(57)【要約】      （修正有）【課題】可動電極と固定電極とを備える平行平板型のマイクを高品質で製造することができるマイクロホンの製造方法を提供する。【解決手段】マイクロホンは、第１の電極と、前記第１の電極に中空部を介して対向するように形成された第２の電極とを有し、前記第１の電極はエレクトレット膜を具備する平行平板型である。このマイクロホンの製造方法は、第１の電極と第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、第１の電極と第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程（Ｓ３）と、第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの感度とエレクトレット膜への着電量との関係を算出する第２の工程（Ｓ４）と、第２の工程で算出された結果に基づいて、エレクトレット膜へ着電する第３の工程（Ｓ７）とを含む。【選択図】図３
2012039406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、前記第１の電極に中空部を介して対向するように形成された第２の電極とを有し、前記第１の電極はエレクトレット膜を具備する平行平板型のマイクロホンの製造方法であって、
前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程と、
前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの感度と前記エレクトレット膜への着電量との関係を算出する第２の工程と、
前記第２の工程で算出された結果に基づいて、前記エレクトレット膜へ着電する第３の工程とを含むことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記第３の工程を行う前に、前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの安定度と前記エレクトレット膜への着電量との関係を算出する第４の工程を更に含み、
前記第３の工程は、前記第４の工程で算出された結果にも基づくことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記第３の工程の後に、
第１の電極と第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第５の工程を有し、
前記第５の工程で測定された測定結果に基づいて、前記エレクトレット膜への着電量を求める第６の工程と、
前記第５の工程で測定された測定結果に基づいて、着電前後の前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値を比較する第７の工程とを含むことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、
前記第６の工程又は前記第７の工程の結果に基づいてチップを選別する工程を更に有することを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記第３の工程の後、再度、前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第４の工程と、
前記第３の工程の着電量と前記４の工程の測定結果よりマイクロホンの安定度を算出する第５の工程とを含むことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記第４の工程で測定された測定結果に基づいて、前記エレクトレット膜への着電量を求める第６の工程と、
前記第４の工程で測定された測定結果に基づいて、着電前後の前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値を比較する第７の工程とを更に含むことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、
前記第６の工程及び／又は前記第７の工程の結果に基づいてチップを選別する工程を更に有することを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、
前記シリコン基板に形成された第１のマイクロホンに対して前記第３の工程を行っているのと同時に、前記シリコン基板に形成された第２のマイクロホンに対して前記第１又は前記第４の工程を行っていることを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項９】
第１の電極と、前記第１の電極に中空部を介して対向するように形成された第２の電極とを有し、前記第１の電極はエレクトレット膜を具備する平行平板型のマイクロホンの製造方法であって、
前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程と、
前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの安定度と前記エレクトレット膜への着電量との関係を算出する第２の工程と、
前記第２の工程で算出された結果に基づいて、前記エレクトレット膜へ着電する第３の工程とを含むことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項４又は請求項９のいずれか１項に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記第１の工程と前記第３の工程は同一の装置を用いて実施されることを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記マイクロホンは空孔部を有するシリコン基板を有しており、
前記エレクトレット膜は前記中空部に面して形成されていることを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記第１の電極の上方に第２の電極が形成されていることを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項１３】
第１の電極と、前記第１の電極の上方に中空部を介して形成された第２の電極とを有する平行平板型のマイクロホンの製造方法であって、
前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程と、
前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの感度又は安定度を算出する第２の工程とを含むことを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のマイクロホンの製造方法であって、
前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、
前記各工程は、前記シリコン基板をダイシングする前に行われることを特徴とする、マイクロホンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平行平板構造における容量変化を検知するマイクロホンの製造方法に関するものであり、特にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて製作されるマイクロホンの製造方法に適用される。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ技術を用いた容量検知型マイクロホン（以下、単に「ＭＥＭＳマイク」と呼ぶ。）が実用化されている。このＭＥＭＳマイクは、音圧を受けて変位する可動電極と、当該可動電極に対向して配された固定電極とを内部に有するＭＥＭＳ素子を備え、ＭＥＭＳ素子内の可動電極が音圧を受けて変位した（つまり、可動電極と固定電極との距離が変化した）際に出力される、可動電極と固定電極との間の容量変化を電圧変化として外部へと出力している。
