(57)【要約】【課題】  電極間に印加された電圧の波形鈍りを抑制することができるイオンフィルタを提供する。【解決手段】  実施例２のイオンフィルタ部２００は、支持層２０３と、該支持層２０３上に積層されたＢＯＸ層２０２と、該ＢＯＸ層２０２上に積層され、積層方向に直交する面内で互いの複数の櫛歯が噛み合うように対向して配置された２つの櫛形電極２１１、２１２を含む電極層２０１と、を備え、ＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の、隣り合う櫛形電極２１１の櫛歯と櫛形電極２１２の櫛歯との間の隙間の一部に対応する領域が除去されて積層方向にイオンが通過することができる通路が形成され、電極層２０１の一部に対応する支持層２０３の領域が除去されていることを特徴とするイオンフィルタである。【選択図】図１５
2019129015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持層と、
前記支持層上に積層された絶縁層と、
前記絶縁層上に積層され、積層方向に直交する面内で互いの複数の櫛歯が噛み合うように対向して配置された第１及び第２の櫛形電極を含む電極層と、を備え、
隣り合う前記第１の櫛形電極の前記櫛歯と前記第２の櫛形電極の前記櫛歯との間の隙間の少なくとも一部に対応する前記絶縁層及び前記支持層の領域が存在せず、前記積層方向にイオンが通過することができる通路が形成され、
前記電極層の少なくとも一部に対応する前記支持層の領域が存在しないことを特徴とするイオンフィルタ。
【請求項２】
前記電極層の前記少なくとも一部は、前記第１の櫛形電極の少なくとも一部と、前記第２の櫛形電極の少なくとも一部と、前記第１の櫛形電極に導通する部分と、前記第２の櫛形電極に導通する部分と、の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のイオンフィルタ。
【請求項３】
前記第１及び第２の櫛形電極それぞれは、前記複数の櫛歯を連結する連結部を有し、
前記支持層の、前記第１及び第２の櫛形電極の少なくとも一方の前記連結部に対応する領域の少なくとも一部が存在しないことを特徴とする請求項１又は２に記載のイオンフィルタ。
【請求項４】
前記電極層は、前記第１の櫛形電極に導通し、配線が接続される第１の電極パッド及び前記第２の櫛形電極に導通し、配線が接続される第２の電極パッドの少なくとも一方を含み、
前記支持層の、前記第１及び第２の電極パッドの前記少なくとも一方に対応する領域の少なくとも一部が存在しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のイオンフィルタ。
【請求項５】
前記支持層の、前記第１及び第２の櫛形電極の少なくとも一方の前記複数の櫛歯の先端部に対応する領域が存在することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のイオンフィルタ。
【請求項６】
前記支持層と前記絶縁層と前記電極層とが、ＳＯＩ（ＳＯＩ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて作製されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のイオンフィルタ。
【請求項７】
被測定分子をイオン化するイオン発生器と、
前記イオン発生器からのイオンを選別する請求項１〜６のいずれか一項に記載のイオンフィルタと、
前記イオンフィルタで選別されたイオンを検出する検出器と、を備えるイオン検出装置。
【請求項８】
前記イオンフィルタは電池で駆動されることを特徴とする請求項７に記載のイオン検出装置。
【請求項９】
支持層と絶縁層と電極層とが積層された基板を用いたイオンフィルタの製造方法であって、
前記電極層に、積層方向に直交する面内で互いの複数の櫛歯が噛み合うように対向して配置された第１及び第２の櫛形電極を形成する工程と、
隣り合う前記第１の櫛形電極の前記櫛歯と前記第２の櫛形電極の前記櫛歯との間の隙間の少なくとも一部に対応する前記絶縁層及び前記支持層の領域を除去して、前記積層方向にイオンが通過することができる通路を形成する工程と、
前記電極層の少なくとも一部に対応する前記支持層の領域を除去する工程と、を含むイオンフィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記基板は、ＳＯＩ（ＳＯＩ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であることを特徴とする請求項９に記載のイオンフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオンフィルタ、イオン検出装置及びイオンフィルタの製造方法に係り、更に詳しくは、イオンを選別することができるイオンフィルタ、該イオンフィルタを備えるイオン検出装置、及びイオンを選別することができるイオンフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体や気化した化学物質を分析する方法の一つとして、電界非対称波形イオン移動度分光分析（Ｆｉｅｌｄ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｉｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ  ：以下では、「ＦＡＩＭＳ」ともいう）と呼ばれる方法がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この方法は、イオン化された気体分子や化学物質（以下では、これらを総称して「化学物質等」ともいう）を、電極間に電圧が印加されるイオンフィルタに通して移動度の差によって選別し、検出器で検出することにより、該化学物質等を特定するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に開示されたＦＡＩＭＳに用いられる従来の分析装置（以下では、「イオン検出装置」ともいう）が有するイオンフィルタでは、電極間に印加された電圧の波形鈍りを抑制することに関して改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、支持層と、前記支持層上に積層された絶縁層と、前記絶縁層上に積層され、積層方向に直交する面内で互いの複数の櫛歯が噛み合うように対向して配置された第１及び第２の櫛形電極を含む電極層と、を備え、隣り合う前記第１の櫛形電極の前記櫛歯と前記第２の櫛形電極の前記櫛歯との間の隙間の少なくとも一部に対応する前記絶縁層及び前記支持層の領域が存在せず、前記積層方向にイオンが通過することができる通路が形成され、前記電極層の少なくとも一部に対応する前記支持層の領域が存在しないことを特徴とするイオンフィルタである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電極間に印加された電圧の波形鈍りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係るイオン検出装置の概略構成図である。
【図２】イオンの移動度の電界強度依存性を説明するための図である。
【図３】イオンフィルタ部の電極間における３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）の移動の軌跡を説明するための図（その１）である。
【図４】電極Ａと電極Ｂとの間に発生させる電界波形を説明するための図である。
【図５】イオンフィルタ部の電極間における３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）の移動の軌跡を説明するための図（その２）である。
【図６】一実施形態に係るイオンフィルタ部の斜視図である。
【図７】図７（Ａ）は矩形信号を説明するための図であり、図７（Ｂ）は矩形信号が鈍った信号を説明するための図である。
【図８】対向する２つの櫛歯電極間に形成されるコンデンサを説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ櫛歯電極と支持層との間のキャパシタンスを説明するための図（その１）である。
【図１０】櫛歯電極と支持層との間のキャパシタンスを説明するための図（その２）である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、それぞれ実施例１を説明するための図（その１）である。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、それぞれ実施例１を説明するための図（その２）である。
【図１３】実施例１における３つの電極を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、それぞれ実施例１におけるイオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスについて説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、それぞれ実施例２を説明するための図（その１）である。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、それぞれ実施例２を説明するための図（その２）である。
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、それぞれ実施例３を説明するための図（その１）である。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、それぞれ実施例３を説明するための図（その２）である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、それぞれ実施例４を説明するための図（その１）である。
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）は、それぞれ実施例４を説明するための図（その２）である。
