(57)【要約】【課題】  シリコン系構造体を損傷させることなく、その表面に形成されている有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材の一部を除去すること。【解決手段】  変位部を備えるシリコン系構造体の製造方法であって、製造途中のシリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物(例えば、トリデカフルオロ−1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランなど)を主成分とするコーティング材をコーティングする工程を備えている。そのシリコン系構造体の所定領域内のコーティング材に紫外線を照射する工程を備えている。コーティング材が除去されたシリコン系構造体に対して真空封止キャップ１００と金ワイヤ２００、２０２を接合する工程を備えている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
変位部を備えるシリコン系構造体の製造方法であって、
製造途中のシリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材をコーティングする工程と、
そのシリコン系構造体の所定領域内のコーティング材を選択的に除去する工程と、
コーティング材が除去されたシリコン系構造体に対して他部材を接合する工程と、
を備えていることを特徴とするシリコン系構造体の製造方法。
【請求項２】
前記除去工程では、シリコン系構造体の所定領域に紫外線及び／又は電子ビームを照射することを特徴とする請求項１のシリコン系構造体の製造方法。
【請求項３】
紫外線及び／又は電子ビームの照射領域が、ボンディング部材及び／又は真空封止用部材との接合範囲を含んでいることを特徴とする請求項２のシリコン系構造体の製造方法。
【請求項４】
紫外線波長が、酸素を分解してオゾンを生成する波長域と、オゾンを分解して励起酸素原子を生成する波長域を含むことを特徴とする請求項３のシリコン系構造体の製造方法。
【請求項５】
低圧水銀ランプから照射される185nmの紫外線と254nmの紫外線を照射することを特徴とする請求項４のシリコン系構造体の製造方法。
【請求項６】
有機ケイ素化合物内の原子間結合エネルギーよりも大きいエネルギーを持つ波長の紫外線を照射することを特徴とする請求項３のシリコン系構造体の製造方法。
【請求項７】
変位部を備えるとともに、少なくともその変位部が有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材でコーティングされているシリコン系構造体であって、
そのシリコン系構造体と他部材との接合範囲ではコーティング材が選択的に除去されていることを特徴とするシリコン系構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材をパターニングしてシリコン系構造体を製造する方法と、コーティング材でコーティングされているシリコン系構造体に関する。本明細書でいうシリコン系構造体とは、製造中あるいは製造後にシリコン系材料が含まれている構造体のことをいう。シリコン系材料とは単結晶シリコン、多結晶シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンなどをいう。なお、シリコン系構造体には、シリコン系材料以外の材料が含まれていてもよい。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造技術と犠牲層エッチング技術を組み合わせることで、半導体基板の表面側に加速度や角加速度などに追随して変位する変位部が形成されたシリコン系構造体を製造することができる。このシリコン系構造体は、変位量から加速度や角加速度などの大きさを測定するセンサとして利用される。あるいは、各種の分析装置において、印加する電圧を変化させることによって液体や気体の試料を移送する微小な通路を変形させ、微量試料の移送を制御するシリコン系構造体が知られている。
この種のシリコン系構造体の一例として加速度センサが知られている。この加速度センサは、加速度に応じて撓むビーム(変位部の一例)を備えている。この加速度センサの感度を向上させるために、ビームの剛性を小さくする手法を採用することがあるが、ビームの剛性を小さくすると、加速度が加わったときにビームが大きく撓み、ビームがビームに対向するシリコン構造体の表面に付着し、付着した状態が維持され、その後は加速度センサとして機能しなくなる事態（スティッキング現象）が生じてしまう。
