(57)【要約】【課題】製造工程を簡素化するコンデンサマイクロホン及びその製造方法を提供する。【解決手段】コンデンサマイクロホン１の感音部は、基板１０及び第一膜〜第四膜からなる積層構造を有している。基板１０の孔部１１は、第一面１０ａ及び第二面１０ｂに開口する円柱状である。基板１０の凹部１２は第二面１０ｂに開口する溝状であり、孔部１１からその径方向外側に延びている。この結果、基板１０の第二面１０ｂには、円形の開口１３ａと、開口１３ａの外縁の一部からその径方向外側に延びる矩形の開口１３ｂとからなる歯車状の開口１３が形成される。一方、基板１０の第一面１０ａには、ダイアフラム２０の二次元形状に応じた円形の開口１４が形成される。ウェットエッチング工程において開口１３を覆う気泡が発生したとしても、気泡に作用する表面張力が開口１３ｂによって不均一になっているため、発生した気泡は破裂し易い。【選択図】図１
2008042378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一面と前記第一面の反対側に第二面とを有する基板と、
前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、固定電極を有するプレートと、
前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極に対向する可動電極を有し、圧力変化によって変位するダイアフラムと、
ウェットエッチングにより前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部と、
前記基板を板厚方向に貫通し、前記ダイアフラムを露出させ、前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口を前記第一面に形成し、前記第一開口と略同形状の第二開口を前記第二面に形成する通孔と、
前記基板の前記第二面に設けられ、前記第二開口の外縁の一部で前記第二開口と連結する第三開口を前記第二面に形成する凹部と、
を備える圧力センサ。
【請求項２】
第一面と前記第一面の反対側に第二面とを有する基板と、
前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、固定電極を有するプレートと、
前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極に対向する可動電極を有し、圧力変化によって変位するダイアフラムと、
ウェットエッチングにより前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部と、
前記基板を板厚方向に貫通し、前記ダイアフラムを露出させ、前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口を前記第一面に形成し、前記第一開口と略同形状の第二開口を前記第二面に形成する第一通孔と、
前記基板を板厚方向に貫通し、前記第一開口の外縁の一部で前記第一開口と連結する第三開口を前記第一面に形成し、前記第三開口と略同形状の第四開口を前記第二面に形成する第二通孔と、
を備える圧力センサ。
【請求項３】
固定電極を有するプレートと、前記固定電極に対向する可動電極を有し圧力変化によって変位するダイアフラムと、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部とを備える圧力センサの製造方法であって、
基板の第一面上に、ウェットエッチングによって前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記支持部を構成する犠牲膜を堆積により形成し、
前記犠牲膜上に前記ダイアフラムを構成する薄膜を堆積により形成し、
前記基板の前記第一面と反対側の前記第二面上に、前記基板の前記薄膜上の部位を露出させ前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口と、前記第一開口の外縁の一部から前記第一開口の外側に延びるスリット状の第二開口とを有するマスクを形成し、
前記マスクを用いた前記基板の異方性エッチングにより、前記基板の前記第一開口に対応する部位に通孔を形成し、前記基板の前記第二開口に対応する部位に凹部を形成し、
ウェットエッチングを用いて、前記基板の前記通孔から浸入するエッチング液で前記犠牲膜の一部を前記基板に対し選択的に除去する、
ことを含む圧力センサの製造方法。
【請求項４】
