JP2001007346A - 外力検知センサの製造方法 - Google Patents
外力検知センサの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外力検知センサのセンサ素子を寸法精度良く
形成する。 【解決手段】 素子基板３の裏面３ｂに凹部１６を形成
してメンブレン１７を形成する。次に、凹部１６の天面
１６ａに導電性材料から成るエッチングストップ層１８
を形成する。そして、シリコンの素子基板３とガラスの
支持基板２を陽極接合した後に、素子基板３の表面３ａ
側からエッチングストップ層１８に至る貫通部２０をド
ライエッチングによって複数個形成してセンサ素子１を
形作る。然る後に、エッチングストップ層１８をフッ化
水素酸水溶液によってウエットエッチング除去する。導
電性材料のエッチングストップ層１８は、貫通部２０の
側壁面にノッチが形成されるのを防止すると共に、過剰
エッチングを防止する。これにより、設計通りに寸法精
度良くセンサ素子１を製造することができ、出力感度の
安定性に優れた外力検知センサを提供できる。
形成する。 【解決手段】 素子基板３の裏面３ｂに凹部１６を形成
してメンブレン１７を形成する。次に、凹部１６の天面
１６ａに導電性材料から成るエッチングストップ層１８
を形成する。そして、シリコンの素子基板３とガラスの
支持基板２を陽極接合した後に、素子基板３の表面３ａ
側からエッチングストップ層１８に至る貫通部２０をド
ライエッチングによって複数個形成してセンサ素子１を
形作る。然る後に、エッチングストップ層１８をフッ化
水素酸水溶液によってウエットエッチング除去する。導
電性材料のエッチングストップ層１８は、貫通部２０の
側壁面にノッチが形成されるのを防止すると共に、過剰
エッチングを防止する。これにより、設計通りに寸法精
度良くセンサ素子１を製造することができ、出力感度の
安定性に優れた外力検知センサを提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、角速度センサや加
速度センサ等の外力検知センサの製造方法に関するもの
である。
速度センサ等の外力検知センサの製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図６（ａ）には本出願人が提案している
外力検知センサである角速度センサが上面図により示さ
れ、また、図６（ｂ）には上記図６（ａ）に示すＡ−Ａ
部分の断面図が示されている。この図６（ａ）、（ｂ）
に示す角速度センサを構成するセンサ素子１は、例えば
ガラスの支持基板２に接合される素子基板（例えば単結
晶のシリコン基板等の半導体基板）３をドライエッチン
グ加工して予め定めた設定の形状としたものである。
外力検知センサである角速度センサが上面図により示さ
れ、また、図６（ｂ）には上記図６（ａ）に示すＡ−Ａ
部分の断面図が示されている。この図６（ａ）、（ｂ）
に示す角速度センサを構成するセンサ素子１は、例えば
ガラスの支持基板２に接合される素子基板（例えば単結
晶のシリコン基板等の半導体基板）３をドライエッチン
グ加工して予め定めた設定の形状としたものである。
【０００３】図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上記支
持基板２のＸ−Ｙ平面方向の面である表面２ａの上方に
は、振動体５が上記支持基板２から浮いた状態で配置さ
れている。この振動体５は四角形状の枠体５ａの内側に
おもり５ｂが設けられた構成と成している。この振動体
５を囲むように複数（図６の例では４個）の固定部６が
互いに間隔を介して支持基板２上に固定配設されてお
り、上記振動体５は上記各固定部６にそれぞれＬ字形状
の支持梁（梁）７によってＸ方向およびＹ方向に振動可
能に支持されている。
持基板２のＸ−Ｙ平面方向の面である表面２ａの上方に
は、振動体５が上記支持基板２から浮いた状態で配置さ
れている。この振動体５は四角形状の枠体５ａの内側に
おもり５ｂが設けられた構成と成している。この振動体
５を囲むように複数（図６の例では４個）の固定部６が
互いに間隔を介して支持基板２上に固定配設されてお
り、上記振動体５は上記各固定部６にそれぞれＬ字形状
の支持梁（梁）７によってＸ方向およびＹ方向に振動可
能に支持されている。
【０００４】振動体５の図の左右両側にはそれぞれ横方
向（Ｘ方向）の外側に向かって櫛歯状の可動電極１０
（１０ａ，１０ｂ）が形成されており、この可動電極１
０と間隔を介して噛み合う固定櫛歯電極１１（１１ａ，
１１ｂ）が固定部１２から横方向の内側に向かって伸長
形成されている。
向（Ｘ方向）の外側に向かって櫛歯状の可動電極１０
（１０ａ，１０ｂ）が形成されており、この可動電極１
０と間隔を介して噛み合う固定櫛歯電極１１（１１ａ，
１１ｂ）が固定部１２から横方向の内側に向かって伸長
形成されている。
【０００５】上記固定櫛歯電極１１ａ，１１ｂにはそれ
ぞれ図示しない導電パターンが接続されており、該導電
パターンを介して上記各固定櫛歯電極１１ａ，１１ｂに
それぞれ外部から電圧を印加することができるように形
成されている。例えば、上記可動電極１０ａ，１０ｂを
設定の定電圧（例えば零Ｖ）の状態にして、固定櫛歯電
極１１ａ，１１ｂに上記各導電パターンを介してそれぞ
れ互いに位相が１８０°異なる交流電圧を印加すると、
可動電極１０ａと固定櫛歯電極１１ａ間と、可動電極１
０ｂと固定櫛歯電極１１ｂ間とにそれぞれ逆向きの静電
力が発生し、この静電力により振動体５は、Ｘ方向に励
振振動するようになっている。
ぞれ図示しない導電パターンが接続されており、該導電
パターンを介して上記各固定櫛歯電極１１ａ，１１ｂに
それぞれ外部から電圧を印加することができるように形
成されている。例えば、上記可動電極１０ａ，１０ｂを
設定の定電圧（例えば零Ｖ）の状態にして、固定櫛歯電
極１１ａ，１１ｂに上記各導電パターンを介してそれぞ
れ互いに位相が１８０°異なる交流電圧を印加すると、
可動電極１０ａと固定櫛歯電極１１ａ間と、可動電極１
０ｂと固定櫛歯電極１１ｂ間とにそれぞれ逆向きの静電
力が発生し、この静電力により振動体５は、Ｘ方向に励
振振動するようになっている。
【０００６】また、振動体５の図の上下両側にはそれぞ
れ縦方向（Ｙ方向）の外側に向かって可動電極１３（１
３ａ，１３ｂ）が伸長形成されており、この可動電極１
３と間隔を介して対向する固定電極１４（１４ａ，１４
ｂ）が固定部１５から縦方向の内側に向かって伸長形成
されている。
れ縦方向（Ｙ方向）の外側に向かって可動電極１３（１
３ａ，１３ｂ）が伸長形成されており、この可動電極１
３と間隔を介して対向する固定電極１４（１４ａ，１４
ｂ）が固定部１５から縦方向の内側に向かって伸長形成
されている。
【０００７】上記構成の角速度センサ（外力検知セン
サ）では、上記したように振動体５がＸ方向に励振振動
している状態で、外力検知センサが上記Ｘ−Ｙ平面方向
に直交するＺ軸を回転軸として回転すると、Ｙ方向にコ
リオリ力が発生する。このコリオリ力が振動体５に加え
られ、振動体５はコリオリ力の方向に振動する。このコ
リオリ力に起因した振動体５のＹ方向の振動によって上
記可動電極１３と固定電極１４間の間隔が変化して、可
動電極１３と固定電極１４間の静電容量が変化する。こ
の静電容量変化を利用して、上記コリオリ力による振動
体５のＹ方向の振動振幅の大きさに対応する電気信号を
検出することで、回転の角速度の大きさを検知すること
ができる。このように、図６に示す角速度センサのセン
サ素子１は振動体５や支持梁７等の可動部を有する可動
素子と成している。
サ）では、上記したように振動体５がＸ方向に励振振動
している状態で、外力検知センサが上記Ｘ−Ｙ平面方向
に直交するＺ軸を回転軸として回転すると、Ｙ方向にコ
リオリ力が発生する。このコリオリ力が振動体５に加え
られ、振動体５はコリオリ力の方向に振動する。このコ
リオリ力に起因した振動体５のＹ方向の振動によって上
記可動電極１３と固定電極１４間の間隔が変化して、可
動電極１３と固定電極１４間の静電容量が変化する。こ
の静電容量変化を利用して、上記コリオリ力による振動
体５のＹ方向の振動振幅の大きさに対応する電気信号を
検出することで、回転の角速度の大きさを検知すること
ができる。このように、図６に示す角速度センサのセン
サ素子１は振動体５や支持梁７等の可動部を有する可動
素子と成している。
【０００８】次に、上記図６に示す角速度センサの製造
方法の一例を図７（ａ）〜（ｅ）に示す断面図を用いて
簡単に説明する。例えば、まず、図７（ａ）に示すよう
に、素子基板３の裏面３ｂにＲＩＥ（反応性イオンエッ
チング）等のドライエッチング技術によって凹部１６を
形成して、例えば、厚みｄが６０〜７０μｍのメンブレ
ン（ダイヤフラム）１７を形成する。
方法の一例を図７（ａ）〜（ｅ）に示す断面図を用いて
簡単に説明する。例えば、まず、図７（ａ）に示すよう
に、素子基板３の裏面３ｂにＲＩＥ（反応性イオンエッ
チング）等のドライエッチング技術によって凹部１６を
形成して、例えば、厚みｄが６０〜７０μｍのメンブレ
ン（ダイヤフラム）１７を形成する。
【０００９】次に、図７（ｂ）に示すように、上記凹部
１６の天面１６ａにＣＶＤ（化学気相成長）等の成膜技
術を用いて、酸化シリコンから成るエッチングストップ
層１８を形成する。
１６の天面１６ａにＣＶＤ（化学気相成長）等の成膜技
術を用いて、酸化シリコンから成るエッチングストップ
層１８を形成する。
【００１０】そして、図７（ｃ）に示すように、上記素
子基板３の裏面３ｂ側に支持基板２を配置して、支持基
板２および素子基板３を高温に加熱し高電圧を印加して
支持基板２と素子基板３を陽極接合する。
子基板３の裏面３ｂ側に支持基板２を配置して、支持基
板２および素子基板３を高温に加熱し高電圧を印加して
支持基板２と素子基板３を陽極接合する。
【００１１】然る後に、フォトリソグラフィ法およびＲ
ＩＥを利用して上記支持基板２のメンブレン１７を加工
して、図７（ｄ）に示すように、素子基板３の表面３ａ
から上記エッチングストップ層１８に達する貫通部２０
を複数形成し、これら複数の貫通部２０によって、振動
体５と支持梁７と可動電極１０と固定櫛歯電極１１と可
動電極１３と固定電極１４等を形作ってセンサ素子１を
形成する。なお、この明細書では、上記のように、基板
の表面から裏面に貫通する貫通部を形成するためのドラ
イエッチング技術を貫通ドライエッチングと述べてい
る。
ＩＥを利用して上記支持基板２のメンブレン１７を加工
して、図７（ｄ）に示すように、素子基板３の表面３ａ
から上記エッチングストップ層１８に達する貫通部２０
を複数形成し、これら複数の貫通部２０によって、振動
体５と支持梁７と可動電極１０と固定櫛歯電極１１と可
動電極１３と固定電極１４等を形作ってセンサ素子１を
