JPH0634411A - フローセンサの製造方法およびフローセンサ - Google Patents
フローセンサの製造方法およびフローセンサInfo
- Publication number
- JPH0634411A JPH0634411A JP4189783A JP18978392A JPH0634411A JP H0634411 A JPH0634411 A JP H0634411A JP 4189783 A JP4189783 A JP 4189783A JP 18978392 A JP18978392 A JP 18978392A JP H0634411 A JPH0634411 A JP H0634411A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- flow sensor
- chips
- mask
- fluid
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】センサチップをウエーハから分割することを容
易にし、またセンサチップが逆台形状になっても、側面
に付着する塵埃による障害が起きないようにする。 【構成】チップ分割のための格子状の溝をプラズマエッ
チングで形成する際に、チップの四隅にあたる部分で溝
の幅が大きくなるようなパターンのエッチングマスクを
用いる。また、チップを取り付ける際に、流体の流れ方
向に傾斜面を有する絶縁性保護体で、チップ側面を囲む
ようにすることにより、流体に含まれる塵埃のチップ側
面への付着を防ぐ。
易にし、またセンサチップが逆台形状になっても、側面
に付着する塵埃による障害が起きないようにする。 【構成】チップ分割のための格子状の溝をプラズマエッ
チングで形成する際に、チップの四隅にあたる部分で溝
の幅が大きくなるようなパターンのエッチングマスクを
用いる。また、チップを取り付ける際に、流体の流れ方
向に傾斜面を有する絶縁性保護体で、チップ側面を囲む
ようにすることにより、流体に含まれる塵埃のチップ側
面への付着を防ぐ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜抵抗体により形成
されたブリッジ回路の抵抗値が流体の通過によって変化
することから流体の流量を測定するフローセンサの製造
方法およびフローセンサに関するものである。
されたブリッジ回路の抵抗値が流体の通過によって変化
することから流体の流量を測定するフローセンサの製造
方法およびフローセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一定の消費電力で発熱させた薄膜抵抗体
に接して流体が通過した場合、その抵抗体の抵抗値が変
化することから流量を測定することのできるフローセン
サのチップは図３(a) の平面図、同図(b) の断面図に示
すような構造を有する。すなわち、空洞部６を有するシ
リコン基体１の表面上で、プラズマ損傷を防止するため
の熱酸化膜からなるストップ層２を介して形成された下
地誘電体層３の上に、それぞれ二つの上流側薄膜抵抗体
41および42、下流側薄膜抵抗体43および44を有し、その
上を保護層５が覆っている。各薄膜抵抗体の両端には端
子電極７が接続されている。そして四つの薄膜抵抗体4
1、42、43、44によって図４に示すようなブリッジ回路
が形成されており、電源11によりこの回路に定電流が流
れると四つの薄膜抵抗体の温度が上昇する。その温度
は、薄膜抵抗体の面上を長さ方向に直角に流体12が流れ
ると、上流側薄膜抵抗体41、42の温度が大きく低下し、
下流側薄膜抵抗体43、44の温度はあまり変化しない。こ
れをブリッジ回路で出力13が大きくなるように配線して
流量を算出する方式を用いている。
に接して流体が通過した場合、その抵抗体の抵抗値が変
化することから流量を測定することのできるフローセン
サのチップは図３(a) の平面図、同図(b) の断面図に示
すような構造を有する。すなわち、空洞部６を有するシ
リコン基体１の表面上で、プラズマ損傷を防止するため
の熱酸化膜からなるストップ層２を介して形成された下
地誘電体層３の上に、それぞれ二つの上流側薄膜抵抗体
41および42、下流側薄膜抵抗体43および44を有し、その
上を保護層５が覆っている。各薄膜抵抗体の両端には端
子電極７が接続されている。そして四つの薄膜抵抗体4
1、42、43、44によって図４に示すようなブリッジ回路
が形成されており、電源11によりこの回路に定電流が流
れると四つの薄膜抵抗体の温度が上昇する。その温度
は、薄膜抵抗体の面上を長さ方向に直角に流体12が流れ
ると、上流側薄膜抵抗体41、42の温度が大きく低下し、
下流側薄膜抵抗体43、44の温度はあまり変化しない。こ
れをブリッジ回路で出力13が大きくなるように配線して
流量を算出する方式を用いている。
【０００３】このようなフローセンサは、シリコン基体
１の表面上の熱酸化膜からなるストップ層２の上にＣＶ
Ｄ法あるいはスパッタ法によりSiＯ2 層３を形成し、次
にその上にスパッタ法によりニッケル膜を成膜してフォ
トリソグラフィ法により上流側および下流側の薄膜抵抗
体41、42、43、44をパターニングし、この薄膜抵抗体を
