に周縁部が支持された振動膜と、前記振動膜上に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の上方に空間を介して配置された固定電極とを備える微小コンデンサマイクロホンの製造方法であって、
複数の前記微小コンデンサマイクロホンが形成された半導体基板の、前記振動膜が形成された面と反対側の面にシートを貼り付ける工程と、
シートを貼り付けた前記半導体基板を、放電電極と対向させて設置する工程と、
設置された半導体基板上の微小コンデンサマイクロホンが備える前記固定電極と前記振動膜との間に所定の電位差を付与した状態で、当該固定電極と振動膜との間の誘電体膜に前記放電電極のコロナ放電により発生したイオンを入射させ、前記イオンに基づく電荷を当該誘電体膜に固定するエレクトレット化を実施する工程と、
を有し、
前記半導体基板と前記放電電極とを相対的に移動させることにより、当該半導体基板上の複数の微小コンデンサマイクロホンが備える誘電体膜のエレクトレット化を順次実施することを特徴とする微小コンデンサマイクロホンの製造方法。 - 半導体基板からなる基台に周縁部が支持された振動膜と、前記振動膜上に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の上方に空間を介して配置された固定電極とを備える微小コンデンサマイクロホンの製造方法であって、
複数の前記微小コンデンサマイクロホンが形成された半導体基板の、前記振動膜が形成された面と反対側の面にシートを貼り付ける工程と、
シートを貼り付けた前記半導体基板を、放電電極と対向させて設置する工程と、
設置された半導体基板上の微小コンデンサマイクロホンが備える前記固定電極と前記振動膜との間に所定の電位差を付与した状態で、当該固定電極と振動膜との間の誘電体膜に前記放電電極のコロナ放電により発生したイオンを入射させ、前記イオンに基づく電荷を当該誘電体膜に固定するエレクトレット化を実施する工程と、
前記エレクトレット化と並行して、前記半導体基板上で前記エレクトレット化が既に完了した微小コンデンサマイクロホンが備える誘電体膜の着電量検査を実施する工程と、
を有し、
前記半導体基板と前記放電電極とを相対的に移動させることにより、当該半導体基板上の複数の微小コンデンサマイクロホンが備える誘電体膜のエレクトレット化および当該半導体基板上で前記エレクトレット化が既に完了した誘電体膜の着電量検査を順次実施することを特徴とする微小コンデンサマイクロホンの製造方法。 - 前記半導体基板と前記放電電極との相対的な移動が、前記誘電体膜の着電量が所定量に達する時間間隔で行われ、前記半導体基板上の複数の微小コンデンサマイクロホンが備える誘電体膜に対するエレクトレット化が連続的に実施される請求項1記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記半導体基板と前記放電電極との相対的な移動が、前記着電量検査に要する時間間隔で行われ、前記半導体基板上の複数の微小コンデンサマイクロホンが備える誘電体膜に対するエレクトレット化および当該半導体基板上で前記エレクトレット化が既に完了した誘電体膜の着電量検査が連続的に実施される請求項2記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記着電量検査を実施する工程が、前記固定電極と前記振動膜との間に付与する電位差を所定の範囲内で一方向に変化させ、前記固定電極と前記振動膜とにより構成されるコンデンサの静電容量をそれぞれの電位差において計測する工程を含む請求項2記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記計測された静電容量に基づいて、前記電位差の増分に対する静電容量の減少率が最大になる電位差と、前記電位差の増分に対する静電容量の増加率が最大になる電位差とを取得し、取得した両電位差の中間値により着電量を検査する請求項5記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記電位差の増分に対する静電容量の減少率が最大になる電位差および前記電位差の増分に対する静電容量の増加率が最大になる電位差の近傍で、前記静電容量を計測するために前記固定電極と前記振動膜との間に付与する電位差の変化量を小さくして、前記静電容量を計測する請求項6記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記静電容量を計測するための電位差の付与を終了するときに、前記中間値に対応する電位差を前記固定電極と前記振動膜との間に付与した後、前記静電容量を計測するための電位差の付与を終了する請求項6記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記静電容量を計測するための電位差を付与する際に、前記固定電極に印加される電位と同一の電位が、前記振動膜の周縁部を支持する基台に印加される請求項5から8のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記半導体基板上で、前記エレクトレット化が実施される微小コンデンサマイクロホンと、当該エレクトレット化と並行して前記着電量検査が実施される微小コンデンサマイクロホンとの間に、少なくとも1個以上の微小コンデンサマイクロホンが介在する請求項2記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記放電電極が針状電極である請求項1から10のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 半導体基板からなる基台に周縁部が支持された振動膜と、前記振動膜上に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の上方に空間を介して配置された固定電極とを備える微小コンデンサマイクロホンの製造方法であって、