【０００３】
出力電圧をより大きくするために、例えば可動電極と固定電極との間に電圧が供給される。両電極への電圧の供給方法としては、可動電極と固定電極との間でない外部より電圧を供給する方法（例えば特許文献１）や、可動電極と固定電極との間に電荷を蓄積できるエレクトレット膜を配置する方法（例えば特許文献２，３）等がある。
【０００４】
ＭＥＭＳマイクの感度は、音圧１[Ｐａ]をマイク（ＭＥＭＳ素子）に与えたときのＭＥＭＳマイクからの出力電圧により算出され、例えばマイク出力電圧が１０[ｍＶ]であれば、そのマイク感度は−４０[ｄＢ]となる。
【０００５】
ＭＥＭＳマイクの感度はマイクの組立状態で音圧を加えることで測定しているため、ＭＥＭＳ素子単体での感度測定ができない。音圧を加えることなく、ＭＥＭＳマイクの感度を推定する方法としては、ＭＥＭＳ素子の可動電極のスティフネス（可動電極の剛さ、動きにくさを示し、単位は[Ｎ/ｍ]である。）と、可動電極と固定電極の距離を求め、これらから感度を推定する方法がある。
【０００６】
ただし可動電極のスティフネスは、直接測定することができない物理量であるため、ＭＥＭＳマイクの可動電極の共振周波数（単位は[Ｈｚ]である。）を測定することで可動電極のスティフネスを算出している。
【０００７】
また、容量検知型のＭＥＭＳマイクにおいては、可動電極と固定電極間に与える電圧を上げていくとマイク感度が良く（高く）なるものの、電圧を与えすぎると、静電引力の作用により、可動電極が固定電極に吸着してしまい、マイクとして機能しなくなる。
【０００８】
上記のような電極間の吸着現象は、ＭＥＭＳ技術を用いたＭＥＭＳマイクに留まらず、例えば従来のエレクトレットコンデンサーマイク（ＥＣＭ）などの平行平板コンデンサ型マイクにも発生する現象である。
【０００９】
従来の平行平板コンデンサ型マイクにおいては、この電極間の吸着を防ぐため、可動電極と固定電極との間に与える電圧を制限する「安定度」と呼ばれる概念が導入されている（例えば特許文献４）。
【００１０】
ただしこの安定度も、可動電極のスティフネスと、可動電極と固定電極間の距離とを計測して算出する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４３３８３９５号
【特許文献２】特許第４２６４１０３号
【特許文献３】特開２００９−１６４５３９
【特許文献４】特開２００１−３３９７９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、音圧を加えることなくＭＥＭＳマイクの感度や安定度を推定するために、可動電極の共振周波数（スティフネス算出のため）や可動電極と固定電極間の距離を測定するのが非常に困難であるという課題がある。
【００１３】
つまり、可動電極の共振周波数は、可動電極の上部にある固定電極を除去した後、可動電極の共振周波数をレーザードップラー振動計で測定するか、ＭＥＭＳ素子単体を真空チャンバーに入れて測定した素子のインピーダンスに基づいて算出する必要がある。
【００１４】
また、ＭＥＭＳ素子の可動電極と固定電極との間の距離を求めるためには、走査型白色光干渉法や位相シフト干渉法の機能を有する顕微鏡を用いて測定する必要がある。
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、ＭＥＭＳ素子を破壊することなく、あるいは特殊機能を有する顕微鏡を使用することなく、可動電極のスティフネスと、可動電極と固定電極との間の距離を算出し、ＭＥＭＳマイクの感度と安定度を把握することを目的としている。
【００１５】
さらに本発明は、ウェハ状態で各ＭＥＭＳ素子の可動電極のスティフネスと、可動電極と固定電極との間の距離の算出を実施可能であり、かつウェハ状態でＭＥＭＳマイクの感度と安定度の算出を可能とし、本手法をＭＥＭＳマイク製造工程に組み入れ、可動電極と固定電極とを備える平行平板型のマイクを高品質で製造することができるマイクロホンの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るマイクロホンの製造方法は、第１の電極と、前記第１の電極に中空部を介して対向するように形成された第２の電極とを有し、前記第１の電極はエレクトレット膜を具備する平行平板型のマイクロホンの製造方法であって、前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程と、前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの感度と前記エレクトレット膜への着電量との関係を算出する第２の工程と、前記第２の工程で算出された結果に基づいて、前記エレクトレット膜へ着電する第３の工程とを含むことを特徴としている。
【００１７】
また、第１の電極と、前記第１の電極に中空部を介して対向するように形成された第２の電極とを有し、前記第１の電極はエレクトレット膜を具備する平行平板型のマイクロホンの製造方法であって、前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程と、前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの安定度と前記エレクトレット膜への着電量との関係を算出する第２の工程と、前記第２の工程で算出された結果に基づいて、前記エレクトレット膜へ着電する第３の工程とを含むことを特徴としている。
【００１８】
あるいは、第１の電極と、前記第１の電極の上方に中空部を介して形成された第２の電極とを有する平行平板型のマイクロホンの製造方法であって、前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第１の工程と、前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの感度又は安定度を算出する第２の工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マイクロホンを破壊することなく、あるいは特殊機能を有する顕微鏡を使用することなく、第１の電極のスティフネスと、第１の電極と第２の電極との間の距離を算出し、マイクロホンの感度や安定度を把握することができる。
【００２０】
さらに、ウェハ状態でマイクロホンの第１の電極のスティフネスと、第１の電極と第２の電極との間の距離の算出が可能となり、さらにはウェハ状態でマイクロホンの感度や安定度の算出を可能となる。したがって、本手法をマイクロホンの製造工程に組み入れると、第１の電極と第２の電極とを備える平行平板型のマイクを高品質で製造することができる。
【００２１】
また、前記第３の工程を行う前に、前記第１の工程で測定された測定結果に基づいて、マイクロホンの安定度と前記エレクトレット膜への着電量との関係を算出する第４の工程を更に含み、前記第３の工程は、前記第４の工程で算出された結果にも基づくことを特徴としている。これによって、マイクロホンの感度と安定度とに基づいた着電量を算出でき、高品質なマイクロホンを製造できる。
【００２２】
