(57)【要約】  本発明は、以下のステップを備える、微小電気機械変換器を製造するための方法を提示する。各々１つのメンブレン（３）を備える複数の微小電気機械変換器（１）を１つの単一のウェーハ（１３）上に製造するステップ。上記ウェーハ（１３）を少なくとも、１つの第１の領域（１４）と１つの第２の領域（１５）とに区分化するステップ。上記第１の領域（１４）のメンブレン（３）のサンプル（１８）の機械的応力を確定し、所定の規定値と比較するステップ。上記第２の領域（１５）のメンブレン（３）のサンプル（１８）の機械的応力を確定し、所定の規定値と比較するステップ。このメンブレン（３）の機械的応力を、上記の第１の領域（１４）で所定の規定値に調整するステップ。このメンブレン（３）の機械的応力を、上記の第２の領域（１５）で所定の規定値に調整するステップ。【選択図】  図２
2016536154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微少電気機械変換器（１）を製造するための方法であって、
各々１つのメンブレン（３）を備える複数の微小電気機械変換器（１）を１つの単一のウェーハ（１３）上に製造するステップと、
前記ウェーハ（１３）を少なくとも、１つの第１の領域（１４）と１つの第２の領域（１５）とに区分化する、区分化ステップと、
前記第１の領域（１４）のメンブレン（３）のサンプル（１８）の機械的応力を確定し、所定の規定値と比較するステップと、
前記第２の領域（１５）のメンブレン（３）のサンプル（１８）の機械的応力を確定し、所定の規定値と比較するステップと、
前記第１の領域（１４）におけるメンブレン（３）の機械的応力を、所定の規定値に調整するステップと、
前記第２の領域（１５）におけるメンブレン（３）の機械的応力を、所定の規定値に調整するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
それぞれの領域におけるメンブレン（３）の機械的応力の調整では、それぞれの他の領域におけるメンブレン（３）の応力は変化されないままであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つのメンブレン（３）の機械的応力の確定の際に、それぞれの変換器（１）の静電容量を、印加された電圧に依存して測定し、これから当該メンブレン（３）の応力が求められることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記静電容量は、前記メンブレン（３）にコンタクトされる測定探針を用いて測定され、当該測定で当該測定探針のコンタクトによる静電容量の変化が考慮されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法において、
１つの共通な方法ステップにおいて、すべての領域（１４，１５）のメンブレン（３）の機械的応力の調整を行う調整ステップをさらに備え、
当該ステップは、前記ウェーハ（１３）を少なくとも、１つの第１の領域（１４）と１つの第２の領域（１５）とに区分化する前記区分化ステップの前に実施されることを特徴とする方法。
【請求項６】
それぞれの領域（１４，１５）におけるメンブレン（３）の機械的応力の調整のため、当該それぞれの領域（１４，１５）におけるすべてのメンブレン（３）の厚さが、１つの共通な方法ステップにおいて調整されることを特徴する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記それぞれの領域（１４，１５）におけるメンブレン（３）の厚さが、当該領域（１４，１５）の局所的なエッチングによって低減されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記局所的なエッチングは、プラズマエッチングまたは、ガス相、蒸気相、または液相での化学的エッチングによって行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記局所的エッチングは、ハロゲンベースであることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記それぞれの領域（１４，１５）における前記メンブレン（３）の厚さは、当該領域（１４，１５）において局所的に堆積された材料によって大きくされることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記局所的に堆積された材料は、窒化シリコンを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記それぞれの領域（１４，１５）におけるメンブレン（３）の機械的応力の調整のために、不純物原子，不純物イオン，または不純物分子から選択された少なくとも１つの注入が行われることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法において、
