JPH08116071A - 半導体力学センサの製造方法 - Google Patents

半導体力学センサの製造方法

Info

Publication number
JPH08116071A
JPH08116071A JP24948594A JP24948594A JPH08116071A JP H08116071 A JPH08116071 A JP H08116071A JP 24948594 A JP24948594 A JP 24948594A JP 24948594 A JP24948594 A JP 24948594A JP H08116071 A JPH08116071 A JP H08116071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxygen plasma
plasma ashing
mask material
silicon
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24948594A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichiro Ishio
誠一郎 石王
Akira Tai
明 田井
Yasunari Sugito
泰成 杉戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP24948594A priority Critical patent/JPH08116071A/ja
Publication of JPH08116071A publication Critical patent/JPH08116071A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライエッチングを用いた半導体力学センサ
の製造において、センサ特性の変化を起こさないように
する。 【構成】 図3(a)に示すドライエッチング工程にお
いてマスク材として用いたPIQ膜16を、図3(c)
に示す工程において、酸素プラズマアッシングにより除
去する。この酸素プラズマアッシング時にチャンバ内の
温度を、低温アニールのための温度(例えば350°
C)に設定し、センサ特性の変動を起こさないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサ又
は半導体圧力センサ等の半導体力学センサの製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体力学センサの製造
方法として、特開平6ー97465号公報に示されるも
のがある。このものにおいては、シリコン半導体基板の
一方の表面にピエゾ抵抗領域(歪検出領域)を形成する
とともに、その表面にシリコン酸化膜を形成し、このシ
リコン酸化膜を選択開口してピエゾ抵抗領域と電気的に
接続するアルミ配線を形成し、この後、シリコン半導体
基板を下部および上部からエッチングして歪み変位部を
形成する。この歪み変位部を形成するための上部エッチ
ングにおいては、シリコン半導体基板の一方の表面に、
ドライエッチング時のシリコンのマスク材としてPIQ
膜を形成するとともにこのPIQ膜を選択開口して、ド
ライエッチングするようにしている。このようなドライ
エッチングを用いるのは、歪み変位部を高精度に形成
し、かつ歪み変位部の薄肉部の破壊を防止するためであ
る。
【0003】さらに、このドライエッチング後に、室温
下でPIQ膜を酸素プラズマアッシングにより除去する
ようにして、半導体力学センサを製造するようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の製造方法により製造した半導体力学センサに
おいて、ピエゾ抵抗領域の抵抗値変化、すなわちセンサ
特性変化が生じるという問題があることが判明した。本
発明は上記問題に鑑みてなされたもので、ドライエッチ
ングを用いて半導体力学センサを製造する場合に、上記
センサ特性の変化を起こさないようにすることを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記セ
ンサ特性の変動を起こす原因について種々検討したとこ
ろ、PIQ膜を酸素プラズマアッシングにより除去した
時に、シリコン半導体基板とシリコン酸化膜界面(表面
準位)に電荷がトラップされ、これによりセンサ特性が
変動することを見いだした。
【0006】本発明はこのような考察を基になされたも
ので、その特徴とするところは、請求項1に記載したよ
うに、シリコン半導体基板(10)の一方の表面に歪検
出領域(13a〜13h)を形成するとともに、その表
面にシリコン酸化膜(17)を形成する工程と、この
後、前記シリコン半導体基板(10)をエッチングして
歪み変位部(9、3b)を形成する工程であって、この
工程は前記シリコン半導体基板の一方の表面にマスク材
(16)を形成するとともにこのマスク材(16)を選
択開口して、前記一方の表面側からドライエッチングす
る工程を含むものであり、さらに、このドライエッチン
グ後に、前記マスク材を酸素プラズマアッシングにより
除去する工程を有して、半導体力学センサを製造する方
法において、前記酸素プラズマアッシングを行う工程
