TW200938479A - Micromachine device and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

200938479 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於例如微小電性機械零件之封裝等，微型機 械之微型機械裝置以及微型機械裝置之製造方法。 本申請案係基於且主張2007年10月22曰申請之曰本專利 _ 申請案第2007-274291號，及2008年9月5日申請之日本專 •利申請案第2008-227997號之優先權，該等申請案之全文 係以引用的方式併入本文中。 φ 【先前技術】 例如，作為日本專利特開2005-207959號公報、美國專 利第7008812B1號所示之微型機械裝置之一例，如圖10至 圖12所示，已知有微小電性機械零件101，其係於基板102 上搭載作為伴隨動作之微型機械之MEMS元件104，且中 空地密封。微小電性機械零件（MEMS : Micro-Electro-Mechanical-Systems)101，係由基板 102、絕緣層 103、 MEMS元件104、信號用配線105、中空部106、第一密封 ® 體107以及第二密封膜108而構成。MEMS元件104為懸臂 或者兩端固定之樑構造，且樑之中央部分與信號用配線 105保持數μιη左右之間隙而成形。於MEMS元件104之正下 方之絕緣層1 03上，由Au等而形成有信號用配線1 05。 ‘ MEMS元件104係由彈簧特性較高之Poly-Si(聚矽）或者 A1(鋁）等而構成，並賦予靜電力等驅動力，由此向信號用 配線105側接近。又，若卸載該驅動力，MEMS元件104係 藉由自身之彈簧特性而再次返回至與信號用配線105保持 135479.doc 200938479 間隙之位置。如此，藉由使MEMS元件104與信號用配線 105之間的間隙變化，而發揮可變電性電容、開關等之功 能。 為了 MEMS元件1 04之動作及保養，而必須使其中空地 密封。以製造成本之降低及小型化為目的，提供由成膜製 程進行之微型機械裝置之製造方法。首先，為了使微型機 械與基板之間保持間隙，而於基板1 〇 2上形成後續步驟中 完全除去之犧牲層1〇9〇繼而，於犧牲層1〇9上形成MEMS β 元件1〇4。於該犧牲層i〇9上所形成之MEMS元件104上， 形成第二犧牲層11〇。於第二犧牲層11〇上，形成作為微型 機械裝置之内側無機密封膜107。於第一犧牲層1〇9上形成 開口形狀部107a，該開口形狀部i〇7a用以於成膜過程申或 者成膜後將MEMS元件104之周圍之犧牲層丨〇9、110除去時 導入蝕刻材料。將犧牲層除去用蝕刻材料自開口形狀部 l〇7a導入，而將所有犧牲層1〇9、11〇完全除去。最後，直 & 至開口形狀部1〇7&完全關閉開口為止於内側無機密封膜 107上形成第二密封臈108。 藉此，可利用由第一以及第二密封膜1〇7、1〇8而構成之 微小電性機械零件101，而使MEMS元件1〇4中空地密封。 中空部106中成為經減壓之氣體環境。 再者，此處，於利用 CVD(Chemical Vap〇r Depose ’ 化學氣相沈積）、減射等成臈方法而形成第二密封膜ι〇8 時’於開口形狀部107a之正下方堆積膜材，因此為了不使 臈材堆積於Μ刪元件1〇4，而於離開mems元件刚之位 135479.doc 200938479 置設置有開口形狀部107a。 然而，上述技術中，存在如以下般之問題。亦即’當利 用CVD、濺射等方法而形成第二密封膜108，並將内側無 機密封膜107之開口形狀部l〇7a關閉開口時，中空部中 成為薄膜裝置腔室内經減壓之氣體環境，且於保持著該減 壓狀態之狀態下關閉開口。經減壓之氣體環境中，流體阻 力較小，因此將向彈簧構造之MEMS元件104之靜電力卸 載時的MEMS元件104之振動變得難以靜定（statically determinate)，MEMS元件104之振動成為輸出信號中包含 雜訊的原因。 另一方面，為了小型化，例如將複數個微型機械裝置個 別地密封時使微型機械裝置以狹窄間距進行配置之情形時 等，密著區域變得狹窄。因此，於密封膜形成後之安裝製 程中施加熱之情形時等，密封膜間之密封體與基板，或者 密封膜彼此可能會剝離。

