CN113280969B - 压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压力传感器，其通过具备将堆积膜分割的结构，将由堆积膜的内部应力引起的膜片的变形抑制到期望的程度。该压力传感器(13A)具备形成供被测定流体流入流出的压力室(44)的壁面的一部分的薄板状的膜片(41A)，在膜片(41A)的与被测定流体接触的一侧(41Ab)形成有多个凹部，该多个凹部的间隔为10μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及具有与被测定流体接触的膜片的压力传感器。
背景技术
作为利用静电电容式隔膜真空计的代表性装置，有半导体制造装置。在半导体制造装置中使用隔膜真空计的主要理由是，与作为热式真空计的皮拉尼真空计或电离真空计等不同，不依赖于气体种类，对具有腐蚀性的工艺气体具有耐腐蚀性，通过加热传感器，能够抑制原料气体的吸附或副产物等的堆积。
在半导体制造装置中进行的各种工序中，除了成膜工序之外，隔膜真空计还用于蚀刻Si等晶片的工序。作为在成膜工序中实施的成膜方法，有溅射、CVD(chemical vapordeposition，化学气相沉积)、ALD(atomic layer deposition，原子层沉积)等。
在成膜工序中，若成膜物质堆积在测量、控制工艺的气体压力的隔膜真空计的膜片上，则该成膜物质会伴随着连续的化学反应而形成堆积膜，并且以较强的力附着在膜片的受压面上。在伴随这样的化学反应的成膜过程中，会产生在分子间或晶格间作用的力、即所谓的膜的内部应力。该内部应力通过强力作用于附着的膜片(具体而言，弯曲力矩作用于膜片)而使该膜片变形。由该内部应力引起的弯曲力矩所导致的膜片的变形会带来零点的漂移和压力灵敏度的变化。该情况对成膜或蚀刻的品质有很大的影响。
为了防止副产物堆积在上述隔膜真空计上，将包含膜片的传感器芯片保持在高温下、或者在工艺气体到达膜片的路径上设置挡板，由此将路径复杂地形成为迷宫状，在中途捕捉容易附着的气体这样的方法(专利文献1～3)被设计并实施。另外，为了与这样的挡板配合控制气体的流入路径，还提出了将向膜片导入工艺气体的气体导入口的位置避开堆积的影响大的膜片中心附近而设置在稍微外周部的结构(专利文献1、2、4、5)。
进而，对于像ALD那样形成基于表面的物理、化学吸附的均匀的膜的工艺，如专利文献6和专利文献7所记载的那样，提出了调整力矩来抑制膜片的挠曲本身的膜片结构。
另一方面，作为通过隔膜真空计的膜片的结构物抑制堆积膜的影响的尝试，提出了专利文献8和专利文献9所示的结构。在这些专利文献8、9中，记述了通过在膜片上设置台型、倒锥型、或方形波状的结构物或蜂窝形状的梁结构来分割堆积膜，抑制膜的内部应力对膜片造成的影响的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-149946号公报
专利文献2：日本专利第6096380号公报
专利文献3：日本专利特开2015-34786号公报
专利文献4：日本专利特开2014-126504号公报
专利文献5：日本专利特开2014-109484号公报
专利文献6：日本专利特开2010-236949号公报
专利文献7：日本专利特开2009-265041号公报
专利文献8：日本专利特表2009-524024号公报
专利文献9：日本专利特开2008-107214号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献8及专利文献9公开的技术，即，将形成于膜片的表面的堆积膜分割(截断)而排除其影响(变形)的技术(以下，将该技术中使用的结构称为“膜分割结构”。)虽然期待其效果，但在技术上要求进一步改善方式和验证效果等。例如，要求能够更适当地分割(截断)堆积膜的方式。另外，要求明确用于通过膜分割结构带来所希望的效果的具体的条件，研究能够满足该条件的可实现的方式(能够现实地加工等的方式)。
本发明是鉴于上述现状而完成的，其主要目的在于提供一种具备膜分割结构的压力传感器，该膜分割结构恰当地抑制由堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)。另外，更优选的是，提供一种压力传感器，其被构成为上述膜分割结构可实际形成(可加工等)。
