(57)【要約】【課題】良好な耐衝撃性を有し、小型化が可能なセンサ装置を提供する。【解決手段】支持部２４の枠部１０上面と対向する面３６、枠部１０の支持部２４底面と対向する面３８、及び第１絶縁層１４の錘部１２側の側面２０により区画された第１凹部３０と、質量部２６の錘部１２上面と対向する面４０、錘部１２の質量部２６底面と対向する面４２、及び第２絶縁層１８の枠部１０側の側面２２により区画された第２凹部３２と、梁部１６の支持部２４と質量部２６との接続方向上に位置する第１絶縁層１４の錘部１２側の側面又は第２絶縁層１８の枠部１０側の側面に形成された第３凹部７０と、を有し、第１凹部３０の深さ３４及び第２凹部３２の深さ３５が枠部１０の幅の３．３％以上５．０％以下である。【選択図】図１
2010044092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
錘部と、
前記錘部を囲って形成された枠部と、
前記枠部上に第１絶縁膜を介して設けられた支持部と、
前記錘部上に第２絶縁膜を介して設けられた質量部と、
前記支持部と前記質量部とを接続している梁部と、
前記支持部の前記枠部上面と対向する面、前記枠部の前記支持部底面と対向する面、及び前記第１絶縁膜の前記錘部側の側面、により区画された第１凹部と、
前記質量部の前記錘部上面と対向する面、前記錘部の前記質量部底面と対向する面、及び
前記第２絶縁膜の前記枠部側の側面、により区画された第２凹部と、
前記梁部の前記支持部と前記質量部との接続方向上に位置する前記第１絶縁膜の前記錘部側の側面に形成された第３凹部と、
を有し、
前記第１凹部の深さ及び前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の３．３％以上であることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記第１凹部の深さ、又は前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の５．０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅以上に長いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅の２倍以下であることを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記枠部上面の前記梁部側の端部が面取りされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセンサ装置。
【請求項６】
錘部と、
前記錘部を囲って形成された枠部と、
前記枠部上に第１絶縁膜を介して設けられた支持部と、
前記錘部上に第２絶縁膜を介して設けられた質量部と、
前記支持部と前記質量部とを接続している梁部と、
前記支持部の前記枠部上面と対向する面、前記枠部の前記支持部底面と対向する面、及
び前記第１絶縁膜の前記錘部側の側面、により区画された第１凹部と、
前記質量部の前記錘部上面と対向する面、前記錘部の前記質量部底面と対向する面、及
び前記第２絶縁膜の前記枠部側の側面、により区画された第２凹部と、
前記梁部の前記支持部と前記質量部との接続方向上に位置する前記第２絶縁膜の前記枠
部側の側面に形成された第３凹部と、
を有し、
前記第１凹部の深さ及び前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の３．３％以上であることを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
前記第１凹部の深さ、又は前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の５．０％以下であることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅以上に長いことを特徴
とする請求項６又は請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅の２倍以下であること
