(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の基板を積層して積層体を形成する場合において、ウェーハ上にマーカーを設けることなく基板同士を位置合せして重ね合わせることが可能な積層体の製造方法を提供する。【解決手段】圧力センサーの製造方法は、感圧素子層１０、ベース層の接合面に傾斜部２０８、３０６を形成する外形形成工程と、傾斜部２０８、３０６を用いて位置合せを行いながら、感圧素子層１０、ダイアフラム層２０、ベース層を重ね合わせて接合面を接合剤４０で接合する接合工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの基板を積層して形成される積層体の製造方法であって、
前記２つの基板が接合される少なくとも一方の接合面に、傾斜部を形成する外形形成工程と、
前記傾斜部を位置合せに用いて、前記２つの基板を重ね合わせて接合する接合工程と
を備えたことを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】
前記基板は異方性を有する結晶材料からなり、前記傾斜部は、前記外形形成工程において前記基板をウェットエッチングすることにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
【請求項３】
前記傾斜部は２つの傾斜面を含み、
前記接合工程において、前記２つの傾斜面同士が交わる交線を位置合せに用いて、前記２つの基板の前記接合面を接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
前記基板は水晶で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
【請求項５】
前記基板はＡＴカット板であることを特徴とする請求項２乃至４のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
【請求項６】
前記基板はＺカット板であることを特徴とする請求項２乃至４のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
【請求項７】
前記基板は光透過性を有する基板であり、
前記接合工程において、
前記傾斜部に光を照射することにより位置合せを行いながら、前記２つの基板を重ね合わせて接合することを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体の製造方法に関し、特に、各基板同士を位置合せして積層する積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子、等の圧電デバイス、圧力センサー、等の物理量検出デバイス、そして、半導体やチップ部品（コンデンサー、サーミスタ、等）等をパッケージに搭載した電子デバイスは、２つ以上の基板を積層した積層構造を有している（例えば、特許文献１、２、９参照）。
【０００３】
このような積層構造を形成するために、各基板同士を重ね合わせて接合する必要があるが、接合剤が接合部からはみ出したり、各基板の大きさや形状が異なる場合には各基板の位置合せが正確にできないという問題があった。
【０００４】
各基板の接合部から接合剤がはみ出すのを防止する技術として、各基板の接合部に溝を設ける技術や（例えば、特許文献３−５参照）、各基板の接合部に凸部や段部を設ける技術が存在する（例えば、特許文献６−８参照）。
【０００５】
また、これら積層型の電子デバイスの製造方法として、前記電子デバイスを構成する各層の基板に相当する個片を多数連結してなる各ウェーハ（マザー基板）を積層した後、積層したウェーハの積層体を個片に分離し、前記電子デバイスを製造するのが一般的である。ここで、各ウェーハを積層する際、予め、各ウェーハの所定の位置にアライメント用のマーカー（認識マーク）を設け、各ウェーハを積層するときに、カメラによる画像処理にて前記マーカーを用いてアライメントし、層間で位置ズレが生じないように各ウェーハを積層している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２７９２２号公報
【特許文献２】特開２００８−２４１２８７号公報
【特許文献３】特開昭５６−０６１８２号公報
【特許文献４】特開昭５３−７１７２号公報
【特許文献５】特開２００８−２６７８９６号公報
【特許文献６】特開２００９−３０２９９６号公報
【特許文献７】特開２００１−１３６０４７号公報
【特許文献８】特開２００１−０９３９９８号公報