解决问题的技术手段
用于解决上述课题的本发明的压力传感器(13A、13B)的特征在于，具备形成供被测定流体流入流出的压力室(44)的壁面的一部分的薄板状的膜片(41A、41B)，在所述膜片的与所述被测定流体接触的一侧(41Ab、41Bb)形成有多个凹部，所述多个凹部的间隔为10μm以下。
在上述压力传感器中，也可以构成为，所述膜片在与所述被测定流体接触的一侧具备形成有构成所述凹部的孔的多孔层，所述孔的直径为10μm以下。
在上述压力传感器中，所述多孔层也可以由蓝宝石或氧化铝α相构成。
进而，在上述压力传感器中，也可以将所述凹部形成为：在与所述被测定流体接触的一侧形成的开口部的宽度比内部空间的最大宽度小。
另外，在上述压力传感器中，也可以将所述凹部形成为由大致圆筒状的壁面限定而成的直线状的槽。
另外，在上述压力传感器中，也可以将所述凹部形成为由大致球面状的壁面限定而成的孔。
另外，在上述压力传感器中，所述凹部的开口宽度也可以形成为小于所述凹部的深度。
进一步地，也可以使用上述压力传感器来构成静电电容式隔膜真空计(11A、11B)。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够适当地抑制堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)的压力传感器。另外，作为本发明的更优选的效果，能够提供构成为可形成(能够加工等)上述膜分割结构的压力传感器。
附图说明
图1是具备本发明实施方式的压力传感器的静电电容式隔膜真空计的截面图。
图2是本发明的实施方式的压力传感器的截面图。
图3是图2中的X部分的放大截面图。
图4是表示生成多孔层的步骤的流程图。
图5是通过图4的步骤生成的多孔层的放大照片。
图6是本发明的另一实施方式的压力传感器的截面图。
图7是图6中的Y部分的放大截面图。
图8A是表示膜分割模拟的计算模型的立体图。
图8B是图8A的局部放大图。
图9A是表示模拟的结果的立体图。
图9B是表示模拟的结果的立体图。
图9C是表示模拟的结果的立体图。
图9D是表示模拟的结果的立体图。
图10是表示模拟的结果的曲线图。
具体实施方式
以下，根据图1至图10说明作为本发明的优选实施方式的第一实施方式至第三实施方式。另外，对于各实施方式中共同的构成要素，标注相同的符号，并且省略重复的说明。此外，除非另有说明，说明书中的前后方向、左右方向和上下方向分别定义为图1所示的静电电容式隔膜真空计11A(11B)和/或图2以及图6所示的传感器芯片13A以及传感器芯片13B的相对于纸面的纵深方向、左右方向和上下方向。另外，各图是概念图，各自所示的内容未必与实际的压力传感器一致。
《第一实施方式》
首先，参照图8A至图10说明由本发明的发明人等进行的验证内容，以阐明使用膜分割结构带来期望的效果的具体方式。该验证是基于上述的技术课题、即明确用于通过膜分割结构带来期望的效果的具体的条件，优选确定能够满足该条件的可实现的方式(能够现实地加工等的方式)这样的本发明人们考虑的技术课题而实施的。
[关于膜分割结构的验证]
上述验证是针对图8A所示的由固定了两端的平板2构成的三维模型1，在规定的边界条件下通过使用了有限元法的模拟(FEM解析)进行的。在此，本发明的压力传感器所具备的膜片通常是周边被固定的圆板状的部位，但为了简化计算，将上述构成的三维模型1近似地视作膜片。
本模拟的内容是，在平板2的表面2a上形成堆积膜3，并且在由该堆积膜3的内部应力引起的弯曲力矩作用于粘附的表面2a的现象下，着眼于堆积膜3的分割数(截断数)，验证该分割数(截断数)的变化与平板2的变形量的变化的关系。具体而言，对以分割(截断)堆积膜3的狭缝2b(参照图8b)的有无、以及配设有狭缝2b时其数量n作为参数的、各个方式中的平板2的变形量进行解析，验证堆积膜3的分割数与平板2的变形量的关系。在此，形成于平板2的表面2a的堆积膜3在配设有n条狭缝2b时被分割成n+1个(以下，将堆积膜3的分割数称为“分割数N”)。
另外，在以下的说明中，有时将堆积膜3的内部应力称为“膜应力”。已知平板2受到由该膜应力引起的弯曲力矩，例如在收缩的情况下以向下方突出的方式变形(挠曲)。
