(57)【要約】 【課題】基板上に形成される支持部の強度を向上させるとともに、支持部と蓋部との接合強度を向上させて、信頼性の高いＭＥＭＳデバイス及びこのようなＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】基板１１０と、基板１１０上に設けられかつ可動部１２１を有する素子部１２０と、基板１１０上に設けられて素子部１２０を囲む支持部１５０と、支持部１５０に接合されて素子部１２０を含んだ内部空間１７０を形成する蓋部１６０と、を有するＭＥＭＳデバイス１００において、支持部１５０は、シリコン酸化膜から形成された犠牲層１５１、１５３を、多結晶シリコンから形成された構造層１５２、１５４が被覆した状態で形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられかつ可動部を有する素子部と、前記基板上に設けられて前記素子部を囲む支持部と、前記支持部に接合されて前記素子部を含んだ内部空間を形成する蓋部と、を有するＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記支持部は、シリコン酸化膜から形成された犠牲層を、多結晶シリコンから形成された構造層が被覆した状態で形成されるＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
前記犠牲層と前記構造層は積層されて配置される請求項１記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
前記支持部と前記蓋部との間に、接合用膜部が形成される請求項１または請求項２記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
前記接合用膜部は、非晶質材料が用いられる請求項３記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
前記素子部は、共振器である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
基板と、前記基板上に設けられかつ可動部を有する素子部と、前記基板上に設けられて前記素子部を囲む支持部と、前記支持部に接合されて前記素子部を含んだ内部空間を形成する蓋部と、を有するＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記基板上に、多結晶シリコンから形成された構造層と、シリコン酸化膜から形成された犠牲層と、を積層する積層工程と、
前記構造層及び前記犠牲層の一部または全部を除去して前記素子部及び前記支持部を形成する構造体形成工程と、
前記支持部の表面に接合用膜部を形成する膜部形成工程と、
前記接合用膜部に前記蓋部を接合する接合工程と、を含むＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項７】
前記接合用膜部は、前記構造層の表面に非晶質材料を成膜することにより形成される請求項６記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項８】
前記接合用膜部の表面を平坦化する平坦化工程を含む請求項６または請求項７記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項９】
前記構造体形成工程は、前記支持部の一部に前記犠牲層を残した状態で前記支持部を形成する請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳデバイス及びＭＥＭＳデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータや携帯端末などの電子製品は、振動子、発振器、共振子などの所定の周波数で振動する振動素子を備えた電子部品を有している。このような電子部品としては、例えば、パッケージの内部空間に振動素子が収容された振動子の構成が知られている。このような振動子は、ベースとリッドとから構成されるパッケージと、振動素子と、を有している。近年においては、このような電子部品の小型化や低コスト化の要請を受けて、基板上に一括して作成されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術の採用が検討されている。このＭＥＭＳデバイスとして、例えば、特許文献１に示すＭＥＭＳ振動子が提案されている。
【０００３】
ＭＥＭＳデバイスは、その製造工程において、シリコンウェハ等の基板上に、可動部を備えた素子部が設けられる。この素子部は、例えば、基板上に構造層と犠牲層とが積層され、次いで犠牲層のみが除去されるといった工程により形成される。その後、素子部を覆うような凹部が設けられた蓋部（例えばシリコンウェハ）が基板に接合され、デバイスごとに切断されてＭＥＭＳデバイスが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６３１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したＭＥＭＳデバイスは、基板と蓋部とが接合されて形成されるため、接合強度を維持するためには基板と蓋部とが接合する領域を広くする必要があり、これでは素子部の間隔を広げることとなってデバイス（チップ）の取れ数が少なくなってしまうといった問題がある。さらに、素子部が形成された基板上には素子部に接続される配線が形成されているため、蓋部との接合はこの配線上において行われる。基板と蓋部との接合面は平坦化させることが望ましいが、基板上の配線によって平坦化が難しく、両者間を接合する接合材の量を多くして両者間の隙間を埋めることで対応せざるを得ない。ただし、多くの接合材を用いると接合材からの脱ガスが多くなるだけでなく、接合材の変形のため広い接合しろが必要となる。また、接合材料が多く必要となると、例えば金などを使うとコストがかさむといった問題がある。
