(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に導電物質からなる島状の導電部が配置された第１の基板を用意することと、
前記第１の基板上の前記導電部の周囲の少なくとも一部分を保護する部分、及び前記導電部に回路パターンを付与する部分を有するパターン形成マスクを、前記第１の基板上に配置することと、
前記パターン形成マスクで覆われた前記第１の基板及び前記導電部をエッチングし、前記第１の基板上に前記導電物質からなる回路パターンを形成することと、
前記第１の基板上から前記パターン形成マスクを取り除くことと、
前記第１の基板上の前記パターン形成マスクで保護されていた部分を接触面として、前記第１の基板上に前記回路パターンを覆う第２の基板を接合することと、
を含み、
前記表面に導電物質からなる島状の導電部が配置された第１の基板を用意することが、
前記第１の基板上に開口を有する島状導電部形成マスクを配置することと、
前記島状導電部形成マスク上から前記第１の基板上に前記導電物質を成膜させることと、
前記第１の基板上から前記島状導電部形成マスクを取り除くことと、
を含む、電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第２の基板に、前記回路パターンを格納する凹部が設けられている、請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記パターン形成マスクの前記第１の基板上の前記導電部の周囲の少なくとも一部分を保護する部分と、前記導電部と、の間に、間隔が設けられている、請求項１又は２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記パターン形成マスクで覆われた前記第１の基板及び前記導電部をエッチングすることにおいて、前記第１の基板の、前記パターン形成マスクで保護された部分と、前記導電部が配置された部分と、の間に、溝が形成される、請求項３に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記前記パターン形成マスクで覆われた前記第１の基板及び前記導電部をエッチングすることにおいて、ドライエッチングが用いられる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記パターン形成マスクが感光物質からなる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記島状導電部形成マスクが金属からなる、請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記島状導電部形成マスクが感光物質からなる、請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記第１の基板及び前記第２の基板がガラスからなる、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製造技術に関し、特に電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスを製造する際に、２枚の基板を接合する場合がある。ガラス等からなる基板を接合する方法としては、常温活性化直接接合法がある。接合される一方の基板上には、金属等からなる回路パターンが形成されることがある。基板上に回路パターンを形成する際には、基板上に一様に金属膜を形成し、その後、金属膜上にフォトリソグラフィ法により回路パターンに対応したレジストパターンを形成し、ドライエッチング法によって金属膜をエッチングして、基板上に回路パターンを形成する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７１０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１で示された方法等で基板上に金属からなる回路パターンを形成すると、その基板の上に別の基板を十分な強度をもって接合できない場合がある。そこで、本発明は、品質の高い電子デバイスの製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意研究の結果、特許文献１で示された方法等で基板上に金属からなる回路パターンを形成すると、エッチングにより金属膜を除去された基板の表面が粗いため、その基板の上に別の基板を十分な強度をもって接合できない場合があることを見いだした。そこで、本発明の態様は、（ａ）表面に導電物質からなる島状の導電部が配置された第１の基板を用意することと、（ｂ）第１の基板上の導電部の周囲の少なくとも一部分を保護する部分、及び導電部に回路パターンを付与する部分を有するパターン形成マスクを、第１の基板上に配置することと、（ｃ）パターン形成マスクで覆われた第１の基板及び導電部をエッチングし、第１の基板上に導電物質からなる回路パターンを形成することと、（ｄ）第１の基板上からパターン形成マスクを取り除くことと、（ｅ）第１の基板上のパターン形成マスクで保護されていた部分を接触面として、第１の基板上に回路パターンを覆う第２の基板を接合することと、を含む、電子デバイスの製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、品質の高い電子デバイスの製造方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第１の工程上面図（ａ）と、第１の工程断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第２の工程上面図（ａ）と、第２の工程断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第３の工程上面図（ａ）と、第３の工程断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第４の工程上面図（ａ）と、第４の工程断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第５の部分拡大工程上面図（ａ）と、部分拡大第５の工程断面図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第６の部分拡大工程上面図（ａ）と、第６の部分拡大工程断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第７の部分拡大工程上面図（ａ）と、第７の部分拡大工程断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第８の部分拡大工程上面図（ａ）と、第８の部分拡大工程断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る電子デバイスの第９の部分拡大工程上面図（ａ）と、第９の部分拡大工程断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００９】