また、前記第３の工程の後に、第１の電極と第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第５の工程を有し、前記第５の工程で測定された測定結果に基づいて、前記エレクトレット膜への着電量を求める第６の工程と、前記第５の工程で測定された測定結果に基づいて、着電前後の前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値を比較する第７の工程とを含むことを特徴としている。これによって、エレクトレット膜に対して所望の着電が行われたかの判断が可能となり、高品質なマイクロホンの製造が可能となる。
【００２３】
また、前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、前記第６の工程又は前記第７の工程の結果に基づいてチップを選別する工程を更に有することを特徴としている。これにより、所望の性能を有するマイクロホンのみを得ることが可能となる。
【００２４】
また、前記第３の工程の後、再度、前記第１の電極と前記第２の電極との間にバイアス電圧を掃引印加しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値とバイアス電圧とを測定する第４の工程と、前記第３の工程の着電量と前記４の工程の測定結果よりマイクロホンの安定度を算出する第５の工程とを含むことを特徴としている。これにより、所望の安定度を有するマイクロホンを得ることができる。
【００２５】
また、前記第４の工程で測定された測定結果に基づいて、前記エレクトレット膜への着電量を求める第６の工程と、前記第４の工程で測定された測定結果に基づいて、着電前後の前記第１の電極と前記第２の電極との間の容量値を比較する第７の工程とを更に含むことを特徴としている。これにより、所望の着電が行われたマイクロホンを得ることができる。
【００２６】
また、前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、前記第６の工程及び／又は前記第７の工程の結果に基づいてチップを選別する工程を更に有することを特徴としている。これにより、所望の性能を有するマイクロホンを得ることができる。
【００２７】
また、前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、前記シリコン基板に形成された第１のマイクロホンに対して前記第３の工程を行っているのと同時に、前記シリコン基板に形成された第２のマイクロホンに対して前記第１又は前記第４の工程を行っていることを特徴としている。これにより、生産効率の高い製造ラインが構築できる。
【００２８】
また、前記第１の工程と前記第３の工程は同一の装置を用いて実施されることを特徴としている。これにより、生産効率の高い製造ラインが構築できる。
また、前記マイクロホンは空孔部を有するシリコン基板を有しており、前記エレクトレット膜は前記中空部に面して形成されていることを特徴としている、あるいは、前記第１の電極の上方に第２の電極が形成されていることを特徴としている。
【００２９】
また、前記平行平板型のマイクロホンはシリコン基板上に複数形成されており、前記各工程は、前記シリコン基板をダイシングする前に行われることを特徴としている。これにより、所望の性能を有するチップのみ選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＭＥＭＳマイクの構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＭＥＭＳ素子の構成を示す図。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＭＥＭＳマイク製造工程フローを示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＭＥＭＳ素子とウェハの関係を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＣ−Ｖ測定を実施する装置例を示す図。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＣ−Ｖ測定結果を示す図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における着電電圧に対するＭＥＭＳマイク良品個数の関係を示す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態における着電前後のＣ−Ｖ測定結果を示す図。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるウェハ内におけるＭＥＭＳマイクの感度分布を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るＭＥＭＳマイクの感度分布を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるＭＥＭＳマイク製造工程フローを示す図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるＣ−Ｖ測定と着電とＣ−Ｖ測定を実施する装置例を示す図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態におけるＭＥＭＳマイク製造工程フローを示す図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係るＭＥＭＳマイクの感度分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明で使用している、材料、数値は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施の形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１〜図９を参照し、詳細に説明する。
１．ＭＥＭＳマイクの構成
（１）全体
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＭＥＭＳマイクの構成を示す概略図である。（ａ）は、ＭＥＭＳマイクの斜視図であり、金属ケースが開封された状態を示しており、（ｂ）は、金属ケースが封止されたＭＥＭＳマイクの断面図である。
【００３２】
同図の（ａ）において、１は金属ケース、２はＦＲ−４などの樹脂基板やセラミックを材料とする基板、３はＭＥＭＳ技術で製作される容量検知型のＭＥＭＳ素子（音圧変化を容量変化として検知する）、４は容量検知型のＭＥＭＳ素子３の容量変化を電流あるいは電圧変化として電気信号に変換するＩＣ部、５はＭＥＭＳ素子３とＩＣ部４を電気的に接続する金属ワイヤを表している。
【００３３】
基板２には図示していないが、電気信号伝送用の配線が、基板２の表面あるいは内部に形成されており、基板２の底面において、外部の他の基板と電気的接続および構造体としての接続がなされる。
【００３４】
なお、ＭＥＭＳ素子３、ＩＣ部４等を搭載する基板２を金属ケース１で覆い、電気的および構造体として接続を実施したものを、ＭＥＭＳマイク６とする。
（２）ＭＥＭＳ素子
図２は、図１で示したＭＥＭＳ技術で作成される容量検知型のＭＥＭＳ素子３の詳細図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図を示す。
【００３５】
同図の（ａ）において、８はシリコン基板、９はシリコン基板８に設けられた空孔部、１０は下部電極（本発明の「第１の電極」に相当する。）、１１は電荷を蓄積するエレクトレット膜で、１２は音圧を受けて可動する可動電極であり、下部電極１０とエレクトレット膜１１より構成される。なお、下部電極１０も可動電極とすることもある。
【００３６】
