(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電極膜と前記２つの電極膜に接合されている圧電膜とを含む膜の自由端を有する積層構造体であるビーム部と、
膜からなり導電性を有し接地され前記ビーム部に沿う形状を有する保護部と、
前記ビーム部と前記保護部とが固定されている支持部と、
を備え、
前記保護部は前記ビーム部を構成する膜の一部または全部と同一層のめっき膜からなり、
前記保護部はそれぞれが前記支持部の縁から前記ビーム部よりも長く突出している複数の棒状部からなる、
モーションセンサ。
【請求項２】
２つの電極膜と前記２つの電極膜に接合されている圧電膜とを含む膜の自由端を有する積層構造体であるビーム部と、
膜からなり導電性を有し接地され前記ビーム部に沿う形状を有する保護部と、
前記ビーム部と前記保護部とが固定されている支持部と、
を備え、
前記支持部を形成するためのエッチング液を通すための通孔が前記保護部に形成されている、
モーションセンサ。
【請求項３】
前記ビーム部はおもりを有する、
請求項１または２に記載のモーションセンサ。
【請求項４】
前記保護部は、それぞれが前記支持部の縁から前記ビーム部よりも長く突出している複数の棒状部からなる、
請求項２に記載のモーションセンサ。
【請求項５】
前記保護部は前記ビーム部を平面視において囲むＵ字形状を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のモーションセンサ。
【請求項６】
前記支持部は前記ビーム部の下方に凹部を有し、
前記保護部は前記凹部をまたいで前記支持部に両端が固定されている、
請求項２に記載のモーションセンサ。
【請求項７】
前記圧電膜はポリ尿素膜である、
請求項１から６のいずれか一項に記載のモーションセンサ。
【請求項８】
電極膜と前記電極膜に接合されている圧電膜とを含む膜の自由端を有する積層構造体であるビーム部の一部または全部となる複層膜を下地の線形状の第一領域上に形成するとともに、前記第一領域に沿った前記下地の第二領域上に前記複層膜の少なくとも一部と同一層の膜からなり導電性を有する保護部を形成し、
前記第一領域の一部と前記第二領域とにおいて前記複層膜と前記保護部とに接している前記下地の少なくとも表層を除去することにより、前記下地の残部を含むとともに前記ビーム部および前記保護部を固定するための支持部と前記ビーム部との間の空隙と、前記支持部と前記保護部との間の空隙とを形成し、
前記保護部を接地する、
ことを含むモーションセンサの製造方法。
【請求項９】
前記下地は表面に凹部を有する基板と前記凹部内に形成されている犠牲膜とからなり、
前記第一領域の一部と前記第二領域の一部とは前記犠牲膜の領域に含まれ、
除去される前記下地の表層は前記犠牲膜からなる、
請求項８に記載のモーションセンサの製造方法。
【請求項１０】
ポリ尿素の蒸着重合により前記圧電膜を形成する、
ことを含む請求項８または９に記載のモーションセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモーションセンサおよびモーションセンサの製造方法に関し、特にＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）としてのモーションセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝撃、加速度、姿勢、角速度などを検出するためのセンサであるモーションセンサが知られている。近年、ＭＥＭＳ技術の発達により、ＭＥＭＳとしてのモーションセンサが実用化されている（特許文献１、非特許文献１参照）。フォトリソグラフィなどの薄膜プロセス技術を用いて製造されるＭＥＭＳとしてのモーションセンサは、機械加工によって製造されるモーションセンサに比べて小さく安価に製造することが可能である。圧電効果を用いたモーションセンサには、圧電膜と一体になったビーム部が設けられている。
【特許文献１】特開平１０−３１８７５８号公報
【非特許文献１】IEICE technical report. Ultrasonics VOl.106, No.482(20070119) pp.1-6 "Motion Sensor Using Polyurea Film"
