(57)【要約】【課題】ゲージ率が高く、搬送や接着の際のハンドリングが容易な、歪ゲージを製造することが可能な技術を提供する。【解決手段】本明細書は、歪ゲージの製造方法を開示する。その方法は、単結晶シリコン層に、ゲージ部材と、前記ゲージ部材に接続されたパッド部材と、前記パッド部材に接続された支持梁と、前記支持梁に接続された支持部材を一体的に形成する工程であって、前記単結晶シリコン層の結晶面が（１１０）面であり、前記ゲージ部材の長手方向と、前記支持梁の長手方向が、前記単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致する工程と、前記支持梁を破断させて、前記ゲージ部材と前記パッド部材を前記支持部材から分離する工程を備えている。【選択図】図１１
2019203783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪ゲージの製造方法であって、
単結晶シリコン層に、ゲージ部材と、前記ゲージ部材に接続されたパッド部材と、前記パッド部材に接続された支持梁と、前記支持梁に接続された支持部材を一体的に形成する工程であって、前記単結晶シリコン層の結晶面が（１１０）面であり、前記ゲージ部材の長手方向と、前記支持梁の長手方向が、前記単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致する工程と、
前記支持梁を破断させて、前記ゲージ部材と前記パッド部材を前記支持部材から分離する工程を備える方法。
【請求項２】
基板と、前記基板に積層された犠牲層と、前記犠牲層に積層された前記単結晶シリコン層を備える積層基板を準備する工程と、
前記ゲージ部材、前記パッド部材および前記支持梁が積層された前記犠牲層が除去され、前記支持部材が積層された前記犠牲層が残存するように、前記犠牲層を選択的にエッチングする工程をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項３】
前記パッド部材に、エッチング孔を形成する工程をさらに備える、請求項２の方法。
【請求項４】
前記パッド部材に、電極領域と、前記電極領域よりも突出したハンドリング領域を形成する工程をさらに備える、請求項１から３の何れか一項の方法。
【請求項５】
前記支持梁に、破断起点を形成する工程をさらに備える、請求項１から４の何れか一項の方法。
【請求項６】
歪ゲージであって、
結晶面が（１１０）面の単結晶シリコン層に一体的に形成された、ゲージ部材と、前記ゲージ部材に接続されたパッド部材と、前記パッド部材に接続された支持梁を備えており、
前記ゲージ部材と、前記支持梁の長手方向が、前記単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致しており、
前記支持梁が、破断面を有する、歪ゲージ。
【請求項７】
前記パッド部材が、エッチング孔を有する、請求項６の歪ゲージ。
【請求項８】
前記パッド部材が、電極領域と、前記電極領域よりも突出したハンドリング領域を有する、請求項６または７の歪ゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、歪ゲージの製造方法および歪ゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリコン層に一体的に形成された、ゲージ部材と、ゲージ部材に接続されたパッド部材を備える歪ゲージが開示されている。このような、シリコン製の歪ゲージは、金属製の歪ゲージに比べて、高いゲージ率を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０２２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコン製の歪ゲージでは、ゲージ部材の長手方向と、シリコン層の結晶方位の関係に応じて、ゲージ率が異なるものとなる。また、シリコン製の歪ゲージを圧力センサや力センサに適用する場合、シリコン層に形成した歪ゲージを、圧力センサや力センサなどの起歪体へ搬送し、接着するプロセスが必要となる。本明細書では、ゲージ率が高く、搬送や接着の際のハンドリングが容易な、歪ゲージを製造することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、歪ゲージの製造方法を開示する。その方法は、単結晶シリコン層に、ゲージ部材と、前記ゲージ部材に接続されたパッド部材と、前記パッド部材に接続された支持梁と、前記支持梁に接続された支持部材を一体的に形成する工程であって、前記単結晶シリコン層の結晶面が（１１０）面であり、前記ゲージ部材の長手方向と、前記支持梁の長手方向が、前記単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致する工程と、前記支持梁を破断させて、前記ゲージ部材と前記パッド部材を前記支持部材から分離する工程を備えている。
【０００６】
上記の方法によって製造される歪ゲージは、ゲージ部材が、結晶面が（１１０）面の単結晶シリコン層に形成されており、ゲージ部材の長手方向が、単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致しているので、高いゲージ率を実現することができる。また、上記の方法では、パッド部材と支持部材の間を接続する支持梁の長手方向が、単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致している。このため、支持梁の長手方向に直交する面が、単結晶シリコン層が劈開しやすい（１１１）面となる。従って、支持梁を破断させてゲージ部材とパッド部材を支持部材から分離する際に、支持梁が長手方向に直交する面で破断しやすくなるので、ゲージ部材やパッド部材にクラック等を発生することがなく、破壊片が飛散することもない。上記の方法によれば、ゲージ率が高く、搬送や接着の際のハンドリングが容易な、歪ゲージを製造することができる。
【０００７】
上記の方法は、基板と、前記基板に積層された犠牲層と、前記犠牲層に積層された前記単結晶シリコン層を備える積層基板を準備する工程と、前記ゲージ部材、前記パッド部材および前記支持梁が積層された前記犠牲層が除去され、前記支持部材が積層された前記犠牲層が残存するように、前記犠牲層を選択的にエッチングする工程をさらに備えていてもよい。
【０００８】
上記の方法によれば、パッド部材を把持して歪ゲージを搬送する際に、支持部材が犠牲層によって固定されているため、支持梁に曲げ荷重が作用して、支持梁を破断することができる。支持梁の破断と、歪ゲージの搬送を同時に行うことができる。
【０００９】
上記の方法は、前記パッド部材に、エッチング孔を形成する工程をさらに備えていてもよい。
【００１０】
上記の方法によれば、犠牲層を選択的にエッチングする際に、パッド部材が積層された犠牲層を除去しやすくなるので、エッチングに要する時間を短縮することができる。これによって、支持部材が積層された犠牲層のアンダーカットが少なくなるので、支持部材のサイズを小さくしても、支持部材が積層された犠牲層を残存させることができる。支持部材のサイズを小さくすることで、単結晶シリコン層に、より多数の歪ゲージを形成することができる。また、上記の方法によれば、歪ゲージを起歪体に接着する場合に、パッド部材のエッチング孔の内周面に接着剤が這い上がってフィレットが形成されるので、接着面積が増加して、接着強度をより高めることができる。さらに、上記の方法によれば、歪ゲージを起歪体に接着する場合に、エッチング孔の内周面に形成された接着剤のフィレットを観察することで、接着状態の良否を判定することができる。
【００１１】
上記の方法は、前記パッド部材に、電極領域と、前記電極領域よりも突出したハンドリング領域を形成する工程をさらに備えていてもよい。
【００１２】
上記の方法によれば、パッド部材に、外部からの配線を接続するための電極領域とは別に、歪ゲージを搬送や接着の際に把持するためのハンドリング領域が形成される。ハンドリング領域は電極領域よりも突出しているので、例えば接着部材によって歪ゲージを把持して搬送する際に、接着部材はハンドリング領域のみに接着し、電極領域には接着しない。これによって、電極領域が汚染されることを防止することができる。なお、電極領域は、単結晶シリコン層の表面であってもよいし、単結晶シリコン層の表面に積層された導電性の（例えば金属製の）パッドであってもよい。
