(57)【要約】【課題】耐酸化性、耐薬品性、および耐水性に乏しい感圧材料であるイッテルビウムに適する構造を持つ圧力センサおよびその製造方法を提供する。【解決手段】圧力センサ１は、導電性基板１０と、導電性基板１０上に設けられたポリイミド膜２０と、ポリイミド膜２０によって導電性基板１０と電気的に絶縁されたイッテルビウム膜３３を含む感圧部３０と、を有する。ポリイミド膜２０上には、酸化防止膜３４が設けられている。【選択図】図２
2006170707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられたポリイミド膜と、
前記ポリイミド膜によって前記基板と電気的に絶縁されたイッテルビウム膜を含む感圧部と、を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記基板は、表面粗度が０．２μｍ以下の金属板であることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記イッテルビウム膜は、フォトエッチングを用いて微細加工されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項４】
さらに、前記感圧部に隣接した導電膜からなる配線部と、
前記配線部と前記感圧部とを電気的に接続するためのコンタクトパッド部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記イッテルビウム膜、前記導電膜、および前記コンタクトパット部は、それぞれフォトエッチングを用いて微細加工されていることを特徴とする請求項４に記載の圧力センサ。
【請求項６】
さらに、前記ポリイミド膜と前記感圧部との間に密着層が介在することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記密着層は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３からなる群から選択された１または複数の材料で形成されることを特徴とする請求項６に記載の圧力センサ。
【請求項８】
さらに、前記感圧部を少なくとも覆う保護膜を有することを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記感圧部は、前記イッテルビウム膜上に形成された酸化防止膜を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記酸化防止膜は、窒化アルミニウムまたは窒化チタンで形成されることを特徴とする請求項９に記載の圧力センサ。
【請求項１１】
圧力によって抵抗値が変化するイッテルビウム膜と、
前記イッテルビウム膜上に設けられる酸化防止膜と、を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項１２】
基板上にポリイミド膜を形成する段階と、
前記ポリイミド膜によって前記基板と電気的に絶縁されるイッテルビウム膜を含む感圧部を形成する段階と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、表面粗度が０．２μｍ以下の金属板であることを特徴とする請求項１２に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１４】
前記感圧部を形成する段階は、
ポリイミド膜の上方にイッテルビウム膜を形成する段階と、
前記イッテルビウム膜をフォトエッチングを用いて所定のパターンに微細加工する段階と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１５】
さらに、前記ポリイミド膜の上方に第１導電膜を形成し、当該第１導電膜をフォトエッチングを用いて微細加工してコンタクトパット部を形成する段階と、
前記コンタクトパット部を形成した後、前記コンタクトパット部を覆う第２導電膜を形成し、前記コンタクトパット部が一部露出するように当該第２導電膜をフォトエッチングを用いて微細加工して配線部を形成する段階と、を有し、
前記イッテルビウム膜を形成する段階は、前記配線部を形成した後に実行され、前記一部露出したコンタクトパット部を覆うようにイッテルビウム膜を形成することを特徴とする請求項１４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１６】
さらに、前記イッテルビウム膜を形成する段階の前に、前記ポリイミド膜上に密着層を形成する段階を有し、
前記イッテルビウム膜は前記密着層上に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１７】
