(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳ構造体に構造的な影響を与えにくく、デバイス特性を損なうことなく検査を行うことができるＭＥＭＳデバイスの構造を実現する。【解決手段】本発明のＭＥＭＳデバイス１０は、基板１と、該基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体１０Ｍと、前記基板に設けられた電子回路１０Ｅと、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂと、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂと、を具備することを特徴とする。【選択図】図１
2010221372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体と、前記基板に設けられた電子回路と、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線と、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線と、を具備することを特徴とすることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記第２の配線には配線断絶部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記第２の配線における前記配線断絶部の先に外部端子が設けられることを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記配線断絶部は開成状態とされた開閉スイッチで構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記電子回路と前記第２の配線との間に容量が設けられていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体と、前記基板に設けられた電子回路と、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線と、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線と、該第２の配線に導電接続された外部端子とを形成する構造形成工程と、
該外部端子を介して前記ＭＥＭＳ構造体を電気的に検査する検査工程と、その後、
前記第２の配線を断絶させる配線断絶工程と、
を具備することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【請求項７】
前記構造形成工程では前記第２の配線に配線露出部を設け、前記配線断絶工程では前記配線露出部を断絶させることを特徴とする請求項６に記載のＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【請求項８】
前記構造形成工程では前記第２の配線にヒューズ部を設けるとともに前記ヒューズ部に対して前記外部端子とは反対側において導電接続された配線断絶用端子を形成し、前記配線断絶工程では前記外部端子と前記配線断絶用端子との間に電流を流して前記ヒューズ部を溶断することを特徴とする請求項６に記載のＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【請求項９】
前記構造形成工程では前記第２の配線に開閉スイッチを設け、前記検査工程では前記開閉スイッチを閉成状態として検査を実施し、前記配線断絶工程では前記開閉スイッチを開成状態とすることを特徴とする請求項６に記載のＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【請求項１０】
前記配線断絶工程では前記基板を前記第２の配線と交差する分割線に沿って分割することにより前記分割線上で前記第２の配線を断絶させることを特徴とする請求項６に記載のＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【請求項１１】
前記構造形成工程では前記電子回路と前記第２の配線との間に接続された容量をさらに形成することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載のＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【請求項１２】
基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体と、前記基板に設けられた電子回路と、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線と、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線と、該第２の配線に導電接続された切替スイッチと、を有する複数のデバイス領域、並びに、前記複数の切替スイッチに第３の配線を介して導電接続された外部端子を形成する構造形成工程と、
該外部端子を介して前記切替スイッチにより前記複数のデバイス領域を切り替えながら前記ＭＥＭＳ構造体を電気的に検査する検査工程と、その後、
前記第２の配線若しくは前記第３の配線を断絶させる配線断絶工程と、
を具備することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＥＭＳデバイス及びその検査方法に係り、特に、ＭＥＭＳ構造体を電気的に検査する場合に好適な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）はマイクロマシン技術の一つで、ミクロン又はナノオーダーの微細な電子機械システムを作る技術及びその製品を言う。通常、半導体チップは半導体基板上に半導体の薄膜、絶縁膜、金属配線等を積層して所定の電子回路を構成するために平面的なパターン構成を有する。これに対して、ＭＥＭＳでは、可動構造を設けるために立体的な構造を備えている。
【０００３】