を特徴とする請求項８に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記枠部上面の前記梁部側の端部が面取りされていることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関するものであり、詳細には、枠と梁、及び錘と梁との間に絶縁層を設けたセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）は、機械的要素と電気的要素とを組み合わせた機能部品である。そのＭＥＭＳの一例として、ピエゾ抵抗型加速度センサがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、従来のピエゾ抵抗型加速度センサの略断面図である。ピエゾ抵抗型加速度センサ１０００の錘部５０１に加速度による力が加わると、支持部５０５、及び質量部５０６と接続されている梁部５０７が撓み、梁部５０７に組み込まれたピエゾ抵抗素子５０８の抵抗値が変化する。この抵抗値変化による電流あるいは電圧の変化を、ピエゾ抵抗に接続した電気配線（不図示）から、支持部５０５の上面に形成されたメタルパッド５０９を経由し、外部へ取り出す。この変化を検出することにより加速度の検出を可能としたものである。
また、枠部５０２上には、酸化膜からなる絶縁層５０３を介して支持部５０５が設けられており、錘部５０１上には、酸化膜からなる絶縁層５０４を介して質量部５０６が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成を有するピエゾ抵抗型加速度センサを製造する際、梁部５０７を形成するために梁部５０７の下部をエッチングする工程を有するものの、梁部５０７の端部に加わる応力集中を緩和するために支持部５０５、質量部５０６の底面端部をエッチングする思想はなく、最終的に製造されたものについて、偶発的に支持部５０５、及び質量部５０６の底面端部がわずかにエッチングされている。このわずかにエッチングされた部分である、支持部５０５の側面と絶縁層５０３の側面との間隔５１０が非常に狭く、梁部５０７を絶縁層５０３の上面端部の辺、及び絶縁層５０４の上面端部の辺で支えているのと同様であり、急激な衝撃が加わる場合、支持部５０５と梁部５０７との境界部や、質量部５０６と梁部５０７との境界部に応力が集中し、衝撃により梁部５０７が破損すやすい問題があった。
【０００６】
この問題を回避するため、従来は梁部の幅、板厚等を調整して耐衝撃性の向上を図っていた。
しかし、加速度センサの縮小化に伴った枠幅の縮小、それに伴う梁幅の縮小、若しくは感度向上を目的とした梁厚の薄膜化を行うことで、耐衝撃性が劣化することになり、小型化と耐衝撃性を両立させることが困難であった。
【０００７】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、良好な耐衝撃性を有し、小型化が可能なセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、下記のセンサ装置を用いることにより、上記問題を解決できることを見出し、上記目的を達成するに至った。
【０００９】
即ち、請求項１に記載のセンサ装置は、錘部と、前記錘部を囲って形成された枠部と、前記枠部上に第１絶縁膜を介して設けられた支持部と、前記錘部上に第２絶縁膜を介して設けられた質量部と、前記支持部と前記質量部とを接続している梁部と、前記支持部の前記枠部上面と対向する面、前記枠部の前記支持部底面と対向する面、及び前記第１絶縁膜の前記錘部側の側面、により区画された第１凹部と、前記質量部の前記錘部上面と対向する面、前記錘部の前記質量部底面と対向する面、及び前記第２絶縁膜の前記枠部側の側面、により区画された第２凹部と、前記梁部の前記支持部と前記質量部との接続方向上に位置する前記第１絶縁膜の前記錘部側の側面に形成された第３凹部と、を有し、前記第１凹部の深さ及び前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の３．３％以上であることを特徴とする。
請求項１に記載のセンサ装置によると、第１凹部の深さ、及び第２凹部の深さが前記の範囲にあると、梁部は、支持部の枠部上面と対向する面、及び前記質量部の前記錘部上面と対向する面で支える構造を有し、応力を面で受けることになるため、耐衝撃性を向上させることができる。
また、第１凹部及び第２凹部を設けることにより、梁部に加わる応力が緩和されるため、梁部の幅や厚さを縮小しても、耐衝撃性を向上させることができる。この効果に加え、第３凹部により、前述した応力緩和作用を有する面の面積を、局所的に広くすることができるため、さらなる応力緩和作用を奏し、耐衝撃性を向上させることができる。また、応力を緩和する効果を奏しない箇所の絶縁層をエッチングしていないため、絶縁層と枠部、及び絶縁層と支持部、の接触面積が大きいことから、センサ装置自体の強度も確保することができる。
【００１０】
請求項２に記載のセンサ装置は、請求項１に記載のセンサ装置において、前記第１凹部の深さ、又は前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の５．０％以下であることを特徴とする。