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、自由端を有するビーム部は製造過程における接触による損傷を受けやすいという問題がある。またビーム部は空間に延びる線形状であるためにノイズを受信するアンテナとして機能しやすいという問題がある。
【０００４】
本発明は、これらの問題に鑑みて創作されたものであって、ビーム部が損傷を受けにくくノイズ耐性が高いモーションセンサおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【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は、２つの電極膜と前記２つの電極膜に接合されている圧電膜とを含む膜の自由端を有する積層構造体であるビーム部と、膜からなり導電性を有し接地され前記ビーム部に沿う形状を有する保護部と、前記ビーム部と前記保護部とが固定されている支持部と、を備える。
ビーム部に沿う形状を有する保護部を備えることにより、自由端を有するビーム部が損傷を受けにくくなる。ビーム部に沿う形状を有する保護部が導電性を有し接地されていると、ビーム部がノイズを受信しにくい。したがって本発明によると、ビーム部が損傷を受けにくくノイズ耐性が高いモーションセンサを実現できる。
【０００６】
（２）上記目的を達成するためのモーションセンサにおいて、前記支持部は導電性を有し接地されていてもよい。
支持部に導電性を付与し接地することにより、ビーム部のノイズ耐性がさらに高まる。
【０００７】
（３）上記目的を達成するためのモーションセンサにおいて、前記保護部は前記ビーム部を構成する膜の一部または全部と同一層の膜からなってもよい。
ビーム部を構成する膜の一部または全部と同一層の膜から保護部を形成することにより、製造工程が単純化される。
【０００８】
（４）上記目的を達成するためのモーションセンサにおいて、前記支持部を形成するためのエッチング液を通すための通孔が前記保護部に形成されていてもよい。
保護部と基板との間の空隙は支持部の材料をエッチングすることによって形成可能である。エッチングによって不要部を除去するのに要する時間は不要部の露出面積が広いほど短くなる。本発明によると、支持部を形成するためのエッチング液を通すための通孔が保護部に形成されているため、製造時のスループットが高いモーションセンサを実現できる。
【０００９】
（５）上記目的を達成するためのモーションセンサにおいて、前記保護部は前記ビーム部を平面視において囲む形状を有してもよい。
接地されている導電体がビーム部を覆っている割合が高いほどビーム部はノイズを受信しにくくなる。したがって本発明によると、モーションセンサのノイズ耐性をさらに高めることが出来る。
【００１０】
（６）上記目的を達成するためのモーションセンサにおいて、前記支持部は前記ビーム部の下方に凹部を有し、かつ前記保護部は前記凹部をまたいで前記支持部に両端が固定されていてもよい。
この場合、保護部の両端が支持部に固定されているため、保護部の強度が高くなる。
【００１１】
（７）上記目的を達成するためのモーションセンサにおいて、前記圧電膜はポリ尿素膜でもよい。
ポリ尿素膜は、ＰＺＴなどの圧電セラミクスに比べて柔軟であるため耐衝撃性が高い。したがって本発明によるとモーションセンサの耐衝撃性を高めることができる。
【００１２】
（８）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、電極膜と前記電極膜に接合されている圧電膜とを含む膜の自由端を有する積層構造体であるビーム部の一部または全部となる複層膜を下地の線形状の第一領域上に形成するとともに、前記第一領域に沿った前記下地の第二領域上に前記複層膜の少なくとも一部と同一層の膜からなり導電性を有する保護部を形成し、前記第一領域の一部と前記第二領域とにおいて前記複層膜と前記保護部とに接している前記下地の少なくとも表層を除去することにより、前記下地の残部を含むとともに前記ビーム部および前記保護部を固定するための支持部と前記ビーム部との間の空隙と、前記支持部と前記保護部との間の空隙とを形成し、前記保護部を接地する、ことを含む。
【００１３】
ビーム部に沿う形状を有し導電性を有し接地される保護部は、自由端を有するビーム部を接触とノイズから保護する。本発明によると、ビーム部が下地の第一領域上に形成され、第一領域に沿った下地の第二領域上にその保護部が形成される。ビーム部の一部または全部となる複層膜の少なくとも一部と同一層の膜から保護部を形成することにより、ビーム部を形成する工程内で保護部を形成できる。したがって本発明によると、工程を複雑化することなしに、ビーム部を接触とノイズから保護する保護部を形成できる。
