JPH11223532A - 集積化デバイス及びこれを用いたエンコーダ - Google Patents

集積化デバイス及びこれを用いたエンコーダ

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JPH11223532A
JPH11223532A JP10023582A JP2358298A JPH11223532A JP H11223532 A JPH11223532 A JP H11223532A JP 10023582 A JP10023582 A JP 10023582A JP 2358298 A JP2358298 A JP 2358298A JP H11223532 A JPH11223532 A JP H11223532A
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JP
Japan
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scale
wiring
film
integrated device
insulating substrate
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Pending
Application number
JP10023582A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kuroki
博 黒木
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配線の低抵抗化と高信頼性化を図った集積化
デバイスを用いたエンコーダを提供する。 【解決手段】 光学式エンコーダは、スケール1と、こ
のスケール1に対して光を照射する光源2と、スケール
1に対して所定ギャップをもって光源2と共にスケール
1に対して相対移動可能に配置されてスケール1からの
透過光又は反射光を変調して受光する受光集積化デバイ
ス3とを有する。受光集積化デバイス3は、ガラス基板
4と、この基板4に形成されたTiSi2膜及びこの上
に形成されたAu膜の積層膜をパターニングしてなる配
線6と、基板4に搭載されて配線6に端子が接続された
受光ICチップ5と、基板4に回転塗布されて配線6を
保護するSOG膜7とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス等の絶縁
性基板に回路素子と配線を集積形成してなる集積化デバ
イス及びこれを用いたエンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】光学式エンコーダは、メインスケール
と、これに対して所定ギャップをもって対向配置される
インデックススケールと、メインスケールに光を照射す
る光源、及びインデックススケールの透過光を受光する
受光素子とを備えて構成される。メインスケールとイン
デックススケールとは所定ギャップをもって相対移動可
能に配置され、光源と受光素子はインデックススケール
と一体にメインスケールに対して相対移動する。
【0003】この様な光学式エンコーダにおいて、小型
化、高性能化等のため、受光素子とインデックススケー
ルを一つのガラス基板等に集積化デバイスとして一体形
成することが行われる。このとき、ガラス基板に配設さ
れる受光素子の出力信号を取り出す信号配線には、LS
IやLCD等の他の集積化デバイスと同様に、アルミニ
ウム(Al)が一般に用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した光学
式エンコーダにおいて、ガラス基板上にAl配線を微細
パターンで長く形成すると、配線抵抗による電圧降下が
無視できず、受光素子の微小な出力信号電流をS/Nよ
く検出することが難しくなる。従って、光学式エンコー
ダの高性能化のためには、配線抵抗を更に下げることが
望まれている。同様の問題は、光学式エンコーダに限ら
ず、LCDや静電容量式エンコーダ等、ガラス等の絶縁
性基板に回路素子を搭載する各種の集積化デバイスにお
いても生じる。
【0005】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、絶縁性基板上の配線の低抵抗化と高信頼性化を
図った集積化デバイスを提供すること、更にその様な集
積化デバイスを用いたエンコーダを提供することを目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る集積化デ
バイスは、絶縁性基板と、この絶縁性基板に形成された
チタンシリサイド膜及びこの上に形成された金膜の積層
