(57)【要約】【課題】中空化工程後の塵埃の付着を防ぐとともに、製造工程中における破壊等が発生しないＭＥＭＳパッケージの製造方法を提供する。【解決手段】中空構造のＭＥＭＳ素子を有するＭＥＭＳパッケージの製造方法が、ＭＥＭＳ基板を準備する工程と、ＭＥＭＳ基板上に、犠牲層を形成する工程と、ＭＥＭＳ基板に接続され、犠牲層の上に延在したＭＥＭＳ素子を形成する工程と、ＭＥＭＳ基板上に、ＭＥＭＳ素子を覆うように蓋基板を接合する基板接合工程と、犠牲層を除去してＭＥＭＳ素子を中空構造とする中空化工程と、通路を封止する封止工程とを含む。【選択図】図１
2008221450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造のＭＥＭＳ素子を有するＭＥＭＳパッケージの製造方法であって、
ＭＥＭＳ基板を準備する工程と、
該ＭＥＭＳ基板上に、犠牲層を形成する工程と、
該ＭＥＭＳ基板に接続され、該犠牲層の上に延在したＭＥＭＳ素子を形成する工程と、
該ＭＥＭＳ基板上に、該ＭＥＭＳ素子を覆うように蓋基板を接合する基板接合工程と、
該犠牲層を除去してＭＥＭＳ素子を中空構造とする中空化工程と、
該通路を封止する封止工程とを含むことを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項２】
上記ＭＥＭＳ基板に、該ＭＥＭＳ基板を貫通する通路を形成する基板開口工程を含み、
上記中空化工程が、該通路を介して上記犠牲層を除去する工程であることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項３】
上記基板開口工程が、上記ＭＥＭＳ基板上に、犠牲層と同じ材料からなるエッチングストップ膜を形成した後に、該エッチングストップ膜が露出するまで該ＭＥＭＳ基板を貫通する通路を形成する工程を含み、
上記中空化工程が、該エッチングストップ膜と上記犠牲層とを除去する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載のＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項４】
上記蓋基板に、上記蓋基板を貫通する通路を形成する基板開口工程を含み、
上記中空化工程が、該通路を介して上記犠牲層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項５】
上記基板開口工程が、該通路の内壁にはんだ下地膜を形成する工程を含み、
上記封止工程が、該通路の外側に配置したはんだボールを溶解して該通路を充填封止する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項６】
上記基板開口工程が、該通路の内壁と、該通路に対向する上記ＭＥＭＳ基板上のそれぞれにはんだ下地膜を形成する工程を含み、
上記封止工程が、該通路の外側に配置したはんだボールを溶解して、該ＭＥＭＳ基板上の該はんだ下地膜に接続するように該通路を充填封止する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載のＭＥＭＳパッケージの製造方法。
【請求項７】
中空構造のＭＥＭＳ素子を有するＭＥＭＳパッケージであって、
ＭＥＭＳ基板と、
該ＭＥＭＳ基板に接続され、中空構造を有するＭＥＭＳ素子と、
該ＭＥＭＳ基板上に、該ＭＥＭＳ素子を覆うように接合された蓋基板とを含み、
該ＭＥＭＳ基板または該蓋基板に、シール材で埋め込まれた通路を有することを特徴とするＭＥＭＳパッケージ。
【請求項８】
上記蓋基板に形成された上記通路の内壁にはんだ下地膜が形成され、上記シール材が、該はんだ下地膜に接するように埋め込まれたことを特徴とする請求項７に記載のＭＥＭＳパッケージ。
【請求項９】