形成する。なお、この明細書では、上記のように、基板
の表面から裏面に貫通する貫通部を形成するためのドラ
イエッチング技術を貫通ドライエッチングと述べてい
る。
【００１２】上記のように、センサ素子１が形作られた
後には、図７（ｅ）に示すように、上記エッチングスト
ップ層１８をバッファフッ酸水溶液を用いてウエットエ
ッチング除去する。以上のようにして、図６に示すよう
な角速度センサを製造することができる。
後には、図７（ｅ）に示すように、上記エッチングスト
ップ層１８をバッファフッ酸水溶液を用いてウエットエ
ッチング除去する。以上のようにして、図６に示すよう
な角速度センサを製造することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、従来では、角速度センサ等の外力検知センサの製造
中に形成されるエッチングストップ層１８は、層形成の
容易さや、外力検知センサの製造プロセスの簡素化を図
る観点から、酸化シリコン等の絶縁体により構成されて
いた。ところが、上記のように、エッチングストップ層
１８が絶縁体により形成されているために、図７（ｅ）
に示すように貫通部２０の側壁面の下部側（つまり、エ
ッチングストップ層１８が形成されている側）にノッチ
（欠け）ｎが形成されることに本発明者は気付いた。
に、従来では、角速度センサ等の外力検知センサの製造
中に形成されるエッチングストップ層１８は、層形成の
容易さや、外力検知センサの製造プロセスの簡素化を図
る観点から、酸化シリコン等の絶縁体により構成されて
いた。ところが、上記のように、エッチングストップ層
１８が絶縁体により形成されているために、図７（ｅ）
に示すように貫通部２０の側壁面の下部側（つまり、エ
ッチングストップ層１８が形成されている側）にノッチ
（欠け）ｎが形成されることに本発明者は気付いた。
【００１４】それというのは次に示すような理由に因る
ものと考えられる。例えば、センサ素子１を形作るため
に、素子基板３を貫通ドライエッチングにより加工して
いるとき（ドライエッチング中）には、図６（ａ）に示
す振動体５の枠体５ａとおもり５ｂ間の貫通部（エッチ
ング孔）２０ａのようなエッチング除去面積が広い部分
は、マイクロローディング効果によって、可動電極１０
と固定櫛歯電極１１間の貫通部（エッチング溝）２０ｂ
のようなエッチング除去面積が狭い部分よりも速くエッ
チング除去が達成される。
ものと考えられる。例えば、センサ素子１を形作るため
に、素子基板３を貫通ドライエッチングにより加工して
いるとき（ドライエッチング中）には、図６（ａ）に示
す振動体５の枠体５ａとおもり５ｂ間の貫通部（エッチ
ング孔）２０ａのようなエッチング除去面積が広い部分
は、マイクロローディング効果によって、可動電極１０
と固定櫛歯電極１１間の貫通部（エッチング溝）２０ｂ
のようなエッチング除去面積が狭い部分よりも速くエッ
チング除去が達成される。
【００１５】このように、貫通ドライエッチングを開始
してからエッチング除去がエッチングストップ層１８ま
で達成されて貫通部２０の形成が完了するに要する時間
は上記エッチング除去面積の違い等によって各貫通部２
０毎に異なる。上記貫通ドライエッチングは全ての貫通
部２０の形成が完了するまで継続的に行われるため、エ
ッチング除去が完了したのにも拘わらずエッチングガス
に晒され続ける貫通部２０（以下、このような貫通部を
オーバーエッチング中の貫通部と記す）が生じてしま
う。
してからエッチング除去がエッチングストップ層１８ま
で達成されて貫通部２０の形成が完了するに要する時間
は上記エッチング除去面積の違い等によって各貫通部２
０毎に異なる。上記貫通ドライエッチングは全ての貫通
部２０の形成が完了するまで継続的に行われるため、エ
ッチング除去が完了したのにも拘わらずエッチングガス
に晒され続ける貫通部２０（以下、このような貫通部を
オーバーエッチング中の貫通部と記す）が生じてしま
う。
【００１６】このようなオーバーエッチング中の貫通部
２０では、エッチング除去が完了しているのにエッチン
グガスが継続的に入り込んで、貫通部２０の底部のエッ
チングストップ層１８は、エッチングガス中のプラスイ
オンの衝突によって、プラス（正）に帯電する。
２０では、エッチング除去が完了しているのにエッチン
グガスが継続的に入り込んで、貫通部２０の底部のエッ
チングストップ層１８は、エッチングガス中のプラスイ
オンの衝突によって、プラス（正）に帯電する。
【００１７】そして、そのように、エッチングストップ
層１８がプラスに帯電した以降にも引き続きエッチング
が継続されてエッチングガスが貫通部２０の内部に入り
込み続ける場合には、そのエッチングガス中のプラスイ
オンは、貫通部２０の内部をエッチングストップ層１８
に向かって真っ直ぐに直進するが、エッチングストップ
層１８に達する直前で、上記エッチングストップ層１８
のプラス電荷に反発する。しかも、上記貫通部２０の側
壁面はエッチングガス中の電子の衝突によってマイナス
（負）に帯電していることから、上記プラスイオンは、
エッチングストップ層１８に達する直前で、貫通部２０
の側壁面に引き寄せられてプラスイオンの進路は大きく
湾曲する。その結果、上記エッチングガス中のプラスイ
オンは貫通部２０の側壁面の底部側（エッチングストッ
プ層１８の形成側）に衝突して、前記図７（ｅ）に示す
ようなノッチｎを形成してしまう。
層１８がプラスに帯電した以降にも引き続きエッチング
が継続されてエッチングガスが貫通部２０の内部に入り
込み続ける場合には、そのエッチングガス中のプラスイ
オンは、貫通部２０の内部をエッチングストップ層１８
に向かって真っ直ぐに直進するが、エッチングストップ
層１８に達する直前で、上記エッチングストップ層１８
のプラス電荷に反発する。しかも、上記貫通部２０の側
壁面はエッチングガス中の電子の衝突によってマイナス
（負）に帯電していることから、上記プラスイオンは、
エッチングストップ層１８に達する直前で、貫通部２０
の側壁面に引き寄せられてプラスイオンの進路は大きく
湾曲する。その結果、上記エッチングガス中のプラスイ
オンは貫通部２０の側壁面の底部側（エッチングストッ
プ層１８の形成側）に衝突して、前記図７（ｅ）に示す
ようなノッチｎを形成してしまう。
【００１８】また、エッチングストップ層１８が絶縁体
により構成されているために、次に示すような問題発生
の虞があることも分かった。その問題とは、貫通部２０
を形成するために貫通ドライエッチングを行っている最
中に、図８（ａ）に示すように、何れの貫通部２０も形
成完了していないときには、図の矢印に示すような熱移
動があり、例えばエッチングガス中の電子が衝突して貫
通部２０の側壁面に発生した熱はメンブレン１７中に拡
散していき、メンブレン１７等のドライエッチング加工
対象領域はほぼ全領域に亙り同程度の温度となってい
る。
により構成されているために、次に示すような問題発生
の虞があることも分かった。その問題とは、貫通部２０
を形成するために貫通ドライエッチングを行っている最
中に、図８（ａ）に示すように、何れの貫通部２０も形
成完了していないときには、図の矢印に示すような熱移
動があり、例えばエッチングガス中の電子が衝突して貫
通部２０の側壁面に発生した熱はメンブレン１７中に拡
散していき、メンブレン１７等のドライエッチング加工
対象領域はほぼ全領域に亙り同程度の温度となってい
る。
【００１９】ところが、図８（ｂ）に示すようにオーバ
ーエッチング中の貫通部２０Ａが生じてくると、そのオ
ーバーエッチング中の貫通部２０Ａによって挟み込まれ
た部分（例えば図８（ｂ）の符号２１に指し示された部
分）の温度が上昇してくる。つまり、エッチングガス中
の電子がオーバーエッチング中の貫通部２０Ａの側壁面
に衝突して熱を発生させたときに、エッチングストップ
層１８は絶縁体により構成されて熱伝導が非常に悪いの
で、上記部分２１は熱的に他の領域と独立した状態とな
っており、その部分２１の側壁面に熱が籠もって該部分
２１の温度が他の領域よりも上昇する。このため、その
部分２１は他の領域よりもエッチング除去され易い状況
となり、図８（ｃ）の点線に示すような寸法で形成され
るべきところが、実線に示すようにエッチング除去が過
剰に成されてしまい、設計通りの寸法で形成されないと
いう過剰エッチングの問題が生じる。
ーエッチング中の貫通部２０Ａが生じてくると、そのオ
ーバーエッチング中の貫通部２０Ａによって挟み込まれ
た部分（例えば図８（ｂ）の符号２１に指し示された部
分）の温度が上昇してくる。つまり、エッチングガス中
の電子がオーバーエッチング中の貫通部２０Ａの側壁面
に衝突して熱を発生させたときに、エッチングストップ
層１８は絶縁体により構成されて熱伝導が非常に悪いの
で、上記部分２１は熱的に他の領域と独立した状態とな
っており、その部分２１の側壁面に熱が籠もって該部分
２１の温度が他の領域よりも上昇する。このため、その
部分２１は他の領域よりもエッチング除去され易い状況
となり、図８（ｃ）の点線に示すような寸法で形成され
るべきところが、実線に示すようにエッチング除去が過
剰に成されてしまい、設計通りの寸法で形成されないと
いう過剰エッチングの問題が生じる。
【００２０】上記のように、従来では、エッチングスト
ップ層１８を絶縁体により形成していたために、貫通部
２０の側壁面のエッチングストップ層１８側にノッチｎ
が形成されたり、過剰エッチング発生して、設計寸法通
りに精度良くセンサ素子１を形成することができない事
態が発生していることに本発明者は気付いた。そのよう
に、寸法精度良くセンサ素子１を形成することができな
いことによって、例えば、外力検知センサの安定的な出
力感度を得ることができないという問題が生じる。
ップ層１８を絶縁体により形成していたために、貫通部
２０の側壁面のエッチングストップ層１８側にノッチｎ
が形成されたり、過剰エッチング発生して、設計寸法通
りに精度良くセンサ素子１を形成することができない事
態が発生していることに本発明者は気付いた。そのよう
に、寸法精度良くセンサ素子１を形成することができな
いことによって、例えば、外力検知センサの安定的な出
力感度を得ることができないという問題が生じる。
【００２１】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、設計寸法通りに精度良くセ
ンサ素子を形成することができる外力検知センサの製造
方法を提供することにある。
たものであり、その目的は、設計寸法通りに精度良くセ
ンサ素子を形成することができる外力検知センサの製造
方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第１の発明における外力
検知センサの製造方法は、素子基板を貫通ドライエッチ
ングしてセンサ素子を形成する外力検知センサの製造方
法において、前記素子基板のドライエッチングに用いる