複数の前記微小コンデンサマイクロホンが形成された半導体基板の、前記振動膜が形成された面と反対側の面にシートを貼り付ける工程と、
前記シートを貼り付けた前記半導体基板を、針状の放電電極の先端と対向させて設置する工程と、
前記放電電極のコロナ放電により発生したイオンが照射される前記半導体基板上の領域内に、全体が含まれる複数の微小コンデンサマイクロホンが備える前記固定電極と前記振動膜との間に所定の電位差をそれぞれ付与した状態で、それぞれの固定電極と振動膜との間の誘電体膜に前記イオンをそれぞれ入射させ、前記イオンに基づく電荷を各誘電体膜に固定するエレクトレット化を実施する工程と、
を有することを特徴とする微小コンデンサマイクロホンの製造方法。 - 半導体基板からなる基台に周縁部が支持された振動膜と、前記振動膜上に形成された誘電体膜と、前記誘電体膜の上方に空間を介して配置された固定電極とを備える微小コンデンサマイクロホンの製造方法であって、
複数の前記微小コンデンサマイクロホンが形成された半導体基板の、前記振動膜が形成された面と反対側の面にシートを貼り付ける工程と、
前記シートを貼り付けた前記半導体基板を、直線状の放電電極と対向させて設置する工程と、
前記放電電極のコロナ放電により発生したイオンが照射される前記半導体基板上の領域内に、全体が含まれる複数の微小コンデンサマイクロホンが備える前記固定電極と前記振動膜との間に所定の電位差をそれぞれ付与した状態で、それぞれの固定電極と振動膜との間の誘電体膜に前記イオンをそれぞれ入射させ、前記イオンに基づく電荷を各誘電体膜に固定するエレクトレット化を実施する工程と、
を有することを特徴とする微小コンデンサマイクロホンの製造方法。 - 前記固定電極と前記振動膜との間の電位差付与により、エレクトレット化される前記微小コンデンサマイクロホンを選択するとともに、当該電位差を付与する時間により前記エレクトレット化の時間を調整する請求項1、2、12、13のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記固定電極と前記振動膜の間に所定の電位差を付与する前に、前記固定電極および前記振動膜に接地電位を付与し、静電気を除去する請求項1、2、12、13のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記所定の電位差が、プローブピンを介して前記固定電極と前記振動膜との間に付与される請求項1、2、12、13のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記着電量検査が、プローブピンを介して実施される請求項2記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記プローブピンを支持するプローブカードが備える、高抵抗を介して接地電位に接続された導電性カバーにより、エレクトレット化を実施すべき微小コンデンサマイクロホン以外の微小コンデンサマイクロホンが備える誘電体膜への前記イオンの入射を防止する請求項16記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記カバーの前記半導体基板と対向する面が艶消しの黒色に塗装された請求項18記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記プローブピンが、エレクトレット化を実施すべき微小コンデンサマイクロホンが備える固定電極の上方を除く領域を通じて設置された請求項16記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 接地電位に接続された導電性のイオン遮蔽シャッターにより、前記放電電極により発生したイオンの前記半導体基板への進行経路が開閉される請求項16記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 同時にエレクトレット化される複数の微小コンデンサマイクロホンの固定電極と振動膜のそれぞれに、前記所定の電位差を付与するための電圧を印加する経路に介在された、導通状態と遮断状態とを切り替える手段により、一部の電圧印加経路を遮断状態として前記電位差の付与を選択的に停止する請求項12または13記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記導通状態と遮断状態とを切り替える手段がプローブカード上あるいはプローブカードに接続されたボード上に設けられた請求項22記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記シートを貼り付けた半導体基板を、前記シート上で複数個に分割する工程をさらに有し、当該分割された半導体基板が前記シートにより連結された状態で、前記エレクトレット化を実施する請求項1、2、12、13のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記放電電極がプローバ装置に配設されるとともに、前記複数の微小コンデンサマイクロホンが形成された半導体基板が、当該プローバ装置が備えるステージ上に設置される請求項1、2、12、13のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記設置された半導体基板と前記放電電極との間の距離が調整可能である請求項1、2、12、13のいずれか1項に記載の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
- 前記放電電極の位置を特定するスケールに基づいて、前記設置された半導体基板と前記放電電極との間の距離を調整する請求項26の微小コンデンサマイクロホンの製造方法。
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