請求項３に記載のセンサ装置は、請求項１又は２に記載のセンサ装置において、前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅以上に長いことを特徴とする。
請求項４に記載のセンサ装置は、請求項３に記載の発明において、前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅の２倍以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載のセンサ装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載のセンサ装置において、前記枠部上面の前記梁部側の端部が面取りされていることを特徴とする。
請求項５に記載のセンサ装置によると、請求項１に記載の発明における効果に加え、面取り部を有することにより、梁部が急激に変化し、尚且つ変位量が大きい場合にも、枠部、及び錘部に加わる衝撃を回避し、スティッキングを抑制することができるため、耐衝撃性を向上させることができる。
【００１２】
請求項６に記載のセンサ装置は、錘部と、前記錘部を囲って形成された枠部と、前記枠部上に第１絶縁膜を介して設けられた支持部と、前記錘部上に第２絶縁膜を介して設けられた質量部と、前記支持部と前記質量部とを接続している梁部と、前記支持部の前記枠部上面と対向する面、前記枠部の前記支持部底面と対向する面、及び前記第１絶縁膜の前記錘部側の側面、により区画された第１凹部と、前記質量部の前記錘部上面と対向する面、前記錘部の前記質量部底面と対向する面、及び前記第２絶縁膜の前記枠部側の側面、により区画された第２凹部と、前記梁部の前記支持部と前記質量部との接続方向上に位置する前記第２絶縁膜の前記枠部側の側面に形成された第３凹部と、を有し、前記第１凹部の深さ及び前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の３．３％以上であることを特徴とする。
請求項６に記載のセンサ装置によると、第１凹部の深さ、及び第２凹部の深さが前記の範囲にあると、梁部は、質量部の錘部上面と対向する面で支える構造を有し、応力を面で受けることになるため、耐衝撃性を向上させることができる。
また、第１凹部及び第２凹部を設けることにより、梁部に加わる応力が緩和されるため、梁部の幅や厚さを縮小しても、耐衝撃性を向上させることができる。この効果に加え、第３凹部により、前述した応力緩和作用を有する面の面積を、局所的に広くすることができるため、さらなる応力緩和作用を奏し、耐衝撃性を向上させることができる。また、応力を緩和する効果を奏しない箇所の絶縁層をエッチングしていないため、絶縁層と枠部、及び絶縁層と支持部、の接触面積が大きいことから、センサ装置自体の強度も確保することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のセンサ装置において、前記第１凹部の深さ、又は前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の５．０％以下であることを特徴とする。
請求項８に記載のセンサ装置は、請求項６又は７に記載のセンサ装置において、前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅以上に長いことを特徴とする。
請求項９に記載のセンサ装置は、請求項８に記載の発明において、前記第３凹部の開口幅が前記接続方向と垂直方向の前記梁部の幅の２倍以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に記載のセンサ装置は、請求項６乃至９のいずれかに記載のセンサ装置において、前記枠部上面の前記梁部側の端部が面取りされていることを特徴とする。
請求項１０に記載のセンサ装置によると、請求項１に記載の発明における効果に加え、面取り部を有することにより、梁部が急激に変化し、尚且つ変位量が大きい場合にも、枠部、及び錘部に加わる衝撃を回避し、スティッキングを抑制することができるため、耐衝撃性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、良好な耐衝撃性を有し、小型化が可能なセンサ装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】参考例のセンサ装置におけるセンサ構造（第１形態）の、錘部に加重が加わる前後のセンサ構造１００の部分断面図であり、（Ｂ）は、本発明のセンサ装置におけるセンサ構造１００の支持部付近部分上面図である。
【図２】本発明のセンサ装置におけるセンサ構造（第２形態）の、支持部付近部分上面図である。