上記蓋基板に形成された上記通路の内壁と、該通路に対向する上記ＭＥＭＳ基板上にはんだ下地膜が形成され、上記シール材が、該はんだ下地膜の間を接続するように該通路内に埋め込まれたことを特徴とする請求項７に記載のＭＥＭＳパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ素子を内部に封止したＭＥＭＳパッケージの製法方法およびＭＥＭＳパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子では、一般に、中空構造又はフリースタンディング構造と呼ばれる構造が用いられる。かかる構造では、例えば、基板電極の上に、数１０μｍのギャップを隔てて可動電極が保持されており、構造の機械的な保護と塵埃の付着防止のために、気密パッケージ内にＭＥＭＳ素子を封入する必要がある。このため、従来のＭＥＭＳ素子では、中空構造を形成する中空化工程を行った後に、気密封止工程が行われている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、中空化工程から気密封止工程までの間、中空構造は大気中に露出した状態で保管されるため、この間に中空構造に塵埃が付着し、動作不良が起きるという問題があった。
【０００４】
これに対して、ＭＥＭＳ素子を覆うように金属犠牲層を形成し、さらに金属犠牲層を覆うようにキャップ層を形成した後に、キャップ層に形成した通路を通して金属犠牲層をエッチング除去して中空構造を形成し、中空構造に塵埃が付着するのを防止する方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２３７３３４号公報
【非特許文献１】A. Jourdain et al., "From Zero-to Second-Level Packaging of RF-MMEMS Devices", IEEE MEMS 2005, Technical Digest, 2005 pp.36-39
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、気密封止の蓋となるキャップ層が薄膜で構成されているために、機械的強度が弱く、製造工程の途中でキャップ層が変形し、ＭＥＭＳ素子の中空構造が破壊されるという問題があった。
【０００６】
また、キャップ層の厚みが制限されるため、キャップ層の強度を大きくするには、相対的に封止面積を小さくする必要があり、比較的大きなＭＥＭＳ素子に適用できないという問題もあった。
【０００７】
また、キャップ層とＭＥＭＳ素子との間の空隙は犠牲層の厚みで規定されるため極めて狭い。このために、犠牲層のエッチング時に供給できるエッチング液等が少なくなり、犠牲層のエッチング時間が長くなるという問題点もあった。
【０００８】
更に、エッチング液等の供給通路ははんだで封止するが、キャップ層内の空隙が狭いため、はんだがＭＥＭＳ素子に接触し、ＭＥＭＳ素子の動作不良が発生するという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、中空化工程後の塵埃の付着を防ぐとともに、製造工程中における破壊等が発生しないＭＥＭＳパッケージの製造方法およびＭＥＭＳパッケージの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、中空構造のＭＥＭＳ素子を有するＭＥＭＳパッケージの製造方法であって、ＭＥＭＳ基板を準備する工程と、ＭＥＭＳ基板上に、犠牲層を形成する工程と、ＭＥＭＳ基板に接続され、犠牲層の上に延在したＭＥＭＳ素子を形成する工程と、ＭＥＭＳ基板上に、ＭＥＭＳ素子を覆うように蓋基板を接合する基板接合工程と、犠牲層を除去してＭＥＭＳ素子を中空構造とする中空化工程と、通路を封止する封止工程とを含むことを特徴とするＭＥＭＳパッケージの製造方法である。
【００１１】
また、本発明は、中空構造のＭＥＭＳ素子を有するＭＥＭＳパッケージであって、ＭＥＭＳ基板と、ＭＥＭＳ基板に接続され、中空構造を有するＭＥＭＳ素子と、ＭＥＭＳ基板上に、ＭＥＭＳ素子を覆うように接合された蓋基板とを含み、ＭＥＭＳ基板または蓋基板に、シール材で埋め込まれた通路を有することを特徴とするＭＥＭＳパッケージである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中空化工程後の塵埃の付着を防ぐとともに、製造工程中における破壊等が発生しないＭＥＭＳパッケージを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１にかかるＭＥＭＳパッケージの製法工程の断面図である。かかる製造工程は、以下の工程１−１〜１−６を含む。
【００１４】
