(57)【要約】【課題】デバイスとパッケージング部母材との電気的分離を図るのに適したパッケージドデバイスを提供する。【解決手段】パッケージドデバイスは、接合対象面Ｓ１を伴うデバイスＤが形成されたデバイス基板と、接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２を有してデバイス基板と接合されたパッケージング部８０とを備える。接合対象面Ｓ１，Ｓ２は接合している。絶縁層８２にて周側面８２ｂの一部又は全体は端面８２ａよりも金属濃度が高い。接合対象面Ｓ１の外郭は接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。本発明の製造方法は、接合対象面Ｓ１を伴うデバイスＤが形成されたデバイス基板と、接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２を有するパッケージング部８０とを常温接合法により接合する。当該接合工程では、接合対象面Ｓ１の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避するように接合対象面Ｓ１，Ｓ２は常温接合される。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接合対象面を有するデバイスが作り込まれたデバイス基板と、
第２接合対象面をなす絶縁層を有して前記デバイス基板と接合されたパッケージング部と、を備え、
前記第１接合対象面および前記第２接合対象面は接合しており、
前記絶縁層における周側面の少なくとも一部の金属濃度は、前記絶縁層におけるデバイス基板側の端面の金属濃度より高く、
前記第１接合対象面の外郭は、前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している、パッケージドデバイス。
【請求項２】
前記第１接合対象面の外郭が前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している長さは、１０μｍ以上である、請求項１に記載のパッケージドデバイス。
【請求項３】
前記デバイス基板は、第３接合対象面を有する部分構造部を含み、前記第２接合対象面および前記第３接合対象面は接合しており、前記第３接合対象面の外郭は、前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している、請求項１または２に記載のパッケージドデバイス。
【請求項４】
前記第３接合対象面の外郭が前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している長さは、１０μｍ以上である、請求項３に記載のパッケージドデバイス。
【請求項５】
前記絶縁層の厚さは５０ｎｍ以上である、請求項１から４のいずれか一つに記載のパッケージドデバイス。
【請求項６】
第１接合対象面を有するデバイスが作り込まれたデバイス基板を用意する工程と、
第２接合対象面をなす絶縁層を有するパッケージング部、および、前記デバイス基板を、常温接合法によって接合する接合工程と、を含み、
前記接合工程では、前記第１接合対象面および前記第２接合対象面は前記常温接合法によって接合され、前記第２接合対象面に接合された前記第１接合対象面の外郭は、前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している、パッケージドデバイス製造方法。
【請求項７】
第１接合対象面を有する複数のデバイスが作り込まれたデバイスウエハを用意する工程と、
第２接合対象面をなす絶縁層を有するパッケージング部を形成するための、前記絶縁層を伴う前記複数のパッケージング部形成区画を含むパッケージングウエハ、および、前記デバイスウエハを、常温接合法によって接合する接合工程と、を含み、
前記接合工程では、前記第１接合対象面および前記第２接合対象面は前記常温接合法によって接合され、前記第２接合対象面に接合された前記第１接合対象面の外郭は、前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している、パッケージドデバイス製造方法。
【請求項８】
前記第１接合対象面の外郭が前記第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している長さは、１０μｍ以上である、請求項６または７に記載のパッケージドデバイス製造方法。
【請求項９】
前記絶縁層の厚さは５０ｎｍ以上である、請求項６から８のいずれか一つに記載のパッケージドデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージングされたデバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により形成される微小構造を有するデバイスの応用化が図られている。そのようなデバイスには、例えば、角速度センサや、加速度センサ、マイクロミラー素子など、微小な可動部を有するマイクロ可動デバイスが含まれる。角速度センサおよび加速度センサは、例えば、ビデオカメラやカメラ付き携帯電話の手振れ防止機能、カーナビゲーションシステム、エアバッグ開放タイミングシステム、車やロボット等の姿勢制御システムの用途で、利用される。マイクロミラー素子は、例えば光ディスク技術や光通信技術の分野において、光反射機能を担う素子として利用される。
【０００３】
微小構造のデバイスの製造過程においては、デバイスへの異物ないしゴミの付着やデバイスの損傷を回避すべく、ウエハレベルでパッケージングが行われる場合がある（例えば下記の特許文献１〜３）。
【０００４】
パッケージングされたデバイスを、ウエハレベルパッケージングを実現しつつ製造するためには、まず、デバイスウエハおよびパッケージングウエハが用意される。デバイスウエハは、それぞれにデバイスが形成されることとなる複数のデバイス形成区画を含む。パッケージングウエハは、複数のパッケージング部へと分離されることとなるものである。そして、デバイスウエハおよびパッケージングウエハに必要な諸加工が施されたうえで、両ウエハは接合される。接合前、デバイスウエハの各デバイス形成区画にてデバイスが作り込まれる。接合前、パッケージングウエハ表面においてデバイスウエハとの接合が予定される領域に絶縁膜が形成される（製造されるパッケージドデバイスにおいてデバイスとパッケージング部の電気的分離を図るためである）。接合手法としては、常温接合法が採用される場合がある（例えば下記の特許文献４，５）。常温接合法によると、接合に際して高温過程を経ることを回避することができ、従って、高温過程を経ることによって生じ得る不具合を回避することができるからである。
【０００５】
しかしながら、従来、常温接合法によってデバイスウエハとパッケージングウエハとを絶縁膜を介して接合しても、両ウエハの電気的分離が充分でなく、得られるパッケージドデバイスにてデバイスとパッケージング部母材の電気的分離が充分でない場合がある。デバイスとパッケージング部母材の電気的分離が充分でないと、デバイスにおいて所望の特性が得られない場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１９６４８４号公報
【特許文献２】特開２００５−２５１８９８号公報
【特許文献３】特開２００８−２０７３１１号公報
【特許文献４】特開２００７−２０１１９６号公報
【特許文献５】特開２００７−３２４１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情の下で考え出されたものである。本発明の目的は、デバイスとパッケージング部母材との電気的分離を図るのに適したパッケージドデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面により提供されるパッケージドデバイスは、第１接合対象面を有するデバイスが作り込まれたデバイス基板と、第２接合対象面をなす絶縁層を有してデバイス基板と接合されたパッケージング部とを備える。第１接合対象面および第２接合対象面は接合しており、絶縁層における周側面の少なくとも一部の金属濃度は、絶縁層におけるデバイス基板側の端面の金属濃度より高く、第１接合対象面の外郭は、第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面により提供される上述のパッケージドデバイスにおいて、デバイス基板の第１接合対象面とパッケージング部の絶縁層がなす第２接合対象面は、例えば常温接合法によって接合されている。常温接合法とは、高真空下にて、接合対象物たる二つの部材にて接合が予定される表面を所定ビームの照射によってスパッタエッチングして清浄化した状態（構成原子のダングリングボンドが露出して表面が活性化した状態）で、部材間を張り合わせる手法である。このような常温接合法の実施の際には、高真空とされたチャンバ内にて、各接合対象物を保持機構に保持させて対向配置した状態で、ビームの照射が行われる。ビーム照射に起因して、チャンバや保持機構における金属製構造部もスパッタエッチングを受けて、当該金属製構造部が金属（Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒなど）を放出することが知られている。また、当該金属は、接合対象物たる部材の表面に微量ながら付着または混入することも知られている。
【００１０】
このような常温接合法についての探究の結果、本発明者らは、金属の付着混入量が部材の全表面にわたっては均一的でないという知見を得た。具体的には、接合対象物たる両部材にて向かい合う表面（接合対象面を含む）は金属付着混入量が相対的に少ないレベルで均一的であるのに対し、一方部材にて他方部材側を向かない表面には金属付着混入量が相対的に多い箇所が数多く存在する、という知見を得た。接合対象物たる両部材にて向かい合う表面（接合対象面を含む）の金属付着混入量が相対的に少ないのは、ビーム照射時におけるスパッタエッチングの程度が当該表面にて相対的に強いためであると考えられる。本発明は、以上のような知見に基づくものである。
【００１１】
本発明の一側面に係るパッケージドデバイスでは、デバイス基板の第１接合対象面とパッケージング部の絶縁層がなす第２接合対象面は、例えば常温接合法によって接合されている。そのため、絶縁層の周側面の一部または全部の金属濃度は、絶縁層のデバイス基板側端面の金属濃度より高い。すなわち、パッケージング部の有する絶縁層の周側面の一部または全部は、例えば常温接合法による接合工程を経ることにより、絶縁性が低下している。これとともに、本パッケージドデバイスでは、接合する第１および第２接合対象面において、第１接合対象面の外郭は、第２接合対象面の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板側のデバイスの有する第１接合対象面は、パッケージング部側の第２接合対象面をなす絶縁層の周側面に接しない。そのため、本パッケージドデバイスでは、デバイスとパッケージング部母材の間に電位差が生じた場合に、当該デバイスとパッケージング部母材の間において、絶縁層周側面の絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、本パッケージドデバイスは、デバイスとパッケージング部母材との電気的分離を図るのに適するのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にとっての関連形態に係るパッケージドデバイスの断面図である。
【図２】図１に示すパッケージドデバイスの製造方法における一部の工程を表す。
【図３】図２の後に続く工程を表す。
【図４】常温接合装置の概略構成を表す。
【図５】図１の部分拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るパッケージドデバイスの一部省略平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るパッケージドデバイスの他の平面図である。