【特許文献９】特開２０１０−２４６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した技術では、通常、ウェーハの数箇所に前記マーカーを設ける必要があるために、その分、個片のレイアウト面積が減るので、ウェーハ積層体からの個片（電子デバイス）の取り数が減少してしまう問題点があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、複数の基板を積層して積層体を形成する場合において、ウェーハ上にマーカーを設けることなく基板同士を位置合せして重ね合わせることが可能な積層体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】
【０００９】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］少なくとも２つの基板を積層して形成される積層体の製造方法であって、前記２つの基板が接合される少なくとも一方の接合面に、傾斜部を形成する外形形成工程と、前記傾斜部を位置合せに用いて、前記２つの基板を重ね合わせて接合する接合工程とを備えたことを特徴とする積層体の製造方法。
本発明によれば、接合面に形成した傾斜部を用いて各基板同士を位置合せして重ね合わせ、積層体を形成することができる。更に、マザーウェーハ積層体から得られる個片の積層体の取り数を増加させることができる。
【００１０】
［適用例２］前記基板は異方性を有する結晶材料からなり、前記傾斜部は、前記外形形成工程において前記基板をウェットエッチングすることにより形成されることを特徴とする適用例１に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、傾斜部は、異方性を有する結晶材料からなる基板をウェットエッチングすることにより形成することができるため、傾斜部を容易に形成することができ、エッチング異方性により形成される傾斜部を利用して基板同士を位置合せすることができる。
【００１１】
［適用例３］前記傾斜部は２つの傾斜面を含み、前記接合工程において、前記２つの傾斜面同士が交わる交線を位置合せに用いて、前記２つの基板の前記接合面を接合することを特徴とする適用例１又は２に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、傾斜面の交線をアライメントマークとして用いることで、各基板同士を位置合せして積層することができる。また、接合面の面積が大きくなるため、接合強度を大きくすることができる。
【００１２】
［適用例４］前記基板は水晶で形成されていることを特徴とする適用例１乃至３のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、水晶は光透過性があり、異方性を有する結晶材料であるため、ウェットエッチングにより傾斜部を形成し、傾斜部に光を照射して位置合せを行うことができる。
【００１３】
［適用例５］前記基板はＡＴカット板であることを特徴とする適用例２乃至４のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、ＡＴカット板をウェットエッチングした場合に特定の形状の傾斜部が形成されるため、当該傾斜部を用いて位置合せを行うことができる。
【００１４】
［適用例６］前記基板はＺカット板であることを特徴とする適用例２乃至４のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、Ｚカット板をウェットエッチングした場合に特定の形状の傾斜部が形成されるため、当該傾斜部を用いて位置合せを行うことができる。
【００１５】
［適用例７］前記基板は光透過性を有する基板であり、前記接合工程において、前記傾斜部に光を照射することにより位置合せを行いながら、前記２つの基板を重ね合わせて接合することを特徴とする適用例１乃至６のうち何れか１項に記載の積層体の製造方法。
本発明によれば、基板に形成された傾斜部に光を照射すれば、光の屈折角及び反射角の違いにより傾斜部を認識することができるため、傾斜部を位置合せに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力センサーの断面図である。
【図２】同実施形態に係る圧力センサーの斜視展開図である。
【図３】同実施形態に係る圧力センサーの感圧素子層の平面図である。
【図４】同実施形態に係る圧力センサーの製造方法の工程図である。
【図５】変形例に係る圧力センサーの断面図である。
【図６】変形例に係る各基板の接合面に形成される傾斜部の断面形状を示す模式図である。
【図７】変形例に係る各基板の接合面に形成される傾斜部の断面形状を示す模式図である。
【図８】変形例に係る圧力センサーの斜視図である。
【図９】圧力センサーの振動部として１つの柱状ビームを用いた場合の感圧素子層の平面図である。
【図１０】圧力センサーの振動部としてＡＴカット振動子を用いた場合の、感圧素子層、各マザーウェーハ、及び圧力センサーの斜視図である。
【図１１】圧電デバイスの圧電振動基板の振動部が音叉振動子である場合の圧電デバイスの分解斜視図及び圧電振動基板の裏面図である。