工程１−１：図１（ａ）に示すように、まず、ＭＥＭＳ基板１を準備する。ＭＥＭＳ基板１は、例えばＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体材料や、ガラス、セラミックなどからなる。ＭＥＭＳ基板１の厚みは、例えば１０μｍから１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１５】
次に、ＭＥＭＳ基板１上に犠牲層となる材料を成膜し、所定の形状にパターニングして犠牲層２を形成する。犠牲層２の材料は、後述の中空化工程において他の材料に対して選択的にエッチング除去される必要があり、例えば、ＳｉＯ２などの誘電体材料、多孔質シリコン、ポリシリコン、フォトレジスト、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉなどを主成分とする金属材料等が用いられる。犠牲層２の厚みは、中空構造のギャップを規定するものであり、ＭＥＭＳ素子３の用途により決められる。一般には、１００ｎｍから５００μｍまでの範囲となる。犠牲層２の成膜には、めっき法、スパッタ法、蒸着法、化学的気相成長法などを用いることができる。
【００１６】
工程１−２：図１（ｂ）に示すように、ＭＥＭＳ基板１と犠牲層２上に、ＭＥＭＳ素子の材料を成膜し、その一部が犠牲層２に重なるようにパターニングして、ＭＥＭＳ素子３を形成する。ＭＥＭＳ素子３の材料や厚みは用途により決められる。材料には、例えば、ポリシリコン、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｗなどを主成分とする金属材料を用いることができ、厚みは、５０ｎｍから５００μｍ程度である。
なお、ＭＥＭＳ素子３と犠牲層２は異なる材質から形成する必要がある。ＭＥＭＳ素子３の成膜には、めっき法、スパッタ法、蒸着法、化学的気相成長法などが用いられる。
【００１７】
工程１−３：図１（ｃ）に示すように、ＭＥＭＳ基板１に少なくとも１つの孔を開けて、後の中空化工程においてエッチングエージェントの供給通路となる通路４を形成する。通路４の形成には、機械的ドリリング、サンドブラスト、放電加工、レーザーアブレーション、反応性イオンエッチング、ウェットエッチングなどの方法を用いることができる。通路４の水平断面は、円形や矩形であり、その断面寸法は、１０μｍ角（又はφ）から１ｍｍ角（又はφ）の範囲であるのが好ましい。
なお、通路の形成は、工程１−１（図１（ａ））の前後や、工程１−５（図１（ｅ））の直前に行っても良い。また、工程１−１〜１−３（図１（ａ）〜（ｃ））では、途中まで孔を開けておき、中空化工程直前に、残りの部分をエッチングで除去したり、ＭＥＭＳ基板１を研磨薄板化して、孔を貫通させても良い。
【００１８】
工程１−４：図１（ｄ）に示すように、蓋基板５を準備する。蓋基板５には、ＭＥＭＳ基板１と同じく、例えばＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体材料や、ガラス、セラミックなどを用いることができる。また、厚みは、１０μｍから１ｍｍ程度であることが好ましい。蓋基板５には、ＭＥＭＳ素子３を内包するための窪みを設けることができる。窪みの形成には、サンドブラスト、ウェットエッチング、反応性イオンエッチングなどの方法が用いられる。
【００１９】
続いて、ＭＥＭＳ基板１と蓋基板５とを、ＭＥＭＳ素子３を内包するように接合する基板接合工程を行う。接合には、はんだや、樹脂、低融点ガラスを接着剤として接着する方法や、接合面に形成したＡｕなどの金属膜と基板材質との高温での合金化を接合方法、接着剤を用いずに接合面を活性化して加熱加圧のみで接合するダイレクトボンディング法、Ｓｉ基板とガラス基板を加熱、加圧し電圧を印加することによって接着する陽極接合法などが用いられる。
【００２０】
工程１−５：図１（ｅ）に示すように、犠牲層２を選択的に除去する中空化工程を行う。中空化工程は、犠牲層２を選択的に除去するエッチングエージェント（エッチングガス、またはエッチング液）をキャビティ６内部に導入して行う。
犠牲層２が選択的に除去されたあと、リンス液、ガスを充分に流し、乾燥させる。この際、エッチングエージェントが液体である場合には、中空構造が表面張力によりスティッキング（固着）するのを防止するため、フリーズドライや臨界乾燥法の手法を用いることが好ましい。