固定電極を有するプレートと、前記固定電極に対向する可動電極を有し圧力変化によって変位するダイアフラムと、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部とを備える圧力センサの製造方法であって、
基板の第一面上に、ウェットエッチングによって前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記支持部を構成する犠牲膜を堆積により形成し、
前記犠牲膜上に前記ダイアフラムを構成する薄膜を堆積により形成し、
前記基板の前記第一面と反対側の前記第二面上に、前記基板の前記薄膜上の部位を露出させ前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口と、前記第一開口の外縁の一部から前記第一開口の外側に延びる第二開口とを有するマスクを形成し、
前記マスクを用いた前記基板の異方性エッチングにより、前記基板の前記第一開口に対応する部位に第一通孔を形成し、前記基板の前記第二開口に対応する部位に第二通孔を形成し、
ウェットエッチングを用いて、前記基板の前記第一通孔及び前記第二通孔から浸入するエッチング液で前記犠牲膜の一部を除去する、
ことを含む圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧力センサ及びその製造方法に関し、特に半導体デバイスの製造プロセスを応用して製造可能なコンデンサマイクロホン及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイスの製造プロセスを応用して製造可能なコンデンサ型の圧力センサが知られている。コンデンサ型の圧力センサは、検出対象である圧力変化によって振動するダイアフラムと、ダイアフラムに対向するプレートと、ダイアフラムとプレートとの間に空隙を形成しながらプレートを支持する支持体とを備え、ダイアフラムとプレートとの間の静電容量の変化を電気信号に変換する。
特許文献１には、音波による空気圧の変化を検出する圧力センサであるコンデンサマイクロホンが開示されている。特許文献１に記載されたコンデンサマイクロホンの基板には、ダイアフラムの二次元形状に応じた通孔が形成されている。これは、ウェットエッチング工程において通孔をエッチング液の浸入路とし、ダイアフラムを構成する薄膜と基板との間に形成された犠牲膜の通孔近傍の部分を除去することにより、基板の通孔上にダイアフラムを形成するためである。ここでウェットエッチング工程とは、ウェットエッチングを用いて基板上に積層した犠牲膜の一部を基板に対し選択的に除去することにより、コンデンサマイクロホンの各部を形成する工程である。
しかしながら、通孔が基板のダイアフラムと反対側の裏面に形成する開口の形状によっては、上述したウェットエッチング工程において基板裏面の開口全体を覆う気泡が発生し、発生した気泡によってエッチング液の浸入が阻害される。特に、特許文献１に記載のコンデンサマイクロホンのように基板裏面の開口がダイアフラムの二次元形状に応じた円形である場合は、発生した気泡が残存し易い。表面張力が半球状の気泡に均一作用するからである。そのため、残存する気泡を人為的に破裂させる必要がある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５６７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、製造工程を簡素化するコンデンサマイクロホン及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記目的を達成するための圧力センサは、第一面と前記第一面の反対側に第二面とを有する基板と、前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、固定電極を有するプレートと、前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極に対向する可動電極を有し、圧力変化によって変位するダイアフラムと、ウェットエッチングにより前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部と、前記基板を板厚方向に貫通し、前記ダイアフラムを露出させ、前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口を前記第一面に形成し、前記第一開口と略同形状の第二開口を前記第二面に形成する通孔と、前記基板の前記第二面に設けられ、前記第二開口の外縁の一部で前記第二開口と連結する第三開口を前記第二面に形成する凹部と、を備える。
