(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１０ａ）を有する第１基板（１０）と、
一面（２０ａ）および前記一面と反対側の他面（２０ｂ）を有し、前記一面側に窪み部（２０ｃ）が形成され、当該一面が前記第１基板の一面と対向する状態で前記第１基板に接合される第２基板（２０）と、を備え、
前記第１基板と前記第２基板の窪み部との間の空間を含んで気密室（３０）が構成され、前記気密室が真空とされた半導体装置の製造方法において、
シリコンを含有する前記第１基板を用意することと、
前記一面側に前記窪み部が形成され、シリコンを含有する前記第２基板を用意することと、
前記気密室が構成されるように、前記第１基板の一面と前記第２基板の一面とを接合することと、
前記気密室内の水素ガス（３１）を排出するための加熱処理することと、を行い、
前記第１基板の一面と前記第２基板の一面とを接合することの前に、前記第１基板の一面側および前記第２基板の窪み部の壁面を含む一面側にＯＨ基を生成することを行い、
前記第１基板の一面と前記第２基板の一面とを接合することでは、前記第１基板の一面に生成されたＯＨ基と前記第２基板の一面に生成されたＯＨ基を共有結合させ、
前記加熱処理することでは、１℃／ｓｅｃ以下の昇温速度で、前記第１基板および前記第２基板のうちの前記ＯＨ基が生成された部分が７００℃以上となるように加熱することによって水素ガスを発生させることを行うと共に、前記水素ガスの拡散距離が前記気密室を構成する壁面と外気に曝される壁面との間の最短距離以上となるように加熱温度および加熱時間を調整することによって前記水素ガスを前記気密室から排出することを行う半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第１基板と前記第２基板とを接合することの前に、前記第１基板の一面側に不純物を拡散させることによって拡散層（１６）を形成することと、前記拡散層を覆うと共に前記第１基板の一面を構成する薄絶縁膜（１７）を形成することと、を行い、
前記第２基板を用意することでは、前記第１基板と前記第２基板とを接合することの際に前記拡散層と対向する部分に前記窪み部が形成されたものを用意し、
前記加熱処理することでは、前記第１基板に前記薄絶縁膜が形成された状態で行う請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１基板と第２基板との間に気密室が構成されるように第１基板と第２基板とを接合してなる半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、第１基板と第２基板との間に気密室が構成された半導体装置として、次のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、この半導体装置では、第１基板に角速度を検出するセンシング部が形成されている。また、第２基板は、第１基板の一面のうちのセンシング部と対向する部分に窪み部が形成されている。そして、この第２基板は、第１基板と窪み部との間を含む空間にてセンシング部を封止する気密室が構成されるように、第１基板に接合されている。なお、気密室は真空圧とされている。
【０００３】
このような半導体装置は、次のように製造される。すなわち、まず、第１基板に角速度を検出するセンシング部を形成すると共に、第２基板に窪み部を形成する。そして、第１基板と窪み部との間を含む空間にてセンシング部を封止する気密室が構成されるように、第１基板と第２基板とを接合することにより、製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８７６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、第１基板と第２基板との接合では、第１基板と第２基板の接合面にＯＨ基を形成し、各接合面のＯＨ基同士を共有結合させることで接合強度を向上させることが知られている。しかしながら、このような接合方法では、第１基板と第２基板との接合強度を向上できるものの、ＯＨ基によって気密室内に水素ガス（すなわち、デガス）が生成され、当該水素ガスによって気密室の圧力が所望の圧力より高くなるという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するため、加熱処理を行うことによって気密室内の水素ガスの拡散距離（すなわち、拡散係数）を大きくすることにより、水素ガスを第１基板または第２基板内を拡散（すなわち、通過）させて外部に排出することが考えられる。しかしながら、この加熱工程を単純に行うと、気密室内の圧力を所望の圧力にすることができない場合がある。つまり、気密室内の圧力が変動してしまう場合がある。