各々の変換器（１）は、ガラス転移温度を有する材料を含む１つのスペーサ（４，５）と、１つの基板（２）とを備え、
各々の前記メンブレン（３）は、前記スペーサ（４，５）に、前記基板（２）から離間して固定されており、
前記方法は、
前記変換器（１）を前記材料のガラス転移温度の上の温度に加熱することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法において、
前記ウェーハ（１３）を互いに分離された変換器（１）に個々に分離するステップを備え、
当該ステップは、前記それぞれの領域における前記メンブレン（３）の前記機械的応力の調整の後に実施される、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微少電気機械変換器を製造するための方法に関する。この変換器は、１つのメンブレンを備える。
【背景技術】
【０００２】
この変換器は、たとえばメンブレンの変位を生じる機械的信号を電気的信号に変換することができる。この電気的信号は、たとえばこのメンブレンと不動のバックプレートとの間の静電容量の変化によって生成され、この際このメンブレンとバックプレートとの間には電圧が印加されている。このメンブレンを変位する上記の機械的信号は、たとえば音響波または他の圧力変動によって生成されてよい。この結果この変換器はマイクロフォンとして使用することができ、この音響波を測定することができる。この変換器は、圧力センサとしても利用することができる。
【０００３】
このような微小電気機械変換器を製造するための方法は、特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載された方法では、１バッチに対し、すなわち複数のウェーハであって、それぞれのウェーハがまたそれぞれ１つのメンブレンを有する変換器を複数備える複数のウェーハに対し、これら全てのメンブレンの電圧が１つの共通の方法ステップにおいて再調整される。
【０００４】
しかしながらこの方法では、このバッチの全てのメンブレンが同等に取り扱われる。したがって、製造条件によって生成される、１つのウェーハの個々のメンブレン間の差を調整することは可能でない。このためこの方法は、製造されるメンブレンの電圧に対し設定された所定の境界値が非常に狭い場合は、これらのメンブレンの少なからざる部分がこの境界値外になる結果となり、またこれらのメンブレンを個々に再調整することが可能ででない。このため少なからざる不良品が発生する。
【０００５】
一般的には、１つのウェーハの製造の際に、これらのメンブレンの電圧のガウシアン分布が生成される。特許文献１による方法は、この分布の重心をシフトすることを可能とする。しかしながら、この方法はこの分布の形状を変更することはできない。このため所定の仕様の境界値が狭い場合では、この方法の実施後でも、製造された変換器は、無視できない割合で、その電圧が所定の仕様境界値外にあるメンブレンを備えることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許１０９３７０３Ｂ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって本発明の課題は、微小電気機械変換器を製造するための方法であって、この方法は、たとえばメンブレン（複数）が所定の仕様により良く適合し得ることで、改善された効率を特徴とするものである。
【０００８】
上記の課題は本願請求項１に記載の方法によって解決される。さらなる実施例および改善された実施形態は、従属請求項に示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下のステップを備える、微小電気機械変換器を製造するための方法を提示する。
−複数の微小電気機械変換器を１つの単一のウェーハ上に製造するステップであって、それぞれの変換器が１つのメンブレンを備えるステップ、
−このウェーハを少なくとも、１つの第１の領域と１つの第２の領域に区分化するステップ、
−上記の第１の領域のメンブレンのサンプルの機械的応力を確定し、所定の規定値と比較するステップ、
