特開 2024-158433 センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158433

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 9/00 20060101AFI20241031BHJP

   H01L 29/84 20060101ALI20241031BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

G01L9/00 303P

H01L29/84 B

B81B3/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023073626

(22)【出願日】2023-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】櫻木 正広

【テーマコード（参考）】

2F055

3C081

4M112

【Ｆターム（参考）】

2F055AA40

2F055BB20

2F055CC02

2F055DD05

2F055EE14

2F055FF21

2F055GG25

3C081AA02

3C081BA03

3C081BA09

3C081BA22

3C081BA32

3C081BA45

3C081BA48

3C081CA02

3C081CA14

3C081CA15

3C081CA19

3C081CA29

3C081CA42

3C081DA03

3C081DA22

3C081DA23

3C081DA30

3C081DA43

3C081EA03

4M112AA01

4M112BA01

4M112CA01

4M112CA03

4M112CA04

4M112CA13

4M112CA14

4M112CA29

4M112DA03

4M112DA06

4M112DA09

4M112DA10

4M112DA11

4M112DA16

4M112DA18

4M112EA03

4M112EA06

4M112EA07

4M112EA10

(57)【要約】

【課題】キャビティの底面へのメンブレンの貼り付きを抑制可能なセンサを提供する。
【解決手段】センサ（１００，２００）は、基板（１０）を備える。基板の内部には、キャビティ（１３）が形成されている。基板は、キャビティの底面と間隔を空けて対向しているメンブレン（１４）を有する。キャビティの底面及びメンブレンの内面のいずれかには、複数の凸部（１３ａ，１４ａ）が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を備え、
前記基板の内部には、キャビティが形成されており、
前記基板は、前記キャビティの底面と間隔を空けて対向しているメンブレンを有し、
前記底面及び前記メンブレンの内面のいずれかには、複数の凸部が形成されている、センサ。

【請求項2】

前記複数の凸部は、前記底面に形成されている、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

前記複数の凸部は、平面視において、前記底面の中央部の周囲に配置されている、請求項２に記載のセンサ。

【請求項4】

前記基板は、第１基板と、第２基板とを有し、
前記第１基板は、第１面と、前記第１面の反対面である第２面とを有し、
前記第２基板は、前記第２面上に配置されており、
前記キャビティは、前記第２面に形成されており、
前記メンブレンは、前記底面と間隔を空けて対向している前記第２基板の部分である、請求項２に記載のセンサ。

【請求項5】

前記複数の凸部は、前記内面に形成されている、請求項１に記載のセンサ。

【請求項6】

前記複数の凸部は、平面視において、前記内面の中央部の周囲に配置されている、請求項５に記載のセンサ。

【請求項7】

前記基板は、第１基板で構成されており、
前記キャビティは、前記第１基板の内部に形成されており、
前記メンブレンは、前記底面と間隔を空けて対向している前記第１基板の部分である、請求項５に記載のセンサ。

【請求項8】

前記複数の凸部の各々の頂面は、曲面で構成されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特開２０２１－２５９６６号公報（特許文献１）には、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）センサが記載されている。特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサは、基板を有している。基板は、第１基板と、第２基板とを有している。第１基板及び第２基板は、単結晶のシリコンで形成されている。第１基板は、第１面と、第２面とを有している。第１面及び第２面は、第１基板の厚さ方向における端面である。第２面には、キャビティが形成されている。キャビティは、第１面に向かって凹んでいる。第２基板は、第２面上に配置されている。このように、キャビティは、基板の内部に形成されている。第１基板及び第２基板は、互いに接合されている。キャビティの底面と間隔を空けて対向している第２基板の部分は、メンブレン（ダイアフラム）を構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－２５９６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサでは、外部の圧力によりメンブレンが撓むことにより動作する。特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサでは、通常の使用状態における圧力によりメンブレンとキャビティの底面とが接触しないように、キャビティの深さが設計されている。しかしながら、例えばブレードを用いたダイシング工程で使用される水の圧力や基板実装時の洗浄、超音波洗浄、ブロー等により、メンブレンが、キャビティの底面に接触し、貼り付いてしまうことがある。

【0005】

本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、キャビティの底面へのメンブレンの貼り付きを抑制可能なセンサを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のセンサは、基板を備える。基板の内部には、キャビティが形成されている。基板は、キャビティの底面と間隔を空けて対向しているメンブレンを有する。キャビティの底面及びメンブレンの内面のいずれかには、複数の凸部が形成されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示のセンサによると、キャビティの底面へのメンブレンの貼り付きを抑制可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】センサ１００の平面図である。

