(57)【要約】【課題】生産性および歩留まりに優れ、信頼性の高いセンサー素子の製造方法を提供すること。【解決手段】センサー素子１の製造方法は、上面に形成された複数の空洞部２１と、複数の空洞部２１に連通するともに側面に開放する溝９とが形成された第１基板１０２Ａを用意する工程と、第１基板１０２Ａの空洞部２１および溝９が形成された面に第２基板１０３を接合し、接合体１０４を得る工程と、溝９の側面に開放する側を封止部材１１７で塞ぐ工程と、第２基板１０３をエッチングすることにより、複数の空洞部２１の各々の上方にセンサー部３を形成する工程と、センサー部３を個片化する工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面に形成された複数の空洞部と、前記複数の空洞部に連通するとともに側面に開放する溝とが形成された第１基板を用意する工程と、
前記第１基板の前記空洞部および前記溝が形成された面に第２基板を接合し、接合体を得る工程と、
前記溝の前記側面に開放する側を封止部材で塞ぐ工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、前記複数の空洞部の各々の上方にセンサー部を形成する工程と、
前記センサー部を個片化する工程と、を有することを特徴とするセンサー素子の製造方法。
【請求項２】
前記溝は、前記各空洞部を連通する第１溝と、前記第１溝と前記第１基板の側面とを連通する第２溝と、を備えている請求項１に記載のセンサー素子の製造方法。
【請求項３】
前記空洞部は、前記第１基板上に行列状に形成されており、
前記第１溝は、前記各空洞部の周囲に格子状に形成されている請求項１または２に記載のセンサー素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２溝は、前記空洞部の間を通る前記第１溝の延長上に形成されている請求項３に記載のセンサー素子の製造方法。
【請求項５】
前記個片化する工程では、前記第１溝がガイドとして用いられる請求項３または４に記載のセンサー素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１基板は、アルカリ金属イオンを含む材料で構成され、
前記第２基板は、半導体で構成され、
前記接合工程において、前記第２基板を前記第１基板に対して陽極接合法により接合する請求項１ないし５のいずれか一項に記載のセンサー素子の製造方法。
【請求項７】
前記センサー部は、可動部と、前記可動部に形成された可動電極部と、前記可動電極部に対向して前記第１基板上に形成された固定電極部と、を含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のセンサー素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするセンサー素子。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサー素子を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー素子の製造方法、センサー素子および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサー素子としては、固定配置された固定電極と、固定電極に対して間隔を隔てて対向するとともに変位可能に設けられた可動電極とを有し、固定電極と可動電極との間の静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出する物理量センサー素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載の物理量センサー素子（角速度検出装置）は、シリコン基板と、このシリコン基板に接合されたガラス基板と、これらシリコン基板およびガラス基板の内側に形成された気密空間に配置された検出部とを有している。このような物理量センサーは、シリコン基板とガラス基板とを陽極接合にて接合して製造される。この際、ガラス基板から発生する酸素ガスが前記気密空間内に充満しないように、引用文献１では、予めガラス基板から酸素ガスを発生させる脱ガス工程を行い、シリコン基板とガラス基板とを接合する際にガラス基板から発生する酸素ガスの量を極力抑えている。
【０００３】
しかしながら、シリコン基板とガラス基板とを陽極接合にて接合する際にも、ガラス基板からは酸素ガスが発生し、その発生量は素子ごとに異なる。そのため、前記気密空間内の圧力が素子ごとに異なっていたり、所定の圧力値に収まっていなかったりする。その結果、特許文献１に記載の物理量センサー素子は、信頼性が低く、また、製造の歩留まりも悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、生産性および歩留まりに優れ、信頼性の高いセンサー素子の製造方法および当該製造方法により製造され信頼性に優れるセンサー素子およびセンサー素子を備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のセンサー素子の製造方法は、一方の主面に形成された複数の空洞部と、前記複数の空洞部に連通するとともに側面に開放する溝とが形成された第１基板を用意する工程と、
前記第１基板の前記空洞部および前記溝が形成された面に第２基板を接合し、接合体を得る工程と、
前記溝の前記側面に開放する側を封止部材で塞ぐ工程と、
前記第２基板をエッチングすることにより、前記複数の空洞部の各々の上方にセンサー部を形成する工程と、
前記センサー部を個片化する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、生産性および歩留まりに優れ、信頼性の高いセンサー素子の製造方法を提供することができる。
【０００７】
本発明のセンサー素子の製造方法では、前記溝は、前記各空洞部を連通する第１溝と、前記第１溝と前記第１基板の側面とを連通する第２溝と、を備えていることが好ましい。
これにより、溝の構成が簡単となる。
本発明のセンサー素子の製造方法では、前記空洞部は、前記第１基板上に行列状に形成されており、
前記第１溝は、前記各空洞部の周囲に格子状に形成されていることが好ましい。
これにより、第１溝の構成が簡単となるとともに、個片化工程において、第１溝をガイドとして利用し易くなる。
【０００８】
本発明のセンサー素子の製造方法では、前記第２溝は、前記空洞部の間を通る前記第１溝の延長上に形成されていることが好ましい。
これにより、第２溝を第１溝と一体的に形成することができるため、溝の形成が簡単となる。
本発明のセンサー素子の製造方法では、前記個片化する工程では、前記第１溝がガイドとして用いられることが好ましい。
これにより、第１方向延在溝および第２方向延在溝に沿って接合体を切断することにより、簡単かつ精度よく、センサー素子を個片化することができる。
【０００９】
本発明のセンサー素子の製造方法では、前記第１基板は、アルカリ金属イオンを含む材料で構成され、
前記第２基板は、半導体で構成され、
前記接合工程において、前記第２基板を前記第１基板に対して陽極接合法により接合することが好ましい。
これにより、例えば、絶縁基板と半導体基板とを陽極接合により接合してからエッチング処理を施せば、一括して可動部、可動電極指および固定電極指を形成することができるので製造効率の優れたセンサー素子を実現できる。
【００１０】
本発明のセンサー素子の製造方法では、前記センサー部は、可動部と、前記可動部に形成された可動電極部と、前記可動電極部に対向して前記第１基板上に形成された固定電極部と、を含むことを特徴とすることが好ましい。
これにより、例えば、加速度、角速度等の物理量を測定するためのセンサー素子として用いることができる。
【００１１】
本発明のセンサー素子は、本発明の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高いセンサー素子が得られる。
本発明の電子機器は、本発明のセンサー素子を備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な実施形態に係るセンサー素子を示す斜視図である。
