(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層と、
前記第１層上に、第２層を介して配置された第３層と、
を有し、
前記第１層は、第１凹部を有し、
前記第２層は、可動電極を有し、
前記第３層は、第２凹部および固定電極を有し、
前記可動電極は、前記第１凹部と前記第２凹部で囲まれる第１空洞部に配置され、
前記固定電極は、前記第３層であって、前記第３層中に形成された貫通孔で囲まれた部位よりなり、
前記貫通孔は、第１膜で埋め込まれ、幅広部を有し、
前記幅広部においては、前記第１膜により埋め込まれていない隙間を有し、
前記隙間は、第２膜で埋め込まれている、慣性センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記第２膜は、前記第３層上に配置され、
前記第２膜上に形成された配線を有する、慣性センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記隙間中の前記第２膜および前記第３層上に形成された第３膜と、
前記第３膜上に形成された配線と、を有する、慣性センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の慣性センサにおいて、
前記可動電極に形成された複数の開口部を有する、慣性センサ。
【請求項５】
第１層と、
前記第１層上に、第２層を介して配置された第３層と、
を有し、
前記第１層は、第１凹部と、第２凹部と、前記第１凹部と前記第２凹部との間の第１凸部と、を有し、
前記第２層は、第１可動電極と、第２可動電極と、前記第１可動電極と前記第２可動電極との間の固定部と、を有し、
前記第３層は、第３凹部と、第４凹部と、前記第３凹部と前記第４凹部との間の第２凸部と、第１固定電極と、第２固定電極とを有し、
前記第１可動電極は、前記第１凹部と前記第３凹部で囲まれる第１空洞部に配置され、
前記第２可動電極は、前記第２凹部と前記第４凹部で囲まれる第２空洞部に配置され、
前記第１固定電極は、前記第３層であって、前記第３層中に形成された第１貫通孔で囲まれた第１部位よりなり、
前記第２固定電極は、前記第３層であって、前記第３層中に形成された第２貫通孔で囲まれた第２部位よりなり、
前記第１貫通孔および第２貫通孔は、それぞれ、第１膜で埋め込まれ、
前記第１貫通孔および第２貫通孔のうち、いずれかは、幅広部を有し、
前記幅広部においては、前記第１膜により埋め込まれていない隙間を有し、
前記隙間は、第２膜で埋め込まれている、慣性センサ。
【請求項６】
請求項５に記載の慣性センサにおいて、
前記第２膜は、前記第３層上に配置され、
前記第２膜上に形成された配線を有する、慣性センサ。
【請求項７】
請求項５に記載の慣性センサにおいて、
前記隙間中の前記第２膜および前記第３層上に形成された第３膜と、
前記第３膜上に形成された配線と、を有する、慣性センサ。
【請求項８】
請求項５に記載の慣性センサにおいて、
前記第１可動電極または前記第２可動電極に形成された複数の開口部を有する、慣性センサ。
【請求項９】
請求項５に記載の慣性センサにおいて、
前記第１可動電極と前記第２可動電極の質量が異なる、慣性センサ。
【請求項１０】
（ａ）第１凹部を有する第１層上に、第２層を接合する工程、
（ｂ）前記第２層をパターニングすることにより、前記第１層に固定された固定部と、前記固定部と接続され、前記第１凹部上に配置される可動電極とを形成する工程、
（ｃ）第２凹部と、前記第２凹部の底面に形成され、前記第２凹部の底面の一部を囲む溝と、前記溝に埋め込まれた第１膜とを有し、前記溝は幅広部を有し、前記幅広部においては、前記第１膜により埋め込まれていない隙間を有する第３層を準備する工程、
（ｄ）前記第１凹部と前記第２凹部とで囲まれる第１空洞部が形成され、前記第１空洞部に前記可動電極が配置されるように、前記第２層と前記第３層を接合する工程、
（ｅ）前記第２層の前記第２凹部の形成面と逆側の面を、前記隙間が露出するまで除去する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第２層の前記第２凹部の形成面と逆側の面上に、第２膜を形成する工程、
を有し、
前記（ｆ）工程は、
（ｆ１）前記第１空洞部を、少なくとも大気圧より低い第１圧力まで減圧する工程、
（ｆ２）少なくとも大気圧より低い第２圧力で、前記第２膜を形成する工程を有する、慣性センサの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の慣性センサの製造方法において、
前記（ｆ１）工程において、前記第２膜により前記隙間が塞がる、慣性センサの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の慣性センサの製造方法において、
前記（ｆ２）工程において、前記第２膜は、前記第３層上に形成され、
（ｇ）前記第２膜上に配線を形成する工程、を有する、慣性センサの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の慣性センサの製造方法において、
前記（ｆ２）工程の圧力をＰｒ１とし、温度をＴｅ１とし、
前記（ｇ）工程後において、接合された前記第１層と、前記第２層と、前記第３層とを、使用温度Ｔｅ２の雰囲気下に配置した場合の、前記第１空洞部の内部圧力をＰｒ２とした場合、
Ｐｒ２/Ｔｅ２≧Ｐｒ１/Ｔｅ１（但し、Ｐｒ２＝Ｐｒ１かつＴｅ２＝Ｔｅ１の場合を除く）を満たす、慣性センサの製造方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の慣性センサの製造方法において、
前記（ｆ２）工程において、前記第２膜は、前記第３層上に形成され、
（ｆ３）前記第３層上の前記第２膜を除去する工程、
（ｇ）前記隙間中の前記第２膜および前記第３層上に第３膜を形成する工程、
（ｈ）前記第３膜上に配線を形成する工程、を有する、慣性センサの製造方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の慣性センサの製造方法において、
前記（ｂ）工程において、前記可動電極に開口部を形成する、慣性センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、慣性センサに関し、例えば、重力よりも小さい微小加速度を検出する加速度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−２５５４３６号公報（特許文献１）には、ＭＥＭＳ（Micro Electrical Mechanical Systems）の電極を、貫通トレンチで囲むことにより、周囲から絶縁分離された貫通電極構造とする技術が開示されている。さらに、この貫通トレンチを第１の成長膜と第２の成長膜により充填することで、ＭＥＭＳの気密性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５５４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反射法地震探査は、地表で衝撃波または連続波を発生させることにより、地下の反射面（音響インピーダンスの変化する境界面）から反射して地上に戻ってくる反射波を、地表に展開した受振器で測定し、解析して地下反射面の深度分布や地下構造を探査する方法である。例えば、この反射法地震探査は、石油や天然ガスの主な探査方法として広く利用されている。特に、次世代の反射法地震探査用センサとして、重力加速度よりも遥かに微小な振動加速度を検知する加速度センサが注目されている。このような加速度センサを実用化するために、低ノイズで非常に高感度な加速度センサの開発が望まれている。
【０００５】
加速度センサは、例えば、可動電極として機能する質量体と、質量体と対向する位置に配置された固定電極とを有する。そして、加速度が印加された際の質量体の変位によって、質量体と固定電極からなる静電容量の容量変化に基づいて、加速度を検出する。
【０００６】
このような加速度センサの高感度化（Ｓ／Ｎ比の向上）を実現するためには、質量体の質量を大きくし、バネ定数を小さくする必要がある。また、機械的なノイズを低減するために、質量体に開口部を設けて、空気抵抗を減らす、さらに、質量体が配置される空洞部内を大気圧よりも十分に低い圧力で封止する必要がある。
【０００７】
しかしながら、本発明者が検討したところ、気密封止するため、空洞部となる凹部を有するウエハを減圧雰囲気で接合しても、この接合時の熱処理工程や、接合後の工程（例えば、配線工程など）において加わる熱負荷により空洞部の圧力が上昇し、加速度センサの感度が低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、慣性センサの空洞部内の減圧状態を維持し、慣性センサの高感度化を図る技術を提供することにある。
【０００９】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施の形態における慣性センサは、可動電極と固定電極を有し、固定電極は、層中に形成された貫通孔で囲まれた部位よりなり、貫通孔は、第１膜で埋め込まれ、幅広部を有する。そして、幅広部においては、上記第１膜により埋め込まれていない隙間を有し、上記隙間は、第２膜で埋め込まれている。
【００１１】
