(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重りとしてのマス部、弾性を有するカンチレバー、およびこのカンチレバーを介して前記マス部を支持する支持部を形成して成り、前記カンチレバー上に形成されたゲージ抵抗を有するセンサチップと、このセンサチップの両面の前記支持部側にそれぞれ接合され過大な加速度が加わったときに前記マス部が一定値以上変位しないように規制する第１および第２ガラスキャップとを備え、これら第１および第２ガラスキャップ間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、前記ゲージ抵抗を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出す加速度センサを製造する方法であって、
支持層、この支持層上に積層された中間酸化膜、およびこの中間酸化膜上に積層された活性層から成るＳＯＩウエハを前記センサチップ形成用のウエハとして使用し、このウエハ外周に露出された前記中間酸化膜を除去し、前記支持層および活性層を、これらに対するスパッタまたは蒸着による金属薄膜の成膜で、電気的に接続して、前記支持層および活性層が前記金属薄膜で電気的に接続されたＳＯＩウエハを得、このＳＯＩウエハから加速度センサウエハを形成し、
この後、前記加速度センサウエハを両面から前記第１および第２ガラスキャップで挟み込むようにしながら、前記第１および第２ガラスキャップを低電圧側とし、前記活性層表面の金属薄膜ないしその活性層を高電圧側として所定の温度雰囲気中で所定の電圧を印加することにより、前記加速度センサウエハの両面に前記第１および第２ガラスキャップを陽極接合する
加速度得センサの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記活性層の一部を異方性エッチングにより除去し、続いて中間酸化膜をエッチングなどで除去し、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜する加速度センサの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の加速度センサの製造方法において、異方性エッチングにより前記マス部を形成し、このマス部の周囲に形成された貫通溝のエッチング斜面に対して、前記活性層側の面から、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜する加速度センサの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の加速度センサの製造方法において、異方性エッチングにより前記マス部を形成し、このマス部の周囲に形成された貫通溝のエッチング斜面に対して、前記支持層側の面から、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜する加速度センサの製造方法。
【請求項５】
重りとしてのマス部、弾性を有するカンチレバー、およびこのカンチレバーを介して前記マス部を支持する支持部を形成して成り、前記カンチレバー上に形成されたゲージ抵抗を有するセンサチップと、このセンサチップの両面の前記支持部側にそれぞれ接合され過大な加速度が加わったときに前記マス部が一定値以上変位しないように規制する第１および第２ガラスキャップとを備え、これら第１および第２ガラスキャップ間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、前記ゲージ抵抗を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出す加速度センサを製造する方法であって、
支持層、この支持層上に積層された中間酸化膜、およびこの中間酸化膜上に積層された活性層から成るＳＯＩウエハを前記センサチップ形成用のウエハとして使用し、このウエハから、前記ＳＯＩウエハの活性層および中間酸化膜の一部を除去することにより前記支持層の部分の露出する凹部が形成された加速度センサウエハを用意し、
この後、前記加速度センサウエハを両面から前記第１および第２ガラスキャップで挟み込むようにするとともに、前記第１および第２ガラスキャップの一方の一の面に形成された突部端面を前記凹部内の前記支持層の部分に当接させながら、前記第１および第２ガラスキャップを低電圧側とし、前記加速度センサウエハの前記支持層を高電圧側として所定の温度雰囲気中で所定の電圧を印加することにより、前記加速度センサウエハの両面に前記第１および第２ガラスキャップを陽極接合する
加速度センサの製造方法。
【請求項６】
請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの活性層側から、切刃が尖ったダイシング用ブレードにより、前記支持層の一部に到達するＶ形の溝を形成し、このＶ形の溝の切削斜面を、スパッタまたは蒸着による金属薄膜で被覆して、前記支持層および活性層を電気的に接続する加速度センサの製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの外周を傾斜させて研磨し、この研磨面と活性層の一部に、アルミ、ニッケル、チタン、金、クロム、銀などの金属薄膜をスパッタにより形成し、このスパッタによって形成したメタライズ層で前記支持層および活性層を電気的に接続する加速度センサの製造方法。