【００１３】
上記の方法は、前記支持梁に、破断起点を形成する工程をさらに備えていてもよい。
【００１４】
上記の方法によれば、ゲージ部材とパッド部材を支持部材から分離する際に、支持梁をより破断しやすくすることができる。
【００１５】
本明細書は、歪ゲージも開示する。前記歪ゲージは、結晶面が（１１０）面の単結晶シリコン層に一体的に形成された、ゲージ部材と、前記ゲージ部材に接続されたパッド部材と、前記パッド部材に接続された支持梁を備えている。前記ゲージ部材と、前記支持梁の長手方向は、前記単結晶シリコン層の＜１１１＞方位に略一致している。前記支持梁は、破断面を有する。
【００１６】
上記の歪ゲージにおいて、前記パッド部材は、エッチング孔を有していてもよい。
【００１７】
上記の歪ゲージにおいて、前記パッド部材は、電極領域と、前記電極領域よりも突出したハンドリング領域を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の歪ゲージ２，４，６，８を備える圧力センサ１０の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施例１の歪ゲージ２，４，６，８の詳細を示す上面図である。
【図３】実施例１の歪ゲージ２，４，６，８により構成されるホイートストンブリッジ回路１８を示す図である。
【図４】実施例１の歪ゲージ４を準備する工程を説明する図である。
【図５】実施例１の歪ゲージ４を準備する工程を説明する図である。
【図６】実施例１の歪ゲージ４を準備する工程を説明する図である。
【図７】実施例１の歪ゲージ４を準備する工程を説明する図である。
【図８】複数の実施例１の歪ゲージ４をＳＯＩウェハ１００上に形成した状態を示す上面図である。
【図９】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１０】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１１】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１２】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１３】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１４】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１５】実施例１の歪ゲージ４を接着剤１６の上面に貼付する工程を説明する図である。
【図１６】実施例２の歪ゲージ２０２の構成を模式的に示す図である。
【図１７】実施例３の歪ゲージ３０２の構成を模式的に示す図である。
【図１８】実施例３の歪ゲージ３０２を準備する工程を説明する図である。
【図１９】実施例３の歪ゲージ３０２を準備する工程を説明する図である。
【図２０】実施例３の歪ゲージ３０２を準備する工程を説明する図である。
【図２１】実施例４の歪ゲージ４０２の構成を模式的に示す図である。
【図２２】実施例５の歪ゲージ５０２の構成を模式的に示す図である。
【図２３】実施例５の歪ゲージ５０２の破断起点５０２ｎの形状の例を示す図である。
【図２４】実施例５の歪ゲージ５０２の破断起点５０２ｎの形状の別の例を示す図である。
【図２５】実施例５の歪ゲージ５０２の破断起点５０２ｎの形状のさらに別の例を示す図である。
【図２６】実施例５の歪ゲージ５０２の破断起点５０２ｎの形状のさらに別の例を示す図である。
【図２７】実施例５の歪ゲージ５０２の破断起点５０２ｎの形状のさらに別の例を示す図である。
【図２８】実施例５の歪ゲージ５０２の破断起点５０２ｎの形状のさらに別の例を示す図である。
【図２９】実施例６の歪ゲージ６０２の構成を模式的に示す図である。
【図３０】実施例６の歪ゲージ６０２を準備する工程を説明する図である。
【図３１】実施例６の歪ゲージ６０２を準備する工程を説明する図である。
【図３２】実施例６の歪ゲージ６０２を準備する工程を説明する図である。
【図３３】実施例６の歪ゲージ６０２を接着剤６０６の上面に貼付した状態を模式的に示す図である。
【図３４】実施例６の歪ゲージ６０２においてエッチング孔６０２ｏの内周面に接着剤６０６のフィレット６０６ａが形成された状態を模式的に示す図である。
【図３５】実施例６の歪ゲージ６０２において歪ゲージ６０２と接着剤６０６の間の接着が良好な場合に光学顕微鏡によりエッチング孔６０２ｏを上方から観察した様子を示す図である。
【図３６】実施例６の歪ゲージ６０２において歪ゲージ６０２と接着剤６０６の間の接着が不良な場合に光学顕微鏡によりエッチング孔６０２ｏを上方から観察した様子を示す図である。
【図３７】実施例７の歪ゲージ７０２の構成を模式的に示す図である。
【図３８】実施例８の歪ゲージ８０２の構成を模式的に示す図である。
【図３９】実施例８の第１歪ゲージ８５２、第２歪ゲージ８７２を、接着剤１６を介してダイヤフラム１２の上面に貼付した状態を示す上面図である。
【図４０】実施例８の第１歪ゲージ８５２、第２歪ゲージ８７２により構成されるホイートストンブリッジ回路８９２を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例１）
図１は本実施例の歪ゲージ２，４，６，８を備える圧力センサ１０の構成を模式的に示している。圧力センサ１０は、上方の端部が薄肉のダイヤフラム１２によって閉塞された円筒形状のステム１４と、ダイヤフラム１２の上面に塗布された接着剤１６と、接着剤１６の上面に貼付された歪ゲージ２，４，６，８を備えている。ダイヤフラム１２とステム１４は、例えばステンレス鋼からなり、一体的に形成されている。接着剤１６は、例えばエポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、ポリイミド系接着剤、または低融点ガラスからなる。
【００２０】
図２に示すように、それぞれの歪ゲージ２，４，６，８は、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａと、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの一方の端部と継ぎ目なく一体的に形成された第１パッド部材２ｂ，４ｂ，６ｂ，８ｂと、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの他方の端部と継ぎ目なく一体的に形成された第２パッド部材２ｃ，４ｃ，６ｃ，８ｃと、第１パッド部材２ｂ，４ｂ，６ｂ，８ｂに積層された第１電極パッド２ｄ，４ｄ，６ｄ，８ｄと、第２パッド部材２ｃ，４ｃ，６ｃ，８ｃに積層された第２電極パッド２ｅ，４ｅ，６ｅ，８ｅを備えている。ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａ、第１パッド部材２ｂ，４ｂ，６ｂ，８ｂおよび第２パッド部材２ｃ，４ｃ，６ｃ，８ｃは、不純物（例えばボロン）を、例えば２×１０１８／ｃｍの濃度でドープした、結晶面が（１１０）面のｐ型単結晶シリコンからなる。ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの長手方向は、単結晶シリコンの＜１１１＞方位と一致する。第１電極パッド２ｄ，４ｄ，６ｄ，８ｄおよび第２電極パッド２ｅ，４ｅ，６ｅ，８ｅは、例えば、スパッタリングあるいは真空蒸着で成膜したアルミニウム等の導電性材料からなる。なお、歪ゲージ２の第２パッド部材２ｃ、歪ゲージ４の第１パッド部材４ｂ、歪ゲージ６の第２パッド部材６ｃ、歪ゲージ８の第１パッド部材８ｂには、圧力センサ１０の製造時に破断された支持梁２ｆ，４ｆ，６ｆ，８ｆが残存している。それぞれの支持梁２ｆ，４ｆ，６ｆ，８ｆは、破断面を有する。支持梁２ｆ，４ｆ，６ｆ，８ｆの詳細については、後述する。
【００２１】