ＭＥＭＳが注目されている分野として通信分野があり、具体的な製品としては、例えば携帯電話機の回路部品が挙げられる。携帯電話機にはＬＳＩの他にフィルタ、アンテナ・スイッチ、送受信スイッチなどの多くの部品が組み込まれている。近距離無線通信を利用するマルチバンド化が進めば、アンテナの切り替えスイッチやバンド切り替えスイッチなどの受動部品が増加する。小型化、省電力化を進めるためにはこれらの部品を一つのチップに収めて部品点数を減らすことが最も効率がよい。また、このようにすると、配線が短くなり、また、ＭＥＭＳはメカニカルに動作することから信号ノイズが入りにくいので、個別部品を用いる場合に比べると１０倍以上の低損失のフィルタを実現できるなど、性能向上の効果も見込まれる。
【０００４】
上記ＭＥＭＳを半導体回路と一体化してなるＭＥＭＳデバイス（例えば、以下の非特許文献１参照）については、半導体製造技術を用いることによって効率的に製造することが期待されるが、ＭＥＭＳ構造体を形成する工程を製造プロセス中に組み込む必要があるので、必ずしも効率的な製造を実現することは容易でない。特に、ＭＥＭＳ構造体の歩留まりは必ずしも高くないので、製造プロセス中においてＭＥＭＳの不良を早期に発見することにより効率的な製造方法を確立することが要求される。
【０００５】
ＭＥＭＳデバイスの検査方法としては、以下の非特許文献２に記載されているように、可動部を備えたＭＥＭＳ構造体において、通常の駆動系とは別に上記可動部の一部に対して対向配置された検査用固定電極を設け、この検査用固定電極に検査回路を接続することで可動部の動作を検査可能に構成された自己テスト機構を備えたものが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】J. H. Smith他３名  "Material and processing issues for the monolithic integration of microelectronics with surface-micromachined polysilicon sensors and actuators"  Micromachining and Microfabrication '95 SPIE, Oct.95
【非特許文献２】電子ジャーナル第２５６回テクニカルセミナー「ＭＥＭＳ組立・テスト技術徹底検証」講演予稿集  Ｐ．９７上段（２００８年１１月１３日（木）総評会館）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の自己テスト機構では、上記検査用固定電極並びにこれと対向するテスト用の構造を可動部（主構造体）の一部に設ける必要があるため、寄生容量が大きくなり、結果としてデバイスの特性を劣化させる可能性があるという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ＭＥＭＳ構造体に構造的な影響を与えにくく、デバイス特性を損なうことなく検査を行うことができるＭＥＭＳデバイスの構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
斯かる実情に鑑み、本発明のＭＥＭＳデバイスは、基板と、該基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体と、前記基板に設けられた電子回路と、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線と、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ＭＥＭＳ構造体と電子回路とが第１の配線で導電接続されているのに対して、ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続される第２の配線を具備することにより、第２の配線を用いてＭＥＭＳ構造体に電気的な検査を施すことができる。
【００１１】
本発明の一の態様においては、前記第２の配線には配線断絶部が設けられている。上記のように第２の配線を用いて上記の電気的な検査を実施した後に、配線断絶部により第２の配線を電気的に断絶させることにより、ＭＥＭＳ構造体に第２の配線が導電接続されることによる導体量の増加を回避若しくは低減することができるので、寄生容量を低減できるなど、ＭＥＭＳ構造体の特性の劣化を防止することができる。
【００１２】
この場合、前記第２の配線における前記配線断絶部の先に外部端子が設けられるときがある。このときには、外部端子を用いて上記電気的な検査を実施し、その後、第２の配線を配線断絶部で断絶させることで、第２の配線及び外部端子による寄生容量の増加を回避若しくは低減することが可能になる。なお、このような配線断絶部としては、後述する開成状態の開閉スイッチの他に、レーザーカット等によって断絶されたカット部分、溶断されたヒューズ部などが挙げられる。
【００１３】
この場合において、前記配線断絶部は開成状態とされた開閉スイッチで構成される場合がある。開閉スイッチを閉成状態とした上で上記のように第２の配線を用いて上記の電気的な検査を実施した後に、開閉スイッチを開成状態とすることにより第２の配線を電気的に断絶させることにより、ＭＥＭＳ構造体に導電接続される第２の配線及びこの第２の配線に導電接続される導体の量を低減することができるので、寄生容量を低減できるなど、ＭＥＭＳ構造体の特性の劣化を防止することができる。また、開閉スイッチを単に開成状態とするだけで第２の配線を断絶させることができるので、配線断絶部を形成する作業を容易に行うことができる。ここで、開閉スイッチとしては、押しボタン式スイッチやリレーなどの機械的スイッチやトランジスタ等の電子的スイッチが挙げられる。ただし、基板上に作りこむ開閉スイッチとしては電子的スイッチが好ましい。
【００１４】
この場合にはさらに、前記第２の配線における前記開閉スイッチの先に外部端子が設けられるときがある。このときには、外部端子を用いて上記電気的な検査を実施し、その後、第２の配線を開閉スイッチで断絶させることが可能になる。
【００１５】
