(57)【要約】  厚み寸法を小さくできる半導体センサ及び半導体センサ用センサ本体の製造方法を提供する。重錘部５及び追加重錘部３を合わせた中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法Ｌ１を支持部７の中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法Ｌ２より短かくする。重錘部５及び追加重錘部３を支持部７により囲まれた空間内１５に収納する。重錘部５及び追加重錘部３を空間１５内において動き得る寸法及び形状にする。
2007072846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に重錘部、外周部に筒状の支持部、そして前記重錘部と前記支持部との間にダイアフラム部を有するセンサ本体と、
前記重錘部の中心を通り前記ダイアフラム部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線が重心を通るように重錘部に固定された追加重錘部とを備える半導体センサにおいて、
前記重錘部と前記追加重錘部とを合わせた前記中心線が延びる方向の長さ寸法が前記支持部の前記中心線が延びる方向の長さ寸法より短く、
前記重錘部及び前記追加重錘部は、前記支持部により囲まれた空間内に収納され、
前記重錘部及び前記追加重錘部は前記空間内において動き得る寸法及び形状を有していることを特徴とする半導体センサ。
【請求項２】
前記追加重錘部は、前記ダイアフラム部の裏面と対向する上面と、前記上面と前記中心線が延びる方向で対向する下面と、前記上面と前記下面との間に位置して前記支持部と対向する外周面とを備えており、
前記追加重錘部と対向する前記支持部の内周面の形状及び前記追加重錘部の形状は、前記追加重錘部が前記ダイアフラム部側に所定量変位したときに、前記追加重錘部の前記外周面と前記上面との間に形成される外側角部と前記支持部の前記内周面とが当接することにより、前記追加重錘部の前記ダイアフラム部側に向かう方向の変位量が規制されるように定められていることを特徴とする請求項１に記載の半導体センサ。
【請求項３】
中心部に重錘部、外周部に筒状の支持部、そして前記重錘部と前記支持部との間にダイアフラム部を有するセンサ本体により構成され、
前記重錘部の前記中心線が延びる方向の長さ寸法が前記支持部の前記中心線が延びる方向の長さ寸法より短く、
前記重錘部は前記支持部により囲まれた空間内において動き得る寸法及び形状を有していることを特徴とする半導体センサ。
【請求項４】
半導体基板にエッチング処理を施して、中心部に重錘部、外周部に筒状の支持部、そして前記重錘部と前記支持部との間にダイアフラム部を有する半導体センサ用センサ本体を製造する方法において、
前記半導体基板の一方の面を絶縁層で被覆し、
前記絶縁層の上を感光性レジストで被覆して第１の未感光レジスト層を形成し、
前記第１の未感光レジスト層にフォトマスクを介して紫外線を照射した後に現像を行って、前記半導体基板の前記一方の面に、所定形状の第１のエッチング用開口部を備えて前記支持部が形成される部分を覆う第１のレジスト層を形成し、
前記第１のエッチング用開口部を通してエッチング処理を施し、前記第１のエッチング用開口部に対応する位置にある前記絶縁層を除去することによって、前記絶縁層に第２のエッチング用開口部を形成し、
前記第１のレジスト層を除去した後、前記第２のエッチング用開口部を通して異方性エッチング処理を施すことによって前記半導体基板に凹部を形成し、
前記凹部の内壁面を壁面絶縁膜で被覆し、
前記壁面絶縁膜上と、前記壁面絶縁膜に連続する前記絶縁層上とを感光性レジストで被覆して第２の未感光レジスト層を形成し、
前記第２の未感光レジスト層にフォトマスクを介して紫外線を照射した後に現像を行って、前記凹部の中心位置に前記凹部の底面の面積よりも小さい面積を有して前記重錘部が形成される部分を覆う所定形状の第２のレジスト層を形成し且つ前記凹部の周囲の前記支持部が形成される部分を覆う第３のレジスト層を形成して前記第２のレジスト層と前記第３のレジスト層との間に第３のエッチング用開口部を形成し、
前記第３のエッチング用開口部を通してエッチング処理を施すことによって、前記壁面絶縁膜に環状の第４のエッチング用開口部を形成し、