【００１４】
（９）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、前記下地は表面に凹部を有する基板と前記凹部内に形成されている犠牲膜とからなり、かつ、前記第一領域の一部と前記第二領域の一部とは前記犠牲膜の領域に含まれ、かつ、除去される前記下地の表層は前記犠牲膜からなってもよい。
犠牲膜はそれに接する他の膜に対して選択的にエッチング可能な膜である。本発明によると、このような犠牲膜を用いることにより、ビーム部および保護部自体がエッチストッパとして機能するため、犠牲膜上に形成されるビーム部と保護部の輪郭を正確に形成できる。
【００１５】
（１０）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、ポリ尿素の蒸着重合により前記圧電膜を形成してもよい。
ポリ尿素膜は、ＰＺＴなどの圧電セラミクスに比べて柔軟であるため耐衝撃性が高い。したがって本発明によると耐衝撃性が高いモーションセンサを製造できる。
【００１６】
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。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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
１．モーションセンサの第一実施形態
２．モーションセンサの第二実施形態
３．モーションセンサの第三実施形態
４．モーションセンサの第四実施形態
５．モーションセンサの第五実施形態
６．モーションセンサの第六実施形態
７．モーションセンサの第七実施形態
８．モーションセンサの第八実施形態
９．モーションセンサの製造方法
１０．他の実施形態
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
【００１８】
１．モーションセンサの第一実施形態
（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を示している。図１Ｂ、図１Ｃは、それぞれ図１Ａに示す１Ｂ―１Ｂ線断面図、１Ｃ―１Ｃ線断面図を示している。モーションセンサ１は、自由端を有するビーム部１１１と、ビーム部１１１をノイズと接触から保護する保護部１２１と、ビーム部１１１と保護部１２１とが固定されている支持部１９１とを備えている。モーションセンサ１は、基板とカバーとからなる図示しないパッケージによって密封されている。
【００１９】
ビーム部１１１は、一端が支持部１９１に固定され、他端が支持部１９１の縁から突出している片持ち梁構造の棒形状である。ビーム部１１１は、めっきシード層としての導電膜１３と、下部電極膜として機能する導電膜１４と、おもりとして機能する導電膜１７と、圧電膜として機能するポリ尿素膜１８と、上部電極膜として機能する導電膜１９とからなる膜の積層構造体である。ビーム部１１１を構成しているこれらの膜は成膜時の下地となる基板または他の膜に接合されている。すなわち、圧電膜としてのポリ尿素膜１８には下部電極としての導電膜１４と上部電極としての導電膜１９とが接合されており、ビーム部１１１は、それ自身を構成している導電膜１３と導電膜１４とによって支持部１９１に固定されている。導電膜１７はビーム部１１１の突端近傍にのみ形成されている。このためビーム部１１１の重心は、中間位置よりも自由端である突端に近い位置にある。したがって、ビーム部１１１がその軸方向に対して垂直方向に加速するとき、慣性力によってビーム部１１１に生ずるひずみが大きくなる。すなわち、導電膜１７をおもりとして機能させることにより、モーションセンサ１の感度が高くなる。
ポリ尿素は、ひずみによって分極する高分子材料であり、完全なドライプロセスによる成膜が可能で、薄膜化、膜厚制御、任意形状の成膜が容易である。ポリ尿素膜１８はＰＺＴなどの圧電セラミクスに比べて柔軟性が高い。したがってビーム部１１１の最大たわみ量を大きく設計することができる。すなわち、圧電膜の材料にポリ尿素を用いることによりモーションセンサ１の耐衝撃性と感度を高めることができる。上部電極膜として機能する導電膜１９に接合されたワイヤ１７１と、下部電極膜として機能する導電膜１４に接合されたワイヤ１６１とを介して上部電極膜と下部電極膜との電位差が信号として出力される。すなわち、モーションセンサ１はポリ尿素膜１８の変形による表面電荷の移動が電圧信号として出力される圧電型である。