膜をパターニングしてなる配線と、前記絶縁性基板に搭
載されて前記配線に端子が接続された回路素子とを有す
ることを特徴とする。前記絶縁性基板は例えば、ガラス
基板である。
【0007】この発明はまた、光学格子が形成されたス
ケールと、このスケールに対して光を照射する光源と、
前記スケールに対して所定ギャップをもって前記光源と
共にスケールに対して相対移動可能に配置されてスケー
ルからの透過光又は反射光を変調して受光する受光集積
化デバイスとを備えた光学式エンコーダにおいて、前記
受光集積化デバイスは、絶縁性基板と、この絶縁性基板
に形成されたチタンシリサイド膜及びこの上に形成され
た金膜の積層膜をパターニングしてなる配線と、前記絶
縁性基板に搭載されて前記配線に端子が接続された受光
ICとを有することを特徴とする。前記受光ICは例え
ば、前記絶縁性基板にフリップチップ実装される。この
発明は更に、電極が所定ピッチで配列形成されたスケー
ルと、このスケールに対して相対移動可能に配置されて
スケールの電極と容量結合する送受信電極が形成された
送受信集積化デバイスとを備えた静電容量式エンコーダ
において、前記送受信集積化デバイスは、絶縁性基板
と、この絶縁性基板に形成されたチタンシリサイド膜及
びこの上に形成された金膜の積層膜をパターニングして
なる送受信電極とを有することを特徴とする。
【0008】この発明によると、チタンシリサイド(T
iSi2)膜と金(Au)膜の積層膜を配線材料として
用いることにより、シート抵抗が0.1Ω/□以下の低
抵抗配線が得られる。特に、Au膜の下地にTiSi2
膜を介在させることにより、ガラス等の絶縁性基板に対
して優れた密着性をもってAu膜を形成することがで
き、信頼性の高い配線が得られる。また、この発明によ
る集積化デバイスを光学式エンコーダや静電容量式エン
コーダに適用すれば、低抵抗の信号配線により、受光I
Cが出力する微小信号電流や容量変化による電位変化信
号を確実に取り出して、S/Nの高い信号処理を行うこ
とが可能になり、従って高性能のエンコーダが得られ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図1は、この発明を透過型の光学
式エンコーダに適用した実施例の分解斜視図である。こ
の光学式エンコーダは、スケール1と、このスケール1
に光を照射する光源2と、スケール1の透過光を変調し
て受光する受光集積化デバイス3とから構成されてい
る。スケール1は例えばガラス基板10に所定ピッチの
光学格子11を形成してなる透過型スケールである。光
学格子11は、Cr等の光遮蔽膜を所定ピッチでパター
ン形成して作られている。
【0010】受光集積化デバイス3は、絶縁性基板とし
てガラス基板4を用い、この上に受光ICチップ5を搭
載して構成されて、インデックススケールを兼ねる。即
ち受光ICチップ5は、フォトダイオードが所定ピッチ
で配列形成されてインデックススケールとなるフォトダ
イオードアレイ51を有する。ガラス基板4上には、受
光ICチップ5から得られる出力を取り出す信号配線6
が予め形成されている。配線6は、後述するように、T
iSi2膜とAu膜の積層膜をパターニングして形成さ
れたシート抵抗が0.1Ω/□以下の低抵抗配線であ
る。受光ICチップ5はフリップチップ実装方式(フェ
ースダウンボンディング方式)でガラス基板4に搭載さ
れて、端子が配線6に接続されている。
【0011】図2は、受光集積化デバイス3の要部を拡
大して示す平面図とそのA−A′断面図である。図2
(b)に示すように、受光ICチップ5はその表面に形
成された端子パッド52を配線6が形成されたガラス基
板4に半田バンプ又は金バンプを介して搭載されてい
る。受光ICチップ5が搭載された基板上は、回転塗布
による塗布型絶縁膜、即ちスピンオングラス膜(以下、
SOG膜)7により覆われている。SOG膜7は、配線
6を覆うと同時に、受光ICチップ5とガラス基板4と
の間の間隙部をも封止する。配線6のボンディング端子
部では、SOG膜7に開口71が開けられている。
【0012】図3は、TiSi2膜61とAu膜62の
積層膜による配線6の形成工程を示している。図3
(a)に示すように、ガラス基板4に、約200nmの
TiSi2膜61をスパツタにより形成し、続いて約6
00nmのAu膜62をスパッタにより形成する。この
とき好ましくは、TiSi2膜61の成膜後、Au膜6
2の成膜前に、TiSi2膜61の表面を逆スパッタす
る。
【0013】Au膜62を直接ガラス基板4上に形成し
た場合、十分な密着力が得られないが、ガラス基板4に
対して密着性の高いTiSi2膜61を介在させること
によって、配線として優れた密着性が得られる。また、
TiSi2膜61を逆スパッタすることにより、Au膜
