JPH0567794A - Manufacture of pressure sensor - Google Patents
Manufacture of pressure sensorInfo
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- JPH0567794A JPH0567794A JP25570891A JP25570891A JPH0567794A JP H0567794 A JPH0567794 A JP H0567794A JP 25570891 A JP25570891 A JP 25570891A JP 25570891 A JP25570891 A JP 25570891A JP H0567794 A JPH0567794 A JP H0567794A
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- pressure sensor
- diaphragm
- silicon wafer
- wafer
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧力センサの製造方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a pressure sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】圧力センサとして、例えばシリコンウエ
ハの一側に拡散抵抗素子あるいは静電容量素子などの圧
力検出素子を設け、この圧力検出素子に対応するように
して、シリコンウエハの他側からダイヤフラムをエッチ
ングによって形成するようにしたものがある。2. Description of the Related Art As a pressure sensor, for example, a pressure detecting element such as a diffusion resistance element or an electrostatic capacitance element is provided on one side of a silicon wafer, and a diaphragm is provided from the other side of the silicon wafer so as to correspond to the pressure detecting element. Is formed by etching.
【0003】このようなタイプの圧力センサを製造する
場合、前記圧力検出素子の作成は、シリコンウエハの一
方の平面部を利用するため、前記ダイヤフラムは、他側
から作成を行わなければならず、従って、シリコンウエ
ハの両面におけるパターンを互いに合わせる必要がある
が、一般の薄膜技術や半導体プロセスに使用されている
マスクアライナーを使用することができないところか
ら、従来は、両面マスクアライナーを用いて、前記パタ
ーン合わせを行っていた。When manufacturing a pressure sensor of this type, since the pressure detecting element is produced on one flat surface of the silicon wafer, the diaphragm must be produced from the other side. Therefore, it is necessary to match the patterns on both sides of the silicon wafer with each other, but since the mask aligner used in general thin film technology and semiconductor processes cannot be used, conventionally, a double-sided mask aligner is used to I was doing pattern matching.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記両
面マスクアライナーは、極めて特殊なマスクアライナー
で、圧力センサの製造にのみ使用されるものであり、ま
た、極めて高価である。従って、従来の圧力センサの製
造は、特殊なマスクアライナーを用いて行わなければな
らず、必然的にコストアップになっていた。However, the above-mentioned double-sided mask aligner is a very special mask aligner, which is used only for manufacturing a pressure sensor, and is extremely expensive. Therefore, the conventional pressure sensor must be manufactured by using a special mask aligner, which inevitably increases the cost.
【0005】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、両面マスクアライナ
ーなど特殊で高価な設備を用いたりする必要がなく、通
常の薄膜作成用設備を用いることができ、圧力センサを
簡単、安価に製造できる方法を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above matters, and the purpose thereof is not to use special and expensive equipment such as a double-sided mask aligner, and to use ordinary thin film forming equipment. It is an object of the present invention to provide a method that can be used and can manufacture a pressure sensor simply and inexpensively.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、シリコンウエハの一側に圧力検
出素子を設け、この圧力検出素子に対応するようにし
て、シリコンウエハの他側からダイヤフラムをエッチン
グによって形成するようにした圧力センサの製造方法に
おいて、ダイヤフラムを形成する前に、シリコンウエハ
にマスクアライメント用の貫通孔を少なくとも2個設け
るようにしている。In order to achieve the above object, in the present invention, a pressure detecting element is provided on one side of a silicon wafer, and the pressure detecting element is provided from the other side of the silicon wafer so as to correspond to the pressure detecting element. In the method of manufacturing a pressure sensor in which the diaphragm is formed by etching, at least two through holes for mask alignment are provided in the silicon wafer before forming the diaphragm.
【0007】[0007]
【作用】本発明方法においては、シリコンウエハに形成
された貫通孔をマスクアライメントパターンとして利用
することができ、従って、シリコンウエハの両面におけ
るパターンを簡単に合わせることができる。In the method of the present invention, the through holes formed in the silicon wafer can be used as a mask alignment pattern, so that the patterns on both sides of the silicon wafer can be easily aligned.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0009】図1および図2は、本発明に係る圧力セン
サの製造方法の一例を示すものである。図1(A)に示
すように、シリコンウエハ(以下、ウエハと云う)1の
上下両面にシリコン窒化膜(SiN)などのようなエッ
チング用マスク2,3を形成する。1 and 2 show an example of a method of manufacturing a pressure sensor according to the present invention. As shown in FIG. 1A, etching masks 2 and 3 such as a silicon nitride film (SiN) are formed on both upper and lower surfaces of a silicon wafer (hereinafter referred to as a wafer) 1.
【0010】次に、エッチ液としてリン酸やフッ酸など
を用い、ウエハ1の下側のエッチング用マスク3の所定
の箇所を溶解して貫通孔エッチング用パターン(例えば
正方形)4を例えば2ヶ所形成する(図1(B)参
照)。Next, phosphoric acid, hydrofluoric acid, or the like is used as an etchant to dissolve predetermined portions of the etching mask 3 on the lower side of the wafer 1 to form through-hole etching patterns (for example, squares) 4 at two locations. Formed (see FIG. 1B).
