(57)【要約】【課題】経時的変動や湿度依存性を極力抑制・排除することにより、従来よりも付加価値の高い、高精度で高信頼性の圧力センサを実現する。【解決手段】ダイシング、スクライビング、エッチング、又はレーザ照射等による削除加工部位が、正負量電極間の可変形空間に至る手前で、その削除加工を中止するハーフカット加工によりウエハ８００の分割溝（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ）を形成する。例えばこの様に、ウエハ８００を圧力検出チップ単位に分割するための分割溝を形成する際に、上記の可変形空間がウエハの外部環境に対して直接触れない様にすれば、陽極接合に伴って析出するナトリウムイオン等の陽イオンが上記の可変形空間に侵入することが無くなる。したがって、圧力センサとして望ましくない湿度依存性等の諸現象を効果的に抑制することができ、これにより、付加価値の高い圧力センサを製造することができる。【選択図】  図５
2004317263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気に開放されて略一定気圧に保持されるべき可変形空間が、可変容量を構成する正負両電極間に陽極接合により形成されている圧力検出チップの製造方法であって、
前記圧力検出チップを複数有するウエハの外部環境に対して、前記可変形空間が直接触れない様にして、前記圧力検出チップ単位に前記ウエハを分割するための分割溝を形成する分割溝形成工程を有する
ことを特徴とする圧力検出チップの製造方法。
【請求項２】
前記分割溝形成工程において、
ダイシング、スクライビング、エッチング、又はレーザ照射等による削除加工部位が前記可変形空間に至る手前で、その削除加工を中止するハーフカット加工により前記分割溝を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項３】
前記分割溝形成工程は、
前記ハーフカット加工により、前記分割溝を前記ウエハの上下両面から互いに略平行に、加工方向が略対向する様に形成する第１形成工程を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項４】
前記分割溝形成工程は、
前記ハーフカット加工により、前記分割溝を前記ウエハの上下両面から互いに略平行に、電極パッドが配置される柱状空間を挟んで、加工方向を互いにずらして形成する第２形成工程を有する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項５】
前記圧力検出チップ単位に前記ウエハを分割する際に、
前記第１形成工程によって形成された前記分割溝を利用して前記ウエハを分割する第１分割工程よりも、
前記第２形成工程によって形成された前記分割溝を利用して前記ウエハを分割する第２分割工程を後から実施する
ことを特徴とする請求項３及び請求項４に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項６】
前記分割溝形成工程の実行時の前記ウエハの外周の側壁部を
前記外部環境に対して略封止構造とした
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項７】
前記略封止構造において、前記ウエハは前記可変形空間に至る唯一の外気導入部を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項８】
前記可変形空間は、前記正負両電極間に、前記正負両電極間のショート又は固着を防止する絶縁層を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項９】
前記分割溝形成工程実行後で、かつ、
前記ウエハを前記圧力検出チップ単位に分割する前に、
前記ウエハを洗浄する洗浄工程を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項１０】
前記分割溝形成工程実行後で、かつ、
前記ウエハを前記圧力検出チップ単位に分割する前に、
前記ウエハを乾燥させる乾燥工程を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の圧力検出チップの製造方法。
【請求項１１】
前記陽極接合の対象となる接合領域を、切り出されるべき前記圧力検出チップ上又は前記圧力検出チップの極周辺近傍にまで狭く制限した
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載の圧力検出チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外気に開放されて略一定気圧に保持されるべき可変形空間が、可変容量を構成する正負両電極間に陽極接合により形成されている圧力検出チップの製造方法に関する。この様な圧力検出チップは、静電容量型圧力センサの中心的主要素子として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
図１１及び図１２は、従来の分割方法により単体に分離された圧力検出チップ８０の断面図と平面図である。この圧力検出チップ８０のダイアフラム８は、絶縁体（絶縁膜１０）と共有負電極１ａとシリコン基板薄膜部１ｃとを合わせて形成されている。
【０００３】
ガラス基板２の底面上には、Ｔｉ／Ａｌより成る圧力検出側正電極４と、同じくＴｉ／Ａｌより成る比較参照側正電極５とが蒸着処理により成膜されている。可変形空間Ｇ１を挟んで、両正電極（４，５）の反対側に位置する共有負電極１ａは、シリコン基板１の上面にｎ型の不純物を薄く広く高濃度に添加することにより薄膜状に形成されており、更に、この共有負電極１ａと可変形空間Ｇ１との間には、絶縁体（絶縁膜１０）が配置されている。絶縁膜１０が配置される可変形空間Ｇ１は、図１２の圧力導入部（開気孔１ｂ）を介して外気に対して開放されている。符号６ａ，６ｂは電極配線、符号７は電極パッドを表している。
【０００４】
