利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.04.17】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22TU0089

利用課題名 / Title

高真空ウェハレベルパッケージングを適用したMEMSセンサーの研究開発 / The research of the MEMS sensors applying high vacuum wafer level packaging

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,MEMSデバイス,IoTセンサ

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

宮下英俊

所属名 / Affiliation

ソニーセミコンダクタマニュファクチャリング株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TU-216：Vapor HFエッチング装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

ウェハレベル高真空封止を実現するため、東北大学の設備を用いてVapor HFによる封止デバイスのリリースとH₂ANLを実施した。その結果、10Pa以下での封止ができることを確認した。

実験 / Experimental

あらかじめ封止デバイスとリリースホールを開けたキャップウェハとを接合した試作ウェハを準備し、Vapor HF（Primaxx uEtch）を用いてリリースホールを通してデバイスのリリースを行った。その後H₂雰囲気下でアニールを行うことでリリースホールを封止し、内部のH₂を熱処理により脱ガスを実施し内部圧力を低下させた。
封止圧力の測定は真空封止後、封止した振動子のQ値を測定、その後FIBによりパッケージに貫通孔を開け、真空チャンバー中で真空度とQ値の関係を測定し、この振動子の雰囲気圧力(封止圧力)PとQ値との関係を取得した。

結果と考察 / Results and Discussion

上述のP-Q曲線とFIB前の封止振動子Q値から封止圧力を求めたところおよそ8 Paで封止されていることが確認された。本封止技術によりゲッター等を用いず10Pa以下のウェハレベルパッケージが実現できていることを確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 封止振動子のQ値とFIB開口サンプルの圧力-Q値特性

Fig.2　封入した振動子（非封入サンプル）

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

・NEDO「高真空ウェハレベルパッケージングを適用したMEMSセンサーの研究開発」
・戸津先生、森山先生、渡辺様、辺見様、庄子様、菊田様、吉田様　(東北大学試作コインランドリ)に感謝します。
・本研究は東北大学田中秀治研究室と共同で実施しております。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

H. Miyashita, “MEMS foundry Service in Sony Semiconductor Manufacturing Corp.(SCK) and Development of advanced process technology in collaboration with Tohoku University” JCK MEMS/NEMS, 2022/Oct/16

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件