(57)【要約】【課題】精度よく素子片を形成することのできる可動素子の製造方法を提供する。【解決手段】可動素子の製造方法は、第１基体を準備する工程と、表裏関係にある第１主面および第２主面を有する第２基体を準備し、前記第１主面上に第１マスクを配置する工程と、前記第１主面を前記第１基体側に向けて前記第２基体を前記第１基体に接合する工程と、前記第２主面上に第２マスクを配置する工程と、前記第２マスクを介して前記第２基体をエッチングすることで、前記第１基体に対して変位可能な部分を有する可動体と、前記第１基体に固定されている固定体と、を有する素子片を形成し、前記可動体と前記固定体とが前記第１マスクで連結されている状態とする工程と、前記第１マスクの少なくとも一部を除去し、前記可動体と前記固定体とを分離する工程と、含んでいる。【選択図】図４
2018146453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基体を準備する工程と、
表裏関係にある第１主面および第２主面を有する第２基体を準備し、前記第１主面上に第１マスクを配置する工程と、
前記第１主面を前記第１基体側に向けて前記第２基体を前記第１基体に接合する工程と、
前記第２主面上に第２マスクを配置する工程と、
前記第２マスクを介して前記第２基体をエッチングすることで、前記第１基体に対して変位可能な部分を有する可動体と、前記第１基体に固定されている固定体と、を有する素子片を形成し、前記可動体と前記固定体とが前記第１マスクで連結されている状態とする工程と、
前記第１マスクの少なくとも一部を除去し、前記可動体と前記固定体とを分離する工程と、含んでいることを特徴とする可動素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１基体は、可動イオンを含み、
前記第２基体は、シリコンを含んでいる請求項１に記載の可動素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１マスクの少なくとも一部を除去する工程に先立って、前記第２マスクを除去する工程を含んでいる請求項１または２に記載の可動素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１マスクは、ダイアモンドライクカーボンを含み、
前記第２マスクは、酸化シリコンを含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の可動素子の製造方法。
【請求項５】
前記可動体は、前記第１基体に固定されている固定部と、可動部と、前記可動部が前記固定部に対して変位可能なように前記固定部と前記可動部とを連結する連結部と、を有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の可動素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１基体は、前記第２基体側の面に開口する凹部を有し、
前記第１基体と前記第２基体とが重なる方向から見た平面視で、前記可動部および前記連結部は、前記凹部と重なって配置される請求項５に記載の可動素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１基体には、前記可動体と電気的に接続される第１配線と、前記固定体と電気的に接続される第２配線と、が設けられている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の可動素子の製造方法。
【請求項８】
前記エッチングは、ドライエッチングである請求項１ないし７のいずれか１項に記載の可動素子の製造方法。
【請求項９】
第１基体を準備する工程と、
表裏関係にある第１主面および第２主面を有する第２基体を準備し、前記第１主面上に第１マスクを配置する工程と、
前記第１主面を前記第１基体側に向けて前記第２基体を前記第１基体に接合する工程と、
前記第２主面上に第２マスクを配置する工程と、
前記第２マスクを介して前記第２基体をエッチングすることで、第１基体に固定されている固定部と、可動部と、前記可動部が前記固定部に対して揺動可能なように前記固定部と前記可動部とを連結する梁部と、を有する素子片を形成する工程と、含み、
前記第１マスクを配置する工程では、前記第２基体の前記梁部となる領域と重なるように前記第１マスクを配置することを特徴とする可動素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第１マスクを配置する工程では、前記第２基体の前記固定部および前記可動部となる領域と重ならないように前記第１マスクを配置する請求項９に記載の可動素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来から、特許文献１に記載の加速度センサーが知られている。この加速度センサーは、基板と、基板上に配置された素子片と、基板との間に素子片を収納するようにして基板に接合された蓋体と、を有している。また、素子片は、基板に対して変位可能な可動電極部（可動体）と、基板に固定されている固定電極部（固定体）と、を有している。
【０００３】
また、このような加速度センサーの製造方法として、まず、ガラス基板からなる基板を準備し、次に、この基板の上面に素子片の母材となるシリコン基板を陽極接合法により接合して、次に、シリコン基板をＣＭＰ（化学機械研磨）法等によって薄肉化した後、ドライエッチング法を用いてパターニングすることで素子片を形成し、最後に、蓋体を基板に接合する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９８２０８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、前述した特許文献１の加速度センサーの製造方法では、次のような問題が生じるおそれがある。
【０００６】
ドライエッチング法を用いてシリコン基板をパターニングする方法では、例えば、素子片の平面視形状に対応するハードマスク（例えば、ＳｉＯ２で形成されたマスク）をシリコン基板の上面に成膜し、このハードマスクを介してシリコン基板をドライエッチングするのが一般的である。また、素子片をより確実に形成するために、エッチング時間を理論値よりも長い時間行うことも一般的に行われている（所謂「オーバーエッチング」）。
【０００７】
ここで、シリコン基板から素子片が形成された後のオーバーエッチング時には、可動電極部が基板に対して変位可能であることから、エッチング装置内のガスの流れによって可動電極部が変位（振動）してしまい、固定電極部にぶつかってしまう場合がある。そして、ぶつかり所によってはハードマスクの一部が欠けてしまい、ハードマスクが欠けた部分において素子片が歪にパターニングされてしまう可能性がある。このように、素子片が歪にパターニングさせてしまうと、素子片の振動特性が低下し、それに伴って、加速度の検出精度が低下する。また、欠けたハードマスクが異物として加速度センサー内に混入してしまい、加速度センサーの信頼性を低下させる原因となる可能性もある。
【０００８】
本発明の目的は、精度よく素子片を形成することのできる可動素子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】
【０００９】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
【００１０】
本発明の可動素子の製造方法は、第１基体を準備する工程と、
表裏関係にある第１主面および第２主面を有する第２基体を準備し、前記第１主面上に第１マスクを配置する工程と、
前記第１主面を前記第１基体側に向けて前記第２基体を前記第１基体に接合する工程と、
前記第２主面上に第２マスクを配置する工程と、
前記第２マスクを介して前記第２基体をエッチングすることで、前記第１基体に対して変位可能な部分を有する可動体と、前記第１基体に固定されている固定体と、を有する素子片を形成し、前記可動体と前記固定体とが前記第１マスクで連結されている状態とする工程と、
前記第１マスクの少なくとも一部を除去し、前記可動体と前記固定体とを分離する工程と、含んでいることを特徴とする。
これにより、エッチング時の素子片の変位を抑制し、より精度よく素子片を形成することができる。
【００１１】
本発明の可動素子の製造方法では、前記第１基体は、可動イオンを含み、
前記第２基体は、シリコンを含んでいることが好ましい。
これにより、第１基体と第２基体とを陽極接合法を用いて接合することができる。そのため、第１基体と第２基体とをより強固に接合することができる。
【００１２】
