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JPH11233794A - Manufacture of micro-sensor device - Google Patents

Manufacture of micro-sensor device

Info

Publication number
JPH11233794A
JPH11233794A JP2864798A JP2864798A JPH11233794A JP H11233794 A JPH11233794 A JP H11233794A JP 2864798 A JP2864798 A JP 2864798A JP 2864798 A JP2864798 A JP 2864798A JP H11233794 A JPH11233794 A JP H11233794A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon substrate
insulating film
mask
etching
probe
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
JP2864798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kuroki
博 黒木
Atsushi Tominaga
淳 富永
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.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko 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 Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP2864798A priority Critical patent/JPH11233794A/en
Publication of JPH11233794A publication Critical patent/JPH11233794A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Micromachines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing micro-sensor device by which the mass-productivity of a micro-sensor device can be improved by improving a silicon substrate etching process. SOLUTION: In a method for manufacturing micro-sensor device, a photosensitive SOG film 12 mask on a first silicon substrate 11 is patterned as a mask and a cantilever type probe 13 is formed in a projecting pattern on the silicon substrate 11 by etching the substrate with a KOH solution by using the SOG film 12 as the mask. Then an insulating film is deposited on the surface of the substrate 11 on which the projecting pattern is formed so as to cover the surface and, after a second silicon substrate is stuck to the first silicon substrate 11 in one body with the deposited insulating film in between, the substrate 11 is polished until the deposited insulating film is exposed. Then, after the probe 13 is worked to such a state that the probe 13 is surrounded by the deposited insulating film, the unnecessary part of the second silicon substrate is etched off.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、シリコン基板を
加工してカンチレバー型プローブ等のマイクロセンサデ
バイスを製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a microsensor device such as a cantilever probe by processing a silicon substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、精密機械部品等の微細穴を加工す
るマイクロマシニング技術が注目されている。マイクロ
マシニングにより微細穴を加工したとき、その微細穴の
径等を精密測定する技術が必要となる。この様な微細穴
の径を測定する技術として、カンチレバー型プローブを
用いたものが種々提案されている(例えば、特開平9−
243313号公報、特開平8−75445号公報等参
照)。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a micromachining technique for processing a fine hole in a precision machine part or the like. When a fine hole is processed by micromachining, a technique for precisely measuring the diameter and the like of the fine hole is required. As a technique for measuring the diameter of such a fine hole, various techniques using a cantilever-type probe have been proposed (for example, see Japanese Unexamined Patent Publication No.
243313, JP-A-8-75445, etc.).

【0003】カンチレバー型プローブをシリコン基板を
用いて加工する方法として例えば、基板貼り合わせ技術
を利用したSOI(Silicon On Insulator)基板を用い
る方法がある。そのプローブ製造方法を簡単に説明すれ
ば、まずプローブ材料である第1のシリコン基板と裏打
ち用の第2のシリコン基板を酸化膜等の絶縁膜を介して
貼り合わせる。次に第1のシリコン基板をプローブとし
て必要な厚みまで研磨した後、マスクをパターン形成し
てシリコン基板をエッチングし、プローブを形成する。
シリコン基板のエッチングには例えばKOH等の強アル
カリ液が用いられ、この場合マスクとしては減圧CVD
法によるシリコン窒化膜(SiNx膜)が用いられる。
As a method of processing a cantilever probe using a silicon substrate, for example, there is a method using an SOI (Silicon On Insulator) substrate utilizing a substrate bonding technique. In brief, the method of manufacturing the probe is as follows. First, a first silicon substrate as a probe material and a second silicon substrate for backing are bonded together via an insulating film such as an oxide film. Next, after the first silicon substrate is polished to a required thickness as a probe, a mask is patterned and the silicon substrate is etched to form a probe.
A strong alkaline solution such as KOH is used for etching the silicon substrate.
A silicon nitride film (SiNx film) is used.