【図８】図６の線VIII−VIIIに沿った拡大断面図である。
【図９】図６の線IX−IXに沿った拡大断面図である。
【図１０】図６の線X−Xに沿った拡大断面図である。
【図１１】図６の線XI−XIに沿った拡大断面図である。
【図１２】図６の線XII−XIIに沿った拡大断面図である。
【図１３】図６の線XIII−XIIIに沿った拡大断面図である。
【図１４】図６の線XIV−XIVに沿った拡大断面図である。
【図１５】図６の線XV−XVに沿った拡大断面図である。
【図１６】図６の線XVI−XVIIに沿った拡大断面図である。
【図１７】図６の線XVII−XVIIに沿った拡大断面図である。
【図１８】図１７の部分拡大図である。
【図１９】図６に示すパッケージドデバイスの駆動時における一部省略平面図である。
【図２０】図６に示すパッケージドデバイスの駆動時における他の一部省略平面図である。
【図２１】図６に示すパッケージドデバイスの駆動時において当該デバイスに角速度が作用した場合の一例を表す。
【図２２】図６に示すパッケージドデバイスの変形例の部分拡大断面図である。
【図２３】図６に示すパッケージドデバイスの製造方法における一部の工程を表す。
【図２４】図２３の後に続く工程を表す。
【図２５】図２４の後に続く工程を表す。
【図２６】図２５の後に続く工程を表す。
【図２７】図２６の後に続く工程を表す。
【図２８】図２７の後に続く工程を表す。
【図２９】本発明の第２の実施形態に係るパッケージドデバイスの一部省略平面図である。
【図３０】本発明の第２の実施形態に係るパッケージドデバイスの他の一部省略平面図である。
【図３１】図２９の線XXXI−XXXIに沿った拡大断面図である。
【図３２】図２９の線XXXII−XXXIIに沿った拡大断面図である。
【図３３】図２９の線XXXIII−XXXIIIに沿った拡大断面図である。
【図３４】図２９の線XXXIV−XXXIVに沿った拡大断面図である。
【図３５】図２９の線XXXV−XXXVに沿った拡大断面図である。
【図３６】図２９の線XXXVI−XXXVIに沿った拡大断面図である。
【図３７】図２９の線XXXVII−XXXVIIに沿った拡大断面図である。
【図３８】図２９の線XXXVIII−XXXVIIIに沿った拡大断面図である。
【図３９】図２９の線XXXIX−XXXIXに沿った拡大断面図である。
【図４０】図２９の線XL−XLに沿った拡大断面図である。
【図４１】図４０の部分拡大図である。
【図４２】図２９に示すパッケージドデバイスの製造方法における一部の工程を表す。
【図４３】図４２の後に続く工程を表す。
【図４４】図４３の後に続く工程を表す。
【図４５】図４４の後に続く工程を表す。
【図４６】図４５の後に続く工程を表す。
【図４７】図４６の後に続く工程を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、パッケージドデバイスＰＤ’の断面図である。パッケージドデバイスＰＤ’は、デバイス基板１１０と、パッケージング部１２０，１３０とを備える。デバイス基板１１０には、駆動するうえで電圧印加が必要な所定のデバイスが作り込まれている。パッケージング部１２０は、その母材表面の所定箇所に絶縁膜１２１を有し、この絶縁膜１２１を介してデバイス基板１１０と接合されている。絶縁膜１２１は、デバイス基板１１０のデバイスとパッケージング部１２０の母材との電気的分離を図るために設けられたものである。パッケージング部１３０は、その母材表面の所定箇所に絶縁膜１３１を有し、この絶縁膜１３１を介してデバイス基板１１０と接合されている。絶縁膜１３１は、デバイス基板１１０のデバイスとパッケージング部１３０の母材との電気的分離を図るために設けられたものである。デバイス基板１１０に作り込まれたデバイスは、デバイス基板１１０の周縁部およびパッケージング部１２０，１３０によって封止されている。
【００１４】
図２および図３は、パッケージドデバイスＰＤ’の製造方法を表す。パッケージドデバイスＰＤ’の製造においては、まず、図２（ａ）に示すように、デバイスウエハ２１０およびパッケージングウエハ２２０，２３０が用意される。デバイスウエハ２１０は、後にデバイスが作り込まれる複数のデバイス形成区画を含むシリコンウエハである。パッケージングウエハ２２０は、複数のパッケージング部形成区画を含み、デバイスウエハ２１０との接合が予定される箇所に絶縁膜２２１がパターン形成されたシリコンウエハである。パッケージングウエハ２３０は、複数のパッケージング部形成区画を含み、デバイスウエハ２１０との接合が予定される箇所に絶縁膜２３１がパターン形成されたシリコンウエハである。
【００１５】
次に、図２（ｂ）に示すように、デバイスウエハ２１０とパッケージングウエハ２３０とが接合される。接合手法としては、例えば、直接接合法やプラズマ活性化接合法が採用される。
【００１６】
次に、パッケージングウエハ２３０に接合されて破損しにくくなった状態にあるデバイスウエハ２１０に対して加工が施され、デバイスが形成される（図示略）。具体的には、パッケージングウエハ２３０とは反対の側からデバイスウエハ２１０に対して異方性エッチング処理が施されてデバイスの各構造部が成形される。また、デバイスウエハ２１０におけるパッケージングウエハ２３０とは反対の側の面の上に、配線等として所定の金属膜がパターン形成される場合もある。
【００１７】
次に、図３（ａ）に示すように、デバイスウエハ２１０とパッケージングウエハ２２０とが接合される。接合手法としては常温接合法が採用される。常温接合法とは、高真空下にて、接合対象物たる二つの部材にて接合が予定される表面を所定ビームの照射によってスパッタエッチングして清浄化した状態（構成原子のダングリングボンドが露出して表面が活性化した状態）で、部材間を張り合わせる手法である。常温接合法によると、接合に際して高温過程を経ることを回避することができ、従って、高温過程を経ることによって生じ得る不具合を回避することができる。デバイスが作り込まれた後にデバイスウエハ２１０が高温過程を経ると、デバイスの各構造部が熱膨張を経て変形する場合がある。デバイスが配線等として金属膜を伴う場合、デバイスが作り込まれた後にデバイスウエハ２１０が高温過程を経ると、当該金属膜が熱膨張を経て変形または剥離する場合がある。これらのような不具合を回避すべく、デバイス形成後のデバイスウエハ２１０とパッケージングウエハ２２０とを接合する手法としては、常温接合法が採用される。また、図３（ａ）の常温接合工程を経ることによって、デバイスウエハ２１０に作り込まれている各デバイスは、ウエハレベルでパッケージングされることとなる。
【００１８】
図４は、図３（ａ）に示す常温接合工程を行うための常温接合装置の一例たる常温接合装置３００を表す。常温接合装置３００は、チャンバ３０１と、ステージ３０２，３０３と、ガン３０４とを備える。チャンバ３０１には、チャンバ３０１内を高真空とするための真空ポンプ（図示略）が接続されている。チャンバ３０１は例えばステンレス鋼よりなる。ステージ３０２は、一方の接合対象物３０５を保持するための保持機構であって、保持した接合対象物３０５を水平方向に並進移動させることが可能であり且つ保持した接合対象物３０５を鉛直軸まわりに回転変位させることが可能な構造を有する。ステージ３０３は、他方の接合対象物３０６を保持するための保持機構であって、保持した接合対象物３０６を鉛直方向に並進移動させることが可能な構造を有する。ステージ３０２，３０３は、ステンレス鋼よりなる部材やアルミニウムよりなる部材を含んでなる。ガン３０４は、接合対象物３０５，３０６の接合対象面を活性化させるためのビーム３０４ａを照射するためのものであり、例えば、Ａｒ原子ビームを照射するためのＦＡＢ（Fast Atomic Beam）ガン、または、Ａｒイオンビームを照射するためのイオンガンである。
【００１９】
常温接合装置３００を使用して図３（ａ）の常温接合工程を実行するには、まず、例えばデバイスウエハ２１０およびパッケージングウエハ２３０の積層構造体を、接合対象物３０５としてステージ３０２に保持させる。また、パッケージングウエハ２２０を、接合対象物３０６としてステージ３０３に保持させる。次に、真空ポンプを稼働させてチャンバ３０１内を高真空の状態にさせる。次に、ステージ３０２，３０３を動作させ、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面どうしを対向させる。次に、ガン３０４からビーム３０４ａを照射して、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面を活性化させる。ビーム３０４ａの照射強度や、照射時間、照射方向等は、両接合対象物３０５，３０６の各接合対象面が効率よく活性化されるように設定される。次に、ステージ３０３を動作させ、接合対象物３０６を降下させて両接合対象物３０５，３０６の両接合対象面を接触させる。これにより、両接合対象物３０５，３０６ないし両接合対象面は、強固に接合することとなる。
【００２０】
パッケージドデバイスＰＤ’の製造においては、次に、図３（ｂ）に示すように、ダイシング工程が行われる。ダイシング工程では、デバイスウエハ２１０およびパッケージングウエハ２２０，２３０の積層構造体が個片に分離される。これにより、パッケージドデバイスＰＤ’が得られる。
【００２１】
パッケージドデバイスＰＤ’においては、デバイス基板１１０ないしデバイスとパッケージング部１２０の母材との間に絶縁膜１２１が介在するが、当該デバイスと母材は電気的に充分には分離されていない場合が多い。その理由は次のとおりである。
【００２２】
図３（ａ）および図４を参照して上述した常温接合工程では、高真空とされたチャンバ３０１内にて、接合対象物３０５，３０６をステージ３０２，３０３に保持させて対向配置した状態で、ビーム照射が行われる。このビーム照射に起因して、チャンバ３０１やステージ３０２，３０３の金属製構造部もスパッタエッチングを受けて、当該金属製構造部は金属（Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒなど）を放出する。当該金属は、接合対象物３０５，３０６の表面に微量ながら付着または混入する。しかしながら、金属の付着混入量は、接合対象物３０５，３０６の全表面にわたっては均一的でない。具体的には、接合対象物３０５，３０６にて向かい合う表面（接合対象面を含む）は金属付着混入量が相対的に少ないレベルで均一的であるのに対し、接合対象物３０５，３０６の他の表面には金属付着混入量が相対的に多い箇所が数多く存在する。接合対象物３０５，３０６にて向かい合う表面（接合対象面を含む）の金属付着混入量が相対的に少ないのは、ビーム照射時におけるスパッタエッチングの程度が当該表面にて相対的に強いためであると考えられる。
【００２３】
以上のような常温接合法の特性のため、パッケージドデバイスＰＤ’におけるパッケージング部１２０の絶縁膜１２１の周側面１２２（常温接合工程にてデバイスウエハ２１０側を向かない面）には、金属濃度が比較的高い箇所が生じやすい。当該金属濃度は、例えば２０〜２５ａｔ％である。絶縁膜１２１の周側面１２２にて金属濃度が比較的高い箇所（周側面１２２の一部または全部）は、絶縁性が低下している。そのため、パッケージドデバイスＰＤ’では、デバイス基板１１０のデバイスとパッケージング部１２０の母材との間に電位差が生じた場合に、当該デバイスとパッケージング部１２０の母材の間において、絶縁膜１２１の周側面１２２の絶縁性低下箇所を例えば図５に示すように通る漏れ電流ＬＣが生じやすい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ’では、デバイスとパッケージング部１２０の母材とが電気的に充分には分離されていない場合が多いのである。
【００２４】