【図２】図１に示すセンサー素子を示す平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【図５】図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図５の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【図７】図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。
【図８】図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。
【図９】図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。
【図１０】図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。
【図１１】図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。
【図１２】図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。
【図１３】本発明のセンサー素子を適用した物理量センサーの一例を示す模式図である。
【図１４】本発明の電子機器（ノート型パーソナルコンピュータ）である。
【図１５】本発明の電子機器（携帯電話機）である。
【図１６】本発明の電子機器（ディジタルスチルカメラ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のセンサー素子の製造方法、センサー素子および電子機器について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態に係るセンサー素子を示す斜視図、図２は、図１に示すセンサー素子を示す平面図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図３の部分拡大図（部分拡大断面図）、図５は、図２中のＢ−Ｂ線断面図、図６は、図５の部分拡大図（部分拡大断面図）である。
【００１４】
なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図１〜３、５では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向（左右方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向（上下方向）を「Ｚ軸方向」と言う。
また、図１〜３、５、７、８では、説明の便宜上、後述する絶縁膜６およびそれに対応するもの（絶縁膜１０６、１０６Ａ）の図示を省略している。また、本実施形態では、センサー素子を加速度、角速度等の物理量を測定するための物理量センサー素子として用いる場合の例について説明する。
【００１５】
［センサー素子］
図１に示すセンサー素子１は、絶縁基板２と、この絶縁基板２に接合・支持された素子片（センサー部）３と、素子片３に電気的に接続された導体パターン４と、素子片３を覆うように設けられた蓋部材５とを有する。
以下、センサー素子１を構成する各部を順次詳細に説明する。
【００１６】
（絶縁基板）
絶縁基板２は、素子片３を支持する機能を有する。
この絶縁基板２は、板状をなし、その上面（一方の面）には、空洞部２１が設けられている。この空洞部２１は、絶縁基板２を平面視したときに、後述する素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５を包含するように形成されていて、内底を有する。このような空洞部２１は、素子片３の可動部３３、可動電極部３６、３７および連結部３４、３５が絶縁基板２に接触するのを防止する逃げ部を構成する。これにより、素子片３の可動部３３の変位を許容することができる。
なお、この逃げ部は、空洞部２１（凹部）に代えて、絶縁基板２をその厚さ方向に貫通する開口部であってもよい。また、本実施形態では、空洞部２１の平面視形状は、四角形（具体的には長方形）をなしているが、これに限定されるものではない。
【００１７】
また、絶縁基板２の上面には、前述した空洞部２１の外側に、その外周に沿って、凹部２２、２３、２４が設けられている。この凹部２２、２３、２４は、平面視で導体パターン４に対応した形状をなしている。具体的には、凹部２２は、後述する導体パターン４の配線４１および電極４４に対応した形状をなし、凹部２３は、後述する導体パターン４の配線４２および電極４５に対応した形状をなし、凹部２４は、後述する導体パターン４の配線４３および電極４６に対応した形状をなす。
【００１８】
また、凹部２２の電極４４が設けられた部位の深さは、凹部２２の配線４１が設けられた部位よりも深くなっている。同様に、凹部２３の電極４５が設けられた部位の深さは、凹部２３の配線４２が設けられた部位よりも深くなっている。また、凹部２４の電極４６が設けられた部位の深さは、凹部２４の配線４３が設けられた部位よりも深くなっている。
このように凹部２２、２３、２４の一部の深さを深くすることにより、後述するセンサー素子１の製造時において、素子片３を形成する前の基板１０３を基板１０２Ａに接合したとき（図７参照）、その基板１０３が電極４４、４５、４６と接合してしまうのを防止することができる。
【００１９】
また、絶縁基板２の上面には、空洞部２１と側面とを連通する溝９（連通溝９１３）が形成されている。この溝９は、製造時に形成される溝である。
このような絶縁基板２の構成材料としては、具体的には、高抵抗なシリコン材料、ガラス材料を用いるのが好ましく、特に、素子片３がシリコン材料を主材料として構成されている場合、アルカリ金属イオン（可動イオン）を含むガラス材料（例えば、パイレックスガラス（登録商標）のような硼珪酸ガラス）を用いるのが好ましい。これにより、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００２０】
また、絶縁基板２の構成材料は、素子片３の構成材料との熱膨張係数差ができるだけ小さいのが好ましく、具体的には、絶縁基板２の構成材料と素子片３の構成材料との熱膨張係数差が３ｐｐｍ／℃以下であるのが好ましい。これにより、絶縁基板２と素子片３との接合時等に高温化にさらされても、絶縁基板２と素子片３との間の残留応力を低減することができる。
【００２１】
（素子片）
素子片３は、固定部３１、３２と、可動部３３と、連結部３４、３５と、可動電極部３６、３７と、固定電極部３８、３９とで構成されている。
このような素子片３は、例えば、加速度、角速度等の物理量の変化に応じて、可動部３３および可動電極部３６、３７が、連結部３４、３５を弾性変形させながら、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に変位する。このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の隙間、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の隙間の大きさがそれぞれ変化する。すなわち、このような変位に伴って、可動電極部３６と固定電極部３８との間の静電容量、および、可動電極部３７と固定電極部３９との間の静電容量の大きさがそれぞれ変化する。したがって、これらの静電容量に基づいて、加速度、角速度等の物理量を検出することできる。
この固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５および可動電極部３６、３７は、一体的に形成されている。
【００２２】
固定部３１、３２は、それぞれ、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。具体的には、固定部３１は、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｘ方向側（図中左側）の部分に接合され、また、固定部３２は、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｘ方向側（図中右側）の部分に接合されている。また、固定部３１、３２は、平面視したときに、それぞれ、空洞部２１の外周縁を跨ぐように設けられている。