【0004】その後、裏打ち用の第2のシリコン基板の
不要部分をエッチング除去することにより、残されたシ
リコン基板の基台に一体化された状態で、一対の細い針
状のプローブが得られる。この第2のシリコン基板のエ
ッチングにも、SiNx膜を用いたKOH液によるエッ
チングが利用される。プローブの表面には金属膜が形成
される。この様にして作られるカンチレバー型プローブ
は例えば、1mm程度の微細内径を測定する用途の場合
であれば、一本のプローブの径がおよそ20μm、一対
のプローブの間隔が80μm、長さが1mmといった小
型のものとなる。
Thereafter, unnecessary portions of the backing second silicon substrate are removed by etching, thereby obtaining a pair of thin needle-like probes in a state integrated with the remaining base of the silicon substrate. Also for the etching of the second silicon substrate, etching with a KOH solution using a SiNx film is used. A metal film is formed on the surface of the probe. For example, if the cantilever-type probe made in this way is used for measuring a minute inner diameter of about 1 mm, the diameter of one probe is approximately 20 μm, the interval between a pair of probes is 80 μm, and the length is 1 mm. It becomes small.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、貼り合
わせ基板を用いる従来のプローブ製造工程では、シリコ
ン基板のエッチング時、減圧CVD法によるSiNx膜
マスクを用いるが、この減圧CVD工程は、処理温度が
800℃程度で且つ処理時間が数時間かかるアニール工
程であり、しかも処理装置が高価であるという難点があ
る。また、プローブのエッチング工程での裏打ち用シリ
コン基板のエッチングはある程度許されるとしても、裏
打ち用シリコン基板のエッチング時には、既に加工され
ているプローブのエッチングを防止することが必要であ
る。このためには例えば、SiNx膜を両面に形成する
ことが必要になるが、既に加工されているプローブの面
をSiNx膜で覆い、最後にまたこれを除去しなければ
ならないため、工程は複雑になる。しかも、裏打ち用シ
リコン基板のエッチングには長時間かかるから、SiN
x膜により加工されたプローブ側を覆ったとしても、側
面にプローブの一部でも露出していると、サイドエッチ
ングが進行して、プローブ形状が大きく損なわれるとい
う問題がある。
As described above, in the conventional probe manufacturing process using a bonded substrate, when etching a silicon substrate, a SiNx film mask by a low-pressure CVD method is used. This is an annealing step in which the temperature is about 800 ° C. and the processing time is several hours, and the processing apparatus is expensive. Further, even if the etching of the backing silicon substrate is allowed to some extent in the probe etching process, it is necessary to prevent the already processed probe from being etched when etching the backing silicon substrate. For this purpose, for example, it is necessary to form a SiNx film on both sides. However, since the surface of the already processed probe must be covered with a SiNx film and finally removed again, the process is complicated. Become. Moreover, it takes a long time to etch the backing silicon substrate,
Even if the probe processed by the x film is covered, if a part of the probe is exposed on the side surface, there is a problem that the side etching progresses and the probe shape is greatly damaged.

【0006】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、シリコン基板のエッチング工程を改良して量産
性向上を可能としたマイクロセンサデバイスの製造方法
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method of manufacturing a microsensor device that can improve mass productivity by improving a silicon substrate etching process.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、シリコン基
板にマスクをパターン形成し、このマスクを用いて前記
シリコン基板の不要部分を強アルカリ液によりエッチン
グしてマイクロセンサデバイスを製造する方法におい
て、前記マスクを回転塗布による塗布型絶縁膜によりパ
ターン形成することを特徴とする。より具体的にこの発
明に係るマイクロセンサデバイスの製造方法は、第1の
シリコン基板に回転塗布による塗布型絶縁膜のマスクを
パターン形成し、このマスクを用いて前記第1のシリコ
ン基板を強アルカリ液によりエッチングしてマイクロセ
ンサ本体を前記第1のシリコン基板上に凸型パターンと
して加工する工程と、前記第1のシリコン基板の凸型パ
ターンが形成された面を覆うように堆積絶縁膜を形成
し、この上に第2のシリコン基板を貼り合わせて第1及
び第2のシリコン基板を堆積絶縁膜を介して一体化する
工程と、前記第1のシリコン基板を前記堆積絶縁膜が露
出するまで研磨して、前記マイクロセンサ本体をその周
囲が前記堆積絶縁膜で囲まれた状態に加工する工程と、
前記第2のシリコン基板の不要部分をエッチング除去す
る工程とを有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a microsensor device by patterning a mask on a silicon substrate and etching unnecessary portions of the silicon substrate with a strong alkaline solution using the mask. The pattern of the mask is formed with a coating type insulating film by spin coating. More specifically, a method of manufacturing a microsensor device according to the present invention includes forming a pattern of a coating type insulating film mask on a first silicon substrate by spin coating, and using the mask to form a strong alkali on the first silicon substrate. Processing the microsensor body as a convex pattern on the first silicon substrate by etching with a liquid, and forming a deposited insulating film so as to cover the surface of the first silicon substrate on which the convex pattern is formed Bonding a second silicon substrate thereon to integrate the first and second silicon substrates via a deposited insulating film, and removing the first silicon substrate until the deposited insulating film is exposed. Polishing, processing the microsensor body so that its periphery is surrounded by the deposited insulating film;
Etching and removing unnecessary portions of the second silicon substrate.