前記第２及び第３のレジスト層を除去した後、前記第４のエッチング用開口部を通して異方性エッチング処理を施すことによって、前記凹部の底部に位置する前記半導体基板の部分に環状凹部を形成し、前記環状凹部に底面に対応する位置にある前記半導体基板の部分によって前記ダイアフラム部を構成し、前記環状凹部の中央部に残った前記半導体基板の部分によって前記重錘部を構成することを特徴とする半導体センサ用センサ本体の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層は、前記半導体基板の表面を熱酸化して形成したシリコン酸化膜と、前記シリコン酸化膜の上に薄膜形成技術により形成したシリコン窒化膜との２層構造を有している請求項４に記載の半導体センサ用センタ本体の製造方法。
【請求項６】
前記壁面絶縁膜が、薄膜形成技術により形成したシリコン窒化膜からなる請求項４に記載の半導体センサ用センサ本体の製造方法。
【請求項７】
前記第２の未感光レジスト層に前記フォトマスクを介して行う紫外線の照射は、
前記第２の未感光レジスト層に第１のネガ用フォトマスクを介して紫外線を照射して、前記第２の未感光レジスト層の前記支持部が形成される部分を架橋する第１の照射工程と、
前記第１の照射工程の前または後に、前記第２の未感光レジスト層に第２のネガ用フォトマスクを介して紫外線を照射して、前記第２の未感光レジスト層の前記重錘部が形成される部分を架橋する第２の照射工程とからなる請求項４に記載の半導体センサ用センサ本体の製造方法。
【請求項８】
前記第１のネガ用フォトマスクは、
紫外線が通過する本体部と、
前記第２の未感光レジスト層の前記支持部が形成される部分以外に紫外線が照射されないように、前記本体部の前記第２の未感光レジスト層と対向する対向面上の中央部に形成されたマスク部とを有しており、
前記第２のネガ用フォトマスクは、
前記第２の未感光レジスト層に対向する基部と、前記基部から突出して前記凹部の内壁面に沿った形状を有する突出部とからなり、且つ紫外線が通過する本体部と、
前記基部の紫外線が照射される照射面に環状に形成された第１のマスク部と、
前記第１のマスク部が形成されていない部分から入った紫外線が前記第２の未感光レジスト層の前記重錘部が形成される部分以外に照射されないように、前記突出部の前記第２の未感光レジスト層と対向する対向面の前記凹部の底面と対向する部分に環状に形成された第２のマスク部とを有する請求項４に記載の半導体センサ用センサ本体の製造方法。
【請求項９】
請求項４乃至８のいずれか１つの製造方法により製造された半導体センサ用センサ本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体センサ及び半導体センサ用センサ本体の製造方法に関するものであり、特に、外部から加えられた力による所定方向の加速度や、傾斜させることにより静止状態で加わる所定方向の重力加速度を測定できる半導体センサ、またはジャイロとして用いる半導体センサ及び該半導体センサに用いるセンサ本体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−１２５７０４号公報（特許文献１）等には、センサ本体と追加重錘部と台座とを備えた半導体センサの一例が示されている。センサ本体は、中心部に重錘部、外周部に筒状の支持部、そして重錘部と支持部との間にダイアフラム部を有している。そして、支持部が筒状の台座に支持されている。追加重錘部は重錘部の端部に固定されて、台座と支持部とに囲まれた空間内に配置されている。この種の半導体加速度センサでは、外部から加えられた力による加速度またはセンサを傾斜させている状態で加わる重力加速度に基づいて、重錘及び追加重錘部が動いてダイヤフラム部が歪むことにより、ダイヤフラム部に形成されたセンサ素子が歪み量に応じた加速度の検出信号を出力する。
【特許文献１】特開２００４−１２５７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の半導体センサでは、支持部が筒状の台座に支持されているため、台座の寸法を含む半導体センサの厚み寸法を小さくするには、限界があった。【０００４】
本発明の目的は、厚み寸法を小さくできる半導体センサ及び半導体センサ用センサ本体の製造方法を提供することにある。【０００５】