图9A至图9D表示本模拟的结果的一例。在该模拟中，设平板2的全长L为5000μm，该板厚t为200μm。这些值是以呈圆板状的实际的膜片的直径和板厚为基准来确定的。图9A表示未设置狭缝2b时(即，n＝0、N＝1)的变形方式，图9B表示堆积膜3被狭缝2b分割为两部分时(即，n＝1、N＝2)的变形方式。另外，图9C表示堆积膜3被狭缝2b分割为20部分时(即，n＝19、N＝20)的变形方式，图9D表示堆积膜3被狭缝2b分割为200部分时(即，n＝199、N＝200)的变形方式。另外，图9A至图9D的变形标度统一。
图10以堆积膜3的分割数N为横轴，绘制以堆积膜3处于未被分割(截断)而均匀地形成的状态时(以下，将处于该状态的堆积膜称为“均匀膜”。)作为基准(100％)时的平板中央部的变形量(由堆积膜3的内部应力引起的变形量)的相对值。从该结果可知，越是细致地分割(截断)堆积膜3，变形量越小，抑制由膜应力引起的弯曲力矩导致的膜片的影响(变形)的效果就越大。即，可知该膜片的变形(变形量)与堆积膜3的分割数N相关且呈指数函数地衰减。另外，可以确认，为了将上述变形减小到均匀膜的5％以下，将堆积膜3分割为500以上是有效的。
根据以上的结果，为了将变形量减小到均匀膜的5％以下，只要将狭缝2b设定成以划分形成堆积膜3的范围的最大长度(与被测定流体接触的范围的最大长度)的长度(全长L)的1/500以下的间隔进行配设即可。这里，如上所述，图8A至图10所示的计算模型的平板2的全长L(两端的固定部之间的间隔)为5000μm。因此，此时的相邻的狭缝2b的间隔d(d＝5000/Nμm)为10μm以下。
在此，要测量的压力大多为1000Pa以下，真空计的温度从150℃加热到200℃。作为频繁发生气体分子之间的碰撞的参考值，有平均自由程这样的指标，依赖于分子半径、绝对温度压力，例如在氮气的情况下，在150℃·1000Pa下约为100μm。如果与该平均自由程相比，气体分子存在的空间的大小足够小，则分子之间的冲突以及由此引起的化学反应就会被抑制。上述的100μm是氮分子的情况，实际上必须考虑硅烷或氧等多种多样的气体，但例如如果使上述空间的大小为其1/10以下，则认为各种气体、温度、压力下气相的化学反应会被抑制，进而向壁面的附着也难以产生。因此，孔的大小优选为10μm以下。
这样，本发明人等关于抑制由膜应力引起的弯曲力矩导致的膜片的变形(变形量)，在着眼于分割(截断)堆积膜这一点的基础上，查明了该变形(变形量)在堆积膜的分割数增加时呈指数函数地衰减，即，上述变形(变形量)的抑制效果以堆积膜的分割数为指标。另外，本发明人等判明，为了获得期望的效果、例如为了将变形量减小到均匀膜的5％以下，只要将堆积膜分割成500以上即可，即，在划分形成堆积膜3的范围的最大长度(与被测定流体接触的范围的最大长度)的长度(全长L)为5000μm时，以全长L的1/500以下的间隔、即10μm以下配置狭缝2b即可。进一步地，本发明人等以通过上述独特的验证而明确的事实为基础，研究用于得到期望的效果的可实现的结构(能够满足带来期望的效果的上述条件的可实现的结构)，作为其例子，发现采用后述的膜分割结构即可。
接下来，将参照图1至图5说明根据上述验证结构创作的本发明的第一实施方式的压力传感器(传感器芯片13A)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11A。
[静电电容式隔膜真空计11A的构成]
首先，对静电电容式隔膜真空计11A的构成进行说明。如图1所示，静电电容式隔膜真空计11A主要包括位于最外侧的封装12和容纳在该封装12中的传感器芯片13A。在此，传感器芯片13A相当于权利要求书中记载的“压力传感器”。
封装12将多个构件相互焊接而形成为有底圆筒状。构成封装12的多个构件是具有在图1中位于最下方的小径部14的下部封装15、经由后述的支承膜片17与该下部封装15的大径部16连接的圆筒状的上部封装18、以及封闭该上部封装18的开口端的圆板状的罩19。
支承膜片17由具有耐腐蚀性的金属材料形成为圆环板状，外缘部分别焊接在下部封装15和上部封装18上并支承在这些构件上。从支承膜片17的厚度方向观察，支承膜片17的开口部形成为圆形，在传感器芯片13A经由第一基座板21与支承膜片17接合的状态下，支承膜片17的开口部被传感器芯片13A封闭。因此，支承膜片17与传感器芯片13A协作，将封装12内分为导入部22和基准真空室23。在导入部22内设有挡板24。