【００２０】
保護部１２１は、ビーム部１１１に沿うＵ字形状である。具体的には、保護部１２１は、ビーム部１１１との間の短い距離を保ちながら、ビーム部１１１を囲んでいる。すなわち保護部１２１は平面視においてビーム部１１１を囲む形状を有する。ビーム部１１１と保護部１２１との間の間隙の幅は、フォトリソグラフィ技術を用いることにより非常に狭くすることができる。保護部１２１の両端部は支持部１９１の一辺に固定されている。保護部１２１は、ビーム部１１１を構成する膜の一部と同一の層の膜からなる。具体的には、保護部１２１は、めっきシード層としての導電膜１３と、導電膜１４と、導電膜１７とからなる膜の積層構造体である。ビーム部１１１を構成する膜の一部と同一の層の膜から保護部１２１を構成することにより、共通のレチクルおよびフォトレジストマスクを用いてビーム部１１１と保護部１２１との間の間隙を形成することができる。すなわち、ビーム部１１１を構成する膜の一部または全部と同一の層の膜から保護部１２１を構成することにより、ビーム部１１１と保護部１２１との間の間隙を狭く形成することができる。保護部１２１を構成している導電膜１４はワイヤ１８１を介して接地電位の配線要素に電気的に接続されている。すなわち、保護部１２１は、導電性を有し、接地されている。
【００２１】
支持部１９１はガラス、ガラスセラミクス、単結晶シリコンなどのバルク材料からなる板形状である。支持部１９１は図示しないパッケージの基板に接合される。支持部１９１の上方において、ビーム部１１１の下部電極膜として機能する導電膜１４は、上部電極膜として機能する導電膜１９と圧電膜として機能するポリ尿素膜１８の下から露出している。導電膜１４の露出している領域にワイヤ１６１が接合されている。ワイヤ１６１、ワイヤ１７１、ワイヤ１８１は、それぞれ図示しないパッケージの基板の電極に接合される。
【００２２】
（作用・効果）
モーションセンサ１の主要部は、バルク材料と膜の積層構造体とからなるＭＥＭＳである。したがって、モーションセンサ１は機械加工によって製造される従来の圧電型モーションセンサに比べて小さく安価に製造することが可能である。
【００２３】
支持部１９１から突出し自由端を有する棒形状のビーム部１１１に保護部１２１が沿っているため、モーションセンサ１がパッケージされるまでの製造工程においてビーム部１１１が異物に接触しにくい。すなわち、ビーム部１１１に異物が接触する前に保護部１２１に異物が接触するため、保護部１２１は接触による損傷からビーム部１１１を保護する。ビーム部１１１は、支持部１９１から突出している棒形状であるため、元来ノイズを受信しやすい構造体である。本実施形態では、ビーム部１１１に沿う形状を有する保護部１２１が設けられ、保護部１２１は導電性を有し接地されているため、ビーム部１１１はノイズを受信しにくくなっている。すなわち、保護部１２１はビーム部１１１をノイズからも保護する。ビーム部１１１と保護部１２１との間の間隙の幅が狭くなるほど、ビーム部１１１のノイズ耐性が高くなる。このような保護部１２１はビーム部１１１を構成する膜の一部と同一の層の膜からなるため、後述するように、工程を追加することなく、ビーム部１１１の形成工程において保護部１２１を形成することが可能である。
【００２４】
２．モーションセンサの第二実施形態
図２は本発明にかかるモーションセンサの第二実施形態を示している。図２Ｂ、図２Ｃは、それぞれ図２Ａに示す２Ｂ―２Ｂ線断面図、２Ｃ―２Ｃ線断面図を示している。モーションセンサ２の保護部は第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂからなる。第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂは、それぞれ支持部１９１の縁から突出する棒状である。第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂは、ビーム部１１１の両側に沿う位置に設けられている。第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂを構成している導電膜１３と導電膜１４と導電膜１７とはそれぞれ分断されている。このため、第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂにはそれぞれを接地するためのワイヤ１８２ａ、ワイヤ１８２ｂが接合されている。本実施形態では、ビーム部１１１の延長線上には保護部がない。しかし、第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂが支持部１９１から突出している長さはビーム部１１１よりも長い。このためビーム部１１１は、第一保護部１２２ａ、第二保護部１２２ｂによって、その突端についても異物との接触から保護されるし、ノイズからも保護される。