【図2】図１中のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。

【図3】図２中のＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。

【図4】図２中のＩＶにおける部分拡大図である。

【図5】変形例１に係るセンサ１００の断面図である。

【図6】変形例２に係るセンサ１００の断面図である。

【図7】センサ１００の製造工程図である。

【図8】ハードマスク形成工程Ｓ２を説明する断面図である。

【図9】レジストパターン形成工程Ｓ３を説明する断面図である。

【図10】レジストパターン形成工程Ｓ３を説明する平面図である。

【図11】第１エッチング工程Ｓ４を説明する断面図である。

【図12】第２エッチング工程Ｓ５を説明する断面図である。

【図13】第３エッチング工程Ｓ６を説明する断面図である。

【図14】第４エッチング工程Ｓ７を説明する断面図である。

【図15】基板貼り付け工程Ｓ８を説明する断面図である。

【図16】第１絶縁膜形成工程Ｓ９を説明する断面図である。

【図17】第１イオン注入工程Ｓ１０を説明する断面図である。

【図18】第２絶縁膜形成工程Ｓ１１を説明する断面図である。

【図19】コンタクトホール形成工程Ｓ１２を説明する断面図である。

【図20】第２イオン注入工程Ｓ１３を説明する断面図である。

【図21】パッド形成工程Ｓ１４を説明する断面図である。

【図22】保護膜形成工程Ｓ１５を説明する断面図である。

【図23】センサ１００Ａの断面図である。

【図24】センサ２００の断面図である。

【図25】センサ２００の製造工程図である。

【図26】第１レジストパターン形成工程Ｓ１７を説明する断面図である。

【図27】第１エッチング工程Ｓ１８を説明する断面図である。

【図28】第２レジストパターン形成工程Ｓ１９を説明する断面図である。

【図29】第２エッチング工程Ｓ２０を説明する断面図である。

【図30】第３エッチング工程Ｓ２１を説明する断面図である。

【図31】酸化膜形成工程Ｓ２２を説明する断面図である。

【図32】第４エッチング工程Ｓ２３を説明する断面図である。

【図33】第５エッチング工程Ｓ２４を説明する断面図である。

【図34】第６エッチング工程Ｓ２５を説明する断面図である。

【図35】熱処理工程Ｓ２６を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0010】

（第１実施形態）
第１実施形態に係るセンサを説明する。第１実施形態に係るセンサを、センサ１００とする。

【0011】

＜センサ１００の構成＞
以下に、センサ１００の構成を説明する。

【0012】

図１は、センサ１００の平面図である。図１中では、保護膜４０の図示が省略されている。図２は、図１中のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。図４は、図２中のＩＶにおける部分拡大図である。図１から図４に示されているように、センサ１００は、基板１０と、絶縁膜２０と、複数のパッド３１と、パッド３２と、保護膜４０とを有している。

【0013】

基板１０は、第１面１０ａと、第２面１０ｂとを有している。第１面１０ａ及び第２面１０ｂは、基板１０の厚さ方向における両端面である。基板１０は、例えば、第１基板１１と、第２基板１２とを有している。第１基板１１及び第２基板１２の構成材料は、例えば、単結晶のシリコンである。第１基板１１の導電型及び第２基板１２の導電型は、第１導電型である。第１導電型は、例えばｎ型である。

【0014】

第１基板１１は、第１面１１ａと、第２面１１ｂとを有している。第１面１１ａ及び第２面１１ｂは、第１基板１１の厚さ方向における両端面である。第１面１１ａは、第１面１０ａを構成している。第２基板１２は、第２面１１ｂ上に配置されている。第１基板１１及び第２基板１２は、互いに接合されている。

【0015】

第２面１１ｂには、キャビティ１３が形成されている。キャビティ１３は、平面視において、矩形である。ここで、「矩形」には、角部が丸まっている場合が含まれる。第２面１１ｂは、キャビティ１３において、第１面１１ａ（第１面１０ａ）に向かって凹んでいる。上記のとおり、第２面１１ｂ上には第２基板１２が配置されているため、キャビティ１３は、基板１０の内部に形成されていることになる。

【0016】

キャビティ１３の底面には、複数の凸部１３ａが形成されている。凸部１３ａは、キャビティ１３の底面から、第１面１０ａ（第１面１１ａ）とは反対側に向かって突出している。平面視において、複数の凸部１３ａは、例えば格子状に配列されている。凸部１３ａの頂面は、曲面で構成されていることが好ましい。

【0017】

第２基板１２は、メンブレン１４を有している。メンブレン１４は、キャビティ１３の底面と間隔を空けて対向している第２基板１２の部分である。

【0018】

メンブレン１４には、複数の抵抗１５が形成されている。抵抗１５は、第２面１０ｂに形成されている。抵抗１５は、ドーパントを注入することにより形成されている。抵抗１５の導電型は、第２導電型である。第２導電型は、例えばｐ型である。図１に示されている例では、複数の抵抗１５の数は、４つである。複数の抵抗１５の各々は、平面視において、メンブレン１４の各辺に沿うように、メンブレン１４の外周縁部に配置されている。

【0019】

基板１０には、複数の配線１６がさらに形成されている。配線１６は、第２面１０ｂに形成されている。配線１６は、主としてメンブレン１４以外に配置されている。配線１６は、ドーパントを注入することにより形成されている。配線１６の導電型は、第２導電型である。

【0020】

配線１６は、第１部分１６ａと、２つの第２部分１６ｂとを有している。第１部分１６ａの一方端部は、コンタクト１６ｃに電気的に接続されている。コンタクト１６ｃは、ドーパントを注入することにより形成されている。コンタクト１６ｃの導電型は、第２導電型である。コンタクト１６ｃは、平面視において、パッド３１に重なっている。