【0008】この発明に係るマイクロセンサデバイスの
製造方法はまた、第1のシリコン基板と第2のシリコン
基板を間に絶縁膜を挟んで貼り合わせて一体化する工程
と、前記第1のシリコン基板に回転塗布による塗布型絶
縁膜のマスクをパターン形成し、このマスクを用いて前
記第1のシリコン基板を強アルカリ液によりエッチング
してマイクロセンサ本体をパターン加工する工程と、前
記第2のシリコン基板の不要部分をエッチング除去する
工程とを有することを特徴とする。この発明において好
ましくは、塗布型絶縁膜が感光性を有し、直接露光によ
りパターン形成することを特徴とする。更に第2のシリ
コン基板の不要部分をエッチング除去する工程について
も、好ましくは、第2のシリコン基板に回転塗布による
塗布型絶縁膜のマスクを形成し、このマスクを用いて強
アルカリ液によりエッチングするものとする。
[0008] The method of manufacturing a microsensor device according to the present invention also includes a step of bonding a first silicon substrate and a second silicon substrate together with an insulating film interposed therebetween, and integrating the first silicon substrate and the second silicon substrate. Patterning a mask of a coating type insulating film by spin-coating, patterning the microsensor body by etching the first silicon substrate with a strong alkaline solution using the mask, And etching off unnecessary portions. Preferably, the present invention is characterized in that the coating type insulating film has photosensitivity and is patterned by direct exposure. Further, in the step of etching and removing unnecessary portions of the second silicon substrate, preferably, a mask of a coating type insulating film is formed on the second silicon substrate by spin coating, and etching is performed using a strong alkaline solution using the mask. Shall be.

【0009】この発明によると、シリコン基板のエッチ
ングに塗布型絶縁膜をマスクとして用いることにより、
減圧CVDによるSiNx膜を用いる場合に比べて、大
掛かりな装置を要せず、成膜時間も大幅に短縮されれ
る。従って、貼り合わせ基板を用いたマイクロセンサデ
バイスの製造工程は簡略化され、マイクロセンサデバイ
スの量産性が向上する。特に、塗布型絶縁膜として感光
性のものを用いれば、レジスト工程を用いることなく直
接露光によりマスクをパターン形成することができ、一
層の工程簡略化が図られる。
According to the present invention, by using a coating type insulating film as a mask for etching a silicon substrate,
Compared to the case of using a SiNx film formed by low-pressure CVD, a large-scale apparatus is not required, and the film formation time is significantly reduced. Therefore, the manufacturing process of the microsensor device using the bonded substrate is simplified, and the mass productivity of the microsensor device is improved. In particular, when a photosensitive material is used as the coating-type insulating film, the mask can be patterned by direct exposure without using a resist process, and the process can be further simplified.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
をカンチレバー型プローブの製造に適用した実施例を説
明する。実際の製造工程では、一つの基板から複数対の
カンチレバー型プローブが作られるが、以下の図では便
宜上、一対のカンチレバー型プローブに着目して説明す
る。図1に示すように、マイクロセンサ用基板である第
1のシリコン基板11に、耐エッチングマスク材として
この実施例では、回転塗布により形成される塗布型絶縁
膜、即ちSOG(Spin On Glass)膜12を形成する。
SOG膜12は好ましくは感光性を有するものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a cantilever probe will be described below with reference to the drawings. In an actual manufacturing process, a plurality of pairs of cantilever-type probes are formed from one substrate. However, in the following drawings, description will be made focusing on a pair of cantilever-type probes for convenience. As shown in FIG. 1, in this embodiment, a coating type insulating film formed by spin coating, that is, a SOG (Spin On Glass) film is formed on a first silicon substrate 11 serving as a microsensor substrate as an etching resistant mask material. 12 is formed.
The SOG film 12 preferably has photosensitivity.