本発明の別の態様においては、前記電子回路と前記第２の配線との間に容量が設けられている。これにより、電子回路と第２の配線の間に容量が設けられていることにより、両者間が直流的に分離されるため、第２の配線を介して電気的な検査を行う場合に、電子回路に直流成分が流れることを防止できる。
【００１６】
次に、本発明のＭＥＭＳデバイスの検査方法は、基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体と、前記基板に設けられた電子回路と、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線と、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線と、該第２の配線に導電接続された外部端子とを形成する構造形成工程と、該外部端子を介して前記ＭＥＭＳ構造体を電気的に検査する検査工程と、その後、前記第２の配線を断絶させる配線断絶工程と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の一の態様においては、前記構造形成工程では前記第２の配線に配線露出部を設け、前記配線断絶工程では前記配線露出部を断絶させる。
【００１８】
本発明の他の態様においては、前記構造形成工程では前記第２の配線にヒューズ部を設けるとともに前記ヒューズ部に対して前記外部端子とは反対側において導電接続された配線断絶用端子を形成し、前記配線断絶工程では前記外部端子と前記配線断絶用端子との間に電流を流して前記ヒューズ部を溶断する。
【００１９】
本発明のさらに他の態様においては、前記構造形成工程では前記第２の配線に開閉スイッチを設け、前記検査工程では前記開閉スイッチを閉成状態として検査を実施し、前記配線断絶工程では前記開閉スイッチを開成状態とする。ここで、開閉スイッチを常開接点（ノーマリーオープン）タイプとし、前記検査工程では通電状態とし、前記配線断絶工程において前記通電状態を解除することが好ましい。
【００２０】
本発明の別の態様においては、前記配線断絶工程では前記基板を前記第２の配線と交差する分割線に沿って分割することにより前記分割線上で前記第２の配線を断絶させる。ここで、前記構造形成工程では外部端子をダイシングライン上などの廃棄予定領域（基板を分割する際に除去される領域）に形成することが好ましい。
【００２１】
本発明のさらに別の態様においては、前記構造形成工程では前記電子回路と前記第２の配線との間に接続された容量をさらに形成する。
【００２２】
次に、本発明の別のＭＥＭＳデバイスの検査方法は、基板上に設けられたＭＥＭＳ構造体と、前記基板に設けられた電子回路と、前記ＭＥＭＳ構造体と前記電子回路を導電接続する第１の配線と、前記ＭＥＭＳ構造体に対して前記第１の配線と並列に導電接続されるとともに前記電子回路とは導電接続されていない第２の配線と、該第２の配線に導電接続された切替スイッチと、を有する複数のデバイス領域、並びに、前記複数の切替スイッチに第３の配線を介して導電接続された外部端子を形成する構造形成工程と、該外部端子を介して前記切替スイッチにより前記複数のデバイス領域を切り替えながら前記ＭＥＭＳ構造体を電気的に検査する検査工程と、その後、前記第２の配線若しくは前記第３の配線を断絶させる配線断絶工程と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＭＥＭＳ構造体に構造的な影響を与えにくく、デバイス特性を損なうことなく検査を行うことができるＭＥＭＳデバイスの構造を実現できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のＭＥＭＳデバイスの概略構成を模式的に示す概略平面図。
【図２】第１実施形態のＭＥＭＳデバイスが配列されたウエハの表面領域の一部を示す概略平面図。
【図３】第１実施形態のＭＥＭＳ構造体の一例を模式的に示す概略斜視図。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図（ａ）及びＢ−Ｂ線に沿った断面図（ｂ）。
【図５】第２実施形態のＭＥＭＳデバイスの概略構成を模式的に示す概略平面図。
【図６】第３実施形態のＭＥＭＳデバイスの概略構成を模式的に示す概略平面図。
【図７】第４実施形態のＭＥＭＳデバイスが配列されたウエハの表面領域の一部を示す概略平面図。
【図８】ＭＥＭＳデバイスの製造プロセスを示す概略工程図。
【図９】ＭＥＭＳデバイスの断面構造の一例を示す概略断面図。
【図１０】ＭＥＭＳデバイスの断面構造の他の例を示す概略断面図。
【図１１】ＭＥＭＳデバイスの断面構造のさらに他の例を示す概略断面図。
【図１２】開閉スイッチの構成例を示す図（ａ）及び（ｂ）。
【図１３】配線断絶部となるべき配線部分の部分平面図及び部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
[第１実施形態]
図１は本発明に係る第１実施形態のＭＥＭＳデバイスの概略構成を示す概略平面図、図２は複数のＭＥＭＳデバイスが配列されたウエハの表面領域の一部を示す部分平面図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態のＭＥＭＳデバイス１０は、半導体基板などの基板１上に形成されたＭＥＭＳ構造体１０Ｍと、基板１に設けられた電子回路１０Ｅとが一体に構成されている。ＭＥＭＳ構造体１０Ｍは固定電極１２と可動電極１３とを有し、可動電極１３の一部が固定電極１２に対して接近・離反する方向（例えば、図示上下方向、ただし、ＭＥＭＳ構造体の構成によっては水平方向でもよい。）に移動可能に構成される。また、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍの主要部は後述する収容空間１０Ａ内に配置される。一方、電子回路１０Ｅの内部構造は図示しないが、基板１１の表層部や基板１上に設けられたトランジスタ、ダイオード、キャパシタ等の半導体素子及びこれらを接続する配線で構成される。
【００２８】