【0021】

配線１６は、第１部分１６ａの一方端部において、２つの第２部分１６ｂに分岐している。第２部分１６ｂの１つは複数の抵抗１５のうちの１つに電気的に接続されており、第２部分１６ｂの他の１つは複数の抵抗１５のうちの他の１つに電気的に接続されている。このようにして、複数の抵抗１５は、複数の配線１６で接続することにより、ブリッジ回路を構成している。

【0022】

基板１０には、配線１７がさらに形成されている。配線１７は、第２面１０ｂに形成されている。配線１７は、メンブレン１４以外に配置されている。配線１７は、ドーパントを注入することにより形成されている。配線１７の導電型は、第１導電型である。配線１７は、第１部分１７ａと、第２部分１７ｂとを有している。第１部分１７ａは、平面視において環状に形成されている。第２部分１７ｂの一方端部は、第１部分１７ａに電気的に接続されている。第２部分１７ｂの他方端部は、コンタクト１７ｃに電気的に接続されている。コンタクト１７ｃは、ドーパントを注入することにより形成されている。コンタクト１７ｃの導電型は、第１導電型である。コンタクト１７ｃは、平面視において、パッド３２と重なっている。

【0023】

絶縁膜２０は、第２面１０ｂ上に配置されている。絶縁膜２０は、例えば、第１絶縁膜２１と、第２絶縁膜２２とを有している。第１絶縁膜２１は、第２面１０ｂ上に配置されている。第２絶縁膜２２は、第１絶縁膜２１上に配置されている。第１絶縁膜２１及び第２絶縁膜２２は、例えば、シリコン酸化物で形成されている。絶縁膜２０には、コンタクトホール２０ａが形成されている。図示されていないが、絶縁膜２０には、コンタクトホール２０ｂが形成されている。コンタクトホール２０ａ及びコンタクトホール２０ｂは、絶縁膜２０を厚さ方向に沿って貫通している。コンタクトホール２０ａ及びコンタクトホール２０ｂからは、それぞれ、コンタクト１６ｃ及びコンタクト１７ｃが露出している。

【0024】

パッド３１は、絶縁膜２０上に配置されている。パッド３１は、コンタクトホール２０ａに埋め込まれることにより、コンタクト１６ｃに電気的に接続されている。パッド３２は、絶縁膜２０上に配置されている。パッド３２は、コンタクトホール２０ｂに埋め込まれることにより、コンタクト１７ｃに電気的に接続されている。複数のパッド３１及びパッド３２は、例えば、平面視において１列をなすように並んでいる。

【0025】

抵抗１５に電気的に接続されている一対のパッド３１には、例えば、電源電圧が供給されている。外部の圧力（例えば、気圧）が変化すると、キャビティ１３の内部の圧力との差に起因して、メンブレン１４が撓む。メンブレン１４の撓むと、抵抗１５の電気抵抗値が変化する。抵抗１５の電気抵抗値が変化すると、抵抗１５に電気的に接続されている一対のパッド３１の間の電圧が変化する。センサ１００は、この電圧の変化を検知することで、外部の圧力を検知可能である。すなわち、センサ１００は、例えば気圧センサ等の圧力センサである。基板１０には、パッド３２を介して、例えば基板電位が供給される。

【0026】

保護膜４０は、複数のパッド３１及びパッド３２を覆うように絶縁膜２０上に配置されている。保護膜４０には、複数の開口部４０ａが形成されている。図示されていないが、保護膜４０には、開口部４０ｂが形成されている。開口部４０ａ及び開口部４０ｂは、保護膜４０を厚さ方向に沿って貫通している。複数の開口部４０ａの各々からは、複数のパッド３１の各々が露出している。開口部４０ｂからは、パッド３２が露出している。保護膜４０は、例えばシリコン窒化物により形成されている。

【0027】

＜変形例１＞
図５は、変形例１に係るセンサ１００の断面図である。図５には、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩに対応する位置における断面が示されている。図５に示されているように、キャビティ１３は、平面視において、円形であってもよい。

【0028】

＜変形例２＞
図６は、変形例２に係るセンサ１００の断面図である。図６には、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩに対応する位置における断面が示されている。図６に示されているように、複数の凸部１３ａは、平面視におけるキャビティ１３の底面の中央部の周囲に配置されていてもよい。なお、平面視におけるキャビティ１３の底面の中央部に凸部１３ａの配置されていない領域があり、かつ当該領域の幅が１０μｍ以上であれば、「複数の凸部１３ａが平面視におけるキャビティ１３の底面の中央部の周囲に配置されている」ものと見做される。

【0029】

＜センサ１００の製造方法＞
以下に、センサ１００の製造方法を説明する。

【0030】

図７は、センサ１００の製造工程図である。図７に示されているように、センサ１００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、ハードマスク形成工程Ｓ２と、レジストパターン形成工程Ｓ３と、第１エッチング工程Ｓ４と、第２エッチング工程Ｓ５と、第３エッチング工程Ｓ６と、第４エッチング工程Ｓ７と、基板貼り付け工程Ｓ８と、第１絶縁膜形成工程Ｓ９と、第１イオン注入工程Ｓ１０と、第２絶縁膜形成工程Ｓ１１と、コンタクトホール形成工程Ｓ１２と、第２イオン注入工程Ｓ１３と、パッド形成工程Ｓ１４と、保護膜形成工程Ｓ１５と、ダイシング工程Ｓ１６とを有している。

