(57)【要約】【課題】  圧電素子の形成位置の精度を高め、モーションセンサの歩留まりを向上させる。【解決手段】  単結晶シリコンからなる基板の上面に絶縁層を形成し、前記絶縁層の上面に前記下電極層を形成し、前記下電極層の上面に前記圧電層を形成し、前記圧電層の上面に前記上電極層を形成し、平面視において前記可撓部の対向する二辺と重なる二辺を有し前記二つの縁領域を覆い前記二つの縁領域の間の領域を露出させた第一保護膜を前記上電極層の上面に形成し、前記第一保護膜を用いて前記上電極層と前記圧電層と前記下電極層とをエッチングし、前記第一保護膜を除去し、平面視において前記可撓部の前記二つの縁領域の間の領域を覆う第二保護膜を形成し、前記第二保護膜と前記上電極層とを用いて前記絶縁層をエッチングし、前記第二保護膜を除去し、前記絶縁層と前記上電極層とを用いて前記基板を異方性エッチングする。【選択図】図１
2011163791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠部を含む非可撓部と、
前記非可撓部と少なくとも一端において結合する梁形の可撓部と、
平面視において、前記可撓部の対向する二辺にそれぞれの一辺が重なり前記可撓部の二つの縁領域に位置する圧電素子と、
を備えるモーションセンサの製造方法であって、
単結晶シリコンからなる基板の上面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層の上面に下電極層を形成する下電極層形成工程と、
前記下電極層の上面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層の上面に上電極層を形成する上電極層工程と、
平面視において前記可撓部の対向する二辺と重なる二辺を有し前記二つの縁領域を覆い前記二つの縁領域の間の領域を露出させた第一保護膜を前記上電極層の上面に形成する第一保護膜形成工程と、
前記第一保護膜を用いて前記上電極層と前記圧電層と前記下電極層とをエッチングする三層エッチング工程と、
前記第一保護膜を除去する第一保護膜除去工程と、
平面視において前記可撓部の前記二つの縁領域の間の領域を覆う第二保護膜を形成する第二保護膜形成工程と、
前記第二保護膜と前記上電極層とを用いて前記絶縁層をエッチングする絶縁層エッチング工程と、
前記第二保護膜を除去する第二保護膜除去工程と、
前記絶縁層と前記上電極層とを用いて前記基板を異方性エッチングする基板エッチング工程と、
を含むモーションセンサの製造方法。
【請求項２】
前記第一保護膜形成工程は、
前記上電極層の上面に第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、
平面視において前記二つの縁領域に挟まれた領域の外側にあって前記二つの縁領域を含む領域において、前記上電極層を底面とし前記第一の犠牲層を内壁とする凹部を形成するために、前記第一の犠牲層をエッチングする第一犠牲層エッチング工程と、
残存している前記第一の犠牲層の上面および前記凹部内に第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、
前記凹部の底面の周縁と前記内壁とでなす隅部であって前記二つの縁領域を含む隅部に前記第二の犠牲層を残存させることによって前記隅部に前記第二の犠牲層からなる前記第一保護膜を形成するために、前記周縁を除く前記凹部の底面および前記第一の犠牲層の上面が露出するまで前記第二の犠牲層をエッチバックする第二犠牲層エッチバック工程と、
第一の犠牲層を除去する第一犠牲層除去工程と、
を含む、
請求項１に記載のモーションセンサの製造方法。
【請求項３】
前記第一保護膜形成工程は、
前記上電極層の上面に第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、
前記二つの縁領域において前記上電極層を底面とし前記第一の犠牲層を内壁とする凹部を形成するために、前記二つの縁領域の前記第一の犠牲層をエッチングする第一犠牲層エッチング工程と、
前記第一の犠牲層の表面および前記凹部内に第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、
前記凹部の底面上に前記第二の犠牲層を残存させることによって前記第二の犠牲層からなる前記第一保護膜を形成するために、前記第一の犠牲層の上面と前記第二の犠牲層の上面とが平坦に連続するように前記第二の犠牲層の上部を除去する平坦化工程と、
前記第一の犠牲層を除去する第一犠牲層除去工程と、
を含む、
請求項１に記載のモーションセンサの製造方法。
【請求項４】
前記モーションセンサは、前記二つの縁領域の間にあって前記二つの縁領域から等間隔で離間する中央領域に位置し前記可撓部に作用するコリオリ力を検出する検出用圧電素子をさらに備え、
前記二つの縁領域に位置する前記圧電素子は、前記可撓部を励振する駆動用圧電素子であって、
前記第一犠牲層エッチング工程では、前記二つの縁領域に加え前記中央領域においても前記凹部を形成し、
前記三層エッチング工程においては、前記二つの縁領域に加え前記中央領域においても前記上電極層と前記圧電層と前記下電極層とを残存させる、
請求項３に記載のモーションセンサの製造方法。
【請求項５】
枠部と、
前記枠部の内側に一端が結合し、前記枠部の開口面に平行な方向に撓む板ばね形を有する可撓部と、
前記可撓部の他端に結合する錘部と、
平面視において、前記枠部とも前記錘部とも結合しない前記可撓部の対向する二辺にそれぞれ一辺が重なる前記可撓部の二つの縁領域に位置する圧電素子と、
を備える加速度センサ。
【請求項６】
枠部と、
前記枠部の内側に結合する基部と、
前記枠部の内側にあって前記基部と一端が結合する可撓部と、
平面視において、前記基部と結合しない前記可撓部の対向する二辺にそれぞれ一辺が重なる前記可撓部の二つの縁領域に位置する圧電素子であって、前記可撓部を励振させる駆動用圧電素子と、
平面視において、前記可撓部の二つの縁領域の間にあり前記二つの縁領域に等間隔で離間する中央領域に位置する圧電素子であって、前記可撓部に作用するコリオリ力を検出する検出用圧電素子と、