ＭＥＭＳデバイス１０には、上記ＭＥＭＳ構造体１０Ｍと電子回路１０Ｅとを導電接続する第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂが形成されている。第１の配線Ｐ１ａは固定電極１２と電子回路１０Ｅとを導電接続し、第１の配線Ｐ１ｂは可動電極１３と電子回路１０Ｅとを導電接続している。図示例では、第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂは固定電極１２に導電接続された電極配線１２ｐと可動電極１３に導電接続された電極配線１３ｐに対し接続点Ｎａ、Ｎｂにおいて導電接続される。そして、この接続点Ｎａ、Ｎｂには第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂも導電接続されている。すなわち、図示例では電極配線１２ｐ、１３ｐが接続点Ｎａ、Ｎｂにおいて第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂと第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに分岐した形となっている。ただし、電極配線１２ｐ、１３ｐを介することなく、固定電極１２と可動電極１３に対してそれぞれ直接に第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂと第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂとが共に接続されていてもよい。以上を換言すると、本実施形態では、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍ（固定電極１２又は可動電極１３）に対して、第１の配線Ｐ１ａ又はＰ１ｂと、第２の配線Ｐ２ａ又はＰ２ｂとが並列に導電接続されていることになる。
【００２９】
第２の配線Ｐ２ａは固定電極１２と外部端子Ｔａとを導電接続し、第２の配線Ｐ２ｂは可動電極１３と外部端子Ｔｂとを導電接続する。ここで、外部端子Ｔａ、ＴｂはＭＥＭＳデバイス１０内に設けられていてもよいが、図示例では、外部端子Ｔａ，ＴｂそのものはＭＥＭＳデバイス１０に含まれず、ＭＥＭＳデバイス１０が後述するウエハ１から分離されるときに除去される。この場合、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂはそれぞれ基板１の端縁上において末端部Ｓａ、Ｓｂを有する。
【００３０】
本実施形態では、さらに、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂには配線断絶部Ｂａ、Ｂｂが設けられている。配線断絶部Ｂａ、Ｂｂは一般的には第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂが途中で何らかの態様で電気的に断絶している部分であり、後述するように、レーザーカットなどで配線が断絶されたカット部分、予め設けられたヒューズ部が溶断されてなるもの、開成状態とされた開閉スイッチなどで構成される。なお、配線断絶部Ｂａ、Ｂｂは図示例では第２の配線の途中に設けられているが、第２の配線のいずれの部分に設けられていても良い。
【００３１】
後述するように、ＭＥＭＳデバイス１０の製造プロセスにおいては、図２に表面の一部を示すウエハ（基板）１に複数のＭＥＭＳデバイス１０となるデバイス領域１Ｄを縦横に平面的に配列させて形成し、最終的にデバイス領域１Ｄをダイシング等により分割することによって個々のチップの形でＭＥＭＳデバイス１０を形成する。
【００３２】
上記のウエハ１の表面には、上記のように配列された複数のデバイス領域１Ｄの間にそれぞれ廃棄領域１Ｆが設けられる。この廃棄領域１Ｆは、デバイス領域１Ｄを個々に分割する際に除去される部分である。図示例では、デバイス領域１Ｄには上記ＭＥＭＳ構造体１０Ｍ、上記電子回路１０Ｅ、上記第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、及び、上記第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂが形成される。また、上記廃棄領域１Ｆは図示例ではＸ方向（図示左右方向）に伸びる分割（ダイシング）ラインＦｘと、Ｘ方向と交差するＹ方向（図示上下方向）に伸びる分割（ダイシング）ラインＦｙとが格子状に構成されてなる。この廃棄領域１Ｆには上記外部端子Ｔａ、Ｔｂが配置される。
【００３３】
本実施形態において、外部端子Ｔａ、Ｔｂが廃棄領域１Ｆに設けられる場合には、検査工程は図２に示すウエハ１上で実施されることが好ましい。ただし、外部端子Ｔａ、Ｔｂがデバイス領域１Ｄ内に設けられる場合や、外部端子を用いないで検査を実施する場合には、図１に示す個々のＭＥＭＳデバイス１０に対して検査を実施することも可能である。
【００３４】
上記検査は、外部端子ＴａとＴｂに図示しない検査装置を接続して行う。この検査では、例えば、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍがレゾネータ（共振子）や信号フィルタを構成する場合に、振動動作が生ずるか否か、振動特性が所定の態様となっているか否か、固有振動周波数や通過帯域が許容範囲内であるか否かなどを測定、確認する。
【００３５】
その後、必要に応じてデバイス領域１Ｄ内に対して適宜の工程を実施した後、廃棄領域１Ｆ内の分割（ダイシング）ラインＦａ、Ｆｂに沿ってウエハ１をダイシング等で分割することにより、図１に示す個々のＭＥＭＳデバイス１０を分離する。
【００３６】
図３は本実施形態のＭＥＭＳ構造体１０Ｍの一例を示す概略斜視図、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図である。ＭＥＭＳ構造体１０Ｍは、基板（ウエハ）１上に形成された酸化シリコン膜などの絶縁膜２上に窒化シリコン膜などの下地層１１が形成され、この下地層１１上に固定電極１２がポリシリコン膜等の導電体で形成される。また、下地層１１上には、固定電極１２の上方に可動部１３ａを備えた固定電極１３が形成される。固定電極１３は固定電極１２の両側にそれぞれ下地層１１に固定された支持部１３ｂを有した両持ち状の梁構造を有している。ただし、支持部１３ｂを片側にのみ有する片持ち梁状の可動電極を形成しても良い。
【００３７】