なお、固定部３１、３２の位置および形状等は、連結部３４、３５や導体パターン４等の位置および形状等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
【００２３】
このような２つの固定部３１、３２の間には、可動部３３が設けられている。本実施形態では、可動部３３は、Ｘ軸方向に延びる長手形状をなしている。なお、可動部３３の形状は、素子片３を構成する各部の形状、大きさ等に応じて決められるものであり、上述したものに限定されない。
このような可動部３３は、固定部３１に対して連結部３４を介して連結されるとともに、固定部３２に対して連結部３５を介して連結されている。より具体的には、可動部３３の左側の端部が連結部３４を介して固定部３１に連結されるとともに、可動部３３の右側の端部が連結部３５を介して固定部３２に連結されている。
【００２４】
この連結部３４、３５は、可動部３３を固定部３１、３２に対して変位可能に連結している。本実施形態では、連結部３４、３５は、図２にて矢印ａで示すように、Ｘ軸方向（＋Ｘ方向または−Ｘ方向）に可動部３３を変位し得るように構成されている。
具体的に説明すると、連結部３４は、２つの梁３４１、３４２で構成されている。そして、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなしている。言い換えると、梁３４１、３４２は、それぞれ、Ｙ軸方向に複数回（本実施形態では３回）折り返された形状をなしている。なお、各梁３４１、３４２の折り返し回数は、１回または２回であってもよいし、４回以上であってもよい。
【００２５】
同様に、連結部３５は、Ｙ軸方向に蛇行しながらＸ軸方向に延びる形状をなす２つの梁３５１、３５２で構成されている。
なお、連結部３４、３５は、可動部３３を絶縁基板２に対して変位可能に支持するものであれば、上述したものに限定されず、例えば、可動部３３の両端部から＋Ｙ方向および−Ｙ方向にそれぞれ延出する１対の梁で構成されていてもよい。
このように絶縁基板２に対してＸ軸方向に変位可能に支持された可動部３３の幅方向での一方側（＋Ｙ方向側）には、可動電極部３６が設けられ、他方側（−Ｙ方向側）には、可動電極部３７が設けられている。
【００２６】
可動電極部３６は、可動部３３から＋Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３６１〜３６５を備えている。この可動電極指３６１、３６２、３６３、３６４、３６５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。同様に、可動電極部３７は、可動部３３から−Ｙ方向に突出し、櫛歯状をなすように並ぶ複数の可動電極指３７１〜３７５を備える。この可動電極指３７１、３７２、３７３、３７４、３７５は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。
【００２７】
このように複数の可動電極指３６１〜３６５および複数の可動電極指３７１〜３７５は、それぞれ、可動部３３の変位する方向（すなわちＹ軸方向）に並んで設けられている。これにより、後述する固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。同様に、後述する固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３６との間の静電容量、および、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３６との静電容量を可動部３３の変位に応じて効率的に変化させることができる。そのため、センサー素子１を物理量センサー素子として用いた場合に検出精度を優れたものとすることができる。
【００２８】
このような可動電極部３６は、固定電極部３８に対して間隔を隔てて対向する。また、可動電極部３７は、固定電極部３９に対して間隔を隔てて対向する。
固定電極部３８は、前述した可動電極部３６の複数の可動電極指３６１〜３６５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３８１〜３８８を備える。このような複数の固定電極指３８１〜３８８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して＋Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３８１〜３８８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が−Ｙ方向へ延びている。
【００２９】
この固定電極指３８１〜３８８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３８１、３８２は、対をなし、前述した可動電極指３６１、３６２の間に、固定電極指３８３、３８４は、対をなし、可動電極指３６２、３６３の間に、固定電極指３８５、３８６は、対をなし、可動電極指３６３、３６４の間に、固定電極指３８７、３８８は、対をなし、可動電極指３６４、３６５の間に臨むように設けられている。
【００３０】
ここで、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３８１〜３８８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００３１】
このような第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とは、絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７は、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７とを電気的に絶縁することができる。そのため、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量、および、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００３２】
本実施形態では、固定電極指３８１〜３８８が絶縁基板２上で互いに分離している。言い換えると、固定電極指３８１〜３８８は、それぞれ、絶縁基板２上において、互いに連結されておらず、島状に孤立している。これにより、固定電極指３８１〜３８８のＹ軸方向での長さを揃えることができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８と絶縁基板２との各接合部の十分な接合強度を得るのに必要な面積を確保しつつ、固定電極指３８１〜３８８の小型化を図ることができる。そのため、センサー素子１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、センサー素子１の小型化を図ることができる。
【００３３】
同様に、固定電極部３９は、前述した可動電極部３７の複数の可動電極指３７１〜３７５に対して間隔を隔てて噛み合う櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指３９１〜３９８を備える。このような複数の固定電極指３９１〜３９８の可動部３３とは反対側の端部は、それぞれ、絶縁基板２の上面の空洞部２１に対して−Ｙ方向側の部分に接合されている。そして、各固定電極指３９１〜３９８は、その固定された側の端を固定端とし、自由端が＋Ｙ方向へ延びている。
【００３４】
この固定電極指３９１、３９２、３９３、３９４、３９５、３９６、３９７、３９８は、−Ｘ方向側から＋Ｘ方向側へ、この順に並んでいる。そして、固定電極指３９１、３９２は、対をなし、前述した可動電極指３７１、３７２の間に、固定電極指３９３、３９４は、対をなし、可動電極指３７２、３７３の間に、固定電極指３９５、３９６は、対をなし、可動電極指３７３、３７４の間に、固定電極指３９７、３９８は、対をなし、可動電極指３７４、３７５の間に臨むように設けられている。