また、一実施の形態における慣性センサの製造方法は、（ａ）第１凹部を有する第１層上に、第２層を接合する工程、（ｂ）上記第２層をパターニングすることにより、上記第１層に固定された固定部と、上記固定部と接続され、上記第１凹部上に配置される可動電極とを形成する工程、を有する。そして、（ｃ）第２凹部と、上記第２凹部の底面に形成され、上記第２凹部の底面の一部を囲む溝と、上記溝に埋め込まれた第１膜とを有し、上記溝は幅広部を有し、上記幅広部においては、上記第１膜により埋め込まれていない隙間を有する第３層を準備する工程を有する。そして、（ｄ）上記第１凹部と上記第２凹部とで囲まれる第１空洞部が形成され、上記第１空洞部に上記可動電極が配置されるように、上記第２層と上記第３層を接合する工程、（ｅ）上記第２層の上記第２凹部の形成面と逆側の面を、上記隙間が露出するまで除去する工程、（ｆ）上記（ｅ）工程の後、上記第２層の上記第２凹部の形成面と逆側の面上に、第２膜を形成する工程、を有する。そして、上記（ｆ）工程は、（ｆ１）上記第１空洞部を、少なくとも大気圧より低い第１圧力まで減圧する工程、（ｆ２）少なくとも大気圧より低い第２圧力で、上記第２膜を形成する工程を有する。
【発明の効果】
【００１２】
一実施の形態によれば、慣性センサの特性を向上することができる。また、一実施の形態における慣性センサの製造方法によれば、特性の良好な慣性センサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】反射法弾性波探査の概要を示した地表の断面模式図である。
【図２】実施の形態１の加速度センサの構成を示す平面図である。
【図３】実施の形態１の加速度センサの構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１の加速度センサの構成を示す分解断面図である。
【図５】実施の形態１の加速度センサの構成を示す平面図である。
【図６】実施の形態１の加速度センサの構成を示す平面図である。
【図７】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図８】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す平面図である。
【図９】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１２】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１３】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１４】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１５】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１６】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１７】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１８】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図１９】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２０】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２１】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２２】実施の形態１の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２３】加速度センサの封止圧力と機械雑音との関係を示すグラフである。
【図２４】比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２５】比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２６】比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２７】比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２８】比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図２９】比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。
【図３０】実施の形態２の応用例１の加速度センサの構成を示す断面図である。
【図３１】実施の形態２の応用例２の加速度センサのＭＥＭＳ層の構成を示す平面図である。
【図３２】実施の形態３の加速度センサの構成を示す平面図である。
【図３３】実施の形態３の加速度センサの構成を示す断面図である。
【図３４】実施の形態３の加速度センサのＭＥＭＳ層の構成を示す平面図である。
【図３５】実施の形態３の加速度センサのＭＥＭＳ層の他の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００１５】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１６】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００１７】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１８】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００１９】
（実施の形態１）
＜加速度センサの適用分野例＞
加速度センサは、自動車の姿勢制御、スマートフォン、あるいは、ゲーム機等の幅広い分野で利用される。これらの分野で使用される加速度センサは、小型で数百Ｈｚ以下という低周波数帯域で、重力の数倍の大きさの加速度を検出することができる。
【００２０】
一方、近年において、加速度センサの利用分野は、上述した分野に限らず、地中の資源探査を目的とする分野にも拡大している。このような地中の資源探査分野において、物理探査の一種である反射法弾性波探査（反射法地震探査）は、人工的に地震波を発生させた後、地表に設置した受振器（加速度センサ）で地下から跳ね返ってくる反射波を捉えることにより、その結果を解析して地下構造を解明する技術である。
【００２１】
図１は、反射法弾性波探査の概要を示した地表の断面模式図である。図１において、地表ＧＮＤに設置された起振源ＶＢから地中に弾性波（図中の矢印）を伝播させた後、複数の地層の境界ＢＵＤ１や境界ＢＵＤ２で反射した弾性波を、地表ＧＮＤに設置された加速度センサ（受振器）ＡＳでセンシングする。一般的な起振源ＶＢは、地表に対して垂直方向に発振するため、鉛直方向に近い方向にＰ波が効率よく励振される。このため、反射法弾性波探査では、Ｐ波が用いられる。また、再び地表ＧＮＤに戻ってくる弾性波は、鉛直方向に近い方向から伝播してくるＰ波であるため、加速度センサＡＳは、鉛直方向の弾性振動を検知する必要がある。図１に示すように、様々な方向に励振された弾性波は、減衰の大きい地中を伝播し、複数の地層の境界ＢＵＤ１や境界ＢＵＤ２で反射し、再び減衰の大きい地中を伝搬して、広い領域に拡散して地表ＧＮＤに戻ってくる。
【００２２】
このように、反射法弾性波探査では、微弱な弾性振動を検知するため、加速度センサＡＳには、鉛直方向に高感度である必要がある。具体的に、微弱な弾性振動の加速度は、重力加速度よりも小さいため、反射法弾性波探査で使用される加速度センサには、重力加速度よりも小さな加速度を高感度に検出することが要求される。
【００２３】
このことから、本実施の形態の加速度センサでは、重力加速度よりも小さな加速度を高感度に検出する（Ｓ／Ｎ比を向上する）観点から、加速度センサの構成要素である質量体（検出マスともいう）の質量を大きくし、かつ、バネ定数を小さくする構成と、機械雑音を低減するために、質量体が配置される空洞部（キャビティ）内を減圧状態で封止する構成とを採用している。ところが、前述したように、空洞部内の減圧状態を維持することが大変困難であることが本発明者の検討により判明している。そこで、本実施の形態においては、空洞部内の減圧状態を維持することのできる加速度センサの構成およびその製造方法について説明する。
【００２４】
［構造説明］
図２および図３は、本実施の形態の加速度センサの構成を示す平面図および断面図である。例えば、図２のＡ−Ａ断面部が、図３に対応する。また、図４は、本実施の形態の加速度センサの構成を示す分解断面図である。また、図５および図６は、本実施の形態の加速度センサの構成を示す平面図である。図５は、ＭＥＭＳ層ＭＬを上面から見た平面図であり、図６は、ベース層ＢＬを上面から見た平面図である。なお、図２は、キャップ層ＣＬにおいて、層間絶縁膜ＩＬ１より下の部分を上面から見た平面図である。
【００２５】
図３および図４に示すように、本実施の加速度センサは、３つの層（キャップ層ＣＬ、ＭＥＭＳ層ＭＬ、ベース層ＢＬ）を有する。キャップ層ＣＬとベース層ＢＬは、凹部を有し、本実施の加速度センサは、キャップ層ＣＬとベース層ＢＬとで、ＭＥＭＳ層ＭＬに設けられている固定部ＦＵ（質量体ＭＳ１、ＭＳ２）を挟み込む構成となっている。
【００２６】