【図２１】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図２２】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図２３】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図２４】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図２５】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その５）である。
【図２６】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その６）である。
【図２７】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その７）である。
【図２８】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その８）である。
【図２９】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その９）である。
【図３０】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１０）である。
【図３１】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１１）である。
【図３２】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１２）である。
【図３３】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１３）である。
【図３４】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１４）である。
【図３５】イオンフィルタ部の製造方法を説明するための図（その１５）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
「概要」
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るイオン検出装置１０の概略構成が示されている。
【０００９】
このイオン検出装置１０は、イオン発生部１００、イオンフィルタ部２００、検出部６００、及び制御部９００などを備えている。なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系を用い、被測定分子の進行方向を＋Ｚ方向とする。
【００１０】
イオン発生部１００は、被測定分子をイオン化する。イオンフィルタ部２００は、イオン発生部１００からのイオンを選別する。検出部６００は、イオンフィルタ部２００で選別されたイオンを検出する。制御部９００は、装置全体を制御する。
【００１１】
イオン検出装置１０の基本的な検出原理について説明する。
【００１２】
イオンフィルタ部２００は、対向して配置された２つの電極（電極Ａ、電極Ｂ）を有している。
【００１３】
イオンは、電界Ｅの環境下では次の（１）式で示される移動速度Ｖで移動する。ここで、Ｋは、該イオンの移動度である。
Ｖ＝Ｋ×Ｅ  ……（１）
【００１４】
ところで、イオンの移動度には電界強度依存性がある。そして、この電界強度依存性は、イオンの種類によって異なっている。図２には、一例として、種類が異なる３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）における移動度の電界強度依存性が示されている。なお、図２では、分かりやすくするため、各イオンの移動度が電界強度０で等しくなるように正規化されている。
【００１５】
３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）の移動度は、電界強度が９ｋＶ／ｃｍ以下の低電界強度ではほぼ変化なしである。電界強度が約１０ｋＶ／ｃｍから増すにつれてイオンの種類固有の特性が移動度に現れる。イオンＡの移動度は、電界強度が増加するに従って大きく増加し、Ｅｍａｘで最大となる。イオンＢの移動度は、イオンＡよりも緩やかに増加する。イオンＣの移動度は、緩やかに減少する。このように三者三様の特性を示している。イオンフィルタ部２００は、低電界強度での移動度と高電界強度での移動度との違いを利用してイオンの選別を行う。
【００１６】
図３には、イオンフィルタ部２００の電極間における３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）の移動の軌跡が示されている。なお、ここでは、分かりやすくするため、便宜的に、電極Ａ及び電極Ｂを導電体でできた平行平板としている。
【００１７】
電極Ａと電極Ｂとの間に発生する電界の波形を非対称電界波形とすることによって、任意のイオン（図３では、イオンＢ）のみを検出部６００に到達させることができる。
【００１８】
図４には、電極Ａと電極Ｂとの間に発生させる電界波形の一例が示されている。この電界波形は、正の高電界（Ｅｍａｘ）と負の低電界（Ｅｍｉｎ）を交互に繰り返している。そして、高電界の期間（ｔ１）は低電界の期間（ｔ２）よりも短く、ｔ１とｔ２の比は１：３〜１：５である。このように電界波形は、上下に関して非対称である。この非対称電界波形は、時間平均電界が零であり、次の（２）式が成り立つように設定されている。
｜Ｅｍａｘ｜×ｔ１＝｜Ｅｍｉｎ｜×ｔ２  ……（２）
【００１９】
すなわち、図４における領域Ａの面積と領域Ｂの面積が一致するように設定されている。
【００２０】
なお、以下では、次の（３）式に示されるように、｜Ｅｍａｘ｜×ｔ１の値、及び｜Ｅｍｉｎ｜×ｔ２の値をβとする。
｜Ｅｍａｘ｜×ｔ１＝｜Ｅｍｉｎ｜×ｔ２＝β  ……（３）
【００２１】
ところで、高電界の期間（ｔ１）に、イオンがＹ軸方向に関して移動する速度Ｖｕｐは、次の（４）式で示される。ここで、Ｋ（Ｅｍａｘ）は、高電界（Ｅｍａｘ）のときのイオンの移動度である。
Ｖｕｐ＝Ｋ（Ｅｍａｘ）×｜Ｅｍａｘ｜  ……（４）
【００２２】
例えば、｜Ｅｍａｘ｜が約１０ｋＶ／ｃｍ以上の場合、３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）では、イオン毎に移動度が異なる（図２参照）ので、３つのイオンの移動速度Ｖｕｐは三者三様に異なる。すなわち、図５に示されるように、高電界の期間（ｔ１）では、３つのイオンの移動軌跡の傾斜は互いに異なっている。
【００２３】
そして、高電界の期間（ｔ１）に、イオンがＹ軸方向に関して移動した距離である変位ｙｕｐ（図５参照）は、次の（５）式で示される。
ｙｕｐ＝Ｖｕｐ×ｔ１  ……（５）
【００２４】
一方、低電界の期間（ｔ２）に、イオンがＹ軸方向に関して移動する速度Ｖｄｏｗｎは、次の（６）式で示される。ここで、Ｋ（Ｅｍｉｎ）は、低電界（Ｅｍｉｎ）のときのイオンの移動度である。
Ｖｄｏｗｎ＝−Ｋ（Ｅｍｉｎ）×｜Ｅｍｉｎ｜  ……（６）
【００２５】
例えば、｜Ｅｍｉｎ｜が約５ｋＶ／ｃｍ以下の場合、３つのイオン（イオンＡ、イオンＢ、イオンＣ）では、移動度がほぼ同一である（図２参照）ので、３つのイオンの移動速度Ｖｄｏｗｎはほぼ同一である。すなわち、図５に示されるように、低電界の期間（ｔ２）では、３つのイオンの移動軌跡の傾斜はほぼ同じである。
【００２６】
そして、低電界の期間（ｔ２）に、イオンがＹ軸方向に関して移動した距離である変位ｙｄｏｗｎ（図５参照）は、次の（７）式で示される。
ｙｄｏｗｎ＝Ｖｄｏｗｎ×ｔ２  ……（７）
【００２７】
非対称電界波形の１周期（Ｔ）内では、イオンは、＋Ｚ方向に移動しつつ、期間ｔ１の間に＋Ｙ方向に移動し、期間ｔ２の間に−Ｙ方向に移動する。
【００２８】
そこで、図５に示されるように、ジグザグ運動を繰り返しながら電極Ａに向かうもの（イオンＡ）と、ジグザグ運動を繰り返しながら電極Ｂに向かうもの（イオンＣ）と、＋Ｙ方向の変位と−Ｙ方向の変位とが釣り合い、検出部に向かうもの（イオンＢ）とに分かれることとなる。
【００２９】
ところで、非対称電界波形における１周期（Ｔ）での、イオンのＹ軸方向に関する平均変位ΔｙＲＦは、次の（８）式で表される。
ΔｙＲＦ＝ｙｕｐ＋ｙｄｏｗｎ
＝Ｋ（Ｅｍａｘ）×｜Ｅｍａｘ｜×ｔ１−Ｋ（Ｅｍｉｎ）×｜Ｅｍｉｎ｜×ｔ２  ……（８）
【００３０】
そして、上記（８）式は、上記（３）式を用いて次の（９）式のように表すことができる。
ΔｙＲＦ＝β｛Ｋ（Ｅｍａｘ）−Ｋ（ｍｉｎ）｝  ……（９）
【００３１】
ここで、Ｋ（Ｅｍａｘ）−Ｋ（ｍｉｎ）をΔＫとおくと、上記（９）式は次の（１０）式のように表される。
ΔｙＲＦ＝βΔＫ  ……（１０）
【００３２】
βは電極Ａと電極Ｂとの間に印加される非対称電界で決まる定数である。そこで、非対称電界波形の１周期（Ｔ）あたりのイオンのＹ軸方向に関する変位は、低電界（Ｅｍｉｎ）での移動度と高電界（Ｅｍａｘ）での移動度の差分であるΔＫに依存する。
【００３３】
キャリアガスだけがイオンをＺ軸方向に移送させると仮定すると、イオンが電極Ａと電極Ｂとの間に滞在しているときの、該イオンのＹ軸方向に関する変位Ｙは、次の（１１）式となる。ここで、ｔｒｅｓは、イオンが電極Ａと電極Ｂとの間に滞在している平均時間（平均イオン滞在時間）である。
【数１】
2019129015.tif 000003
【００３４】
平均イオン滞在時間ｔｒｅｓは、次の（１２）式で表される。ここで、Ａはイオンフィルタ部の断面積、ＬはＺ軸方向に関する電極の長さ（電極深さ）（図５参照）、Ｑはキャリアガスの容積流量である。Ｖはイオンフィルタ部の容積（＝ＡＬ）である。
【数２】
2019129015.tif 000004
【００３５】
上記（１１）式は、上記（１２）式及び上記（３）を用いて、次の（１３）式のように表すことができる。ここで、Ｄは非対称電界波形のデューティであり、Ｄ＝ｔ１／Ｔである。
【数３】
2019129015.tif 000005
【００３６】
非対称電界波形における高電界Ｅｍａｘ、イオンフィルタ部の容積Ｖ、非対称電界波形のデューティＤ、及びキャリアガスの容積流量Ｑについて、すべてのイオン種に対して同一の値を用いると、上記（１３）式から、変位Ｙは、イオン種固有の低電界（Ｅｍｉｎ）での移動度と高電界（Ｅｍａｘ）での移動度との差分ΔＫに比例することがわかる。
【００３７】
