(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、前記ベース基板に配置され、かつ、可動電極部を備えた可動部と、前記ベース基板に設けられ、かつ、前記可動部に対向して配置された固定電極部と、を含み、前記可動部の前記ベース基板と対向する部位の少なくとも一部に前記ベース基板に向けて突出する突起が設けられている物理量センサーの製造方法であって、
後の加工により前記可動部および前記固定電極部となる第２基板を用意し、前記第２基板の一方の面に前記可動部となる部分と前記固定電極部となる部分とに跨って金属膜を形成する第２基板準備工程と、
空洞部が形成された第１基板を用意し、前記金属膜が前記第１基板側に位置する状態で前記第２基板を前記第１基板に載置する載置工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、前記可動部および前記固定電極部を形成する第１の加工工程と、
前記第２基板の平面視で、前記金属膜の前記可動部および前記固定電極部からはみ出ている部分の少なくとも一部を除去し、前記金属膜で前記突起を形成すると共に、前記可動部と前記固定電極部とを分離する第２の加工工程と、を有することを特徴とする物理量センサーの製造方法。
【請求項２】
前記第１の加工工程において、前記エッチングとしてリアクティブイオンエッチングを用いることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサーの製造方法。
【請求項３】
前記第１基板は、アルカリ金属イオンを含む絶縁材料で構成され、
前記第２基板は、半導体材料で構成され、
前記載置工程において、前記第２基板を前記第１基板に対して陽極接合法により接合することを特徴とする請求項１または２に記載の物理量センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物理量センサーとしては、固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、ベースプレート部と、ベースプレートに支持された梁構造体とを有している。梁構造体は、アンカー部と、質量部と、アンカー部と質量部とを連結する梁部と、質量部に設けられた複数の可動電極とを有している。また、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、各可動電極の両側に位置するように設けられた複数の固定電極を有している。このような物理量センサーは、可動電極と固定電極との間の静電容量の変化を測定し、その測定結果に基づいて、物理量を検出することができる。
しかしながら、特許文献１に記載の物理量センサー素子では、その厚さ方向の応力（衝撃）が加わると、梁部が曲げ変形しながら質量部がベースプレート側へ変位し、これにより、質量部や可動電極がベースプレートに接触し破損するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２３８４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、衝撃に強く、優れた機械的強度を有する物理量センサーの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の物理量センサーの製造方法は、ベース基板と、前記ベース基板に配置され、かつ、可動電極部を備えた可動部と、前記ベース基板に設けられ、かつ、前記可動部に対向して配置された固定電極部と、を含み、前記可動部の前記ベース基板と対向する部位の少なくとも一部に前記ベース基板に向けて突出する突起が設けられている物理量センサーの製造方法であって、
後の加工により前記可動部および前記固定電極部となる第２基板を用意し、前記第２基板の一方の面に前記可動部となる部分と前記固定電極部となる部分とに跨って金属膜を形成する第２基板準備工程と、
空洞部が形成された第１基板を用意し、前記金属膜が前記第１基板側に位置する状態で前記第２基板を前記第１基板に載置する載置工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、前記可動部および前記固定電極部を形成する第１の加工工程と、
前記第２基板の平面視で、前記金属膜の前記可動部および前記固定電極部からはみ出ている部分の少なくとも一部を除去し、前記金属膜で前記突起を形成すると共に、前記可動部と前記固定電極部とを分離する第２の加工工程と、を有することを特徴とする。
これにより、製造時における可動部のベース基板への貼り付き（スティッキング）を効果的に抑制しつつ、優れた機械的強度を有する物理量センサーを製造することができる。
【０００６】
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第１の加工工程において、前記エッチングとしてリアクティブイオンエッチングを用いることが好ましい。
【０００９】
本発明の物理量センサーの製造方法では、前記第１基板は、アルカリ金属イオンを含む絶縁材料で構成され、
前記第２基板は、半導体材料で構成され、
前記載置工程において、前記第２基板を前記第１基板に対して陽極接合法により接合することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す斜視図である。
【図２】図１に示す物理量センサーを示す平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【図６】図２中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図６の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【図８】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図９】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１０】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１１】図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１２】図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図１４】図１３中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る物理量センサーを示す平面図である。
【図１６】図１５中のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る物理量センサーを示す断面図である。
【図１８】図１７に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図１９】図１７に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図２０】図１７に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。
【図２１】本発明の物理量センサーを適用したセンサー装置を示す模式図である。
【図２２】本発明の電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ）である。
【図２３】本発明の電子機器（携帯電話機）である。
【図２４】本発明の電子機器（ディジタルスチルカメラ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の物理量センサーの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る物理量センサーを示す斜視図、図２は、図１に示す物理量センサーを示す平面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図２中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図４の部分拡大図（部分拡大断面図）、図６は、図２中のＣ−Ｃ線断面図、図７は、図６の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【００１２】
なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図１〜４、図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（左右方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」と言う。また、図１〜４、図６、図８〜図１１では、説明の便宜上、後述する絶縁膜９およびそれに対応するもの（絶縁膜１０６、１０６Ａ）の図示を省略している。なお、本実施形態では、物理量センサーを加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