本出願人は、この問題に対して、シリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物をコーティングし、その表面エネルギーを低下させることによってスティッキング現象の発生を防止する技術を特許文献１で開示している。なお、このコーティング技術は加速度センサに特有の技術ではなく、変位部を備えるシリコン系構造体に一般的に有用な技術である。
【特許文献１】特開平１１−２８８９２９号公報（その公報の図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
完成したシリコン系構造体は、変位部を外界から保護するキャップ等を備えており、完成したシリコン系構造体にコーティング材をコーティングする処理を実施しても、必要な表面にコーティングすることができない。そこで、製造途中のシリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材をコーティングする工程を実施し、さらに加工を続けることでシリコン系構造体を完成する。製造途中のシリコン系構造体にコーティングを施すと、完成したシリコン系構造体にスティッキング現象が発生することを防止することができる。
しかしながら、製造途中のシリコン系構造体にコーティングを施すと、完成したシリコン系構造体の信頼性が低下してしまうことが判明した。そこで、本発明者らは、その原因を研究した。この結果、スティッキング現象を防止するために施したコーティング材が、部材間の接合強度を低下させ、これが原因となって完成したシリコン系構造体の信頼性が低下することを見出した。
例えば加速度センサの場合、加速度によって変位する変位部を形成した段階のシリコン系構造体の表面にコーティング材を施し、ついで封止キャップをシリコン系構造体に接合することよって、変位部を外界から保護し、必要なら変位部の周囲を真空に維持して空気が変位を阻害しないようにする。このとき、従来の技術では、シリコン系構造体と封止キャップの間に有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材が介在する状態でシリコン系構造体と封止キャップを接合する。あるいは、ボンディングパットとワイヤの間にコーティング材が介在する状態でボンディングパットとワイヤを接合する。コーティング材が介在する状態でシリコン系構造体と封止キャップを接合しても必要な接合強度が得られる。あるいはコーティング材が介在する状態でボンディングパットとワイヤを接合しても必要な導電性が得られる。このために、従来の技術では、変位部を形成した段階のシリコン系構造体の表面にコーティング材を施し、ついで封止キャップやワイヤを接合している。
短期的にみれば、従来の技術でも問題は生じない。しかしながら、長期にわたって使用すると、コーティング材が介在する状態で接合した部分の信頼性が低く、これが問題であることを見出した。
本発明の目的は、変位部を備えるシリコン系構造体の長期的な信頼性を確保することを目的とするものである。長期的な信頼性を損ねる原因が、接合部にあることを見出したことから本発明は完成したものであり、接合部の長期的な信頼性を向上させることによってシリコン系構造体の長期的な信頼性を確保する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、変位部を備えるシリコン系構造体の製造方法に具現化される。本発明のシリコン構造体の製造方法は、製造途中のシリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材をコーティングする工程を備えている。その上で、シリコン系構造体の所定領域内のコーティング材を選択的に除去する工程と、コーティング材が除去されたシリコン系構造体に対して他部材を接合する工程を備えている。なお、ここでいう他部材とは、エッチング技術などを用いてシリコン系構造体に直接形成される構造とは別の部材のことをいい、たとえばシリコン系の封止キャップや、非シリコン系の封止キャップや、シリコン系構造体のボンディングパットに超音波ボンダーによりボンディングされるワイヤ等をいう。
