JPH0563211A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0563211A JPH0563211A JP24697591A JP24697591A JPH0563211A JP H0563211 A JPH0563211 A JP H0563211A JP 24697591 A JP24697591 A JP 24697591A JP 24697591 A JP24697591 A JP 24697591A JP H0563211 A JPH0563211 A JP H0563211A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体圧力センサウエハ等のダイヤフラム形
成に係り、ダイヤフラム厚さを自由に制御でき、かつ製
造プロセスが簡便となる製造方法を提供する。 【構成】 半導体ウエハ11の表面側にゲージ抵抗層13等
を形成した後、ウエハ裏面を鏡面研磨する。そして、ダ
イヤフラムと同一径の貫通孔17を持つパイレックスガラ
ス板16を、ウエハ裏面のダイヤフラムとなるべき領域と
一致するように陽極接合する。その後、ウエハ表面側を
ワックスで保護した状態で等方性エッチング液に浸し、
パイレックスガラス板16をエッチングマスクとしてシリ
コンエッチングを行い、ダイヤフラム18を作成する。 【効果】 パイレックスガラス板16が厚いのでエッチン
グ深さを任意に設定することができ、半導体圧力センサ
チップの製造プロセス条件に幅を持たすことが可能とな
る。また、コストダウンに最適な製造プロセスを採用で
きるので安価な半導体圧力センサを提供できる。
成に係り、ダイヤフラム厚さを自由に制御でき、かつ製
造プロセスが簡便となる製造方法を提供する。 【構成】 半導体ウエハ11の表面側にゲージ抵抗層13等
を形成した後、ウエハ裏面を鏡面研磨する。そして、ダ
イヤフラムと同一径の貫通孔17を持つパイレックスガラ
ス板16を、ウエハ裏面のダイヤフラムとなるべき領域と
一致するように陽極接合する。その後、ウエハ表面側を
ワックスで保護した状態で等方性エッチング液に浸し、
パイレックスガラス板16をエッチングマスクとしてシリ
コンエッチングを行い、ダイヤフラム18を作成する。 【効果】 パイレックスガラス板16が厚いのでエッチン
グ深さを任意に設定することができ、半導体圧力センサ
チップの製造プロセス条件に幅を持たすことが可能とな
る。また、コストダウンに最適な製造プロセスを採用で
きるので安価な半導体圧力センサを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、半導体圧力
センサウエハ、半導体加速度センサウエハ等のダイヤフ
ラム形成方法に関するものである。
センサウエハ、半導体加速度センサウエハ等のダイヤフ
ラム形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンのピエゾ抵抗効果を利用した従
来の半導体圧力センサチップの製造方法を図３に基づい
て説明する。
来の半導体圧力センサチップの製造方法を図３に基づい
て説明する。
【０００３】[図３ａ] まず、厚さ約200μｍt、結晶面
(１００)のシリコン単結晶ウエハ30を熱酸化して、表裏
面に酸化膜31,33を形成する。そして、表面側にＰ形拡
散抵抗層32(ゲージ抵抗と呼ばれる)を公知の写真製版技
術及びイオン注入技術を用いて形成する。なお、裏面の
酸化膜33はウエハ製造プロセスにおける表面の処理工程
中は残したままとしておく。Ｐ形拡散抵抗32は温度依存
性が大きく、この温度特性を補償するため、チップ上
で、Ａｌ配線または拡散配線によりフルブリッジ結線す
る。最後に外部との入出力のため、Ａｌ配線によりワイ
ヤボンディングパッド34を形成して表面側の処理を完了
する。
(１００)のシリコン単結晶ウエハ30を熱酸化して、表裏
面に酸化膜31,33を形成する。そして、表面側にＰ形拡
散抵抗層32(ゲージ抵抗と呼ばれる)を公知の写真製版技
術及びイオン注入技術を用いて形成する。なお、裏面の
酸化膜33はウエハ製造プロセスにおける表面の処理工程
中は残したままとしておく。Ｐ形拡散抵抗32は温度依存
性が大きく、この温度特性を補償するため、チップ上
で、Ａｌ配線または拡散配線によりフルブリッジ結線す
る。最後に外部との入出力のため、Ａｌ配線によりワイ
ヤボンディングパッド34を形成して表面側の処理を完了
する。
【０００４】[図３ｂ] 次に、裏面に残してあった酸化
膜33に窓明けを行う。窓明け位置は、表面のゲージ抵抗
32の配置してある領域のちょうど反対側にする。そし
て、シリコン単結晶ウエハ30の表側をワックス等(図示
せず)で保護した後、窓明けした熱酸化膜33をエッチン
グマスクとして、弗酸・硝酸系のシリコンエッチング液
によりシリコンエッチングを行い、ダイヤフラム40を形