なお、図５ではイオンＢのみが、変位Ｙが最小であり、検出部６００に到達することができるが、デューティＤを変化させることによってイオンＢとは異なるΔＫを有するイオンを検出部６００に到達させることができる。さらに、デューティＤを小刻みに変化させていくことで、ΔＫが異なる様々なイオンの有無や量を検出することができる。
【００３８】
また、イオン検出装置１０において、ΔＫが異なる様々なイオン種を検出する方法として、非対称電界波形に低強度のＤＣ電界を重畳する方法がある。この方法によると、期間ｔ１及び期間ｔ２でのＹ軸方向に関する変位量を変化させることができる。そこで、電極Ａ又は電極Ｂに接触せずに検出部６００に到達することができるイオン種を連続的に変えることができる。なお、非対称電界波形に重畳するＤＣ電界は補償電圧（ＣＶ：ｃｏｍｐｅｎｓａｓｉｏｎ  ｖｏｌｔａｇｅｓ）と呼ばれている。この方法では、補償電圧を掃引してΔＫが異なる様々なイオン種の有無や量を検出する。
【００３９】
ところで、検出部６００に到達する前に電極Ａ又は電極Ｂに接触したイオンは、中和されてイオンでなくなり検出されない。
【００４０】
なお、制御部９００は、従来のイオン検出装置における制御部とほぼ同様であるため、ここでは制御部９００の動作についての詳細な説明は省略する。
【００４１】
「詳細」
イオン検出装置１０は、電界強度が１０ｋＶ／ｃｍ以上のときにイオン種によって移動度が異なることを利用してイオン検出を行なう。図２の例では、Ｅｍａｘとして、２０ｋＶ程度の電界強度を、イオンフィルタ部２００における電極間に発生させることでイオン種を分別することになる。例えば、イオンフィルタ部２００における電極間の距離を１ｍｍ（０．１ｃｍ）とすると、２０ｋＶ／ｃｍの電界を発生させるために電極間に印加される電圧Ｖｍａｘは、次の（１４）式に示されるように２ｋＶとなる。
Ｖｍａｘ＝２０ｋＶ／ｃｍ×０．１ｃｍ＝２ｋＶ  ……（１４）
【００４２】
イオン検出装置を設備として設置場所を固定して使用する場合は、ＡＣ電源が使用できるので電圧や消費電力に関して問題なかった。また、設置場所が確保できれば多少外形が大きくても問題になることはなかった。しかし、従来のイオン検出装置を電池駆動とし、可搬性のある小型装置として実現しようとすると、数Ｖ〜十数Ｖの電池電源から交流電圧Ｖｄとして数十Ｖ〜数百Ｖを発生させねばならず、昇圧回路や高耐圧部品の使用などが必要となり、機器の小型化と低消費電力化の障害となっていた。
【００４３】
低い電圧で同じ電界強度を実現するためには、イオンフィルタ部における電極の間隔を小さくすれば良い。例えば、電極の間隔を１μｍ（０．０００１ｃｍ）にすると、２Ｖの電圧で２０ｋＶ／ｃｍの電界強度を実現することができる。
【００４４】
ところで、特許文献１では、電極をＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ  Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ  Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロセスで試作したことが記載されている。一方、本実施形態では、半導体製造で使用されているＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）と呼ばれるウエハを使用して電極を実現している。
【００４５】
電極の間隔と電極深さＬの比であるアスペクト比を一定に保ったまま電極の間隔を小さくすると、電極深さＬも小さくなるが構わない。例えば、電極の間隔が１００μｍ、電極深さＬが１０００μｍのアスペクト比１０の従来例に対して、電極の間隔を１μｍにし、アスペクト比１０を維持すると電極深さＬは１０μｍとなり、少ないエッチング量で済むこととなる。これは半導体製造で使われるディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ：Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術でシリコンをエッチングするのに十分可能な値である。
【００４６】
また、電極として櫛歯電極を用い、２つの櫛歯電極を互いの櫛歯が交互に噛み合うように対向して配置する場合、ある決まったチップ面積においてイオンが通過する流路であるイオンチャネルの面積を大きくしようとすると、櫛歯の幅を可能な限り小さい値、例えば１μｍにする必要がある。
【００４７】
従来のイオンフィルタ部では、例えば、櫛歯の長さを１０００μｍとすると、櫛歯一本のアスペクト比は１０００となり、応力や衝撃に対して非常に脆弱な形状となる。この場合、製造の際に必要なレジスト塗布、エッチングや搬送、洗浄といった工程では、櫛歯に力が加わり、櫛歯が変形したり、隣の櫛歯と接触したり、接触したまま櫛歯同士が付着するいわゆるスティッキング現象が起こったり、最悪の場合は破壊されるおそれがあった。
【００４８】
また、動作時には非対称電界波形を発生させるためのパルス信号が電極に印加される。その際に静電気力によって櫛歯が振動することも考えられる。本実施形態は、以上の不都合点を解決するものである。
【００４９】
図６には、本発明の一実施形態に係るイオンフィルタ部２００が示されている。イオンフィルタ部２００は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）と呼ばれるウエハ基板を用いて製造される。このウエハ基板は、シリコン（Ｓｉ）を主たる材料とし、ＬＳＩ（大規模集積回路）の製造にも用いられるものである。なお、図６では、パッド電極部分が省略されている。また、図６では、各櫛歯電極における櫛歯の数をそれぞれ３個としているが、これは煩雑さを避けるため及び説明をわかりやすくするためであり、３個に限定されるものではない。
【００５０】
イオンフィルタ部２００は、電極層２０１、ＢＯＸ（Ｂｕｒｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ）層２０２、支持層２０３を有している。電極層２０１は、シリコン（Ｓｉ）にあらかじめ燐（Ｐ）やホウ素（Ｂ）などの不純物をドーピングして電気抵抗を低く（電気伝導率を高く）した層である。ＢＯＸ層２０２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）でできている絶縁膜であり、電気抵抗が非常に高い層である。支持層２０３は、シリコン（Ｓｉ）でできた層である。なお、支持層２０３は、電気抵抗の高い方が寄生キャパシタンスの影響が少なくなるので好ましい。
【００５１】
なお、ここでは、３つの層の積層方向をｃ軸方向とし、該ｃ軸方向に直交する方向をa軸方向とし、ｃ軸方向及びａ軸方向のいずれにも直交する方向をｂ軸方向とする。
【００５２】
電極層２０１には、ａｂ平面内において櫛歯電極２１１と櫛歯電極２１２とが分離して形成されている。なお、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２は、一部がＢＯＸ層２０２と接している。ＢＯＸ層２０２は絶縁膜であるので、櫛歯電極２１１と櫛歯電極２１２は電気的に分離されていることになり、両者に異なる電圧を印加しても電流は流れない。ＢＯＸ層２０２は支持層２０３に接しており、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２はその相対位置が固定されている。
【００５３】
なお、図６では隠れているが、櫛歯電極２１１と櫛歯電極２１２との隙間の一部に、その下のＢＯＸ層２０２と支持層２０３が取り除かれ、イオンがｃ軸方向に関して通過するための流路（イオンチャネル）が形成されている。
【００５４】
櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２は、一方の櫛歯電極をＧＮＤ（グラウンド）とし、他方の櫛歯電極に補償電圧（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｖｏｌｔａｇｅｓ：ＣＶ）と呼ばれるＤＣ電圧と分散電圧（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  ｆｉｅｌｄｓ：ＤＦ）と呼ばれる電圧パルスとが重畳された非対称電界波形信号が印加される。
【００５５】
すなわち、イオンフィルタ部２００には、駆動回路（制御部９００の一部）を介して非対称電界波形信号（電圧信号）が印加される。そして、この駆動回路は出力インピーダンスを有している。また、非対称電界波形信号が印加されるとイオンフィルタ部２００には負荷容量であるキャパシタンスが生じる。なお、以下では、便宜上、イオンフィルタ部２００で生じるキャパシタンスを「イオンフィルタのキャパシタンス」ともいう。
【００５６】
そこで、イオンフィルタ部２００に印加される非対称電界波形信号の形状は、主に駆動回路の出力インピーダンスとイオンフィルタのキャパシタンスとによる時定数τで決定される。時定数τは、最終到達電圧の約６３％に達するまでの時間であり、次の（１５）式で表される。
τ（秒）＝出力インピーダンス（Ω）×イオンフィルタのキャパシタンス（F）  ……（１５）
【００５７】
そのため、図７（Ａ）に示されるような立ち上がり及び立ち下がりが鋭い理想的な矩形波形状の非対称電界波形信号を印加しようとしても、一例として図７（Ｂ）に示されるように、立ち上がり及び立ち下がりが鈍った形状の非対称電界波形信号が印加される場合がある。
【００５８】
駆動回路の出力インピーダンスは、その大きさを完全に零にすることは困難であり、必ずある有限の値を有している。
【００５９】
ここで、イオンフィルタのキャパシタンスを、対向する櫛歯電極２１１と櫛歯電極２１２との間のイオンチャネルとなる部分で生じるキャパシタンスと、それ以外で生じるキャパシタンスとに分けて考える。
【００６０】
非対称電界波形信号が印加されると、対向する櫛歯電極２１１と櫛歯電極２１２との間のイオンチャネルとなる部分は、電気的にコンデンサとなる（図８参照）。このコンデンサにおける誘電体は、分析対象のイオン化された気体である。なお、以下では、便宜上、このコンデンサのキャパシタンスを「イオンチャネルのキャパシタンス」ともいう。そして、イオンチャネルのキャパシタンスは、櫛歯の数や２つの櫛歯電極の間隔等によって決まるある値を持っている。例えば、２つの櫛歯電極の間隔を小さく（狭く）すると、イオンチャネルのキャパシタンスは増加する。