本発明の他の目的は、支持部を支持する台座を必要としない半導体センサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が改良の対象とする半導体センサは、中心部に重錘部、外周部に筒状の支持部、そして重錘部と支持部との間にダイアフラム部を有するセンサ本体と、重錘部の中心を通りダイアフラム部が延びる方向と直交する方向に延びる中心線が重心を通るように固定部に固定された追加重錘部とを備えている。本発明では、重錘部と追加重錘部とを合わせた中心線が延びる方向の長さ寸法が支持部の中心線が延びる方向の長さ寸法より短い。そして、重錘部及び追加重錘部は、支持部により囲まれた空間内に収納されて該空間内において動き得る寸法及び形状を有している。本発明のように、重錘部と追加重錘部とを合わせた中心線が延びる方向の長さ寸法を支持部の中心線が延びる方向の長さ寸法より短かくすれば、重錘部及び追加重錘部を支持部により囲まれた空間内に収納することができる。そのため、重錘部及び追加重錘部が支持部により囲まれた空間内において動き得る寸法及び形状を有していることにより、従来のように支持部を支持する台座を設ける必要がなく、半導体センサの部品点数を少なくして厚み寸法を小さくできる。【０００７】
また、追加重錘部は、ダイアフラム部の裏面と対向する上面と、該上面と中心線が延びる方向で対向する下面と、上面と下面との間に位置して支持部と対向する外周面とを備えるように構成できる。この場合、追加重錘部と対向する支持部の内周面の形状及び追加重錘部の形状は、追加重錘部がダイアフラム部側に所定量変位したときに、追加重錘部の外周面と上面との間に形成される外側角部と支持部の内周面とが当接することにより、追加重錘部のダイアフラム部側に向かう方向の変位量が規制されるように定めるのが好ましい。このようにすれば、半導体センサに加速度が加わった際に、追加重錘部が必要以上に動こうとすると、追加重錘部の外側角部が支持部の内周面と当接して、追加重錘部のダイアフラム部側に向かう方向の変位量が所定の範囲内に規制される。そのため、追加重錘部の動きによりダイアフラム部が破損するのを防ぐことができる。【０００８】
本発明の他の半導体センサは、中心部に重錘部、外周部に筒状の支持部、そして前記重錘部と前記支持部との間にダイアフラム部を有するセンサ本体により構成されている。そして、重錘部の中心線が延びる方向の長さ寸法が支持部の前記中心線が延びる方向の長さ寸法より短く、重錘部は支持部により囲まれた空間内において動き得る寸法及び形状を有している。このような半導体センサでも、従来のように支持部を支持する台座を設ける必要がなく、半導体センサの部品点数を少なくして厚み寸法を小さくできる。【０００９】
本発明の半導体センサに用いるセンサ本体は、次のように製造することができる。まず。半導体基板の一方の面を絶縁層で被覆し、絶縁層の上を感光性レジストで被覆して第１の未感光レジスト層を形成する。次に、第１の未感光レジスト層にフォトマスクを介して紫外線を照射した後に現像を行って、半導体基板の一方の面に、所定形状の第１のエッチング用開口部を備えて支持部が形成される部分を覆う第１のレジスト層を形成する。そして、第１のエッチング用開口部を通してエッチング処理を施し、第１のエッチング用開口部に対応する位置にある絶縁層を除去することによって、絶縁層に第２のエッチング用開口部を形成する。【００１０】
次に、第１のレジスト層を除去した後、第２のエッチング用開口部を通して異方性エッチング処理を施すことによって半導体基板に凹部を形成する。【００１１】
次に、凹部の内壁面を壁面絶縁膜で被覆する。そして、壁面絶縁膜上と、壁面絶縁膜に連続する絶縁層上とを感光性レジストで被覆して第２の未感光レジスト層を形成し、第２の未感光レジスト層にフォトマスクを介して紫外線を照射した後に現像を行って、凹部の中心位置に凹部の底面の面積よりも小さい面積を有して重錘部が形成される部分を覆う所定形状の第２のレジスト層を形成し且つ凹部の周囲の支持部が形成される部分を覆う第３のレジスト層を形成して第２のレジスト層と第３のレジスト層との間に第３のエッチング用開口部を形成する。【００１２】
次に、第３のエッチング用開口部を通してエッチング処理を施すことによって、壁面絶縁膜に環状の第４のエッチング用開口部を形成する。そして、第２及び第３のレジスト層を除去した後、第４のエッチング用開口部を通して異方性エッチング処理を施すことによって、凹部の底部に位置する半導体基板の部分に環状凹部を形成し、環状凹部に底面に対応する位置にある半導体基板の部分によってダイアフラム部を構成し、環状凹部の中央部に残った半導体基板の部分によって重錘部を構成する。【００１３】
このようにすれば、重錘部の中心線が延びる方向の長さ寸法が支持部の中心線が延びる方向の長さ寸法より短いセンサ本体を容易に形成することができる。【００１４】
なお、エッチング処理は、ウエットエッチングでもよいし、ドライエッチングでもよい。【００１５】
絶縁層は、例えば、半導体基板の表面を熱酸化して形成したシリコン酸化膜と、シリコン酸化膜の上に薄膜形成技術により形成したシリコン窒化膜との２層構造を有しているものを採用することができる。このようにすれば、半導体基板に対するシリコン窒化膜の密着性が向上する。【００１６】