歪ゲージ２，４，６，８は、ダイヤフラム１２を上方から平面視したときに、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの中心が、ダイヤフラム１２の中心Ｃを通る直線上に位置するように、配置されている。また、歪ゲージ２，４，６，８は、ダイヤフラム１２を上方から平面視したときに、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの長手方向が、ダイヤフラム１２の中心Ｃを通る直線に略平行となるように、配置されている。歪ゲージ２，８は、ダイヤフラム１２の外縁近傍に配置されており、歪ゲージ４，６は、ダイヤフラム１２の中心近傍に配置されている。歪ゲージ２は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより左側で、ゲージ部材２ａの中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ１の位置となるように配置されている。歪ゲージ４は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより左側で、ゲージ部材４ａの中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ２の位置となるように配置されている。歪ゲージ６は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより右側で、ゲージ部材６ａの中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ２の位置となるように配置されている。歪ゲージ８は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより右側で、ゲージ部材８ａの中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ１の位置となるように配置されている。
【００２２】
なお、以下の説明では、ダイヤフラム１２に直交する方向をＺ方向ともいい、歪ゲージ２，４，６，８の長手方向（すなわちゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの長手方向）をＸ方向ともいい、Ｚ方向およびＸ方向に直交する方向をＹ方向ともいう。
【００２３】
図３に示すように、歪ゲージ２，４，６，８は、ホイートストンブリッジ回路１８を構成するように結線される。ホイートストンブリッジ回路１８において、歪ゲージ２の第１電極パッド２ｄは歪ゲージ６の第１電極パッド６ｄと接続され、歪ゲージ２の第２電極パッド２ｅは歪ゲージ４の第１電極パッド４ｄと接続され、歪ゲージ８の第１電極パッド８ｄは歪ゲージ６の第２電極パッド６ｅと接続され、歪ゲージ８の第２電極パッド８ｅは歪ゲージ４の第２電極パッド４ｅと接続される。ホイートストンブリッジ回路１８は、第１入力端子２０ａと、第２入力端子２０ｂと、第１出力端子２２ａと、第２出力端子２２ｂを備えている。第１入力端子２０ａは、歪ゲージ２の第１電極パッド２ｄ（あるいは歪ゲージ６の第１電極パッド６ｄ）と接続されている。第２入力端子２０ｂは、歪ゲージ４の第２電極パッド４ｅ（あるいは歪ゲージ８の第２電極パッド８ｅ）と接続されている。第１出力端子２２ａは、歪ゲージ２の第２電極パッド２ｅ（あるいは歪ゲージ４の第１電極パッド４ｄ）と接続されている。第２出力端子２２ｂは、歪ゲージ６の第２電極パッド６ｅ（あるいは歪ゲージ８の第１電極パッド８ｄ）と接続されている。
【００２４】
圧力センサ１０を用いた圧力の検出について説明する。図３に示すホイートストンブリッジ回路１８の第１入力端子２０ａと第２入力端子２０ｂに所望の電圧を印加した状態で、図１に示す圧力センサ１０のダイヤフラム１２に下方から圧力が印加されると、ダイヤフラム１２の変形に伴い、歪ゲージ２，８には圧縮応力が作用し、歪ゲージ４，６には引張応力が作用する。これにより、図３に示すホイートストンブリッジ回路１８の中点電圧が変化するので、ホイートストンブリッジ回路１８の第１出力端子２２ａと第２出力端子２２ｂには、ダイヤフラム１２に印加された圧力に対応した電圧が出力される。これによって、ダイヤフラム１２に印加された圧力を検出することができる。
【００２５】
本実施例の圧力センサ１０では、歪ゲージ２，４，６，８として、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａが単結晶シリコンからなるものを用いている。これによって、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａが金属からなるものを用いる場合に比べて、ゲージ率を高めることができる。また、本実施例の圧力センサ１０では、歪ゲージ２，４，６，８として、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａがｐ型の単結晶シリコンからなるものを用いている。これによって、ゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａがｎ型の単結晶シリコンからなるものを用いる場合に比べて、ゲージ率をより高めることができる。さらに、本実施例の圧力センサ１０では、歪ゲージ２，４，６，８のゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの長手方向が、単結晶シリコンの＜１１１＞方位と一致するものを用いている。このため、歪ゲージ２，４，６，８のゲージ部材２ａ，４ａ，６ａ，８ａの長手方向が、他の方向であるものを用いる場合に比べて、ゲージ率をより高めることができる。以下の表１に、単結晶シリコンの伝導型と、結晶方位と、ゲージ率の関係の一例を示す。表１において、正のゲージ率は、伸び歪みによって抵抗値が増加することを示し、負のゲージ率は、伸び歪みによって抵抗値が減少することを示す。
【００２６】
【表１】
2019203783.tif 000003
【００２７】
以下では圧力センサ１０の製造方法について説明する。圧力センサ１０を製造する方法は、主に、ダイヤフラム１２を備えるステム１４を準備する工程と、ダイヤフラム１２の上面に接着剤１６を塗布する工程と、歪ゲージ２，４，６，８を準備する工程と、接着剤１６の上面に歪ゲージ２，４，６，８を貼付する工程を備える。以下では、歪ゲージ２，４，６，８を準備する工程と、接着剤１６の上面に歪ゲージ２，４，６，８を貼付する工程について、歪ゲージ４を例として説明する。
【００２８】
以下では歪ゲージ４を準備する工程について説明する。まず、図４に示すように、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェハ１００を用意する。ＳＯＩウェハ１００は、基板１０２と、犠牲層１０４と、活性層１０６を備えている。基板１０２は、結晶面が（１１０）面のｐ型の単結晶シリコンからなる。犠牲層１０４は、シリコン酸化膜からなる。活性層１０６は、結晶面が（１１０）面のｐ型の単結晶シリコンからなり、不純物のドープによって導電性が付与されている。また、活性層１０６の結晶方位は、Ｘ方向が＜１１１＞方位である。ＳＯＩウェハ１００の直径は例えば１５０ｍｍである。基板１０２の厚さは、例えば６００μｍである。犠牲層１０４の厚さは、例えば２μｍである。活性層１０６の厚さは、例えば１０μｍである。
【００２９】
次いで、図５に示すように、活性層１０６の上面にアルミニウムを成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによってアルミニウムを選択的に除去して、第１電極パッド４ｄと第２電極パッド４ｅを形成する。第１電極パッド４ｄと第２電極パッド４ｅの厚さは、例えば１μｍである。
【００３０】
次いで、図６に示すように、フォトリソグラフィとエッチングによって活性層１０６を選択的に除去して、ゲージ部材４ａ、第１パッド部材４ｂ、第２パッド部材４ｃ、支持梁４ｆ、支持部材４ｇを形成する。支持部材４ｇは支持梁４ｆを介して第１パッド部材４ｂと接続している。
【００３１】
