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(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】P2025099577
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】センサ装置の製造方法及びセンサ装置
(51)【国際特許分類】
B81C 1/00 20060101AFI20250626BHJP
H10D 48/50 20250101ALI20250626BHJP
G01L 9/00 20060101ALI20250626BHJP
【ＦＩ】
B81C1/00
H01L29/84 A
H01L29/84 B
G01L9/00 303F
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023216353
(22)【出願日】2023-12-22
(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】山城 宏介
(72)【発明者】
【氏名】樋口 徹
【テーマコード（参考）】
2F055
3C081
4M112
【Ｆターム（参考）】
2F055BB01
2F055CC02
2F055DD05
2F055EE14
2F055FF43
2F055GG01
3C081AA17
3C081BA45
3C081BA48
3C081BA77
3C081CA17
3C081CA40
3C081DA03
3C081EA03
4M112AA01
4M112BA01
4M112CA01
4M112CA03
4M112CA04
4M112CA09
4M112CA14
4M112DA02
4M112DA06
4M112DA09
4M112DA10
4M112DA13
4M112EA03
4M112EA06
4M112EA07
4M112EA10
4M112EA11
4M112FA01
(57)【要約】
【課題】フォトリソグラフィ工程を用いることなく基板の内部に空洞を形成することが可能なセンサ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】センサ装置（１００）の製造方法は、基板（１０）を準備する工程（Ｓ１）と、基板の内部に第１空洞（１１）を形成する工程（Ｓ２）とを備える。第１空洞を形成する工程は、レーザ光（Ｌ）を基板の内部において集光及び吸収させることで基板の内部に複数の第２空洞（１３）を形成する工程（Ｓ２１）と、基板に対して熱処理を行うことで複数の第２空洞を連結させて第１空洞とする工程（Ｓ２２）とを有する。
【選択図】図３
【解決手段】センサ装置（１００）の製造方法は、基板（１０）を準備する工程（Ｓ１）と、基板の内部に第１空洞（１１）を形成する工程（Ｓ２）とを備える。第１空洞を形成する工程は、レーザ光（Ｌ）を基板の内部において集光及び吸収させることで基板の内部に複数の第２空洞（１３）を形成する工程（Ｓ２１）と、基板に対して熱処理を行うことで複数の第２空洞を連結させて第１空洞とする工程（Ｓ２２）とを有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を準備する工程と、
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有する、センサ装置の製造方法。
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有する、センサ装置の製造方法。
【請求項2】
前記基板の厚さ方向において前記複数の第２空洞の形成位置を変えることで、前記基板の厚さ方向において前記第１空洞の形成位置が変えられる、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項3】
前記複数の第２空洞は、平面視において行列状に並んでいる、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項4】
前記複数の第２空洞は、平面視において列状に並んでいる、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項5】
前記複数の第２空洞の一部は、平面視において行列状に第１領域内に並んでおり、
前記複数の第２空洞の他の一部は、平面視において行列状に前記第１領域とは異なる第２領域内に並んでいる、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
前記複数の第２空洞の他の一部は、平面視において行列状に前記第１領域とは異なる第２領域内に並んでいる、請求項１に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項6】
基板を準備する工程と、
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有し、
前記基板の内部には、第３空洞が形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により前記基板の外部と連通される、センサ装置の製造方法。
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有し、