本發明係、為解決上述問題而開發完成者，目的在於提供 -種微型機械之微型機械裝置，該微型機械係可藉由使微 型機械之振動變得易於趨靜定而降低輸出信號之雜訊。 又，本發明之其他目的在於㈣臈形成後之安裝製" 施加熱之情形時等，防土齋射种 ^ * 止密封體之密封膜彼此或密封臈與 基板之剝離，從而確保密著性。 【發明内容】 本發明之一形態之微型機 械，其搭載於上述基板上，且具/:由：基板;微型機 侑鞴由電場之作用而變形 135479.doc 200938479 之機構，並伴隨該變形而使電性特性變化；内側無機密封 膜，其包含無機材料且設置於上述基板之主面上，且經由 收谷有亂體之中空部而覆蓋上述微型機械，並具有將上述 中空部與外部連通之開口形狀部；有機密封膜，其包含有 . 機材料，且於上述内侧無機密封膜上成膜，堵塞上述開口 • 形狀部；以及外側無機密封膜’其包含具有比上述有機材 料低之透濕性之無機材料，且於上述有機密封膜上成膜並 覆蓋上述有機密封膜。 ❹ 本發明之一形態之微型機械裝置之製造方法包括如下步 驟：將微型機械配置於基板上之步驟，上述微型機械係具 備藉由電場之作用而變形之機構並且伴隨該變形而使電性 特性變化於上述微型機械上形成犧牲層之步驟；於減 壓狀態下，於上述犧牲層以及上述基板之主面上形成内側 無機密封膜，該内侧無機密封臈係包含無機材料，且經由 上述犧牲層而覆蓋上述微型機械，並且具有與上述中空部 Φ 連通之開口形狀部；自上述開口形狀部導入犧牲層除去用 =流體而將上述犧牲層除去之步驟；以覆蓋上述内側無機 之上述開口形狀部之方式’而形成由有機材料形成 之有機密封臈的步驟，·以及，於減麼狀態下，形成具有比 上述有機材料低之透濕性之無機材料所組成的外側無機密 封膜，並覆蓋上述有機密封膜之外側的步驟。 本發明之-形態之微型機械裝置包括：基板；微型機 ，其搭載於上述基板上，且具備藉由電場之作用而變形 之機構，並伴隨該變形而使電性特性變化；内側密封膜， I35479.doc 200938479 其設置於上述基板之主面上，且經由收容有氣體之中空部 而覆蓋上述微型機械，並具有將上述中空部與外部連通之 開口形狀部；以及外侧密封膜，其於上述内側密封膜上成 膜，且堵塞上述開口形狀部；且包圍上述微型機械之外周 的上述内側密封膜與上述基板之主面之密著部，係具有窄 幅部及寬幅部，該寬幅部構成為其寬度比該窄幅部的寬度 寬。 又 【實施方式】 以下’參照圖1以及圖2，對本發明之第一實施形態之微 型機械裝置1進行說明。再者，於各圖中適當地將構成放 大、縮小、省略而概略性地表示。圖中X、γ、Z係表示互 相正交之三個方向。再者，圖2係自上方觀察微型機械裝 置1之圖’為了方便說明’以實線而概略性地表示。 微型機械裝置1係例如微小電性機械零件（MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統）），且具備構成 基板之底層基板Π及絕緣層12、MEMS元件16(微型機 械）、以及信號用配線15等，並且密封體20與基板結合， 於内部形成有中空部17之狀態下氣密地加以密封著，該中 空部17中形成為封入有常壓氣體之氣體環境。密封體2〇構 成為除積層有規定中空部17之内側無機密封膜21外，並依 次積層有機密封膜22、外側無機密封膜23。 底層基板11為矽（Si)基板、玻璃基板、或者藍寶石基 板’且形成為特定之板狀。 、絕緣層12形成於底層基板丨丨上，且例如由矽酸化膜 135479.doc -10- 200938479 _2)組成。藉由該等底層基板"以及絕緣層㈣構成基 板。 於絕緣層12之上表面，形成有下部電極13、驅動電極 14、信號用配線15以及MEMS元件16。信號用配線15係由 Au等而形成，且於圖2中形成在¥方向上延伸之矩形狀。 於絕緣層12之上表面，形成有河£河8元件16。mems元件 16係連接於與密封體20之外部連通之下部電極13。 MEMS元件16為微型機械之可動機構部，且形成為具有 _ P皆差之兩端固定樑狀。樑狀之中央部分係與信號用配線15 保持數μη!左右之間隙而隔開配置。例如，於具有數只爪左 右之厚度之犧牲層18上，可藉由經過如形成MEMS元件i 6 般之製造製程而確保間隙構造。信號用配線丨5係由Au(金） 等而形成於MEMS元件16正下方之絕緣層12之表面。 MEMS元件16例如由Poly_Si(多晶矽）或A1#而構成，且 具有彈箸特性。例如’當作為電場之作用而自驅動電極i 4 參 供給靜電力等之驅動力時，MEMS元件16係向信號用配線 15之方向彈性變形並接近，當驅動力消除時，MEMs元件 16藉由自身之彈簧特性而再次返回至原來之位置。亦即， MEMS το件16藉由被施加、卸載靜電力等之驅動力， MEMS兀件16係以根據驅動力來使其與信號用配線匕之間 隔加以變化之方式而變形，由此改變微型機械裝置丨之電 性特性。根據其改變方法，發揮可變電性電容、開關等之 功能。 内側無機密封膜21係其邊緣部分於與M E M s元件〗6隔開 135479.doc 200938479 之位置而與周圍之絕緣層12之上表面結合，並且其中央部 分經由中空部17而自上方覆蓋MEMS元件16。亦即，内側 無機密封膜21自MEMS元件16隔開。 内側無機密封膜21設置有複數個開口形狀部2U，該開 口形狀部21a係為於製造程序中，導人犧牲層除去用之乾 式蝕刻氣體（〇2電漿氣體等）而設置之開口。複數個開口 = 狀部2U於包含MEMS元件16之上方之周圍整個區域，例如