【００２５】
３．モーションセンサの第三実施形態
図３は本発明にかかるモーションセンサの第三実施形態を示している。図３Ｂ、図３Ｃは、それぞれ図３Ａに示す３Ｂ―３Ｂ線断面図、３Ｃ―３Ｃ線断面図を示している。モーションセンサ３の保護部１２３には、支持部１９１を形成するためのエッチング液を通すための通孔１２３ａが複数形成されている。支持部１９１は、後述するようにガラスやガラスセラミクスやシリコンなどのバルク材料のエッチングによってその外形を形成することができる。したがって支持部１９１となる基板を下地として形成される保護部１２３にエッチング液を通すための通孔１２３ａを形成しておくことにより、支持部１９１の外形を形成する工程のスループットを上げることができる。通孔１２３ａの形状や配置や数は任意であるが、通孔１２３ａによって内側の輪郭が形成される保護部１２３の幅がほぼ一定になるように保護部１２３の全体に形成することが望ましい。
【００２６】
４．モーションセンサの第四実施形態
図４は本発明にかかるモーションセンサの第四実施形態を示している。モーションセンサ４はおよそ第一実施形態のモーションセンサ１を２つ結合した構造を有する。すなわち、支持部１９４には２つのビーム部１１４ａとビーム部１１４ｂと導電性を有する２つの保護部１２４ａと保護部１２４ｂとが固定されている。保護部１２４ａと保護部１２４ｂとはワイヤ１３４によって電気的に接続され、ワイヤ１８４によって接地されている。ビーム部１１４ａの下部電極と上部電極との電位差はワイヤ１７４とワイヤ１６４とによって取り出される。ビーム部１１４ｂの下部電極と上部電極との電位差はワイヤ１５４とワイヤ１４４とによって取り出される。このように、ビーム部１１４ａから得られる出力信号とビーム部１１４ｂから得られる出力信号とを別個に取り出すことにより、ビーム部１１４ａに生ずる加速度とビーム部１１４ｂに生ずる加速度とを個別に検出可能になる。ビーム部１１４ａに生ずる加速度とビーム部１１４ｂに生ずる加速度との差からは角加速度を算出可能である。このように、角加速度を検出可能なモーションセンサ４に、複数のビーム部１１４ａ、１１４ｂを保護する保護部を設けてもよい。
【００２７】
５．モーションセンサの第五実施形態
図５は本発明にかかるモーションセンサの第五実施形態を示している。モーションセンサ５には、ビーム部１１４ａとビーム部１１４ｂとを保護するための導電性を有する第一保護部１２５ａと第二保護部１２５ｂと第三保護部１２５ｃとがビーム部１１４ａとビーム部１１４ｂに沿って備えられている。第一保護部１２５ａと第二保護部１２５ｂとはワイヤ１３５ａによって電気的に接続されている。第二保護部１２５ｂと第三保護部１２５ｃとはワイヤ１３５ｂによって電気的に接続されている。第一保護部１２５ａに接合されるワイヤ１８５によって第一保護部１２５ａと第二保護部１２５ｂと第三保護部１２５ｃはすべて接地されている。
本実施形態によると、ビーム部１１４ａは第一保護部１２５ａと第二保護部１２５ｂとによってノイズと接触から保護される。ビーム部１１４ｂは、第二保護部１２５ｂと第三保護部１２５ｃとによってノイズと接触から保護される。
【００２８】
６．モーションセンサの第六実施形態
図６は本発明にかかるモーションセンサの第六実施形態を示している。モーションセンサ６には、支持部１９４を形成するためのエッチング液を通すための通孔１２６ａが形成された導電性を有する保護部１２６が備えられている。保護部１２６はビーム部１１４ａとビーム部１１４ｂとに沿うＷ字形状であり、ワイヤ１８４によって接地されている。
【００２９】
７．モーションセンサの第七実施形態