図３、図４および図６に示すように、ベース層ＢＬは、キャビティＣＶ１となる凹部と、キャビティＣＶ２となる凹部とを有する。これらの凹部の境界部の凸部は、ＭＥＭＳ層ＭＬの固定部ＦＵと接合される箇所となる。また、２つの凹部の外周は、ＭＥＭＳ層ＭＬと接合される枠部（フレーム）となる。ベース層ＢＬは、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。そして、上記凹部は、例えば、シリコンをエッチングすることにより形成することができる。
【００２７】
図３、図４および図５に示すように、ＭＥＭＳ層ＭＬは、質量体ＭＳ１、ＭＳ２を有する。これらの間の固定部ＦＵは、ベース層ＢＬの凸部と後述するキャップ層ＣＬの凸部とで、挟持される部分である。質量体ＭＳ１は、キャビティＣＶ１内に配置され、質量体ＭＳ２は、キャビティＣＶ２内に配置される。なお、図５において、図示は省略するが、質量体ＭＳ１、ＭＳ２を貫通する複数の開口部を設けてもよい（図３１参照）。このように、質量体ＭＳ１、ＭＳ２に開口部を設けることで、空気抵抗を減らすことができ、機械的なノイズを低減することができる。ＭＥＭＳ層ＭＬは、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。そして、質量体ＭＳ１、ＭＳ２や固定部ＦＵなどの加工は、例えば、シリコンをエッチングすることにより行うことができる。また、この質量体ＭＳ１、ＭＳ２と接続される固定部ＦＵは、ベース層ＢＬの凸部と後述するキャップ層ＣＬの凸部とで、挟持されているが、その両端は固定されておりず、図３のｚ方向に変位可能となっている。ＢＭは、質量体ＭＳ１、ＭＳ１と、固定部ＦＵとを接続する梁である。このように、質量体ＭＳ１、ＭＳ２は、導電性を有するシリコンから形成され、かつ、ｚ方向に変位可能であることから、可動電極ＶＥ１、ＶＥ２としても機能する。したがって、本実施の形態における加速度センサでは、ベース層ＢＬ上に形成された固定電極ＦＥ１、ＦＥ２と、ＭＥＭＳ層ＭＬに形成された質量体ＭＳ１、ＭＳ２（可動電極ＶＥ１、ＶＥ２）とによって、静電容量が形成されることになる。このように、２つの静電容量により、加速度を検出する利点については後述する（実施の形態２の応用例２参照）。
【００２８】
図２、図３および図４に示すように、キャップ層ＣＬは、キャビティＣＶ１となる凹部と、キャビティＣＶ２となる凹部とを有する。これらの凹部の境界部の凸部は、ＭＥＭＳ層ＭＬの固定部ＦＵと接合される箇所となる。また、２つの凹部の外周は、ＭＥＭＳ層ＭＬと接合される枠部（フレーム）となる。また、キャップ層ＣＬは、固定電極ＦＥ１と固定電極ＦＥ２とを有する。固定電極ＦＥ１は、キャビティＣＶ１となる凹部の底部に配置され、固定電極ＦＥ２は、キャビティＣＶ２となる凹部の底部に配置される。なお、キャップ層ＣＬは、上記２つの凹部が下側となるように、ＭＥＭＳ層ＭＬと接合されるため、上記固定電極ＦＥ１、ＦＥ２は、加速度センサの上面側に配置される。
【００２９】
図２および図３に示すように、固定電極ＦＥ１、ＦＥ２は、それぞれ貫通孔ＴＨ１で囲まれ、他の領域と電気的に分離されている。貫通孔ＴＨ１の両側には、それぞれ、絶縁膜ＩＦ１が埋め込まれ、絶縁膜ＩＦ１の内部には、ポリシリコンＰが埋め込まれている。このような貫通孔の埋め込み構造を“ＴＳＶ（through silicon via）構造”という場合がある。
【００３０】
ここで、図２に示すように、貫通孔ＴＨ１の幅は均一ではなく、一部に幅広部（特異点）ＷＰを有する。具体的には、貫通孔ＴＨ１の幅広部ＷＰは、その幅が“ＷＴＨ１Ｗ”であり、他の部分においては、その幅が“ＷＴＨ１”であり、ＷＴＨ１Ｗ＞ＷＴＨ１の関係がある。
【００３１】
このため、貫通孔ＴＨ１において、幅広部ＷＰ以外の領域においては、貫通孔ＴＨ１の内部が上記絶縁膜ＩＦ１やポリシリコンＰにより埋め込まれているのに対し、幅広部ＷＰにおいては、ポリシリコンＰ中に、隙間（気道）ＳＰが配置されている（図２、図３参照）。よって、貫通孔ＴＨ１の断面においては、一方の側から、絶縁膜ＩＦ１、ポリシリコンＰ、ポリシリコンＰ、絶縁膜ＩＦ１の順に配置されている。これに対し、貫通孔ＴＨ１の幅広部ＷＰの断面においては、絶縁膜ＩＦ１、ポリシリコンＰ、隙間ＳＰ、ポリシリコンＰ、絶縁膜ＩＦ１の順に配置されている。
【００３２】
そして、貫通孔ＴＨ１により囲まれた固定電極ＦＥ１、ＦＥ２上には、層間絶縁膜ＩＬ１が配置されている。そして、この層間絶縁膜ＩＬ１の一部は、上記幅広部ＷＰの隙間ＳＰに入り込んでいる（図３のＯＨ部参照）。言い換えれば、上記幅広部ＷＰの隙間ＳＰは、層間絶縁膜ＩＬ１により埋め込まれている。
【００３３】
［動作説明］
次に、本実施の形態の加速度センサの動作について説明する。
【００３４】
本実施の形態の加速度センサは、ｚ方向に印加される加速度を、可動電極ＶＥ１、ＶＥ２と固定電極ＦＥ１、ＦＥ２からなる可変容量の容量変化として捉える加速度センサである。
【００３５】
まず、可動電極ＶＥ１、ＶＥ２と固定電極ＦＥ１、ＦＥ２からなる可変容量に変調信号を印加する。このように変調信号を印加することで、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。例えば、変調信号を印加しなくても加速度に起因する可変容量での容量変化を検出することにより、加速度を検出することは可能である。但し、加速度に対応した可変容量での容量変化に基づく検出信号は、低周波信号であるため、１／ｆノイズの影響を受けやすくなる。即ち、加速度に対応した可変容量での容量変化に基づく検出信号をそのまま使用する構成では、１／ｆノイズが大きくなる結果、Ｓ／Ｎ比が劣化して、加速度センサの検出感度が低下することになる。そこで、本実施の形態では、変調信号を使用している。この場合、加速度に対応した可変容量での容量変化に基づく検出信号が変調信号で変調されて高周波信号となるため、１／ｆノイズを受けにくくなる。つまり、高周波信号では、低周波信号よりも１／ｆノイズが小さくなることから、Ｓ／Ｎ比を向上できる。その結果、加速度センサの検出感度を向上することができる。
【００３６】
次いで、例えば、ｚ方向に加速度が印加されたとする。この場合、可動電極ＶＥ１、ＶＥ２を有する質量体ＭＳ１、ＭＳ２は、ｚ方向に変位する。この結果、可動電極ＶＥ１、ＶＥ２と固定電極ＦＥ１、ＦＥ２からなる可変容量の容量変化が生じる。この容量変化は、変調信号に加わって信号処理回路へ出力される。具体的に、信号処理回路では、加速度に起因する容量変化が加わった変調信号がＣＶ変換部に入力されて、容量変化がアナログ電圧信号に変換される。そして、変換されたアナログ電圧信号は、ＡＤ変換部でデジタル電圧信号に変換される。その後、同期検波部で復調信号が抽出される。続いて、同期検波部で復調された復調信号は、ＬＰＦ（低周波数帯域通過フィルタ）を通過することにより、最終的に、加速度に対応した加速度信号（検出信号）が出力端子から出力される。以上のようにして、ｚ方向の加速度を検出することができる。なお、２つの静電容量により、加速度を検出する利点については後述する（実施の形態２の応用例２参照）。
【００３７】
［製造方法］
次いで、本実施の形態の加速度センサの製造方法を説明するとともに、当該加速度センサの構成をより明確にする。図７〜図２２は、本実施の形態の加速度センサの製造工程を示す断面図または平面図である。
【００３８】
まず、図４を参照しながら、ベース層ＢＬの形成工程について説明する。例えば、半導体基板（半導体ウエハ）として、シリコンウエハを準備する。次いで、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、シリコンウエハの上面に、キャビティＣＶ１、ＣＶ２となる２つの凹部を形成する。２つの凹部の境界部の凸部は、ＭＥＭＳ層ＭＬの固定部ＦＵと接合される箇所となる。また、２つの凹部の周囲の枠部（フレーム）は、ＭＥＭＳ層ＭＬを介して、キャップ層ＣＬが貼り合わされる接合部（接続部）となる。
【００３９】
次いで、ベース層ＢＬ上に、ＭＥＭＳ層ＭＬを形成する。例えば、ベース層（シリコンウエハ）ＢＬの上記凸部および枠部上に、半導体基板（半導体ウエハ）として、シリコンウエハを貼り合わせる（接合する）。貼り合わせ工程（接合工程）としては、ウエハ間を密着させ接合させる直接接合法を用いてもよく、また、ウエハ間を接着剤などを用いて接合する間接接合法を用いてもよい。なお、半導体基板として、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いてもよい。次いで、シリコンウエハの表面を研磨する。例えば、その厚さが、２５０μｍ程度となるように研磨する。次いで、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて、薄膜化されたシリコンウエハ（シリコン層）をパターニングする。具体的には、開口部ＯＡ１、ＯＡ２を設ける。開口部ＯＡ２は、枠部と、質量体（可動電極ＶＥ１、ＶＥ２）および固定部ＦＵとを分離するものであり、開口部ＯＡ１は、固定部ＦＵと可動電極ＶＥ１との間と、固定部ＦＵと可動電極ＶＥ２との間とに設けられる（図５参照）。また、このパターニング工程において、前述した質量体ＭＳ１、ＭＳ２を貫通する複数の開口部（ＯＰ）を設けてもよい。
【００４０】
これまでの工程により、ベース層ＢＬ上にＭＥＭＳ層ＭＬが形成された接合基板を形成することができる。この接合基板を“Ｓ１”で示す場合がある。次いで、この接合基板上に、図４に示すキャップ層ＣＬを貼り合わせ、封止することで、本実施の形態の加速度センサを形成することができる。
【００４１】