【図１２】圧電デバイスの圧電振動基板の振動部がＡＴカット水晶振動子である場合の圧電デバイスの分解斜視図及び圧電振動基板の裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る積層体の製造方法を圧力センサーの製造方法に適用した場合の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は本実施形態に係る圧力センサー１の断面図であり、図２は圧力センサー１の分解斜視図である。これらの図に示すように、圧力センサー１は、感圧素子層１０と、感圧素子層１０の一方の主面側及び他方の主面側それぞれを気密封止するように覆うダイアフラム層２０及びベース層３０と、の３つの基板を備えている。各層１０、２０、３０は水晶板で形成されている。水晶は、異方性結晶材料であり光透過性を有している。また、各層１０、２０、３０は、それぞれＺカット板であり、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸に平行な辺と、機械軸としてのＹ軸に平行な辺とを有し、光学軸としてのＺ軸方向に厚みを有している。
【００１８】
図３は感圧素子層１０の平面図である。図２及び図３に示すように、感圧素子層１０は、中央に感圧素子としての双音叉素子１０６と、その周囲を囲む枠部１０８とを有している。双音叉素子１０６は、振動部としての一対の平行な柱状ビーム１６ａ，１６ｂと、両柱状ビーム１６ａ，１６ｂの両端に接続される一対の基部１６ｃとを有している。双音叉素子１０６は屈曲振動をする振動素子であるとともに、柱状ビーム１６ａ，１６ｂに引張応力又は圧縮応力が印加されると、その共振周波数が変化する周波数変化型の感圧素子であり、所謂、双音叉型の圧電振動子である。
【００１９】
枠部１０８は、各基部１６ｃから柱状ビーム１６ａ，１６ｂと直交する方向に延びる一対の梁部１１０ａ，１１０ｂを介して双音叉素子１０６と連結されている。
枠部１０８の一方の主面のうち、Ｘ軸に平行に延びる２つの領域それぞれには、Ｘ軸に沿ってアライメントマーク１０２ａが形成されている。また、枠部１０８の他方の主面のうち、Ｘ軸に平行に延びる２つの領域それぞれには、Ｘ軸に沿ってアライメントマーク１０２ｂが形成されている。但し、アライメントマーク１０２ａ，１０２ｂは、後述する引出電極（リード電極）１１６ａ，１１６ｂが設けられている領域と重ならないように形成されている。これらのアライメントマーク１０２ａ，１０２ｂとしては、金属膜、溝、凸部等が用いられる。
【００２０】
感圧素子層１０の一方の主面側のアライメントマーク１０２ａは、圧力センサー１の製造工程においてダイアフラム層２０と感圧素子層１０とを重ね合わせる際の位置合せに用いることができる。
他方の主面側のアライメントマーク１０２ｂは、圧力センサー１の製造工程においてベース層３０と感圧素子層１０とを重ね合わせる際の位置合せに用いることができる。
【００２１】
双音叉素子１０６の各柱状ビーム１６ａ，１６ｂには、各々の表裏面と両側面に、図３に示すような励振電極１１２が設けられ、双音叉素子１０６の基部１６ｃには当該励振電極１１２と電気的に接続された第１の入出力電極１１４ａ、第２の入出力電極１１４ｂが設けられている。前記第１、第２の入出力電極１１４ａ，１１４ｂには夫々、引出電極１１６ａ，１１６ｂが接続されており、当該引出電極１１６ａ，１１６ｂは梁部１１０ａ，１１０ｂを介して枠部１０８に各々引き出されている。
【００２２】
ダイアフラム層２０は、図１、２に示すように、一方の主面側に被測定圧力を受圧する受圧面２０４を有している。受圧面２０４は可撓性を有し、外部からの被測定圧力を受圧すると撓み変形する。受圧面２０４の周縁には枠部２０６が形成されており、当該枠部２０６は感圧素子層１０の枠部１０８と対向するように配置されている。
【００２３】
ダイアフラム層２０の他方の主面側であって受圧面２０４の裏側となる密閉側の主面には、双音叉素子１０６の一対の基部１６ｃを固定し、受圧面２０４の撓み変形により受圧面２０４で受圧した被測定圧力を力に変換して双音叉素子１０６に伝達するための一対の支持部２１０が設けられている。
【００２４】
ダイアフラム層２０の一対の支持部２１０と双音叉素子１０６の一対の基部１６ｃ、及びダイアフラム層２０における他方の主面側の枠部２０６と感圧素子層１０における一方の主面側の枠部１０８とは、ダイアフラム層２０と感圧素子層１０とを接合する際の接合面となり、これらの接合面は接合剤４０を介して接合される。接合剤４０としては、例えば、低融点ガラス、金属材料、接着剤等を用いることができるが、本実施形態では一実施形態として低融点ガラスを用いる。
【００２５】