【０００６】
また、ＭＥＭＳデバイスとしては、基板上に、素子部を囲んだ支持部が設けられ、平板状の蓋部が支持部の上面に接合される構成とすることも考えられる。この構成のＭＥＭＳデバイスによれば、ＭＥＭＳデバイスの周辺部において基板と蓋部との接合領域を新たに確保する必要がなく、接合強度を確保しつつＭＥＭＳデバイスの小型化が実現できる。また、蓋部に凹部を形成する加工が必要ないため、ＭＥＭＳデバイスの製造コストの低減化を図ることができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成のＭＥＭＳデバイスは、支持部の強度が低いと支持部の破損等を招き、デバイス内へ外気を導入させるといった問題がある。また、支持部の上面に蓋部が接合されるが、支持部の上面の平坦性が損なわれると蓋部との接合強度が低下するといった問題がある。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明では、基板上に形成される支持部の強度を向上させるとともに、支持部と蓋部との接合強度を向上させて、信頼性の高いＭＥＭＳデバイス及びこのようなＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、基板と、基板上に設けられかつ可動部を有する素子部と、基板上に設けられて素子部を囲む支持部と、支持部に接合されて素子部を含んだ内部空間を形成する蓋部と、を有するＭＥＭＳデバイスにおいて、支持部は、シリコン酸化膜から形成された犠牲層を、多結晶シリコンから形成された構造層が被覆した状態で形成される。また、犠牲層と構造層は積層されて配置されてもよい。また、支持部と蓋部との間に、接合用膜部が形成されてもよい。また、接合用膜部は、非晶質材料が用いられてもよい。また、素子部は、共振器であってもよい。
【００１０】
また、本発明では、基板と、基板上に設けられかつ可動部を有する素子部と、基板上に設けられて素子部を囲む支持部と、支持部に接合されて素子部を含んだ内部空間を形成する蓋部と、を有するＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、基板上に、多結晶シリコンから形成された構造層と、シリコン酸化膜から形成された犠牲層と、を積層する積層工程と、構造層及び犠牲層の一部または全部を除去して素子部及び支持部を形成する構造体形成工程と、支持部の表面に接合用膜部を形成する膜部形成工程と、接合用膜部に蓋部を接合する接合工程と、を含む。また、接合用膜部は、構造層の表面に非晶質材料を成膜することにより形成されてもよい。また、接合用膜部の表面を平坦化する平坦化工程を含んでもよい。また、構造体形成工程は、支持部の一部に犠牲層を残した状態で支持部を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、支持部は、犠牲層を残して形成されることから、支持部の強度を向上させることができるとともに、支持部と蓋部との接合強度が向上する。よって、ＭＥＭＳデバイスの剛性を高めることができる。また、支持部上に接合用膜部が形成されることにより、蓋部との接合強度をさらに向上できる。よって、内部空間の気密封止が確実となるため、信頼性の高いＭＥＭＳデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２】図１のＭＥＭＳデバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図３】図１のＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す図である。
【図４】図３に続き、ＭＥＭＳデバイスの製造工程を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイスを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図６】図５のＭＥＭＳデバイスの製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図７】図５のＭＥＭＳデバイスの製造工程の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、ＭＥＭＳデバイスの表面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面においてＭＥＭＳデバイスの長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（ＭＥＭＳデバイスの厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
（ＭＥＭＳデバイス１００の構成）
第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１００の構成について、図１を用いて説明する。なお、図１（ａ）は、蓋部を透過して示している。ＭＥＭＳデバイス１００は、ＭＥＭＳ技術により形成された振動子である。ＭＥＭＳデバイス１００は、図１に示すように、基板１１０と、素子部１２０と、一対の電極１３０、１４０と、支持部１５０と、蓋部１６０と、を有している。