なお、上記のＭＥＭＳ構造体１０Ｍは本発明のＭＥＭＳ構造体の一例に過ぎず、ＭＥＭＳ共振子や信号フィルタを構成するものとして図示しているが、例えば、マイクロアクチュエータデバイス、マイクロスイッチングデバイス、マイクロミラーデバイス等といった各種の構造を設けることも可能である。
【００３８】
本実施形態では、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍと電子回路１０Ｅが一体に形成されたＭＥＭＳデバイス１０内に、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍと電子回路１０Ｅを導電接続させる第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂと並列にＭＥＭＳ構造体１０Ｍに導電接続され、電子回路１０Ｅには導電接続されていない第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂを有するので、この第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂを介して電気的な検査を実施することができる。
【００３９】
また、この第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに外部端子Ｔａ、Ｔｂが導電接続される場合には、外部端子Ｔａ、Ｔｂを介して上記検査をより容易に実施することができる。この場合、外部端子Ｔａ、Ｔｂ自体はＭＥＭＳデバイス１０の構成要素としては不要であるので、ＭＥＭＳデバイス１０をウエハ１より分離する際に廃棄されるように構成すると、ＭＥＭＳデバイス１０の小型化や寄生容量の低減による性能向上を図ることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、第２配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに配線断絶部Ｂａ、Ｂｂが設けられることで、ＭＥＭＳ構造体１０と少なくとも配線断絶部Ｂａ、Ｂｂから先の第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの部分とを電気的に分離することができるので、ＭＥＭＳデバイス１０の寄生容量の低減を図ることができる。ただし、配線断絶部Ｂａ、Ｂｂを設けずに、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂが基板分割（ダイシング）時に末端部Ｓａ、Ｓｂで分断されたままとすることも可能である。
【００４１】
［第２実施形態］
次に、図５を参照して本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態において、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４２】
本実施形態のＭＥＭＳデバイス１０′では、第１実施形態と同様の構成に加えて、電子回路１０Ｅと第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂとの間に容量Ｃａ、Ｃｂを接続している。図示例では、第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの途中に容量Ｃａ、Ｃｂが接続されている。ただし、容量Ｃａ、Ｃｂは第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂと、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍと第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの接続点との間に接続されていてもよい。これらの容量Ｃａ、Ｃｂは、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに対して電子回路１０Ｅを直流的に分離するためのものである。
【００４３】
上記のように構成された本実施形態では、容量Ｃａ、Ｃｂによって電子回路１０Ｅが第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに対して直流的に分離されているので、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂを介して電気的な検査を行う際に当該第２の配線に直流成分が印加される場合に、当該直流成分による電子回路１０Ｅへの影響を防止することができる。
【００４４】
なお、電子回路１０Ｅが上記電気的な検査時に印加される直流成分による影響を受けない構造である場合には上記容量Ｃａ、Ｃｂは不要である。また、本実施形態の場合には、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍと電子回路１０Ｅとが直流的に分離されていても電子回路１０ＥによりＭＥＭＳ構造体１０Ｍを支障なく駆動できるように構成されている必要がある。例えば、容量Ｃａ、ＣｂよりもＭＥＭＳ構造体１０Ｍの側に直流バイアス電圧を印加するバイアス印加回路を設けることで、電子回路１０Ｅ側からは交流成分のみでＭＥＭＳ構造体１０Ｍを駆動できるように構成することができる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、次に、図６を参照して本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４６】