【0011】次に、図2に示すように、SOG膜12を
露光、現像してマスクをパターン形成する。SOG膜1
2が感光性を有する場合には、レジスト工程を用いるこ
となく、直接露光して現像することができる。そして、
パターニングされたSOG膜12をマスクとして、図3
に示すように、強アルカリ液、例えばKOHを用いてシ
リコン基板11をエッチングして、プローブ13を凸型
パターンとして、シリコン基板11に一体化された状態
に形成する。その後、マスクとして用いたSOG膜12
を除去する。以上により得られる形状を、図4に斜視図
で示す。この段階でプローブ13はシリコン基板11か
らは分離されていない。
Next, as shown in FIG. 2, the SOG film 12 is exposed and developed to form a mask pattern. SOG film 1
When 2 has photosensitivity, it can be exposed and developed directly without using a resist process. And
Using the patterned SOG film 12 as a mask, FIG.
As shown in (1), the silicon substrate 11 is etched using a strong alkaline solution, for example, KOH, to form the probe 13 as a convex pattern so as to be integrated with the silicon substrate 11. After that, the SOG film 12 used as a mask
Is removed. The shape obtained as described above is shown in a perspective view in FIG. At this stage, the probe 13 has not been separated from the silicon substrate 11.

【0012】次に、図5に示すように、凸型パターンと
して形成されたプローブ13を覆うように、堆積絶縁膜
14を形成する。そして図6に示すように、堆積絶縁膜
14上に裏打ち用基板として第2のシリコン基板15を
貼り合わせる。堆積絶縁膜14は好ましくは、火炎加水
分解法により得られるSi−B−O微粒子(スート)の
層である。この微粒子層は、図6に示すように基板を貼
り合わせて、1150〜1250℃でアニールすること
により、硬い堆積絶縁膜14となり、二つの基板11,
15を強固に接着することになる。この方法は、貼り合
わせ面に凹凸があっても良好な基板貼り合わせを行うこ
とができる方法として知られている。
Next, as shown in FIG. 5, a deposited insulating film 14 is formed so as to cover the probe 13 formed as a convex pattern. Then, as shown in FIG. 6, a second silicon substrate 15 is bonded on the deposited insulating film 14 as a backing substrate. The deposited insulating film 14 is preferably a layer of Si-BO fine particles (soot) obtained by a flame hydrolysis method. This fine particle layer becomes a hard deposited insulating film 14 by bonding substrates and annealing at 1150 to 1250 ° C. as shown in FIG.
15 will be firmly bonded. This method is known as a method capable of performing good substrate bonding even when the bonding surface has irregularities.

【0013】この様に、凹凸加工がなされたシリコン基
板11に裏打ち用のシリコン基板15を貼り合わせた
後、図7に示すように、第1のシリコン基板11を堆積
絶縁膜14が露出するまで研磨する。これにより、一対
のプローブ13は堆積絶縁膜14により周囲を囲まれた
状態で互いに分離される。
After bonding the backing silicon substrate 15 to the silicon substrate 11 thus processed, the first silicon substrate 11 is removed until the deposited insulating film 14 is exposed as shown in FIG. Grind. Thus, the pair of probes 13 are separated from each other while being surrounded by the deposited insulating film 14.