さらに、前記コンタクトパット部を形成する段階の前に、前記ポリイミド膜上に密着層を形成する段階を有し、
前記第１導電膜、前記第２導電膜、および前記イッテルビウム膜は、前記密着層上に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１８】
前記密着層は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３からなる群から選択された１または複数の材料で形成されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項１９】
前記感圧部を形成する段階の後に、さらに、前記感圧部を少なくとも覆う保護膜を形成する段階を有することを特徴とする請求項１２に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項２０】
さらに、前記イッテルビウム膜上に酸化防止膜を形成する段階を有することを特徴とする請求項１２〜請求項１９のいずれか一つに記載の圧力センサの製造方法。
【請求項２１】
前記酸化防止膜は、窒化アルミニウムまたは窒化チタンで形成されることを特徴とする請求項２０に記載の圧力センサの製造方法。
【請求項２２】
圧力を検出する圧力センサの製造方法であって、
圧力によって抵抗値が変化するイッテルビウム膜を形成する段階と、
前記イッテルビウム膜上に酸化防止膜を形成する段階と、有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項２３】
導電膜を成膜し、当該導電膜をフォトエッチングを用いて微細加工して配線部を形成する段階と、
前記配線部を形成した後に、少なくともイッテルビウム膜を含む単一または積層の膜を前記配線部と電気的に接触するように成膜し、フォトエッチングを用いて微細加工して感圧部を形成する段階と、を有することを特徴とする圧力センサの製造方法。
【請求項２４】
さらに、前記配線部を形成する段階の前に、基板上において導電膜を成膜し、フォトエッチングを用いて微細加工して、前記配線部と前記感圧部とを電気的に接触するコンタクトパット部を形成する段階を含むことを特徴とする請求項２３に記載の圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力センサおよびその製造方法に関し、特に、イッテルビウムを感圧材料として用いた圧力センサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力センサは、一般的に、加えられた圧力により抵抗値が変化する感圧材料を用いて構成される。従来では、感圧材料として銅−マンガン−ニッケル合金が用いられてきた。しかしながら、銅−マンガン−ニッケル合金は、負荷圧に対する抵抗変化量で定義される感圧特性が２．４×１０−５（ただし、圧力単位をＭＰａとする）であり、測定圧力レンジが、数百ＭＰａ〜数十ＧＰａであるため、適用可能な用途が限定されていた。また、合金ターゲットを使ったスパッタリング法により、合金の薄膜を成膜しているため、合金ターゲット表面の凹凸（エロージョン）の変化などにより、薄膜の合金組成比が変動するため、安定したセンサ出力を得ることが難しかった。
【０００３】
こうした問題点に対処するため、近年では、銅−マンガン−ニッケル合金に代えて、イッテルビウムを感圧材料として用いた圧力センサが提案されている（特許文献１）。イッテルビウムの感圧特性は、６．０×１０−４（ただし、圧力単位をＭＰａとする）であり、銅−マンガン−ニッケル合金の数十倍の圧力感度がある。したがって、イッテルビウムを用いた圧力センサは、応用範囲が広く、高感度な圧力検出が可能である。また、単元素ターゲットを用いて成膜することができるため、成膜の再現性がよくなり、安定したセンサ出力が得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−５７１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、イッテルビウムは、大気中で表面が酸化されやすく、さらに、水には徐々に、酸には速やかに溶ける。すなわち、イッテルビウムは、耐酸化性、耐薬品性、および耐水性に乏しく、微細加工プロセスにおいて取り扱いが難しい材料であるといえる。そのため、イッテルビウムを用いた圧力センサでは製造方法の確立が難しく、好ましい圧力センサ構造についても確立されていない。
【０００５】