上記の絶縁膜１０は、上記の共有負電極１ａが、正電極４に対して直接接触することを防止するためのものであり、この絶縁膜１０の作用により、過大な圧力がガラス基板３に設けられた被測定圧導入孔３ａを通して被測定圧導入室Ｇ２に掛かった際にも、正電極（４，５）と負電極（共有負電極１ａ）とがショートする恐れが無い。
【０００５】
また、正負両電極がショートすると、それらの接触面積や接触時間やその時の電極間電位差等の条件によっては、両電極が固着してそのまま接触状態が半永久的に継続される場合があるが、図１１の圧力検出チップ８０を用いた場合には、絶縁膜１０の作用によりその様な故障の恐れも払拭できる。
【０００６】
符号６ａ，６ｂはガラス基板２に蒸着された配線であり、符号Ｙは陽極接合の対象となる領域（接合部）を表している。圧力導入部（開気孔１ｂ）は、電極パッド７とは反対側のチップ側面に２カ所設けられており、可変形空間Ｇ１とつながっている。これにより、可変形空間Ｇ１は、外気に対して開放され、外気圧と略同圧に維持される。
【０００７】
尚、図１２の符号９は、ダミー電極を表している。このダミー電極９は、３つの電極パッド７の内の真ん中の電極パッド７に接続されており、上記の共有負電極１ａとこの真ん中の電極パッド７を共有することにより、上記の共有負電極１ａと略同電位に維持される。このダミー電極９は、圧力センサの特性調査用のものである。
【０００８】
図１３は、従来のウエハ９００の分割方法を簡潔に説明する模式的な平面図（ａ）と、その各方向の断面図（ｂ），（ｃ）である。図１３（ａ）の水平方向（左右方向）のダイシングラインＳ２ａは、電極パッド７のワイヤーボンディングを可能又は容易とするためにハーフダイシングを実施する部位を示しており、このハーフダイシング部（Ｓ２ａ）と、このハーフダイシング（Ｓ２ａ）に平行で直近のフルカットダイシング部（Ｓ２）とにより、ガラス基板２から冗長部ｚを除去することができる。
【０００９】
図１４は、上記のウエハ９００をより実際に近い形で例示したウエハ９００Ａの一平面図と二断面図である。本図１４の平面図には、図１２の平面ユニットが多数整列して配置されている。このウエハ９００Ａでは、ウエハ９００Ａの側壁の黒塗りの三角印で示す位置に外気導入孔（大気開放口）が数多く配置されている。この外気導入孔は、陽極接合の実行中及び実行直後の降温中に上記の平面ユニット内部に形成されている可変形空間Ｇ１を潰さない様に設けられたものである。この外気導入孔の設置により、図１１の可変形空間Ｇ１は陽極接合の実行中及び実行直後の降温中に外気圧と略同圧に維持されるため、圧力検出チップ８０の製造中に可変形空間Ｇ１が潰れたり正負量電極間が固着したりする等の恐れがない。
【００１０】
尚、符号Ｙは陽極接合により接合される接合領域を示している。この領域は、各圧力検出チップ８０において接合が必要となる部位に付いては勿論のこと、ウエハ９００Ａの外周にまで広く拡げて設けられている。
【００１１】
例えば上記の圧力検出チップ８０の様な、外気に開放されて略一定気圧に保持されるべき可変形空間が可変容量を構成する正負両電極間に陽極接合により形成されている従来の圧力検出チップにおいては、従来より、次の（１）〜（６）等の理由から検出チップの製造工程においてハーフカット工法を利用した可変形空間に対する外気封止技法が用いられることはなかった。
【００１２】
【特許文献１】
特開平８−９４６６６号公報
【００１３】
（１）例えば上記の特許文献１に例示されているハーフカット工法等では、一般に特別な設備や製造工程等を追加増設する必要がある。即ち、例えば後述の図８に例示される様な、分割処理すべきウエハに適当な偶力を作用させるための工程や、その工程を実施するための治具や装置が新たに必要となる。
このため、通常一般的に多用されているフルカットダイシング等に比べ、ハーフカット工法等では生産コストが明らかに高くなる。したがって、例えば上記の特許文献１などに見られる周知のハーフカット工法は、特別な理由が無ければ、通常一般的には殆ど用いられない工法だと考えられる。
【００１４】
（２）特に、略一定気圧に保持されるべき可変形空間に外気を導入するタイプの圧力検出チップでは、上記の可変形空間を外気に対して開放しておく必要があるため、ハーフカット工法を前提とした完全な封止構造を設計することは容易ではない。
【００１５】
（３）更に、上記の様な圧力検出チップの場合ガラス基板やシリコン基板等を接合するために陽極接合処理が極めて有用となるが、この陽極接合工程の前後では非常に狭い上記の可変形空間内の温度が大きく変動してしまう。このため、外気圧に基づく正負両電極間の圧着により可変形空間が潰れてしまうことを防止する目的でも、上記の可変形空間は、陽極接合工程の最中や前後においても常時外気に対して開放しておかなければならない。また、この様な必要性は、特にこの可変形空間が狭い場合ほどますます高くなる。
【００１６】
（４）圧力検出チップ製造時に、例えばハーフカット工法等を駆使して上記の可変形空間を完全に封止することができたとしても、静電容量型圧力センサの使用時には必ず上記の可変形空間は、略一定気圧（外気圧）とするために常に外気にさらされる。したがって、これらの封止技法を徹底的に駆使した場合においても、使用時に外気圧を利用する以上、上記の可変形空間から異物や汚染物質等を完全に排除することは理論的に不可能である。したがって、これらの封止技法を徹底的に駆使するほど、必ずしも、その生産コストに比例する形で静電容量型圧力センサの測定精度が高くなる訳ではない。
【００１７】
（５）ハーフカット工法を前提とした完全な封止構造を設計することは、この様な事情から容易ではなく、また、コスト面でも必ずしも有利とは言い難いと言う背景があった。よって、一般に、圧力検出チップの製造時にこれらの封止技法を駆使するよりも、フルカットダイシング等による容易な工法に頼った上で検出特性に関する全件テストを実施し、これらのテストで合格した製品（圧力検出チップ又は静電容量型圧力センサ）だけを出荷した方が、簡単かつ合理的であると考えられてきた。
【００１８】
また、これらの従来の通常のテストにおいては、経験的に不良品の量は少なかったこと等から、フルカットダイシング等による容易な工法に頼った方が、ハーフカット工法等の封止技法を駆使するよりも、開発時間、生産時間、生産コスト等の面で有利であり、製造方法として合理的であると判断されてきた。