【０００７】
なお、このような問題は、センシング部を封止する気密室のみに発生する問題ではなく、例えば、第１基板と第２基板とを接合して気密室を構成し、当該気密室を基準圧力室とする圧力センサ等においても同様に発生する。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、気密室内の圧力が変動することを抑制できる半導体装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１０ａ）を有する第１基板（１０）と、一面（２０ａ）および一面と反対側の他面（２０ｂ）を有し、一面側に窪み部（２０ｃ）が形成され、当該一面が第１基板の一面と対向する状態で第１基板に接合される第２基板（２０）と、を備え、第１基板と第２基板の窪み部との間の空間を含んで気密室（３０）が構成され、気密室が真空とされた半導体装置の製造方法において、以下の点を特徴としている。
【００１０】
すなわち、シリコンを含有する第１基板を用意することと、一面側に窪み部が形成され、シリコンを含有する第２基板を用意することと、気密室が構成されるように、第１基板の一面と第２基板の一面とを接合することと、気密室内の水素ガス（３１）を排出するための加熱処理することと、を行い、第１基板の一面と第２基板の一面とを接合することの前に、第１基板の一面側および第２基板の窪み部の壁面を含む一面側にＯＨ基を生成することを行い、第１基板の一面と第２基板の一面とを接合することでは、第１基板の一面に生成されたＯＨ基と第２基板の一面に生成されたＯＨ基を共有結合させ、加熱処理することでは、１℃／ｓｅｃ以下の昇温速度で、第１基板および第２基板のうちのＯＨ基が生成された部分が７００℃以上となるように加熱することによって水素ガスを発生させることを行うと共に、水素ガスの拡散距離が気密室を構成する壁面と外気に曝される壁面との間の最短距離以上となるように加熱温度および加熱時間を調整することによって水素ガスを気密室から排出することを行うことを特徴としている。
【００１１】
これによれば、第１基板および第２基板にＯＨ基を生成し、第１基板と第２基板とを接合した後、１℃／ｓｅｃ以下の昇温速度で気密室を構成する壁面が７００℃以上となるように加熱する。これにより、気密室内に残存するＯＨ基を全て水素ガスに変換できる（図４参照）。そして、水素ガスの拡散距離が第２基板における窪み部の底面と当該第２基板の他面との間の距離以上となるように加熱温度および加熱時間を調整しているため、水素ガスを気密室から排出することができる。このため、気密室内の圧力を所望の圧力とすることができ、気密室内の圧力が変動することを抑制できる（図４、図５参照）。
【００１２】
また、加熱処理にて気密室内に残存するＯＨ基を全て水素ガスに変換させるため、半導体装置の使用中等において、気密室内で水素ガスが生成し、当該水素ガスによって気密室内の圧力が変動してしまうことを抑制できる。
【００１３】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における圧力センサの断面図である。
【図２】図１に示す圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に続く圧力センサの製造工程を示す断面図である。
【図４】水素ガス発生量と試料表面温度との関係を示す図である。
【図５】加熱温度と気密室内の圧力との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態における圧力センサの断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態における圧力センサの断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態における圧力センサの断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態における圧力センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、本発明の半導体装置の製造方法を圧力センサの製造方法に適用した例について説明する。まず、本実施形態の製造方法によって製造される圧力センサの構成について説明する。
【００１７】
