(57)【要約】  圧力センサシステムは気体または液体の圧力を検知してもよい。当該システムは、前記気体または液体用の流入孔を有するハウジングと、前記ハウジング内の圧力センサと、前記流入孔と前記圧力センサとの間に位置するバッフルとを備えてもよい。当該バッフルは、前記流入孔に入る気体または液体を受ける向きを向く一つ以上の吸入口と、前記受け入れた気体または液体を圧力センサへ送出する向きを向く一つ以上の流出孔と、前記気体または液体が、前記一つ以上の流出孔を通る以外には、前記バッフルから漏れることを防止する一つ以上の密閉流路とを備えてもよい。少なくとも一つの前記流出孔は、前記圧力センサ上のある位置から１ミリ以内に位置してもよい。マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて、一連の層を堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化する工程の間と同時に、圧力センサとバッフルとを製造してもよい。
2016526153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体または液体の圧力を検知するための圧力センサシステムであって、
前記気体または液体用の流入孔を有するハウジングと、
前記ハウジング内の圧力センサと、
前記流入孔と前記圧力センサとの間に位置するバッフルとを備え、
当該バッフルは、
前記流入孔に入る気体または液体を受けるように方向づけられた一つ以上の吸入口と、
前記受け入れた気体または液体を圧力センサへ送出するように方向づけられた一つ以上の流出孔と、
前記気体または液体が、前記一つ以上の流出孔を通る以外には、前記バッフルから漏れることを防止する一つ以上の密閉流路とを有し、
前記流出孔のうち少なくとも一つは、前記圧力センサ上のある位置から１ミリ以内に位置する圧力センサシステム。
【請求項２】
前記圧力センサが、
前記ハウジング内の可撓隔膜と、
前記気体または液体の前記圧力の変化によって引き起こされる前記隔膜の変化を検知する構成を有する検知システムと、を含む請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項３】
前記バッフルが、
長さが１００ミクロン未満であるという特徴と、
共形の層と、
シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化ケイ素、アルミナ、サファイア、ニッケルまたはニッケル合金の一つ以上の層と、を有する請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項４】
前記バッフルが複数の層を有し、前記複数の層の各々は少なくとも一つの貫通する孔を有する請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項５】
前記気体または液体が前記バッフルを通り抜ける間、前記密閉流路が、前記気体または液体の方向を変えさせる請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項６】
前記バッフルが層を有し、前記密閉流路は、前記気体または液体を、当該層を通って反対方向に進ませる請求項４に記載の圧力センサシステム。
【請求項７】
前記密閉流路では、前記気体または液体が前記吸入口から前記流出孔へ進むときに、前記気体または液体の全部分が５０ミクロン以下の回転半径を有する転向を一回以上しなくてはならない請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項８】
前記密閉流路の少なくとも一部分が、不純物吸収材料で被覆されている請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項９】
前記圧力センサは、前記バッフルと圧力センサとの間に電位差が付与されたときに、前記バッフルと前記圧力センサとの間に電界を生じさせる構成を有する請求項１に記載の圧力センサシステム。
【請求項１０】
バッフルを含む製品の製造方法であって、
気体または液体を受ける一つ以上の吸入口と、
前記受けいれた気体または液体を送出するための一つ以上の流出孔と、
前記気体または液体を前記吸入口から前記流出孔へ進ませる一つ以上の密閉流路と、
を有するバッフルを創出するように、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、またはウエハ薄厚化する工程を備える製造方法。
【請求項１１】
前記バッフルが、
長さがが１００ミクロン未満という特徴と、
共形の層と、
シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化ケイ素、アルミナ、サファイア、ニッケルまたはニッケル合金の一つ以上の層とを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記密閉流路では、前記気体または液体が前記吸入口から前記流出孔へ進むときに、前記気体または液体の全部分が５０ミクロン以下の回転半径を有する転向を一回以上しなくてはならない請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記バッフルの少なくとも一部分を、不純物吸収材料で被覆する工程をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記製品は圧力センサシステムであって、前記堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、またはウエハ薄厚化によって製造された前記層の一つは、前記バッフルから間隔をあけた可撓隔膜である請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記バッフルの前記流出孔の少なくともひとつが、前記隔膜上のある位置から１ミリ以下に離間された請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記バッフルと前記隔膜との間の離隔距離を算出する工程と、
前記バッフルおよび前記隔膜が、実質的に前記算出された離隔距離で、分離されるように、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、またはウエハ薄厚化する工程とをさらに備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記気体または液体の圧力の変化に対する前記圧力センサの反応時間が、前記密閉流路の長さおよび断面積全体で、所望の反応時間となるように、前記密閉流路の長さおよび断面積を算出する工程と、
前記バッフルが前記算出した長さおよび断面積とを有するように、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、またはウエハ薄厚化する工程とをさらに備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、またはウエハ薄厚化によって製造された前記層の一つは、前記バッフルから間隔をあけ、前記バッフルの一部ではない電極である請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
バッフルを含む製品であって、当該バッフルは、
気体または液体を受けるように方向づけられた一つ以上の吸入口と、
受け入れた気体または液体を送出するように方向づけられた一つ以上の流出孔と、
前記気体または液体が、前記一つ以上の流出孔を通る以外には、前記バッフルから漏れることを防止する、一つ以上の密閉流路と、
長さが１００ミクロン未満であるという特徴と、
共形の層と、
シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化ケイ素、アルミナ、サファイア、ニッケルまたはニッケル合金の一つ以上の層とを有する製品。
【請求項２０】
前記密閉流路は、前記バッフルに電位差が付与されると、前記気体または液体が通過しなければならない電界を生ずる構成を有する請求項１９に記載の製品。
【請求項２１】
前記製品は、気体または液体の圧力を検知するための圧力センサシステムであって、
前記製品は、
前記気体または液体用の流入孔を有するハウジングと、
前記ハウジング内の可撓隔膜と、
前記気体または液体の圧力の変化によって引き起こされる前記隔膜の変化を検知する構成を有する検知システムとをさらに備え、
前記バッフルは、前記流入孔と前記可撓隔膜との間に位置する請求項１９に記載の製品。
【請求項２２】
前記圧力センサは、前記バッフルと前記隔膜との間に電位差が付与されると、前記バッフルと前記隔膜との間に電界を生ずる構成を有する請求項２１に記載の製品。
【請求項２３】
気体または液体を受けるように方向づけられた一つ以上の吸入口と、
受け入れた気体または液体を送出するように方向づけられた一つ以上の流出孔と、
前記気体または液体が、前記吸入口から前記流出孔へ進む一つ以上の密閉流路であって、前記密閉流路では、前記気体または液体が前記吸入口から、前記流出孔へ進むときに、前記気体または液体の全ての部分が１００ミクロン以下の回転半径を有する転向を一回以上しなければならない密閉流路とを備えるバッフル。
【請求項２４】
前記回転半径は５０ミクロン以下である請求項２３に記載のバッフル。
【請求項２５】
前記密閉流路は、前記バッフルに電位差が付与されると、前記気体または液体が通過しなければならない電界を生ずる構成を有する請求項２３に記載のバッフル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、気体または液体の圧力の計測用圧力センサ、圧力センサ上の堆積物の低減に用いられ得るバッフル、およびマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）に関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本願は、「一体型バッフル付きＭＥＭＳ圧力センサ」と題し、代理人整理番号０８６４００−０２０３（ＭＫＳ−０２３４ＵＳ）で、２０１３年１２月９日に出願した米国特許出願第１４／１０１，２０７号、および「ＭＥＭＳセンサ用一体型バッフル」と題し、代理人整理番号０８６４００−０１８７（ＭＫＳ−２３４ＰＲ）で、２０１３年４月３０日に出願した米国仮特許出願第６１／８１７，７１３号に基づくとともに、これらの出願に優先権を主張する。これらの出願の各々の内容全てをここに参照して援用する。