前記基板の内部には、第３空洞が形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により前記基板の外部と連通される、センサ装置の製造方法。
【請求項7】
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の主面又は前記基板の側面において前記基板の外部と連通される、請求項６に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項8】
基板を備え、
前記基板の内部には、第１空洞が形成されており、
前記基板の主面は、前記第１空洞の上方にある第１部分と、前記第１部分の周囲にある第２部分とを有し、
前記第１部分及び前記第２部分は、平坦に連なっており、
前記第１空洞の底面には、凹凸が形成されている、センサ装置。
前記基板の内部には、第１空洞が形成されており、
前記基板の主面は、前記第１空洞の上方にある第１部分と、前記第１部分の周囲にある第２部分とを有し、
前記第１部分及び前記第２部分は、平坦に連なっており、
前記第１空洞の底面には、凹凸が形成されている、センサ装置。
【請求項9】
前記第１空洞の側面は、断面視において曲線状である、請求項８に記載のセンサ装置。
【請求項10】
前記基板は、前記第１空洞と前記基板の主面との間にあるメンブレンを有する、請求項８又は請求項９に記載のセンサ装置。
【請求項11】
基板を備え、
前記基板の内部には、第１空洞と第３空洞とが形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の側面において前記基板の外部と連通されている、センサ装置。
前記基板の内部には、第１空洞と第３空洞とが形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の側面において前記基板の外部と連通されている、センサ装置。
【請求項12】
前記基板は、前記第３空洞と前記基板の主面との間にある第１メンブレンを有する、請求項１１に記載のセンサ装置。
【請求項13】
前記第１メンブレン上に配置されている伸縮部材をさらに備える、請求項１２に記載のセンサ装置。
【請求項14】
前記基板の内部には、第４空洞がさらに形成されており、
前記基板は、前記第４空洞と前記基板の主面との間に第２メンブレンを有する、請求項１２に記載のセンサ装置。
前記基板は、前記第４空洞と前記基板の主面との間に第２メンブレンを有する、請求項１２に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、センサ装置の製造方法及びセンサ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特開２０２１－０２５９６６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。特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサの製造方法では、第１に、第１基板が準備される。第２に、第１基板の主面上にフォトリソグラフィ工程で形成されたレジストパターンをマスクとして第１基板の主面がエッチングされることにより、凹部が形成される。
【0003】
第３に、第１基板の主面上に、第２基板が貼付される。第２基板は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板であり、第１半導体層と、第２半導体層と、絶縁層とを有している。第２基板は、第１半導体層が第１基板の主面に接触するように貼付される。第４に、第２半導体層及び絶縁層が除去される。以上のようにして、特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサでは、基板の内部に、凹部と第１半導体層とで画された凹部が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－０２５９６６号公報 ［概要］ 特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサの製造方法では、ＳＯＩ基板を用いるため、製造コストが上昇してしまう。また、特許文献１に記載のＭＥＭＳセンサの製造方法では、フォトリソグラフィ工程が必要となる。基板の内部に空洞を形成する他の方法として、例えば熱処理を用いる方法と犠牲層エッチングを用いる方法とがある。
【0005】
熱処理を用いる方法では、第１に、基板の主面上にフォトリソグラフィ工程で形成されたレジストパターンをマスクとして、基板の主面に複数の溝を形成するためのエッチングが行われる。第２に、上記の溝を通して、基板の内部に対するエッチングが行われる。第３に、基板に対して熱処理を行うことにより、上記の溝が閉塞される。このように、熱処理を用いる方法でも、フォトリソグラフィ工程が必要となる。
【0006】
犠牲層エッチングを用いる方法では、第１に、基板上に例えばシリコン酸化物で形成された犠牲層が形成される。第２に、犠牲層上にフォトリソグラフィ工程で形成されたレジストパターンをマスクとして犠牲層がエッチングされることにより、犠牲層が基板の内部に形成される空洞の形状の形に合わせてパターンニングされる。
【0007】