図６から図１７は、本発明の第１の実施形態に係るパッケージドデバイスＰＤ１を表す。図６はパッケージドデバイスＰＤ１の一部省略平面図である。図７はパッケージドデバイスＰＤ１の他の平面図である。図８から図１７は、それぞれ、図６の線VIII−VIII、線IX−IX、線X−X、線XI−XI、線XII−XII、線XIII−XIII、線XIV−XIV、線XV−XV、線XVI−XVI、および線XVII−XVIIに沿った拡大断面図である。
【００２５】
パッケージドデバイスＰＤ１は、デバイスＤと、外壁部７０と、パッケージング部８０と、パッケージング部９０とを備える。図６では、パッケージング部８０を省略する。図７は、パッケージドデバイスＰＤ１のパッケージング部９０側の平面図である。
【００２６】
デバイスＤは、角速度センサであり、図６に示すように、振動部１０，２０と、カップリングビーム部３０と、アンカー部４０と、連結部５０，６０とを備える。デバイスＤは、更に、駆動電極１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４と、モニタ電極１５，１６，２５，２６と、検出電極１７，１８，２７，２８とを備える。一方、外壁部７０は、デバイスＤを囲む形状を有し、且つ、図８から図１７に示すように、パッケージング部８０，９０の間に介在する。このようなデバイスＤおよび外壁部７０はデバイス基板をなす。デバイス基板（デバイスＤ，外壁部７０）は、ＭＥＭＳ（micro-electromechanical systems）技術などのバルクマイクロマシニング技術により、シリコンウエハに対して加工を施すことによって作製されたものである。当該シリコンウエハは、不純物のドープにより導電性が付与されている。図の明確化の観点より、図６では、デバイス基板においてパッケージング部８０に対して接合される面（後述の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’）について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、デバイス基板における連結部５０，６０以外でパッケージング部８０，９０との間にギャップを有する部位について黒ベタで表す。
【００２７】
振動部１０は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を一部に有し、図６に示すＸ軸方向において振動可能であり且つ図６および図８に示すＹ軸方向においても振動可能な部位である。振動部２０は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を一部に有し、図６に示すＸ軸方向において振動可能であり且つ図６および図１３に示すＹ軸方向においても振動可能な部位である。振動部１０，２０はＸ軸方向に離隔して配されている。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは直交する。
【００２８】
駆動電極１１は、一のアンカー部４０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。駆動電極１１が延出するアンカー部４０は、図９に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。駆動電極１１は固定駆動電極である。駆動電極１２は、連結部５０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。駆動電極１２は可動駆動電極である。これら駆動電極１１，１２は、振動部１０をＸ軸方向において参照振動させるための駆動力（静電引力）を発生させる一の駆動手段を構成する。
【００２９】
駆動電極１３は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。駆動電極１３が延出するアンカー部４０は、図１０に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。駆動電極１３は固定駆動電極である。駆動電極１４は、連結部５０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。駆動電極１４は可動駆動電極である。これら駆動電極１３，１４は、振動部１０をＸ軸方向において参照振動させるための駆動力（静電引力）を発生させる一の駆動手段を構成する。
【００３０】
モニタ電極１５は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。モニタ電極１５が延出するアンカー部４０は、図１１に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。モニタ電極１５は固定モニタ電極である。モニタ電極１６は、連結部５０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。モニタ電極１６は可動モニタ電極である。これらモニタ電極１５，１６は、振動部１０のＸ軸方向の変位量を静電容量の変化によって検出するための検出手段を構成する。
【００３１】
検出電極１７は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。検出電極１７が延出するアンカー部４０は、図８に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。検出電極１８は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。検出電極１８が延出するアンカー部４０は、パッケージング部８０，９０間に固定されている。検出電極１７，１８は、振動部１０の櫛歯電極構造部との間の静電容量の変化によって振動部１０のＹ軸方向の変位量を検出するための検出手段を構成する。
【００３２】
駆動電極２１は、一のアンカー部４０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。駆動電極２１が延出するアンカー部４０は、図１４に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。駆動電極２１は固定駆動電極である。駆動電極２２は、連結部６０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。駆動電極２２は可動駆動電極である。これら駆動電極２１，２２は、振動部２０をＸ軸方向において参照振動させるための駆動力（静電引力）を発生させる一の駆動手段を構成する。
【００３３】
駆動電極２３は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。駆動電極２３が延出するアンカー部４０は、図１５に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。駆動電極２３は固定駆動電極である。駆動電極２４は、連結部６０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。駆動電極２４は可動駆動電極である。これら駆動電極２３，２４は、振動部２０をＸ軸方向において参照振動させるための駆動力（静電引力）を発生させる一の駆動手段を構成する。
【００３４】
モニタ電極２５は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。モニタ電極２５が延出するアンカー部４０は、図１６に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。モニタ電極２５は固定モニタ電極である。モニタ電極２６は、連結部６０から延出し、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。モニタ電極２６は可動モニタ電極である。これらモニタ電極２５，２６は、振動部２０のＸ軸方向の変位量を静電容量の変化によって検出するための検出手段を構成する。
【００３５】
検出電極２７は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。検出電極２７が延出するアンカー部４０は、図１３に示すようにパッケージング部８０，９０間に固定されている。検出電極２８は、複数の電極歯を含む櫛歯電極構造を有し、一のアンカー部４０から延出する。検出電極２８が延出するアンカー部４０は、パッケージング部８０，９０間に固定されている。検出電極２７，２８は、振動部２０の櫛歯電極構造部との間の静電容量の変化によって振動部２０のＹ軸方向の変位量を検出するための検出手段を構成する。
【００３６】
カップリングビーム部３０は、振動部１０，２０のＸ軸方向における参照振動が逆位相となるように当該両振動をカップリングさせるための部位である。
【００３７】
アンカー部４０のそれぞれは、一部について上述したように、パッケージング部８０，９０の間に固定されている。パッケージング部８０，９０間に介在するアンカー部４０は、図８から図１７に示されている。各アンカー部４０は、パッケージング部８０，９０と接合するところ、各アンカー部４０は、パッケージング部８０と接合する接合対象面Ｓ１を有する。
【００３８】
連結部５０は、振動部１０と、駆動電極１２，１４と、モニタ電極１６と、カップリングビーム部３０と、所定のアンカー部４０との間を架橋して、振動部１０を支持しつつ、駆動電極１１〜１４にて生ずる駆動力を振動部１０およびカップリングビーム部３０に伝達するための部位である。
【００３９】
連結部６０は、振動部２０と、駆動電極２２，２４と、モニタ電極２６と、カップリングビーム部３０と、所定のアンカー部４０との間を架橋して、振動部２０を支持しつつ、駆動電極２１〜２４にて生ずる駆動力を振動部２０およびカップリングビーム部３０に伝達するための部位である。
【００４０】
外壁部７０は、図６に示すようにデバイスＤを囲む形状を有し、且つ、図８から図１７に示すようにパッケージング部８０，９０の間に介在する。外壁部７０は、パッケージング部８０，９０と接合するところ、外壁部７０は、パッケージング部８０と接合する接合対象面Ｓ１’を有する。
【００４１】
上述の振動部１０，２０、駆動電極１２，１４，２２，２４、モニタ電極１６，２６、カップリングビーム部３０、および連結部５０，６０は、デバイスＤにおける可動部を構成する。上述の駆動電極１１，１３，２１，２３、モニタ電極１５，２５、検出電極１７，１８，２７，２８、およびアンカー部４０は、デバイスＤにおける固定部を構成する。また、各アンカー部４０は、デバイスＤにとっての外部接続用の端子部をなす。
【００４２】
パッケージング部８０は、図８から図１７に示すように、母材８１および絶縁層８２を有し、デバイスＤの上述の可動部に対応する箇所に凹部８０ａを有する。母材８１は、シリコン材料よりなる。絶縁層８２は、例えば酸化シリコンよりなる。パッケージング部８０は、絶縁層８２を介して、デバイスＤにおけるアンカー部４０および外壁部７０と接合している。具体的には、絶縁層８２はパッケージング部８０における接合対象面Ｓ２をなし、この接合対象面Ｓ２と、デバイス基板側の各アンカー部４０の接合対象面Ｓ１および外壁部７０の接合対象面Ｓ１’とが、常温接合法によって接合されている。パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２は、デバイス基板ないしデバイスＤとパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るためのものである。絶縁層８２の厚さは、好ましくは５０ｎｍ以上である。一例として図１８に示すように、絶縁層８２は、デバイス基板側の端面８２ａと、接続対象面Ｓ２の外郭をなす周側面８２ｂを有する。周側面８２ｂの少なくとも一部の金属濃度は、端面８２ａの金属濃度より高い。また、デバイス基板の各アンカー部４０の接合対象面Ｓ１の外郭は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。接合対象面Ｓ１の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは、好ましくは１０μｍ以上である。これとともに、デバイス基板の外壁部７０の接合対象面Ｓ１’の外郭は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。接合対象面Ｓ１’の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは、好ましくは１０μｍ以上である。
