(57)【要約】【課題】精度よく凹部を形成することができる物理量センサーの製造方法を提供する。【解決手段】物理量センサーの製造方法は、基板に凹部を形成する工程（Ｓ１０〜Ｓ１６）と、凹部上に機能素子を形成する工程（Ｓ２０）と、を含み、凹部を形成する工程は、基板に第１レジストを形成する工程（Ｓ１０）と、第１レジストをマスクとして基板を第１エッチングする工程（Ｓ１２）と、平面視で第１レジストが形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストを形成する工程（Ｓ１４）と、第２レジストをマスクとして基板を第２エッチングする工程（Ｓ１６）と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に凹部を形成する工程と、
前記凹部上に機能素子を形成する工程と、
を含み、
前記凹部を形成する工程は、
前記基板に第１レジストを形成する工程と、
前記第１レジストをマスクとして前記基板を第１エッチングする工程と、
平面視で前記第１レジストが形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストを形成する工程と、
前記第２レジストをマスクとして前記基板を第２エッチングする工程と、
を有する、物理量センサーの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２エッチングする工程では、前記凹部を規定する壁部に段差が形成される、物理量センサーの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記壁部に配線を形成する工程を含む、物理量センサーの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第２エッチングする工程では、前記基板をウエットエッチングする、物理量センサーの製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記第２レジストの後退量は、前記第２エッチングにおけるエッチング深さに等しい、物理量センサーの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記基板の材質は、ガラスである、物理量センサーの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記第２レジストを形成する工程の前に、前記第１レジストを除去する工程を含む、物理量センサーの製造方法。
【請求項８】
凹部を有する基板と、
前記凹部上に配置された機能素子と、
を含み、
前記凹部を規定する壁部は、段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面を有する、物理量センサー。
【請求項９】
請求項８において、
前記壁部に設けられた配線を含む、物理量センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサーおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて物理量を検出する物理量センサーが開発されている。特に、加速度を検出する加速度センサーや角速度を検出するジャイロセンサーは、例えば、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の手振れ補正機能、自動車のナビゲーションシステム、ゲーム機のモーションセンシング機能などの用途が急速に広がりつつある。
【０００３】
このような物理量センサーでは、例えば、可動体を配置するために基板に凹部が形成される場合がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基板に第１凹部を形成した後に、第１凹部の底面に第２凹部を形成することにより、第１凹部と第２凹部とからなる凹部を形成する方法が開示されている。このように、エッチングを繰り返し行う多段エッチングにより、基板の厚さ方向に深い凹部を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、第２凹部を形成する際に、レジストが基板の段差部（角部）や、第１凹部を規定する基板の側面（壁部）にも形成される。このように段差部や、壁部に形成されたレジストは他の部分に形成されたレジストに比べて薄いため、段差部や壁部はエッチングの際にその一部がエッチングされてしまい、精度よく凹部を形成することができない場合がある。
【０００７】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、精度よく凹部を形成することができる物理量センサーの製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記物理量センサーの製造方法で製造された物理量センサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
［適用例１］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法は、