本発明の可動素子の製造方法では、前記第１マスクの少なくとも一部を除去する工程に先立って、前記第２マスクを除去する工程を含んでいることが好ましい。
これにより、第２マスクの除去する際に、第１基体を第２マスクで保護することができる。
【００１３】
本発明の可動素子の製造方法では、前記第１マスクは、ダイアモンドライクカーボンを含み、
前記第２マスクは、酸化シリコンを含んでいることが好ましい。
これにより、第１マスクと第２マスクとのエッチング選択比を十分に大きく確保することができる。
【００１４】
本発明の可動素子の製造方法では、前記可動体は、前記第１基体に固定されている固定部と、可動部と、前記可動部が前記固定部に対して変位可能なように前記固定部と前記可動部とを連結する連結部と、を有していることが好ましい。
これにより、可動体が第１基体に対して変位し易い構成となり、本発明の効果がより顕著となる。
【００１５】
本発明の可動素子の製造方法では、前記第１基体は、前記第２基体側の面に開口する凹部を有し、
前記第１基体と前記第２基体とが重なる方向から見た平面視で、前記可動部および前記連結部は、前記凹部と重なって配置されることが好ましい。
これにより、可動部および連結部と第１基体との接触が抑制され、可動部が第１基体に対してよりスムーズに変位可能となる。
【００１６】
本発明の可動素子の製造方法では、前記第１基体には、前記可動体と電気的に接続される第１配線と、前記固定体と電気的に接続される第２配線と、が設けられていることが好ましい。
これにより、素子片との電気的な接続が容易となる。
【００１７】
本発明の可動素子の製造方法では、前記エッチングは、ドライエッチングであることが好ましい。
これにより、第２基板を高い精度で加工することができる。
【００１８】
本発明の可動素子の製造方法は、第１基体を準備する工程と、
表裏関係にある第１主面および第２主面を有する第２基体を準備し、前記第１主面上に第１マスクを配置する工程と、
前記第１主面を前記第１基体側に向けて前記第２基体を前記第１基体に接合する工程と、
前記第２主面上に第２マスクを配置する工程と、
前記第２マスクを介して前記第２基体をエッチングすることで、第１基体に固定されている固定部と、可動部と、前記可動部が前記固定部に対して揺動可能なように前記固定部と前記可動部とを連結する梁部と、を有する素子片を形成する工程と、含み、
前記第１マスクを配置する工程では、前記第２基体の前記梁部となる領域と重なるように前記第１マスクを配置することを特徴とする。
これにより、少なくとも梁部の不本意なエッチングを抑制することができ、より精度よく素子片を形成することができる。
【００１９】
本発明の可動素子の製造方法では、前記第１マスクを配置する工程では、前記第２基体の前記固定部および前記可動部となる領域と重ならないように前記第１マスクを配置することが好ましい。
これにより、第１マスクが固定部と第１基体との接合を阻害せず、また、第１マスクによって可動部が厚肉化してしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可動素子の製造方法で製造した可動素子の平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す可動素子が有する素子片に印加する電圧を示す図である。
【図４】図１に示す可動素子の製造工程を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】第１マスクの効果を説明するための断面図である。
【図１２】第１マスクの効果を説明するための斜視図である。
【図１３】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る可動素子の製造方法で製造した可動素子の平面図である。
【図１８】図１７中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１９】図１７に示す可動素子の製造工程を示すフローチャートである。
【図２０】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】第１マスクの効果を説明するための断面図である。
【図２６】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２８】図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２９】本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子モジュールを示す断面図である。
【図３０】本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器を示す斜視図である。
【図３１】本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器を示す斜視図である。
【図３２】本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器を示す斜視図である。
【図３３】本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える移動体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の可動素子の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る可動素子の製造方法について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る可動素子の製造方法で製造した可動素子の平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す可動素子が有する素子片に印加する電圧を示す図である。図４は、図１に示す可動素子の製造工程を示すフローチャートである。図５ないし図１０は、それぞれ、図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。図１１は、第１マスクの効果を説明するための断面図である。図１２は、第１マスクの効果を説明するための斜視図である。図１３ないし図１６は、それぞれ、図１に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。なお、図５ないし図１０および図１３ないし図１６は、それぞれ、図１中のＢ−Ｂ線断面に対応する断面図である。
【００２４】
また、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側および図２、図５ないし図１６中の上側を「上」とも言い、図１中の紙面奥側および図２、図５ないし図１６中の下側を「下」とも言う。また、各図に示すように、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印方向先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。
【００２５】
まず、本実施形態の可動素子の製造方法を説明するのに先立って、当該製造方法によって製造される可動素子１について簡単に説明する。
【００２６】
図１に示す可動素子１は、Ｘ軸方向の加速度Ａｘを検出することのできる加速度センサー（物理量センサー）である。このような可動素子１は、基体２と、基体２上に配置された素子片３と、素子片３を覆うように基体２に接合された蓋体８と、を有している。以下、これら各部について、順に詳細に説明する。
【００２７】
図１に示すように、基体２は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、基体２は、上面側に開放する凹部２１を有している。このような凹部２１は、素子片３と基体２との接触を防止（抑制）するための逃げ部として機能する。また、基体２は、上面側に開放する３つの溝部２２、２３、２４（凹部）を有している。
【００２８】
このような基体２としては、例えば、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン（可動イオン）を含有するガラス材料（例えば、テンパックスガラス（登録商標）、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）で構成されたガラス基板を用いることができる。これにより、例えば、後述するように、シリコン基板から形成された素子片３を陽極接合法により基体２に接合することができる。そのため、素子片３を基体２に強固に接合することができる。また、光透過性を有する基体２を得ることもできる。そのため、可動素子１の外側から、基体２を介して素子片３の状態（例えば、素子片３が凹部２１の底面に貼り付いてしまう現象である「スティッキング」の有無や配線の状態）を視認することができる。