【００３５】
ここで、固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８は、それぞれ、第１固定電極指であり、固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７は、それぞれ、絶縁基板２上で当該第１固定電極指に対して空隙（間隙）を介して離間した第２固定電極指である。このように、複数の固定電極指３９１〜３９８は、交互に並ぶ複数の第１固定電極指および複数の第２固定電極指で構成されている。言い換えれば、可動電極指の一方の側に第１固定電極指が配置され、他方の側に第２固定電極指が配置されている。
【００３６】
このような第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７とは、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量、および、第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を別々に測定し、それらの測定結果に基づいて、高精度に物理量を検出することができる。
【００３７】
本実施形態では、複数の固定電極指３９１〜３９８は、前述した固定電極部３８と同様、絶縁基板２上で互いに分離している。これにより、各固定電極指３９１〜３９８と絶縁基板２との各接合部の面積を十分なものとしつつ、固定電極指３９１〜３９８の小型化を図ることができる。そのため、センサー素子１の耐衝撃性を優れたものとしつつ、センサー素子１の小型化を図ることができる。
【００３８】
このような素子片３（すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５）は、後述する１つの基板１０３をエッチングすることより形成されたものである。
これにより、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５の厚さを厚くすることができる。また、これらの厚さを簡単かつ高精度に揃えることができる。このようなことから、センサー素子１の高感度化を図ることができるとともに、センサー素子１の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３９】
また、素子片３の構成材料としては、前述したような静電容量の変化に基づく物理量の検出が可能であれば、特に限定されないが、半導体が好ましく、具体的には、例えば、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料を用いるのが好ましい。
すなわち、固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、複数の固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８および複数の可動電極指３６１〜３６５、３７１〜３７５は、それぞれ、シリコンを主材料として構成されているのが好ましい。
【００４０】
シリコンはエッチングにより高精度に加工することができる。そのため、素子片３をシリコンを主材料として構成することにより、素子片３の寸法精度を優れたものとし、その結果、物理量センサー素子であるセンサー素子１の高感度化を図ることができる。また、シリコンは疲労が少ないため、センサー素子１の耐久性を向上させることもできる。
また、素子片３を構成するシリコン材料には、リン、ボロン等の不純物がドープされているのが好ましい。これにより、素子片３の導電性を優れたものとすることができる。
また、素子片３は、前述したように、絶縁基板２の上面に固定部３１、３２および固定電極部３８、３９が接合されることにより、絶縁基板２に支持されている。本実施形態では、後述する絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とが接合されている。
【００４１】
このような素子片３（具体的には、前述した固定部３１、３２および各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）と絶縁基板２との接合方法は、特に限定されないが、陽極接合法を用いるのが好ましい。これにより、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）を絶縁基板２に強固に接合することができる。そのため、センサー素子１の耐衝撃性を向上させることができる。また、固定部３１、３２および固定電極部３８、３９（各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８）を絶縁基板２の所望の位置に高精度に接合することができる。そのため、物理量センサー素子であるセンサー素子１の高感度化を図ることができる。この場合、前述したようにシリコンを主材料として素子片３を構成し、かつ、アルカリ金属イオンを含むガラス材料で絶縁基板２を構成する。
【００４２】
（導体パターン）
導体パターン４は、前述した絶縁基板２の上面（固定電極部３８、３９側の面）上に設けられている。
この導体パターン４は、配線４１、４２、４３と、電極４４、４５、４６とで構成されている。
【００４３】
配線４１は、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側に設けられ、空洞部２１の外周に沿うように形成されている。そして、配線４１の一端部は、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４４に接続されている。
このような配線４１は、前述した素子片３の第１固定電極指である各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８および各固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に電気的に接続されている。ここで、配線４１は、各第１固定電極指に電気的に接続された第１配線である。
【００４４】
また、配線４２は、前述した配線４１の内側、かつ、前述した絶縁基板２の空洞部２１の外側でその外周縁に沿って設けられている。そして、配線４２の一端部は、前述した電極４４に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４５に接続されている。
配線４３は、絶縁基板２上の固定部３１との接合部から、絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上に延びるように設けられている。そして、配線４３の固定部３１とは反対側の端部は、前述した電極４４、４５に対して間隔を隔てて並ぶように絶縁基板２の上面の外周部（絶縁基板２上の蓋部材５の外側の部分）上において、電極４６に接続されている。
【００４５】
このような配線４１〜４３の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物（透明電極材料）、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４６】
中でも、配線４１〜４３の構成材料としては、透明電極材料（特にＩＴＯ）を用いるのが好ましい。配線４１、４２がそれぞれ透明電極材料で構成されていると、絶縁基板２が透明基板である場合、絶縁基板２の固定電極部３８、３９側の面上に存在する異物等を絶縁基板２の固定電極部３８、３９とは反対の面側から容易に視認することができる。そのため、高感度な物理量センサー素子としてセンサー素子１をより確実に提供することができる。
また、電極４４〜４６の構成材料としては、それぞれ、前述した配線４１〜４３と同様、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができる。本実施形態では、電極４４〜４６の構成材料として、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料と同じものが用いられている。
【００４７】