次いで、図７に示すように、活性層１０６をマスクとしてフッ酸蒸気を用いたエッチングを行い、犠牲層１０４を選択的に除去する。これによって、ゲージ部材４ａ、第１パッド部材４ｂ、第２パッド部材４ｃ、支持梁４ｆの下方の犠牲層１０４が除去されて、ゲージ部材４ａ、第１パッド部材４ｂ、第２パッド部材４ｃ、支持梁４ｆが基板１０２から遊離する。支持部材４ｇの下方の犠牲層１０４は残存しており、支持部材４ｇは犠牲層１０４を介して基板１０２に固定されている。なお、上記のエッチングにおいては、支持部材４ｇの下方の犠牲層１０４が部分的にアンダーカットされるが、支持部材４ｇの下方の犠牲層１０４が確実に残存するように、支持部材４ｇのＸ方向の長さＬ１を第１パッド部材４ｂや第２パッド部材４ｃのＸ方向の長さＬ２よりも十分に大きくしておくとともに、支持部材４ｇのＹ方向の長さＷ１も第１パッド部材４ｂや第２パッド部材４ｃのＹ方向の長さＷ２よりも十分に大きくしておく。
【００３２】
以上によって、基板１０２に固定された支持部材４ｇに、支持梁４ｆを介して片持ち支持された、歪ゲージ４を準備することができる。歪ゲージ２，６，８についても、同様の工程によって準備することができる。
【００３３】
上記のような歪ゲージ２，４，６，８は、例えば、バッチ処理によって、図８に示すように、ＳＯＩウェハ１００上に大量に形成することができる。
【００３４】
以下では接着剤１６の上面に歪ゲージ４を貼付する工程について説明する。まず、図９に示すように、ＳＯＩウェハ１００の上方から接着部材１１０を載置して、歪ゲージ４の第１電極パッド４ｄの上面と第２電極パッド４ｅの上面に接着部材１１０を接着する。接着部材１１０は、例えば、熱剥離シートまたは紫外線剥離シートである。
【００３５】
次いで、図１０に示すように、歪ゲージ４に合わせて、ＳＯＩウェハ１００をダイシングする。この際に、基板１０２は完全に切断する必要はなく、接着部材１１０が切断されていればよい。図１０に示す例では、接着部材１１０は切断されており、基板１０２は切断されておらず、基板１０２の上面にダイシング痕１１２が形成されている。
【００３６】
次いで、図１１に示すように、第２電極パッド４ｅが第１電極パッド４ｄよりも上方に持ち上がるように、接着部材１１０を上方に持ち上げる。これによって、支持梁４ｆが破断して、歪ゲージ４が、基板１０２に固定された支持部材４ｇから分離する。本実施例では、支持梁４ｆの長手方向に直交する垂直面が、劈開しやすい（１１１）面となっている。これによって、支持梁４ｆを破断させて歪ゲージ４を支持部材４ｇから分離させるときに、歪ゲージ４にクラック等が発生することを抑制することができる。また、支持梁４ｆを破断させて歪ゲージ４を支持部材４ｇから分離させるときに、支持梁４ｆの破壊片が飛散することを防止することができる。
【００３７】
次いで、図１２に示すように、ダイヤフラム１２の上面に接着剤１６が塗布されたステム１４に対して位置決め治具１１４を組み付けた状態で、位置決め治具１１４の開口部１１４ａに、歪ゲージ４が接着された接着部材１１０を挿入する。これによって、接着剤１６の上面に、歪ゲージ４が載置される。
【００３８】
次いで、図１３に示すように、位置決め治具１１４の開口部１１４ａに加圧部材１１６を挿入して、歪ゲージ４が接着剤１６に密着するように、接着部材１１０の上面から加圧部材１１６によって加圧する。さらに、この状態で加熱することによって、接着剤１６が硬化する。
【００３９】
次いで、図１４に示すように、加圧部材１１６と、位置決め治具１１４を取り外す。
【００４０】
次いで、図１５に示すように、接着部材１１０を歪ゲージ４から取り外す。接着部材１１０として熱剥離シートを使用している場合、接着剤１６の硬化温度が熱剥離シートの粘着力が弱くなる温度以上であれば、そのまま接着部材１１０を取り外すことができる。接着剤１６の硬化温度が熱剥離シートの粘着力が弱くなる温度より低ければ、粘着力が弱くなる温度まで加熱した後、接着部材１１０を取り外す。接着部材１１０として紫外線剥離シートを使用している場合は、必要な紫外線量の照射を行うことで、接着部材１１０を取り外すことができる。
【００４１】
なお、接着剤１６の硬化温度が１５０℃以上、または２００℃以上と高い場合には、接着剤１６の硬化処理において、熱剥離シートまたは紫外線剥離シートである接着部材１１０の材質が変化してしまうおそれがある。このような場合には、まず１５０℃以下の温度で歪ゲージ４の接着剤１６への仮接着を行った後、接着部材１１０を歪ゲージ４から取り外し、その後に１５０℃以上の温度で歪ゲージ４の接着剤１６への本接着を行う。
【００４２】
上記した、歪ゲージ４の支持部材４ｇからの分離、歪ゲージ４の接着剤１６の上面への載置、接着部材１１０の歪ゲージ４からの取り外しは、手作業で行うこともできるし、例えば真空グリッパ等の治具を使用して接着部材１１０を把持して行うこともできる。また、歪ゲージ４とダイヤフラム１２の上面の接着剤１６との位置合わせについては、上記のように位置決め治具１１４を用いて行ってもよいし、あるいは、画像センサ等を用いた画像処理によって行ってもよい。
【００４３】
以上によって、歪ゲージ４を、ダイヤフラム１２の上面に塗布された接着剤１６の上面に貼付することができる。なお、歪ゲージ２，６，８についても、上記と同様の工程によって、接着剤１６の上面に貼付することができる。圧力センサ１０を製造する際には、歪ゲージ２，４，６，８は、同時に貼付してもよい。また、図２のように歪ゲージ２，６，８を貼付する場合には、歪ゲージ２，４，６，８をＳＯＩウェハ１００上に形成する際に、歪ゲージ２の支持部材と歪ゲージ４の支持部材４ｇを共通化していてもよく、歪ゲージ６の支持部材と歪ゲージ８の支持部材を共通化していてもよい。
【００４４】
なお、上記の実施例では、基板１０２と、犠牲層１０４と、活性層１０６が積層されたＳＯＩウェハ１００上に歪ゲージ４を形成する場合について説明したが、歪ゲージ４は、基板１０２や犠牲層１０４から分離された活性層１０６に形成されていてもよい。この場合、支持部材４ｇを把持する治具によって支持部材４ｇを固定した状態で、歪ゲージ４の第１電極パッド４ｄの上面と第２電極パッド４ｅの上面に接着された接着部材１１０を移動させることで、支持梁４ｆが破断して、歪ゲージ４を支持部材４ｇから分離させることができる。
【００４５】
（実施例２）
図１６に示すように、本実施例の歪ゲージ２０２は、実施例１と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ２０２は、実施例１の歪ゲージ２，４，６，８と同様に、ゲージ部材２０２ａと、第１パッド部材２０２ｂと、第２パッド部材２０２ｃと、第１電極パッド２０２ｄと、第２電極パッド２０２ｅを備えている。
【００４６】
歪ゲージ２０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、第１パッド部材２０２ｂが支持梁２０２ｆを介して支持部材２０２ｇに接続されており、第２パッド部材２０２ｃが支持梁２０２ｈを介して支持部材２０２ｉに接続されている。歪ゲージ２０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、ゲージ部材２０２ａと、第１パッド部材２０２ｂと、第２パッド部材２０２ｃと、支持梁２０２ｆと、支持梁２０２ｈは、下方の犠牲層１０４が除去されており、基板１０２から遊離している。支持部材２０２ｇと支持部材２０２ｉは、犠牲層１０４を介して基板１０２に固定されている。すなわち、本実施例では、歪ゲージ２０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、歪ゲージ２０２は、基板１０２に固定された支持部材２０２ｇと支持部材２０２ｉに、支持梁２０２ｆと支持梁２０２ｈを介して両持ち支持されている。このような構成とすることによって、歪ゲージ２０２を安定して支持することができ、歪ゲージ２０２を分離する前のＳＯＩウェハ１００に振動や衝撃が加わった場合であっても、歪ゲージ２０２が損傷することを抑制することができる。なお、本実施例では、歪ゲージ２０２を支持部材２０２ｇ、支持部材２０２ｉから分離する際には、支持梁２０２ｆ、支持梁２０２ｈが破断する。
【００４７】
（実施例３）
図１７に示すように、本実施例の歪ゲージ３０２は、実施例１，２と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ３０２は、実施例２の歪ゲージ２０２と同様に、ゲージ部材３０２ａと、第１パッド部材３０２ｂと、第２パッド部材３０２ｃと、第１電極パッド３０２ｄと、第２電極パッド３０２ｅを備えている。歪ゲージ３０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、第１パッド部材３０２ｂが支持梁３０２ｆを介して支持部材３０２ｇに接続されており、第２パッド部材３０２ｃが支持梁３０２ｈを介して支持部材３０２ｉに接続されている。