このため、時定数τを完全に零にすることは困難であり、図７（Ｂ）に示されるような立ち上がり及び立ち下がりの鈍りが大なり小なり生じてしまう。
【００６１】
ところで、前述した図５において、ｙｕｐ及びｙｄｏｗｎは、電極Ａと電極Ｂの間隔Ｗに対して、ｙｕｐ＜＜Ｗ、ｙｄｏｗｎ＜＜Ｗの関係が必要である。仮に、ｙｕｐ、ｙｄｏｗｎが間隔Ｗと等しいかそれ以上になると、検出部６００に到達すべきイオンも途中で電極Ａあるいは電極Ｂに接触し、検出部６００に辿り付く前に電荷を放出してしまいイオンフィルタの機能をなさなくなる。
【００６２】
電極Ａと電極Ｂとの間に印加される非対称電界波形信号の低電圧化を図るには、間隔Ｗを短くする必要がある。この場合に、ｙｕｐ＜＜Ｗ、ｙｄｏｗｎ＜＜Ｗの関係を維持するには、非対称電界波形信号におけるパルスの周期Ｔを短くする必要がある。換言すると、非対称電界波形信号の周波数を高くする必要がある。
【００６３】
そして、非対称電界波形信号の周波数が高くなると、信号波形の鈍りに対するイオンチャネルのキャパシタンスの影響が大きくなる。極端になると、非対称電界波形信号における振幅が所望の電圧まで振幅されないおそれがある。図７（Ｂ）で説明すると、電界がＥｍａｘに達する前に立ち下がってしまうおそれがある。
【００６４】
すなわち、イオン検出装置１０の低電圧化を図るためには、イオンフィルタ部２００における２つの櫛歯電極の間隔を短くすることが必要であるが、それは必然的に非対称電界波形信号の周波数を高くすること、及びイオンチャネルのキャパシタンスを増加させることになる。これらは、どちらもイオンフィルタ部２００に印加される非対称電界波形信号に対し、立ち上がり及び立ち下がりの鈍りを増大させるように作用する。
【００６５】
次に、イオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスとして、櫛歯電極と支持層との間のキャパシタンスについて説明する。
【００６６】
図９（Ａ）は、イオンフィルタ部２００の平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。櫛歯電極２１１は、支持層２０３に対してキャパシタンスＣ１ができ上がっており、櫛歯電極２１２は、支持層２０３に対してキャパシタンスＣ２ができ上がっている。支持層２０３は、ある抵抗値Ｒ１を有してキャパシタンスＣ１とキャパシタンスＣ２に接続されており、櫛歯電極２１１と櫛歯電極２１２との間にキャパシタンス成分を発生させている。
【００６７】
これが、前記イオンチャネルのキャパシタンスに加算され、イオンフィルタ部２００に印加される非対称電界波形信号における立ち上がり及び立ち下がりをさらに鈍らせる原因となる。イオンチャネルのキャパシタンスでは誘電体が気体であるので比誘電率はほぼ１であるが、キャパシタンスＣ１及びキャパシタンスＣ２では誘電体となるＢＯＸ層２０２がシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）であり、その比誘電率は約４である。しかも、ＢＯＸ層２０２は通常０．５μｍ以下という薄い膜であるため、イオンチャネル以外の部分で発生するキャパシタンスは大きいものとなってしまう。
【００６８】
ところで、２枚の電極間のキャパシタンスＣ（Ｆ）は次の（１６）式で表される。ここで、ε０は真空の誘電率、すなわち８．８５４２×１０−１２（ｍ−３ｋｇ−１ｓ４Ａ２）であり、εは比誘電率（空気：約１、ＳｉＯ２：約４）であり、Ｓは電極の面積（ｍ２）であり、ｄは電極間の距離（ｍ）である。
Ｃ＝ε０×ε×Ｓ／ｄ  ……（１６）
【００６９】
イオンフィルタ部２００では、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２の一方はＧＮＤに接続され、他方に非対称電界波形信号が入力される。図１０には、櫛歯電極２１１がＧＮＤに接続されている例が示されている。
【００７０】
また、支持層２０３が電気的にどこにも接続されず、いわゆるフローティング状態であれば、イオンによる電荷が蓄積し高電圧となるおそれがある。そのため、図１０に示されるように、支持層２０３は通常ＧＮＤに接続されている。
【００７１】
図１０の例では、櫛歯電極２１２と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ３が生じる。そして、櫛歯電極２１２と支持層２０３とが向かい合っている面の面積を小さくすることによって、キャパシタンスＣ３を小さくすることができる。すなわち、イオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスを減らすことができる。なお、櫛歯電極２１１は支持層２０３と同じＧＮＤに接続されているので、櫛歯電極２１１と支持層２０３との間に生じるキャパシタンスは問題にはならない。
【００７２】
そこで、イオンフィルタ部２００に印加される非対称電界波形信号の鈍りが大きくて無視できない場合には、イオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスを減らすのが好ましい。以下、イオンチャネルとなる部分で生じるキャパシタンスや、イオンチャンネル以外の部分で生じるキャパシタンスが低減された構成を有するイオンフィルタ部２００の実施例について説明する。
【００７３】
＜実施例１＞
実施例１のイオンフィルタ部２００が図１１（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示されている。図１１（Ａ）は、実施例１のイオンフィルタ部２００の平面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１１（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図であり、図１２（Ｃ）は、図１１（Ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
【００７４】
実施例１のイオンフィルタ部２００では、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２への配線を最小限残して電極層２０１をエッチングしている。すなわち、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２を電極層２０１の周辺部と電気的に分離し、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２の面積を最小限にしている。なお、図１１（Ａ）における符号３０１は、櫛歯電極２１１用の電極パッドであり、符号３０２は、櫛歯電極２１２用の電極パッドである。各電極パッドは、ワイヤボンディングやプローブピンを接触させるために設けられているが、この部分の面積も必要最小限の面積に留めるのが好ましい。
【００７５】
イオンフィルタ部２００では、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２の一方はＧＮＤに接続され、他方に非対称電界波形信号が入力される。図１３には、実施例１のイオンフィルタ部２００において、櫛歯電極２１１がＧＮＤに接続され、櫛歯電極２１２に非対称電界波形信号が入力される場合が示されている。なお、逆に櫛歯電極２１２がＧＮＤに接続され、櫛歯電極２１１に非対称電界波形信号が入力されても良い。
【００７６】
実施例１のイオンフィルタ部２００では、電極層２０１は、その周辺部に、櫛歯電極２１１及び櫛歯電極２１２とは電気的に分離されているリング状の額縁のような部分（以下では、「電極２１３」ともいう）を有している。この電極２１３を仮にどこにも接続させずフローティング状態にしておくと、イオン検出時に電荷がチャージされ高電圧になってイオンフィルタの機能を損ねる可能性があるので、電極２１３はＧＮＤに接続する（図１３参照）。
【００７７】
図１１（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｐは、イオンチャネルとなる部分に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３（隣り合う櫛歯３１０と櫛歯３２０の隙間に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３）と、各櫛歯電極の３つの櫛歯それぞれの中間部（先端部及び基端部の双方を除く部分）に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３と、が取り除かれている領域である。
すなわち、実施例１のイオンフィルタ部２００では、イオンが通過することができる通路であるイオンチャネルが領域Ｐに形成されており、かつ該領域Ｐにキャパシタンスが生じない。
なお、上記各櫛歯電極の３つの櫛歯それぞれの中間部に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の少なくとも一部を残存させても良い。この場合、領域Ｐにキャパシタンスが生じるが、各櫛歯電極の３つの櫛歯それぞれの中間部を支持層２０３で支持することができ、後述する櫛歯の撓みや振動を抑制することができる。
【００７８】
ここで、各櫛歯電極は、複数の櫛歯及び該複数の櫛歯を連結する連結部を含む櫛形の電極である。
そこで、以下では、各櫛歯電極を「櫛形電極」とも呼ぶ。すなわち、以下では、櫛歯電極２１１を「櫛形電極２１１」とも呼び、櫛歯電極２１２を「櫛形電極２１２」とも呼ぶ。
【００７９】
図１１（Ａ）に示されるように、櫛形電極２１１は、複数（ここでは３つ）の櫛歯３１０と該複数の櫛歯３１０を連結する連結部３０３（図１１（Ａ）の−ｂ側の幅広縦縞部分）とを含む。上記電極パッド３０１（図１１（Ａ）の−ｂ側の幅狭縦縞部分）は、連結部３０３の−ｂ側に隣接し、該連結部３０３と電気的に接続されている（導通している）。
【００８０】
櫛形電極２１２は、複数（ここでは３つ）の櫛歯３２０と該複数の櫛歯３２０を連結する連結部３０４（図１１（Ａ）の＋ｂ側の幅広縦縞部分）とを含む。上記電極パッド３０２（図１１（Ａ）の＋ｂ側の幅狭縦縞部分）は、連結部３０４の＋ｂ側に隣接し、該連結部３０４と電気的に接続されている（導通している）