ダイアフラム層２０における他方の主面側の枠部２０６のうち、Ｘ軸に平行に延びる２つの領域それぞれには、Ｘ軸に沿って傾斜部２０８が形成されている。この傾斜部２０８は、ダイアフラム層２０のウェットエッチング時にエッチング異方性に起因して形成されたものである。傾斜部２０８は、傾きの異なる２つの傾斜面を有し、当該２つの傾斜面が交わった部分に稜線２０８ａが形成されている。稜線２０８ａは、ダイアフラム層２０を感圧素子層１０と重ね合わせて接合するときのアライメントマークとして用いられる。すなわち、圧力センサー１の製造過程においてダイアフラム層２０と感圧素子層１０とを重ね合わせる際に、ダイアフラム層２０の傾斜部２０８の稜線２０８ａと、感圧素子層１０のアライメントマーク１０２ａとが平面視して一致するように重ね合わせることで、ダイアフラム層２０と感圧素子層１０とを位置合せすることができる。
【００２６】
なお、エッチング異方性とは、基板の結晶構造に起因したものであり、基板の結晶方向によりエッチング速度が異なることをいう。このようなエッチング異方性を有する基板に対して所定時間ウェットエッチングを行った場合、エッチング速度の違いにより、傾斜面や突起が形成されることとなる。
【００２７】
ベース層３０は、双音叉素子１０６を収容する内部空間Ｓを密封するための基板である。ベース層３０は、感圧素子層１０における他方の主面側を覆うように配置されている。ベース層３０の一方の主面側の中央部には、内部空間Ｓを形成するための凹部３０２が形成されている。凹部３０２を囲んで枠部３０４が設けられている。当該枠部３０４は感圧素子層１０の枠部１０８と対向するように配置されている。
【００２８】
ベース層３０における一方の主面側の枠部３０４は、感圧素子層１０における他方の主面側の枠部１０８と接合剤４０を介して接合される。ベース層３０における一方の主面側の枠部３０４のうち、Ｘ軸に平行に延びる２つの領域それぞれには、Ｘ軸に沿って傾斜部３０６が形成されている。この傾斜部３０６は、ベース層３０のウェットエッチング時にエッチング異方性に起因して形成されたものである。傾斜部３０６は、傾きの異なる２つの傾斜面を有し、当該２つの傾斜面の交わりによって稜線３０６ａが形成されている。稜線３０６ａは、ベース層３０を感圧素子層１０と重ね合わせて接合するときに、位置合せ用のアライメントマークとして用いられる。すなわち、圧力センサー１の製造過程においてベース層３０と感圧素子層１０とを重ね合わせる際に、ベース層３０の傾斜部３０６の稜線３０６ａと、感圧素子層１０のアライメントマーク１０２ｂとが平面視して一致するように重ね合わせることで、ベース層３０と感圧素子層１０とを位置合せすることができる。
【００２９】
ベース層３０の中央部には、厚さ方向に貫通する封止孔３０８が設けられている。この封止孔３０８は、内部空間Ｓを真空にするために用いられる。
なお、図示されていないが、ベース層３０の外部に露出した面には電極端子が設けられており、この電極端子は図示しない導電パターンを介して双音叉素子１０６との間で信号の入出力を行う。
【００３０】
このように、各層１０、２０、３０の接合面に傾斜部２０８、３０４やアライメントマーク１０２ａ，１０２ｂを設けることにより、各層１０、２０、３０同士の大きさや形状が異なっていたとしても、傾斜部２０８、３０４とアライメントマーク１０２ａ，１０２ｂとを用いて位置合せを行って各層１０、２０、３０同士を重ね合わせることができ、良品率を向上させることができる。また、接合面の面積を大きくすることができるため、接合強度を大きくすることができる。
【００３１】
以上のように構成された圧力センサー１は、内部が気密に封止され、真空状態に保持されており、絶対圧を検出するセンサーとなっている。双音叉素子１０６は、図示せぬ発振回路と電気的に接続され、当該発振回路から交流電圧（電気信号）を双音叉素子１０６の励振電極１１２に供給すると、２つの柱状ビーム１６ａ，１６ｂが互いに近づいたり離れたりする屈曲振動が励振され、固有の共振周波数で振動する。前記発振回路は双音叉素子１０６の共振周波数を示す電気信号を出力し、図示せぬ演算手段が当該信号で示される共振周波数から圧力値に変換して当該圧力値を検出値として出力する。
【００３２】
次に、図４を参照して、上記構成における圧力センサー１の製造方法について説明する。まず、主面の法線が水晶の光学軸であるＺ軸に対して略０度となるように水晶の原石をカットしたＺカット板を３枚用意し、感圧素子層１０、ダイアフラム層２０、ベース層３０形成用のマザーウェーハ（水晶素板）とする。
【００３３】
ダイアフラム層２０については、ダイアフラム層２０形成用のマザーウェーハ上に、複数のダイアフラム層２０の形状を、フォトリソグラフィー技術を用いたウェットエッチングにより形成する（ステップＳ１０１）。具体的には、まず、傾斜部２０８の稜線２０８ａを形成する部分を覆うマスクをマザーウェーハの一方の主面に被せてハーフエッチングを行う。このエッチングによって、エッチング異方性により図１に示す傾斜部２０８が形成される。次に、凹部２０２を形成する部分が開口し、且つ、傾斜部２０８、枠部２０６及び支持部２１０を形成する部分を覆うマスクを、マザーウェーハの一方の主面に被せて、このマスクの開口部分をウェットエッチングする。開口部分が所望の深さまでエッチングされたらエッチングを終了し、マザーウェーハ上のマスクを除去する。そして、支持部２１０の表面に電極（不図示）をスパッタリングなどで形成する。これにより複数のダイアフラム層２０の形状が形成されたマザーウェーハが出来上がる。