基板に凹部を形成する工程と、
前記凹部上に機能素子を形成する工程と、
を含み、
前記凹部を形成する工程は、
前記基板に第１レジストを形成する工程と、
前記第１レジストをマスクとして前記基板を第１エッチングする工程と、
平面視で前記第１レジストが形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストを形成する工程と、
前記第２レジストをマスクとして前記基板を第２エッチングする工程と、
を有する。
【００１０】
このような物理量センサーの製造方法では、平面視で第１レジストが形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストが形成される。すなわち、このような物理量センサーの製造方法では、第１エッチングで形成された基板の角部や基板の側面に第２レジストを形成することなく、基板を第２エッチングすることができるため、凹部を精度よく形成することができる。
【００１１】
［適用例２］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記第２エッチングする工程では、前記凹部を規定する壁部に段差が形成されてもよい。
【００１２】
このような物理量センサーの製造方法では、凹部を精度よく形成することができる。
【００１３】
［適用例３］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記壁部に配線を形成する工程を含んでいてもよい。
【００１４】
このような物理量センサーの製造方法では、壁部は段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面を有するように形成されるため、配線が断線する可能性を低減させることができる。
【００１５】
［適用例４］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記第２エッチングする工程では、前記基板をウエットエッチングしてもよい。
【００１６】
このような物理量センサーの製造方法では、基板をウエットエッチングするため、例えば基板をドライエッチングする場合と比べて、基板が等方的にエッチングされる。そのため、壁部の段差（角部）をより丸めることができ、配線が断線する可能性をより低減させることができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記第２レジストの後退量は、前記第２エッチングにおけるエッチング深さに等しくてもよい。
【００１８】
このような物理量センサーの製造方法では、凹部を精度よく形成することができる。
【００１９】
［適用例６］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記基板の材質は、ガラスであってもよい。
【００２０】
このような物理量センサーの製造方法では、基板の材質がガラスであっても、凹部を精度よく形成することができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例に係る物理量センサーの製造方法において、
前記第２レジストを形成する工程の前に、前記第１レジストを除去する工程を含んでいてもよい。
【００２２】
［適用例８］
本適用例に係る物理量センサーは、
凹部を有する基板と、
前記凹部上に配置された機能素子と、
を含み、
前記凹部を規定する壁部は、段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面を有する。
【００２３】
このような物理量センサーでは、壁部が段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面を有するため、例えば壁部に配線等を形成する際に、配線が断線する可能性を低減させることができる。
【００２４】
［適用例９］
本適用例に係る物理量センサーにおいて、
前記壁部に設けられた配線を含んでいてもよい。
【００２５】
このような物理量センサーでは、壁部が段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面を有するため、配線が断線する可能性を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る物理量センサーを模式的に示す平面図。
【図４】本実施形態に係る物理量センサーの製造方法の一例を示すフローチャート。
【図５】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る物理量センサーの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】基板に凹部を形成する工程の参考例を模式的に示す断面図。
【図１２】本変形例に係る物理量センサーを模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２８】
１．  物理量センサー