基准真空室23保持在规定的真空度。
第一基座板21与第二基座板25协作而夹持支承膜片17。第一及第二基座板21、25分别由蓝宝石形成为圆板状，分别与支承膜片17接合。在第一及第二基座板21、25上穿设有用于使被测定流体通过的连通孔26～28。
在罩19上经由气密密封件31埋入有多个电极引线部32。电极引线部32具备电极引脚33和金属制的屏蔽件34。电极引脚33经由气密密封件35支承在屏蔽件34中。电极引脚33的一端露出到封装12外，经由未图示的布线与外部的信号处理部连接。电极引脚33的另一端经由具有导电性的接触弹簧36与后述的传感器芯片13A的接触焊盘37连接。
传感器芯片13A基于静电电容检测封装12内的导入部22的压力，通过支承膜片17和第一及第二基座板21、25支承在封装12内。如图2所示，传感器芯片13A具有位于下方的膜片41A和与该膜片41A接合的传感器基座42。膜片41A由蓝宝石形成为圆板状，如图1所示，隔着间隔件43安装在第一基座板21上。在该膜片41A与第一基座板21之间形成有供被测定流体流入流出的压力室44。因此，膜片41A构成压力室44的壁的一部分。
传感器基座42由蓝宝石形成为具有圆筒的凹陷的角形状。传感器基座42的凹陷的开口部由膜片41A封闭。如图2所示，在传感器基座42上穿设有将传感器基座42的内部的电容室45与传感器基座42外的基准真空室23连通的连通孔46。电容室45和基准真空室23保持相同的真空度。
在传感器基座42的内侧底面42a和膜片41A的与传感器基座42的内侧底面42a相对的一个面41a上分别设有两种电极47～50。在膜片41A的中央部和传感器基座42的内侧底面42a的中央部设有一对压敏电极47、48。在膜片41A的外周部和传感器基座42的内侧底面42a的外周部，设置有一对参考电极49、50。传感器芯片13A基于由压敏电极47、48构成的压敏电容器的静电电容和由参考电极49、50构成的参照电容器的静电电容，检测施加在膜片41A上的压力。
在膜片41A的位于传感器基座42的相反侧且与被测定流体接触的另一面(在图1中为下侧的面。以下，将该面称为“被测定流体接触面41Ab”。)上通过成膜用的被测定流体流入流出压力室44而形成膜(未图示)。如以下所述，本实施方式的膜片41A具备用于将由因膜堆积而产生的内部应力所引起的弯曲力矩导致的变形减小到期望的程度的膜分割结构。另外，被测定流体接触面41Ab呈圆形，其直径例如为5000μm。
[关于膜分割结构]
根据图2至图5说明膜片41A所具备的膜分割结构的一例。该膜分割结构由以覆盖膜片41A的被测定流体接触面41Ab的方式形成的多孔层60(多孔质层60)构成。
多孔层60例如通过图4所示的步骤生成。
首先，在膜片41A的被测定流体接触面41Ab的整个面上涂布氢氧化铝水合物的胶体溶液(步骤S1)。
然后，将涂布了上述胶体溶液的膜片41A在600℃的温度下烘烤1小时(步骤S2)。由此，氢氧化铝进行氧化铝交联。
在通过步骤S2进行烘烤后，为了去除胶体溶液，将膜片41A在加入了85℃的纯水的浴器中浸渍1小时(步骤S3)。
经过步骤S3后，再次将膜片41A在1000℃的温度下烘烤1小时(步骤S4)。由此，氧化铝交联后的氢氧化铝结晶化，在膜片41A的被测定流体接触面41Ab上生成由蓝宝石或氧化铝α相构成的多孔层60。
图5是通过上述步骤生成的多孔层60的放大照片。从该放大照片可知，多孔层60包含大量开口宽度(开口尺寸)为0.5μm～1μm以下的小孔部。该孔部形成在网状连接的蓝宝石或氧化铝α相之间，从表面延伸到深层部。另外，相邻的孔部以连接成链状的方式形成。相邻的孔部的间隔、即网状连接的蓝宝石或氧化铝α相的宽度比孔部的开口尺寸小，为小于0.5μm～1μm。另外，多孔层60的厚度例如为数10μm。由此，孔部的开口宽度就形成为比孔部的深度小。
上述方式的多孔层60只是一个例子，也可以改变材料或生成条件而生成不同的多孔层，以使开口的孔部的直径更小(例如0.1μm)或更大(例如10μm)。使用的材料、生成方法可以使用已知的材料、方法。
[效果]