【背景技術】
【０００３】
圧力センサは、気体または液体の圧力を測定することに用いることができる。
【０００４】
気体または液体への圧力センサの露出が長引くと、圧力センサ上に堆積物が堆積する結果になることがある。これらの堆積物は、圧力センサによってなされる測定精度に悪影響を及ぼし得る。
【０００５】
圧力センサ上に堆積される堆積物の量の低減に役立てるために、その圧力を測定する圧力センサと気体または液体との間にバッフルを設置することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、バッフルは、圧力センサと気体または液体との間の有効距離を著しく増加させ、またその結果として、この圧力変化に対する圧力センサの反応時間が長くなることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
圧力センサシステムは、気体または液体の圧力を検知することができる。このシステムは、前記気体または液体用の流入孔を有するハウジングと、前記ハウジング内の圧力センサと、前記流入孔と前記圧力センサとの間に位置するバッフルとを備えることができる。当該バッフルは、前記流入孔に入る気体または液体を受けるように方向づけられた一つ以上の吸入口と、前記受け入れた気体または液体を圧力センサへ送出するように方向づけられた一つ以上の流出孔と、前記気体または液体が、前記一つ以上の流出孔を通る以外には、前記バッフルから漏れることを防止する一つ以上の密閉流路とを備えることができる。一つ以上の前記流出孔は、前記圧力センサ上の位置から１ミリ以下以内に位置することができる。
【０００８】
前記圧力センサは、前記ハウジング内の可撓隔膜と、前記気体または液体の前記圧力の変化によって引き起こされる前記隔膜の変化を検知する検知システムとを含むことができる。
【０００９】
前記バッフルは、長さが１００ミクロン未満であるという特徴と、共形の層と、シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化ケイ素、アルミナ、サファイア、ニッケルまたはニッケル合金の一つ以上の層とを有するとしてもよい。
【００１０】
前記バッフルは複数の層を有し、前記複数の層の各々は少なくとも一つの貫通する孔を有するとしてもよい。
【００１１】
前記気体または液体が前記バッフルを通り抜ける間、前記密閉流路は、前記気体または液体の方向を変化させるとしてもよい。
【００１２】
前記バッフルが層を有してもよく、前記密閉流路は、前記気体または液体を、当該層を通って反対方向に進むとしてもよい。
【００１３】
前記密閉流路では、前記気体または液体が前記吸入口から前記流出孔へ進むときに、前記気体または液体の全部分が５０ミクロン以下の回転半径を有する転向を一回以上しなくてはならないとしてもよい。
【００１４】
前記密閉流路は、前記バッフルに電位差が付与されると前記気体または液体が通過しなければならない電界を有するとしてもよい。
【００１５】
前記密閉流路の少なくとも一部分が、不純物吸収材料で被覆されていてもよい。
【００１６】
前記圧力センサは、前記バッフルと圧力センサとの間に電位差が付与されたときに、前記バッフルと前記圧力センサとの間に電界を生じさせることができる。
【００１７】
バッフルを含む製品の製造方法は、気体または液体を受ける一つ以上の吸入口と、前記受けいれた気体または液体を送出するための一つ以上の流出孔と、前記気体または液体を前記吸入口から前記流出孔へ進ませる一つ以上の密閉流路とを有するバッフルを創出するように、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化する工程を備えることができる。
【００１８】
前記製品は圧力センサシステムであってもよく、前記堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化によって製造された前記層の一つは、前記バッフルから間隔をあけた可撓隔膜とし得る。
【００１９】
前記方法は、前記バッフルと前記隔膜との間の離隔距離を算出する工程と、前記バッフルおよび前記隔膜が、実質的に前記算出された離隔距離で、分離されるように、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化する工程とをさらに備えることができる。
【００２０】
前記方法は、前記気体または液体の圧力の変化に対する前記圧力センサの反応時間が、前記密閉流路の長さおよび断面積全体で、所望の反応時間となるように、前記密閉流路の長さおよび断面積を算出する工程と、前記バッフルが前記算出した長さおよび断面積とを有するように、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化する工程とをさらに備えることができる。