【００１５】
基板１１０は、Ｘ軸方向に長辺、Ｚ軸方向に短辺を有する矩形状かつ板状の部材である。基板１１０の厚さについては任意に設定される。基板１１０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。基板１１０の表面には、不図示の配線が設けられている。この配線は、後述する電極１３０、１４０と電気的に接続されており、この配線を介して外部から駆動電圧が電極１３０、１４０間に印加される。このような配線は、多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）、あるいはコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）などによって形成される。
【００１６】
素子部１２０は、所定の周波数で振動する共振器である。素子部１２０は、例えば多結晶シリコンから形成されている。素子部１２０は、可動部１２１と固定部１２２とを有している。可動部１２１は、円板状の部材である。可動部１２１は、基板１１０に対して平行に、かつ後述する電極１３０、１４０及び支持部１５０との間に空隙部１８１が形成されるように配置して形成される。可動部１２１は、固定部１２２により後述する内部空間１７０において支持されている。
【００１７】
可動部１２１は、電極１３０、１４０に駆動電圧が印加されることにより、所定の周波数で振動する。振動モードとしては、例えば、ワイングラスモードやコンターモードなどである。なお、可動部１２１は、円板形状に形成されることに限定されず、例えば、リング状、多角形状、長円形状、楕円形状、板状、音叉形状など、いずれであってもよい。
【００１８】
固定部１２２は、可動部１２１を基板１１０に支持するアンカー部材である。固定部１２２は、可動部１２１の中心部をＹ軸方向に貫通するように配置され、可動部１２１の中心部と接合されている。固定部１２２により、可動部１２１は、基板１１０の表面から離間して１点支持されている。固定部１２２は、可動部１２１の中心部分を支持している。この中心部分は周囲部分に比べて振動が少ないため、可動部１２１の振動に起因する支持強度の低下や、可動部１２１が支持されることによる可動部１２１の振動特性の悪化が抑制される。
【００１９】
固定部１２２は、上端部（＋Ｙ側の端部）に接合面１２２ａを有し、接合面１２２ａは、蓋部１６０に接合されている。一方、下端部（−Ｙ側の端部）は基板１１０に接合されている。固定部１２２は、可動部１２１と同一材料から形成されており、例えば多結晶シリコンから形成される。なお、固定部１２２は、可動部１２１と異なる材料から形成されてもよい。また、固定部１２２は、上端部が蓋部１６０に接合されない構成であってもよい。また、固定部１２２は、可動部１２１に対して１つが設けられることに限定されず、可動部１２１の支持の安定化を図るために複数設けられてもよい。
【００２０】
固定部１２２は、可動部１２１の中央部分を支持することに限定されず、例えば、可動部１２１の外周から突出して形成される梁部分を支持するものでもよい。可動部１２１に梁部分が形成される場合、可動部１２１の一周にわたって等間隔に例えば４か所に梁部分が形成されてもよい。この場合、固定部１２２は、複数の梁部分のそれぞれを支持するように形成される。
【００２１】
なお、素子部１２０は、共振器であること限定されず、例えばＳＡＷ素子などであってもよい。素子部１２０がＳＡＷ素子の場合、例えば、可動部１２１の表面に一対の櫛歯状の電極が形成されて構成される。
【００２２】
電極１３０、１４０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板１１０上に素子部１２０をＸ軸方向に挟むように形成されている。電極１３０、１４０には、素子部１２０を静電駆動させるための電圧が印加される。電極１３０は、空隙部１８１を介して素子部１２０の−Ｘ側、電極１４０は、空隙部１８１を介して素子部１２０の＋Ｘ側に配置される。また、電極１３０、１４０は、上記したように基板１１０に形成された不図示の配線と電気的に接続されている。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、電極１３０は、基板１１０上に、第１犠牲層１３１、第１構造層１３２、第２犠牲層１３３の順で積層され、これらを第２構造層１３４が被覆した状態で形成されている。電極１３０の上部（＋Ｙ側）は、蓋部１６０の裏面１６０ｂに接合される接合面１３４ａを有している。同様に、電極１４０は、基板１１０上に、第１犠牲層１４１、第１構造層１４２、第２犠牲層１４３の順で積層され、これらを第２構造層１４４が被覆した状態で形成されている。電極１４０の上部（＋Ｙ側の部分）は、蓋部１６０の裏面１６０ｂに接合される接合面１４４ａを有している。なお、電極１３０、１４０の一方または双方が、蓋部１１０と接合されない構成としてもよく、この場合、電極１３０、１４０の一方または双方の上部と蓋部１１０との間には隙間が形成される。
【００２４】
支持部１５０は、図１（ａ）に示すように、素子部１２０及び電極１３０、１４０を所定の間隔を空けて囲むように設けられている。この間隔は絶縁部１８２として機能する。絶縁部１８２は、支持部１５０と素子部１２０及び電極１３０、１４０との電気的な接続を絶つために設けられる。絶縁部１８２を形成する間隔の幅は、十分な絶縁性を確保するために例えば１μｍ以上に設定される。ただし、この間隔が広いと、支持部１５０の上面（接合面１５４ａ）が研磨された場合、ＸＺ平面に対して傾斜する場合がある。従って、接合面１５４ａの傾斜を防止するために、絶縁部１８２の間隔を３μｍ以下に設定してもよい。