は、酸素プラズマアッシングにより前記歪検出領域(1
3a〜13h)に与えるプラズマダメージを同時に回復
する温度下で行われることを特徴としている。
【0007】請求項2に記載の発明においては、シリコ
ン半導体基板(10)の一方の表面に歪検出領域(13
a〜13h)を形成するとともに、その表面にシリコン
酸化膜(17)を形成し、このシリコン酸化膜(17)
を選択開口して前記歪検出領域(13a〜13h)と電
気的に接続するアルミ配線を形成する工程と、この後、
前記シリコン半導体基板(10)をエッチングして歪み
変位部(9、3b)を形成する工程であって、この工程
は前記シリコン半導体基板(10)の一方の表面にマス
ク材(16)を形成するとともにこのマスク材(16)
を選択開口して、前記一方の表面側からドライエッチン
グする工程を含むものであり、さらに、このドライエッ
チング後に、前記マスク材(16)を酸素プラズマアッ
シングにより除去する工程を有して、半導体力学センサ
を製造する方法において、前記酸素プラズマアッシング
を行う工程は、シリコンとアルミの共融温度より低い温
度下で行われ、前記酸素プラズマアッシングにより前記
歪検出領域(13a〜13h)に与えるプラズマダメー
ジを同時に回復するものであることを特徴としている。
【0008】なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
【0009】
【発明の作用効果】請求項1、2に記載の発明よれば、
ドライエッチングのために形成するマスク材を酸素プラ
ズマアッシングにより除去する工程において、酸素プラ
ズマアッシングにより歪検出領域に与えるプラズマダメ
ージを同時に回復する温度下で行うようにしているか
ら、酸素プラズマアッシングにより生じるセンサ特性の
変動を回避することができる。この場合、そのプラズマ
ダメージ回復処理を酸素プラズマアッシングと同時に行
うようにしているから、ダメージ回復のための別の工程
を設ける必要がない。
【0010】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。本実施例における半導体加速度センサの構成は、
特開平6ー97465号公報の図1〜図4に示すものと
基本的に同じである。すなわち、半導体加速度センサは
図1に示されるような構成となっている。
【0011】図1において、パイレックスガラスよりな
る台座1と接合する肉厚の第1支持部3aに、連結部3
cを介して第2支持部3bが連結され、第2支持部3b
から肉薄起歪部5〜8を介して重り部9が両端支持され
ている。上部分離溝4a、4b、4c、4dと肉薄起歪
部5〜8の下方には、後述する下部分離溝が形成されて
おり、上部分離溝4a、4b、4c、4dと下部分離溝
とは連通して、シリコンチップ2を貫通する貫通溝を構
成している。
【0012】また、肉薄起歪部5〜8にはピエゾ抵抗領
域13a〜13hが形成されており、加速度により重り
部9および第2支持部3bが変位した時の肉薄起歪部5
〜8の歪を抵抗値変化として検出する。このピエゾ抵抗
領域13a〜13hは第1支持部3aおよび第2支持部
3bに形成されたアルミ配線を介して加速度検出回路に
接続され、この加速度検出回路にて加速度が検出され
る。
【0013】このような構成において、ピエゾ抵抗領域
13hが形成される肉薄起歪部8と第2支持部3bの部
分の断面部分を代表としてその製造方法を説明する。図
2(a)において、面方位が(100)のp型シリコン
基板11上にn型のエピタキシャル層12をもつウェハ
10を用意し、ピエゾ抵抗領域13hをp+拡散層と
し、電気化学エッチング時の電極コンタクトとして上部
分離溝をエッチングする予定領域の表面にn+ 拡散層1
4を形成する。
【0014】その後、エピタキシャル層12上にシリコ
ン酸化膜17を形成し、それを選択開口して、その上に
アルミ配線(図2(a)では図示されない)をp+ 拡散
層13hの所定の位置にコンタクトさせ、その後、シリ
コン酸化膜などからなるパッシベーション絶縁膜を堆積
し、このパッシベーション絶縁膜を選択開口してアルミ
配線にワイヤボンディングするためのコンタクトホール
を形成し、その後、図2(a)に示される加速度検出領
域上のパッシベーション膜を除去する。
【0015】また、n+ 拡散層14にコンタクトする通
電用アルミコンタクト部(図2(a)では図示されな
い)が設けられる。次に、ウェハ10の裏面にプラズマ
窒化膜15を形成するとともにレジスト膜を用いてプラ
ズマ窒化膜15をホトパターニングする。次に、ウェハ
10の表面にレジスト膜(PIQ膜)16をスピニング
塗布し、ホトパターンニングして図2(a)に示すもの
が構成される。
【0016】次に、図2(b)に示すように、ウェハ1
0の表面をワックス21で保護しつつアルミナからなる
支持板22に接着し、エッチング液に浸漬し、電気化学
エッチングを行う。なお、支持板22上には白金電極
(図2(b)では図示されない)が延設されており、こ
の白金電極の先端をアルミコンタクト部に接触させ、n
+ 拡散層14を通じてエピタキシャル層12及び基板1
1に通電し、上記電気化学エッチングを行い、これによ
り基板11上に下部分離溝23を形成する。
【0017】次に、図2(c)に示すように、フッ酸に