【００２１】
前記堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化によって製造された前記層の一つは、前記バッフルから間隔をあけ、前記バッフルの一部ではない電極とすることができる。
【００２２】
これらは、他の部品、工程、特徴、目的、利益、および利点同様に、以下の実施形態の詳細な説明、添付の図面、および請求項の検討から明確になるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、共通基板上に、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化することによって、ともに形成した圧力センサおよび一体型バッフルを備える、圧力センサシステムの一例の断面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｂ】図２Ｂは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｃ】図２Ｃは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｄ】図２Ｄは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｅ】図２Ｅは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｆ】図２Ｆは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｇ】図２Ｇは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｈ】図２Ｈは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図２Ｉ】図２Ｉは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の断面図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図３Ａ】図３Ａは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の斜視図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図３Ｂ】図３Ｂは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の斜視図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図３Ｃ】図３Ｃは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の斜視図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図３Ｄ】図３Ｄは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の斜視図を示し、これを図１に示すバッフルとして用いることができる。
【図４Ａ】図４Ａは、共通基板上で、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用い、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングした、圧力センサおよびバッフルを備える、圧力センサシステムの一例の製造方法の一例を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、共通基板上で、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用い、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングした、圧力センサおよびバッフルを備える、圧力センサシステムの一例の製造方法の一例を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、共通基板上で、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用い、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングした、圧力センサおよびバッフルを備える、圧力センサシステムの一例の製造方法の一例を示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、共通基板上で、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用い、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングした、圧力センサおよびバッフルを備える、圧力センサシステムの一例の製造方法の一例を示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、共通基板上で、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用い、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングした、圧力センサおよびバッフルを備える、圧力センサシステムの一例の製造方法の一例を示す。