このような配線４１、４２（第１配線および第２配線）が絶縁基板２の上面に設けられていることにより、配線４１を介して第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定するとともに、配線４２を介して第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
【００４８】
本実施形態では、電極４４および電極４６を用いることにより、第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と可動電極部３６との間の静電容量および第１固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。また、電極４５および電極４６を用いることにより、第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と可動電極部３６との間の静電容量および第２固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と可動電極部３７との間の静電容量を測定することができる。
また、このような配線４１、４２は、絶縁基板２の上面上（すなわち固定電極部３８、３９側の面上）に設けられているので、固定電極部３８、３９に対する電気的接続およびその位置決めが容易である。そのため、センサー素子１の信頼性（特に、耐衝撃性および検出精度）を向上させることができる。
【００４９】
また、配線４１および電極４４は、前述した絶縁基板２の凹部（第１凹部）２２内に設けられ、配線４２および電極４５は、前述した絶縁基板２の凹部（第２凹部）２３内に設けられ、配線４３および電極４６は、前述した絶縁基板２の凹部（第３凹部）２４内に設けられている。これにより、配線４１〜４３が絶縁基板２の板面から突出するのを防止することができる。そのため、各固定電極指３８１〜３８８、３９１〜３９８と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。同様に、固定部３１と絶縁基板２との接合（固定）を確実なものとしつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。ここで、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｔ＜ｄなる関係を満たす。
【００５０】
特に、第１配線である配線４１上には、導電性を有する第１突起である複数の突起４８１および複数の突起４８２が設けられている。複数の突起４８１は、複数の第１固定電極指である固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８に対応して設けられ複数の突起４８２は、複数の第１固定電極指である固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８に対応して設けられている。
【００５１】
そして、複数の突起４８１を介して固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８と配線４１とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４８２を介して固定電極指３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１とが電気的に接続されている。
これにより、配線４１と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続を行うことができる。
【００５２】
同様に、第２配線である配線４２上には、導電性を有する第２突起である複数の突起４７１および複数の突起４７２が設けられている。複数の突起４７１は、複数の第２固定電極指である固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７に対応して設けられ、複数の突起４７２は、複数の第２固定電極指である固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７に対応して設けられている。
【００５３】
そして、複数の突起４７１を介して固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７と配線４２とが電気的に接続されるとともに、複数の突起４７２を介して固定電極指３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２とが電気的に接続されている。
これにより、配線４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）を防止しつつ、各固定電極指３８１、３８３、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。
【００５４】
このような突起４７１、４７２、４８１、４８２の構成材料としては、それぞれ、導電性を有するものであれば、特に限定されず、各種電極材料を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属単体またはこれらを含む合金等の金属が好適に用いられる。このような金属を用いて突起４７１、４７２、４８１、４８２を構成することにより、配線４１、４２と固定電極部３８、３９との間の接点抵抗を小さくすることができる。
【００５５】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとし、突起４７１、４７２、４８１、４８２の高さをそれぞれｈとしたとき、d≒ｔ＋ｈなる関係を満たす。
また、図４、６に示すように、配線４１〜４３上には、絶縁膜６が設けられている。そして、前述した各突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０上の絶縁膜６は形成せずに突起の表面が露出している。この絶縁膜６は、導体パターン４と素子片３との不本意な電気的接続（短絡）を防止する機能を有する。これにより、配線４１、４２と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、各第１固定電極指３８２、３８４、３８６、３８８、３９２、３９４、３９６、３９８と配線４１との電気的接続および各第２固定電極指３８１、３８３、３８５、３８５、３８７、３９１、３９３、３９５、３９７と配線４２との電気的接続を行うことができる。また、配線４３と他の部位との不本意な電気的接続（短絡）をより確実に防止しつつ、固定部３１と配線４３との電気的接続を行うことができる。
【００５６】
本実施形態では、絶縁膜６は、後述する突起４７１、４７２、４８１、４８２、５０および電極４４〜４６の形成領域を除いて、絶縁基板２の上面の略全域に亘って形成されている。なお、絶縁膜６の形成領域は、配線４１〜４３を覆うことができれば、これに限定されず、例えば、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位や蓋部材５との接合部位を除くような形状をなしていてもよい。
【００５７】
また、配線４１〜４３の厚さをそれぞれｔとし、前述した凹部２２〜２４の配線４１が設けられた部分の深さをそれぞれｄとしたとき、ｄ＞ｔなる関係を満たす。これにより、例えば、図４に示すように、固定電極指３９１と配線４１上の絶縁膜６との間には、隙間２２１が形成されている。図示しないが、この隙間２２１と同様の隙間が他の各固定電極指と配線４１、４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。このような隙間は、後述するセンサー素子１の製造において、基板１０２と基板１０３との間にも同様に形成され、陽極接合時に生じるガスを排出することができる。
【００５８】
また、図６に示すように、蓋部材５と配線４３上の絶縁膜６との間には、隙間２２２が形成されている。図示しないが、この隙間２２２と同様の隙間が蓋部材５と配線４１、４２上の絶縁膜６との間にも形成されている。これらの隙間は、蓋部材５内を減圧したり、不活性ガスを充填したりするのを用いることができる。なお、これらの隙間は、蓋部材５と絶縁基板２とを接着剤により接合する際に、接着剤により塞いでもよい。