【００４８】
本実施例の歪ゲージ３０２では、第１パッド部材３０２ｂに、第１電極パッド３０２ｄよりも上方に突出するハンドリング領域３０２ｊが形成されており、第２パッド部材３０２ｃに、第２電極パッド３０２ｅよりも上方に突出するハンドリング領域３０２ｋが形成されている。このため、接着部材１１０（図９−図１４参照）を歪ゲージ３０２の上方から接着する際に、第１電極パッド３０２ｄ、第２電極パッド３０２ｅの上面に接着部材１１０が接触することなく、ハンドリング領域３０２ｊ、ハンドリング領域３０２ｋの上面に接着部材１１０が接着する。このような構成とすることによって、第１電極パッド３０２ｄや第２電極パッド３０２ｅに、接着部材１１０の粘着剤が残存して、その後のワイヤーボンディングにおいて第１電極パッド３０２ｄや第２電極パッド３０２ｅでの接合不良を生じることを防止することができる。
【００４９】
以下では、歪ゲージ３０２を準備する工程について、実施例１の歪ゲージ２，４，６，８と相違する点のみ説明する。
【００５０】
図１８に示すように、本実施例では、ＳＯＩウェハ１００を準備した後、まずフォトリソグラフィとエッチングによって活性層１０６を選択的に除去して、ハンドリング領域３０２ｊ、３０２ｋを形成する。この際のエッチング量は、活性層１０６を厚さ方向に完全に除去するものではなく、例えば２０μｍの厚さの活性層１０６を１０μｍ程度エッチングする。
【００５１】
次いで、図１９に示すように、活性層１０６の上面にアルミニウムを成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによってアルミニウムを選択的に除去して、第１電極パッド３０２ｄと第２電極パッド３０２ｅを形成する。第１電極パッド３０２ｄと第２電極パッド３０２ｅの厚さは、例えば１μｍである。
【００５２】
次いで、図２０に示すように、フォトリソグラフィとエッチングによって活性層１０６を選択的に除去して、ゲージ部材３０２ａ、第１パッド部材３０２ｂ、第２パッド部材３０２ｃ、支持梁３０２ｆ、支持部材３０２ｇ、支持梁３０２ｈ、支持部材３０２ｉを形成する。この際のエッチング量は、活性層１０６を厚さ方向に完全に除去するものである。
【００５３】
以降の工程は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。なお、本実施例では、実施例２と同様に、歪ゲージ３０２を支持部材３０２ｇ、支持部材３０２ｉから分離する際には、支持梁３０２ｆ、支持梁３０２ｈが破断する。
【００５４】
（実施例４）
図２１に示すように、本実施例の歪ゲージ４０２は、実施例１−３と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ４０２は、実施例３の歪ゲージ３０２と同様に、ゲージ部材４０２ａと、第１パッド部材４０２ｂと、第２パッド部材４０２ｃと、第１電極パッド４０２ｄと、第２電極パッド４０２ｅを備えている。第１パッド部材４０２ｂには、第１電極パッド４０２ｄよりも上方に突出するハンドリング領域４０２ｊが形成されており、第２パッド部材４０２ｃには、第２電極パッド４０２ｅよりも上方に突出するハンドリング領域４０２ｋが形成されている。
【００５５】
本実施例では、歪ゲージ４０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、第１パッド部材４０２ｂが２つの支持梁４０２ｆ，４０２ｌを介して支持部材４０２ｇに接続されており、第２パッド部材４０２ｃが２つの支持梁４０２ｈ，４０２ｍを介して支持部材４０２ｉに接続されている。このような構成とすることによって、歪ゲージ４０２のＹ方向の並進変位や、Ｚ方向の並進変位や、Ｘ軸周りの回転変位が抑制されて、歪ゲージ４０２をさらに安定して支持することができる。歪ゲージ４０２を分離する前のＳＯＩウェハ１００に振動や衝撃が加わった場合であっても、歪ゲージ４０２が損傷することを抑制することができる。
【００５６】
（実施例５）
図２２に示すように、本実施例の歪ゲージ５０２は、実施例１−４と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ５０２は、実施例４の歪ゲージ４０２と同様に、ゲージ部材５０２ａと、第１パッド部材５０２ｂと、第２パッド部材５０２ｃと、第１電極パッド５０２ｄと、第２電極パッド５０２ｅを備えている。第１パッド部材５０２ｂには、第１電極パッド５０２ｄよりも上方に突出するハンドリング領域５０２ｊが形成されており、第２パッド部材５０２ｃには、第２電極パッド５０２ｅよりも上方に突出するハンドリング領域５０２ｋが形成されている。歪ゲージ５０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、第１パッド部材５０２ｂが２つの支持梁５０２ｆ，５０２ｌを介して支持部材５０２ｇに接続されており、第２パッド部材５０２ｃが２つの支持梁５０２ｈ，５０２ｍを介して支持部材５０２ｉに接続されている。
【００５７】
本実施例では、支持梁５０２ｆ，５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍのそれぞれに、破断起点５０２ｎが形成されている。破断起点５０２ｎは、支持梁５０２ｆ，５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍに切り欠きや貫通孔を形成することによって、支持梁５０２ｆ，５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍの他の部位に比べて強度を低下させた部位である。支持梁５０２ｆ，５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍに破断起点５０２ｎを形成しておくことで、支持梁５０２ｆ，５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍが破断する箇所をコントロールすることができ、設計で想定した通りの歪ゲージ５０２を形成することができる。
【００５８】
破断起点５０２ｎは、種々の態様で形成することができる。例えば、図２３に示すように、支持梁５０２ｆ（または支持梁５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍ）の両方の側面に、円弧状の切り欠きを形成して破断起点５０２ｎとしてもよい。あるいは、図２４に示すように、支持梁５０２ｆ（または支持梁５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍ）の片方の側面に、円弧状の切り欠きを形成して破断起点５０２ｎとしてもよい。あるいは、図２５に示すように、支持梁５０２ｆ（または支持梁５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍ）の両方の側面に、楔状の切り欠きを形成して破断起点５０２ｎとしてもよい。あるいは、図２６に示すように、支持梁５０２ｆ（または支持梁５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍ）の片方の側面に、楔状の切り欠きを形成して破断起点５０２ｎとしてもよい。あるいは、図２７に示すように、支持梁５０２ｆ（または支持梁５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍ）の中央に、円形の貫通孔を形成して破断起点５０２ｎとしてもよい。あるいは、図２８に示すように、支持梁５０２ｆ（または支持梁５０２ｈ，５０２ｌ，５０２ｍ）の中央に、長円形の貫通孔を形成して破断起点５０２ｎとしてもよい。
【００５９】
（実施例６）