【0014】次に、第2のシリコン基板15の不要部分
をエッチング除去する。具体的には例えば、図8に示す
ように、第2のシリコン基板15上にSOG膜16を形
成し、これを露光現像して、図9に示すように、基台と
して残す部分にSOG膜16のマスクをパターン形成す
る。SOG膜16は好ましくは、先の第1のシリコン基
板11の加工の際と同様に、感光性を有するものを用
い、直接露光によりパターニングする。
Next, unnecessary portions of the second silicon substrate 15 are removed by etching. Specifically, for example, as shown in FIG. 8, an SOG film 16 is formed on a second silicon substrate 15 and exposed and developed, and as shown in FIG. 16 masks are patterned. The SOG film 16 is preferably made of a photosensitive material and patterned by direct exposure, as in the case of processing the first silicon substrate 11 described above.

【0015】そして、SOG膜16をマスクとして、強
アルカリ液、例えばKOHにより第2のシリコン基板1
5をエッチングする。このとき、既に加工されているプ
ローブ13は、図9に示されるように、その周囲が堆積
絶縁膜14により覆われていて、サイドエッチングは防
止される。最後に堆積絶縁膜14を除去すれば、図10
に示すように、プローブ13を露出させることができ
る。そして、SOG膜16を除去して、図11に示すよ
うに一対のプローブ13にAu/Cr等の積層金属膜1
7を被覆することにより、導電性構造体としてのカンチ
レバー型プローブが完成する。
Then, using the SOG film 16 as a mask, the second silicon substrate 1 is formed with a strong alkaline solution, for example, KOH.
5 is etched. At this time, as shown in FIG. 9, the probe 13 which has already been processed has its periphery covered with the deposited insulating film 14, so that side etching is prevented. Finally, if the deposited insulating film 14 is removed, FIG.
As shown in FIG. 7, the probe 13 can be exposed. Then, the SOG film 16 is removed, and as shown in FIG.
By coating 7, a cantilever probe as a conductive structure is completed.

【0016】以上のようにこの実施例では、基板貼り合
わせを行う前に、第1のシリコン基板にプローブとなる
凸型パターンを加工し、この加工面側を堆積絶縁膜で覆
って第2のシリコン基阪を貼り合わせ、その後第1のシ
リコン基板を研磨することにより、プローブを堆積絶縁
膜に埋め込まれた状態で分離している。従って、裏打ち
用の第2のシリコン基板をエッチングする工程では、既
に加工されたプローブは堆積絶縁膜で周囲が囲まれてい
るため、長時間のKOHエッチングを行ってもサイドエ
ッチングが進行することはなく、設計通りの微小なプロ
ーブを得ることができる。
As described above, in this embodiment, before bonding the substrates, a convex pattern serving as a probe is processed on the first silicon substrate, and the processed surface is covered with the deposited insulating film to form the second pattern. By bonding a silicon substrate and then polishing the first silicon substrate, the probe is separated while being embedded in the deposited insulating film. Therefore, in the step of etching the second silicon substrate for lining, the probe already processed is surrounded by the deposited insulating film, so that the side etching does not progress even if the KOH etching is performed for a long time. And a small probe as designed can be obtained.

【0017】またこの実施例では、シリコン基板のエッ
チングマスクとしてSOG膜を用いており、減圧CVD
によるSiNx膜を用いる場合に比べて大掛かりで高価
な装置を必要とせず、また成膜時間も1時間程度短縮さ
れる。従ってスループットの向上が図られる。特に、感
光性SOG膜を用いれば、レジスト工程を行うことなく
露光現像することができるため、マスクのパターニング
工程は簡略化され、更に好ましい。
In this embodiment, a SOG film is used as an etching mask for a silicon substrate,
As compared with the case where a SiNx film is used, a large-scale and expensive apparatus is not required, and the film formation time is reduced by about one hour. Therefore, the throughput is improved. In particular, when a photosensitive SOG film is used, exposure and development can be performed without performing a resist process, and thus the mask patterning process is simplified, which is more preferable.