成する。ダイヤフラム40の厚さは圧力検出範囲を決定す
る重要なファクターである。熱酸化膜33をエッチングマ
スクにして弗酸・硝酸系のシリコンエッチング液により
シリコンエッチングを行う際には、シリコンエッチング
の進行と同時に熱酸化膜33もエッチングされるので、シ
リコンと熱酸化膜との選択比を考慮してダイヤフラムの
厚さを決定しなければならない。弗酸・硝酸系のエッチ
ング液を用いた時のシリコンと熱酸化膜との選択比は約
60：１程度である。シリコンウエハに形成可能な熱酸化
膜の厚さは最大２μｍ程度であることから、エッチング
可能なシリコンの深さは最大120μｍとなり、従ってダ
イヤフラム厚の最小厚は80μｍとなる。最後に、ダイヤ
フラムの形成が完了すると薄くなった裏面の熱酸化膜35
は不要となるので、弗酸で熱酸化膜35だけをエッチング
除去する。こうして半導体圧力センサチップが得られ
る。
膜33に窓明けを行う。窓明け位置は、表面のゲージ抵抗
32の配置してある領域のちょうど反対側にする。そし
て、シリコン単結晶ウエハ30の表側をワックス等(図示
せず)で保護した後、窓明けした熱酸化膜33をエッチン
グマスクとして、弗酸・硝酸系のシリコンエッチング液
によりシリコンエッチングを行い、ダイヤフラム40を形
成する。ダイヤフラム40の厚さは圧力検出範囲を決定す
る重要なファクターである。熱酸化膜33をエッチングマ
スクにして弗酸・硝酸系のシリコンエッチング液により
シリコンエッチングを行う際には、シリコンエッチング
の進行と同時に熱酸化膜33もエッチングされるので、シ
リコンと熱酸化膜との選択比を考慮してダイヤフラムの
厚さを決定しなければならない。弗酸・硝酸系のエッチ
ング液を用いた時のシリコンと熱酸化膜との選択比は約
60：１程度である。シリコンウエハに形成可能な熱酸化
膜の厚さは最大２μｍ程度であることから、エッチング
可能なシリコンの深さは最大120μｍとなり、従ってダ
イヤフラム厚の最小厚は80μｍとなる。最後に、ダイヤ
フラムの形成が完了すると薄くなった裏面の熱酸化膜35
は不要となるので、弗酸で熱酸化膜35だけをエッチング
除去する。こうして半導体圧力センサチップが得られ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の弗酸・硝酸系の
エッチング液（以下、等方性シリコンエッチング液と呼
ぶ）を用いてシリコンダイヤフラムを形成する方法で
は、エッチングできる深さがある一定の深さ以下に制限
されてしまうので、薄いダイヤフラムを作ろうとすると
厚さが薄いシリコンウエハを拡散プロセスに投入しなけ
ればならない。薄いシリコンウエハを投入する場合、シ
リコンウエハをあまり大口径にするとウエハが割れるの
で、大口径のシリコンウエハを投入できない。ところ
が、半導体の製造プロセスは本質的にバッチ処理である
ので、ウエハ径が小さくなることは単位処理ロット当り
の取れ数が少なくなりコストダウンが困難になる。また
従来の方法では、ウエハ裏面の酸化膜厚をひび割れが発
生する寸前の厚さまで厚くし、表面の拡散配線の処理中
はそれをずっと残しておくようにしなければならず、製
造プロセスが非常に繁雑なものとなっていた。
エッチング液（以下、等方性シリコンエッチング液と呼
ぶ）を用いてシリコンダイヤフラムを形成する方法で
は、エッチングできる深さがある一定の深さ以下に制限
されてしまうので、薄いダイヤフラムを作ろうとすると
厚さが薄いシリコンウエハを拡散プロセスに投入しなけ
ればならない。薄いシリコンウエハを投入する場合、シ
リコンウエハをあまり大口径にするとウエハが割れるの
で、大口径のシリコンウエハを投入できない。ところ
が、半導体の製造プロセスは本質的にバッチ処理である
ので、ウエハ径が小さくなることは単位処理ロット当り
の取れ数が少なくなりコストダウンが困難になる。また
従来の方法では、ウエハ裏面の酸化膜厚をひび割れが発
生する寸前の厚さまで厚くし、表面の拡散配線の処理中
はそれをずっと残しておくようにしなければならず、製
造プロセスが非常に繁雑なものとなっていた。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、等方性シリコンエッチング液を
用いてもエッチング可能なシリコンの厚さに事実上制限
がでず、従って拡散プロセスに投入できるウエハ径の制
限もなくなり、かつ製造プロセスが簡便となる半導体圧
力センサの製造方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、等方性シリコンエッチング液を
用いてもエッチング可能なシリコンの厚さに事実上制限
がでず、従って拡散プロセスに投入できるウエハ径の制
限もなくなり、かつ製造プロセスが簡便となる半導体圧
力センサの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法は、等方性シリコンエッチングマスクとし