【００４３】
パッケージング部９０は、図８から図１７に示すように、配線領域９１Ａと非配線領域９１Ｂを含む母材９１、絶縁層９２，９３、絶縁壁９４、導電プラグ９５、および電極パッド９６Ａ，９６Ｂを有し、デバイスＤの可動部に対応する箇所に凹部９０ａを有する。母材９１は、不純物のドープにより導電性が付与されたシリコン材料よりなる。絶縁層９２，９３および絶縁壁９４は、例えば酸化シリコンよりなる。導電プラグ９５および電極パッド９６Ａ，９６Ｂは、導電材料よりなる。パッケージング部９０は、絶縁層９２を介して、デバイスＤにおけるアンカー部４０および外壁部７０と接合している。
【００４４】
パッケージング部９０において、配線領域９１Ａは、各アンカー部４０に対応する位置に設けられており、本実施形態では円柱形状を有する。絶縁層９２は、パッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとデバイス基板との電気的分離を図るためのものである。絶縁層９３は、パッケージング部９０において絶縁層９２とは反対の側に設けられ、配線領域９１Ａに対応する箇所に第１開口部を有し、且つ、非配線領域９１Ｂに対応する箇所にも第２開口部を有する。絶縁壁９４は、配線領域９１Ａを囲む絶縁部であり、配線領域９１Ａと非配線領域９１Ｂとを電気的に分離する。導電プラグ９５は、パッケージング部９０の厚さ方向に配線領域９１Ａおよび絶縁層９２を貫通し、デバイスＤにおけるアンカー部４０の一つに接合している。電極パッド９６Ａは、絶縁層９３の上述の第１開口部において、配線領域９１Ａおよび導電プラグ９５に接合して設けられている。各電極パッド９６Ａは、配線領域９１Ａおよび導電プラグ９５を介して、デバイスＤにおける一のアンカー部４０と電気的に接続されている。各電極パッド９６Ｂは、絶縁層９３の上述の第２開口部において、非配線領域９１Ｂに接合して設けられている。電極パッド９６Ａ，９６Ｂは、パッケージドデバイスＰＤ１にとっての外部接続用の端子部をなす。
【００４５】
これらパッケージング部８０，９０および上述の外壁部７０により、デバイスＤは封止されている。パッケージドデバイスＰＤ１の内部は真空封止される。
【００４６】
以上のような構成を有するパッケージドデバイスＰＤ１は、外部回路と電気的に接続され得る。具体的には、パッケージング部９０に設けられた各端子部（電極パッド９６Ａ，９６Ｂ）と、例えば配線基板上に設けられた外部回路の所定の端子部とが、バンプを介して機械的かつ電気的に接続され得る。
【００４７】
パッケージドデバイスＰＤ１ないしデバイスＤの駆動時には、振動部１０，２０は、例えば図１９および図２０に示すように、Ｘ軸方向において逆位相で参照振動される。この参照振動は、例えば、振動部１０，２０および駆動電極１２，１４，２２，２４に対して一定のＢｉａｓ電圧を印加した状態で、駆動電極１１，２３に対して正弦波電圧（駆動電圧）を印加しつつ、当該電圧とは逆の位相（位相差が１８０度）の正弦波電圧（駆動電圧）を駆動電極１３，２１に対して印加することによって、実現することができる。振動部１０，２０および駆動電極１２，１４，２２，２４に対するＢｉａｓ電圧は、連結部５０，６０と接続するアンカー部４０と電気的に接続する電極パッド９６Ａ、当該アンカー部４０、および連結部５０，６０を介して、印加することができる。駆動電極１１，１３，２１，２３に対する駆動電圧は、それぞれのアンカー部４０と電気的に接続する電極パッド９６Ａを介して印加することができる。
【００４８】
カップリングビーム部３０は、上述のように、振動部１０，２０のＸ軸方向における参照振動が逆位相となるように当該両振動をカップリングさせるための部位である。仮にカップリングビーム部３０が存在しないとした場合、駆動時において振動部１０，２０を精度よく逆位相で参照振動させることは困難である。振動部１０，２０を含む可動部各部の形成誤差等の影響により、振動部１０，２０のそれぞれの固有振動周波数が実際上は異なるからである。カップリングビーム部３０が連結部５０，６０を介して振動部１０，２０を機械的に連結することによって、振動部１０，２０の参照振動が機械的に関連付けられ、駆動時における振動部１０，２０の参照振動の位相差は理想的な値に近付くこととなる。
【００４９】
また、パッケージドデバイスＰＤ１ないしデバイスＤの駆動時には、振動部１０，２０が逆位相で参照振動する振動モードにて可動部の共振が維持されるように、モニタ電極１５，１６，２５，２６が機能する。具体的には、図外の回路において、モニタ電極１５，１６間の静電容量の変化によって振動部１０のＸ軸方向の変位量が検出され、その検出結果が駆動電極１１，１３に印加される駆動電圧にフィードバックされて当該駆動電圧（正弦波電圧）の位相や振幅が微調節されるとともに、モニタ電極２５，２６間の静電容量の変化によって振動部２０のＸ軸方向の変位量が検出され、その検出結果が駆動電極２１，２３に印加される駆動電圧にフィードバックされて当該駆動電圧（正弦波電圧）の位相や振幅が微調節される。
【００５０】
このようにして振動部１０，２０を逆位相で参照振動させた状態で、振動部１０，２０に例えば図１９に示すＺ軸（Ｘ軸およびＹ軸に直交する）まわりの角速度が作用すると、振動部１０，２０をＹ軸方向において変位させるコリオリ力が周期的に発生する。これにより、例えば図２１に示すように、振動部１０，２０はＹ軸方向において逆位相で振動（コリオリ振動）し、振動部１０と検出電極１７，１８との間の静電容量および振動部２０と検出電極２７，２８との間の静電容量が変化する。この静電容量変化に基づいて、振動部１０，２０の変位量ないし振動振幅が検出され、その検出結果に基づき、デバイスＤないし振動部１０，２０に作用する角速度が図外の回路において導出される。以上のように、本実施形態では、パッケージドデバイスＰＤ１は角速度センサとして機能することができる。
【００５１】
パッケージドデバイスＰＤ１は、図８および図１３に示すように、パッケージング部９０の非配線領域９１Ｂと電気的に接続する電極パッド９６Ｂを具備する。そのため、パッケージドデバイスＰＤ１では、この電極パッド９６Ｂを介して非配線領域９１Ｂをグラウンド接続することができる。非配線領域９１Ｂをグラウンド接続しておくことにより、上述のような駆動時に、非配線領域９１Ｂの電位が一定に維持されて、一の配線領域９１Ａから他の配線領域９１Ａへの、非配線領域９１Ｂを介しての信号漏れを、防止することが可能となる。
【００５２】
パッケージドデバイスＰＤ１における電極パッド９６Ａについては、図２２（ａ）に示すように設けてもよい。図２２（ａ）に示す電極パッド９６Ａは、パッケージング部９０の面内方向において絶縁層９３の第１開口部（開口部９３ａ）内に収まるように設けられている。電極パッド９６Ａが絶縁層９３を介さずに直接的に配線領域９１Ａ（シリコン材料よりなる）に接合する面積割合の大きい図２２（ａ）に示す構成は、パッケージング部９０表面における電極パッド９６Ａの密着性を高めるうえで好適である。
【００５３】
パッケージドデバイスＰＤ１における電極パッド９６Ｂについては、図２２（ｂ）に示すように設けてもよい。図２２（ｂ）に示す電極パッド９６Ｂは、パッケージング部９０の面内方向において絶縁層９３の第２開口部（開口部９３ｂ）内に収まるように設けられている。電極パッド９６Ｂが絶縁層９３を介さずに直接的に非配線領域９１Ｂ（シリコン材料よりなる）に接合する面積割合の大きい図２２（ｂ）に示す構成は、パッケージング部９０表面における電極パッド９６Ｂの密着性を高めるうえで好適である。
【００５４】
図２３から図２８は、バルクマイクロマシニング技術によってパッケージドデバイスＰＤ１を製造するための方法を表す。図２３から図２７は、単一のバッケージドデバイスＰＤ１を形成するための区画に含まれる図８に対応する断面の変化を表したものである。図２８は、複数のデバイス形成区画にわたる部分断面を表す。
【００５５】
本方法においては、まず、図２３（ａ）に示すように、パッケージングウエハＷ１を用意する。パッケージングウエハＷ１は、上述のパッケージング部９０を形成するための複数の区画を含む。また、パッケージングウエハＷ１は、シリコンウエハであり、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。不純物としては、Ｂなどのｐ型不純物や、ＰおよびＳｂなどのｎ型不純物を採用することができる。パッケージングウエハＷ１の厚さは例えば２００〜５００μｍである。
【００５６】
次に、図２３（ｂ）に示すように、パッケージングウエハＷ１の各パッケージング部形成区画において、上述の凹部９０ａを形成する。例えば、凹部９０ａに対応する開口部を有するレジストパターンをマスクとして利用して、ＤＲＩＥ（deep reactive ion etching）によってパッケージングウエハＷ１に対して所定の深さ（例えば３０μｍ）までエッチング処理を行うことにより、凹部９０ａを形成することができる。ＤＲＩＥでは、ＳＦ6ガスを用いて行うエッチングとＣ4Ｆ8ガスを用いて行う側壁保護とを交互に繰り返すＢｏｓｃｈプロセスにおいて、良好な異方性エッチング加工を行うことができる。後出のＤＲＩＥについても、このようなＢｏｓｃｈプロセスを採用することができる。
【００５７】
次に、図２３（ｃ）に示すように、パッケージングウエハＷ１の各パッケージング部形成区画において、分離溝９０ｂを形成して上述の配線領域９１Ａをパターン形成する。例えば、分離溝９０ｂに対応する開口部を有するレジストパターンをマスクとして利用して、ＤＲＩＥによってパッケージングウエハＷ１に対して所定の深さ（例えば５０〜２００μｍ）までエッチング処理を行うことにより、分離溝９０ｂを形成して配線領域９１Ａをパターン形成することができる。分離溝９０ｂは、上述の絶縁壁９４を設ける箇所であり、配線領域９１Ａを囲む。
【００５８】
次に、図２３（ｄ）に示すように、分離溝９０ｂ内に上述の絶縁壁９４を形成し、また、上述の絶縁層９２を形成する。例えば、熱酸化法によってパッケージングウエハＷ１の表面を酸化して熱酸化膜を形成した後、ウエハ表面に形成された熱酸化膜を所定のマスクを使用しつつエッチング除去することによって、絶縁層９２および絶縁壁９４を形成することができる。
【００５９】
次に、図２４（ａ）に示すように、パッケージングウエハＷ１とデバイスウエハＷ２とを接合する（非常温接合工程）。デバイスウエハＷ２は、上述のデバイスＤを形成するための複数のデバイス形成区画を含む。また、デバイスウエハＷ２は、シリコンウエハであり、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。不純物としては、Ｂなどのｐ型不純物や、ＰおよびＳｂなどのｎ型不純物を採用することができる。本接合工程では、パッケージングウエハＷ１における配線領域９１Ａが形成された側とデバイスウエハＷ２とを接合する。接合手法としては、例えば、直接接合法またはプラズマ活性化接合法を採用する。
【００６０】
次に、図２４（ｂ）に示すように、パッケージングウエハＷ１に貫通孔９０ｃを形成する。貫通孔９０ｃの形成においては、例えば、まず、貫通孔９０ｃ形成位置に対応する箇所に開口部を有するレジストパターンをマスクとして利用して、パッケージングウエハＷ１の母材に対し、絶縁層９２が露出するまでＤＲＩＥによりエッチング処理を行う。次に、絶縁層９２において露出した箇所をエッチング除去する。エッチング手法としては、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムからなるバッファードフッ酸（ＢＨＦ）をエッチング液として使用するウェットエッチングを採用することができる。絶縁層に対する後出のエッチング処理についても、同様のウェットエッチングを採用することができる。このようにして、パッケージングウエハＷ１（ないし、配線領域９１Ａおよび絶縁層９２）を貫通する貫通孔９０ｃを形成することができる。