【図３】本発明のセンサ装置におけるセンサ構造（第３形態）の、支持部付近部分上面図である。
【図４】参考例１のセンサ装置におけるセンサ構造（第１形態）の、断面工程図である。
【図５】参考例１のセンサ装置におけるセンサ構造（第１形態）の、断面工程図である。
【図６】本発明におけるセンサ装置の上面図である。
【図７】図６の梁部付近のＳＩＭ写真である。
【図８】本発明の参考例１におけるセンサ装置の部分断面のＳＩＭ写真である。
【図９】本発明の実施例３におけるセンサ装置の部分断面のＳＩＭ写真である。
【図１０】従来技術の加速度センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図面には、この
発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係が概略的に示されている
にすぎず、これによりこの発明が特に限定されるものではない。以下の説明において、特定の材料、条件及び数値条件等を用いることがあるが、これは好適例の一つにすぎず、従って、何らこれらに限定されない。
【００１８】
なお、この発明の半導体装置及びその製造方法は、ＳＯＩ基板等の従来公知の材料を用いて形成することができる。従って、これら材料の詳細な説明は省略する場合もある。
以下、本発明におけるセンサ装置、及びその製造方法について、図面に沿って詳述する。
【００１９】
＜センサ装置＞
〔第１形態の構造〕
図１（Ａ）は、参考例のセンサ装置における錘部に加重が加わる前後のセンサ構造１００（第１形態）の部分断面図であり、図１（Ｂ）は、参考例のセンサ装置におけるセンサ構造１００の支持部付近部分上面図である。
参考例におけるセンサ構造１００は、枠部１０、錘部１２、第１絶縁層１４、第２絶縁層１８、支持部２４、質量部２６、梁部１６、第１凹部３０、第２凹部３２により構成されている。
具体的には、図１（Ａ）左図に示すように、錘部１２と、錘部１２を囲うように配置された枠部１０と、枠部１０上に第１絶縁層１４を介して設けられた支持部２４と、錘部１２上に第２絶縁層１８を介して設けられた質量部２６と、支持部２４と質量部２６とを接続している梁部１６と、支持部２４の枠部１０の上面と対向する面３６、枠部１０の支持部２４の底面と対向する面３８、及び第１絶縁層１４の錘部１２側の側面２０、により区画された第１凹部３０と、質量部２６の錘部１２の上面と対向する面４０、錘部１２の質量部２６の底面と対向する面４２、及び第２絶縁層１８の枠部１０側の側面２２、により区画された第２凹部３２と、により構成される。
参考例におけるセンサ構造１００の錘部１２に荷重が加わり、図１（Ａ）右図のように梁部１６が撓み、梁部１６と支持部２４との境界付近４８、及び梁部１６と質量部２６との境界付近５０、に応力が集中する。
【００２０】
また、参考例におけるセンサ構造１００は、図１（Ｂ）に示すように、支持部２４、及び梁部１６との境界付近４８に応力が集中するが、第１絶縁層１４の錘部１２側の側面２０が、支持部２４の内周面５８より外周面６０側に位置しているため、支持部２４の内周面５８と第１絶縁層１４の錘部１２側の側面２０とで区画された、支持部２４の枠部１０の上面と対向する面３６により、応力が緩和され、耐衝撃性に優れた構造を有する
【００２１】
参考例におけるセンサ構造１００の第１凹部３０の深さ３４は、枠部１０の幅５４の３．３％以上であり、３．３％以上５．０％以下であることが好ましく、４．０％以上５．０％以下であることが特に好ましい。具体的には、枠部１０の幅５４が２９７μｍである場合、第１凹部３０の深さ３４は、１０μｍ以上であり、１０μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、１１．８μｍ以上１５μｍ以下であることが特に好ましい。第１凹部３０の深さ３４が枠部１０の幅５４の３．３％以下であると、応力集中を緩和する作用を有する支持部２４の枠部１０の上面と対向する面３６、及び質量部２６の錘部１２の上面と対向する面４０の面積が小さく、十分に応力を緩和することができず、耐衝撃性が劣化する。また、第１凹部３０の深さ３４が枠部１０の幅５４の５．０％以上であると、耐衝撃性は維持するものの、センサ装置の温度特性（特に低温度側）が劣化し、また、第１絶縁層１４の強度が劣化する。
また、参考例におけるセンサ構造１００の第２凹部３２の深さ３５が、枠部１０の幅５４の３．３％以上であり、３．３％以上５．０％以下であることが好ましく、４．０％以上５．０％以下であることが特に好ましい。具体的には、枠部１０の幅５４が２９７μｍである場合、第１凹部３０の深さ３４は、１０μｍ以上であり、１０μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、１１．８μｍ以上１５μｍ以下であることが特に好ましい。第２凹部３２の深さ３５が、枠部１０の幅５４の３．３％以下であると、耐衝撃性が劣化し、枠部１０の幅５４の５．０％以上であると、センサ装置の温度特性（特に低温度側）が劣化し、第２絶縁層１８の強度が劣化する。
