(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に設けられたセンサ部と、
前記基板の上面に設けられた回路部と、
前記センサ部又は前記回路部と電気的に導通した複数の接続用パッドと、
前記回路部の少なくとも一部分を覆う絶縁保護層と、
前記絶縁保護層の上面に形成され、前記回路部の少なくとも一部分の上方を覆う金属保護膜とを備え、
前記基板の上面の外周縁部は、前記基板の上面の外周端縁から少なくとも４０μｍ以上の距離にある領域が、前記金属保護膜及び前記絶縁保護層から露出していることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記センサ部は、
前記基板の上方に配設された可動電極と、
間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、
前記可動電極と対向する位置において前記絶縁保護膜に設けた固定電極とによって構成され、
前記回路部は、前記絶縁保護膜と等しい厚みを有するとともに、前記絶縁保護層の少なくとも一部を構成する第１絶縁層によって覆われ、
前記金属保護膜は、前記第１絶縁層の上面に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センサ部は、
前記基板の上方に配設された可動電極と、
間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、
前記可動電極と対向する位置において前記絶縁保護膜に設けた固定電極とによって構成され、
前記回路部の表面は、前記可動電極と前記固定電極の間に形成された間隙と等しい厚みを有するとともに、前記絶縁保護層の少なくとも一部を構成する第２絶縁層によって覆われ、
前記金属保護膜は、前記第２絶縁層の上方に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記回路部の実質的に全体を金属保護膜によって覆っていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記回路部の上方のうち一部の領域で前記金属保護膜を除去していることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記金属保護膜が、前記接続用パッドのうち一部の接続用パッドと電気的に短絡していることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記金属保護膜は、少なくとも表面がＡｕ膜であることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記センサ部は、
前記基板の上方に配設された可動電極と、
間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、
前記可動電極と対向する位置において前記絶縁保護膜に設けた固定電極とによって構成され、
前記回路部は、前記絶縁保護膜と等しい厚みを有する第１絶縁層によって覆われ、
前記金属保護膜は、前記第１絶縁層の上面に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記センサ部は、
前記基板の上方に配設された可動電極と、
間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、
前記可動電極と対向する位置において前記絶縁保護膜に設けた固定電極とによって構成され、
前記回路部の表面は、前記可動電極と前記固定電極の間に形成された間隙と等しい厚みを有する第２絶縁層によって覆われ、
前記金属保護膜は、前記第２絶縁層の上方に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサ装置に関し、具体的には、センサ部と回路部とを同一基板上に形成されたセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同一基板上にセンサ部と回路部を設けたモノリシック構造のセンサ装置において、回路部の汚染を防止するようにしたものとしては、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１に開示されたセンサ装置（ＭＥＭＳマイクロフォン）では、基板の上面の中央にセンサ部（特許文献１の"MEMS device 200"）を設け、センサ部の周囲に回路部（特許文献１の"driving/sensing circuitry 300"）を設けている。センサ部と回路部との境界には、センサ部を完全に囲むようにしてバリア構造（特許文献１の"barrier 500"）が設けられている。こうしてセンサ部と回路部の間にバリア構造を設けることにより、センサ部から回路部へ汚染（イオンなど）が入り込まないようし、また、外部環境からセンサ部へ侵入した湿気や異物などがさらに回路部へ入り込まないようにしている。