【請求項８】
請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの外周に露出した中間酸化膜とその外周近傍における前記支持層および活性層間の中間酸化膜とをエッチングにより除去し、前記第１および第２ガラスキャップの少なくとも一方を陽極接合で接合する際、前記ＳＯＩウエハ外周の中間酸化膜が除去された上方にある活性層に正極の電圧印加ピンを当接し、前記支持層および活性層そのものを互いに接触させることにより、前記支持層および活性層を電気的に接続する加速度センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）  ウエハを使用して構成される加速度センサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２および図２３は従来の半導体加速度センサの一例を示す構成図である。図２２では、上ガラスキャップ２を陽極接合により、加速度センサウエハＷ１３ｐの表面のアルミの金属薄膜１０ｐと接合する構成を示したものである。加速度センサチップのカンチレバー（撓み部）１２の表面にはゲージ抵抗１４が形成され、カンチレバー１２にはシリコン構造体のマス部（重り）１１が設けられている。ここで、基板（チップ）に対して垂直方向に加速度αが加えられると、マス部１１に力Ｆ＝ｍαが発生する。この力Ｆによってカンチレバー１２が撓み、表面に歪みが発生し、この歪みによってゲージ抵抗１４の値が変化する。カンチレバー１２上には４個のゲージ抵抗１４が配置され、これらをブリッジ接続し、加速度に比例した電圧信号を得ることで、加速度を検出する。これを一般的にカレンチレバー型の加速度センサと言う。
【０００３】
加速度センサウエハＷ１３ｐにはＳＯＩウエハを用いているが、これは、カンチレバー１２の薄型化を精度良く図り、そして感度の向上を図るべく、中間酸化膜（シリコン酸化膜）１ｂで、ＫＯＨやＴＭＡＨ（ｔｅｔｒａ  ｍｅｔｈｙｌ  ａｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏ−ｏｘｉｄｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）などの溶液のエッチングストップが可能なＳＯＩウエハが便利であるためで、近年、圧力センサおよび加速度センサなどで採用され始めてきている。
【０００４】
上ガラスキャップ２とＳＯＩウエハからなる加速度センサウエハＷ１３ｐを陽極接合するには、上ガラスキャップ２と加速度センサウエハＷ１３ｐの端面をガイドＧなどで合わせ、真空中で、接地の電極ピン１０２を介して上ガラスキャップ２を接地した状態で、正極の電極ピン１０１を介して約６００〜約１０００Ｖの直流電圧を活性層１ｃ上の金属薄膜１０ｐに印加し、約３５０℃〜約４５０℃の温度の雰囲気中で行う。ガラス材料には、アルカリ金属（Ｎａ，Ｌｉなど）が含有されたパイレックス（アメリカ・コーニング社の商標）などを用いる。
【０００５】
ここで、加速度センサウエハＷ１３ｐを置くヒート板１００ｐは絶縁する必要がある。これは、高電圧を印加した場合に加速度センサウエハＷ１３ｐの中間酸化膜１ｂが破壊されないようにするためである。一般に、薄い酸化膜の絶縁破壊耐圧は真性破壊する場合、約８ＭＶ／ｍ＝８００Ｖ／μｍで、計算上は１μｍの中間酸化膜は８００Ｖで破壊することを示す。
【０００６】
次に、図２３に示すように、加速度センサウエハＷ１３ｐの裏面の支持層１ａ側に、陽極接合により下ガラスキャップ３を接合する。支持層１ａに正極の電極ピン１０１を当接し、接地の電極ピン１０２を介して下ガラスキャップ３を接地して、上ガラスキャップ２の場合とほぼ同じ条件で加速度センサウエハＷ１３ｐと下ガラスキャップ３とを接合する。上下ガラスキャップ２，３には、シリコン基板とほぼ等しい熱膨張率を有する耐熱ガラスを用いる。なお、上下ガラスキャップ２，３における加速度センサウエハＷ１３ｐ側には、それぞれマス部１１の揺動空間を確保するための凹部２１，３１がエッチングやサンドブラスト加工などで形成されている。このように、エアギャップを形成して、エアダンピングを大気圧下で行うようにし、加速度センサチップの感知部（表面にゲージ抵抗が有るカンチレバーとマス部）を密閉状態にし、過大な加速度を受けた場合でも、その狭い空間における感知部の移動を抑制して、加速度センサチップの破壊を防止している。
【０００７】
このように、従来はＳＯＩウエハの中間酸化膜の放電破壊を防止するため、ガラスキャップの陽極接合を２回実施していた。
【０００８】