図１に示されるように、圧力センサは、一面１０ａおよび他面１０ｂを有する第１基板１０を備えている。本実施形態では、第１基板１０は、支持基板１１、絶縁膜１２、半導体層１３が順に積層されたＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板で構成されている。そして、半導体層１３のうちの絶縁膜１２側と反対側の一面にて第１基板１０の一面１０ａが構成され、支持基板１１のうちの絶縁膜１２側と反対側の一面にて第１基板１０の他面１０ｂが構成されている。なお、本実施形態では、支持基板１１および半導体層１３はシリコン基板等で構成され、絶縁膜１２はＳｉＯ２やＳｉＮ等で構成されている。
【００１８】
また、第１基板１０には、他面１０ｂから凹部１４が形成されることでダイヤフラム部１５が構成されている。本実施形態では、凹部１４は、第１基板１０の他面１０ｂから絶縁膜１２に達するように形成されている。このため、ダイヤフラム部１５は、凹部１４の底面と第１基板１０の一面１０ａとの間に位置する絶縁膜１２および半導体層１３にて構成されている。
【００１９】
ダイヤフラム部１５には、４個のゲージ抵抗１６（図１中では２個のみ図示）が形成されおり、各ゲージ抵抗１６はブリッジ回路を構成するように図示しない接続配線層によって適宜接続されている。本実施形態では、ゲージ抵抗１６は、不純物がイオン注入された後に熱処理されることによって構成された拡散層とされている。なお、本実施形態では、ゲージ抵抗１６を構成する不純物の表面濃度が１．０×１０−１８〜１．０×１０−２１ｃｍ−３とされており、当該ゲージ抵抗１６が本発明の拡散層に相当している。また、特に図示しないが、第１基板１０には、各ゲージ抵抗１６と適宜接続されると共に、第２基板２０に形成される図示しない貫通電極を介して外部回路と接続される引き出し配線層等も形成されている。
【００２０】
そして、このような第１基板１０の一面１０ａに第２基板２０が配置されている。本実施形態では、第２基板２０は、貼り合わせ基板２１と、当該貼り合わせ基板２１のうちの第１基板１０と対向する一面２１ａ側に形成された絶縁膜２２とを有しており、一面２０ａが絶縁膜２２のうちの貼り合わせ基板２１側と反対側の一面にて構成されている。なお、貼り合わせ基板２１はシリコン基板等で構成され、絶縁膜２２はＳｉＯ２やＳｉＮ等で構成されている。また、第２基板２０の他面２０ｂは、貼り合わせ基板２１のうちの一面２１ａと反対側の他面２１ｂにて構成されている。
【００２１】
貼り合わせ基板２１の一面２１ａには、ゲージ抵抗１６と対向する部分に凹部２１ｃが形成され、絶縁膜２２は、凹部２１ｃの壁面上にも形成されている。そして、第２基板２０には、ゲージ抵抗１６と対向する部分に、凹部２１ｃの壁面上に形成された絶縁膜２２にて形造られる窪み部２０ｃが形成されている。特に限定されるものではないが、窪み部２０ｃは、平面形状が正八角形とされており、中心を通る対角線の長さが３５０μｍとされている。また、窪み部２０ｃは、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離が１０〜２００μｍとなるように構成されている。
【００２２】
そして、第２基板２０は、一面２０ａ（すなわち、絶縁膜２２）が第１基板１０の一面１０ａ（すなわち、半導体層１３）と接合されている。これにより、窪み部２０ｃによって第１基板１０と第２基板２０との間に気密室３０が形成され、当該気密室３０にゲージ抵抗１６が封止される。本実施形態では、ダイヤフラム部１５のうちの一面１０ａ側に気密室３０から所定の圧力が印加されるため、当該気密室３０が基準圧力室として機能する。
【００２３】
なお、本実施形態では、第１基板１０と第２基板２０とは、後述するように、第１基板１０および第２基板２０のうちの接合面を活性化させて接合するいわゆる直接接合等で接合されている。また、特に図示しないが、第２基板２０には、第１基板１０と第２基板２０との積層方向に貫通して第１基板１０に形成された引き出し配線層を露出させる貫通孔が形成されており、当該貫通孔には引き出し配線層と適宜電気的に接続され、外部回路との接続を図るための貫通電極が形成されている。
【００２４】
以上が本実施形態における圧力センサの構成である。次に、上記圧力センサの製造方法について図２を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、図２（ａ）に示されるように、支持基板１１、絶縁膜１２、半導体層１３が順に積層された第１基板１０を用意する。そして、一面１０ａに図示しないマスクを形成した後、不純物をイオン注入すると共に加熱処理して不純物を熱拡散させることによってゲージ抵抗１６、図示しない接続配線層、引き出し配線層等を適宜形成する。なお、この工程における加熱処理は、不純物が熱拡散するように、例えば、第１基板１０を８００〜１１００℃に加熱処理することによって行う。