【０００４】
特許文献１に開示されたセンサ装置では、バリア構造は回路部とセンサ部の境界に設けられているだけであるため、基板の表面と平行な方向における回路部とセンサ部との間の干渉、特にイオンや異物などの汚染が両部間で移動することに対しては保護効果が認められる。
【０００５】
しかし、このようなバリア構造であると、基板の上面に垂直な方向から入ってくる外乱に対して回路部を保護する効果はない。また、基板の側面側から回路部に入ってくる外乱に対しも効果がない。そのため、基板に垂直な方向や側面側から回路部に、たとえば電磁波、光、湿気、不純物（イオン）などの外乱が入り込むと、回路部の特性悪化や誤作動、機能停止などの悪影響が発生するおそれがある。
【０００６】
一般的な電子回路（半導体集積回路）であれば、外部環境からの外乱を防ぐために回路部全体をモールドパッケージなどで樹脂封止する方法が採用される。しかし、同一基板上にマイクロフォンなどのセンサ部が設けられている場合には、音響振動を検出するために中空構造のパッケージが必要であり、しかも、パッケージ内に音響振動を導入するためにはパッケージに開口が必要である。したがって、同一基板上に回路部とともにマイクロフォンなどのセンサ部を設けたモノリシック構造のセンサ装置では、センサ装置全体を樹脂で覆って封止することは困難である。また、回路部のみを樹脂で覆うとしても、モノリシック構造の場合には、センサ部に樹脂が付着してセンサ部の動作を阻害するリスクがあり、適用することは困難である。このような事情は、マイクロフォン以外のセンサ部を実装しているセンサ装置でも同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７,８６３,７１４号（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、センサ部と回路部を一体に形成されたモノリシック構造のセンサ装置において、回路部を外部からの汚染や擾乱から一層確実に保護することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るセンサ装置は、基板と、前記基板の上面に設けられたセンサ部と、前記基板の上面に設けられた回路部と、前記センサ部又は前記回路部と電気的に導通した複数の接続用パッドと、前記回路部の少なくとも一部分を覆う絶縁保護層と、前記絶縁保護層の上面に形成され、前記回路部の少なくとも一部分の上方を覆う金属保護膜とを備え、前記基板の上面の外周縁部は、前記基板の上面の外周端縁から少なくとも４０μｍ以上の距離にある領域が、前記金属保護膜及び前記絶縁保護層から露出していることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係るセンサ装置にあっては、回路部の少なくとも一部分を絶縁保護層で覆い、絶縁保護層の上面に金属保護膜を形成して回路部の少なくとも一部分の上方を金属保護膜で覆っているので、絶縁保護層で回路部を保護することができ、金属保護膜の作製が容易になる。さらに、金属保護膜で覆われた部分の回路部の対環境性が向上する。すなわち、本発明によれば、金属保護膜で覆われた回路部分における遮光性が高くなり、回路の誤作動を予防できる。また、金属保護膜をグランドに接続してあれば、外部からの電磁波を遮断できるので、金属保護膜で覆われた回路部分の対電磁波耐性（ＥＭＩ耐性）や静電気放電（ＥＳＤ）耐性が良好になる。水分やイオンを金属保護膜で遮断することができるので、センサ装置の耐湿性が向上し、また腐食性ガスや重金属汚染などに対する耐環境性も向上する。さらに、金属保護膜で覆うことにより音響センサの機械的強度も向上する。
【００１１】