【００２１】
工程１−６：図１（ｆ）に示すように、通路４をシール材７で塞ぎ、パッケージ内を気密封止する。シール材７としては、ＳｉＯ２や低融点ガラス、はんだ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉなどの金属、樹脂、導電性ペーストなどを用いることができる。シール材７は、通路４に完全に充填しても良いし、気密性が確保される程度に、部分的に充填しても良い。
シール材７の充填には、インクジェット法、溶融金属吐出法、充填めっき法、ディスペンサによる注入法、高温で溶融したシール材をキャビティ内部と外部との気圧差でキャビティ内部に吸引する方法などを用いることができる。
また、シール材７としてＳｉやガラスなどの基板を用い、これを通路４上に被せて接着剤やはんだなどで接着し気密封止してもよい。
【００２２】
以上の工程により、図１（ｆ）に示す、本実施の形態１にかかるＭＥＭＳパッケージ１００が完成する。
【００２３】
本実施の形態１にかかる製造方法では、基板接合工程（図１（ｄ））の後に、中空化工程（図１（ｅ））を行うため、中空化工程後の塵埃付着を防止して動作不良の恐れのないＭＥＭＳパッケージが得られる。
また、製造工程、使用環境において破損しない、機械的強度の高いパッケージ構造が得られる。
また、従来の薄膜パッケージング製法に比べ、比較的大きな面積を気密封止でき、さらに、薄膜パッケージング製法では必要であったＭＥＭＳ素子全体を覆うような犠牲層の形成が不要であり、また薄膜パッケージングに比べて素子を封止する空間の体積が大きく犠牲層エッチング時にエッチング液またはエッチングガスが大量に供給されることから、犠牲層エッチングに必要な時間を大幅に低減できる。
【００２４】
以上の工程で完成したＭＥＭＳパッケージ１００では、ＭＥＭＳ基板１には貫通孔からなる通路４が設けられており、その通路に、シール材７が充填されている。ＭＥＭＳ基板１上には、ＭＥＭＳ素子３が設けられている。ＭＥＭＳ素子３は、その一部がＭＥＭＳ基板１によって支持され、かつ、その一部がＭＥＭＳ基板１から離れた中空構造となっている。
【００２５】
ＭＥＭＳ素子３は、例えばＭＥＭＳスイッチであり、この中空構造によってスイッチの静電可動電極を構成することができる。なお、図１（ｆ）には、ＭＥＭＳ素子３の可動電極のみが記載されており、下部電極、静電吸引電極、配線、パッドなどの他の構成要素は記載されていない。
なお、ＭＥＭＳ素子３はＭＥＭＳ基板１上に直接形成されてもよく、またＭＥＭＳ素子３を形成した別の基板をＭＥＭＳ基板１上に搭載しても良い。ＭＥＭＳ基板１のＭＥＭＳ素子３の側には、蓋基板５が接合されている。ＭＥＭＳ基板１と蓋基板５の間のキャビティ６は、ＭＥＭＳ素子３を内包するように取り囲んでおり、結果的に、ＭＥＭＳ素子３を気密的に封止している。キャビティ６は、蓋基板５に窪みを形成することによって構成しても良く、また、蓋基板が窪みのない平板である場合には、蓋基板５とＭＥＭＳ基板１との接合面に厚みのあるスペーサや接着剤層を挟むことによって構成しても良い。
【００２６】
以上のようなＭＥＭＳパッケージ１００の構成によって、中空構造を有するＭＥＭＳ素子３は、塵埃や湿度、腐食性ガス、他の部品との物理的な接触などの外部環境に対し保護されることとなる。
【００２７】
実施の形態２．
図２は、全体が２００で表される、本発明の実施の形態２にかかるＭＥＭＳパッケージの製法工程の断面図である。図２中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。かかる製造工程は、以下の工程２−１〜２−６を含む。
【００２８】
工程２−１〜２−２：図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、上述の実施の形態１の工程１−１〜１−２と同じ工程を行う。
【００２９】
工程２−３：図２（ｃ）に示すように、蓋基板５を準備した後、蓋基板５に少なくとも１つの貫通孔を開口し、通路４とする。
【００３０】
工程２−４〜２−６：実施の形態１の工程１−４〜１−６と同様に、まず、図２（ｄ）に示すように、ＭＥＭＳ基板１と蓋基板５とを接合する。