【００３４】
また、ベース層３０については、ベース層３０形成用のマザーウェーハ上に複数のベース層３０の形状を、フォトリソグラフィー技術を用いたウェットエッチングにより形成する（ステップＳ２０１）。具体的には、まず、傾斜部３０６の稜線３０６ａを形成する部分を覆うマスクを前記マザーウェーハの一方の主面に被せてハーフエッチングを行う。このエッチングによって、エッチング異方性により図１に示す傾斜部３０６が形成される。次に、凹部３０２を形成する部分が開口し、且つ、傾斜部３０６及び枠部３０４を形成する部分を覆うマスクをマザーウェーハの一方の主面に被せて、このマスクの開口部分をエッチングする。エッチングが終了した後、マザーウェーハ上のマスクを除去する。そして、ベース層３０の必要な箇所に電極（不図示）をスパッタリングなどで形成する。これにより複数のベース層３０の形状が形成されたマザーウェーハが出来上がる。
【００３５】
また、感圧素子層１０については、まず、感圧素子層１０形成用のマザーウェーハ上に複数の感圧素子層１０の外形を、フォトリソグラフィー技術を用いたウェットエッチングにより形成する（ステップＳ３０１）。具体的には、感圧素子層１０の双音叉素子１０６、梁部１１０ａ，１１０ｂ、枠部１０８を形成する部分を覆うマスクをマザーウェーハの両方の主面上に被せて、このマスクの開口部分を厚さ方向に貫通するまでエッチングする。エッチングが終了した後、マザーウェーハ上のマスクを除去する。これにより、複数の感圧素子層１０の形状が形成されたマザーウェーハが出来上がる。
【００３６】
なお、アライメントマーク１０２ａ，１０２ｂとして溝を形成する場合には、アライメントマーク１０２ａ、１０２ｂを形成する部分以外を覆うマスクを前記マザーウェーハの主面に被せてハーフエッチングを行う工程を加えるとよい。或いは双音叉素子１０６に溝を形成する工程と同時に形成するとよい。
【００３７】
次に、感圧素子層１０の柱状ビーム１６ａ，１６ｂ、基部１６ｃ、梁部１１０ａ，１１０ｂ、枠部１０８上に、励振電極１１２、第１の入出力電極１１４ａ、第２の入出力電極１１４ｂ、引出電極１１６ａ，１１６ｂをスパッタリングなどで形成する（ステップＳ３０２）。なお、アライメントマーク１０２ａ，１０２ｂとして金属膜を形成する場合には、この工程で同時に形成することができる。
【００３８】
次に、各マザーウェーハの感圧素子層１０とダイアフラム層２０、及び感圧素子層１０とベース層３０とを位置合せしながら重ね合わせて、各接合面を接合剤４０を介して接合し、３層の積層体を形成する（ステップＳ３０３）。
【００３９】
具体的には、まず、接合面となる一対の支持部２１０と枠部２０６の部分が開口するマスクをダイアフラム層２０形成用のマザーウェーハに被せて、一対の支持部２１０と枠部２０６の表面に接合剤４０を塗布し、仮焼成する。
【００４０】
次に、ダイアフラム層２０の他方の主面と感圧素子層１０の一方の主面とを重ね合わせて、感圧素子層１０の他方の主面側（下方）から光を照射する。この状態でダイアフラム層２０の一方の主面側（上方）から視認すると、ダイアフラム層２０の傾斜部２０８が形成されている部分は光の屈折角や反射角が他の部分と異なるため、明度の違いにより各傾斜部２０８の稜線２０８ａを視覚的に認識することができる。また、アライメントマーク１０２ａ，１０２ｂが形成されている部分は、当該アライメントマーク１０２ａ，１０２ｂが溝の場合は光の屈折角や反射角が異なり、金属膜の場合は光を通さないため、明度の違いによりアライメントマーク１０２ａ、１０２ｂを視覚的に認識することができる。したがって、当該傾斜部２０８の稜線２０８ａとアライメントマーク１０２ａとが平面視で重なり合うように位置合せを行うことにより、ダイアフラム層２０と感圧素子層１０とを所望の位置で正確に重ね合わせることできる。
【００４１】
この重ね合わせた状態においては、傾斜部２０８の稜線２０８ａとアライメントマーク１０２ａとが、また、ダイアフラム層２０の一対の支持部２１０と感圧素子層１０の一対の基部１６ｃとが、接合剤４０を介して対向する位置に配置される。
【００４２】
次に、加熱により接合剤４０を溶融させる。その後、加熱を停止して接合剤４０を硬化させることで、感圧素子層１０とダイアフラム層２０とは接合剤４０で接合され、２層構造となる。
感圧素子層１０とベース層３０についても、感圧素子層１０における他の主面側の枠部１０８と、ベース層３０における一方の主面側の枠部３０４とを接合面として、アライメントマーク１０２ｂと傾斜部３０６の稜線３０６ａとを位置合せに用いて、上述した感圧素子層１０とダイアフラム層２０との接合手順と同様の手順で接合し、３層構造のマザーウェーハ積層体とする。
【００４３】