62とTiSi2膜61との密着性も高いものとなる。
【0014】次に、図3(b)に示すように、フォトレ
ジスト63をマスクとして、Au膜62とTiSi2膜
61の積層膜をエッチングして配線6をパターン形成す
る。Au膜62のエッチングには、例えばI2+KI+
H2O溶液を用いたウェットエッチング、或いはArイ
オンビームやCCl2F2ガスプラズマを用いたドライエ
ッチングが用いられる。また、TiSi2膜61のエッ
チングには、Au膜62をマスクとしたドライエッチン
グが用いられる。ドライエッチングガスプラズマを用い
た場合には、フォトレジスト63をマスクとして、Au
膜62とTiSi2膜61の連続的なエッチングも可能
である。
【0015】上述のように配線6が形成され、受光IC
チップ5が搭載された後、次に図3(c)に示すよう
に、SOG膜7を形成して、ボンディングパッド部には
開口71を開ける。SOG膜7は、回転塗布後300℃
以下、好ましくは260℃程度のアニールで固められる
低温キュアタイプのSOG膜とする。これにより、Au
膜62やガラス基板4の溶融や劣化が防止される。SO
G膜7は、この実施例の場合感光性SOG膜である。感
光性SOG膜7を用いることにより、フォトレジストを
用いることなく直接露光して、開口71を形成すること
ができる。
【0016】以上のようにこの実施例の配線形成工程で
は、成膜にはスパッタと回転塗布が用いられ、大型のC
VD装置等を必要としない。また、SOG膜7を低温キ
ュアタイプとすることにより、トータルのプロセス温度
が最高でも260℃程度となり、積層配線形成後の劣化
を防止して信頼性の高い配線を得ることができる。更
に、SOG膜7として感光性のものを用いることによ
り、レジスト工程を省略することができる。そしてこの
実施例によると、ガラス基板上の配線を従来にない低抵
抗配線として、受光ICチップの微小電流をS/Nよく
検出することを可能とした、受光集積化デバイスを得る
ことができ、これを用いて小型で高性能の光学式エンコ
ーダを得ることができる。
【0017】図4(a)(b)は、この発明の別の実施
例による受光集積化デバイス3の平面図とそのB−B′
断面図を示している。上記実施例では、回路素子として
受光ICチップ5を用いてフリップチップ実装したのに
対し、この実施例では、ガラス基板4上に直接アモルフ
ァスシリコンによるフォトダイオード8をアレイ配列し
て受光ICを形成している。フォトダイオード8は、ス
ケール1に対して、90°ずつ位相がずれた4相の出力
を出すように、所定ピッチで配列形成されて、これがイ
ンデックススケールを兼ねる。
【0018】配線6はこの実施例においても、先の実施
例と同様に、TiSi2膜とAu膜の積層膜により形成
される。製造工程としては、まずフォトダイオード8を
ガラス基板4に形成した後、配線6を先の実施例と同様
の工程で形成すればよい。具体的に配線6は、この実施
例の場合、各フォトダイオード8からの引き出し配線6
aと、これらの引き出し配線6aを複数本ずつ接続する
配線6bとから構成されるが、これらは多層配線構造と
される。この場合層間絶縁膜としてSOG膜を用いるこ
とが好ましい。配線6の上はこの実施例においても、図
4(b)に示すように、SOG膜7により覆われる。こ
の実施例の場合、SOG膜7は、フォトダイオード8の
アレイをも覆って塗布されている。
【0019】図5は、この発明を静電容量式エンコーダ
に適用した実施例の概略構成を示す。スケール100は
例えばガラス等の絶縁性基板101に転送電極102を
配列形成して作られる。スケール100に対して所定ギ
ャップをもって相対移動可能に配置される送受信集積化
デバイス110は、ガラス等の絶縁性基板120上に、
スケール100側の転送電極102と容量結合する送信
電極111及び受信電極112,113が形成され、送
信電極111に接続されてこれに送信信号を送る送信用
IC114、受信電極112,113に接続される受信
用IC115が搭載される。この様な静電容量式エンコ
ーダにおいて、先の実施例と同様に、送受信集積化デバ
イス110の送信電極111及び受信電極112,11
3更にこれらに接続される配線に、TiSi2膜とAu
膜の積層構造を用いる。送信電極111及び゛受信電極
112,113の上はこの実施例においても、図4
(b)に示すように、SOG膜により覆われる。これに
より、高性能の静電容量式エンコーダが得られる。
【0020】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば実施例では、透過型の光学式エンコーダを例に挙げた
が、反射型の光学式エンコーダにも同様にこの発明を適