なお、特開平７−４９２８１号公報には、ＳＯＩウエハーを使用して、ダイアフラムの厚さ精度が高精度な差圧測定装置が容易に得ることができる半導体差圧測定装置の製造方法が記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＳＯＩウエハを用いた加速度センサウエハを陽極接合する場合、上ガラスキャップ接合後、下ガラスキャップを接合する（この逆順もある）ため、２回も陽極接合を行っていた。また、中間酸化膜は、高圧の電極ピンを当接する反対側のシリコン面（図２２では支持層側）に絶縁ヒータまたは絶縁基板を合わせ、電荷を浮かせた状態で陽極接合していたが、中間酸化膜（シリコン酸化膜）の絶縁抵抗やシリコンウエハのシート抵抗（通常約２〜約１０Ω・ｃｍのウエハを用いる）が有り、多少（数１０Ｖ以下）の電圧降下が見られ、中間酸化膜にも電界が加わり、放電破壊しないとは言い難い。特に中間酸化膜が、さらに薄くなり数１０００Å以下の場合や、その中間酸化膜にピンホールなどの欠陥がある場合には、放電破壊する可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、中間酸化膜の破壊を防止するとともに、センサチップ形成用のＳＯＩウエハへの第１および第２ガラスキャップの陽極接合の回数低減を可能にし、工程の簡素化および組立時間の短縮を可能にする加速度センサの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、重りとしてのマス部、弾性を有するカンチレバー、およびこのカンチレバーを介して前記マス部を支持する支持部を形成して成り、前記カンチレバー上に形成されたゲージ抵抗を有するセンサチップと、このセンサチップの両面の前記支持部側にそれぞれ接合され過大な加速度が加わったときに前記マス部が一定値以上変位しないように規制する第１および第２ガラスキャップとを備え、これら第１および第２ガラスキャップ間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、前記ゲージ抵抗を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出す加速度センサを製造する方法であって、支持層、この支持層上に積層された中間酸化膜、およびこの中間酸化膜上に積層された活性層から成るＳＯＩウエハを前記センサチップ形成用のウエハとして使用し、このウエハ外周に露出された前記中間酸化膜を除去し、前記支持層および活性層を、これらに対するスパッタまたは蒸着による金属薄膜の成膜で、電気的に接続して、前記支持層および活性層が前記金属薄膜で電気的に接続されたＳＯＩウエハを得、このＳＯＩウエハから加速度センサウエハを形成し、この後、前記加速度センサウエハを両面から前記第１および第２ガラスキャップで挟み込むようにしながら、前記第１および第２ガラスキャップを低電圧側とし、前記活性層表面の金属薄膜ないしその活性層を高電圧側として所定の温度雰囲気中で所定の電圧を印加することにより、前記加速度センサウエハの両面に前記第１および第２ガラスキャップを陽極接合するのである。
【００１２】
この方法では、支持層および活性層が金属薄膜で電気的に接続されるので、中間酸化膜の破壊が防止される。また、センサチップ形成用のＳＯＩウエハへの第１および第２ガラスキャップの陽極接合の回数低減が可能になり、工程の簡素化および組立時間の短縮が可能になる。
【００１３】
なお、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記活性層の一部を異方性エッチングにより除去し、続いて中間酸化膜をエッチングなどで除去し、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜する方法でもよい（請求項２）。この方法でも、支持層および活性層が金属薄膜で電気的に接続されるので、中間酸化膜の破壊が防止される。
【００１４】
また、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、異方性エッチングにより前記マス部を形成し、このマス部の周囲に形成された貫通溝のエッチング斜面に対して、前記活性層側の面から、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜する方法でもよい（請求項３）。この方法でも、支持層および活性層が金属薄膜で電気的に接続されるので、中間酸化膜の破壊が防止される。
【００１５】
また、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、異方性エッチングにより前記マス部を形成し、このマス部の周囲に形成された貫通溝のエッチング斜面に対して、前記支持層側の面から、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜する方法でもよい（請求項４）。この方法でも、支持層および活性層が金属薄膜で電気的に接続されるので、中間酸化膜の破壊が防止される。
【００１６】