また、導電性基板上に感圧材料からなる膜を用いて感圧部を構成する場合、感圧部と基板との間の電気的絶縁が重要な技術要素である。たとえば、導電性基板上において、真空蒸着、スパッタリング、またはプラズマＣＶＤ（化学気相成長）などの手法を用いてＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３などの絶縁膜を成膜し、この絶縁膜上に感圧部を形成することによって、感圧部と基板との間を電気的に絶縁する場合には、絶縁を確保するために絶縁膜の膜厚を厚くする必要がある。しかし、膜厚を厚くする場合、成膜時間が長くなるため製造コストが高くなる。また、成膜時間が長くなることにともなって、成膜時にクラックや異物が生じやすくなり歩留まりが低下する。さらに、薄い導電性基板に絶縁膜を形成する場合には、反りや歪みの関係で絶縁膜が破損しやすく、成膜が困難となるといった問題がある。
【０００６】
特に、感圧材料としてイッテルビウムを用いる場合には、絶縁膜にクラックなどの欠損が生じると、イッテルビウムが大気に触れるおそれもあり、上述のように耐酸化性の観点からも絶縁膜の欠損を防止することが望ましい。
【０００７】
本発明は、以上の目的を達成するためにななされたものである。したがって、本発明の目的は、絶縁膜にクラックや異物が生じることによる歩留まり低下や破損を防止できる圧力センサおよびその製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、耐酸化性、耐薬品性、および耐水性に乏しいイッテルビウムに適する構造を持つ圧力センサおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
本発明の圧力センサは、基板と、前記基板上に設けられたポリイミド膜と、前記ポリイミド膜によって前記基板と電気的に絶縁されたイッテルビウム膜を含む感圧部と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の圧力センサは、圧力によって抵抗値が変化するイッテルビウム膜と、前記イッテルビウム膜上に設けられる酸化防止膜と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の圧力センサの製造方法は、基板上にポリイミド膜を形成する段階と、前記ポリイミド膜によって前記基板と電気的に絶縁されるイッテルビウム膜を含む感圧部を形成する段階と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の圧力センサの製造方法は、圧力を検出する圧力センサの製造方法であって、圧力によって抵抗値が変化するイッテルビウム膜を形成する段階と、前記イッテルビウム膜上に酸化防止膜を形成する段階と、有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の圧力センサの製造方法は、導電膜を成膜し、当該導電膜をフォトエッチングを用いて微細加工して配線部を形成する段階と、前記配線部を形成した後に、少なくともイッテルビウム膜を含む単一または積層の膜を前記配線部と電気的に接触するように成膜し、フォトエッチングを用いて微細加工して感圧部を形成する段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ポリイミド膜によって基板と感圧部とが絶縁されるので、基板上にＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３などの絶縁膜を成膜し、絶縁膜上に感圧部を形成する場合と異なり、絶縁膜にクラックや異物が生じることによる歩留まり低下や破損を防止できる。
【００１５】
本発明によれば、イッテルビウム膜上に酸化防止膜を形成するので、イッテルビウム膜が耐酸化性に乏しい点を補い、高感度で適用範囲の広い圧力センサを提供することができる。また、イッテルビウム膜の表面を覆う酸化防止膜は、イッテルビウム膜を微細加工する際には、耐薬品および耐水用の膜としても機能しうるので、イッテルビウム膜の損傷を防止することができる。
【００１６】
本発明によれば、配線部を形成した後に、少なくともイッテルビウム膜を含む単一または積層の膜を配線部と電気的に接触するように成膜し、フォトエッチングを用いて微細加工するので、イッテルビウム膜が被る薬液処理回数および洗浄回数を減らすことができ、イッテルビウム膜の損傷を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態の圧力センサの概略構成を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示されるとおり、圧力センサ１は、導電性基板１０と、導電性基板１０上に形成されたポリイミド膜２０とを有する。ポリイミド膜２０の上方には、イッテルビウム膜を含む感圧部３０が設けられており、感圧部３０は、ポリイミド膜２０によって導電性基板１０と電気的に絶縁されている。図１に示されるとおり、好ましくは、感圧部３０とポリイミド膜２０との間には、密着層４０が介在しており、感圧部３０は、密着層４０上に設けられている。