【００５９】
このような絶縁膜６の構成材料としては、特に限定されず、絶縁性を有する各種材料を用いることができるが、絶縁基板２がガラス材料（特に、アルカリ金属イオンが添加されたガラス材料）で構成されている場合、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用いるのが好ましい。これにより、前述したような不本意な電気的接続を防止するとともに、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００６０】
また、絶縁膜６の厚さ（平均厚さ）は、特に限定されないが、１０〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜２００ｎｍ程度であるのがより好ましい。このような厚さの範囲で絶縁膜６を形成すると、前述したような不本意な電気的接続を防止することができる。また、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンを主材料として構成されている場合、絶縁基板２の上面の素子片３との接合部位に絶縁膜６が存在していても、絶縁膜６を介して絶縁基板２と素子片３とを陽極接合することができる。
【００６１】
（蓋部材）
蓋部材５は、前述した素子片３を保護する機能を有する。
この蓋部材５は、板状をなし、その一方の面（下面）に凹部５１が設けられている。この凹部５１は、素子片３の可動部３３および可動電極部３６、３７等の変位を許容するように形成されている。
そして、蓋部材５の下面の凹部５１よりも外側の部分は、前述した絶縁基板２の上面に接合されている。本実施形態では、前述した絶縁膜６を介して絶縁基板２と蓋部材５とが接合されている。
【００６２】
蓋部材５が接合された状態では、凹部５１内は、気密的に封止されている。また、凹部５１内は、例えば、真空（減圧）状態としてもよいし、不活性ガスを充填した状態としてもよい。これにより、センサー素子１の感度や信頼性が向上する。
蓋部材５と絶縁基板２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いた接合方法、陽極接合法、直接接合法等を用いることができる。
また、蓋部材５の構成材料としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シリコン材料、ガラス材料等を好適に用いることができる。
【００６３】
［センサー素子の製造方法］
次に、本発明のセンサー素子の製造方法を説明する。なお、以下では、前述したセンサー素子１を製造する場合の一例を説明する。
図７〜図１２は、それぞれ、図１に示すセンサー素子の製造方法を説明するための図である。特に、図８は、配線、接点、絶縁膜を形成する工程を説明するための図であり、図１中のＡ−Ａ線断面に対応する断面を示している。また、図９は、図７中の矢印Ｄの方向から見たときの側面図である。
【００６４】
センサー素子１の製造方法は、上面（一方の主面）に形成された複数の空洞部２１と、複数の空洞部２１に連通するとともに側面に開放する溝９とが形成された第１基板１０２Ａを用意する工程と、第１基板１０２Ａの空洞部２１および溝９が形成された面に第２基板を接合し、接合体を得る工程と、溝９の側面に開放する側を封止部材１０７で塞ぐ工程と、第２基板１０３をエッチングすることにより、複数の空洞部２１の各々の上方に素子片３を形成する工程と、センサー部３を個片化する工程と、を有する。
なお、以下では、絶縁基板２がアルカリ金属イオンを含むガラス材料で構成され、かつ、素子片３がシリコンで構成されている場合を例に説明する。
【００６５】
［１］準備工程
まず、第１基板である基板１０２を用意する。この基板１０２は、後述する工程を経て絶縁基板２となるものである。また、基板１０２は、アルカリ金属を含むガラス材料で構成されている。次に、図７に示すように、基板１０２の上面をエッチングすることにより、複数の空洞部２１を行列状に形成する。また、上記エッチングによって、各空洞部２１に対応するように凹部２２、２３、２４を形成するとともに、各空洞部２１を互いに連通するとともに基板１０２の側面に開放する溝９を形成する。これにより、空洞部２１と凹部２２、２３、２４と溝９とが形成された基板１０２Ａを得る。
【００６６】
このような空洞部２１と凹部２２、２３、２４と溝９との形成方法（エッチング方法）としては、特に限定されないが、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００６７】
また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、空洞部２１と凹部２２、２３、２４と溝９とを順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に、除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
なお、マスクとして、例えば、グレースケールマスクを用いることにより、空洞部２１と凹部２２、２３、２４と溝９（すなわち、深さの異なる複数の凹部）を一括形成してもよい。
【００６８】
溝９は、後述する接合工程にて陽極接合の際に基板１０２Ａから発生するガス（主に酸素ガス）を空洞部２１内から外部へ逃がすための溝である。
このような溝９は、各空洞部２１を互いに連結する第１溝９１と、第１溝９１と第１基板１０２の側面とを連通（接続）する複数（本実施形態では２本）の第２溝９２とを有している。各第２溝９２は、言い換えれば、その一端が第１溝９１の側面に開放し、他端が第１基板１０２の側面に開放している。このような構成とすることにより、溝９の構成が簡単となる。
【００６９】
また、第１溝９１は、第１方向（図７の横方向）に延在する複数の第１方向延在溝９１１と、第２方向（図７の縦方向（第１方向と直交する方向））に延在する複数の第２方向延在溝９１２とを有する格子状をなしており、さらに、第１方向延在溝９１１と空洞部２１とを連通する複数の連通溝９１３を有している。なお、図示していないが、第１溝９１は、さらに、第１方向延在溝９１１と各凹部２２、２３、２４とを連通する複数の連通溝を有しているのが好ましい。
【００７０】
第１、第２方向延在溝９１１、９１２はそれぞれ直線状をなしている。また、連通溝９１３は、各空洞部２１に対して１本の割合で形成されている。このような構成とすることにより、第１溝９１の構成が簡単となるとともに、後述する個片化工程において、第１溝９１（第１、第２方向延在溝９１１、９１２）をガイドとして利用し易くなる。
そして、隣り合う一対の第１方向延在溝９１１と隣り合う一対の第２方向延在溝９１２とで囲まれた各領域に、１つの空洞部２１およびそれに対応する凹部２２、２３、２４が形成されている。すなわち、後の工程によって、前記各領域内に１つのセンサー素子１が形成されて行く。このように、前記各領域に１つの空洞部２１を形成することにより、後述する個片化工程において、第１溝９１（第１、第２方向延在溝９１１、９１２）に沿って切断することにより、簡単に複数のセンサー素子１を個片化することができる。
【００７１】
また、第２溝９２は、第２方向に延在しており、その一端が第１溝９１に開放し、他端が基板１０２の側面に開放している。特に、本実施形態では、第２溝９２は、４本の第２方向延在溝９１２のうちの中央部に位置する２つの第２方向延在溝９１２（９１２’）と一体的に形成されている。すなわち、第２方向延在溝９１２’は、両端に位置する第２方向延在溝９１２よりも延長されており、その一端が基板１０２の側面に開放するよう形成され、この延長された部分が第２溝９２を構成しているとも言える。このような構成とすることにより、溝９内の曲がり角の数を少なくすることができるため、溝９内での気体の流動性がよくなり、空洞部２１内で発生したガスをより円滑に外部に排出することができる。
【００７２】