まず、本実施形態に係る物理量センサー（慣性センサー）について、図面を参照しながら説明する。図１および図２は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す断面図である。図３は、本実施形態に係る物理量センサー１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図３のＩ−Ｉ線断面図であり、図２は、図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。また、図１〜図３では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００２９】
物理量センサー１００は、例えば、加速度センサーやジャイロセンサーである。以下では、物理量センサー１００がＹ軸まわりの角速度ωｙを検出可能なジャイロセンサーである場合について説明する。
【００３０】
物理量センサー１００は、図１および図２に示すように、基板１０と、蓋体２０と、機能素子１０２と、を含む。なお、便宜上、図１では、機能素子１０２を簡略化して図示している。また、図３では、機能素子１０２および基板１０の凹部１６およびポスト部１８以外の部材の図示を省略している。
【００３１】
基板１０の材質は、例えば、ガラスである。基板１０の材質は、シリコン等であってもよい。基板１０は、第１面１２と、第１面１２に対向する（第１面１２と反対方向を向く）第２面１４と、を有している。
【００３２】
第１面１２には、凹部１６が形成されている。凹部１６は、キャビティー２を構成している。凹部１６は、平面視で壁部１３によって囲まれた空間である。凹部１６の底面（凹部１６の底を規定する基板１０の面）には、ポスト部１８が設けられている。ポスト部１８は、凹部１６の底面よりも上方に突出している。ポスト部１８は、機能素子１０２を支持している。図２に示す例では、ポスト部１８は、２つ設けられているが、機能素子１０２を支持することができれば、その数は限定されない。
【００３３】
基板１０は、凹部１６およびポスト部１８を規定する壁部１３（凹部１６を規定する基板１０の側面）を有している。壁部１３は、図１および図２に示すように、外側に（凹部１６側に）膨らんだ曲面１３ａを有する。図示の例では、壁部１３は、曲面１３ａと、平坦面１３ｂと、で構成されている。曲面１３ａは、凹部１６の底面に接続されている。平坦面１３ｂは、基板１０の第１面１２に接続されている。
【００３４】
壁部１３は、段差を有している。図１および図２に示す例では、壁部１３の段差は２段であるが、３段以上であってもよい。壁部１３の１段目の段差を構成している角部１５ａは、曲面１３ａで構成されている。すなわち、壁部１３の角部１５ａは、曲率を持って丸まっている（面取りされている）。壁部１３の２段目の段差を構成している角部１５ｂは、壁部１３の平坦面１３ｂと基板１０の第１面１２とからなる。図示の例では、角部１５ｂを構成している２つの面１３ｂ，１２は直交しており、角部１５ｂは直角に形成されている。
【００３５】
壁部１３の角部１５ａ（曲面１３ａ）は、後述するように、第１レジストをマスクとして基板１０をエッチングした後に、平面視で第１レジストが形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストを形成し、当該第２レジストをマスクとしてエッチングすることにより形成される。
【００３６】
ポスト部１８の上面（基板１０の第１面１２の一部）には、溝部３が形成されている。溝部３内には、配線６およびコンタクト部４が設けられている。なお、便宜上、図１および図３では、配線６およびコンタクト部４の図示を省略している。
【００３７】
配線６は、コンタクト部４を介して、固定部１３０に電気的に接続されている。配線６は、機能素子１０２と外部端子（図示せず）とを電気的に接続するための配線である。配線６は、図２に示すように、ポスト部１８の上面に設けられた溝部３、ポスト部１８の側面（壁部１３）、および凹部１６の底面に設けられている。配線６およびコンタクト部４の材質は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、アルミニウム、金、白金、チタン、タングステン、クロム等である。
【００３８】
蓋体２０は、基板１０上に設けられている。蓋体２０の材質は、例えば、シリコンである。蓋体２０は、基板１０の第１面１２に接合されている。基板１０の材質がガラスであり、蓋体２０の材質がシリコンである場合、基板１０と蓋体２０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。図示の例では、蓋体２０に凹部が形成されており、該凹部は、キャビティー２を構成している。
【００３９】
なお、基板１０と蓋体２０との接合方法は、特に限定されず、例えば、低融点ガラス（ガラスペースト）による接合でもよい。または、基板１０および蓋体２０の各々の接合部分に金属薄膜（図示せず）を形成し、該金属薄膜同士を共晶接合させることにより、基板１０と蓋体２０とを接合させてもよい。
【００４０】
機能素子１０２は、基板１０の第１面１２側に設けられている。機能素子１０２は、凹部１６上に設けられている。機能素子１０２は、例えば、陽極接合や直接接合によって、基板１０に接合されている。