【００２９】
また、図１に示すように、溝部２２、２３、２４には素子片３と電気的に接続された配線７２、７３、７４が設けられている。また、配線７２、７３、７４の一端部は、それぞれ、蓋体８の外側に露出しており、外部装置（例えば、後述する回路素子１０２０）との電気的な接続を行う電極パッドＰとして機能する。
【００３０】
配線７２、７３、７４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物系の透明導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。
【００３１】
図１に示すように、蓋体８は、矩形の平面視形状を有する板状をなしている。また、図２に示すように、蓋体８は、下面側（基体２側）に開放する凹部８１を有している。このような蓋体８は、凹部８１内に素子片３を収納するようにして、基体２の上面に接合されている。そして、蓋体８および基体２によって、その内側に素子片３を収納する収納空間Ｓが形成されている。
【００３２】
また、図２に示すように、蓋体８は、収納空間Ｓの内外を連通する連通孔８２を有している。この連通孔８２を介して、収納空間Ｓを所望の雰囲気に置換することができる。また、連通孔８２内には封止部材８３が配置され、封止部材８３によって連通孔８２が気密封止されている。
【００３３】
封止部材８３としては、連通孔８２を封止できれば、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）系合金、金（Ａｕ）／ゲルマニウム（Ｇｅ）系合金、金（Ａｕ）／アルミニウム（Ａｌ）系合金等の各種合金、低融点ガラス等のガラス材料等を用いることができる。
【００３４】
収納空間Ｓは、気密空間である。また、収納空間Ｓは、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されて、使用温度（−４０℃〜１２０℃程度）で、ほぼ大気圧となっていることが好ましい。収納空間Ｓを大気圧とすることで、粘性抵抗が増してダンピング効果が発揮され、素子片３（後述する可動部３２３）の振動を速やかに収束させることができる。そのため、可動素子１の加速度Ａｘの検出精度が向上する。
【００３５】
このような蓋体８としては、例えば、シリコン基板を用いることができる。ただし、蓋体８としては、特に限定されず、例えば、ガラス基板やセラミックス基板を用いてもよい。また、基体２と蓋体８との接合方法としては、特に限定されず、基体２や蓋体８の材料によって適宜選択すればよいが、例えば、陽極接合、プラズマ照射によって活性化させた接合面同士を接合させる活性化接合、ガラスフリット等の接合材による接合、基体２の上面および蓋体８の下面に成膜した金属膜同士を接合する拡散接合等が挙げられる。
【００３６】
本実施形態では、図２に示すように、接合材の一例であるガラスフリット８９（低融点ガラス）を介して基体２と蓋体８とが接合されている。基体２と蓋体８とを重ね合わせた状態では、溝部２２、２３、２４を介して収納空間Ｓの内外が連通してしまうが、ガラスフリット８９を用いることで、基体２と蓋体８とを接合すると共に、溝部２２、２３、２４を封止することができる。そのため、より容易に、収納空間Ｓを気密封止することができる。なお、基体２と蓋体８とを陽極接合等（溝部２２、２３、２４を封止できない接合方法）で接合した場合には、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたＣＶＤ法等で形成されたＳｉＯ２膜によって溝部２２、２３、２４を塞ぐことができる。
【００３７】
図１に示すように、素子片３は、基体２に固定されている固定体３１と、基体２に対して変位可能な可動体３２と、を有している。
【００３８】
このような素子片３は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をパターニングすることで形成することができる。また、素子片３は、陽極接合法によって基体２の上面に接合されている。ただし、素子片３の材料や、素子片３と基体２との接合方法は、特に限定されない。
【００３９】
可動体３２は、一対の固定部３２１、３２２と、可動部３２３と、一対の連結部３２４、３２５と、可動電極指３２６と、を備えている。固定部３２１、３２２は、凹部２１を介してＸ軸方向に対向するように配置されており、それぞれ、基体２の上面に接合されている。そして、固定部３２２が導電性バンプＢ１を介して配線７２（第１配線）と電気的に接続されている。なお、導電性バンプＢ１を省略し、固定部３２２と配線７２とが直接接触することで、これらが電気的に接続されていてもよい。このことは、後述する導電性バンプＢ２、Ｂ３についても同様である。
【００４０】
そして、これら固定部３２１、３２２の間に可動部３２３が位置している。また、可動部３２３は、Ｘ軸方向プラス側の端部において、連結部３２４を介して固定部３２１に連結され、Ｘ軸方向マイナス側の端部において、連結部３２５を介して固定部３２２に連結されている。連結部３２４、３２５は、それぞれ、Ｘ軸方向に弾性変形可能であり、加速度Ａｘが加わると、可動部３２３は、連結部３２４、３２５を弾性変形させつつ、固定部３２１、３２２に対してＸ軸方向に変位する。そして、可動部３２３には、Ｙ軸方向両側に延出し、かつ、Ｘ軸方向に間欠的に並設された複数の可動電極指３２６が設けられている。
【００４１】
また、固定体３１は、複数の第１固定電極指３１１と、複数の第２固定電極指３１２と、を有している。
【００４２】
複数の第１固定電極指３１１は、各可動電極指３２６のＸ軸方向プラス側に配置されており、対応する可動電極指３２６に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。一方、複数の第２固定電極指３１２は、各可動電極指３２６のＸ軸方向マイナス側に配置されており、対応する可動電極指３２６に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並んでいる。このような第１固定電極指３１１および第２固定電極指３１２は、それぞれ、その基端部において、基体２の上面に接合されている。
【００４３】
また、各第１固定電極指３１１は、導電性バンプＢ２を介して配線７３（第２配線）と電気的に接続されている。また、各第２固定電極指３１２は、導電性バンプＢ３を介して配線７４（第２配線）と電気的に接続されている。
【００４４】
以上、素子片３について説明した。なお、図２に示すように、素子片３の下面（より具体的には、可動部３２３、可動電極指３２６、連結部３２４、３２５および第１、第２固定電極指３１１、３１２の下面）には、後述する第１マスクＭ１の一部が残存して設けられている。これにより、第１マスクＭ１が補強部として機能し、素子片３の機械的強度が向上する。なお、本実施形態では、後述するように、第１マスクＭ１は、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で構成されている。
【００４５】
次に、可動素子１の作動について説明する。可動素子１の作動時には、例えば、図３中の電圧Ｖ１が可動体３２（可動電極指３２６）に印加され、電圧Ｖ２が第１固定電極指３１１および第２固定電極指３１２に印加される。そして、可動素子１にＸ軸方向の加速度Ａｘが加わると、その加速度Ａｘの大きさに基づいて、可動部３２３が連結部３２４、３２５を弾性変形させながらＸ軸方向に変位する。このような変位に伴って、可動電極指３２６と第１固定電極指３１１とのギャップおよび可動電極指３２６と第２固定電極指３１２とのギャップがそれぞれ変化し、その変化量に応じて、可動電極指３２６と第１固定電極指３１１との間の静電容量および可動電極指３２６と第２固定電極指３１２との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量の変化に基づいて加速度Ａｘを検出することができる。
【００４６】