第３に、基板の構成材料がデポジションされることにより、犠牲層が基板に内包されることになる。第４に、基板上にフォトリソグラフィ工程で形成されたレジストパターンをマスクとして基板に対するエッチングが行われることにより、犠牲層を露出させる溝が形成される。第５に、上記の溝を通して犠牲層がエッチングで除去されることにより、基板の内部に空洞ができる。このように、犠牲層エッチングを用いる方法では、複数回のフォトリソグラフィ工程が必要となる。
【0008】
本開示のセンサ装置の製造方法は、基板を準備する工程と、基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備える。第１空洞を形成する工程は、レーザ光を基板の内部において集光及び吸収させることで基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、基板に対して熱処理を行うことで複数の第２空洞を連結させて第１空洞とする工程とを有する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】センサ装置１００の平面図である。
【図3】センサ装置１００の製造工程図である。
【図4】レーザ光照射工程Ｓ２１を説明する断面図である。
【図5】熱処理工程Ｓ２２を説明する断面図である。
【図6】比較例１に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第１説明図である。
【図7】比較例１に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第２説明図である。
【図8】比較例１に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第３説明図である。
【図9】比較例２に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第１説明図である。
【図10】比較例２に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第２説明図である。
【図11】第１絶縁膜形成工程Ｓ３を説明する断面図である。
【図12】第２絶縁膜形成工程Ｓ５を説明する断面図である。
【図13】コンタクトホール形成工程Ｓ６を説明する断面図である。
【図14】パッド形成工程Ｓ７を説明する断面図である。
【図15】変形例１に係るレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する平面図である。
【図16】変形例２に係るレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する平面図である。
【図17】変形例２に係るレーザ光照射工程Ｓ２１が適用されたセンサ装置１００の一例の平面図である。
【図18】センサ装置２００の断面図である。
【図19】センサ装置２００の製造方法において行われる準備工程Ｓ１を説明する断面図である。
【図20】センサ装置２００の製造方法において行われるレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する断面図である。
【図21】センサ装置２００の製造方法において行われる熱処理工程Ｓ２２を説明する断面図である。
【図22】変形例１に係るセンサ装置２００の断面図である。
【図23】変形例２に係るセンサ装置２００の断面図である。
【図24】変形例３に係るセンサ装置２００の断面図である。
【0010】
［詳細な説明］
本開示の実施形態の詳細を、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。
本開示の実施形態の詳細を、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。
【0011】
（第１実施形態）
第１実施形態に係るセンサ装置を説明する。第１実施形態に係るセンサ装置を、センサ装置１００とする。
第１実施形態に係るセンサ装置を説明する。第１実施形態に係るセンサ装置を、センサ装置１００とする。
【0012】
＜センサ装置１００の構成＞
以下に、センサ装置１００の構成を説明する。
以下に、センサ装置１００の構成を説明する。
【0013】
図１は、センサ装置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１及び図２に示されているように、センサ装置１００は、基板１０と、絶縁膜２０と、パッド３０と、保護膜４０とを有している。センサ装置１００は、例えば、絶対圧センサである。
【0014】
基板１０の構成材料は、例えば、単結晶シリコンである。基板１０は、主面１０ａと、主面１０ｂと、側面１０ｃとを有している。主面１０ｂは、主面１０ａの反対面である。主面１０ａ及び主面１０ｂは、基板１０の厚さ方向における端面である。側面１０ｃは、主面１０ａ及び主面１０ｂに連なっている。
【0015】
基板１０の内部には、空洞１１が形成されている。空洞１１は、平面視において、例えば矩形状である。基板１０は、メンブレン１２を有している。メンブレン１２は、空洞１１と主面１０ａとの間にある基板１０の部分である。主面１０ａは、第１部分と第２部分とを有している。第１部分は、空洞１１の上方にある主面１０ａの部分である。第２部分は、第１部分の周囲にある主面１０ａの部分である。第１部分及び第２部分は、平坦に連なっている。空洞１１の底面には、凹凸が形成されている。また、空洞１１の側面は、断面視において曲線状になっている。