【００４１】
機能素子１０２は、基板１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に収容されている。キャビティー２は、減圧状態（真空状態）であることが望ましい。これにより、機能素子１０２の振動が空気粘性によって減衰することを抑制することができる。なお、キャビティー２は、不活性ガス（例えば窒素ガス）雰囲気で密閉されていてもよい。
【００４２】
物理量センサー１００では、図３に示すように、機能素子１０２は、２つの構造体１１２（第１構造体１１２ａ、第２構造体１１２ｂ）を有している。２つの構造体１１２は、Ｙ軸に平行な軸αに関して対称となるように、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
【００４３】
構造体１１２は、固定部１３０と、駆動バネ部１３２と、質量体（振動体）１３４と、可動駆動電極部１３６と、固定駆動電極部１３８，１３９と、可動体１４０と、梁部１４２と、可動検出電極部１４４と、固定検出電極部１４６と、を有している。駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４は、凹部１６上に設けられ、基板１０と離間している。
【００４４】
固定部１３０は、基板１０に固定されている。固定部１３０は、例えば、陽極接合によって基板１０の第１面１２に接合されている。固定部１３０は、例えば、１つの構造体１１２に対して、４つ設けられている。図示の例では、構造体１１２ａ，１１２ｂは、第１構造体１１２ａの＋Ｘ軸方向側の固定部１３０と第２構造体１１２ｂの−Ｘ軸側の固定部１３０とを、共通の固定部としている。共通の固定部１３０は、例えば、ポスト部１８上に設けられている。
【００４５】
ポスト部１８上に設けられた固定部１３０は、コンタクト部４を介して配線６に電気的に接続されている。配線６は、固定部１３０を介して、駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４と電気的に接続されている。固定部１３０と配線６とが電気的に接続されていることにより、駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４を所望の電位にすることができる。なお、図示はしないが、ポスト部１８上に設けられた固定部１３０と同様に、その他の固定部１３０もコンタクト部を介して配線（所望の電位を供給するための配線）に電気的に接続されていてもよい。
【００４６】
駆動バネ部１３２は、固定部１３０と質量体１３４とを連結している。駆動バネ部１３２は、複数の梁部１３３によって構成されている。梁部１３３は、固定部１３０の数に対応して、複数設けられている。梁部１３３は、Ｙ軸方向に往復しながらＸ軸方向に延出している。梁部１３３は（駆動バネ部１３２は）、質量体１３４の振動方向であるＸ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【００４７】
質量体１３４は、例えば、平面視で（Ｚ軸方向からみて）、矩形の枠体である。質量体１３４のＸ軸方向の側面（Ｘ軸に平行な垂線を持つ側面）は、駆動バネ部１３２に接続されている。質量体１３４は、可動駆動電極部１３６および固定駆動電極部１３８，１３９によって、Ｘ軸方向に（Ｘ軸に沿って）振動することができる。
【００４８】
可動駆動電極部１３６は、質量体１３４に設けられている。図示の例では、可動駆動電極部１３６は、４つ設けられ、２つの可動駆動電極部１３６は、質量体１３４の＋Ｙ軸方向側に位置し、他の２つの可動駆動電極部１３６は、質量体１３４の−Ｙ軸方向側に位置している。可動駆動電極部１３６は、図３に示すように、質量体１３４からＹ軸方向に延出している幹部と、該幹部からＸ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯状の形状を有していてもよい。
【００４９】
固定駆動電極部１３８，１３９は、基板１０に固定されている。固定駆動電極部１３８，１３９は、例えば、陽極接合によって基板１０の第１面１２に接合されている。固定駆動電極部１３８，１３９は、可動駆動電極部１３６と対向して設けられ、固定駆動電極部１３８，１３９間に可動駆動電極部１３６が配置されている。図３に示すように、可動駆動電極部１３６が櫛歯状の形状を有する場合、固定駆動電極部１３８，１３９は、可動駆動電極部１３６に対応した櫛歯状の形状を有していてもよい。
【００５０】
可動体１４０は、回転軸となる梁部１４２を介して、質量体１３４に支持されている。可動体１４０は、平面視において、枠状の質量体１３４の内側に設けられている。可動体１４０は、板状の形状を有している。
【００５１】
梁部１４２は、可動体１４０の重心からずれた位置に設けられている。図示の例では、梁部１４２は、Ｙ軸に沿って設けられている。梁部１４２は、ねじり変形することができ、このねじり変形により、可動体１４０をＺ軸方向に変位させることができる。
【００５２】
可動検出電極部１４４は、可動体１４０に設けられている。可動検出電極部１４４は、可動体１４０のうち、平面視において固定検出電極部１４６と重なる部分である。可動検出電極部１４４は、固定検出電極部１４６との間に静電容量を形成することができる。