【００１３】
［物理量センサー］
図１および図２に示す物理量センサー１は、ベース基板２と、このベース基板２に接合・支持された素子片（基体）３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋部材５と、素子片３に形成された突起６とを有する。
以下、物理量センサー１を構成する各部を順次詳細に説明する。
【００１４】
（ベース基板）
ベース基板２は、素子片３を支持する機能を有する。このようなベース基板２は、絶縁性を有する基板（絶縁基板）である。
ベース基板２は、板状をなし、その上面（一方の面）には、空洞部２１が設けられている。この空洞部２１は、ベース基板２を平面視したときに、後述する素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５を包含するように形成されていて、内底を有する。このような空洞部２１は、素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５がベース基板２に接触するのを防止する逃げ部を構成する。これにより、素子片３の可動部３３の変位を許容することができる。
【００１５】
なお、この逃げ部は、空洞部２１（凹部）に代えて、ベース基板２をその厚さ方向に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部２１の平面視形状は、四角形（具体的には長方形）をなしているが、これに限定されるものではない。
また、ベース基板２の上面には、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、凹部２２、２３、２４が設けられている。この凹部２２、２３、２４は、平面視で導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、凹部２２は、後述する導体パターン４の配線４１および電極４４に対応した形状をなし、凹部２３は、後述する導体パターン４の配線４２および電極４５に対応した形状をなし、凹部２４は、後述する導体パターン４の配線４３および電極４６に対応した形状をなす。
【００１６】
また、凹部２２の電極４４が設けられた部位の深さは、凹部２２の配線４１が設けられた部位よりも深くなっている。同様に、凹部２３の電極４５が設けられた部位の深さは、凹部２３の配線４２が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部２４の電極４６が設けられた部位の深さは、凹部２４の配線４３が設けられた部位よりも深くなっている。
【００１７】
このように凹部２２、２３、２４の一部の深さを深くすることにより、後述する物理量センサー１の製造時において、素子片３を形成する前の基板１０３を基板１０２Ａに接合したとき（図８参照）、その基板１０３が電極４４、４５、４６と接合してしまうのを防止することができる。
このようなベース基板２の構成材料としては、具体的には、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いるのが好ましく、特に、素子片３がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、ベース基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００１８】
また、ベース基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、ベース基板２の構成材料と素子片３の構成材料との熱膨張係数差が３ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、ベース基板２と素子片３との接合時等に高温化にさらされても、ベース基板２と素子片３との間の残留応力を低減することができる。
【００１９】
（素子片）
素子片３は、固定部３１、３２と、可動部３３と、連結部３４、３５と、可動電極部３６、３７と、固定電極部３８、３９とで構成されている。なお、連結部３４、３５と可動電極部３６、３７は、可動部３３に含まれる。
このような素子片３は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、可動部３３および可動電極部３６、３７が、連結部３４、３５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の隙間、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の静電容量、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することできる。
【００２０】
この固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５および可動電極部３６、３７は、一体的に形成されている。
固定部３１、３２は、それぞれ、前述したベース基板２の上面に接合されている。具体的には、固定部３１は、ベース基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｘ方向側（図中左側）の部分に接合され、また、固定部３２は、ベース基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｘ方向側（図中右側）の部分に接合されている。また、固定部３１、３２は、平面視したときに、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。なお、固定部３１、３２の位置および形状等は、連結部３４、３５や導体パターン４等の位置および形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００２１】
このような２つの固定部３１、３２の間には、可動部３３が設けられている。本実施形態では、可動部３３は、Ｘ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動部３３の形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような可動部３３は、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、可動部３３の左側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、可動部３３の右側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。
【００２２】
この連結部３４、３５は、可動部３３を固定部３１、３２に対して変位可能に連結している。本実施形態では、連結部３４、３５は、図２にて矢印ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に可動部３３を変位し得るように構成されている。
具体的に説明すると、連結部３４は、２つの梁３４１、３４２で構成されている。そして、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に複数回（本実施形態では３回）折り返された形状をなしている。なお、各梁３４１、３４２の折り返し回数は、１回または２回であってもよいし、４回以上であってもよい。
【００２３】
同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁３５１、３５２で構成されている。
なお、連結部３４、３５は、可動部３３をベース基板２に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、可動部３３の両端部から＋Ｙ方向および−Ｙ方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていてもよい。
【００２４】
このようにベース基板２に対してＸ軸方向に変位可能に支持された可動部３３の幅方向での一方側（＋Ｙ方向側）には、可動電極部３６が設けられ、他方側（−Ｙ方向側）には、可動電極部３７が設けられている。
可動電極部３６は、可動部３３から＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３６１〜３６５を備えている。この可動電極指３６１、３６２、３６３、３６４、３６５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。同様に、可動電極部３７は、可動部３３から−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３７１〜３７５を備える。この可動電極指３７１、３７２、３７３、３７４、３７５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