【００２５】
支持部１５０の下部（−Ｙ側の部分）は、基板１１０に接合されている。また、支持部１５０の上側（＋Ｙ側の部分）には、蓋部１６０と接合する接合面１５４ａが設けられている。この接合面１５４ａは、高さ（基板１１０からのＹ軸方向の距離）は、上記した接合面１２２ａ、１３４ａ、１４４ａと同一に形成されている。すなわち、接合面１２２ａ、１３４ａ、１４４ａ、１５４ａは、同一面となる。
【００２６】
支持部１５０は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、基板１１０上に、第１犠牲層（犠牲層）１５１、第１構造層（構造層）１５２、第２犠牲層（犠牲層）１５３、第２構造層（構造層）１５４の順で積層された構成を有している。また、第１犠牲層１５１及び第２犠牲層１５３は、ともに、第１構造層１５２と第２構造層１５４とにより被覆された状態となっている。このように、支持部１５０は、第１及び第２構造層１５２、１５４と第１及び第２犠牲層１５１、１５３とから形成されている。よって、支持部１５０の強度は、これら第１構造層１５２等と第１犠牲層１５１等とが組み合わされて確保されている。
【００２７】
支持部１５０は、第１及び第２犠牲層１５１、１５３と第１及び第２構造層１５２、１５４とが積層されて配置されるので、成膜手法を用いて容易に形成される。なお、支持部１５０における第１及び第２犠牲層１５１、１５３と第１及び第２構造層１５２、１５４との配置については、第１及び第２犠牲層１５１、１５３が第１及び第２構造層１５２、１５４のいずれかにより被覆されていればよく、上記した構成に限定されない。
【００２８】
蓋部１６０は、Ｘ軸方向に長辺、Ｚ軸方向に短辺を有し、基板１１０と同一の矩形形状を有する板状の部材である。蓋部１６０は、支持部１５０に接合される。これにより、素子部１２０及び電極１３０、１４０を含んだ内部空間１７０が形成される。内部空間１７０は、例えば真空雰囲気に設定されるが、これに代えて、例えば窒素（Ｎ２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガス雰囲気に設定されてもよい。
【００２９】
また、蓋部１６０は、接合面１２２ａ、１３４ａ、１４４ａ、１５４ａとそれぞれ接合する。蓋部１６０の接合は、例えば、表面活性化接合などの直接接合法により行われる。なお、直接接合法に限定されず、例えば、接合材が用いられてもよい。蓋部１６０は、基板１１０と同様に、例えばシリコン基板が用いられる。なお、蓋部１６０の形状、材質及び厚さは、基板１１０と同一に形成されるが、異なってもよい。
【００３０】
可動部１２１及び第１構造層１３２、１４２、１５２は、同一の厚さ（Ｙ軸方向の幅）かつ同一の材料で形成され、例えば、厚さ２μｍの多結晶シリコン膜から形成される。この多結晶シリコンは、導電性を確保するためにリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）などがドープされてもよい。なお、可動部１２１、第１構造層１３２、１４２、１５２の一部又は全ては、異なる厚さ又は材料から形成されてもよい。
【００３１】
第１犠牲層１３１、１４１、１５１及び第２犠牲層１３３、１４３、１５３は、同一の厚さ（Ｙ軸方向の幅）かつ同一の材料で形成され、例えば、厚さ１μｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）から形成される。なお、第１犠牲層１３１、１４１、１５１及び第２犠牲層１３３、１４３、１５３の一部又は全ては、異なる厚さ又は材料から形成されてもよい。また、第２犠牲層１３３、１４３、１５３は、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、表面（＋Ｙ側の面）に犠牲層が積層されてもよい。この犠牲層は、後述する第３犠牲層Ｌ４（図３（ｅ）参照）であり、例えば、厚さ１００ｎｍのシリコン酸化膜により形成される。
【００３２】
固定部１２２及び第２構造層１３４、１４４、１５４は、同一の材料が用いられ、例えば、多結晶シリコン膜から形成される。この多結晶シリコンは、導電性を確保するためにリンやボロンなどがドープされてもよい。なお、第２構造層１３４、１４４は導電性を備える材料により形成されるが、固定部１２２、第２構造層１５４は、導電性を備えるかは任意である。また、第２構造層１３４、１４４、１５４は、それぞれ第２犠牲層１３３、１４３、１５３に対して同一の厚さ（Ｙ軸方向の幅）で積層され、厚さは、例えば２μｍである。なお、第２構造層１３４、１４４、１５４の厚さは、それぞれ異なってもよい。
【００３３】
このように、ＭＥＭＳデバイス１００によれば、支持部１５０が構造層（第１構造層１５２等）と犠牲層（第１犠牲層１５１等）とによって確保されるので、簡単な構成で支持部１５０の強度を確保できる。これにより、蓋部１６０との接合強度を維持することができ、内部空間１７０の環境が損なわれて、例えば素子部１２０のＱ値が低下するのを防止でき、信頼性の高いＭＥＭＳデバイス１００を提供することができる。
【００３４】
（ＭＥＭＳデバイス１００の製造方法）