エッチングストップ層として導電性材料を用いる構成を
もって前記課題を解決する手段としている。
に、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決す
る手段としている。すなわち、第１の発明における外力
検知センサの製造方法は、素子基板を貫通ドライエッチ
ングしてセンサ素子を形成する外力検知センサの製造方
法において、前記素子基板のドライエッチングに用いる
エッチングストップ層として導電性材料を用いる構成を
もって前記課題を解決する手段としている。
【００２３】第２の発明における外力検知センサの製造
方法は、素子基板の裏面側に凹部を形成すると共に表面
側にメンブレンを形成する工程と、前記素子基板の凹部
の天面に導電性材料から成るエッチングストップ層を設
ける工程と、前記素子基板の裏面側を支持基板に接合す
る工程と、前記素子基板のメンブレンをドライエッチン
グして、センサ素子を形成する工程と、を含むことを特
徴として構成されている。
方法は、素子基板の裏面側に凹部を形成すると共に表面
側にメンブレンを形成する工程と、前記素子基板の凹部
の天面に導電性材料から成るエッチングストップ層を設
ける工程と、前記素子基板の裏面側を支持基板に接合す
る工程と、前記素子基板のメンブレンをドライエッチン
グして、センサ素子を形成する工程と、を含むことを特
徴として構成されている。
【００２４】第３の発明における外力検知センサの製造
方法は、上記第２の発明を構成する凹部は素子基板の裏
面中央部に形成されていることを特徴として構成されて
いる。
方法は、上記第２の発明を構成する凹部は素子基板の裏
面中央部に形成されていることを特徴として構成されて
いる。
【００２５】第４の発明における外力検知センサの製造
方法は、素子基板を貫通ドライエッチングしてセンサ素
子を形成する外力検知センサの製造方法において、前記
素子基板とこの素子基板を支えるダミー支持基板との間
に、導電性材料から成るエッチングストップ層を介在さ
せたことを特徴として構成されている。
方法は、素子基板を貫通ドライエッチングしてセンサ素
子を形成する外力検知センサの製造方法において、前記
素子基板とこの素子基板を支えるダミー支持基板との間
に、導電性材料から成るエッチングストップ層を介在さ
せたことを特徴として構成されている。
【００２６】第５の発明における外力検知センサの製造
方法は、上記第４の発明の構成を備え、素子基板にセン
サ素子を形成した後に、ダミー支持基板とエッチングス
トップ層を除去し、然る後に、凹部が形成された支持基
板を上記素子基板の裏面側に配置して上記素子基板のセ
ンサ素子に上記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に
支持基板を接合することを特徴として構成されている。
方法は、上記第４の発明の構成を備え、素子基板にセン
サ素子を形成した後に、ダミー支持基板とエッチングス
トップ層を除去し、然る後に、凹部が形成された支持基
板を上記素子基板の裏面側に配置して上記素子基板のセ
ンサ素子に上記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に
支持基板を接合することを特徴として構成されている。
【００２７】第６の発明における外力検知センサの製造
方法は、素子基板の裏面側における設定のセンサ素子形
成領域に導電性材料から成るエッチングストップ層を形
成し、凹部が形成された支持基板を上記素子基板の裏面
側に配置して上記素子基板のエッチングストップ層に上
記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に支持基板を接
合し、然る後に、前記素子基板のセンサ素子形成領域を
表面側から貫通ドライエッチングにより加工してセンサ
素子を形成することを特徴として構成されている。
方法は、素子基板の裏面側における設定のセンサ素子形
成領域に導電性材料から成るエッチングストップ層を形
成し、凹部が形成された支持基板を上記素子基板の裏面
側に配置して上記素子基板のエッチングストップ層に上
記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に支持基板を接
合し、然る後に、前記素子基板のセンサ素子形成領域を
表面側から貫通ドライエッチングにより加工してセンサ
素子を形成することを特徴として構成されている。
【００２８】第７の発明における外力検知センサの製造
方法は、素子基板の裏面側における設定のセンサ素子形
成領域に導電性材料から成るエッチングストップ層を形
成し、凹部が形成された支持基板を上記素子基板の裏面
側に配置して上記素子基板のエッチングストップ層に上
記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に支持基板を接
合し、その後に、前記素子基板を所定の厚みに薄くする
加工を施し、然る後に、前記素子基板のセンサ素子形成
領域を表面側から貫通ドライエッチングにより加工して
センサ素子を形成することを特徴として構成されてい
る。
方法は、素子基板の裏面側における設定のセンサ素子形
成領域に導電性材料から成るエッチングストップ層を形
成し、凹部が形成された支持基板を上記素子基板の裏面
側に配置して上記素子基板のエッチングストップ層に上
記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に支持基板を接
合し、その後に、前記素子基板を所定の厚みに薄くする
加工を施し、然る後に、前記素子基板のセンサ素子形成
領域を表面側から貫通ドライエッチングにより加工して
センサ素子を形成することを特徴として構成されてい
る。
【００２９】第８の発明における外力検知センサの製造
方法は、素子基板の設定のセンサ素子形成領域を表裏両
面側から加工してメンブレンを形成し、メンブレンの裏
面側に導電性材料から成るエッチングストップ層を形成
し、その後に、素子基板の裏面側に支持基板を接合し、
メンブレンを表面側から貫通ドライエッチングにより加
工してセンサ素子を形成することを特徴として構成され
ている。
方法は、素子基板の設定のセンサ素子形成領域を表裏両
面側から加工してメンブレンを形成し、メンブレンの裏
面側に導電性材料から成るエッチングストップ層を形成
し、その後に、素子基板の裏面側に支持基板を接合し、
メンブレンを表面側から貫通ドライエッチングにより加
工してセンサ素子を形成することを特徴として構成され
ている。
【００３０】第９の発明における外力検知センサの製造
方法は、上記第２又は第３又は第５又は第６又は第７又
は第８の発明を構成する素子基板はシリコンにより形成
され、支持基板はガラス材料により形成されており、素
子基板と支持基板を陽極接合することを特徴として構成
されている。
方法は、上記第２又は第３又は第５又は第６又は第７又
は第８の発明を構成する素子基板はシリコンにより形成
され、支持基板はガラス材料により形成されており、素
子基板と支持基板を陽極接合することを特徴として構成
されている。
【００３１】第１０の発明における外力検知センサの製
造方法は、上記第１〜第９の発明の何れか１つの発明の
構成を備え、エッチングストップ層のドライエッチング
速度に対する素子基板のドライエッチング速度の比であ
る選択比が１以上となる導電性材料によってエッチング
ストップ層が形成されていることを特徴として構成され
ている。
造方法は、上記第１〜第９の発明の何れか１つの発明の
構成を備え、エッチングストップ層のドライエッチング
速度に対する素子基板のドライエッチング速度の比であ
る選択比が１以上となる導電性材料によってエッチング
ストップ層が形成されていることを特徴として構成され
ている。
【００３２】第１１の発明における外力検知センサの製
造方法は、上記第１〜第１０の発明の何れか１つの発明
を構成するセンサ素子は可動素子であることを特徴とし
て構成されている。
造方法は、上記第１〜第１０の発明の何れか１つの発明
を構成するセンサ素子は可動素子であることを特徴とし
て構成されている。
【００３３】上記構成の発明において、エッチングスト
ップ層を導電性材料により構成した。このため、貫通ド
ライエッチング中に、エッチングガスのプラスイオンが
オーバーエッチング中の貫通部の内部に入り込んでエッ
チングストップ層に衝突して該エッチングストップ層が
プラスに帯電しても、そのエッチングストップ層のプラ
ス電荷は、瞬時に、貫通部の側壁面のマイナス電荷と電
気的に中和することとなる。
ップ層を導電性材料により構成した。このため、貫通ド
ライエッチング中に、エッチングガスのプラスイオンが
オーバーエッチング中の貫通部の内部に入り込んでエッ
チングストップ層に衝突して該エッチングストップ層が
プラスに帯電しても、そのエッチングストップ層のプラ
ス電荷は、瞬時に、貫通部の側壁面のマイナス電荷と電
気的に中和することとなる。
【００３４】このことから、エッチングストップ層はプ
ラスに帯電し続けることが無くなり、従来の問題、つま
り、オーバーエッチング中の貫通部の内部に入り込んだ
エッチングガスのプラスイオンが、エッチングストップ
層の継続的なプラス帯電状態によって、エッチングスト
ップ層に達する直前で、その進路を変えて貫通部の側壁
面に湾曲して衝突し、これにより、貫通部の側壁面のエ
ッチングストップ層側にノッチを形成してしまうという
問題を防止することができる。
ラスに帯電し続けることが無くなり、従来の問題、つま
り、オーバーエッチング中の貫通部の内部に入り込んだ
エッチングガスのプラスイオンが、エッチングストップ
層の継続的なプラス帯電状態によって、エッチングスト
ップ層に達する直前で、その進路を変えて貫通部の側壁
面に湾曲して衝突し、これにより、貫通部の側壁面のエ
ッチングストップ層側にノッチを形成してしまうという
問題を防止することができる。
【００３５】また、導電性材料のエッチングストップ層
は熱伝導が良いために、素子基板の熱はそのエッチング
ストップ層を介して伝搬することが容易であることか
ら、オーバーエッチング中の貫通部に囲まれている領域
が他の領域よりも温度上昇することを回避することがで
きる。これにより、所定のエッチング除去が終了してい
るのにも拘わらず、温度上昇に起因してエッチングが過
剰に行われてしまうという過剰エッチング問題を防止す
ることができる。
は熱伝導が良いために、素子基板の熱はそのエッチング
ストップ層を介して伝搬することが容易であることか
ら、オーバーエッチング中の貫通部に囲まれている領域
が他の領域よりも温度上昇することを回避することがで
きる。これにより、所定のエッチング除去が終了してい
るのにも拘わらず、温度上昇に起因してエッチングが過
剰に行われてしまうという過剰エッチング問題を防止す
ることができる。