を備える振動型角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に関し、特に、圧電素子を用いたモーションセンサの製造方法およびその製造方法によって製造された加速度センサ、角速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電素子を用いた加速度センサや角速度センサが知られている。特許文献１には、インクジェット式記録ヘッド等に用いられる圧電素子を製造するにあたり、圧電素子の下電極を上電極および圧電体部に対し自己整合的に形成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６３４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可撓部の変形や変位を圧電素子によって検出して加速度や角速度を検出するモーションセンサでは、可撓部の変形や変位を検出するための圧電素子の可撓部における形成位置の精度が低い（モーションセンサごとにばらつきがある）と、モーションセンサとしての特性がばらつき歩留まりも低下する。特許文献１には、可撓部における圧電素子自体の形成位置の精度を高めるための手法は言及されていない。
本発明は、可撓部における圧電素子の形成位置の精度を高め、モーションセンサの歩留まりを向上させることを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記目的を達成するためのモーションセンサの製造方法は、枠部を含む非可撓部と、前記非可撓部と少なくとも一端において結合する梁形の可撓部と、平面視において、前記可撓部の対向する二辺にそれぞれの一辺が重なり前記可撓部の二つの縁領域に位置する圧電素子と、を備えるモーションセンサの製造方法であって、単結晶シリコンからなる基板の上面に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層の上面に下電極層を形成する下電極層形成工程と、前記下電極層の上面に圧電層を形成する圧電層形成工程と、前記圧電層の上面に上電極層を形成する上電極層工程と、平面視において前記可撓部の対向する二辺と重なる二辺を有し前記二つの縁領域を覆い前記二つの縁領域の間の領域を露出させた第一保護膜を前記上電極層の上面に形成する第一保護膜形成工程と、前記第一保護膜を用いて前記上電極層と前記圧電層と前記下電極層とをエッチングする三層エッチング工程と、前記第一保護膜を除去する第一保護膜除去工程と、平面視において前記可撓部の前記二つの縁領域の間の領域を覆う第二保護膜を形成する第二保護膜形成工程と、前記第二保護膜と前記上電極層とを用いて前記絶縁層をエッチングする絶縁層エッチング工程と、前記第二保護膜を除去する第二保護膜除去工程と、前記絶縁層と前記上電極層とを用いて前記基板を異方性エッチングする基板エッチング工程と、を含む。その結果、前記三層エッチング工程において前記圧電素子の前記可撓部の対向する二辺に重なる辺が形成され、前記絶縁層エッチング工程と前記基板エッチング工程において前記可撓部の対向する二辺が形成される。
【０００６】
はじめに、本発明における「領域」は基板の表面に平行な平面上の領域を指す。本発明の製造方法によると、可撓部の二つの縁領域に残存させた上電極層と圧電層と下電極層（後に圧電素子となる）を用いて可撓部の輪郭（非可撓部と結合しない対向する二辺）を形成するためのエッチングを行うので、可撓部の非可撓部と結合しない対向する二辺を含む最も外側の部分（各縁領域）に圧電素子を形成することができる。
【０００７】
この製造方法を非可撓部と結合しない対向する二辺を結ぶ方向に可撓部が変形しうる加速度センサに適用した場合、可撓部が当該方向に変形する際に応力が最大となる二辺（非可撓部と結合しない対向する二辺）をそれぞれの一辺とする二つの縁領域に可撓部の変形を検出する圧電素子を配置できるので、加速度センサとしての感度を高めることができる。また、可撓部の前述の二辺を結ぶ線分の中点を通り当該二辺に平行に伸びる可撓部の中心軸を基準に対称の位置に圧電素子を配置できるため、圧電素子で構成するブリッジ回路の可撓部の静止状態におけるバランスをよくすることができ、オフセット調整の必要性を低減できる。
この製造方法を振動型角速度センサの製造に適用する場合も、前述の中心軸を基準に対称の位置に圧電素子を配置できるため、励振振動の精度を上げることができる（オフセット調整の必要性を低減できる）。
【０００８】
また、この製造方法によると、確実に圧電素子を可撓部に配置することができるため、歩留まりを向上させることができる。すなわち、例えば圧電素子を形成するための保護膜と可撓部を形成するための保護膜とが異なるフォトリソグラフィの工程によって形成されるマスクではないので、マスクのアラインメントずれによって圧電素子が可撓部に対応する領域内に形成されない等ということが発生しないためである。また、可撓部の前述の二辺を結ぶ方向の幅を狭くしたい場合、この製造方法によると前述のように可撓部に確実に圧電素子を配置することができるため、歩留まりを低下させることなく、可撓部の幅が狭いモーションセンサを製造することができる。すなわち、可撓部のエッチングと圧電素子のエッチングとを異なるフォトリソグラフィの工程で形成されたマスクを用いて行う場合は、アラインメントずれを考慮する必要があるため可撓部の幅を狭くすることが困難であったが、この製造方法によると、歩留まりを低下させることなく、可撓部の幅が狭いモーションセンサを製造することができる。
【０００９】
なお、第一保護膜は、二つの縁領域を覆い二つの縁領域の間の領域の上電極層を露出させる保護膜であるが、二つの縁領域に挟まれた全領域を露出させる構成と、二つの縁領域に挟まれた領域内に露出させない領域がある構成の、いずれの構成も含みうる。第一保護膜の形成方法には例えば、後述する（２）や（３）の方法等がある。二つの縁領域に挟まれた領域内に露出させない領域がある構成としては例えば、後述する（４）等がある。
【００１０】
（２）上記目的を達成するためのモーションセンサの製造方法において、前記第一保護膜形成工程は、前記上電極層の上面に第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、平面視において前記二つの縁領域に挟まれた領域の外側にあって前記二つの縁領域を含む領域において、前記上電極層を底面とし前記第一の犠牲層を内壁とする凹部を形成するために、前記第一の犠牲層をエッチングする第一犠牲層エッチング工程と、残存している前記第一の犠牲層の上面および前記凹部内に第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、前記凹部の底面の周縁と前記内壁とでなす隅部であって前記二つの縁領域を含む隅部に前記第二の犠牲層を残存させることによって前記隅部に前記第二の犠牲層からなる前記第一保護膜を形成するために、前記周縁を除く前記凹部の底面および前記第一の犠牲層の上面が露出するまで前記第二の犠牲層をエッチバックする第二犠牲層エッチバック工程と、第一の犠牲層を除去する第一犠牲層除去工程と、を含んでもよい。