【0016】
図示されていないが、メンブレン１２にある主面１０ａには抵抗が形成されており、メンブレン１２の周囲にある主面１０ａには配線及びコンタクト領域が形成されている。抵抗、配線及びコンタクト領域は、不純物元素がドーピングされることにより形成されている。配線の一方端部は、抵抗に電気的に接続されている。配線の他方端部は、コンタクト領域に電気的に接続されている。抵抗の電気抵抗値は、気圧等の変動でメンブレン１２が撓んだ際に変動することになる。
【0017】
絶縁膜２０は、基板１０上に配置されている。より具体的には、絶縁膜２０は、主面１０ａ上に配置されている。絶縁膜２０の構成材料は、例えば、シリコン酸化物である。絶縁膜２０は、例えば、第１層２１と第２層２２とを有している。第２層２２は、第１層２１上に配置されている。
【0018】
パッド３０は、絶縁膜２０上に配置されている。パッド３０の構成材料は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料である。パッド３０は、絶縁膜２０に形成されているコンタクトホール２０ａを通じて、主面１０ａに形成されているコンタクト領域に電気的に接続されている。保護膜４０は、絶縁膜２０上に配置されている。保護膜４０には、パッド３０を少なくとも部分的に露出させる開口部が形成されている。保護膜４０の構成材料は、例えばシリコン窒化物である。
【0019】
＜センサ装置１００の製造方法＞
以下に、センサ装置１００の製造方法を説明する。
以下に、センサ装置１００の製造方法を説明する。
【0020】
図３は、センサ装置１００の製造工程図である。図３に示されているように、センサ装置１００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、空洞形成工程Ｓ２と、第１絶縁膜形成工程Ｓ３と、イオン注入工程Ｓ４と、第２絶縁膜形成工程Ｓ５と、コンタクトホール形成工程Ｓ６と、パッド形成工程Ｓ７と、保護膜形成工程Ｓ８とを有している。
【0021】
準備工程Ｓ１では、基板１０が準備される。準備工程Ｓ１の後には、空洞形成工程Ｓ２が行われる。空洞形成工程Ｓ２では、基板１０の内部に空洞１１が形成される。空洞形成工程Ｓ２は、レーザ光照射工程Ｓ２１と、レーザ光照射工程Ｓ２１の後に行われる熱処理工程Ｓ２２とを有している。
【0022】
図４は、レーザ光照射工程Ｓ２１を説明する断面図である。レーザ光照射工程Ｓ２１では、図４に示されているように、レーザ光Ｌが基板１０の内部に集光され、基板１０の内部において吸収される。これにより、基板１０の内部に空洞１３が形成される。レーザ光Ｌが走査されることにより、複数の空洞１３が、例えば平面視において行列状に並ぶ。レーザ光Ｌは、基板１０に対する吸収率が低い波長を選択するとともに、焦点位置を調整することにより、基板１０の内部で集光・吸収されるようになる。
【0023】
図５は、熱処理工程Ｓ２２を説明する断面図である。熱処理工程Ｓ２２では、基板１０に対する熱処理が行われる。熱処理が行われている際、基板１０は、基板１０の構成材料の原子が流動しやすい温度まで昇温される。熱処理が行われることにより、表面エネルギを小さくすべく基板１０の構成材料の原子が流動し、複数の空洞１３が連結されて空洞１１になる。空洞１１はこのようにして形成されるため、空洞１１の底面には、凹凸が残存するとともに、空洞１１の側面は断面視において曲線状となる。熱処理工程Ｓ２２が行われた後には、すなわち空洞形成工程Ｓ２が行われた後には、第１絶縁膜形成工程Ｓ３が行われる。
【0024】
図６は、比較例１に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第１説明図である。熱処理により空洞１１を形成する場合、図６に示されているように、第１に、主面１０ａにフォトリソグラフィ工程（主面１０ａ上に塗布されたフォトレジストを露光・現像する工程）を用いて形成されたレジストパターンをマスクとするエッチングにより、主面１０ａに複数の溝１０ｄが形成される。
【0025】
図７は、比較例１に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第２説明図である。熱処理により空洞１１を形成する場合、図７に示されているように、第２に、溝１０ｄを通して基板１０の内部をエッチングすることにより、基板１０の内部に空洞１１が形成される。図８は、比較例１に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第３説明図である。熱処理により空洞１１を形成する場合、図８に示されているように、第３に、基板１０に対する熱処理が行われることにより、基板１０の構成材料の原子が流動し、溝１０ｄが閉塞される。その結果、熱処理により空洞１１を形成する場合、第１部分が第２部分よりも凹んだ主面１０ａの形状が形成され、第１部分と第２部分とが平坦に連ならない。
【0026】
図９は、比較例２に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第１説明図である。ＳＯＩ基板の貼付により空洞１１を形成する場合、図９に示されているように、第１に、主面１０ａにフォトリソグラフィ工程を用いて形成されたレジストパターンをマスクとするエッチングにより、主面１０ａに凹部１０ｅが形成される。