【００３６】上記のように、貫通部の側壁面におけるノ
ッチ形成の回避と、過剰エッチングの防止とが成される
ので、センサ素子を設計通りの寸法で精度良く製造する
ことが可能となる。これにより、性能の良い外力検知セ
ンサを提供することが容易となる。
ッチ形成の回避と、過剰エッチングの防止とが成される
ので、センサ素子を設計通りの寸法で精度良く製造する
ことが可能となる。これにより、性能の良い外力検知セ
ンサを提供することが容易となる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下に、この発明に係る実施形態
例を図面に基づいて説明する。
例を図面に基づいて説明する。
【００３８】図１（ａ）〜（ｅ）には本発明に係る外力
検知センサの製造方法の第１の実施形態例が示されてい
る。なお、この第１の実施形態例の説明において、前記
従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
検知センサの製造方法の第１の実施形態例が示されてい
る。なお、この第１の実施形態例の説明において、前記
従来例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
【００３９】この第１の実施形態例において特徴的なこ
とは、外力検知センサを構成するセンサ素子１の製造中
に形成されるエッチングストップ層１８を導電性材料に
より構成することである。それ以外の構成は前記従来例
と同様である。
とは、外力検知センサを構成するセンサ素子１の製造中
に形成されるエッチングストップ層１８を導電性材料に
より構成することである。それ以外の構成は前記従来例
と同様である。
【００４０】ところで、近年では、角速度センサ等の外
力検知センサのより高い感度が要求されるようになって
きているために、センサ素子１をより一層寸法精度良く
製造することが望まれている。このことから、前述した
ような貫通部２０の側壁面に形成されるノッチｎや過剰
エッチングが大きな問題となってきている。従来では、
前述したように、エッチングストップ層１８は、層形成
の容易さや、製造プロセスの簡素化の観点から、絶縁体
により形成しており、他の材料によりエッチングストッ
プ層１８を形成することは考えられなかったが、上記問
題を解決するために、本発明者は、上記エッチングスト
ップ層１８を導電性材料により構成することを考えた。
力検知センサのより高い感度が要求されるようになって
きているために、センサ素子１をより一層寸法精度良く
製造することが望まれている。このことから、前述した
ような貫通部２０の側壁面に形成されるノッチｎや過剰
エッチングが大きな問題となってきている。従来では、
前述したように、エッチングストップ層１８は、層形成
の容易さや、製造プロセスの簡素化の観点から、絶縁体
により形成しており、他の材料によりエッチングストッ
プ層１８を形成することは考えられなかったが、上記問
題を解決するために、本発明者は、上記エッチングスト
ップ層１８を導電性材料により構成することを考えた。
【００４１】すなわち、この第１の実施形態例では、図
１（ａ）に示すように、素子基板３の裏面３ｂに凹部１
６を形成して、設定の厚みｄ（例えば、７０μｍ）のメ
ンブレン１７を形成する。そして、図１（ｂ）に示すよ
うに、上記凹部１６の天面１６ａ（メンブレン１７の裏
面側）にエッチングストップ層１８を形成する。この第
１の実施形態例では、上記したように、エッチングスト
ップ層１８は導電性材料により構成されており、例え
ば、電子ビーム蒸着法や、スパッタ等の成膜形成技術に
よって上記凹部１６の天面１６ａにエッチングストップ
層１８を形成する。また、この第１の実施形態例では、
エッチングストップ層１８を形成する導電性材料は、エ
ッチングストップ層としての機能を確実に果たすため
に、選択比（つまり、エッチングストップ層１８のドラ
イエッチング速度に対する素子基板３のドライエッチン
グ速度の比）が１以上となるものである。
１（ａ）に示すように、素子基板３の裏面３ｂに凹部１
６を形成して、設定の厚みｄ（例えば、７０μｍ）のメ
ンブレン１７を形成する。そして、図１（ｂ）に示すよ
うに、上記凹部１６の天面１６ａ（メンブレン１７の裏
面側）にエッチングストップ層１８を形成する。この第
１の実施形態例では、上記したように、エッチングスト
ップ層１８は導電性材料により構成されており、例え
ば、電子ビーム蒸着法や、スパッタ等の成膜形成技術に
よって上記凹部１６の天面１６ａにエッチングストップ
層１８を形成する。また、この第１の実施形態例では、
エッチングストップ層１８を形成する導電性材料は、エ
ッチングストップ層としての機能を確実に果たすため
に、選択比（つまり、エッチングストップ層１８のドラ
イエッチング速度に対する素子基板３のドライエッチン
グ速度の比）が１以上となるものである。
【００４２】次に、図１（ｃ）に示すように、上記支持
基板２を素子基板３の裏面３ｂ側に配置して、上記支持
基板２と素子基板３を陽極接合する。そして、図１
（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィと、ＲＩＥ等
のドライエッチング技術とを利用して、素子基板３の上
記メンブレン１７を表面３ａ側から貫通ドライエッチン
グして上記エッチングストップ層１８に達する貫通部２
０を複数個形成し、これら複数の貫通部２０によって、
図６に示すようなセンサ素子１を形作る。
基板２を素子基板３の裏面３ｂ側に配置して、上記支持
基板２と素子基板３を陽極接合する。そして、図１
（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィと、ＲＩＥ等
のドライエッチング技術とを利用して、素子基板３の上
記メンブレン１７を表面３ａ側から貫通ドライエッチン
グして上記エッチングストップ層１８に達する貫通部２
０を複数個形成し、これら複数の貫通部２０によって、
図６に示すようなセンサ素子１を形作る。
【００４３】上記貫通ドライエッチング中には、オーバ
ーエッチング中の貫通部２０において、該貫通部２０の
内部にエッチングガスが入り込んで該エッチングガス中
のプラスイオンがエッチングストップ層１８に衝突して
エッチングストップ層１８がプラスに帯電するが、エッ
チングストップ層１８は導電性材料によって形成されて
いるために、そのエッチングストップ層１８のプラス電
荷は、瞬時に、貫通部２０の側壁面のマイナス電荷と電
気的に中和されて、エッチングストップ層１８のプラス
帯電状態は解消される。
ーエッチング中の貫通部２０において、該貫通部２０の
内部にエッチングガスが入り込んで該エッチングガス中
のプラスイオンがエッチングストップ層１８に衝突して
エッチングストップ層１８がプラスに帯電するが、エッ
チングストップ層１８は導電性材料によって形成されて
いるために、そのエッチングストップ層１８のプラス電
荷は、瞬時に、貫通部２０の側壁面のマイナス電荷と電
気的に中和されて、エッチングストップ層１８のプラス
帯電状態は解消される。
【００４４】これにより、オーバーエッチング中の貫通
部２０では、内部に入り込んだエッチングガス中のプラ
スイオンは真っ直ぐエッチングストップ層１８に向かっ
て直進してエッチングストップ層１８に衝突することと
なり、従来のようにプラスに帯電し続けるエッチングス
トップ層１８に起因してプラスイオンの進路が湾曲して
貫通部２０の側壁面に衝突して該側壁面にノッチｎを形
成してしまうという問題を防止することができる。
部２０では、内部に入り込んだエッチングガス中のプラ
スイオンは真っ直ぐエッチングストップ層１８に向かっ
て直進してエッチングストップ層１８に衝突することと
なり、従来のようにプラスに帯電し続けるエッチングス
トップ層１８に起因してプラスイオンの進路が湾曲して
貫通部２０の側壁面に衝突して該側壁面にノッチｎを形
成してしまうという問題を防止することができる。
【００４５】また、この第１の実施形態例では、エッチ
ングストップ層１８は上記の如く導電性材料により構成
されて熱伝導が良いものであることから、熱伝搬通路と
して機能することができるものである。これにより、オ
ーバーエッチング中の貫通部２０によって囲まれている
部分がエッチングガスの衝突によって発熱しても、その
熱はエッチングストップ層１８を通って他の領域に伝搬
することとなり、エッチング加工対象領域のほぼ全領域
の温度を同程度にすることができる。これにより、温度
不均一に起因した過剰エッチングを回避することができ
ることとなる。
ングストップ層１８は上記の如く導電性材料により構成
されて熱伝導が良いものであることから、熱伝搬通路と
して機能することができるものである。これにより、オ
ーバーエッチング中の貫通部２０によって囲まれている
部分がエッチングガスの衝突によって発熱しても、その
熱はエッチングストップ層１８を通って他の領域に伝搬
することとなり、エッチング加工対象領域のほぼ全領域
の温度を同程度にすることができる。これにより、温度
不均一に起因した過剰エッチングを回避することができ
ることとなる。
【００４６】上記のように、エッチングストップ層１８
を導電性材料により構成することによって、貫通部２０
の側壁面のノッチｎ防止効果と、温度不均一に起因した
過剰エッチング回避効果とを共に奏することができる。
特に、本発明者の実験により得られたところによると、
上記エッチングストップ層１８を構成する材料として、
導電率が1×10６Ω−１・ｍ−１以上、かつ、熱伝導率
が0.1Ｗ・cm−１・Ｋ− １以上である導電性材料を用い
た場合に、上記効果が顕著となり、望ましい。例えば、
エッチングストップ層１８をチタン（導電率1.7×10６
Ω−１・ｍ−１、熱伝導率0.219Ｗ・ｃｍ−１・
Ｋ−１）や、アルミニュウム（導電率3.8×10７Ω −１
・ｍ−１、熱伝導率2.37Ｗ・ｃｍ−１・Ｋ−１）により
構成することが最適である。
を導電性材料により構成することによって、貫通部２０
の側壁面のノッチｎ防止効果と、温度不均一に起因した
過剰エッチング回避効果とを共に奏することができる。
特に、本発明者の実験により得られたところによると、
上記エッチングストップ層１８を構成する材料として、
導電率が1×10６Ω−１・ｍ−１以上、かつ、熱伝導率
が0.1Ｗ・cm−１・Ｋ− １以上である導電性材料を用い
た場合に、上記効果が顕著となり、望ましい。例えば、
エッチングストップ層１８をチタン（導電率1.7×10６
Ω−１・ｍ−１、熱伝導率0.219Ｗ・ｃｍ−１・
Ｋ−１）や、アルミニュウム（導電率3.8×10７Ω −１
・ｍ−１、熱伝導率2.37Ｗ・ｃｍ−１・Ｋ−１）により
構成することが最適である。
【００４７】また、もちろん、エッチングストップ層１
８の導電性材料として、ニッケルや銅等を用いてもよい
ものである。なお、エッチングストップ層１８の厚み