【0031】

準備工程Ｓ１では、第１基板１１が準備される。準備工程Ｓ１の後には、ハードマスク形成工程Ｓ２が行われる。

【0032】

図８は、ハードマスク形成工程Ｓ２を説明する断面図である。図８に示されているように、ハードマスク形成工程Ｓ２では、例えば熱酸化により、第２面１１ｂ上にハードマスク５０が形成される。ハードマスク５０は、例えば、シリコン酸化物で形成されている。ハードマスク形成工程Ｓ２の後には、レジストパターン形成工程Ｓ３が行われる。

【0033】

図９は、レジストパターン形成工程Ｓ３を説明する断面図である。図１０は、レジストパターン形成工程Ｓ３を説明する平面図である。図９及び図１０に示されているように、レジストパターン形成工程Ｓ３では、ハードマスク５０上にレジストパターン５１が形成される。レジストパターン５１は、第１部分５１ａと、複数の第２部分５１ｂとを有している。第１部分５１ａは、開口部５１ｃを有している。

【0034】

第１部分５１ａは、開口部５１ｃを除いて、ハードマスク５０上の全面にわかって配置されている。複数の第２部分５１ｂは、平面視において、開口部５１ｃの開口縁の内側に配列されている。レジストパターン５１は、フォトレジストをハードマスク５０上に塗布するとともに、塗布されたフォトレジストを露光及び現像することにより形成される。レジストパターン形成工程Ｓ３の後には、第１エッチング工程Ｓ４が行われる。

【0035】

図１１は、第１エッチング工程Ｓ４を説明する断面図である。図１１に示されているように、第１エッチング工程Ｓ４では、レジストパターン５１を用いて、ハードマスク５０に対するエッチングが行われる。エッチングは、例えば異方性のドライエッチングにより行われる。これにより、ハードマスク５０が、第１部分５０ａと複数の第２部分５０ｂとを有するようにパターンニングされる。第１部分５０ａは、開口部５０ｃを有している。

【0036】

第１部分５０ａは、開口部５０ｃを除いて、第２面１１ｂ上の全面にわたって配置されている。複数の第２部分５０ｂは、平面視において開口部５０ｃの開口縁の内側に配列されている。複数の第２部分５０ｂの各々は、複数の第２部分５１ｂの各々の下にある。レジストパターン５１は、エッチング後に一旦除去された上で、第１部分５１ａのみが再度形成される。第１エッチング工程Ｓ４の後には、第２エッチング工程Ｓ５が行われる。

【0037】

図１２は、第２エッチング工程Ｓ５を説明する断面図である。図１２に示されているように、第２エッチング工程Ｓ５では、ハードマスク５０を用いて、第１基板１１に対するエッチングが行われる。エッチングは、例えば、異方性のドライエッチングにより行なわれる。これにより、第２面１１ｂに凹部１３ｂが形成される。第２エッチング工程Ｓ５の後には、第３エッチング工程Ｓ６が行われる。

【0038】

図１３は、第３エッチング工程Ｓ６を説明する断面図である。図１３に示されているように、第３エッチング工程Ｓ６では、レジストパターン５１を用いて、ハードマスク５０に対するエッチングが行われる。エッチングは、例えば、異方性のドライエッチングにより行われる。これにより、複数の第２部分５０ｂが除去される。第３エッチング工程Ｓ６の後には、第４エッチング工程Ｓ７が行われる。

【0039】

図１４は、第４エッチング工程Ｓ７を説明する断面図である。図１４に示されているように、第４エッチング工程Ｓ７では、ハードマスク５０及びレジストパターン５１を用いて、第１基板１１に対するエッチングが行われる。エッチングは、例えば、異方性のドライエッチングにより行われる。これにより、開口部５０ｃ（開口部５１ｃ）から露出している第２面１１ｂが掘り下げられ、キャビティ１３及び複数の凸部１３ａが形成される。第４エッチング工程Ｓ７の後には、ハードマスク５０及びレジストパターン５１が除去される。第４エッチング工程Ｓ７の後には、基板貼り付け工程Ｓ８が行われる。

【0040】

図１５は、基板貼り付け工程Ｓ８を説明する断面図である。図１５に示されているように、基板貼り付け工程Ｓ８では、第２基板１２が第１基板１１（第２面１１ｂ）に貼り付けられる。基板貼り付け工程Ｓ８では、第１に、第２基板１２が第２面１１ｂ上に配置される。第２に、第２基板１２が、第２面１１ｂに向かって加圧されながら加熱される。これにより、第２基板１２が第２面１１ｂに接合される。基板貼り付け工程Ｓ８の後には、第１絶縁膜形成工程Ｓ９が行われる。

【0041】

図１６は、第１絶縁膜形成工程Ｓ９を説明する断面図である。図１６に示されているように、第１絶縁膜形成工程Ｓ９では、例えば基板１０に対する熱酸化が行われることにより、第２面１０ｂ上に第１絶縁膜２１が形成される。第１絶縁膜形成工程Ｓ９の後には、第１イオン注入工程Ｓ１０が行われる。