壁面絶縁膜は、薄膜形成技術により形成したシリコン窒化膜を用いることができる。【００１７】
第２の未感光レジスト層にフォトマスクを介して行う紫外線の照射は、第２の未感光レジスト層に第１のネガ用フォトマスクを介して紫外線を照射して、第２の未感光レジスト層の支持部が形成される部分を架橋する第１の照射工程と、第１の照射工程の前または後に、第２の未感光レジスト層に第２のネガ用フォトマスクを介して紫外線を照射して、第２の未感光レジスト層の重錘部が形成される部分を架橋する第２の照射工程とから行うことができる。このようにすれば、正確な形状及び寸法を有する第２及び第３のレジスト層を形成できる。【００１８】
第１のネガ用フォトマスクは、紫外線が通過する本体部と、第２の未感光レジスト層の支持部が形成される部分以外に紫外線が照射されないように、本体部の第２の未感光レジスト層と対向する対向面上の中央部に形成されたマスク部とを有するように構成できる。【００１９】
第２のネガ用フォトマスクは、本体部と、第１のマスク部と、第２のマスク部とを有するように構成できる。本体部は、第２の未感光レジスト層に対向する基部と、基部から突出して凹部の内壁面に沿った形状を有する突出部とからなり、且つ紫外線が通過する。第１のマスク部は、基部の紫外線が照射される照射面に環状に形成されている。第２のマスク部は、第１のマスク部が形成されていない部分から入った紫外線が第２の未感光レジスト層の重錘部が形成される部分以外に照射されないように、突出部の第２の未感光レジスト層と対向する対向面の凹部の底面と対向する部分に環状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体センサの平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｆ）は、図１に示す半導体センサに用いるセンサ本体を製造する方法を説明するために用いた図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示す半導体センサに用いるセンサ本体を製造する方法を説明するために用いた図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、図４に示すセンサ本体を製造方法において、第２及び第３のレジスト層を形成する工程を詳細に説明するために用いた図である。
【図６】図４に示すセンサ本体を製造方法において、第２及び第３のレジスト層を形成する他の工程を詳細に説明するために用いた図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の半導体センサの断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の半導体センサの断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の半導体センサの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、加速度センサに適用した本発明の一実施の形態（第１の実施の形態）の半導体センサの平面図であり、図２は、図１のII−II線断面図である。両図に示すように、本例の半導体センサは、センサ本体１と、センサ本体１に固定された追加重錘部３とを有している。【００２２】
センサ本体１は、中心部に重錘部５が位置し、外周部に筒状の支持部７が位置し、重錘部５と支持部７との間に可撓性を有するダイアフラム部９を有するように単結晶シリコンからなる半導体結晶基板に異方性エッチングが施されて形成されている。センサ本体１の表面のダイアフラム部９及び支持部７の少なくとも一方の上には、加速度検出用拡散抵抗からなる図示しない複数のセンサ素子が形成されており、支持部７上には複数の電極１１が形成されている。本例の半導体センサでは、外部から加えられた力による加速度、または傾斜させた静止状態で加わる重力加速度に基づく力により重錘部５及び追加重錘部３が動いてダイアフラム部９が撓むことにより、センサ素子を構成する各拡散抵抗の抵抗値が変化して歪み量に応じた３軸方向の加速度を検出する。【００２３】