【００１１】
この製造方法によると、上記（１）で説明した効果に加え、可撓部に形成された圧電素子の、可撓部の非可撓部と結合しない対向する二辺を結ぶ方向における幅を高精度に等しくすることができる。そのため、モーションセンサの歩留まりを向上させることができるとともに、本製造方法が加速度センサに適用される場合はそれらの圧電素子で構成するブリッジ回路のオフセット調整の必要性を低減することができ、本製造方法が振動型角速度センサに適用される場合はそれら圧電素子による可撓部の励振振動の精度を上げることができる（オフセット調整の必要性を低減できる）。その理由は以下の通りである。この製造方法では、全面エッチバックによって隅部に残存する第二の犠牲層（第一保護膜）は、エッチングの進行過程で形成されていくため、膜厚精度程度に高精度に同じ幅で形成することができる。そしてその第一保護膜を用いて、後に圧電素子となる上電極層や圧電層や下電極層をエッチングするので、圧電素子も高精度に同じ幅で形成することができる。
【００１２】
（３）上記目的を達成するためのモーションセンサの製造方法において、前記第一保護膜形成工程は、前記上電極層の上面に第一の犠牲層を形成する第一犠牲層形成工程と、前記二つの縁領域において前記上電極層を底面とし前記第一の犠牲層を内壁とする凹部を形成するために、前記二つの縁領域の前記第一の犠牲層をエッチングする第一犠牲層エッチング工程と、前記第一の犠牲層の表面および前記凹部内に第二の犠牲層を形成する第二犠牲層形成工程と、前記凹部の底面上に前記第二の犠牲層を残存させることによって前記第二の犠牲層からなる前記第一保護膜を形成するために、前記第一の犠牲層の上面と前記第二の犠牲層の上面とが平坦に連続するように前記第二の犠牲層の上部を除去する平坦化工程と、前記第一の犠牲層を除去する第一犠牲層除去工程と、を含んでもよい。
【００１３】
この製造方法によると、上記（１）で示した効果に加え、次のような効果を奏する。この製造方法では、凹部形成の際、平坦な上電極層上に平坦な第一の犠牲層を成膜しフォトリソグラフィにより高精度に凹部パターンが形成されたマスクを用いて第一の犠牲層をエッチングして凹部を形成することができる。すなわち凹部の形状や位置は精度よくコントロールすることができる。そのため、凹部内に残存させる第二の犠牲層（第一保護膜）の形状や位置も精度よくコントロールできるため、当該第一保護膜を用いて二つの縁領域に形成される後の圧電素子も形状や位置を精度よくコントロールできる。その結果、本製造方法が加速度センサに適用される場合はそれらの圧電素子で構成するブリッジ回路のバランスをよくしオフセット調整の必要性を低減することができる。本製造方法が振動型角速度センサに適用される場合はそれら圧電素子による可撓部の励振振動の精度を上げることができる（オフセット調整の必要性を低減できる）。
【００１４】
（４）上記目的を達成するためのモーションセンサの製造方法において、前記モーションセンサは、前記二つの縁領域の間にあって前記二つの縁領域から等間隔で離間する中央領域に位置し前記可撓部に作用するコリオリ力を検出する検出用圧電素子をさらに備え、前記二つの縁領域に位置する前記圧電素子は、前記可撓部を励振する駆動用圧電素子であって、前記第一犠牲層エッチング工程では、前記二つの縁領域に加え前記中央領域においても前記凹部を形成し、前記三層エッチング工程においては、前記二つの縁領域に加え前記中央領域においても前記上電極層と前記圧電層と前記下電極層とを残存させてもよい。
【００１５】
この製造方法によると、可撓部の中心軸（可撓部の非可撓部と結合しない対向する二辺を結ぶ線分の中点を通り当該二辺に平行な線）を含み中心軸に対称に検出用圧電素子を形成することができる。そのため、基板の厚さ方向に作用するコリオリ力の検出精度のセンサごとのばらつきを抑えることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００１６】
（５）上記目的を達成するための加速度センサは、枠部と、前記枠部の内側に一端が結合し、前記枠部の開口面に平行な方向に撓む板ばね形を有する可撓部と、前記可撓部の他端に結合する錘部と、平面視において、前記枠部とも前記錘部とも結合しない前記可撓部の対向する二辺にそれぞれ一辺が重なる前記可撓部の二つの縁領域に位置する圧電素子と、を備える。
【００１７】
本発明によると、可撓部の非可撓部に結合しない対向する二辺にそれぞれ一辺が重なる二つの縁領域に圧電素子が配置されているため、加速度センサとしての感度が高い（可撓部が前述の二辺を結ぶ方向に撓むとき応力が最大になるのは二辺を有し基板の厚さ方向に平行な可撓部の端面であるため）。また、可撓部の前述の二辺を結ぶ方向の最も外側の部分に圧電素子が配置されているということは、可撓部の中心軸（可撓部の前述の二辺を結ぶ線分の中点を通り当該二辺に平行な方向に伸びる線）を基準に対称の位置に圧電素子が配置されているということでもある。そのため、圧電素子で構成されるブリッジ回路の静止状態におけるバランスがよく、オフセット調整の必要性を低減することができ、コスト低減に貢献することができる。
【００１８】
（６）上記目的を達成するための振動型角速度センサは、枠部と、前記枠部の内側に結合する基部と、前記枠部の内側にあって前記基部と一端が結合する可撓部と、平面視において、前記基部と結合しない前記可撓部の対向する二辺にそれぞれ一辺が重なる前記可撓部の二つの縁領域に位置する圧電素子であって、前記可撓部を励振させる駆動用圧電素子と、平面視において、前記可撓部の二つの縁領域の間にあり前記二つの縁領域に等間隔で離間する中央領域に位置する圧電素子であって、前記可撓部に作用するコリオリ力を検出する検出用圧電素子と、を備える。
【００１９】
本発明によると、可撓部の中心軸（可撓部の非可撓部と結合しない対向する二辺を結ぶ線分の中点を通り前述の二辺と平行な方向に伸びる線）を基準にして対称の位置に、励振用圧電素子や検出用圧電素子が配置されているため、励振振動の精度を高めることができるとともにコリオリ力検出の精度を高めることができるので、角速度検出精度を向上させることができる。
【００２０】
尚、請求項において「〜上に」というときは、技術的な阻害要因がない限りにおいて「上に中間物を介在させずに」と「〜上に中間物を介在させて」の両方を意味する。「〜下に」というときも同様に、技術的な阻害要因がない限りにおいて「下に中間物を介在させずに」と「〜下に中間物を介在させて」の両方を意味する。また、請求項に記載された動作の順序は、技術的な阻害要因がない限りにおいて記載順に限定されず、同時に実行されても良いし、記載順の逆順に実行されても良いし、連続した順序で実行されなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（１Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの上面図、（１Ｂ）〜（１Ｄ）はその断面図。