【００２６】
次に、上記図２（ａ）とは別工程において、図２（ｂ）に示されるように、貼り合わせ基板２１を用意し、貼り合わせ基板２１の一面２１ａにドライエッチング等で凹部２１ｃを形成する。そして、基板２１の一面２１ａに化学気相成長（すなわち、Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法等で絶縁膜２２を形成する。これにより、絶縁膜２２にて形造られる上記窪み部２０ｃが形成された第２基板２０が用意される。
【００２７】
続いて、第１基板１０（半導体層１３）と第２基板２０（絶縁膜２２）とを真空中で接合する。本実施形態では、まず、図２（ｃ）に示されるように、第１基板１０の一面１０ａ側および第２基板２０の一面２０ａ側にＯＨ基を生成する。
【００２８】
具体的には、第１基板１０および第２基板２０を図示しないチャンバ内に配置し、第１基板１０の一面１０ａ（すなわち、半導体層１３）側および第２基板２０の一面２０ａ（すなわち、絶縁膜２２）側からＯ２プラズマ、Ｎ２プラズマ、Ａｒイオンビーム等を照射し、接合面に付着している不純物を除去すると共に各接合面を活性化させる。
【００２９】
なお、接合面を活性化させるとは、接合面に露出した原子における結合手の一部が結合相手を失った状態とすることである。また、接合面を活性化させる際には、第１基板１０の一面１０ａ側および第２基板２０の一面２０ａ側からＯ２プラズマ等を照射するため、第１基板１０の一面１０ａにおける第２基板２０と接合される領域よりも内縁側の領域、および第２基板２０の窪み部２０ｃの壁面等も活性化される。
【００３０】
次に、例えば、第１基板１０および第２基板２０をチャンバ内から取り出して大気に曝すことにより、第１基板１０の一面１０ａ側および第２基板２０の一面２０ａ側にＯＨ基を生成する。
【００３１】
なお、ＯＨ基は、第１基板１０および第２基板２０の活性化された領域に生成されるため、第１基板１０の一面１０ａにおける第２基板２０と接合される領域よりも内縁側の領域、および第２基板２０の窪み部２０ｃの壁面等にも形成される。また、第１基板１０および第２基板２０の各一面１０ａ、２０ａ側にＯＨ基を生成する際には、第１基板１０および第２基板２０をチャンバ内から取り出す代わりに、例えば、チャンバ内に大気を導入することで第１基板１０および第２基板２０にＯＨ基を生成するようにしてもよい。
【００３２】
次に、図２（ｄ）に示されるように、第１基板１０および第２基板２０に適宜設けられたアライメントマーク等を用いて赤外顕微鏡等によるアライメントを行い、室温〜５５０℃の低温で接合するいわゆる直接接合により、第１基板１０と第２基板２０とを接合する。本実施形態では、３００℃に維持しつつ、第１基板１０と第２基板２０との積層方向に１８ｋＮの加重を印加して第１基板１０と第２基板２０とを直接接合する。これにより、第１基板１０と第２基板２０の窪み部２０ｃとの間の空間を含んで気密室３０が構成され、当該気密室３０にゲージ抵抗１６が封止される。
【００３３】
なお、この工程では、以下の反応式［Ｆ１］のように、第１基板１０の一面１０ａおよび第２基板２０の一面２０ａに生成されたＯＨ基同士が共有結合することによって水素ガス３１が発生する。
【００３４】
２ＳｉＯＨ→ＳｉＯＳｉ＋Ｈ２＋Ｏ−…［Ｆ１］
つまり、図２（ｄ）の工程が終了した後には、気密室３０内に水素ガス３１が発生した状態となり、気密室３０内の圧力が所望の圧力より高くなった状態となっている。
【００３５】
続いて、図３（ａ）に示されるように、図２（ｄ）の工程まで行ったものを図示しないアニール装置に導入して加熱処理する。これにより、第１基板１０と第２基板２０との接合に寄与しなかったＯＨ基、つまり第１基板１０の一面１０ａにおける第２基板２０と接合される領域よりも内縁側の領域に生成されたＯＨ基、および第２基板２０の窪み部２０ｃの壁面に生成されたＯＨ基同士が結合し、水分子が生成される。
【００３６】
その後、図３（ｂ）に示されるように、加熱を続けることにより、以下の反応式［Ｆ２］のように、水分子とシリコンが反応し、酸化膜が生成される（すなわち、厚くなる）と共に更なる水素ガス３１が気密室３０内に発生する。
【００３７】
２Ｈ２Ｏ＋Ｓｉ→ＳｉＯ２＋２Ｈ２…［Ｆ２］