【0027】
図１０は、比較例２に係るセンサ装置の製造方法における空洞形成工程Ｓ２を説明する第２説明図である。ＳＯＩ基板の貼付により空洞１１を形成する場合、図１０に示されているように、第２に、主面１０ａにＳＯＩ基板５０が貼付される。ＳＯＩ基板５０は、半導体層５１と、半導体層５２と、絶縁層５３とを有している。絶縁層５３は、半導体層５１と半導体層５２との間に配置されている。ＳＯＩ基板５０は、半導体層５１が主面１０ａに対向するように貼付される。これにより、半導体層５１が基板１０と一体化され、半導体層５１であった部分と凹部１０ｅとにより空洞１１が画される。ＳＯＩ基板５０が貼付された後、半導体層５２及び絶縁層５３は除去される。ＳＯＩ基板の貼付により空洞１１を形成する場合、空洞１１の側面（すなわち、凹部１０ｅの側面）がエッチングで形成されるため、断面視において曲線状にはならない。
【0028】
図１１は、第１絶縁膜形成工程Ｓ３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絶縁膜形成工程Ｓ３では、例えば熱酸化により、主面１０ａに第１層２１が形成される。第１絶縁膜形成工程Ｓ３の後には、イオン注入工程Ｓ４が行われる。イオン注入工程Ｓ４では、イオン注入が行われることにより、主面１０ａに抵抗、配線及びコンタクト領域が形成される。イオン注入工程Ｓ４の後には、第２絶縁膜形成工程Ｓ５が行われる。
【0029】
図１２は、第２絶縁膜形成工程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絶縁膜形成工程Ｓ５では、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、第１層２１上に第２層２２が形成される。第２絶縁膜形成工程Ｓ５の後には、コンタクトホール形成工程Ｓ６が行われる。
【0030】
図１３は、コンタクトホール形成工程Ｓ６を説明する断面図である。図１３に示されているように、コンタクトホール形成工程Ｓ６では、絶縁膜２０にコンタクトホール２０ａが形成される。コンタクトホール形成工程Ｓ６では、第１に、絶縁膜２０上に、フォトリソグラフィ工程を用いて、レジストパターンが形成される。第２に、レジストパターンをマスクとするエッチングで絶縁膜２０が部分的に開口されることにより、コンタクトホール２０ａとなる。コンタクトホール形成工程Ｓ６の後には、パッド形成工程Ｓ７が行われる。
【0031】
図１４は、パッド形成工程Ｓ７を説明する断面図である。パッド形成工程Ｓ７では、図１４に示されているように、絶縁膜２０上にパッド３０が形成される。パッド形成工程Ｓ７では、第１に、パッド３０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３０の構成材料は、コンタクトホール２０ａ中にも埋め込まれる。第２に、成膜されたパッド３０の構成材料が、フォトリソグラフィ工程を用いて形成されたレジストパターンをマスクとするエッチングによりパターンニングされる。パッド形成工程Ｓ７の後には、保護膜形成工程Ｓ８が行われる。
【0032】
保護膜形成工程Ｓ８では、絶縁膜２０上に保護膜４０が形成される。保護膜形成工程Ｓ８では、第１に、例えばＣＶＤ法により、パッド３０を覆うように絶縁膜２０上に保護膜４０の構成材料が成膜される。第２に、成膜された保護膜４０の構成材料に対してフォトリソグラフィ工程を用いて形成されたレジストパターンをマスクとするエッチングが行われることにより、パッド３０が露出される。以上のようにして、図１及び図２に示されているセンサ装置１００の構造が得られることになる。
【0033】
＜センサ装置１００の効果＞
以下に、センサ装置１００の効果を説明する。
以下に、センサ装置１００の効果を説明する。
【0034】
センサ装置１００では、基板１０の内部におけるレーザ光Ｌの集光・吸収及び熱処理により、基板１０の内部に空洞１１が形成される。そのため、センサ装置１００では、空洞１１を形成するためにフォトリソグラフィ工程を経る必要がなく、工程が簡略化されることになる。センサ装置１００では、レーザ光Ｌが集光・吸収される位置を調整することにより基板１０の厚さ方向における空洞１３の形成される位置が変わり、その結果、空洞１１が形成される基板１０の厚さ方向における位置が変わる。すなわち、センサ装置１００によると、空洞１１の基板１０の厚さ方向における位置を容易に調整可能である。
【0035】
空洞１１が形成される基板１０の厚さ方向における位置が変わると、メンブレン１２の厚さが変わる。そのため、センサ装置１００では、メンブレン１２の厚さが異なる、すなわち感度や耐圧を容易に変えることが可能である。
【0036】
＜変形例１＞
図１５は、変形例１に係るレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する平面図である。図１５に示されているように、複数の空洞１３のうちの一部は平面視において第１領域Ｒ１に行列状に並ぶように形成され、複数の空洞１３のうちの他の一部は平面視において第２領域Ｒ２に行列状に並ぶように形成されてもよい。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、平面視において互いに異なる領域である。この場合、基板１０に複数の空洞１１を形成することが可能である。