しかも、本発明に係るセンサ装置は、基板上面の外周縁部において、基板上面の外周端縁から少なくとも４０μｍ以上の距離にある領域が、金属保護膜及び絶縁保護層から露出しているので、複数個のセンサ装置を作製されたウエハのダイシングストリート（基板上面の露出面）をレーザーダイシングすることによってチップ分割する際、金属保護膜によってレーザー光が遮蔽されたり、反射されたりすることがなく、容易にチップ分割することができる。また、絶縁保護層によってレーザー光の焦点位置のずれやレーザー光強度の減衰を受けることがなく、ウエハの内部に高いパワー密度でレーザー光を集光させることができる。そのため、短いレーザー照射時間で確実にチップ分割をすることができ、センサ装置の分割不良の発生率を低減させつつ、ダイシング速度を高速にして音響センサ製造時におけるスループットを向上させることができる。
さらに、基板上面の露出領域の幅（＝ウエハにおけるダイシングストリートの幅の１／２）の幅を４０μｍ以上としているので、ダイシング時におけるレーザー光の照射性が良好となる。すなわち、ウエハ作製時におけるハンドリング性からは、ウエハ厚が２００μｍ以上であることが好ましく、レーザー光の照射性からは、ウエハのダイシングストリートの幅はウエハ厚に０.４を乗じた値以上であることが望ましいとされているので、露出領域の幅は４０μｍ以上（ウエハにおけるダイシングストリート幅が８０μｍ）であることが好ましいからである。
【００１２】
本発明に係るセンサ装置のある実施態様においては、前記センサ部が、前記基板の上方に配設された可動電極と、間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、前記可動電極と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極とによって構成され、前記回路部は、前記絶縁保護膜と等しい厚みを有するとともに、前記絶縁保護層の少なくとも一部を構成する第１絶縁層によって覆われ、前記金属保護膜は、前記第１絶縁層の上面に形成されていることが望ましい。このように構成していれば、回路部と金属保護膜の間に第１絶縁層があるので、回路部と金属保護膜の間の距離が大きくなり、電気的寄生成分を小さくできる。また、センサ部の絶縁保護膜と第１絶縁層は同じ厚みであるので、絶縁保護膜と第１絶縁層を同一材料によって同一工程で成膜することが可能になる。
【００１３】
本発明に係るセンサ装置の別な実施態様においては、前記センサ部が、前記基板の上方に配設された可動電極と、間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、前記可動電極と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極とによって構成され、前記回路部の表面は、前記可動電極と前記固定電極の間に形成された間隙と等しい厚みを有するとともに、前記絶縁保護層の少なくとも一部を構成する第２絶縁層によって覆われ、前記金属保護膜は、前記第２絶縁層の上方に形成されていることが望ましい。このように構成していれば、回路部と金属保護膜の間に第２絶縁層があるので、回路部と金属保護膜の間の距離が大きくなり、電気的寄生成分を小さくできる。また、第２絶縁層の厚みは可動電極と固定電極の間に形成された間隙と等しいので、可動電極と固定電極の間の間隙（エアギャップ）を作製するための犠牲層と同一成膜工程によって第２絶縁層を作製でき、センサ装置の製造工程を簡略化できる。
【００１４】
金属保護膜を設けることによって回路部を電気的、機械的また物理的に保護することができるので、本発明に係るセンサ装置のさらに別な実施態様においては、回路部の実質的に全体を金属保護膜によって覆っておくことが望ましい。しかし、回路部に設けられている回路の種類によっては、金属保護膜との間の寄生容量などの電気的寄生成分が問題となる場合がある。そのような場合には、前記回路部の上方のうち一部の領域で金属保護膜を除去しておいてもよい。金属保護膜との間の電気的寄生成分が問題となる回路部分で金属保護膜を除去しておけば、その回路部分の電気的寄生成分による悪影響を軽減することができる。
【００１５】
また、本発明に係るセンサ装置のさらに別な実施態様においては、前記金属保護膜を、前記接続用パッドのうち一部の接続用パッドと電気的に短絡させてもよい。このような実施態様によれば、当該接続用パッドをグランドに接続することで金属保護膜をグランド電位に接続することができる。また、金属保護膜と当該接続用パッドを同一工程で作製することもできる。
【００１７】
また、前記金属保護膜は、少なくとも表面がＡｕ膜であることが望ましい。Ａｕは腐食に強く、電気抵抗が低い金属であるので、金属保護膜の少なくとも表面をＡｕ膜とすれば、センサ装置の耐環境性が良好となり、電磁シールド効果も高くなる。
【００１８】