製造途中のシリコン系構造体の表面に有機ケイ素化合物をコーティングする手法は特に限定されない。有機ケイ素化合物を含む溶液中にシリコン系構造体を浸漬して、その表面に吸着させてもよく、あるいは、有機ケイ素化合物を含むガスをシリコン系構造体の表面に吸着させてもよい。このコーティング工程により、変位部の表面にはコーティング材がコーティングされ、いわゆるスティッキング現象が抑制される。
本発明によると所定領域内のコーティング材を選択的に除去し、コーティング材が除去されたシリコン系構造体に対して他部材を接合する。シリコン系構造体と他部材との結合の強度を安定的に長期間保つことができる。
コーティング材が介在した状態で接合するから長期に亘る信頼性が得られないことが判明すれば、接合範囲にはもともとコーティングしない技術も考えられる。しかしながら実際にやってみると、選択的にコーティングするよりも、コーティング材を選択的に除去するほうが簡便で信頼性が高い。
【０００５】
除去工程には、有機物を分解する既存の各種手法を採用することができるが、シリコン系構造体の所定領域に紫外線及び／又は電子ビームを照射する技術を利用するのが好ましい。
表面に有機ケイ素化合物がコーティングされたシリコン系構造体の所定領域に紫外線及び／又は電子ビームを照射すると、その照射された箇所の有機ケイ素化合物は除去される。例えば、紫外線を照射する場合は、その照射する位置に対応したフォトマスクを利用することで、簡易に所定領域のみに紫外線を照射することができる。電子ビームであれば、所定領域のみに電子ビームを走査して照射することができる。
除去工程の代わりに、有機ケイ素化合物をコーティングするのに先立って、他部材との接合位置にマスクなどを形成しておき、有機ケイ素化合物がシリコン系構造体の表面にコーティングされないように保護する手法が考え得る。しかしながら、そのようなマスクを形成すると、後の工程でそのマスクを除去する必要が生じる。この除去工程は一般的にウェットエッチングを利用することになろうが、ウェットエッチングを利用すると微小な構造で構成されるシリコン系構造体に、液体の表面張力などの作用により機械的な損傷が発生すると予想される。このような点を鑑みると、マスクなどを利用せずにシリコン系構造体の所定領域に対して有機ケイ素化合物をコーティングしない技術が望まれる。本発明者らは、上記の観点から、微小な構造で構成されるシリコン系構造体に特有の問題に対して紫外線及び／又は電子ビームを照射する技術の利用が有効であることを見出したのである。
この製造方法によれば、例えば微小な構造で構成されるシリコン系構造体が変形したり、あるいは機械的な損傷を被る事態を発生することなく、所定領域内の有機ケイ素化合物のみを除去することができる。
【０００６】
なお、基板上に有機単分子膜を形成し、その有機単分子膜を紫外線でパターニングする技術が特開２０００−２８２２４０で報告されている。この技術は撥水性の有機単分子膜を半導体基板上にパターニングすることで、撥水性の領域と親水性の領域とを作り分け、特殊な機能を有するデバイスを作成しようとするものである。
本発明は、上記の特許文献に記載されている技術を有効に利用することで、本発明者らが始めて認識したシリコン系構造体と他部材との結合に関する課題を解決するものである。即ち、本発明によれば、シリコン系構造体を損傷させることなく、コーティングされている有機ケイ素化合物の一部を除去し、他部材との結合の強度を安定的に長期間保つことを実現するのである。
【０００７】
紫外線及び／又は電子ビームの照射領域が、ボンディング部材及び／又は真空封止用部材との接合範囲を含んでいることが好ましい。
ボンディング部材(例えばワイヤ)との接合位置(例えばボンディングパット)に有機ケイ素化合物がコーティングされると、その接合強度の長期的な信頼性が低下し、シリコン系構造体の電気的特性の長期的な信頼性が低下する場合がある。真空封止用部材との接合位置に有機ケイ素化合物がコーティングされると、真空状態が保持できずその特性が劣化する場合がある。
したがって、上記の箇所の有機ケイ素化合物を除去することが、シリコン系構造体の特性を長期間保つのに特に有効である。
【０００８】
紫外線波長が、酸素を分解してオゾンを生成する波長域と、オゾンを分解して励起酸素原子を生成する波長域を含んでいることが好ましい。