【図２】（２Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（２Ｂ）および（２Ｃ）はその断面図。
【図３】第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す断面図。
【図４】（４Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（４Ｂ）〜（４Ｄ）はその断面図。
【図５】（５Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（５Ｂ）〜（５Ｄ）はその断面図。
【図６】（６Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（６Ｂ）〜（６Ｄ）はその断面図。
【図７】（７Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（７Ｂ）〜（７Ｄ）はその断面図。
【図８】（８Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（８Ｂ）〜（８Ｄ）はその断面図。
【図９】（９Ａ）は第一実施形態にかかる加速度センサの製造工程を示す上面図、（９Ｂ）〜（９Ｄ）はその断面図。
【図１０】（１０Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの上面図、（１０Ｂ）〜（１０Ｄ）はその断面図。
【図１１】（１１Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの製造工程を示す上面図、（１１Ｂ）および（１１Ｃ）はその断面図。
【図１２】（１２Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの製造工程を示す上面図、（１２Ｂ）および（１２Ｃ）はその断面図。
【図１３】（１３Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの製造工程を示す上面図、（１３Ｂ）および（１３Ｃ）はその断面図。
【図１４】（１４Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの製造工程を示す上面図、（１４Ｂ）および（１４Ｃ）はその断面図。
【図１５】（１５Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの製造工程を示す上面図、（１５Ｂ）および（１５Ｃ）はその断面図。
【図１６】（１６Ａ）は第二実施形態にかかる角速度センサの製造工程を示す上面図、（１６Ｂ）および（１６Ｃ）はその断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００２３】
１．第一実施形態
（構成）
図１は、本発明にかかるモーションセンサの第一実施形態としての加速度センサを示している。図１Ａは加速度センサ１の上面図、図１Ｂは図１ＡのＢＢ線における断面図、図１Ｃは図１ＡのＣＣ線における断面図、図１Ｄは図１ＡのＤＤ線における断面図を示している。説明の便宜のために図１に示すように直交するｘｙｚ軸を定める（静止状態における可撓部Ｆの長手方向をｘ軸とし、静止状態における可撓部Ｆの短手方向（板ばね形の可撓部Ｆの厚さ方向）をｙ軸とし、ｘｙ軸に直交する軸をｚ軸とする）。加速度センサ１はｙ軸方向の加速度を検出する１軸加速度センサである。加速度センサ１はＭＥＭＳとして構成され、単結晶珪素（Ｓｉ）からなるバルク層１０、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる第一の絶縁層１１、白金（Ｐｔ）からなる下電極層１２・上電極層１４、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電層１３、感光性ポリイミド等からなる第二の絶縁層１７、アルミニウム（Ａｌ）等からなる配線層（配線部１８）、などで構成される積層構造体である。加速度センサ１は、図示しないパッケージに収容され、パッケージ内部に枠部Ｓが固定される。
【００２４】
加速度センサ１は、矩形枠形態を有する枠部Ｓと、枠部Ｓの内側に一端が結合している板ばね形の可撓部Ｆと、可撓部Ｆの他端に結合している錘部Ｍと、可撓部Ｆのｘ軸方向およびｙ軸方向の両端部に設けられた圧電素子Ｐ１〜Ｐ４を備えている。枠部Ｓおよび錘部Ｍは非可撓部に相当する。加速度センサ１は、錘部Ｍに作用する力に応じた可撓部Ｆの変形を圧電素子Ｐ１〜Ｐ４によって電気信号に変換することによって加速度を検出することができる。
【００２５】
枠部Ｓは、バルク層１０と第一の絶縁層１１とで主に構成される。例えば、バルク層１０の厚さ（ｚ軸方向）は６２５μｍ、第一の絶縁層１１の厚さは１μｍである。枠部Ｓのサイズは、ｘ軸方向またはｙ軸方向の全長Ｗ１が８００μｍ、枠幅Ｗ２が１００μｍである。錘部Ｍは直方体の形状を有しており、バルク層１０と第一の絶縁層１１とで主に構成される。可撓部Ｆは、ｙ軸方向の寸法がｘ軸方向およびｚ軸方向の寸法より小さい直方体の梁の形態（ｙ軸方向がｚ軸方向より薄い板ばね形）を有している。可撓部Ｆのｘｙ平面に並行な断面は矩形形態を有している。可撓部Ｆは、バルク層１０と第一の絶縁層１１とで主に構成されている。可撓部Ｆに形成されている第一の絶縁層１１の表面には圧電素子Ｐ１〜Ｐ４や配線部１８、第二の絶縁層１７が形成されている。以上説明したように、可撓部Ｆと枠部Ｓと錘部Ｍとはほぼ同じ積層構造を有しており、ｚ軸方向の厚さがほぼ等しい。
【００２６】
圧電素子Ｐ１〜Ｐ４は、下電極層１２と圧電層１３と上電極層１４とで構成される。圧電素子Ｐ１〜Ｐ４は、可撓部Ｆのｘ軸方向およびｙ軸方向の両端部に形成されている。圧電素子Ｐ１〜Ｐ４は、ｘ軸方向がｙ軸方向よりも長く形成されている。圧電素子Ｐ１と圧電素子Ｐ２の配列方向、および圧電素子Ｐ３と圧電素子Ｐ４の配列方向は、ｙ軸方向に平行である。また、圧電素子Ｐ１と圧電素子Ｐ４の配列方向、および圧電素子Ｐ２と圧電素子Ｐ３の配列方向は、ｘ軸方向に平行である。
【００２７】
圧電素子Ｐ１〜Ｐ４の下電極層１２は互いに接続している。圧電素子Ｐ１〜Ｐ４の端部は、互いの間の段差を被覆し配線部１８を断線しにくくするための第二の絶縁層１７に覆われている。すなわち、各圧電素子の間の第一の絶縁層１１や下電極層１２の表面上には、第二の絶縁層１７が形成されている。各圧電素子の上電極層１４と、下電極層１２は、枠部Ｓに設けられた電極パッド１８に接続されている。