【００８１】
なお、各櫛形電極の櫛歯の数や形状や大きさは、適宜変更可能である。
また、各櫛形電極の連結部の形状や大きさは、適宜変更可能である。
また、２つの連結部３０３、３０４の少なくとも一方が電極パッドの機能を兼ねる構成を採用しても良い。この場合には、２つの電極パッド３０１、３０２のうち少なくとも一方を設けなくても良い。
【００８２】
実施例１のイオンフィルタ部２００では、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）に示されるように、連結部３０３及び３つの櫛歯３１０の基端部（図１１（Ａ）の−ｂ側の大格子部分）の−ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ４が生じ、３つの櫛歯３２０の先端部（図１１（Ａ）の−ｂ側の小格子部分）及び３つの櫛歯３１０の基端部の＋ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ５が生じ、３つの櫛歯３１０の先端部（図１１（Ａ）の＋ｂ側の小格子部分）及び３つの櫛歯３２０の基端部（図１１（Ａ）の＋ｂ側の大格子部分）の−ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ６が生じ、連結部３０４及び３つの櫛歯３２０の基端部の＋ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ７が生じている。
【００８３】
また、実施例１のイオンフィルタ部２００では、図１４（Ｂ）に示されるように、電極パッド３０１と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ８が生じ、櫛形電極２１１における電極パッド３０１と連結部３０３の間の領域（図１１（Ａ）の−ｂ側の横縞部分）と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ９が生じ、櫛形電極２１２における電極パッド３０２と連結部３０４との間の領域（図１１（Ａ）の＋ｂ側の横縞部分）と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１０が生じ、電極パッド３０２と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１１が生じている。
【００８４】
また、実施例１のイオンフィルタ部２００では、図１４（Ｃ）に示されるように、最も−ａ側の櫛歯３２０の一部（該櫛歯３２０の先端部及び基端部の双方を除く部分の−ａ側の部位（図１１（Ａ）の−ａ側の斜格子部分）と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１２が生じている。
【００８５】
また、実施例１のイオンフィルタ部２００では、図１４（Ｄ）に示されるように、最も＋ａ側の櫛歯３１０の一部（該櫛歯３１０の先端部及び基端部の双方を除く部分の＋ａ側の部位（図１１（Ａ）の＋ａ側の斜格子部分）と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１３が生じている。
【００８６】
すなわち、キャパシタンスＣ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３は、いずれもイオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスである。
【００８７】
＜実施例２＞
実施例２のイオンフィルタ部２００が図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示されている。図１５（Ａ）は、実施例１のイオンフィルタ部２００の平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、図１６（Ａ）は、図１５（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図であり、図１６（Ｂ）は、図１５（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図であり、図１６（Ｃ）は、図１５（Ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
【００８８】
図１５（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｐは、イオンチャネルとなる部分に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３（隣り合う櫛歯３１０と櫛歯３２０の隙間に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３）と、各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部（先端部及び基端部の双方を除く部分）に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３と、が取り除かれている領域である。
すなわち、実施例２のイオンフィルタ部２００では、イオンが通過することができる通路であるイオンチャネルが領域Ｐに形成されており、かつ該領域Ｐにキャパシタンスが生じない。
なお、上記各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の少なくとも一部を残存させても良い。この場合、領域Ｐにキャパシタンスが生じるが、各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部を支持層２０３で支持することができ、後述する櫛歯の撓みや振動を抑制することができる。
【００８９】
また、図１５（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、いずれもイオンチャンネル以外の部分に対応する支持層２０３のみが取り除かれている領域である。
【００９０】
詳述すると、領域Ｑ１は、電極パッド３０１に対応する支持層２０３（電極パッド３０１の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ１に上記キャパシタンスＣ８が生じない（図１４（Ｂ）、図１６（Ａ）参照）。
【００９１】
領域Ｑ２は、電極パッド３０２に対応する支持層２０３（電極パッド３０２の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ２に上記キャパシタンスＣ１１が生じない（図１４（Ｂ）、図１６（Ａ）参照）。
【００９２】
領域Ｑ３は、連結部３０３及び３つの櫛歯３１０の基端部の−ｂ側の部位に対応する支持層２０３（連結部３０３及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ３に上記キャパシタンスＣ４が生じない（図１４（Ｂ）、図１４（Ｄ）、図１６（Ａ）、図１６（Ｃ）参照）。
【００９３】
領域Ｑ４は、連結部３０４及び３つの櫛歯３２０の基端部の＋ｂ側の部位に対応する支持層２０３（連結部３０４及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ４に上記キャパシタンスＣ７が生じない（図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）、図１５（Ｃ）、図１６（Ａ）、１６（Ｂ）参照）。
【００９４】
実施例２のイオンフィルタ部２００では、図１５（Ｃ）〜図１６（Ｃ）に示されるように、３つの櫛歯３２０の先端部及び３つの櫛歯３１０の基端部の＋ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ５が生じ、櫛形電極２１１の３つの櫛歯３１０の先端部及び３つの櫛歯３２０の基端部の−ｂ側の部位、と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ６が生じている。
【００９５】
また、実施例２のイオンフィルタ部２００では、図１６（Ａ）に示されるように、櫛形電極２１１における電極パッド３０１と連結部３０３の間の領域と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ９が生じ、櫛形電極２１２における電極パッド３０２と連結部３０４との間の領域と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１０が生じている。
【００９６】
また、実施例２のイオンフィルタ部２００では、図１６（Ｂ）に示されるように、最も−ａ側の櫛歯３２０の一部（該櫛歯３２０の先端部及び基端部の双方を除く部分の−ａ側の部位、図１５（Ａ）参照）と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１２が生じている。
【００９７】
また、実施例２のイオンフィルタ部２００では、図１６（Ｃ）に示されるように、最も＋ａ側の櫛歯３１０の一部（該櫛歯３１０の先端部及び基端部の双方を除く部分の＋ａ側の部位、図１５（Ａ）参照）と支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１３が生じている。
【００９８】
すなわち、実施例２のイオンフィルタ部２００で生じるキャパシタンスＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１３は、いずれもイオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスである。
【００９９】
以上の説明から分かるように、実施例２のイオンフィルタ部２００は、２つの櫛形電極２１１、２１２と支持層２０３との間のキャパシタンスが、実施例１のイオンフィルタ部２００に対して、キャパシタンスＣ４、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ１１だけ低減されている。
【０１００】