また、第２溝９２は、第１方向に隣り合う２つの空洞部２１の列ごとに１つの割合で形成されている。このような割合で第２溝９２を形成することにより、第２溝９２の数を抑えつつ、各空洞部２１内で発生したガスをより円滑に外部に排出することができる。言い換えれば、空洞部２１内で発生するガスの量と、そのガスを排出するための第２溝９２の開口面積（各第２溝９２の開口面積の和）とのバランスが取れる。
なお、図７では、説明の便宜上、縦（第１方向）×横（第２方向）に３×３、計９個の空洞部２１を形成した場合を図示しているが、空洞部２１の数および配置（配列）は、これに限定されない。
【００７３】
［２］導体パターン、絶縁膜形成工程
次に、図８（ａ）に示すように、基板１０２Ａの上面上に、導体パターン４を形成する。その後、図８（ａ）では図示しないが、絶縁膜１０６Ａを形成する。ここで、絶縁膜１０６Ａは、後述する個片化を経て絶縁膜６となるものである。以下、図８（ａ１）〜（ａ４）に基づき、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成について詳述する。なお、図８では、１つの空洞部２１に対応する部分を代表して図示しており、また、基板１０２Ａの固定電極指３９１との接合部近傍における導体パターン４および絶縁膜１０６Ａの形成を代表的に図示している。
【００７４】
導体パターン４を形成するに際しては、まず、図８（ａ１）に示すように、凹部２２内に配線４１を形成するとともに、凹部２３内に配線４２を形成する。このとき、図９では図示しないが、凹部２４内に配線４３を配線４１、４２と同時に形成する。配線４１、４２、４３の形成方法（成膜方法）としては、特に限定されないが、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、薄膜の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における成膜においても、同様の方法を用いることができる。
【００７５】
そして、図８（ａ２）に示すように、配線４２上に複数の突起４７２を形成（成膜）する。このとき、図８（ａ２）では図示しないが、配線４２上に複数の突起４７１および電極４５を突起４７２と同時に形成する。また、配線４１上に複数の突起４８１、複数の突起４８２および電極４４突起４７２と同時に形成する。また、配線４３上に突起５０および電極４６を突起４７２と同時に形成する。
【００７６】
次に、図８（ａ３）に示すように、配線４１、４２等を覆うように、基板１０２Ａの上面に絶縁膜１０６を形成（成膜）する。次に、図８（ａ４）に示すように、絶縁膜１０６の各突起４７２に対応する部分を除去する。また、図８（ａ４）では図示しないが、絶縁膜１０６の各突起４７１、突起５０および電極４４〜４６に対応する部分も除去する。これにより、電極４４〜４６を露出させるとともに、各突起４７１、４７２、５０が貫通する絶縁膜１０６Ａが得られる。
以上のようにして、導体パターン４および絶縁膜１０６Ａが得られる。
【００７７】
［３］接合工程
次に、図９（ａ）に示すように、基板１０２Ａの上面に、第２基板である基板１０３を陽極接合法により接合し接合体１０４が得られる。これにより、基板１０３と各突起４７１、４７２、５０とが接続される。この基板１０３は、後述する薄肉化、パターンニングおよび個片化を経て素子片３となるものである。
【００７８】
また、基板１０３は、シリコン基板である。
また、基板１０３の厚さは、素子片３の厚さよりも厚くなっている。これにより、基板１０３の取り扱い性を向上させることができる。なお、基板１０３の厚さが素子片３の厚さと同じであってもよい。この場合、後述する薄肉化工程［５］を省略すればよい。
また、基板１０３は、平面形状が基板１０２Ａ（１０２）とほぼ同じであり、互いの輪郭が一致するように基板１０２Ａの上面（空洞部２１、凹部２２〜２４、溝９が開放する側の面）に接合される。そのため、接合体１０４では、溝９の基板１０２の上面に開放する開口の全域が基板１０３により塞がれており、溝９の基板１０２の側面に開放する開口９３を介して接合体１０４の内外が連通する。このように、開口９３を介して接合体１０４の内外が連通した状態とすることにより、後述する封止工程おいて、溝９を気密封止するのを簡単かつ確実に行うことができる。また、溝９の基板１０２の上面に開放する開口の全域を基板１０３により塞ぐことにより、溝９の接合体１０４の外部へ臨む開口の位置を明確にすることができるため、後述する封止工程において、溝９の封止のし忘れ等を効果的に抑制することができる。
【００７９】
上述したように、本工程では、基板１０３（シリコン基板）を基板１０２Ａ（ガラス基板）に対して陽極接合により接合する。このような陽極接合は、基板１０３を基板１０２Ａ上に載置した状態にて、これを例えば、３００〜５００°程度に加熱し、さらに、基板１０３と基板１０２Ａとの間に電圧を印加することにより行われる。そして、電圧印加によって、基板１０２Ａに電界が加わり、これにより、基板１０２Ａから酸素ガスが発生する。発生した酸素ガスは、接合体１０４の内部空間（空洞部２１、凹部２２、２３、２４および溝９）内に充満するが、溝９を介して開口９３から接合体１０４の外部へ速やかに排出される。これにより、酸素ガスによって接合体１０４の内部空間の圧が高まることを防止することができ、例えば、接合体１０４の内側からの圧によって、基板１０２Ａから基板１０３が剥離したり、基板１０３の破壊、損傷したりすることを効果的に防止することができる。
次に、基板１０３を薄肉化して、図９（ｂ）に示すように、基板１０３Ａを得る。この薄肉化は、基板１０３Ａの厚さが素子片３の厚さと同じになるように行われる。また、基板１０３の薄肉化方法は、特に限定されないが、例えば、ＣＭＰ法、ドライポリッシュ法を好適に用いることができる。
【００８０】
［４］封止工程
次に、図９（ｃ）に示すように、封止部材１０７を溝９の各開口９３から溝９（第２溝９２）内へ充填し、溝９および空洞部２１を封止する。これにより、接合体１０４の外部から溝９内への液体の侵入を防止することができる。なお、本工程における封止は、エッチング時またはダイシング時の液体が空洞部２１や凹部２２、２３、２４内に侵入するのを防止することができればよく、例えば、気密封止でなくてもよい。
【００８１】
封止部材１０７の構成材料としては、溝９内の気密性を確保することができれば、特に限定されず、例えば、ニッケル、金、銀、銅等の各種金属材料や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂等の各種樹脂材料を用いることができる。
なお、本封止工程では、溝９および空洞部２１を気密的に封止することができれば、封止の方法は、特に限定されず、例えば、接合体１０４の側面にシール部材を貼着し開口９３を塞ぐことにより、溝９および空洞部２１を封止してもよい。
【００８２】
［５］エッチング工程
次に、基板１０３Ａをエッチングすることにより、図１０に示すように、素子片３を得る。素子片３（固定部３１、３２、可動部３３、連結部３４、３５、可動電極部３６、３７および固定電極部３８、３９）のエッチング方法としては、特に限定されず、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００８３】
また、上述したようなエッチングに際しては、例えば、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを好適に用いることができる。また、マスク形成、エッチング、マスク除去を複数繰り返し、素子片３の各部を順に形成することができる。そして、このマスクは、エッチング後に除去される。このマスクの除去方法としては、例えば、マスクがレジスト材料で構成される場合には、レジスト剥離液、マスクが金属材料で構成される場合には、リン酸溶液のようなメタル剥離液等を用いることができる。
【００８４】