Si3 Ｎ4 からなる保護層５により被覆したのちに電極７
を形成し、基体１の反対側の面にマスクを設け、プラズ
マエッチングで薄膜抵抗体の下方に空洞部６を加工する
ことにより製造する。空洞部６の加工により薄膜抵抗体
よりなる検出部の下側にはシリコン基体１は存在せず、
下地誘電体層３のダイヤフラム部31のみになるので熱流
量が小さくなり、流体に対する応答速度および検出感度
が向上する。
１の表面上の熱酸化膜からなるストップ層２の上にＣＶ
Ｄ法あるいはスパッタ法によりSiＯ2 層３を形成し、次
にその上にスパッタ法によりニッケル膜を成膜してフォ
トリソグラフィ法により上流側および下流側の薄膜抵抗
体41、42、43、44をパターニングし、この薄膜抵抗体を
Si3 Ｎ4 からなる保護層５により被覆したのちに電極７
を形成し、基体１の反対側の面にマスクを設け、プラズ
マエッチングで薄膜抵抗体の下方に空洞部６を加工する
ことにより製造する。空洞部６の加工により薄膜抵抗体
よりなる検出部の下側にはシリコン基体１は存在せず、
下地誘電体層３のダイヤフラム部31のみになるので熱流
量が小さくなり、流体に対する応答速度および検出感度
が向上する。
【０００４】フローセンサのチップの大きさは、2.５mm
角であり、１枚の、例えば直径４インチのシリコンウエ
ーハを分割することにより製造される。そのような分割
を容易にするため、空洞部６の加工と同時に格子状の溝
８を形成する。
角であり、１枚の、例えば直径４インチのシリコンウエ
ーハを分割することにより製造される。そのような分割
を容易にするため、空洞部６の加工と同時に格子状の溝
８を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５は基体のプラズマ
エッチングの際にマスクパターンを示し、空洞部６形成
のための方形の開口部61と、溝８形成のための幅40μｍ
の格子状の開口部81を有する。しかし、このようにして
溝８を形成してもチップに分割する際に下地誘電体層３
のダイヤフラムの破損が生じやすい。それを防止するた
めに開口部81の幅を広くしてウエーハを分割しやすくす
ると、シリコン基体１のサイドエッチングが大きいの
で、チップが割れたり、チップの断面が逆台形になり、
底面が小さくなるため、チップの接着, ボンディング時
に不良が発生したりする。さらに、シリコン基体１の側
面には、測定ガス中のダスト、ミストが付着し、それが
舞い上がってボンディングワイヤの短絡の原因となった
り、あるいはセンサ部の塵埃付着の原因となったりす
る。センサ部への塵埃付着は、センサ感度の変化および
ドリフト発生を引き起こす。そのような基体１の側面へ
のダスト、ミストの付着は、基体１の断面が逆台形にな
る場合に特に著しい。
エッチングの際にマスクパターンを示し、空洞部６形成
のための方形の開口部61と、溝８形成のための幅40μｍ
の格子状の開口部81を有する。しかし、このようにして
溝８を形成してもチップに分割する際に下地誘電体層３
のダイヤフラムの破損が生じやすい。それを防止するた
めに開口部81の幅を広くしてウエーハを分割しやすくす
ると、シリコン基体１のサイドエッチングが大きいの
で、チップが割れたり、チップの断面が逆台形になり、
底面が小さくなるため、チップの接着, ボンディング時
に不良が発生したりする。さらに、シリコン基体１の側
面には、測定ガス中のダスト、ミストが付着し、それが
舞い上がってボンディングワイヤの短絡の原因となった
り、あるいはセンサ部の塵埃付着の原因となったりす
る。センサ部への塵埃付着は、センサ感度の変化および
ドリフト発生を引き起こす。そのような基体１の側面へ
のダスト、ミストの付着は、基体１の断面が逆台形にな
る場合に特に著しい。
【０００６】本発明の目的は、上述の問題を解決し、チ
ップ分割の際にダイヤフラムの破損の少ないフローセン
サの製造方法を提供することにある。また使用中にセン
サ基体の側面にダストやミストの付着の少ないフローセ
ンサを提供することにある。
ップ分割の際にダイヤフラムの破損の少ないフローセン
サの製造方法を提供することにある。また使用中にセン
サ基体の側面にダストやミストの付着の少ないフローセ
ンサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、表面上に下地誘電体層を介して上流側
および下流側薄膜抵抗体を備えた基板の裏面上にマスク
を設けて、マスクの開口部からのエッチングにより、薄
膜抵抗体の下方の空洞と基板をセンサ基体に分割するた
めの格子状の溝を形成するフローセンサの製造方法にお
いて、格子状の溝を形成するためのマスク開口部の幅を
部分的に広くするものとする。そして、幅を広くする部
分が格子の交点を含むことが有効である。また本発明の
フローセンサは、表面上に下地誘電体層を介して薄膜抵
抗体を備えたセンサ基体の側面が流体の通過方向に傾斜
面を有する絶縁性保護体により囲まれたものとする。
めに、本発明は、表面上に下地誘電体層を介して上流側
および下流側薄膜抵抗体を備えた基板の裏面上にマスク
を設けて、マスクの開口部からのエッチングにより、薄
膜抵抗体の下方の空洞と基板をセンサ基体に分割するた
めの格子状の溝を形成するフローセンサの製造方法にお
いて、格子状の溝を形成するためのマスク開口部の幅を