て、耐熱及び耐エッチング性を有する比較的厚いガラス
板、例えばパイレックスガラス板(パイレックスガラス
は登録商標)を用意する。そしてこのガラス板には、予
め、シリコン基板のダイヤフラムとなるべき領域に合せ
て貫通孔を設けておき、この貫通孔とシリコンウエハ裏
面のダイヤフラム形成領域とを正確に位置合せして陽極
接合する。更にその後、上記ガラス板の貫通孔からエッ
チング液を注入してシリコンエッチングを行ない、半導
体装置のダイヤフラムを形成する。
置の製造方法は、等方性シリコンエッチングマスクとし
て、耐熱及び耐エッチング性を有する比較的厚いガラス
板、例えばパイレックスガラス板(パイレックスガラス
は登録商標)を用意する。そしてこのガラス板には、予
め、シリコン基板のダイヤフラムとなるべき領域に合せ
て貫通孔を設けておき、この貫通孔とシリコンウエハ裏
面のダイヤフラム形成領域とを正確に位置合せして陽極
接合する。更にその後、上記ガラス板の貫通孔からエッ
チング液を注入してシリコンエッチングを行ない、半導
体装置のダイヤフラムを形成する。
【０００８】
【作用】この発明の半導体装置の製造方法において、陽
極接合されたガラス板(パイレックスガラス板)は、等方
性シリコンエッチング液に対して、熱酸化膜と同様のエ
ッチングマスク効果を有すると同時に、ガラス板(パイ
レックスガラス板)の厚さを数百μｍ〜数ｍｍの範囲で
自由に選択できるので、従来の選択比にとらわれずエッ
チングマスクとして十分な機能を発揮することができ
る。また、エッチングを終了した後は、いわゆる圧力セ
ンサの台座としてガラス板(パイレックスガラス板)を利
用することができる。
極接合されたガラス板(パイレックスガラス板)は、等方
性シリコンエッチング液に対して、熱酸化膜と同様のエ
ッチングマスク効果を有すると同時に、ガラス板(パイ
レックスガラス板)の厚さを数百μｍ〜数ｍｍの範囲で
自由に選択できるので、従来の選択比にとらわれずエッ
チングマスクとして十分な機能を発揮することができ
る。また、エッチングを終了した後は、いわゆる圧力セ
ンサの台座としてガラス板(パイレックスガラス板)を利
用することができる。
【０００９】
【実施例】この発明に係る半導体装置の製造方法の一実
施例を図１〜図２を用いて説明する。
施例を図１〜図２を用いて説明する。
【００１０】[図１ａ] まず、結晶面(１００)・Ｎ型・
比抵抗数Ωcmのシリコンウエハ貼り合せ形ＳＯＩ(Silic
on On Insulater）ウエハ11を準備する。ＳＯＩウエハ1
1を用いる理由は、ダイヤフラムエッチングを実行した
際に、貼り合せ界面である酸化膜21の位置で自動的にエ
ッチングが停止して、必要なダイヤフラム厚さを容易に
得るためであり、本発明に必ずしもＳＯＩウエハが必要
という訳ではない。次に、このＳＯＩウエハ11を全面熱
酸化(酸化膜22)した後、ゲージ抵抗同士を接続するため
形成されるＰ+拡散層用の窓明けを、公知の写真製版技
術を使用して行う。その後、不純物拡散技術を用いてボ
ロンの高濃度拡散を実施し、Ｐ+拡散層12を形成する。
比抵抗数Ωcmのシリコンウエハ貼り合せ形ＳＯＩ(Silic
on On Insulater）ウエハ11を準備する。ＳＯＩウエハ1
1を用いる理由は、ダイヤフラムエッチングを実行した
際に、貼り合せ界面である酸化膜21の位置で自動的にエ
ッチングが停止して、必要なダイヤフラム厚さを容易に
得るためであり、本発明に必ずしもＳＯＩウエハが必要
という訳ではない。次に、このＳＯＩウエハ11を全面熱
酸化(酸化膜22)した後、ゲージ抵抗同士を接続するため
形成されるＰ+拡散層用の窓明けを、公知の写真製版技
術を使用して行う。その後、不純物拡散技術を用いてボ
ロンの高濃度拡散を実施し、Ｐ+拡散層12を形成する。
【００１１】[図１ｂ] 続いて、ゲージ抵抗部の酸化膜
の窓明けを行い、ボロンイオン注入前の酸化を実施した
後、ボロンのイオン注入を行う。そして、このボロンイ
オン注入後、再拡散を実施し、Ｐ形拡散ゲージ抵抗層13
を各４本形成する。Ｐ形拡散ゲージ抵抗層13は相互にＰ
+拡散層12により結線される。次に、Ｐ+拡散層12上の酸
化膜14に窓明けを行い、コンタクトホールを形成する。
そして、Ａｌを蒸着法またはスパッタ法によりウエハ全
面に被覆し、写真製版技術により不要部分をエッチング
除去することにより、Ａｌ配線及びワイヤボンディング
パッド15を形成する。以上の工程により、ウエハ表面側
の処理が完了する。なお、上記工程中、従来の様にウエ
ハ裏面に熱酸化膜を残すような作業をする必要はない。
の窓明けを行い、ボロンイオン注入前の酸化を実施した
後、ボロンのイオン注入を行う。そして、このボロンイ
オン注入後、再拡散を実施し、Ｐ形拡散ゲージ抵抗層13
を各４本形成する。Ｐ形拡散ゲージ抵抗層13は相互にＰ
+拡散層12により結線される。次に、Ｐ+拡散層12上の酸