【００２５】
このように複数の可動電極指３６１〜３６５および複数の可動電極指３７１〜３７５は、それぞれ、可動部３３の変位する方向（すなわちＹ軸方向）に並んで設けられている。これにより、後述する固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。同様に、後述する固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。そのため、物理量センサー１を物理量センサー素子として用いた場合に検出精度を優れたものとすることができる。
【００２６】
このような可動電極部３６は、固定電極部３８に対して間隔を隔てて対向する。また、可動電極部３７は、固定電極部３９に対して間隔を隔てて対向する。
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１〜３８８を備える。このような複数の固定電極指３８１〜３８８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、ベース基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１〜３８８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。
【００２７】
この固定電極指３８１〜３８８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１、３８２は、対をなし、前述した可動電極指３６１、３６２の間に、固定電極指３８３、３８４は、対をなし、可動電極指３６２、３６３の間に、固定電極指３８５、３８６は、対をなし、可動電極指３６３、３６４の間に、固定電極指３８７、３８８は、対をなし、可動電極指３６４、３６５の間に臨むように設けられている。
【００２８】
ここで、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、それぞれ、ベース基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１〜３８８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００２９】
このような第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とは、ベース基板２上で互いに分離している。言い換えると、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、ベース基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とを電気的に絶縁することができる。そのため、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００３０】
本実施形態では、固定電極指３８１〜３８８がベース基板２上で互いに分離している。言い換えると、固定電極指３８１〜３８８は、それぞれ、ベース基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、固定電極指３８１〜３８８のＹ軸方向での長さを揃えることができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８とベース基板２との各接合部の十分な接合強度を得るのに必要な面積を確保しつつ、固定電極指３８１〜３８８の小型化を図ることができる。そのため、物理量センサー１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、物理量センサー１の小型化を図ることができる。
【００３１】
同様に、固定電極部３９は、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１〜３９８を備える。このような複数の固定電極指３９１〜３９８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、ベース基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。
【００３２】
この固定電極指３９１〜３９８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１、３９２は、対をなし、前述した可動電極指３７１、３７２の間に、固定電極指３９３、３９４は、対をなし、可動電極指３７２、３７３の間に、固定電極指３９５、３９６は、対をなし、可動電極指３７３、３７４の間に、固定電極指３９７、３９８は、対をなし、可動電極指３７４、３７５の間に臨むように設けられている。
【００３３】
ここで、固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７は、それぞれ、ベース基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１〜３９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００３４】
このような第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７とは、前述した固定電極部３８と同様、ベース基板２上で互いに分離している。これにより、第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量、および、第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００３５】
本実施形態では、複数の固定電極指３９１〜３９８は、前述した固定電極部３８と同様、ベース基板２上で互いに分離している。これにより、各固定電極指３９１〜３９８とベース基板２との各接合部の面積を十分なものとしつつ、固定電極指３９１〜３９８の小型化を図ることができる。そのため、物理量センサー１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、物理量センサー１の小型化を図ることができる。
【００３６】
このような素子片３（すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５）は、後述する１つの基板１０３をエッチングすることより形成されたものである。
これにより、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の厚さを厚くすることができる。また、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。このようなことから、物理量センサー１の高感度化を図ることができるとともに、物理量センサー１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３７】
また、素子片３の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いるのが好ましい。
すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。
【００３８】
シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片３をシリコンを主材料として構成することにより、素子片３の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子である物理量センサー１の高感度化を図ることができる。また、シリコンは疲労が少ないため、物理量センサー１の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片３を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされているのが好ましい。これにより、素子片３の導電性を優れたものとすることができる。
【００３９】
また、素子片３は、前述したように、ベース基板２の上面に固定部３１、３２および固定電極部３８、３９が接合されることにより、ベース基板２に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜９を介してベース基板２と素子片３とが接合されている。