ここで、本発明者らは、Ｓｉ基板にＯＨ基を生成し、Ｓｉ基板を加熱した際にＯＨ基に起因する水素ガス３１の発生量について実験を行い、図４に示す実験結果を得た。なお、図４は、Ｏ２プラズマを照射することによってＯＨ基を生成した後に昇温脱離ガス分光（すなわち、Thermal DesorptionSpectrometry：ＴＤＳ）法を行うことによって得られた実験結果であり、昇温速度を１℃／ｓｅｃとしている。また、図４中の試料表面温度はＯＨ基が生成されている表面温度のことであり、図４中の破線で示すバックグラウンドは実験に使用した装置固有のノイズである。
【００３８】
図４に示されるように、Ｓｉ基板にＯＨ基を生成した場合、加熱して試料表面温度を高くすることで水素ガスが発生するが、本発明者らは、昇温速度を１℃／ｓｅｃとした場合には７００℃以上で水素ガスが発生しなくなることを見出した。また、明確な原理については明らかではないが、昇温速度を１℃／ｓｅｃより小さくした場合には水素ガス発生量の最大量における温度が低温側にずれ、昇温速度を１℃／ｓｅｃより大きくした場合には、水素ガス発生量の最大量における温度が高温側にずれることが知られている。つまり、昇温速度を１℃／ｓｅｃより小さくした場合には水素ガスが発生しなくなる温度が低温側にずれ、昇温速度を１℃／ｓｅｃより大きくした場合には、水素ガスが発生しなくなる温度が高温側にずれることが知られている。さらに、図４に示されるように、本発明者らは、プラズマ湿度を変更した場合には、水素ガス発生量の最大量、および最大量における温度が変動するが、水素ガスが発生しなくなる温度は変化しないことも見出した。
【００３９】
このため、本実施形態では、昇温速度を１℃／ｓｅｃ以下とし、ＯＨ基が生成された面が７００℃以上となるように加熱するようにしている。つまり、第１基板１０の一面１０ａ、第２基板２０の一面２０ａ、および窪み部２０ｃの壁面が７００℃以上となるように加熱している。これにより、図２（ｃ）の工程にて生成したＯＨ基を全て水素ガス３１に変換できる。
【００４０】
なお、図３（ｂ）は、図２（ｃ）の工程にてＯＨ基が生成された面が７００℃以上となる前の状態を示している。また、図２（ｄ）の工程では、第１基板１０および第２基板２０の各接合面に生成されたＯＨ基同士は、上記反応式［Ｆ１］のように反応するが、ＯＨ基の一部が残存する場合がある。このため、図３（ｂ）の工程にて、第１基板１０および第２基板２０の接合面も７００℃以上となるように加熱することにより、図２（ｄ）の工程にて反応しなかったＯＨ基が存在する場合には、当該ＯＨ基を水素ガス３１に変換できる。
【００４１】
その後、図３（ｃ）に示されるように、加熱温度（すなわち、７００℃以上の温度）を維持し、気密室３０内に発生した水素ガス３１を当該気密室３０内から外部に排出するガス抜き工程を行う。
【００４２】
ここで、ガス抜き工程について具体的に説明する。水素ガス３１の拡散距離は、周知のように、拡散係数（Ｄ）と加熱時間（ｔ）に比例し（すなわち、２（Ｄｔ）１／２）、拡散係数（Ｄ）は、加熱温度に比例する。つまり、水素ガス３１の拡散距離は、加熱時間と加熱温度に比例する。
【００４３】
そして、本発明者らは、水素ガス３１が気密室３０を構成する壁面と外気に曝される壁面との間の最短距離となる部分を拡散（すなわち、通過）して排出されるように、当該最短距離以上の距離を水素ガス３１の拡散距離とし、当該拡散距離が一定となるように加熱温度と加熱時間を調整して実験を行い、図５に示される実験結果を得た。なお、本実施形態では、気密室３０を構成する壁面と外気に曝される壁面との最短距離となる部分は、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の部分となる。また、図５は、気密室３０内の体積を１．０×１０−３ｍｍ−３とし、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離を１０〜２００μｍとし、昇温速度を１℃／ｓｅｃとした際の図である。
【００４４】
図５に示されるように、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離以上の距離を拡散距離とし、拡散距離はＤ１／２、ｔ１／２に比例するために当該拡散距離が一定となるように加熱温度（すなわち、拡散係数）と加熱時間とを調整した場合であっても、例えば、加熱温度が６００℃では、気密室３０内の圧力を十分に減圧することができないことが判った。つまり、加熱温度が６００℃では、気密室３０内の水素ガス３１を十分に排出することができないことが判った。なお、上記のように、Ｄは拡散係数であり、ｔは加熱時間である。