【0042】

図１７は、第１イオン注入工程Ｓ１０を説明する断面図である。図１７に示されているように、第１イオン注入工程Ｓ１０では、イオン注入により、抵抗１５、配線１６及び配線１７が形成される。第１イオン注入工程Ｓ１０の後には、第２絶縁膜形成工程Ｓ１１が行われる。図１８は、第２絶縁膜形成工程Ｓ１１を説明する断面図である。図１８に示されているように、第２絶縁膜形成工程Ｓ１１では、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により、第２絶縁膜２２が形成される。第２絶縁膜形成工程Ｓ１１の後には、コンタクトホール形成工程Ｓ１２が行われる。

【0043】

図１９は、コンタクトホール形成工程Ｓ１２を説明する断面図である。図１９に示されているように、コンタクトホール形成工程Ｓ１２では、例えば異方性のドライエッチングにより、絶縁膜２０にコンタクトホール２０ａが形成される。図示されていないが、コンタクトホール形成工程Ｓ１２では、例えば異方性のドライエッチングにより、コンタクトホール２０ｂも形成されることになる。コンタクトホール形成工程Ｓ１２の後には、第２イオン注入工程Ｓ１３が行われる。

【0044】

図２０は、第２イオン注入工程Ｓ１３を説明する断面図である。図２０に示されているように、第２イオン注入工程Ｓ１３では、イオン注入により、コンタクト１６ｃが形成される。図示されていないが、第２イオン注入工程Ｓ１３では、イオン注入により、コンタクト１７ｃも形成されることになる。第２イオン注入工程Ｓ１３の後には、パッド形成工程Ｓ１４が行われる。

【0045】

図２１は、パッド形成工程Ｓ１４を説明する断面図である。図２１に示されているように、パッド形成工程Ｓ１４では、絶縁膜２０上にパッド３１が形成される。パッド形成工程Ｓ１４では、第１に、パッド３１の構成材料が、例えばスパッタリングにより、絶縁膜２０上に成膜される。この際、パッド３１の構成材料は、コンタクトホール２０ａにも埋め込まれる。第２に、成膜されたパッド３１の構成材料の上に、レジストパターンが形成される。レジストパターンは、フォトレジストを塗布するとともに、塗布されたフォトレジストを露光及び現像することにより形成される。第３に、レジストパターンを用いて例えば異方性のドライエッチングを行うことにより、成膜されたパッド３１の構成材料がパターンニングされる。図示されていないが、これらの工程により、パッド３２も形成されることになる。パッド形成工程Ｓ１４の後には、保護膜形成工程Ｓ１５が行われる。

【0046】

図２２は、保護膜形成工程Ｓ１５を説明する断面図である。図２２に示されているように、保護膜形成工程Ｓ１５では、保護膜４０が形成される。保護膜形成工程Ｓ１５では、第１に、保護膜４０の構成材料が、例えばＣＶＤによりパッド３１及びパッド３２（図示せず）を覆うように成膜される。第２、成膜された保護膜４０の構成材料の上に、レジストパターンが形成される。レジストパターンは、フォトレジストを塗布するとともに、塗布されたフォトレジストを露光及び現像することにより形成される。第３に、レジストパターンを用いて例えば異方性のドライエッチングを行うことにより、成膜された保護膜４０の構成材料がパターンニングされて開口部４０ａが形成される。図示されていないが、ドライエッチングにより、開口部４０ｂも形成されることになる。保護膜形成工程Ｓ１５の後には、ダイシング工程Ｓ１６が行われる。

【0047】

ダイシング工程Ｓ１６では、基板１０、絶縁膜２０及び保護膜４０が例えばブレードを用いて切断されることにより、複数のセンサ１００に個片化される。ブレードを用いた切断は、例えば水を供給しながら行われる。以上により、図１から図３に示されているセンサ１００の構造が形成される。

【0048】

＜センサ１００の効果＞
以下に、センサ１００の効果を、比較例に係るセンサと対比しながら説明する。比較例に係るセンサを、センサ１００Ａとする。

【0049】

図２３は、センサ１００Ａの断面図である。図２３には、図２に対応する位置における断面が示されている。図２２に示されているように、センサ１００Ａでは、キャビティ１３の底面に凸部１３ａが形成されていない。この点を除いて、センサ１００Ａの構成はセンサ１００の構成と共通している。

【0050】

センサ１００Ａでは、外部の圧力が上昇した際にメンブレン１４が撓むが、通常の使用状態における圧力ではメンブレン１４がキャビティ１３の底面に接触しないようにキャビティ１３の深さが設計されている。しかしながら、例えばダイシング工程Ｓ１６において供給される水により、メンブレン１４に通常の使用状態における圧力以上の圧力が加わることがある。その結果、センサ１００Ａでは、メンブレン１４が、キャビティ１３の底面に接触することがある。センサ１００Ａでは、キャビティ１３の底面が平坦であり、メンブレン１４とキャビティ１３の底面とが面接触するため、メンブレン１４がキャビティ１３の底面に貼り付きやすい。

【0051】

他方で、センサ１００では、キャビティ１３の底面に複数の凸部１３ａが形成されているため、メンブレン１４とキャビティ１３の底面との接触は、点接触に近くなる。そのため、センサ１００によると、メンブレン１４がキャビティ１３の底面に貼り付きにくくなる。凸部１３ａの頂面が曲面で構成されている場合、メンブレン１４とキャビティ１３の底面との接触がさらに点接触に近くなるため、メンブレン１４がキャビティ１３の底面にさらに貼り付きにくくなる。