【0018】図13〜図18は、この発明の別の実施例
によるカンチレバー製造工程を示す。この実施例では、
従来と同様に最初に基板貼り合わせを行う。即ち図13
に示すように、カンチレバー用の第1のシリコン基板2
1と裏打ち用の第2のシリコン基板23を絶縁膜22を
挟んで貼り合わせて一体化する。具体的には、絶縁膜2
2は、シリコン基板21,23の一方の面に予め熱酸化
膜或いはCVDシリコン酸化膜等により形成しておき、
その後直接接着することにより一体化する。この実施例
の場合、貼り合わせ面は未だ加工されておらず平坦であ
るから、先の実施例のような火炎加水分解法による堆積
絶縁膜を用いなくても、直接接着ができる。
FIGS. 13 to 18 show a cantilever manufacturing process according to another embodiment of the present invention. In this example,
First, the substrate is bonded as in the conventional case. That is, FIG.
As shown in FIG. 1, a first silicon substrate 2 for a cantilever
1 and a second silicon substrate 23 for lining are bonded together with an insulating film 22 interposed therebetween to be integrated. Specifically, the insulating film 2
2 is previously formed on one surface of the silicon substrates 21 and 23 with a thermal oxide film or a CVD silicon oxide film,
Thereafter, they are integrated by direct bonding. In this embodiment, since the bonding surface is not processed yet and is flat, direct bonding can be performed without using a deposited insulating film formed by the flame hydrolysis method as in the previous embodiment.

【0019】次に、図14に示すように、第1のシリコ
ン基板21を必要な厚みになるまで研磨する。そして、
図15に示すように、SOG膜24によるマスクをパタ
ーニングし、これを用いてシリコン基板21をKOHに
よりエッチングして、図16に示すようにプローブ25
を加工する。SOG膜24には先の実施例と同様に、好
ましくは感光性のものを用い、直接露光によりパターニ
ングする。図17はこの状態をわかりやすく斜視図で示
している。
Next, as shown in FIG. 14, the first silicon substrate 21 is polished to a required thickness. And
As shown in FIG. 15, a mask made of the SOG film 24 is patterned, and the silicon substrate 21 is etched with KOH using the mask. As shown in FIG.
To process. The SOG film 24 is preferably made of a photosensitive material and patterned by direct exposure, as in the previous embodiment. FIG. 17 shows this state in a perspective view for easy understanding.

【0020】最後に、図18に示すように、第2のシリ
コン基板23の不要部分をエッチング除去し、更に絶縁
膜22をエッチング除去して、カンチレバー型プローブ
を完成する。図では省略したが、この第2のシリコン基
板22のエッチング工程にも、感光性SOG膜をマスク
として用い、KOHエッチングを行う。この実施例によ
っても、先の実施例と同様に、SOG膜をマスクとし
て、KOHエッチングを行うことにより、エッチング工
程の簡略化が図られる。
Finally, as shown in FIG. 18, unnecessary portions of the second silicon substrate 23 are removed by etching, and the insulating film 22 is further removed by etching to complete a cantilever probe. Although not shown in the figure, KOH etching is also performed in the etching process of the second silicon substrate 22 using the photosensitive SOG film as a mask. In this embodiment, as in the previous embodiment, the etching process is simplified by performing KOH etching using the SOG film as a mask.