【００６１】
パッケージドデバイスＰＤ１の製造においては、次に、例えばＬＰ−ＣＶＤ法やＭＯＣＶＤ法により、図２４（ｃ）に示すように貫通孔９０ｃに導電材料９５’を充填する。導電材料９５’は、例えばポリシリコンである。
【００６２】
次に、図２５（ａ）に示すように、デバイスウエハＷ２の全体を薄肉化する。デバイスウエハＷ２に対して研磨処理を行うことによって、デバイスウエハＷ２を薄肉化することができる。研磨手法としては、例えば、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）を採用することができる。本工程にて、デバイスウエハＷ２の厚さは例えば２０〜１００μｍとされる。
【００６３】
次に、図２５（ｂ）に示すように、デバイスウエハＷ２の所定領域に対してスライスエッチングを施す。具体的には、まず、上述のデバイス基板側の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’に対応するパターン形状を有するレジストパターンをデバイスウエハＷ２の表面（図中上面）に形成する。次に、当該レジストパターンをマスクとして利用して、デバイスウエハＷ２に対して所定の深さまでＤＲＩＥによってエッチング処理を行う。所定の深さとは、例えば１〜５μｍである。このような加工により、デバイスウエハＷ２にて接合対象面Ｓ１，Ｓ１’が形成されることとなる。
【００６４】
次に、図２５（ｃ）に示すように、パッケージングウエハＷ１に接合されて破損しにくくなった状態にあるデバイスウエハＷ２において、上述のデバイスＤの各部および外壁部７０を成形する。デバイスＤの各部には、振動部１０，２０、駆動電極１１〜１４，２１〜２４、モニタ電極１５，１６，２５，２６、検出電極１７，１８，２７，２８、カップリングビーム部３０、アンカー部４０、および連結部５０，６０が含まれる。本工程では、例えば、デバイスＤの各部および外壁部７０に対応したパターン形状を有するレジストパターンをマスクとして利用して、ＤＲＩＥにより、デバイスウエハＷ２に対してエッチング処理を行う。
【００６５】
次に、図２６（ａ）および図２６（ｂ）に示すように、デバイスウエハＷ２とパッケージングウエハＷ３とを、常温接合法によって接合する（常温接合工程）。パッケージングウエハＷ３は、上述のパッケージング部８０を形成するための複数の区画を含み、各パッケージング部形成区画において上述の凹部８０ａを有する。パッケージングウエハＷ３の表面には、上述の絶縁層８２が設けられている。凹部８０ａは、例えば、凹部８０ａに対応する開口部を有するレジストパターンをマスクとして利用して、ＤＲＩＥによってシリコンウエハに対して所定の深さ（例えば３０μｍ）までエッチング処理を行うことにより、形成することができる。絶縁層８２は、例えば熱酸化法によってシリコンウエハ表面を酸化して熱酸化膜を形成した後、当該熱酸化膜をパターニングすることによって形成することができる。絶縁層８２は、上述のように、パッケージングウエハＷ３における接合対象面Ｓ２をなす。また、パッケージングウエハＷ３の厚さは例えば２００〜３００μｍである。本工程にて、デバイスＤについて、ウエハレベルでのパッケージングが達成される。
【００６６】
本工程における接合手法として採用される常温接合法とは、高真空下にて、接合対象物たる二つの部材にて接合が予定される表面を所定ビームの照射によってスパッタエッチングして清浄化した状態（構成原子のダングリングボンドが露出して表面が活性化した状態）で、部材間を張り合わせる手法である。常温接合法によると、接合に際して高温過程を経ることを回避することができ、従って、高温過程を経ることによって生じ得る不具合を回避することができる。デバイスＤが作り込まれた後にデバイスウエハＷ２が高温過程を経ると、デバイスＤの各部が熱膨張を経て変形する場合がある。例えばこのような不具合を回避すべく、デバイスＤ形成後のデバイスウエハＷ２とパッケージングウエハＷ３とを接合する手法として常温接合法を採用するのである。
【００６７】
図４に示す常温接合装置３００を使用して上述の常温接合工程を実行するには、まず、例えばデバイスウエハＷ２およびパッケージングウエハＷ１の積層構造体を、接合対象物３０５としてステージ３０２に保持させる。また、パッケージングウエハＷ３を、接合対象物３０６としてステージ３０３に保持させる。次に、真空ポンプを稼働させてチャンバ３０１内を高真空の状態にさせる。次に、ステージ３０２，３０３を動作させ、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面どうしを対向させる。具体的には、接合対象物３０５（ないし、その一部たるデバイスウエハＷ２）の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’と、接合対象物３０６（即ちパッケージングウエハＷ３）の接合対象面Ｓ２とを、対向させる。次に、ガン３０４からビーム３０４ａを照射して、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面を活性化させる。ビーム３０４ａの照射強度や、照射時間、照射方向等は、両接合対象物３０５，３０６の各接合対象面が効率よく活性化されるように設定される。次に、ステージ３０３を動作させ、接合対象物３０６を降下させて両接合対象物３０５，３０６の両接合対象面を接触させる。これにより、両接合対象物３０５，３０６ないし両接合対象面は、強固に接合することとなる。具体的には、接合対象物３０５（ないし、その一部たるデバイスウエハＷ２）の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’と、接合対象物３０６（即ちパッケージングウエハＷ３）の接合対象面Ｓ２（絶縁層８２）とが、強固に接合することとなる。
【００６８】
パッケージドデバイスＰＤ１の製造においては、次に、図２６（ｃ）に示すように、パッケージングウエハＷ１を薄肉化し、また、パッケージングウエハＷ３を薄肉化する（薄肉化工程）。薄肉化手法としては、例えば、ＣＭＰやＤＲＩＥを採用することができる。パッケージングウエハＷ１の薄肉化により、パッケージングウエハＷ１における配線領域９１Ａが絶縁壁９４によって非配線領域９１Ｂから電気的に分離され、且つ、配線領域９１Ａを貫通する上述の導電プラグ９５が形成される。パッケージングウエハＷ１の厚さは例えば５０〜２００μｍとされる。また、パッケージングウエハＷ３の厚さは例えば５０〜１５０μｍとされる。
【００６９】
次に、図２７（ａ）に示すように絶縁層９３を形成する。例えばスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法によって所定の絶縁材料をパッケージングウエハＷ１上に成膜することにより、絶縁層９３を形成することができる。
【００７０】
次に、図２７（ｂ）に示すように、絶縁層９３に開口部９３ａ，９３ｂを形成する。例えば、開口部９３ａ，９３ｂに対応する開口部を有するレジストパターンをマスクとして利用して絶縁層９３に対してエッチング処理を行うことにより、開口部９３ａ，９３ｂを形成することができる。開口部９３ａにて配線領域９１Ａが露出し、開口部９３ｂにて非配線領域９１Ｂが露出する。
【００７１】
次に、図２７（ｃ）に示すように電極パッド９６Ａ，９６Ｂを形成する。電極パッド９６Ａ，９６Ｂの形成においては、まず、例えばスパッタリング法により、開口部９３ａ，９３ｂを閉塞するように絶縁層９３上に所定の金属材料を成膜する。次に、レジストパターンをマスクとして利用して当該金属材料膜に対してエッチング処理を行う。このようにして、電極パッド９６Ａ，９６Ｂをパターン形成することができる。
【００７２】
次に、図２８（ａ）および図２８（ｂ）に示すように、デバイスウエハＷ２およびパッケージングウエハＷ１，Ｗ３よりなる積層構造体を切断して個片化する。以上のようにして、パッケージドデバイスＰＤ１を製造することができる。
【００７３】
本方法によると、ウエハレベルでのパッケージングを達成することができるので、マイクロ可動デバイスたるデバイスＤの各部のゴミの付着や損傷に起因する、可動部の動作性能の悪化を抑制することができる。
【００７４】
本方法における、図２６（ａ）、図２６（ｂ）、および図４を参照して上述した常温接合工程では、高真空とされたチャンバ３０１内にて、接合対象物３０５，３０６をステージ３０２，３０３に保持させて対向配置した状態で、ビーム照射が行われる。このビーム照射に起因して、チャンバ３０１やステージ３０２，３０３の金属製構造部もスパッタエッチングを受けて、当該金属製構造部は金属（Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒなど）を放出する。当該金属は、接合対象物３０５，３０６の表面に微量ながら付着または混入する。しかしながら、金属の付着混入量は、接合対象物３０５，３０６の全表面にわたっては均一的でない。具体的には、接合対象物３０５，３０６にて向かい合う表面（接合対象面を含む）は金属付着混入量が相対的に少ないレベルで均一的であるのに対し、接合対象物３０５，３０６の他の表面には金属付着混入量が相対的に多い箇所が数多く存在する。
【００７５】
パッケージドデバイスＰＤ１では、このような常温接合法により、デバイス基板のアンカー部４０の接合対象面Ｓ１および外壁部７０の接合対象面Ｓ１’と、パッケージング部８０の絶縁層８２がなす接合対象面Ｓ２とは接合されている。そのため、図１８を参照して上述したように、絶縁層８２の周側面８２ｂの一部または全部の金属濃度は、絶縁層８２のデバイス基板側の端面８２ａの金属濃度より高いのである。すなわち、パッケージング部８０の絶縁層８２の周側面８２ｂの一部または全部は、常温接合法による接合工程を経ることにより、絶縁性が低下している。
【００７６】
しかしながら、パッケージドデバイスＰＤ１では、接合する接合対象面Ｓ１，Ｓ２において、接合対象面Ｓ１の外郭は、接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板におけるデバイスＤないしアンカー部４０の接合対象面Ｓ１は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２の周側面８２ｂに接しない。そのため、パッケージドデバイスＰＤ１では、デバイスＤとパッケージング部８０の母材８１との間に電位差が生じた場合に、デバイスＤと母材８１の間において、絶縁層８２の周側面８２ｂの絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ１は、デバイスＤとパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに適するのである。デバイスＤと母材８１との電気的分離は、デバイスＤの各部がパッケージング部８０の母材８１を介し電気的に接続することを回避するうえで重要である。また、上述のように、接合対象面Ｓ１の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは好ましくは１０μｍ以上であり、絶縁層８２の厚さは好ましくは５０ｎｍ以上である。これらの構成のそれぞれは、デバイスＤとパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに資する。
【００７７】