本発明に係るセンサ装置のさらに別な実施態様としては、センサ部が静電容量型の場合がある。すなわち、前記センサ部が、前記基板の上方に配設された可動電極と、間隙を隔てて前記可動電極を覆うようにして前記基板の上面に固定された絶縁材料からなる絶縁保護膜と、前記可動電極と対向する位置において前記保護膜に設けた固定電極とによって構成されたものである。このような静電容量型のセンサ部を有する実施態様では、前記回路部が、前記絶縁保護膜と等しい厚みを有する第１絶縁層によって覆われ、前記金属保護膜は、前記第１絶縁層の上面に形成されていることが望ましい。かかる実施態様によれば、回路部と金属保護膜の間に第１絶縁層があるので、回路部と金属保護膜の間の距離が大きくなり、電気的寄生成分を小さくできる。また、センサ部の絶縁保護膜と第１絶縁層は同じ厚みであるので、絶縁保護膜と第１絶縁層を同一材料によって同一工程で成膜することが可能になる。
【００１９】
さらに、静電容量型のセンサ部を有するセンサ装置のさらに別な実施態様においては、前記回路部の表面は、前記可動電極と前記固定電極の間に形成された間隙と等しい厚みを有する第２絶縁層によって覆われ、前記金属保護膜は、前記第２絶縁層の上方に形成されていることが望ましい。かかる実施態様によれば、回路部と金属保護膜の間に第２絶縁層があるので、回路部と金属保護膜の間の距離が大きくなり、電気的寄生成分を小さくできる。また、第２絶縁層の厚みは可動電極と固定電極の間に形成された間隙と等しいので、可動電極と固定電極の間の間隙（エアギャップ）を作製するための犠牲層と同一成膜工程によって第２絶縁層を作製でき、センサ装置の製造工程を簡略化できる。
【００２０】
なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１によるセンサ装置の平面図である。
【図２】図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図３は、保護膜を透明化して示す図１のセンサ装置の平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態２によるセンサ装置の平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態２によるセンサ装置の断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態３によるセンサ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。以下の実施形態においては、センサ部としてマイクロフォン構造体を設けたセンサ装置（音響センサ装置）を説明するが、本発明のセンサ装置は、マイクロフォン構造体以外のセンサ部を設けられていてもよい。また、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、図１−３を参照して本発明の実施形態１によるセンサ装置（マイクロフォン）を説明する。図１は、本発明の実施形態１によるセンサ装置３１の平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線断面図である。また、図３は、保護膜を透明化して示すセンサ装置３１の平面図である。
【００２４】
このセンサ装置３１は、ＭＥＭＳ技術を利用して作製されたモノリシック構造のマイクロフォンであって、同一半導体基板３２上にセンサ部３３（マイクロフォン構造体）と回路部３４（集積回路）が形成されている。センサ部３３は、半導体基板３２の上面のほぼ中央部に設けられており、その周辺部に、特にセンサ部３３を取り囲むようにして回路部３４が設けられている。もちろん、センサ部３３は、半導体基板３２の中央部に設けなければならない訳ではなく、回路部３４もセンサ部３３を取り囲んでいなくてもよい。たとえば、半導体基板３２の上面の右側領域にセンサ部３３を配置し、左側領域に回路部３４を配置していてもよい。
【００２５】
半導体基板３２は、Ｓｉ基板や化合物半導体基板などであって、図２に示すように、そのほぼ中央部には上下に貫通した空洞３５（貫通孔）が開口されている。この空洞３５は、マイクロフォンのバックチャンバ又はフロントチャンバとなるものであって、空洞３５の下面は塞がれている場合もある。図２では、均一な水平断面を有する直方体状の空洞３５を示しているが、空洞３５の壁面にはテーパーがついていてもよい。
【００２６】
センサ部３３においては、図２に示すように、半導体基板３２の上面にアンカー３６を介してダイアフラム３７（可動電極膜）を設けてあり、微小なエアギャップ（空隙）を介してダイアフラム３７の上方にバックプレート３８を設けている。