在上述构成的传感器芯片13A以及具备该传感器芯片13A的静电电容式隔膜真空计11A中，被测定流体中含有的成膜物质堆积在多孔层60的孔部和孔部之间。即，以覆盖被测定流体接触面41Ab的整个面的方式形成的多孔层60的孔部与上述模拟中的狭缝2b同样，作为分割(截断)堆积膜的要素发挥作用，构成膜分割结构。
在此，形成于多孔层60的孔部如上所述，直径为0.5μm～1μm以下，相邻的孔部的间隔为比孔部的直径小的小于0.5μm～1μm。在这样的多孔层60形成在直径5000μm的被测定流体接触面41Ab上的情况下，堆积在被测定流体接触面41Ab上的成膜物质以至少分割(截断)为5000～10000个的形式形成堆积膜。以该方式形成有堆积膜的膜片41A中，参照图10，平板中央部的变形量大致为零。即，根据本实施方式，能够将由堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)抑制到能够忽略的程度。
另外，如上所述，多孔层60的厚度为数10μm。因此，以从表面延伸到深层部的方式形成的孔部就形成为其开口宽度比深度小的细孔。在由这样的细孔构成的膜分割结构中，由于上表面与底面的高低差变大，所以能够有效地抑制连续地形成膜的情况。
进一步地，在多孔层60上形成的孔部在图1和图2中的前后方向上也以上述间隔配设。由此，堆积膜在相同方向上也被分割(截断)。因此，在本实施方式中，相比于配设有狭缝2b的三维模型1，更促进堆积膜的分割(截断)，能够更适当地抑制由堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)。
另外，在本实施方式中，优选的是，通过具备仅实施图4所示的步骤的简易方法而生成的多孔层60，就带来上述优异的效果。
[变形例]
在本实施方式中，膜分割结构由在多孔层上开口的孔部形成，但不限于该方式。例如，也可以是取代多孔层而直接向膜片41A形成凹部的方式。该凹部以与被测定流体接触的范围的最大长度、即被测定流体接触面41Ab的直径(在本实施方式中为直径5000μm)的1/500以下的间隔(在本实施方式中为10μm以下的间隔)向一定的方向配置。凹部的形状并不限定于特定的形状，例如，其垂直截面形状可以是三角形、四边形等多边形，也可以是由半圆等曲线形成的形状。另外，也可以是以直线状或曲线状延伸的槽，也可以是圆筒状或锥台状等的凹部。
《第二实施方式》
接下来，将参照图6和图7说明本发明的第二实施方式的压力传感器(传感器芯片13B)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11B。该第二实施方式是使用膜分割结构来排除由在膜片上形成的堆积膜引起的影响(变形)，由此考察更优选的方式(能够更适当地分割堆积膜的方式)，作为其结果而想到的实施方式。
压力传感器(传感器芯片13B)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11B是相对于上述第一实施方式的压力传感器(传感器芯片13A)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11A，用膜片41B(参照图6)代替膜片41A而得的部件，其他构成与压力传感器(传感器芯片13A)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11A相同。以下，对膜片41B的构成进行说明。另外，静电电容式隔膜真空计11B以与静电电容式隔膜真空计11A一并记载的形式在图1中示出。
[膜片41B]
如图6及图7所示，膜片41B的特征在于，在被测定流体接触面41Bb上配设有多个凹部70。各凹部70形成为直线状的槽，例如具有由壁面70a限定的内部空间70V，该壁面70a由半径R的大致圆筒面的一部分构成。
凹部70例如通过各向同性蚀刻形成。作为一例，使用具有规定的间隔B地开口直线状的槽的掩模，通过各向同性原子层蚀刻而形成。根据该形成方法，由于从掩模的开口向所有方向以相等的速度进行蚀刻，所以就形成由上述大致圆筒面(更详细地说，大致圆筒面的一部分)构成的壁面70a。另外，通过底切掩模开口的下方，凹部70的开口部70b的开口宽度D形成得比内部空间70V的最大宽度(半径R的2倍)小。另外，在由大致圆筒面构成的壁面70a的中心轴位于比开口部70b更靠膜片41B的内部侧的情况下，凹部70的深度H形成为比开口部70b的开口宽度D大(以下，将这样形成的方式称为“底切结构”。)。