上記の反応によって生じる励起酸素原子が、有機ケイ素化合物を酸化して分解することができる。有機ケイ素化合物の除去が短い時間で終了することができる。
【０００９】
低圧水銀ランプから照射される185nmの紫外線と254nmの紫外線を照射することが好ましい。
185nmの紫外線は酸素を分解してオゾンをよく生成することができる。254nmの紫外線はそのオゾンを分解して励起酸素原子をよく生成することができる。したがって、有機ケイ素化合物を効率的に酸化して分解することができる。
【００１０】
有機ケイ素化合物内の原子間結合エネルギーよりも大きいエネルギーを持つ波長の紫外線を照射することが好ましい。この原子間結合エネルギーは、有機ケイ素化合物内の長鎖方向の原子間や、撥水性に起因する原子と結合している原子間の結合エネルギーであるのが好ましい。
原子間エネルギーよりも大きいエネルギーを持つ波長の紫外線を照射することで、その原子間結合を切断することができる。これにより、有機ケイ素化合物を長鎖方向で切断したり、撥水性を失わせることができる。
【００１１】
本発明のシリコン系構造体は、上記の製造方法を利用することでその構造に明確な特徴を備えている。
即ち、変位部を備えるとともに、少なくともその変位部が有機ケイ素化合物を主成分とするコーティング材でコーティングされているシリコン系構造体であって、そのシリコン系構造体と他部材との接合範囲ではコーティング材が選択的に除去されていることを特徴としている。
また、その接合範囲が、ボンディング部材及び／又は真空封止用部材との接合範囲を少なくとも含んでいることが好ましい。
上記の特徴を備えているシリコン系構造体は、本発明の技術思想を利用していることが明確である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、変位部を備えるシリコン系構造体の長期的な信頼性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最初に実施例の主要な特徴を列記する。
(第１実施形態)
有機ケイ素化合物としては、長鎖アルキル基を有するのが好ましい。さらに、撥水性を具備するために、その長さは炭素数が６個以上であるのが好ましい。また、コーティングする際に気相吸着法を利用する場合は、有機ケイ素化合物がガス化する必要があることから、その長さは炭素数が２０以下であるのが好ましい。また、撥水性を向上させるために、その末端にフッ素が結合している長鎖フルオロアルキル基を利用するのが好ましい。
(第２実施形態)
紫外線を利用して長鎖アルキル基を分解する場合は、その炭素―炭素(Ｃ−Ｃ)結合や、炭素―水素(Ｃ−Ｈ)結合の結合エネルギーよりもエネルギーの大きい波長を選択するのが好ましい。長鎖フルオロアルキル基を分解する場合は、炭素―フッ素(Ｃ−Ｆ)結合の結合エネルギーよりもエネルギーの大きい波長を選択してもよい。
(第３実施形態)
典型的な有機ケイ素化合物としては、ヘキサデシルトリクロロシラン、ヘプタデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリクロロシランなどの長鎖アルキルトリクロロシランや、ナノフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロヘキシルトリクロロシラン、トリデカフルオロ-1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランなどの長鎖フルオロアルキルトリクロロシランを好適に用いることができる。
【実施例】
【００１４】
図面を参照して以下に各実施例を詳細に説明する。
(第１実施例)  図１に、単結晶シリコンからなる半導体基板１０の表面に有機ケイ素化合物をコーティングする製造装置の概略構成図を模式的に示す。
図示５０は処理チャンバーであり、この処理チャンバー５０内に試料テーブル５１が配置されている。この試料テーブル５１上に半導体基板１０が載置される。水(H2O)が収容される水容器５２が第１バルブ５３を介して処理チャンバー５０に連通されている。さらに、トリデカフルオロ−1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシラン(有機ケイ素化合物の一例)が収容されるコーティング材容器５４が第２バルブ５５を介して処理チャンバー５０に連通されている。図示５７は真空ポンプであり、この真空ポンプ５７は第３バルブ５６を介して処理チャンバー５０に連通されているとともに、その他端は処理チャンバー５０の外部に開放されている。