−上記の第２の領域のメンブレンのサンプルの機械的応力を確定し、所定の規定値と比較するステップ、
−上記の第１の領域におけるメンブレンの機械的応力を、所定の規定値に調整するステップ、および
−これらのメンブレンの機械的応力を、上記の第２の領域で所定の規定値に調整するステップ。
【００１０】
本方法でこれらのステップは、ここに示す順序で実施されてよい。
【００１１】
さらに本方法は、複数の微小電気機械変換器の製造に適している。本方法では、既に製造されている微小電気機械変換器がさらに加工される。特にこの微小電気機械変換器のメンブレン（複数）の機械的応力が調整される。
【００１２】
このように本方法は、このウェーハのそれぞれを個々に処理し、それぞれのウェーハはさらに少なくとも２つの領域に区分化され、またこれらの領域においてそれぞれ他方の領域とは独立して、上記のメンブレン（複数）の機械的応力が調整される。このようにして、これらのメンブレンの応力の局所的な差が、一方の領域においてそれぞれ他方の領域から補正することが可能となる。
【００１３】
上記の公知の方法とは対照的に、これに対応して本方法は、１つのウェーハにおける上記のメンブレン（複数）の応力の分布のシフトに追加して、この分布の形状も変更することができる。とりわけ上記の分布を、これらのメンブレンの大部分が所定の仕様境界値内にあるように、狭くすることができる。このようにして、製造される不良品の割合を大幅に低減することができる。
【００１４】
本発明による微小電気機械変換器は、上記のメンブレンの他に１つの対向電極を備え、この対向電極は、たとえば１つのバックプレートによって形成することができる。この変換器は、メンブレンと対向電極との間に電圧を印加するのに適しており、こうしてメンブレンおよび対向電極は、１つのコンデンサを形成する。ここでこのコンデンサの静電容量の変化が測定されると、これよりこの変換器はマイクロフォンまたは圧力センサとして使用することができる。
【００１５】
上記のウェーハは、複数の変換器を備える。「複数」とはここでは少なくとも２つの変換器を意味するものであるが、しかしながら通常このウェーハは２つより遙かに多い変換器を備える。
【００１６】
このウェーハは、少なくとも２つの領域に区分化される。ここでこれらの領域のそれぞれは、１つのメンブレンを有する少なくとも１つの変換器を備える。しかしながらこれらの領域は、１つより遙かに多い変換器を備えてもよい。このウェーハは、任意の大きな数の領域に区分化されてよく、ここでこれらの領域の各々は、１つのメンブレンを有する少なくとも１つの変換器を備える。
【００１７】
このウェーハの領域への区分化は、たとえば経験値を用いて行なわれてよく、この経験値は、ウェーハの所定のゾーンにおける目標パラメータ「機械的応力」の変化が同様となるものである。この際ウェーハは、１つの領域毎に１つのゾーンが一致し、これよりこのゾーンにおけるメンブレン（複数）の機械的応力がほぼ均等であると見做されるように区分化することができる。こうして１つの変換器での、所定の規定値からのメンブレンの機械的応力の差は、それぞれの領域において、全領域における差（複数）を代表するものと見做され得る。
【００１８】
こうしてこのウェーハの領域への区分化は、これらの領域におけるメンブレンの間の機械的応力の推定された差に基づいて行なうことができる。
【００１９】
さらなるステップにおいて、各々の領域に対して、他の領域から分離されて、それぞれの領域のメンブレンのサンプルの機械的応力が確定され、所定の規定値と比較される。このそれぞれの機械的応力の確定は、測定によって行うことができる。たとえば１つのメンブレンの静電容量は、印加された電圧に依存して、測定探針を用いて測定することができ、続いてこの情報からメンブレンの機械的応力を計算することができる。
【００２０】
このメンブレン３の機械的応力の確定のための別の代替方法（複数）が、特許文献１に開示されている。これらの方法は、ここでは上述の測定探針を用いた測定に対する代替または補完に使用され得る。
【００２１】
上記の所定の規定値は、許容され得る機械的応力の領域も画定し得る。
【００２２】
上記のサンプルは、それぞれの領域のメンブレン（複数）の百分率に対応し得る。たとえばこのサンプルは、それぞれの領域のメンブレン（複数）の０．１〜１００％を含んでよく、好ましくはこのサンプルは、それぞれの領域のメンブレン（複数）の１〜１０％を含んでよい。このサンプルの大きさは、目標とする確度、および上記の応力に対する所定の規定値からの予想されるずれに依存して決定されてよい。