次に、本実施形態のＭＥＭＳデバイス１００の製造方法について、図２〜図４を用いて説明する。ＭＥＭＳデバイス１００の製造方法に関しては、ウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。なお、以下の説明では、図２に示すフローチャートに沿いつつ、適宜図３及び図４を参酌している。また、図３及び図４は、ウェハに形成されるＭＥＭＳデバイスの１つについて、時系列に並べて示しており、図３及び図４に示す（ａ）〜（ｊ）の各図は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面に相当する図である。
【００３５】
先ず、ベースウェハＢＷ及びリッドウェハＬＷが用意される。ベースウェハＢＷは、図１に示す基板１１０に相当する。リッドウェハＬＷは、図１に示す蓋部１６０に相当する。ベースウェハＢＷ及びリッドウェハＬＷは、例えばシリコンウェハが用いられ、シリコン結晶体から所定の厚さで切り出される。ベースウェハＢＷ及びリッドウェハＬＷの表面は、鏡面状に研磨されて洗浄される。ベースウェハＢＷの表面には、絶縁膜や多結晶シリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）、あるいはコバルトシリサイド（ＣｏＳｉｘ）などが、例えば減圧ＣＶＤ法による成膜及びエッチングによりパターニングされ、不図示の配線が形成される。
【００３６】
次に、図２に示すように、第１積層工程が行われる（ステップＳ０１）。第１積層工程では、図３（ａ）に示すように、ベースウェハＢＷの表面（＋Ｙ側の面）に第１犠牲層Ｌ１が積層される。第１犠牲層Ｌ１は、シリコン酸化膜が成膜されることにより形成される。第１犠牲層Ｌ１は、例えばプラズマＣＶＤ法により成膜され、例えば、厚さ（Ｙ軸方向の幅）が１μｍに設定される。
【００３７】
続いて、第２積層工程が行われる（ステップＳ０２）。第２積層工程では、図３（ｂ）に示すように、第１犠牲層Ｌ１の表面に第１構造層Ｌ２が積層される。第１構造層Ｌ２は、導電性を備えた多結晶シリコン膜が成膜されることにより形成される。第１構造層Ｌ２は、例えば減圧ＣＶＤ法により成膜され、例えば、厚さが２μｍに設定される。また、第１構造層Ｌ２は、導電性を確保するために、リンやボロンなどがドープされてもよい。この場合、第１構造層Ｌ２は、第１犠牲層Ｌ１の表面がスパッタエッチングなどにより清浄化された後にＤＣ（直流）スパッタリングにより形成されてもよい。
【００３８】
続いて、第３積層工程が行われる（ステップＳ０３）。第３積層工程では、図３（ｃ）に示すように、第１構造層Ｌ２の表面に第２犠牲層Ｌ３が積層される。第２犠牲層Ｌ３は、シリコン酸化膜が成膜されて形成される。第２犠牲層Ｌ３は、例えばプラズマＣＶＤ法により成膜され、例えば、厚さが１μｍに設定される。
【００３９】
続いて、第１除去工程が行われる（ステップＳ０４）。第１除去工程では、図３（ｄ）に示すように、第１構造層Ｌ２及び第２犠牲層Ｌ３の一部が除去される。この第１除去工程は、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチングにより行われ、先ず、第２犠牲層Ｌ３の表面に、レジストが塗布されてマスクを介した露光及び現像によりレジストパターン（図示せず）が形成される。次いで、第１構造層Ｌ２及び第２犠牲層Ｌ３の一部がレジストパターンを介してエッチングにより除去される。
【００４０】
これにより、後述する第３犠牲層Ｌ４及び第２構造層Ｌ５の形成スペースが設けられる。また、第１構造層Ｌ２及び第２犠牲層Ｌ３は、分割されて、可動部１２１と、電極１３０、１４０を構成する第１構造層１３２、１４２及び第２犠牲層１３３、１４３と、支持部１５０を構成する第１構造層１５２及び第２犠牲層１５３と、が形成される。
【００４１】
続いて、第４積層工程が行われる（ステップＳ０５）。第４積層工程では、図３（ｅ）に示すように、ベースウェハＢＷの＋Ｙ側の表面に第３犠牲層Ｌ４が積層される。第３犠牲層Ｌ４は、シリコン酸化膜が成膜されることにより形成される。第３犠牲層Ｌ４は、例えばプラズマＣＶＤ法あるいは減圧ＣＶＤ法により成膜され、例えば、厚さが１００ｎｍに設定される。
【００４２】
続いて、第２除去工程が行われる（ステップＳ０６）。第２除去工程では、図３（ｆ）に示すように、孔部Ｈ１〜Ｈ５が設けられる。孔部Ｈ１〜Ｈ５は、第１犠牲層Ｌ１の一部の領域を貫通してベースウェハＢＷの配線に到達し、かつＹ軸方向に沿って形成された孔である。第２除去工程は、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチングにより行われ、先ず、第３犠牲層Ｌ４の表面に、レジストが塗布されてマスクを介した露光及び現像によりレジストパターン（図示せず）が形成される。次いで、第３犠牲層Ｌ４及び第１犠牲層Ｌ１の一部がレジストパターンを介してエッチングにより除去される。
【００４３】
これにより、電極１３０、１４０を構成する第１犠牲層１３１、１４１、及び支持部１５０を構成する第１犠牲層１５１が形成される。孔部Ｈ１〜Ｈ５は、後述する第２構造層Ｌ５を形成するためのスペースとなる。孔部Ｈ２、Ｈ３、Ｈ５は、第２構造層Ｌ５とベースウェハＢＷ上の配線とを接合させるために設けられており、孔部Ｈ２、Ｈ３、Ｈ５に第２構造層Ｌ５が形成されることにより、配線と電極１３０、１４０との電気的接続が確保される。
【００４４】
また、孔部Ｈ４に第２構造層Ｌ５が形成されることにより、固定部１２２の下端部は、ベースウェハＢＷに固定される。また、孔部Ｈ２では、第１犠牲層Ｌ１の一部Ｌ１ａを除去せずに残存させている。これは、第１犠牲層Ｌ１の一部Ｌ１ａの除去を最後に行うことによって絶縁部１８２（図１（ｂ）参照）を形成するためである。また、孔部Ｈ３、Ｈ５では、可動部１２１の側部１２１ａに第３犠牲層Ｌ４を残しており、さらに、第１犠牲層Ｌ１の一部Ｌ１ｂを除去せずに残存させている。その後、例えば希フッ酸（ＤＨＦ）を用いた洗浄により、孔部Ｈ１等の底部の自然酸化膜が除去される。