ところで、イオンフィルタ部２００において、櫛形電極２１１及び櫛形電極２１２における櫛歯の先端部が自由に動ける状態にあると、製造時の薬液の対流による応力、重力、物理的振動、あるいは非対称電界波形信号による静電力などによって、櫛歯が変形したり、振動したり、隣の櫛歯と接触したり、隣接する櫛歯同士が接触したまま付着するいわゆるスティッキング現象が起こったり、等の不都合が生じる。また、最悪の場合は、櫛形電極が破壊されることもある。
【０１０１】
実施例２のイオンフィルタ部２００では、櫛歯の先端部の−ｃ側にＢＯＸ層２０２及び支持層２０３のキャパシタンスＣ５、Ｃ６が生じる部分がリブ状に残されている（図１５（Ｃ）や図１６（Ａ）参照）。この場合は、櫛歯の先端部がリブ部に固定され自由に動けなくなるため、櫛歯がたわんだり、振動するのを抑制することができ、上述した不都合を抑制することができる。以下では、便宜上、リブ状に残されているＢＯＸ層２０２と支持層２０３からなる部分を「リブ部」ともいう。
【０１０２】
また、実施例２のイオンフィルタ部２００では、キャパシタンスＣ９、Ｃ１０が生じる部分もリブ状に残されている（図１６（Ａ）参照）。このように各櫛形電極の連結部と電極パッドとの間の部分の−ｃ側にＢＯＸ層２０２及び支持層２０３を残すと、電極パッド及び連結部がたわんだり、振動するのを抑制できる。
【０１０３】
＜実施例３＞
実施例３のイオンフィルタ部２００が図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）に示されている。図１７（Ａ）は、実施例１のイオンフィルタ部２００の平面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１７（Ｃ）は、図１７（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図であり、図１８（Ｂ）は、図１７（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図であり、図１８（Ｃ）は、図１７（Ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
【０１０４】
図１７（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｐは、イオンチャネルとなる部分に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３（隣り合う櫛歯３１０と櫛歯３２０の隙間に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３）と、各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部（先端部及び基端部の双方を除く部分）に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３と、が取り除かれている領域である。
すなわち、実施例３のイオンフィルタ部２００では、イオンが通過することができる通路であるイオンチャネルが領域Ｐに形成されており、かつ該領域Ｐにキャパシタンスが生じない。
なお、上記各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の少なくとも一部を残存させても良い。この場合、領域Ｐにキャパシタンスが生じるが、各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部を支持層２０３で支持することができ、後述する櫛歯の撓みや振動を抑制することができる。
【０１０５】
また、図１７（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６は、いずれもイオンチャンネル以外の部分に対応する支持層２０３のみが取り除かれている領域である。
【０１０６】
詳述すると、領域Ｑ１は、電極パッド３０１に対応する支持層２０３（電極パッド３０１の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ１に上記キャパシタンスＣ８が生じない（図１４（Ｂ）、図１８（Ａ）参照）。
【０１０７】
領域Ｑ２は、電極パッド３０２に対応する支持層２０３（電極パッド３０２の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ２に上記キャパシタンスＣ１１が生じない（図１４（Ｂ）、図１８（Ａ）参照）。
【０１０８】
領域Ｑ３は、連結部３０３及び３つの櫛歯３１０の基端部の−ｂ側の部位に対応する支持層２０３（連結部３０３及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ３に上記キャパシタンスＣ４が生じない（図１４（Ｂ）、図１４（Ｄ）、図１８（Ａ）、図１８（Ｃ）参照）。
【０１０９】
領域Ｑ４は、連結部３０４及び３つの櫛歯３２０の基端部の＋ｂ側の部位に対応する支持層２０３（連結部３０４及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ４に上記キャパシタンスＣ７が生じない（図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）、図１７（Ｃ）、図１８（Ａ）、１８（Ｂ）参照）。
【０１１０】
領域Ｑ５は、最も−ａ側の櫛歯３２０の一部（該櫛歯３２０の先端部及び基端部の双方を除く部分の−ａ側の部位、図１７（Ａ）参照）に対応する支持層２０３（該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ５に上記キャパシタンスＣ１２が生じない（図１４（Ｃ）、図１６（Ｂ）、図１８（Ｂ）参照）。
【０１１１】
領域Ｑ６は、最も＋ａ側の櫛歯３１０の一部（該櫛歯３１０の先端部及び基端部の双方を除く部分の＋ａ側の部位、図１７（Ａ）参照）に対応する支持層２０３（該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ６に上記キャパシタンスＣ１３が生じない（図１４（Ｄ）、図１６（Ｃ）、図１８（Ｃ）参照）。
【０１１２】
実施例３のイオンフィルタ部２００では、図１７（Ｃ）〜図１８（Ｃ）に示されるように、３つの櫛歯３２０の先端部及び３つの櫛歯３１０の基端部の＋ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ５が生じ、３つの櫛歯３１０の先端部及び３つの櫛歯３２０の基端部の−ｂ側の部位と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ６が生じている。
【０１１３】
また、実施例３のイオンフィルタ部２００では、図１８（Ａ）に示されるように、櫛形電極２１１における電極パッド３０１と連結部３０３の間の領域と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ９が生じ、櫛形電極２１２における電極パッド３０２と連結部３０４との間の領域と、支持層２０３との間にキャパシタンスＣ１０が生じている。
【０１１４】
すなわち、実施例３のイオンフィルタ部２００で生じるキャパシタンスＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１０は、いずれもイオンチャネル以外の部分で生じるキャパシタンスである。
【０１１５】
以上の説明から分かるように、実施例３のイオンフィルタ部２００は、２つの櫛形電極２１１、２１２と支持層２０３との間のキャパシタンスが、実施例２のイオンフィルタ部２００に対して、キャパシタンスＣ１２、Ｃ１３だけ低減されている。
【０１１６】
実施例３のイオンフィルタ部２００では、櫛歯の先端部の−ｃ側にＢＯＸ層２０２及び支持層２０３のキャパシタンスＣ５、Ｃ６が生じる部分がリブ状に残されており（図１７（Ｃ）や図１８（Ａ）参照）、キャパシタンスＣ９、Ｃ１０がそれぞれ生じる部分もリブ状に残されている（図１８（Ａ）参照）。この場合も、上記実施例２と同様の効果が得られる。
【０１１７】
＜実施例４＞
実施例４のイオンフィルタ部２００が図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）、図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）に示されている。図１９（Ａ）は、実施例１のイオンフィルタ部２００の平面図であり、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１９（Ｃ）は、図１９（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、図２０（Ａ）は、図１９（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図であり、図２０（Ｂ）は、図１９（Ａ）におけるＤ−Ｄ断面図であり、図２０（Ｃ）は、図１９（Ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
【０１１８】
図１９（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｐは、イオンチャネルとなる部分に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３（隣り合う櫛歯３１０と櫛歯３２０の隙間に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３）と、各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部（先端部及び基端部の双方を除く部分）に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３と、が取り除かれている領域である。
すなわち、実施例４のイオンフィルタ部２００では、イオンが通過することができる通路であるイオンチャネルが領域Ｐに形成されており、かつ該領域Ｐにキャパシタンスが生じない。
なお、上記各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の少なくとも一部を残存させても良い。この場合、領域Ｐにキャパシタンスが生じるが、各櫛形電極の３つの櫛歯それぞれの中間部を支持層２０３で支持することができ、後述する櫛歯の撓みや振動を抑制することができる。
