JP4715260B2 - コンデンサマイクロホンおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、大気に連通する開口を備えたシリコン基板の該開口の上部に第１電極（ダイアフラム）と第２電極（背面板：バックプレート）が空間部を介して相対向するように配置されてコンデンサが形成されたコンデンサマイクロホンおよびその製造方法に関する。

従来より、音圧で振動する薄いダイアフラム（第１電極）と、これに近接して平行に形成されたバックプレート（第２電極）とで構成されるコンデンサ型のマイクロホン（コンデンサマイクロホン）が知られている。この種のコンデンサマイクロホンは、ダイアフラム（第１電極）が振動するとコンデンサの容量が変化し、これを電圧に変換して音声信号として取り出すようになされている。このような従来のマイクロホンにあっては、複数種の部品を組み立てて作製するため、主に、次の（１）〜（３）に示されるような種々の問題点があった。

（１）部品の組立工程の精度の制約により、小型化するのにも限界があることから、携帯電話機等の小型の電子機器に搭載されている半導体部品などの他のモジュールに比べて、厚さや占有面積も大きくなってしまい、回路基板の実装密度を高めることの妨げになっていた。
（２）また、部品の材質が個々に異なって、熱膨張率に差異があることから、実装工程における半田付けなどの複数回の熱処理による熱衝撃で、熱歪みによる変形が生じてしまうということがあった。
（３）さらに、振動膜やスペーサー絶縁部などに樹脂材料からなる部品を採用した場合には、バンプ／リフローなどのように高温処理を伴う実装工程により一括処理することができず、効率化を図ることができなかった。

そこで、マイクロマシン技術（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical System）を適用して、マイクロホンを小型化することが特許文献１あるいは特許文献２にて提案されるようになった。特許文献１にて提案されたマイクロホンにあっては、基台（シリコン基板）の中央部に音圧により振動する振動膜を形成するとともに、この振動膜の周囲を囲む支持部が背面板を支持して振動膜に対面させることにより、振動膜と背面板との間に支持部を介装して振動膜の振動空間を確保する積層構造に構成するようにしている。これにより、半導体製造技術（マイクロマシン技術）により作製可能でコンデンサ型マイクロホンとして機能するチップマイクロホンが実現できるというものである。この場合、振動膜（ダイアフラム）には貫通孔が形成されておらず、背面板に貫通孔が形成されていて圧力の調整が行われるようになされている。

また、特許文献２にて提案されたものにあっては、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板のボディー・シリコン層の上に形成されたポリシリコンダイヤフラムを有するマイクロメカニカルデバイスとして設計されている。このマイクロメカニカルデバイスにおいては、基板内の裏側にはボディー・シリコン層内の開口を介してダイヤフラムとボディー・シリコン層間の空洞と接続されている空所が存在し、この開口によりダイヤフラムの振動静止時に空洞（チャンバー）内の圧力平衡が生じるようになされている。この場合、ＳＯＩ基板で構成されたチップ表面からの音圧をダイアフラムで受け、ダイアフラム内で発生する気体の流通および圧力の調整をチップ裏面に形成された空洞（チャンバー）に連通する流通孔を通して行われるようになされている。
特開２００３−０７８９８１号公報 特表２００１−５０８９４０号公報

ところが、上述した特許文献１にて提案されたマイクロホンにおいては、組立時にチップ表面に空間を形成する必要があるため、組み立て工程が複雑になるという問題を生じた。また、モジュール基板への実装面にキャップによる凹凸があるため、実装工程が複雑になり、製造コストが高くなるという問題を生じた。

一方、上述した特許文献２にて提案されたマイクロホンにおいては、チップ表面に気体の流通孔があるため、チップ表面を樹脂でモールドするプラスチックパッケージやチップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）とのマッチングが悪いという問題が生じた。

そこで、本発明は上記の如き問題点を解消するためになされたものであり、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）で容易にコンデンサマイクロホンが製造できる構造にして、超小型のコンデンサマイクロホンを低コストで提供できるようにすることを目的とする。