これらの中でも、特に好ましい態様としては、第１凹部３０の深さ３４、及び第２凹部３２の深さ３５が枠部１０の幅５４の３．３％以上５．０％以下であり、第１凹部３０の深さ３４、及び第２凹部３２の深さ３５が同一であることが挙げられる。この場合、加重の加わり方によらず、左右対称に応力を緩和することができ、耐衝撃性にすぐれた構造を有することになる。
【００２２】
〔第２形態の構造〕
本発明におけるセンサ装置のより好ましい態様（第２形態）としては、図２に示すように、第１絶縁層１４の錘部１２側の側面２０、又は第２絶縁層１８の枠部１０側の側面２２に、梁部１６に対応するような位置に第３凹部７０を有する。
ここで、「梁部１６に対応するような位置」とは、梁部１６に応力が加わった際、最も応力が集中する箇所を表す。具体的には、梁部１６の側面８０、及び側面８２を支持部２４の外周面７４の方向に引き出した場合に、側面２０との接点７６、及び接点７８間を開口部とし、凹部の深さ８４を梁部１６の長手方向とするような凹部を有することを表す。
接点７６、及び接点７８間の距離は、梁部１６に加わる応力を十分に緩和する観点から、梁部１６の幅８４以上であり、梁部１６の幅８８の２倍以下であることが好ましい。
凹部の深さ８４については、支持部２４と梁部１６との境界面８６から凹部７０の底面までの深さが、前述した第１凹部３０の深さ３４と同様の範囲にあればとくに限定されることはない。
図２に記載の凹部７０の形状は矩形であるが、とくにこれに限定されることはなく、例えば、三角形であってもよく、円弧であってもよい。
【００２３】
〔第３形態〕
本発明におけるセンサ装置の特に好ましい態様（第３形態）としては、図３に示すように、枠部１０の上面の錘部１２側の端部、及び錘部１２上面の端部に、枠部１０の上面、及び錘部１２の上面と４０°〜６０°の面取り部９０、９２を備える。
ここで、面取り部９０、９２は、枠部１０の上面、及び錘部１２の上面と、面取り部９０、９２の表面とのなす角Ｘを表す。
【００２４】
＜センサ装置の製造方法＞
参考例のセンサ装置の製造方法は、第１基板上に、絶縁層、及び第２基板を設ける工程（以下、適宜、「第１工程」と称する）と、前記第１基板の底面に溝を設け、枠部、及び錘部を形成する工程（以下、適宜、「第２工程」と称する）と、前記枠部、及び錘部の間に前記絶縁層を露出させると同時に、前記錘部の底面を削る工程（以下、適宜、「第３工程」と称する）と、前記絶縁層の露出部をウエットエッチングにより除去する工程（以下、適宜、「第４工程」と称する）と、前記支持部の前記枠部上面と対向する面、前記枠部の前記支持部底面と対向する面、及び前記第１絶縁層の前記錘部側の側面、により区画された第１凹部と、前記質量部の前記錘部上面と対向する面、前記錘部の前記質量部底面と対向する面、及び前記第２絶縁層の前記枠部側の側面、により区画された第２凹部と、を形成し、前記第１凹部の深さ、及び前記第２凹部の深さが、前記枠部の幅の３．３％以上５．０％以下となるように、ウエットエッチングする工程（以下、適宜、「第５工程」と称する）と、を有することを特徴とする。
以下に、図４、図５を用いて詳述する。
【００２５】
〔第１工程〕
図４（Ａ）に示すように、第１半導体基板１０１、第２半導体基板１０２、及び絶縁膜１０３からなるＳＯＩ基板を準備する。
【００２６】
〔第２工程〕
第２半導体膜１０２の表面にＣＶＤ法により酸化膜１０９を積層し、枠部１０となる領域に酸化膜１０９が残るようにホトリソエッチングにより加工する。レジストを取り除いた後、図４（Ｂ）に示すように、溝１１１に対応する領域を露出するようなレジストパターン１１０を形成する。このレジストパターン１１０を用いて、図４（Ｃ）に示すように従来のドライエッチング技術（ＧＣＥＴ：ＧａｓＣｈｏｐｉｎｇＥｔｈｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によりエッチングし、溝１１１を形成することにより、錘部１２と枠部１０とを区画する。ここで、溝１１１の底面には第２半導体膜１０２が所定膜厚Ｄだけ残るようにする。
【００２７】
〔第３工程〕
図５（Ｄ）に示すように、レジストパターン１１０を除去し、図５（Ｅ）に示すように、酸化膜１０９をハードマスクとしてドライエッチングすることにより、溝１０の底面に残った第２半導体膜１０２を除去し、絶縁膜１０３を露出させる。このとき、錘部１２の底面も所定膜厚Ｄだけエッチングされ、枠部１０の内側に凹部１１２が形成され、錘部１２の底面と枠部１０の底面との間に所定膜厚Ｄの段差が形成される。