【０１１９】
また、図１９（Ａ）において、破線で囲まれた領域Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０は、いずれもイオンチャンネル以外の部分に対応する支持層２０３のみが取り除かれている領域である。
【０１２０】
詳述すると、領域Ｑ１は、電極パッド３０１に対応する支持層２０３（電極パッド３０１の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ１に上記キャパシタンスＣ８が生じない（図１４（Ｂ）、図２０（Ａ）参照）。
【０１２１】
領域Ｑ２は、電極パッド３０２に対応する支持層２０３（電極パッド３０２の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ２に上記キャパシタンスＣ１１が生じない（図１４（Ｂ）、図２０（Ａ）参照）。
【０１２２】
領域Ｑ３は、連結部３０３及び３つの櫛歯３１０の基端部の−ｂ側の部位に対応する支持層２０３（連結部３０３及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ３に上記キャパシタンスＣ４が生じない（図１４（Ｂ）、図１４（Ｄ）、図２０（Ａ）、図２０（Ｃ）参照）。
【０１２３】
領域Ｑ４は、連結部３０４及び３つの櫛歯３２０の基端部の＋ｂ側の部位に対応する支持層２０３（連結部３０４及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ４に上記キャパシタンスＣ７が生じない（図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）、図１９（Ｃ）、図２０（Ａ）、２０（Ｂ）参照）。
【０１２４】
領域Ｑ５は、最も−ａ側の櫛歯３２０の一部（該櫛歯３２０の先端部及び基端部の双方を除く部分の−ａ側の部位）に対応する支持層２０３（該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ５に上記キャパシタンスＣ１２が生じない（図１４（Ｃ）、図１６（Ｂ）、図２０（Ｂ）参照）。
【０１２５】
領域Ｑ６は、最も＋ａ側の櫛歯３１０の一部（該櫛歯３１０の先端部及び基端部の双方を除く部分の＋ａ側の部位）に対応する支持層２０３（該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ６に上記キャパシタンスＣ１３が生じない（図１４（Ｄ）、図１６（Ｃ）、図２０（Ｃ）参照）。
【０１２６】
領域Ｑ７は、櫛形電極２１１における連結部３０３と電極パッド３０１の間の領域に対応する支持層２０３（該領域の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ７に上記キャパシタンスＣ９が生じない（図１４（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１８（Ａ）、図２０（Ａ）参照）。
【０１２７】
領域Ｑ８は、櫛形電極２１２における連結部３０４と電極パッド３０２の間の領域に対応する支持層２０３（該領域の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ８に上記キャパシタンスＣ１０が生じない（図１４（Ｂ）、図１６（Ａ）、図１８（Ａ）、図２０（Ａ）参照）。
【０１２８】
領域Ｑ９は、３つの櫛歯３２０の先端部及び３つの櫛歯３１０の基端部の＋ｂ側の部位に対応する支持層２０３（該先端部及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ９に上記キャパシタンスＣ５が生じない（図１７（Ｃ）〜図１８（Ｃ）、図１９（Ｃ）〜図２０（Ｃ）参照）。
【０１２９】
領域Ｑ１０は、３つの櫛歯３１０の先端部及び３つの櫛歯３２０の基端部の−ｂ側の部位に対応する支持層２０３（該先端部及び該部位の−ｃ側の支持層２０３）が取り除かれている領域である。すなわち、領域Ｑ１０に上記キャパシタンスＣ６が生じない（図１７（Ｃ）〜図１８（Ｃ）、図１９（Ｃ）〜図２０（Ｃ）参照）。
【０１３０】
以上の説明から分かるように、実施例４のイオンフィルタ部２００は、２つの櫛形電極２１１、２１２と支持層２０３との間のキャパシタンスが、実施例３のイオンフィルタ部２００に対して、キャパシタンスＣ５、Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１０だけ低減されている。
すなわち、実施例４のイオンフィルタ部２００では、２つの櫛形電極２１１、２１２及び２つの電極パッド３０１、３０３に対応する支持層２０３が全て取り除かれているため、２つの櫛形電極２１１、２１２及び２つの電極パッド３０１、３０３と、支持層２０３との間のキャパシタンスを略零にできる。
【０１３１】
ただし、実施例４では、実施例２、３のようなリブ部がないので、上述した不都合をある程度抑制するために、領域Ｑ９（Ｃ５に対応）、Ｑ１０（Ｃ６に対応）、Ｑ７（Ｃ９に対応）、Ｑ８（Ｃ１０に対応）の少なくとも１つにおいてリブ部を残しても良い。
【０１３２】
以上説明した実施例１〜実施例４のイオンフィルタ部２００では、各領域Ｑｎ（ｎは１〜１０のいずれか）において支持層２０３のみが取り除かれているが、少なくとも１つの領域Ｑｎにおいて支持層２０３とＢＯＸ層２０２の両方を取り除いても良い。
【０１３３】
次に、イオンフィルタ部２００の製造方法について説明する。
【０１３４】
図２１には、半導体製造に使用されるＳＯＩ（ＳＯＩ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハ基板の断面図が示されている。このウエハ基板は、電極層２０１、ＢＯＸ層２０２、支持層２０３で構成されている。なお、実際は、支持層２０３は機械的強度を要求されるためＢＯＸ層２０２及び電極層２０１より厚みが大きいが、便宜上、小さく図示している。
【０１３５】
（１）電極層２０１の上に、ＮＳＧ（Ｎｉｔｒｉｄｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｇｌａｓｓ）膜２２１を蒸着する（図２２参照）。このＮＳＧ膜２２１は絶縁膜である。
（２）後工程で蒸着されるメタル層が電極層と電気的に接続されるように、フォトリソグラフィ工程によってＮＳＧ膜をエッチングし２つのコンタクトホールを開ける（図２３参照）。
（３）アルミニウムや金あるいは銅などの金属層２２２を蒸着する。
（４）フォトリソグラフィ工程によって、各コンタクトホールを覆う部分を残して、金属層２２２をエッチングで除去する（図２４参照）。残された２つの金属層２２２の一方は電極層２０１に非対称電界波形信号を入力するための信号線が接続されるパッド電極となり、他方はＧＮＤに接続されるパッド電極となる。これらのパッド電極には、ワイヤボンディングがなされたり、バンプが取り付けられたりする。
（５）パッド電極の開口部周囲を保護するために窒化保護膜２２３を形成する（図２５参照）。
（６）フォトレジスト２２４を全面に塗布する。
（７）櫛形電極構造をパターニングする（図２６参照）。櫛形電極構造のパターン例が図２７に示されている。
【０１３６】
ここでは、チップを個別化するエッチング部、チップを個別に切り離す部分（チップ同士の境界、半導体チップでのいわゆるダイシング領域）もエッチングされるようにパターニングされている。櫛形電極は、櫛歯同士の間隔が狭く、櫛歯の幅が薄いとダイシングの際の振動や流体から加わる圧力等によって容易に破壊されてしまう。そのため、本実施形態ではダイヤモンドブレードを使って削り出し、チップ化する従来の方法は採らず、ウエハ基板の裏表両面からエッチングすることによってチップ化する方法を採っている。
【０１３７】
（８）電極層２０１をＢＯＸ層２０２までエッチングし、櫛形電極間の隙間を作る（図２８参照）。このとき、チップ境界部のチップを個別化するエッチング部も同時にエッチングで取り除く。
（９）粘着剤２２５を用いてサポートウエハ２２６を貼り付ける（図２９参照）。本実施形態では、ウエハ基板の裏表両面からエッチングすることによってチップを個別化するので、ばらばらにならないようにサポートウエハ２２６を貼り付ける。
（１０）支持層２０３にフォトレジスト２２７を塗布し、支持層２０３を取り除く部分をパターニングする（図３０参照）。
【０１３８】
なお、図３０には、上記実施例２の場合が示されている。
【０１３９】
（１１）支持層２０３をＢＯＸ層２０２までエッチングする（図３１参照）。
（１２）ＢＯＸ層２０２をエッチングしてイオンチャネル部を貫通させる（図３２参照）。このとき、同時にチップの境界部分も除去され、チップが個別化される。
（１３）支持層側のフォトレジスト２２７を除去する（図３３参照）。
（１４）サポートウエハ２２６を取り除く（図３４参照）。
（１５）電極層側のフォトレジスト２２４を除去する（図３５参照）。これによって、イオンフィルタ部２００となる。
なお、図３５には、上記実施例２のイオンフィルタ部２００が示されている。
【０１４０】
また、上記実施例１、３、４のイオンフィルタ部２００は、前述したイオンフィルタ部２００の製造方法の工程（１０）において、それぞれに対応した支持層２０３を取り除く部分をパターニングすることにより、前述したイオンフィルタ部２００の製造方法と同様な手順で製造することができる。
【０１４１】
以上の説明から明らかなように、上記イオンフィルタ部２００の製造方法において、本発明のイオンフィルタの製造方法が実施されている。
【０１４２】
以上説明したように、本実施形態に係るイオンフィルタ部２００（実施例２〜４のイオンフィルタ部２００）は、支持層２０３と、該支持層２０３上に積層されたＢＯＸ層２０２（絶縁層）と、ＢＯＸ層２０２上に積層され、積層方向に直交する面内で互いの複数の櫛歯が噛み合うように対向して配置された２つの櫛形電極２１１、２１２（第１及び第２の櫛形電極）を含む電極層２０１と、を備え隣り合う櫛形電極２１１の櫛歯３１０と櫛形電極２１２の櫛歯３２０との間の隙間に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の領域が存在せず（無く）、上記積層方向にイオンが通過することができる通路が形成され、電極層２０１の少なくとも一部に対応する支持層２０３の領域が存在しない（無い）ことを特徴とするイオンフィルタである。