【００１９】
（６）また、例えば上記の特許文献１などの公知の文献からは、現在周知となっている各種の封止技法を利用することにより、測定精度等の検出特性に対して、具体的にどの様な作用やどの程度の効果が得られるのかを知ることは殆どできず、これらの作用・効果について、特に上記の様な略一定気圧に保持されるべき可変形空間に外気を導入するタイプの圧力検出チップに関するそれらの詳しい事情は、予てから何ら一般には知られていなかった。
【００２０】
以上の（１）〜（６）等の理由から、外気に開放されて略一定気圧に保持されるべき可変形空間が、可変容量を構成する正負両電極間に陽極接合により形成されている圧力検出チップの製造工程においては、ハーフカット工法等の封止技法を駆使することは、開発時間、生産時間、生産コスト等の面で全く不利だと考えざるを得なかった。
したがって、これらの理由から、上記の圧力検出チップの製造工程においては、上記の可変形空間（Ｇ１）に対して、従来よりハーフカット工法を利用した封止技法が用いられることはなかった。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、我々は、静電容量型圧力センサに対する幾多の過酷な耐久テスト等を長期にわたって繰り返し、圧力検出チップに通常よりも十分に厳しい使用条件を課すことにより、圧力センサとして望ましくない以下の様な新たに解決されるべき諸現象（経時的変動／湿度依存性）が発現し得ることを発見した。
【００２２】
勿論、以下の検出特性に関する劣化現象は、静電容量型圧力センサに関わる各種の構成材料や多数の製造工程に関する多岐にわたる各種の加工精度、設備の状態等をも含めた各種の加工条件等に起因するものであるか否か等を随時多角的に検証する必要性があったため、事実上、これらの現象や作用を特定することが全く容易でなかったことは言うまでもない。
【００２３】
１．検出特性に関する経時的変動
ガラス基板にシリコン基板等を所望の位置に正確に接合したい場合などには、陽極接合が有効であるが、陽極接合を実施する際には可動イオンとして例えばナトリウムイオン（Ｎａ＋  ）等をガラス基板に含有させる必要がある。一方、絶縁体（図１１では絶縁膜１０）が配置される可変形空間（図１１ではＧ１）は、通常、外気に対して開放されるので、この空間には例えば圧力検出チップが複数配列されたウエハの分割溝形成のための切削加工の工程実行時等に、ガラス基板や加工設備等から析出或いは排出されるイオン（例：Ｎａ＋  ）が侵入する場合があり、我々が最近新たに実施した綿密な調査によっても、実際の生産ラインにおけるその様な可能性が検証されている。
【００２４】
例えばガラス基板等に含まれているナトリウムイオン（Ｎａ＋  ）が、可変形空間に侵入した場合、これらのイオンの一部は、絶縁体（図１１では絶縁膜１０）の表面近傍から移動を開始し、絶縁体の中を比較的容易に拡散又は移動する。したがって、正負両電極間に電位差が設けられている時には、この陽イオンは当然電位の低い方へ移動する。絶縁体の中ではこの移動速度はマクロ的（平均的）に見て通常非常にゆっくりであるので、その結果、圧力センサの静電容量の容量値は比較的長い時間をかけて徐々に経時的に変化することになる。このイオンの移動速度は、勿論、静電容量型圧力センサの使用時の印加電圧等にもよるが、経験的には通常１カ月当たり凡そ０．０１〜０．１μｍ程度と考えられている。
【００２５】
例えばこの様に、可変形空間Ｇ１に侵入し得るイオンは、圧力測定精度等の検出特性に対して悪影響（：経時的変動）を及ぼすことがある。
また、陽極接合等によって形成される例えば上記の様な可変形空間Ｇ１等において、上記の化学反応を完全に排除することは、理論的に殆ど不可能であると考えられ、実際問題、必要十分と思われる圧力測定精度等を加味して考えても、必ずしも容易ではない。
【００２６】
また、我々は、更に次の自然法則を発見した。
即ち、検出特性の経時的変動の変動幅は、絶縁体（図１１では絶縁膜１０）の占める体積に対して略単調に増加する。より正確には、絶縁体（図１１では絶縁膜１０）の表面上で、特に共有負電極１ａまでの距離が長い位置に、イオン（または不純物等のイオン源）が多く付着した場合程、この経時的変動の変動幅は大きくなる。これは、絶縁体の表面からの共有電極（１ａ）までの距離（＝絶縁層の膜厚）が、イオン（Ｎａ＋  ）の移動距離と概ね一致するためである。
言い換えれば、我々は、上記の検出特性の経時的変動の変動幅が、絶縁体に付着するイオン等の量や、その付着位置と共有負電極１ａまでの距離（＝絶縁層の膜厚）等に対して略単調に増加することをつきとめた。
【００２７】
したがって、特に、ダイアフラム等の薄膜機構や可変形空間を持ち、広範な面積を有する絶縁体（絶縁層）がその可変形空間内に挿入された構成の圧力検出チップでは、上記の悪影響（：経時的変動）は大きい。即ち、絶縁層が広く、厚く設けられている程、これらの悪影響を受け易く、この意味でこの問題は、上記の様な広範な面積を有する絶縁体（絶縁層）がその可変形空間内に挿入された構成の圧力検出チップに、特に顕著に表面化する傾向があるものと思われる。
【００２８】
２．検出特性に関する湿度依存性
更に、我々の幾多の過酷な耐久テストにより、静電容量型圧力センサの検出特性が湿度依存性を持つことが判明した。即ち、上記の可変形空間は常に外気にさらされるため、例えば上記の現象による悪影響の大小等は、湿度依存性を持つ。絶縁体（絶縁層）の表面に付着した炭酸塩（Ｎａ２  ＣＯ３  ）が水と反応して次式（１）等の様に陽イオン（Ｎａ＋  ）を発生させることがあり、例えばこの様な場合には、外気の湿度が高い時程、陽イオン（Ｎａ＋  ）の発生量が多くなるため、上記の様な湿度依存性が発現するものと考えられる。
【数１】
Ｎａ２  ＣＯ３  ＋Ｈ２  Ｏ＋Ｈ＋  →  ２Ｎａ＋  ＋Ｈ２  ＣＯ３  ＋ＯＨ−    …（１）
【００２９】
図１は、本発明の課題を具体的に例示するグラフである。以下、次の２つの試験環境を想定する。
〔標準環境〕