本実施形態のＭＥＭＳデバイス１０″においては、上記第２実施形態の構成に加えて、配線断絶部Ｂａ、Ｂｂ（或いは、配線断絶部となるべき部分）に導電接続される配線断絶用端子Ｕａ、Ｕｂを外部端子Ｔａ、Ｔｂの反対側に設けている。図示例では、この配線断絶用端子Ｕａ、Ｕｂは、第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂと第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの接続点に導電接続されている。ただし、配線断絶用端子Ｕａ、Ｕｂは、上記容量Ｃａ、Ｃｂよりも第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの側において第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂに導電接続されていてもよく、配線断絶部Ｂａ、ＢｂよりもＭＥＭＳ構造体１０Ｍ及び電子回路１０Ｅの側において第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに導電接続されていてもよく、或いは、電極配線１２ｐ、１３ｐに導電接続されていてもよい。
【００４７】
この実施形態では、配線断絶部Ｂａ、Ｂｂは第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの他の部分よりも電流による加熱で溶断しやすいヒューズ部で構成される。ヒューズ部の構成材料としてはヒューズとして用いることのできる公知の各種の合金を用いることができる。また、このヒューズ部は、結果的に第２の配線の他の部分より溶断しやすく形成されていればよいので、一般的にヒューズとして用いられない材質であっても他の部分より溶断しやすい異なる材質であればよい。また、当該ヒューズ部は、材質が他の部分と異なる場合でも異ならない場合のいずれであっても、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの一部を小断面部分とすることで結果的に当該小断面部分が溶断するように構成されたもので構成することもできる。
【００４８】
本実施形態では、上記電気的な検査を実施した後に、外部端子Ｔａ、Ｔｂと配線断絶用端子Ｕａ、Ｕｂとの間に電流を流し、当該電流により生ずる熱によって上記ヒューズ部を溶断させることにより、上記配線断絶部Ｂａ、Ｂｂを形成する。これは、上記第２実施形態で言及した第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂに電流を流す場合の一例であり、電子回路１０Ｅに当該電流による影響を与えないために、図示例のように容量Ｃａ、Ｃｂを接続することが好ましい。なお、本実施形態では容量Ｃａ、Ｃｂを接続しているが、電子回路１０Ｅが上記電流による影響を受けない構成であれば、当該容量Ｃａ、Ｃｂを設けなくてもよい。
【００４９】
［第４実施形態］
次に、図７を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。図７は本発明に係る第４実施形態のＭＥＭＳデバイスを形成するためのウエハ１の表面領域の一部を示す概略平面図である。なお、本実施形態においても、第１実施形態乃至第３実施形態と同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５０】
本実施形態においては、第１実施形態と同様にデバイス領域Ｄ１の外側に外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′を設けているが、これらの外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′は第１実施形態で示したように個々のデバイス領域Ｄ１ごとに設けられるのではなく、複数のデバイス領域Ｄ１ごとに設けられている。また、複数のデバイス領域Ｄ１と外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′との間には、個々のデバイス領域Ｄ１ごとに切替スイッチＶａ、Ｖｂが設けられている。この切替スイッチＶａ、Ｖｂは第３の配線Ｐ３ａ、Ｐ３ｂを介して外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′に接続される。複数の切替スイッチＶａ、Ｖｂは個別にオン状態とオフ状態に切替可能に構成され、これらによって外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′に導電接続されるデバイス領域Ｄ１を選択することができるようになっている。
【００５１】
なお、切替スイッチＶａ、Ｖｂは、上記のようにデバイス領域Ｄ１ごとに設けられる必要はなく、例えば、外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′ごとに、接続されるべき複数のデバイス領域Ｄ１を一つずつ選択可能なスイッチ構成により設けてもよい。また、図示例では切替スイッチＶａ、Ｖｂが廃棄領域１Ｆに配置されているが、これとは異なり、切替スイッチＶａ、Ｖｂをデバイス領域Ｄ１内に配置しても構わない。
【００５２】
上記切替スイッチＶａ、Ｖｂは押しボタン式スイッチやリレーなどの機械的スイッチでも、トランジスタ等の電子的スイッチでもよいが、基板上に一体に形成するには電子的スイッチであることが好ましい。電子的スイッチにおいては、図示しない別途の切替用端子に信号を印加することで切替動作（或るデバイス領域から他のデバイス領域への切り替えを行うスイッチング動作）が生ずるように構成してもよく、或いは、外部端子Ｔａ′、Ｔｂ′から第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂを通して所定の制御信号（選択信号や順送信号など）を送ることで切替動作が生ずるように構成してもよい。
【００５３】
［ＭＥＭＳデバイスの製造方法］
次に、図８を参照してＭＥＭＳデバイスの製造方法の実施形態について説明する。この製造方法では、図８（ａ）に示すように、まず、上記ＭＥＭＳ構造体１０Ｍ、電子回路１０Ｅ、第１の配線Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂを形成する。また、上記各実施形態の構成に応じて、外部端子Ｔａ、Ｔｂ（Ｔａ′、Ｔｂ′）、配線断絶用端子Ｕａ、Ｕｂ、切替スイッチＶａ、Ｖｂ、配線断絶部を構成することとなるべき部分（上記のカット部、ヒューズ部、開閉スイッチなど）のうち必要な構成を形成する（基板上構造形成段階）。
【００５４】