本発明は、大気に連通する開口を備えたシリコン基板の該開口の上部に第１電極と第２電極が空間部を介して対向するように配置されてコンデンサが形成されたコンデンサマイクロホンの製造方法であって、上記目的を達成するため、シリコン基板上にエッチングストッパー膜を成膜するエッチングストッパー膜成膜工程と、エッチングストッパー膜の上にダイヤフラムとなる第１電極を成膜する第１電極成膜工程と、第１電極およびエッチングストッパー膜に所定形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔が形成された第１電極の上に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層の上に背面板（バックプレート）となる第２電極を成膜する第２電極成膜工程と、第２電極の上に犠牲層エッチングストッパー膜を成膜する犠牲層エッチングストッパー膜成膜工程と、シリコン基板に大気に連通する開口を形成する開口形成工程と、第１電極およびエッチングストッパー膜に形成された貫通孔を通して犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えていることを特徴とする。

このように、第１電極と第２電極が犠牲層を介して相対向するように形成されており、この犠牲層を第１電極とエッチングストッパー膜に形成された貫通孔を通して除去するだけて、ダイヤフラムとなる第１電極と背面板（バックプレート）となる第２電極が空間部を介して容易に対向させることが可能となる。このため、この種のコンデンサマイクロホンを容易に超小型化することが可能になるとともに、簡単、容易に製造でき、しかも、安価に製造できるようになる。

そして、上述のようなコンデンサマイクロホンを製造するには、シリコン基板上にエッチングストッパー膜を成膜するエッチングストッパー膜成膜工程と、エッチングストッパー膜の上にダイヤフラムとなる第１電極を成膜する第１電極成膜工程と、第１電極に所定形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、貫通孔が形成された第１電極の上に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、犠牲層の上に背面板となる第２電極を成膜する第２電極成膜工程と、第２電極の上に犠牲層エッチングストッパー膜を成膜する犠牲層エッチングストッパー膜成膜工程と、第２電極と犠牲層エッチングストッパ膜を貫通して大気に連通する気体流通孔を形成する気体流通孔形成工程と、シリコン基板に大気に連通する開口を形成する開口形成工程と、シリコン基板に形成された開口の上部に存在するエッチングストッパー膜を除去するとともに、第１電極に形成された貫通孔および第２電極と犠牲層エッチングストッパ膜に形成された気体流通孔を通して犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えるようにすればよい。

このように、第１電極と第２電極が犠牲層を間にして形成されており、この犠牲層を第１電極に形成された貫通孔および第２電極と犠牲層エッチングストッパ膜に形成された気体流通孔を通して除去するだけて、ダイヤフラムとなる第１電極と背面板（バックプレート）となる第２電極が空間部を介して容易に対向させることが可能となる。このため、この種のコンデンサマイクロホンを容易に超小型化することが可能になるとともに、簡単、容易に製造でき、しかも、安価に製造できるようになる。

以下に、本発明のコンデンサマイクロホンの実施の形態を、実施例１のコンデンサマイクロホンおよび実施例２のコンデンサマイクロホンとして図１〜図２７に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の目的を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。なお、図１は実施例１のコンデンサマイクロホンの要部を模式的に示す断面図であり、図２〜図１３はその製造工程を模式的に示す断面図である。また、図１４は実施例２のコンデンサマイクロホンの要部を模式的に示す断面図であり、図１５〜図２７はその製造工程を模式的に示す断面図である。

１．実施例１
本実施例１のコンデンサマイクロホン１０は、図１に示すように、シリコン基板（シリコンウェハ）１１の略中央部に形成された開口１１ａを備え、この開口１１ａの上部に、ポリシリコンからなる第１電極１２と、ポリシリコンからなる第２電極１３が空間部１４を介して対向するように配置されている。このように空間部１４を介して第１電極１２と第２電極１３が対向することによりコンデンサが形成され、コンデンサ型マイクロホンとして機能するようになされている。

ここで、ポリシリコンからなる第１電極１２は音圧に応答して第２電極１３に対して移動可能なダイヤフラムとして作用する。そして、この第１電極１２の開口１１ａ側の表面には、シリコン窒化膜からなるエッチングストッパ膜１２ａが残存していて、これらの第１電極１２とエッチングストッパ膜１２ａを貫通して開口１１ａに連通する貫通孔１２ｂが形成されている。一方、ポリシリコンからなる第２電極１３は第１電極１２に対する背面板（バックプレート）として作用する。そして、この第２電極１３の第１電極１２に対向する面の反対側には、シリコン窒化膜からなる犠牲層エッチングストッパ膜１３ａが残存している。