このような素子片３（具体的には、前述した固定部３１、３２および各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）とベース基板２との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いるのが好ましい。これにより、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）をベース基板２に強固に接合することができる。そのため、物理量センサー１の耐衝撃性を向上させることができる。また、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）をベース基板２の所望の位置に高精度に接合することができる。そのため、物理量センサー素子である物理量センサー１の高感度化を図ることができる。この場合、前述したようにシリコンを主材料として素子片３を構成し、かつ、アルカリ金属イオンを含むガラス材料でベース基板２を構成する。
【００４０】
（突起）
図１および図３に示すように、上述のような素子片３の可動部３３の下面（ベース基板２と対向する面）には、複数の突起６が形成されている。本実施形態では、複数の突起６は、可動部３３が有する各可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の先端部に設けられている。また、各突起６は、各可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５のからベース基板２側へ突出して設けられている。
【００４１】
これら突起６は、物理量センサー１の製造時において、可動部３３とベース基板２との貼り付き（スティッキング）を防止する機能を有している。また、例えば、Ｚ軸方向の強い応力（衝撃）によって、可動部３３がベース基板２側へ大きく変位した際、突起６がベース基板２と接触することにより可動部３３（可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５、連結部３４、３５を含む）が直接ベース基板２に接触するのを防止し、素子片３の破損、破壊を効果的に抑制することができる。そのため、物理量センサー１の高い信頼性を確保することができる。特に、本実施形態では、突起６を、可動部３３の中で最もベース基板２側に変位し易い（接近し易い）部位である各可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の先端部に設けているため、上述の効果をより効果的に発揮することができる。
【００４２】
本実施形態では、各突起６の先端面６１は、ＸＹ平面と平行な平坦面で構成されている。なお、先端面６１は、特に限定されず、例えば、ベース基板２側に凸の湾曲凸面で構成されていてもよい。この場合には、突起６とベース基板２との接触面積を本実施形態に対して小さくすることができるため、前述したようなスティッキングをより効果的に防止することができる。
なお、突起６がベース基板２と接触した場合における、これらの接触面積は、特に限定されないが、２μｍ２以下程度であるのが好ましい。これにより上記効果がより顕著となる。
【００４３】
また、本実施形態では、各突起６は、可動部３３と一体的に形成されている。このように、各突起６を可動部３３と一体的に形成することにより、例えば各突起６を可動部３３と別体として形成した場合と比較して、物理量センサー１の温度特性を優れたものとすることができる。さらには、後述するような製造方法によって製造することができるため物理量センサー１の製造が容易となる。
【００４４】
（導体パターン）
導体パターン４は、前述したベース基板２の上面（固定電極部３８、３９側の面）上に設けられている。
この導体パターン４は、図４〜図６に示すように、配線４１、４２、４３と、電極４４、４５、４６とで構成されている。
【００４５】
配線４１は、前述したベース基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端部は、ベース基板２の上面の外周部（ベース基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４４に接続されている。
このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極指である各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８および各固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に電気的に接続されている。ここで、配線４１は、各第１固定電極指に電気的に接続された第１配線である。
【００４６】
また、配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述したベース基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線４２の一端部は、前述した電極４４に対して間隔を隔てて並ぶようにベース基板２の上面の外周部（ベース基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４５に接続されている。
配線４３は、ベース基板２上の固定部３１との接合部から、ベース基板２の上面の外周部（ベース基板２上の蓋部材５の外側の部分）上に延びるように設けられている。そして、配線４３の固定部３１とは反対側の端部は、前述した電極４４、４５に対して間隔を隔てて並ぶようにベース基板２の上面の外周部（ベース基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４６に接続されている。
【００４７】
このような配線４１〜４３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４８】
中でも、配線４１〜４３の構成材料としては、透明電極材料（特にＩＴＯ）を用いるのが好ましい。配線４１、４２がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、ベース基板２が透明基板である場合、ベース基板２の固定電極部３８、３９側の面上に存在する異物等をベース基板２の固定電極部３８、３９とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、高感度な物理量センサー素子として物理量センサー１をより確実に提供することができる。
【００４９】
また、電極４４〜４６の構成材料としては、それぞれ、前述した配線４１〜４３と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、電極４４〜４６の構成材料として、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料と同じものが用いられている。
このような配線４１、４２（第１配線および第２配線）がベース基板２の上面に設けられていることにより、配線４１を介して第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定するとともに、配線４２を介して第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００５０】
本実施形態では、電極４４および電極４６を用いることにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。また、電極４５および電極４６を用いることにより、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００５１】
また、このような配線４１、４２は、ベース基板２の上面上（すなわち固定電極部３８、３９側の面上）に設けられているので、固定電極部３８、３９に対する電気的接続およびその位置決めが容易である。そのため、物理量センサー１の信頼性（特に、耐衝撃性および検出精度）を向上させることができる。
また、配線４１および電極４４は、前述したベース基板２の凹部（第１凹部）２２内に設けられ、配線４２および電極４５は、前述したベース基板２の凹部（第２凹部）２３内に設けられ、配線４３および電極４６は、前述したベース基板２の凹部（第３凹部）２４内に設けられている。これにより、配線４１〜４３がベース基板２の板面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８とベース基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。同様に、固定部３１とベース基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。ここで、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｔ＜ｄなる関係を満たす。