【0052】

メンブレン１４の撓み量は、平面視における中央部において大きくなりやすい。その結果、メンブレン１４とキャビティ１３の底面との間の接触面圧は、平面視におけるメンブレン１４の中央部において大きくなる。複数の凸部１３ａが平面視におけるキャビティ１３の底面の中央部の周囲に形成されている場合、接触面圧が低い位置においてメンブレン１４とキャビティ１３の底面とが接触するため、メンブレン１４がキャビティ１３の底面にさらに貼り付きにくくなる。

【0053】

（第２実施形態）
第２実施形態に係るセンサを説明する。第２実施形態に係るセンサを、センサ２００とする。ここでは、センサ１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

【0054】

＜センサ２００の構成＞
以下に、センサ２００の構成を説明する。

【0055】

図２４は、センサ２００の断面図である。図２４には、図２に対応する位置における断面が示されている。図２４に示されているように、センサ２００は、基板１０と、絶縁膜２０と、複数のパッド３１と、パッド３２と、保護膜４０とを有している。この点に関して、センサ２００の構成は、センサ１００の構成と共通している。

【0056】

センサ２００では、基板１０が、第１基板１１で構成されている。すなわち、センサ２００では、基板１０が第２基板１２を有しておらず、第２面１０ｂが第２面１１ｂで構成されている。センサ２００では、凸部１３ａに代えて、凸部１４ａが形成されている。凸部１４ａは、メンブレン１４の内面（キャビティ１３の底面と対向している面）に形成されている。これらの点に関して、センサ２００の構成は、センサ１００の構成と異なっている。なお、図示されていないが、凸部１３ａの頂面と同様に、凸部１４ａの頂面は曲面で構成されていてもよい。

【0057】

＜センサ２００の製造方法＞
以下に、センサ２００の製造方法を説明する。

【0058】

図２５は、センサ２００の製造工程図である。図２５に示されているように、センサ２００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、ハードマスク形成工程Ｓ２と、第１絶縁膜形成工程Ｓ９と、第１イオン注入工程Ｓ１０と、第２絶縁膜形成工程Ｓ１１と、コンタクトホール形成工程Ｓ１２と、第２イオン注入工程Ｓ１３と、パッド形成工程Ｓ１４と、保護膜形成工程Ｓ１５と、ダイシング工程Ｓ１６とを有している。この点に関して、センサ２００の製造方法は、センサ１００の製造方法と共通している。

【0059】

センサ２００の製造方法は、レジストパターン形成工程Ｓ３と、第１エッチング工程Ｓ４と、第２エッチング工程Ｓ５と、第３エッチング工程Ｓ６と、第４エッチング工程Ｓ７と、基板貼り付け工程Ｓ８とを有していない。センサ２００の製造方法は、これらの工程に代えて、第１レジストパターン形成工程Ｓ１７と、第１エッチング工程Ｓ１８と、第２レジストパターン形成工程Ｓ１９と、第２エッチング工程Ｓ２０と、第３エッチング工程Ｓ２１と、酸化膜形成工程Ｓ２２と、第４エッチング工程Ｓ２３と、第５エッチング工程Ｓ２４と、第６エッチング工程Ｓ２５と、熱処理工程Ｓ２６とを有している。これらの点に関して、センサ２００の製造方法は、センサ１００の製造方法と異なっている。なお、第１レジストパターン形成工程Ｓ１７は、ハードマスク形成工程Ｓ２の後に行われる。

【0060】

図２６は、第１レジストパターン形成工程Ｓ１７を説明する断面図である。図２６に示されているように、第１レジストパターン形成工程Ｓ１７では、レジストパターン５２が形成される。レジストパターン５２は、第１部分５２ａと、複数の第２部分５２ｂとを有している。第１部分５２ａは、開口部５２ｃを有している。複数の第２部分５２ｂは、平面視において開口部５２ｃの開口縁の内側に配列されている。レジストパターン５２は、フォトレジストをハードマスク５０上に塗布するとともに塗布されたフォトレジストを露光及び現像することにより形成される。第１レジストパターン形成工程Ｓ１７の後には、第１エッチング工程Ｓ１８が行われる。

【0061】

図２７は、第１エッチング工程Ｓ１８を説明する断面図である。図２７に示されているように、第１エッチング工程Ｓ１８では、レジストパターン５２を用いて、ハードマスク５０が第１部分５０ｄと複数の第２部分５０ｅとを有するようにパターンニングされる。第１部分５０ｄは、開口部５０ｆを有している。複数の第２部分５０ｅは、平面視において開口部５０ｆの開口縁の内側に配列されている。エッチングは、例えば異方性のドライエッチングである。エッチングの後には、レジストパターン５２が除去される。第１エッチング工程Ｓ１８の後には、第２レジストパターン形成工程Ｓ１９が行われる。

【0062】

図２８は、第２レジストパターン形成工程Ｓ１９を説明する断面図である。図２８に示されているように、第２レジストパターン形成工程Ｓ１９では、レジストパターン５３が形成される。レジストパターン５３は、第１部分５３ａと、第２部分５３ｂとを有している。第１部分５３ａは、開口部５３ｃを有している。複数の第２部分５３ｂは、平面視において開口部５３ｃの内側に配列されている。