【００２０】
感圧部３０は、たとえば、蛇行して伸延したパターンに形成されている。感圧部３０、特に感圧部３０の両端部３１，３２に隣接して、導電膜からなる配線部５０が設けられている。配線部５０は、感圧部３０と同一平面上に形成されることが望ましく、本実施の形態では、密着層４０上に形成されている。
【００２１】
また、導電膜を所定の形状に形成してなるコンタクトパット部６０が、特に感圧部３０の両端部３１，３２に接触して設けられている。感圧部３０の端部と配線部５０の一端とは、コンタクトパット部６０に夫々連結されており、感圧部３０と配線部５０とは、コンタクトパット部６０を介して電気的に接続される。この結果、感圧部３０、コンタクトパット部６０、および配線部５０は、センサ回路を構成する。なお、感圧部３０の端部と配線部５０の一端とは、コンパクトパット部６０を介して連結されるのみならず、互いに直接的に接触していてもよい。
【００２２】
一方、配線部５０の他端は、密着層４０上の面内において、圧力センサ１の端縁部に向かって伸延している。好ましくは、配線部５０には、（図示していない）信号線が接続される。信号線は、圧力センサ１の外部に引き出される。
【００２３】
また、圧力センサ１の頂面には、少なくとも感圧部３０を覆う保護膜７０が形成されている。好ましくは、保護膜７０は圧力センサ１の頂面全体に設けられ、感圧部３０のみならず、配線部５０、およびコンタクトパット部６０についても覆う。
【００２４】
次に、各部の構成について、図２を参照しつつ説明する。
【００２５】
図２は、感圧部３０、配線部５０、およびコンタクトパット部６０を横切るように、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した圧力センサ１の断面図である。
【００２６】
導電性基板１０は、金属基板であり、本実施の形態では、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）基板である。導電性基板１０は、圧力センサ１のベース板であり、圧力センサ１のサイズに応じて切り出されている。本実施の形態では、導電性基板１０は、矩形状に形成されているが、本実施の形態と異なり、他の形状に形成されていてもよい。安定した絶縁特性を得る見地からは、導電性基板１０の表面は、面粗度Ｒｍａｘ（最大高さ）が０．２μｍ以下となるように研磨加工されていることが望ましい。
【００２７】
次に、導電性基板１０上に形成されたポリイミド膜２０について説明する。ポリイミド膜２０は、導電性基板１０と密着しており、導電性基板１０の全面にわたって形成されていることが望ましい。ポリイミド膜２０の膜厚は、好ましくは、２μｍ以上である。面粗度Ｒｍａｘが０．２μ以下の導電性基板１０と膜厚２μｍ以上のポリイミド膜２０とを組み合わせることによって、安定した絶縁が得られる。
【００２８】
次に、ポリイミド膜２０上に形成された密着層４０について説明する。密着層４０としては、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３からなる群から選択された１または複数の材料で構成される。密着層４０は、上記のセンサ回路、すなわち、感圧部３０、コンタクトパット部６０、および配線部５０の各膜との密着性を高め、膜剥離が生じないようにするものである。
【００２９】
次に、センサ回路を構成する感圧部３０、コンタクトパット部６０、および配線部５０について説明する。
【００３０】
コンタクトパット部６０は、第１導電膜をフォトエッチングを用いて微細加工して形成されている。ここでは、フォトエッチングとは、フォトリソグラフィーを用いて領域を区画した上で、当該区画に基づいて一部の膜を除去する加工を意味する。具体的には、フォトエッチングは、後述するようにリフトオフ加工、ウェットエッチング、およびドライエッチングなどである。
【００３１】
第１導電膜としては、たとえば、密着層４０上に形成される接触膜６１と、接触膜６１上に形成される高導電膜６２との積層膜が用いられる。接触膜６１としては、たとえば、チタン（Ｔｉ）膜またはクロム（Ｃｒ）膜を用いることができ、高導電膜６２としては、たとえば、比抵抗が小さく、圧力の検出結果に影響を与えないようにするために、圧力感度が小さい金（Ａｕ）膜、銅（Ｃｕ）膜、またはアルミニウム（Ａｌ）膜を用いることが望ましい。