【００２８】
圧電素子Ｐ１〜Ｐ４は、可撓部Ｆの歪みを検出するためのブリッジ回路を構成する。圧電素子Ｐ１〜Ｐ４は、可撓部Ｆのｙ軸方向の最も外側に形成されており（可撓部Ｆのｙ軸方向に対向する二辺にそれぞれ一辺が重なる縁領域に圧電素子が形成されている）、圧電素子Ｐ１〜Ｐ４それぞれのｙ軸方向の幅は、後述する製造方法を採用することにより、等しく形成されている。なお、ブリッジ回路におけるリファレンス抵抗とするために、圧電素子Ｐ３、Ｐ４は枠部Ｓに配置するようにしてもよい。
【００２９】
（動作）
可撓部Ｆ、錘部Ｍ、枠部Ｓのｚ軸方向の厚さが等しいため、加速度センサ１はｚ軸方向やｘ軸方向に加速しても可撓部Ｆは変形しない。加速度センサ１がｙ軸方向に加速したとき、錘部Ｍは枠部Ｓに対して運動するため、その運動に伴って可撓部Ｆは弓なりの形状に変形する。可撓部Ｆが変形すると、可撓部Ｆに設けられた圧電素子Ｐ１〜Ｐ４が変形することによって抵抗値が変化し、ブリッジ回路の出力電圧が変化する。この出力電圧の変化から加速度を導出することができる。本実施形態の加速度センサ１では、圧電素子Ｐ１〜Ｐ４の可撓部Ｆにおける配置精度や寸法精度が高いため、加速度センサとしての感度が高い。このような加速度センサは次のようにして製造することができる。
【００３０】
（製造方法）
図２〜図９は加速度センサ１の製造方法を説明するための上面図および断面図である。まず、バルク層１０の一方の主面上に、第一の絶縁層１１、下電極層１２、圧電層１３、上電極層１４、第一の犠牲層１５を順に形成する（絶縁層形成工程、下電極層形成工程、圧電層形成工程、上電極層形成工程、第一犠牲層形成工程（第一保護膜形成工程））。例えば、厚さ６２５μｍのＳｉからなるバルク層１０の表層に例えば、厚さ１μｍのＳｉＯ２からなる第一の絶縁層１１を成膜する。下電極層１２および上電極層１４は、スパッタ法にてＰｔを０．１μｍ成膜することによって形成する。圧電層１３はマグネトロンスパッタ法にてＰＺＴを３μｍ成膜することにより形成する。第一の犠牲層１５は、ＣＶＤ法によってＳｉＯ２を３μｍ成膜することによって形成する。
【００３１】
続いて、図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、フォトレジストからなる保護層Ｒ１を用いて、第一の犠牲層１５をエッチングし、上電極層１４を底面とし第一の犠牲層１５を内壁とする凹部３０を形成する（第一犠牲層エッチング工程（第一保護膜形成工程））。その後、保護層Ｒ１を除去する。凹部３０は、枠部の原型領域Ｓ０の内側でかつ、可撓部の原型領域Ｆ０の外側でかつ、錘部の原型領域Ｍ０の外側にある非原型領域Ａ１（加速度センサ１の完成状態において枠部Ｓと錘部Ｍと可撓部Ｆとの間の空間の領域＋後述する第一保護膜１６ａが形成される領域Ａ２）において、第一の絶縁層１１が除去され上電極層１４が露出した状態であるために出現する凹部である。
【００３２】
続いて、図３に示すように、第一の犠牲層１５および上電極層１４の表面に第二の犠牲層１６を形成する（第二犠牲層形成工程（第一保護膜形成工程））。例えば、第二の犠牲層１６として、厚さ１μｍのＳｉｘＮｙを、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成する。続いて、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄに示すように、第二の犠牲層１６を全面エッチバックし、第一の犠牲層１５の表面と凹部３０の底面の上電極層１４とを露出させる（第二犠牲層エッチバック工程（第一保護膜形成工程））。例えば、ＣＨＦ３をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法を用いてＳｉｘＮｙからなる第二の犠牲層１６をエッチバックする。このように第二の犠牲層１６をエッチバックすると、凹部３０の内壁面と底面の周縁とでなす隅部に、図４に示すように第二の犠牲層１６が残存する。当該隅部に残存した第二の犠牲層１６を、以降では第一保護膜１６ａと呼ぶ。第一保護膜１６ａの幅Ｗ３はいずれの場所においても膜厚精度で等しい。例えば、可撓部の原型領域Ｆ０のｙ軸方向の両端の外側にそれぞれ接する隅部（二つの縁領域に相当する）に形成される第一保護膜１６ａは互いに幅が等しい。
【００３３】
続いて、第一の犠牲層１５を除去する（第一犠牲層除去工程（第一保護膜形成工程））。例えば、ＳｉＯ２からなる第一の犠牲層１５を緩衝フッ酸にて除去する。続いて、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄに示すように、第一保護膜１６ａを用いて上電極層１４と圧電層１３と下電極層１２とを異方性エッチングする（三層エッチング工程）。例えば、アルゴンガスと塩素を主体とするガスを用いて反応性イオンエッチングにより異方性エッチングを行う。その結果、第一保護膜１６ａが形成されている領域に上電極層１４と圧電層１３と下電極層１２とが残存し、それ以外の領域の上電極層１４と圧電層１３と下電極層１２とが除去される。その後、第一保護膜１６ａを除去する（第一保護膜除去工程）。例えば、ＳｉｘＮｙからなる第一保護膜１６ａを８５℃で加熱した燐酸を用いて除去する。
【００３４】
続いて、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄに示すように、上電極層１４の一部と第一の絶縁層１１の表面を覆うフォトレジストからなる保護層Ｒ２（請求項に記載の第二保護膜に相当）を形成する（第二保護膜形成工程）。すなわち保護層Ｒ２は、可撓部の原型領域Ｆ０のｙ軸方向の両端の外側にそれぞれ接する二つの縁領域Ａ２と原型領域Ｆ０との境界を含み、可撓部Ｆに対応する矩形領域のｙ軸方向の両端より内側の領域を保護し、また、枠部の原型領域Ｓ０の内側に接する第一保護膜１６ａが形成されていた領域Ａ２と原型領域Ｓ０との境界を含む原型領域Ｓ０を保護し、錘部の原型領域Ｍ０の外側に接する第一保護膜１６ａが形成されていた領域Ａ２と原型領域Ｍ０との境界を含む原型領域Ｍ０とを覆う。そして、保護層Ｒ２と上電極層１４とを用いて第一の絶縁層１１をエッチングする（絶縁層エッチング工程）。例えば、ＣＨＦ３をエッチングガスとして用いた反応性イオンエッチング法にてＳｉＯ２からなる第一の絶縁層１１をエッチングしバルク層１０を露出させる。その後、保護層Ｒ２を除去する（第二保護膜除去工程）。すなわち、図６に示す工程で第一の絶縁層１１が除去されるのは、枠部Ｓに対応する領域および可撓部Ｆに対応する領域および錘部Ｍに対応する領域のいずれでもない領域においてである。