[效果]
在具有上述构成的膜片41B的传感器芯片13B中，包含在被测定流体中的成膜物质就堆积在相邻的凹部70之间。即，配设在被测定流体接触面41Bb的整个面上的多个凹部70构成膜分割结构。在此，如上所述，凹部70具备开口部70b的开口宽度形成得比内部空间70V的最大宽度(半径R的2倍)小的结构、即所谓的底切结构。在该结构中，由于开口部周缘形成为锐角，所以堆积膜的截断作用得以提高。其结果，根据本实施方式，能够适当地带来由上述堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)的抑制效果。
另外，在本实施方式中，优选利用能够通过各向同性蚀刻容易地形成的底切结构带来上述效果。
[变形例]
凹部70在上述第二实施方式中形成为直线状的槽，但并不限定于该方式。即，凹部70的形态只要是分割(截断)堆积膜的形态即可，例如可以形成为曲线状的槽，也可以形成为孔。
由孔构成的凹部70例如使用孔开口成点状的掩模，通过各向同性原子层蚀刻而形成。此时，壁面70a形成为大致球面。由孔形成的多个凹部70的具体配置只要是分割(截断)堆积膜的形态即可，没有特别限定。例如，在俯视图中，可以以凹部70的中心向左右方向和前后方向分别呈直线的方式有规则地配置，也可以以多个凹部的中心仅在左右方向和前后方向中的某一方向上呈直线的方式配置。另外，也可以是没有规则性的配置。
在凹部70由孔构成的情况下，例如在图1和图6中的前后方向上也以上述间隔配置(即，沿着多个方向以上述间隔配置)。由此，堆积膜就在多个方向上被分割(截断)。因此，能够促进堆积膜的分割(截断)，能够更适当地抑制由堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)。
《第三实施方式》
最后，说明本发明的第三实施方式的压力传感器(传感器芯片13C)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11C。该第三实施方式的压力传感器(传感器芯片13C)是将根据第一实施方式中说明的“关于膜分割结构的验证”的结果而明确的事实、具体来说是将为了将变形量减小到均匀膜的5％或更小，优选以划分与被测定流体接触的范围的最大长度的长度的1/500以下的间隔配设分割(截断)堆积膜的狭缝这一事实应用于第二实施方式的压力传感器(传感器芯片13B)、更具体来说是应用于传感器芯片13B所具备的膜片41B而得的。因此，压力传感器(传感器芯片13C)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11C的基本构成与第二实施方式的压力传感器(传感器芯片13B)和具备该压力传感器的静电电容式隔膜真空计11B相同。另外，传感器芯片13C以与传感器芯片13B一并记载的形式表示在图6和图7中，静电电容式隔膜真空计11C以与静电电容式隔膜真空计11A一并记载的形式表示在图1中。
在传感器芯片13C所具备的膜片41C、更具体而言是膜片41C的被测定流体接触面41Cb上，与膜片41B同样地形成有凹部70。该凹部70的间隔B被设定为划分与被测定流体接触的范围的最大长度的被测定流体接触面41Cb的直径的1/500以下。例如，在被测定流体接触面41Cb的直径为5000μm时，间隔B被设定为该1/500即10μm。由此，多个凹部70例如在图1和图6中的左右方向上以10μm的间隔配置。
[效果]
根据具备上述构成的膜片41C的传感器芯片13C，堆积在被测定流体接触面41Cb上的成膜物质以分割(截断)为500个的形式形成堆积膜。在以该方式形成有堆积膜的膜片41C中，其中央部变形量小于均匀膜的5％(参照图10)。这样一来，根据本实施方式，通过将堆积膜分割为所希望的数量而产生的效果和通过底切结构而产生的效果相结合，能够适当地抑制由堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)。另外，优选地，该效果可以通过底切结构来实现，该底切结构可以通过各向同性蚀刻容易地形成。
[变形例]