続いて、図２（ｅ）に示すように、蓋基板５に形成した通路４を介してエッチングエージェントを供給し、犠牲像２を選択的に除去する。
最後に、図２（ｆ）に示すように、通路４にシール材７を充填して封止し、ＭＥＭＳパッケージ２００が完成する。
【００３１】
本実施の形態２にかかるＭＥＭＳパッケージ２００では、ＭＥＭＳ基板１に通路４の開口部のための領域を確保する必要がないため、ＭＥＭＳパッケージの面積を小さくできる。
【００３２】
また、シール材７を通路４に充填する際、通路４のアスペクト比（貫通孔深さ／貫通孔開口径）が大きくなる程、シール材の充填が難しくなるという問題がある。これを避けるためには、貫通孔を開ける基板を薄くすればよいが、実施の形態１では、ＭＥＭＳ基板１を薄くしすぎると基板の反りが発生し、ＭＥＭＳ素子３の動作に支障をきたすという問題がある。
これに対して、本実施の形態２にかかるＭＥＭＳパッケージ２００では、ＭＥＭＳ素子３の動作に影響を与えることなく、蓋基板５の厚みを薄くして、通路４の充填工程を容易にすることができる。具体的には、ＭＥＭＳ基板１の厚み５００μｍに対して、蓋基板５の厚みを２５０μｍとし、通路４の深さを５０μｍ、通路の直径を５０μｍとすれば、通路４のアスペクト比は１となり、シール材７の充填が容易となる。
【００３３】
実施の形態３．
図３は、全体が３００で表される、本発明の実施の形態３にかかるＭＥＭＳパッケージの製法工程の断面図である。図３中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。かかる製造工程は、以下の工程３−１〜３−６を含む。
【００３４】
工程３−１：図３（ａ）に示すように、ＭＥＭＳ基板１を準備し、ＭＥＭＳ基板１上に犠牲層２とエッチングストップ膜２１とを形成する。エッチングストップ膜２１は、犠牲層２と同じ材料から形成され、同じパターニング工程で形成されるのが好ましい。
【００３５】
工程３−２：図３（ｂ）に示すように、実施の形態１と同様の工程で、ＭＥＭＳ基板１と犠牲層２上にＭＥＭＳ素子３を形成する。
【００３６】
工程３−３：図３（ｃ）に示すように、エッチングストップ膜２１の裏面側のＭＥＭＳ基板１に少なくとも１つの孔を開けて、通路４を形成する。通路４の上部はエッチングストップ膜２１により封止されている。
かかる工程では、エッチングストップ膜２１を設けることにより、エッチング時間がばらついても、通路４の仕上がり形状を略一定にすることができ、プロセスマージンを大きくできる。
【００３７】
工程３−４：図３（ｄ）に示すように、ＭＥＭＳ基板１と蓋基板５とを、ＭＥＭＳ素子３を内包するように接合する基板接合工程を行う。
【００３８】
工程３−５：図３（ｅ）に示すように、エッチングストップ膜２１と犠牲層２とを選択的に除去する中空化工程を行う。中空化工程は、エッチングストップ膜２１と犠牲層２を選択的に除去するエッチングエージェント（エッチングガス、またはエッチング液）をキャビティ６内部に導入して行う。
【００３９】
工程３−６：図３（ｆ）に示すように、通路４をシール材７で塞ぎ、パッケージ内を気密封止する。以上の工程で、本実施の形態３にかかるＭＥＭＳパッケージ３００が完成する。
【００４０】
上述のように、本実施の形態３にかかる製造方法では、エッチングストップ膜２１の下部に通路４を形成するため、エッチング時間がばらついても通路４の仕上がり形状を略一定にすることができる。このために、エッチング工程のプロセスマージンを大きくすることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態３では、通路４とエッチングストップ層２１は、ＭＥＭＳ基板１に設けたが、蓋基板５に設けても同様の効果が得られる。
【００４２】
実施の形態４．
図４は、全体が４００で表される、本発明の実施の形態４にかかるＭＥＭＳパッケージの製法工程の断面図である。図４中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
【００４３】