【００４５】
これは、上記のように、６００℃では、ＯＨ基が全て水素ガス３１に変換されず、６００℃に維持することによって少量ずつ水素ガス３１の発生が継続しているためであると推察される。なお、図５では、加熱温度を６００℃とした際には、加熱時間を７５時間という長時間とすることにより、水素ガス３１の拡散距離を窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離以上としている。
【００４６】
これに対し、ＯＨ基が生成されている面が７００℃以上となるように加熱した場合には、図４に示されるように、図２（ｃ）で生成したＯＨ基を全て水素ガス３１に変換できる。このため、ガス抜き工程では、拡散距離が窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離以上となるように、加熱温度および加熱時間を調整することにより、気密室３０内に発生した水素ガス３１を気密室３０から排出することができ、気密室３０内の圧力を所望の圧力にすることができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、上記のように、気密室３０を構成する壁面と外気に曝される壁面との最短距離となる部分は、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の部分となる。このため、図３（ｃ）では、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の部分を通過して水素ガス３１が排出される様子を示している。しかしながら、例えば、気密室３０を構成する壁面と外気に曝される壁面との最短距離となる部分が第１基板１０の一面１０ａと他面１０ｂとの間の部分となる場合には、水素ガス３１は、第１基板１０の一面１０ａと他面１０ｂとの間の部分を拡散して排出される。
【００４８】
また、Ｓｉの融点は１４１２℃であるため、加熱工程は１４１２℃未満で行うことが好ましい。そして、上記では、図３（ｂ）ではＯＨ基が生成されている面が７００℃以上となるように加熱し、図３（ｃ）ではそのままの温度を維持する例について説明したが、図３（ｃ）のガス抜き工程では、水素ガス３１の拡散距離が加熱温度と加熱時間に比例する。このため、例えば、図３（ｂ）の工程でＯＨ基が生成されている面が７００℃以上となるように加熱した後、図３（ｃ）の工程では６００℃まで降温し、加熱時間を長くすることにより、拡散距離が窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離以上となるようにしてもよい。
【００４９】
その後は特に図示しないが、第１基板１０の他面１０ｂにマスクを形成し、ドライエッチング等で凹部１４を形成してダイヤフラム部１５を構成することにより、上記図１に示す圧力センサが製造される。
【００５０】
なお、上記では、１つの圧力センサの製造方法について説明したが、ウェハ状の第１基板１０と第２基板２０とを用意し、ウェハ状のまま上記各工程を行った後にこのものをダイシングカットしてチップ単位に分割するようにしてもよい。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態では、第１基板１０の一面１０ａ側および第２基板２０の一面２０ａ側にＯＨ基を生成し、第１基板１０と第２基板２０とを接合している。そして、昇温速度を１℃／ｓｅｃ以下とし、ＯＨ基が生成されている面が７００℃以上となるように加熱している。これにより、第１基板１０と第２基板２０とを接合するために生成したＯＨ基を完全に水素ガス３１に変換できる（図４参照）。
【００５２】
そして、ガス抜き工程では、水素ガス３１の拡散距離が窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間の距離以上となるように、加熱温度および加熱時間を調整している。これにより、気密室３０内の水素ガス３１を十分に排出することができ、気密室３０内を十分に減圧した状態（すなわち、真空状態）とできる。つまり、気密室３０内の圧力が変動することを抑制できる。
【００５３】
また、加熱処理にて気密室３０内に残存するＯＨ基を全て水素ガスに変換させるため、半導体装置の使用中等において、気密室３０内で水素ガスが生成し、当該水素ガスによって気密室３０内の圧力が変動してしまうことを抑制できる。