以50 μιη之間隔而形成。内側無機密封臈21之外側係被有 機密封膜22加以覆蓋。 於内側無機密封膜21上，係形成有機密封膜22。有機密 封臈22係由樹脂材料形成，且具有特定之厚度並以覆蓋内 側無機雄、封膜21之方式而成膜。藉由該有機密封膜22堵塞 住開口形狀部21 a。 再者’若於成膜有機密封膜22時溫度變高，將由於内部 壓力之上升而於有機膜產生氣泡，因此，形成有機密封膜 22之程序中宜為低溫。因此，作為構成有機密封膜22之樹 脂，UVCultraviolet，紫外線）（光）硬化型樹脂較為適當。若 可期待不伴隨熱之硬化反應，則亦可使用藉由uv以外之 波長之光而加以硬化的樹脂。於有機密封獏22上，係形成 有外側無機密封膜23。 外側無機密封膜23係由透水性較構成有機密封膜22之有 機材料低之無機材料’例如SiN(氮化矽）等而構成，且以 覆蓋有機密封膜22之外側的方式而成膜。藉由該外側無機 密封臈23係可抑制水分之吸收以及透過。又，中空部1 7處 135479.doc • 12- 200938479 於加壓氣體環境時，亦成為抑制由中空部向外界之成分透 過的障壁。 八—人，參照圖1至圖9對本實施形態之微型機械裝置1之 製造方法進行說明。 首先，如圖3所示，於底層基板u上形成絕緣層12，於 、’邑緣層12上形成信號用配線丨$。繼而，例如，形成具有使 用Au作為構成材料之懸臂構造之靜電驅動型高頻用開關， 作為MEMS元件16。 此時’如圖3所示，首先’為了使信號用配線15與 MEMS元件16之間保持間隙，而於信號用配線15上，形成 後續步驟中完全除去之特定形狀之犧牲層18後形成階差， 並於該犧牲層18上形成MEMS元件16。藉此，MEMS元件 16具有階差’且形成為具有自信號用配線丨5隔開之樑部分 之特定之兩端固定樑形狀。 進而，如圖4所示，於形成有MEMS元件16之狀態下， 以覆蓋MEMS元件16之方式而形成第二犧牲層19。 犧牲層18、19，例如藉由旋塗法而成膜聚醯亞胺膜，如 圖5所不，藉由圖案化而形成為特定形狀，且使之硬化而 構成。 如圖6所不，犧牲層18、19形成後，利用電漿c vd裝 置，將Si〇2形成特定厚度，作為内側無機密封膜2丨。内側 無機密封膜21之厚度例如為1微米左右。 進而，如圖7所示，藉由光微影處理等，而於内側無機 密封膜21上，形成複數個犧牲層除去用之開口，即犧牲層 135479.doc 200938479 被堵塞之開σ形狀部21a，上述開口用以於成膜 過程中或者成膜後將MEMS元件16之和之犧㈣18、19 除去時導人除去材料。尤其，若開口形狀部仏於包括作 為功能元件之微型機械之正上方的面内二維地配置著則 於除去犧牲層18、19時，可以短時間進行姓刻。 繼而’將犧牲層除^用之㈣材料自開口形狀部仏導 入，而將所有犧牲層18、19完全除去。例如，藉由將使多