１３は下部電極１０と対向して固定された上部電極（本発明の「第２の電極」に相当する。）であり、この上部電極は可動せず固定電極として作用する。１４は固定電極１３に設けられた音孔である。１５a、１５ｂ、１５ｃは、絶縁膜であり、ＭＥＭＳ素子３の構造体の一部を構成している。
【００３７】
１６は、可動電極１２と固定電極１３との間に設けられた空孔（中空部）である。下部電極１０と固定電極１３とは、中空部１６を介して平行に配されており、これにより平行平板コンデンサを形成している。空孔内１６に存在する空気は、音孔１４を介し、ＭＥＭＳ素子３の外部（ＭＥＭＳマイク６のパッケージ内部空間）の空気と一体となっている。
【００３８】
同図の（b）に示す１０aは、下部電極１０と電気的に接続する電気パッド、１３aは固定電極１３と電気的に接続する電気パッドを示しており、図５で説明するＣ−Ｖ測定が、電気パッド１０a，１３aにプローブを接続することにより実施される。
２．ＭＥＭＳ素子の動作説明
ＭＥＭＳ素子３は、図１の（ｂ）で示した基板２の空孔部７に音圧（音）が加わると、可動電極１２が可動（変位）し、図２の（ａ）に示す可動電極１２と固定電極１３との距離（ｄｉ）が変化する。これにより平行平板コンデンサの容量値（Ｃ）が変化する。
【００３９】
このコンデンサの容量変化は、金属ワイヤ５を介してＩＣ部４に送出され、ＩＣ部４において容量変化を例えば電圧変化として電気信号に変換してＭＥＭＳマイク６から外部へと出力される。このようにＭＥＭＳ素子３は、音圧変化を容量変化に変換するトランスデューサ（音響変換器）として機能する。
【００４０】
ここで、ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２と固定電極１３との間（以下、単に「電極間」ともいう。）に電荷（Ｑ）を蓄えておくと、音圧による可動電極１２と固定電極１３との距離（ｄｉ）の変化を電圧（Ｖ）の変化として出力することが可能となる。
【００４１】
可動電極１２と固定電極１３との間を、以下、単に「電極間」ともいい、可動電極１２と固定電極１３との距離（ｄｉ）を、以下、単に「電極間距離（ｄｉ）」ともいう。
電極間に電荷（Ｑ）を蓄えるために、可動電極１２に電荷を注入できるエレクトレット膜１１を形成しておき、エレクトレット膜１１に電荷を蓄える方法（この方法を、エレクトレット方式と呼ぶ。）を採用している。なお、本方法以外に、外部電源を用意して電荷を供給する方法（この方法を、チャージポンプ方式とする。）がある。
３．製造方法
（１）概略
図３は、本実施例におけるＭＥＭＳマイクの製造方法である工程フローを示している。
【００４２】
本実施の形態に係るＭＥＭＳマイク６は、後述のシリコンウェハ（以下、単に「ウェハ」ともいう。）１６を加工する工程Ｓ１、工程Ｓ１で加工されたウェハ１６をシートに貼り付ける工程Ｓ２、後述するプルイン電圧ＶＰＩと容量値Ｃｍを測定する工程Ｓ３、工程Ｓ３で求めたプルイン電圧ＶＰＩと容量値ＣｍとからＭＥＭＳ素子３の感度と着電量の関係式を算出する工程Ｓ４、工程Ｓ３で求めたプルイン電圧ＶＰＩと容量値ＣｍとからＭＥＭＳ素子３の安定度と着電量の関係式を算出する工程Ｓ５、工程Ｓ４と工程Ｓ５とから算出したＭＥＭＳ素子３の感度と安定度からエレクトレット膜１１への着電量を決定する工程Ｓ６、エレクトレット膜１１に着電を実施する工程Ｓ７、着電後にプルイン電圧ＶＰＩと容量値Ｃｍを測定する工程Ｓ８、工程Ｓ８で得られたプルイン電圧値ＶＰＩより実際の着電量を求め、工程Ｓ６で設定された着電量と差異がないことを確認する工程Ｓ９、工程Ｓ８で測定された容量値Ｃｍが、工程Ｓ３で測定された容量値Ｃｍと差異がないことを確認する工程Ｓ１０、ウェハ１６をダイシングする工程Ｓ１１、紫外線を照射する工程Ｓ１２、ＭＥＭＳ素子３をダイスピックする工程Ｓ１３、ＭＥＭＳマイク６の組立工程Ｓ１４からなるマイクの製造方法である。
以下に各工程について詳しく説明する。
（２）工程Ｓ１
工程Ｓ１は、ウェハ加工工程である。
【００４３】
図４は、ＭＥＭＳ素子３がシリコンウェハ１６に多数存在することを示す図である。
ＭＥＭＳ素子３は、シリコン基板に半導体プロセス技術を用いて複数形成される。なお、ＭＥＭＳ素子３は、シリコンウェハ１６からダイシングされたものを言うが、便宜上、ダイシングされる前のシリコンウェハ中に存する、素子に相当するものもＭＥＭＳ素子３という。
（３）工程Ｓ２
工程Ｓ２は、ウェハ１６をシートに貼り付ける工程である。
【００４４】
本工程では、張力を有する状態でリングフレームに固定された粘着性シート上に、上記ＭＥＭＳ素子３が多数形成されたシリコンウェハ１６が貼り付けられる。ここでは、シリコンウェハ１６は、図２の（ａ）中の８で示すシリコン基板表面のうち振動膜及び固定膜が形成されていない方の面が粘着性シートに接触する状態で貼り付けられる。
【００４５】
これにより、本工程以降で実施されるプルイン電圧ＶＰＩと容量値Ｃｍとを測定する（この測定を、以下、「Ｃ−Ｖ測定」ともいう。）工程Ｓ３において、プローバーのステージ上にシリコンウェハ１６が吸着固定された際に、可動電極１２等の破損を防止することができる。
【００４６】
なお、粘着性シートは、一方面（一主面）のみが粘着性を有するシートであり、例えば紫外光を照射することにより粘着性を低下させることができるようになっている。
（４）工程Ｓ３
工程Ｓ３は、各ＭＥＭＳ素子３についてＣ―Ｖ測定を行い、Ｃ−Ｖ測定結果からＭＥＭＳ素子３のプルイン電圧値ＶＰＩと、容量値Ｃｍを決定する工程である。
【００４７】
図５は、各ＭＥＭＳ素子３をプローバーでＣ−Ｖ測定を実施する形態を示している。
同図において、複数のＭＥＭＳマイク素子３が存在しているシリコンウェハ１６は、市販のプローバー上に設置され（図示せず）、プローバーの機構により、シリコンウェハ１６は、Ｘ,Ｙ,Ｚの３方向に移動可能となっている。
【００４８】
１７はプローブカードを表しており、プローブカード１７内には、Ｃ−Ｖ測定を実施する１８のユニットが配置されている。ユニット１８には、ＭＥＭＳ素子３の中に配置されている電気パッド１０aおよび１３aに電気的接続を行うプローブ針１９が配置されている。このプローブ針１９によって、電気パッド１０ａ，１３ａを介してＭＥＭＳ素子３の容量Ｃｍとプルイン電圧ＶＰＩを測定する。
【００４９】
図６は、ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２につながるパッド（図２（ｂ）の１０aである。）と固定電極１３につながるパッド（図２（ｂ）の１３aである。）間にバイアス電圧（Ｖ）を掃引印加しながら、可動電極１２と固定電極１３間の容量値（Ｃ）の測定（Ｃ−Ｖ測定）を実施したときに現れるグラフを示している。
【００５０】
図６に示すグラフにおいて、横軸は掃引印加する電圧（Ｖ）で、縦軸は容量（Ｃ、単位は[Ｆ]である。）である。得られるグラフは、電圧＝０[Ｖ]を境とし、プラス（＋）側の電圧とマイナス（−）側の電圧とが左右対称となっている。
【００５１】
ここで、電圧＝０[Ｖ]のときの容量値（Ｃ）がＭＥＭＳ素子３の容量値Ｃｍである。ＭＥＭＳ素子３の容量値Ｃｍは測定した容量値（Ｃ）の最小値を示すが、プラス（＋）側の電圧あるいはマイナス（−）側の電圧の絶対値が大きくなると、容量値（Ｃ）も大きくなる。
【００５２】
これは、可動電極１２と固定電極１３間のバイアス電圧が大きくなることにより、可動電極１２と固定電極１３間の静電引力が強まり、可動電極１２と固定電極１３との電極間距離が縮まるため、可動電極１２と固定電極１３間の容量値が大きくなることに起因する。
【００５３】