温度  ：  ２５℃
湿度  ：  ４０％ＲＨ
気圧  ：  １気圧（＝１０１３ｈＰａ）
〔多湿環境〕
温度  ：  ２５℃
湿度  ：  ８５％ＲＨ
気圧  ：  １気圧
【００３０】
（試験手順１）
製造後の上記従来の圧力検出チップ８０を所定の静電容量型圧力センサに組み付け、上記の標準環境にて、被測定気圧＝１気圧の基準点における静電容量型圧力センサの出力電位を０ｍＶに調整する。
（試験手順２）
次に、圧力検出チップ８０を有する上記の静電容量型圧力センサを上記の多湿環境で１時間使用する。
（試験手順３）
最後に、上記の静電容量型圧力センサを再度上記の標準環境に戻し、そこで１分間放置した後、被測定気圧＝１気圧の基準点における静電容量型圧力センサの出力電位を測定し記録する。
【００３１】
図１はこの様にして記録された静電容量型圧力センサの出力電位をグラフにしたものである。例えばこの様に、従来の製造方法により製造された圧力検出チップ８０を有する上記の静電容量型圧力センサでは、上記の試験手順１においてゼロ点調整されていた筈の基準点における出力電位が、図示する様に、予想以上に大きな誤差を伴ってばらつく場合が決して少なくないことが確認された。ただし、横軸の尺度は、目標とした許容されるべき「最大誤差の絶対値」の凡そ２／３に相当する所定の電位幅を１（単位）としたものである。
【００３２】
これらの影響（湿度依存性）は、ダイアフラム等の薄膜機構や可変形空間を持ち、かつ、広範な面積を有する絶縁体（絶縁層）をその可変形空間内に挿入する構成を有する圧力検出チップにおいては、特に表面化或いは顕在化し易く、したがって、この湿度依存性の問題には、高精度の検出性能が要求される付加価値の高い圧力センサを製造する場合程、各部の加工精度等と同様に十分に注意する必要があるものと考えられる。
【００３３】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、圧力センサとして望ましくない上記の諸現象（経時的変動／湿度依存性）を極力抑制することにより、従来よりも付加価値の高い、高精度で高信頼性の圧力センサを実現することである。
また、本発明の更なる目的は、この様に非常に付加価値の高い圧力センサの生産コストを効果的に抑制することである。
【００３４】
【課題を解決するための手段、並びに、作用及び発明の効果】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、外気に開放されて略一定気圧に保持されるべき可変形空間が、可変容量を構成する正負両電極間に陽極接合により形成されている圧力検出チップの製造工程において、この圧力検出チップを複数有するウエハの外部環境に対して上記の可変形空間が直接触れない様にして、圧力検出チップ単位にウエハを分割するための分割溝を形成する、分割溝形成工程を設けることである。
【００３５】
上記のウエハの主要構造としては、図１２に例示した従来の圧力検出チップ８０と略同様に、例えば図２、図３、図４に例示する様な周期的基本構造８００Ｓを有するものを考えることができる。
図２は、周期的に配列・形成されることによりウエハ８００の主要部を構成する本ウエハ８００の周期的基本構造８００Ｓを例示する平面図（ａ）、及び垂直断面図（ｂ）である。図２（ａ）の平面構成が図面の上下左右に渡って周期的に繰り返して形成されるので、これにより、圧力検出チップの原型を多数有するウエハ８００（図５）が形成される。
【００３６】
この周期的基本構造８００Ｓのダイアフラム８′は、前述の図１１の圧力検出チップ８０と略同様に、絶縁体（絶縁膜１０）と共有負電極１ａとシリコン基板薄膜部１ｃとを合わせて形成されている。
【００３７】
ガラス基板２の底面上には、Ｔｉ／Ａｌより成る圧力検出側正電極４と、同じくＴｉ／Ａｌより成る比較参照側正電極５とが蒸着処理により成膜されている。可変形空間Ｇ１を挟んで、両正電極（４，５）の反対側に位置する共有負電極１ａは、シリコン基板１の上面にｎ型の不純物を薄く広く高濃度に添加することにより薄膜状に形成されており、更に、この共有負電極１ａと可変形空間Ｇ１との間には、島状に絶縁体（絶縁膜１０）が配置されている。絶縁膜１０が配置される可変形空間Ｇ１は、開気孔１ｂを介して外気に対して開放されている。符号６ａ，６ｂは電極配線、符号７は電極パッドを表している。
【００３８】
上記の絶縁膜１０は、上記の共有負電極１ａが、正電極４に対して直接接触することを防止するためのものであり、この絶縁膜１０の作用により、過大な圧力がガラス基板３に設けられた被測定圧導入孔３ａを通して被測定圧導入室Ｇ２に掛かった際にも、正電極４と負電極（共有負電極１ａ）とがショートする恐れが無い。
【００３９】
また、正負両電極がショートすると、それらの接触面積や接触時間やその時の電極間電位差等の条件によっては、両電極が固着してそのまま接触状態が半永久的に継続される場合があるが、図１の周期的基本構造８００Ｓを用いた場合には、絶縁膜１０の作用によりその様な故障の恐れも払拭できる。
【００４０】
また、ガラス基板２に可変形空間Ｇ１側から深さ数μｍの凹部を形成することにより、深溝部Ｇ１′が、正電極４を四方から囲む様に４カ所に設けられている。この深溝部Ｇ１′は、ダイアフラム周辺の空気が移動（振動）する際の緩衝領域として作用するので、この深溝部Ｇ１′の設定によりダイアフラムの運動の被測定気圧に対する応答性が向上する。
また、図２の平面図（ａ）上では図示を省略したが、図２の垂直断面図（ｂ）に図示する様に、上記の４つの深溝部Ｇ１′が配置されている領域には、前述の図１２と同様のダミー電極９が形成されている。
【００４１】
図３は、周期的に配列・形成されることによりウエハ８００の主要部を構成する本ウエハ８００の周期的基本構造８００Ｓを例示する垂直断面図（ａ）、（ｂ）である。図２、図３の柱状空間Ｐは、図２（ａ）の縦方向に真っ直ぐ伸びており、周期的基本構造８００Ｓがこの方向に周期的に繰り返されることにより、ウエハ内に長く伸びたダクトが形成される。また、周期的基本構造８００Ｓは、図２（ａ）の横方向にも周期的に繰り返されるので、開気孔１ｂは隣（図２（ａ）では右側）の周期的基本構造８００Ｓが持つ柱状空間Ｐに繋がる。