なお、第１電極１２の一端部はメタル配線１６ａに接続されているとともに、第２電極１３の一端部はメタル配線１６ｂに接続されている。そして、第２電極（背面板）１３を覆うように、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜１５が形成されている。また、層間絶縁膜１５を覆うとともに、メタル配線１６ａ、１６ｂを覆うようにチップ保護膜（酸化膜と窒化膜からなる積層膜）１６が形成されている。これらの上部はＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）を形成した封止樹脂（エポキシ樹脂）１７により被覆されている。この場合、封止樹脂１７の上部にはんだバンプ（突起電極）１９が形成されており、このはんだバンプ１９はポスト１８ａを介して再配線層１８に接続されており、この再配線層１８はメタル配線１６ａのいずれかに接続されている。なお、はんだバンプ１９は図示しない回路基板にフリップチップ接続されるようになされている。

次に、上述のような構成となる実施例１のコンデンサマイクロホン１０の半導体製造技術による作製手順（製造工程）を、図２〜図１３を用いて以下に説明する。まず、図２に示すように、素子間分離層（フィールド酸化膜）１１ｘやマイクロホンの周辺回路となるウェル、ソース、ドレンなどからなるトランジスタ１１ｙがＣＭＯＳ半導体製造プロセスにより形成されたシリコン基板（シリコンウェハ）１１を用意する。ついで、図３に示すように、この全面にレジスト１２ｃを塗布し、このレジスト１２ｃをダイアフラム形成部（第１電極）１２の形状にパターニングした後、レジスト１２ｃをマスクにしてダイアフラム形成部（第１電極）１２のフィールド酸化膜１１ｘをエッチングする。

ついで、図４に示すように、レジスト１２ｃを除去した後、この全面にエッチングストッパ膜１２ａとなるシリコン窒化膜をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition：減圧化学気相成長）法により堆積させる。ついで、この全面に第１電極（ダイアフラム）１２となるポリシリコン膜を成膜する。ついで、この上にレジスト１２ｄを塗布して、所定の第１電極（ダイアフラム）１２の形状および所定の貫通孔の形状にパターニングする。ついで、図５に示すように、パターニングされたレジスト１２ｄをマスクにしてレジスト１２ｄおよびポリシリコン膜からなる第１電極（ダイアフラム）１２をエッチングした後、レジスト１２ｄを除去する。これにより、第１電極（ダイアフラム）１２に貫通孔１２ｂが形成されることとなる。

ついで、この全面にレジスト１２ｅを塗布し、このレジスト１２ｅを第１電極（ダイアフラム）１２より小さめの形状にパターニングした後、レジスト１２ｅと第１電極（ダイアフラム）１２をマスクにして、貫通孔１２ｂの下部のシリコン窒化膜からなるエッチングストッパ膜１２ａをフロロカーボン系ガス（例えば、ＣＦ₄，ＣＨＦ₄等）を用いてエッチングする。これにより、図６に示すように、第１電極（ダイアフラム）１２に形成された貫通孔１２ｂはエッチングストッパ膜１２ａを貫通してシリコン基板１１の表面に到達することとなる。ついで、レジスト１２ｅを除去した後、この全面に犠牲膜１４ａとなるシリコン酸化膜と、第２電極（背面板）１３となるポリシリコン膜を成膜した後、レジスト１３ｂを塗布して、所定の第２電極（背面板）１３の形状にパターニングする。