図１５は、変形例１に係るレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する平面図である。図１５に示されているように、複数の空洞１３のうちの一部は平面視において第１領域Ｒ１に行列状に並ぶように形成され、複数の空洞１３のうちの他の一部は平面視において第２領域Ｒ２に行列状に並ぶように形成されてもよい。第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、平面視において互いに異なる領域である。この場合、基板１０に複数の空洞１１を形成することが可能である。
【0037】
＜変形例２＞
図１６は、変形例２に係るレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する平面図である。図１６に示されているように、複数の空洞１３は、列状に並んでいてもよい。この場合、列状に並んだ複数の空洞１３が連結されることにより、平面視において直線状に延在する空洞１１が形成されることになる。このように、空洞１１の形状は限定されない。
図１６は、変形例２に係るレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する平面図である。図１６に示されているように、複数の空洞１３は、列状に並んでいてもよい。この場合、列状に並んだ複数の空洞１３が連結されることにより、平面視において直線状に延在する空洞１１が形成されることになる。このように、空洞１１の形状は限定されない。
【0038】
図１７は、変形例２に係るレーザ光照射工程Ｓ２１が適用されたセンサ装置１００の一例の平面図である。センサ装置１００は、絶対圧センサに限られない。図１７では、基板１０以外の構成の図示が省略されている。図１７に示されているように、センサ装置１００は、バイオセンサであってもよい。この場合、平面視において直線状に延在している空洞１１を複数接続することにより、基板１０の内部に、培地等が流れる流路を構成することが可能である。
【0039】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るセンサ装置を説明する。第２実施形態に係るセンサ装置を、センサ装置２００とする。ここでは、センサ装置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。
第２実施形態に係るセンサ装置を説明する。第２実施形態に係るセンサ装置を、センサ装置２００とする。ここでは、センサ装置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。
【0040】
＜センサ装置２００の構成＞
以下に、センサ装置２００の構成を説明する。
以下に、センサ装置２００の構成を説明する。
【0041】
図１８は、センサ装置２００の断面図である。図１８に示されているように、センサ装置２００は、基板１０と、絶縁膜２０と、パッド３０と、保護膜４０とを有している。この点に関し、センサ装置２００の構成は、センサ装置１００の構成と共通している。
【0042】
センサ装置２００では、基板１０の内部に、空洞１４が形成されている。空洞１４は、空洞１１により、基板１０の外部と連通されている。より具体的には、空洞１４は、基板１０の厚さ方向に交差する方向に沿って延在している空洞１１により、側面１０ｃにおいて基板１０の外部と連通されている。このことを別の観点から言えば、空洞１４は、大気開放されている。センサ装置２００では、空洞１４と主面１０ａとの間にある基板１０の部分が、メンブレン１２になっている。センサ装置２００は、差圧センサである。すなわち、空洞１４が大気開放されているため、メンブレン１２は大気圧との差圧に応じて撓むことになり、センサ装置２００は当該撓みに応じた信号を出力する。これらの点に関し、センサ装置２００の構成は、センサ装置１００の構成と異なっている。
【0043】
＜センサ装置２００の製造方法＞
以下に、センサ装置２００の製造方法を説明する。
以下に、センサ装置２００の製造方法を説明する。
【0044】
センサ装置２００の製造方法は、準備工程Ｓ１と、空洞形成工程Ｓ２と、第１絶縁膜形成工程Ｓ３と、イオン注入工程Ｓ４と、第２絶縁膜形成工程Ｓ５と、コンタクトホール形成工程Ｓ６と、パッド形成工程Ｓ７と、保護膜形成工程Ｓ８とを有している。この点に関し、センサ装置２００の製造方法は、センサ装置１００の製造方法と共通している。
【0045】
図１９は、センサ装置２００の製造方法において行われる準備工程Ｓ１を説明する断面図である。図１９に示されているように、センサ装置２００の製造方法では、準備工程Ｓ１において、空洞１４が形成されている基板１０が準備される。空洞１４は、従来公知の方法により形成されてもよい。例えば、比較例１において説明した熱処理を用いた方法や比較例２において説明したＳＯＩ基板を貼付する方法で形成されてもよい。もちろん、空洞１４も、空洞形成工程Ｓ２と同様の方法で形成されてもよい。
【0046】
図２０は、センサ装置２００の製造方法において行われるレーザ光照射工程Ｓ２１を説明する断面図である。図２１は、センサ装置２００の製造方法において行われる熱処理工程Ｓ２２を説明する断面図である。図２０及び図２１に示されているように、基板１０の内部におけるレーザ光Ｌの集光及び吸収並びにレーザ光Ｌの走査により複数の空洞１３が形成されるとともに、熱処理が行われることにより複数の空洞１３が連結されることで、空洞１４と基板１０の外部とを連通させる空洞１１が形成される。これらの点に関し、センサ装置２００の製造方法は、センサ装置１００の製造方法と異なっている。