次に、可動素子１の製造方法について説明する。図４に示すように、可動素子１の製造方法は、基体２（第１基体）を準備する準備工程と、表裏関係にある下面３０１（第１主面）および上面３０２（第２主面）を有する基板３０（第２基体）を準備し、下面３０１上に第１マスクＭ１を配置する第１マスク配置工程と、下面３０１を基体２側に向けて基板３０を基体２に接合する接合工程と、上面３０２上に第２マスクＭ２を配置する第２マスク配置工程と、第２マスクＭ２を介して基板３０をエッチングすることで、基体２に対して変位可能な部分を有する可動体３２と、基体２に固定されている固定体３１と、を有する素子片３を形成し、可動体３２と固定体３１とが第１マスクＭ１で連結されている状態とする素子片形成工程と、第２マスクＭ２を除去する第２マスク除去工程と、第１マスクＭ１の少なくとも一部を除去し、可動体３２と固定体３１とを分離する素子片分離工程と、蓋体８を基体２に接合する蓋体配置工程と、を含んでいる。以下、このような可動素子１の製造方法について説明する。
【００４７】
（準備工程）
まず、図５に示すように、例えば、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオン（可動イオン）を含有するガラス材料（硼珪酸ガラス等）で構成された基体２を準備し、フォトリソグラフィー技法とウェットエッチング技法とを用いて、基体２の上面に開口する凹部２１および溝部２２、２３、２４を形成する（ただし、溝部２２については不図示。以下同様）。なお、本実施形態では、凹部２１と溝部２２、２３、２４の深さが異なるため、凹部２１を形成する工程と、溝部２２、２３、２４を形成する工程とを別々に行っている。
【００４８】
次に、図６に示すように、溝部２２、２３、２４内に配線７２、７３、７４を形成する（ただし、配線７２については不図示。以下同様）。配線７２、７３、７４の形成方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング、蒸着等によって金属層を成膜し、この金属膜を、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法とを用いてパターニングする方法が挙げられる。次に、配線７２、７３、７４上に導電性バンプＢ１、Ｂ２、Ｂ３を配置する。
【００４９】
（第１マスク配置工程）
次に、図７に示すように、素子片３の母材であり、シリコン基板からなる基板３０を準備する。そして、基板３０の下面３０１に第１マスクＭ１を形成する。ここで、下面３０１には、次の接合工程において基体２と接合される接合領域Ｓ３０が設定されており、第１マスクＭ１は、接合領域Ｓ３０と重ならないように配置されている。なお、本実施形態では、接合領域Ｓ３０が枠状をなしているため、接合領域Ｓ３０の内側に第１マスクＭ１が配置されている。第１マスクＭ１をこのように配置することで、基体２と基板３０との接合が第１マスクＭ１で阻害されないため、次の接合工程において、基体２と基板３０とをより確実に接合することができる。また、第１マスクＭ１は、後の素子片形成工程おいて可動体３２となる可動体領域３２０と、固定体３１となる固定体領域３１０と、に亘って配置されている。
【００５０】
第１マスクＭ１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、素子片形成工程および第２マスク除去工程において、十分に高いエッチング耐性を有していることが好ましい。すなわち、第１マスクＭ１は、素子片形成工程において、基板３０とのエッチング選択比が十分に高く、第２マスク除去工程において第２マスクＭ２とのエッチング選択比が十分に高い材料で構成されていることが好ましい。このような特性を満足するために、本実施形態の第１マスクＭ１は、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で構成されている。
【００５１】
第１マスクＭ１の形成方法としては、特に限定されず、例えば、スパッタリング、蒸着等によって下面３０１に膜を成膜し、この膜を、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法とを用いてパターニングする方法が挙げられる。
【００５２】
（接合工程）
次に、図８に示すように、下面３０１を基体２側に向けて基板３０を基体２に接合する。接合方法としては、特に限定されないが、本実施形態では陽極接合法を用いている。これにより、基体２と基板３０とをより強固に接合することができる。また、接合材等の他の部材を介在させずに基体２と基板３０とを接合することができるため、可動素子１の低背化を図ることもできる。
【００５３】
次に、必要に応じてＣＭＰ（化学機械研磨）を用いて基板３０を薄肉化した後、基板３０にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散）して導電性を付与する。
【００５４】
（第２マスク配置工程）
次に、図９に示すように、基板３０の上面３０２に第２マスクＭ２を形成する。第２マスクＭ２は、素子片３の平面視形状に対応した形状となっている。
【００５５】
ここで、第２マスクＭ２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、素子片形成工程において、十分に高いエッチング耐性を有していることが好ましい。すなわち、第２マスクＭ２は、素子片形成工程において、基板３０とのエッチング選択比が十分に高い材料で構成されていることが好ましい。このような特性を満足するために、本実施形態の第２マスクＭ２は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）で構成されている。ただし、第２マスクＭ２の構成材料としては、酸化シリコンの他にも、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＮＯ）等を用いることができ、これらの材料によっても、本実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５６】
第２マスクＭ２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、上面３０２を熱酸化することでシリコン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜を、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法とを用いてパターニングする方法が挙げられる。
【００５７】
（素子片形成工程）
次に、図１０に示すように、第２マスクＭ２を介して基板３０をエッチングし、基体２に対して変位可能な部分を有する可動体３２と、基体２に固定されている固定体３１と、を有する素子片３を形成する。エッチング方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、シリコンディープエッチング装置を用いたドライエッチング（ボッシュ法）を用いている。具体的には、ＳＦ６とＣ４Ｆ８とを交互に流すことで、基板３０の上面３０２側から等方性エッチング、保護膜成膜および異方向性エッチングという工程を繰り返して、基板３０を掘り進め、エッチングが第１マスクＭ１まで達すると、第１マスクＭ１がエッチングストッパーとなってエッチングが終了し、素子片３が得られる。このような形成方法によれば、エッチングに形成された貫通孔の側面が基板３０の上面３０２および下面３０１に対して略垂直となるため、貫通孔の開口面積を小さくすることができる。また、アスペクト比の高い貫通孔を形成することができる。そのため、基板３０をより細密に加工することができる。
【００５８】
なお、本工程では、可動体３２と固定体３１とが第１マスクＭ１で連結されている。そのため、可動体３２の基体２に対する変位が抑制され、次のような効果を発揮することができる。本工程では、素子片３（可動体３２および固定体３１）をより確実に形成するために、オーバーエッチングを行っており、エッチング時間が理論値よりも長くなっている。すなわち、素子片３（可動体３２および固定体３１）が形成された後も、しばらくはエッチングを続けている。ここで、第１マスクＭ１がない場合には、基板３０から素子片３が形成された後のオーバーエッチング時には、可動体３２が基体２に対して変位可能であることから、エッチング装置内のガスの流れによって可動体３２が変位（振動）してしまい、可動体３２が固定体３１にぶつかってしまう場合がある。そして、図１１に示すように、ぶつかり所によっては第２マスクＭ２の一部が欠けてしまい、第２マスクＭ２が欠けた部分において素子片３の一部が不本意に除去されてしまう。そのため、図１２に示すように、素子片３の形状が歪になってしまう可能性がある。このように、素子片３の形状が歪になると、素子片３の振動特性が低下し、それに伴って、加速度Ａｘの検出精度が低下する。また、剛性が低下し、機械的強度が低くなってしまう。また、欠けた第２マスクＭ２が異物として可動素子１内に混入してしまい、可動素子１の信頼性を低下させる原因となる可能性もある。また、基体２をエッチング装置から取り出す際の振動や圧力の急激な変化によっても可動体３２が変位してしまい、前述と同じような問題が発生する可能性もある。