プルイン電圧（Pull-In Voltage）は、図６中の「ＶＰＩ−１」あるいは「ＶＰＩ−２」と記載した電圧値である。プルイン電圧ＶＰＩは、可動電極１２と固定電極１３との間に供給するバイアス電圧（Ｖ）に対し、電圧を０[Ｖ]から掃引印加していったときに得られる容量値（Ｃ）が急激に変化する電圧値を指す。容量値（Ｃ）が急激に変化する理由は、可動電極１２が静電引力により固定電極１３への接触を開始するためである。
【００５４】
工程Ｓ３では、シリコンウェハ１６に存在する複数のＭＥＭＳ素子３すべてに対し、Ｃ−Ｖ測定が実施され、それぞれのプルイン電圧ＶＰＩと容量値Ｃｍが測定される。
（５）工程Ｓ４
工程Ｓ４は、プルイン電圧値ＶＰＩと容量値Ｃｍより、感度と着電量との関係式を求める工程である。
【００５５】
ＭＥＭＳマイク６の感度は、基準圧力１[Ｐａ]を加えたときの出力と定義されていることに対し、本実施例は基準圧力を与えず電気的測定結果よりＭＥＭＳマイク６の感度を求めている。つまり、本実施例では、電気的測定結果より算出される値をも感度と定義する。
【００５６】
ＭＥＭＳマイク６の感度（Ｖｏｕｔ）は、以下の式を用いて求められる。
【００５７】
【数１】
2012039406.tif 000003
【００５８】
ここで、ＶｍはＭＥＭＳ素子３の開放端出力、ＣｍはＭＥＭＳ素子３の平行平板コンデンサの容量、ＣｓｔはＭＥＭＳ素子３の寄生容量、ＣｉｎはＭＥＭＳ素子３へ接続するＩＣ部４の寄生容量、ＧはＩＣ部４のゲインである。
【００５９】
式（１）で、Ｃｓｔ、Ｃｉｎ、Ｇが既知であるとき、ＭＥＭＳ素子３の開放端出力ＶｍとＭＥＭＳ素子３の平行平板コンデンサの容量（値）Ｃｍを把握できれば、ＭＥＭＳマイク６の感度を求めることができ、本実施例ではＣｓｔ、Ｃｉｎ、Ｇは、実施の形態には記載しない別工程の測定により既知とすることができるため、ここでは既知とする。
【００６０】
基準圧力１[Ｐa]を与えたときのＭＥＭＳ素子３の開放端出力（電気パッド１０a，１３a間の出力）Ｖｍは式（２）で表せられる。
【００６１】
【数２】
2012039406.tif 000004
【００６２】
ここで、Ｅｂは、可動電極１２と固定電極１３との間の電圧（単位は[Ｖ]である。）であり、エレクトレット型のＭＥＭＳマイクの場合、ＭＥＭＳ素子３内のエレクトレットに蓄える電荷量（電圧）である。
【００６３】
また、Ｓｂは、背気室のスティフネスであり、図２（a）で示したＭＥＭＳマイク６におけるシリコン基板８に設けられた空孔９の体積に起因する物理量（単位は[Ｎ／ｍ]である。）で、ＭＥＭＳマイク６の形状が決定されていることから定数となる。
【００６４】
Ｓは、ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２の面積であるため、ＭＥＭＳ素子３の形状が決定されていることから、定数となる。
従って式（２）において、ＭＥＭＳ素子３およびＭＥＭＳマイク６の形状が定まっている場合、開放端出力Ｖｍを求める際の変数となるのはＥｂ、ｄｉ、Ｓｏであり、これらの値を把握できれば、開放端出力Ｖｍが求まり、さらに式（１）で示したＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを求めることができる。
【００６５】
しかしながら、可動電極１２と固定電極１３との間の距離ｄｉについては、可動電極１２と固定電極１３との間を犠牲層エッチングすることにより、可動電極１２と固定電極１３との間に空間を生じさせ、その空間の垂直方向（電極の膜厚方向でもある。）の距離が可動電極１２と固定電極１３との距離ｄｉとなるため、犠牲層エッチングのバラツキにより、同一ウェハ１６内でもウェハ１６内に形成されたＭＥＭＳ素子３毎（チップ毎）に寸法がばらつき、ＭＥＭＳ素子３毎（チップ毎）によって可動電極１２と固定電極１３との距離ｄｉが異なっている。
【００６６】
なお、ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２と固定電極１３との距離ｄｉの把握（測定）は、従来、査型白色光干渉法や位相シフト干渉法の機能を有する顕微鏡を用いた独立工程の検査が必要であった。
【００６７】
また、可動電極１２のスティフネスＳｏは、可動電極１２の膜厚のばらつきを起因とし、ＭＥＭＳ素子３毎（チップ毎）にばらつきがある。
なお、ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２のスティフネスＳｏは、直接の測定が困難であるため、従来、可動電極（１２）の上部に位置する固定電極（１３）を除去し、レーザードップラー振動計を用いて可動電極の共振周波数ｆｏを測定し、式（３）の関係式より、求めていた。
【００６８】
【数３】
2012039406.tif 000005
【００６９】
ここで、Ｍoは可動電極の質量（単位は[kg]である。）である。
一方、本発明の意図の１つは、ＭＥＭＳ素子３を破壊したり、別工程での独立した検査を行ったりすることなく、ウェハ状態でＭＥＭＳ素子３の開放端出力ＶｍおよびＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを求めることにある。
【００７０】
本実施の形態では、開放端出力ＶｍおよびＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを求める際のｄｉ、Ｓｏの把握については、図５で示したＣ−Ｖ測定を実施することにより行う（工程Ｓ３である。）。
【００７１】
まず、ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２と固定電極１３との間の距離ｄｉを算出する方法について説明する。
ＭＥＭＳ素子３の可動電極１２と固定電極１３との間の距離ｄｉと可動電極１２と固定電極１３の間の容量値Ｃｍ（可動電極１２と固定電極１３の間の静電引力がないときの容量値）は、可動電極１２と固定電極１３が平行平板コンデンサであることから、以下の式が成り立つ。
【００７２】
【数４】
2012039406.tif 000006
【００７３】
ここで、εrは、可動電極１２と固定電極１３間の絶縁体の比誘電率である。ＭＥＭＳマイク６の場合、可動電極１２と固定電極１３間の絶縁体は空気であるので、εr＝１で定数である。
【００７４】
また、ε０は真空の誘電率であり、８.８５×１０-１２[Ｆ／ｍ]の定数である。ＳはＭＥＭＳ素子４の形状が決定されている場合は定数である。
したがって、可動電極１２と固定電極１３との間の距離ｄｉは、工程Ｓ３により測定した容量値Ｃｍと、式（４）とにより算出できる。
【００７５】
可動電極１２のスティフネスＳｏを算出する方法について説明する。
プルイン電圧ＶＰＩは、ＭＥＭＳマイク６のような平行平板型コンデンサの形態に留まらず、片持ち梁構造あるいは両持ち梁構造などのコンデンサ型センサでも計測される電圧値であるが、本実施の形態に係るＭＥＭＳマイク６のような振動膜（可動電極１２である。）の膜周辺部が固定された形態においては、以下のような関係式が成り立つ。
【００７６】
【数５】
2012039406.tif 000007
【００７７】
ここで、ＳｏはＭＥＭＳ素子３の可動電極１２のスティフネス（可動電極の剛さ、動きにくさを示す。単位は[Ｎ/ｍ]である。）、ｄｉはＭＥＭＳ素子３の可動電極１２と固定電極１３との間の距離（単位は[ｍ]である。）、ε０は真空の誘電率（定数であり、８.８５×１０-１２[Ｆ／ｍ]である。）、ＳはＭＥＭＳ素子３の可動電極１２の面積（単位は[ｍ２]である。）である。
【００７８】
式（５）において、ｄｉが式（４）により既知である。従って、可動電極１２のスティフネスＳｏは、工程Ｓ３で測定したプルイン電圧ＶＰＩと、式（５）とにより算出できる。
【００７９】
式（２）で示したＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍは、上記によりＳ、ｄｉ、Ｓｏ、Ｓｂが既知となるため、ＭＥＭＳ素子３の着電量Ｅｂが決定されれば、決定（算出）される。