化膜14に窓明けを行い、コンタクトホールを形成する。
そして、Ａｌを蒸着法またはスパッタ法によりウエハ全
面に被覆し、写真製版技術により不要部分をエッチング
除去することにより、Ａｌ配線及びワイヤボンディング
パッド15を形成する。以上の工程により、ウエハ表面側
の処理が完了する。なお、上記工程中、従来の様にウエ
ハ裏面に熱酸化膜を残すような作業をする必要はない。
【００１２】[図１ｃ] 次に、ウエハ裏面をラッピング
及びポリッシュして、ウエハ全体の厚さを350〜400μｍ
にする。このウエハ裏面の研磨作業の目的は、表面側の
加工処理作業中に裏面が受けたダメージ層を除去するた
めと、後に実施するシリコンエッチング深さを幾分かで
も浅くし作業をより容易にするため、及び陽極接合に必
要な清浄かつ平滑な鏡面を得るためである。
及びポリッシュして、ウエハ全体の厚さを350〜400μｍ
にする。このウエハ裏面の研磨作業の目的は、表面側の
加工処理作業中に裏面が受けたダメージ層を除去するた
めと、後に実施するシリコンエッチング深さを幾分かで
も浅くし作業をより容易にするため、及び陽極接合に必
要な清浄かつ平滑な鏡面を得るためである。
【００１３】[図２ａ] 上記ＳＯＩウエハ11の裏面の研
磨作業が終了すると、ダイヤフラム径と同一の貫通孔17
を持つ耐熱ガラス板、例えば厚さ１ｍｍｔのパイレック
スガラス板16(パイレックスガラスは登録商標)を用意
し、公知の陽極接合技術を用いてＳＯＩウエハ11の裏面
と接合する。この時、ＳＯＩウエハ11の表面のゲージ抵
抗配置領域とパイレックスガラス板16の貫通孔17が一致
するように、例えば赤外線イメージセンサを応用した位
置合せ装置により位置合せした後、陽極接合を行うこと
となる。
磨作業が終了すると、ダイヤフラム径と同一の貫通孔17
を持つ耐熱ガラス板、例えば厚さ１ｍｍｔのパイレック
スガラス板16(パイレックスガラスは登録商標)を用意
し、公知の陽極接合技術を用いてＳＯＩウエハ11の裏面
と接合する。この時、ＳＯＩウエハ11の表面のゲージ抵
抗配置領域とパイレックスガラス板16の貫通孔17が一致
するように、例えば赤外線イメージセンサを応用した位
置合せ装置により位置合せした後、陽極接合を行うこと
となる。
【００１４】[図２ｂ] 次に、ＳＯＩウエハ11の表面を
ワックス等(図示せず)で保護した後、パイレックスガラ
ス板16を陽極接合したＳＯＩウエハ11を弗酸・硝酸系の
等方性エッチング液に浸漬して、シリコンエッチングを
行う。この時、等方性エッチング液はパイレックスガラ
ス板16の貫通孔17を通ってシリコン裏面に到達してシリ
コンエッチングを開始し、ＳＯＩウエハ11の貼り付け面
である酸化膜21に到達した時点で自動的に停止する。最
後に、陽極接合ウエハをエッチング液から引き上げ、流
水純水洗浄を行い、ウエハ表面保護用のワックスを有機
溶剤で洗浄除去することにより、パイレックスガラス台
座付きの半導体圧力センサチップを得る。
ワックス等(図示せず)で保護した後、パイレックスガラ
ス板16を陽極接合したＳＯＩウエハ11を弗酸・硝酸系の
等方性エッチング液に浸漬して、シリコンエッチングを
行う。この時、等方性エッチング液はパイレックスガラ
ス板16の貫通孔17を通ってシリコン裏面に到達してシリ
コンエッチングを開始し、ＳＯＩウエハ11の貼り付け面
である酸化膜21に到達した時点で自動的に停止する。最
後に、陽極接合ウエハをエッチング液から引き上げ、流
水純水洗浄を行い、ウエハ表面保護用のワックスを有機
溶剤で洗浄除去することにより、パイレックスガラス台
座付きの半導体圧力センサチップを得る。
【００１５】上記実施例では、半導体圧力センサの製造
方法について説明したが、半導体加速度センサなど半導
体基板にダイヤフラムエッチングを行う工程に適用して
も同様の効果が得られる。
方法について説明したが、半導体加速度センサなど半導
体基板にダイヤフラムエッチングを行う工程に適用して
も同様の効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によればシリコ
ンエッチングマスクとしてガラス板（パイレックスガラ
ス板）を用意し、シリコン基板に陽極接合してエッチン
グを行なうようにしたので、シリコンのエッチング深さ
を自由に設定でき、ウエハ径やウエハ厚さの選択の自由
度が増す。その結果、等方性エッチングを使用した半導
体圧力センサの製造プロセス条件に幅をもたせることが
でき、コストダウンに最適な製造プロセスが採用でき
る。
ンエッチングマスクとしてガラス板（パイレックスガラ
ス板）を用意し、シリコン基板に陽極接合してエッチン
グを行なうようにしたので、シリコンのエッチング深さ
を自由に設定でき、ウエハ径やウエハ厚さの選択の自由
度が増す。その結果、等方性エッチングを使用した半導
体圧力センサの製造プロセス条件に幅をもたせることが