【0021】この発明は、上記実施例に限られない。実
施例ではカンチレバー型プローブを製造する例を説明し
たが、例えば図12に示すような加速度センサデバイス
や、その他の各種マイクロセンサデバイスの製造に同様
にこの発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the embodiment, the example in which the cantilever probe is manufactured has been described. However, the present invention can be similarly applied to the manufacture of an acceleration sensor device as shown in FIG. 12 and other various microsensor devices.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、シ
リコン基板のエッチングにSOG膜をマスクとして用い
ることにより、減圧CVDによるSiNx膜を用いる場
合に比べて、大掛かりな成膜装置を要せず、成膜時間も
大幅に短縮される。従って、貼り合わせ基板を用いたマ
イクロセンサデバイスの製造工程は簡略化され、マイク
ロセンサデバイスの量産性が向上する。感光性SOG膜
を用いれば、レジスト工程を用いることなく直接露光に
よりマスクをパターン形成することができ、一層の工程
簡略化が図られる。
As described above, according to the present invention, the use of the SOG film as a mask for etching a silicon substrate requires a larger film forming apparatus than the case of using a SiNx film by low pressure CVD. In addition, the film formation time is greatly reduced. Therefore, the manufacturing process of the microsensor device using the bonded substrate is simplified, and the mass productivity of the microsensor device is improved. When a photosensitive SOG film is used, a mask can be pattern-formed by direct exposure without using a resist process, and the process can be further simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施例によるカンチレバー型プ
ローブ製造工程において、第1のシリコン基板にSOG
膜を塗布した状態を示す断面図である。
FIG. 1 shows a step of manufacturing a cantilever probe according to an embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the state which applied the film.

【図2】 同製造工程において、SOG膜をパターン形
成した状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where an SOG film is patterned in the same manufacturing process.

【図3】 同製造工程において、第1のシリコン基板を
エッチングしてプローブをパターン形成した状態を示す
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where a probe is patterned by etching a first silicon substrate in the same manufacturing process.

【図4】 同製造工程において、形成されたプローブパ
ターンを示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a probe pattern formed in the same manufacturing process.

【図5】 同製造工程において、堆積絶縁膜を形成した
状態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a deposited insulating film is formed in the same manufacturing process.

【図6】 同製造工程において、第2のシリコン基板を
貼り合わせた状態を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where a second silicon substrate is bonded in the manufacturing process.

【図7】 同製造工程において、第1のシリコン基板を
研磨してプローブを分離した状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where a probe is separated by polishing a first silicon substrate in the same manufacturing process.

【図8】 同製造工程において、第2のシリコン基板に
SOG膜を形成した状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where an SOG film is formed on a second silicon substrate in the same manufacturing process.

【図9】 同製造工程において、SOG膜をマイクとし
てパターン形成した状態を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a state where a pattern is formed using an SOG film as a microphone in the same manufacturing process.

【図10】 同製造工程において、第2のシリコン基板
をエッチングした状態を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a state where a second silicon substrate is etched in the same manufacturing process.

【図11】 同製造工程により得られたプローブを示す
斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a probe obtained by the same manufacturing process.

【図12】 他の実施例による加速度センサデバイスを
示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an acceleration sensor device according to another embodiment.

【図13】 この発明の他の実施例の製造工程における
基板貼り合わせの状態を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state of bonding substrates in a manufacturing process according to another embodiment of the present invention.

【図14】 同製造工程における基板研磨の状態を示す
断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state of substrate polishing in the same manufacturing process.

【図15】 同製造工程におけるマスクのパターン形成
工程を示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a mask pattern forming step in the same manufacturing step.

【図16】 同製造工程によるプローブ加工工程を示す
断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a probe processing step by the same manufacturing step.

【図17】 図16の状態を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing the state of FIG. 16;