図７は本発明にかかるモーションセンサの第七実施形態を示している。モーションセンサ７には、長手方向の両端が支持部１９７に固定された導電性を有する保護部１２７が備えられワイヤ１８１によって接地されている。すなわち、ビーム部１１１の下方において支持部１９７には凹部１９７ａが形成され、保護部１２７は凹部１９７ａをまたいで支持部１９７に両端が固定されている。ビーム部１１１は凹部１９７ａの上方に突出している。Ｕ字形状の保護部１２７はビーム部１１１に沿っている。
【００３０】
本実施形態によると、保護部１２７の長手方向の両端が支持部１９７に固定されているため保護部１２７の強度が高い。また、ビーム部１１１の下方にも支持部１９７があるため、ビーム部１１１はその下方からの異物との接触からも保護される。なお、ビーム部１１１と支持部１９７とを絶縁し、支持部１９７に導電性を付与し、支持部１９７を接地することにより、ビーム部１１１のノイズ耐性をさらに高めてもよい。具体的にはたとえば、支持部１９７を絶縁膜と導電膜とからなる複層構造とし、その導電膜を接地してもよい。
【００３１】
８．モーションセンサの第八実施形態
図８は本発明にかかるモーションセンサの第八実施形態を示している。モーションセンサ８は、導電性を有する保護部１２８の、ビーム部１１４ａ、１１４ｂの軸方向の両端部が固定される支持部１９８を備えている。すなわち、ビーム部１１４ａとビーム部１１４ｂの下方において支持部１９８には凹部１９８ａが形成され、保護部１２８は凹部１９８ａをまたいで支持部１９８に両端が固定されている。
【００３２】
９．モーションセンサの製造方法
図９から図１９は上述したモーションセンサ１の製造工程の一例を示す断面図である。各分図Ａは図１Ａに示す１Ｂ―１Ｂ線断面に対応し、各分図Ｂは図１Ａに示す１Ｃ―１Ｃ線断面に対応する。なお、上述したモーションセンサ２〜８はそれらを構成する基板と膜の外形がモーションセンサ１と異なるだけであるため、モーションセンサ１と実質的に同じ方法で製造可能である。
【００３３】
はじめに図９に示すようにガラスセラミクスからなる基板１０の表面に凹部１０ａを形成する。凹部１０ａはフォトレジストマスク１１を用いたエッチングまたは機械加工によって形成される。
【００３４】
次に図１０に示すように基板１０の凹部１０ａを埋める犠牲膜１２を形成する。基板１０の表面全体に犠牲膜１２を形成した後に基板１０が露出するまで犠牲膜１２の表層を除去することにより凹部１０ａの内側にのみ犠牲膜１２を形成することができる。犠牲膜１２はたとえばＣｕをスパッタと電解めっきによって基板１０の表面に堆積することにより形成される。犠牲膜１２の表層は、研削、研磨、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）またはこれらを組み合わせることにより除去できる。
【００３５】
次に図１１に示すように導電膜を形成するためのめっきシード層として導電膜１３を形成する。たとえばＮｉをスパッタによって堆積させることにより導電膜１３を成膜する。
【００３６】
次に図１２に示すように所定の輪郭を有する導電膜１４をフォトレジストマスク１５を用いて形成する。導電膜１４は基板１０の表面と犠牲膜１２の表面とにそれぞれまたがる２つの独立した領域に形成される。これら２つの領域のうち犠牲膜１２の表面上に位置する部分領域の輪郭はそれぞれビーム部１１１と保護部１２１の輪郭に一致させる。すなわち、これら２つの領域のうちビーム部１１１に対応する領域は下地としての基板１０と犠牲膜１２との上に位置する線形状の領域となり、保護部１２１に対応する領域はその線形状の領域に沿ったＵ字の形状になる。たとえばフォトレジストマスク１５の開口１５ａの内側において導電膜１３の表面にＮｉを電解めっきで堆積することにより導電膜１４を成膜する。導電膜１４の厚さはたとえば１０μｍとする。
【００３７】
次に図１３に示すように所定の輪郭を有する導電膜１７をフォトレジストマスク１６を用いて形成する。導電膜１７は基板１０の表面と犠牲膜１２の表面とにまたがる領域と犠牲膜１２の表面上に位置する領域とにそれぞれ形成される。これら２つの領域のうちの一方の輪郭は保護部１２１の輪郭と一致させる。他方の領域の輪郭はビーム部１１１のおもりに相当する部分の輪郭に一致させる。たとえばフォトレジストマスク１６の開口１６ａの内側において導電膜１４の表面にＮｉを電解めっきで堆積することにより導電膜１７を成膜する。導電膜１７の厚さはたとえば３０μｍとする。
【００３８】
次に図１４に示すようにポリ尿素膜１８を形成する。たとえば蒸着重合によりポリ尿素を導電膜１７の表面に堆積することによりポリ尿素膜１８を形成する。ポリ尿素膜の厚さはたとえば１μｍとする。