【００５３】
固定部１３０、駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４は、一体に設けられている。固定部１３０、駆動バネ部１３２、質量体１３４、可動駆動電極部１３６、固定駆動電極部１３８，１３９、可動体１４０、梁部１４２、および可動検出電極部１４４（以下、「可動体１４０等」ともいう）の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。可動体１４０等は、シリコンＭＥＭＳ（シリコン基板を加工して形成されたＭＥＭＳ）を構成している。
【００５４】
固定検出電極部（固定電極）１４６は、基板１０に固定され、可動検出電極部１４４と対向して設けられている。固定検出電極部１４６は、凹部１６の底面に設けられている。図示の例では、固定検出電極部１４６の平面形状は、長方形である。
【００５５】
固定検出電極部１４６の材質は、例えば、アルミニウム、金、ＩＴＯである。固定検出電極部１４６としてＩＴＯ等の透明電極材料を用いることにより、固定検出電極部１４６上に存在する異物等を、基板１０の第２面１４側から、容易に視認することができる。固定検出電極部１４６は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法による成膜、およびパターニングにより形成される。
【００５６】
次に、物理量センサー１００の動作について説明する。
【００５７】
可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８，１３９との間に、図示しない電源によって、電圧を印加すると、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８，１３９との間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動バネ部１３２をＸ軸方向に伸縮させつつ、質量体１３４をＸ軸方向に振動させることができる。
【００５８】
図３に示すように、第１構造体１１２ａでは、固定駆動電極部１３８は、可動駆動電極部１３６の−Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部１３９は、可動駆動電極部１３６の＋Ｘ軸方向側に配置されている。第２構造体１１２ｂでは、固定駆動電極部１３８は、可動駆動電極部１３６の＋Ｘ軸方向側に配置され、固定駆動電極部１３９は、可動駆動電極部１３６の−Ｘ軸方向側に配置されている。そのため、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３８との間に第１交番電圧を印加し、可動駆動電極部１３６と固定駆動電極部１３９との間に第１交番電圧と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加することにより、第１構造体１１２ａの質量体１３４と、第２構造体１１２ｂの質量体１３４と、を互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸方向に振動させる（音叉型振動させる）ことができる。
【００５９】
質量体１３４が上記の振動を行っている状態で、物理量センサー１００にＹ軸まわりの角速度ωｙが加わると、コリオリ力が働き、第１構造体１１２ａの可動体１４０と、第２構造体１１２ｂの可動体１４０とは、Ｚ軸方向に（Ｚ軸に沿って）互いに反対方向に変位する。可動体１４０は、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す。
【００６０】
可動体１４０がＹ軸方向に変位することにより、可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極部１４４と固定検出電極部１４６との間の静電容量は、変化する。この電極部１４４，１４６間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｙ軸まわりの角速度ωｙを求めることができる。
【００６１】
なお、上記では、静電力によって、質量体１３４を駆動させる形態（静電駆動方式）について説明したが、質量体１３４を駆動させる方法は、特に限定されず、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができる。
【００６２】
また、上記では、物理量センサー１００がＹ軸まわりの角速度ωｙを検出可能なジャイロセンサーである場合について説明したが、本発明に係る物理量センサーは、Ｘ軸まわりの角速度を検出可能なジャイロセンサーであってもよいし、Ｚ軸まわりの角速度を検出可能なジャイロセンサーであってもよい。また、本発明に係る物理量センサーは、Ｘ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよいし、Ｙ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよいし、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサーであってもよい。