重錘部５は、ダイアフラム部９より突出した形状を有している。重錘部５の突出方向は、支持部７上の各電極１１が設けられている面とは反対の方向（即ち、ダイアフラム部９の裏面の方向）である。この重錘部５は、多角形の横断面を有しており、重錘部５の中心を通りダイアフラム部９が延びる方向と直交する方向に延びる仮想線を仮想の中心線Ｃとする。中心線Ｃを中心とする重錘部５の外周面５ａはダイアフラム部９から離れるに従って中心線Ｃに近づくように傾斜している。そして、重錘部５と追加重錘部３とを合わせた中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法Ｌ１は、後述する支持部７の中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法Ｌ２より短くなっている。【００２４】
支持部７は、矩形の環状を有しており、支持部７の追加重錘部３と対向する内周面１３は、切頭角錐形の空間の外周面に倣うように、実質的に同形状の４つの台形状の傾斜面が環状に組み合わされて構成されている。内周面１３は、ダイアフラム部９から離れるにしたがって中心線Ｃから離れるように傾斜している。本例では、内周面１３の中心線Ｃに対する傾斜角度θ１は３６°である。このような支持部７の内周面１３の構造により、重錘部５を含み支持部７により囲まれた空間１５は、ダイアフラム部９に向かって横断面面積が小さくなる切頭角錐形状を有することになる。【００２５】
追加重錘部３は、円板状を有しており、タングクテンにより形成されている。この追加重錘部３は、ダイアフラム部９に沿って延びてダイアフラム部９の裏面と対向する円板状の上面３ａと、該上面３ａと中心線Ｃが延びる方向で対向する下面３ｂと、上面３ａと下面３ｂとの間に位置して支持部７と対向する外周面３ｃとを有している。そのため、外周面３ｃと上面３ａとの間に交差角度が直角の外側角部３ｄが形成されることになる。そして、上面３ａの中心部が接着剤を用いて重錘部５の底部に固定されている。この追加重錘部３は、重錘部５の中心線Ｃが追加重錘部３の重心を通るように重錘部５に固定されている。また、重錘部５及び追加重錘部３は、支持部７により囲まれた空間１５内に収納されている。そして、重錘部５及び追加重錘部３は、該空間内１５において動き得る寸法及び形状を有している。また、本例では、追加重錘部３が必要以上に動こうとすると、追加重錘部３の外側角部３ｄが支持部７の内周面１３と当接して、追加重錘部３の変位量が所定の範囲内に規制される。【００２６】
次に図３（Ａ）〜（Ｆ）及び図４（Ａ）〜（Ｅ）を用いて、本実施の形態の半導体センサに用いるセンサ本体１の製造方法について説明する。【００２７】
まず、図３（Ａ）に示すように、半導体基板２１の両面を絶縁層２３で被覆する。絶縁層２３は、一層でもよいし、多層でもよい。本例では、絶縁層２３は、半導体基板２１の表面を熱酸化して形成したシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）２３Ａと、シリコン酸化膜２３Ａの上に薄膜形成技術により形成したシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）２３Ｂとの２層構造を有している。【００２８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、絶縁層２３の上を感光性レジストで被覆して第１の未感光レジスト層２５を形成する。そして、図３（Ｃ）に示すように、第１の未感光レジスト層２５に第１のフォトマスクを介して紫外線を照射した後に現像を行って、半導体基板２１の一方の面（図３（Ｃ）おいて下方の面）に、所定形状の第１のエッチング用開口部２７を備えた第１のレジスト層２９を形成する。第１のレジスト層２９は、後の工程で支持部７が形成される部分を覆っている。次に、図３（Ｄ）に示すように、ウエットエッチング液を用いて第１のエッチング用開口部２７を通してエッチング処理を施し、第１のエッチング用開口部２７に対応する位置にある絶縁層２３を除去することによって、絶縁層２３に第２のエッチング用開口部３１を形成する。本例では、絶縁層２３のシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）２３Ｂにはリン酸をウエットエッチング液として使用し、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）２３Ａバッファードフッ酸の水溶液をウエットエッチング液として使用した。その後、第１のレジスト層２９を除去した。【００２９】