より窒化膜15を除去した後、支持板22をホットプレ
ートに載せてワックス21を軟化させて、ウェハ10を
支持板22より分離し、分離したウェハ10を有機溶剤
中に浸漬し、ワックスを洗浄してウェハ10を取り出
す。その後、ウェハ10の裏面にレジスト30を全面塗
布する。なお、このレジスト30はホトパターンニング
を行わないため、レジストを流下させるだけでよく、ス
ピニング装置のように真空チャックする必要はない。
【0018】次に、図3(a)に示すように、レジスト
膜16の開口からシリコン層10をドライエッチングし
て上部分離溝4dを形成する。次に、図3(b)に示す
ように、レジスト膜30を有機溶剤にて除去して、上部
分離溝4dと下部分離溝23とを連通させて、貫通溝を
形成する。次に、図3(c)に示すように、レジスト膜
16を酸素プラズマアッシングにより除去する。なお、
酸素プラズマアッシング時にチャンバ内の温度を、後述
する低温アニールのための温度(例えば350°C)に
することにより、センサ特性の変動を起こさせないよう
にする。
【0019】最後にダイシングしてチップ化する。ここ
で、図3(a)に示すドライエッチング工程において、
レジスト膜16はマスク材として不可欠なものであり、
ドライエッチング後はそのレジスト膜16を除去する
が、このレジスト膜16を、従来技術のように室温下で
酸素プラズマアッシングにより除去すると、図4に示す
ようにセンサ特性(例えば拡散抵抗値)が変動する。す
なわち、酸素プラズマアッシング時に、シリコン基板1
2ー酸化シリコン膜17界面(表面準位)に電荷がトラ
ップされ、このトラップされた電荷によるピエゾ抵抗領
域13a〜13hへのプラズマダメージにて、図4に示
すようにピエゾ抵抗領域13a〜13hの抵抗値が変動
する。
【0020】本願発明者等は、この酸素プラズマアッシ
ング時に、同チャンバ内の温度を変化させていったとこ
ろ、図5に示すような結果を得た。この図5から明らか
なように、低温アニールすることにより、プラズマダメ
ージによる特性変動が生じても、同時に特性回復を行う
ことができる。すなわち、界面にトラップされた電荷が
低温アニールにより取り除かれる。
【0021】従って、本実施例においては、上記の結果
を基に、酸素プラズマアッシング時に、同チャンバ内の
温度を、プラズマダメージを同時にアニールできる温度
(例えば350°C)に設定し、プラズマダメージによ
る特性変動が生じても、同時に特性回復を行えるように
している。通常、プラズマダメージに対するアニール処
理は、別工程で行われるものであるが、本実施例におい
ては、酸素プラズマアッシングと同時にアニール処理し
ているため、アニールのための別工程を必要としない。
【0022】また、通常のアニール温度は600〜90
0°Cであるが、本実施例においては、上記アニール処
理の前にアルミ配線が形成されているため、そのような
高温であるとシリコンとアルミの共融温度である577
°C以上になってしまう。従って、それより低い温度で
の低温アニールとしている。なお、低温アニール時の温
度を設定する方法としては、例えば加熱する方法として
ホットプレートを用いたり、プラズマの輻射熱や予熱な
どを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における半導体加速度センサ
の斜視図である。
【図2】(a)〜(c)は、図1のセンサの製造工程を
示すもので、分離溝を形成する前の工程を示すものであ
る。
【図3】(a)〜(c)は、図2の製造工程に続く工程
を示すものである。
【図4】ドライエッチング後の酸素プラズマアッシング
によりセンサ特性が変動することを示す特性図である。
【図5】低温アニールにてセンサ特性が回復することを
示す特性図である。
【符号の説明】
3a、3b……第1、第2支持部、5a〜5d……肉薄
起歪部、9……重り部、10……ウェハ(シリコン半導
体)、13a〜13h……ピエゾ抵抗領域、16……マ
スク材(PIQ膜)、17……シリコン酸化膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン半導体基板の一方の表面に歪検
    出領域を形成するとともに、その表面にシリコン酸化膜
    を形成する工程と、 この後、前記シリコン半導体基板をエッチングして歪み
    変位部を形成する工程であって、この工程は前記シリコ
    ン半導体基板の一方の表面にマスク材を形成するととも
    にこのマスク材を選択開口して、前記一方の表面側から
    ドライエッチングする工程を含むものであり、 さらに、このドライエッチング後に、前記マスク材を酸
    素プラズマアッシングにより除去する工程を有して、半
    導体力学センサを製造する方法において、 前記酸素プラズマアッシングを行う工程は、酸素プラズ
    マアッシングにより前記歪検出領域に与えるプラズマダ
    メージを同時に回復する温度下で行われることを特徴と
    する半導体力学センサの製造方法。
  2. 【請求項2】 シリコン半導体基板の一方の表面に歪検
    出領域を形成するとともに、その表面にシリコン酸化膜
    を形成し、このシリコン酸化膜を選択開口して前記歪検
    出領域と電気的に接続するアルミ配線を形成する工程