【００３２】
配線部５０は、第２導電膜をフォトエッチングを用いて微細加工して形成されている。第２導電膜としては、たとえば、接触膜５１と、接触膜５２上に形成される高導電膜５２との積層膜が用いられる。接触膜５１および高導電膜５２としては、コンタクトパット部６０に用いられる接触膜６１および高導電膜６２と同様の材料を用いることができる。配線部５０は、密着層４０の面上に沿って伸延し、コンタクトパット部６０の一側に到達し、さらにコンタクトパット部６０の頂面の一部を覆う。
【００３３】
一方、感圧部３０は、圧力によって電気抵抗値が変化する感圧材料であるイッテルビウム膜３３と、イッテルビウム膜３３上に形成された酸化防止膜３４とを有する。具体的には、感圧部３０は、イッテルビウム膜３３と酸化防止膜３４の積層膜を上記図１に示されるような蛇行形状にフォトエッチングを用いて微細加工して形成されている。酸化防止膜３４としては、たとえば、窒化アルミニウムまたは窒化チタンで形成される。
【００３４】
感圧部３０は、密着層４０の面上に沿って伸延し、コンタクトパット部６０の他側に到達する。さらに、感圧部３０は、コンタクトパット部６０の頂面の一部を覆い、配線部５０と出会う。さらに、感圧部３０は、配線部５０の上部に伸延していてもよい。この結果、感圧部３０と配線部５０とは、コンタクトパット部６０を介して連結されて電気的に接続されるとともに、感圧部３０と配線部５０とが直接的に接触する。
【００３５】
最後に、保護膜７０について説明する。保護膜７０は、圧力センサ１の頂面をなし、好ましくは、ポリイミド膜である。
【００３６】
以上のように製造される圧力センサ１は、以下のように作用する。
【００３７】
配線部５０に接続された各信号線は、ホイーストンブリッジ回路（不図示）を形成するように結線される。ホイーストンブリッジ回路の詳細は、従来と同様であるので説明を省略する。ホイーストンブリッジ回路により、抵抗値が測定される。
【００３８】
圧力センサ１の感圧部３０に圧力が印加されると、感圧部３０の電気抵抗値が変化する。このときの電気抵抗値の変化量がホイーストンブリッジ回路によって検出され、その抵抗値の変化量から、印加された圧力が計算される。特に、感圧部３０は、イッテルビウム膜３３を含むため、一般的な銅−マンガン−ニッケル合金を用いた感圧部と比べて、圧力による電気抵抗値変化が大きく、数十倍の感圧特性を有している。さらに、抵抗値変化は直線的であるので、高精度に圧力を検出することができ、幅広い用途に適用できる。
【００３９】
次に、以上のように構成される圧力センサ１の製造方法について説明する。図３〜図１６は、本実施の形態の圧力センサ１の製造方法の一例について示す図である。なお、本実施の形態の圧力センサ１は、種々の製造方法により製造することができるが、以下の説明では、リフトオフ加工を用いる場合を例にとって説明する。
【００４０】
図３に示されるとおり、まず、導電性基板１０として、ステンレス鋼基板（ＳＵＳ３０４）が用意され、所望の形状に切り出される。次いで、ラッピングおよび／またはポリッシング加工（研磨加工）により、表面の面粗度Ｒｍａｘが０．２μｍ以下になるように加工される。加工後は、表面洗浄を施し、油分および付着異物が除去される。
【００４１】
次いで、導電性基板１０の表面の水分を取り除くために十分に乾燥させた後、導電性基板１０上にポリイミド膜２０が形成される。具体的には、導電性基板１０の表面にポリイミド樹脂を塗布し、スピン式塗布装置（スピンナー）によって導電性基板１０を予め設定された回転数で所定時間回転することにより、膜厚２μｍ程度のポリイミド膜２０を形成することができる。
【００４２】
次いで、図４に示されるとおり、ポリイミド膜２０上に、密着層４０が形成される。密着層は、たとえば、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３からなる群から選択された１または複数の材料によりなる。なお、密着層４０は、真空蒸着、スパッタリング、またはプラズマＣＶＤを用いて形成することができる。
【００４３】
密着層４０は、コンタクトパット部６０を構成する第１導電膜、配線部５０を構成する第２導電膜、および感圧部３０のイッテルビウム膜３３が剥離しないように密着性を向上させるものである。また、密着層４０は、上記のポリイミド膜２０とともに、センサ回路と導電性基板１０とを絶縁する絶縁膜としても機能する。
【００４４】