【００３９】
次に図１５に示すように導電膜１９を形成する。たとえばＡｌを蒸着によってポリ尿素膜１８の表面に堆積させることにより導電膜１９を成膜する。導電膜１９の厚さはたとえば０．１μｍとする。
【００４０】
次に図１６に示すようにフォトレジストマスク２０を用いて導電膜１９とポリ尿素膜１８の不要部分を除去する。
【００４１】
次に犠牲膜１２を除去すると図１７に示すように基板１０の凹部１０ａの上に突出するビーム部１１１と保護部１２１とが現れる。すなわち、膜の積層構造の下地の表層にあたる犠牲膜１２を除去することにより、支持部１９１となる基板１０とビーム部１１１との間の空隙と、支持部１９１となる基板１０と保護部１２１との間の空隙とが形成される。犠牲膜１２はウエットエッチングによって除去される。
【００４２】
次に図１８に示すように基板１０に溝１０ｂを形成して溝１０ｂから基板１０を劈開したり、裏面側から基板１０をダイサーで切断することによって支持部１９１の輪郭を形成する。その結果、モーションセンサ１のＭＥＭＳ構造部が完成する。
【００４３】
その後、ＭＥＭＳ構造部を図示しないパッケージの基板に接合する。さらに下部電極としての導電膜１４と上部電極としての導電膜１９と保護部１２１を構成している導電膜１７とをパッケージの基板の所定の電極に電気的に接続するために、図１９に示すようにワイヤ１６１、ワイヤ１７１、ワイヤ１８１をそれぞれ導電膜１４、導電膜１９、導電膜１４に接合する。図示しないパッケージのカバーをパッケージの基板に接合すると、モーションセンサ１が完成する。
【００４４】
上述した方法によると、ビーム部１１１と保護部１２１との突出した形態を犠牲膜１２を用いて実現するため、ビーム部１１１と保護部１２１とを基板１０から突出させる工程におけるビーム部１１１と保護部１２１の変形を防止できるとともに、ビーム部１１１および保護部１２１の輪郭を正確に形成できる。また保護部１２１をビーム部１１１と同時に形成できるため、モーションセンサ１に保護部１２１を備えることによる工程の追加はない。また保護部１２１をビーム部１１１とを共通のフォトレジストマスクを用いて形成するため、保護部１２１とビーム部１１１との間の空隙の幅を正確に制御できる。すなわち、保護部１２１とビーム部１１１との間の距離を非常に狭くすることができる。そして保護部１２１の形成工程とビーム部１１１の形成工程とが同時に進行するため、ビーム部１１１の異物との接触による変形を防止することができる。特に、ダイシング工程およびパッケージング工程においてビーム部１１１が異物と接触しにくいということは、モーションセンサ１の製造歩留まりを顕著に高める。
【００４５】
図２０に示すように保護部１２８に通孔１２８ａを形成する場合、通孔１２８ａからも犠牲膜１２が露出するため（図２０Ａのハッチング領域参照）、エッチング液による犠牲膜１２のエッチング速度が高まり、スループットが高まる。
【００４６】
１０．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。例えば、上述した製造工程において、膜の組成、成膜方法、膜の輪郭形成方法、工程順序などは、モーションセンサを構成しうる物性を持つ膜材料の組み合わせや、膜厚や、要求される輪郭形状精度などに応じて適宜選択されるものであって、特に限定されない。たとえば圧電膜にＰＺＴなどの圧電セラミクスや他の圧電高分子材料を用いてもよいし、電極膜にＮｉ合金などを用いてもよい。また、ビーム部の長手方向の一部の領域にのみ電極膜を設けてもよい。さらに、上述した実施形態のように電極膜自体でビーム部に必要な剛性を付与するのではなく、ビーム部に剛性を付与する絶縁膜などの他の膜を追加してもよい。また、圧電膜と２つの電極膜の積層構造を多重化してもよい。すなわち、圧電膜を２層以上設けてもよい。また、圧電膜や２層目の電極膜など、ビーム部を構成する他の膜を保護部に追加的に積層してもよい。そして、本発明は圧電型モーションセンサに限らず、ピエゾ抵抗型モーションセンサや静電容量型モーションセンサに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（１Ａ）は本発明の実施形態にかかる平面図である。（１Ｂ）、（１Ｃ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図２】（２Ａ）は本発明の実施形態にかかる平面図である。（２Ｂ）、（２Ｃ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図３】（３Ａ）は本発明の実施形態にかかる平面図である。（３Ｂ）、（３Ｃ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる平面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる平面図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる平面図である。