結晶矽選擇性地除去之XeF2氣體自開口形狀部2u導入， 而所有犧牲層被除去。其結果為’於内側無機密封膜幻之 内部形成中空部17。 於將犧牲層18、19除去之後，將微型機械裝置i放置於 大氣狀態下。藉此’藉由開口形狀部21a而與外部連通之 中空部17中成為接近於Mpa左右之大氣壓的内壓。因 此’與真空氣體環境之情形相比中空部17内之流體阻力較 大。另外’例如，於犧牲層除去後曝露於氮氣體環境下， 藉此亦可使藉由開口形狀部21a而與外部連通之中空部口 中為氮氣體環境》 其次，於常壓狀態下，例如於壓力為^ Mpa(大氣壓）之 條件下，藉由成膜有機密封膜22而進行樹脂密封。以足夠 將開口形狀部21a埋入之厚度，而利用網版印刷法來塗敷 uv硬化樹脂。例如，形成特定形狀之遮罩並刮硬化 型樹脂之後，除去遮罩而於特定處塗敷1;、硬化樹脂。其 後，對UV硬化型樹脂照射紫外線而進行硬化。作為卩乂硬 化型樹脂’黏度可為100〜400 Pa· s左右，例如可使用長瀬 135479.doc •14· 200938479 化成公司製造之光硬化樹脂（XNR-5516)。

藉此，開口形狀部21 a被堵塞，且經由中空部17而MEMS 疋件16被密封^若絲網印刷、uV硬化於惰性氣體N2氣體 環扰中進行，則成為密封構造内部填充有N2之構造。 "、-人，將微型機械裝置丨投入至真空度較高之薄膜裝置 腔至内，形成外側無機密封膜23。例如，利用電漿cvD裝 置或者濺射裝置，以覆蓋有機密封膜22之方式，而將低透