【００２８】
〔第４工程〕
次に、図５（Ｆ）に示すように緩衝フッ酸液にＳＯＩ基板を浸漬し、酸化膜１０９を除去するとともに、ウエットエッチングにより絶縁膜１０３をエッチングすることにより、枠部１０と支持部２４との間に第１絶縁層１４が形成され、質量部２６及び錘部１２との間に第２絶縁膜１８が形成される。
【００２９】
〔第５工程〕
次に、第１絶縁層１４の側面２０、及び第２絶縁層１８の側面２２をウエットエッチングし、支持部２４の枠部１０上面と対向する面３６、枠部１０の支持部２４底面と対向する面３８、及び第１絶縁層１４の錘部１２側の側面２０、により区画された第１凹部３０と、質量部２６の錘部１２上面と対向する面４０、錘部１２の質量部２６底面と対向する面４２、及び第２絶縁層１８の枠部１０側の側面２２、により区画された第２凹部３２と、を形成し、第１凹部３０の深さ３４、及び第２凹部３２の深さ３５が、枠部１０の幅５４の３．３％以上５．０％以下であるセンサ構造１００を製造することができる。
なお、第４工程と第５工程とは、連続的に行われる。
【００３０】
〔製造方法の好ましい態様〕
第３工程におけるドライエッチングで用いられるガスは、例えば、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、又はそれらを混合したガスが挙げられる。処理時間は、６０分〜１００分が好ましい。
第５工程で形成した、第１凹部３０の深さ３４、及び第２凹部３２の深さ３５は、ウエットエッチング液の濃度、処理時間により調整することができる。
ここで、ウエットエッチングに試用されるエッチング液としては、弗酸、弗酸を含む混合液が挙げられ、特に、弗酸と弗化アンモニウムとの混合液が好ましい。処理時間は、６０分〜１００分が好ましい。ここで、ウエットエッチングの処理時間とは、第４工程と第５工程との合計の時間を表す。
これらの中でも、特に好ましい態様としては、エッチング液が弗酸と弗化アンモニウムとの混合液であり、エッチングの処理時間は、６０分〜１００分である組み合わせが挙げられる。
【００３１】
〔より好ましいセンサ構造の製造方法〕
第１絶縁層１４、及び第２絶縁層１８の側面に凹部を設ける工程は、前記第２工程の錘部１２の加工時におけるレジストパターン１１０を、所定の前記凹部の形状、及び位置に形成されるように変更することにより設けることができる。
【００３２】
〔特に好ましいセンサ構造の製造方法〕
面取り部は、前記第３工程のドライエッチングのオーバーエッチングにより形成することができる。
面取り部の角度は、エッチング時に用いるガスにより適宜形成することができる。例えば、参考例で好適に用いることができるＣ４Ｆ８とＳＦ６との混合ガスの混合比を適宜変更することにより異方性エッチングが可能とある。
また、オーバーエッチングの処理時間は、前記ドライエッチングの処理時間の４０％〜５０％が好ましい。
【００３３】
以上より、本発明のセンサ装置は、支持部と枠部の間、又は質量部と錘部の間、に絶縁層を有し、所定の位置に凹部を設けているため、梁部に急激な衝撃が加わった場合でも、梁部の応力を緩和することができるため、耐衝撃性に優れる。また、小型化に対応するため、梁部の幅や板厚を縮小しても、耐衝撃性に優れたセンサ装置を提供することができる。また、参考例のセンサ装置の製造方法により、このようなセンサ装置を容易に製造することができる。
【００３４】
本発明のセンサ装置が有するセンサ構造は、加速度センサ、圧力センサ等のセンサや、インクジェットプリンタのヘッド、ジャイロスコープ、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等に用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
本発明では、種々の用途のうち、加速度センサについて実施した。
図６は、本発明におけるセンサ構造を有する加速度センサ４００の上面図である。図６に記載の加速度センサ４００は、中央に、錘部上部に位置する質量部２６、それを囲うように形成されている支持部２４、支持部２４と質量部２６とに接続されている梁部１６を有し、梁部１６の端部付近には、ピエゾ抵抗素子２０３を備え、加速度センサ４００の角部付近にはストッパー溝２０１が設けられている。
図７は、図５中の２０２領域のＳＩＭ写真である。支持部２４と梁部１６との境界付近に応力集中箇所２０４が存在する。
【００３６】
（参考例１）
〔参考例１の加速度センサの製造〕
前述の製造工程において、枠部の幅、凹部の深さ、ドライエッチングのガス、ドライエッチングの処理時間、ウエットエッチング液、ウエットエッチング処理時間は、下記に示す条件で行った。