【0063】

隣り合う２つの第２部分５０ｅを、第２部分５０ｅａ及び第２部分５０ｅｂとする。１つの第２部分５０ｅａ及び第２部分５０ｅｂの組と当該１つの組に隣り合う他の１つの第２部分５０ｅａ及び第２部分５０ｅｂの組との間にある第２部分５０ｅを、第２部分５０ｅｃとする。第２部分５３ｂは、第２部分５０ｅａ上、第２部分５０ｅｂ上及び第２部分５０ｅａと第２部分５０ｅｂとの間にある第２面１１ｂ上に配置される。他方で、第２部分５３ｂは、第２部分５０ｅｃ上、第２部分５０ｅａと第２部分５０ｅｃとの間にある第２面１１ｂ上及び第２部分５０ｅｂと第２部分５０ｅｃとの間にある第２面１１ｂ上には配置されない。第２レジストパターン形成工程Ｓ１９の後には、第２エッチング工程Ｓ２０が行われる。

【0064】

図２９は、第２エッチング工程Ｓ２０を説明する断面図である。図２９に示されているように、第２エッチング工程Ｓ２０では、ハードマスク５０及びレジストパターン５３を用いて、第１基板１１に対するエッチングが行われることにより、凹部１３ｃが形成される。凹部１３ｃは、第２部分５０ｅａと第２部分５０ｅｃとの間にある第２面１１ｂ及び第２部分５０ｅｂと第２部分５０ｅｃとの間にある第２面１１ｂに形成される。エッチングは、例えば、異方性のドライエッチングである。エッチングの後には、レジストパターン５３が除去される。第２エッチング工程Ｓ２０の後には、第３エッチング工程Ｓ２１が行われる。

【0065】

図３０は、第３エッチング工程Ｓ２１を説明する断面図である。図３０に示されているように、第３エッチング工程Ｓ２１では、ハードマスク５０を用いて第１基板１１に対するエッチングが行われることにより、凹部１３ｄが形成される。凹部１３ｄは、第２部分５０ｅａと第２部分５０ｅｂとの間にある第２面１１ｂに形成される。エッチングが行われることにより、凹部１３ｃは、第１面１１ａに向かって掘り下げられる。そのため、凹部１３ｃは、凹部１３ｄよりも深い。エッチングは、例えば、異方性のドライエッチングである。第３エッチング工程Ｓ２１の後には、酸化膜形成工程Ｓ２２が行われる。

【0066】

図３１は、酸化膜形成工程Ｓ２２を説明する断面図である。図３１に示されているように、酸化膜形成工程Ｓ２２では、例えばＣＶＤにより、酸化膜５４が形成される。酸化膜５４は、例えばシリコン酸化物で形成されている。酸化膜５４は、ハードマスク５０上に配置されている。図示されていないが、酸化膜５４は、凹部１３ｃの側面、凹部１３ｃの底面、凹部１３ｄの側面及び凹部１３ｄの底面も被覆している。酸化膜形成工程Ｓ２２の後には、第４エッチング工程Ｓ２３が行われる。

【0067】

図３２は、第４エッチング工程Ｓ２３を説明する断面図である。図３２に示されているように、第４エッチング工程Ｓ２３では、エッチングにより、凹部１３ｃの底面上及び凹部１３ｄの底面上にある酸化膜５４が除去される。エッチングは、例えば異方性のドライエッチングである。第４エッチング工程Ｓ２３の後には、第５エッチング工程Ｓ２４が行われる。

【0068】

図３３は、第５エッチング工程Ｓ２４を説明する断面図である。図３３に示されているように、第５エッチング工程Ｓ２４では、エッチングにより、キャビティ１３が形成される。エッチングは、例えば凹部１３ｃ及び凹部１３ｄを介した等方性のウェットエッチングである。エッチングにより、凹部１３ｃ及び凹部１３ｄは、それぞれ、貫通穴１３ｅ及び貫通穴１３ｆとなる。貫通穴１３ｅ及び貫通穴１３ｆは、キャビティ１３に連通している。第５エッチング工程Ｓ２４の後には、第６エッチング工程Ｓ２５が行われる。

【0069】

図３４は、第６エッチング工程Ｓ２５を説明する断面図である。図３４に示されているように、第６エッチング工程Ｓ２５では、エッチングにより、ハードマスク５０及び酸化膜５４が除去される。エッチングは、例えば等方性のウェットエッチングである。第６エッチング工程Ｓ２５の後には、熱処理工程Ｓ２６が行われる。

【0070】

図３５は、熱処理工程Ｓ２６を説明する断面図である。図３５に示されているように、熱処理工程Ｓ２６では、減圧環境下で、第１基板１１に対する熱処理が行われる。これにより、第１基板１１の構成原子が移動し、貫通穴１３ｅ及び貫通穴１３ｆが閉塞されてメンブレン１４が形成されるとともに、隣り合う２つの貫通穴１３ｅの間にあった第１基板１１の部分が凸部１４ａとなる。なお、熱処理に伴う第１基板１１の構成原子の移動により、キャビティ１３の側面及び底面がある程度平坦化される。