濕之SiN以例如微米之厚度來成膜，形成外側無機密 封膜23。 藉此，完成如圖1所示之微型機械裝置丨。作為以此方式 而構成之微型機械裝置】之封裝，例如可使用驅動器ic晶 片、高頻貴重電容器晶片等。 本實施形態之微型機械裝置i以及微型機械裝置丨之製造 方法發揮以下所揭示之效果。亦即，可藉由使中空部Η之 氣體環境為具有比薄膜裝置腔室内高的壓力之氣體環境， 而提高流體阻力，並抑制MEMS元件16之振動。例如，圖 2所示之樑狀部分之中央的振動’與形成為真空氣體環境 之情形時的中空密封構造相比，可使其衰減率為3倍以 上。因此，可抑制輸出信號之雜訊，並提高作為零件之精 度0 又，塗敷例如由UV硬化型樹脂所形成之有機密封膜 22,因此樹脂之黏度較高，於成膜時，可防止自開口形狀 部21a向下方堆積。因此，開口形狀部2u之配置並未限 定，可於如MEMS元件16之正上方等，内側又 训無機铯封膜21 135479.doc •15- 200938479 之上表面整個區域設置開口形狀部因此，可使直至 犧牲層完全除去為止之時間縮短。亦即，第二密封體向開 I狀σ卩之下方堆積之微型機械裝置中，必須於離開微型 機械之位置設置開口形狀部，因此元件所處的密封體之中 心附近無開口形狀部’從而直至將犧牲層完全除去為止需 要時間，但是本實施形態中，可將開口形狀部2丨a設置於 MEMS元件16之上方，因此可縮短内部之犧牲層除去之時 間。 進而，密封體20由Si〇2、SiN等具有絕緣性之材料而構 成’因此不會於與具有導電性之MEMS元件16之間形成電 性電容。由此，在避免於MEMS元件16與周圍之導體之間 形成電容且以可變電性電容為用途之電性機械零件中，可 實現電容變化較高之性能。 再者’本發明並非限定於上述實施形態者，可將各構成 要素之材質、形狀、配置、尺寸、構造•動作等適當變更 後進行實施。例如，MEMS元件16亦可為懸臂樑狀，作為 圖案化方法或犧牲層之除去方法之一例，可列舉由蝕刻氣 體所進行之乾式蚀刻、或由藥液所進行之濕式蚀刻等。 又，複數個犧牲層亦可不相同。又，作為基板，就於底層 基板11上具備絕緣層12之構造而言進行了說明，但是亦可 將絕緣層12省略而僅由底層基板丨丨構成基板，並於該底層 基板11上形成MEMS元件16、信號用配線15。 對利用絲網印刷法而形成之情形進行了例示，但是亦可 利用旋塗等其他方法。 135479.doc •16- 200938479 另外’本發明可於實施階段中在不脫離其主旨之範圍中 將構成要素變形並具體化。又’可藉由上述實施形態所揭 示之複數個構成要素之適當的組合，而形成各種發明。例 如，亦可自實施形態所示之所有構成要素中刪除幾個構成 要素。進而，亦可將跨及不同實施形態之構成要素適當組 合。 [第二實施形態] 其次，參照圖13就本發明之第二實施形態之微型機械裝 置2之構成進行說明。再者，於各圖中適當地將構成放 大、縮小、省略而概略性地表示。於本實施形態中，除了 於密著部20a形成有寬幅部2〇b、收縮部2〇f以外均與上述 第一實施形態相同，因此省略其詳細的說明。 於圖13中表示如下情形，即，於基板丨丨上所並列配置之 兩個微型機械裝置2分別形成個別之密封體2〇，並於内部 形成中空部17而將MEMS元件16密封。 形成有中空部17之兩個密封構造2〇，係分別具備形成於 基板11上之内侧無機密封膜21、有機密封膜22、以及位於 外側之低透濕性之外側無機密封膜23。 於内側無機密封膜21上設置有開口部2U，該開口部… 係導入對藉由除去而成為巾以卩17之犧㈣進行之 體。 、 中空密封構造之外形於俯視時呈—方細長的人角形。於 該中空密封構造之外侧邊緣形成有密著部20a，且藉由,亥 密著部2〇a而&圍咖8元件心冑著部遍之中空部外側 135479.doc 200938479 之邊緣係以外緣2Gd來表示，内側之邊緣係以内緣2〇e來表 示。 形成於外緣2〇d與内緣2〇e之間且與基板n密著之密著部 20a於長度方向上並列形成有複數個寬幅部，該寬幅 20b局部性地寬度較寬地形成。亦即，以外緣與内緣 20e之距離局部性地變寬之方式，而形成有内緣2〇e朝向中 空部内側彎曲之收縮部20f。使密著部2〇a之中、寬幅部 20b以外之寬度較窄之部分為窄幅部2〇g ^亦即’密著部 20a構成為具有寬度較窄之窄幅部2〇g，以及寬度比該窄幅 部20g寬之寬幅部20b。 