【００６３】
また、上記では、１つの機能素子１０２を含む物理量センサーについて説明したが、本発明に係る物理量センサーは、複数の機能素子を含んでいてもよい。これにより、本発明に係る物理量センサーは、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の加速度を検出することができ、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸まわりの角速度を検出することができてもよい。すなわち、本発明に係る物理量センサーは、加速度センサーとしての機能と、ジャイロセンサーとしての機能を備えていてもよい。
【００６４】
２．  物理量センサーの製造方法
次に、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図５〜図１０は、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、図５（Ａ）〜図１０（Ａ）、は、図１に対応し、図５（Ｂ）〜図１０（Ｂ）は、図２に対応している。
【００６５】
まず、基板１０ａに凹部１６を形成する（Ｓ１０〜Ｓ１６）。凹部１６は、多段エッチングにより形成される。凹部１６を形成する工程では、凹部１６とともにポスト部１８が形成される。
【００６６】
具体的には、まず、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、基板１０ａの第１面１２に第１レジストＲ１を形成する（Ｓ１０）。基板１０ａは、例えば、ガラス基板である。第１レジストＲ１は、例えば、フォトレジストや、Ｃｒ等の金属膜等である。例えば、第１レジストＲ１がフォトレジストである場合、第１レジストＲ１はフォトリソグラフィーにより形成される。また、第１レジストＲ１がＣｒ等の金属膜である場合、スパッタ法等により金属膜を成膜した後、当該金属膜をフォトリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることにより形成される。第１レジストＲ１の厚さは、例えば、２μｍ〜３μｍ程度である。
【００６７】
次に、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、第１レジストＲ１をマスクとして、基板１０ａをエッチング（第１エッチング）する（Ｓ１２）。基板１０ａのエッチングは、例えば、ウエットエッチングにより行われる。エッチング液としては、例えば、フッ化水素酸等を用いることができる。なお、基板１０ａのエッチングは、ドライエッチングで行われてもよい。第１レジストＲ１をマスクとして基板１０ａをエッチングすることにより、第１凹部１７が形成される。第１凹部１７の深さは、例えば、第１レジストＲ１の厚さと同程度である。第１エッチングが行われた後に、第１レジストＲ１を除去する。
【００６８】
次に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、第２レジストＲ２を形成する（Ｓ１４）。
【００６９】
第２レジストＲ２は、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、平面視で第１レジストＲ１が形成された領域の外縁Ｅ１よりも後退した側に形成される。第２レジストＲ２の外縁Ｅ２は、平面視で第１レジストＲ１が形成された領域の外縁Ｅ１よりも後退した側に位置している。そのため、第１レジストＲ１で覆われていた基板１０ａの第１面１２の一部（第１凹部１７に隣接する領域）には、第２レジストＲ２が形成されずに露出する。すなわち、第２レジストＲ２は、基板１０の第１面１２上にのみ形成されて、第１エッチング（Ｓ１２）で形成された基板１０ａの角部５上および基板１０ａの側面には形成されない。第２レジストＲ２の後退量Ｌ（外縁Ｅ１と外縁Ｅ２との間の距離）は、例えば、後述する第２エッチングにおける基板１０のエッチング深さ（掘れ量）に等しい。第２レジストＲ２は、上述した第１レジストＲ１を同様に形成される。第２レジストＲ２の厚さは、例えば、２μｍ〜３μｍ程度である。
【００７０】
次に、図８に示すように、第２レジストＲ２をマスクとして基板１０ａをエッチング（第２エッチング）する（Ｓ１６）。基板１０ａの第２エッチングは、上述した第１エッチング（Ｓ１２）と同様に、例えばウエットエッチングにより行われる。
【００７１】
第２エッチングにより、第１凹部１７の底面がさらにエッチングされて第２凹部１９が形成される。これにより、凹部１６が得られる。このとき、上述したように第２レジストＲ２が平面視で第１レジストＲ１が形成された領域の外縁Ｅ１よりも後退した側に形成されているため、第１エッチングで形成された基板１０ａの角部５がエッチングされて、外側に膨らんだ曲面１３ａが形成される。これにより、壁部１３の１段目の段差（角部１５ａ）が形成される。また、第２エッチングによって基板１０の第１面１２の一部（第１面１２の第２レジストＲ２が形成されずに露出した領域）がエッチングされて、壁部１３の２段目の段差（壁部１３の平坦面１３ｂと基板１０の第１面１２とからなる角部１５ｂ）が形成される。第２エッチングが行われた後に、第２レジストＲ２を除去する。