【００４２】
図４は、ウエハ８００の周期的基本構造８００ＳのＢ−Ｂ′断面を表す垂直断面図（ａ）と、その部分的な拡大図（ｂ）と、その拡大部の平面図（ｃ）であるが、本図４から判る様に、図２の可変形空間Ｇ１は、開気孔１ｂだけでなく、計３カ所に設けられている開気孔１ｄを介しても、自身の周期的基本構造８００Ｓ内における柱状空間Ｐと繋がっている。
【００４３】
例えばこの様な周期的基本構造８００Ｓを有するウエハ８００を圧力検出チップ単位に分割するための分割溝を形成する際に、上記の本発明の第１の手段に準じて、上記の可変形空間がウエハの外部環境に対して直接触れない様にすれば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋  ）等の陽イオンが上記の可変形空間に侵入することが無くなる。したがって、圧力センサとして望ましくない上記の諸現象（経時的変動／湿度依存性）を効果的に抑制することができ、これにより、上記の課題は基本的に回避できる。
【００４４】
更により具体的には、この様なアプローチは、以下の何れか１つの手段によって実施することが望ましい。
【００４５】
即ち、例えば本発明の第２の手段は、上記の第１の手段の分割溝形成工程において、ダイシング、スクライビング、エッチング、又はレーザ照射等による削除加工部位が上記の可変形空間に至る手前で、その削除加工を中止するハーフカット加工により上記の分割溝を形成することである。
【００４６】
ただし、ダイシング、スクライビング、エッチング、又はレーザ照射等の削除加工は、組み合わせて採用しても良い。また、１本の分割溝を形成する際にも、これら複数の加工形態を組み合わせて用いても良い。
【００４７】
以上の様な加工形態に従えば、上記の削除加工部位が上記の可変形空間に至ることはなく、上記の可変形空間が効果的に封止できるため、この可変形空間へのイオン等の不純物の侵入を効果的に抑制できる。したがって、この様な加工形態に従えば、効果的に上記の課題を解決できる。
更に具体的には、例えば以下の様な手段等が効果的だと考えられる。
【００４８】
即ち、本発明の第３の手段は、上記の第２の手段の分割溝形成工程に、上記のハーフカット加工により、分割溝をウエハの上下両面から互いに略平行に加工方向が略対向する様に形成する第１形成工程を設けることである。
この様な方法によれば、ウエハの上下両面からの溝の深さの合計値を略最大とし、かつ、略対向するこれら２つの溝の距離を略最小に留めた上で、上記の第１の手段を実現することができる。したがって、この様な方法によれば、封止効果を確実にした上で、必要或いは所望の位置で高品質かつ容易にウエハを分割できる。
【００４９】
また、本発明の第４の手段は、上記の第２又は第３の手段の分割溝形成工程に、上記のハーフカット加工により、分割溝をウエハの上下両面から互いに略平行に、電極パッドが配置される柱状空間を挟んで、加工方向を互いにずらして形成する第２形成工程を設けることである。
【００５０】
図５は、この様な方法に基づいたウエハの分割方法を簡潔に説明する模式的な平面図（ａ）と、その各方向の断面図（ｂ），（ｃ）である。本図５において、符号Ｇ１，Ｐ，７はそれぞれ上記の可変形空間、柱状空間、及び電極パッドを表している。例えば本図５（ｃ）に例示される様に、上記のハーフカット加工により、分割溝をウエハの上下両面から互いに略平行に、電極パッドが配置される柱状空間を挟んで加工方向を互いにずらして形成すれば、例えば後述の図８などからも判る様に、互いに隣接する圧力検出チップ間の分割面を柱状空間Ｐを利用して柱状空間Ｐを通る様に（斜めに）形成できる。
【００５１】
したがって、この方法によれば、図１３の電極パッド７の上方（図１３では左側）に発生していた切り屑ｚが発生しなくなり、更に、ウエハの下方からの削除加工部位（分割溝）に付いては従来よりも大幅に短く（浅く）できるため、従来よりも加工時間を短縮することができる。
【００５２】
また、第５の手段は、上記の第３及び第４の手段において、圧力検出チップ単位にウエハを分割する際に、上記の第１形成工程によって形成された分割溝を利用してそのウエハを分割する第１分割工程よりも、上記の第２形成工程によって形成された分割溝を利用してそのウエハを分割する第２分割工程を後から実施することである。
【００５３】
例えば上述の図５からも判る様に、上記の第１形成工程によって形成された分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは、上記の第２形成工程によって形成された分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂよりも、上下対の分割溝によって途中まで形成されている上下の分割面が繋がり易い。即ち、偶力を与えることにより、前者の方が確実或いは容易に分離できる。これは、分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの方は深さ方向が略一致している上、それらの先端部分間の距離をより短くできるためである。
【００５４】
したがって、この様な部位を先に分割しておけば、上記の第２形成工程によって形成された分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの方も、確実或いは容易に分割することができる。また、万一、分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを繋げるための分割処理において、破断面を綺麗に確保することができなかった場合でも、分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの方が先に分割してあれば、綺麗に確保することができなかったその破断の失敗部分が更に他の列にまで繋がる恐れがない。このため、上記の方法に従えば、高品質な分割処理が確実又は容易に実施でき、更に歩留りも高く確保できる。
【００５５】
また、第６の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、分割溝形成工程の実行時のウエハの外周の側壁部を外部環境に対して略封止構造とすることである。