は、該エッチングストップ層１８を構成する導電性材料
の種類やメンブレン１７の厚み等を考慮して適宜設定さ
れるものであり、例えば、エッチングストップ層１８を
チタンあるいはアルミニュウムにより構成する際には、
そのエッチングストップ層１８を例えば約３００nmの厚
みに形成する。
８の導電性材料として、ニッケルや銅等を用いてもよい
ものである。なお、エッチングストップ層１８の厚み
は、該エッチングストップ層１８を構成する導電性材料
の種類やメンブレン１７の厚み等を考慮して適宜設定さ
れるものであり、例えば、エッチングストップ層１８を
チタンあるいはアルミニュウムにより構成する際には、
そのエッチングストップ層１８を例えば約３００nmの厚
みに形成する。
【００４８】上記貫通ドライエッチングによって所定の
全ての貫通部２０の形成が終了した後に、上記導電性材
料から成るエッチングストップ層１８を例えばフッ化水
素酸水溶液によって図１（ｅ）に示すようにウエットエ
ッチング除去する。なお、上記フッ化水素酸水溶液は、
導電性材料のエッチングストップ層１８をウエットエッ
チング除去するが、素子基板３には損傷を与えないもの
である。
全ての貫通部２０の形成が終了した後に、上記導電性材
料から成るエッチングストップ層１８を例えばフッ化水
素酸水溶液によって図１（ｅ）に示すようにウエットエ
ッチング除去する。なお、上記フッ化水素酸水溶液は、
導電性材料のエッチングストップ層１８をウエットエッ
チング除去するが、素子基板３には損傷を与えないもの
である。
【００４９】上記の如く、エッチングストップ層１８を
ウエットエッチング除去した後に、必要に応じて、図１
（ｅ）の点線に示すような蓋部３０を設けてもよい。こ
の場合には、例えば、凹部３１が形成された蓋部３０で
あるガラス基板を上記図１（ｅ）に示す素子基板３の表
面側に配置し、上記ガラス基板３０の凹部３１を素子基
板３のセンサ素子１に対向させて素子基板３とガラス基
板３０を重ね合わせ陽極接合する。このように、蓋部３
０が設けられる場合には、センサ素子１は支持基板２と
蓋部３０によって形成される内部空間内に収容封止され
ることとなり、その内部空間内は、センサ素子１の動作
特性に応じて、減圧されることもある。
ウエットエッチング除去した後に、必要に応じて、図１
（ｅ）の点線に示すような蓋部３０を設けてもよい。こ
の場合には、例えば、凹部３１が形成された蓋部３０で
あるガラス基板を上記図１（ｅ）に示す素子基板３の表
面側に配置し、上記ガラス基板３０の凹部３１を素子基
板３のセンサ素子１に対向させて素子基板３とガラス基
板３０を重ね合わせ陽極接合する。このように、蓋部３
０が設けられる場合には、センサ素子１は支持基板２と
蓋部３０によって形成される内部空間内に収容封止され
ることとなり、その内部空間内は、センサ素子１の動作
特性に応じて、減圧されることもある。
【００５０】この第１の実施形態例では、上記のような
製造手法により、外力検知センサを製造する。
製造手法により、外力検知センサを製造する。
【００５１】この第１の実施形態例によれば、エッチン
グストップ層１８を導電性材料により構成したので、上
記の如く、貫通ドライエッチング中に、オーバーエッチ
ング中の貫通部２０の底部におけるエッチングストップ
層１８がプラスに帯電し続けるのを防止することがで
き、エッチングストップ層１８の継続的なプラス帯電に
起因した貫通部２０の側壁面のノッチｎ形成を回避する
ことができる。また、この導電性材料から成るエッチン
グストップ層１８は熱伝搬通路として機能することがで
きるので、このエッチングストップ層１８を介して熱が
伝搬してエッチング加工対象領域のほぼ全領域に亙り、
温度をほぼ同程度に維持することができ、温度不均一に
起因した過剰エッチングを防止することができる。
グストップ層１８を導電性材料により構成したので、上
記の如く、貫通ドライエッチング中に、オーバーエッチ
ング中の貫通部２０の底部におけるエッチングストップ
層１８がプラスに帯電し続けるのを防止することがで
き、エッチングストップ層１８の継続的なプラス帯電に
起因した貫通部２０の側壁面のノッチｎ形成を回避する
ことができる。また、この導電性材料から成るエッチン
グストップ層１８は熱伝搬通路として機能することがで
きるので、このエッチングストップ層１８を介して熱が
伝搬してエッチング加工対象領域のほぼ全領域に亙り、
温度をほぼ同程度に維持することができ、温度不均一に
起因した過剰エッチングを防止することができる。
【００５２】上記のように、ノッチｎ形成と過剰エッチ
ングを共に防止することができるので、センサ素子１を
寸法精度良く製造することができ、感度が良く、かつ、
出力感度が安定した外力検知センサを提供することがで
きて、外力検知センサの品質の信頼性を高めることが可
能となる。
ングを共に防止することができるので、センサ素子１を
寸法精度良く製造することができ、感度が良く、かつ、
出力感度が安定した外力検知センサを提供することがで
きて、外力検知センサの品質の信頼性を高めることが可
能となる。
【００５３】また、この第１の実施形態例では、エッチ
ングストップ層１８は前記選択比が１以上となる導電性
材料によって構成されているので、貫通ドライエッチン
グ中に、エッチングストップ層１８がエッチング除去さ
れてしまってエッチングストップ層１８に穴が開くとい
う問題は殆ど発生しない。また、仮に、エッチングスト
ップ層１８に穴が開いてしまっても、この第１の実施形
態例では、凹部１６の天面１６ａのほぼ全面にエッチン
グストップ層１８が形成されているので、上記エッチン
グストップ層１８の穴から凹部１６の内部に入り込んだ
エッチングガスによって、凹部１６の天面１６ａが損傷
されるのを防止することができる。
ングストップ層１８は前記選択比が１以上となる導電性
材料によって構成されているので、貫通ドライエッチン
グ中に、エッチングストップ層１８がエッチング除去さ
れてしまってエッチングストップ層１８に穴が開くとい
う問題は殆ど発生しない。また、仮に、エッチングスト
ップ層１８に穴が開いてしまっても、この第１の実施形
態例では、凹部１６の天面１６ａのほぼ全面にエッチン
グストップ層１８が形成されているので、上記エッチン
グストップ層１８の穴から凹部１６の内部に入り込んだ
エッチングガスによって、凹部１６の天面１６ａが損傷
されるのを防止することができる。
【００５４】なお、上記第１の実施形態例に示したよう
に、エッチングストップ層１８を導電性材料によって構
成することによって、従来の製造プロセスに様々な変更
を加えなければならず、当然に、本発明者は、エッチン
グストップ層１８を導電性材料によって形成した場合に
適切な製造プロセスを検討しているが、ここでは、その
詳細な説明は省略する。
に、エッチングストップ層１８を導電性材料によって構
成することによって、従来の製造プロセスに様々な変更
を加えなければならず、当然に、本発明者は、エッチン
グストップ層１８を導電性材料によって形成した場合に
適切な製造プロセスを検討しているが、ここでは、その
詳細な説明は省略する。
【００５５】以下に、第２の実施形態例を説明する。な
お、この第２の実施形態例の説明において、前記第１の
実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共
通部分の重複説明は省略する。
お、この第２の実施形態例の説明において、前記第１の
実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共
通部分の重複説明は省略する。
【００５６】図２（ａ）〜（ｅ）には本発明に係る外力
検知センサの製造方法の第２の実施形態例が示されてい
る。この第２の実施形態例では、まず、図２（ａ）に示
すように、素子基板３の裏面３ｂのほぼ全面にエッチン
グストップ層１８を例えばスパッタ等の成膜形成技術に
よって形成する。この第２の実施形態例においても、エ
ッチングストップ層１８は前記第１の実施形態例と同様
に導電性材料により構成されている。
検知センサの製造方法の第２の実施形態例が示されてい
る。この第２の実施形態例では、まず、図２（ａ）に示
すように、素子基板３の裏面３ｂのほぼ全面にエッチン
グストップ層１８を例えばスパッタ等の成膜形成技術に
よって形成する。この第２の実施形態例においても、エ
ッチングストップ層１８は前記第１の実施形態例と同様
に導電性材料により構成されている。
【００５７】そして、図２（ｂ）に示すように、上記素
子基板３の裏面３ｂ側に上記エッチングストップ層１８
および接着層（例えばフォトレジスト）２３を介してダ
ミー支持基板２５を貼り合わせる。
子基板３の裏面３ｂ側に上記エッチングストップ層１８
および接着層（例えばフォトレジスト）２３を介してダ
ミー支持基板２５を貼り合わせる。
【００５８】然る後に、図２（ｃ）に示すように、貫通
ドライエッチングによって、素子基板３の表面３ａ側か
らエッチングストップ層１８に至る貫通部２０を複数形
成して、図６に示すようなセンサ素子１を形作る。
ドライエッチングによって、素子基板３の表面３ａ側か
らエッチングストップ層１８に至る貫通部２０を複数形
成して、図６に示すようなセンサ素子１を形作る。
【００５９】そして、上記素子基板３とダミー支持基板
２５の結合体をアセトン溶液等に浸漬して上記接着層２
３を溶解し、素子基板３からダミー支持基板２５を剥離
する。その後、図２（ｄ）に示すように、フッ化水素酸
水溶液等の水溶液を用いて上記導電性材料から成るエッ
チングストップ層１８をウエットエッチング除去する。
２５の結合体をアセトン溶液等に浸漬して上記接着層２
３を溶解し、素子基板３からダミー支持基板２５を剥離
する。その後、図２（ｄ）に示すように、フッ化水素酸
水溶液等の水溶液を用いて上記導電性材料から成るエッ
チングストップ層１８をウエットエッチング除去する。
【００６０】然る後に、図２（ｅ）に示すように、凹部
２６が形成されたガラスの支持基板２を素子基板３の裏
面３ｂ側に配置して該素子基板３のセンサ素子１に上記
支持基板２の凹部２６を対向させ、素子基板３に支持基
板２を陽極接合する。なお、この際、必要に応じて、前
記第１の実施形態例に示したような蓋部３０を素子基板
３０の表面側に同時に陽極接合してもよい。上記支持基
板２の凹部２６は、上記センサ素子１の可動を妨げない
ためのものである。
２６が形成されたガラスの支持基板２を素子基板３の裏
面３ｂ側に配置して該素子基板３のセンサ素子１に上記
支持基板２の凹部２６を対向させ、素子基板３に支持基
板２を陽極接合する。なお、この際、必要に応じて、前
記第１の実施形態例に示したような蓋部３０を素子基板
３０の表面側に同時に陽極接合してもよい。上記支持基
板２の凹部２６は、上記センサ素子１の可動を妨げない
ためのものである。