この後、図７に示すように、レジスト１３ｂをマスクにしてポリシリコン膜からなる第２電極（背面板）１３およびシリコン酸化膜からなる犠牲膜１４ａを所定の形状にエッチングした。このエッチングにおいては、まず、Ｃｌ₂とＯ₂の混合ガスを用いてポリシリコン膜からなる第２電極（背面板）１３のエッチングを行った後、フロロカーボン系ガス（例えば、ＣＦ₄，ＣＨＦ₄等）を用いてシリコン酸化膜からなる犠牲膜１４ａのエッチングを行った。ついで、レジスト１３ｂを除去した後、図８に示すように、この全面にエッチングストッパ膜１３ａとなるシリコン窒化膜をＬＰＣＶＤ法により堆積させる。ついで、図９に示すように、これらの上に層間絶縁膜１５，メタル配線１６ａ，１６ｂおよびチップ保護膜１６を周知のＣＭＯＳ半導体製造技術により形成する。

ついで、ＣＳＰ（Chip Size Package）工程において、図１０に示すように、これらの全面にパッケージとなる封止樹脂層（エポキシ樹脂）１７を被覆させた。この場合、封止樹脂層１７の一部に銅（Ｃｕ）からなるポスト１８ａが埋設され、かつ、このポスト１８ａとメタル配線１６ａの一部とが接続されるように銅（Ｃｕ）からなる再配線層１８が形成されるようにした。

ついで、図１１に示すように、基板１１の裏面の全面に開口１１ａ形成用のマスク１１ｂを形成するとともに、基板１１の表面の全面にも封止樹脂層１７の保護用のマスク１７ａを形成する。この場合、マスク１１ｂ，１７ａの材質としては、レジスト層、アルミニウム膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などから選択するようにすればよい。この後、基板１１の裏面をＤｅｅｐＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）、ＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）やＫＯＨを用いてエッチングして、基板１１の裏面に開口１１ａを形成した。なお、このエッチングにおいて、開口１１ａの深さ（高さ）がシリコン窒化膜からなるエッチングストッパ膜１２ａまでとなるように行われる。

ついで、基板１１の表裏面に形成されたマスク１１ｂ，１７ａを除去した後、図１２に示すように、この表面に封止樹脂層１７の保護用のマスク１７ｂを形成する。この場合、マスク１７ｂの材質としては、レジスト層、アルミニウム膜、シリコン窒化膜などから選択するようにすればよい。この後、フッ酸（例えば、６３ＢＨＦ、希釈ＨＦ、ストレートＨＦなど）に浸漬してフッ酸処理を行い、第１電極（ダイアフラム）１２と第２電極（背面板）１３との間に形成されてシリコン酸化膜からなる犠牲膜１４ａを除去した。このフッ酸処理において、処理液は貫通孔１２ｂを通して犠牲膜１４ａ内に流入することとなる。これにより、第１電極（ダイアフラム）１２と第２電極（背面板）１３との間に貫通孔１２ｂを通して開口１１ａに連通する空間部１４が形成されることとなる。

ついで、マスク１７ｂを除去した後、封止樹脂層１７に埋設するように形成されたポスト１８ａにはんだバンプ１９（図１参照）を固着する。このようにして基板１１にマイク領域Ａを形成した後、図１３に示すように、ダイジングブレードＢにより各マイク領域Ａ毎にダイジングする。これにより、図１に示すように、ＣＳＰの表面にマイクロホンが形成されたチップ、即ち、コンデンサマイクロホン１０が形成されることとなる。

上述したように、本実施例１のコンデンサマイクロホン１０は、背面板（バックプレート）となる第２電極１３に対向する第１電極１２と、この上に形成されたエッチングストッパ膜１２ａに大気に連通する貫通孔１２ｂが形成されているので、音圧が第１電極１２に作用した際に第１電極１２と第２電極１３で形成される空間部１４に存在する空気が、当該貫通孔１２ｂより大気に連通する開口１１ａ内に排気されるようになる。これにより、第１電極１２は第２電極１３に対して敏感に移動可能なダイヤフラムとなって、音圧に敏感に応答することができるようになり、感度の優れたコンデンサマイクロホンとなる。また、第１電極１２の開口１１ａ側の表面にエッチングストッパ膜１２ａが残存しているので、このエッチングストッパ膜１２ａは第１電極１２の強度を補強するように作用し、この種のコンデンサマイクロホンの耐久性が向上する。