図２９に示すように、本実施例の歪ゲージ６０２は、実施例１−５と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ６０２は、実施例５の歪ゲージ５０２と同様に、ゲージ部材６０２ａと、第１パッド部材６０２ｂと、第２パッド部材６０２ｃと、第１電極パッド６０２ｄと、第２電極パッド６０２ｅを備えている。第１パッド部材６０２ｂには、第１電極パッド６０２ｄよりも上方に突出するハンドリング領域６０２ｊが形成されており、第２パッド部材６０２ｃには、第２電極パッド６０２ｅよりも上方に突出するハンドリング領域６０２ｋが形成されている。歪ゲージ６０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、第１パッド部材６０２ｂが２つの支持梁６０２ｆ，６０２ｌを介して支持部材６０２ｇに接続されており、第２パッド部材６０２ｃが２つの支持梁６０２ｈ，６０２ｍを介して支持部材６０２ｉに接続されている。支持梁６０２ｆ，６０２ｈ，６０２ｌ，６０２ｍのそれぞれには、破断起点６０２ｎが形成されている。
【００６０】
本実施例では、第１パッド部材６０２ｂと、第２パッド部材６０２ｃに、エッチング孔６０２ｏが形成されている。エッチング孔６０２ｏは、第１パッド部材６０２ｂ、第２パッド部材６０２ｃをＺ方向に貫通している。また、本実施例では、第１電極パッド６０２ｄと、第２電極パッド６０２ｅに、エッチング孔６０２ｐが形成されている。エッチング孔６０２ｐは、第１電極パッド６０２ｄ、第２電極パッド６０２ｅをＺ方向に貫通している。歪ゲージ６０２を上方から平面視したときに、エッチング孔６０２ｐは、エッチング孔６０２ｏと重複する位置に配置されている。
【００６１】
以下では、歪ゲージ６０２を準備する工程について、実施例３の歪ゲージ３０２と相違する点のみ説明する。
【００６２】
図３０に示すように、本実施例では、ＳＯＩウェハ１００を準備し、活性層１０６にハンドリング領域６０２ｊ、６０２ｋを形成した後、活性層１０６の上面にアルミニウムを成膜し、フォトリソグラフィとエッチングによってアルミニウムを選択的に除去して、第１電極パッド６０２ｄと第２電極パッド６０２ｅを形成する。この際に、第１電極パッド６０２ｄと第２電極パッド６０２ｅは、エッチング孔６０２ｐを有する形状に形成される。
【００６３】
次いで、図３１に示すように、フォトリソグラフィとエッチングによって活性層１０６を選択的に除去して、ゲージ部材６０２ａ、第１パッド部材６０２ｂ、第２パッド部材６０２ｃ、支持梁６０２ｆ、支持梁６０２ｌ、支持部材６０２ｇ、支持梁６０２ｈ、支持梁６０２ｍ、支持部材６０２ｉを形成する。この際に、支持梁６０２ｆ、６０２ｈ、６０２ｌ、６０２ｍは、破断起点６０２ｎを有する形状に形成される。また、第１パッド部材６０２ｂと第２パッド部材６０２ｃは、エッチング孔６０２ｏを有する形状に形成される。
【００６４】
次いで、図３２に示すように、活性層１０６をマスクとしてフッ酸蒸気を用いたエッチングを行い、犠牲層１０４を選択的に除去する。これによって、ゲージ部材６０２ａ、第１パッド部材６０２ｂ、第２パッド部材６０２ｃ、支持梁６０２ｆ、６０２ｈ、６０２ｌ、６０２ｍの下方の犠牲層１０４が除去されて、ゲージ部材６０２ａ、第１パッド部材６０２ｂ、第２パッド部材６０２ｃ、支持梁６０２ｆ、６０２ｈ、６０２ｌ、６０２ｍが基板１０２から遊離する。支持部材６０２ｇ、６０２ｉの下方の犠牲層１０４は残存しており、支持部材６０２ｇ、６０２ｉは犠牲層１０４を介して基板１０２に固定されている。
【００６５】
なお、本実施例では、第１パッド部材６０２ｂと第２パッド部材６０２ｃに、エッチング孔６０２ｏが形成されているので、実施例１−５に比べて、上記の犠牲層１０４のエッチングに要する時間を短縮することができる。犠牲層１０４のエッチングに要する時間を短縮することで、支持部材６０２ｇ、６０２ｉの下方の犠牲層１０４のアンダーカットを少なくすることができる。従って、本実施例では、支持部材６０２ｇ、６０２ｉのＸ方向およびＹ方向の寸法を小さくしても、支持部材６０２ｇ、６０２ｉの下方の犠牲層１０４を残存させることができる。支持部材６０２ｇ、６０２ｉのＸ方向およびＹ方向の寸法を小さくすることで、ＳＯＩウェハ１００上に形成することができる歪ゲージ６０２の個数を増加させることができる。
【００６６】
以上によって、基板１０２に固定された支持部材６０２ｇ、６０２ｉに、支持梁６０２ｆ、６０２ｈ、６０２ｌ、６０２ｍを介して両持ち支持された、歪ゲージ６０２を用意することができる。
【００６７】
図３３は、歪ゲージ６０２を、支持部材６０２ｇ、６０２ｉから分離して、起歪体６０４の上面に塗布された接着剤６０６の上面に貼付した状態を示している。図３４に示すように、第１パッド部材６０２ｂと第２パッド部材６０２ｃの下方の接着剤６０６が、エッチング孔６０２ｏの内周面を這い上がってフィレット６０６ａを形成することで、第１パッド部材６０２ｂ、第２パッド部材６０２ｃと接着剤６０６との接着面積が増加して、第１パッド部材６０２ｂ、第２パッド部材６０２ｃと接着剤６０６との接着強度をより高めることができる。
【００６８】
図３５、図３６は、歪ゲージ６０２を接着剤６０６の上面に貼付した後に、光学顕微鏡によりエッチング孔６０２ｏを上方から観察した様子を示している。図３５に示すように、歪ゲージ６０２と接着剤６０６の間で良好な接着となっている場合には、エッチング孔６０２ｏの内周面に形成されたフィレット６０６ａによる光の反射角度の変化により、エッチング孔６０２ｏの内部には円形のグラデーションが観察される。これに対して、図３６に示すように、歪ゲージ６０２と接着剤６０６の間に隙間６０８があり、歪ゲージ６０２と接着剤６０６の間で接着不良となっている場合には、エッチング孔６０２ｏの内周面にフィレット６０６ａが形成されないので、エッチング孔６０２ｏの内部は均一な明るさとなる。このように、光学顕微鏡を用いてエッチング孔６０２ｏの内部を観察することで、歪ゲージ６０２と接着剤６０６の間の接着の良否を判定することができる。
【００６９】
（実施例７）
図３７に示すように、本実施例の歪ゲージ７０２は、実施例１−６と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ７０２は、実施例６の歪ゲージ６０２と同様に、ゲージ部材７０２ａと、第１パッド部材７０２ｂと、第２パッド部材７０２ｃと、第１電極パッド７０２ｄと、第２電極パッド７０２ｅを備えている。第１パッド部材７０２ｂには、第１電極パッド７０２ｄよりも上方に突出するハンドリング領域７０２ｊが形成されており、第２パッド部材７０２ｃには、第２電極パッド７０２ｅよりも上方に突出するハンドリング領域７０２ｋが形成されている。歪ゲージ７０２をＳＯＩウェハ１００上に形成した時点では、第１パッド部材７０２ｂが２つの支持梁７０２ｆ，７０２ｌを介して支持部材７０２ｇに接続されており、第２パッド部材７０２ｃが２つの支持梁７０２ｈ，７０２ｍを介して支持部材７０２ｉに接続されている。支持梁７０２ｆ，７０２ｈ，７０２ｌ，７０２ｍのそれぞれには、破断起点７０２ｎが形成されている。第１パッド部材７０２ｂと、第２パッド部材７０２ｃには、エッチング孔７０２ｏが形成されている。第１電極パッド７０２ｄと、第２電極パッド７０２ｅには、エッチング孔７０２ｐが形成されている。
【００７０】
本実施例の歪ゲージ７０２では、ゲージ部材７０２ａが、Ｘ方向に長手方向を有する第１ゲージ部分７０２ａ１、第２ゲージ部分７０２ａ２、第３ゲージ部分７０２ａ３と、第１ゲージ部分７０２ａ１の端部と第２ゲージ部分７０２ａ２の端部を接続する第１折り返し部分７０２ａ４と、第２ゲージ部分７０２ａ２の端部と第３ゲージ部分７０２ａ３の端部を接続する第２折り返し部分７０２ａ５を備えている。第１ゲージ部分７０２ａ１は、第１パッド部材７０２ｂに接続しており、第３ゲージ部分７０２ａ３は第２パッド部材７０２ｃに接続している。このような構成とすることによって、ゲージ部材７０２ａをより長くすることができ、歪ゲージ７０２のゲージ抵抗を増加させることができる。なお、歪ゲージ７０２においては、ゲージ部材７０２ａの長さや幅を調整することで、所望のゲージ抵抗を実現することができる。
【００７１】
（実施例８）
図３８に示す本実施例の歪ゲージ８０２は、実施例１−７と同様に、ＳＯＩウェハ１００上に形成される。歪ゲージ８０２は、第１ゲージ部材８０４と、第２ゲージ部材８０６と、第１パッド部材８０８と、第２パッド部材８１０と、第３パッド部材８１２と、支持梁８１４，８１６，８１８，８２０と、支持部材８２２，８２４と、第１電極パッド８２６と、第２電極パッド８２８と、第３電極パッド８３０と、ダミーパッド８３２、８３４、８３６を備えている。第１ゲージ部材８０４と、第２ゲージ部材８０６と、第１パッド部材８０８と、第２パッド部材８１０と、第３パッド部材８１２と、支持梁８１４，８１６，８１８，８２０と、支持部材８２２，８２４は、結晶面が（１１０）面のｐ型単結晶シリコンからなる。第１電極パッド８２６と、第２電極パッド８２８と、第３電極パッド８３０と、ダミーパッド８３２、８３４、８３６は、例えばアルミニウム等の導電性材料からなる。