【００８０】
ＭＥＭＳマイクの感度Ｖｏｕｔと着電量Ｅｂの関係式は、ＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍおよび式（１）を用いることで、ＭＥＭＳマイク６を組み立てることなく、ウェハ１６の状態で求めることが可能である。
（６）工程Ｓ５
工程Ｓ５は、工程Ｓ３で測定したプルイン電圧値ＶＰＩと容量値Ｃｍとより、安定度と着電量の関係式を求める工程である。
【００８１】
背景技術で説明した「安定度（μと表す）」は、可動電極１２のスティフネスＳｏを、静電界に基づいて可動電極１２に発生する負のスティフネスＳｎ（単位は[Ｎ/ｍ]）にて除した値として与えられ（式（６））、安定度μが１よりも大きいことが可動電極１２の安定条件となる。またこの安定度μは大きな値ほど望ましい。
【００８２】
可動電極１２に発生する負のスティフネスＳｎは、式（７）として与えられており、可動電極１２の面積Ｓ、可動電極１２と固定電極１３との間の距離ｄｉ、可動電極１２と固定電極１３との間の電圧Ｅｂ、真空の誘電率ε０（定数）の関数となっている。
【００８３】
従って、所望の安定度μ（例えば安定度２以上）を確保したＭＥＭＳ素子３を製造する場合、可動電極１２のスティフネスＳｏ、可動電極１２の面積Ｓ、可動電極１２と固定電極１３との距離ｄｉ、可動電極１２と固定電極１３間の電圧Ｅｂの物理的数値の同定が必要となる。
【００８４】
【数６】
2012039406.tif 000008
【００８５】
【数７】
2012039406.tif 000009
【００８６】
式（６）は、式（５）の関係式を用いると、式（８）のように表現できる。
【００８７】
【数８】
2012039406.tif 000010
【００８８】
本実施の形態によれば、ＭＥＭＳ素子３のＣ−Ｖ測定を実施することによりプルイン電圧値ＶＰＩが同定できるので、安定度μを定めたとき、可動電極１２と固定電極１３間の電圧Ｅｂがどのような値となるべきかを求めることができる。
【００８９】
たとえば安定度μを２よりも大きくすると規定したとき、式（８）は、式（９）となり、ＭＥＭＳ素子３の着電量Ｅｂの条件が定まる。
【００９０】
【数９】
2012039406.tif 000011
【００９１】
なお、工程Ｓ４と工程Ｓ５は工程Ｓ３の後にどちらを先に行ってもよく、同時に行っても良い。
（７）工程Ｓ６
工程Ｓ６は、着電電圧を変化させたときのＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔと安定度μを求め、安定度μと感度Ｖｏｕｔを加味した歩留まりが最大となる着電電圧Ｅｂを決定する工程である。
【００９２】
エレクトレット型のＭＥＭＳマイク６は、ＭＥＭＳ素子３に内蔵するエレクトレット膜１１に電荷を蓄積させることが特徴であり、着電量（電荷蓄積量）を任意に調整することが可能で、この着電量が可動電極１２と固定電極１３間の着電電圧Ｅｂに相当し、着電量及び着電電圧に「Ｅｂ」をそのまま使用する。
【００９３】
着電量Ｅｂを大きくすることによりＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを高めることができるが、着電量Ｅｂを大きくし過ぎると、静電引力の作用により可動電極１２が固定電極１３に吸着する現象が生じてしまう。このため、着電量Ｅｂの決定には安定度μ確保の制約が発生する。
【００９４】
図７は、ＭＥＭＳ素子３に着電する着電量Ｅｂに対する、ＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを基準とした場合のＭＥＭＳマイク６の歩留まりと、ＭＥＭＳマイク６の安定度μを基準とした場合のＭＥＭＳマイク６の歩留まりの関係を示したものである。
【００９５】
なお、ＭＥＭＳマイク６の歩留まりを判断する感度Ｖｏｕｔ、安定度μの閾値が、あらかじめ定まっており、この閾値に基づいて合否を判断している。また、感度Ｖｏｕｔおよび安定度μについての閾値は、所望のＭＥＭＳマイク６の規格に適合する値である。
【００９６】
図７の関係は、ウェハ１６上のすべてのＭＥＭＳ素子３に対して、工程Ｓ４および工程Ｓ５の関係を利用して着電量Ｅｂを変化させたときの各ＭＥＭＳマイク６の感度ＶｏｕｔとＭＥＭＳ素子３の安定度μとを算出し、算出した感度Ｖｏｕｔと安定度μが上述の感度Ｖｏｕｔおよび安定度μの閾値以上か否かにより品質の合否を判断して、ウェハ１６全体での歩留まりを計算してプロットしたものである。
【００９７】
図７で示すように、ＭＥＭＳ素子３に着電する着電量（着電電圧）Ｅｂを上げればＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを基準とした場合のＭＥＭＳマイク６の歩留まりは増加するが、安定度μを基準とした場合のＭＥＭＳマイク６の歩留まりは低下する。
【００９８】
逆に、ＭＥＭＳ素子３に着電する着電量（電圧）Ｅｂを下げれば、安定度μを基準とした場合のＭＥＭＳマイク６の歩留まりは増加するが、感度Ｖｏｕｔを基準とした場合のＭＥＭＳマイク６の歩留まりは低下する。
【００９９】
本実施の形態では、上記を鑑み、ＭＥＭＳ素子３に着電する着電電圧Ｅｂを安定度μと感度Ｖｏｕｔを加味した歩留まりが最大となる着電電圧Ｅｂとする。
具体的には、工程Ｓ４で求めた感度Ｖｏｕｔと着電量の関係式と工程Ｓ５で求めた安定度μと着電量の関係式とから、着電量Ｅｂを変化させたときのＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔと安定度μを求めて良品を判断し（図７の状態）、安定度μと感度Ｖｏｕｔを加味した歩留まりが最大となる（図７における、安定度を基準とした場合の歩留まりを示す線分と感度を基準とした場合の歩留まりを示す線分とが交差する）着電電圧Ｅｂを一義的に決定している。
（８）工程Ｓ７
３工程Ｓ７は、各ＭＥＭＳ素子３に対し着電を実施する工程である。
【０１００】
着電は、たとえば、コロナ放電を利用した着電装置を用いて行われる。具体的には、ＭＥＭＳ素子３のパッド１０aと１３aに図５に示したプローブ針１９をあて、下部電極１０と固定電極１３との間に工程Ｓ６で決定した着電電圧Ｅｂに相当する電位（着電を実施したい電位）を与え、少なくとも１回のコロナ放電を実施して、ＭＥＭＳ素子３に対して個別に実施することにより、エレクトレット膜１１を着電させる。
（９）工程Ｓ８
工程Ｓ８は、着電後の各ＭＥＭＳ素子３に対して、工程Ｓ３と示した同様な方法でＣ−Ｖ測定を実施し、着電電圧Ｅｂ、プルイン電圧ＶＰＩ、容量値Ｃｍの算出を実施する工程である。工程Ｓ８により図８で示した着電実施後のＣ−Ｖのグラフを得る。
（１０）工程Ｓ９
工程Ｓ９は、所望の着電が各ＭＥＭＳ素子３に実施したことを確認する工程である。
【０１０１】
工程Ｓ８で得られた着電実施後のＣ−Ｖカーブより着電量を測定し、設定された着電量と差異がないことを確認する。
ここでは、着電量の測定は、着電実施後のＣ―Ｖカーブにおいて容量値（Ｃ）が容量値Ｃｍをとる電圧と、着電実施前の未着電のＣ―Ｖカーブにおいて容量値（Ｃ）が容量値Ｃｍをとる電圧との差を求めることで行う。
【０１０２】
つまり、着電実施後のＣ―Ｖカーブにおけるプルイン電圧ＶＰＩ−１［Ｖ］と、ＶＰＩ−２［Ｖ］との中央の電圧値［Ｖ］と０［Ｖ］との差の電圧が着電電力Ｅｂと一致するかで判断している。
【０１０３】
なお、着電量が設定された着電量と異なるＭＥＭＳ素子３であった場合は、そのＭＥＭＳ素子３は不良とする。
また、工程Ｓ９において、ウェハ１６の各ＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍをコンター図等で出力し、ウェハ１６の出来栄えを確認することも可能である。