在本实施方式中，凹部70形成为直线状的槽，但与第二实施方式同样，只要是分割(截断)堆积膜的方式即可，没有特别限定。例如，凹部70可以形成为曲线状的槽，也可以形成为孔。由孔构成的凹部70例如使用孔开口成点状的掩模，通过各向同性原子层蚀刻而形成。此时，壁面70a形成为球面，相邻的凹部70的间隔、即壁面70a的中心点的间隔(图1和图6中的左右方向和前后方向的间隔)被设定为与被测定流体接触的范围的最大长度、即被测定流体接触面41Bb的直径的1/500以下(例如，在被测定流体接触面41Bb的直径为5000μm时，被设定为10μm)。
在凹部70由孔构成的情况下，例如在图1和图6中的前后方向上也以上述间隔配设(即，沿着多个方向以上述间隔配设)。因此，堆积膜在多个方向上也被分割(截断)。由此，堆积膜的分割(截断)得以促进，能够更适当地抑制由堆积膜的内部应力引起的对膜片的影响(变形)。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于该实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。另外，即使是在说明书和附图中没有直接记载的构成，只要起到本发明的作用、效果，也在本发明的技术思想的范围内。进一步地，上述记载以及各图所示的实施方式只要其目的以及构成等不矛盾，也可以将相互的记载内容组合，进而也可以与已知的技术组合。
例如，在上述实施方式中，作为基于膜片变形的压力检测方法(感测原理)使用了静电电容式的传感器芯片，但不限于此，例如也可以是使用通过溅射等使半导体应变计式、金属应变计式、电阻计成膜的方式的压力检测方法(感测原理)。
符号说明
11A、11B、11C...静电电容式隔膜真空计；12...封装；13A、13B...传感器芯片；15...下部封装；17...支承膜片；18...上部封装；19...罩；21...第一基座板；22...导入部；23...基准真空室；24...挡板；25...第二基座板；26、27、28...连通孔；31、35...气密密封件；32...电极引线部；33...电极引脚；34...屏蔽件；36...接触弹簧；37...接触焊盘；41A、41B、41C...膜片；42...传感器基座；41Ab、41Bb、41Cb...被测定流体接触面；42...传感器基座；42a...内侧底面；43...间隔件；44...压力室；45...电容室；46...连通孔；47、48、49、50...电极；60...多孔层；70...凹部；70a...壁面；70b...开口部；70V...内部空间；B...间隔；D...开口宽度；H...孔部的深度。
Claims (7)
1.一种压力传感器，其特征在于，
具备形成供被测定流体流入流出的压力室的壁面的一部分的薄板状的膜片，
在所述膜片的与所述被测定流体接触的一侧形成有多个凹部，
所述多个凹部的间隔为10μm以下，
所述膜片在与所述被测定流体接触的一侧具备形成有构成所述凹部的孔的多孔层，所述孔的直径为10μm以下，
所述被测定流体为气体，所述孔的直径为所述气体的平均自由程的1/10以下。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，
所述多孔层由蓝宝石或氧化铝α相构成。
3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，
所述凹部的在与所述被测定流体接触的一侧形成的开口部的宽度比内部空间的最大宽度小。
4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，
所述凹部是由大致圆筒状的壁面限定而成的直线状的槽。
5.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，
所述凹部是由大致球面状的壁面限定而成的孔。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的压力传感器，其特征在于，
所述凹部的开口宽度形成得比所述凹部的深度小。
7.一种静电电容式隔膜真空计，其特征在于，
具备权利要求1～6中任一项所述的压力传感器。
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