    と、 この後、前記シリコン半導体基板をエッチングして歪み
    変位部を形成する工程であって、この工程は前記シリコ
    ン半導体基板の一方の表面にマスク材を形成するととも
    にこのマスク材を選択開口して、前記一方の表面側から
    ドライエッチングする工程を含むものであり、 さらに、このドライエッチング後に、前記マスク材を酸
    素プラズマアッシングにより除去する工程を有して、半
    導体力学センサを製造する方法において、 前記酸素プラズマアッシングを行う工程は、シリコンと
    アルミの共融温度より低い温度下で行われ、前記酸素プ
    ラズマアッシングにより前記歪検出領域に与えるプラズ
    マダメージを同時に回復するものであることを特徴とす
    る半導体力学センサの製造方法。
JP24948594A 1994-10-14 1994-10-14 半導体力学センサの製造方法 Pending JPH08116071A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24948594A JPH08116071A (ja) 1994-10-14 1994-10-14 半導体力学センサの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24948594A JPH08116071A (ja) 1994-10-14 1994-10-14 半導体力学センサの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08116071A true JPH08116071A (ja) 1996-05-07

Family

ID=17193677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24948594A Pending JPH08116071A (ja) 1994-10-14 1994-10-14 半導体力学センサの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08116071A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10340237B2 (en) 2017-09-11 2019-07-02 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10340237B2 (en) 2017-09-11 2019-07-02 Kokusai Electric Corporation Method of manufacturing semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8809135B2 (en) MEMS device and interposer and method for integrating MEMS device and interposer
JP3367113B2 (ja) 加速度センサ
JP4138036B2 (ja) 表面微細加工構造を集積化したモノリシック半導体素子の製造方法
US5627112A (en) Method of making suspended microstructures
US5883009A (en) Method of fabricating integrated semiconductor devices comprising a chemoresistive gas microsensor
JPH02132866A (ja) 高温環境のための機械的センサ
JPH05190872A (ja) 半導体圧力センサおよびその製造方法
JP3551527B2 (ja) 半導体感歪センサの製造方法
US5549785A (en) Method of producing a semiconductor dynamic sensor
JP4161432B2 (ja) 半導体圧力センサおよびその製造方法
JPH08116071A (ja) 半導体力学センサの製造方法
JPH08116070A (ja) 半導体センサの製造方法
JPH11186566A (ja) 微小装置の製造方法
JP3401992B2 (ja) 半導体感歪センサ
JPH0831608B2 (ja) 半導体圧力センサの製造方法
JP3533822B2 (ja) 半導体力学量センサの製造方法
JP3580179B2 (ja) 半導体加速度センサの製造方法
JP3292081B2 (ja) 半導体式加速度センサの製造方法
JP3276017B2 (ja) 半導体力学センサの製造方法
JPH08181330A (ja) 半導体センサの製造方法
US6355578B1 (en) Manufacturing method for a composite device
JPH06260660A (ja) 半導体歪みセンサ
JP3688335B2 (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびに半導体ウエハ
JP3478896B2 (ja) 加速度センサ及びその製造方法
JP2000193548A (ja) 半導体圧力センサ及びその製造方法