【００６１】この第２の実施形態例においても、前記第
１の実施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を
導電性材料により構成したので、エッチングストップ層
１８がプラスに帯電し続けるのを防止することができ
て、貫通部２０の側壁面におけるノッチｎの形成を回避
することができると共に、エッチング加工領域の温度不
均一を防止できて、温度不均一に起因した過剰エッチン
グを回避することができる。これにより、センサ素子１
を寸法精度良く製造することができ、感度が良く、か
つ、出力感度の安定性が良い外力検知センサを提供する
ことができることとなる。
１の実施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を
導電性材料により構成したので、エッチングストップ層
１８がプラスに帯電し続けるのを防止することができ
て、貫通部２０の側壁面におけるノッチｎの形成を回避
することができると共に、エッチング加工領域の温度不
均一を防止できて、温度不均一に起因した過剰エッチン
グを回避することができる。これにより、センサ素子１
を寸法精度良く製造することができ、感度が良く、か
つ、出力感度の安定性が良い外力検知センサを提供する
ことができることとなる。
【００６２】以下に、第３の実施形態例を説明する。な
お、この第３の実施形態例の説明において、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
お、この第３の実施形態例の説明において、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
【００６３】図３（ａ）〜（ｄ）には外力検知センサの
製造方法の第３の実施形態例が示されている。この第３
の実施形態例では、まず、図３（ａ）に示すように、半
導体の素子基板３の裏面３ｂにおける設定のセンサ素子
形成領域Ｒ（つまり、図６に示すようなセンサ素子１を
形成するための領域）にエッチングストップ層１８を形
成する。この第３の実施形態例においても、前記各実施
形態例と同様に、エッチングストップ層１８は導電性材
料により形成されており、前記各実施形態例と同様に電
子ビーム蒸着法やスパッタ等の成膜形成技術により素子
基板３の裏面３ｂ側に上記エッチングストップ層１８を
形成する。
製造方法の第３の実施形態例が示されている。この第３
の実施形態例では、まず、図３（ａ）に示すように、半
導体の素子基板３の裏面３ｂにおける設定のセンサ素子
形成領域Ｒ（つまり、図６に示すようなセンサ素子１を
形成するための領域）にエッチングストップ層１８を形
成する。この第３の実施形態例においても、前記各実施
形態例と同様に、エッチングストップ層１８は導電性材
料により形成されており、前記各実施形態例と同様に電
子ビーム蒸着法やスパッタ等の成膜形成技術により素子
基板３の裏面３ｂ側に上記エッチングストップ層１８を
形成する。
【００６４】そして、図３（ｂ）に示すように、凹部２
６が形成されたガラスの支持基板２を素子基板３の裏面
３ｂ側に配置して素子基板３のエッチングストップ層１
８に支持基板２の凹部２６を対向させ、素子基板３に支
持基板２を陽極接合する。
６が形成されたガラスの支持基板２を素子基板３の裏面
３ｂ側に配置して素子基板３のエッチングストップ層１
８に支持基板２の凹部２６を対向させ、素子基板３に支
持基板２を陽極接合する。
【００６５】然る後に、図３（ｃ）に示すように、貫通
ドライエッチングによって、素子基板３の表面３ａ側か
らセンサ素子形成領域Ｒを加工してエッチングストップ
層１８に達する複数の貫通部２０を形成し、図６に示す
ようなセンサ素子１を形作る。次に、図３（ｄ）に示す
ように、エッチングストップ層１８を前記各実施形態例
と同様な手法により除去する。この後に、必要に応じ
て、前記第１の実施形態例に述べたような蓋部３０を素
子基板３０の表面側に陽極接合してもよい。このように
して、外力検知センサを製造することができる。
ドライエッチングによって、素子基板３の表面３ａ側か
らセンサ素子形成領域Ｒを加工してエッチングストップ
層１８に達する複数の貫通部２０を形成し、図６に示す
ようなセンサ素子１を形作る。次に、図３（ｄ）に示す
ように、エッチングストップ層１８を前記各実施形態例
と同様な手法により除去する。この後に、必要に応じ
て、前記第１の実施形態例に述べたような蓋部３０を素
子基板３０の表面側に陽極接合してもよい。このように
して、外力検知センサを製造することができる。
【００６６】この第３の実施形態例においても、前記各
実施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を導電
性材料により構成しているので、貫通部２０の側壁面の
ノッチｎ形成および過剰エッチングを共に回避すること
ができて、設計寸法通りにセンサ素子１を形成すること
ができることとなる。これにより、感度に優れ、かつ、
出力感度の安定性が良い外力検知センサを提供すること
が可能となる。
実施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を導電
性材料により構成しているので、貫通部２０の側壁面の
ノッチｎ形成および過剰エッチングを共に回避すること
ができて、設計寸法通りにセンサ素子１を形成すること
ができることとなる。これにより、感度に優れ、かつ、
出力感度の安定性が良い外力検知センサを提供すること
が可能となる。
【００６７】以下に、第４の実施形態例を説明する。な
お、この第４の実施形態例の説明において、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
お、この第４の実施形態例の説明において、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
【００６８】図４（ａ）〜（ｅ）には外力検知センサの
製造方法の第４の実施形態例が示されている。この第４
の実施形態例では、前記第３の実施形態例とほぼ同様な
製造工程によって外力検知センサを製造していくが、異
なる特徴的なことは、図４（ｂ）に示すように半導体の
素子基板３にガラスの支持基板２を陽極接合した後に、
図４（ｃ）に示すように、素子基板３を予め定めた厚み
にエッチングや切削等により薄くし、その後に、貫通ド
ライエッチングにより、素子基板３に複数の貫通部２０
を形成してセンサ素子１を形作ることである。
製造方法の第４の実施形態例が示されている。この第４
の実施形態例では、前記第３の実施形態例とほぼ同様な
製造工程によって外力検知センサを製造していくが、異
なる特徴的なことは、図４（ｂ）に示すように半導体の
素子基板３にガラスの支持基板２を陽極接合した後に、
図４（ｃ）に示すように、素子基板３を予め定めた厚み
にエッチングや切削等により薄くし、その後に、貫通ド
ライエッチングにより、素子基板３に複数の貫通部２０
を形成してセンサ素子１を形作ることである。
【００６９】この第４の実施形態例によれば、前記各実
施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を導電性
材料により構成するので、貫通部２０の側壁面における
ノッチｎの形成および過剰エッチングを共に回避するこ
とができ、センサ素子１を寸法精度良く形成することが
でき、感度に優れ、かつ、出力感度の安定性が良い外力
検知センサを提供することができる。
施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を導電性
材料により構成するので、貫通部２０の側壁面における
ノッチｎの形成および過剰エッチングを共に回避するこ
とができ、センサ素子１を寸法精度良く形成することが
でき、感度に優れ、かつ、出力感度の安定性が良い外力
検知センサを提供することができる。
【００７０】ところで、外力検知センサの製造中に、薄
く加工された素子基板３を単体で搬送（ハンドリング）
すると、その薄い単体の素子基板３が割れたり、一部分
が欠けるという如く、破損し易い。これに対して、この
第４の実施形態例では、素子基板３を薄く形成する前に
その素子基板３に支持基板２を接合し、その後に、素子
基板３を薄く加工するので、薄い素子基板３が単体で搬
送されることが無くなり、製造中における素子基板３の
破損を防止することができる。また、外力検知センサを
製造するのに、非常に精密な搬送装置を用いなくとも済
む。
く加工された素子基板３を単体で搬送（ハンドリング）
すると、その薄い単体の素子基板３が割れたり、一部分
が欠けるという如く、破損し易い。これに対して、この
第４の実施形態例では、素子基板３を薄く形成する前に
その素子基板３に支持基板２を接合し、その後に、素子
基板３を薄く加工するので、薄い素子基板３が単体で搬
送されることが無くなり、製造中における素子基板３の
破損を防止することができる。また、外力検知センサを
製造するのに、非常に精密な搬送装置を用いなくとも済
む。
【００７１】以下に、第５の実施形態例を説明する。な
お、この第５の実施形態例の説明において、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
お、この第５の実施形態例の説明において、前記各実施
形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部
分の重複説明は省略する。
【００７２】図５（ａ）〜（ｅ）には外力検知センサの
製造方法の第５の実施形態例が示されている。この第５
の実施形態例では、まず、図５（ａ）に示すように、半
導体の素子基板３の表面３ａと裏面３ｂの両面における
設定のセンサ素子形成領域Ｒにそれぞれ凹部２７，２８
を形成してメンブレン１７を形成する。
製造方法の第５の実施形態例が示されている。この第５
の実施形態例では、まず、図５（ａ）に示すように、半
導体の素子基板３の表面３ａと裏面３ｂの両面における
設定のセンサ素子形成領域Ｒにそれぞれ凹部２７，２８
を形成してメンブレン１７を形成する。
【００７３】次に、図５（ｂ）に示すように、上記メン
ブレン１７の裏面側にエッチングストップ層１８を形成
する。この第５の実施形態例においても前記各実施形態
例と同様に、上記エッチングストップ層１８は導電性材
料により構成する。
ブレン１７の裏面側にエッチングストップ層１８を形成
する。この第５の実施形態例においても前記各実施形態
例と同様に、上記エッチングストップ層１８は導電性材
料により構成する。
【００７４】そして、然る後に、図５（ｃ）に示すよう
に、素子基板３の裏面３ｂ側にガラスの支持基板２を陽
極接合し、図５（ｄ）に示すように、上記メンブレン１
７を表面側から貫通ドライエッチングして複数の貫通部
２０を形成して図６に示すようなセンサ素子１を形作