【００３５】
続いて、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄに示すように、可撓部Ｆに対応する領域の枠部Ｓと結合する端部と錘部Ｍと結合する端部とを覆うフォトレジストからなる保護層Ｒ３を形成し、保護層Ｒ３を用いて、上電極層１４と圧電層１３とをエッチングする。例えば、アルゴンと塩素を主体とするガスを用いた反応性イオンエッチングにより、上電極層１４と圧電層１３とを除去する。その後、保護層Ｒ３を除去する。続いて、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄに示すように、可撓部Ｆに対応する領域を覆うフォトレジストからなる保護層Ｒ４を形成し、Ｐｔからなる下電極層１２を除去する。例えば、アルゴンイオンミリング法を用いる。その後、保護層Ｒ４を除去する。図７および図８の工程により可撓部Ｆに対応する矩形領域に、上電極層１４・圧電層１３・下電極層１２からなる圧電素子Ｐ１〜Ｐ４を形成することができる。
【００３６】
続いて、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄに示すように、第一の絶縁層１１および上電極層１４の表面に第二の絶縁層１７を形成する。例えば、第一の絶縁層１１および上電極層１４およびバルク層１０の表面に、厚さ５μｍの感光性ポリイミドを塗布し露光、現像、ベークすることにより第二の絶縁層１７を形成する。感光性ポリイミドの変わりに、ＣＶＤにてＳｉＯ２を成膜後、フォトレジストを用いて圧電素子間の段差を被覆する第二の絶縁層１７を形成してもよい。続いて、第一の絶縁層１１、上電極層１４、第二の絶縁層１７の表面に配線層を形成し、フォトレジストからなる図示しない保護層を用いて配線層をエッチングし、図９に示す配線部１８を形成する。配線層には例えば、厚さ０．６μｍのＡｌを用いる。Ａｌを成膜する前に密着層として厚さｎ３００ＡのＴｉや、バリアメタルとしてＴｉＮｘを成膜してもよい。Ａｌの代わりにＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕを用いてもよい。配線層のエッチングには例えば、Ｃｌ２ガスを用いた反応性イオンエッチングを用いる。エッチング後、図示しない保護層を除去する。
【００３７】
続いて、第一の絶縁層１１と上電極層１４とを用いて、バルク層１０をＤｅｅｐ−ＲＩＥによりエッチングすることにより、可撓部Ｆと錘部Ｍと枠部Ｓとを形成する（基板エッチング工程）。Ｄｅｅｐ−ＲＩＥには、Ｃ４Ｆ８プラズマによる保護ステップと、ＳＦ６プラズマによるエッチングステップを短く交互に繰り返すボッシュプロセスを用いる。以上の工程によって、図１に示す加速度センサ１を製造することができる。加速度センサ１はダイシング後、図示しないパッケージに実装される。
【００３８】
以上説明したように、可撓部Ｆに対応する矩形領域のｙ軸方向に対向する二つの縁領域に残存させた上電極層と圧電層と下電極層（後に圧電素子となる）を用いて可撓部Ｆを形成するためのエッチングを行うので、可撓部Ｆのｙ軸方向の両端の二辺を含む最も外側の部分に圧電素子を形成することができる。可撓部Ｆがｙ軸方向に撓む際に応力が最大となるｙ軸方向の両端に可撓部の変形を検出するための圧電素子を配置できるので、加速度センサとしての感度を高めることができる。
【００３９】
また、可撓部Ｆのｙ軸方向の中点を通りｘ軸方向に伸びる可撓部Ｆの中心軸を基準に対称の位置にｙ軸方向の幅が等しい圧電素子を配置できるため、それらの圧電素子で構成するブリッジ回路の可撓部Ｆの静止状態におけるバランスをよくすることができ、オフセット調整の必要性を低減できる。全面エッチバックによって隅部に残存する第二の犠牲層１６（第一保護膜１６ａ）は、エッチングの進行過程で形成されるもので、膜厚精度程度に高精度に同じ幅で形成することができる。その第一保護膜１６ａを用いて、後に圧電素子となる上電極層１４や圧電層１３や下電極層１２をエッチングするので、圧電素子も高精度にそれぞれ同じ幅で形成することができる。
【００４０】
また、この製造方法によると、確実に圧電素子を可撓部Ｆに配置することができるため、歩留まりを向上させることができる。また、可撓部Ｆのｙ軸方向の幅を狭くしたい場合、この製造方法によると可撓部Ｆに確実に圧電素子を配置することができるため、歩留まりを低下させることなく、可撓部Ｆのｙ軸方向の幅が狭い加速度センサを製造することができる。すなわち、板ばね形の可撓部Ｆの厚さを薄いため、感度が高い加速度センサを製造することができる。
【００４１】
２．第二実施形態
（構成）
図１０は、本発明にかかるモーションセンサの第二実施形態としての振動型角速度センサ（以降、単に角速度センサという）を示している。図１０Ａは角速度センサ２の上面図、図１０Ｂは図１０ＡのＢＢ線における断面図、図１０Ｃは図１０ＡのＣＣ線における断面図である。説明の便宜のために、図１０に示すように直交するｘｙｚ軸を定める。角速度センサ２はｘ軸に平行な軸周りの角速度を検出する角速度センサである。角速度センサ２はＭＥＭＳとして構成され、第一実施形態の加速度センサ１と同様に、バルク層１０、第一の絶縁層１１、下電極層１２、上電極層１４、圧電層１３、第二の絶縁層１７、配線層（配線部１８）、などで構成される積層構造体である。角速度センサ２は、図示しないパッケージに収容され、パッケージ内部に枠部Ｓが固定される。
【００４２】
角速度センサ２は、矩形枠形態を有する枠部Ｓと、枠部Ｓの内側に結合しているＴ字形態を有する基部Ｂと、基部Ｂにそれぞれの一端が結合している二つの可撓部Ｆ１，Ｆ２と、可撓部Ｆ１に設けられた駆動用圧電素子Ｐ１，Ｐ３および検出用圧電素子Ｐ２と、可撓部Ｆ２に設けられた駆動用圧電素子Ｐ４，Ｐ６および検出用圧電素子Ｐ５と、を備えている。枠部Ｓおよび基部Ｂは非可撓部に相当する。角速度センサ２は、可撓部Ｆ１およびＦ２を駆動用圧電素子によってｙ軸方向に振動させ、角速度センサ２がｘ軸と平行な軸まわりに回転する際に発生するコリオリ力を表す振動を検出用圧電素子によって検出することができる。
【００４３】
枠部Ｓは、バルク層１０と第一の絶縁層１１とで主に構成される。第一の絶縁層１１の表面には配線部１８が形成されている。例えば、バルク層１０の厚さ（ｚ軸方向）は６２５μｍ、第一の絶縁層１１の厚さは１μｍである。配線部１８のｚ軸方向の厚さは０．６μｍである。枠部Ｓのサイズは、ｘ軸方向またはｙ軸方向の全長Ｗ１が８００μｍ、枠幅Ｗ２が１００μｍである。基部Ｂは、バルク層１０と第一の絶縁層１１とで主に構成され、第一の絶縁層１１の表面には配線部１８が形成されている。