即ち、この様な構成によっても、上記の分割溝形成工程において、圧力検出チップを複数有するウエハの外部環境に対して上記の可変形空間が直接触れない様にして、圧力検出チップ単位にウエハを分割するための分割溝を形成することができる。したがって、この様な構成によっても、圧力センサとして望ましくない上記の諸現象（経時的変動／湿度依存性）を効果的に抑制することができる。
更に、より具体的には、例えば以下の様な手段等が有効である。
【００５６】
即ち、本発明の第７の手段は、上記の第６の手段の略封止構造として、上記の可変形空間に至る唯一の外気導入部を上記のウエハに設けることである。
この様な方法によれば、上記のウエハには外気導入部が一カ所しかないため、ウエハ内部に形成される空間は袋小路状になり、よって、外気が一つの向きに流れて、ウエハ内部に形成された空間をその一つの向きに沿って通り抜ける様な現象がなくなる。
このため、陽極接合後等におけるウエハの降温時における、外気導入部からの外気の導入量は最小限に抑えられる。したがって、この時に外気導入部からウエハの内部に侵入し得るイオンの量も最小限に抑えることができる。
【００５７】
また、外気導入部或いは外気導入部が有する外気開口部は、陽極接合後の降温工程の後に実施される分割溝形成工程や、或いはその後の洗浄工程、乾燥工程等においては、封止されていることが望ましい。この外気開口部の封止処理は、接着剤等を用いて実施することができるが、外気導入部或いは外気導入部が有する外気開口部の数（封止部位）が少ないほど、その封止処理を簡単にすることができる。したがって、上記の方法に従えば、この様な封止処理の工数を最小にすることができる。
【００５８】
また、第８の手段は、上記の第１乃至第７の何れか１つの手段の可変形空間の正負両電極間に、正負両電極間のショート又は固着を防止する絶縁層を設けることである。
上記の圧力センサとして望ましくない諸現象（経時的変動／湿度依存性）は、特にこの様な絶縁層を有する圧力検出チップを有する静電容量型圧力センサにおいて、表面化或いは顕在化し易いが、この様な構成に従えば、本発明の効果を最も効果的に引き出すことができると共に、正負両電極間を確実に絶縁できるため、素子（圧力検出チップ）や装置（静電容量型圧力センサ）の信頼性を容易に高めることができる。
【００５９】
また、第９の手段は、上記の第１乃至第８の何れか１つの手段において、分割溝形成工程実行後で、かつ、ウエハを圧力検出チップ単位に分割する前に、ウエハを洗浄する洗浄工程を設けることである。
この様な方法により、陽極接合工程や分割溝形成工程等において、少なくとも上記の洗浄工程を実施する前に、ウエハの外部に析出した不純物、汚染物、或いはイオン等を確実に除去することが可能となる。したがって、これらの物質の上記の可変形空間への侵入をより確実に回避できるため、この様な方法により、上記の諸現象（経時的変動／湿度依存性）をより確実或いは効果的に抑制することができる。
【００６０】
また、第１０の手段は、上記の第１乃至第９の何れか１つの手段において、分割溝形成工程実行後で、かつ、ウエハを圧力検出チップ単位に分割する前に、ウエハを乾燥させる乾燥工程を設けることである。
この様な方法により、分割溝形成工程や或いは上記の洗浄工程等において、少なくとも上記の乾燥工程を実施する前に、ウエハの表面に付着した液体を乾燥させて、確実に除去することが可能となる。したがって、上記の可変形空間への不純物、汚染物、或いはイオン等の侵入をより確実に回避できるため、この様な方法により、上記の諸現象（経時的変動／湿度依存性）をより確実或いは効果的に抑制することができる。
この乾燥工程は、上記の洗浄工程の後に実施することが望ましいが、この乾燥工程だけでも（即ち、必ずしも上記の洗浄工程実施しなくとも）、一定の効果を奏する。
【００６１】
また、第１１の手段は、上記の第１乃至第１０の何れか１つの手段において、陽極接合の対象となる接合領域を、切り出されるべき圧力検出チップ上又は圧力検出チップの極周辺近傍にまで狭く制限することである。
【００６２】
このような構成に従えば、陽極接合によって接合される接合領域の面積が最小限に抑制されるため、上記のナトリウムイオン（Ｎａ＋  ）等の陽極接合に伴う不純物やイオンの析出量を最小限に抑制することができる。したがって、上記の回避すべき諸現象（経時的変動／湿度依存性）をより確実或いは効果的に抑制することができる。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
〔実施例〕
図６は、本実施例のウエハ８００Ａの平面図及びその二断面の断面図（ａ）と、その平面図の部分的な拡大図（ｂ）である。
【００６４】
このウエハ８００Ａの構造は、前述の周期的基本構造８００Ｓを図面の上下方向（Ａ−Ａ′方向）と左右方向（Ｂ−Ｂ′方向）にそれぞれ規則正しく整列させて結合したものである。そのため、例えば前述の柱状空間Ｐは、左右方向に順次連続的に連結されて、左右に真っ直ぐ伸びたダクトＤを形成している。図６（ａ）のＢ−Ｂ′断面図に例示する様に、柱状空間Ｐ（よって、ダクトＤ２）は、ガラス基板２とシリコン基板１の双方をエッチング等で削ることにより形成されている。
【００６５】
この様に柱状空間Ｐを直列に連結して形成されたダクトＤの内の１つである図中のダクトＤ１の右端部には、外気導入部Ｅが接続されている。また、図６（ｂ）にその拡大図を図示する様に、更にこの外気導入部Ｅの右端には、外気開口部ｅ１，ｅ２が設けられており、この２つの外気開口部ｅ１，ｅ２は、それぞれダイシングラインＬ上に形成された断面Ｆによって外気に対して開口されている。ただし、このダイシングラインＬは、陽極接合実施前にガラス基板２が予めダイシングされる部位に相当する。
記号Ｙは、陽極接合すべき領域を例示している。
【００６６】
図７は、図９に示す本実施例における圧力検出チップ１００の製造工程の概略を図示するゼネラルフローチャートである。
図９の圧力検出チップ１００のシリコン基板１とガラス基板２とガラス基板３は、図７のステップ７１０においてそれぞれ独立に加工・形成される。