【００５４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して第１基板１０の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５５】
本実施形態の圧力センサは、図６に示されるように、第１基板１０は、半導体層１３上に薄絶縁膜１７を有する構成とされている。つまり、第１基板１０は、支持基板１１、絶縁膜１２、半導体層１３、薄絶縁膜１７が順に積層されて構成され、一面１０ａが薄絶縁膜１７のうちの半導体層１３側と反対側の一面にて構成されている。また、ダイヤフラム部１５は、凹部１４の底面と第１基板１０の一面１０ａとの間に位置する絶縁膜１２、半導体層１３、薄絶縁膜１７にて構成される。
【００５６】
このような圧力センサは、次のように製造される。すなわち、まず、上記図２（ａ）の工程において、ゲージ抵抗１６等を形成した後、例えば、熱酸化することによって半導体層１３上に薄絶縁膜１７を形成して第１基板１０を構成する。その後、上記図２（ｂ）以降の工程を行い、図３（ａ）以降の加熱工程を行う際には、半導体層１３上に薄絶縁膜１７が形成された状態で加熱処理することにより、上記圧力センサが製造される。
【００５７】
これによれば、半導体層１３上に薄絶縁膜１７が形成された状態でガス抜き工程を行っている。このため、ガス抜き工程の際、薄絶縁膜１７によってゲージ抵抗１６を構成する不純物が気密室３０内に拡散する外方拡散（アウトディフュージョン）を抑制でき、ゲージ抵抗１６の特性が変化することを抑制できる。
【００５８】
なお、上記図２（ｃ）の工程で説明した直接接合によって薄絶縁膜１７と絶縁膜２２とを接合する場合、薄絶縁膜１７が厚いと接合強度が低くなることがある。このため、薄絶縁膜１７を約１０ｎｍ以下となるように形成することが好ましい。
【００５９】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００６０】
例えば、上記第１、第２実施形態では、本発明の半導体装置の製造方法を圧力センサの製造方法に適用した例について説明した。しかしながら、本発明は、気密室３０を有し、当該気密室３０の圧力が真空状態である種々の半導体装置の製造方法に適用することができ、角速度センサ等の製造方法にも適用することができる。
【００６１】
また、図７に示されるように、第２基板２０を貼り合わせ基板２１のみで構成した圧力センサの製造方法に本発明を適用するようにしてもよい。なお、この圧力センサでは、第２基板２０の窪み部２０ｃが貼り合わせ基板２１の凹部２１ｃにて構成され、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間に位置する部分は貼り合わせ基板２１のみとなる。また、図１において、特に図示しないが、凹部２１ｃの壁面に絶縁膜２２が形成されていない構成としてもよい。
【００６２】
そして、図８に示されるように、第１基板１０を支持基板１１のみで構成すると共に、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間に位置する貼り合わせ基板２１および絶縁膜２２をダイヤフラム部１５とし、このダイヤフラム部１５にゲージ抵抗１６を形成した圧力センサの製造方法に本発明を適用するようにしてもよい。さらに、図９に示されるように、図８の変形例として、第１基板１０を支持基板１１および絶縁膜１２で構成し、第２基板２０を貼り合わせ基板２１のみで構成した圧力センサの製造方法に本発明を適用するようにしてもよい。なお、この圧力センサでは、図７に示される圧力センサと同様に、第２基板２０の窪み部２０ｃが貼り合わせ基板２１の凹部２１ｃで構成され、窪み部２０ｃの底面と第２基板２０の他面２０ｂとの間に位置する部分は貼り合わせ基板２１のみとなる。
【００６３】
また、上記第１実施形態において、ダイヤフラム部１５は、半導体層１３のみで構成されていてもよい。つまり、凹部１４によって絶縁膜１２が除去されていてもよい。同様に、上記第２実施形態において、ダイヤフラム部１５は、半導体層１３および薄絶縁膜１７にて構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０    第１基板
１０ａ  一面
２０    第２基板
２０ａ  一面
２０ｃ  窪み部
３０    気密室
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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