【0011】そして、エッチ液としてKOHなどのアル
カリ性水溶液を用い、ウエハ1を異方性エッチングし
て、マスクアライメント用の所定の大きさの正方形の貫
通孔5を形成する(図1(C)参照)。この場合、ウエ
ハ1の面が(100)面であれば、図1(C)における
角度αが55°となって、傾斜した貫通孔5が形成され、
また、ウエハ1の面が(111)面であれば、前記角度
αが90°となり、垂直にエッチングが行われる。Then, the wafer 1 is anisotropically etched using an alkaline aqueous solution such as KOH as an etchant to form a square through hole 5 of a predetermined size for mask alignment (see FIG. 1C). ). In this case, if the surface of the wafer 1 is the (100) surface, the angle α in FIG. 1C is 55 °, and the inclined through hole 5 is formed,
If the surface of the wafer 1 is the (111) plane, the angle α is 90 °, and the etching is performed vertically.
【0012】この実施例のように、貫通孔5が正方形の
場合、図3に示すように、その辺がシリコン結晶の方位
に沿うことになり、好都合である。そして、以下の工程
においては、前記貫通孔5をアライメントパターンとし
て用いるのである。なお、図3において、6はセンサチ
ップ、7はオリエンテーションフラットである。When the through hole 5 is a square as in this embodiment, its sides are along the orientation of the silicon crystal, which is convenient, as shown in FIG. Then, in the following steps, the through hole 5 is used as an alignment pattern. In FIG. 3, 6 is a sensor chip and 7 is an orientation flat.
【0013】上述のようにして、ウエハ1に貫通孔5を
形成した後、先ず、リン酸を用いて、ウエハ1の下側の
エッチング用マスク3の所定の箇所を溶解してダイヤフ
ラムエッチングパターン8を形成する(図2(A)参
照)。この場合、貫通孔5の下側の開口5dをアライメン
トパターンとして用いる。After the through holes 5 are formed in the wafer 1 as described above, first, phosphoric acid is used to dissolve a predetermined portion of the etching mask 3 on the lower side of the wafer 1 to form the diaphragm etching pattern 8. Are formed (see FIG. 2A). In this case, the lower opening 5d of the through hole 5 is used as an alignment pattern.
【0014】そして、KOHを用い、ウエハ1を異方性
エッチングして、ダイヤフラム9をウエハ1の下側部分
に形成する(図2(B)参照)。Then, the wafer 1 is anisotropically etched using KOH to form the diaphragm 9 on the lower portion of the wafer 1 (see FIG. 2B).
【0015】次いで、リン酸を用いて、ウエハ1の両面
のエッチング用マスク2,3を除去する(図2(C)参
照)。Next, the etching masks 2 and 3 on both surfaces of the wafer 1 are removed using phosphoric acid (see FIG. 2C).
【0016】そして、ウエハ1の上側に圧力検出素子10
としての拡散抵抗を形成する。この場合、貫通孔5の上
側の開口5uをアライメントパターンとして用いる。そし
て、ウエハ1の上面にボンディングパッドを形成すると
共に、電極11を形成する(図2(D)参照)。なお、ダ
イヤフラム9の部分をKOHなどのアルカリ性水溶液に
漬けて仕上げするのが好ましい。The pressure detecting element 10 is provided on the upper side of the wafer 1.
To form a diffusion resistance. In this case, the opening 5u above the through hole 5 is used as an alignment pattern. Then, the bonding pad is formed on the upper surface of the wafer 1 and the electrode 11 is formed (see FIG. 2D). The diaphragm 9 is preferably dipped in an alkaline aqueous solution such as KOH for finishing.
【0017】さらに、ガラス基板12をウエハ1の下面に
接合して陽極接合を行い、シリコンウエハ1とダイヤフ
ラム9とガラス基板12とで囲まれ、密閉された室13を形
成すると共に、ダイシング、ワイヤボンディングを行う
ことにより、図2(E)に示すような圧力センサ14が得
られる。Further, the glass substrate 12 is bonded to the lower surface of the wafer 1 to perform anodic bonding to form a sealed chamber 13 surrounded by the silicon wafer 1, the diaphragm 9 and the glass substrate 12, and at the same time dicing and wire By performing the bonding, the pressure sensor 14 as shown in FIG. 2 (E) is obtained.
【0018】上記製作フローの説明から理解されるよう
に、本発明に係る圧力センサの製造方法においては、ウ
エハ1に形成された貫通孔5をマスクアライメントパタ
ーンとして利用しているので、従って、ウエハ1の両面
におけるパターンを簡単に合わせることができる。従っ
て、従来のように、両面マスクアライナーなど特殊で高
価な設備を用いなくとも圧力センサ14を簡単に製造でき
る。As can be understood from the above description of the manufacturing flow, in the method for manufacturing a pressure sensor according to the present invention, the through holes 5 formed in the wafer 1 are used as a mask alignment pattern, and therefore the wafer is The patterns on both sides of 1 can be easily matched. Therefore, unlike the conventional case, the pressure sensor 14 can be easily manufactured without using special and expensive equipment such as a double-sided mask aligner.