次いで、キャップ層ＣＬの形成工程およびキャップ層ＣＬの貼り合わせ工程、封止工程について、図７〜図２２を参照しながら説明する。これらの図は、本実施の形態の加速度センサのキャップ層の形成工程またはキャップ層の貼り合わせ工程、封止工程を示す。
【００４２】
キャップ層ＣＬの形成に際し、まず、半導体基板（半導体ウエハ）として、シリコンウエハを準備する。次いで、図７および図８に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、シリコンウエハの上面に、キャビティＣＶ１、ＣＶ２となる２つの凹部を形成する。２つの凹部の境界部の凸部は、ＭＥＭＳ層ＭＬ固定部ＦＵと接合される箇所となる。また、２つの凹部の周囲の枠部は、ＭＥＭＳ層ＭＬを介して、キャップ層ＣＬが貼り合わされる接続部となる。
【００４３】
次いで、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、キャビティＣＶ１、ＣＶ２となる２つの凹部の底面に、貫通孔ＴＨ１となる溝（トレンチ）Ｇ１を形成する。なお、溝Ｇ１を形成した後、キャビティＣＶ１、ＣＶ２となる２つの凹部を形成してもよい。
【００４４】
溝（貫通孔ＴＨ１）Ｇ１は、略矩形の固定電極ＦＥ１の形成領域および略矩形の固定電極ＦＥ２の形成領域をそれぞれ囲むように略矩形環状に設けられる（図８参照）。溝（貫通孔ＴＨ１）Ｇ１の幅は均一ではなく、一部に幅広部ＷＰを有する。具体的には、溝（貫通孔ＴＨ１）Ｇ１の幅広部ＷＰの幅ＷＴＨ１Ｗは、他の部分の幅ＷＴＨ１より大きい（ＷＴＨ１Ｗ＞ＷＴＨ１）。図９には、（Ａ）に幅ＷＴＨ１Ｗの溝の部分を、（Ｂ）に幅ＷＴＨ１の溝の部分を示す。このように、以降の図においても、（Ａ）に幅ＷＴＨ１Ｗの溝の部分を、（Ｂ）に幅ＷＴＨ１の溝の部分を示す。
【００４５】
次いで、図１０に示すように、溝Ｇ１の底面や側面を含むシリコンウエハ（キャップ層ＣＬ）の表面に絶縁膜ＩＦ１を形成する。例えば、溝Ｇ１の底面や側面を含むシリコンウエハの表面を熱酸化することにより、絶縁膜ＩＦ１として酸化シリコン膜を形成する。この際、絶縁膜（酸化シリコン膜）ＩＦ１の膜厚を幅ＷＴＨ１Ｗの溝Ｇ１が埋まらない程度の膜厚とする。これにより、図１０に示すように、溝Ｇ１の底面や側面に絶縁膜ＩＦ１が形成され、貫通孔ＴＨ２となる。即ち、幅ＷＴＨ１Ｗの溝の部分には、幅ＷＴＨ２Ｗの溝が形成され、幅ＷＴＨ１の溝の部分には、幅ＷＴＨ２の溝が形成される。幅ＷＴＨ２Ｗ＞幅ＷＴＨ２の関係となる。
【００４６】
次いで、図１１に示すように、幅ＷＴＨ２Ｗの溝および幅ＷＴＨ２の溝の内部を含む絶縁膜ＩＦ１上に、例えば、ＣＶＤ（化学気相成長；chemical vapor deposition）法などを用いて、ポリシリコンＰを形成する。この際、ポリシリコンＰの膜厚を、幅ＷＴＨ２の溝の部分は埋まるが、幅ＷＴＨ２Ｗの溝の部分は埋まらない程度の膜厚とする。これにより、幅ＷＴＨ２Ｗの溝の部分には、ポリシリコンＰで埋め込まれていない隙間（気道）ＳＰが形成される。なお、ポリシリコンＰ以外の膜を用いて幅ＷＴＨ２の溝の内部を埋め込んでもよい。このように、溝Ｇ１に幅広部ＷＰを設けておくことにより、微細な隙間ＳＰを形成することができる。また、単層の膜（例えば、絶縁膜ＩＦ１のみ）で、幅ＷＴＨ１の溝の内部を埋め込み、幅広部ＷＰに微細な隙間ＳＰを設けてもよい。
【００４７】
次いで、図１２に示すように、シリコンウエハの表面のポリシリコンＰをエッチング技術を用いて、エッチバックする。次いで、図１３に示すように、シリコンウエハの表面に露出した絶縁膜（酸化シリコン膜）ＩＦ１をエッチング技術を用いて、エッチバックする。これにより、シリコンウエハの表面のポリシリコンＰおよび絶縁膜ＩＦ１が除去され、溝Ｇ１の内部にのみ、ポリシリコンＰおよび絶縁膜ＩＦ１が残存する。
【００４８】
以上の工程により、接合基板Ｓ１へ貼り合わせるためのキャップ層ＣＬが形成される。なお、固定電極ＦＥ１、ＦＥ２の電気的分離は、後述するように、接合基板Ｓ１へキャップ層ＣＬを貼り合わせた後に、シリコンウエハの裏面を研磨することで行われる。
【００４９】
次いで、キャップ層ＣＬを貼り合わせ工程、封止工程について説明する。
【００５０】
まず、図１４に示すように、ベース層ＢＬ上にＭＥＭＳ層ＭＬが形成された基板である接合基板Ｓ１を準備し、その上に、キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハをキャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）となる２つの凹部が下側となるようにして、ウエハ接合技術を用いて貼り合わせる。具体的には、キャップ層ＣＬの２つの凹部の境界部の凸部と、ＭＥＭＳ層ＭＬの固定部ＦＵとを位置合わせし、また、２つの凹部の周囲の枠部と、ＭＥＭＳ層ＭＬの枠部とを位置合わせする（図４参照）。このように、位置合わせし、接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとを貼り合わせる。この際、チャンバ（処理室）内を減圧状態（好ましくは、真空状態）とすることで、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内が、大気圧よりも十分に低い圧力の気体で充満されることとなる。
【００５１】
次いで、図１５に示すように、キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハの裏面を、溝Ｇ１内のポリシリコンＰが露出するまで、研磨する。例えば、図１４に示すＢ−Ｂ部まで研磨する。この際、この研磨により溝Ｇ１内の隙間（気道）ＳＰが露出する。この隙間ＳＰは、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）となる凹部側、即ち、シリコンウエハの表面側から延在しているものであるため、この隙間（気道）ＳＰが、空気のリークパスとなりキャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内が大気圧となる。また、この研磨により、固定電極ＦＥ１、ＦＥ２が形成される。即ち、固定電極ＦＥ１、ＦＥ２が、それぞれ、貫通孔ＴＨ１内に埋め込まれた絶縁膜ＩＦ１により、他の領域と電気的に分離される（図２参照）。
【００５２】
次いで、接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとが貼り合わされた接合体のキャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内を減圧状態とした後、接合体の上面に層間絶縁膜ＩＬ１を形成する。例えば、接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとが貼り合わされた接合体を、ＣＶＤ装置などの成膜装置のチャンバ内に搬送する。次いで、図１６に示すように、チャンバ内を減圧状態とする（減圧工程）。この際、層間絶縁膜ＩＬ１の成膜条件（温度、設定圧力など）に合うように、チャンバ内を減圧状態としつつ、温度などを調整してもよい。この減圧工程により、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内の空気も、隙間（気道）ＳＰを通して排気される。また、成膜温度まで接合体が加熱されるため、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）の周囲の構造体から脱ガスが発生する。この脱ガスも、隙間（気道）ＳＰを通して排気される。キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）の圧力がチャンバ内の圧力と同等となるまで真空引きを行う。
【００５３】
次いで、図１７に示すように、接合体の上面（キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハの裏面）に層間絶縁膜ＩＬ１を形成する（成膜工程）。層間絶縁膜ＩＬ１として、例えば、酸化シリコン膜をＣＶＤ法を用いて成膜する。成膜が開始されると接合体の上面に、層間絶縁膜ＩＬ１が順次堆積していく。この際、隙間（気道）ＳＰの周辺や隙間（気道）ＳＰの内部にも層間絶縁膜ＩＬ１が堆積する。例えば、隙間（気道）ＳＰの側壁の上部においては、庇状に層間絶縁膜ＩＬ１が堆積する（オーバーハング）。このオーバーハングＯＨにより、隙間（気道）ＳＰの上部は、層間絶縁膜ＩＬ１により塞がれる。接合体の上面の堆積膜の膜厚が所定の膜厚になると、成膜が完了する。この際、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内は、減圧状態を維持している。このようにして、接合体を気密封止することができる。
【００５４】
層間絶縁膜ＩＬ１の成膜後、成膜装置のチャンバ内から接合体を取り出し、室温（常温、２５℃）になるまで冷却する。この際、ボイル・シャルルの法則により、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内はさらに高真空となる。即ち、成膜時のチャンバの設定圧力より低い圧力となる。
【００５５】