次に、コンタクトパット部６０を形成する工程が実行される。まず、図５に示されるとおり、密着層４０の表面全域に第１フォトレジスト膜８１がスピン式塗布装置を用いて塗布される。次いで、フォトリソグラフィーを用いてコンタクトパット部６０に対応する領域６０ａとそれ以外の領域が区画される。具体的には、図示していないフォトマスクを用いて露光することによって、コンタクトパット部６０に対応する領域６０ａとそれ以外の領域が区画される。たとえば、第１フォトレジスト膜８１として、ネガ型フォトレジストを用いる場合には、領域６０ａ以外の領域にのみ光が照射される。
【００４５】
次いで、図６に示されるとおり、現像工程が実行され、コンタクトパット部６０に対応する領域６０ａの第１フォトレジスト膜が除去される。
【００４６】
次に、図７に示されるとおり、コンタクトパット部６０に対応する領域６０ａの第１フォトレジスト膜８１が除去された結果物上に、第１導電膜が形成される。第１導電膜は、好ましくは、接触膜６１と高導電膜６２との積層膜である。したがって、まず、接触膜６１が形成され、その上に高導電膜６２が形成される。接触膜６１としては、たとえば、チタン（Ｔｉ）膜またはクロム（Ｃｒ）膜を用いることができ、高導電膜６２としては、たとえば、金（Ａｕ）膜、銅（Ｃｕ）膜、またはアルミニウム（Ａｌ）膜を用いることができる。接触膜６１および高導電膜６２は、真空蒸着またはスパッタリング法などを用いて、成膜される。この結果、コンタクトパット部６０に対応する領域では、密着層４０上に直接的に接触膜６１および高導電膜６２が形成されるのに対し、コンタクトパット部６０以外の領域では、第１フォトレジスト膜８１上に接触膜６１および高導電膜６２が形成される。
【００４７】
次いで、図８に示されるとおり、第１フォトレジスト膜８１を溶解し、コンタクトパット部６０に対応する領域を除く他の領域において第１導電膜が第１フォトレジスト膜８１とともに除去される。この結果、コンタクトパット部６０が形成される。
【００４８】
次に、配線部５０を形成する工程が実行される。まず、図９に示されるとおり、コンタクトパット部６０が形成された結果物上に第２フォトレジスト膜８２がスピン式塗布装置を用いて塗布される。次いで、図示していないフォトマスクを用いて露光することによって、配線部５０に対応する領域５０ａとそれ以外の領域が区画される。このとき、配線部５０に対応する領域５０ａとそれ以外の領域の境界がコンタクト部６０の頂面上に位置する。次いで、図１０に示されるように、現像工程が実行され、配線部５０に対応する領域５０ａにおける第２フォトレジスト膜８２が除去される。
【００４９】
次に、図１１に示されるとおり、配線部５０に対応する領域における第２フォトレジスト膜８２が除去された結果物上に、第２導電膜が形成される。第２導電膜は、好ましくは、接触膜５１と高導電膜５２との積層膜である。接触膜５１および高導電膜５２としては、コンタクトパット部６０に用いられる接触膜６１および高導電膜６２と同様の材料を用いることができる。接触膜５１および高導電膜５２も、真空蒸着またはスパッタリング法などを用いて成膜される。
【００５０】
次いで、図１２に示されるとおり、第２フォトレジスト膜８２を溶解し、配線部５０に対応する領域を除く他の領域において第２導電膜が第２フォトレジスト膜８２とともに除去される。この結果、密着層４０の面上に沿って伸延し、コンタクトパット部６０の一側に到達し、さらにコンタクトパット部６０の頂面の一部を覆う配線部５０が形成される。
【００５１】
次に、感圧部３０を形成する工程が実行される。まず、図１３に示されるとおり、コンタクトパット部６０および配線部５０が形成された結果物上に第３フォトレジスト膜８３がスピン式塗布装置を用いて塗布される。次いで、図示していないフォトマスクを用いて露光することによって、感圧部３０に対応する領域３０ａとそれ以外の領域が区画される。このとき、感圧部３０に対応する領域３０ａとそれ以外の領域の境界が配線部５０の上部に位置することが望ましい。次いで、図１４に示されるように、現像工程が実行され、感圧部３０に対応する領域３０ａにおける第３フォトレジスト膜８３が除去される。
【００５２】
次に、図１５に示されるとおり、感圧部３０に対応する領域３０ａにおける第３フォトレジスト膜８３が除去された結果物上に、イッテルビウム膜３３が形成される。イッテルビウム膜３３は、一部露出したコンタクトパット部を覆うように形成される。次いで、イッテルビウム膜３３上に酸化防止膜３４が形成される。酸化防止膜３４は、たとえば、たとえば、窒化アルミニウムまたは窒化チタンで形成される。なお、イッテルビウム膜３３および酸化防止膜３４は、真空蒸着またはスパッタリング法などを用いて成膜される。
【００５３】