【００７２】
以上の工程により、基板１０ａに凹部１６およびポスト部１８が形成される。基板１０ａに凹部１６およびポスト部１８が形成されることで基板１０が得られる。
【００７３】
次に、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、ポスト部１８の上面に溝部３を形成する。溝部３は、例えばフォトリソグラフィーおよびエッチングにより形成される。
【００７４】
次に、溝部３、ポスト部１８の側面（壁部１３）、凹部１６の底面に配線６を形成する（Ｓ１８）。配線６は、例えば、スパッタ法やＣＶＤ法による成膜、およびパターニングにより形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより行われる。なお、本工程において、配線６と同時に、凹部１６の底面に固定検出電極部１４６を形成してもよい。
【００７５】
次に、配線６上にコンタクト部４を形成する。コンタクト部４は、例えば、配線６と同様に形成される。
【００７６】
次に、凹部１６上に機能素子１０２を形成する（Ｓ２０）。
【００７７】
具体的には、まず、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、基板１０の第１面１２に、シリコン基板１０１を接合する。基板１０とシリコン基板１０１との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基板１０とシリコン基板１０１とを強固に接合することができる。
【００７８】
次に、図１および図２に示すように、シリコン基板１０１を、例えば研削機によって研削して薄膜化した後、所定の形状にパターニングして、機能素子１０２を形成する。パターニングは、フォトリソグラフィーおよびエッチング（ドライエッチング）によって行われ、具体的なエッチングとして、ボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）法を用いることができる。
【００７９】
以上の工程により、機能素子１０２を形成することができる。
【００８０】
次に、基板１０と蓋体２０とを接合して、基板１０と蓋体２０とによって形成されるキャビティー２に、機能素子１０２を収容する（Ｓ２２）。基板１０と蓋体２０との接合は、例えば、陽極接合によって行われる。これにより、基板１０と蓋体２０とを強固に接合することができる。
【００８１】
以上の工程により、物理量センサー１００を製造することができる。
【００８２】
本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法は、例えば、以下の特長を有する。
【００８３】
本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法では、基板１０ａに凹部１６を形成する工程は、基板１０ａに第１レジストＲ１を形成する工程（Ｓ１０）と、第１レジストＲ１をマスクとして基板１０ａを第１エッチングする工程（Ｓ１２）と、平面視で第１レジストＲ１が形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストＲ２を形成する工程（Ｓ１４）と、第２レジストＲ２をマスクとして基板１０ａを第２エッチングする工程（Ｓ１６）と、を有する。そのため、多段エッチングを用いて、凹部１６を精度よく形成することができる。
【００８４】
ここで、上記効果を説明するために、多段エッチングで凹部を形成する方法の参考例について説明する。図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、基板１０Ａに凹部１６Ａを形成する工程の参考例を模式的に示す断面図である。
【００８５】
まず、図１１（Ａ）に示すように、基板１０Ａ上に第１レジストＲ１Ａを形成する。次に、図１１（Ｂ）に示すように、第１レジストＲ１Ａをマスクとして基板１０Ａを第１エッチングする。これにより、第１凹部１７Ａが形成される。次に、図１１（Ｃ）に示すように、基板１０Ａ上に第２レジストＲ２Ａを形成する。このとき、第２レジストＲ２Ａは、図１１（Ｃ）に示すように、基板１０Ａの上面、第１凹部１７Ａの側面（第１凹部１７Ａを規定する基板１０Ａの側面）、第１凹部１７Ａの底面に跨って形成される。すなわち、第２レジストＲ２Ａは、第１エッチングで形成された基板１０Ａの角部５Ａ（基板１０Ａの上面と第１凹部１７Ａの側面とがなす角部）を覆っている。次に、図１１（Ｄ）に示すように、第２レジストＲ２Ａをマスクとして基板１０Ａをエッチングする。これにより、第１凹部１７Ａの底面がエッチングされて第２凹部１９Ａが形成され、凹部１６Ａが得られる。
【００８６】