【００２３】
このサンプルは、それぞれの領域の決まった数のメンブレンから成ってよい。  上記のサンプルは、それぞれの領域の１つの単一のメンブレンから成ってよい。上記のサンプルは、それぞれの領域の全部のメンブレンから成ってよい。
【００２４】
それぞれの領域のサンプルのメンブレン（複数）の電圧（複数）の平均値が決定されてよく、続いてこの領域のメンブレン（複数）の電圧（複数）が、所定の規定値と一致するように調整されてよい。このようにして出来る限り多くのメンブレンが、その電圧が所定の仕様境界値内にあるように調整することができる。
【００２５】
もう１つのステップにおいて、上記の第１の領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力が調整される。このため様々な方法が利用されてよく、これらの方法ではこれらのメンブレンの負荷および／または厚さが調整される。このメンブレンの負荷は、メンブレンの「応力」とも呼ばれる。このステップにおいては、この第１の領域の全てのメンブレンが同様に処理されてよい。
【００２６】
続いて上記の第２の領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力が調整される。この際上記の第２の領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力（複数）の調整のために、上記の第１の領域に対するものとは別の１つの方法が使用されてよい。ここでもまたこれらのメンブレンの上記の機械的応力が、これらのメンブレンの厚さおよび／または負荷の調整によって達成することができる。この第２の領域における各々のメンブレンは、この方法ステップにおいては同様に処理されてよい。
【００２７】
上記の変換器が２つより多い領域に区分化されている場合、同様にもう１つの方法ステップにおいてさらに他の領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力（複数）が次から次にかつそれぞれ他の領域とは独立して調整されてよい。
【００２８】
この機械的応力の調整とは、それぞれの領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力（複数）を１つの規定値に近づけることを表す。この際それぞれの領域のサンプルの平均値を所定の規定値に調整することができる。
【００２９】
メンブレンの機械的応力の調整の確定のステップは、それぞれの領域において、他の領域におけるメンブレンの機械的応力の確定および調整とは別に行われる。
【００３０】
それぞれの領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力（複数）の調整では、それぞれの他の領域におけるメンブレン（複数）の応力（複数）は変化されないままとすることができる。これは特に各々の領域をそれぞれ他の領域から独立して処理することを可能にし、また製品に依存するこれらの領域間の差を均等化することを可能とする。
【００３１】
このような製品に依存する差が見込まれる場合、これよりウェーハの領域への区分化は、この見込みに基づいて行われてよい。
【００３２】
１つのメンブレンの機械的応力の確定の際に、それぞれの変換器の静電容量を、印加された電圧に依存して測定することができ、そしてこれからこのメンブレンの応力を求めることができる。特にこの静電容量は、このメンブレンにコンタクトされる測定探針を用いて測定することができ、この際この測定探針のコンタクトによる静電容量の変化が考慮される。
【００３３】
この方法は、さらに１つの共通な方法ステップにおける全ての領域のメンブレンの機械的応力を調整するステップを備えてよく、ここでこのステップは、ウェーハを少なくとも１つの第１の領域および１つの第２の領域に区分化する前に実施される。続いてこれらの第１および第２の領域に対して、上述したように、メンブレン（複数）の機械的応力（複数）が、それぞれ他の領域のメンブレン（複数）からそれぞれ独立に調整される。こうしてまずこのウェーハの全てのメンブレンに対する粗調整が行われ、次にそれぞれの領域でローカルにこれらのメンブレンの機械的応力の微調整が行われる。最初に行われる粗調整は、この方法を加速し、かつより効率良く構成することを可能とする。
【００３４】