【００１５】
次に、半導体基板１０の表面に有機ケイ素化合物をコーティングするコーティング工程の手順を説明する。  
(第１処理工程)  まず、第1バルブ５３と第２バルブ５５が閉じられ、第３バルブ５６が開放されるとともに、真空ポンプ５７が駆動される。処理チャンバー５０内は減圧され、その圧力が5×10-2Pa以下の真空状態に達する。処理チャンバー５０内の圧力は図示しない圧力計によって計測される。
(第２処理工程)  次に、第３バルブ５６が閉じられるとともに、第１バルブ５３が開放されると、水容器５２内に収容されている水が気化し、その水蒸気が処理チャンバー５０内に供給される。処理チャンバー５０内の圧力が100Paに達したのを合図に第１バルブ５３が閉じられる。この状態で所定時間が経過すると、半導体基板１０の表面に水酸基が導入される。
(第３処理工程)  次に、第３バルブ５６が所定時間開放されると、処理チャンバー５０内の水蒸気が外部へ排出される。次に、第３バルブ５６が閉じられるとともに、第２バルブ５５が開放されると、トリデカフルオロ−1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランのガスが処理チャンバー５０内に供給される。処理チャンバー５０内の圧力が10Paに達したのを合図に第２バルブ５５が閉じられる。この状態で所定時間が経過すると、半導体基板１０の表面に導入された水酸基と、供給されたトリデカフルオロ−1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランのガスが縮合反応され、半導体基板１０の表面に有機ケイ素重合膜でコーティングされる。次に、第３バルブ５６を開放して、未反応のトリデカフルオロ−1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランのガスを外部へ排出する。
【００１６】
図３に、上記の第１〜３処理工程を１サイクルとして、このサイクルを繰返し実施したときの繰り返し回数と、そのときの半導体基板１０の表面の水の接触角との関係を示す。水の接触角が大きいほど半導体基板１０の表面に有機ケイ素重合膜が十分にコーティングされたことになる。なお、水の接触角が90°以上になると、半導体基板１０の表面は撥水特性を示すようになり、このときの表面エネルギーは小さく、有機ケイ素重合膜がコーティングされた部材同士の付着を防止するのに十分である。
図３に示すように、上記の処理工程を繰返し実施すると水の接触角は大きくなる。とくに4回以上実施した場合の水の接触角は100°を超えており、有機ケイ素重合膜が十分にコーティングされたと言える。このことから、コーティング工程は繰返し実施することが重要だと分かる。
【００１７】
次に、上記の第１〜３処理工程が５回繰返された半導体基板１０に紫外線を照射し、コーティングされた有機ケイ素重合膜を除去する除去工程について説明する。
図２に、紫外線の除去工程の様子を模式的に示す。
まず、有機ケイ素重合膜２０がその表面にコーティングされている半導体基板１０を準備する。半導体基板１０の表面側に低圧水銀ランプ４０が設置される。この低圧水銀ランプは、その波長が185nmと254nmの紫外線を同時に照射することが可能である。
この低圧水銀ランプ４０と半導体基板１０との間にフォトマスク３０が配置される。このフォトマスク３０は透明なガラス３１と、その一方の面に形成されている不透明なマスク３２を備えている。マスク３２の一部に開口部が形成されている。
【００１８】
低圧水銀ランプ４０の出力が調整され、そのパワーが30mW/cm2の紫外線４１は、フォトマスク３０のうちマスク３２が形成されている位置で遮光されるが、開口部を透過した紫外線４１は半導体基板１０に照射される。これにより、半導体基板１０の表面にコーティングされている有機ケイ素重合膜２０のうち、紫外線４１が照射される領域と、照射されない領域をフォトマスク３０を利用して制御することができる。
図４に、紫外線４１の照射時間と、水の接触角の関係を示す。なお、この結果は有機ケイ素重合膜２０のうち、紫外線４１が照射された領域の結果である。