請求項５記載の発明は、重りとしてのマス部、弾性を有するカンチレバー、およびこのカンチレバーを介して前記マス部を支持する支持部を形成して成り、前記カンチレバー上に形成されたゲージ抵抗を有するセンサチップと、このセンサチップの両面の前記支持部側にそれぞれ接合され過大な加速度が加わったときに前記マス部が一定値以上変位しないように規制する第１および第２ガラスキャップとを備え、これら第１および第２ガラスキャップ間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、前記ゲージ抵抗を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出す加速度センサを製造する方法であって、支持層、この支持層上に積層された中間酸化膜、およびこの中間酸化膜上に積層された活性層から成るＳＯＩウエハを前記センサチップ形成用のウエハとして使用し、このウエハから、前記ＳＯＩウエハの活性層および中間酸化膜の一部を除去することにより前記支持層の部分の露出する凹部が形成された加速度センサウエハを用意し、この後、前記加速度センサウエハを両面から前記第１および第２ガラスキャップで挟み込むようにするとともに、前記第１および第２ガラスキャップの一方の一の面に形成された突部端面を前記凹部内の前記支持層の部分に当接させながら、前記第１および第２ガラスキャップを低電圧側とし、前記加速度センサウエハの前記支持層を高電圧側として所定の温度雰囲気中で所定の電圧を印加することにより、前記加速度センサウエハの両面に前記第１および第２ガラスキャップを陽極接合する方法である。この方法によれば、中間酸化膜の破壊を防止しつつ第１および第２ガラスキャップの一方をＳＯＩウエハの活性層側に接合することができる。また、センサチップ形成用のＳＯＩウエハへの第１および第２ガラスキャップの陽極接合の回数低減が可能になり、工程の簡素化および組立時間の短縮が可能になる。
【００１７】
また、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの活性層側から、切刃が尖ったダイシング用ブレードにより、前記支持層の一部に到達するＶ形の溝を形成し、このＶ形の溝の切削斜面を、スパッタまたは蒸着による金属薄膜で被覆して、前記支持層および活性層を電気的に接続する方法でもよい（請求項６）。この方法でも、支持層および活性層が金属薄膜で電気的に接続されるので、中間酸化膜の破壊が防止される。
【００１８】
また、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの外周を傾斜させて研磨し、この研磨面と活性層の一部に、アルミ、ニッケル、チタン、金、クロム、銀などの金属薄膜をスパッタにより形成し、このスパッタによって形成したメタライズ層で前記支持層および活性層を電気的に接続する方法でもよい（請求項７）。この方法でも、支持層および活性層が金属薄膜、つまりメタライズ層で電気的に接続されるので、中間酸化膜の破壊が防止される。
【００１９】
さらに、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの外周に露出した中間酸化膜とその外周近傍における前記支持層および活性層間の中間酸化膜とをエッチングにより除去し、前記第１および第２ガラスキャップの少なくとも一方を陽極接合で接合する際、前記ＳＯＩウエハ外周の中間酸化膜が除去された上方にある活性層に正極の電圧印加ピンを当接し、前記支持層および活性層そのものを互いに接触させることにより、前記支持層および活性層を電気的に接続する方法でもよい（請求項８）。この方法によれば、中間酸化膜の破壊を防止しつつ第１および第２ガラスキャップの少なくとも一方をＳＯＩウエハに陽極接合することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明の加速度センサの製造方法に係る第１実施形態の説明図、図５は第１実施形態の加速度センサの製造方法により得られる加速度センサチップの断面構造図で、これらの図を用いて以下に第１実施形態の説明を行う。
【００２１】
まず、製造すべき加速度センサは、図５に示すように、重りとしてのマス部１１、弾性を有するカンチレバー１２、およびこのカンチレバー１２を介してマス部１１を支持する支持部１３を形成して成り、カンチレバー１２上に形成されたゲージ抵抗１４などを有するセンサチップ１と、過大な加速度が加わったときにマス部１１が一定値以上変位しないように規制するものであって、センサチップ１の両面の支持部１３側にそれぞれ接合され、マス部１１の揺動領域に形成された凹部２１，３１をそれぞれ有する上下ガラスキャップ２，３とを備え、これら上下ガラスキャップ２，３間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、ゲージ抵抗１４を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出すものである。
【００２２】
次に、上記構造の加速度センサの製造方法を説明する。まず、図２に示すＳＯＩウエハＷ１０を用意する。このＳＯＩウエハＷ１０は、上記センサチップ１形成用のウエハであって、支持層１ａ、この支持層１ａ上に積層された中間酸化膜１ｂ、およびこの中間酸化膜１ｂ上に積層された活性層１ｃから成り、一般的には、支持層１ａ側の表面を約１０５０℃で酸化し、厚さ数（０．５〜２）μｍのシリコン熱酸化膜を形成し、活性層１ｃ側のボンドウエハを重ね、約１１００℃で結合熱処理し、続いて、活性層１ｃ側のボンドウエハを数μｍ〜約２０μｍの厚さまで表面研磨することにより得られる。ここで、結合熱処理による接合時の位置合わせを容易にするため、活性層１ｃ側のボンドウエハの径は、支持層１ａ側の径より数ｍｍ小さめに設定される。また、上記構造の加速度センサでは、下ガラスキャップ３と支持層１ａとを陽極接合することになるため（図５参照）、支持層１ａの裏面（陽極接合する面の反対側の面）の熱酸化膜は除去される。このような一般的なＳＯＩウエハＷ１０では、図２に示すように、中間酸化膜１ｂがＳＯＩウエハＷ１０の外周部でリング状に露出する。