る。次に、図５（ｅ）に示すように、エッチングストッ
プ層１８を前記各実施形態例と同様の手法により除去し
てセンサ素子１が形成される。この後に、必要に応じ
て、前記各実施形態例と同様に素子基板３の表面側に蓋
部３０を設けてもよい。以上のようにして、外力検知セ
ンサを製造することができる。
に、素子基板３の裏面３ｂ側にガラスの支持基板２を陽
極接合し、図５（ｄ）に示すように、上記メンブレン１
７を表面側から貫通ドライエッチングして複数の貫通部
２０を形成して図６に示すようなセンサ素子１を形作
る。次に、図５（ｅ）に示すように、エッチングストッ
プ層１８を前記各実施形態例と同様の手法により除去し
てセンサ素子１が形成される。この後に、必要に応じ
て、前記各実施形態例と同様に素子基板３の表面側に蓋
部３０を設けてもよい。以上のようにして、外力検知セ
ンサを製造することができる。
【００７５】この第５の実施形態例においても、前記各
実施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を導電
性材料により構成することによって、貫通部２０の側壁
面におけるノッチｎの形成および過剰エッチングを共に
回避することができ、これにより、センサ素子１を設計
寸法通りに形成することができて外力検知センサの感度
および出力感度の安定性を向上させることができる。
実施形態例と同様に、エッチングストップ層１８を導電
性材料により構成することによって、貫通部２０の側壁
面におけるノッチｎの形成および過剰エッチングを共に
回避することができ、これにより、センサ素子１を設計
寸法通りに形成することができて外力検知センサの感度
および出力感度の安定性を向上させることができる。
【００７６】なお、この発明は上記各実施形態例に限定
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記各実施形態例では、ドライエッチング中に素
子基板３を冷却しなかったが、ドライエッチング中に、
素子基板３を冷却するようにしてもよい。従来の如くエ
ッチングストップ層１８が絶縁体により構成されている
場合には、貫通ドライエッチング中に素子基板３全体を
冷却しても、前記したような温度不均一問題が生じる。
これに対して、上記各実施形態例と同様に、エッチング
ストップ層１８を導電性材料によって形成することによ
り、貫通ドライエッチング中に素子基板３を冷却する場
合においても、上記各実施形態例と同様の効果を奏する
ことができることとなる。
されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例
えば、上記各実施形態例では、ドライエッチング中に素
子基板３を冷却しなかったが、ドライエッチング中に、
素子基板３を冷却するようにしてもよい。従来の如くエ
ッチングストップ層１８が絶縁体により構成されている
場合には、貫通ドライエッチング中に素子基板３全体を
冷却しても、前記したような温度不均一問題が生じる。
これに対して、上記各実施形態例と同様に、エッチング
ストップ層１８を導電性材料によって形成することによ
り、貫通ドライエッチング中に素子基板３を冷却する場
合においても、上記各実施形態例と同様の効果を奏する
ことができることとなる。
【００７７】また、上記第２の実施形態例では、素子基
板３はエッチングストップ層１８と接着層２３を介して
ダミー支持基板２５を接合していたが、導電性樹脂等の
導電性接着剤によりエッチングストップ層１８を構成す
る場合には、該エッチングストップ層１８が接着層とし
ても機能することができることから、上記接着層２３を
省略することができる。
板３はエッチングストップ層１８と接着層２３を介して
ダミー支持基板２５を接合していたが、導電性樹脂等の
導電性接着剤によりエッチングストップ層１８を構成す
る場合には、該エッチングストップ層１８が接着層とし
ても機能することができることから、上記接着層２３を
省略することができる。
【００７８】さらに、上記各実施形態例では、支持基板
２はガラス材料により形成されていたが、この支持基板
２はシリコン基板により構成してもよく、支持基板２を
形成する材料は限定されるものではない。
２はガラス材料により形成されていたが、この支持基板
２はシリコン基板により構成してもよく、支持基板２を
形成する材料は限定されるものではない。
【００７９】さらに、上記各実施形態例では、エッチン
グストップ層１８は、選択比が１以上となる導電性材料
によって構成されていたが、エッチングストップ層１８
の厚みを厚くする等の場合には、選択比が１未満となる
導電性材料によって構成してもよい。
グストップ層１８は、選択比が１以上となる導電性材料
によって構成されていたが、エッチングストップ層１８
の厚みを厚くする等の場合には、選択比が１未満となる
導電性材料によって構成してもよい。
【００８０】さらに、上記各実施形態例では、図６に示
すような角速度センサを例にして説明したが、もちろ
ん、この発明は、図６に示す角速度センサ以外の角速度
センサや、角速度センサ以外の例えば加速度センサ等の
様々な外力検知センサにも適用することができるもので
ある。
すような角速度センサを例にして説明したが、もちろ
ん、この発明は、図６に示す角速度センサ以外の角速度
センサや、角速度センサ以外の例えば加速度センサ等の
様々な外力検知センサにも適用することができるもので
ある。
【００８１】
【発明の効果】この発明によれば、エッチングストップ
層を導電性材料により構成したので、貫通ドライエッチ
ングによって素子基板に貫通部を形成している最中に、
オーバーエッチング中の貫通部の内部に入り込んだエッ
チングガスのプラスイオンがエッチングストップ層に衝
突してエッチングストップ層をプラスに帯電させても、
そのエッチングストップ層のプラス電荷は、瞬時に、貫
通部の側壁面のマイナス電荷と電気的に中和してエッチ
ングストップ層のプラス帯電状態は解消されて継続しな
いこととなる。
層を導電性材料により構成したので、貫通ドライエッチ
ングによって素子基板に貫通部を形成している最中に、
オーバーエッチング中の貫通部の内部に入り込んだエッ
チングガスのプラスイオンがエッチングストップ層に衝
突してエッチングストップ層をプラスに帯電させても、
そのエッチングストップ層のプラス電荷は、瞬時に、貫
通部の側壁面のマイナス電荷と電気的に中和してエッチ
ングストップ層のプラス帯電状態は解消されて継続しな
いこととなる。
【００８２】このため、オーバーエッチング中の貫通部
の内部に入り込んだエッチングガス中のプラスイオンは
ほぼ全て真っ直ぐにエッチングストップ層に向かって直
進し、貫通部の側壁面に衝突するのを防止することがで
きる。これにより、貫通部の側壁面にノッチが形成され
るのを回避することができる。
の内部に入り込んだエッチングガス中のプラスイオンは
ほぼ全て真っ直ぐにエッチングストップ層に向かって直
進し、貫通部の側壁面に衝突するのを防止することがで
きる。これにより、貫通部の側壁面にノッチが形成され
るのを回避することができる。
【００８３】また、エッチングストップ層は導電性材料
により構成されて熱伝導率が良いことから、熱伝搬通路
として機能することができ、貫通ドライエッチング中
に、エッチング加工対象領域をほぼ全領域に亙り同程度
の温度にすることができ、温度不均一に起因した過剰エ
ッチングを防止することができる。
により構成されて熱伝導率が良いことから、熱伝搬通路
として機能することができ、貫通ドライエッチング中
に、エッチング加工対象領域をほぼ全領域に亙り同程度
の温度にすることができ、温度不均一に起因した過剰エ
ッチングを防止することができる。
【００８４】上記のように、エッチングストップ層を導
電性材料により構成することによって、貫通部の側壁面
におけるノッチ形成と、過剰エッチングとを共に回避す
ることが可能である。このことにより、センサ素子を設
計通りに寸法精度良く製造することができる。このた
め、感度に優れ、かつ、出力感度が安定して、品質の信
頼性が高い外力検知センサを提供することができる。
電性材料により構成することによって、貫通部の側壁面
におけるノッチ形成と、過剰エッチングとを共に回避す
ることが可能である。このことにより、センサ素子を設
計通りに寸法精度良く製造することができる。このた
め、感度に優れ、かつ、出力感度が安定して、品質の信
頼性が高い外力検知センサを提供することができる。
【００８５】素子基板の裏面側に凹部を設けてメンブレ
ンを形成し、貫通ドライエッチングにより上記メンブレ
ンを加工してセンサ素子を形成して外力検知センサを製
造するものや、素子基板にダミー支持基板を接合した後
に、貫通ドライエッチングにより上記素子基板を加工し
てセンサ素子を形成して外力検知センサを製造するもの
や、素子基板の裏面側における設定のセンサ素子形成領
域にエッチングストップ層を形成し、凹部が形成された
支持基板を上記素子基板に接合した後に、貫通ドライエ
ッチングにより上記メンブレンを加工してセンサ素子を
形成して外力検知センサを製造するものや、素子基板の
表裏両面側に凹部を設けてメンブレンを形成し、貫通ド
ライエッチングにより上記メンブレンを加工してセンサ
素子を形成して外力検知センサを製造するものにあって
は、センサ素子は非常に微細なものであり、寸法精度良
くセンサ素子を形成するのは容易ではないが、この発明
を用いることによって、そのような微細な素子であって
も、設計通りに寸法精度良くセンサ素子を製造すること
が容易となり、小型かつ性能に優れた外力検知センサを
製造するのに非常に有効である。
ンを形成し、貫通ドライエッチングにより上記メンブレ
ンを加工してセンサ素子を形成して外力検知センサを製
造するものや、素子基板にダミー支持基板を接合した後
に、貫通ドライエッチングにより上記素子基板を加工し
てセンサ素子を形成して外力検知センサを製造するもの
や、素子基板の裏面側における設定のセンサ素子形成領
域にエッチングストップ層を形成し、凹部が形成された
支持基板を上記素子基板に接合した後に、貫通ドライエ
ッチングにより上記メンブレンを加工してセンサ素子を
形成して外力検知センサを製造するものや、素子基板の
表裏両面側に凹部を設けてメンブレンを形成し、貫通ド
ライエッチングにより上記メンブレンを加工してセンサ
素子を形成して外力検知センサを製造するものにあって
は、センサ素子は非常に微細なものであり、寸法精度良
くセンサ素子を形成するのは容易ではないが、この発明
を用いることによって、そのような微細な素子であって
も、設計通りに寸法精度良くセンサ素子を製造すること
が容易となり、小型かつ性能に優れた外力検知センサを
製造するのに非常に有効である。
【００８６】素子基板の裏面側における設定のセンサ素
子形成領域にエッチングストップ層を形成し、凹部が形