次いで、図１８に示すように、層間絶縁膜ＩＬ１中に接続部（プラグ）ＰＬ１を形成し、また、層間絶縁膜ＩＬ１上に、配線Ｍ１を形成する。例えば、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて、固定電極（ＦＥ１、ＦＥ２）上の層間絶縁膜ＩＬ１を部分的に除去することにより接続孔（コンタクトホール）Ｃ１を形成する。次いで、接続孔Ｃ１内を含む層間絶縁膜ＩＬ１上に、導電性膜を成膜する。次いで、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて、導電性膜をパターニングすることで、配線Ｍ１を形成する。この配線Ｍ１は、例えば、固定電極ＦＥ１、ＦＥ２に信号を印加する配線となる。この後、さらに、上層の配線を形成してもよい。例えば、固定電極（ＦＥ１、ＦＥ２）と可動電極ＶＥ１、ＶＥ２との間も、配線により接続される。また、最上層の配線上に保護膜を形成してもよい。以上の工程により、本実施の形態の加速度センサを形成することができる。
【００５６】
このように、本実施の形態によれば、配線用の導電性膜の成膜工程などにおいて、熱負荷が加わった場合であっても、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）の周囲の構造体から脱ガスを抑制することができる。また、気密封止後の熱負荷により、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内の僅かな空気が膨張したとしても、上記ボイル・シャルルの法則により、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内の減圧状態は、成膜時のチャンバの設定圧力程度に留まり、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内の減圧状態を維持することができる。よって、脱ガスやその熱膨張によるリークを抑制し、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）内の減圧状態を維持することができる。
【００５７】
以下に、封止工程について、図１９〜図２２を参照しながら、さらに詳細に説明する。
【００５８】
まず、図１９に示すように、キャップ層ＣＬ、ＭＥＭＳ層ＭＬおよびベース層ＢＬが貼り合わされた接合体を成膜装置のチャンバ内のステージ（図示せず）上に搬入する。ここでは、成膜装置として、減圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ：low pressure CVD）装置を例に説明するが、他の成膜装置でもよく、例えば、ＰＶＤ（物理気相成長；Physical Vapor Deposition）装置を用いてもよい。図１９に示す減圧ＣＶＤ装置は、チャンバ（処理室）Ｃを有する。チャンバＣの周囲には、抵抗加熱ヒータＨが配置されている。チャンバＣの一方の側（ここでは、下側）にゲートバルブＧＢが設けられ、このゲートバルブＧＢの開閉により、チャンバＣ内に、処理対象物の搬入・搬出が行われる。チャンバＣには、排気用の真空ポンプＰＵが接続されている。また、チャンバＣには、ガス導入部がバルブ（弁）を介して接続されている。ここでは、Ｎ２、ＳｉＨ４およびＯ２用の３つのガス導入部が接続されている。
【００５９】
チャンバ内に接合体を搬入後、キャビティＣＶ内部が、チャンバ内の圧力と同様の圧力になるまで真空排気を行う。例えば、チャンバ内の圧力を５Ｐａとし、キャビティＣＶ内も５Ｐａになるように真空排気を行う。この際、チャンバ内は、５００℃で保持されており、キャビティ内部も５００℃程度に加熱されている（減圧工程）。
【００６０】
次いで、図２０に示すように、チャンバＣ内に成膜用のガスを導入する。例えば、ＳｉＨ４およびＯ２用の２つのガス導入部のバルブを開け、ＳｉＨ４およびＯ２をチャンバＣ内に導入し、層間絶縁膜ＩＬ１として酸化シリコン膜を形成する。他の膜を層間絶縁膜ＩＬ１として使用する場合には、その原料ガスを導入する。がス導入時において、チャンバ内の圧力は５０Ｐａ、チャンバ内の温度は、５００℃となるよう制御されている。このため、キャビティＣＶ内も５０Ｐａ、５００℃となる。
【００６１】
酸化シリコン膜の原料ガス（ＳｉＨ４およびＯ２）が導入され、図２１に示すように、接合体の上面（キャップ層ＣＬの凹部と逆側の面）に酸化シリコン膜（層間絶縁膜ＩＬ１）が形成され始める。この時、隙間（気道）ＳＰの側壁の上部においては、庇状に酸化シリコン膜が堆積する（オーバーハング）。このオーバーハングＯＨにより、隙間（気道）ＳＰの上部は、酸化シリコン膜により塞がれる。この際、キャビティＣＶ内は、チャンバ内と同様に、５０Ｐａ、５００℃である。このように、酸化シリコン膜の堆積が進むにつれ、隙間（気道）ＳＰの上部が酸化シリコン膜により塞がれ、さらに、接合体の上面上の酸化シリコン膜の膜厚が大きくなる。
【００６２】
次いで、図２２に示すように、酸化シリコン膜（層間絶縁膜ＩＬ１）が所定の膜厚となった後に、ガス導入部のバルブを閉め、チャンバＣ内に残存する原料ガス（ＳｉＨ４およびＯ２）を排気する。チャンバＣ内のガスの排気後、チャンバ内の圧力は、例えば、５Ｐａ、チャンバＣ内の温度は、５００℃となるが、キャビティＣＶ内は、５０Ｐａ、５００℃で気密封止された状態のままとなる。
【００６３】
次いで、上面に層間絶縁膜ＩＬ１が形成された接合体（図３参照）を、減圧ＣＶＤ装置から搬出する。この際、装置の外部は、大気圧（１０１３ｈＰａ＝１０１３００Ｐａ）、室温（２５℃）であるのため、キャビティＣＶの内部は、５００℃から２５℃まで冷却されることとなる。冷却された結果、ボイル・シャルルの法則により、キャビティＣＶ内の圧力が減少し、例えば、２０Ｐａ程度となる。
【００６４】
この後、前述したように、接続部ＰＬ１、配線Ｍ１や保護膜などを形成することで、加速度センサを形成することができる。
【００６５】
なお、上記工程においては、成膜条件を５０Ｐａ、５００℃としたが、他の条件としてもよい。例えば、成膜条件として、成膜圧力Ｐｒ１、成膜温度Ｔｅ１とし、加速度センサの完成後の圧力（封止圧力、製品内圧力）、温度（封止温度、使用温度）を、それぞれＰｒ２、成膜温度Ｔｅ２とする。圧力と温度の比（圧力／温度）を、それぞれＰｒ１／Ｔｅ１、Ｐｒ２／Ｔｅ２とした場合、所望のＰｒ２／Ｔｅ２を満たすように、Ｐｒ２／Ｔｅ２≧Ｐｒ１／Ｔｅ１の範囲（但し、Ｐｒ２＝Ｐｒ１かつＴｅ２＝Ｔｅ１の場合を除く）で、Ｐｒ１／Ｔｅ１を設定すればよい。なお、上記工程においては、例えば、Ｐｒ１＝５０Ｐａ、Ｔｅ１＝５００℃、Ｐｒ２＝２０Ｐａ、Ｔｅ２＝２５℃である。
【００６６】
上記工程により形成された加速度センサは、前述したとおり、キャビティＣＶ内の減圧状態を維持することができるため、高感度でばらつきの小さい加速度センサとして動作させることが可能となる。
【００６７】
図２３は、加速度センサの封止圧力と機械雑音との関係を示すグラフである。横軸は、封止圧力（Ｐａ）、縦軸は、機械雑音（ｎｇ／√Ｈｚ）を示す。グラフ（ａ）は、質量体に開口部を設けない構成の場合（（ａ）穴なし）、グラフ（ｂ）は、質量体に粗いスリット状の開口部を設けた構成の場合（（ｂ）スリット粗）、グラフ（ｃ）は、質量体に密なスリット状の開口部を設けた構成の場合（（ｃ）スリット密）、グラフ（ｄ）は、質量体にホール状の開口部を設けた構成の場合（（ｄ）ホール）を示す。
【００６８】
このように、いずれの構成の場合においても、封止圧力を小さくするほど、機械雑音が小さくなることがわかる。よって、本実施の形態においては、キャビティＣＶ内の減圧状態を維持することができ、また、成膜条件（圧力、温度）の調整により、容易に封止圧力を小さくすることができ、機械雑音を低減することができる。この結果、Ｓ／Ｎ比を向上することができ、高感度でばらつきの小さい加速度センサを実現することができる。
【００６９】
図２４〜図２９は、比較例の加速度センサの製造工程を示す断面図である。例えば、溝Ｇ１（貫通孔ＴＨ１）に幅広部ＷＰを設けず、図２４に示すように、単に、溝Ｇ１を絶縁膜ＩＦ１およびポリシリコンＰで埋め込むことも可能である。このような場合、埋め込んだ膜の中心近傍にシームＳＥが形成されやすい。このようなシームＳＥが形成されると、封止時において、シームＳＥがリークパスとなってしまい、気密性が低下する。その結果、加速度センサの感度が低下してしまう。
【００７０】
さらに、このようなシームＳＥの連続性を溝Ｇ１（貫通孔ＴＨ１）の内部において断つために次のような溝の埋め込み工程も考えられる。
【００７１】
例えば、ベース層ＢＬとなるシリコンウエハの表面および溝Ｇ１の内部に、絶縁膜ＩＦ１およびポリシリコンＰを順次形成する。この工程により、溝Ｇ１が絶縁膜ＩＦ１およびポリシリコンＰにより埋め込まれる（図２４）。このような埋め込み方法によれば、シームＳＥが生じ得る。
【００７２】
次いで、ポリシリコンＰを溝Ｇ１の途中までエッチバックする。これにより、溝Ｇ１の上部に空間が生じる（図２５）。次いで、絶縁膜ＩＦ１上および溝Ｇ１内のポリシリコンＰ上に、ポリシリコンＰ２を形成する（図２６）。この際、溝Ｇ１内のポリシリコンＰ上において、シームＳＥを塞ぐようにポリシリコンＰ２が形成される。よって、ポリシリコンＰ２の成膜時に新たにシームＳＥが形成されたとしても、ポリシリコンＰ部のシームＳＥとポリシリコンＰ２部のシームＳＥとの連続性はなくなる。次いで、ポリシリコンＰ２を絶縁膜ＩＦ１が露出するまでエッチバックにより除去する（図２７）。
【００７３】
次いで、ベース層上にＭＥＭＳ層が形成された基板である接合基板Ｓ１上に、キャップ層ＣＬを、ウエハ接合技術を用いて貼り合わせる（図２８）。この貼り合わせは、減圧雰囲気下で行われる。その際、前述したように、シームＳＥの連続性がないため、シームＳＥがリークパスとならず、キャビティＣＶの減圧状態はある程度確保される。次いで、キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハの裏面を、溝Ｇ１内のポリシリコンＰが露出するように、Ｂ−Ｂ部まで研磨する（図２９）。