部分的に広くするものとする。そして、幅を広くする部
分が格子の交点を含むことが有効である。また本発明の
フローセンサは、表面上に下地誘電体層を介して薄膜抵
抗体を備えたセンサ基体の側面が流体の通過方向に傾斜
面を有する絶縁性保護体により囲まれたものとする。
【０００８】
【作用】チップの分割を容易にするための溝の幅を全面
的に広くしないで部分的に広くすることにより、分割の
際のダイヤフラムの破損は少なくなると共にチップの破
損の発生も少なくなる。一方、チップの側面を流体の流
れを妨げない傾斜面を有する保護体で囲むことにより、
長時間測定流体を流しても、センサ基体の側面にダスト
やミストが付着しにくくなり、付着したダストやミスト
による障害がなくなる。
的に広くしないで部分的に広くすることにより、分割の
際のダイヤフラムの破損は少なくなると共にチップの破
損の発生も少なくなる。一方、チップの側面を流体の流
れを妨げない傾斜面を有する保護体で囲むことにより、
長時間測定流体を流しても、センサ基体の側面にダスト
やミストが付着しにくくなり、付着したダストやミスト
による障害がなくなる。
【０００９】
【実施例】図１は第一の本発明の一実施例に用いるプラ
ズマエッチング用のマスクパターンを示し、図３に示し
た空洞部６を形成するための開口部61を囲む格子状の分
割用溝８を形成するための開口部81が形成されている
が、その交点の付近は幅100μｍの幅広開口部82となっ
ている。このマスクを用い、ストップ層２、下地誘電体
層３、薄膜抵抗体41〜44、保護層５を形成した暑さ400
μｍのシリコンウエーハの裏面側からプラズマエッチン
グする。ストップ層２はその際のプラズマ損傷を防止す
る役目をする。大きな開口部61では下地誘電体層３のダ
イヤフラムが形成されるまでエッチングされ、狭い開口
部81からのエッチングは約200 μｍの深さまで達する。
しかし幅広開口部82からのエッチングはそれより深くな
るので、このあとブレーキングでウエーハをチップ化す
るときに分割が容易となる。なお、幅広開口部82は上記
のようにチップの４隅ばかりでなく、チップ自体が割れ
ない程度であれば、さらに他の部分にも形成してもよ
い。
ズマエッチング用のマスクパターンを示し、図３に示し
た空洞部６を形成するための開口部61を囲む格子状の分
割用溝８を形成するための開口部81が形成されている
が、その交点の付近は幅100μｍの幅広開口部82となっ
ている。このマスクを用い、ストップ層２、下地誘電体
層３、薄膜抵抗体41〜44、保護層５を形成した暑さ400
μｍのシリコンウエーハの裏面側からプラズマエッチン
グする。ストップ層２はその際のプラズマ損傷を防止す
る役目をする。大きな開口部61では下地誘電体層３のダ
イヤフラムが形成されるまでエッチングされ、狭い開口
部81からのエッチングは約200 μｍの深さまで達する。
しかし幅広開口部82からのエッチングはそれより深くな
るので、このあとブレーキングでウエーハをチップ化す
るときに分割が容易となる。なお、幅広開口部82は上記
のようにチップの４隅ばかりでなく、チップ自体が割れ
ない程度であれば、さらに他の部分にも形成してもよ
い。
【００１０】図２(a) 、(b) は第二の本発明の一実施例
を示し、同図(a) のＢ面断面図である図(b) からわかる
ように、センサチップの下地誘電体層３を支持するシリ
コン基体１はプラズマエッチングにより逆台形の断面形
状を有するが、その周囲を保護体９がとり囲んでいる。
保護体９はエポキシ樹脂から形成されて、流体12の流れ
る方向に傾斜面91、92を有する屋根状の構造を持つ。流
体12はこの傾斜面91、92に沿って流れ、ダスト、ミスト
が流体に混じっていてもチップの側面に付着することな
く表面上を左右に分かれて流れるため、ダイヤフラム部
31の表面に付着することがない。なお、保護体はセラミ
ックスによって形成してもよい。
を示し、同図(a) のＢ面断面図である図(b) からわかる
ように、センサチップの下地誘電体層３を支持するシリ
コン基体１はプラズマエッチングにより逆台形の断面形
状を有するが、その周囲を保護体９がとり囲んでいる。
保護体９はエポキシ樹脂から形成されて、流体12の流れ
る方向に傾斜面91、92を有する屋根状の構造を持つ。流
体12はこの傾斜面91、92に沿って流れ、ダスト、ミスト
が流体に混じっていてもチップの側面に付着することな
く表面上を左右に分かれて流れるため、ダイヤフラム部
31の表面に付着することがない。なお、保護体はセラミ
ックスによって形成してもよい。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、ダイヤフラム構造を形
成するためのプラズマエッチングの際に同時に形成する
分割用の溝を部分的幅広くすることにより、従来より容
易に基板から基体への分割を行うことができ、ダイヤフ
ラム部の損傷あるいは基体の割れなどを防いで歩留まり
を向上することができた。
成するためのプラズマエッチングの際に同時に形成する
分割用の溝を部分的幅広くすることにより、従来より容
易に基板から基体への分割を行うことができ、ダイヤフ
ラム部の損傷あるいは基体の割れなどを防いで歩留まり
を向上することができた。
【００１２】また本発明によれば、基体の側面を流体の