・枠部の幅：                                                          ２９７μｍ
・凹部の深さ：                                                          １０μｍ
・ドライエッチングのガス：                              Ｃ４Ｆ８とＳＦ６の混合ガス
・ドライエッチングの処理時間：                                            ７０分
・ウエットエッチング液：                        弗酸及び弗化アンモニウムの混合液
・ウエットエッチング処理時間：                                            ７０分
〔参考例１の加速度センサ〕
上記のようにして製造した加速度センサの部分断面図のＳＩＭ写真を図８に示す。枠部１０、絶縁層１４、及び支持部２４により、第１凹部３０が形成されている。参考例１で製造した加速度センサは、前述した第１形態のセンサ構造を有する。
【００３７】
〔評価〕
−枠部の幅に対する凹部の深さ−
このようにして製造された参考例１における加速度センサの溝の深さを従来のＳＩＭ写真により撮影し、（凹部の深さ／枠部の幅）×１００にて得た。
−破損加重−
従来のエアブラウン衝撃試験機を用いて衝撃加重を測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例２）
前述の製造工程のウエットエッチング時におけるレジストパターン１１０を矩形の凹部が形成されるような形状に変更した以外、参考例１と同様にして加速度センサを製造し、評価を行った。結果を表１に示す。なお、実施例２で製造した加速度センサは、前述した第２形態のセンサ構造を有する。
【００３９】
（実施例３）
前述の製造工程のドライエッチング時におけるオーバーエッチング時間を３５分にした以外、参考例１と同様にして加速度センサ５００を製造し、評価を行った。結果を表１に示す。また、上記のようにして製造した加速度センサの部分断面図のＳＩＭ写真を図９に示す。梁部１０には、面取り部５０１が形成されていることがわかる。この面取り部５０１の枠部１０の上面とのなす角度は、５０度であった。また、凹部の深さは１５μｍであった。なお、実施例３で製造した加速度センサは、前述した第３形態のセンサ構造を有する。
【００４０】
（比較例）
従来技術と同様の製造方法、ずなわち参考例１の製造工程において、第１工程から第４工程を行い、第５工程を行わない製造方法により、加速度センサを製造し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2010044092.tif 000003
【００４２】
上記のように、本発明の実施例は、比較例に対して、耐衝撃性に優れる結果が得られた。
【符号の説明】
【００４３】
１０、５０２  枠部
１２、５０１  錘部
１４、５０３  第１絶縁層
１６、５０７  梁部
１８、５０４  第２絶縁層
２０  第１絶縁層の錘部側の側面
２２  第２絶縁層の枠部側の側面
２４、５０５  支持部
２６、５０６  質量部
３０  第１凹部
３２  第２凹部
３４  第１凹部の深さ
３５  第２凹部の深さ
３６  支持部の枠部上面と対向する面
３８  枠部の支持部底面と対向する面
４０  質量部の錘部上面と対向する面
４２  錘部の質量部底面と対向する面
４８、７２、９８、２０２、２０４  梁部と支持部との境界付近
５０  梁部と質量部との境界付近
５４  枠部の幅
５６  錘部の幅
５８  支持部の内周面
６０、７４  支持部の外周面
７０  第３凹部
７６、７８  梁部の側面の延長線と、結合部の錘部側の側面との交点（接点）
８０、８２  梁部の側面
９０、９２、５０１  面取り部
１００、２００、３００  センサ構造
１０１  第１半導体基板
１０２  第２半導体基板
１０３  絶縁膜
１０９  酸化膜
１１０  レジストパターン
１１１  溝
２０１  ストッパー
２０３、５０８  ピエゾ抵抗素子
４００、１０００  加速度センサ
５０９  メタルパッド
５１０  支持部の側面と絶縁層との間隔
【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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【図１０】
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