【００４４】
可撓部Ｆ１，Ｆ２は、ｙ軸方向の寸法がｘ軸方向の寸法より小さい直方体の形態を有し、互いに平行に、ｙ軸方向に所定の距離を保って互いに離間している。可撓部Ｆ１，Ｆ２のｘ軸方向の一端がそれぞれ基部Ｂと結合している。可撓部Ｆ１，Ｆ２のｘｙ平面に並行な断面は矩形形態を有している。可撓部Ｆ１，Ｆ２は、バルク層１０と第一の絶縁層１１とで主に構成されており、第一の絶縁層１１の表面には圧電素子Ｐ１〜Ｐ６や配線部１８、第二の絶縁層１７が形成されている。圧電素子Ｐ１〜Ｐ６それぞれは、下電極層１２、圧電層１３、上電極層１４からなり、それぞれの厚さは例えば、０．１μｍ、３μｍ、０．１μｍである。したがって可撓部Ｆ１，Ｆ２と枠部Ｓと基部Ｂとは、主な構成層が共通であり、ｚ軸方向の厚さがほぼ等しい。
【００４５】
駆動用圧電素子Ｐ１，Ｐ３は、可撓部Ｆ１のｙ軸方向の二つの縁領域の第一の絶縁層１１の表面に、ｘ軸方向がｙ軸方向より長く形成されている。二つの縁領域とは、可撓部のｙ軸方向に対向する二辺にそれぞれの一辺が重なりｙ軸方向に一定幅を有する領域を指す。また、駆動用圧電素子Ｐ４，Ｐ６は、可撓部Ｆ２のｙ軸方向の二つの縁領域の第一の絶縁層１１の表面に、ｘ軸方向がｙ軸方向より長く形成されている。検出用圧電素子Ｐ２は可撓部Ｆ１のｙ軸方向の中央領域の第一の絶縁層１１の表面に、ｘ軸方向がｙ軸方向より長く形成されている。中央領域とは、可撓部のｙ軸方向の中点を通りｘ軸方向に伸びる可撓部の中心軸を含み、二つの縁領域のそれぞれから等間隔で離間する領域を指す。また、検出用圧電素子Ｐ５は可撓部Ｆ２のｙ軸方向の中央領域の第一の絶縁層１１の表面に、ｘ軸方向がｙ軸方向より長く形成されている。圧電素子Ｐ１〜Ｐ６の下電極層１２と上電極層１４とは、それぞれ配線部１８と接続し、枠部Ｓに設けられた電極パッドに接続する。圧電素子Ｐ１〜Ｐ６の基部Ｂ側の端部は、互いの間の段差を被覆し配線部を断線しにくくするための第二の絶縁層１７に覆われている。
【００４６】
駆動用圧電素子Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６は、可撓部Ｆ１，Ｆ２のｙ軸方向の最も外側に形成されており（縁領域に形成されている。すなわち可撓部Ｆ１，Ｆ２のｙ軸方向の端面と同一平面に駆動用圧電素子の端面が位置するように形成されている。）、駆動用圧電素子Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６それぞれのｙ軸方向の幅は、後述する製造方法を採用することにより、等しく形成されている。また、検出用圧電素子Ｐ２，Ｐ５は、後述する製造方法を採用することにより、形状を等しく形成することができ、可撓部Ｆ１，Ｆ２の中央領域に精度よく配置することができる。
【００４７】
（動作）
可撓部Ｆ１に設けられている駆動用圧電素子Ｐ１，Ｐ３に互いに逆位相で電圧を印加すると、一方の駆動用圧電素子がｘ軸方向に伸びるとともに他方の駆動用圧電素子がｘ軸方向に縮むことにより可撓部Ｆ１がｙ軸方向に励振する。可撓部Ｆ２に設けられている駆動用圧電素子Ｐ４，Ｐ６にも上記と同様に逆位相の電圧を印加することにより可撓部Ｆ２をｙ軸方向に励振する。可撓部Ｆ１，Ｆ２が励振している状態で、ｘ軸まわりに角速度センサ２が回転すると、ｚ軸方向にコリオリ力が作用するため、励振と同じ周波数で可撓部Ｆ１，Ｆ２はｚ軸方向に振動する。このｚ軸方向の振動を検出用圧電素子Ｐ２，Ｐ５によって検出することにより、ｘ軸に平行な軸周りの角速度ωを検出することができる。
【００４８】
（製造方法）
角速度センサ２の製造方法を図１１〜図１６を用いて説明する。各部の材質や具体的な形成方法について、第一実施形態と共通する場合は説明を省略する。第一実施形態と同様に、バルク層１０の表面上に第一の絶縁層１１、下電極層１２、圧電層１３、上電極層１４、第一の犠牲層１５を順に形成した後（絶縁層形成工程、下電極層形成工程、圧電層形成工程、上電極層形成工程、第一犠牲層形成工程（第一保護膜形成工程）の後）、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄに示すように、フォトレジストからなる保護層Ｒ５を用いて第一の犠牲層１５をエッチングし、上電極層１４を底面とし第一の犠牲層１５を内壁とする凹部３１を形成する（第一犠牲層エッチング工程（第一保護膜形成工程））。凹部３１は、可撓部Ｆ１，Ｆ２の二つの縁領域および一つの中央領域に少なくとも形成される。本実施形態では、枠部Ｓに対応する領域の内周（基部Ｂとの結合箇所を除く）と、基部Ｂを形成する領域の外周（枠部Ｓや可撓部Ｆ１，Ｆ２との結合箇所を除く）とにも凹部３１が形成される。平坦な第一の犠牲層１５を成膜しフォトリソグラフィにより高精度に凹部パターンが形成された保護層Ｒ５を用いて第一の犠牲層１５をエッチングするため、凹部３１の形状や位置を精度よくコントロールすることができる。その後、保護層Ｒ５を除去する。
【００４９】
続いて、第一の犠牲層１５の表面および凹部３１内に第二の犠牲層１６を形成する（第二犠牲層形成工程（第一保護膜形成工程））。続いて、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃに示すように、凹部３１の内壁である第一の犠牲層１５の表面が露出するまでＣＭＰによって第二の犠牲層１６を平坦化する（第一の犠牲層１５（例えばＳｉｘＮｙ）をエッチストッパとする）ことによって凹部３１内にのみ第二の犠牲層１６を残存させ、凹部３１内に第二の犠牲層１６からなる第一保護膜１６ａを形成する（平坦化工程（第一保護膜形成工程））。続いて、第一の犠牲層１５を除去する（第一犠牲層除去工程（第一保護膜形成工程））。続いて、第一保護膜１６ａを用いて上電極層１４と圧電層１３と下電極層１２を異方的にエッチングし（三層エッチング工程）、その後、第一保護膜１６ａを除去する（第一保護膜除去工程）。その結果、第一保護膜１６ａが形成されていた領域Ａ２に上電極層１４と圧電層１３と下電極層１２とが残存する。
【００５０】
続いて、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃに示すように、第一の絶縁層１１の表面および上電極層１４の表面にフォトレジストからなる保護層Ｒ６（請求項に記載の第二保護膜に相当）を形成し（第二保護膜形成工程）、保護層Ｒ６を用いて第一の絶縁層１１をエッチングする（絶縁層エッチング工程）。保護層Ｒ６は、可撓部Ｆ１，Ｆ２の二つの縁領域と重なり、可撓部Ｆ１，Ｆ２のｙ軸方向の両端の二辺より内側の領域を保護するとともに、枠部Ｓに対応する領域内であって当該枠部Ｓに対応する領域の内周から第一保護膜１６ａが形成されていた領域Ａ２の幅より小さい距離だけ内周が外周側に寄った領域と、基部Ｂに対応する領域の外周より第一保護膜１６ａが形成された領域Ａ２の幅未満の距離だけ内側の領域とを保護する。枠部Ｓと基部Ｂとの結合箇所や、基部Ｂと可撓部Ｆ１，Ｆ２との結合箇所も保護層Ｒ６によって保護される。その後、保護層Ｒ６を除去する（第二保護膜除去工程）。