【図７】（７Ａ）は本発明の実施形態にかかる平面図である。（７Ｂ）、（７Ｃ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図８】（８Ａ）は本発明の実施形態にかかる平面図である。（８Ｂ）、（８Ｃ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図９】（９Ａ）、（９Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１０】（１０Ａ）、（１０Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１１】（１１Ａ）、（１１Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１２】（１２Ａ）、（１２Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１３】（１３Ａ）、（１３Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１４】（１４Ａ）、（１４Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１５】（１５Ａ）、（１５Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１６】（１６Ａ）、（１６Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１７】（１７Ａ）、（１７Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１８】（１８Ａ）、（１８Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図１９】（１９Ａ）、（１９Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【図２０】（２０Ａ）は本発明の実施形態にかかる平面図である。（２０Ｃ）、（２０Ｂ）は本発明の実施形態にかかる断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：モーションセンサ、２：モーションセンサ、３：モーションセンサ、４：モーションセンサ、５：モーションセンサ、６：モーションセンサ、７：モーションセンサ、８：モーションセンサ、１０：基板、１０ａ：凹部、１０ｂ：溝、１１：フォトレジストマスク、１２：犠牲膜、１３：導電膜、１４：導電膜、１５：フォトレジストマスク、１５ａ：開口、１６：フォトレジストマスク、１６ａ：開口、１７：導電膜、１８：ポリ尿素膜、１９：導電膜、２０：フォトレジストマスク、１１１：ビーム部、１１４ａ：ビーム部、１１４ｂ：ビーム部、１２１：保護部、１２２ａ：第一保護部、１２２ｂ：第二保護部、１２３：保護部、１２３ａ：通孔、１２４ａ：保護部、１２４ｂ：保護部、１２５ａ：第一保護部、１２５ｂ：第二保護部、１２５ｃ：第三保護部、１２６：保護部、１２６ａ：通孔、１２７：保護部、１２８：保護部、１２８ａ：通孔、１３４：ワイヤ、１３５ａ：ワイヤ、１３５ｂ：ワイヤ、１４４：ワイヤ、１５４：ワイヤ、１６１：ワイヤ、１６４：ワイヤ、１７１：ワイヤ、１７４：ワイヤ、１８１：ワイヤ、１８２ａ：ワイヤ、１８２ｂ：ワイヤ、１８４：ワイヤ、１８５：ワイヤ、１９１：支持部、１９１：支持部、１９４：支持部、１９７：支持部、１９７ａ：凹部、１９８：支持部、１９８ａ：凹部
【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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