【００７４】
しかしながら、このような比較例の溝Ｇ１の埋め込み構造（ＴＳＶ構造）においては、後述する脱ガスによりキャビティＣＶの圧力が上昇し得る。即ち、上記貼り合わせ時の熱負荷や、貼り合わせ後の熱負荷（例えば、配線Ｍ１を構成する導電性膜の成膜時の処理温度）などにより、キャビティＣＶの周囲の構造体から脱ガスが発生する（図２９）。この脱ガスにより、キャビティＣＶの圧力が上昇し、また、気密性が低下してしまう。
【００７５】
これに対し、本実施の形態においては、脱ガスを減圧工程により、隙間（気道）ＳＰを介して排気することができる（減圧工程）。また、隙間（気道）ＳＰは、その上部に形成される層間絶縁膜の形成時により、自ずと塞がり、さらに、層間絶縁膜の形成時の減圧条件や温度条件を利用し、隙間（気道）ＳＰが塞がった後のキャビティ内の圧力を容易に調整することができる。このように、複雑な工程を得ることなく、簡易な工程で、キャビティ内の気密性を高めるとともに、その気密の程度を調整することができる。その結果、加速度センサの高感度化を図ることができる。また、加速度センサの感度のばらつきを低減することができる。
【００７６】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、図３等に示す上記実施の形態１の加速度センサの構成の応用例について説明する。
【００７７】
（応用例１）
上記実施の形態１（図３）においては、隙間（気道）ＳＰの上部を層間絶縁膜ＩＬ１で塞いだが、隙間（気道）ＳＰの上部を層間絶縁膜ＩＬ１とは異なる膜で塞いでもよい。
【００７８】
［構造説明］
図３０は、本実施の形態の応用例１の加速度センサの構成を示す断面図である。なお、隙間（気道）ＳＰの上部を埋め込む膜以外の構成は、実施の形態１の場合とほぼ同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
図３０に示すように、幅広部（ＷＰ）のポリシリコンＰ中の隙間（気道）ＳＰには、ポリシリコンＰ２が配置されている。よって、貫通孔ＴＨ１の幅広部（ＷＰ）の断面においては、絶縁膜ＩＦ１、ポリシリコンＰ、ポリシリコンＰ２、ポリシリコンＰ、絶縁膜ＩＦ１の順に配置されている。
【００８０】
そして、貫通孔ＴＨ１により囲まれた固定電極ＦＥ１、ＦＥ２上には、層間絶縁膜ＩＬ１が配置されている。
【００８１】
［製法説明］
次いで、隙間（気道）ＳＰを層間絶縁膜ＩＬ１とは異なる膜（例えば、ポリシリコンＰ２）で塞ぐ工程について説明する。
【００８２】
まず、実施の形態１の図１６を参照しながら説明したように、接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとが貼り合わされた接合体を、減圧ＣＶＤ装置などの成膜装置のチャンバＣ内に搬送し、チャンバＣ内を減圧状態とする（減圧工程）。この際、ポリシリコンＰ２の成膜条件（温度、設定圧力など）に合うように、チャンバＣ内を減圧状態としつつ、温度などを調整してもよい。この減圧工程により、キャビティＣＶ内の空気も、隙間（気道）ＳＰを通して排気される。また、成膜温度まで接合体が加熱されるため、キャビティＣＶ（ＣＶ１、ＣＶ２）の周囲の構造体から脱ガスが発生する。この脱ガスも、隙間（気道）ＳＰを通して排気される。キャビティＣＶの圧力がチャンバ内の圧力と同等となるまで真空引きを行う。例えば、チャンバ内の圧力を５Ｐａとし、キャビティＣＶ内も５Ｐａになるように真空排気を行う。
【００８３】
次いで、接合体の上面（キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハの裏面）にポリシリコンＰ２を形成する（成膜工程）。成膜が開始されると接合体の上面に、ポリシリコンＰ２が順次堆積していく。この際、キャビティＣＶ内は、減圧状態を維持しており、キャビティＣＶ内は、チャンバ内と同様に、５０Ｐａ、５００℃である。そして、ポリシリコンＰ２の堆積が進むにつれ、隙間（気道）ＳＰの周辺や隙間（気道）ＳＰの内部にもポリシリコンＰ２が堆積する。例えば、隙間（気道）ＳＰの側壁の上部においては、庇状にポリシリコンＰ２が堆積する（オーバーハング）。このオーバーハングにより、隙間（気道）ＳＰの上部は、ポリシリコンＰ２により塞がれる。さらに、接合体の上面にも、ポリシリコンＰ２が堆積する。
【００８４】
次いで、ガス導入部のバルブを閉め、チャンバＣ内に残存するポリシリコンＰ２用の原料ガスを排気する。チャンバＣ内のガスの排気後、チャンバ内の圧力は、例えば、５Ｐａ、チャンバＣ内の温度は、５００℃となるが、キャビティＣＶ内は、５０Ｐａ、５００℃で気密封止された状態のままとなる。
【００８５】
次いで、減圧ＣＶＤ装置から接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとが貼り合わされた接合体を搬出する。この際、装置の外部は、大気圧、室温（約２５℃）であるのため、キャビティＣＶの内部は、５００℃から２５℃まで冷却されることとなる。冷却された結果、ボイル・シャルルの法則により、キャビティＣＶ内の圧力が減少し、例えば、２０Ｐａ程度となる。
【００８６】
次いで、接合体の上面に形成されたポリシリコンＰ２を、固定電極ＦＥ１、ＦＥ２が露出するまでエッチバックにより除去する。
【００８７】
次いで、接合体の上面に、層間絶縁膜ＩＬ１として例えば酸化シリコン膜をＣＶＤ法などを用いて形成する。この後、実施の形態１の場合と同様にして、接続部ＰＬ１、配線Ｍ１や保護膜などを形成することで、加速度センサを形成することができる。
【００８８】
このように、本応用例においても、実施の形態１で説明したように、複雑な工程を得ることなく、簡易な工程で、キャビティ内の気密性を高めるとともに、その気密の程度を調整することができる。その結果、加速度センサの高感度化を図ることができる。また、加速度センサの感度のばらつきを低減することができる。
【００８９】
また、本応用例においても、実施の形態１で説明したように、成膜条件は、５０Ｐａ、５００℃に限定されず、他の条件としてもよい。例えば、成膜条件として、成膜圧力Ｐｒ１、成膜温度Ｔｅ１とし、加速度センサの完成後の圧力（封止圧力、製品内圧力）、温度（封止温度、使用温度）を、それぞれＰｒ２、成膜温度Ｔｅ２とする。圧力と温度の比（圧力／温度）を、それぞれＰｒ１／Ｔｅ１、Ｐｒ２／Ｔｅ２とした場合、所望のＰｒ２／Ｔｅ２を満たすように、Ｐｒ２／Ｔｅ２≧Ｐｒ１／Ｔｅ１の範囲（但し、Ｐｒ２＝Ｐｒ１かつＴｅ２＝Ｔｅ１の場合を除く）で、Ｐｒ１／Ｔｅ１を設定すればよい。
【００９０】
（応用例２）
実施の形態１の図５においては、質量体ＭＳ１、ＭＳ２を貫通する複数の開口部の記載を省略したが、例えば、図３１に示すように、質量体ＭＳ１、ＭＳ２を貫通する複数の開口部ＯＰ１、ＯＰ２を設けてもよい。図３１は、本実施の形態の応用例２の加速度センサのＭＥＭＳ層の構成を示す平面図である。図３１は、ＭＥＭＳ層ＭＬを上面から見た平面図である。
【００９１】
図３１に示すように、本応用例のＭＥＭＳ層ＭＬには、質量体ＭＳ１、ＭＳ２を有する。これらの間の固定部ＦＵは、ベース層ＢＬの凸部とキャップ層ＣＬの凸部とで、挟持される部分である。質量体ＭＳ１は、キャビティ（ＣＶ１）内に配置され、質量体ＭＳ２は、キャビティ（ＣＶ２）内に配置される。
【００９２】
ここで、質量体ＭＳ１には、複数の開口部ＯＰ１が形成されており、質量体ＭＳ２には、複数の開口部ＯＰ２が形成されている。開口部ＯＰ１、ＯＰ２の平面形状（上面から見た形状）は、略矩形状（略正方形状、ホール状）であるが、開口部ＯＰ１の大きさは、開口部ＯＰ２の大きさよりも小さい。なお、質量体ＭＳ１において、開口部ＯＰ１は、縦に８個、横に８個、所定の間隔をおいて配置されている。また、質量体ＭＳ２において、開口部ＯＰ２は、縦に４個、横に３個、所定の間隔をおいて配置されている。
【００９３】
なお、実施の形態１や本実施の形態２においては、固定部ＦＵの両側に可動電極ＶＥ１、ＶＥ２を有する、いわゆる“シーソ構造”を採用している。
【００９４】
このような構成によれば、ｚ方向の加速度が印加された場合の第１可変容量（可動電極ＶＥ１と固定電極ＦＥ１間の容量）の容量変化と、第２可変容量（可動電極ＶＥ２と固定電極ＦＥ２間の容量）の容量変化とが逆特性となる。すなわち、第１可変容量の静電容量が増加する場合、第２可変容量の静電容量が減少する一方、第１可変容量の静電容量が減少する場合、第２可変容量の静電容量が増加する。この結果、シーソ構造の加速度センサによれば、以下に示す利点を得ることができる。
【００９５】