【００２７】
ダイアフラム３７は、導電性を有するポリシリコン薄膜によって形成されている。ダイアフラムは、図３では円板状をしているが、矩形状その他の形状であってもよい。また、ダイアフラム３７からは外側に向けて帯板状の引出し配線３９が延びている。ダイアフラム３７は、空洞３５の上面を覆うようにして半導体基板３２の上面に配置され、外周部下面が適宜間隔で配置されたアンカー３６により支持されている。よって、ダイアフラム３７は、半導体基板３２の上面から離間しており、ダイアフラム３７の外周部下面と半導体基板３２の上面との間には、音響振動を通過させるための狭いベンチレーションホール４０が形成されている。
【００２８】
バックプレート３８は、ＳｉＮからなる保護膜４１（絶縁保護膜）の下面にポリシリコンからなる円板状の固定電極膜４２を設けたものである。この保護膜４１は、ダイアフラム３７の上方ではドーム状に形成されており、このドーム状をしたドーム部分４１ａはダイアフラム３７との間に空間を有している。
【００２９】
バックプレート３８の下面（すなわち、固定電極膜４２の下面）とダイアフラム３７の上面との間には微小なエアギャップが形成されている。固定電極膜４２とダイアフラム３７は互いに対向しており、音響振動を検知して電気信号に変換するためのキャパシタを構成している。また、固定電極膜４２の縁からは引出し配線４３が延びている。
【００３０】
バックプレート３８のほぼ全体には、上面から下面に貫通するようにして、音響振動を通過させるためのアコースティックホール４４（音響孔）が多数穿孔されている。図１に示すように、アコースティックホール４４は規則的に配列されている。図示例では、アコースティックホール４４は、互いに１２０°の角度を成す３方向に沿って三角形状に配列されているが、矩形状や同心円状などに配置されていてもよい。
【００３１】
また、図２に示すように、バックプレート３８の下面には、円柱状をした微小なストッパ５３（突起）が突出している。ストッパ５３は、ダイアフラム３７がバックプレート３８にスティック（固着）するのを防ぐために設けられており、保護膜４１の下面から一体に突出しており、固定電極膜４２を通過してバックプレート３８の下面に突出している。ストッパ５３は保護膜４１と同じくＳｉＮからなるので、絶縁性を有する。
【００３２】
このような構造のセンサ部３３においては、音響振動がアコースティックホール４４を通過してバックプレート３８とダイアフラム３７との間のエアギャップに入ると、薄膜であるダイアフラム３７が音響振動によって振動する。ダイアフラム３７が振動してダイアフラム３７と固定電極膜４２との間のギャップ距離が変化すると、ダイアフラム３７と固定電極膜４２との間の静電容量が変化する。この結果、このセンサ装置３１においては、ダイアフラム３７が感知している音響振動（音圧の変化）がダイアフラム３７と固定電極膜４２の間の静電容量の変化となり、電気的な信号として出力される。
【００３３】
回路部３４は、センサ部３３の電源回路や増幅回路、出力回路などである。回路部３４は、センサ部３３の周囲において半導体基板３２の表層部に形成されている。回路部３４はＳｉＯ２からなる第２絶縁層、すなわち絶縁被覆層４５によって覆われている。さらに、保護膜４１が絶縁被覆層４５を覆っている。すなわち、保護膜４１は、ドーム部分４１ａの外周部が半導体基板３２の上面に密着して半導体基板３２に固定されており、ドーム部分４１ａから外側へ延出された第１絶縁層、すなわち保護膜４１の被覆領域４１ｂは絶縁被覆層４５と半導体基板３２の上面を覆っている。ただし、半導体基板３２の外周縁部は、絶縁被覆層４５及び保護膜４１から露出している。
【００３４】
ここで、絶縁被覆層４５は、ダイアフラム３７と固定電極膜４２の間のエアギャップを形成するための犠牲層と同一材料、同一プロセスで作製されており、絶縁被覆層４５の厚みはダイアフラム３７と固定電極膜４２の間のエアギャップの高さと等しくなっている。また、保護膜４１は一工程で成膜されるので、被覆領域４１ｂの厚みはドーム部分４１ａの厚みと等しくなっている。
【００３５】