本実施の形態４にかかる製造方法では、上述の実施の形態２の工程２−１〜２−２（図２（ａ）〜（ｂ））を行った後に、図４（ａ）に示す工程を行う。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、蓋基板５に通路４を形成した後、通路４の内壁にはんだ下地膜８を形成する。はんだ下地膜８は、通路４の部分のみ開口したステンシルマスクを用いて、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕを順次、スパッタ法または蒸着法により形成することにより成膜する。ここで、Ｃｒは蓋基板５の材質との密着強化層であり、Ｎｉはバリア層である。また、Ａｕは、はんだとの濡れ性改善層である。各層の厚みは、例えば、Ｃｒが０．０５μｍ、Ｎｉが１μｍ、Ａｕが０．０５μｍである。
【００４５】
なお、密着強化層には、Ｃｒに代えてＴｉなどを用いても構わない。また、バリア層には、Ｎｉに代えてＦｅやＮｉ、Ｆｅを主成分とする合金を用いても構わない。更に、はんだ濡れ性改善層には、Ａｕに代えて、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄなどを用いても構わない。密着強化層の膜厚は、好適には０．００１〜０．２μｍであり、バリア層は、好適には０．１〜２０μｍであり、はんだ濡れ性改善層は、好適には０．０１〜１μｍである。
【００４６】
また、はんだ下地膜８の作製方法として、ステンシルマスクを用いずに、蓋基板５の全面にスパッタ法や蒸着法、またはこれらにめっき法を組み合わせてはんだ下地膜を形成してもよい。
【００４７】
通路４の内壁以外の部分のはんだ下地膜の除去には、イオンミリングなどの異方的ドライエッチングが用いられる。このほかに、はんだ下地膜が形成された蓋基板５の表面に粘着テープを貼り付けて、剥がすことによっても、通路４の内壁以外の蓋基板表面のはんだ下地膜を除去することができる。また、通路４をフォトレジストなどでマスクした状態で、写真製版によって、通路４の内壁以外の蓋基板５の表面のはんだ下地膜を除去しても良い。
【００４８】
図４（ａ）に示す工程に続いて、ＭＥＭＳ基板１と蓋基板５とを、ＭＥＭＳ素子３を内包するように接合する基板接合工程を行い、続いて、犠牲層２を選択的に除去する中空化工程を行う。犠牲層２が選択的に除去されたあと、リンス液、ガスを充分に流し、乾燥させる。
【００４９】
次に、図４（ｂ）に示すように、通路４の直径よりわずかに大きなはんだボールからなるシール材７を通路４の上に載せる。はんだボールの材料には、例えば、ＳｎＡｇＣｕが用いられる。
【００５０】
次に、図４（ｃ）に示すように、これを真空槽中に設置し、真空槽の内部を排気し、０．９５気圧にする。
続いて、ＭＥＭＳパッケージをＳｎＡｇＣｕの融点（約２２０℃）以上、例えば２５０℃に加熱し、ＳｎＡｇＣｕボールを溶融させる。
続いて、真空槽内部の圧力を１気圧に戻し、その後、ＭＥＭＳパッケージの温度を室温付近まで冷却した後、真空槽から取り出す。
この結果、図４（ｃ）に示すように、シール材７は、はんだ下地膜８に濡れあがった形状で通路４を充填し、封止する。
【００５１】
このように、シール材７は、はんだ下地膜８との濡れ性が非常によく、シール材７は、はんだ下地膜８のＡｕ、Ｎｉと合金化し、強固な接合が得られる。一方、蓋基板５のＳｉやガラス、セラミックなどの材質に対しては濡れ性が小さい。このため、シール材７には、通路４の内壁に密着し、かつ通路４の内部に拘束する表面張力が働き、シール材の量のばらつきに関わらずに、キャビティ６内部やＭＥＭＳ素子３の領域へのシール材７の漏れが防止でき、気密性が高いＭＥＭＳパッケージが得られる。
【００５２】
更に、従来の薄膜パッケージングに比べて、通路４の下面とＭＥＭＳ基板１の上面との距離を１０μｍ以上と大きくできるので、シール材７がＭＥＭＳ基板１上に拡がったり、ＭＥＭＳ素子３にまで拡がってＭＥＭＳ素子３の動作不良を引き起こすのを防止できる。
【００５３】
なお、シール材７の材料には、ＳｎＡｇＣｕに代えて、ＳｎＰｂ、ＳｎＡｇ、ＳｎＩｎ、ＳｎＣｕ、ＳｎＢｉなどの各種はんだ材料を用いても構わない。
【００５４】
また、本実施の形態４では、通路４は、蓋基板５に設けたが、実施の形態１のように、ＭＥＭＳ基板１側に設けても同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、シール材７で通路４を塞ぐ方法としては、はんだボールを溶融させて通路４内に充填する方法について述べたが、通路４の内部を局所的にめっきで充填する方法などを用いても構わない。
