[发明专利]半导体压力传感器以及半导体压力传感器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体压力传感器以及半导体压力传感器的制造方法，特别涉及具有应变计电阻（gauge resistance）的半导体压力传感器以及半导体压力传感器的制造方法。

背景技术

以往，提出了具备使平板状的硅基板和形成有凹部的硅基板贴合而形成的隔板（diaphragm）以及基准压力室的半导体压力传感器。

例如，在日本特开2000-124466号公报中提出了具备隔板和基准压力室的半导体压力传感器。在该公报所记载的半导体压力传感器中，平板状的第一硅基板和形成有凹部的第二硅基板经由在第一硅基板的表面形成的氧化膜而贴合。凹部被第一硅基板密封，由此形成基准压力室。接着，研磨第二硅基板，由此，在覆盖第二硅基板的凹部的部分形成隔板。之后，在隔板的预定的位置形成应变计电阻。

在上述公报所记载的半导体压力传感器的一个制造方法中，在与第一硅基板贴合的第二硅基板的第一面，与凹部同时地形成有对准标记（alignment mark）（第一对准标记）。利用IR（红外线）对准器相对于第一对准标记进行对位，在第二硅基板的与第一面相反侧的第二面形成有对准标记用凹部（第二对准标记）。利用光刻机（stepper）相对于该第二对准标记进行对位，在隔板的预定的位置形成应变计电阻。

此外，在上述公报所记载的其它制造方法中，以贯通第二硅基板的方式形成有第一对准标记。利用光刻机相对于第一对准标记进行对位，在第二硅基板的第二面形成有第二对准标记。之后，与上述的一个制造方法同样地形成应变计电阻。

在上述公报所记载的半导体压力传感器的一个制造方法中，凹部被第一以及第二硅基板遮挡，所以，不能够辨认凹部。因此，也不能够辨认覆盖凹部的隔板的准确的位置。因此，使用对准标记在隔板的预定的位置形成应变计电阻。因为不能够辨认第一对准标记，所以，为了识别第一对准标记而使用IR对准器。作为IR对准器，使用具有IR对准功能的光刻机。但是，具有IR对准功能的光刻机非常稀少。例如即使在能够使用具有IR对准功能的光刻机的环境中，通常IR对准功能的使用频率也非常低，因此存在设备投资效率差、工序单价变高的课题。由此，存在制造成本变高的问题。

此外，为了使隔板的厚度与所希望的厚度一致，需要一边利用光干涉测定法等测定隔板或第二硅基板的膜厚一边研磨第二硅基板。但是，第二硅基板的研磨量存在偏差。此外，虽然在第二基板上形成有多个凹部，但是，各个凹部的深度也存在偏差。因此，隔板的厚度存在相当的偏差。因此，也存在难以按照所希望的那样成品率较好地加工隔板的厚度这样的其它课题。由此，存在压力测定精度降低的问题。

此外，在上述公报所记载的半导体压力传感器的另一个制造方法中，形成有贯通包含凹部以及隔板的第二硅基板那样的第一对准标记。第二硅基板至少具有10μm以上的厚度。因此，为了形成第一对准标记，需要从作为贴合界面的第一面起将第二硅基板至少刻蚀10μm以上，因此存在需要时间、成本的课题。由此，存在制造成本变高的问题。

此外，对于第一对准标记来说，需要以从第二硅基板的第一面贯通硅基板的方式较深地进行刻蚀，因此难以确保在第二硅基板的第二面的对准标记的图案精度。因此，也存在对准精度降低这样的其它课题。由此，存在压力测定精度降低的问题。

此外，在上述公报所记载的半导体装置的一个以及另一个制造方法中，都以基于第一对准标记进行对位的第二对准标记为基准形成应变计电阻。因此，与不经由第二对准标记而基于第一对准标记形成应变计电阻的情况相比，存在应变计电阻的对位精度降低的课题。由此，存在压力测定精度降低的问题。

但是，作为刻蚀硅基板形成凹部等的方法，大致分类有干法刻蚀和湿法刻蚀。在哪种方法中都存在如下情况：在刻蚀时或刻蚀后的清洗时等，硅基板被微量的金属元素等污染。在半导体压力传感器中，利用离子注入等在硅基板中导入杂质，由此，形成应变计电阻。存在上述的金属污染与应变计电阻的特性偏差以及可靠性降低相关的危险。

即，假设在凹部形成工序中上述的金属元素被无意地导入到硅基板中的情况下，在以后的热处理工序中以1000℃以上的高温处理硅基板时，金属元素在硅基板中移动。因此，如上述公报所记载的半导体压力传感器那样，在形成有应变计电阻的第二硅基板形成有凹部的结构中，在贴合第二硅基板和第一硅基板后所实施的热处理工序中，发生上述的金属元素的移动，因此金属元素侵入到应变计电阻的内部。由此，存在应变计电阻的特性发生偏差或可靠性降低的课题。由此，存在压力测定精度降低的问题。

发明内容