実施の形態に係る電子デバイスの製造方法は、表面に導電物質からなる島状の導電部が配置された第１の基板を用意することと、第１の基板上の導電部の周囲の少なくとも一部分を保護する部分、及び導電部に回路パターンを付与する部分を有するパターン形成マスクを、第１の基板上に配置することと、パターン形成マスクで覆われた第１の基板及び導電部をエッチングし、第１の基板上に導電物質からなる回路パターンを形成することと、第１の基板上からパターン形成マスクを取り除くことと、第１の基板上のパターン形成マスクで保護されていた部分を接触面として、第１の基板上に回路パターンを覆う第２の基板を接合することと、を含む。
【００１０】
まず、図１に示すように、石英ガラス（ＳｉＯ2）、ホウケイ酸ガラス、あるいはサファイア等からなる、表面が平坦な第１の基板１を用意する。なお、第１の基板１の材料はこれらに限定されない。次に、図２に示すように、第１の基板１上に複数の開口１２を有する島状導電部形成マスク２を配置する。第１の基板１の表面は、島状導電部形成マスク２に設けられた複数の開口１２で露出される。また、島状導電部形成マスク２は、例えばステンレス等の金属からなる。あるいは、島状導電部形成マスク２は、フォトレジスト等の感光物質からなっていてもよい。島状導電部形成マスク２が金属からなる場合、島状導電部形成マスク２の厚さは、例えば５０乃至１００μｍである。また、島状導電部形成マスク２が感光物質からなる場合、島状導電部形成マスク２の厚さは、例えば数μｍ乃至数十μｍである。島状導電部形成マスク２が金属からなる場合、例えば島状導電部形成マスク２上に配置された磁石と、第１の基板１の裏に配置された磁性体からなる治具によって、島状導電部形成マスク２と、第１の基板１と、が挟み込まれる。島状導電部形成マスク２が感光物質からなる場合、島状導電部形成マスク２は、第１の基板１上に感光物質をコーティングした後、フォトリソグラフィ法により、複数の開口１２を形成することにより得られる。
【００１１】
次に、図３に示すように、島状導電部形成マスク２に設けられた複数の開口から、第１の基板１上に、導電物質３を、蒸着及びスパッタ等により、成膜する。導電物質３としては、白金（Ｐｔ）等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。その後、第１の基板１上から島状導電部形成マスク２を取り除くことにより、図４に示すように、表面に導電物質からなる複数の島状の導電部１３が配置された第１の基板１が得られる。島状導電部形成マスク２が金属からなり、磁石によって第１の基板１上に固定されていた場合、磁石を取り除いて、島状導電部形成マスク２を第１の基板１から離す。あるいは島状導電部形成マスク２が感光物質からなる場合、導電物質のついた島状導電部形成マスク２を溶解することにより（リフトオフ）、導電物質のついた島状導電部形成マスク２が第１の基板１上から除去される。
【００１２】
図５は、図４で示した第１の基板１上に形成された島状の導電部１３の一つを拡大した図面である。次に、図６に示すように、第１の基板１上の島状の導電部１３の周囲の少なくとも一部分を保護する部分１４、及び導電部１３に回路パターンを付与する部分２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを有するパターン形成マスクを、第１の基板１上に配置する。パターン形成マスクは、例えば感光物質からなる。パターン形成マスクは、第１の基板１上に感光物質をコーティングした後、フォトリソグラフィ法により、パターンを形成することにより得られる。パターン形成マスクの第１の基板１上の導電部１３の周囲の少なくとも一部分を保護する部分１４と、導電部１３と、の間には、例えば間隔Ｗが設けられていてもよい。
【００１３】
次に、パターン形成マスク１４，２４で覆われた第１の基板１及び導電部１３をドライエッチング法等によりエッチングし、パターン形成マスク１４，２４を第１の基板１上から除去して、図７に示すように、第１の基板１上に導電物質からなる回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを形成する。同時に、第１の基板１の、図６で示したパターン形成マスク１４で保護された部分と、導電部１３が配置された部分と、の間に、図７に示すように溝１１が形成される。次に、第１の基板１上のパターン形成マスク１４で保護されていた部分２１を接触面として、図８に示すように、第１の基板１上に回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを覆う第２の基板５を、常温活性化直接接合等の手法により接合する。第２の基板５には、回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを格納する凹部１５が設けられている。第２の基板５の材料としては、石英ガラス（ＳｉＯ2）、ホウケイ酸ガラス、あるいはサファイア等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