次に、当該マザーウェーハ積層体のダイシングを行い、複数の圧力センサー１に個片化する（ステップＳ３０５）。これにより複数の圧力センサー１を製造することができる。
このような圧力センサー１は、実装基板に実装して圧電モジュールとすることができる。この場合、ベース層３０の凹部３０２に、双音叉素子１０６と電気的に接続され、双音叉素子１０６を駆動するための発振回路を内蔵したＩＣ（Integrated Circuit）等の回路を搭載することができる。
【００４４】
以上説明したように、感圧素子層１０、ベース層３０の接合面それぞれに、傾斜部２０８、３０６を設け、ダイアフラム層２０の両主面の接合面それぞれにアライメントマーク１０２ａ，１０２ｂを設けたため、各層１０、２０、３０同士を傾斜部２０８、３０６を利用して位置合せして重ね合わせることができ、製造された圧力センサー１の良品率を向上させることができる。更に、マザーウェーハ積層体から得られる個片の積層体の取り数を増加させることができる。
【００４５】
また、エッチング異方性により形成される傾斜部２０８、３０６を利用して層１０、２０、３０同士を位置合せすることができるため、製造工程を増やすことなく効率的に製造することができる。また、接合面に傾斜部２０８、３０６を設けることで、接合剤４０の接触面積を大きくすることができ、接合強度を強くすることができる。
【００４６】
なお、上述した実施形態では、ダイアフラム層２０とベース層３０に傾斜部を設けた場合について説明したが、ダイアフラム層２０とベース層３０のみならず、感圧素子層１０に傾斜部を設けてもよい。
図５には、全ての層に傾斜部を設けた場合の圧力センサー１Ａの断面図を示す。同図においては、上述した実施形態に係る圧力センサー１の構成と同等の部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００４７】
感圧素子層１０Ａが有する枠部１０８の一方の主面のうち、Ｘ軸に平行に延びる２つの領域それぞれには、Ｘ軸に沿って傾斜部１０２ｃが形成されている。また、枠部１０８の他方の主面のうち、Ｘ軸に平行に延びる２つの領域それぞれには、Ｘ軸に沿って傾斜部１０２ｄが形成されている。各傾斜部１０２ｃ、１０２ｄは、傾斜部２０８、３０６と同様に、傾きの異なる２つの傾斜面を有し、当該２つの傾斜面が交わった部分に稜線が形成されるため、当該稜線をアライメントマークとして用いることができる。
【００４８】
なお、感圧素子層１０をダイアフラム層２０及びベース層３０と重ね合わせた時に傾斜部１０２ｃ、１０２ｄがダイアフラム層２０及びベース層３０の接合面と嵌合するように当該接合面の形状を形成することにより、傾斜部１０２ｃ、１０２ｄ全体をアライメントマークとして用いてもよい。
【００４９】
圧力センサー１Ａの製造工程においては、ダイアフラム層２０の傾斜部２０８の稜線と、感圧素子層１０の傾斜部１０２ｄの稜線とが、平面視して重なり合うように、ダイアフラム層２０と感圧素子層１０とを重ね合わせることで、ダイアフラム層２０と感圧素子層１０との位置合せを行うことができる。また、接合面となる傾斜部２０８、１０２ｃの傾斜面同士の傾きを同じにすることで、重ね合せ易く、また、接合すべき接合面同士を誤ることがない。
【００５０】
同様に、ベース層３０の傾斜部３０６の稜線と、感圧素子層１０の傾斜部１０２ｃの稜線とが、平面視して重なり合うように、ベース層３０と感圧素子層１０とを重ね合わせることで、ベース層３０と感圧素子層１０との位置合せを行うことができる。また、同様に、接合面となる傾斜部２０８、１０２ｄの傾斜面同士の傾きを同じにすることで、重ね合わせ易い等の効果が生じる。
その他の構成は上述した実施形態と同様である。
【００５１】
なお、傾斜部はＸ軸方向全体に亘って設けなくてもよく、傾斜部を所定間隔置きに設けてもよい。
また、上述した実施形態では、各層１０、２０、３０はＺカット板であるとして説明したが、これに限らず、エッチングにより特定の傾斜部が形成されるカット板であればよく、例えば、ＡＴカット板であってもよい。ＡＴカット板とは、水晶の結晶軸である、電気軸としてのＸ軸と、機械軸としてのＹ軸と、光学軸としてのＺ軸と、からなる直交座標系の前記Ｘ軸を中心として、前記Ｚ軸を前記Ｙ軸の−Ｙ方向へ約３５度１５分傾けた軸をＺ’軸とし、前記Ｙ軸を前記Ｚ軸の＋Ｚ方向へ約３５度１５分傾けた軸をＹ’軸とし、前記Ｘ軸と前記Ｚ’軸に平行な面を主面とし、前記Ｙ’軸に平行な方向を厚みとするように切りだされた水晶基板である。
【００５２】
なお、各層１０，２０，３０に、エッチング異方性を有さない材料を用いてもよく、この場合にはエッチングにより自然に所望の傾斜部を形成することができないため、上述した傾斜部が形成されるように意図的にエッチングやサンドブラスト加工を行ってもよい。
【００５３】
また、上述した実施形態では、傾斜部の稜線をアライメントマークとして用いたが、例えば、図６に示すように、一方の基板の傾斜部を突起形状とし、他方の基板の傾斜部を谷形状とし、各傾斜部の２つの傾斜面が交わる交線同士をアライメントマークとして用いてもよい。この場合、各基板の傾斜部同士が嵌合するようにすることで、容易に位置合せを行うことができる。