【0047】
＜変形例１＞
図２２は、変形例１に係るセンサ装置２００の断面図である。図２２に示されているように、センサ装置２００では、基板１０に複数の空洞１４が形成されていてよい。図２２に示されている例では、２つの空洞１４が形成されているが、これらをそれぞれ空洞１４ａ及び空洞１４ｂと呼ぶことがある。空洞１４ａは、空洞１１により側面１０ｃにおいて基板１０の外部と連通されている。他方で、空洞１４ｂは空洞１１により基板１０の外部と連通されていない。
図２２は、変形例１に係るセンサ装置２００の断面図である。図２２に示されているように、センサ装置２００では、基板１０に複数の空洞１４が形成されていてよい。図２２に示されている例では、２つの空洞１４が形成されているが、これらをそれぞれ空洞１４ａ及び空洞１４ｂと呼ぶことがある。空洞１４ａは、空洞１１により側面１０ｃにおいて基板１０の外部と連通されている。他方で、空洞１４ｂは空洞１１により基板１０の外部と連通されていない。
【0048】
この場合、空洞１４ｂの上方にあるメンブレン１２が周囲の圧力で撓む一方、空洞１４ａの上方にあるメンブレン１２は、空洞１４ｂは空洞１１により基板１０の外部と連通されていないため、周囲の圧力で撓まない。そのため、空洞１４ａの上方にあるメンブレン１２に形成されている抵抗の電気抵抗値をリファレンスとして用いることが可能となり、センサ装置２００にリファレンス機能を持たせることが可能となる。
【0049】
＜変形例２＞
図２３は、変形例２に係るセンサ装置２００の断面図である。図２３に示されているように、センサ装置２００は、伸縮部材６０をさらに有していてもよい。伸縮部材６０は、メンブレン１２上に配置されている。伸縮部材６０の構成材料は、熱で伸縮する材料、水蒸気を吸収して伸縮する材料、匂い物質や化学物質を吸収して伸縮する材料等である。センサ装置２００では、空洞１４が空洞１１により基板１０の外部と連通しているため、メンブレン１２は、周囲の圧力では撓まず、伸縮部材６０の伸縮のみで撓む。そのため、この場合、センサ装置２００が熱、水蒸気、匂い、化学物質等を検知するセンサとなる。
図２３は、変形例２に係るセンサ装置２００の断面図である。図２３に示されているように、センサ装置２００は、伸縮部材６０をさらに有していてもよい。伸縮部材６０は、メンブレン１２上に配置されている。伸縮部材６０の構成材料は、熱で伸縮する材料、水蒸気を吸収して伸縮する材料、匂い物質や化学物質を吸収して伸縮する材料等である。センサ装置２００では、空洞１４が空洞１１により基板１０の外部と連通しているため、メンブレン１２は、周囲の圧力では撓まず、伸縮部材６０の伸縮のみで撓む。そのため、この場合、センサ装置２００が熱、水蒸気、匂い、化学物質等を検知するセンサとなる。
【0050】
図２４は、変形例３に係るセンサ装置２００の断面図である。上記においては空洞１４が空洞１１により側面１０ｃにおいて基板１０の外部と連通されている例を説明したが、図２４に示されているように、空洞１４は、空洞１１により主面１０ａにおいて基板１０の外部と連通されていてもよい。
【0051】
＜センサ装置２００の効果＞
以下に、センサ装置２００の効果を説明する。
以下に、センサ装置２００の効果を説明する。
【0052】
センサ装置２００では、空洞１４が空洞１１で基板１０の外部と連通されているため、センサ装置２００に様々な機能を付与することが可能となる。なお、空洞１４を側面１０ｃにおいて基板１０の外部と連通させる横穴としての空洞１１を形成することは、従来知られている方法では極めて困難ないし不可能である。
【0053】
（付記）
上記の各実施形態には、以下の構成が含まれている。
上記の各実施形態には、以下の構成が含まれている。
【0054】
＜付記１＞
基板を準備する工程と、
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有する、センサ装置の製造方法。
基板を準備する工程と、
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有する、センサ装置の製造方法。
【0055】
＜付記２＞
前記基板の厚さ方向において前記複数の第２空洞の形成位置を変えることで、前記基板の厚さ方向において前記第１空洞の形成位置が変えられる、付記１に記載のセンサ装置の製造方法。
前記基板の厚さ方向において前記複数の第２空洞の形成位置を変えることで、前記基板の厚さ方向において前記第１空洞の形成位置が変えられる、付記１に記載のセンサ装置の製造方法。
【0056】
＜付記３＞
前記複数の第２空洞は、平面視において行列状に並んでいる、付記１又は付記２に記載のセンサ装置の製造方法。
前記複数の第２空洞は、平面視において行列状に並んでいる、付記１又は付記２に記載のセンサ装置の製造方法。
【0057】
＜付記４＞
前記複数の第２空洞は、平面視において列状に並んでいる、付記１又は付記２に記載のセンサ装置の製造方法。
前記複数の第２空洞は、平面視において列状に並んでいる、付記１又は付記２に記載のセンサ装置の製造方法。
【0058】
＜付記５＞
前記複数の第２空洞の一部は、平面視において行列状に第１領域内に並んでおり、