【００７２】
第１ゲージ部材８０４は、Ｘ方向に長手方向を有する第１ゲージ部分８０４ａ、第２ゲージ部分８０４ｂ、第３ゲージ部分８０４ｃ、第４ゲージ部分８０４ｄと、第１ゲージ部分８０４ａの端部と第２ゲージ部分８０４ｂの端部を接続する第１折り返し部分８０４ｅと、第２ゲージ部分８０４ｂの端部と第３ゲージ部分８０４ｃの端部を接続する第２折り返し部分８０４ｆと、第３ゲージ部分８０４ｃの端部と第４ゲージ部分８０４ｄの端部を接続する第３折り返し部分８０４ｇを備えている。第１ゲージ部分８０４ａは、第１パッド部材８０８に接続しており、第４ゲージ部分８０４ｄは第２パッド部材８１０に接続している。
【００７３】
第２ゲージ部材８０６は、Ｘ方向に長手方向を有する第１ゲージ部分８０６ａ、第２ゲージ部分８０６ｂ、第３ゲージ部分８０６ｃ、第４ゲージ部分８０６ｄと、第１ゲージ部分８０６ａの端部と第２ゲージ部分８０６ｂの端部を接続する第１折り返し部分８０６ｅと、第２ゲージ部分８０６ｂの端部と第３ゲージ部分８０６ｃの端部を接続する第２折り返し部分８０６ｆと、第３ゲージ部分８０６ｃの端部と第４ゲージ部分８０６ｄの端部を接続する第３折り返し部分８０６ｇを備えている。第１ゲージ部分８０６ａは、第１パッド部材８０８に接続しており、第４ゲージ部分８０６ｄは第３パッド部材８１２に接続している。
【００７４】
第１パッド部材８０８には、第１電極パッド８２６と、ダミーパッド８３２、８３４、８３６が積層されている。第１パッド部材８０８には、エッチング孔８０８ａが形成されている。第１電極パッド８２６と、ダミーパッド８３２、８３４、８３６には、それぞれ、エッチング孔８０８ａに対応する位置に、エッチング孔８２６ａ、８３２ａ、８３４ａ、８３６ａが形成されている。また、第１パッド部材８０８には、第１電極パッド８２６、ダミーパッド８３２、８３４、８３６よりも上方に突出するハンドリング領域８０８ｂが形成されている。第１パッド部材８０８は、支持梁８１４を介して、支持部材８２２に接続されているとともに、支持梁８１６を介して、支持部材８２４に接続されている。
【００７５】
第２パッド部材８１０には、第２電極パッド８２８が積層されている。第２パッド部材８１０には、エッチング孔８１０ａが形成されている。第２電極パッド８２８には、エッチング孔８１０ａに対応する位置に、エッチング孔８２８ａが形成されている。また、第２パッド部材８１０には、第２電極パッド８２８よりも上方に突出するハンドリング領域８１０ｂが形成されている。第２パッド部材８１０は、支持梁８１８を介して、支持部材８２２に接続されている。
【００７６】
第３パッド部材８１２には、第３電極パッド８３０が積層されている。第３パッド部材８１２には、エッチング孔８１２ａが形成されている。第３電極パッド８３０には、エッチング孔８１２ａに対応する位置に、エッチング孔８３０ａが形成されている。また、第３パッド部材８１２には、第３電極パッド８３０よりも上方に突出するハンドリング領域８１２ｂが形成されている。第３パッド部材８１２は、支持梁８２０を介して、支持部材８２４に接続されている。
【００７７】
支持梁８１４，８１６，８１８，８２０には、それぞれ、破断起点８１４ａ，８１６ａ，８１８ａ，８２０ａが形成されている。
【００７８】
第１ゲージ部材８０４と、第２ゲージ部材８０６と、第１パッド部材８０８と、第２パッド部材８１０と、第３パッド部材８１２と、支持梁８１４，８１６，８１８，８２０は、下方の犠牲層１０４がエッチングにより除去されており、基板１０２から遊離している。支持部材８２２，８２４は、犠牲層１０４を介して、基板１０２に固定されている。
【００７９】
本実施例の歪ゲージ８０２は、第１ゲージ部材８０４と第２ゲージ部材８０６が第１パッド部材８０８を介して接続された、ハーフブリッジ型の歪ゲージである。本実施例の歪ゲージ８０２では、第１電極パッド８２６が、第１ゲージ部材８０４と第２ゲージ部材８０６の接続箇所の端子となり、第２電極パッド８２８が、第１ゲージ部材８０４の端部の端子となり、第３電極パッド８３０が、第２ゲージ部材８０６の端部の端子となる。
【００８０】
本実施例の歪ゲージ８０２では、第１電極パッド８２６、第２電極パッド８２８、第３電極パッド８３０とほぼ対称な位置および形状で、ダミーパッド８３２、８３４、８３６が設けられている。このような構成とすることによって、歪ゲージ８０２の剛性がアンバランスになることを防止することができる。歪ゲージ８０２を支持部材８２２，８２４から分離する際に、剛性のアンバランスに起因して、歪ゲージ８０２にねじり等の力が作用することを抑制することができる。
【００８１】
本実施例の歪ゲージ８０２と同じ構造を有する第１歪ゲージ８５２と第２歪ゲージ８７２を用いて、実施例１の圧力センサ１０と同様の圧力センサ８９０を実現することができる。図３９に示すように、圧力センサ８９０では、ダイヤフラム１２の上面に接着剤１６を介して、第１歪ゲージ８５２と第２歪ゲージ８７２が貼付されている。第１歪ゲージ８５２の第１ゲージ部材８５４が、実施例１の歪ゲージ２に相当し、第１歪ゲージ８５２の第２ゲージ部材８５６が、実施例１の歪ゲージ４に相当し、第２歪ゲージ８７２の第１ゲージ部材８７４が、実施例１の歪ゲージ６に相当し、第２歪ゲージ８７２の第２ゲージ部材８７６が、実施例１の歪ゲージ８に相当する。第１歪ゲージ８５２の第１ゲージ部材８５４は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより左側で、第１ゲージ部材８５４の中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ３の位置となるように配置されている。第１歪ゲージ８５２の第２ゲージ部材８５６は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより左側で、第２ゲージ部材８５６の中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ４の位置となるように配置されている。第２歪ゲージ８７２の第１ゲージ部材８７４は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより右側で、第１ゲージ部材８７４の中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ４の位置となるように配置されている。第２歪ゲージ８７２の第２ゲージ部材８７６は、ダイヤフラム１２の中心Ｃより右側で、第２ゲージ部材８７６の中心がダイヤフラム１２の中心Ｃから距離Ｇ１の位置となるように配置されている。第１歪ゲージ８５２の第１ゲージ部材８５４と第２歪ゲージ８７２の第２ゲージ部材８７６は、ダイヤフラム１２の外縁近傍に配置されており、第１歪ゲージ８５２の第２ゲージ部材８５６と第２歪ゲージ８７２の第１ゲージ部材８７４は、ダイヤフラム１２の中心近傍に配置されている。
【００８２】
図４０に示すように、第１歪ゲージ８５２と第２歪ゲージ８７２は、ホイートストンブリッジ回路８９２を構成するように結線される。ホイートストンブリッジ回路８９２において、第１歪ゲージ８５２の第２電極パッド８５８は、第２歪ゲージ８７２の第２電極パッド８７８と接続され、第１歪ゲージ８５２の第３電極パッド８６０は、第２歪ゲージ８７２の第３電極パッド８８０と接続される。ホイートストンブリッジ回路８９２は、第１入力端子８９４ａと、第２入力端子８９４ｂと、第１出力端子８９６ａと、第２出力端子８９６ｂを備えている。第１入力端子８９４ａは、第１歪ゲージ８５２の第２電極パッド８５８（あるいは第２歪ゲージ８７２の第２電極パッド８７８）と接続されている。第２入力端子８９４ｂは、第１歪ゲージ８５２の第３電極パッド８６０（あるいは第２歪ゲージ８７２の第３電極パッド８８０）と接続されている。第１出力端子８９６ａは、第１歪ゲージ８５２の第１電極パッド８６２と接続されている。第２出力端子８９６ｂは、第２歪ゲージ８７２の第１電極パッド８８２と接続されている。