【図18】 裏打ちシリコン基板を除去した状態を示す
斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view showing a state where a backing silicon substrate is removed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…第1のシリコン基板(マイクロセンサ用基板)、
12…SOG膜、13…プローブ、14…堆積絶縁膜、
15…第2のシリコン基板(裏打ち用基板)、16…S
OG膜、17…金属膜、21…第1のシリコン基板、2
2…絶縁膜、23…第2のシリコン基板、24…SOG
膜、25…プローブ。
11 ... first silicon substrate (microsensor substrate),
12: SOG film, 13: probe, 14: deposited insulating film,
15 ... second silicon substrate (backing substrate), 16 ... S
OG film, 17: metal film, 21: first silicon substrate, 2
2 ... insulating film, 23 ... second silicon substrate, 24 ... SOG
Membrane, 25 ... probe.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板にマスクをパターン形成
し、このマスクを用いて前記シリコン基板の不要部分を
強アルカリ液によりエッチングしてマイクロセンサデバ
イスを製造する方法において、 前記マスクを回転塗布による塗布型絶縁膜によりパター
ン形成することを特徴とするマイクロセンサデバイスの
製造方法。
1. A method of manufacturing a microsensor device by patterning a mask on a silicon substrate and etching an unnecessary portion of the silicon substrate with a strong alkaline solution using the mask, wherein the mask is formed by spin coating. A method for manufacturing a microsensor device, comprising forming a pattern with an insulating film.
【請求項2】 第1のシリコン基板に回転塗布による塗
布型絶縁膜のマスクをパターン形成し、このマスクを用
いて前記第1のシリコン基板を強アルカリ液によりエッ
チングしてマイクロセンサ本体を前記第1のシリコン基
板上に凸型パターンとして加工する工程と、 前記第1のシリコン基板の凸型パターンが形成された面
を覆うように堆積絶縁膜を形成し、この上に第2のシリ
コン基板を貼り合わせて第1及び第2のシリコン基板を
堆積絶縁膜を介して一体化する工程と、 前記第1のシリコン基板を前記堆積絶縁膜が露出するま
で研磨して、前記マイクロセンサ本体をその周囲が前記
堆積絶縁膜で囲まれた状態に加工する工程と、 前記第2のシリコン基板の不要部分をエッチング除去す
る工程とを有することを特徴とするマイクロセンサデバ
イスの製造方法。
2. A pattern of a coating type insulating film mask formed by spin coating on a first silicon substrate, and etching the first silicon substrate with a strong alkaline solution using the mask to form the microsensor main body. Processing a convex pattern on the first silicon substrate; forming a deposited insulating film so as to cover the surface of the first silicon substrate on which the convex pattern is formed; and forming a second silicon substrate on the deposited insulating film. Bonding and integrating the first and second silicon substrates via a deposited insulating film; and polishing the first silicon substrate until the deposited insulating film is exposed, thereby surrounding the microsensor main body. Processing a state surrounded by the deposited insulating film; and etching and removing an unnecessary portion of the second silicon substrate. Vice manufacturing method.
【請求項3】 第1のシリコン基板と第2のシリコン基
板を間に絶縁膜を挟んで貼り合わせて一体化する工程
と、 前記第1のシリコン基板に回転塗布による塗布型絶縁膜
のマスクをパターン形成し、このマスクを用いて前記第
1のシリコン基板を強アルカリ液によりエッチングして
マイクロセンサ本体をパターン加工する工程と、 前記第2のシリコン基板の不要部分をエッチング除去す
る工程とを有することを特徴とするマイクロセンサデバ
イスの製造方法。
3. A step of bonding a first silicon substrate and a second silicon substrate together with an insulating film interposed therebetween to integrate the first silicon substrate and the second silicon substrate, and applying a coating type insulating film mask to the first silicon substrate by spin coating. Forming a pattern, etching the first silicon substrate with a strong alkaline solution using the mask to pattern the microsensor body, and etching and removing unnecessary portions of the second silicon substrate. A method for manufacturing a microsensor device, comprising:
【請求項4】 前記塗布型絶縁膜は感光性を有し、直接
露光によりパターン形成することを特徴とする請求項
1,2,3のいずれかに記載のマイクロセンサデバイス
の製造方法。
4. The method for manufacturing a microsensor device according to claim 1, wherein the coating type insulating film has photosensitivity and is formed by direct exposure.
【請求項5】 前記第2のシリコン基板の不要部分をエ
ッチング除去する工程は、前記第2のシリコン基板に回
転塗布による塗布型絶縁膜のマスクを形成し、このマス
クを用いて前記第2のシリコン基板を強アルカリ液によ
りエッチングするものであることを特徴とする請求項3
又は4に記載のマイクロセンサデバイスの製造方法。
5. The step of etching and removing unnecessary portions of the second silicon substrate includes forming a coating type insulating film mask by spin coating on the second silicon substrate, and using the mask to form the second silicon substrate. 4. The silicon substrate is etched with a strong alkaline solution.
Or the method for manufacturing a microsensor device according to 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2008051511A (en) * 2006-08-22 2008-03-06 Yamaha Corp Capacitance sensor and its manufacturing method

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