【００４５】
続いて、第５積層工程が行われる（ステップＳ０７）。第５積層工程では、図３（ｇ）に示すように、第３犠牲層Ｌ４の表面に第２構造層Ｌ５が積層される。第２構造層Ｌ５は、導電性を備えた多結晶シリコン膜が成膜されることにより形成される。第２構造層Ｌ５は、例えば減圧ＣＶＤ法により成膜される。これにより孔部Ｈ１〜Ｈ５は第２構造層Ｌ５により充填され、かつ第３犠牲層Ｌ４の表面に、例えば厚さが２μｍに積層される。第２構造層Ｌ５は、導電性を確保するために、リンやボロンなどがドープされてもよい。この場合、第２構造層Ｌ５は、例えば１５ｎｍ程度のスパッタエッチングにより、第３犠牲層Ｌ４の表面が清浄化された後に、ＤＣスパッタリングにより形成されてもよい。また、成膜後、例えば、１０００℃かつ３０分間のアニール（加熱処理）が行われてもよい。これにより、第２構造層Ｌ５のコンタクト抵抗の安定化を図ることができる。
【００４６】
続いて、第１平坦化工程が行われる（ステップＳ０８）。第１平坦化工程では、第２構造層Ｌ５の表面が平坦化される。平坦化には、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）が用いられ、例えば、Ｒａ（算術平均粗さ）が１ｎｍ以下に設定される。上記したように、孔部Ｈ１〜Ｈ５は第２構造層Ｌ５により充填されているため、第２構造層Ｌ５の表面は、平坦化加工前において、孔や段差などを有しない状態となっている。そのため、平坦化加工を容易に行うことができる。
【００４７】
続いて、第３除去工程が行われる（ステップＳ０９）。第３除去工程では、図４（ｈ）に示すように、第２構造層Ｌ５の一部が除去される。第３除去工程により、第２構造層Ｌ５における電極１３０、１４０、固定部１２２、及び支持部１５０を形成する部分が残され、第２構造層Ｌ５におけるその他の部分が除去される。第３除去工程は、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチングにより行われる。これにより、可動部１２１の上側（＋Ｙ側）の第２構造層Ｌ５が除去される。また、第２構造層１３４、１４４と第２構造層１５４とが形成され、電極１３０、１４０と支持部１５０とが形成される。また、リッドウェハＬＷの裏面ＬＷｂと接合される接合面１２２ａ、１３４ａ、１４４ａ、１５４ａが形成される。
【００４８】
続いて、第４除去工程が行われる（ステップＳ１０）。第４除去工程では、図４（ｉ）に示すように、第１、第２、及び第３犠牲層Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４の一部が除去される。第４除去工程は、例えばフッ酸（ＨＦ）を用いたウエットエッチングあるいはＨＦベーパーエッチングにより行われる。ウエットエッチングによる場合、例えば５０％の希フッ酸に５〜４０分浸漬される。これにより、可動部１２１の上側（＋Ｙ側）及び下側（−Ｙ側）の第１犠牲層Ｌ１が除去される。また、可動部１２１の側部１２１ａの第３犠牲層Ｌ４が除去されて、空隙部１８１が形成される。
【００４９】
また、電極１３０、１４０と支持部１５０との間の第１犠牲層Ｌ１が除去されて、絶縁部１８２（間隔）が形成される。但し、支持部１５０における第１及び第２犠牲層１５１、１５２は、第１及び第２構造層１５２、１５４により被覆された状態となっており、第１及び第２犠牲層１５１、１５３へのエッチャントの侵入が防止される。これにより、第１及び第２犠牲層１５１、１５３はエッチングされずに残存する。そのため、支持部１５０は、第１及び第２構造層１５２、１５４と第１及び第２犠牲層１５１、１５３とから形成される。
【００５０】
また、電極１３０、１４０を構成する第１犠牲層１３１、１４１及び第２犠牲層１３３、１４３についても、第１及び第２構造層１３４、１４４により被覆された状態となっているため、除去されずに残存する。エッチング後の表面は、例えばＩＰＡ置換されて、乾燥される。このステップＳ１０までの、構造層（第１構造層１５２等）及び犠牲層（第１犠牲層１５１等）の一部または全部を除去して素子部１２０及び支持部１５０を形成する工程は、構造体形成工程である。
【００５１】
続いて、接合工程が行われる（ステップＳ１１）。接合工程では、図４（ｊ）に示すように、接合面１２２ａ、１３４ａ、１４４ａ、１５４ａとリッドウェハＬＷの裏面ＬＷｂとが接合される。接合は、例えばアルゴンイオンビームを用いた表面活性化接合法により行われる。先ず、接合面１２２ａ等及び裏面ＬＷｂの表面がイオンビームによって活性化処理された後、真空雰囲気下において両者を加圧しながら接合する。これにより、内部空間１７０は真空封止される。
【００５２】
ただし、リッドウェハＬＷの接合としては、イオンビームを用いた表面活性化接合法に限定されず、例えば、プラズマ活性化接合法や直接接合法が適用されてもよい。また、リッドウェハＬＷの接合に、例えば接合材等が用いられてもよい。
【００５３】
続いて、接合されたウェハは、ベースウェハＢＷあるいはリッドウェハＬＷ上に予め設定されたスクライブライン（図示せず）に沿って切断されることにより個別化され、ＭＥＭＳデバイス１００が完成する（切断工程、ステップＳ１２）。
【００５４】