それぞれの領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力（複数）の調整では、これらのそれぞれの領域におけるすべてのメンブレンの厚さを、１つの共通な方法ステップにおいて調整することができる。１つのメンブレンの機械的応力は、このメンブレンの厚さと負荷の積として与えられる。これに対応してこの応力はこのメンブレンの厚さに比例している。
【００３５】
これらのメンブレンの厚さは、それぞれの領域において、この領域の局所的なエッチングによって低減することができる。この際この局所的なエッチングは、プラズマエッチングまたは、ガス相、蒸気相、または液相での化学的エッチングによって行うことができる。特にこの局所的エッチングは、ハロゲンベースであってよい。
【００３６】
これらのメンブレンの厚さは、それぞれの領域において、この領域における材料の局所的な堆積によって大きくすることができる。この局所的に堆積された材料は、窒化シリコンを含んでよい。この局所的に堆積された材料は、メンブレンの材料またはこのメンブレンの外層の材料と同一であってよい。このようにして、異なる熱膨張係数によってこのメンブレンに、このメンブレンの機械的応力をさらに変化しかねない負荷がかかることを避けることができる。
【００３７】
それぞれの領域におけるメンブレン（複数）の機械的応力（複数）の調整では、上記の応力は、不純物原子，不純物イオン，または不純物分子から選択された少なくとも１つの注入によって調整することができる。これらの注入された不純物原子，不純物イオン，または不純物分子は、メンブレンの負荷に影響し、こうしてこのメンブレンの応力にも影響する。このようにしてこのメンブレンの機械的応力は、どの不純物原子，不純物イオン，または不純物分子を注入するかにより、増大あるいは低減することができる。
【００３８】
各々の変換器は、ガラス転移温度を有する材料を含む１つのスペーサと、１つの基板とを備え、ここで上記のメンブレン（複数）の各々は、この基板から離間してこのスペーサに固定されている。この方法はこの変換器を、上記の材料のガラス転移温度の上の温度まで加熱するステップを備えてよい。これによってこのメンブレンの構造上のひずみを解消することができる。続いてこの変換器は再び上記のガラス転移温度より低い温度まで冷却されてよい。
【００３９】
この方法は、このウェーハを互いに分離された変換器に個々に分離するステップを含んでよく、ここでこのステップは、上記のそれぞれの領域におけるメンブレン（複数）の応力の調整の後に実施されてよい。
【００４０】
以下で実施例とこれに関連した図を用いて、本発明をより詳細に説明する。これらの図は、本発明の様々な実施形態例を示すが、これらの表示は概略的であり寸法は正確でない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】１つの微小電気機械変換器を概略的に示す。
【図２】１つのウェーハを概略的に示す。
【図３】上記のウェーハの１つの領域におけるサンプルの選択を概略的に示す。
【００４２】
図１は１つの微小電気機械変換器１を概略的に示し、この微小電気機械変換器は特にマイクロフォンとして利用され得る。この変換器１は、１つの基板２，１つのメンブレン３，および１つの第１のスペーサ４を備える。このメンブレン３の縁部（複数）は、この第１のスペーサ４に固定されている。メンブレン３は、基体２から離間している。このメンブレン３の、基体２に向いていない側に、１つの第２のスペーサ５が配設されている。この第２のスペーサ５には、１つのバックプレート６が固定されている。バックプレート６とメンブレン３との間には、１つの電圧を印加することができる。
【００４３】
メンブレン３は、３つの層７，８，９を備える。  具体的には、このメンブレン３は、２つの外層７，９、およびこれら２つの外層７，９の間に配設されている１つの内層８を備える。この内層８は、多結晶シリコンを含む。２つの外層７，９は、窒化シリコンを含む。基板２はシリコンを含み、バックプレート６は多結晶シリコンを含む。スペーサ４，５は、それぞれ絶縁材料、たとえば二酸化シリコン（ＳｉＯ2）から成っている。
【００４４】
メンブレン３は薄く、かつ僅かな機械的応力を有し、平衡位置を中心としてに可動なようになっている。メンブレン３の「応力」は、ここでは機械的な応力を意味し、メンブレン３とバックプレート６との間に印加され得る電圧とは異なるものである。たとえば音波に生じる圧力変動は、このメンブレン３の平衡位置からの変位を引き起こす。この際、具体的にはメンブレン３とバックプレート６との間隔が変化する。
【００４５】