でき、コストダウンに最適な製造プロセスが採用でき
る。
【図１】この発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。
法を示す工程断面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。
法を示す工程断面図である。
【図３】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図
である。
である。
11 ＳＯＩウエハ 12 Ｐ+拡散層 13 Ｐ形拡散ゲージ抵抗層 14 酸化膜 15 Ａｌ配線及びワイヤボンディングパッド 16 パイレックスガラス板 17 貫通孔 21 酸化膜
Claims (1)
- 【請求項１】 一主面に圧力検出用のゲージ抵抗領域等
が形成された半導体基板の反対側主面に、エッチングに
よりダイヤフラムを形成する半導体装置の製造方法であ
って、 上記半導体基板のダイヤフラム形成領域に対応する貫通
孔を有したガラス板を用意し、このガラス板を半導体基
板の反対側主面に位置合せを行ないつつ接合する工程
と、 上記ガラス板をエッチングマスクとして、貫通孔からエ
ッチングを行い、ダイヤフラムを形成する工程とからな
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24697591A JPH0563211A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24697591A JPH0563211A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563211A true JPH0563211A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17156507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24697591A Pending JPH0563211A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563211A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004010504A1 (ja) * | 2002-07-24 | 2004-01-29 | Disco Corporation | Soi基板の加工方法 |
| CN102259820A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-11-30 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 空腔结构和该结构的制备方法及压敏传感器的制作方法 |
| CN102259822A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-11-30 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 压敏传感器的制备方法及在硅片上形成空腔结构的方法 |
| JP2012242398A (ja) * | 2011-05-23 | 2012-12-10 | General Electric Co <Ge> | 環境的影響力を測定するためのデバイスおよび同デバイスを製作する方法 |
| US8552513B2 (en) | 2007-09-25 | 2013-10-08 | Alps Electric Co., Ltd. | Semiconductor pressure sensor |
| CN107403778A (zh) * | 2016-05-19 | 2017-11-28 | 胡川 | 半导体基板及半导体板制作方法 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP24697591A patent/JPH0563211A/ja active Pending
Cited By (9)
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| EP1427018A1 (en) * | 2002-07-24 | 2004-06-09 | Disco Corporation | Method for processing soi substrate |
| EP1427018A4 (en) * | 2002-07-24 | 2006-08-02 | Disco Corp | PROCESS FOR PROCESSING AN SOI SUBSTRATE |
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