このように、ＭＥＭＳデバイス１００の製造方法によれば、犠牲層を構造層で被覆した支持部１５０を容易かつ確実に形成することができる。また、支持部１５０は、素子部１２０を形成するプロセスで同時に形成されるため、支持部１５０の形成について製造コストが上昇するのを抑制できる。また、リッドウェハＬＷは支持部１５０に接合されるので、リッドウェハＬＷに凹部等を形成する必要がなく、製造コストを低減できる。また、リッドウェハＬＷを接合する際、支持部１５０に向けて加圧されるが、支持部１５０の強度が確保されているので接合不良が生じにくく、内部空間１７０の封止を確実にして製造歩留まりの低下を防止できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
（ＭＥＭＳデバイス２００の構成）
次に、第２実施形態に係るＭＥＭＳデバイス２００について、図５を用いて説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。なお、図５（ａ）は、蓋部１６０を透過して示している。ＭＥＭＳデバイス２００は、第１実施形態のＭＥＭＳデバイス１００と同様に、ＭＥＭＳ技術により形成された振動子である。ＭＥＭＳデバイス２００は、図５に示すように、基板１１０と、素子部１２０と、一対の電極１３０、１４０と、支持部１５０と、蓋部１６０と、接合用膜部２９０とを有している。
【００５６】
接合用膜部２９０は、図５（ｂ）に示すように、支持部１５０と蓋部１６０との間に設けられる。接合用膜部２９０は、蓋部１６０に対する接合面の平滑性を向上させるために用いられる。接合用膜部２９０は、犠牲層がエッチングされる際のエッチャントによりエッチングされない材質により形成される。接合用膜部２９０は、例えば、非晶質材料が用いられてもよい。非晶質材料としては、例えば、アモルファスシリコンが用いられる。なお、接合用膜部２９０としては、非晶質材料に代えて、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、タングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）、金（Ａｕ）などが用いられてもよい。
【００５７】
接合用膜部２９０は、接合面１２２ａ、１３４ａ、１４４ａ、１５４ａのそれぞれの上面に形成される。接合用膜部２９０は、これら接合面１２２ａ等に対して平滑な面を備える。なお、接合用膜部２９０の膜厚は任意に設定可能である。
【００５８】
このように、ＭＥＭＳデバイス２００によれば、上記した第１実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１００と同様の効果を有する。さらに、支持部１５０と蓋部１６０との間に接合用膜部２９０が形成されるので、蓋部１６０は、接合用膜部２９０を介して支持部１５０と接合される。これにより、支持部１５０の表面が粗く形成された場合であっても、平滑な接合用膜部２９０によって蓋部１６０を確実に接合させることができる。特に、平坦な接合面を要する接合法が採用される場合には、接合不良の発生を回避でき、製造歩留まりの低下を防止できる。
【００５９】
また、接合用膜部２９０の蓋部１６０との接合面２９０ａに蓋部１６０が接合される際、これに先立って、接合面２９０ａをＣＭＰなどにより平滑化処理させてもよい。この場合、接合用膜部２９０として非晶質材料が用いられることにより、接合面２９０ａをより一層平滑に形成できる。例えば、接合用膜部２９０に結晶を有する材料が用いられた場合、格子欠陥部分におけるエッチング速度の差により、表面に微小突起や微小凹みが生じてしまう。しかし、接合用膜部２９０に非晶質材料が用いられた場合、非晶質材料は格子欠陥を有しないため、表面が平坦化加工されても、微小突起や微小凹みが生じることがなく、平坦かつ平滑に形成される。よって、支持部１５０等は、接合面２９０ａを介して、蓋部１６０と強固に接合させることができる。
【００６０】
（ＭＥＭＳデバイス２００の製造方法）
次に、本実施形態のＭＥＭＳデバイス２００の製造方法について、図６及び図７を用いて説明する。ＭＥＭＳデバイス２００の製造方法に関しては、ＭＥＭＳデバイス１００と同様に、ウェハから個々を切り出す多面取りが行われる。本製造方法は、図６に示すフローチャートに沿いつつ、適宜図７を参照して説明する。また、図７は、ウェハに形成されるＭＥＭＳデバイスの１つについて、時系列に並べて示しており、図７に示す（ｈ）〜（ｌ）の各図は、図５のＣ−Ｃ線に沿った断面に相当する図である。
【００６１】
ＭＥＭＳデバイス２００の製造方法では、上記したステップＳ０１〜ステップＳ０７、及びステップＳ１２について、図２と同様に行われる。先ず、図２に示すように、第１積層工程、第２積層工程、第３積層工程、第１除去工程、第４積層工程、第２除去工程、第５積層工程、の順でそれぞれの工程が行われる。これらの工程は、上記のとおりであり、説明を省略する。
【００６２】
ステップＳ０７に続いて、図６に示すように、膜部形成工程が行われる（ステップＳ２８）。膜部形成工程では、図７（ｈ）に示すように、第２構造層Ｌ５の表面に、接合用膜部Ｌ６が形成される。接合用膜部Ｌ６は、後述する第６除去工程の際に除去されず、例えば第６除去工程に用いられるエッチャントによりエッチングされない材質から形成される。また、接合用膜部Ｌ６は、第２構造層Ｌ５の表面よりも平坦な面を備える。
【００６３】