【００５６】
実施の形態５．
図５は、全体が５００で表される、本発明の実施の形態５にかかるＭＥＭＳパッケージの製法工程の断面図である。図５中、図１と同一符号は、同一または相当箇所を示す。
【００５７】
本実施の形態２にかかる製造方法では、上述の実施の形態２の工程２−１〜２−４（図２（ａ）〜（ｄ））を行った後に、図５（ａ）に示す工程を行う。
【００５８】
図５（ａ）に示す工程では、上述の実施の形態４と同様に、蓋基板５に通路４を形成し、その内壁にはんだ下地膜８を形成する。更には、ＭＥＭＳ基板１上の通路４の開口部に対向する領域にもはんだ下地膜８１を形成する。
【００５９】
はんだ下地膜８、８１の形成は、はんだ下地膜８、８１を形成する前に、ＭＥＭＳ基板１と通路４を形成した蓋基板５を接合しておき、次に、蓋基板５の側から、蒸着法やスパッタ法により、ステンシルマスクを通してはんだ下地膜８、８１を同時に成膜して行う。かかる工程では、通路４の内壁だけでなく、通路４の開口部に対向するＭＥＭＳ基板１上にもはんだ下地膜８１を形成することができ、はんだ下地膜８とはんだ下地膜８１を別々に形成する場合に比べて、製造工程が簡略化できる。
【００６０】
続いて、図５（ｂ）に示すように、犠牲層２を選択的に除去する中空化工程を行う。中空化工程は、犠牲層２を選択的に除去するエッチングエージェントをキャビティ６内部に導入して行う。
【００６１】
続いて、図５（ｃ）に示すように、上述の図４（ｂ）と同様の工程で、通路４の直径よりわずかに大きなはんだボールからなるシール材７を通路４の上に載せる。はんだボールの材料には、例えば、ＳｎＡｇＣｕが用いられる。
【００６２】
続いて、図５（ｄ）に示すように、上述の図４（ｃ）と同様の工程で、シール材７を溶融させ、通路４をシール材７で塞ぎ、パッケージ内を気密封止する。本実施の形態５にかかる方法では、シール材７の量として、通路４を充填する以上の量を供給する。この結果、図５（ｄ）に示すように、溶融したシール材７は通路４をはみ出して、ＭＥＭＳ基板１上のはんだ下地膜８１にも接触する。
【００６３】
この結果、シール材７は、通路４の内壁のはんだ下地膜８だけでなく、ＭＥＭＳ基板１上のはんだ下地膜８１とも合金化して接合される。これにより、シール材７による気密封止が確実に行われ、かつ、シール材７の量の製造マージンを大きくすることができる。
【００６４】
また、シール材７は、はんだ下地膜８１との濡れ性が良いため、表面張力によって、はんだ下地膜８１の外部には拡がりにくくなる。このため、シール材７が、ＭＥＭＳ基板１上に拡がって、ＭＥＭＳ素子３の動作不良を引き起こすのを防止できる。
【００６５】
また、シール材７が、キャビティ６の中で、ＭＥＭＳ基板１と蓋基板５との間を接続するため、パッケージの機械的強度が向上する。以上の工程で、本実施の形態５にかかるＭＥＭＳパッケージ５００が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるＭＥＭＳパッケージの製造工程の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２にかかるＭＥＭＳパッケージの製造工程の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３にかかるＭＥＭＳパッケージの製造工程の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４にかかるＭＥＭＳパッケージの製造工程の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５にかかるＭＥＭＳパッケージの製造工程の断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ＭＥＭＳ基板、２  犠牲層、３  ＭＥＭＳ素子、４  通路、５  蓋基板、６  キャビティ、７  シール材、１００  ＭＥＭＳパッケージ。
【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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