【０１４３】
この場合、電極層２０１に対応する支持層２０３の少なくとも一部が存在しないので、電極層２０１と支持層２０３との間に生じるキャパシタンスを低減できる。
【０１４４】
この結果、櫛形電極２１１、２１２間（電極間）に印加された電圧の波形鈍りを抑制することができる。
【０１４５】
なお、上記積層方向にイオンが通過することができる通路は、要は、ＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の、隣り合う櫛歯３１０と櫛歯３２０との間の隙間の少なくとも一部に対応する領域が除去されて形成されれば良い。
【０１４６】
なお、本実施形態では、イオンフィルタ部２００を作製する際、支持層２０３とＢＯＸ層２０２と電極層２０１とを積層した後に、支持層２０３及びＢＯＸ層２０２の上記隙間に対応する領域（以下では「隙間対応領域」とも呼ぶ））、並びに電極層２０１の少なくとも一部に対応する支持層２０３の領域（電極層２０１と共にコンデンサを構成する領域（以下では「コンデンサ領域」とも呼ぶ））を除去しているが、これに限られない。
【０１４７】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域及びコンデンサ領域が存在しない支持層２０３と、隙間対応領域が存在しないＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層しても良い。
【０１４８】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域及びコンデンサ領域が存在しない支持層２０３と、隙間対応領域が存在するＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層した後、ＢＯＸ層２０２の隙間対応領域を除去しても良い。
【０１４９】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域及びコンデンサ領域が存在する支持層２０３と、隙間対応領域が存在しないＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層した後、支持層２０３の隙間対応領域及びコンデンサ領域を除去しても良い。
【０１５０】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域が存在せず、かつコンデンサ領域が存在する支持層２０３と、隙間対応領域が存在しないＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層した後、支持層２０３のコンデンサ領域を除去しても良い。
【０１５１】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域が存在せず、かつコンデンサ領域が存在する支持層２０３と、隙間対応領域が存在するＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層した後、支持層２０３のコンデンサ領域及びＢＯＸ層２０２の隙間対応領域を除去しても良い。
【０１５２】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域が存在し、かつコンデンサ領域が存在しない支持層２０３と、隙間対応領域が存在するＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層した後、支持層２０３の隙間対応領域及びＢＯＸ層２０２の隙間対応領域を除去しても良い。
【０１５３】
例えば、イオンフィルタ部２００を作製する際、隙間対応領域が存在し、かつコンデンサ領域が存在しない支持層２０３と、隙間対応領域が存在しないＢＯＸ層２０２と、電極層２０１とを積層した後、支持層２０３の隙間対応領域を除去しても良い。
【０１５４】
また、例えば電極層２０１が電極層２１３のような櫛形電極や電極パッドを取り囲む層を有しない場合、電極層２０１の全領域に対応する支持層２０３が存在しなくても良い。
【０１５５】
また、電極層２０１の上記少なくとも一部は、櫛形電極２１１の複数の櫛歯３１０の少なくとも一部（少なくとも１つの櫛歯３１０の少なくとも一部）と、櫛形電極２１２の複数の櫛歯３２０の少なくとも一部（少なくとも１つの櫛歯３２０の少なくとも一部）と、櫛形電極２１１の複数の櫛歯に導通する部分（連結部３０３や電極パッド３０１）と、櫛形電極２１２の複数の櫛歯に導通する部分（連結部３０４や電極パッド３０２）と、の少なくとも１つを含むことが好ましい。これらは、電極層２０１のうち対応する支持層２０３との間でキャパシタンスを生じさせる部分であるため、これらの少なくとも１つに対応する支持層２０３が存在しないことが好ましいからである。
【０１５６】
また、実施例２〜４のイオンフィルタ部２００では、櫛形電極２１１、２１２は、それぞれ複数の櫛歯を連結する連結部３０３、３０４を有し、支持層２０３の、２つの櫛形電極２１１、２１２の連結部３０３、３０４に対応する領域が存在しない。なお、これに限らず、要は、支持層２０３の、２つの櫛形電極２１１、２１２の連結部３０３、３０４の少なくとも一方に対応する領域の少なくとも一部が存在しないことが好ましい。
【０１５７】
また、実施例２〜４のイオンフィルタ部２００では、電極層２０１は、櫛形電極２１１に導通し、配線が接続される電極パッド３０１（第１の電極パッド）及び櫛形電極２１２に導通し、配線が接続される電極パッド３０２（第２の電極パッド）を含み、支持層２０３の、２つの電極パッド３０１、３０２に対応する領域が存在しない。なお、これに限らず、要は、電極層２０１は、電極パッド３０１及び電極パッド３０２の少なくとも一方を含み、支持層２０３の、２つの電極パッド３０１、３０３の少なくとも一方に対応する領域の少なくとも一部が存在しないことが好ましい。
【０１５８】
また、実施例２、３のイオンフィルタ部２００では、支持層２０３の、櫛形電極２１１、２１２の複数の櫛歯の先端部に対応する領域が残存している。なお、これに限らず、要は、支持層２０３の、櫛形電極２１１、２１２の少なくとも一方の複数の櫛歯の先端部に対応する領域が存在していても良い。
【０１５９】
この場合、実施例２、３のイオンフィルタ部２００では、櫛歯の変形や振動が抑制されることとなり、耐久性や信頼性の低下を招くことなく、電極の間隔及び電極の厚さを小さくすることが可能となる。そこで、イオンフィルタ部２００は、電池で駆動させることができる。
【０１６０】
また、ＢＯＸ層２０２の、支持層２０３が存在しない領域に対応する領域（例えば領域Ｑ１〜Ｑ１０の少なくとも１つ）の少なくとも一部が存在しなくても良い。
【０１６１】
また、支持層２０３とＢＯＸ層２０２と電極層２０１とが、ＳＯＩ（ＳＯＩ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて作製されている。
【０１６２】
また、電極層２０１は、不純物が注入されたシリコンからなっている。この場合は、櫛歯電極の電気抵抗を低くして非対称電界波形信号の周波数応答性を向上させることができる。
【０１６３】
また、被測定分子をイオン化するイオン発生部１００（イオン発生器）と、イオン発生部１００からのイオンを選別するイオンフィルタ部２００（イオンフィルタ）と、該イオンフィルタ部２００で選別されたイオンを検出する検出部６００（検出器）と、を備えるイオン検出装置１０によれば、小型化及び低消費電力化を図ることができる。
【０１６４】
また、本実施形態に係るイオンフィルタ部２００の製造方法は、支持層２０３とＢＯＸ層２０２（絶縁層）と電極層２０１とが積層された基板を用いたイオンフィルタの製造する方法であって、電極層２０１に、積層方向に直交する面内で互いの複数の櫛歯が噛み合うように対向して配置された２つの櫛形電極２１１、２１２（第１及び第２の櫛形電極）を形成する工程と、隣り合う櫛形電極２１１の櫛歯と櫛形電極２１２の櫛歯との間の隙間の少なくとも一部に対応するＢＯＸ層２０２及び支持層２０３の領域を除去して、積層方向にイオンが通過することができる通路を形成する工程と、電極層２０１の少なくとも一部に対応する支持層２０３の領域を除去する工程と、を含むイオンフィルタの製造方法である。
【０１６５】
この場合、電極層２０１に対応する支持層２０３の少なくとも一部が除去されるので、電極層２０１と支持層２０３との間に生じるキャパシタンスを低減できる。
【０１６６】
この結果、櫛形電極２１１、２１２間（電極間）に印加された電圧の波形鈍りを抑制することができる。
【０１６７】
なお、上記実施形態において、電極層２０１が、金属がコーティングされたシリコンからなっていても良い。この場合は、櫛形電極の表面が酸化してイオンフィルタ部の機能が損なわれることを防止したり、櫛形電極の電気抵抗を低くして非対称電界波形信号の周波数応答性を向上させることができる。
【０１６８】
また、上記実施形態では、イオンフィルタ部２００がＳＯＩ（ＳＯＩ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウエハ基板から製造される場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１６９】
１０…イオン検出装置、１００…イオン発生部（イオン発生器）、２００…イオンフィルタ部（イオンフィルタ）、２０１…電極層、２０２…ＢＯＸ層（絶縁層）、２０３…支持層、２１１…櫛形電極（第１の櫛形電極）、２１２…櫛形電極（第２の櫛形電極）、２１３…電極、２２１…ＮＳＧ膜、２２２…金属層、２２３…窒化保護膜、２２４…フォトレジスト、２２５…粘着剤、２２６…サポートウエハ、２２７…フォトレジスト、３０１、３０２…電極パッド、３０３、３０４…連結部、３１０、３２０…櫛歯、６００…検出部（検出器）、９００…制御部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００２８１９６号明細書
【特許文献２】特許第４０６３６７６号公報
【特許文献３】特許第５２２１９５４号公報
【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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