【００２３】
続いて、図３に示すように、ＳＯＩウエハＷ１０の外周に露出した中間酸化膜１ｂをドライエッチングなどで除去して、ＳＯＩウエハＷ１１を得る。ドライエッチングの方法は、真空中にＣＦ４  やＣＨ２  Ｆ２  ，ＢＣｌ３  などのガスを導入し、高周波を印加することにより、プラズマを発生させて、Ｆラジカルあるいはそれらのイオンを生成してエッチングを行うもので、ＲＩＥ（リアクティブ・イオン・エッチング）などの方法がある。なお、ドライエッチングに限らず、ウエットエッチングでもよい。
【００２４】
続いて、図４に示すように、活性層１ｃ側から厚さ数μｍのアルミの金属薄膜１０をスパッタ（スパッタリング）により形成する。これにより、支持層１ａおよび活性層１ｃが金属薄膜１０で電気的に接続されたＳＯＩウエハＷ１２が得られる。なお、アルミのスパッタの後、金属薄膜１０を約３６０〜約４４０℃で数時間シンターリング（熱処理）すれば、シリコンとのコンタクト性を良くすることができる。
【００２５】
続いて、図４に示すＳＯＩウエハＷ１２を使用し、従来と同様の製造手順に従って、図１に示す断面構造の加速度センサウエハ（ＳＯＩウエハ）Ｗ１３を形成する。この後、加速度センサウエハＷ１３の両面に上下ガラスキャップ２，３をそれぞれ陽極接合する。ここで、この陽極接合の手順を詳述すると、まず、図１に示すように、加速度センサウエハＷ１３を両面から上下ガラスキャップ２，３で挟み込むようにしながら、それらを電極板兼用の接地されたヒート板１００上にセットする。この後、正極の電極ピン１０１を活性層１ｃ表面の金属薄膜１０に当接し（活性層１ｃに直接当接させてもよい）、接地された電極ピン１０２を上ガラスキャップ２に当接して、約６００〜約１０００Ｖの電圧を印加する。ただし、陽極接合は、真空中、約３５０℃〜約４５０℃の雰囲気で行われる。
【００２６】
このように、第１実施形態では、支持層１ａおよび活性層１ｃが金属薄膜１０で電気的に接続されるので、中間酸化膜１ｂの破壊を防止することができる。また、加速度センサウエハＷ１３に上下ガラスキャップ２，３を１度に陽極接合することができる。
【００２７】
なお、後述する各実施形態でも、加速度センサウエハおよび上下ガラスキャップ２，３は、本実施形態と同様に同時に陽極接合されるものとする。
【００２８】
図６〜図８は本発明の加速度センサの製造方法に係る第２実施形態の説明図で、この図を用いて以下に第２実施形態の説明を行うと、まず、第１実施形態と同様に、図６に示すＳＯＩウエハＷ１０を用意する。
【００２９】
続いて、図７に示すように、活性層１ｃ側から異方性エッチングによりエッチング面が斜面となるように溝を形成する。ここで、シリコン基板では、以下に示すエッチング液を用いると、（１００）面，（１１０）面は約１μｍ／分の速度でエッチングされるが、（１１１）面はほとんどエッチングされない。また、シリコン酸化膜もエッチングされない。
【００３０】
ＥＤＰ                １１６℃
ＴＭＡＨ                ８０℃
水酸化カリウム水溶液    ８０℃
ここに、ＥＤＰはエチレンジアミンピロカテコール水溶液のことであり、ＴＭＡＨは水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液のことである。
【００３１】
続いて、図７に示すように、中間酸化膜１ｂをフッ酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液（１：６）でエッチングし、支持層１ａの表面を露出させ、ＳＯＩウエハＷ２１を得る。
【００３２】
続いて、図８に示すように、活性層１ｃ側から厚さ数μｍのアルミの金属薄膜２０をスパッタにより形成する。これにより、支持層１ａおよび活性層１ｃが金属薄膜２０で電気的に接続されたＳＯＩウエハＷ２２が得られる。なお、この電気的な接続点はウエハに１箇所以上形成すればよい。
【００３３】
図９は本発明の加速度センサの製造方法に係る第３実施形態の説明図で、この図を用いて以下に第３実施形態の説明を行うと、まず、従来の製法と同様に、ＳＯＩウエハを用いて、異方性エッチングでマス部１１を形成するなどして得られる図９に示すような加速度センサウエハＷ３１（金属薄膜３０を除く）を用意する。
【００３４】
続いて、マス部１１の周囲に形成されたスリット（貫通溝）Ｓのエッチング斜面に対して、活性層１ｃ側の面から、アルミの金属薄膜３０をスパッタにより形成する。これにより、支持層１ａおよび活性層１ｃが金属薄膜３０で電気的に接続される。
【００３５】
ただし、図９の例では、支持層１ａの表面が露出するように、スリットＳの異方性エッチング開口部のマスク寸法は、活性層１ｃ側が大きくなるように設定されている。マス部１１の形成にあたり、異方性エッチングはウエハの両面から行われるが、中間酸化膜１ｂでエッチングストップとなる。中間酸化膜のエッチングはフッ酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液やドライエッチングで行えばよい。
【００３６】