膜部形成工程では、先ず、第２構造層Ｌ５の表面が洗浄される。洗浄は、例えばフッ酸を用いて行われる。次に、第２構造層Ｌ５の表面に接合用膜部Ｌ６が成膜される。接合用膜部Ｌ６としては、非晶質材料が用いられ、例えばアモルファスシリコンが用いられる。なお、接合用膜部Ｌ６は、非晶質材料に代えて、アルミナ、タングステンシリサイド、金などが用いられてもよい。接合用膜部Ｌ６は、例えば、減圧ＣＶＤ法により、例えば膜厚が０．５μｍに成膜される。減圧ＣＶＤ法による場合、原料ガスとして、モノシランガス（ＳｉＨ４）にホスフィンガス（ＰＨ３）を併用してもよく、成膜温度は４８０〜５４０℃に設定されてもよい。
【００６４】
続いて、第２平坦化工程が行われる（ステップＳ２９）。第２平坦化工程では、図７（ｉ）に示すように、接合用膜部Ｌ６の表面が平坦化される。平坦化は、例えば、ＣＭＰが用いられ、例えばＲａが１ｎｍ以下に設定される。この第２平坦化工程（平坦化工程）により、リッドウェハＬＷとの接合面Ｌ６ａは、平坦化されて平滑面に形成される。よって、後述する接合工程を、容易かつ確実に行うことができる。なお、本製造方法において、第２平坦化工程を行うか否かは任意であり、第２平坦化工程は行われなくてもよい。
【００６５】
続いて、第５除去工程が行われる（ステップＳ３０）。第５除去工程では、図７（ｊ）に示すように、第２構造層Ｌ５の一部が除去され、接合用膜部Ｌ６の一部も併せて除去される。第５除去工程により、第２構造層Ｌ５における電極１３０、１４０、固定部１２２、及び支持部１５０を構成する部分が残され、第２構造層Ｌ５におけるその他の部分が除去される。また、第２構造層Ｌ５の除去される領域と接合されている接合用膜部Ｌ６についても併せて除去される。
【００６６】
第５除去工程は、例えばフォトリソグラフィー法及びエッチングにより行われる。第５除去工程により、可動部１２１の上側（＋Ｙ側）の第２構造層Ｌ５及び接合用膜部Ｌ６が除去される。これにより、図５に示す接合用膜部２９０が形成される。また、第５除去工程により、固定部１２２と、電極１３０、１４０を構成する第２構造層１３４、１４４と、支持部１５０を構成する第２構造層１５４と、が形成される。
【００６７】
続いて、第６除去工程が行われる（ステップＳ３１）。第６除去工程では、図７（ｋ）に示すように、第１及び第２犠牲層Ｌ１、Ｌ３の一部が除去される。第６除去工程は、ウエットエッチングあるいはＨＦベーパーエッチングにより行われる。第６除去工程は、図２のステップＳ１０に示す第４除去工程と同様の工程が行われる。第６除去工程により、可動部１２１の上側及び下側の第１犠牲層Ｌ１がエッチングされるとともに、空隙部１８１が形成される。さらに、電極１３０、１４０と支持部との間の第１犠牲層Ｌ１が除去されて、絶縁部１８２（間隔）が形成される。なお、支持部１５０の第１及び第２犠牲層１５１、１５３や、電極１３０、１４０の第１犠牲層１３１、１４１及び第２犠牲層１３３、１４３が残存する点は、図２のステップＳ１０に示す第４除去工程と同様である。
【００６８】
ステップＳ３１の第６除去工程の後、図２に示すステップＳ１２の切断工程により、接合されたウェハはスクライブラインに沿って切断され、個別化されたＭＥＭＳデバイス２００が完成する。
【００６９】
このように、ＭＥＭＳデバイス２００の製造方法によれば、上記したＭＥＭＳデバイス１００の製造方法と同様の効果を有する。さらに、本製造方法では、第２構造層Ｌ５の表面に接合用膜部Ｌ６が形成されるので、リッドウェハＬＷは、接合用膜部Ｌ６と接合される。この接合用膜部Ｌ６は平坦性が高いため、リッドウェハＬＷとの接合強度を向上させることができる。これにより、接合不良等による不良品の発生を抑制し、製造歩留まりを向上させることができる。
【００７０】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上記した説明に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において種々の変更が可能である。例えば、上記した各実施形態においては、ＭＥＭＳデバイスとして振動子を例にとって説明しているが、これに限定されず、例えば、発信器、ＳＡＷデバイス、あるいは加速度センサ等の各種センサなどであってもよい。
【００７１】
また、上記したＭＥＭＳデバイスの製造方法においては、ベースウェハＢＷにリッドウェハＬＷを接合した後に切断して個別化したＭＥＭＳデバイスが製造されているが、これに限定されない。例えば、予めベースウェハＢＷを個別化して基板１１０を形成し、次いで、この基板１１０上において、ＭＥＭＳ技術により素子部１２０や支持部１５０を形成させ、その後、予めリッドウェハＬＷを個別化して形成された蓋部１６０を接合させてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
ＢＷ…ベースウェハ
ＬＷ…リッドウェハ
１００、２００…ＭＥＭＳデバイス
１１０…基板  
１２０…素子部
１２１…可動部
１５０…支持部
１５１、Ｌ１…第１犠牲層（犠牲層）
１５２、Ｌ２…第１構造層（構造層）
１５３、Ｌ３…第２犠牲層（犠牲層）
１５４、Ｌ５…第２構造層（構造層）
１６０…蓋部
１７０…内部空間
２９０、Ｌ６…接合用膜部
【図１】
2015056580.tif 000003
【図２】
2015056580.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015056580.tif 000006
【図５】
2015056580.tif 000007
【図６】
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【図７】
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