【００５４】
また、図７に示すように、一方の基板の傾斜部の稜線の位置が、他方の基板の傾斜部の稜線の位置と対向するように形成してもよい。この場合には、向かい合う傾斜部の稜線同士を平面視で重なるように重ね合わせることで、位置合せをすることができる。
【００５５】
なお、上述した実施形態では、積層体として、気体や液体の圧力を検出する圧力センサーを例にとって説明したが、積層体は圧力センサーに限定されることはない。例えば、指等により直接押圧した場合の前記指の押圧による外力を検出する力センサーであってもよいし、圧電振動子や半導体等の電子素子を密閉して収容するパッケージであってもよい。
【００５６】
また、積層体としての圧力センサーは、図８に示すようなものであってもよい。図７に示す圧力センサー１Ｂが上述した実施形態に係る圧力センサー１と異なる点は、感圧素子層１０Ｂ及びベース層３０Ｂの長辺がダイアフラム層２０Ｂより長く、張出部３２が形成されている点である。そして、感圧素子層１０Ｂの一方の主面側の張出部３２は外部に露出しており、当該露出した部分には、引出電極１１６ａ，１１６ｂから延びる、接続端子としてのパッド電極４２ａ，４２ｂが設けられている。また、張出部３２にはアライメントマーク１０２ａは設けられていない。
【００５７】
感圧素子層１０Ｂの２つの長辺の側面と２つの短辺の側面、ダイアフラム層２０Ｂの２つの長辺の側面と１つの短辺の側面、ベース層３０Ｂの２つの長辺の側面と２つの短辺の側面には、それぞれ１つの凸部５８が設けられている。これらの凸部５８は、感圧素子層１０Ｂ、ダイアフラム層２０Ｂ、ベース層３０Ｂを製造する際に、感圧素子層１０Ｂ用のマザーウェーハに形成された複数の感圧素子層１０Ｂ同士を連結する各梁部、ダイアフラム層２０Ｂ用のマザーウェーハに形成された複数のダイアフラム層２０Ｂ同士を連結する各梁部、ベース層３０Ｂ用のマザーウェーハに形成された複数のダイアフラム層２０Ｂ同士を連結する各梁部を、それぞれ切断することにより形成されたものである。これらの凸部５８も、感圧素子層１０Ｂ、ダイアフラム層２０Ｂ、ベース層３０Ｂを積層する際の位置合わせ用のアライメントマークとして用いることができる。その他の点は、圧力センサー１と同様の構成である。
【００５８】
また、上述した実施形態では、圧力センサー１の振動部として一対の柱状ビーム１６ａ，１６ｂを用いたが、例えば、図９に示すように１つの柱状ビームのみを用いてもよいし、図１０に示すように、厚みすべり振動をする、ＡＴカット水晶を用いた厚みすべり振動子（いわゆるＡＴカット振動子）を用いてもよい。
【００５９】
また、上述した実施形態では、接合剤４０として低融点ガラスを用いた接合方法を示したが、各基板の接合方法はこれに限定されることはなく、例えば、アルコキシド、オルガノシノキシ基などを含む接合剤を用い、当該接合剤にプラズマや紫外線等のエネルギー線を照射することにより活性化させて接合する方法や、半田付けによる接合、金錫合金等の共晶金属材料を加圧密着し加熱溶融した後に冷却固化する共晶接合方法、エポキシ系、ポリイミド系等の接着剤を用いた接合方法、熱硬化性樹脂による接合方法等を用いてもよい。
また、上述した実施形態では、３層の積層体について説明したが、２層であっても、４層以上であってもよい。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、その技術的範囲内で様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、本発明は、少なくとも２層以上の構造を有しているのにも好適である。また、圧力センサーに限定されることなく、加速度センサー、ジャイロセンサー、等の物理量検出素子、全般に適用できる。更に、温度センサー、圧電振動子等の圧電デバイスに適用することができる。圧電振動基板の振動部としては、音叉振動子（図１１参照）、ＡＴカット水晶振動子（図１２参照）、水晶のＸ軸（電気軸）を中心にして所定の角度だけ回転して得られる回転Ｙ板を用いた水晶振動子、その他のカットで切断された水晶振動子、水晶以外の圧電材料を用いた圧電振動子、等を広く適用できる。
【００６１】
また、本発明の積層体は、上述した圧電モジュール以外に、例えば携帯電話、ハードディスク、パーソナルコンピューター、ＢＳ及びＣＳ放送用の受信チューナー、同軸ケーブルや光ケーブル中を伝搬する高周波信号や光信号用の各種処理装置、広い温度範囲で高周波・高精度クロック（低ジッタ、低位相雑音）を必要とするサーバー・ネットワーク機器、無線通信用機器等の様々な電子機器、加速度センサー、回転速度センサー等の各種センサー装置にも広く適用することができる。
このような各種センサー装置及び電子機器としては、例えば一般工業用計測機器、電子血圧計、高度・気圧・水深計測機能付き電子機器、携帯機器、自動車などが挙げられる。