その後、図９に示すように、第１の基板１及び第２の基板５のそれぞれの厚さを、研削法、研磨法、又はエッチング法等により例えば１０μｍ程度まで減じることにより、実施の形態に係る電子デバイスの一部分が完成する。この電子デバイスの一例として、フローセンサがある。以上説明した電子デバイスの製造方法によれば、図６で示したパターン形成マスク１４で保護された第１の基板１上の部分は、導電膜が成膜されたり、成膜された導電膜が剥がされたり、図７で回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを形成する際にエッチングされたりすることがない。したがって、図１で用意された第１の基板１の表面が平滑である場合、図７で回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが形成された後も、図６で示したパターン形成マスク１４で保護されていた第１の基板１上の部分は、平滑なままである。したがって、パターン形成マスク１４で保護されていた第１の基板１上の部分を接合面とすることによって、第１の基板１と、第２の基板５と、を例えば２．０Ｊ／ｍ2以上の十分な強度をもって接合することが可能となる。
【００１５】
図９で得られたフローセンサは、例えば、流路を流れる流体の流速及び流量等を計測するために使用される。なお、流体は、気体であっても、液体であってもよい。例えば、回路パターン２３Ａは第１の測温素子として機能し、回路パターン２３Ｂは発熱素子として機能し、回路パターン２３Ｃは第２の測温素子として機能する。発熱素子としての回路パターン２３Ｂは、例えば抵抗器であり、電力を与えられて発熱し、第１の基板１表面を流れる流体を加熱する。第１の測温素子としての回路パターン２３Ａ及び第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃは、例えば抵抗器等の受動素子等の電子素子であり、第１の基板１表面を流れる流体の温度に依存した電気信号を出力する。第１の測温素子としての回路パターン２３Ａは発熱素子としての回路パターン２３Ｂより例えば上流側の流体の温度を検出するために用いられ、第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃは発熱素子としての回路パターン２３Ｂより例えば下流側の流体の温度を検出するために用いられる。
【００１６】
第１の基板１表面に接する流体が静止している場合、発熱素子としての回路パターン２３Ｂから流体に加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に伝播する。したがって、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａ及び第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃの温度は等しくなり、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａ及び第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃの電気抵抗は等しくなる。これに対し、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａが配置された側から第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃが配置された側に向かって流体に流れている場合、発熱素子としての回路パターン２３Ｂから流体に加えられた熱は、第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃが配置された側に運ばれる。したがって、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａの温度よりも、第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃの温度が高くなる。そのため、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａの電気抵抗と、第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃの電気抵抗と、に差が生じる。第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃの電気抵抗と、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａの電気抵抗と、の差は、第１の基板１表面に接する流体の速度と相関する。そのため、第２の測温素子としての回路パターン２３Ｃの電気抵抗と、第１の測温素子としての回路パターン２３Ａの電気抵抗と、の差から、第１の基板１表面に接する流体の流量が求められる。
【００１７】
さらに、回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを凹部１５に格納することにより、回路パターン２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが流体にさらされない。そのため、図９に示すようなフローセンサは、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの腐食性を有する流体の測定にも適応可能となる。
【００１８】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、実施の形態においては、電子デバイスの一例であるフローセンサの製造方法を示した。しかし、本発明は、その他の電子デバイスの製造に適用可能であることはもちろんである。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【００１９】
１      第１の基板
２      島状導電部形成マスク
３      導電物質
５      第２の基板
１１    溝
１２    開口
１３    導電部
１４    パターン形成マスクの第１の基板１上の島状の導電部１３の周囲の少なくとも一部分を保護する部分
１５    凹部
２１    第１の基板１上のパターン形成マスク４で保護されていた部分
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ  回路パターン
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ  パターン形成マスクの導電部１３に回路パターンを付与する部分
【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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