この場合、第１電極１２と第２電極１３の間に犠牲層１４ａを形成しておき、この犠牲層１４ａを第１電極１２とエッチングストッパー膜１２ａに形成された貫通孔１２ｂを通して除去するだけて、ダイヤフラムとなる第１電極１２と背面板（バックプレート）となる第２電極１３が空間部１４を介して容易に対向させることが可能となる。このため、この種のコンデンサマイクロホンを容易に超小型化することが可能になるとともに、簡単、容易に製造でき、しかも、安価に製造できるようになる。

２．実施例２
ついで、実施例２のマイクロホンについて、図１４に基づいて以下に説明する。本実施例２のマイクロホン３０は、図１４に示すように、シリコン基板（シリコンウェハ）３１の略中央部に形成された大気に連通する開口３１ａを備え、この開口３１ａの上部に、ポリシリコンからなる第１電極３２と、ポリシリコンからなる第２電極３３が空間部３４を介して対向するように配置されている。このように空間部３４を介して第１電極３２と第２電極３３が対向することによりコンデンサが形成され、コンデンサ型マイクロホンとして機能するようになされている。

ここで、ポリシリコンからなる第１電極３２は音圧に応答して第２電極３３に対して移動可能なダイヤフラムとして作用する。そして、この第１電極３２の開口３１ａ側の表面には、シリコン窒化膜からなるエッチングストッパ膜３２ａは残存しないようになされている。一方、ポリシリコンからなる第２電極３３は第１電極３２に対する背面板（バックプレート）として作用する。そして、この第２電極３３の第１電極３２に対向する面の反対側には、シリコン窒化膜からなる犠牲層エッチングストッパ膜３３ａが残存していて、これらの第２電極３３とエッチングストッパ膜３３ａと後述するチップ保護膜（酸化膜と窒化膜からなる積層膜）３６を貫通して大気に連通する気体流通孔３４ａが形成されている。

なお、第１電極３２の一端部はメタル配線３６ａに接続されているとともに、第２電極３３の一端部はメタル配線３６ｂに接続されている。そして、第２電極（背面板）３３を覆うように、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜３５が形成されている。また、層間絶縁膜３５を覆うとともに、メタル配線３６ａ、３６ｂを覆うようにチップ保護膜（酸化膜と窒化膜からなる積層膜）３６が形成されている。これらの上部はＣＳＰ（チップ・サイズ・パッケージ）を形成した封止樹脂（エポキシ樹脂）３７により被覆されている。この場合、封止樹脂３７の上部にはんだバンプ３９が形成されており、このはんだバンプ３９はポスト３８ａを介して再配線層３８に接続されており、この再配線層３８はメタル配線３６ａのいずれかに接続されている。なお、はんだバンプ３９は図示しない回路基板にフリップチップ接続されるようになされている。

次に、上述のような構成となる実施例２のコンデンサマイクロホン３０の半導体製造技術による作製手順（製造工程）を、図１５〜図２７に基づいて以下に説明する。まず、図１５に示すように、素子間分離層（フィールド酸化膜）３１ｘやマイクロホンの周辺回路となるウェル、ソース、ドレンなどからなるトランジスタ３１ｙがＣＭＯＳ半導体製造プロセスにより形成されたシリコン基板（シリコンウェハ）３１を用意する。ついで、図１６に示すように、この全面にレジスト３２ｃを塗布し、このレジスト３２ｃをダイアフラム形成部（第１電極）３２の形状にパターニングした後、レジスト３２ｃをマスクにしてダイアフラム形成部（第１電極）３２のフィールド酸化膜３１ｘをエッチングする。

ついで、図１７に示すように、レジスト３２ｃを除去した後、この全面にエッチングストッパ膜３２ａとなるシリコン窒化膜をＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition：減圧化学気相成長）法により堆積させる。ついで、この全面に第１電極（ダイアフラム）３２となるポリシリコン膜を成膜する。ついで、この上にレジスト３２ｄを塗布して、所定の第１電極（ダイアフラム）３２の形状および所定の貫通孔３２ｂの形状にパターニングする。ついで、図１８に示すように、パターニングされたレジスト３２ｄをマスクにしてポリシリコン膜からなる第１電極（ダイアフラム）３２をエッチングした後、レジスト３２ｄを除去する。これにより、第１電極（ダイアフラム）３２に気体流通孔３２ｂが形成されることとなる。