【図４Ｆ】図４Ｆは、共通基板上で、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用い、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングした、圧力センサおよびバッフルを備える、圧力センサシステムの一例の製造方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ここから実施形態を説明する。これに加えて、またはこれに換えて、他の実施形態を用いてもよい。スペースを節約するため、またはより効果的な説明のために、明白または不要な詳細を省略することがある。実施形態の中には、追加の部品または工程とともに、および／または、説明されている部品または工程の全ては備えない状態で、実施し得るものがある。
【００２５】
図面は説明的な実施形態のものである。これらは必ずしも全ての実施形態を説明するものではない。これに加えて、またはこれに換えて他の実施形態を用いてもよい。明白または不要な詳細は、スペースの節約のため、またはより効果的な説明のために省略することがある。実施形態の中には、追加の部品または工程とともに、および／または、説明されている部品または工程の全ては備えない状態で、実施し得るものがある。異なる図面中に同一の数字が見られる場合は、同一または同様の部品または工程を意味する。
【００２６】
図１は、共通基板上に、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて、一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化することによって、ともに形成した圧力センサおよび一体型バッフルを備える、圧力センサシステムの一例の断面図を示す。
【００２７】
圧力センサはどのようなタイプのものであってもよい。例えば、圧力センサは、可撓隔膜１０１と、圧力基準空洞１０３と、電極１０５および１０７と、を備えることができる。
【００２８】
バッフルはどのようなタイプのものでもよいとともに、全体的にバッフル１０９として表す。バッフルの多様な例を、図２Ａ〜２Ｉ、図３Ａ〜３Ｄ、および図４Ａ〜４Ｆに示すとともに、以下に検討する。
【００２９】
圧力または気体は、流入孔１１１に入り、バッフル１０９を通過し、その後、可撓隔膜１０１の浸水側へ進むことができる。圧力基準空洞１０３内の圧力を一定とすると、測定する気体または液体の圧力が圧力基準空洞１０３内の圧力と異なるときに、可撓隔膜１０１を撓ませることになる。撓みの方向は、測定する気体または液体の圧力が圧力基準空洞１０３内の圧力より大きいかまたは小さいかに依存し得る。
【００３０】
可撓隔膜１０１、圧力基準空洞１０３、および電極１０５および１０７は、気体または液体の圧力の変化に反応して可撓隔膜１０１が撓むと、その静電容量が変化するコンデンサーを、共同して形成することができる。これに加えて、またはこれに換えて、圧電抵抗技法、圧電技法、または共鳴技法を含む、他の手法を用いて、可撓隔膜１０１の撓みを測定してもよい。
【００３１】
バッフル１０９を、可撓隔膜１０１の表面に対して、１ミリ以下以内、半ミリ以下以内、または四分の一ミリ以下以内のような至近距離に、モノリシックに構築してもよい。これによりバッフル１０９と可撓隔膜１０１との間の空洞１１３の容積を最小化し、気体または液体の圧力の変化に対する圧力センサシステムの反応時間を最小化することができる。
【００３２】
マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて、共通基板１１５上に一連の層を、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化することによって、バッフル１０９を、圧力センサの部品と同時に組み上げることができる。基板は、シリコン、ガラス、またはサファイアなどのどのようなタイプでもよい。バッフル１０９を、組み立てを要することなく一体的に構築し、物理的に接続することができる。
【００３３】
バッフル１０９は、シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化ケイ素、アルミナ、サファイア、ニッケルまたはニッケル合金、ステンレス鋼、ＡＩＮ、ＴＩＮ、および／またはセラミックなどの、どのような材料からも製造することができる。
【００３４】
バッフル１０９は導電性とすることができる。
【００３５】