【００５２】
特に、第１配線である配線４１上には、導電性を有する第１突起である複数の突起４８１および複数の突起４８２が設けられている。複数の突起４８１は、複数の第１固定電極指である固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８に対応して設けられ複数の突起４８２は、複数の第１固定電極指である固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に対応して設けられている。
【００５３】
そして、複数の突起４８１を介して固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と配線４１とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４８２を介して固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１とが電気的に接続されている。
これにより、配線４１と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続を行うことができる。
【００５４】
同様に、第２配線である配線４２上には、導電性を有する第２突起である複数の突起４７１および複数の突起４７２が設けられている（図１および図４参照）。複数の突起４７１は、複数の第２固定電極指である固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７に対応して設けられ、複数の突起４７２は、複数の第２固定電極指である固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７に対応して設けられている。
【００５５】
そして、複数の突起４７１を介して固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と配線４２とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４７２を介して固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２とが電気的に接続されている。
これにより、配線４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
【００５６】
このような突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて突起４７１、４７２、４８１、４８２を構成することにより、配線４１、４２と固定電極部３８、３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。
【００５７】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとし、突起４７１、４７２、４８１、４８２の高さをそれぞれｈとしたとき、d≒ｔ＋ｈなる関係を満たす。
また、図５、７に示すように、配線４１〜４３上には、絶縁膜９が設けられている。そして、前述した各突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０上の絶縁膜９は形成せずに突起の表面が露出している。この絶縁膜９は、導体パターン４と素子片３との不本意な電気的接続（短絡）を防止する機能を有する。これにより、配線４１、４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、各第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および各第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。また、配線４３と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。
【００５８】
本実施形態では、絶縁膜９は、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０および電極４４〜４６の形成領域を除いて、ベース基板２の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜９の形成領域は、配線４１〜４３を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、ベース基板２の上面の素子片３との接合部位や蓋部材５との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。
【００５９】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｄ＞ｔなる関係を満たす。これにより、例えば、図５に示すように、固定電極指３９１と配線４１上の絶縁膜９との間には、隙間２２１が形成されている。図示しないが、この隙間２２１と同様の隙間が他の各固定電極指と配線４１、４２上の絶縁膜９との間にも形成されている。このような隙間は、後述する物理量センサー１の製造において、基板１０２と基板１０３との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。
【００６０】
また、図７に示すように、蓋部材５と配線４３上の絶縁膜９との間には、隙間２２２が形成されている。図示しないが、この隙間２２２と同様の隙間が蓋部材５と配線４１、４２上の絶縁膜９との間にも形成されている。これらの隙間は、蓋部材５内を減圧したり、不活性ガスを充填したりするのを用いることができる。なお、これらの隙間は、蓋部材５とベース基板２とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。
【００６１】
このような絶縁膜９の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、ベース基板２がガラス材料（特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料）で構成されている場合、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用いるのが好ましい。これにより、前述したような不本意な電気的接続を防止するとともに、ベース基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜９が存在していても、ベース基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００６２】
また、絶縁膜９の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの範囲で絶縁膜９を形成すると、前述したような不本意な電気的接続を防止することができる。また、ベース基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、ベース基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜９が存在していても、絶縁膜９を介してベース基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００６３】
（蓋部材）
蓋部材５は、前述した素子片３を保護する機能を有する。
この蓋部材５は、板状をなし、その一方の面（下面）に凹部５１が設けられている。この凹部５１は、素子片３の可動部３３および可動電極部３６、３７等の変位を許容するように形成されている。
【００６４】
そして、蓋部材５の下面の凹部５１よりも外側の部分は、前述したベース基板２の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜９を介してベース基板２と蓋部材５とが接合されている。
蓋部材５とベース基板２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材５の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
【００６５】
［物理量センサーの製造方法］
次に、本発明の物理量センサーの製造方法を説明する。なお、以下では、前述した物理量センサー１を製造する場合の一例を説明する。
図８〜図１１は、それぞれ、図１に示す物理量センサーの製造方法を説明するための図、図１０は、図８（ｃ）に示す工程（配線、接点、絶縁膜を形成する工程）を説明するための図である。なお、図８は、図２中のＢ−Ｂ線断面に対応する断面を示し、図９〜図１１は、図２中のＡ−Ａ線断面図に対応する断面を示している。