ついで、この全面に犠牲膜３４ｂとなるシリコン酸化膜と、第２電極（背面板）３３となるポリシリコン膜を成膜した後、レジスト３３ｂを塗布して、所定の第２電極（背面板）３３の形状にパターニングする。この後、図１９に示すように、レジスト３３ｂをマスクにしてポリシリコン膜からなる第２電極（背面板）３３およびシリコン酸化膜からなる犠牲膜３４ｂを所定の形状にエッチングした。ついで、レジスト３３ｂを除去した後、図２０に示すように、この全面にエッチングストッパ膜３３ａとなるシリコン窒化膜をＬＰＣＶＤ法により堆積させる。ついで、図２１に示すように、これらの上に層間絶縁膜３５，メタル配線３６ａ，３６ｂおよびチップ保護膜３６を周知のＣＭＯＳ半導体製造技術により形成する。

ついで、この上にレジスト３７ａを塗布して、後述する気体流通孔３４ａの形状にパターニングする。ついで、図２２に示すように、パターニングされたレジスト３７ａをマスクにしてチップ保護膜３６、シリコン窒化膜からなるエッチングストッパ膜３３ａおよび第２電極（背面板）３３をエッチングする。この後、レジスト３７ａを除去することにより、チップ保護膜３６、エッチングストッパ膜３３ａおよび第２電極（背面板）３３に気体流通孔３４ａが形成されることとなる。

ついで、ＣＳＰ（Chip Size Package）工程において、図２３に示すように、これらの全面にパッケージとなる封止樹脂層（エポキシ樹脂）３７を被覆させた。この場合、封止樹脂層３７の一部に銅（Ｃｕ）からなるポスト３８ａが埋設され、かつ、このポスト３８ａとメタル配線３６ａの一部とが接続されるように銅（Ｃｕ）からなる再配線層３８が形成されるようにした。

この後、基板３１の表面に第２電極（背面板）３３の上部に形成される開口３７ｃの形状に一致するマスク３７ｂをレジストにより形成する。ついで、図２４に示すように、ＤｅｅｐＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）、ＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）やＫＯＨを用いて封止樹脂層３７をエッチングして、第２電極（背面板）３３の上部の封止樹脂層層３７に開口３７ｃを形成するとともに、チップ保護膜３６に気体流通孔３４ａを形成した。

ついで、基板３１の裏面の全面に開口３１ａ形成用のシリコン酸化膜からなるマスク３１ｂを形成する。この場合、マスク３１ｂの材質としては、レジスト層、アルミニウム膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜などから選択するようにすればよい。この後、基板３１の裏面をＤｅｅｐＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）、ＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）やＫＯＨを用いてエッチングして、図２５に示すように、基板３１の裏面に開口３１ａを形成した。なお、このエッチングにおいて、開口３１ａの深さ（高さ）がシリコン酸化膜からなるエッチングストッパ膜３２ａまでとなるように行われる。

ついで、基板３１の裏面に形成されたマスク３１ｂを除去した後、フッ酸（例えば、６３ＢＨＦ、希釈ＨＦ、ストレートＨＦなど）に浸漬してフッ酸処理を行い、開口３１ａの上部に存在するシリコン酸化膜からなるエッチングストッパ膜３２ａを除去するとともに、第１電極（ダイアフラム）３２と第２電極（背面板）３３との間に形成されてシリコン酸化膜からなる犠牲膜３４ａを除去する。これにより、図２６に示すように、第１電極（ダイアフラム）３２と第２電極（背面板）３３との間に気体流通孔３４ａを通して開口３７ｃに連通するとともに、貫通孔３２ｂを通して開口３１ａに連通する空間部３４が形成されることとなる。

ついで、マスク３７ｂを除去した後、図１４に示すように、封止樹脂層３７に埋設するように形成されたポスト３８ａにはんだバンプ３９を固着する。このようにして基板３１にマイク領域Ｃを形成した後、図２７に示すように、ダイジングブレードＢにより各マイク領域Ａ毎にダイジングする。これにより、図１４に示すように、ＣＳＰの表面にマイクロホンが形成されたチップ、即ち、コンデンサマイクロホン３０が形成されることとなる。