【００５９】
そこで、本実施形態では、第１マスクＭ１によって可動体３２と固定体３１とを連結し、基体２に対する可動体３２の変位を抑制している。これにより、前述した問題の発生を効果的に抑制することができ、より精度よく素子片３を形成することができる。
【００６０】
（第２マスク除去工程）
次に、図１３に示すように、第２マスクＭ２を除去する。第２マスクＭ２の除去方法としては、特に限定されないが、例えば、ＣＦ４とＯ２とを用いたドライエッチングを用いることができる。これにより、より簡単に、第２マスクＭ２を除去することができる。ここで、第１マスクＭ１をダイアモンドライクカーボンで構成しているため、本工程での第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とのエッチング選択比を大きく確保することができ、本工程にて、第１マスクＭ１が除去されてしまうことを効果的に抑制することができる。そのため、第１マスクＭ１を介して可動体３２と固定体３１とが連結している状態を維持することができる。また、第１マスクＭ１によって凹部２１内に反応ガスが侵入することを抑制しているため、本工程において基体２（凹部２１内）が不本意にエッチングされてしまうことを抑制することができる。
【００６１】
（素子片分離工程）
次に、図１４に示すように、Ｚ軸方向から見た平面視で、第１マスクＭ１の素子片３（基板３０）から露出している部分を除去し、可動体３２と固定体３１とを分離する。これにより、可動体３２が固定体３１からリリースされて、可動体３２が基体２に対して変位可能な状態となる。なお、本実施形態では、第１マスクＭ１の素子片３と重なっている部分は、除去されずに残存している。具体的には、第１マスクＭ１は、可動部３２３、連結部３２４、３２５および可動電極指３２６の下面と、第１固定電極指３１１および第２固定電極指３１２の下面と、に設けられている。これにより、第１マスクＭ１が、補強部として機能し、これら各部の機械的強度を高めることができる。
【００６２】
第１マスクＭ１の除去方法としては、特に限定されないが、Ｏ２を用いたドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、第１マスクＭ１をより簡単に除去することができる。なお、本工程においても、第１マスクＭ１と基板３０とのエッチング選択比を大きく確保することができるため、本工程において素子片３が不本意にエッチングされてしまうことを効果的に抑制することができる。
【００６３】
（蓋体配置工程）
次に、図１５に示すように、蓋体８を準備し、ガラスフリット８９を用いて蓋体８を基体２に接合する。これにより、収納空間Ｓが形成されると共に、収納空間Ｓに素子片３が収納される。次に、蓋体８の連通孔８２内に球状の封止部材８３を配置し、連通孔８２と封止部材８３との隙間を介して収納空間Ｓを所望の雰囲気に置換する。次に、封止部材８３にレーザーを照射して、封止部材８３を溶融させることで連通孔８２を封止する。これにより、所望の雰囲気に置換された状態で、収納空間Ｓが封止される。以上により、図１６に示すように、可動素子１が得られる。
【００６４】
このような可動素子１の製造方法は、前述したように、基体２（第１基体）を準備する工程と、表裏関係にある下面３０１（第１主面）および上面３０２（第２主面）を有する基板３０（第２基体）を準備し、下面３０１上に第１マスクＭ１を配置する工程と、下面３０１を基体２側に向けて基板３０を基体２に接合する工程と、上面３０２上に第２マスクＭ２を配置する工程と、第２マスクＭ２を介して基板３０をエッチングすることで、基体２に対して変位可能な部分を有する可動体３２と、基体２に固定されている固定体３１と、を有する素子片３を形成し、可動体３２と固定体３１とが第１マスクＭ１で連結されている状態とする工程と、第１マスクＭ１の少なくとも一部を除去し、可動体３２と固定体３１とを分離する工程と、を含んでいる。このような方法によれば、前述したように、可動体３２と固定体３１とが形成された後も、第１マスクＭ１によって可動体３２と固定体３１とを連結した状態とすることができるため、基板３０のエッチング中（素子片３が形成された後のオーバーエッチング中）における基体２に対する可動体３２の変位を抑制することができる。そのため、より精度よく素子片３を形成することができる。
【００６５】
また、前述したように、可動素子１の製造方法では、基体２は、可動イオンを含み、基板３０は、シリコンを含んでいる。特に、本実施形態では、基体２は、硼珪酸ガラス等のガラス材料で構成されたガラス基板であり、基板３０は、シリコン基板である。これにより、基体２と基板３０とを陽極接合法によって接合することができ、これらを強固に接合することができる。
【００６６】
また、前述したように、可動素子１の製造方法は、第１マスクＭ１の少なくとも一部を除去する工程（素子片分離工程）に先立って、第２マスクＭ２を除去する工程（第２マスク除去工程）を含んでいる。このように、第２マスクＭ２を除去することで、素子片３の薄型化を図ることができる。また、隣り合っている第２マスクＭ２同士の衝突等で第２マスクＭ２の破損による破損物の飛散を抑制することができる。
【００６７】
また、前述したように、可動素子１の製造方法では、第１マスクＭ１は、ダイアモンドライクカーボンを含み、第２マスクＭ２は、酸化シリコンを含んでいる。特に、本実施形態では、第１マスクＭ１は、ダイアモンドライクカーボンで構成され、第２マスクＭ２は、酸化シリコンで構成されている。これにより、第１マスクＭ１は、素子片形成工程において、基板３０とのエッチング選択比が十分に高く、第２マスク除去工程において第２マスクＭ２とのエッチング選択比が十分に高いものとなる。そのため、第１マスクＭ１の機能をより確実に発揮することができる。同様に、第２マスクＭ２は、素子片形成工程において、基板３０とのエッチング選択比が十分に高いものとなる。そのため、第２マスクＭ２の機能をより確実に発揮することができる。
【００６８】
また、前述したように、可動体３２は、基体２に固定されている固定部３２１、３２２と、可動部３２３と、可動部３２３が固定部３２１、３２２に対して変位可能なように固定部３２１、３２２と可動部３２３とを連結する連結部３２４、３２５と、を有している。このような構成とすることで、可動体３２が振動し易い構成となり、上述した効果がより顕著なもとなる。
【００６９】
また、前述したように、基体２は、上面（基板３０側の面）に開口する凹部２１を有している。そして、Ｚ軸方向（基体２と基板３０とが重なる方向）から見た平面視で、可動部３２３および連結部３２４、３２５は、凹部２１と重なって配置される。これにより、可動部３２３および連結部３２４、３２５と基体２との接触が抑制され、可動部３２３をよりスムーズに基体２に対して変位させることができる。また、凹部２１は、基板３０を基体２に接合する際の、第１マスクＭ１と基体２との接触を防止する逃げ部としても機能し、これにより、基板３０と基体２とをより確実に接合することができる。
【００７０】
また、前述したように、基体２には、可動体３２と電気的に接続される配線７２（第１配線）と、固定体３１と電気的に接続される配線７３、７４（第２配線）と、が設けられている。これにより、配線７２、７３、７４を介して素子片３との電気的な接続を図ることができるため、素子片３と外部装置（例えば、後述する回路素子１０２０）との電気的な接続が容易となる。
【００７１】
また、前述したように、可動素子１の製造方法では、素子片３を形成するための基板３０のエッチングは、ドライエッチングである。これにより、基板３０にアスペクト比の高い貫通孔を形成することができるため、基板３０をより細密に加工することができる。そのため、小型な素子片３をより精度よく形成することができる。
【００７２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る可動素子の製造方法について説明する。
【００７３】
図１７は、本発明の第２実施形態に係る可動素子の製造方法で製造した可動素子の平面図である。図１８は、図１７中のＣ−Ｃ線断面図である。図１９は、図１７に示す可動素子の製造工程を示すフローチャートである。図２０ないし図２４は、それぞれ、図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。図２５は、第１マスクの効果を説明するための断面図である。図２６ないし図２８は、それぞれ、図１７に示す可動素子の製造方法を説明するための断面図である。
【００７４】