図１０は本発明の加速度センサの製造方法に係る第４実施形態の説明図で、この図を用いて以下に第４実施形態の説明を行うと、まず、従来の製法と同様に、ＳＯＩウエハを用いて、異方性エッチングでマス部１１を形成するなどして得られる図１０に示すような加速度センサウエハＷ４１（金属薄膜４０を除く）を用意する。
【００３７】
続いて、マス部１１の周囲に形成されたスリットＳのエッチング斜面に対して、支持層１ａ側の面から、アルミの金属薄膜４０をスパッタにより形成する。これにより、支持層１ａおよび活性層１ｃが金属薄膜４０で電気的に接続される。
【００３８】
ただし、図１０の例では、活性層１ｃの表面が露出するように、スリットＳの異方性エッチング開口部のマスク寸法は、支持層１ａ側が大きくなるように設定されている。マス部１１の形成にあたり、異方性エッチングはウエハの両面から行われるが、中間酸化膜１ｂでエッチングストップとなる。中間酸化膜のエッチングはフッ酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液やドライエッチングで行えばよい。
【００３９】
図１１は本発明の加速度センサの製造方法に係る第５実施形態の説明図で、この図を用いて以下に第５実施形態の説明を行うと、活性層１ｃ側から異方性エッチングによりエッチング面が斜面となる溝を形成し、さらに中間酸化膜１ｂを除去して、支持層１ａの上面Ａを露出させ、図１１に示すような加速度センサウエハＷ５１を用意する。続いて、この加速度センサウエハＷ５１における支持層１ａの上面Ａに上ガラスキャップ２の底面部を合わせ、陽極接合により両者を接合する。
【００４０】
ここで、図示しないが、上ガラスキャップ２だけではなく、下ガラスキャップ３も同時に接合することができる。例えば、図２３の従来の製法と同様に、加速度センサウエハＷ５１および上下ガラスキャップ２，３を配置し、絶縁性のヒート板１００ｐに代えて図１と同様の接地されたヒート板１００を使用し、加速度センサウエハＷ５１の裏面の支持層１ａの端部に、正極の電極ピン１０１を当接し、下ガラスキャップ３の面に、接地された電極ピン１０２を当接すればよい。
【００４１】
図１２〜図１４は本発明の加速度センサの製造方法に係る第６実施形態の説明図で、これらの図を用いて以下に第６実施形態の説明を行うと、まず、ＳＯＩウエハＷ１０を用意する（図２参照）。
【００４２】
続いて、約６０°〜９０°に尖った刃先のブレード１０３を用いて（図１２参照）、図１３に示すように、ＳＯＩウエハＷ１０の活性層１ｃ側からハーフカットを行うことにより、Ｖ字形の切込み溝Ｂを形成する。ここで、切込み溝Ｂの下端が支持層１ａに達するようにハーフカットが行われる。なお、ダイシングでのブレード１０３の回転速度は約３万〜約４万ｒｐｍでよい。
【００４３】
続いて、図１４に示すように、アルミの金属薄膜６０を切込み溝Ｂの斜面などに形成し、支持層１ａおよび活性層１ｃを電気的に接続する。
【００４４】
図１５〜図１７は本発明の加速度センサの製造方法に係る第７実施形態の説明図で、これらの図を用いて以下に第７実施形態の説明を行うと、まず、ＳＯＩウエハＷ１０（図２参照）などの外周を斜めに研磨し、図１５に示すように、約１０°〜約４５°の傾斜面を有するＳＯＩウエハＷ７１を得る。
【００４５】
続いて、図１６および図１７に示すように、研磨により形成されたＳＯＩウエハＷ７１の外周部に、アルミ、ニッケル、チタン、金、クロムなどの導電の金属を用いたスパッタで、金属薄膜７０を形成する。これにより、支持層１ａおよび活性層１ｃが金属薄膜１０のメタライズ薄膜で電気的に接続される。ただし、図１７は図１６を上方から見た図である。
【００４６】
図１８〜図２０は本発明の加速度センサの製造方法に係る第８実施形態の説明図で、これらの図を用いて以下に第８実施形態の説明を行うと、まず、図１８に示すように、ＳＯＩウエハＷ１０を用意する。
【００４７】
続いて、図１９に示すように、フッ酸とフッ化アンモニウム水溶液の混合液などを用いたエッチングによって、ＳＯＩウエハＷ１０の外周に露出した中間酸化膜１ｂを除去するとともに、その外周近傍における支持層１ａおよび活性層１ｃ間の中間酸化膜１ｂをある程度の深さまで除去し、これにより、ＳＯＩウエハＷ８１を得る。
【００４８】
続いて、支持層１ａから浮いた状態の活性層１ｃの上方から正極の電極ピン１０１を押し当て、支持層１ａおよび活性層１ｃそのものを接触させて電気的に接続し、これにより、ＳＯＩウエハＷ８２を得る。
【００４９】
なお、このＳＯＩウエハＷ８２の上下には、マス部１１などを形成した後、それぞれ上下ガラスキャップ２，３が重ねられ、これら上下ガラスキャップ２，３を接地し、活性層１ｃに押し当てられる電極ピン１０１に約６００〜約１０００Ｖの電圧を印加し、真空中で、約３５０℃〜約４５０℃の温度下で、ＳＯＩウエハＷ８２に上下ガラスキャップ２，３が同時に陽極接合される。
【００５０】
なお、上記各実施形態は、加速度センサウエハ（図１参照）に下ガラスキャップのみを陽極接合する構造のものにも適用できる。
【００５１】