上述したように、本実施例２のコンデンサマイクロホン３０は、開口３１ａに連通する貫通孔３２ｂが第１電極３２に形成されているとともに、第２電極３３と犠牲層エッチングストッパ膜３３ａを貫通して大気に連通する気体流通孔３４ａが形成されているので、音圧が第１電極３２に作用した際に第１電極３２と第２電極３３で形成される空間部３４に存在する空気が、当該貫通孔３２ｂおよび気体流通孔３４ａより大気中に排気されるようになる。これにより、第１電極３２は第２電極３３に対してさらに敏感に移動可能なダイヤフラムとなって、音圧にさらに敏感に応答することができるようになり、さらに感度の優れたコンデンサマイクロホンとなる。

この場合、第１電極３２と第２電極３３が犠牲層３４ｂを間にして形成されており、この犠牲層３４ｂを第１電極３２に形成された貫通孔３２ｂ、および第２電極３３と犠牲層エッチングストッパ膜３３ａに形成された気体流通孔３４ａを通して除去するだけで、ダイヤフラムとなる第１電極３２と背面板（バックプレート）となる第２電極３３が空間部３４を介して容易に対向させることが可能となる。このため、この種のコンデンサマイクロホンを容易に超小型化することが可能になるとともに、簡単、容易に製造でき、しかも、安価に製造できるようになる。

なお、上述した実施形態においては、チップ保護膜（１６，３６）として酸化膜と窒化膜からなる積層膜を用いる例について説明したが、これらの上にさらにポリイミド膜を形成するようにしてもよい。また、上述した実施形態においては、封止樹脂層（１７，３７）を形成する樹脂としてエポキシ樹脂を用いる例について説明したが、エポキシ樹脂に代えてポリイミド樹脂を用いるようにしてもよい。

実施例１のコンデンサコンデンサマイクロホンの要部を模式的に示す断面図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 実施例２のコンデンサコンデンサマイクロホンの要部を模式的に示す断面図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。 図１４のコンデンサマイクロホンを製造する一工程を模式的に示す図である。

符号の説明

１０…マイクロホン、１１…シリコン基板（シリコンウェハ）、１１ａ…開口、１１ｘ…フィールド酸化膜、１１ｙ…トランジスタ、１２…第１電極、１２ａ…エッチングストッパ膜、１２ｂ…貫通孔、１２ｃ…レジスト、１２ｄ…レジスト、１２ｅ…レジスト、１３…第２電極、１３ａ…エッチングストッパ膜、１３ａ…犠牲層エッチングストッパ膜、１３ｂ…レジスト、１４…空間部、１４ａ…犠牲層（犠牲膜）、１５…層間絶縁膜、１６…チップ保護膜、１６ａ…メタル配線、１６ｂ…メタル配線、１７…封止樹脂層、１７ａ…マスク、１７ｂ…マスク、１８…再配線層、１８ａ…ポスト、１９…はんだバンプ、３０…マイクロホン、３１…シリコン基板（シリコンウェハ）、３１ａ…開口、３１ｂ…マスク、３１ｘ…フィールド酸化膜、３１ｙ…トランジスタ、３２…第１電極、３２ａ…エッチングストッパ膜、３２ｂ…貫通孔、３２ｃ…レジスト、３２ｄ…レジスト、３３…第１電極、３３ａ…犠牲層エッチングストッパ膜、３３ｂ…レジスト、３４…空間部、３４ａ…気体流通孔、３４ｂ…犠牲層（犠牲膜）、３５…層間絶縁膜、３６…チップ保護膜、３６ａ…メタル配線、３６ｂ…メタル配線、３７…封止樹脂層、３７ａ…レジスト、３７ｂ…マスク、３７ｃ…開口、３８…再配線層、３８ａ…ポスト、３９…はんだバンプ

Claims (4)