基板には、ウェットエッチング工程においてエッチング液の浸入路となる通孔及び凹部が形成されている。通孔は、ダイアフラムの二次元形状に応じた第二開口を基板の第二面に形成する。凹部は、第二開口の外縁の一部から第二開口の外側に突出する第三開口を基板の第二面に形成する。この結果、基板の第二面には、第二開口及び第三開口からなるエッチング液の浸入口が形成される。したがって、ウェットエッチング工程において基板の第二面側の浸入口にその浸入口全体を覆う気泡が発生したとしても、気泡に作用する表面張力が第三開口によって不均一になっているため、発生した気泡は破裂し易い。発生した気泡を容易に破裂させることができるため、製造工程を簡素化することができる。
また、基板の第二面の第二開口を基板の第一面に開口しない凹部によって形成している。この結果、基板の第一面には、ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口のみが形成されるため、圧力センサの出力特性の低下を防ぐことができる。
【０００６】
（２）上記目的を達成するための圧力センサは、第一面と前記第一面の反対側に第二面とを有する基板と、前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、固定電極を有するプレートと、前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極に対向する可動電極を有し、圧力変化によって変位するダイアフラムと、ウェットエッチングにより前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記基板の前記第一面上に形成された薄膜からなり、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部と、前記基板を板厚方向に貫通し、前記ダイアフラムを露出させ、前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口を前記第一面に形成し、前記第一開口と略同形状の第二開口を前記第二面に形成する第一通孔と、前記基板を板厚方向に貫通し、前記第一開口の外縁の一部で前記第一開口と連結する第三開口を前記第一面に形成し、前記第三開口と略同形状の第四開口を前記第二面に形成する第二通孔と、を備える。
基板には、ウェットエッチング工程においてエッチング液の浸入路となる第一通孔及び第二通孔が形成されている。第一通孔は、ダイアフラムの二次元形状に応じた第二開口を基板の第二面に形成する。第二通孔は、第二開口の外縁の一部で第二開口と連結する第四開口を基板の第二面に形成する。ここで、基板の第二面の第二開口及び第四開口からなる開口は、エッチング液の浸入口となる。したがって、ウェットエッチング工程において基板の第二面の浸入口にその浸入口全体を覆う気泡が発生したとしても、気泡に作用する表面張力が第四開口によって不均一になっているため、発生した気泡は破裂し易い。発生した気泡を容易に破裂させることができるため、製造工程を簡素化することができる。
また、第一通孔及び第二通孔はそれぞれ基板の第一面にも第一開口及び第三開口を形成する。第一開口はダイアフラムの二次元形状に応じた形状を基本形状としている。したがって、第三開口を形成する第二通孔の形状を適切に設計することにより、圧力センサの出力特性の低下を防ぐことができる。
【０００７】
（３）上記目的を達成するための圧力センサの製造方法は、固定電極を有するプレートと、前記固定電極に対向する可動電極を有し圧力変化によって変位するダイアフラムと、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部とを備える圧力センサの製造方法であって、基板の第一面上に、ウェットエッチングによって前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記支持部を構成する犠牲膜を堆積により形成し、前記犠牲膜上に前記ダイアフラムを構成する薄膜を堆積により形成し、前記基板の前記第一面と反対側の前記第二面上に、前記基板の前記薄膜上の部位を露出させ前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口と、前記第一開口の外縁の一部から前記第一開口の外側に延びるスリット状の第二開口とを有するマスクを形成し、前記マスクを用いた前記基板の異方性エッチングにより、前記基板の前記第一開口に対応する部位に通孔を形成し、前記基板の前記第二開口に対応する部位に凹部を形成し、ウェットエッチングを用いて、前記基板の前記通孔から浸入するエッチング液で前記犠牲膜の一部を前記基板に対し選択的に除去する、ことを含む。