前記複数の第２空洞の他の一部は、平面視において行列状に前記第１領域とは異なる第２領域内に並んでいる、付記１又は付記２に記載のセンサ装置の製造方法。
前記複数の第２空洞の一部は、平面視において行列状に第１領域内に並んでおり、
前記複数の第２空洞の他の一部は、平面視において行列状に前記第１領域とは異なる第２領域内に並んでいる、付記１又は付記２に記載のセンサ装置の製造方法。
【0059】
＜付記６＞
基板を準備する工程と、
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有し、
前記基板の内部には、第３空洞が形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により前記基板の外部と連通される、センサ装置の製造方法。
基板を準備する工程と、
前記基板の内部に第１空洞を形成する工程とを備え、
前記第１空洞を形成する工程は、レーザ光を前記基板の内部において集光及び吸収させることで前記基板の内部に複数の第２空洞を形成する工程と、前記基板に対して熱処理を行うことで前記複数の第２空洞を連結させて前記第１空洞とする工程とを有し、
前記基板の内部には、第３空洞が形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により前記基板の外部と連通される、センサ装置の製造方法。
【0060】
＜付記７＞
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の主面又は前記基板の側面において前記基板の外部と連通される、付記６に記載のセンサ装置の製造方法。
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の主面又は前記基板の側面において前記基板の外部と連通される、付記６に記載のセンサ装置の製造方法。
【0061】
＜付記８＞
基板を備え、
前記基板の内部には、第１空洞が形成されており、
前記基板の主面は、前記第１空洞の上方にある第１部分と、前記第１部分の周囲にある第２部分とを有し、
前記第１部分及び前記第２部分は、平坦に連なっており、
前記第１空洞の底面には、凹凸が形成されている、センサ装置。
基板を備え、
前記基板の内部には、第１空洞が形成されており、
前記基板の主面は、前記第１空洞の上方にある第１部分と、前記第１部分の周囲にある第２部分とを有し、
前記第１部分及び前記第２部分は、平坦に連なっており、
前記第１空洞の底面には、凹凸が形成されている、センサ装置。
【0062】
＜付記９＞
前記第１空洞の側面は、断面視において曲線状である、付記８に記載のセンサ装置。
前記第１空洞の側面は、断面視において曲線状である、付記８に記載のセンサ装置。
【0063】
＜付記１０＞
前記基板は、前記第１空洞と前記基板の主面との間にあるメンブレンを有する、付記８又は付記９に記載のセンサ装置。
前記基板は、前記第１空洞と前記基板の主面との間にあるメンブレンを有する、付記８又は付記９に記載のセンサ装置。
【0064】
＜付記１１＞
基板を備え、
前記基板の内部には、第１空洞と第３空洞とが形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の側面において前記基板の外部と連通されている、センサ装置。
基板を備え、
前記基板の内部には、第１空洞と第３空洞とが形成されており、
前記第３空洞は、前記第１空洞により、前記基板の側面において前記基板の外部と連通されている、センサ装置。
【0065】
＜付記１２＞
前記基板は、前記第３空洞と前記基板の主面との間にある第１メンブレンを有する、付記１１に記載のセンサ装置。
前記基板は、前記第３空洞と前記基板の主面との間にある第１メンブレンを有する、付記１１に記載のセンサ装置。
【0066】
＜付記１３＞
前記第１メンブレン上に配置されている伸縮部材をさらに備える、付記１２に記載のセンサ装置。
前記第１メンブレン上に配置されている伸縮部材をさらに備える、付記１２に記載のセンサ装置。
【0067】
＜付記１４＞
前記基板の内部には、第４空洞がさらに形成されており、
前記基板は、前記第４空洞と前記基板の主面との間に第２メンブレンを有する、付記１２に記載のセンサ装置。
前記基板の内部には、第４空洞がさらに形成されており、
前記基板は、前記第４空洞と前記基板の主面との間に第２メンブレンを有する、付記１２に記載のセンサ装置。
【0068】
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】
【0069】
１０ 基板、１０ａ，１０ｂ 主面、１０ｃ 側面、１０ｄ 溝、１０ｅ 凹部、１１ 空洞、１２ メンブレン、１３，１４，１４ａ，１４ｂ 空洞、２０ 絶縁膜、２０ａ コンタクトホール、２１ 第１層、２２ 第２層、３０ パッド、４０ 保護膜、５０ ＳＯＩ基板、５１，５２ 半導体層、５３ 絶縁層、６０ 伸縮部材、１００ センサ装置、２００ センサ装置、Ｌ レーザ光、Ｒ１ 第１領域、Ｒ２ 第２領域、Ｓ１ 準備工程、Ｓ２ 空洞形成工程、Ｓ２１ レーザ光照射工程、Ｓ２２ 熱処理工程、Ｓ３ 第１絶縁膜形成工程、Ｓ４ イオン注入工程、Ｓ５ 第２絶縁膜形成工程、Ｓ６ コンタクトホール形成工程、Ｓ７ パッド形成工程、Ｓ８ 保護膜形成工程。
【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】