1. 大気に連通する開口を備えたシリコン基板の該開口の上部に第１電極を形成し、この上部に空間部を介して第２電極が対向するように配置してコンデンサを形成するようにしたコンデンサマイクロホンの製造方法であって、
   前記シリコン基板上にエッチングストッパー膜を成膜するエッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記エッチングストッパー膜の上にダイヤフラムとなる第１電極を成膜する第１電極成膜工程と、
   前記第１電極および前記エッチングストッパー膜に所定形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記貫通孔が形成された第１電極の上に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層の上に背面板となる第２電極を成膜する第２電極成膜工程と、
   前記第２電極の上に犠牲層エッチングストッパー膜を成膜する犠牲層エッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記シリコン基板に大気に連通する開口を形成する開口形成工程と、
   前記第１電極および前記エッチングストッパー膜に形成された貫通孔を通して前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えたことを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法。
2. 大気に連通する開口を備えたシリコン基板の該開口の上部に第１電極を形成し、この上部に空間部を介して第２電極が対向するように配置してコンデンサを形成するようにしたチップ・サイズ・パッケージの製造方法であって、
   前記シリコン基板上にエッチングストッパー膜を成膜するエッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記エッチングストッパー膜の上にダイヤフラムとなる第１電極を成膜する第１電極成膜工程と、
   前記第１電極および前記エッチングストッパー膜に所定形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記貫通孔が形成された第１電極の上に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層の上に背面板となる第２電極を成膜する第２電極成膜工程と、
   前記第２電極の上に犠牲層エッチングストッパー膜を成膜する犠牲層エッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記シリコン基板に大気に連通する開口を形成する開口形成工程と、
   前記第１電極および前記エッチングストッパー膜に形成された貫通孔を通して前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備え、
   前記シリコン基板上に前記第１電極、前記第２電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とするチップ・サイズ・パッケージの製造方法。
3. 大気に連通する開口を備えたシリコン基板の該開口の上部に第１電極を形成し、この上部に空間部を介して第２電極が対向するように配置してコンデンサを形成するようにしたコンデンサマイクロホンの製造方法であって、
   前記シリコン基板上にエッチングストッパー膜を成膜するエッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記エッチングストッパー膜の上にダイヤフラムとなる第１電極を成膜する第１電極成膜工程と、
   前記第１電極に所定形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記貫通孔が形成された第１電極の上に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層の上に背面板となる第２電極を成膜する第２電極成膜工程と、
   前記第２電極の上に犠牲層エッチングストッパー膜を成膜する犠牲層エッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記第２電極と前記犠牲層エッチングストッパ膜を貫通して大気に連通する気体流通孔を形成する気体流通孔形成工程と、
   前記シリコン基板に大気に連通する開口を形成する開口形成工程と、
   前記シリコン基板に形成された前記開口の上部に存在する前記エッチングストッパー膜を除去するとともに、前記第１電極に形成された貫通孔および前記第２電極と前記犠牲層エッチングストッパ膜に形成された気体流通孔を通して前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備えたことを特徴とするコンデンサマイクロホンの製造方法。
4. 大気に連通する開口を備えたシリコン基板の該開口の上部に第１電極を形成し、この上部に空間部を介して第２電極が対向するように配置してコンデンサを形成するようにしたチップ・サイズ・パッケージの製造方法であって、
   前記シリコン基板上にエッチングストッパー膜を成膜するエッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記エッチングストッパー膜の上にダイヤフラムとなる第１電極を成膜する第１電極成膜工程と、
   前記第１電極に所定形状の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記貫通孔が形成された第１電極の上に犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
   前記犠牲層の上に背面板となる第２電極を成膜する第２電極成膜工程と、
   前記第２電極の上に犠牲層エッチングストッパー膜を成膜する犠牲層エッチングストッパー膜成膜工程と、
   前記第２電極と前記犠牲層エッチングストッパ膜を貫通して大気に連通する気体流通孔を形成する気体流通孔形成工程と、
   前記シリコン基板に大気に連通する開口を形成する開口形成工程と、
   前記シリコン基板に形成された前記開口の上部に存在する前記エッチングストッパー膜を除去するとともに、前記第１電極に形成された貫通孔および前記第２電極と前記犠牲層エッチングストッパ膜に形成された気体流通孔を通して前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程とを備え、
   前記シリコン基板上に前記第１電極、前記第２電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とするチップ・サイズ・パッケージの製造方法。

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