較好的是，寬幅部20b例如根據密封於内部之MEMS元 件16之形狀等而配置於使中空部之體積最小的位置。於該 實施形態中，以與MEMS元件16寬度較窄地構成之部位相 對應的方式而配置有收縮部20f。 又’兩個並列之密封體20彼此之寬幅部2〇b以其位置對 齊之方式而配置’且於令空部17彼此之間形成有寬幅部 20b所對向之對向部20c。該對向部2〇c中尤其密著部20a變 寬，因此密著度變高。 亦即’藉由密封體20 ’而於基板11上所形成之兩個 MEMS元件16之間，形成壁狀部20h，該壁狀部20h自基板 11向上方延伸，且將兩個MEMS元件1 6氣密地劃分，並且 該壁狀部20h與基板11之密著部20a具有寬幅部20b及窄幅 部20g。因此’即使一方之密封體2〇破損亦可維持他方之 密封體20之氣密狀態。壁狀部20h作為用於維持藉由設置 135479.doc -18· 200938479 複數個微型機械而大型化之内側密封膜21之構造體所必須 之支撐構件（support member)來發揮作用。 根據本實施形態之微型機械裝置2，使内側無機膜21之 外形具備寬幅部20b，藉此即便於為了小型化而使各密封 膜間之距離變小之情形時，亦可藉由寬幅部2仙而確保内 側密封膜與基板之密著區域。藉此，即使產生加熱製程等 之負荷’亦可抑制無機膜與基板之剝離。 如圖14所不，密著部20a之寬度固定且不具備寬幅部20b ❹ 以及收縮部2〇f之通常構成中，若為了小型化而使中空部 1 7彼此之距離變短而接近配置，則遍及整體而密著部 之面積變小。因此，由於伴隨封裝安裝製程中之加熱的有 機岔封臈22之熱膨張等，而產生剝離之應力之情形時密著 部容易產生剝離。對此，本實施形態中於寬幅部2〇b中確 保密著強度，因此可防止剝離。 亦即，為了使各微型機械裝置2之設置區域變小實現小 參型化，而以中空部17之距離變短之方式密封構造體汕彼此 互相接近配置著，設置寬幅部2〇b ’藉此可同時實現密著 強度與小型化。因此’本實施形態之微型機械裝置2，可 實現具有難以因加工製程之負荷而斷裂之中空密封構造體 的微型機械裝置。 又’具有寬幅部20b之本實施形態中，於各中空部丨7間 之距離相同之情形時，可降低犧牲層數量。因此，可縮短 對犧牲層進行蝕刻之時間，且亦具有使生產性提高之效 果。 @ 135479.doc •19- 200938479 再者’於本實施形態中，對係3層構造之情形進行了說 明’但是並非限定於此，只要密著部2〇&上形成有寬幅部 20b則可獲得上述效果。 [第三實施形態] • 其次’參照圖15至圖丨8就本發明之第三實施形態之微型 機械裝置3之構成進行說明。再者，於各圖中適當地將構 成擴大、縮小、省略而概略性地表示。於本實施形態中’ 構成密封體20之有機密封膜22之外周壁部22a係較薄地形 ❹ 成’除此以外均與上述第一實施形態相同，因此省略其詳 細的說明。 形成有中空部17之兩個密封構造2〇分別具備：形成於基 板11上之内側無機密封膜21 ’有機密封膜22，以及位於外 側之低透濕性之外側無機密封膜23。密封體2〇之外形於俯 視時呈一方細長的八角形。 於内側無機密封膜21上設置有開口部213，該開口部21a φ 導入對藉由除去而成為中空部17之犧牲層進行蝕刻之氣 體。 又，内側無機密封膜21形成為弓形且具備：作為與基板 密著之外緣部之密著部21b，作為自密著部2ib内緣上升且 包圍MEMStc件16之外周部分的外周部之外周壁部21c，以 及作為覆蓋MEMS元件16之上方的中央部之上壁部21d。 於外周壁部21C上形成著具有彎曲面之角部2ie。 有機密封膜22形成為弓形且具備：覆蓋外周壁部之 外周壁部22a’以及覆蓋上壁部21d之上壁部^匕。 135479.doc 200938479 外側無機密封臈23形成為弓形且具備：覆蓋密著部2ib 之外緣23a，覆蓋外周壁部22a之外周壁部23b，以及覆 蓋上壁部22b之上壁部23c。 有機密封膜22之外周部分形成為薄壁狀。有機密封臈22 構成為：覆蓋外周壁部21c之部分即外周壁部22a之厚度， 比覆蓋上壁部21d之部分即上壁部22b薄。 與圖19至圖22所示之通常構成相比，有機密封膜22盔覆 蓋密㈣2lb之部分’進而，外周壁部❿較薄地構成，、藉 此’密封體2G之端部中的有機密封膜22之體積變小。