次いで、図１６に示されるとおり、第３フォトレジスト膜８３を溶解し、感圧部５０の領域を除く他の領域においてイッテルビウム膜３３が第３フォトレジスト膜８３とともに除去される。この結果、密着層４０の面上に沿って伸延し、コンタクトパット部６０の他側に到達し、さらにコンタクトパット部６０の頂面の一部を覆い、配線部５０と出会う感圧部３０が形成される。
【００５４】
最後に、感圧部３０が形成された結果物上にポリイミド樹脂を塗布し、スピン式塗布装置（スピンナー）によって基板を予め設定された回転数で所定時間回転することにより、保護膜（ポリイミド膜）７０を形成することによって、図２に示される圧力センサ１が完成する。
【００５５】
上記の製造方法では、リフトオフ加工、すなわち、目的とするパターンの逆パターンを基板上にフォトレジストなどで構成し、目的とする薄膜を形成後、不要部分をフォトレジストと共に除去して目的とするパターンを残す方法により、コンタクトパット部６０、配線部５０、および感圧部３０を形成した。しかしながら、ウェットエッチングおよびドライエッチングなどリフトオフ加工法以外のフォトエッチング（フォトリソグラフィーを用いた微細加工）を用いて、コンタクトパット部６０、配線部５０、および感圧部３０を微細加工することもできる。ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いる場合でも、コンタクトパット部６０、配線部５０、および感圧部３０の順に形成することが望ましい。
【００５６】
以上のように、製造される圧力センサ１は、以下のような効果を有する。
【００５７】
本実施の形態の圧力センサ１では、ポリイミド膜２０によって感圧部３０と導電性基板１０とを電気的に絶縁する。したがって、従来のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３などの薄膜のみを導電性基板１０に直接的に形成して絶縁膜として用いる場合と異なり、絶縁膜にクラックや異物が生じることによる歩留まり低下や破損を防止できる。
【００５８】
すなわち、ポリイミド膜２０は、従来のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３などの絶縁膜に場合に比べて、熱膨張係数が大きく、柔軟性があり、クラックも生じにくい。このため、ポリイミド膜２０は、導電性基板１０との適合性が良好である。
【００５９】
特に、導電性基板１０として、面粗度Ｒｍａｘが０．２μｍ以下の金属板を用いることで、膜厚２μｍ程度のポリイミド膜２０によって、導電性基板１０とセンサ回路とを良好に絶縁することができる。したがって、圧力センサ１のセンサ出力が安定する。
【００６０】
ポリイミド膜２０を絶縁膜として活用することにより、従来のＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３などの絶縁膜のみを絶縁膜として用いる場合と異なり、０．１ｍｍ程の薄板金属基板をはじめ、様々な厚みの金属基板表面にセンサ回路を作製することができる。金属部品そのものを導電性基板１０として用いることもでき、この場合、金属部品そのものを圧力センサ化することが可能である。したがって、自動車用圧力センサとして多くの部位に適用することができる。たとえば、ボルト軸力計測用ロードセル、ガスケットシール面圧センサ、無段階変速機（ＣＶＴ：コンティニアスリー・ヴァリアブル・トランスミッション）におけるベルトとプーリー間での面圧センサに適用することができる。この場合、従来の歪みゲージで計測するよりも工数を大幅に削減できるとともに、人的要因による計測誤差も低減することができる。
【００６１】
また、ポリイミド膜２０を絶縁膜として用いるので、絶縁を確保するためにＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３などの絶縁膜を厚くする必要がなく、安価に圧力センサ１を製造することができる。
【００６２】
また、感圧部３０に隣接した導電膜からなる配線部５０と、配線部５０と感圧部３０とを電気的に接続するためのコンタクトパッド部６０とを有するので、配線部５０と感圧部３０との導通の信頼性を向上することができる。特に、配線部５０と感圧部３０とを直接的に接続する場合と比べて接触抵抗を小さくすることができる。また、配線部５０および感圧部３０が、コンタクトパット部６０に接触している限りにおいて、位置ずれを生じても導通が確保される。
【００６３】
さらに、密着層４０を併用することによって、感圧部３０、コンタクトパット部６０、および配線部５０の各膜が剥離しないように、さらに密着性を高めることができる。
【００６４】