保護膜４１のうち被覆領域４１ｂの上面には、金属保護膜４６が形成されている。ドーム部分４１ａは金属保護膜４６から露出している。金属保護膜４６はＡｕ膜によって形成されている。あるいは、金属保護膜４６は金属多層膜とし、その最表面をＡｕ膜によって構成してもよい。以下においては、金属保護膜４６はＡｕ膜であるとして説明する。ダイアフラム３７の引出し配線３９は金属保護膜４６に接続されていて、金属保護膜４６と導通している。また、Ａｕ膜の一部を金属保護膜４６と切り離して電極パッド４７、４８、４９ａ、４９ｂが形成されている。電極パッド４７は固定電極膜４２の引出し配線４３を接続されており、さらに図２に示すように、電極パッド４７はスルーホール５１を通して回路部３４に接続されている。よって、電極パッド４７は固定電極膜４２と同電位の端子となっている。電極パッド４８は、保護膜４１の開口内において絶縁被覆層４５の上面に設けられている。電極パッド４９ａ、４９ｂは、保護膜４１の上面、絶縁被覆層４５の上面、あるいは半導体基板３２の上面に設けられている。そして、電極パッド４８、４９ａ、４９ｂは、適宜回路部３４や電極パッド４７、半導体基板３２などに導通させられている。電極パッド５０は、Ａｕ膜を部分的に除去して形成されており、金属保護膜４６及びダイアフラム３７に導通した端子となっている。このような構造によれば、金属保護膜４６と電極パッド４７、４８、４９ａ、４９ｂ及び５０を同一材料により同一工程で作製することができ、センサ装置３１の製造プロセスが簡素化される。その結果、センサ装置３１の製造コストを安価にでき、高い量産性を達成できる。
【００３６】
また、回路部３４の大部分が金属保護膜４６で覆われているので、外部からの汚染要因や擾乱から回路部３４を保護することができる。具体的いえば、回路部３４の表面が金属保護膜４６で覆われているので、回路部３４の遮光性が高くなり、センサ装置３１に強い光が当たっても回路部３４に影響しなくなり、回路部３４の誤作動を予防できる。
【００３７】
また、ボンディングワイヤなどで電極パッド５０をグランドに接続することにより、金属保護膜４６をグランドに接続してあれば、金属保護膜４６に電磁シールド効果を持たせることができる。よって、外部からの電磁波を遮断でき、対電磁波耐性（ＥＭＩ耐性）が良好になる。電磁波対策は、一般的にパッケージ（ケーシング）で対策することができるが、センサ装置３１自体で電磁波対策を行なっておけばパッケージを簡易化でき、結果的にパッケージを含めたセンサ装置３１の低コストにもつながる。また、外部からの静電気が金属保護膜４６で遮断されるので、静電気放電（ＥＳＤ）耐性も良好になる。さらに、スルーホールなどで金属保護膜４６を回路部３４のグランド用パッドと接続しておけば、電極パッド５０をグランドに接続することにより、同時に回路部３４のグランド用パッドもグランドに接続することができ、個別にグランド接続を行う必要がなくなる。
【００３８】
また、回路部３４を金属保護膜４６で覆ってあれば、水分やイオンを金属保護膜４６で遮断することができる。その結果、センサ装置３１の耐湿性が向上し、また腐食性ガスや重金属汚染などに対する耐環境性も向上する。さらには、絶縁被覆層４５（エアギャップ形成用の犠牲層でエッチングされずに残ったもの）には、フッ酸に対するエッチングレートを速くするために、リン、ボロンなどの不純物が添加されている。これらの不純物は、外部からのイオン汚染を遮断する効果があるので、センサ装置３１の耐環境性がより一層高くなる。
【００３９】
一方、金属膜は延性材料であるため、センサ装置３１の表面を金属保護膜４６で覆うことによってセンサ装置３１の物理的強度が向上する。脆性材料が多く含まれた回路部３４が延性材料（金属保護膜４６）で覆われることで、物理的接触によって回路部３４にクラックなどが入りにくくなり、クラックが入った場合でもそれ以上進行しにくくなる。
【００４０】
金属保護膜４６もしくはその最表面がＡｕ膜によって形成されている場合には、Ａｕが腐食に強く、電気抵抗が低い金属であるために、センサ装置３１の耐環境性が良好となり、電磁シールド効果も高くなる。また、静電容量型ＭＥＭＳマイクロフォンを作製するプロセスでは、フッ酸による犠牲層エッチングが用いられるが、Ａｕはフッ酸に耐えることができる材料であるので、マイクロフォンの製造プロセスへの適合性がよい。さらに、Ａｕ膜はワイヤボンド性が良好であるので、電極パッドの材料としても最適である。
【００４１】