成された支持基板を上記素子基板に接合した後に、その
素子基板を所定の厚みに薄く加工し、貫通ドライエッチ
ングにより上記メンブレンを加工してセンサ素子を形成
して外力検知センサを製造するものにあっては、製造中
に、支持基板によって薄い素子基板を保護することがで
き、素子基板の破損を防止することができ、外力検知セ
ンサの歩留まりを向上させることが可能となる。
子形成領域にエッチングストップ層を形成し、凹部が形
成された支持基板を上記素子基板に接合した後に、その
素子基板を所定の厚みに薄く加工し、貫通ドライエッチ
ングにより上記メンブレンを加工してセンサ素子を形成
して外力検知センサを製造するものにあっては、製造中
に、支持基板によって薄い素子基板を保護することがで
き、素子基板の破損を防止することができ、外力検知セ
ンサの歩留まりを向上させることが可能となる。
【００８７】素子基板がシリコンにより構成され、支持
基板がガラス材料により構成されて素子基板と支持基板
を陽極接合するものにあっては、素子基板と支持基板を
強固に接合することができ、外力検知センサの機械的な
信頼性を高めることができる。
基板がガラス材料により構成されて素子基板と支持基板
を陽極接合するものにあっては、素子基板と支持基板を
強固に接合することができ、外力検知センサの機械的な
信頼性を高めることができる。
【００８８】また、センサ素子が可動素子であるものに
あっては、より厳密な寸法精度が要求されるが、この発
明を用いることにより、その厳しい要求に対しても十分
に応えることができ、特性が良い可動素子であるセンサ
素子を製造することが可能となり、より感度に優れ、か
つ、出力感度の安定性が良い外力検知センサを提供する
ことができる。
あっては、より厳密な寸法精度が要求されるが、この発
明を用いることにより、その厳しい要求に対しても十分
に応えることができ、特性が良い可動素子であるセンサ
素子を製造することが可能となり、より感度に優れ、か
つ、出力感度の安定性が良い外力検知センサを提供する
ことができる。
【００８９】さらに、エッチングストップ層のドライエ
ッチング速度に対する素子基板のドライエッチング速度
の比である選択比が１以上となる導電性材料によってエ
ッチングストップ層が形成されているものにあっては、
ドライエッチング加工中に、エッチングストップ層に穴
が開いてしまうという事態を確実に回避することができ
る。
ッチング速度に対する素子基板のドライエッチング速度
の比である選択比が１以上となる導電性材料によってエ
ッチングストップ層が形成されているものにあっては、
ドライエッチング加工中に、エッチングストップ層に穴
が開いてしまうという事態を確実に回避することができ
る。
【図１】本発明に係る外力検知センサの製造方法の第１
の実施形態例を説明するための図である。
の実施形態例を説明するための図である。
【図２】第２の実施形態例を示す説明図である。
【図３】第３の実施形態例を示す説明図である。
【図４】第４の実施形態例を示す説明図である。
【図５】第５の実施形態例を示す説明図である。
【図６】外力検知センサの一例を示す説明図である。
【図７】外力検知センサの製造方法の従来例を示す説明
図である。
図である。
【図８】従来の課題を説明するための図である。
１ センサ素子 ２ 支持基板 ３ 素子基板 ５ 振動体 １６ 凹部 １６ａ 凹部の天面 １７ メンブレン ２０ 貫通部 ２５ ダミー支持基板
Claims (11)
- 【請求項１】 素子基板を貫通ドライエッチングしてセ
ンサ素子を形成する外力検知センサの製造方法におい
て、前記素子基板のドライエッチングに用いるエッチン
グストップ層として導電性材料を用いることを特徴とす
る外力検知センサの製造方法。 - 【請求項２】 素子基板の裏面側に凹部を形成すると共
に表面側にメンブレンを形成する工程と、前記素子基板
の凹部の天面に導電性材料から成るエッチングストップ
層を設ける工程と、前記素子基板の裏面側を支持基板に
接合する工程と、前記素子基板のメンブレンをドライエ
ッチングして、センサ素子を形成する工程と、を含む外
力検知センサの製造方法。 - 【請求項３】 凹部は素子基板の裏面中央部に形成する
ことを特徴とした請求項２記載の外力検知センサの製造
方法。 - 【請求項４】 素子基板を貫通ドライエッチングしてセ
ンサ素子を形成する外力検知センサの製造方法におい
て、前記素子基板とこの素子基板を支えるダミー支持基
板との間に、導電性材料から成るエッチングストップ層
を介在させたことを特徴とする外力検知センサの製造方
法。 - 【請求項５】 素子基板にセンサ素子を形成した後に、
ダミー支持基板とエッチングストップ層を除去し、然る
後に、凹部が形成された支持基板を上記素子基板の裏面
側に配置して上記素子基板のセンサ素子に上記支持基板
の凹部を対向させ、素子基板に支持基板を接合すること
を特徴とした請求項４記載の外力検知センサの製造方
法。 - 【請求項６】 素子基板の裏面側における設定のセンサ
素子形成領域に導電性材料から成るエッチングストップ
層を形成し、凹部が形成された支持基板を上記素子基板
の裏面側に配置して上記素子基板のエッチングストップ
層に上記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に支持基
板を接合し、然る後に、前記素子基板のセンサ素子形成
領域を表面側から貫通ドライエッチングにより加工して
センサ素子を形成することを特徴とする外力検知センサ
の製造方法。 - 【請求項７】 素子基板の裏面側における設定のセンサ
素子形成領域に導電性材料から成るエッチングストップ
層を形成し、凹部が形成された支持基板を上記素子基板
の裏面側に配置して上記素子基板のエッチングストップ
層に上記支持基板の凹部を対向させ、素子基板に支持基
板を接合し、その後に、前記素子基板を所定の厚みに薄
くする加工を施し、然る後に、前記素子基板のセンサ素
子形成領域を表面側から貫通ドライエッチングにより加
工してセンサ素子を形成することを特徴とする外力検知
センサの製造方法。 - 【請求項８】 素子基板の設定のセンサ素子形成領域を
表裏両面側から加工してメンブレンを形成し、メンブレ
ンの裏面側に導電性材料から成るエッチングストップ層
を形成し、その後に、素子基板の裏面側に支持基板を接
合し、メンブレンを表面側から貫通ドライエッチングに
より加工してセンサ素子を形成することを特徴とする外
力検知センサの製造方法。 - 【請求項９】 素子基板はシリコンにより形成され、支
持基板はガラス材料により形成されており、素子基板と
支持基板を陽極接合することを特徴とする請求項２又は
請求項３又は請求項５又は請求項６又は請求項７又は請
求項８記載の外力検知センサの製造方法。 - 【請求項１０】 エッチングストップ層のドライエッチ
ング速度に対する素子基板のドライエッチング速度の比
である選択比が１以上となる導電性材料によってエッチ
ングストップ層が形成されていることを特徴とした請求
項１乃至請求項９の何れか１つに記載の外力検知センサ
の製造方法。 - 【請求項１１】 センサ素子は可動素子であることを特
徴とした請求項１乃至請求項１０の何れか１つに記載の
外力検知センサの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000026139A JP3575373B2 (ja) | 1999-04-19 | 2000-02-03 | 外力検知センサの製造方法 |
| US09/548,414 US7067344B1 (en) | 1999-04-19 | 2000-04-13 | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| EP00108261A EP1046917A3 (en) | 1999-04-19 | 2000-04-14 | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| EP06001027.9A EP1657553B1 (en) | 1999-04-19 | 2000-04-14 | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| EP06001026A EP1655610A3 (en) | 1999-04-19 | 2000-04-14 | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| US10/725,874 US7049165B2 (en) | 1999-04-19 | 2003-12-02 | Method of manufacturing an external force detection sensor |
| US11/296,052 US7393714B2 (en) | 1999-04-19 | 2005-12-06 | Method of manufacturing external force detection sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-111298 | 1999-04-19 | ||
| JP11129899 | 1999-04-19 | ||
| JP2000026139A JP3575373B2 (ja) | 1999-04-19 | 2000-02-03 | 外力検知センサの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004150727A Division JP4569167B2 (ja) | 1999-04-19 | 2004-05-20 | 外力検知センサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007346A true JP2001007346A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3575373B2 JP3575373B2 (ja) | 2004-10-13 |
Family
ID=26450725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000026139A Expired - Lifetime JP3575373B2 (ja) | 1999-04-19 | 2000-02-03 | 外力検知センサの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US7067344B1 (ja) |
| EP (3) | EP1655610A3 (ja) |
| JP (1) | JP3575373B2 (ja) |
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