【０００８】
（４）上記目的を達成するための圧力センサの製造方法は、固定電極を有するプレートと、前記固定電極に対向する可動電極を有し圧力変化によって変位するダイアフラムと、前記固定電極と前記可動電極との間に空隙を形成しながら前記プレートを支持する支持部とを備える圧力センサの製造方法であって、基板の第一面上に、ウェットエッチングによって前記基板に対し選択的に除去可能な材料で前記支持部を構成する犠牲膜を堆積により形成し、前記犠牲膜上に前記ダイアフラムを構成する薄膜を堆積により形成し、前記基板の前記第一面と反対側の前記第二面上に、前記基板の前記薄膜上の部位を露出させ前記ダイアフラムの二次元形状に応じた第一開口と、前記第一開口の外縁の一部から前記第一開口の外側に延びる第二開口とを有するマスクを形成し、前記マスクを用いた前記基板の異方性エッチングにより、前記基板の前記第一開口に対応する部位に第一通孔を形成し、前記基板の前記第二開口に対応する部位に第二通孔を形成し、ウェットエッチングを用いて、前記基板の前記第一通孔及び前記第二通孔から浸入するエッチング液で前記犠牲膜の一部を除去する、ことを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において同一の符号が付された構成要素は、その符号が付された他の実施形態の構成要素と対応する。
（第一実施形態）
図１に示す第一実施形態のコンデンサマイクロホン１は、半導体製造プロセスを用いて製造される所謂シリコンマイクロホンである。コンデンサマイクロホン１は、プレート３０側から到達する音波を電気信号に変換する。
【００１０】
１．感音部の構成
コンデンサマイクロホン１の感音部は、基板１０及び第一膜〜第四膜からなる積層構造を有している。
基板１０は単結晶シリコン基板である。基板１０には通孔１１及び複数の凹部１２が板厚方向に形成されている。通孔１１は円柱状であり、基板１０の第一面１０ａ及び第一面１０ａと反対側の第二面１０ｂにそれぞれ開口している。凹部１２は、通孔１１からその径方向外側に延びる溝状であり、基板１０の第二面１０ｂに開口している。この結果、基板１０の第二面１０ｂには、通孔１１による開口１３ａと凹部１２による開口１３ｂとからなる歯車状の開口１３が形成される。第二開口としての開口１３ａは円形である。第三開口としての開口１３ｂは、開口１３ａの外縁の一部からその径方向外側に延びる矩形である。一方、基板１０の第一面１０ａには、通孔１１による開口１４が形成される。第一開口としての開口１４は、開口１３ａと略同一の円形である。
【００１１】
第一膜は、二酸化シリコン等からなる絶縁性の薄膜であり円柱状の通孔１５を有している。第一膜はダイアフラム２０と基板１０との間に空隙が形成されるように第二膜を基板１０上に支持している。
第二膜は、例えばＰ（リン）が不純物として添加されたポリシリコンからなる導電性の薄膜である。第二膜の第三膜に固着していない部分はダイアフラム２０を構成している。ダイアフラム２０は第一膜とも第三膜とも固着しておらず、音波によって振動する可動電極として機能する。ダイアフラム２０は第一膜の通孔１５を覆っている。ダイアフラム２０の二次元形状は円形である。
【００１２】
第三膜は、第一膜と同様に例えば二酸化シリコンからなる絶縁性の薄膜であり円柱状の通孔１６を有している。第三膜は、導電性の第二膜と第四膜とを絶縁し、第四膜を第二膜上に支持している。
第四膜は、第二膜と同様に例えばＰが不純物として添加されたポリシリコンからなる導電性の薄膜である。第四膜の第三膜に固着していない部分はプレート３０を構成している。プレート３０は複数の通孔３２を有している。
【００１３】
基板１０と第一膜と第三膜と第二膜及び第四膜の第三膜に固着していない部分とは支持体４０を構成している。支持体４０は、通孔１１及び通孔１５の内壁の内側に背部気室４２を形成する。背部気室４２は音波の進行方向の反対側からダイアフラム２０が受ける圧力を緩和する。支持体４０の基板１０を除く部分が請求項に記載の「支持部」に相当する。
【００１４】
２．検出部の構成