紫外線４１の照射時間の経過に伴って水の接触角は低下しており、２分以上の紫外線４１の照射によって水の接触角は10°以下にまで低下している。これにより半導体基板１０の表面は親水性になっており、有機ケイ素重合膜２０が除去されたことが分かる。
このことをより詳しく検討するために、Ｘ線光電子分光分析を利用して、紫外線４１を３分照射した半導体基板１０の表面のフッ素の存在を分析した。トリデカフルオロ−1,1,2,2-テトラヒドロオクチルトリクロロシランの末端にはフッ素が結合していることから、フッ素の存在の有無により有機ケイ素重合膜２０の存在の有無を確かめることができる。Ｘ線光電子分光分析で検討したところ、紫外線４１を照射した半導体基板１０の表面は、紫外線４１の照射していない半導体基板１０の表面に比して、そのフッ素の数が少なくなっていることが確認された。このことから、紫外線４１の照射により有機ケイ素重合膜２０は除去されることが検証された。
【００１９】
なお、有機ケイ素重合膜２０が紫外線４１により除去される分解機構は、次の反応であると考えられる。
波長185nmの紫外線は、有機ケイ素重合膜２０に存在している水素原子の鎖を切断して、その有機ケイ素重合膜２０から水素原子を引き抜く反応に作用していると考えられる。また、処理チャンバー５０内に存在している酸素を分解してオゾンを生成する反応にも作用していると考えられる。
波長254nmの紫外線は、オゾンを分解して励起酸素原子を生成していると考えられる。この励起酸素原子が有機ケイ素重合膜２０の水素原子の抜けた箇所と酸化反応を起こし、有機ケイ素重合膜２０を酸化分解していると考えられる。
したがって、照射される紫外線４１としては、その波長が185nmと254nmの両者を同時に利用することで、オゾンによる有機ケイ素重合膜２０の酸化分解反応が相俟って、極めて短時間で有機ケイ素重合膜２０の分解が可能となると考えられる。
【００２０】
(第２実施例)  図５〜図９を参照して、静電容量式加速度センサに金ワイヤ２００、２０２と、真空封止キャップ１００を接合する製造工程の手順を説明する。
図５に、静電容量型加速度センサの要部断面図を模式的に示す。
図示１０は単結晶シリコンからなるｐ型の半導体基板である。この半導体基板１０上にシリコン窒化膜１１が形成されている。半導体基板１０の上部の一部(図面左側)に、ｐ型の不純物が拡散された固定電極１２が形成されており、このｐ型の固定電極１２とｐ型の半導体基板１０はｎ型の分離層１２ａによって隔てられ、この間は電気的に分離されている。固定電極１２は、シリコン窒化膜１１に開口されている固定電極コンタクト１３ａを介してアルミニウムからなる陽極ボンディングパッド１３と電気的に接続している。
固定電極１２と所定距離を隔てて対向する位置関係に対向電極１４が形成されている。この対向電極１４はビーム１５に浮動支持されており、このビーム１５の一端はシリコン窒化膜１１に固定されている。対向電極１４とビーム１５は高伝導度処理された多結晶シリコンで形成されている。
この静電容量型加速度センサは、図面上下方向の加速度を測定するタイプであり、図面上下方向の加速度に対応してビーム１５(変位部の一例)が撓み、対向電極１４と固定電極１２との対向距離が変化する。この対向距離の変化量に追随して変化するこの電極間の静電容量を検出し、その検出された静電容量の変化量から加速度の大きさが算出される。
【００２１】
半導体基板１０の上部の一部(図面右側)に、ｐ型の不純物が拡散された配線層１７が形成されており、このｐ型の配線層１７とｐ型の半導体基板１０はｎ型の分離層１７ａによって隔てられ、この間は電気的に分離されている。この配線層１７と、アルミニウムからなるビーム配線１６と、ビーム１５とを介して、陰極ボンディングパッド１８と対向電極１４が電気的に接続される。陰極ボンディングパッド１８と配線層１７は配線層コンタクト１８ａを介して接続しており、ビーム配線１６と配線層１７はビームコンタクト１６ａを介して接続している。この配線層１７を利用して配線を半導体基板１０内に配設することで、配線層１７上に形成されているシリコン窒化膜１９には配線が配設されないこととなる。
【００２２】
次に、図６に示すように、この静電容量型加速度センサの表面に有機ケイ素重合膜２０をコーティングする。このコーティング工程は、第１実施例で説明した方法を利用することができる。なお、実際の有機ケイ素重合膜２０は数nmと極めて薄膜であるが、図面上ではデフォルメして膜厚が大きく表示されていることに留意されたい。