センサ装置３１の製造工程においては、一枚のウエハ上に複数個のセンサ装置３１を作製し、当該ウエハにレーザー光を集光させ、ダイシングストリートに沿ってレーザー光を走査してウエハをダイシングし、個々のセンサ装置３１にチップ分割を行う。センサ部３３を有するセンサ装置３１では、ダイシングソーによってカットする方法では、冷却水や削り屑などがセンサ部３３に入ると種々のダメージを与えるためである。ここで、本実施形態のセンサ装置３１では、半導体基板３２の上面の外周縁部は、全周にわたって絶縁被覆層４５、保護膜４１及び金属保護膜４６から露出している。当該露出領域５２はレーザーダイシング時のダイシングストリートとなるものであって、この露出領域５２には回路部３４も存在しない。このようにダイシングストリート上に金属保護膜４６や保護膜４１などが存在しないで半導体基板３２の上面が露出しているので、レーザーダイシングによってチップ分割を行う際、レーザー光が金属保護膜４６で反射されることがなく、また保護膜４１などによってレーザー光の焦点位置のずれやレーザー光強度の減衰を受けることがなく、ウエハの内部に高いパワー密度でレーザー光を集光させることができる。そのため、短いレーザー照射時間で確実にチップ分割をすることができ、センサ装置３１の分割不良の発生率を低減させつつ、ダイシング速度を高速にして音響センサ製造時におけるスループットを向上させることができる。
【００４２】
露出領域５２の幅Ｓは、チップサイズが必要以上に大きくならない範囲で、４０μｍ以上であることが望ましい。これはレーザー光の照射性からくるものである。一般的には、ウエハ厚に０.４を乗じた幅のダイシングストリートが望ましいとされている。たとえば、ウエハ厚が４００μｍである場合には、露出領域５２の幅Ｓは８０μｍ（ウエハにおけるダイシングストリート幅は１６０μｍ）であることが好ましい。また、ウエハの作製においては、ハンドリング性からウエハ厚は２００μｍ以上であることが好ましいので、露出領域５２の幅Ｓは４０μｍ（ウエハにおけるダイシングストリート幅は８０μｍ）であることが望ましい。よって、露出領域５２の幅Ｓは、４０μｍ以上であることが望ましい。
【００４３】
（第２の実施形態）
図４及び図５は、それぞれ本発明の実施形態２によるセンサ装置６１の平面図及び断面図である。この実施形態では、回路部３４の上方のうち、特定の部位では金属保護膜４６を部分的に除去している。金属保護膜４６を除去した領域では、回路部３４は絶縁被覆層４５と保護膜４１だけで覆われている。
【００４４】
回路部３４の上方を金属保護膜４６で覆うと、回路部３４と金属保護膜４６との間に寄生容量などの電気的寄生成分が生じ、センサ装置の特性を悪化させる懸念がある。そのため、実施形態１のセンサ装置３１でも、回路部３４と金属保護膜４６との間に厚みのある絶縁被覆層４５と保護膜４１（バックプレート用の絶縁材料であって、１μｍ以上の厚みを有する）を介在させることによって回路部３４と金属保護膜４６との距離を大きくし、金属保護膜４６による寄生容量などの電気的寄生成分を小さくし、音響センサの特性悪化を軽減している。
【００４５】
しかし、回路部３４に設けられている回路の種類によっては、絶縁被覆層４５や保護膜４１を設けるだけでは不十分な場合もある。たとえば、センサ部３３の信号を増幅回路で変換するまでの回路は電気的寄生成分の影響を受けやすい。このような場合には、図４及び図５に示すように、回路部３４のうち電気的寄生成分の影響を受けやすい回路部分３４ａの上方で、金属保護膜４６を部分的に除去することが有効である。よって、この金属保護膜４６の除去部分６２では、電気的寄生成分の影響を受けやすい回路部分３４ａを覆っている保護膜４１の被覆領域４１ｂが露出している。
【００４６】
（実施形態３）
図６は、本発明の実施形態３によるセンサ装置の断面図である。実施形態３のセンサ装置７１では、保護膜４１のドーム部分４１ａの上面にＡｕ膜によって固定電極膜４２を形成している。かかる実施形態によれば、Ａｕ膜によって固定電極膜４２と金属保護膜４６を同一工程で成膜することができるので、センサ装置７１の製造工程を減らすことができ、製造コストを安価にできる。
【符号の説明】
【００４７】
３１、６１、７１      センサ装置
３２      半導体基板
３３      センサ部
３４      回路部
３５      空洞
３７      ダイアフラム
３８      バックプレート
４１      保護膜
４１ａ      ドーム部分
４１ｂ      被覆領域
４２      固定電極膜
４５      絶縁被覆層
４６      金属保護膜
４７、４８、４９ａ、４９ｂ、５０      電極パッド
５１      スルーホール
５２      露出領域
６２      除去部分
【図１】
0005861497.tif 000002
【図２】
0005861497.tif 000003
【図３】
0005861497.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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