また、上記各実施形態では、加速度センサウエハを例に説明したが、上ガラス台座または下ガラス台座のみを接合する圧力センサウエハにも適用できる。例えば、図２１に示すように、ＳＯＩウエハから、アルミの金属薄膜９０などで支持層Ｗ９０１および活性層Ｗ９０３が電気的に接続され、ダイヤフラムを有する圧力センサウエハＷ９０を形成し、この圧力センサウエハＷ９０の支持層Ｗ９０１側と、圧力導入孔３００ａが形成された下ガラス台座３００を陽極接合する際、下ガラス台座３００の底面を、接地されたヒート板１００を介して接地し、圧力センサウエハＷ９０のパターン側（活性層Ｗ９０３がある側）に正極で数１００Ｖ〜約１０００Ｖの電極ピン１０４を当接すれば、陽極接合が容易に行える。なお、Ｗ９０２は中間酸化膜、Ｗ９０４はゲージ抵抗である。
【００５２】
以上、ＳＯＩウエハを用いた加速度センサウエハに対する上下ガラスキャップの陽極接合の回数が１回で済むので、工程の簡素化および組立時間の短縮が可能になる。これにより、コストの低減が図れる。
【００５３】
また、中間酸化膜の放電破壊を防止するような接合構成となっているため、接合品質が向上する。
【００５４】
さらに、組立工程（ウエハおよび上下ガラスキャップの陽極接合装置へのセッティングや搬送など）が簡素化され、ハンドリングなどによる振動や衝撃が加わる工程が少なくなり、カンチレバーの折れが減少し、収率を向上できるという効果がある。つまり、カンチレバー（ビーム）の折れ数は、ハンドリングの回数と相関があり、陽極接合のセット回数を２回から１回に減らすことで、カンチレバーの折れ数の減少が見込める。
【００５５】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、重りとしてのマス部、弾性を有するカンチレバー、およびこのカンチレバーを介して前記マス部を支持する支持部を形成して成り、前記カンチレバー上に形成されたゲージ抵抗を有するセンサチップと、このセンサチップの両面の前記支持部側にそれぞれ接合され過大な加速度が加わったときに前記マス部が一定値以上変位しないように規制する第１および第２ガラスキャップとを備え、これら第１および第２ガラスキャップ間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、前記ゲージ抵抗を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出す加速度センサを製造する方法であって、
支持層、この支持層上に積層された中間酸化膜、およびこの中間酸化膜上に積層された活性層から成るＳＯＩウエハを前記センサチップ形成用のウエハとして使用し、このウエハ外周に露出された前記中間酸化膜を除去し、前記支持層および活性層を、これらに対するスパッタまたは蒸着による金属薄膜の成膜で、電気的に接続して、前記支持層および活性層が前記金属薄膜で電気的に接続されたＳＯＩウエハを得、このＳＯＩウエハから加速度センサウエハを形成し、この後、前記加速度センサウエハを両面から前記第１および第２ガラスキャップで挟み込むようにしながら、前記第１および第２ガラスキャップを低電圧側とし、前記活性層表面の金属薄膜ないしその活性層を高電圧側として所定の温度雰囲気中で所定の電圧を印加することにより、前記加速度センサウエハの両面に前記第１および第２ガラスキャップを陽極接合するので、中間酸化膜の破壊防止が可能になる。また、センサチップ形成用のＳＯＩウエハへの第１および第２ガラスキャップの陽極接合の回数低減が可能になり、工程の簡素化および組立時間の短縮が可能になる。
【００５６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記活性層の一部を異方性エッチングにより除去し、続いて中間酸化膜をエッチングなどで除去し、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜するので、中間酸化膜の破壊防止が可能になる。
【００５７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、異方性エッチングにより前記マス部を形成し、このマス部の周囲に形成された貫通溝のエッチング斜面に対して、前記活性層側の面から、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜するので、中間酸化膜の破壊防止が可能になる。
【００５８】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、異方性エッチングにより前記マス部を形成し、このマス部の周囲に形成された貫通溝のエッチング斜面に対して、前記支持層側の面から、前記支持層および活性層を電気的に接続するように、スパッタまたは蒸着により金属薄膜を成膜するので、中間酸化膜の破壊防止が可能になる。
【００５９】
請求項５記載の発明によれば、重りとしてのマス部、弾性を有するカンチレバー、およびこのカンチレバーを介して前記マス部を支持する支持部を形成して成り、前記カンチレバー上に形成されたゲージ抵抗を有するセンサチップと、このセンサチップの両面の前記支持部側にそれぞれ接合され過大な加速度が加わったときに前記マス部が一定値以上変位しないように規制する第１および第２ガラスキャップとを備え、これら第１および第２ガラスキャップ間の間隙におけるエアダンピングによりセンサとしての周波数特性を制御する機能を有し、前記ゲージ抵抗を通じて加速度に比例した電圧を出力として取り出す加速度センサを製造する方法であって、支持層、この支持層上に積層された中間酸化膜、およびこの中間酸化膜上に積層された活性層から成るＳＯＩウエハを前記センサチップ形成用のウエハとして使用し、このウエハから、前記ＳＯＩウエハの活性層および中間酸化膜の一部を除去することにより前記支持層の部分の露出する凹部が形成された加速度センサウエハを用意し、この後、前記加速度センサウエハを両面から前記第１および第２ガラスキャップで挟み込むようにするとともに、前記第１および第２ガラスキャップの一方の一の面に形成された突部端面を前記凹部内の前記支持層の部分に当接させながら、前記第１および第２ガラスキャップを低電圧側とし、前記加速度センサウエハの前記支持層を高電圧側として所定の温度雰囲気中で所定の電圧を印加することにより、前記加速度センサウエハの両面に前記第１および第２ガラスキャップを陽極接合するので、中間酸化膜の破壊を防止しつつ第１および第２ガラスキャップの一方をＳＯＩウエハの活性層側に接合することができる。また、センサチップ形成用のＳＯＩウエハへの第１および第２ガラスキャップの陽極接合の回数低減が可能になり、工程の簡素化および組立時間の短縮が可能になる。
【００６０】
請求項６記載の発明によれば、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの活性層側から、切刃が尖ったダイシング用ブレードにより、前記支持層の一部に到達するＶ形の溝を形成し、このＶ形の溝の切削斜面を、スパッタまたは蒸着による金属薄膜で被覆して、前記支持層および活性層を電気的に接続するので、中間酸化膜の破壊防止が可能になる。
【００６１】
請求項７記載の発明によれば、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの外周を傾斜させて研磨し、この研磨面と活性層の一部に、アルミ、ニッケル、チタン、金、クロム、銀などの金属薄膜をスパッタにより形成し、このスパッタによって形成したメタライズ層で前記支持層および活性層を電気的に接続するので、中間酸化膜の破壊防止が可能になる。
【００６２】
請求項８記載の発明によれば、請求項１記載の加速度センサの製造方法において、前記ＳＯＩウエハの外周に露出した中間酸化膜とその外周近傍における前記支持層および活性層間の中間酸化膜とをエッチングにより除去し、前記第１および第２ガラスキャップの少なくとも一方を陽極接合で接合する際、前記ＳＯＩウエハ外周の中間酸化膜が除去された上方にある活性層に正極の電圧印加ピンを当接し、前記支持層および活性層そのものを互いに接触させることにより、前記支持層および活性層を電気的に接続するので、中間酸化膜の破壊を防止しつつ第１および第２ガラスキャップの少なくとも一方をＳＯＩウエハに陽極接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加速度センサの製造方法に係る第１実施形態の説明図である。
【図２】本発明の加速度センサの製造方法に係る第１実施形態の説明図である。
【図３】本発明の加速度センサの製造方法に係る第１実施形態の説明図である。
【図４】本発明の加速度センサの製造方法に係る第１実施形態の説明図である。
【図５】第１実施形態の加速度センサの製造方法により得られる加速度センサチップの断面構造図である。
【図６】本発明の加速度センサの製造方法に係る第２実施形態の説明図である。
【図７】本発明の加速度センサの製造方法に係る第２実施形態の説明図である。
【図８】本発明の加速度センサの製造方法に係る第２実施形態の説明図である。
【図９】本発明の加速度センサの製造方法に係る第３実施形態の説明図である。
【図１０】本発明の加速度センサの製造方法に係る第４実施形態の説明図である。
【図１１】本発明の加速度センサの製造方法に係る第５実施形態の説明図である。
【図１２】本発明の加速度センサの製造方法に係る第６実施形態の説明図である。
【図１３】本発明の加速度センサの製造方法に係る第６実施形態の説明図である。
【図１４】本発明の加速度センサの製造方法に係る第６実施形態の説明図である。
【図１５】本発明の加速度センサの製造方法に係る第７実施形態の説明図である。
【図１６】本発明の加速度センサの製造方法に係る第７実施形態の説明図である。
【図１７】本発明の加速度センサの製造方法に係る第７実施形態の説明図である。
【図１８】本発明の加速度センサの製造方法に係る第８実施形態の説明図である。
【図１９】本発明の加速度センサの製造方法に係る第８実施形態の説明図である。
【図２０】本発明の加速度センサの製造方法に係る第８実施形態の説明図である。
【図２１】本発明の圧力センサウエハへの適用例の説明図である。
【図２２】従来の半導体加速度センサの一例を示す構成図である。
【図２３】従来の半導体加速度センサの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１０  金属薄膜
１  センサチップ
１ａ  支持層
１ｂ  中間酸化膜
１ｃ  活性層
１１  マス部
１２  カンチレバー
１３  支持部
１４  ゲージ抵抗
２  上ガラスキャップ
２１  凹部
３  下ガラスキャップ
３１  凹部
Ｗ１０  ＳＯＩウエハ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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