次に、図３（Ｅ）に示すように、異方性エッチング液を用いて第２のエッチング用開口部３１を通して異方性エッチング処理を施すことによって半導体基板２１に凹部２１ａを形成する。本例では、異方性エッチング液としてＫＯＨ水溶液を用いた。次に、図３（Ｆ）に示すように、凹部２１ａの内壁面２１ｂを壁面絶縁膜３３で被覆した。本例では、壁面絶縁膜３３は、薄膜形成技術により形成したシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）から構成されている。【００３０】
次に、図４（Ａ）に示すように、壁面絶縁膜３３上と、壁面絶縁膜３３に連続する絶縁層２３上とを感光性レジストで被覆して第２の未感光レジスト層３５を形成する。なお、本例では、半導体基板２１の上下の表面全体に未感光レジスト層３５を形成した。次に、図４（Ｂ）に示すように、第２の未感光レジスト層３５に紫外線照射により、凹部２１ａの中心位置に凹部２１ａの底面の面積よりも小さい面積を有する所定形状の第２のレジスト層３７を形成し且つ凹部２１ａの周囲の絶縁層２３を覆う第３のレジスト層３９を形成して第２のレジスト層３７と第３のレジスト層３９との間に第３のエッチング用開口部４１を形成する。第２のレジスト層３７は、後の工程で重錘部５が形成される部分を覆っており、第３のレジスト層３９は、支持部７が形成される部分を覆っている。【００３１】
本例では次のようにして、紫外線照射を行った。まず、図５（Ａ）に示すように、第１のネガ用フォトマスクＲ１を用意した。第１のネガ用フォトマスクＲ１は、ガラスにより形成されて紫外線が通過する本体部Ｒ１１を有している。本体部Ｒ１１の第２の未感光レジスト層３５と対向する対向面Ｒ１２上の中央部には、マスク部Ｍ１が形成されている。マスク部Ｍ１は、本体部Ｒ１１内に入った紫外線ＵＶが第２の未感光レジスト層３５の凹部２１ａの周囲部分（後の工程で支持部７が形成される部分）以外に照射されないように紫外線をマスクする形状を有している。そして、第１のネガ用フォトマスクＲ１を介して第２の未感光レジスト層３５に紫外線ＵＶを照射した。これにより、第２の未感光レジスト層３５の支持部７が形成される部分が架橋される（第１の照射工程）。【００３２】
次に図５（Ｂ）に示すように、第２のネガ用フォトマスクＲ２を用意した。第２のネガ用フォトマスクＲ２も、ガラスにより形成されて紫外線が通過する本体部Ｒ２１を有している。本体部Ｒ２１は、第２の未感光レジスト層３５に対向する基部Ｒ２２と、基部Ｒ２２から突出して凹部２１ａの内壁面に沿った形状を有する突出部Ｒ２３とを有している。基部Ｒ２２の紫外線が照射される照射面Ｒ２４上には、環状の第１のマスク部Ｍ２が形成されている。突出部Ｒ２３の第２の未感光レジスト層３５と対向する対向面Ｒ２５には、環状の第２のマスク部Ｍ３が形成されている。環状の第２のマスク部Ｍ３は、第１のマスク部Ｍ２が形成されていない部分から入った紫外線ＵＶが第２の未感光レジスト層３５の重錘部５が形成される部分以外に照射されないように紫外線をマスクする形状を有している。そして、第２のネガ用フォトマスクＲ２を介して第２の未感光レジスト層３５に紫外線ＵＶを照射した。これにより、第２の未感光レジスト層３５の重錘部５が架橋される（第２の照射工程）。【００３３】
次に、現像液を用いて、第２の未感光レジスト層３５の凹部２１ａの中心部分と周囲部分との間（紫外線ＵＶが照射されず架橋されていない部分）を除去した。なお、上記例では、第２の未感光レジスト層３５の支持部７が形成される部分を架橋した後に重錘部５が形成される部分を架橋したが、第１の照射工程と第２の照射工程とを逆に行い、第２の未感光レジスト層３５の重錘部５が形成される部分を架橋した後に支持部７が形成される部分を架橋しても構わない。【００３４】
また、第２の未感光レジスト層３５として紫外線により分解する材質を用いた場合は、ポジ用フォトマスクを用いればよい。【００３５】
また、図６に示すようなネガ用フォトマスクＲ３を用いて紫外線照射を行うこともできる。ネガ用フォトマスクＲ３は、第２の未感光レジスト層３５の凹部２１ａの中心部分及び周囲部分以外に紫外線が照射されないように、マスク部Ｍ３が形成されている。【００３６】
次に、図４（Ｃ）に示すように、ウエットエッチング液を用いて第３のエッチング用開口部４１を通してエッチング処理を施すことによって、壁面絶縁膜３３に環状の第４のエッチング用開口部４３を形成する。その後、第２のレジスト層３７及び第３のレジスト層３９を除去する。【００３７】
次に、図４（Ｄ）に示すように、異方性エッチング液を用いて第４のエッチング用開口部４３を通して異方性エッチング処理を施すことによって、凹部２１ａの底部に位置する半導体基板２１の部分に環状凹部４５を形成する。そして、図４（Ｅ）に示すように、壁面絶縁膜３３と支持部７の底部の絶縁層２３とを除去して、環状凹部４５に底面に対応する位置にある半導体基板２１の部分によってダイアフラム部９を構成し、環状凹部４５の中央部に残った半導体基板２１の部分によって重錘部５を構成する半導体センサ用センサ本体を完成した。【００３８】