流れを妨げないような傾斜面を有する絶縁性保護体で囲
むことにより、側面へのダストやミストの付着がなくな
り、ボンディングワイヤの短絡やセンサ部の汚染などに
よるセンサ感度の変化およびドリフトの発生などを防止
することができた。
流れを妨げないような傾斜面を有する絶縁性保護体で囲
むことにより、側面へのダストやミストの付着がなくな
り、ボンディングワイヤの短絡やセンサ部の汚染などに
よるセンサ感度の変化およびドリフトの発生などを防止
することができた。
【図１】本発明の一実施例に用いるプラズマエッチング
用マスクの平面図
用マスクの平面図
【図２】本発明の一実施例の保護体を示し、(a) は取り
付け図、(b) は(a) のＢ面断面図
付け図、(b) は(a) のＢ面断面図
【図３】フローセンサチップを示し、(a) は平面図、
(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図
(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図
【図４】フローセンサの検出回路の回路図
【図５】従来のプラズマエッチング用マスクの平面図
１ シリコン基体 ２ ストップ層 ３ 下地誘電体層 ３１ ダイヤフラム部 ４１ 上流側薄膜抵抗体 ４２ 上流側薄膜抵抗体 ４３ 下流側薄膜抵抗体 ４４ 下流側薄膜抵抗体 ５ 保護層 ６ 空洞 ６１ 空洞用マスク開口部 ８１ 溝用マスク開口部 ８２ 幅広開口部 ９ 保護体 ９１ 傾斜面 ９２ 傾斜面 １２ 流体
Claims (3)
- 【請求項１】表面上に下地誘電体層を介して上流側およ
び下流側薄膜抵抗体を備えた基板の裏面上にマスクを設
けて、マスクの開口部からのエッチングにより、薄膜抵
抗体の下方の空洞と基板をセンサ基体に分割するための
格子状の溝を形成するフローセンサの製造方法におい
て、格子状の溝を形成するためのマスク開口部の幅を部
分的に広くすることを特徴とするフローセンサの製造方
法。 - 【請求項２】幅を広くする部分が格子の交点を含む請求
項１記載のフローセンサの製造方法。 - 【請求項３】表面上に下地誘電体層を介して薄膜抵抗体
を備えたセンサ基体の側面が流体の通過方向に傾斜面を
有する絶縁性保護体により囲まれたことを特徴とするフ
ローセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4189783A JPH0634411A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | フローセンサの製造方法およびフローセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4189783A JPH0634411A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | フローセンサの製造方法およびフローセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634411A true JPH0634411A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16247134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4189783A Pending JPH0634411A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | フローセンサの製造方法およびフローセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107228693A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 通用电气公司 | 用于测定气体的***和方法 |
| WO2023098498A1 (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 轻动科技(深圳)有限公司 | 一种基于Ni薄膜的MEMS呼吸流量装置 |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP4189783A patent/JPH0634411A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107228693A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 通用电气公司 | 用于测定气体的***和方法 |
| CN107228693B (zh) * | 2016-03-25 | 2020-08-11 | 通用电气公司 | 用于测定气体的***和方法 |
| WO2023098498A1 (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 轻动科技(深圳)有限公司 | 一种基于Ni薄膜的MEMS呼吸流量装置 |
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