このようなエッチング工程では、様々な液体が用いられる。具体的には、上述したようなマスクを用いる場合には、レジスト液、マスク剥離液（レジスト剥離液、リン酸溶液等）が用いられ、ウェットエッチング等の化学的エッチング法では、各種エッチング液が用いられる。ここで、エッチング工程において、このような各種液体が接合体１０４内に侵入すると、基板１０３の意図しない部位がエッチングされたり、意図しない部位にレジスト液が付着したりし、製造されるセンサー素子１の信頼性が低下したり、製造の歩留まりが低下したりする。そこで、本発明では、接合体１０４内への液体の侵入を防止するため、溝９に封止部材１０７を充填することにより溝９および空洞部２１を気密的に封鎖している。これにより、上述したような意図しない部位がエッチング等されるという問題が生じず、信頼性の高いセンサー素子１を製造することができるとともに、製造の歩留まりも向上する。
【００８５】
［６］蓋部材接合工程
次に、図１１に示すように、基板１０２Ａの上面に、空洞部２１に対応する凹部５１を有する蓋部材１０５を行ごとに３つ接合する。これにより、基板１０２Ａと蓋部材１０５とが各素子片３を収納するようにして接合された接合体１０１が得られる。この蓋部材１０５は、後述する個片化を経て蓋部材５となるものである。
なお、本工程は、真空（減圧）環境下で行うことができる。これにより、凹部５１内を真空状態とすることができる。また、不活性ガス環境下で行うこともできる。これにより、凹部５１内を不活性ガスで満たすことができる。
【００８６】
［７］個片化工程
次に、接合体１０１を個片化（ダイシング）することにより、図１２に示すように、センサー素子１が得られる。
本工程では、第１溝９１を個片化する際のガイド（アライメントマーク）として利用することができる。すなわち、第１溝９１は、第１方向延在溝９１１と第２方向延在溝９１２とで構成された格子状をなしており、かつ、各格子（隣り合う一対の第１方向延在溝９１１と隣り合う一対の第２方向延在溝９１２とで囲まれた領域）内に１つのセンサー素子１が作りこまれている。そのため、各第１方向延在溝９１１および各第２方向延在溝９１２に沿って接合体１０１を切断することにより、簡単かつ精度よく、センサー素子１を個片化することができる。
【００８７】
［物理量センサー］
次に、図１３に基づいて、本発明のセンサー素子を用いた物理量センサーを説明する。
図１３は、本発明のセンサー素子を適用した物理量センサーの一例を示す模式図である。
図１３に示す物理量センサー２００は、前述したセンサー素子１と、センサー素子１に電気的に接続された電子部品２０１とを有する。
電子部品２０１は、例えば集積回路素子（ＩＣ）であり、センサー素子１を駆動する機能を有する。この電子部品２０１に角速度検出回路や加速度検出回路を形成することにより物理量センサー２００をジャイロセンサーや加速度センサーとして構成することができる。
【００８８】
なお、図１３では、物理量センサー２００が１つのセンサー素子１を有する場合を図示しているが、物理量センサー２００が複数のセンサー素子１を有していてもよい。また、物理量センサー２００は、センサー素子１と、センサー素子１とは異なる構成のセンサー素子とを有していてもよい。
このような物理量センサー２００は、感度および耐衝撃性の優れたセンサー素子１を備えるので、優れた信頼性を有する。
【００８９】
［電子機器］
次に、本発明の電子機器を説明する。
図１４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このようなパーソナルコンピューター１１００には、センサー素子１が内蔵されている。
【００９０】
図１５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部が配置されている。
このような携帯電話機１２００には、センサー素子１が内蔵されている。
【００９１】
図１６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００９２】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
【００９３】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
このようなディジタルスチルカメラ１３００には、センサー素子１が内蔵されている。
このような電子機器は、高感および耐衝撃性に優れたセンサー素子１を備えるので、優れた信頼性を有する。
【００９４】
なお、本発明の電子機器は、図１４のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１５の携帯電話機、図１６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。
【００９５】
以上、本発明のセンサー素子の製造方法、センサー素子および電子機器について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、固定電極部は、櫛歯状をなすように並ぶ複数の固定電極指の少なくとも１つの固定電極指がその他の固定電極指に対して絶縁基板上で分離していれば、前述した実施形態に限定されない。
【００９６】
また、固定電極部の複数の固定電極指と、これに噛み合うように設けられた可動電極部の複数の可動電極指との本数、配置および大きさ等の形態は、前述した実施形態に限定されない。
また、可動部をＹ軸方向に変位させるように構成してもよいし、可動部をＸ軸に平行な軸線まわりに回動させるように構成してもよい。この場合、可動電極指と固定電極指との対向面積の変化による静電容量変化に基づいて物理量を検出すればよい。
【００９７】
また、素子片（センサー部）の構成としては、可動電極指や固定電極指を備えるものに限定されず、所定の物理量を検出することのできる各種構成とすることができる。例えば、ｚ軸方向に対向配置された固定電極部と可動電極部を有し、可動電極部がｚ軸方向に変位することにより変化する固定電極部および可動電極部の間の静電容量の変化によって物理量を求めるようなセンサー部であってもよい。
また、上述の実施形態では、センサー素子１を物理量センサー素子として用いる場合について説明したが、物理量センサー素子に限らず、例えば固定電極指と可動電極指に異なる電圧を加えてクーロン力により可動電極指を駆動させることにより固有周波数を発振する共振子として本発明のセンサー素子を用いても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１‥‥センサー素子  ２‥‥絶縁基板  ２１‥‥空洞部  ２２‥‥凹部  ２２１‥‥隙間  ２２２‥‥隙間  ２３‥‥凹部  ２４‥‥凹部  ３‥‥素子片  ３１‥‥固定部  ３２‥‥固定部  ３３‥‥可動部  ３４‥‥連結部  ３４１、３４２‥‥梁  ３５‥‥連結部  ３５１、３５２‥‥梁  ３６‥‥可動電極部  ３６１〜３６５‥‥可動電極指  ３７‥‥可動電極部  ３７１〜３７５‥‥可動電極指  ３８‥‥固定電極部  ３８１〜３８８‥‥固定電極指  ３９‥‥固定電極部  ３９１〜３９８‥‥固定電極指  ４‥‥導体パターン  ４１‥‥配線  ４２‥‥配線  ４３‥‥配線  ４４‥‥電極  ４５‥‥電極  ４６‥‥電極  ４７１‥‥突起  ４７２‥‥突起  ４８１‥‥突起  ４８２‥‥突起  ５‥‥蓋部材  ５０‥‥突起  ５１‥‥凹部  ６‥‥絶縁膜  ９‥‥溝  ９１‥‥第１溝  ９１１‥‥第１方向延在溝  ９１２、９１２’‥‥第２方向延在溝  ９１３‥‥連通溝  ９２‥‥第２溝  ９３‥‥開口  １０１‥‥接合体  １０２‥‥基板  １０２Ａ‥‥基板  １０３‥‥基板  １０３Ａ‥‥基板  １０４‥‥接合体  １０５‥‥蓋部材  １０６‥‥絶縁膜  １０６Ａ‥‥絶縁膜  １０７‥‥封止部材  ２００‥‥物理量センサー  ２０１‥‥電子部品  １１００‥‥パーソナルコンピューター  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥メモリ  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピューター
【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】
2013130484.tif 000012
【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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