【0071】

熱処理工程Ｓ２６の後に第１絶縁膜形成工程Ｓ９、第１イオン注入工程Ｓ１０、第２絶縁膜形成工程Ｓ１１、コンタクトホール形成工程Ｓ１２、第２イオン注入工程Ｓ１３、パッド形成工程Ｓ１４、保護膜形成工程Ｓ１５及びダイシング工程Ｓ１６が順次行われることにより、図２４に示されているセンサ２００の構造が形成される。

【0072】

＜センサ２００の効果＞
以下に、センサ２００の効果を説明する。

【0073】

センサ２００では、メンブレン１４の内面に複数の凸部１４ａが形成されているため、メンブレン１４とキャビティ１３の底面との接触は、点接触に近くなる。そのため、センサ２００によると、メンブレン１４がキャビティ１３の底面に貼り付きにくくなる。センサ２００では、第２基板１２を用いることなく第１基板１１のみで基板１０を構成することが可能であり、製造コストの低減が可能である。

【0074】

（付記）
上記の実施形態には、以下の構成が含まれている。

【0075】

＜付記１＞
基板を備え、
前記基板の内部には、キャビティが形成されており、
前記基板は、前記キャビティの底面と間隔を空けて対向しているメンブレンを有し、
前記底面及び前記メンブレンの内面のいずれかには、複数の凸部が形成されている、センサ。

【0076】

＜付記２＞
前記複数の凸部は、前記底面に形成されている、付記１に記載のセンサ。

【0077】

＜付記３＞
前記複数の凸部は、平面視において、前記底面の中央部の周囲に配置されている、付記２に記載のセンサ。

【0078】

＜付記４＞
前記基板は、第１基板と、第２基板とを有し、
前記第１基板は、第１面と、前記第１面の反対面である第２面とを有し、
前記第２基板は、前記第２面上に配置されており、
前記キャビティは、前記第２面に形成されており、
前記メンブレンは、前記底面と間隔を空けて対向している前記第２基板の部分である、付記２又は付記３に記載のセンサ。

【0079】

＜付記５＞
前記複数の凸部は、前記内面に形成されている、付記１に記載のセンサ。

【0080】

＜付記６＞
前記複数の凸部は、平面視において、前記内面の中央部の周囲に配置されている、付記５に記載のセンサ。

【0081】

＜付記７＞
前記基板は、第１基板で構成されており、
前記キャビティは、前記第１基板の内部に形成されており、
前記メンブレンは、前記底面と間隔を空けて対向している前記第１基板の部分である、付記５又は付記６に記載のセンサ。

【0082】

＜付記８＞
前記複数の凸部の各々の頂面は、曲面で構成されている、付記１から付記７のいずれか１項に記載のセンサ。

【0083】

以上のように本開示の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0084】

１０ 基板、１０ａ 第１面、１０ｂ 第２面、１１ 第１基板、１１ａ 第１面、１１ｂ 第２面、１２ 第２基板、１３ キャビティ、１３ａ 凸部、１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 凹部、１３ｅ，１３ｆ 貫通穴、１４ メンブレン、１４ａ 凸部、１５ 抵抗、１６ 配線、１６ａ 第１部分、１６ｂ 第２部分、１６ｃ コンタクト、１７ 配線、１７ａ 第１部分、１７ｂ 第２部分、１７ｃ コンタクト、２０ 絶縁膜、２０ａ，２０ｂ コンタクトホール、２１ 第１絶縁膜、２２ 第２絶縁膜、３１，３２ パッド、４０ 保護膜、４０ａ，４０ｂ 開口部、５０ ハードマスク、５０ａ 第１部分、５０ｂ 第２部分、５０ｃ 開口部、５０ｄ 第１部分、５０ｅ 第２部分、５０ｅａ，５０ｅｂ，５０ｅｃ 第２部分、５０ｆ 開口部、５１ レジストパターン、５１ａ 第１部分、５１ｂ 第２部分、５１ｃ 開口部、５２ レジストパターン、５２ａ 第１部分、５２ｂ 第２部分、５２ｃ 開口部、５３ レジストパターン、５３ａ 第１部分、５３ｂ 第２部分、５３ｃ 開口部、５４ 酸化膜、１００，１００Ａ，２００ センサ、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ ハードマスク形成工程、Ｓ３ レジストパターン形成工程、Ｓ４ 第１エッチング工程、Ｓ５ 第２エッチング工程、Ｓ６ 第３エッチング工程、Ｓ７ 第４エッチング工程、Ｓ８ 基板貼り付け工程、Ｓ９ 第１絶縁膜形成工程、Ｓ１０ 第１イオン注入工程、Ｓ１１ 第２絶縁膜形成工程、Ｓ１２ コンタクトホール形成工程、Ｓ１３ 第２イオン注入工程、Ｓ１４ パッド形成工程、Ｓ１５ 保護膜形成工程、Ｓ１６ ダイシング工程、Ｓ１７ 第１レジストパターン形成工程、Ｓ１８ 第１エッチング工程、Ｓ１９ 第２レジストパターン形成工程、Ｓ２０ 第２エッチング工程、Ｓ２１ 第３エッチング工程、Ｓ２２ 酸化膜形成工程、Ｓ２３ 第４エッチング工程、Ｓ２４ 第５エッチング工程、Ｓ２５ 第６エッチング工程、Ｓ２６ 熱処理工程。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】