第２のスペーサ５は、メンブレン３とバックプレート６との間に空隙１０を生成する。このバックプレート６は、少なくとも１つの開口部１１を備え、この開口部を通って音波が空隙１０に侵入し、メンブレン３まで到達することができる。さらにこのメンブレン３の反対側には、バックキャビティ１２が配設されており、このバックキャビティは基板２における開口部によって形成される。
【００４６】
メンブレン３およびバックプレート６は、それぞれ導電性である。メンブレン３とバックプレート６との間に１つの電圧が印加されると、これら２つはコンデンサを形成し、その静電容量はこのメンブレン３の変位によって可変である。音波が開口部１１を通ってバックプレート６に来ると、したがってこの音波はメンブレン３に到達し、このメンブレン３を変位させる。以上によりこのコンデンサの静電容量が変化される。この静電容量の変化は測定することができ、こうして変換器３は圧力センサまたはマイクロフォンとして使用可能である。
【００４７】
メンブレンの内層８は、硼素ドーピングまたは燐ドーピングされた多結晶シリコンから成り、さらに図１で矢印で示すように圧縮応力を有する。メンブレン３の２つの外層７，９は、同様に矢印で示すように、それぞれ引っ張り応力を有する。このメンブレン３の全体の機械的応力はこれらの個々の層７，８，９の応力の和から成る。各々の層７，８，９においては、層７，８，９の負荷は、実質的に２つの因子で決定される。１つは構造で決まる負荷がこの層７，８，９の負荷に寄与し、ここでこの構造によって決まる負荷は、この層７，８，９の取り付けによって形成されることである。もう１つは熱的負荷がこの層７，８，９の負荷に寄与し、ここでこの熱的負荷が、異なる材料の熱膨張係数から生成されることである。
【００４８】
上記の構造によって決まる負荷は、以下の方法ステップによって大幅に低減され得る。スペーサ４，５の材料は、二酸化シリコンであり、これに対応するガラス転移温度を備える。このガラス転移温度を越える際に、この材料は固体ガラスからゴム状さらに粘性のある溶融体まで変化することが観測される。
【００４９】
ここで変換器１、あるいは複数の変換器１を有するウェーハが、スペーサ４，５のガラス転移温度の上の温度に加熱され、こうしてこのスペーサ４，５の材料は粘性となり、剛性を失う。これに応じてメンブレン３の応力は消散する。続いてこの変換器１あるいは複数の変換器１のウェーハは、再度冷却され、この際スペーサ４，５の材料は再び固くなる。この時点で上記の構造によって決まるメンブレン３の負荷は、大幅に低減されており、こうしてこのメンブレン３は実質的に熱的な負荷のみを受けることになる。この熱的負荷は、メンブレン３の層（複数）の異なる熱膨張係数から生成される。
【００５０】
複数の変換器１を有する１つのウェーハを製造することおよびこの際にこの変換器１のメンブレン３機械的応力を個々にあるいは少なくとも局所的なグループで再調整することを可能とする方法を以下に説明する
【００５１】
図２は、１つのウェーハ１３を概略的に示す。このウェーハ１３は、複数の変換器１を備える。これらの変換器１の各々は、図１に示す変換器１であり、これらはそれぞれ１つのメンブレン３を備えている。
【００５２】
ここに記載する方法の目的は、このウェーハ１３上の変換器１のメンブレン３の機械的応力を、所定の仕様、特に所定の規定値に調整することである。１つのメンブレン３の機械的応力は、このメンブレン３の厚さとこのメンブレン３の負荷の積として与えられる。
【００５３】
第１の方法ステップにおいて、ウェーハ１３は、１つの第１の領域１４，１つの第２の領域１５，１つの第３の領域１６，および１つの第４の領域１７に区分化される。ここでは例示する区分化は、本方法の１つの第１の実施形態例のものである。ウェーハ１３は、本方法の代替の実施形態では、任意の数の領域に区分化されてよく、ここでこの領域の数は、常に２つ以上であり、かつその区分化パターンは異なるように選択されてよい。ウェーハ１３の個々の領域１４，１５，１６，１７への区分化は、たとえば製造によって決まる機械的応力の分布に応じて行われてよい。
【００５４】
次のステップにおいては、図３に第１の領域１４に対して示されているように、それぞれの領域において変換器１３の１つのサンプル１８が選択される。このサンプル１８の大きさは、様々なパラメータに依存して選択される。これらのパラメータには、たとえば目標とする確度、およびメンブレン３の応力の上記の規定値からの予測される差の大きさがある。
【００５５】