次に、図１（Ａ）に示す回路図に基づいて、コンデンサマイクロホン１の検出部の一例を説明する。ダイアフラム２０はバイアス電源に接続されている。具体的には、バイアス電源の端子１０２に接続されているリード１０４及びリード１０６がそれぞれ第二薄膜及び基板１０に接続されている。この結果、ダイアフラム２０と基板１０とは実質的に同じ電位となる。また、プレート３０はオペアンプ１００の入力端子に接続されている。具体的には、オペアンプ１００の入力端子に接続されているリード１０８が第四膜に接続されている。オペアンプ１００の入力インピーダンスは高い。
【００１５】
３．コンデンサマイクロホンの作動
音波がプレート３０の通孔３２を通過してダイアフラム２０に伝搬すると、ダイアフラム２０は音波により振動する。ダイアフラム２０が振動すると、その振動によりダイアフラム２０とプレート３０との間の距離が変化し、ダイアフラム２０とプレート３０とにより形成される静電容量が変化する。
【００１６】
プレート３０は、上述したように入力インピーダンスの高いオペアンプ１００に接続されている。そのため、ダイアフラム２０とプレート３０とにより形成される静電容量が変化したとしても、プレート３０に存在する電荷のオペアンプ１００への移動量は極わずかである。したがって、プレート３０及びダイアフラム２０に存在する電荷は変化しないものとみなすことができる。これにより、ダイアフラム２０とプレート３０とにより形成される静電容量の変化をプレート３０の電位変化として取り出すことができる。このようにしてコンデンサマイクロホン１は、ダイアフラム２０とプレート３０とにより形成される静電容量の極めてわずかな変化を電気信号として出力する。すなわち、コンデンサマイクロホン１は、ダイアフラム２０に加わる音圧の変化を静電容量の変化に変換し、静電容量の変化を電圧の変化に変換することにより、音圧の変化に相関する電気信号を出力する。
【００１７】
４．コンデンサマイクロホンの製造方法
はじめに、図２（Ａ１）に示すように、基板１０（図１参照）となるウェハ５０上に犠牲膜としての第一膜５１を堆積により形成する。例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）で単結晶シリコンウェハ５０上に二酸化シリコンを堆積させることにより第一膜５１を形成する。
【００１８】
次に、第一膜５１上に第二膜５２を堆積により形成する。具体的には、例えば次のとおりである。減圧ＣＶＤ法を用いてＰが添加されたポリシリコンを第一膜５１上に堆積させることにより、第二膜５２を形成する。次に、第二膜５２の表面全体にフォトレジスト膜を塗布した後、所定のレジストマスクを用いた露光及び現像を行うフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。そして、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等の異方性エッチングによって第二膜５２を選択的に除去することにより、円形の第二膜５２を形成する。
次に、図２（Ａ２）に示すように、第二膜５２上に第三膜５３を堆積により形成する。例えばプラズマＣＶＤを用いて第二膜５２上に二酸化シリコンを堆積させることにより第三膜５３を形成する。
【００１９】
次に、第三膜５３上に第四膜５４を堆積により形成する。具体的には、例えば次のとおりである。減圧ＣＶＤ法を用いてＰが添加されたポリシリコンを第三膜５３上に堆積させることにより第四膜５４を形成する。次に、第四膜５４の表面全体にフォトレジスト膜を塗布した後、所定のレジストマスクを用いた露光及び現像を行うフォトリソグラフィによりレジストパターンを形成する。そして、ＲＩＥ等の異方性エッチングによって第四膜５４を選択的に除去することにより、多数の通孔３２を有する円形の第四膜５４を形成する（図２（Ａ３）参照）。
【００２０】
次に、図３（Ａ４）に示すように、ウェハ５０の第一膜５１〜第四膜５４を積層した第一面５０ａと反対側の第二面５０ｂ上に、開口５５ａ及び開口５５ｂを有するマスク５５を形成する。例えばウェハ５０の第二面５０ｂ全体にフォトレジスト膜を塗布した後、所定のレジストマスクを用いた露光及び現像を行うフォトリソグラフィによりマスク５５を形成する。第一開口としての開口５５ａは、ダイアフラム２０（図１参照）の二次元形状に応じた円形である。第二開口としての開口５５ｂは、開口５５ａの外縁の一部から開口５５ａの径方向に延びる矩形である。複数の開口５５ｂは、開口５５ａに対し放射状に配置されている。開口５５ａ及び開口５５ｂは全体として歯車状である。開口５５ｂの短手方向の幅（以下、スリット幅という。）は開口５５ａの直径よりも十分に狭い。例えば、開口５５ａの直径は１００μｍ〜１０００μｍ（好ましくは６００μｍ）であり、開口５５ｂのスリット幅は１μｍ〜５０μｍ（好ましくは４０μｍ）である。