例えばガラス基板２では、所定の形状に加工された後、金属蒸着処理により正電極（４，５）等が成膜される。
【００６７】
また、シリコン基板１では、シリコン基板１を上方（可変形空間Ｇ１側）からエッチングして、その後、熱拡散によりｎ型に高濃度に不純物を添加しつつ共有負電極１ａを積層する。その後、更にＣＶＤにより絶縁膜１０の原型となる絶縁層を成膜する。ただし、この絶縁層は多層構造にて形成してもよく、例えば窒化シリコンや酸化シリコン等から成膜することができる。この絶縁層は、フォトリソグラフを利用したエッチング処理により、所望の形状に形成されて、図９の絶縁膜１０と成る。
電極パッド７を蒸着してから被測定圧導入室Ｇ２を加工して、陽極接合前のシリコン基板１が出来上がる。
【００６８】
次にステップ７２０では、被測定圧導入孔３ａが各部に形成されたガラス基板３と、上記のシリコン基板１と、上記のガラス基板２とを位置合わせして固定する。
【００６９】
そして、ステップ７３０では、陽極接合によりこれらの所定の位置が互いに接合される。ステップ７３５では、陽極接合後のウエハ（ウエハ８００Ａ：ガラス基板３とシリコン基板１とガラス基板２の接合物）を常温まで降温する。これにより、図６（ｂ）の外気導入部Ｅからウエハ８００Ａ内に外気が入り込んで、各周期的基本構造８００Ｓが有する可変形空間Ｇ１内の気圧が外気圧と略同等となる。
次に、ステップ７４０では、ウエハ８００Ａの外気導入部Ｅが有する外気開口部ｅ１，ｅ２を接着剤等を用いて封止する。これにより、各周期的基本構造８００Ｓが有する可変形空間Ｇ１は、外気と完全に遮断される。
【００７０】
この様な封止処理は、処理部の数が少ない場合程、短時間で実行できる。また、図６に例示するウエハ８００Ａの構成によれば、このウエハ８００Ａには外気導入部が一カ所しかないため、ウエハ内部に形成される空間は袋小路状になり、よって、外気が一つの向きに流れて、ウエハ内部に形成された空間をその一つの向きに沿って通り抜ける様な現象がなくなる。このため、陽極接合後等におけるウエハの降温時における、外気導入部からの外気の導入量は最小限に抑えられる。
【００７１】
したがって、この時に外気導入部からウエハの内部に侵入し得るイオンの量も最小限に抑えることができる。これらの点で、図６に例示するウエハ８００Ａの構成は、図１４に例示する、外気導入部（或いは外気開口部）を多数有する従来のウエハ９００Ａの構成よりも格段に優れていると言える。
【００７２】
また、本実施例のウエハ８００Ａ（図６）では、陽極接合の対象となる接合領域Ｙを前述の周期的基本構造８００Ｓの内部又はその近傍に限定している。これにより、本実施例のウエハ８００Ａでは、陽極接合の対象となる接合部の面積が従来のウエハ９００Ａ（図１４）よりも格段に減少している。これにより、陽極接合に伴って析出するナトリウムイオン（Ｎａ＋  ）等のイオンは、接合部の面積に比例して減少する。
【００７３】
この様に、陽極接合の対象となる接合領域Ｙを前述の周期的基本構造８００Ｓの内部又はその近傍に限定して設定する方法としては、例えば、上記の接合領域Ｙの外側に相当する領域のガラス基板のシリコン基板１との接点が殆どなくなる様にその接触部分をエッチング等により削っておく方法等が有用である。或いは、上記の接合領域Ｙの外側に相当する領域のシリコン基板１側の接触部分をエッチング等により削っておく等の方法も有用である。勿論、これら双方のアプローチを同時に実施しても良い。
【００７４】
次に、ステップ７５０では、図６のＡ−Ａ′や断面図やＢ−Ｂ′断面図に図示する様に、分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを形成する。この分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂを形成する工程が、請求項３の第１形成工程に相当し、分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを形成する工程が、請求項４の第２形成工程に相当する。尚、この第１形成工程と第２形成工程とは、どちらを先に実行しても良い。
【００７５】
次に、ステップ７６０では、上記のウエハ８００Ａを洗浄する。これにより、分割溝形成時のガラスの切り屑やガラスの粉やダイシング用の洗浄液等を洗い落とす。勿論、ナトリウムイオン（Ｎａ＋  ）等の陽極接合時の析出物等をも十分に除去する。
【００７６】
次に、ステップ７７０では、上記のウエハ８００Ａを乾燥させる。これにより、可変形空間への不純物、汚染物、或いはイオン等の侵入をより確実に回避できるため、この様な方法により、上記の諸現象（経時的変動／湿度依存性）をより確実或いは効果的に抑制することができる。
【００７７】
その後、ステップ７８０では、上記のウエハ８００Ａを圧力検出チップ単位に分割する。上記の第１形成工程によって形成されたＡ−Ａ′方向に走る分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは、第２形成工程によって形成されたＢ−Ｂ′方向に走る分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂよりも、上下対の分割溝によって途中まで形成されている上下の分割面が繋がり易い。即ち、偶力を与えることにより、前者の方が確実或いは容易に分離できる。これは、分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの方は深さ方向が略一致している上、それらの先端部分間の距離をより短くできるためである。
【００７８】
図８に、本実施例のウエハ８００Ａの分割方法を具体的に例示する。本図８は、上記の第１形成工程によって形成された分割溝（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ）を利用してウエハ８００Ａを分割する第１分割工程が全て完了した後のＡ−Ａ′方向に長く伸びた略短冊状のウエハ８００Ａ′の側面を模式的に示している。
【００７９】