本例の半導体センサによれば、重錘部５及び追加重錘部３を合わせた中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法Ｌ１が支持部７の中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法Ｌ２より短かいので、重錘部５及び追加重錘部３を支持部７により囲まれた空間内１５に収納することができる。そのため、重錘部５及び追加重錘部３が空間１５内において動き得る寸法及び形状を有していることにより、従来のように支持部を支持する台座を設ける必要がなく、半導体センサの部品点数を少なくして厚み寸法を小さくできる。【００３９】
図７は、本発明の第２の実施の形態の半導体センサの断面図である。本例では、第１の実施の形態と対応する部材に、第１の実施の形態で用いた符号に１００を加えた符号を用いて示している。本例の半導体センサは、センサ本体１０１のみにより半導体センサが構成されている。センサ本体１０１は、中心部に重錘部１０５、外周部に筒状の支持部１０７、そして重錘部１０５と支持部１０７との間にダイアフラム部１０９を有している。重錘部１０５の中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法は、支持部１０７の中心線Ｃが延びる方向の長さ寸法より短い。そして、重錘部１０５は支持部１０７により囲まれた空間１１５内において動き得る寸法及び形状を有している。【００４０】
中心線Ｃを中心とする重錘部１０５の外周面１０５ａは中心線Ｃと平行に延びている。【００４１】
支持部１０７の重錘部１０５と対向する領域Ａ１における内周面１１３Ａは、中心線Ｃと平行に延びている。また、支持部１０７の重錘部１０５と対向しない領域Ａ２における内周面１１３Ｂは、ダイアフラム部９から離れるにしたがって中心線Ｃから離れるように傾斜している。【００４２】
本例の半導体センサでは、領域Ａ１におけるエッチング処理はドライエッチングで行い、領域Ａ２におけるエッチング処理はウエットエッチングで行った。【００４３】
図８は、本発明の第３の実施の形態の半導体センサの断面図である。本例では、第１の実施の形態と対応する部材に、第１の実施の形態で用いた符号に２００を加えた符号を用いて示している。本例の半導体センサも、センサ本体２０１のみにより半導体センサが構成されている。本例の半導体センサでは、中心線Ｃを中心とする重錘部２０５の外周面２０５ａはダイアフラム部２０９から離れるに従って中心線Ｃに近づくように傾斜している。【００４４】
支持部２０７の重錘部２０５と対向する領域Ａ１における内周面２１３Ａは、ダイアフラム部９から離れるにしたがって中心線Ｃから離れるように傾斜している。また、支持部２０７の重錘部２０５と対向しない領域Ａ２における内周面２１３Ｂは、中心線Ｃと平行に延びている。【００４５】
本例の半導体センサでは、領域Ａ１におけるエッチング処理はウエットエッチングで行い、領域Ａ２におけるエッチング処理はドライエッチングで行った。【００４６】
図９は、本発明の第４の実施の形態の半導体センサの断面図である。本例では、第１の実施の形態と対応する部材に、第１の実施の形態で用いた符号に３００を加えた符号を用いて示している。本例の半導体センサも、センサ本体３０１のみにより半導体センサが構成されている。本例の半導体センサでは、中心線Ｃを中心とする重錘部３０５の外周面３０５ａはダイアフラム部３０９から離れるに従って中心線Ｃに近づくように傾斜している。【００４７】
支持部３０７の重錘部３０５と対向する領域Ａ１における内周面３１３Ａは、ダイアフラム部９から離れるにしたがって中心線Ｃから離れるように傾斜している。また、支持部２０７の重錘部２０５と対向しない領域Ａ２における内周面３１３Ｂも内周面３１３Ａに連続して、ダイアフラム部９から離れるにしたがって中心線Ｃから離れるように傾斜している。【００４８】
本例の半導体センサでは、領域Ａ１及びＡ２におけるエッチング処理は、いずれもウエットエッチングで行った。
【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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【国際調査報告】
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