ここで、図１１（Ｃ）に示すように、第１エッチングで形成された基板１０Ａの角部５Ａや第１凹部１７Ａの側面に形成された第２レジストＲ２Ａは薄いため、第２レジストＲ２Ａをマスクとしてエッチングを行う際に、基板１０Ａの角部５Ａや第１凹部１７Ａはエッチングされやすく、またダメージを受けやすい。特に、基板１０Ａにおいて、平面視でも角になる部分（平面視で凹部１６Ａの外縁を構成する辺が交わる箇所）はエッチングされやすく、ダメージを受けやすい。したがって、例えば、角部５Ａの一部が欠けてしまったり、第１凹部１７Ａの側面が内側に窪んだ曲面となってしまったりする場合がある。このように、参考例に係る多段エッチングでは、凹部１６Ａを精度よく形成することができないという問題がある。
【００８７】
これに対して、本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法では、平面視で第１レジストＲ１が形成された領域の外縁より後退した側に第２レジストＲ２を形成するため、図７に示すように、第１エッチングで形成された基板１０ａの角部５や基板１０ａの側面に第２レジストＲ２を形成することなく、多段エッチングを行うことができる。したがって、参考例に係る多段エッチングと比べて、凹部１６を精度よく形成することができる。
【００８８】
本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法では、壁部１３に配線６を形成する工程（Ｓ１８）を含む。本実施形態に係る物理量センサーの製造方法では、壁部１３は段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面１３ａを有するように形成されるため、配線６が断線する可能性を低減させることができる。例えば、参考例に係る多段エッチングでは、壁部（凹部１６Ａの側面）は内側に窪んだ曲面を有しているため、スパッタ法等で薄膜を成膜して配線を形成する際に、内側に窪んだ曲面と他の面との境界部分で薄膜がきわめて薄くなったり、膜が途切れてしまう場合があり、配線が断線してしまう場合がある。
【００８９】
本実施形態に係る物理量センサー１００の製造方法では、第２エッチングする工程（Ｓ１６）では、基板１０ａをウエットエッチングするため、例えば基板１０ａをドライエッチングする場合と比べて、基板１０ａが等方的にエッチングされる。そのため、壁部１３の段差（角部１５ａ）をより丸めることができる。したがって、例えば、配線６が断線する可能性をより低減させることができる。
【００９０】
本実施形態に係る物理量センサーの製造方法で製造された物理量センサー１００では、凹部１６を規定する壁部１３が、段差を有するとともに外側に膨らんだ曲面を有し、壁部１３には配線６が設けられている。そのため、上述したように、配線６が断線する可能性を低減させることができる。
【００９１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００９２】
例えば、上述した実施形態では、第１エッチング（Ｓ１２）と第２エッチング（Ｓ１６）の２回のエッチングによって凹部１６を形成したが、３回以上のエッチングによって凹部１６を形成してもよい。
【００９３】
図１２は、本変形例に係る物理量センサーを模式的に示す断面図であり、図２に対応している。図１２に示す例では、３回のエッチングにより凹部１６を形成している。
【００９４】
図１２に示すように、壁部１３は、３段の段差を有している。壁部１３は、２つの曲面１３ａと、１つの平坦面１３ｂと、で構成されている。壁部１３の１段目および２段目の段差を構成している角部は、曲面１３ａで構成されている。壁部１３の３段目の段差を構成している角部は、壁部１３の平坦面１３ｂと基板１０の第１面１２とからなり、例えば、直角である。
【００９５】
本変形例において、凹部１６の形成は、図４に示す第２エッチング（Ｓ１６）の後に、平面視で第２レジストＲ２が形成された領域の外縁より後退した側に第３レジストを形成し、当該第３レジストをマスクとして基板１０ａをエッチングすることにより形成することができる。なお、４回以上のエッチングにより凹部１６を形成する場合も同様である。
【００９６】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９７】
２…キャビティー、３…溝部、４…コンタクト部、５…角部、６…配線、１０…基板、１０ａ…基板、１２…第１面、１３…壁部、１３ａ…曲面、１３ｂ…平坦面、１４…第２面、１５ａ…角部、１５ｂ…角部、１６…凹部、１７…第１凹部、１８…ポスト部、１９…第２凹部、２０…蓋体、１００…物理量センサー、１０１…シリコン基板、１０２…機能素子、１１２…構造体、１１２ａ…第１構造体、１１２ｂ…第２構造体、１３０…固定部、１３２…駆動バネ部、１３３…梁部、１３４…質量体、１３６…可動駆動電極部、１３８…固定駆動電極部、１３９…固定駆動電極部、１４０…可動体、１４２…梁部、１４４…可動検出電極部、１４６…固定検出電極部
【図１】
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【図２】
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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３】
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