【００２１】
次に、図３（Ａ５）に示すように、マスク５５を用いてウェハ５０を異方性エッチングすることにより、ウェハ５０に通孔１１及び凹部１２を形成する。具体的には、例えばＤｅｅｐ−ＲＩＥによってマスク５５から露出するウェハ５０を選択的に除去する。この異方性エッチングは、ウェハ５０のマスク５５の開口５５ａに対応する部位に通孔１１が形成されるまで行う。ここで開口５５ｂのスリット幅は開口５５ａの直径よりも十分に狭い。したがって、アスペクト依存エッチング効果によって、ウェハ５０の開口５５ｂに露出する部位のエッチング速度は、ウェハ５０の開口５５ａに露出する部位のエッチング速度よりも遅い。この結果、ウェハ５０の開口５５ｂに露出する部位には凹部１２が形成される。
次に、マスク５５を除去する。例えばマスク５５の除去にはＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等のレジスト剥離液を用いる。
【００２２】
次に、図３（Ａ６）に示すように、例えばバッファードフッ酸（Buffered HF）等のエッチング液を使用したウェットエッチングにより、シリコン酸化膜である第一膜５１及び第三膜５３を選択的に除去する。このときエッチング液は、ウェハ５０の通孔１１及び凹部１２と第四膜５４の通孔３２とから浸入し、第一膜５１及び第三膜５３を溶解させる。通孔１１及び通孔３２の形状や配置を適切に設計することにより、第一膜５１及び第三膜５３にはそれぞれ通孔１５及び通孔１６が形成され、感音部のダイアフラム２０、プレート３０、支持体４０が形成される（図１参照）。ダイアフラム２０は、通孔１１がウェハ５０の第一面５０ａに形成する開口１４の形状に応じた円形となる。以下、本工程をウェットエッチング工程という。
その後のダイシング、パッケージング等の工程を経て、コンデンサマイクロホン１が完成する。
【００２３】
以上説明した第一実施形態では、基板１０の第二面１０ｂの開口１３を通孔１１及び凹部１２によって歯車状に形成している。この結果、ウェットエッチング工程においてエッチング液の浸入口となる開口１３にそれ全体を覆う気泡が発生したとしても、気泡の表面張力が円形の開口１３ａの外縁の一部から径方向に延びる矩形の開口１３ｂにより不均一になっているため、発生した気泡は破裂し易い。発生した気泡を容易に破裂させることができるため、製造工程を簡素化することができる。
また第一実施形態では、基板１０の第一面１０ａに開口しない凹部１２によって基板１０の第二面１０ｂに開口１３ｂを形成している。したがって、基板１０の第二面１０ｂの開口１３の形状によらず、基板１０の第一面１０ａにダイアフラム２０の二次元形状に応じた開口１４を形成することができる。そのため、コンデンサマイクロホン１の出力特性の低下を防止することができる。
【００２４】
（第二実施形態）
図４に示す第二実施形態のコンデンサマイクロホン２は、第一通孔２１１を有する基板２１０を備えている。コンデンサマイクロホン２の各構成要素は、感音部を構成する基板２１０を除き、第一実施形態のコンデンサマイクロホン１の対応する構成要素と実質的に同一である。以下、感音部の構成及びコンデンサマイクロホン２の製造方法を図４〜図５に基づいて説明する。
１．感音部の構成
図４に示す基板２１０は単結晶シリコン基板である。基板２１０には第一通孔２１１及び第二通孔２１２が板厚方向に形成されている。基板２１０の第二面２１０ｂには、通孔２１１による開口２１３ａと通孔２１２による開口２１３ｂとからなる歯車状の開口２１３が形成される。第二開口としての開口２１３ａは円形である。第四開口としての開口２１３ｂは、開口２１３ａの外縁の一部からその径方向外側に延びる矩形である。一方、基板２１０の第一面２１０ａには、第一通孔２１１による第一開口としての開口と、第二通孔２１２による第三開口としての開口とが形成される。第一開口としての開口は開口２１３ａと略同形状であり、第三開口としての開口は開口２１３ｂと略同形状である。
【００２５】
２．コンデンサマイクロホンの製造方法
はじめに、第一実施形態のコンデンサマイクロホン１の製造方法と同様にして、基板２１０（図４参照）となるウェハ５０の第一面５０ａ上に第一膜５１〜第四膜５４を堆積により形成する（図２参照）。