本実施形態に係る可動素子の製造方法は、素子片の構成および第１マスクＭ１の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態の可動素子の製造方法と同様である。
【００７５】
なお、以下の説明では、第２実施形態の可動素子の製造方法に関し、前述した第１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ないし図２８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。
【００７６】
まず、本実施形態の可動素子の製造方法を説明するのに先立って、当該製造方法によって製造される可動素子１について簡単に説明する。
【００７７】
図１７に示す可動素子１は、Ｚ軸方向の加速度Ａｚを検出することのできる加速度センサー（物理量センサー）である。このような可動素子１は、基体２と、基体２上に配置された素子片４と、素子片４を覆うように基体２に接合された蓋体８と、を有している。基体２および蓋体８は、それぞれ、前述した第１実施形態と同様の構成であるため、以下では、主に、素子片４について説明する。
【００７８】
素子片４は、可動部４１と、梁部４２と、固定部４３と、を有している。可動部４１は、板状であり、Ｚ軸方向から見た平面視で、Ｘ軸方向を長手とする長手形状をなしている。また、可動部４１は、梁部４２を介して固定部４３に接続されている。また、梁部４２および固定部４３は、それぞれ、可動部４１の内側に配置されている。また、図１８に示すように、固定部４３は、凹部２１内に設けられたマウント部２１１（突起部）と接合されている。そして、素子片４は、固定部４３において導電性バンプＢ１を介して配線７２と電気的に接続されている。
【００７９】
また、可動部４１は、Ｚ軸方向から見た平面視で、梁部４２により形成される揺動軸Ｊの一方側（Ｘ軸方向のマイナス側）に位置する第１可動部４１１と、揺動軸Ｊの他方側（Ｘ軸方向のプラス側）に位置する第２可動部４１２と、を有している。そして、第１可動部４１１と第２可動部４１２とは、加速度Ａｚが加わったときの回転モーメントが互いに異なるように設計されている。そのため、加速度Ａｚが加わると、可動部４１は、揺動軸Ｊまわりにシーソー揺動する。
【００８０】
このような素子片４は、例えば、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の不純物がドープされたシリコン基板をパターニングすることで形成されている。また、素子片４は、陽極接合法によって基体２に接合されている。
【００８１】
また、図１８に示すように、凹部２１の底面には、第１可動部４１１と対向する第１固定電極４８と、第２可動部４１２と対向する第２固定電極４９と、が設けられている。また、図１７に示すように、第１固定電極４８は、配線７３と電気的に接続され、第２固定電極４９は、配線７４と電気的に接続されている。
【００８２】
以上、素子片４について説明した。なお、素子片４の下面、より具体的には、梁部４２の下面には、第１マスクＭ１の一部が残存している。これにより、第１マスクＭ１が補強部として機能し、素子片４の機械的強度が向上する。
【００８３】
このような可動素子１は、次のようにして加速度Ａｚを検出する。可動素子１の作動時には、例えば、前述した第１実施形態と同様に、図３中の電圧Ｖ１が素子片４に印加され、電圧Ｖ２が第１固定電極４８および第２固定電極４９に印加される。そして、加速度Ａｚが可動素子１に加わると、可動部４１は、揺動軸Ｊまわりにシーソー揺動する。このシーソー揺動によって、第１可動部４１１と第１固定電極４８とのギャップおよび第２可動部４１２と第２固定電極４９とのギャップがそれぞれ変化し、それに伴って、第１可動部４１１と第１固定電極４８との間の静電容量および第２可動部４１２と第２固定電極４９との間の静電容量がそれぞれ変化する。そのため、これら静電容量の変化量に基づいて加速度Ａｚを検出することができる。
【００８４】
次に、可動素子１の製造方法について説明する。図１９に示すように、可動素子１の製造方法は、基体２（第１基体）を準備する準備工程と、表裏関係にある下面４０１（第１主面）および上面４０２（第２主面）を有する基板４０（第２基体）を準備し、下面４０１上に第１マスクＭ１を配置する第１マスク配置工程と、下面４０１を基体２側に向けて基板４０を基体２に接合する接合工程と、上面４０２上に第２マスクＭ２を配置する第２マスク配置工程と、第２マスクＭ２を介して基板４０をエッチングすることで、基体２に固定されている固定部４３と、可動部４１と、可動部４１が固定部４３に対して揺動可能なように固定部４３と可動部４１とを連結する梁部４２と、を有する素子片４を形成する素子片形成工程と、第２マスクＭ２を除去する第２マスク除去工程と、蓋体８を基体２に接合する蓋体配置工程と、を含んでいる。以下、このような可動素子１の製造方法について説明する。
【００８５】
（準備工程）
まず、図２０に示すように、第１、第２固定電極４８、４９、配線７２、７３、７４および導電性バンプＢ１が配置された基体２を準備する（ただし、配線７３、７４については不図示。以下同様）。なお、基体２の形成方法は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８６】
（第１マスク配置工程）
次に、図２１に示すように、素子片４の母材であり、シリコン基板からなる基板４０を準備する。そして、基板４０の下面４０１に第１マスクＭ１を形成する。ここで、下面４０１には、次の接合工程において基体２と接合される接合領域Ｓ４０が設定されており、第１マスクＭ１は、接合領域Ｓ４０と重ならないように配置されている。また、第１マスクＭ１は、基板４０の平面視で、後の素子片形成工程において梁部４２となる領域４２０と重なるように、かつ、固定部４３となる領域４３０および可動部４１となる領域４１０と重ならないように配置される。なお、第１マスクＭ１の構成材料および形成方法は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８７】
（接合工程）
次に、図２２に示すように、下面４０１を基体２側に向けて基板４０を基体２に接合する。なお、接合方法は、前述した第１実施形態と同様である。次に、必要に応じてＣＭＰ（化学機械研磨）を用いて基板４０を薄肉化した後、基板４０にリン、ボロン等の不純物をドープ（拡散）して導電性を付与する。
【００８８】
（第２マスク配置工程）
次に、図２３に示すように、基板４０の上面４０２に第２マスクＭ２を形成する。第２マスクＭ２は、素子片４の平面視形状に対応した形状となっている。なお、第２マスクＭ２の構成材料および形成方法は、前述した第１実施形態と同様である。
【００８９】
（素子片形成工程）
次に、図２４に示すように、第２マスクＭ２を介して基板４０をエッチングし、基体２に固定されている固定部４３と、可動部４１と、可動部４１が固定部４３に対して揺動可能なように固定部４３と可動部４１とを連結する梁部４２と、を有する素子片４を形成する。なお、エッチング方法としては、前述した第１実施形態と同様である。
【００９０】
ここで、前述したように、第１マスクＭ１は、基板４０の平面視で、梁部４２となる領域４２０と重なるように、かつ、固定部４３となる領域４３０および可動部４１となる領域４１０と重ならないように配置される。そのため、次のような効果を発揮することができる。
【００９１】
図２５に示すように、素子片４が形成された後のオーバーエッチング時において、反応性ガスＧ（プラズマ）と基体２との間に作用する斥力によって、反応性ガスＧが下面４０１側から素子片４（基板４０）をアタックする場合がある。このように、下面４０１側からアタックされると、素子片４（基板４０）の下面側が不本意にエッチングされ、素子片４の機械的強度が低下してしまう。特に、固定部４３、可動部４１および梁部４２のうちで、最も細く脆い部分であり、かつ撓み変形する部分である梁部４２の機械的強度が低下してしまうと、梁部４２の破損を招き、可動素子１の信頼性が低下してしまう。
【００９２】
そこで、本実施形態では、梁部４２（領域４２０）と重なるように、すなわち、梁部４２（領域４２０）の下面を覆うように第１マスクＭ１を配置し、この第１マスクＭ１によって、オーバーエッチング時の梁部４２の下面４０１側からのエッチングを抑制している。これにより、素子片４の機械的強度の低下を抑制することができると共に、素子片４をより精度よく形成することができる。
【００９３】
また、第１マスクＭ１は、固定部４３（領域４３０）と重ならないように配置されている。これにより、固定部４３と基体２との接合を、第１マスクＭ１が阻害することがない。そのため、固定部４３と基体２とをより確実に接合することができる。