【０１０４】
図９は、シリコンウェハ１６の各ＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍをコンター図にした例である。
同図により、例えばシリコンウェハ１６内のＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍのバラツキを確認することができる。なお、各ＭＥＭＳ素子３の開放端出力ＶｍだけでなくＭＥＭＳマイクのＶｏｕｔや容量値Ｃｍ、およびプルイン電圧ＶＰＩも同様に、コンター図にして可視化できることは言うまでもない。
（１１）工程Ｓ１０
工程Ｓ１０は、工程Ｓ８で測定されたＭＥＭＳ素子３の容量値が、着電前後で差異がないことを確認する工程である。具体的には、着電前後の容量値Ｃｍの差で判断している。
【０１０５】
ＭＥＭＳ素子３が、工程Ｓ８のＣ−Ｖ測定実施の際に可動電極１２と固定電極１３とが吸着現象を起こすと、容量値Ｃｍは、着電前後でその値が異なる。なお、着電前後で容量値Ｃｍが異なるＭＥＭＳ素子は不良とする。
【０１０６】
このような構成をとれば、不良のあるＭＥＭＳ素子３を、後工程のダイスピックを行う工程Ｓ１３で、ダイスピックを行わなくすることができるため、不良ＭＥＭＳ素子３がＭＥＭＳマイク６を組み立てる工程Ｓ１４へ供給されないので、組立て部材の抑制が図れ、製造コストの低減が図れる。
（１２）工程Ｓ１１
工程Ｓ１１は、シリコンウェハ１６上の各ＭＥＭＳ素子３を、ダイシングすることにより、個片に分離する工程である。
（１３）工程Ｓ１２
工程Ｓ１２は、工程Ｓ２でシリコンウェハ１６に貼付けた粘着性シートの粘着力を弱めるために、紫外光（ＵＶ）を粘着性シートに照射する工程である。粘着性シートの粘着力を弱めることで、次工程のピックアップを容易できる。
（１４）工程Ｓ１３
工程Ｓ１３は、ＭＥＭＳ素子３をピックアップする工程である。
【０１０７】
この工程Ｓ１３では、着電量Ｅｂが正常であり、かつ着電前後の着電前後のプルイン電圧ＶＰＩおよび容量値Ｃｍに異常がないＭＥＭＳ素子３（本発明の「チップ」に相当する。）のみをピックアップする。
（１５）工程Ｓ１４
工程Ｓ１４は、ＭＥＭＳマイクの組立工程であり、図１で示した状態にＭＥＭＳマイクを組上げる。
（１６）まとめ
工程Ｓ１から工程Ｓ１４をシリコンウェハ１６毎に実施することにより、ＭＥＭＳマイク６の組立後のＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔと安定度μが保証されたＭＥＭＳ素子３のみをＭＥＭＳマイク６として組立てることができる。
【０１０８】
これにより、感度Ｖｏｕｔと安定度μが保証されていないＭＥＭＳ素子３をも組立てる場合と比べて、組立て部材の抑制、ＭＥＭＳマイク６の良品可否選別の工数低減など、ＭＥＭＳマイク６の製造におけるコスト低減を図ることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態によると、従来のようにマイクの感度Ｖｏｕｔと安定度μをそれぞれ異なる測定方法により求めるのではなく、工程Ｓ３という一つの測定ステップから感度Ｖｏｕｔと安定度μとの両方を算出することができる。
【０１１０】
さらに、このような構成によれば、着電前のＭＥＭＳ素子３のＣ−Ｖ測定検査、エレクトレットへの着電および着電量測定、着電後のＣ−Ｖ測定検査とが１台の設備で実施可能であるため、生産効率の高いＭＥＭＳマイク６の製造ラインが構築できる。
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について、図１０〜図１２を参照し、詳細に説明する。
【０１１１】
本発明の第１の実施の形態では、ＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔと安定度μとを加味した良品が最大となるように着電量を決定したが、本実施の形態では、予め規定したマイク感度Ｖｏｕｔになるように着電量の決定を行い、その後、安定度μが規格内のものを選別するＭＥＭＳマイク製造方法を提供する。
【０１１２】
図１０の（a）は、１枚のシリコンウェハ１６に対して、着電量を一定にしたときに作製される各ＭＥＭＳマイク感度Ｖｏｕｔのばらつき分布を示している。
１枚のシリコンウェハ１６に対して着電量を一定にした場合、感度Ｖｏｕｔの分布において、感度中心値を中心として、感度が高い（図中の「感度高」である。）ものと感度が低い（図中の「感度低」である。）ものが一定の幅を持つ。
【０１１３】
これに対し、１枚のシリコンウェハ１６の各ＭＥＭＳ素子３の着電量を調整すれば、図１０の（ｂ）で示すような、図１０（a）と比べてＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔのばらつきの小さい（感度Ｖｏｕｔの分布において、感度中心値を中心として、感度高ものと感度低ものが持つ一定の幅が小さい）ＭＥＭＳマイク６の製造方法が実現できる。
【０１１４】
その理由は、式（１）で示したごとく、ＭＥＭＳマイク６の感度ＶｏｕｔとＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍとは比例関係にあり、式（２）で示したごとく開放端出力Ｖｍは、可動電極１２のスティフネスＳｏと可動電極１２と固定電極１３間の距離ｄｉとを把握することができれば、エレクトレット膜１１への着電量Ｅｂを調整することで所望の値とすることができるからである。
【０１１５】
例えば、ＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを−４２[ｄＢ]（電圧値では８[ｍＶ]である。）とするために、ＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍを−４０[ｄＢ]（電圧値では１０[ｍＶ]である。）とすればよいことが分かっていれば、ＭＥＭＳ素子３のＣ−Ｖ測定を実施することで、ＭＥＭＳ素子３ごとに可動電極１２のスティフネスＳｏと可動電極１２と固定電極１３間の距離ｄｉの把握が可能である。
【０１１６】
従って、開放端出力Ｖｍを−４０[ｄＢ]とする着電量Ｅｂが決定され、この決定に基づいて実際に着電を行えば、開放端出力Ｖｍが−４０[ｄＢ]であるＭＥＭＳ素子３を製作でき、そのＭＥＭＳ素子３を使えばマイク感度Ｖｏｕｔが−４２[ｄＢ]であるＭＥＭＳマイク６を組立てることができる。
【０１１７】
図１１は、第２の実施の形態におけるＭＥＭＳマイクの製造方法である工程フローを示している。
第１の実施の形態における図４で示した工程フローと異なる点は、図１１には、工程Ｓ４の後に図４で示した工程Ｓ５がなく、そのかわりに、工程Ｓ１０の後に工程Ｓ１０１が存在するところである。
【０１１８】
図１１の工程フローにおいて、工程Ｓ１および工程Ｓ２は、図４と示した工程と同一である。工程Ｓ３のＣ−Ｖ測定を実施し、プルイン電圧ＶＰＩと可動電極１２と固定電極１３間の容量値Ｃｍを測定する行為は、図４と同一であるが、本実施の形態では、使用するプローバーの形態が異なる。
【０１１９】
図１２は、本実施例の各ＭＥＭＳ素子３をプローバーでＣ−Ｖ測定を実施する形態を示している。図１２においては、２０はプローブカードを表し、着電前にＣ−Ｖ測定を実施するユニット２１と、着電をおこなうユニット２２と、着電後のＣ−Ｖ測定を実施するユニット２３とがプローブカード２０に配置されている。
【０１２０】