次の方法ステップにおいて、サンプル１８の各々の変換器１のメンブレン３の応力が確定される。求められたそれぞれの領域１４，１５，１６，１６からのサンプル１８のメンブレン３の応力は、続いて平均され、次の方法ステップにおいて、それぞれの領域１４，１５，１６，１７における全てのメンブレン３の応力が、この前以って求められたこの領域１４，１５，１６，１７のサンプル１８の平均値に依存して調整される。このようにしてウェーハ１３の各々の領域１４，１５，１６，１７は、このウェーハ１３の他の領域１４，１５，１６，１７から独立して処理され得る。このようにしてウェーハ１３の製造の際の、１つの領域における、他の１つの領域からの局所的な差が補正され得る。この方法は、特にウェーハ１３の全部のメンブレン３が常に一緒に処理される場合には不可能であろう。
【００５６】
１つのメンブレン３の応力は、異なるやりかたで確定することができる。ここでは以下に１つの例示的な方法を説明する。１つの測定探針をメンブレン３に設置する。メンブレン３とバックプレート６との間には、１つの電圧が印加され、こうしてこのメンブレン３とバックプレート６との間には１つの静電容量が形成される。
【００５７】
この測定探針は、この静電容量を検出する。ここで電圧が段階的に高くされる。この際この測定探針は、メンブレン３とバックプレート６との間の静電容量を測定する。印加される電圧はここではいわゆるコラプスが生じるまで高くされる。この際メンブレン３はバックプレート６に接触し、印加されている電圧は、急激に消散される。このコラプスが生じる静電容量に基づいて、メンブレン３の応力を算出することができる。
【００５８】
ここでさらに、この測定探針が機械的押圧力をこのメンブレン３に与えることで、この測定探針がメンブレン３の機械的応力を変歪することが考慮される。しかしながらこの効果の影響は、極小とすることができる。このためにこの測定探針は、常に同じ力でメンブレン３に押圧される。さらにウェーハ１３の幾何形状が、この測定探針を用いた接触の前に計測される。この際ウェーハ１３のある程度の変形またはウェーハ１３の高さの変化が検出され得る。この測定探針の位置決めでは、これらの情報が考慮され、これに対応してこの測定探針の位置が調整され、こうしてウェーハ１３の変形およびウェーハ１３の高さの変化により、この測定探針の静電容量の測定位での変歪が生じないようになる。
【００５９】
印加された電圧に依存する静電容量の測定値は、さらに測定探針がメンブレン３に与える力に関して後で補正される。
【００６０】
メンブレン３の機械的応力の確定のための別の代替方法（複数）が、特許文献１に開示されている。これらの方法は、ここでは上述の測定探針を用いた測定に対する代替または補完に使用され得る。
【００６１】
ここでメンブレン３の機械的応力の平均値がそれぞれの領域１４，１５，１６，１７で決定されると、これらのそれぞれの領域１４，１５，１６，１７でのメンブレン３の応力が上記の規定値に近づけられる。このため各々の領域１４，１５，１６，１７が個々に処理される。これに対応して、具体的には第１の領域１４におけるメンブレン３の応力の調整では、このメンブレン３の応力は他の領域１５，１６，１７においては変化されず、逆の場合も同様である。
【００６２】
領域１４，１５，１６，１７におけるメンブレン３の応力の上記の規定値への調整では、このメンブレン３の応力は増大されても低減されてもよい。これらの領域１４，１５，１６，１７における平均値が所定の規定値より小さい場合、これらの応力は増大される。同様にこのそれぞれの領域１４，１５，１６，１７に対する平均値が所定の規定値より大きい場合、これらの応力は低減される。
【００６３】
以下にメンブレン３の応力の増大または低減のための様々な方法を説明する。
【００６４】
サンプルの平均値が所定の規定値より大きい場合、このメンブレン３の材料がエッチング除去され、こうしてこのメンブレン３の厚さが低減されることによって、メンブレン３の応力は低減することができる。このためプラズマエッチング処理、またはガス相，蒸気相，または液相におけるエッチング剤を用いた化学的エッチング処理が利用されてよい。具体的にはこのエッチング処理はハロゲンベースであってよい。
【００６５】
このエッチング処理では、エッチングを行う適合したツールがウェーハ１３の上に沿って導入されている。しかしながらこれは作用箇所またはエッチングの中心部をシフトすることにも適している。それぞれの領域１４，１５，１６，１７の上のこのツールの滞在時間に依存して、メンブレン３の材料の厚さが適宜エッチング除去される。こうしてこのエッチングツールは、サンプル１８の平均値の大きなずれが確認された領域１４，１５，１６，１７において、この平均値が僅かな大きさだけずれている領域に比べて、より長時間使用されてよい。このようにしてこのメンブレン３の厚さは、ウェーハ１３の異なる領域１４，１５，１６，１７において、互いに異なった再調整を行うことができる。