その後、後述する方法で基板上の上記ＭＥＭＳ構造体１０Ｍの少なくとも可動部が収容される収容空間１０Ａを形成する（構造体リリース段階）。この段階により、上記可動部１３ａが動作可能な状態とされ、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍが実質的に形成される。以上の基板上構造形成段階と構造体リリース段階が上記本発明の構造形成工程に相当する。この構造体形成工程は上記ウエハ１単位で実施される。
【００５５】
その後、本実施形態では、上記の電気的な検査を実施する（検査工程）。この検査工程を実施する段階においては、上記ＭＥＭＳ構造体１０Ｍを収容する収容空間１０Ａが封鎖されておらず、したがって、当該検査工程によってＭＥＭＳ構造体１０Ｍに異常があることが判明した場合には、収容空間１０Ａ内のＭＥＭＳ構造体１０Ｍに対し適宜の修復処理を実施することができる。例えば、追加の構造体リリース工程を実施するとか、レーザートリミングを実施するとかである。また、この段階での修復が不可能である場合には、当該ＭＥＭＳ構造体１０Ｍが誤って使用されないように、当該デバイス領域Ｄ１にマーキングを行ってもよい。この検査工程もまた上記ウエハ単位で実施される。
【００５６】
上記検査工程が終了すると、上記収容空間１０Ａの開口部を後述する方法などで閉鎖することでＭＥＭＳ構造体１０Ｍを封止する（構造体封止工程）。この構造体封止工程もまた上記ウエハ単位で実施される。
【００５７】
その後、必要に応じてウエハ単位で上記ＭＥＭＳ構造体１０Ｍに対する電気的検査以外の検査（出荷検査）を実施する。この出荷検査工程は、ウエハの分割前に行うものであるが、図示例とは異なり、上記の検査工程とともに、或いは、上記の検査工程の代わりに、当該出荷検査工程において上記の電気的検査を行ってもよい。
【００５８】
さらにその後、ウエハをダイシングする（ダイシング工程）。この工程では、上述のダイシングラインＦａ、Ｆｂに沿ってウエハを分割することにより、各デバイス領域Ｄ１を個々に分離する。その後、各デバイス領域Ｄ１に相当するチップを所定の態様にパッケージングする（パッケージ工程）。
【００５９】
本実施形態では、構造形成工程と構造体封止工程の間に検査工程を設けることで、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍを封止する前にＭＥＭＳ構造体１０Ｍの電気的な検査を行うことができるので、検査の結果に応じてＭＥＭＳ構造体１０Ｍに直接にアクセス可能となり、修復等を施すことができる。
【００６０】
また、ダイシング工程の前に検査工程を実施することにより、ウエハ単位で検査を実施できるので、検査時の取り扱いが容易になる。
【００６１】
なお、以上説明した製造プロセスの態様は、上記各実施形態のいずれにおいても適宜に適用することができる。
【００６２】
［ＭＥＭＳデバイスの詳細構造］
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明に係る上記各実施形態の詳細構造について説明する。なお、以下に説明する図９乃至図１１の構成は、あくまでも各実施形態の構造例に過ぎず、実際の配線接続態様については図１乃至図７に示された態様のいずれかと整合するように形成される。
【００６３】
図９に示す構成例では、シリコン基板からなる基板１の表層部には拡散法やイオン注入法などにより不純物領域１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄが形成される。ここで、不純物領域１ＡはＭＥＭＳ構造体１０Ｍと基板との間の寄生容量を低減するためのウェル領域である。また、不純物領域１Ｂ、１Ｃの表層部にはＣＭＯＳ回路を構成する各ＭＯＳトランジスタの一部を構成するソース領域１Ｂｓ、１Ｃｓ及びドレイン領域１Ｂｄ、１Ｃｄが形成される。さらに、基板１上に酸化シリコン膜からなる絶縁膜２が形成される。特に限定されるものではないが、図示例の絶縁膜２は熱酸化膜である。絶縁膜２上にはＭＥＭＳ構造体１０Ｍが収容される収容空間１０Ａの形成予定領域において窒化シリコン膜からなる下地層１１が形成される。この下地層１１は収容空間１０Ａを形成する際のエッチングストップ層として機能する。
【００６４】
下地層１１上には導電性ポリシリコン膜からなる固定電極１２がＣＶＤ法などで形成される。なお、この固定電極１２と同時に同材料で図示のコンデンサＣＰの下部電極２１が形成される。また、固定電極１２上にはＰＳＧ（リンドープガラス）や酸化シリコン膜などからなる絶縁膜１４が形成される。なお、絶縁膜１４は犠牲層として収容空間１０Ａの形成時において除去されるので、図示例では収容空間１０Ａの周囲に一部残存しているだけである。この絶縁膜１４は電子回路１０Ｅ内に設けられるトランジスタ（ＭＯＳトランジスタ）ＴＲのゲート絶縁膜２２やコンデンサＣＰの誘電膜２３と同時に同材料で形成される。
【００６５】
上記絶縁膜１４上には導電性ポリシリコン膜からなる可動電極１３がＣＶＤ法などで形成される。可動電極１３のうち、上記可動部１３ａとなる部分は絶縁膜１４上に形成され、上記支持部１３ｂとなる部分は下地層１１上に直接に形成される。なお、この可動電極１３と同時に同材質でトランジスタＴＲのゲート電極２４やコンデンサＣＰの上部電極２５が形成される。
【００６６】
次に、酸化シリコン等よりなる層間絶縁膜１５、１６と、配線層１７、１８とを交互に積層する。このとき、配線層１７、１８の一部により収容空間１０Ａとなるべき部分を導体で取り囲んでなるガードリング構造１０Ｇを形成することが好ましい。また、図示例では上層の配線層１８の一部によって収容空間１０Ａの上方に位置することとなる領域に第１の蓋構造１０Ｂが形成される。この第１の蓋構造１０Ｂには貫通孔（図示例では複数の細孔）１０ｂが形成される。また、図示例ではガードリング構造１０Ｇが固定電極１２と導電接続され、当該ガードリング１０Ｇに上記第１の配線Ｐ１ａが導電接続されている。
【００６７】
さらに上層には表面絶縁膜１９が形成され、この表面絶縁膜１９の開口部１９ａ内に上記収容空間１０Ａが形成される。この収容空間１０Ａは開口部１９ａ及び上記貫通孔１０ｂを通してその下方の層間絶縁膜１５，１６及び絶縁膜１４をエッチングで除去することで形成される（構造体リリース工程）。このとき、絶縁膜１４が除去されることで、可動部１３ａがその下方の固定電極１２と分離されるので、動作可能な状態になる。