例えば、第１入力端子と第２入力端子との間に第１可変容量と第２可変容量とを直列接続し、第１可変容量と第２可変容量との接続部分（接続ノード）にＣＶ変換部を接続する構成を考える。まず、第１入力端子と第２入力端子に、それぞれ１８０°位相の異なる逆位相の変調信号を印加する。ここで、加速度が印加されていない場合の第１可変容量の静電容量を「Ｃ１」とし、加速度が印加されていない場合の第２可変容量の静電容量を「Ｃ２」とする。そして、加速度が印加された場合、第１可変容量の静電容量が「Ｃ１＋ΔＣ１」に増加する一方、第２可変容量の静電容量が「Ｃ２−ΔＣ２」に減少するとする。この場合、第１入力端子と第２入力端子とに互いに逆位相の変調信号（Ｖ）が印加されているため、第１可変容量には、Ｑ１＝（Ｃ１＋ΔＣ１）Ｖの電荷が蓄積される。一方、第２可変容量には、Ｑ２＝−（Ｃ２−ΔＣ２）Ｖの電荷が蓄積される。したがって、第１可変容量と第２可変容量全体での電荷移動量は、（Ｃ１＋ΔＣ１）Ｖ−（Ｃ２−ΔＣ２）Ｖ＝（Ｃ１−Ｃ２）Ｖ＋（ΔＣ１＋ΔＣ２）Ｖとなる。つまり、第１入力端子と第２入力端子とに互いに逆位相の変調信号が印加されている場合には、第１可変容量の静電容量「Ｃ１」と第２可変容量の静電容量を「Ｃ２」とが差分されて、電荷移動量には、加速度に起因する容量変化（ΔＣ１＋ΔＣ２）の成分の割合が大きくなる。よって、電荷移動量において、加速度に起因する容量変化（ΔＣ１＋ΔＣ２）とは無関係な静電容量「Ｃ１」や静電容量「Ｃ２」の影響が低減される（Ｃ１−Ｃ２となる）。この結果、信号に含まれる加速度に起因する容量変化（ΔＣ１＋ΔＣ２）の成分を大きくすることができる。これにより、加速度の検出感度を向上することができる。
【００９６】
また、質量体ＭＳ１の質量と、質量体ＭＳ２の質量とに差があってもよい。例えば、開口部ＯＰ１と開口部ＯＰ２の大きさや個数を調整することにより、質量体ＭＳ１と質量体ＭＳ２との間に質量差が生じる。この結果、例えば、＋ｚ方向に加速度が印加されると、より重い質量体（例えば、ＭＳ１）が−ｚ方向に変位する、一方、より軽い質量体（例えば、ＭＳ２）が＋ｚ方向に変位して、シーソ動作をすることになり、加速度の検出感度を向上することができる。
【００９７】
（応用例３）
本応用例においては、隙間ＳＰを埋める膜の種類とその成膜条件の一例について説明する。
【００９８】
例えば、酸化シリコン膜は、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４を原料ガスとした減圧ＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、２０〜２００Ｐａ、成膜温度は、６５０〜７５０℃である。
【００９９】
例えば、酸化シリコン膜は、ＳｉＨ４およびＮ２Ｏを原料ガスとしたプラズマＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、３０〜５００Ｐａ、成膜温度は、２５０〜４００℃である。
【０１００】
例えば、酸化シリコン膜は、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４およびＯ２を原料ガスとしたプラズマＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、３０〜７００Ｐａ、成膜温度は、３５０〜４５０℃である。
【０１０１】
例えば、窒化シリコン膜は、ＳｉＨ２Ｃｌ２およびＮＨ３を原料ガスとした減圧ＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、２０〜２００Ｐａ、成膜温度は、６５０〜８００℃である。
【０１０２】
例えば、窒化シリコン膜は、ＳｉＨ４およびＮＨ３を原料ガスとしたプラズマＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、３０〜５００Ｐａ、成膜温度は、２５０〜４００℃である。
【０１０３】
例えば、ＰＳＧ膜は、ＳｉＨ４、ＰＨ３およびＯ２を原料ガスとした常圧ＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、常圧（大気圧）、成膜温度は、３５０〜４５０℃である。
【０１０４】
例えば、ＢＰＳＧ膜は、ＳｉＨ４、ＰＨ３、Ｂ２Ｈ６およびＯ２を原料ガスとした常圧ＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、常圧（大気圧）、成膜温度は、３５０〜４５０℃である。
【０１０５】
例えば、ポリシリコン膜は、ＳｉＨ４を原料ガスとした減圧ＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、２０〜２００Ｐａ、成膜温度は、５５０〜６５０℃である。
【０１０６】
例えば、リンドープのポリシリコン膜は、ＳｉＨ４およびＰＨ３を原料ガスとした減圧ＣＶＤにより成膜することができる。成膜圧力は、２０〜２００Ｐａ、成膜温度は、５５０〜６５０℃である。
【０１０７】
この他、隙間ＳＰを埋める膜として、ＴＥＯＳ膜やＡｌ合金膜を用いてもよい。ＴＥＯＳ膜は、プラズマＣＶＤにより、また、Ａｌ合金膜は、ＰＶＤにより形成することができる。
【０１０８】
（実施の形態３）
実施の形態１、２においては、いわゆる“シーソ構造”の加速度センサの場合について説明したが、本実施の形態においては、いわゆる“片持ち構造”の加速度センサの場合について説明する。
【０１０９】
［構造説明］
図３２および図３３は、本実施の形態の加速度センサの構成を示す平面図および断面図である。例えば、図３２のＡ−Ａ断面部が、図３３に対応する。また、図３４は、本実施の形態の加速度センサのＭＥＭＳ層の構成を示す平面図である。図３４は、ＭＥＭＳ層ＭＬを上面から見た平面図である。
【０１１０】
図３３に示すように、本実施の加速度センサは、３つの層（キャップ層ＣＬ、ＭＥＭＳ層ＭＬ、ベース層ＢＬ）を有する。キャップ層ＣＬとベース層ＢＬは、凹部を有し、本実施の加速度センサは、キャップ層ＣＬとベース層ＢＬとで、ＭＥＭＳ層ＭＬに設けられている質量体ＭＳを挟み込む構成となっている。
【０１１１】
図３３に示すように、ベース層ＢＬは、キャビティＣＶとなる凹部を有する。この凹部の端部（図３３においては、左端）の凸部は、ＭＥＭＳ層ＭＬの固定部ＦＵと接合される箇所となる。また、凹部の外周は、ＭＥＭＳ層ＭＬと接合される枠部（フレーム）となる。ベース層ＢＬは、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。そして、上記凹部は、例えば、シリコンをエッチングすることにより形成することができる。
【０１１２】
図３３および図３４に示すように、ＭＥＭＳ層ＭＬは、質量体ＭＳを有する。また、ＭＥＭＳ層ＭＬは、固定部ＦＵを有する。この固定部ＦＵは、ベース層ＢＬの凸部と後述するキャップ層ＣＬの凸部とで、挟持される部分である。質量体ＭＳは、キャビティＣＶ内に配置される。なお、図３４に示すように、質量体ＭＳに、質量体ＭＳを貫通する複数の開口部ＯＰを設けてもよい。ここでは、質量体ＭＳに、略矩形状の開口部ＯＰが、縦に８個、横に１４個、所定の間隔をおいて配置されている。このように、質量体ＭＳに開口部を設けることで、空気抵抗を減らすことができ、機械的なノイズを低減することができる。ＭＥＭＳ層ＭＬは、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。そして、ＭＥＭＳ層ＭＬの加工は、例えば、シリコンをエッチングすることにより行うことができる。また、この質量体ＭＳの一端は、ベース層ＢＬの凸部と後述するキャップ層ＣＬの凸部とで、挟持されているが、その他端は固定されておりず、図３３および図３４のｚ方向に変位可能となっている。
【０１１３】
また、質量体ＭＳは、導電性を有するシリコンから形成され、かつ、ｚ方向に変位可能であることから、可動電極ＶＥとしても機能する。したがって、本実施の形態における加速度センサでは、ベース層ＢＬ上に形成された固定電極ＦＥと、ＭＥＭＳ層ＭＬに形成された質量体ＭＳ（可動電極ＶＥ）とによって、静電容量が形成されることになる。
【０１１４】
キャップ層ＣＬは、キャビティＣＶとなる凹部を有する。この凹部の端部（図３３においては、左端）の凸部は、質量体ＭＳの固定部ＦＵと接着される箇所となる。また、キャップ層ＣＬは、固定電極ＦＥを有する。固定電極ＦＥは、キャビティＣＶとなる凹部の底部に配置される。なお、キャップ層ＣＬは、上記凹部が下側となるように、ＭＥＭＳ層ＭＬと接着されるため、上記固定電極ＦＥは、加速度センサの上面側に配置される。
【０１１５】
図３２および図３３に示すように、固定電極ＦＥは、貫通孔ＴＨ１で囲まれ、他の領域と電気的に分離されている。貫通孔ＴＨ１の両側には、絶縁膜ＩＦ１が埋め込まれ、絶縁膜ＩＦ１の内部には、ポリシリコンＰが埋め込まれている。
【０１１６】
ここで、図３２に示すように、貫通孔ＴＨ１の幅は均一ではなく、一部に幅広部（特異点）ＷＰを有する。具体的には、貫通孔ＴＨ１の幅広部ＷＰは、その幅が“ＷＴＨ１Ｗ”であり、他の部分においては、その幅が“ＷＴＨ１”であり、ＷＴＨ１Ｗ＞ＷＴＨ１の関係がある。
【０１１７】
このため、貫通孔ＴＨ１において、幅広部ＷＰ以外の領域においては、貫通孔ＴＨ１の内部が上記絶縁膜ＩＦ１やポリシリコンＰにより埋め込まれているのに対し、幅広部ＷＰにおいては、ポリシリコンＰ中に、隙間（気道）ＳＰが配置されている。よって、貫通孔ＴＨ１の断面においては、一方の側から、絶縁膜ＩＦ１、ポリシリコンＰ、ポリシリコンＰ、絶縁膜ＩＦ１の順に配置されている。これに対し、貫通孔ＴＨ１の幅広部ＷＰの断面においては、絶縁膜ＩＦ１、ポリシリコンＰ、隙間ＳＰ、ポリシリコンＰ、絶縁膜ＩＦ１の順に配置されている。
【０１１８】
そして、貫通孔ＴＨ１により囲まれた固定電極ＦＥ上には、層間絶縁膜ＩＬ１が配置されている。そして、この層間絶縁膜ＩＬ１の一部は、上記幅広部ＷＰの隙間ＳＰに入り込んでいる。言い換えれば、上記幅広部ＷＰの隙間ＳＰは、層間絶縁膜ＩＬ１により埋め込まれている。
【０１１９】
［動作説明］
本実施の形態の加速度センサは、実施の形態１の場合と同様に、ｚ方向に印加される加速度を、可動電極ＶＥと固定電極ＦＥからなる可変容量の容量変化として捉える。
【０１２０】
［製造方法］