なお、以下では、ベース基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンで構成されている場合を例に説明する。
【００６６】
［１］ベース基板製造工程
まず、図８（ａ）に示すように、第１基板である基板１０２を用意する。この基板１０２は、後述する工程を経てベース基板２となるものである。また、基板１０２は、アルカリ金属を含むガラス材料で構成されている。
次に、図８（ｂ）に示すように、基板１０２の上面をエッチングすることにより、空洞部２１、と凹部２２、２３を形成する。このとき、図８（ｂ）では図示しないが、上記エッチングにより凹部２４も同時に形成する。これにより、空洞部２１と凹部２２〜２４が形成された基板１０２Ａを得る。このような空洞部２１と凹部２２〜２４の形成方法（エッチング方法）としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００６７】
また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部２１と凹部２２〜２４を順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部２１と凹部２２〜２４（深さの異なる複数の凹部）を一括形成してもよい。
【００６８】
［２］導体パターン、絶縁膜形成工程
次に、図８（ｃ）に示すように、基板１０２Ａの上面上に、導体パターン４を形成する。その後、図８（ｃ）では図示しないが、絶縁膜１０６Ａを形成する。ここで、絶縁膜１０６Ａは、後述する個片化を経て絶縁膜９となるものである。
以下、図１２に基づき、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成について詳述する。なお、図１２では、基板１０２Ａの固定電極指３９１との接合部近傍における導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。
【００６９】
導体パターン４を形成するに際しては、まず、図１２（ａ）に示すように、凹部２２内に配線４１を形成するとともに、凹部２３内に配線４２を形成する。このとき、図１２では図示しないが、凹部２４内に配線４３を配線４１、４２と同時に形成する。
配線４１、４２、４３の形成方法（成膜方法）としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
【００７０】
そして、図１２（ｂ）に示すように、配線４２上に複数の突起４７２を形成（成膜）する。このとき、図１２（ｂ）では図示しないが、配線４２上に複数の突起４７１および電極４５を突起４７２と同時に形成する。また、配線４１上に複数の突起４８１、複数の突起４８２および電極４４突起４７２と同時に形成する。また、配線４３上に突起５０および電極４６を突起４７２と同時に形成する。
【００７１】
次に、図１２（ｃ）に示すように、配線４１、４２等を覆うように、基板１０２Ａの上面に絶縁膜１０６を形成（成膜）する。
次に、図１２（ｄ）に示すように、絶縁膜１０６の各突起４７２に対応する部分を除去する。また、図１２（ｄ）では図示しないが、絶縁膜１０６の各突起４７１、突起５０および電極４４〜４６に対応する部分も除去する。これにより、電極４４〜４６を露出させるとともに、各突起４７１、４７２、５０が貫通する絶縁膜１０６Ａが得られる。
以上のようにして、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａが得られる。
【００７２】
［３］第２基板準備工程
まず、図９（ａ）に示すように、第２基板である基板１０３を用意する。この基板１０３は、後述するような薄肉化、パターンニングおよび個片化を経て素子片３となるものである。また、基板１０３は、シリコン基板である。また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さ（突起６を含む厚さ）よりも厚くなっている。これにより、基板１０３の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板１０３の厚さが素子片３の厚さと同じであってもよい。この場合、後述する薄肉化の工程を省略すればよい。
【００７３】
次に、図９（ｂ）に示すように、突起６に相当する部分（各可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の先端部）を残して、基板１０３をその下面側から薄肉化し、突起６を基板１０３と一体形成する。薄肉化の方法としては、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成された突起６に対応するマスクを好適に用いることができる。
これにより、突起６が形成された基板１０３が得られる。
【００７４】
［４］載置工程（接合工程）
まず、図１０（ａ）に示すように、前述した工程［２］によって得られた導体パターン４および絶縁膜１０６Ａが形成された基板１０２の上面に、工程［３］で得られた基板１０３を突起６が基板１０２側に位置するように載置する。次いで、基板１０３を基板１０２に陽極接合法により接合する。これにより、基板１０３と各突起４７１、４７２、５０とが接続される。
次に、基板１０３をその上面側から薄肉化して、図１０（ｂ）に示すように、基板１０３Ａを得る。この薄肉化は、基板１０３Ａの厚さが素子片３の厚さと同じになるように行われる。また、基板１０３の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＭＰ法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。
【００７５】
［５］加工工程
次に、基板１０３Ａをエッチングすることにより、図１０（ｃ）に示すように、素子片３を得る。エッチング方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらエッチング方法の中でも、加工精度の観点から、リアクティブイオンエッチングを好適に用いることができる。この場合、可動部３３と各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８とがエッチングにより分離された状態で、これらの隙間を介してプラズマが基板１０３に照射される場合がある。基板１０２にプラズマが照射されると、基板１０２が帯電する。
【００７６】
基板１０２と可動部３３は、電気的に絶縁されているため、基板１０２と可動部３３の間に電位差が生じることとなる。そして、図１０（ｃ）’に示すように、この電位差によって、可動部３３が基板１０２に引き付けられ、従来の構成では、可動部３３が基板１０２に接触し、貼り付き（スティッキング）が発生しまうことがあった。これに対して、本発明では、可動部３３に突起６を形成しているため、可動部３３が基板１０２に引き付けられたとしても、基板１０２と接触するのは、突起６であり、その接触面積も小さいため、上述のようなスティッキングの発生を確実に防止することができる。
【００７７】
［６］蓋部配設工程
次に、図１１（ａ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、凹部５１を有する蓋部材１０５を接合する。これにより、基板１０２Ａと蓋部材１０５とが素子片３を収納するようにして接合された接合体１０１が得られる。この蓋部材１０５は、後述する個片化を経て蓋部材５となるものである。
【００７８】
［７］個片化工程
次に、接合体１０１を個片化（ダイシング）することにより、図１１（ｂ）に示すように、物理量センサー１が得られる。
以上説明した第１実施形態に係る物理量センサー１によれば、複数の第１固定電極指（固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８）と複数の第２固定電極指（固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７）とが互いに電気的に絶縁されているため、第１固定電極指と可動電極部３６、３７との間の静電容量、および、第２固定電極指と可動電極部３６、３７との静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００７９】
また、可動部３３に突起を有しているため、上述したように、製造時のスティッキングの防止や、衝撃が加わった際の破損の防止を効果的に図ることができる。すなわち、物理量センサー１は、衝撃に強く、優れた機械的強度を有している。