亦 即，形成為位於密封體2〇之外周端部中的低透濕性之外側 無機密封膜23之正下方之有機密封膜22的厚度較薄。 該化狀例如於利用旋塗塗敷而形成有機密封膜22之情形 時，藉由使用了光阻劑之敍刻而圖案化，藉此形成為接近 中空部17之形狀，由此可較薄地構成。有機密封膜22為3 微米左右之厚度較理想。 、低透濕性之外側無_封膜23藉由咖、_等成膜方 法而於同舰（250 C以上）下形成。因此，外侧無機密封膜 23形成之後’返回至常溫時，則有機密封助收縮。圖^ 以及Ή分別表示變形前後。本實施形態之微型機械裝置 2中’藉由使角部21e之有機密封膜22較薄地構成，而 機密封膜22之收縮體積變小，從而將因溫度變化所引起之 變形抑制得較小。 溫度變化所引起之有 藉此可實現具有難以 本實施形態之微型機械裝置3將因 機密封膜22之收縮抑制為最小限度， 135479.doc 21 200938479 因加工製程之負荷而斷裂之t空密封構造體的微型機械裝 置。 藉由使因與外側無機密封膜23之變形而容易產生差的端 部以及外周部分中之有機密封膜22之厚度較薄，而不會損 及上方之密封性能，可有效地防止變形’且可防止斷裂。 圖18表不本實施形態之微型機械裝置3之變形後的狀 態，圖22表示使通常之有機密封膜22較厚地形成之情形時 之微型機械裝置的變形後之狀態。 形成為通常之構成之圖19至圖22所示的微型機械裝置4 中，由於有機密封臈22之收縮，而於端部中，外周壁部 22d橫臥且以上升角度變小之方式而變形。於端部中自基 板上升之低透濕性之外側無機密封膜23之角度變化較大。 另一方面，如圖17以及圖18所示，本實施形態之有機密 封膜22之端部較薄地形成，因此伴隨收縮之變形較小，且 於端部中自基板上升的低透濕性之外側無機密封骐U之角 度變化較小。因此，得知構造為：於形成低透濕性之外側 無機密封膜23之後的低溫時，端部中之變形較 1難以 斷裂。 本實施形態中使壁狀部20h形成為將中空部之間氣密地 劃分之構造體而進行了說明，壁狀部2〇h為用以維持密、 膜之構造之支料件，因此未必需要為氣密構造。可藉^ 使壁狀部20h為與收容其他微型機械之中空部氣密地隔系 之構造，而抑制某一個中空部中的氣密狀態之破壞扩及、邑 他中空部H較好的是，壁狀部形成為使中空== 135479.doc -22· 200938479 氣密地隔絕之構成。又，可藉由以上述方式構成，而作為 支撐構件之構造性強度亦變大。 可能會由熟悉此技藝者業容易地考慮到其他優點以及變 形例。該發明之更廣泛的概念並非限定於特定之詳細的代 表性裝置、或此處所記狀圖示狀性質者^即、，該發 明之各種變形例可於不脫離隨附之中請專利範圍以及與其 相同者而規定之較大的發明概念之範圍内形成。 【圖式簡單說明】 圖1係將本發明之第一實施形態之微型機械裝置切開一 部分進行表示之立體圖。 圖2係模式性地表示該微型機械裝置之說明圖。 圖3係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖4係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖5係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖6係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖7係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖8係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖9係表示該微型機械裝置之製造步驟之剖面圖。 圖1〇係表示微型機械裝置之製造步驟之一例之剖面圖。 圖11係表示微型機械裝置之製造步驟之一例之剖面圖。 圖丨2係表示微型機械裝置之一例之剖面圖。 圖^係本發明之第二實施形態之微型機械装置之不面 圖。 圖丨4係表示微型機械裝置之一例之平面圖。 135479.doc •23· 200938479 圖15係表示本發明之第三實施形態之微型機械裝置之剖 面圖。 圖16係該微型機械裝置之平面圖。 圖17係表示該微型機械裝置中之密封體之變形前之狀態 的剖面圖。 圖18係表示該微型機械裝置中之密封體之變形後之狀態 的剖面圖。 圖19係表示微型機械裝置之一例之剖面圖。