【００８３】
ホイートストンブリッジ回路８９２の第１入力端子８９４ａと第２入力端子８９４ｂに所望の電圧を印加した状態で、圧力センサ８９０のダイヤフラム１２に下方から圧力が印加されると、ダイヤフラム１２の変形に伴い、第１歪ゲージ８５２の第１ゲージ部材８５４と第２歪ゲージ８７２の第２ゲージ部材８７６には圧縮応力が作用し、第１歪ゲージ８５２の第２ゲージ部材８５６と第２歪ゲージ８７２の第１ゲージ部材８７４には引張応力が作用する。これにより、ホイートストンブリッジ回路８９２の中点電圧が変化するので、ホイートストンブリッジ回路８９２の第１出力端子８９６ａと第２出力端子８９６ｂには、ダイヤフラム１２に印加された圧力に対応した電圧が出力される。これによって、ダイヤフラム１２に印加された圧力を検出することができる。
【００８４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８５】
２：歪ゲージ；    ２ａ：ゲージ部材；    ２ｂ：第１パッド部材；    ２ｃ：第２パッド部材；    ２ｄ：第１電極パッド；    ２ｅ：第２電極パッド；    ２ｆ：支持梁；    ４：歪ゲージ；    ４ａ：ゲージ部材；    ４ｂ：第１パッド部材；    ４ｃ：第２パッド部材；    ４ｄ：第１電極パッド；    ４ｅ：第２電極パッド；    ４ｆ：支持梁；    ４ｇ：支持部材；    ６：歪ゲージ；    ６ａ：ゲージ部材；    ６ｂ：第１パッド部材；    ６ｃ：第２パッド部材；    ６ｄ：第１電極パッド；    ６ｅ：第２電極パッド；    ６ｆ：支持梁；    ８：歪ゲージ；    ８ａ：ゲージ部材；    ８ｂ：第１パッド部材；    ８ｃ：第２パッド部材；    ８ｄ：第１電極パッド；    ８ｅ：第２電極パッド；    ８ｆ：支持梁；    １０：圧力センサ；    １２：ダイヤフラム；    １４：ステム；    １６：接着剤；    １８：ホイートストンブリッジ回路；    ２０ａ：第１入力端子；    ２０ｂ：第２入力端子；    ２２ａ：第１出力端子；    ２２ｂ：第２出力端子；    １００：ＳＯＩウェハ；    １０２：基板；    １０４：犠牲層；    １０６：活性層；    １１０：接着部材；    １１２：ダイシング痕；    １１４：位置決め治具；    １１４ａ：開口部；    １１６：加圧部材；    ２０２：歪ゲージ；    ２０２ａ：ゲージ部材；    ２０２ｂ：第１パッド部材；    ２０２ｃ：第２パッド部材；    ２０２ｄ：第１電極パッド；    ２０２ｅ：第２電極パッド；    ２０２ｆ：支持梁；    ２０２ｇ：支持部材；    ２０２ｈ：支持梁；    ２０２ｉ：支持部材；    ３０２：歪ゲージ；    ３０２ａ：ゲージ部材；    ３０２ｂ：第１パッド部材；    ３０２ｃ：第２パッド部材；    ３０２ｄ：第１電極パッド；    ３０２ｅ：第２電極パッド；    ３０２ｆ：支持梁；    ３０２ｇ：支持部材；    ３０２ｈ：支持梁；    ３０２ｉ：支持部材；    ３０２ｊ：ハンドリング領域；    ３０２ｋ：ハンドリング領域；    ４０２：歪ゲージ；    ４０２ａ：ゲージ部材；    ４０２ｂ：第１パッド部材；    ４０２ｃ：第２パッド部材；    ４０２ｄ：第１電極パッド；    ４０２ｅ：第２電極パッド；    ４０２ｆ：支持梁；    ４０２ｇ：支持部材；    ４０２ｈ：支持梁；    ４０２ｉ：支持部材；    ４０２ｊ：ハンドリング領域；    ４０２ｋ：ハンドリング領域；    ４０２ｌ：支持梁；    ４０２ｍ：支持梁；    ５０２：歪ゲージ；    ５０２ａ：ゲージ部材；    ５０２ｂ：第１パッド部材；    ５０２ｃ：第２パッド部材；    ５０２ｄ：第１電極パッド；    ５０２ｅ：第２電極パッド；    ５０２ｆ：支持梁；    ５０２ｇ：支持部材；    ５０２ｈ：支持梁；    ５０２ｉ：支持部材；    ５０２ｊ：ハンドリング領域；    ５０２ｋ：ハンドリング領域；    ５０２ｌ：支持梁；    ５０２ｍ：支持梁；    ５０２ｎ：破断起点；    ６０２：歪ゲージ；    ６０２ａ：ゲージ部材；    ６０２ｂ：第１パッド部材；    ６０２ｃ：第２パッド部材；    ６０２ｄ：第１電極パッド；    ６０２ｅ：第２電極パッド；    ６０２ｆ：支持梁；    ６０２ｇ：支持部材；    ６０２ｈ：支持梁；    ６０２ｉ：支持部材；    ６０２ｊ：ハンドリング領域；    ６０２ｋ：ハンドリング領域；    ６０２ｌ：支持梁；    ６０２ｍ：支持梁；    ６０２ｎ：破断起点；    ６０２ｏ：エッチング孔；    ６０２ｐ：エッチング孔；    ６０４：起歪体；    ６０６：接着剤；    ６０６ａ：フィレット；    ６０８：隙間；    ７０２：歪ゲージ；    ７０２ａ：ゲージ部材；    ７０２ａ１：第１ゲージ部分；    ７０２ａ２：第２ゲージ部分；    ７０２ａ３：第３ゲージ部分；    ７０２ａ４：第１折り返し部分；    ７０２ａ５：第２折り返し部分；    ７０２ｂ：第１パッド部材；    ７０２ｃ：第２パッド部材；    ７０２ｄ：第１電極パッド；    ７０２ｅ：第２電極パッド；    ７０２ｆ：支持梁；    ７０２ｇ：支持部材；    ７０２ｈ：支持梁；    ７０２ｉ：支持部材；    ７０２ｊ：ハンドリング領域；    ７０２ｋ：ハンドリング領域；    ７０２ｌ：支持梁；    ７０２ｍ：支持梁；    ７０２ｎ：破断起点；    ７０２ｏ：エッチング孔；    ７０２ｐ：エッチング孔；    ８０２：歪ゲージ；    ８０４：第１ゲージ部材；    ８０４ａ：第１ゲージ部分；    ８０４ｂ：第２ゲージ部分；    ８０４ｃ：第３ゲージ部分；    ８０４ｄ：第４ゲージ部分；    ８０４ｅ：第１折り返し部分；    ８０４ｆ：第２折り返し部分；    ８０４ｇ：第３折り返し部分；    ８０６：第２ゲージ部材；    ８０６ａ：第１ゲージ部分；    ８０６ｂ：第２ゲージ部分；    ８０６ｃ：第３ゲージ部分；    ８０６ｄ：第４ゲージ部分；    ８０６ｅ：第１折り返し部分；    ８０６ｆ：第２折り返し部分；    ８０６ｇ：第３折り返し部分；    ８０８：第１パッド部材；    ８０８ａ：エッチング孔；    ８０８ｂ：ハンドリング領域；    ８１０：第２パッド部材；    ８１０ａ：エッチング孔；    ８１０ｂ：ハンドリング領域；    ８１２：第３パッド部材；    ８１２ａ：エッチング孔；    ８１２ｂ：ハンドリング領域；    ８１４：支持梁；    ８１４ａ：破断起点；    ８１６：支持梁；    ８１６ａ：破断起点；    ８１８：支持梁；    ８１８ａ：破断起点；    ８２０：支持梁；    ８２０ａ：破断起点；    ８２２：支持部材；    ８２４：支持部材；    ８２６：第１電極パッド；    ８２６ａ：エッチング孔；    ８２８：第２電極パッド；    ８２８ａ：エッチング孔；    ８３０：第３電極パッド；    ８３０ａ：エッチング孔；    ８３２：ダミーパッド；    ８３２ａ：エッチング孔；    ８３４：ダミーパッド；    ８３４ａ：エッチング孔；    ８３６：ダミーパッド；    ８３６ａ：エッチング孔；    ８５２：第１歪ゲージ；    ８５４：第１ゲージ部材；    ８５６：第２ゲージ部材；    ８５８：第２電極パッド；    ８６０：第３電極パッド；    ８６２：第１電極パッド；    ８７２：第２歪ゲージ；    ８７４：第１ゲージ部材；    ８７６：第２ゲージ部材；    ８７８：第２電極パッド；    ８８０：第３電極パッド；    ８８２：第１電極パッド；    ８９０：圧力センサ；    ８９２：ホイートストンブリッジ回路；    ８９４ａ：第１入力端子；    ８９４ｂ：第２入力端子；    ８９６ａ：第１出力端子；    ８９６ｂ：第２出力端子；    
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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