各ユニットのプローブ針１９が、異なるＭＥＭＳ素子３に配置されている電気パッド１０aおよび１３aに電気的接続ができるよう配置されている。ＭＥＭＳ素子３は、図１２中の矢印の方向に移動するため、１つのＭＥＭＳ素子３に注目すると、この３組のユニット２１，２２，２３が、順番に（着電前のＣ−Ｖ測定→着電→着電後のＣ−Ｖ測定）実施されることとなる。
【０１２１】
図１１の工程フローによれば、工程Ｓ３のＣ−Ｖ測定は、図１２のユニット２１により実施され、工程Ｓ４で、工程Ｓ３で測定したプルイン電圧値ＶＰＩと容量値Ｃｍより、ＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔと着電量Ｅｂとの関係式を求め、工程Ｓ６においてＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍが所望の値になるよう着電量Ｅｂが決定され、工程Ｓ７において図１２のユニット２２でエレクトレット膜１１に着電を行い、工程Ｓ８において着電後のＣ−Ｖ測定を図１２のユニット２３で実施することになる。
【０１２２】
その後、工程Ｓ９において着電量が正常になされたことを確認し、工程Ｓ１０においてＭＥＭＳ素子３毎の着電後の容量値Ｃｍの比較を実施し、着電前後で差が０とそれ以外のものが分別される。
【０１２３】
その後、工程Ｓ１０１で、安定度μが規定以上（図１１では安定度６以上と記載している）のものを選別する。これは、図４でいう工程Ｓ５と同様に安定度μと着電量Ｅｂの関係を求めるが、工程Ｓ８で実際に測定された着電量から具体的に安定度を算出している点で異なる。
【０１２４】
そして、ウェハ１６をダイシングする工程Ｓ１１、粘着性シートの粘着力を弱めるためにＵＶ照射を行う工程Ｓ１２を実施した後、工程Ｓ１３で、着電量が正常であり、かつ着電前後の着電前後のプルイン電圧ＶＰＩおよび容量値Ｃｍに異常がなく、かつ安定度μが規定以上のＭＥＭＳ素子３のみをピックアップし、最後に、工程Ｓ１４にてＭＥＭＳマイク６を図１で示した形態に組立てる。
【０１２５】
以上に示したＭＥＭＳマイクの６製造工程（製造方法）を実施することで、感度バラツキの小さいＭＥＭＳマイク６を高歩留まりで製造できる。また、このような構成によれば、着電前のＭＥＭＳ素子３のＣ−Ｖ測定および検査、着電、着電量測定、着電後のＣ−Ｖ測定検査とを略同時に行うことができるので、生産効率の高いＭＥＭＳマイク６の製造ラインが構築できる。
【０１２６】
なお、本実施の形態では、ＭＥＭＳマイク６の感度ＶｏｕｔおよびＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍのばらつき低減をはかることができる製造方法を示したが、ＭＥＭＳマイク６の安定度μに注目し、安定度μが規定値以上になる着電量を決めＭＥＭＳマイクを製造する方法にも、同様な手法（例えば図１１において、工程Ｓ４の代わりに工程Ｓ５を行い、工程Ｓ１０１の代わりに工程Ｓ４に相当する工程を行う。）で実現可能である。
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について、図１３、図１４を参照し、詳細に説明する。
【０１２７】
本発明の第１の実施および第２の実施の形態では、エレクトレット型のＭＥＭＳマイク６の製造方法を示したが、本実施の形態では、ＭＥＭＳ素子の可動電極（本実施の形態では、可動電極は下部電極１０及び本発明の「第１の電極」に相当し、以下、可動電極の符号に「１０」を用いる。）１０と固定電極１３（本発明の「第２の電極」に相当する。）との間の電圧の供給方法として外部より電圧を供給する方式のＭＥＭＳマイク（チャージポンプ方式と呼ばれる）の製造方法を提供する。なお、ＭＥＭＳ素子の構成としては、図２（a）のエレクトレット膜１１が存在しない形態であり、符号等は、第１の実施の形態と同様とする。
【０１２８】
図１３は、本実施例におけるＭＥＭＳマイク６の製造方法である工程フローを示している。
同図の工程Ｓ１から工程Ｓ３まで、工程Ｓ１１から工程Ｓ１４までの各工程は、図４、図１１で示した工程と同様である。
【０１２９】
図１３のＳ２０１の工程は、ＭＥＭＳ素子６の開放端出力と、得られた開放端出力よりＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを計算する工程である。
チャージポンプ式のＭＥＭＳマイク６は、ＭＥＭＳ素子３の外部にあるＩＣから電圧の供給を受けるが、ＩＣの供給電圧値は一義的な値である。ＩＣの供給電圧値はＭＥＭＳ素子３の供給電圧（着電電圧に相当する。）Ｅｂとして扱えるので、式（２）で示したＭＥＭＳ素子３の開放端出力Ｖｍと、式（１）で示したＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔは、工程Ｓ３で実施されたＣ−Ｖ測定による可動電極１０のスティフネスＳｏおよび可動電極１０と固定電極１３間の距離ｄｉの把握により計算で求められる。
【０１３０】
図１４は、一般的なＭＥＭＳマイク６の感度分布を示すもので、横軸をＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔ、縦軸をＭＥＭＳマイク６の個数とした感度分布例である。一般のＭＥＭＳマイク６の製造においては、生産するＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔにおいて規格幅があり、感度上限以上、あるいは感度下限以下のＭＥＭＳマイク６を市場に供給できない。
【０１３１】
これに対し、工程Ｓ２０２では、ＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔが規格内にあるもののみを選別している。なお、ＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔを計算する工程Ｓ２０１で、図１４で示した感度分布グラフを作成・出力することによって、感度Ｖｏｕｔが規格外のＭＥＭＳマイク６の個数を把握できるとともに、ＭＥＭＳマイク６の製造においての工程能力把握や、さらには工程能力の改善のためのデータとすることが可能となる。
【０１３２】
また、感度分布グラフは、図９で示したようなコンター図としても良い。ＭＥＭＳマイク６を組立てることなくＭＥＭＳ素子３の状態で販売する場合、客先でＭＥＭＳ素子３をピックアップすることになり、ＭＥＭＳ素子３と対応付けたコンター図の作成は客先でのＭＥＭＳ素子ピックアップ可/不可のデータ提供とすることができる。
【０１３３】
図１３の工程Ｓ２０３と工程Ｓ２０４の工程は、安定度μを計算し、規定内の安定度μ（図中では安定度６以上）のもののみを選別する工程である。安定度μの算出は、エレクトレット型ＭＥＭＳマイクと同様な方法で達成できる。
【０１３４】
図１３の工程Ｓ１１以降の工程を実施することにより、チャージポンプ方式のＭＥＭＳマイク６の感度Ｖｏｕｔと安定度μが保証されたＭＥＭＳマイク６の組立てが実施される。
【０１３５】
上記のような構成によれば、従来実施されていなかったウェハレベルでのＭＥＭＳ素子３の全数検査が可能となり、不良なＭＥＭＳ素子３がＭＥＭＳマイク６の組立工程に供給されないので、組立て部材の抑制が図れ、製造コストの低減が図れる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明は、ＭＥＭＳマイクの製造方法として有用である。
【符号の説明】
【０１３７】
１  金属ケース
２  基板
３  ＭＥＭＳ素子
４  ＩＣ部
６  ＭＥＭＳマイク
１０  下部電極
１１  エレクトレック膜
１２  可動電極
【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９】
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