用することができる。また受光ICチップとは別にイン
デックス格子を持つ場合にも同様にこの発明は有効であ
り、この場合インデックス格子を配線と同様にTiSi
2膜とAu膜の積層膜により形成することができる。ま
たこの発明の集積化デバイス構造は、光学式エンコーダ
や静電容量式エンコーダに限らず、その他の各種測長器
等に適用することができる。絶縁性基板としては、ガラ
ス基板の他、セラミックや、シリコン酸化膜等の絶縁膜
で覆われたシリコン基板等を用いた場合にもこの発明は
有効である。
【0021】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明による集積化
デバイスでは、TiSi2膜とAu膜の積層膜を配線材
料として用いることにより、低抵抗配線が得られる。特
に、Au膜の下地にTiSi2膜を介在させることによ
り、絶縁性基板に対して優れた密着性をもってAu膜を
形成することができ、信頼性の高い配線が得られる。ま
た、この発明による集積化デバイスをエンコーダ等に適
用すれば、低抵抗の信号配線により微小信号を取り出し
て、S/Nの高い信号処理を行うことが可能になり、従
って高性能のエンコーダが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例による光学式エンコーダ
を示す分解斜視図である。
【図2】 同実施例の要部構造を示す平面図と断面図で
ある。
【図3】 同実施例の配線形成工程を示す図である。
【図4】 この発明の他の実施例による受光集積化デバ
イスを示す平面図と断面図である。
【図5】 この発明の他の実施例による静電容量式エン
コーダを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
1…スケール、2…光源、3…受光集積化デバイス、4
…ガラス基板、5…受光ICチップ、6…配線、61…
TiSi2膜、62…Au膜、7…SOG膜。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁性基板と、 この絶縁性基板に形成されたチタンシリサイド膜及びこ
    の上に形成された金膜の積層膜をパターニングしてなる
    配線と、 前記絶縁性基板に搭載されて前記配線に端子が接続され
    た回路素子とを有することを特徴とする集積化デバイ
    ス。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性基板はガラス基板であること
    を特徴とする請求項1記載の集積化デバイス。
  3. 【請求項3】 光学格子が形成されたスケールと、この
    スケールに対して光を照射する光源と、前記スケールに
    対して所定ギャップをもって前記光源と共にスケールに
    対して相対移動可能に配置されてスケールからの透過光
    又は反射光を変調して受光する受光集積化デバイスとを
    備えた光学式エンコーダにおいて、前記受光集積化デバ
    イスは、 絶縁性基板と、 この絶縁性基板に形成されたチタンシリサイド膜及びこ
    の上に形成された金膜の積層膜をパターニングしてなる
    配線と、 前記絶縁性基板に搭載されて前記配線に端子が接続され
    た受光ICとを有することを特徴とする光学式エンコー
    ダ。
  4. 【請求項4】 前記受光ICは前記絶縁性基板にフリッ
    プチップ実装されていることを特徴とする請求項3記載
    の光学式エンコーダ。
  5. 【請求項5】 電極が所定ピッチで配列形成されたスケ
    ールと、このスケールに対して相対移動可能に配置され
    てスケールの電極と容量結合する送受信電極が形成され
    た送受信集積化デバイスとを備えた静電容量式エンコー
    ダにおいて、前記送受信集積化デバイスは、 絶縁性基板と、 この絶縁性基板に形成されたチタンシリサイド膜及びこ
    の上に形成された金膜の積層膜をパターニングしてなる
    送受信電極とを有することを特徴とする静電容量式エン
    コーダ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2370123A (en) * 2000-07-24 2002-06-19 Mitutoyo Corp Relative displacement detecting device
JP2008010577A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Sanyo Electric Co Ltd 半導体集積回路装置とその製造方法

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