また、イッテルビウム膜３３および酸化防止膜３４、第１導電膜、および第２導電膜を、フォトエッチングを用いて微細加工し、コンタクト部６０、配線部５０、および感圧部３０を形成するので、小型の圧力センサ１を製造することができる。
【００６５】
このとき、コンタクト部６０、配線部５０、および感圧部３０の順番で微細加工するので、感圧部３０に含まれるイッテルビウム膜３３が被る薬液処理回数および洗浄回数を最小限にすることができ、イッテルビウム膜３３の腐食および表面酸化を抑制できるため、圧力センサ１の感度のばらつきを抑え、歩留まりも向上することができる。また、配線部５０を形成した後に、感圧部３０を形成しても、上述したように、コンタクトパット部６０を介して、配線部５０と感圧部３０とを導通することができるため、安定したセンサ出力を達成することができる。
【００６６】
また、イッテルビウム膜３３上に形成された酸化防止膜３４を含むので、イッテルビウム膜３３が耐酸化性に乏しい点を補い、高感度で適用範囲の広い圧力センサを提供することができる。また、イッテルビウム膜３３の表面を覆う酸化防止膜は、イッテルビウム膜３３を微細加工する際には、耐薬品および耐水用の膜としても機能するので、イッテルビウム膜の損傷を防止することができる。
【００６７】
以上のように、本発明の圧力センサおよびその製造方法についての好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上記の場合に限られるものではなく、発明の思想を逸脱しない範囲内で当業者によって、省略、追加、および変更が可能であることはいうまでもない。
【００６８】
たとえば、上記の例では、一つの導電性基板に一つの感圧部３０を構成する場合を説明したが、フォトリソグラフィーによって区画されるパターンを適宜に変更することによって、一つの導電性基板に複数の感圧部３０のアレイを構成することができることはいうまでもない。
【００６９】
また、上記の例では、密着層４０を用いる場合を説明した。密着性を高まる見地からは、密着層４０を採用することが望ましいが、ポリイミド膜２０上に直接的にイッテルビウム膜３３を成膜し、感圧部３０を形成することもできる。
【００７０】
また、上記の例では、コンタクトパット部６０を設ける場合を説明した。配線部５０と感圧部３０との導通の信頼性を向上する見地からは、コンタクトパット部６０を設けることが望ましいが、配線部５０と感圧部３０とを直接的に接続することによって、コンタクトパット部６０を省略することもできる。たとえば、配線部５０の上部まで感圧部３０が伸延するように形成することによって、配線部５０と感圧部３０とを直接的に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態の圧力センサの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１の圧力センサの断面図である。
【図３】図１の圧力センサの製造過程における断面図である。
【図４】図３に後続する過程における断面図である。
【図５】図４に後続する過程における断面図である。
【図６】図５に後続する過程における断面図である。
【図７】図６に後続する過程における断面図である。
【図８】図７に後続する過程における断面図である。
【図９】図８に後続する過程における断面図である。
【図１０】図９に後続する過程における断面図である。
【図１１】図１０に後続する過程における断面図である。
【図１２】図１１に後続する過程における断面図である。
【図１３】図１２に後続する過程における断面図である。
【図１４】図１３に後続する過程における断面図である。
【図１５】図１４に後続する過程における断面図である。
【図１６】図１５に後続する過程における断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１    圧力センサ、
１０    導電性基板、
２０    ポリイミド膜、
３０    感圧部、
３３    イッテルビウム膜、
３４    酸化防止膜、
４０    密着層、
５０    配線部、
５１    接触膜（第２導電膜）、
５２    高導電膜（第２導電膜）、
６０    コンタクトパット部、
６１    接触膜（第１導電膜）、
６２    高導電膜（第１導電膜）、
７０    保護膜。
【００７３】
８１    第１フォトレジスト膜、
８２    第２フォトレジスト膜
８３    第３フォトレジスト膜。
【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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