一つ以上の吸入口１１７と一つ以上の流出孔１１９との間の一つ以上の密閉流路のみを気体または液体が通過するように、バッフル１０９を密閉することができる。
【００３６】
バッフル１０９は、長さが１００ミクロンより短く、共形の層で形成されているという特徴を有するとしてもよい。
【００３７】
バッフル１０９は、複数の層を有し、各層中に少なくとも一つの孔を有するとしてもよい。
【００３８】
一つ以上の密閉流路を、バッフル１０９内に備えとしてもよい。これらの密閉流路では、気体または液体が一つ以上の吸入口１１７から一つ以上の流出孔１１９へ進むときに、一回以上方向を変えなくてはならないようにすることができる。これらの流路では、一つ以上の吸入口１１７から一つ以上の流出孔１１９への流路に対して、いずれも平行、垂直、および／または他のいかなる角度である異なる複数の方向に、気体または液体が進まなくてはならないようにしてもよい。これらの流路では、バッフル１０９の単一層を通じた複数方向、および／または隣り合う二層の間での複数方向に、気体または液体が進まなくてはならないようにしてもよい。方向を変える際の回転半径を５０ミクロン以下としてもよい。
【００３９】
圧力センサシステムは、電位差が付与されたときに電界を生成する構成を有するとしてもよい。この電界は、バッフル１０９と可撓隔膜１０１との間のようなバッフル１０９と圧力センサとの間、および／またはバッフル１０９内の密閉流路の全てまたは一部内であってもよい。これらの密閉流路は、バッフルに電位差が付与されると気体または液体が全て通過する、一つ以上の電界を有するとしてもよい。
【００４０】
不純物吸収材料を空洞１１３内のような圧力センサシステム内に配置し、気体または液体内の不純物を吸収することができる。不純物吸収材料で、これらの層の一つ以上またはその一部を被覆してもよい。
【００４１】
図２Ａ〜２Ｉは、それぞれ、異なるＭＥＭＳバッフル２０１Ａ〜２０１Ｉの例の断面図を示し、これらのいずれの一つを図１に示すバッフル１０９として用いることができる。これに加えて、またはこれに換えて、図１に示すものとは異なる圧力センサシステムに、これらのＭＥＭＳバッフル２０１Ａ〜２０１Ｉのいずれかを用いてもよい。
【００４２】
図２Ａ〜２Ｇに示すＭＥＭＳバッフル２０１Ａ〜２０１Ｇの各々を、図１に示すように、圧力センサと同一のウエハ上に形成することができる。図２Ｈおよび２Ｉは、ＭＥＭＳバッフル２０１Ｈおよび２０１Ｉをそれぞれ示し、これらの各々を、分離型ウエハ上に形成してもよいし、圧力センサウエハに取り付けてもよい。図２Ａ〜２Ｇに示す実施形態は、分離型ウエハ上に形成してもよい。
【００４３】
図２Ａ〜２Ｉの各々の矢印は流路の例を示し、図示したバッフル内の流路を進む際、気体または液体がこの流路を進むとし得る。進行方向は図１に示すものと反対としてある。その向きは、各図の上部から、それぞれ各図の下部における可撓隔膜２０３Ａ〜２０３Ｇへ向かう。
【００４４】
図３Ａ〜３Ｄは、異なるＭＥＭＳバッフルの例の斜視図を示し、これらのいずれを、図１に示すバッフルとして用いることができる。この場合もまた、各図内の矢印は流路の実を示し、図示のバッフル内の流路を進む際、気体または液体がここを進むとし得る。
【００４５】
各バッフルは複数の層を有するとしてもよく、個々に制御された電位を有するようにこれらを配置することもできる。
【００４６】
可撓隔膜上に静電圧または寄生容量性負荷を誘導しないように、各バッフルを、可撓隔膜から電気的に絶縁してもよい。
【００４７】
加圧しない場合には可撓隔膜上に堆積するかもしれない不純物を、気体または液体内で静電気によって捕獲するように、バッフル層に電圧を加えてもよい。
【００４８】
可撓隔膜と直接隣接するバッフル上の電圧を調整して、可撓隔膜のゼロ点を調整してもよい。
【００４９】
図４Ａ〜４Ｆは、圧力センサおよびバッフルを備える圧力センサシステムの一例を、共通基板上に、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて、一連の層を、堆積、パターニング、および／またはエッチングによって、製造する方法の一例を示す。
【００５０】
図４Ａに示すようにこの方法を、シリコン隔膜４０１、犠牲層４０３、および構造層４０５挟持構造を定義する層から開始することができる。構造層４０５は、ポリシリコンのような犠牲層４０３を除去するエッチング工程に耐えることができる堆積可能な薄膜材料であれば、どのようなものであってもよい。図４Ｂに示すように、構造層４０５を、パターニングし、その後第２犠牲層４０７で覆ってもよい。図４Ｃに示すように、第１構造層４０５上ではエッチングが停止するように第２犠牲層４０７を選択的にエッチングしてもよい。そして、図４Ｄに示すように、第２ポリシリコン層４０９を堆積し、その後、図４Ｅに示すように流路および放出孔をパターニングしてもよい。そして犠牲層を全て除去してもよい。そして、図４Ｆに示すように、完成したバッフルを可撓隔膜の上方に吊持してもよい。
【００５１】
この方法は、バッフルと隔膜との間の所望の離隔距離を算出する工程を備えることができる。一連の層の、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化は、バッフルおよび隔膜とを実質的に算出した離隔距離で隔てるように行ってもよい。