【００６２】
そして、上述のように外力によるダイアフラムの機械的な変形を電気的信号として計測するものとして、携帯電話機やパソコン等の小型の携帯機器での高度計測に上述した実施形態に係る圧力センサーを応用してマイクロホンとして利用可能である。
【００６３】
更に、近年注目をされるようになった水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯用電話機、携帯情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、オーディオプレーヤ、プロジェクタ載置台、カプセル型医療機器の通信機能を具備した電子機器といった各種情報処理装置の燃料費電池としての用途が考えられる。即ち、水素を燃料として電力を発生させる燃料電池セルと、該燃料電池セルに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルとの間に配設された検出用圧力センサーと、圧力調整弁と安全弁とを備えた燃料電池システムに於いて、上述した実施形態に係る圧力センサーを使用することができる。
【００６４】
更に、事故等のイベント発生時前後の必要な時間のみについて、デジタルタコグラフとドライブレコーダの双方が生成するデータを関連付けて記録し、その後の解析等に有用なデータを提供することが可能な車両用情報記録装置において、前記デジタルタコグラフは、前記車両の走行状況を検出する走行状況検知手段と、前記ドライブレコーダとの間で情報を送受信するデジタルタコグラフ通信手段と、情報を記録するデジタルタコグラフ記録手段と、前記走行状況検知手段から入力した走行状況および前記デジタルタコグラフ通信手段から受信した情報を受けて、前記デジタルタコグラフ記録手段に情報を記録するデジタルタコグラフ制御部と、を有しているが、前記走行状況検知手段として、高精度な圧力検出が可能な、上述した実施形態に係る圧力センサーを適用できる。
【００６５】
更に、被測定者にかかる負荷を検出する活動量計測システムにおいて、前記負荷を圧力として検出する場合においては、検出器として、上述した実施形態に係る圧力センサーを適用できる。
また、外部からの侵入または異常を検知する異常検知センサーと、前記異常検知センサーが異常を検知したときに警報を発する警報手段とを含むセキュリティシステムにおいて、警戒モード設定手段は、警戒モードに応じて、前記異常検知センサーと前記警報手段とによる警戒動作を作動させる場合に、前記異常検知センサーとして、上述した実施形態に係る圧力センサーを適用できる。
【００６６】
更に、本発明の電子機器の一例として腕時計型電子機器の本体が存在し、当該本体には、上述した実施形態に係る圧力センサーを搭載することができ、当該圧力センサーはダイナミックレンジやリニアリティなどの特性に優れたものとすることができる。
【００６７】
更に、特に自動車においては、例えばインテークマニホールド圧若しくはチャージ圧、ブレーキ圧、エアサスペンション圧、タイヤ圧、ハイドロリック貯蔵圧、ショックアブソーバ圧、冷却媒体圧、自動変速機における変調圧、ブレーキ圧、タンク圧のような圧力検出に上述した実施形態に係る圧力センサーを適用できる。
【００６８】
また、自動車のサイドドアの内部の圧力変化により側面衝突を検出する装置においては、衝突時に圧力センサーのダイアフラムが衝撃力を受けた場合に、これを圧力変化として検出する度合いを少なくして、圧力の変化をより高精度に検出するという要求がある。この場合、車両のサイドドアの内部に配設された圧力センサーにより、車両の側面に加わる衝撃を検出する側面衝突検出装置が利用されるが、前記側面衝突検出装置の前記圧力センサーが、圧力を検出するダイアフラムを持ち、そのダイアフラムの受圧面が前記サイドドアの内部の圧力変動により歪むことを検出することによって車両の側面に加わる衝撃を検出する構成を有する場合に、前記圧力センサーに上述した実施形態に係る圧力センサーを適用できる。
【符号の説明】
【００６９】
１………圧力センサー、１０………感圧素子層、１０２ａ，１０２ｂ………アライメントマーク、１０６………双音叉素子、１６ａ，１６ｂ………柱状ビーム、１６ｃ………基部、１０８………枠部、１１０ａ，１１０ｂ………梁部、１１２………励振電極、１１４ａ………第１の入出力電極、１１４ｂ………第２の入出力電極、１１６ａ，１１６ｂ………引出電極、２０………ダイアフラム層、２０２………凹部、２０４………受圧面、２０６………枠部、２０８………傾斜部、２０８ａ………稜線、２１０………支持部、３０………ベース層、３０２………凹部、３０４………枠部、３０６………傾斜部、３０６ａ………稜線、３０８………封止孔、４０………接合剤。
【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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