【００５１】
続いて、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃに示すように、可撓部Ｆ１および可撓部Ｆ２を覆うフォトレジストからなる保護層Ｒ７を形成し、保護層Ｒ７を用いて、上電極層１４と圧電層１３とをエッチングする。その結果、可撓部Ｆ１，Ｆ２以外の領域に形成されていた上電極層１４と圧電層１３が除去される。その後、保護層Ｒ７を除去する。続いて、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃに示すように、可撓部Ｆ１および可撓部Ｆ２を覆うフォトレジストからなる保護層Ｒ８を形成し、保護層Ｒ８を用いて下電極層１２をエッチングする。その結果、可撓部以外の領域に残存していた下電極層１２が除去され、可撓部Ｆ１，Ｆ２に上電極層１４、圧電層１３、下電極層１２からなる圧電素子Ｐ１〜Ｐ６が形成される。その後、保護層Ｒ８を除去する。
【００５２】
続いて、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃに示すように、圧電素子Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３間の段差を被覆し、また、圧電素子Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６間の段差を被覆する第二の絶縁層１７を形成する。そして、第一の絶縁層１１、上電極層１４および第二の絶縁層１７の表面上に、配線層を形成し、配線パターンを用いて配線層をエッチングすることにより図１６に示す配線部１８を形成する。そして、第一の絶縁層１１、第二の絶縁層１７、配線部１８、上電極層１４を用いて、バルク層１０をエッチングすることにより（基板エッチング工程）、可撓部Ｆ１，Ｆ２と基部Ｂと枠部Ｓとを形成し、図１０に示す角速度センサ２が完成する。
【００５３】
以上説明した第二実施形態の製造方法によると、第一保護膜１６ａを用いたエッチングにより可撓部Ｆ１，Ｆ２の縁領域に圧電素子を形成し、縁領域に形成された圧電素子を用いたエッチングにより可撓部Ｆ１，Ｆ２のｙ軸方向のエッジが形成されるため、可撓部Ｆ１，Ｆ２のｙ軸方向の端面と同一平面上に圧電素子Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６の端面が位置するように圧電素子Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６を配置することができる。また、前述したように位置や形状が精度よく形成された第一保護膜１６ａを用いてエッチングして形成するため、縁領域に配置する駆動用圧電素子Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６や中央領域に配置する検出用圧電素子Ｐ２，Ｐ５を精度よく形成することができる。したがって、各可撓部Ｆ１，Ｆ２のｙ軸方向の中点を通りｘ軸方向に伸びる中心軸を基準に左右対称に駆動用圧電素子や検出用圧電素子を形成することができる。そのため、励振振動の精度を高めることができ、コリオリ力検出の精度を高めることができるので、角速度検出精度を向上させることができる。またオフセット調整の必要性を低減できるため、コストも低減できる。また、このように精度よく可撓部に圧電素子を形成できるので、歩留まりを向上させることができる。また、歩留まりを低下させることなくｙ軸方向の幅が薄い可撓部を有する角速度センサを製造することができる。
【００５４】
３．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態で示した材質や寸法や形状や成膜方法やパターン転写方法はあくまで例示であるし、当業者であれば自明である工程の追加や削除や工程順序の入れ替えについては説明が省略されている。
【００５５】
本発明を１軸加速度センサに適用する場合、上記実施形態の加速度センサ１のように、錘部Ｍが１つの可撓部Ｆによって枠部Ｓと連結している構成に限らず、互いに平行な複数の可撓部を介して枠部Ｓと連結する構成であってもよい。なお、上記実施形態のような１軸加速度センサに限らず、多軸加速度センサの製造方法としても本発明を適用することができる。また、本発明を１軸周りの角速度を検出する振動型角速度センサに適用する場合、上記実施形態の角速度センサ２のように可撓部が複数ある構成に限らず可撓部は１本であってもよい。また、１軸周りの角速度センサに限らず多軸まわりの角速度センサに本発明の製造方法を適用してもよい。
【００５６】
なお、第一実施形態では、エッチバックにより第二の犠牲層１６を凹部３０の隅部に残存させることによって第一保護膜１６ａを形成したが、第二実施形態で示した方法で第一保護膜１６ａを形成するようにしてもよい。すなわち、二つの縁領域に底面を上電極層１４とし内壁を第一の犠牲層１５とする凹部を形成し、第二の犠牲層１６を形成し、第一の犠牲層１５が露出するまで第二の犠牲層１６を平坦化することによって凹部内に第二の犠牲層１６を残存させて、第一保護膜を形成してもよい。
また、第一の実施形態の第一保護膜形成方法を第二の実施形態で採用してもよい。すなわち、第二の犠牲層のエッチバックの進行過程で第二の犠牲層１６を二つの縁領域や中央領域に残存させて、第一保護膜を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１：加速度センサ、２：角速度センサ、１０：バルク層、１１：第一の絶縁層、１２：下電極層、１３：圧電層、１４：上電極層、１５：第一の犠牲層、１６：第二の犠牲層、１６ａ：第一保護膜、１７：第二の絶縁層、１８：配線部、３０：凹部、３１：凹部、Ａ１：非原型領域、Ａ２：第一保護膜が形成されていた領域（縁領域を含む）、Ｂ：基部、Ｆ：可撓部、Ｆ０：可撓部の原型領域、Ｆ１：可撓部、Ｆ２：可撓部、Ｍ：錘部、Ｍ０：錘部の原型領域、Ｐ１〜Ｐ６：圧電素子、Ｓ：枠部、Ｓ０：枠部の原型領域。
【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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