【００５２】
この方法は、気体または液体の圧力の変化に対する圧力センサの反応時間が、密閉流路の長さおよび断面積全体で、所望の反応時間となるように、密閉流路の長さおよび断面積を算出する工程を備えることができる。一連の層の、堆積、パターニング、エッチング、ウエハ貼りあわせ、および／またはウエハ薄厚化は、算出した長さおよび断面積をバッフルが有するように行ってもよい。
【００５３】
説明した圧力センサシステムを、ＣＶＤ反応システムのような半導体製膜方法におけるような、いかなる用途にも用いることができる。このようなシステムにバッフルを設けてもよく、一体型バッフル／センサ・アセンブリが、反応時間を最大限に高めつつ、センサの長期的安定性を実質的に改善するとしてもよい。
【００５４】
検討してきた部品、工程、特徴、目的、利益、および利点は、単なる例として示したものである。これらと、これらに関する検討内容には、どのような形であれ、保護範囲を限定する意図はない。多くの他の実施形態も熟考される。これらは少数の、付加的な、および／または異なる部品、工程、特徴、目的、利益、および利点を有する実施形態を含む。これらは、部品および／または工程を変えて、配置および／または順序づける実施形態も含む。
【００５５】
記述されていない限り、これに続く請求項を含む本明細書に記載の、全ての測定、値、割合、位置、強さ、大きさ、および他の仕様は概略であり、正確ではない。これらは、その関連する機能と整合するとともに、その関連する当該分野での通例と整合する、合理的範囲を有するように意図されている。
【００５６】
開示中に引用した記事、特許、特許出願、および他の刊行物をすべて、ここに参照して援用する。
【００５７】
請求項中で「手段」という語句を用いる場合は、説明してきた対応構造および材料、ならびにその均等物を包含する意図であるとともに、そのように解釈されるべきである。同様に、請求項中で「工程」という語句を用いる場合は、説明してきた対応動作およびその均等物を抱合する意図であるとともに、そのように解釈されるべきである。請求項中にこれらの語句がない場合は、請求項は、これらの対応する構造、材料、または動作、またはこれらの均等物に限定されることを意図せず、またそのように解釈されるべきではないことを意味する。
【００５８】
保護範囲は、以下に続く請求項によってのみ限定される。特定の意味が記載されている場合を除き、その範囲は、本明細書とこれに続く審査経過を考慮して解釈する場合、請求項内で用いられる言語の通常の意味と同じくらい広く整合することを意図しまたそのように解釈されるとともに、すべての構造的および機能的均等物を抱合すると解釈されるべきである。
【００５９】
あるものまたは動作を他と区別するためだけならば、「第１の」および「第２の」などのような関係語を用いてもよいが、これらの間になんらかの実際の関係または順序を必要とせず、また意味するものでもない。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，」、およびその他の変化形が、明細書または請求項中の構成要素の一覧に関して用いられる場合、一覧は他の構成要素を排除するものではなく、他の構成要素を含んでもよいことを示す意図がある。同様に、その前に「ａ」または「ａｎ」が付く構成要素にはそれ以上の制限はなく、同一タイプの付加的な構成要素の存在を排除するものではない。
【００６０】
米国特許法１０１条、１０２条、または１０３条の要件を満たさない主題を抱合することを意図する請求項はなく、請求項がそのような主題を抱合すると解釈すべきではない。意図せずに抱合されるそのような主題については、請求を放棄する。本段落で述べた点を除き、請求項に記載されているかどうかにかかわらず、記述または図示した内容は、部品、工程、特徴、目的、利益、利点、または均等物のいずれも、公益に対し貢献することを意図せず、またそのように貢献すると解釈されるべきでもない。
【００６１】
読む者が技術的開示の性質を直ちに確認することに役立つように、要約書を作成した。請求項の範囲または意味の解釈または限定に用いられることはないと理解すべきである。さらに、多様な実施形態における前述の詳細な説明中の多様な特徴をひとまとめにし、開示内容の無駄がないようにしている。この開示方法を、請求した実施形態が、請求項に明記されているよりも多くの特徴を要件とする必要があると解釈すべきではない。以下の請求項が反映するように、むしろ、独創的な主題は、単一の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴の中にある。このように、各請求項は、それ自身の別個に請求される主題に基づくものとして、以下の請求項を詳細な説明に援用する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【国際調査報告】
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