本実施の形態の加速度センサは、実施の形態１と同様の工程で形成することができる。
【０１２１】
即ち、ベース層ＢＬとなるシリコンウエハに、キャビティＣＶとなる凹部を形成する。
【０１２２】
次いで、ベース層ＢＬ上に、ＭＥＭＳ層ＭＬとなるシリコンウエハを貼り合わせ、薄膜化し、パターニングする（図３４参照）。これにより、ベース層ＢＬ上にＭＥＭＳ層ＭＬが形成された接合基板を形成することができる。
【０１２３】
次いで、キャップ層ＣＬを形成し、さらに、上記接合基板にキャップ層ＣＬを貼り合わせ、封止する。
【０１２４】
例えば、キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハに、キャビティＣＶとなる凹部を形成し、さらに、その凹部の底面に、貫通孔ＴＨ１となる溝を形成する。溝（貫通孔ＴＨ１）は、略矩形の固定電極ＦＥの形成領域を囲むように略矩形環状に設けられる。溝（貫通孔ＴＨ１）の幅は均一ではなく、一部に幅広部ＷＰを有する（図３２参照）。
【０１２５】
次いで、溝の底面や側面を含むシリコンウエハの表面に絶縁膜ＩＦ１を形成する。これにより、溝の底面や側面に絶縁膜ＩＦ１が形成され、幅ＷＴＨ１Ｗの溝の部分には、幅ＷＴＨ２Ｗの溝が形成され、幅ＷＴＨ１の溝の部分には、幅ＷＴＨ２の溝が形成される。幅ＷＴＨ２Ｗ＞幅ＷＴＨ２の関係となる。
【０１２６】
次いで、幅ＷＴＨ２Ｗの溝および幅ＷＴＨ２の溝の内部を含む絶縁膜ＩＦ１上に、例えば、ポリシリコンＰを形成する。この際、ポリシリコンＰの膜厚を、幅ＷＴＨ２の溝の部分は埋まるが、幅ＷＴＨ２Ｗの溝の部分は埋まらない程度の膜厚とする。これにより、幅ＷＴＨ２Ｗの溝の部分には、ポリシリコンＰで埋め込まれていない隙間（気道）ＳＰが形成される。
【０１２７】
次いで、シリコンウエハの表面のポリシリコンＰおよび絶縁膜ＩＦ１をエッチング技術を用いて、エッチバックする。
【０１２８】
以上の工程により、接合基板Ｓ１へ貼り合わせるためのキャップ層ＣＬが形成される。次いで、ベース層ＢＬ上にＭＥＭＳ層ＭＬが形成された基板である接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとを貼り合わせる。この際、チャンバ内を減圧状態（好ましくは、真空状態）とすることで、キャビティＣＶ内が、大気圧よりも十分に低い圧力の気体で充満されることとなる。
【０１２９】
次いで、キャップ層ＣＬとなるシリコンウエハの裏面を、溝（貫通孔ＴＨ１）内のポリシリコンＰが露出するまで、研磨する。この際、この研磨により溝内の隙間（気道）ＳＰが露出する。この隙間（気道）ＳＰが、リークパスとなりキャビティＣＶ内が大気圧となる。また、この研磨により、固定電極ＦＥが形成される。
【０１３０】
次いで、接合基板Ｓ１とキャップ層ＣＬとが貼り合わされた接合体のキャビティＣＶ内を減圧状態とした後、接合体の上面に層間絶縁膜ＩＬ１を形成する。まず、チャンバ内を減圧状態とする（減圧工程）。次いで、接合体の上面に層間絶縁膜ＩＬ１を形成する（成膜工程）。層間絶縁膜ＩＬ１として、例えば、酸化シリコン膜をＣＶＤ法を用いて成膜する。成膜が開始されると接合体の上面に、層間絶縁膜ＩＬ１が順次堆積する。この際、隙間（気道）ＳＰの上部は、層間絶縁膜ＩＬ１により塞がれる（ＯＨ部参照）。
【０１３１】
層間絶縁膜ＩＬ１の成膜後、成膜装置のチャンバ内から接合体を取り出し、室温になるまで冷却される。この際、ボイル・シャルルの法則により、キャビティＣＶ内はさらに高真空となる。即ち、成膜時のチャンバの設定圧力より低い圧力となる。
【０１３２】
次いで、層間絶縁膜ＩＬ１中に接続部（ＰＬ１）を形成し、また、層間絶縁膜ＩＬ１上に、配線（Ｍ１）を形成する。以上の工程により、本実施の形態の加速度センサを形成することができる。
【０１３３】
このように、本実施の形態においても、実施の形態１で説明したように、複雑な工程を得ることなく、簡易な工程で、キャビティ内の気密性を高めるとともに、その気密の程度を調整することができる。その結果、加速度センサの高感度化を図ることができる。また、加速度センサの感度のばらつきを低減することができる。
【０１３４】
また、本実施の形態においても、実施の形態１で説明したように、成膜条件は、５０Ｐａ、５００℃に限定されず、他の条件としてもよい。例えば、成膜条件として、成膜圧力Ｐｒ１、成膜温度Ｔｅ１とし、加速度センサの完成後の圧力（封止圧力、製品内圧力）、温度（封止温度、使用温度）を、それぞれＰｒ２、成膜温度Ｔｅ２とする。圧力と温度の比（圧力／温度）を、それぞれＰｒ１／Ｔｅ１、Ｐｒ２／Ｔｅ２とした場合、所望のＰｒ２／Ｔｅ２を満たすように、Ｐｒ２／Ｔｅ２≧Ｐｒ１／Ｔｅ１の範囲（但し、Ｐｒ２＝Ｐｒ１かつＴｅ２＝Ｔｅ１の場合を除く）で、Ｐｒ１／Ｔｅ１を設定すればよい。
【０１３５】
また、本実施の形態においても、実施の形態２の応用例１で説明したように、隙間（気道）ＳＰを層間絶縁膜ＩＬ１とは異なる膜（例えば、ポリシリコンＰ２）で塞いでもよい。
【０１３６】
また、図３４に示す質量体ＭＳにおいては、略矩形状のＭＥＭＳ層ＭＬの短辺に沿って固定部ＦＵを設けたが、略矩形状のＭＥＭＳ層ＭＬの長辺に沿って固定部ＦＵを設けてもよい。また、図３４に示す質量体ＭＳにおいては、略矩形状の開口部ＯＰを設けたが、質量体ＭＳに、スリット状の開口部ＯＰを設けてもよい。図３５は、本実施の形態の加速度センサのＭＥＭＳ層の他の構成を示す平面図である。図３５は、ＭＥＭＳ層ＭＬを上面から見た平面図である。
【０１３７】
図３５においては、質量体ＭＳに、スリット状の開口部ＯＰ（ＳＬ）が、縦に１３個、横に２個、所定の間隔をおいて配置されている。このように、開口部の形状や粗密は、適宜変更することができる（図２３参照）。
【０１３８】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１３９】
上記実施の形態においては、キャビティとなる凹部を形成した後、ＴＳＶを形成したが、ＴＳＶを形成した後、キャビティとなる凹部を形成してもよい。
【０１４０】
上記実施の形態では、慣性センサの一例として、加速度センサを例に挙げて説明したが、例えば、質量体と固定電極を有する角速度センサにおいても、上記実施の形態の構成や製法を適用することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
ＡＳ  加速度センサ
ＢＬ  ベース層
ＢＵＤ１  境界
ＢＵＤ２  境界
Ｃ  チャンバ
Ｃ１  接続孔
ＣＬ  キャップ層
ＣＶ  キャビティ
ＣＶ１  キャビティ
ＣＶ２  キャビティ
ＦＥ  固定電極
ＦＥ１  固定電極
ＦＥ２  固定電極
ＦＵ  固定部
Ｇ１  溝
ＧＢ  ゲートバルブ
ＧＮＤ  地表
Ｈ  抵抗加熱ヒータ
ＩＦ１  絶縁膜
ＩＬ１  層間絶縁膜
Ｍ１  配線
ＭＬ  ＭＥＭＳ層
ＭＳ  質量体
ＭＳ１  質量体
ＭＳ２  質量体
ＯＡ１  開口部
ＯＡ２  開口部
ＯＨ  このオーバーハング
ＯＰ  開口部
ＯＰ１  開口部
ＯＰ２  開口部
Ｐ  ポリシリコン
ＰＬ１  接続部
ＰＵ  真空ポンプ
Ｐ２  ポリシリコン
Ｓ１  接合基板
ＳＥ  シーム
ＳＰ  隙間（気道）
ＴＨ１  貫通孔
ＴＨ２  貫通孔
ＶＥ  可動電極
ＶＥ１  可動電極
ＶＥ２  可動電極
ＷＰ  幅広部
ＷＴＨ１  幅
ＷＴＨ１Ｗ  幅
ＷＴＨ２  幅
ＷＴＨ２Ｗ  幅
【図１】
0006401728.tif 000002
【図２】
0006401728.tif 000003
【図３】
0006401728.tif 000004
【図４】
0006401728.tif 000005
【図５】
0006401728.tif 000006
【図６】
0006401728.tif 000007
【図７】
0006401728.tif 000008
【図８】
0006401728.tif 000009
【図９】
0006401728.tif 000010
【図１０】
0006401728.tif 000011
【図１１】
0006401728.tif 000012
【図１２】
0006401728.tif 000013
【図１３】
0006401728.tif 000014
【図１４】
0006401728.tif 000015
【図１５】
0006401728.tif 000016
【図１６】
0006401728.tif 000017
【図１７】
0006401728.tif 000018
【図１８】
0006401728.tif 000019
【図１９】
0006401728.tif 000020
【図２０】
0006401728.tif 000021
【図２１】
0006401728.tif 000022
【図２２】
0006401728.tif 000023
【図２３】
0006401728.tif 000024
【図２４】
0006401728.tif 000025
【図２５】
0006401728.tif 000026
【図２６】
0006401728.tif 000027
【図２７】
0006401728.tif 000028
【図２８】
0006401728.tif 000029
【図２９】
0006401728.tif 000030
【図３０】
0006401728.tif 000031
【図３１】
0006401728.tif 000032
【図３２】
0006401728.tif 000033
【図３３】
0006401728.tif 000034
【図３４】
0006401728.tif 000035
【図３５】
0006401728.tif 000036