また、パッケージドデバイスＰＤ１では、接合する接合対象面Ｓ１’，Ｓ２において、接合対象面Ｓ１’の外郭は、接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板における外壁部７０の接合対象面Ｓ１’は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２の周側面８２ｂに接しない。そのため、パッケージドデバイスＰＤ１では、仮に外壁部７０とパッケージング部８０の母材８１との間に電位差が生じた場合に、外壁部７０と母材８１の間において、絶縁層８２の周側面８２ｂの絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ１は、外壁部７０とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに適するのである。外壁部７０と母材８１との電気的分離は、デバイスＤの各部が母材８１および外壁部７０を介し電気的に接続することを回避するうえで重要である。また、上述のように、接合対象面Ｓ１’の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは好ましくは１０μｍ以上であり、絶縁層８２の厚さは好ましくは５０ｎｍ以上である。これらの構成のそれぞれは、外壁部７０とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに資する。
【００７８】
加えて、本方法は、得られるパッケージの薄型化に適するとともに、デバイスウエハＷ２に接合される前のパッケージングウエハＷ１，Ｗ３の強度ないし取り扱いやすさを確保するのに適し、且つ、工程数を抑制するのに適する。その理由は次のとおりである。
【００７９】
本方法におけるパッケージングウエハＷ１は、上述のように、製造されるパッケージドデバイスＰＤ１におけるパッケージング部９０を形成するための複数の区画を含むものである。図２４（ａ）を参照して上述した非常温接合工程に供されるパッケージングウエハＷ１の厚さは、パッケージドデバイスＰＤ１の一部たるパッケージング部９０の厚さと同じではない。パッケージング部９０よりも厚いパッケージングウエハＷ１が非常温接合工程に供される。そして、非常温接合工程の後、図２６（ｃ）を参照して上述した薄肉化工程にて、デバイスウエハＷ２に接合して破損しにくくなった状態にあるパッケージングウエハＷ１に対して加工が施されることによって、パッケージングウエハＷ１は所望の程度に薄肉化される。パッケージング部９０はこのようにして薄肉化されたパッケージングウエハＷ１に由来する。このように、本方法は、パッケージング部９０を薄肉化しやすく、従って、製造されるパッケージドデバイスＰＤ１ないしパッケージの薄型化に適している。
【００８０】
本方法におけるパッケージングウエハＷ３は、上述のように、製造されるパッケージドデバイスＰＤ１におけるパッケージング部８０を形成するための複数の区画を含むものである。図２６（ａ）および図２６（ｂ）を参照して上述した常温接合工程に供されるパッケージングウエハＷ３の厚さは、パッケージドデバイスＰＤ１の一部たるパッケージング部８０の厚さと同じではない。パッケージング部８０よりも厚いパッケージングウエハＷ３が常温接合工程に供される。そして、常温接合工程の後、図２６（ｃ）を参照して上述した薄肉化工程にて、デバイスウエハＷ２に接合して破損しにくくなった状態にあるパッケージングウエハＷ３に対して加工が施されることによって、パッケージングウエハＷ３は所望の程度に薄肉化される。パッケージング部８０はこのようにして薄肉化されたパッケージングウエハＷ３に由来する。このように、本方法は、パッケージング部８０を薄肉化しやすく、従って、製造されるパッケージドデバイスＰＤ１ないしパッケージの薄型化に適している。
【００８１】
本方法によると、工程数を抑制しやすい。パッケージング部を貫通する複数の導電プラグを備えるタイプのパッケージドセンシングデバイスを従来の方法で製造するには、パッケージング部に導電プラグを埋め込み形成するために多数の工程を経る必要がある。具体的には、パッケージングウエハに貫通孔を形成した後、各貫通孔の内壁に絶縁膜、拡散防止層、および電気めっき用のシード層を順次形成したうえで、電気めっき法によって貫通孔内に所定の金属材料を充填する必要がある。多数の工程を経る必要のある方法は、製造コストを低減するうえで好ましくない。これに対し、本方法では、パッケージング部９０を貫通することとなる導電プラグ９５の形成にあたり、拡散防止層を形成することは必ずしも必要ではない。本方法では、導電プラグ９５はパッケージング部９０における配線領域９１Ａを貫通するように設けられる（即ち、導電プラグ９５の周囲には配線領域９１Ａが存在する）。そのため、本方法においては、導電プラグ９５から金属が拡散するのを抑制するための拡散防止層を導電プラグ９５の周囲に設けることは、必ずしも必要ではない。加えて、本方法においては、導電プラグ９５の形成にあたり、電気めっき法用のシード層を形成する必要はない。したがって、本方法によると、工程数を抑制しやすいのである。
【００８２】
以上のように、本方法は、得られるパッケージの薄型化に適するとともに、デバイスウエハＷ２に接合される前のパッケージングウエハＷ１，Ｗ３の強度ないし取り扱いやすさを確保するのに適し、且つ、工程数を抑制するのに適するのである。
【００８３】
図２９から図４０は、本発明の第２の実施形態に係るパッケージドデバイスＰＤ２を表す。図２９はパッケージドデバイスＰＤ２の一部省略平面図である。図３０はパッケージドデバイスＰＤ２の他の一部省略平面図である。図３１から図４０は、それぞれ、図２９の線XXXI−XXXI、線XXXII−XXXII、線XXXIII−XXXIII、線XXXIV−XXXIV、線XXXV−XXXV、線XXXVI−XXXVI、線XXXVII−XXXVII、線XXXVIII−XXXVIII、線XXXIX−XXXIX、および線XL−XLに沿った拡大断面図である。
【００８４】
パッケージドデバイスＰＤ２は、デバイスＤ’と、外壁部７０’と、パッケージング部８０と、パッケージング部９０とを備える。図２９では、パッケージング部８０を省略する。図３０は、図２９の平面図とは反対の側の平面図であり、図３０では、パッケージング部９０を省略する。パッケージドデバイスＰＤ２は、構造上、デバイスＤおよび外壁部７０に代えてデバイスＤ’および外壁部７０’を備える点において、上述のパッケージドデバイスＰＤ１と異なる。
【００８５】
デバイスＤ’は、角速度センサであり、図２９および図３０に示すように、振動部１０，２０と、カップリングビーム部３０と、アンカー部４０’と、連結部５０，６０とを備える。デバイスＤ’は、更に、駆動電極１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４と、モニタ電極１５，１６，２５，２６と、検出電極１７，１８，２７，２８とを備える。デバイスＤ’は、構造上、アンカー部４０に代えてアンカー部４０’を備える点において、パッケージドデバイスＰＤ１のデバイスＤと異なる。また、振動部１０，２０、駆動電極１２，１４，２２，２４、モニタ電極１６，２６、カップリングビーム部３０、および連結部５０，６０は、デバイスＤ’における可動部を構成する。駆動電極１１，１３，２１，２３、モニタ電極１５，２５、検出電極１７，１８，２７，２８、およびアンカー部４０’は、デバイスＤ’における固定部を構成する。各アンカー部４０’は、デバイスＤ’にとっての外部接続用の端子部をなす。
【００８６】
アンカー部４０’のそれぞれは、パッケージング部８０，９０の間に固定されている。パッケージング部８０，９０間に介在するアンカー部４０’は、図３１から図４０に示されている。各アンカー部４０’は、パッケージング部８０，９０と接合するところ、各アンカー部４０’は、パッケージング部８０と接合する接合対象面Ｓ１を有し、且つ、パッケージング部９０と接合する接合対象面Ｓ３を有する。固定駆動電極たる駆動電極１１，１３，２１，２３、固定モニタ電極たるモニタ電極１５，２５、および検出電極１７，１８，２７，２８は、それぞれ、このようなアンカー部４０’を含む。また、連結部５０，６０は、このようなアンカー部４０’に接続している。
【００８７】
外壁部７０’は、図２９および図３０に示すようにデバイスＤ’を囲む形状を有し、且つ、図３１から図４０に示すようにパッケージング部８０，９０の間に介在する。外壁部７０’は、パッケージング部８０，９０と接合するところ、外壁部７０’は、パッケージング部８０と接合する接合対象面Ｓ１’を有し、且つ、パッケージング部９０と接合する接合対象面Ｓ３’を有する。
【００８８】
パッケージドデバイスＰＤ２のパッケージング部８０は、第１の実施形態におけるパッケージング部８０と同様に、母材８１および絶縁層８２を有し、デバイスＤ’の上述の可動部に対応する箇所に凹部８０ａを有する。パッケージング部８０は、図３１から図４０に示すように、絶縁層８２を介して、デバイスＤ’におけるアンカー部４０’および外壁部７０’と接合している。具体的には、絶縁層８２はパッケージング部８０における接合対象面Ｓ２をなし、この接合対象面Ｓ２と、デバイス基板側の各アンカー部４０’の接合対象面Ｓ１および外壁部７０’の接合対象面Ｓ１’とが、常温接合法によって接合されている。パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２は、デバイス基板ないしデバイスＤ’とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るためのものである。絶縁層８２の厚さは、好ましくは５０ｎｍ以上である。一例として図４１（ａ）に示すように、絶縁層８２は、デバイス基板側の端面８２ａと、接続対象面Ｓ２の外郭をなす周側面８２ｂを有する。周側面８２ｂの少なくとも一部の金属濃度は、端面８２ａの金属濃度より高い。また、デバイス基板の各アンカー部４０’の接合対象面Ｓ１の外郭は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。接合対象面Ｓ１の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは、好ましくは１０μｍ以上である。これとともに、デバイス基板の外壁部７０’の接合対象面Ｓ１’の外郭は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。接合対象面Ｓ１’の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは、好ましくは１０μｍ以上である。
【００８９】
パッケージドデバイスＰＤ２のパッケージング部９０は、第１の実施形態におけるパッケージング部９０と同様に、配線領域９１Ａと非配線領域９１Ｂを含む母材９１、絶縁層９２，９３、絶縁壁９４、導電プラグ９５、および電極パッド９６Ａ，９６Ｂを有する。これとともに、パッケージング部９０は、デバイスＤ’の可動部に対応する箇所に凹部９０ａを有する。また、パッケージング部９０は、図３１から図４０に示すように、絶縁層９２を介して、デバイスＤ’におけるアンカー部４０’および外壁部７０’と接合している。具体的には、絶縁層９２はパッケージング部９０における接合対象面Ｓ４をなし、この接合対象面Ｓ４と、デバイス基板側の各アンカー部４０’の接合対象面Ｓ３および外壁部７０’の接合対象面Ｓ３’とが、常温接合法によって接合されている。パッケージング部９０の接合対象面Ｓ４をなす絶縁層９２は、デバイス基板ないしデバイスＤ’とパッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとの電気的分離を図るためのものである。絶縁層９２の厚さは、好ましくは５０ｎｍ以上である。一例として図４１（ｂ）に示すように、絶縁層９２は、デバイス基板側の端面９２ａと、接続対象面Ｓ４の外郭をなす周側面９２ｂを有する。周側面９２ｂの少なくとも一部の金属濃度は、端面９２ａの金属濃度より高い。また、デバイス基板の各アンカー部４０’の接合対象面Ｓ３の外郭は、パッケージング部９０の接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している。接合対象面Ｓ３の外郭が接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している長さは、好ましくは１０μｍ以上である。これとともに、デバイス基板の外壁部７０’の接合対象面Ｓ３’の外郭は、パッケージング部９０の接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している。接合対象面Ｓ３’の外郭が接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している長さは、好ましくは１０μｍ以上である。