この様な部位（Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ）を先に分割しておけば、上記の第２形成工程によって形成された分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂの方も、図８に図示する様に、ウエハ押さえ用治具やウエハ分割用治具を用いて、略短冊状のウエハ８００Ａ′に適度の偶力を与えることにより、確実或いは容易に分割することができる。また、万一、分割溝Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを繋げるための分割処理において、破断面を綺麗に確保することができなかった場合でも、分割溝Ｓ１ａ，Ｓ１ｂの方が先に分割されていれば、綺麗に確保することができなかったその破断の失敗部分が更に他の列にまで繋がる恐れがない。このため、上記の方法に従えば、高品質な分割処理が確実又は容易に実施でき、更に歩留りも高く確保できる。
【００８０】
図９は、以上の様な分割方法により単体に分離された圧力検出チップ１００の断面図である。図５、図６、図８、図１１、図１３等からも判る様に、図１３に例示する従来の分割方法では、ガラス基板２の電極パッド７の上方に位置する部位ｚ（図１３）は切り屑となって排出されるが、図９に図示する同等の部位ｚ′は、切り屑とは成らずに圧力検出チップ１００上に残る。
即ち、図５、図６に示す構成に従えば、ダイシングの量（線の数や深さ）を最小限に押さえることができる上、ガラスの切り屑（図１３のｚ）等の廃棄物の排出量をも最小限におさえることができる。
【００８１】
最後に、図７のステップ７９０では、個々に分割された圧力検出チップ１００をそれぞれテストする。このテストでは、圧力検出精度等の各種の検出特性が有用な範囲内に在るか否かをそれぞれテストする。
図１０は、従来の圧力検出チップ８０と、以上の実施例の圧力検出チップ１００との湿度耐久テストにおける両実験結果を比較したグラフである。勿論、圧力検出チップ１００に付いても、前述の試験手順１〜試験手順３に従って、従来の圧力検出チップ８０と全く同等の湿度耐久テストを行った。
【００８２】
例えば、上記の実施例により製造された圧力検出チップ１００に付いては、本図１０からも判る様に、本発明の製造方法により、湿度影響が格段に抑制されている。即ち、本発明の方法に従えば、圧力検出チップに対する湿度依存性を大幅に抑制できることが明らかとなった。
【００８３】
例えば以上の様に、本発明によれば、非常に測定精度や信頼性の高い高付加価値の静電容量型圧力センサを製造することができる。
尚、圧力検出チップ１００の側にも未だ残っている若干の誤差（湿度依存性）は、静電容量型圧力センサを使用する室内或いは大気中等に存在し得る不純物やイオン等に起因するものと現段階では推定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の課題を具体的に例示するグラフ。
【図２】周期的に配列・形成されることによりウエハ８００の主要部を構成するウエハ８００の周期的基本構造８００Ｓを例示する平面図（ａ）、及び垂直断面図（ｂ）。
【図３】周期的に配列・形成されることによりウエハ８００の主要部を構成するウエハ８００の周期的基本構造８００Ｓを例示する垂直断面図（ａ）、（ｂ）。
【図４】ウエハ８００の周期的基本構造８００ＳのＢ−Ｂ′断面を表す垂直断面図（ａ）と、その部分的な拡大図（ｂ）と、その拡大部の平面図（ｃ）。
【図５】本発明の主要概念であるウエハ８００の分割方法を具体的に例示する平面図（ａ）と、その各方向の断面図（ｂ），（ｃ）。
【図６】本発明の実施例に係わるウエハ８００Ａの一平面図と二断面図（ａ）と、その部分的な拡大図（ｂ）。
【図７】本発明の実施例に係わる製造工程のゼネラルフローチャート。
【図８】本発明の実施例に係わるウエハ８００Ａの分割方法を具体的に例示する側面図。
【図９】図８に図示する分割方法により単体に分離された圧力検出チップ１００の断面図。
【図１０】従来の圧力検出チップ８０と実施例の圧力検出チップ１００との湿度耐久テストにおける両実験結果を比較したグラフ。
【図１１】従来の分割方法により単体に分離された圧力検出チップ８０の断面図。
【図１２】従来の圧力検出チップ８０の平面図。
【図１３】従来のウエハ９００の分割方法を具体的に例示する平面図（ａ）と、その各方向の断面図（ｂ），（ｃ）。
【図１４】従来のウエハ９００Ａの一平面図と二断面図。
【符号の説明】
８０，
１００  …  圧力検出チップ
１  …  シリコン基板
１ａ…  共有負電極（シリコン基板１の高濃度のｎ型ドープ部）
１ｂ…  開気孔（外気に対して開放されている）
１ｃ…  シリコン基板薄膜部
２  …  ガラス基板
３  …  ガラス基板
３ａ…  被測定圧導入孔
４  …  正電極（圧力検出側）
５  …  正電極（比較参照側）
６ａ，
６ｂ…  電極配線
７  …  電極パッド
８，８′…  ダイアフラム
１０  …  絶縁膜（絶縁体）
８００，
８００Ａ…  ウエハ
８００Ｓ…  ウエハ上の周期的基本構造
Ｇ１  …  可変形空間（外気圧導入室）
Ｇ２  …  被測定圧導入室
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，
Ｓ２ｂ  …  分割溝（ハーフカット加工による）
Ｐ  …  柱状空間
Ｄ  …  柱状空間Ｐが直列に連結されて形成されたダクト
Ｙ  …  陽極接合の対象となる接合領域
【図１】
2004317263.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
2004317263.tif 000010
【図９】
2004317263.tif 000011
【図１０】
2004317263.tif 000012
【図１１】
2004317263.tif 000013
【図１２】
2004317263.tif 000014
【図１３】
2004317263.tif 000015
【図１４】
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