【0019】なお、上記製作フローでは、異方性エッチ
ングを2回行っているが、ダイヤフラム9に高濃度ボロ
ン拡散層や、エピタキシャル層をエッチストップ層とし
て用いる場合は、ダイヤフラム9の形成と貫通孔5の形
成とを同時に行うことができ、上記製作フローよりも簡
単になる。Although anisotropic etching is performed twice in the above manufacturing flow, when a high-concentration boron diffusion layer or an epitaxial layer is used as the etch stop layer for the diaphragm 9, the diaphragm 9 is formed and the through hole is formed. 5 can be formed at the same time, which is simpler than the above manufacturing flow.
【0020】本発明に係る圧力センサの製造方法は、上
記実施例に限られるものでなく、例えばエッチング用マ
スク2,3を、酸化膜で形成してもよい。この場合、エ
ッチ液としては、フッ酸を用いるのが好ましい。そし
て、拡散抵抗10に代えて、静電容量測定用電極を形成し
てもよい。また、マスクアライメント用の貫通孔5を2
個以上設けてもよい。さらに、貫通孔5の形状は、上記
正方形のほか、長方形など角形であってもよい。The method of manufacturing the pressure sensor according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the etching masks 2 and 3 may be formed of an oxide film, for example. In this case, it is preferable to use hydrofluoric acid as the etchant. Then, instead of the diffusion resistance 10, an electrostatic capacitance measuring electrode may be formed. In addition, two through holes 5 for mask alignment are formed.
You may provide more than one. Further, the shape of the through hole 5 may be a square such as a rectangle, in addition to the above square.
【0021】なお、図2(E)に示される圧力センサ14
の構造は、絶対圧測定用のものであったが、この図にお
いて仮想線で示すように、ガラス基板12に孔15を設け、
ダイヤフラム9の両側を測定対象とするようなゲージ圧
測定用の構造にすることもできる。The pressure sensor 14 shown in FIG.
The structure of was for absolute pressure measurement, as shown by the phantom line in this figure, the hole 15 is provided in the glass substrate 12,
It is also possible to adopt a structure for gauge pressure measurement in which both sides of the diaphragm 9 are measured.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のように、両面マスクアライナーなど特殊で高価な
設備を用いたりする必要がなく、通常の薄膜作成用設備
を用いて圧力センサを簡単かつ安価に製造することがで
きる。As described above, according to the present invention,
Unlike the conventional case, it is not necessary to use special and expensive equipment such as a double-sided mask aligner, and the pressure sensor can be easily and inexpensively manufactured by using ordinary thin film forming equipment.
【図1】図1(A)〜(C)は、本発明に係る圧力セン
サの製造方法の一例を示し、特に、シリコンウエハにエ
ッチング用マスクを形成する工程からマスクアライメン
ト用の貫通孔を形成するまでの工程を示す図である。1A to 1C show an example of a method of manufacturing a pressure sensor according to the present invention, and particularly, a through hole for mask alignment is formed from a step of forming an etching mask on a silicon wafer. It is a figure which shows the process until it does.
【図2】図2(A)〜(E)は、前記圧力センサの製造
方法の続きを示し、シリコンウエハにダイヤフラムエッ
チングパターンを形成する工程からダイヤフラムおよび
圧力検出素子を形成して圧力センサを得るまでの工程を
示す図である。2A to 2E show a continuation of the method for manufacturing the pressure sensor, in which the diaphragm and the pressure detection element are formed from the step of forming the diaphragm etching pattern on the silicon wafer to obtain the pressure sensor. It is a figure which shows the process to.
【図3】シリコンウエハに貫通孔を形成した状態を示す
平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a state in which a through hole is formed in a silicon wafer.
1…シリコンウエハ、5…貫通孔、9…ダイヤフラム、
10…圧力検出素子、14…圧力センサ。1 ... Silicon wafer, 5 ... Through hole, 9 ... Diaphragm,
10 ... Pressure detection element, 14 ... Pressure sensor.
Claims (1)
設け、この圧力検出素子に対応するようにして、シリコ
ンウエハの他側からダイヤフラムをエッチングによって
形成するようにした圧力センサの製造方法において、ダ
イヤフラムを形成する前に、シリコンウエハにマスクア
ライメント用の貫通孔を少なくとも2個設けるようにし
たことを特徴とする圧力センサの製造方法。1. A method of manufacturing a pressure sensor, wherein a pressure detecting element is provided on one side of a silicon wafer, and a diaphragm is formed by etching from the other side of the silicon wafer so as to correspond to the pressure detecting element. A method of manufacturing a pressure sensor, characterized in that at least two through holes for mask alignment are provided in a silicon wafer before forming a diaphragm.
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