また、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５をベース基板２とは別体の基板から形成（特に一括形成）することができる。そのため、これらの各可動電極指および各固定電極指の厚さを厚くして、物理量センサー１の高感度化を図ることができる。また、固定部３１、３２、可動部３３および連結部３４、３５の厚さを厚くして、物理量センサー１の耐衝撃性を優れたものとすることができる。
【００８０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第２実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第２実施形態に係る物理量センサーを示す平面図、図１４は、図１３中のＤ−Ｄ線断面図である。
本実施形態にかかる物理量センサーは、突起の形成位置が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる物理量センサーと同様である。
【００８１】
なお、以下の説明では、第２実施形態の物理量センサーに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１３、図１４では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の物理量センサー１Ａは、可動部３３の下面に複数の突起６が形成されている。また複数の突起６は、互いにＸ軸方向に離間して配置されている。
以上説明したような第２実施形態に係る物理量センサー１Ａによっても、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様の効果を発揮することができる。
【００８２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第３実施形態について説明する。
図１５は、本発明の第３実施形態に係る物理量センサーを示す平面図、図１６は、図１５中のＥ−Ｅ線断面図である。
本実施形態にかかる物理量センサーは、突起の形成位置が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる物理量センサーと同様である。
【００８３】
なお、以下の説明では、第２実施形態の物理量センサーに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１５、図１６では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
本実施形態の物理量センサー１Ｂは、連結部３４、３５の下面に複数の突起６が形成されている。具体的には、連結部３４は、２つの梁３４１、３４２を有しており、これら梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。そして、このような梁３４１、３４２のＹ軸方向外側（Ｙ軸方向において固定部３１から遠位な位置）に位置する折り返し部３４１ａ、３４２ａの下面にそれぞれ突起６が形成されている。連結部３５は、連結部３４と同様であるため、連結部３５については、その説明を省略する。
【００８４】
連結部３４（連結部３５についても同様である。）は、弾性を有しているため、撓み易い。さらに、折り返し部３４１ａ、３４２ａは、Ｙ軸方向の外側に位置しているため連結部３４の中でも、最もＺ軸方向の変位量が大きくなる部分でもある。このような部位に突起６を設けることにより、第１実施形態で述べたようなスティッキングの防止や、Ｚ軸方向の衝撃が加わった際の破損等をより効果的に防止することができる。
以上説明したような第３実施形態に係る物理量センサー１Ｂによっても、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様の効果を発揮することができる。
【００８５】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の物理量センサーの第４実施形態について説明する。
図１７は、本発明の第４実施形態に係る物理量センサーを示す断面図である。なお、図１７は、図２中のＡ−Ａ線断面図に対応する断面図を示している。
本実施形態にかかる物理量センサーは、突起の形成位置が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる物理量センサーと同様である。
なお、以下の説明では、第３実施形態の物理量センサーに関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１７では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。
【００８６】
［物理量センサー］
本実施形態の物理量センサー１Ｃでは、可動部３３が有する各可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の先端部に突起６が設けられている。また、各突起６は、各可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８とｘ軸方向に重なり合う領域に設けられている。
【００８７】
このような各突起６は、可動部３３（可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５）と別体として形成されている。このように、各突起６を可動部３３と別体として形成することにより、各突起６の構成材料を広く選択することができる。各突起６の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、樹脂材料のように比較的軟質な材料（可動部３３の構成材料よりもヤング率の低い材料）を用いることにより、各突起６を衝撃緩和部として機能させることができる。そのため、可動部３３がベース基板２側に変位し、突起６がベース基板２に接触した場合に、突起６がその衝撃を吸収、緩和するため、可動部３３に伝わる衝撃を和らげることができる。その結果、物理量センサー１の破損、破壊をより効果的に防止することができる。
また、各突起６を、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料またはこれらを含む合金等に代表される導電性材料で構成することにより、後述する物理量センサー１Ｃの製造方法において、スティッキング発生を効果的に抑制することができる。そのため、より簡単かつ確実に物理量センサー１Ｃを製造することができる。
【００８８】
［物理量センサーの製造方法］
次に、本発明の物理量センサーの製造方法を説明する。なお、以下では、前述した物理量センサー１を製造する場合の一例を説明する。
図１８〜図２０は、それぞれ、図１７示す物理量センサーの製造方法を説明するための図である。図１８は、基板１０３を上面側から見たときの透過図（平面図）であり、図１９および図２０は、基板１０３を上面から見たときの平面図である。
なお、以下では、ベース基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンで構成されている場合を例に説明する。
【００８９】
［１］ベース基板製造工程
本工程は、前述した第１実施形態で述べたものと同様であるため、その説明を省略する。
［２］導体パターン、絶縁膜形成工程
本工程は、前述した第１実施形態で述べたものと同様であるため、その説明を省略する。
【００９０】
［３］第２基板準備工程
まず、第２基板である基板１０３を用意する。この基板１０３は、後述するような薄肉化、パターンニングおよび個片化を経て素子片３となるものである。また、基板１０３は、シリコン基板である。また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さよりも厚くなっている。
【００９１】
次に、図１８に示すように、基板１０３の一方の面にＸ軸方向に延在する一対の金属膜８１、８２を形成する。金属膜８１は、可動電極指３６１〜３６５となる部分と、固定電極指３８１〜３８８となる部分に跨って、これら部分を電気的に接続するように形成する。同様に、金属膜８２は、可動電極指３７１〜３７５となる部分と、固定電極指３９１〜３９８となる部分に跨って、これら部分を電気的に接続するように形成する。なお、これら金属膜８１、８２は、それぞれ突起６となる部位であるため、その幅（Ｙ軸方向の長さ）を突起６の幅に合わせて形成する。
金属膜８１、８２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、蒸着等により基板１０３の一方面に一様に金属膜を形成し、形成した金属膜をエッチング等によりパターニングすることにより、形成することができる。
［４］載置工程（接合工程）
本工程は、前述した第１実施形態で述べたものと同様であるため、その説明を省略する。
【００９２】
［５］加工工程
［５−１］第１の加工工程