次に、図５（Ａ１）に示すように、ウェハ５０の第一面５０ａと反対側の第二面５０ｂ上に、第一開口としての開口２５５ａ及び第二開口としての開口２５５ｂを有するマスク２５５を形成する。開口２５５ａ及び開口２５５ｂは、それぞれ第一実施形態の製造方法で用いたマスク５５の開口５５ａ及び開口５５ｂと実質的に同一である。但し、開口２５５ｂの幅は、ウェハ５０の開口２５５ａに露出する部分及びウェハ５０の開口２５５ｂに露出する部分のエッチング速度が略同一となる程度に広い。例えば、開口２５５ａの直径は１００μｍ〜１０００μｍ（好ましくは６００μｍ）であり、開口２５５ｂの幅は４０μｍ〜２００μｍ（好ましくは１００μｍ）である。
【００２６】
次に、図５（Ａ２）に示すように、マスク２５５を用いてウェハ５０を異方性エッチングすることによりウェハ５０に第一通孔２１１及び第二通孔２１２を形成する。具体的には、例えばＤｅｅｐ−ＲＩＥによってマスク２５５から露出するウェハ５０を選択的に除去する。上述したように、ウェハ５０の開口２５５ａに露出する部分及びウェハ５０の開口２５５ｂに露出する部分のエッチング速度は略同一である。したがって、ウェハ５０の開口２５５ａに露出する部位には第一通孔２１１が形成され、ウェハ５０の開口２５５ｂに露出する部位には第二通孔２１２が形成される。
その後の工程は、第一実施形態の製造方法と実質的に同一である。
【００２７】
以上説明した第二実施形態では、基板２１０の第二面２１０ｂの開口２１３を第一通孔２１１及び第二通孔２１２によって歯車状に形成している。この結果、ウェットエッチング工程においてエッチング液の浸入口となる開口２１３にそれ全体を覆う気泡が発生したとしても、気泡の表面張力が円形の開口２１３ａの外縁の一部から径方向に延びる矩形の開口２１３ｂにより不均一になっているため、発生した気泡は破裂し易い。発生した気泡を容易に破裂させることができるため、製造工程を簡素化することができる。
また、第二実施形態では、第一通孔２１１よって基板２１０の第一面２１０ａにもダイアフラム２０の二次元形状に応じた円形の開口が形成される。したがって、第二通孔２１２を適切に設計することにより、コンデンサマイクロホン２の出力特性の低下を防ぐことができる。
【００２８】
（他の実施例）
上記複数の実施形態では、圧力センサとしてのコンデンサマイクロホンを説明した。しかし、本発明は音圧以外の圧力変化を検出する圧力センサにも適用可能である。
また、上記複数の実施形態では、基板のダイアフラムと反対側の第二面に歯車状の開口を形成したが、基板の第二面に形成する開口はこの形状に限定されない。例えば図６に示すコンデンサマイクロホン３のように、ダイアフラムの二次元形状に応じた開口３１３ａと、開口３１３ａの外縁の一部からその外側に突出する山形の開口３１３ｂとからなる開口３１３を基板３１０の第二面に形成してもよい。
【００２９】
上記複数の実施形態では、円形のダイアフラム２０を備えるコンデンサマイクロホンを説明した。しかし、ダイアフラムの二次元形状は円形以外でもよい。この場合、第一実施形態における開口１３ａをダイアフラムの二次元形状に応じた円形以外の形状とする。また、第二実施形態における開口２１３ａをダイアフラムの二次元形状に応じた円形以外の形状とする。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）は（Ｂ）のＡ１−Ａ１線による断面図。（Ｂ）は第一実施形態のコンデンサマイクロホンの底面図。
【図２】第一実施形態のコンデンサマイクロホンの製造方法を示す模式図。
【図３】第一実施形態のコンデンサマイクロホンの製造方法を示す模式図。
【図４】（Ａ）は（Ｂ）のＡ４−Ａ４線による断面図。（Ｂ）は第二実施形態のコンデンサマイクロホンの底面図。
【図５】第二実施形態のコンデンサマイクロホンの製造方法を示す模式図。
【図６】他の実施形態のコンデンサマイクロホンの底面図。
【符号の説明】
【００３１】
１、２、３：コンデンサマイクロホン、１０、２１０、３１０：基板、１０ａ、２１０ａ：第一面、１０ｂ、２１０ｂ：第二面、１１：通孔、１２：凹部、１３ａ：開口（基板の第二開口）、１３ｂ：開口（基板の第三開口）、１４：開口（基板の第一開口）、２０：ダイアフラム、３０：プレート、５１：第一膜（犠牲膜）、５２：第二膜（薄膜）、５５：マスク、５５ａ：開口（マスクの第一開口）、５５ｂ：開口（マスクの第二開口）、２１１：第一通孔、２１２：第二通孔、２１３ａ：開口（基板の第二開口）、２１３ｂ：開口（基板の第四開口）、３１３ａ：開口、３１３ｂ：開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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