【００９４】
さらに、第１マスクＭ１は、可動部４１（領域４１０）と重ならないように配置される。前述したように、可動素子１は、第１可動部４１１と第１固定電極４８との間の静電容量および第２可動部４１２と第２固定電極４９との間の静電容量の変化に基づいて加速度Ａｚを検出する。そのため、可動部４１のシーソー揺動を許容するためのスペースを確保しつつ、静電容量をなるべく大きくして加速度Ａｚの検出感度を高めるために、可動部４１と第１、第２固定電極４８、４９とのギャップを小さくすることが好ましい。
【００９５】
しかしながら、可動部４１の下面に第１マスクＭ１を配置すると、その分、可動部４１が厚くなり、可動部４１のシーソー揺動を許容するためのスペースが大きくなってしまう。そのため、可動部４１の下面に第１マスクＭ１が配置されていない場合と比べて、可動部４１と第１、第２固定電極４８、４９とのギャップを大きくしなければならず、加速度Ａｚの検出感度の向上を図ることが困難となる。そこで、本実施形態では、可動部４１（領域４１０）と重ならないように第１マスクＭ１を配置し、可動部４１と第１、第２固定電極４８、４９とのギャップが大きくならないようにして、加速度Ａｚの検出感度の低下を抑制している。
【００９６】
（第２マスク除去工程）
次に、図２６に示すように、第２マスクＭ２を除去する。なお、第２マスクＭ２の除去方法は、前述した第１実施形態と同様である。
【００９７】
（蓋体配置工程）
次に、図２７に示すように、蓋体８を準備し、ガラスフリット８９を用いて蓋体８を基体２に接合する。これにより、収納空間Ｓが形成されると共に、収納空間Ｓに素子片３が収納される。次に、蓋体８の連通孔８２内に球状の封止部材８３を配置し、連通孔８２と封止部材８３との隙間を介して収納空間Ｓを所望の雰囲気に置換する。次に、封止部材８３にレーザーを照射して、封止部材８３を溶融させることで連通孔８２を封止する。これにより、所望の雰囲気に置換された状態で、収納空間Ｓが封止される。以上により、図２８に示すように、可動素子１が得られる。
【００９８】
このような可動素子１の製造方法は、前述したように、基体２（第１基体）を準備する工程と、表裏関係にある下面４０１（第１主面）および上面４０２（第２主面）を有する基板４０（第２基体）を準備し、下面４０１上に第１マスクＭ１を配置する工程と、下面４０１を基体２側に向けて基板４０を基体２に接合する工程と、上面４０２上に第２マスクＭ２を配置する工程と、第２マスクＭ２を介して基板４０をエッチングすることで、基体２に固定されている固定部４３と、可動部４１と、可動部４１が固定部４３に対して揺動可能なように固定部４３と可動部４１とを連結する梁部４２と、を有する素子片４を形成する工程と、含んでいる。そして、第１マスクＭ１を配置する工程（第１マスク配置工程）では、基板４０の梁部４２となる領域と重なるように第１マスクＭ１を配置している。これにより、第１マスクＭ１によって、オーバーエッチング時の梁部４２の下面４０１側からのエッチングを抑制することができる。そのため、素子片４の機械的強度の低下を抑制することができると共に、素子片４をより精度よく形成することができる。
【００９９】
また、前述したように、第１マスクＭ１を配置する工程（第１マスク配置工程）では、基板４０の固定部４３および可動部４１となる領域４３０、４１０と重ならないように第１マスクＭ１を配置している。これにより、固定部４３と基体２との接合を、第１マスクＭ１が阻害することがなく、これらをより確実に接合することができる。また、可動部４１の厚肉化を抑制することができ、加速度Ａｚの検出感度の低下を抑制することができる。
【０１００】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子モジュールについて説明する。
【０１０１】
図２９は、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子モジュールを示す断面図である。
【０１０２】
図２９に示すように、電子モジュール１０００は、ベース基板１０１０と、ベース基板１０１０上に設けられた可動素子１と、可動素子１上に設けられた回路素子１０２０（ＩＣ）と、可動素子１と回路素子１０２０とを電気的に接続するボンディングワイヤーＢＷ１と、ベース基板１０１０と回路素子１０２０とを電気的に接続するボンディングワイヤーＢＷ２と、可動素子１および回路素子１０２０をモールドするモールド部１０３０と、を有している。ここで、可動素子１としては、例えば、前述した各実施形態のいずれかのものを用いることができる。
【０１０３】
ベース基板１０１０は、可動素子１を支持する基板であり、例えば、インターポーザー基板である。このようなベース基板１０１０の上面には複数の接続端子１０１１が配置されており、下面には複数の実装端子１０１２が配置されている。また、ベース基板１０１０内には、図示しない内部配線が配置されており、この内部配線を介して、各接続端子１０１１が、対応する実装端子１０１２と電気的に接続されている。このようなベース基板１０１０としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板、セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。
【０１０４】
また、可動素子１は、基体２を下側（ベース基板１０１０側）に向けてベース基板１０１０上に配置されている。そして、可動素子１は、ダイアタッチ材を介してベース基板１０１０に接合されている。
【０１０５】
また、回路素子１０２０は、可動素子１上に配置されている。そして、回路素子１０２０は、ダイアタッチ材を介して可動素子１の蓋体８に接合されている。また、回路素子１０２０は、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して可動素子１の各電極パッドＰと電気的に接続され、ボンディングワイヤーＢＷ２を介してベース基板１０１０の接続端子１０１１と電気的に接続されている。このような回路素子１０２０には、可動素子１を駆動する駆動回路や、可動素子１からの出力信号に基づいて加速度Ａｘを検出する検出回路や、検出回路からの信号を所定の信号に変換して出力する出力回路等が、必要に応じて含まれている。
【０１０６】
また、モールド部１０３０は、可動素子１および回路素子１０２０をモールドしている。これにより、可動素子１や回路素子１０２０を水分、埃、衝撃等から保護することができる。モールド部１０３０としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂を用いることができ、例えば、トランスファーモールド法によってモールドすることができる。
【０１０７】
以上のような電子モジュール１０００は、可動素子１を有しているため、信頼性の高い電子モジュール１０００が得られる。
【０１０８】
なお、電子モジュール１０００の構成としては、上記の構成に限定されず、例えば、可動素子１がセラミックパッケージに収納された構成となっていてもよい。
【０１０９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器について説明する。
【０１１０】
図３０は、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器を示す斜視図である。
【０１１１】
図３０に示すモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット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、可動素子１が内蔵されている。ここで、可動素子１としては、例えば、前述した各実施形態のいずれかのものを用いることができる。
【０１１２】
このようなパーソナルコンピューター１１００（電子機器）は、可動素子１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【０１１３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器について説明する。
【０１１４】
図３１は、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器を示す斜視図である。
【０１１５】
図３１に示す携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）は、アンテナ（図示せず）と、複数の操作ボタン１２０２と、受話口１２０４と、送話口１２０６とを備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には、可動素子１が内蔵されている。ここで、可動素子１としては、例えば、前述した各実施形態のいずれかのものを用いることができる。