次に、基板１０３をエッチングすることにより、図１９に示すように、素子片３を得る。なお、この段階では、金属膜８１、８２が除去されてない。すなわち、金属膜８２によって、可動電極指３７１〜３７５と固定電極指３９１〜３９８とが電気的に接続されている。同様に、金属膜８１によって、可動電極指３６１〜３６５と固定電極指３８１〜３８８とが電気的に接続されている。
【００９３】
エッチング方法としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、ビームエッチング、等の物理的エッチング法、リアクティブイオンエッチング、光アシストエッチング、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらエッチング方法の中でも、加工精度の観点から、リアクティブイオンエッチングを好適に用いることができる。この場合、可動部３３と各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８とがエッチングにより分離された状態で、これらの隙間を介してプラズマが基板１０３に照射される場合がある。基板１０２にプラズマが照射されると、基板１０２が帯電する。
ここで、本実施形態では、前述した第１実施形態とは異なり、基板１０２と可動部３３は、金属膜８１、８２を介して電気的に接続されているため、基板１０２が帯電しても基板１０２と可動部３３の間に電位差が生じることはない。そのため、前述したようなスティッキングが発生することを効果的に防止することができる。
【００９４】
［５−２］第２の加工工程
次に、図２０に示すように、可動電極指３７１〜３７５と固定電極指３９１〜３９８とを分離するように、金属膜８２の素子片３からはみ出ている部分を除去するとともに、可動電極指３６１〜３６５と固定電極指３８１〜３８８とを分離するように、金属膜８１の素子片３からはみ出ている部分を除去する。これにより、可動電極指３６１〜３６５の先端部に金属膜８１で構成された突起６が形成されるとともに、可動電極指３７１〜３７５の先端部に金属膜８２で構成された突起６が形成される。
なお、金属膜８１、８２の除去方法は、特に限定されず、前述したような各種エッチングを用いることができる。
【００９５】
［６］蓋部配設工程
本工程は、前述した第１実施形態で述べたものと同様であるため、その説明を省略する。
［７］個片化工程
本工程は、前述した第１実施形態で述べたものと同様であるため、その説明を省略する。
以上のようにして物理量センサー１Ｃが得られる。
以上説明したような第４実施形態に係る物理量センサー１Ｃによっても、前述した第１実施形態に係る物理量センサー１と同様の効果を発揮することができる。
【００９６】
（物理量センサー）
次に、図２１に基づいて、本発明の物理量センサーを用いたセンサー装置を説明する。
図２１は、本発明の物理量センサーを適用したセンサー装置を示す模式図である。
図２１に示すセンサー装置２００は、前述した物理量センサー１と、物理量センサー１に電気的に接続された電子部品２０１とを有する。
【００９７】
電子部品２０１は、例えば集積回路素子（ＩＣ）であり、物理量センサー１を駆動する機能を有する。この電子部品２０１に角速度検出回路や加速度検出回路を形成することによりセンサー装置２００をジャイロセンサーや加速度センサーとして構成することができる。
なお、図２１では、センサー装置２００が１つの物理量センサー１を有する場合を図示しているが、センサー装置２００が複数の物理量センサー１を有していてもよい。また、センサー装置２００は、物理量センサー１と、物理量センサー１とは異なる構成の物理量センサーとを有していてもよい。
このようなセンサー装置２００は、感度および耐衝撃性の優れた物理量センサー１を備えるので、優れた信頼性を有する。
【００９８】
（電子機器）
次に、本発明の電子機器を説明する。
図２２は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、物理量センサー１が内蔵されている。
【００９９】
図２３は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、物理量センサー１が内蔵されている。
【０１００】
図２４は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１０１】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１０２】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、物理量センサー１が内蔵されている。
このような電子機器は、高感および耐衝撃性に優れた物理量センサー１を備えるので、優れた信頼性を有する。
【０１０３】
なお、本発明の電子機器は、図２２のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図２３の携帯電話機、図２４のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【０１０４】
以上、本発明の物理量センサーの製造方法について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、固定電極部は、櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指の少なくとも１つの固定電極指がその他の固定電極指に対してベース基板上で分離していれば、前述した実施形態に限定されない。
【０１０５】
また、固定電極部の複数の固定電極指と、これに噛み合うように設けられた可動電極部の複数の可動電極指との本数、配置および大きさ等の形態は、前述した実施形態に限定されない。
また、可動部をＹ軸方向に変位させるように構成してもよいし、可動部をＸ軸に平行な軸線まわりに回動させるように構成してもよい。この場合、可動電極指と固定電極指との対向面積の変化による静電容量変化に基づいて物理量を検出すればよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１‥‥物理量センサー  １Ａ‥‥物理量センサー  １Ｂ‥‥物理量センサー  １Ｃ‥‥物理量センサー  ２‥‥ベース基板  ３‥‥素子片  ４‥‥導体パターン  ５‥‥蓋部材  ６‥‥突起  ２１‥‥空洞部  ２２‥‥凹部  ２２１‥‥隙間  ２２２‥‥隙間  ２３‥‥凹部  ２４‥‥凹部  ３１‥‥固定部  ３２‥‥固定部  ３３‥‥可動部  ３４‥‥連結部  ３４１、３４２‥‥梁  ３４１ａ、３４２ａ‥‥折り返し部  ３５‥‥連結部  ３５１、３５２‥‥梁  ３６‥‥可動電極部  ３６１〜３６５‥‥可動電極指  ３７‥‥可動電極部  ３７１〜３７５‥‥可動電極指  ３８‥‥固定電極部  ３８１〜３８８‥‥固定電極指  ３９‥‥固定電極部  ３９１〜３９８‥‥固定電極指  ４１‥‥配線  ４２‥‥配線  ４３‥‥配線  ４４‥‥電極  ４５‥‥電極  ４６‥‥電極  ４７１‥‥突起  ４７２‥‥突起  ４８１‥‥突起  ４８２‥‥突起  ５０‥‥突起  ５１‥‥凹部  ６１‥‥先端面  ７１‥‥導体部  ７２‥‥導体部  ７３‥‥導体部  ７４‥‥導体部  ８１‥‥金属膜  ８２‥‥金属膜  ９‥‥絶縁膜  １０１‥‥接合体  １０２‥‥基板  １０２Ａ‥‥基板  １０３‥‥基板  １０３Ａ‥‥基板  １０５‥‥蓋部材  １０６‥‥絶縁膜  １０６Ａ‥‥絶縁膜  ２００‥‥センサー装置  ２０１‥‥電子部品  ３８９、３９９‥‥基部  １１００‥‥パーソナルコンピューター  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピューター  ３９１１‥‥貫通孔
【図１】
0006035733.tif 000002
【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】
0006035733.tif 000008
【図８】
0006035733.tif 000009
【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】
0006035733.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0006035733.tif 000018
【図１８】
0006035733.tif 000019
【図１９】
0006035733.tif 000020
【図２０】
0006035733.tif 000021
【図２１】
0006035733.tif 000022
【図２２】
0006035733.tif 000023
【図２３】
0006035733.tif 000024
【図２４】
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