【００６６】
サンプルの平均値が所定の規定値より小さい場合、材料がこのメンブレン３上に付けられ、こうしてこのメンブレン３の厚さが増大されることによって、メンブレン３の機械的応力は増大することができる。
【００６７】
この目的のため、このメンブレン３の外層７，９の１つに材料が堆積される。この堆積される材料は、具体的には窒化シリコンであってよく、これは外層７，９の材料と同じである。このようにして、異なる熱膨張係数によるさらなる熱的負荷の発生を避けることができる。
【００６８】
この材料は、上述したツールと類似したツールを用いて、ウェーハ１３のそれぞれの領域１４，１５，１６，１７に付けることができる。このツールは、それぞれの領域１４，１５，１６，１７における滞在時間に依存して異なる量の材料を付ける。こうしてこのウェーハ１３の１つの領域は、他の領域とは異なった処理を行うことができる。さらにこのツールは、このウェーハ１３の１つの領域においてエッチングを行い、これよりこの領域においてメンブレン３の厚さを低減すること、かつこのウェーハ１３の他の領域においては材料堆積を行い、これよりこの領域におけるメンブレン３の厚さを増大することに適している。ここで最も重要なことは、このツールが、各々の領域１４，１５，１６，１７をそれぞれの隣接する他の領域１４，１５，１６，１７から独立して処理できることである。
【００６９】
これらのメンブレン３の厚さが変更されると、これにより引っ張り応力が主である領域で、この領域の、圧縮応力が存在するメンブレン３の領域に対する比も変更される。  これによってもこのメンブレン３の応力を調整することができる。
【００７０】
代替としてまたは補完的に、このメンブレン３の厚さを後で変更することで、このメンブレン３の負荷を後で調整することができる。このためには、不純物原子，不純物イオン，または不純物分子から選択した１つをメンブレン３に注入することが適している。これはそれぞれのメンブレン３の負荷に影響し、これよりこのメンブレン３の負荷および応力を狙いを定めて増大または低減することができる。
【００７１】
この注入にも、上述したツールを利用することができ、このウェーハ１３の異なる領域１４，１５，１６，１７を互いに独立に加工することを可能とする。こうしてたとえば１つの領域においては、他の領域よりもより多く注入することができる。
【００７２】
本発明による方法のさらなる改善が、まずウェーハ１３の全ての領域１４，１５，１６，１７に対して粗調整を行うことによって可能となる。この際このウェーハ１３の全ての領域１４，１５，１６，１７における変換器（複数）１は一緒に処理される。この後まずこのウェーハ１３は異なる領域１４，１５，１６，１７に区分化され、続いて各々の領域１４，１５，１６，１７に対して、既に上述したように、メンブレン（複数）３の応力の微調整が行われる。このようにして本発明による方法は、全体として効率的であり、かつこれにより安価に構成されている。これは各々の個々の領域１４，１５，１６，１７の微調整のための時間が、このようにして状況により大幅に低減され得るからである。
【００７３】
領域１４，１５，１６，１７の各々において、これらのメンブレン３がその機械的応力に関して調整されたあとで、ウェーハ１３は、個々の変換器１に個々に分離される。このためこのウェーハはたとえばソーイングされてよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  ：  変換器
２  ：  基板
３  ：  メンブレン
４  ：  第１のスペーサ
５  ：  第２のスペーサ
６  ：  バックプレート
７  ：  外層
８  ：  内層
９  ：  外層
１０  ：  空隙
１１  ：  開口部
１２  ：  バックキャビティ
１３  ：  ウェーハ
１４  ：  第１の領域
１５  ：  第２の領域
１６  ：  第３の領域
１７  ：  第４の領域
１８  ：  サンプル
【図１】
2016536154.tif 000003
【図２】
2016536154.tif 000004
【図３】
2016536154.tif 000005
【国際調査報告】
2016536154.tif 000006
2016536154.tif 000007
2016536154.tif 000008
2016536154.tif 000009