【００６８】
その後、第１の蓋構造１０Ｂ上に絶縁樹脂や金属膜等を堆積させることにより、第２の蓋構造１０Ｃを形成し、これによって貫通孔１０ｂを閉鎖してＭＥＭＳ構造体１０Ｍを封止する。このとき、収容空間１０Ａは減圧（真空）状態とされることが好ましい。例えば、第２の蓋構造１０ＣをＣＶＤ法やスパッタリング法などの減圧空間で行う気相成膜方法で形成することにより、収容空間１０Ａを閉鎖すると同時に内部を減圧状態とすることができる。なお、上述の検査工程は、この封止工程の前と後の少なくとも一方において実施される。
【００６９】
以上の構成によれば、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍと電子回路１０Ｅとを同時並行して形成していくので、工程数を削減でき、効率的に製造を行うことができる。
【００７０】
なお、本発明は上記構成に限らず、図１０及び図１１に示すような他のＭＥＭＳ構造体１０Ｍ′又は１０Ｍ″及び電子回路１０Ｅ′又は１０Ｅ″を備えたＭＥＭＳデバイスにも適用できる。例えば、図１０に示すＭＥＭＳデバイスは、基板１上に先に電子回路１０Ｅ′を形成し、その後、表面に露出したＭＥＭＳ構造体１０Ｍ′を形成したものである。ここで、ＭＥＭＳ構造体１０Ｍ′は固定電極１２′と可動電極１３′とを有する。
【００７１】
また、図１１に示すＭＥＭＳデバイスは、基板１（好ましくは基板上に形成された半導体層）にエッチング等により段部１′を形成し、この段部１′以外の低い表面上に先にＭＥＭＳ構造体１０Ｍ″を形成し、その後、段部１′上に電子回路１０Ｅ″を形成したものである。ここで、このＭＥＭＳ構造体１０Ｍ″もまた固定電極１２″と可動電極１３″とを有する。
【００７２】
［配線断絶部の構成］
上記の配線断絶部Ｂａ、Ｂｂはいずれも完成されたＭＥＭＳデバイスにおいて形成されているものであるが、配線断絶部Ｂａ、Ｂｂの構成及び形成される前の構成については種々のものが考えられる。例えば、上記のヒューズ部を形成し、このヒューズ部を溶断させることによって配線断絶部Ｂａ、Ｂｂが形成されるようにする場合については上述したが、以下には他の構成について述べる。
【００７３】
図１２（ａ）及び（ｂ）は開成状態とされた開閉スイッチにより上記配線断絶部Ｂａ、Ｂｂを形成する場合において、当該開閉スイッチの構成例を示す。開閉スイッチとしては、前述のように機械的スイッチでも電子的スイッチでもよいが、集積回路中に形成することが容易なものとしては電子的スイッチが挙げられる。以下に説明する例は電子的スイッチの構成例である。図１２（ａ）に示す開閉スイッチＳＷ１はＦＥＴ（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）であり、ゲート電極に制御信号Ｓを印加することでＸ端子（ソース電極）とＹ端子（ドレイン電極）の間がオン、オフに切り替えられる。この場合、制御信号Ｓを印加するための制御用端子を上記各実施形態において別途設けることが好ましい。また、このときには、制御信号Ｓが印加されなくなった場合に当該開閉スイッチＳＷ１が開成状態（遮断状態）となるように常開接点タイプとして構成することが好ましい。
【００７４】
一方、図１２（ｂ）に示す開閉スイッチＳＷ２はトランスミッションゲート（又はアナログスイッチ）とよばれるものであり、ｎチャネル型ＦＥＴとｐチャネル型ＦＥＴとが並列に接続されたものである。この場合には両ＦＥＴに相互に反転した制御信号Ｓ、Ｓ（バー）を印加することで、開閉動作を行うことができる。この場合でも上記と同様に制御用端子を設けることが好ましく、また、制御信号が印加されなくなった場合に当該開閉スイッチＳＷ２が開成状態（遮断状態）となるように常開接点タイプとして構成することが好ましい。
【００７５】
図１３（ａ）及び（ｂ）はレーザーカット法等により断絶可能に構成された配線露出部ＯＰを示す部分平面図及び部分断面図である。当該配線露出部ＯＰは表面の絶縁体に設けた開口部ＡＰによって外部に露出している。この配線露出部ＯＰは第２の配線Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの一部として形成される。図示例では、配線露出部ＯＰは、第２の配線の他の部分に対してコンタクトホールを介して上層に形成された配線部分に相当している。この配線露出部ＯＰをレーザー光により溶断したり、物理的な器具により切断したりすることによって第２の配線にカット部よりなる配線断絶部Ｂａ、Ｂｂが形成される。
【００７６】
尚、本発明のＭＥＭＳデバイス及びその検査方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７７】
１０…ＭＥＭＳデバイス、１０Ｍ…ＭＥＭＳ構造体、１０Ｅ…電子回路、１０Ａ…収容空間、１０Ｂ…第１の蓋構造、１０Ｃ…第２の蓋構造、１０Ｇ…ガードリング、Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ…第１の配線、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ…第２の配線、１２…固定電極、１２ｐ…電極配線、１３…可動電極、１３ｐ…電極配線、１３ａ…可動部、１３ｂ…支持部、Ｔａ、Ｔｂ…外部端子、Ｂａ、Ｂｂ…配線断絶部、Ｃａ、Ｃｂ…容量、Ｕａ、Ｕｂ…配線断絶用端子、ＯＰ…配線露出部
【図１】
2010221372.tif 000003
【図２】
2010221372.tif 000004
【図３】
2010221372.tif 000005
【図４】
2010221372.tif 000006
【図５】
2010221372.tif 000007
【図６】
2010221372.tif 000008
【図７】
2010221372.tif 000009
【図８】
2010221372.tif 000010
【図９】
2010221372.tif 000011
【図１０】
2010221372.tif 000012
【図１１】
2010221372.tif 000013
【図１２】
2010221372.tif 000014
【図１３】
2010221372.tif 000015