【００２３】
次に、図７に示すように、静電容量型加速度センサの表面側に低圧水銀ランプ４０が配置されるとともに、その低圧水銀ランプ４０と静電容量型加速度センサとの間にフォトマスク３０が配置される。低圧水銀ランプ４０は、185nmと254nmの波長の紫外線を同時に照射可能である。このフォトマスク３０の一方の面に形成されている不透明のマスク３２の一部には開口部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが形成されている。開口部３２ｂと３２ｃは一巡して繋がっている。３２ａの開口部は、陰極ボンディングパッド１８と対向しており、３２ｄの開口部は陽極ボンディングパッド１３に対向している。３２ｂの開口部と３２ｃの開口部は、配線層１７上に形成されているシリコン窒化膜１９と、固定電極１２と対向電極１４との間のシリコン窒化膜１１とを経由するとともに、静電容量型加速度センサの表面を一巡して対向している。
フォトマスク３０が静電容量型加速度センサに近接されるとともに、低圧水銀ランプ４０からそのパワーが30mW/cm2の紫外線が３分間照射された。
【００２４】
図８に示すように、フォトマスク３０の開口部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに対向する静電容量型加速度センサの領域６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄの有機ケイ素重合膜２０が除去される。
次に、図９に示すように、パイレックス（登録商標）ガラスからなる真空封止キャップ１００を、有機ケイ素重合膜２０が除去されている領域６２ｂ、６２ｃに対して真空雰囲気下で接合した。このとき、この接合間に所定の電圧を印加する陽極接合を利用した。真空封止キャップは、静電容量型加速度センサの表面を一巡して接合され、対向電極１４とビーム１５などを包囲している。これにより、ビーム１５の周囲が真空状態にされるために、空気の粘性がビームの周波数特性に影響を与えないので、加速度センサの感度が向上する。
次に、陰極ボンディングパッド１８と陽極ボンディングパッド１３に対して、それぞれ金ワイヤ２００と２０２が接続された。
有機ケイ素重合膜２０が除去されていることから、この真空封止キャップ１００の接合位置の接合強度は強固であり、この真空封止キャップ１００で包囲された領域の気密性は長期間安定となる。また、金ワイヤ２００、２０２の接合強度も強固であり、電気的特性も長期間安定的に動作することを実現する。
【００２５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】有機ケイ素化合物のコーティング工程の製造装置の概略構成図を示す。
【図２】紫外線の照射工程の様子を模式的に示す。
【図３】コーティング工程を繰返し回数と、半導体基板表面の水の接触角の関係を示す。
【図４】紫外線の照射時間と、半導体基板表面の水の接触角の関係を示す。
【図５】静電容量型加速度センサの要部断面図を示す。
【図６】有機ケイ素重合膜がコーティングされた静電容量型加速度センサの要部断面図を示す。
【図７】有機ケイ素重合膜がコーティングされた静電容量型加速度センサを紫外線照射する様子を模式的に示す。
【図８】紫外線が照射された静電容量型加速度センサの要部断面図を示す。
【図９】真空封止キャップと金ワイヤが接合された静電容量型加速度センサの要部断面図を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１０：半導体基板
１１：シリコン窒化膜
１２：固定電極
１３：陽極ボンディングパッド
１４：対向電極
１５：ビーム
１６：ビーム配線
１７：配線層
１８：陰極ボンディングパッド
２０：有機ケイ素重合膜
３０：フォトマスク
３１：ガラス
３２：マスク
４０：低圧水銀ランプ
５０：処理チャンバー
５１：試料ステージ
５２：水容器
５４：コーティング材容器
５３、５５、５６：バルブ
５７：真空ポンプ
１００：真空封止キャップ
２００、２０２：金ワイヤ
【図１】
2005262412.tif 000002
【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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