【０１１６】
このような携帯電話機１２００（電子機器）は、可動素子１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【０１１７】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器について説明する。
【０１１８】
図３２は、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える電子機器を示す斜視図である。
【０１１９】
図３２に示すデジタルスチールカメラ１３００は、ケース（ボディー）１３０２の背面には表示部１３１０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１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。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。そして、撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、可動素子１が内蔵されている。ここで、可動素子１としては、例えば、前述した各実施形態のいずれかのものを用いることができる。
【０１２０】
このようなデジタルスチールカメラ１３００（電子機器）は、可動素子１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【０１２１】
なお、電子機器は、前述した実施形態のパーソナルコンピューターおよび携帯電話機、本実施形態のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、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、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、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、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、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、移動体端末基地局用機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【０１２２】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える移動体について説明する。
【０１２３】
図３３は、本発明の可動素子の製造方法で製造された可動素子を備える移動体を示す斜視図である。
【０１２４】
図３３に示す自動車１５００には、可動素子１が内蔵されており、可動素子１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。可動素子１の検出信号は、車体姿勢制御装置１５０２に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。ここで、可動素子１としては、例えば、前述した各実施形態のいずれかのものを用いることができる。
【０１２５】
このような自動車１５００（移動体）は、可動素子１を有しているため、高い信頼性を発揮することができる。
【０１２６】
なお、可動素子１は、他にも、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【０１２７】
また、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、ロケット、人工衛星、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【０１２８】
以上、本発明の可動素子の製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【０１２９】
また、前述した実施形態では、素子片が加速度を検出することのできる構成であり、可動素子が物理量センサーとして機能する構成について説明したが、素子片が検出する物理量としては、加速度に限定されず、例えば、角速度、圧力等であってもよい。また、可動素子は、発振器用の振動デバイス（水晶振動素子等）を素子片として有する構成であってもよい。
【０１３０】
また、前述した実施形態では、可動素子が１つの素子片を有している構成について説明したが、これに限定されず、２つ以上の素子片を有していてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１…可動素子、２…基体、２１…凹部、２１１…マウント部、２２、２３、２４…溝部、３…素子片、３０…基板、３０１…下面、３０２…上面、３１…固定体、３１０…固定体領域、３１１…第１固定電極指、３１２…第２固定電極指、３２…可動体、３２０…可動体領域、３２１、３２２…固定部、３２３…可動部、３２４、３２５…連結部、３２６…可動電極指、４…素子片、４０…基板、４０１…下面、４０２…上面、４１…可動部、４１０…領域、４１１…第１可動部、４１２…第２可動部、４２…梁部、４２０…領域、４３…固定部、４３０…領域、４８…第１固定電極、４９…第２固定電極、７２、７３、７４…配線、８…蓋体、８１…凹部、８２…連通孔、８３…封止部材、８９…ガラスフリット、１０００…電子モジュール、１０１０…ベース基板、１０１１…接続端子、１０１２…実装端子、１０２０…回路素子、１０３０…モールド部、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、１１０８…表示部、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチールカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪、Ａｘ、Ａｚ…加速度、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３…導電性バンプ、ＢＷ１、ＢＷ２…ボンディングワイヤー、Ｇ…反応性ガス、Ｊ…揺動軸、Ｍ１…第１マスク、Ｍ２…第２マスク、Ｐ…電極パッド、Ｓ…収納空間、Ｓ３０、Ｓ４０…接合領域、Ｖ１、Ｖ２…電圧
【図１】
2018146453.tif 000003
【図２】
2018146453.tif 000004
【図３】
2018146453.tif 000005
【図４】
2018146453.tif 000006
【図５】
2018146453.tif 000007
【図６】
2018146453.tif 000008
【図７】
2018146453.tif 000009
【図８】
2018146453.tif 000010
【図９】
2018146453.tif 000011
【図１０】
2018146453.tif 000012
【図１１】
2018146453.tif 000013
【図１２】
2018146453.tif 000014
【図１３】
2018146453.tif 000015
【図１４】
2018146453.tif 000016
【図１５】
2018146453.tif 000017
【図１６】
2018146453.tif 000018
【図１７】
2018146453.tif 000019
【図１８】
2018146453.tif 000020
【図１９】
2018146453.tif 000021
【図２０】
2018146453.tif 000022
【図２１】
2018146453.tif 000023
【図２２】
2018146453.tif 000024
【図２３】
2018146453.tif 000025
【図２４】
2018146453.tif 000026
【図２５】
2018146453.tif 000027
【図２６】
2018146453.tif 000028
【図２７】
2018146453.tif 000029
【図２８】
2018146453.tif 000030
【図２９】
2018146453.tif 000031
【図３０】
2018146453.tif 000032
【図３１】
2018146453.tif 000033
【図３２】
2018146453.tif 000034
【図３３】
2018146453.tif 000035