圖20係該微型機械裝置之平面圖。 圖21係表示該微型機械裝置中之密封體之變形前之狀態 的剖面圖。 圖22係表示該微型機械裝置中之密封體之變形後之狀態 的剖面圖。 【主要元件符號說明】 11 12 13 14 15 16 17 18 19 微型機械裝置 底層基板 絕緣層 下部電極 驅動電極 信號用配線 MEMS元件 中空部 犧牲層 第二犧牲層 135479.doc -24· 200938479

20 密封體 20a 密著部 20b 寬幅部 20c 對向部 20d 外緣 20e 内緣 20f 收縮部 20g 窄幅部 20h 壁狀部 21 内側無機密封膜 21a、107a 開口形狀部 21b 密著部 21c 外周壁部 21d 上壁部 21e 角部 22 有機密封膜 22a 外周壁部 22b 上壁部 22d 外周壁部 23 外側無機密封膜 23a 外緣部 23b 外周壁部 23c 上壁部 101 微小電性機械零件 135479.doc -25- 200938479

102 基板 103 絕緣層 104 MEMS元件 105 信號用配線 106 中空部 107 第一密封體 108 第二密封膜 109 第一犧牲層 110 第二犧牲層

135479.doc -26-

Claims (1)

1. 200938479 十、申請專利範圍： 1， 一種微型機械裝置，其包括： 基板； 微型機械，其搭載於上述基板，且具備藉由電場之作 用而變形之機構，並伴隨該變形而使電性特性變化，

   内側無機密封膜，其包含無機材料且設置於上述基板 之主面上，且經由^氣體之中空部而覆蓋上述微_ 械’並具有將上述中空部與外部連通之開口形狀部； 有機密封膜，其包含有機材料， 封膜上成膜，堵塞上述開口形狀部 且於上述内側無機密 :以及 外側無機密封膜，其包含具有比上述有機材料低之透 濕性之無機材料，且於上述有機㈣膜上成膜並覆蓋上 述有機密封膜。 其中上述中空部内為惰性 2·如請求項1之微型機械裝置 氣體環境。 3. :請求項丨之微型機械裝置，其中上述中空 氣體環境。 巧八虱 4. 微型機械裝置，其中上述有機密封*包括 5. 如請求項1之微型機械裝置，其中上 包括包含SiN之材料。 江卜側無機密封膜 6. 一種微型機械裝置之製造方法，其包括如 將微型機械配置於基板之步驟，上 下步驟 M , 述微型機械係星備 電場之作用而變形之機構並且伴隨該變形而使電性 135479.doc 200938479 特性變化者； 於上述微型機械上形成犧牲層之步驟； 於減壓狀態下’於上述犧牲層以及上述基板之主面上 形成内側無機密封膜，該内側無機密㈣係包含無㈣ 料，且經由上述犧牲層而覆蓋上述微型機械，並且具有 與上述中空部連通之開口形狀部； 自上述開口形狀部導入犧牲層除去用之流體而將上述 犧牲層除去之步驟； 參 以覆蓋上述内側無機密封膜之上述開口形狀部之方 式，而形成包括有機材料之有機密封膜的步驟；以及 、於減堡狀態下’形成包括具有比上述有機材料低之透 濕性之無機材料的外側無機密封膜’並覆蓋上述有機密 封膜之外側的步驟。 7. 如請求項6之微型機械裝置之製造方法，其中形成上述 有機密封膜之步驟係於惰性氣體環境下進行。 8. 如請求項6之微型機械裝置之製造方法，其中形成上述 有機密封膜之步驟係於大氣氣體環境下進行。 ^ 9. 一種微型機械裝置，其包括： 基板； 微型機械，其搭載於上述基板，且具備藉由電場之作 用而變形之機構，並伴隨該變形而使電性特性變化； 内側密封膜，其設置於上述基 —灰 板之主面上，且經由收 谷亂體之中空部而覆蓋上述微型機械，並具有將上述中 空部與外部連通之開口形狀部；以及 135479.doc 200938479 外側密封膜，其於上述内側密封膜上成膜，且堵塞上 述開口形狀部； 包圍上述微型機械之外周的上述内側密封膜與上述基 板之主面之密著部，係具有窄幅部及寬幅部，該寬幅部 構成為其寬度比該窄幅部的寬度寬。 ίο·如請求項9之微型機械裝置，其中於上述基板上，係設 置有複數個上述微型機械， 於上述基板上之複數個上述微型機械之間形成有壁狀 ® 部，該壁狀部係自上述基板延伸且劃分上述複數個微型 機械者， 上述壁狀部與上述基板之密著部，係具有窄幅部及寬 幅部，該寬幅部構成為其寬度比該窄幅部的寬度寬。 11.如請求項9之冑型機械裝置，纟中上述微型機械具有於 中心側凹陷之狹窄部， 寬幅料與上述微型機械之上述狹窄部對向地配

   氣體之中空部而覆蓋上述微型機械，

   邱4卻分吏薄地形成。 135479.doc