【００９０】
これらパッケージング部８０，９０および上述の外壁部７０’により、デバイスＤ’は封止されている。パッケージドデバイスＰＤ２の内部は真空封止される。
【００９１】
以上のような構成を有するパッケージドデバイスＰＤ２は、外部回路と電気的に接続され得る。具体的には、パッケージング部９０に設けられた各端子部（電極パッド９６Ａ，９６Ｂ）と、例えば配線基板上に設けられた外部回路の所定の端子部とが、バンプを介して機械的かつ電気的に接続され得る。
【００９２】
このようなパッケージドデバイスＰＤ２は、パッケージドデバイスＰＤ１と同様にして駆動されて（即ち、振動部１０，２０がＸ軸方向において逆位相で参照振動されて）、パッケージドデバイスＰＤ１と同様に角速度センサとして機能することができる。
【００９３】
パッケージドデバイスＰＤ２における電極パッド９６Ａ，９６Ｂについては、パッケージドデバイスＰＤ１における電極パッド９６Ａ，９６Ｂについて上述したのと同様に、図２２（ａ）および図２２（ｂ）に示すように設けてもよい。
【００９４】
図４２から図４７は、バルクマイクロマシニング技術によってパッケージドデバイスＰＤ２を製造するための方法を表す。図４２から図４６は、単一のバッケージドデバイスＰＤ２を形成するための区画に含まれる図３１に対応する断面の変化を表したものである。図４７は、複数のデバイス形成区画にわたる部分断面を表す。
【００９５】
本方法においては、まず、図４２（ａ）に示すパッケージングウエハＷ１を用意し、また、図４２（ｂ）に示すデバイスウエハＷ２’を用意する。
【００９６】
図４２（ａ）に示すパッケージングウエハＷ１は、パッケージドデバイスＰＤ１の製造に関して図２３（ａ）から図２３（ｄ）を参照して上述した各工程を経て作製されたものである。パッケージングウエハＷ１は、具体的には、パッケージング部９０を形成するための複数の区画を含み、各パッケージング部形成区画において凹部９０ａを有し、絶縁層９２および絶縁壁９４が設けられている。絶縁層９２は、上述のように、パッケージングウエハＷ１における接合対象面Ｓ４をなす。
【００９７】
図４２（ｂ）に示すデバイスウエハＷ２’は、上述のデバイスＤ’を形成するための複数のデバイス形成区画を含むシリコンウエハであり、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。不純物としては、Ｂなどのｐ型不純物や、ＰおよびＳｂなどのｎ型不純物を採用することができる。また、デバイスウエハＷ２’の一方の面側には、所定領域に対してスライスエッチングを施されて上述の接合対象面Ｓ３，Ｓ３’が形成されている。具体的には、まず、上述のデバイス基板側の接合対象面Ｓ３，Ｓ３’に対応するパターン形状を有するレジストパターンをデバイスウエハＷ２’の表面に形成する。次に、当該レジストパターンをマスクとして利用して、デバイスウエハＷ２’に対して所定の深さまでＤＲＩＥによってエッチング処理を行う。所定の深さとは、例えば１〜５μｍである。このような加工により、デバイスウエハＷ２’にて接合対象面Ｓ３，Ｓ３’が形成されることとなる。
【００９８】
次に、図４３（ａ）に示すように、パッケージングウエハＷ１とデバイスウエハＷ２’とを、常温接合法によって接合する（第１常温接合工程）。常温接合法によると、接合に際して高温過程を経ることを回避することができ、従って、高温過程を経ることによって生じ得る不具合を回避することができる。
【００９９】
図４に示す常温接合装置３００を使用して第１常温接合工程を実行するには、まず、例えばデバイスウエハＷ２’を、接合対象物３０５としてステージ３０２に保持させる。また、パッケージングウエハＷ１を、接合対象物３０６としてステージ３０３に保持させる。次に、真空ポンプを稼働させてチャンバ３０１内を高真空の状態にさせる。次に、ステージ３０２，３０３を動作させ、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面どうしを対向させる。具体的には、接合対象物３０５（即ちデバイスウエハＷ２’）の接合対象面Ｓ３，Ｓ３’と、接合対象物３０６（即ちパッケージングウエハＷ１）の接合対象面Ｓ４とを、対向させる。次に、ガン３０４からビーム３０４ａを照射して、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面を活性化させる。ビーム３０４ａの照射強度や、照射時間、照射方向等は、両接合対象物３０５，３０６の各接合対象面が効率よく活性化されるように設定される。次に、ステージ３０３を動作させ、接合対象物３０６を降下させて両接合対象物３０５，３０６の両接合対象面を接触させる。これにより、両接合対象物３０５，３０６ないし両接合対象面は、強固に接合することとなる。具体的には、接合対象物３０５（即ちデバイスウエハＷ２’）の接合対象面Ｓ３，Ｓ３’と、接合対象物３０６（即ちパッケージングウエハＷ１）の接合対象面Ｓ４（絶縁層９２）とが、強固に接合することとなる。
【０１００】
パッケージドデバイスＰＤ２の製造においては、次に、図４３（ｂ）に示すように、パッケージングウエハＷ１に貫通孔９０ｃを形成する。貫通孔９０ｃの形成手法は、図２４（ｂ）を参照して上述したとおりである。
【０１０１】
次に、例えばＬＰ−ＣＶＤ法やＭＯＣＶＤ法により、図４３（ｃ）に示すように貫通孔９０ｃに導電材料９５’を充填する。導電材料９５’は、例えばポリシリコンである。
【０１０２】
次に、図４４（ａ）に示すように、デバイスウエハＷ２’の全体を薄肉化する。デバイスウエハＷ２’に対して研磨処理を行うことによって、デバイスウエハＷ２’を薄肉化することができる。研磨手法としては、例えば、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）を採用することができる。本工程にて、デバイスウエハＷ２’の厚さは例えば２０〜１００μｍとされる。
【０１０３】
次に、図４４（ｂ）に示すように、デバイスウエハＷ２’の所定領域に対してスライスエッチングを施す。具体的には、まず、上述のデバイス基板側の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’に対応するパターン形状を有するレジストパターンをデバイスウエハＷ２’の表面（図中上面）に形成する。次に、当該レジストパターンをマスクとして利用して、デバイスウエハＷ２’に対して所定の深さまでＤＲＩＥによってエッチング処理を行う。所定の深さとは、例えば１〜５μｍである。
【０１０４】
次に、図４４（ｃ）に示すように、パッケージングウエハＷ１に接合されて破損しにくくなった状態にあるデバイスウエハＷ２’において、上述のデバイスＤ’の各部および外壁部７０’を成形する。デバイスＤ’の各部には、振動部１０，２０、駆動電極１１〜１４，２１〜２４、モニタ電極１５，１６，２５，２６、検出電極１７，１８，２７，２８、カップリングビーム部３０、アンカー部４０’、および連結部５０，６０が含まれる。本工程では、例えば、デバイスＤ’の各部および外壁部７０’に対応したパターン形状を有するレジストパターンをマスクとして利用して、ＤＲＩＥにより、デバイスウエハＷ２’に対してエッチング処理を行う。
【０１０５】
次に、図４５（ａ）および図４５（ｂ）に示すように、デバイスウエハＷ２’とパッケージングウエハＷ３とを、常温接合法によって接合する（第２常温接合工程）。パッケージングウエハＷ３は、上述のパッケージング部８０を形成するための複数の区画を含み、各パッケージング部形成区画において上述の凹部８０ａを有する。パッケージングウエハＷ３の表面には、上述の絶縁層８２が設けられている。絶縁層８２は、上述のように、パッケージングウエハＷ３における接合対象面Ｓ２をなす。また、パッケージングウエハＷ３の厚さは例えば２００〜３００μｍである。本工程にて、デバイスＤ’について、ウエハレベルでのパッケージングが達成される。
【０１０６】
常温接合法によると、接合に際して高温過程を経ることを回避することができ、従って、高温過程を経ることによって生じ得る不具合を回避することができる。デバイスＤ’が作り込まれた後にデバイスウエハＷ２’が高温過程を経ると、デバイスＤ’の各部が熱膨張を経て変形する場合がある。例えばこのような不具合を回避すべく、デバイスＤ’形成後のデバイスウエハＷ２’とパッケージングウエハＷ３とを接合する手法として常温接合法を採用するのである。
【０１０７】
図４に示す常温接合装置３００を使用して上述の第２常温接合工程を実行するには、まず、例えばデバイスウエハＷ２’およびパッケージングウエハＷ１の積層構造体を、接合対象物３０５としてステージ３０２に保持させる。また、パッケージングウエハＷ３を、接合対象物３０６としてステージ３０３に保持させる。次に、真空ポンプを稼働させてチャンバ３０１内を高真空の状態にさせる。次に、ステージ３０２，３０３を動作させ、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面どうしを対向させる。具体的には、接合対象物３０５（ないし、その一部たるデバイスウエハＷ２’）の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’と、接合対象物３０６（即ちパッケージングウエハＷ３）の接合対象面Ｓ２とを、対向させる。次に、ガン３０４からビーム３０４ａを照射して、接合対象物３０５，３０６の各接合対象面を活性化させる。ビーム３０４ａの照射強度や、照射時間、照射方向等は、両接合対象物３０５，３０６の各接合対象面が効率よく活性化されるように設定される。次に、ステージ３０３を動作させ、接合対象物３０６を降下させて両接合対象物３０５，３０６の両接合対象面を接触させる。これにより、両接合対象物３０５，３０６ないし両接合対象面は、強固に接合することとなる。具体的には、接合対象物３０５（ないし、その一部たるデバイスウエハＷ２’）の接合対象面Ｓ１，Ｓ１’と、接合対象物３０６（即ちパッケージングウエハＷ３）の接合対象面Ｓ２（絶縁層８２）とが、強固に接合することとなる。
【０１０８】
パッケージドデバイスＰＤ２の製造においては、次に、図４５（ｃ）に示すように、パッケージングウエハＷ１を薄肉化し、また、パッケージングウエハＷ３を薄肉化する（薄肉化工程）。薄肉化手法としては、例えば、ＣＭＰやＤＲＩＥを採用することができる。パッケージングウエハＷ１の薄肉化により、パッケージングウエハＷ１における配線領域９１Ａが絶縁壁９４によって非配線領域９１Ｂから電気的に分離され、且つ、配線領域９１Ａを貫通する上述の導電プラグ９５が形成される。パッケージングウエハＷ１の厚さは例えば５０〜２００μｍとされる。また、パッケージングウエハＷ３の厚さは例えば５０〜１５０μｍとされる。
【０１０９】
次に、図４６（ａ）に示すように絶縁層９３を形成する。絶縁層９３の構成材料および形成手法については、図２７（ａ）を参照して上述したとおりである。
【０１１０】
次に、図４６（ｂ）に示すように、絶縁層９３に開口部９３ａ，９３ｂを形成する。開口部９３ａ，９３ｂの形成手法については、図２７（ｂ）を参照して上述したとおりである。本工程を経ることにより、開口部９３ａにて配線領域９１Ａが露出し、開口部９３ｂにて非配線領域９１Ｂが露出する。
【０１１１】
次に、図４６（ｃ）に示すように電極パッド９６Ａ，９６Ｂを形成する。電極パッド９６Ａ，９６Ｂの形成手法については、図２７（ｃ）を参照して上述したとおりである。
【０１１２】
次に、図４７（ａ）および図４７（ｂ）に示すように、デバイスウエハＷ２’およびパッケージングウエハＷ１，Ｗ３よりなる積層構造体を切断して個片化する。以上のようにして、パッケージドデバイスＰＤ２を製造することができる。
【０１１３】
本方法によると、ウエハレベルでのパッケージングを達成することができるので、マイクロ可動デバイスたるデバイスＤ’の各部のゴミの付着や損傷に起因する、可動部の動作性能の悪化を抑制することができる。
【０１１４】
本方法における、図４３（ａ）および図４を参照して上述した第１常温接合工程では、高真空とされたチャンバ３０１内にて、接合対象物３０５，３０６をステージ３０２，３０３に保持させて対向配置した状態で、ビーム照射が行われる。このビーム照射に起因して、チャンバ３０１やステージ３０２，３０３の金属製構造部もスパッタエッチングを受けて、当該金属製構造部は金属（Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒなど）を放出する。当該金属は、接合対象物３０５，３０６の表面に微量ながら付着または混入する。しかしながら、金属の付着混入量は、接合対象物３０５，３０６の全表面にわたっては均一的でない。具体的には、接合対象物３０５，３０６にて向かい合う表面（接合対象面を含む）は金属付着混入量が相対的に少ないレベルで均一的であるのに対し、接合対象物３０５，３０６の他の表面には金属付着混入量が相対的に多い箇所が数多く存在する。
【０１１５】
パッケージドデバイスＰＤ２では、このような第１常温接合法により、デバイス基板のアンカー部４０’の接合対象面Ｓ３および外壁部７０’の接合対象面Ｓ３’と、パッケージング部９０の絶縁層９２がなす接合対象面Ｓ４とは接合されている。そのため、図４１（ｂ）を参照して上述したように、絶縁層９２の周側面９２ｂの一部または全部の金属濃度は、絶縁層９２のデバイス基板側の端面９２ａの金属濃度より高いのである。すなわち、パッケージング部９０の絶縁層９２の周側面９２ｂの一部または全部は、常温接合法による接合工程を経ることにより、絶縁性が低下している。
【０１１６】
しかしながら、パッケージドデバイスＰＤ２では、接合する接合対象面Ｓ３，Ｓ４において、接合対象面Ｓ３の外郭は、接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板におけるデバイスＤ’ないしアンカー部４０’の接合対象面Ｓ３は、パッケージング部９０の接合対象面Ｓ４をなす絶縁層９２の周側面９２ｂに接しない。そのため、パッケージドデバイスＰＤ２では、デバイスＤ’とパッケージング部９０における非配線領域９１Ｂの間に電位差が生じた場合に、デバイスＤ’と非配線領域９１Ｂの間において、絶縁層９２の周側面９２ｂの絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ２は、デバイスＤ’とパッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとの電気的分離を図るのに適するのである。デバイスＤ’と非配線領域９１Ｂとの電気的分離は、デバイスＤ’の各部が非配線領域９１Ｂを介し電気的に接続することを回避するうえで重要である。また、上述のように、接合対象面Ｓ３の外郭が接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している長さは好ましくは１０μｍ以上であり、絶縁層９２の厚さは好ましくは５０ｎｍ以上である。これらの構成は、デバイスＤ’とパッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとの電気的分離を図るのに資する。
【０１１７】
また、パッケージドデバイスＰＤ２では、接合する接合対象面Ｓ３’，Ｓ４において、接合対象面Ｓ３’の外郭は、接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板における外壁部７０’の接合対象面Ｓ３’は、パッケージング部９０の接合対象面Ｓ４をなす絶縁層９２の周側面９２ｂに接しない。そのため、パッケージドデバイスＰＤ２では、仮に外壁部７０’とパッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとの間に電位差が生じた場合に、外壁部７０’と非配線領域９１Ｂの間において、絶縁層９２の周側面９２ｂの絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ２は、外壁部７０’とパッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとの電気的分離を図るのに適するのである。外壁部７０’と非配線領域９１Ｂとの電気的分離は、デバイスＤ’の各部が非配線領域９１Ｂおよび外壁部７０’を介し電気的に接続することを回避するうえで重要である。また、上述のように、接合対象面Ｓ３’の外郭が接合対象面Ｓ４の外郭よりも内方に退避している長さは好ましくは１０μｍ以上であり、絶縁層９２の厚さは好ましくは５０ｎｍ以上である。これらの構成は、外壁部７０’とパッケージング部９０の非配線領域９１Ｂとの電気的分離を図るのに資する。
【０１１８】
本方法における、図４５（ａ）、図４５（ｂ）、および図４を参照して上述した第２常温接合工程では、高真空とされたチャンバ３０１内にて、接合対象物３０５，３０６をステージ３０２，３０３に保持させて対向配置した状態で、ビーム照射が行われる。このビーム照射に起因して、チャンバ３０１やステージ３０２，３０３の金属製構造部も、スパッタエッチングを受けて金属（Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒなど）を放出する。当該金属は、接合対象物３０５，３０６の表面に微量ながら付着または混入する。しかしながら、金属の付着混入量は、接合対象物３０５，３０６の全表面にわたっては均一的でない。具体的には、接合対象物３０５，３０６にて向かい合う表面（接合対象面を含む）は金属付着混入量が相対的に少ないレベルで均一的であるのに対し、接合対象物３０５，３０６の他の表面には金属付着混入量が相対的に多い箇所が数多く存在する。
【０１１９】
パッケージドデバイスＰＤ２では、このような第２常温接合法により、デバイス基板のアンカー部４０’の接合対象面Ｓ１および外壁部７０’の接合対象面Ｓ１’と、パッケージング部８０の絶縁層８２がなす接合対象面Ｓ２とは接合されている。そのため、図４１（ａ）を参照して上述したように、絶縁層８２の周側面８２ｂの一部または全部の金属濃度は、絶縁層８２のデバイス基板側の端面８２ａの金属濃度より高いのである。すなわち、パッケージング部８０の絶縁層８２の周側面８２ｂの一部または全部は、常温接合法による接合工程を経ることにより、絶縁性が低下している。
【０１２０】
しかしながら、パッケージドデバイスＰＤ２では、接合する接合対象面Ｓ１，Ｓ２において、接合対象面Ｓ１の外郭は、接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板におけるデバイスＤ’ないしアンカー部４０’の接合対象面Ｓ１は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２の周側面８２ｂに接しない。そのため、パッケージドデバイスＰＤ２では、デバイスＤ’とパッケージング部８０の母材８１との間に電位差が生じた場合に、デバイスＤ’と母材８１の間において、絶縁層８２の周側面８２ｂの絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ２は、デバイスＤ’とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに適するのである。デバイスＤ’と母材８１との電気的分離は、デバイスＤ’の各部がパッケージング部８０の母材８１を介し電気的に接続することを回避するうえで重要である。また、上述のように、接合対象面Ｓ１の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは好ましくは１０μｍ以上であり、絶縁層８２の厚さは好ましくは５０ｎｍ以上である。これらの構成は、デバイスＤ’とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに資する。
【０１２１】
また、パッケージドデバイスＰＤ２では、接合する接合対象面Ｓ１’，Ｓ２において、接合対象面Ｓ１’の外郭は、接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している。すなわち、デバイス基板における外壁部７０’の接合対象面Ｓ１’は、パッケージング部８０の接合対象面Ｓ２をなす絶縁層８２の周側面８２ｂに接しない。そのため、パッケージドデバイスＰＤ２では、仮に外壁部７０’とパッケージング部８０の母材８１との間に電位差が生じた場合に、外壁部７０’と母材８１の間において、絶縁層８２の周側面８２ｂの絶縁性低下箇所を通る漏れ電流は生じにくい。したがって、パッケージドデバイスＰＤ２は、外壁部７０’とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに適するのである。外壁部７０’と母材８１との電気的分離は、デバイスＤ’の各部が母材８１および外壁部７０’を介し電気的に接続することを回避するうえで重要である。また、上述のように、接合対象面Ｓ１’の外郭が接合対象面Ｓ２の外郭よりも内方に退避している長さは好ましくは１０μｍ以上であり、絶縁層８２の厚さは好ましくは５０ｎｍ以上である。これらの構成は、外壁部７０’とパッケージング部８０の母材８１との電気的分離を図るのに資する。
【０１２２】
加えて、本方法は、得られるパッケージの薄型化に適するとともに、デバイスウエハＷ２’に接合される前のパッケージングウエハＷ１，Ｗ３の強度ないし取り扱いやすさを確保するのに適し、且つ、工程数を抑制するのに適する。その理由は、図２３から図２８に示す方法について、パッケージの薄型化に適し、パッケージングウエハＷ１，Ｗ３の強度ないし取り扱いやすさを確保するのに適し、且つ、工程数を抑制するのに適する理由として上述したのと、同様である。
【０１２３】
上述の実施形態たるパッケージドデバイスＰＤ１，ＰＤ２は、封止されるデバイスとして角速度センサを具備するものであるが、本発明のパッケージドデバイスは、封止されるデバイスとして他の種類のデバイスを具備するものであってもよい。他の種類のデバイスとしては、例えば加速度センサやマイクロミラー素子が挙げられる。
【符号の説明】
【０１２４】
ＰＤ１，ＰＤ２      パッケージドデバイス
Ｄ，Ｄ’      センシングデバイス
Ｓ１，Ｓ１’，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ３’，Ｓ４      接合対象面
１０，２０      振動部
１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４      駆動電極
１５，１６，２５，２６      モニタ電極
１７，１８，２７，２８      検出電極
３０      カップリングビーム部
４０，４０’      アンカー部
５０，６０      連結部
７０，７０’      外壁部
８０，９０      パッケージング部
８１，９１      母材
９１Ａ      配線領域
９１Ｂ      非配線領域
８２，９２，９３      絶縁層
８２ａ，９２ａ      端面
８２ｂ，９２ｂ      周側面
９５      導電プラグ
９６Ａ，９６Ｂ      電極パッド
Ｗ１，Ｗ３      パッケージングウエハ
Ｗ２，Ｗ２’      デバイスウエハ
３００      常温接合装置
３０１      チャンバ
３０２，３０３      ステージ
３０４      ガン
３０５，３０６      接合対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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