(57)【要約】【課題】製造に要する時間の短縮を図ることができる、ＭＥＭＳセンサを提供する。【解決手段】シリコン基板２上には、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４およびＺ可動電極５が設けられている。ＸＹ可動電極３は、ＸＹ固定電極４と対向し、その対向方向に変位可能である。Ｚ可動電極５は、シリコン基板２と対向し、その対向方向に変位可能である。また、シリコン基板２上には、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４およびＺ可動電極５を取り囲む環状の壁部６が設けられている。この壁部６上には、壁部６に沿った環状の接地用導電部９が設けられている。接地用導電部９に囲まれる開口部は、レジストテープからなるキャップ１２により閉塞されている。【選択図】図１
2009198327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、所定方向に変位可能な第１電極と、
前記第１電極に対して前記所定方向に間隔を空けて対向する第２電極と、
前記基板上に前記第１電極を取り囲む環状に形成され、前記第１電極または前記第２電極と電気的に接続される壁部と、
前記壁部上に前記壁部に沿った環状に形成され、前記壁部と電気的に接続される導電部と、
レジストテープからなり、前記導電部上に接合され、前記導電部に囲まれる開口部を閉塞するキャップとを含む、ＭＥＭＳセンサ。
【請求項２】
前記壁部は、前記第１電極と電気的に接続され、
前記ＭＥＭＳセンサは、
前記壁部に囲まれる領域内に前記壁部から分離して設けられ、前記第２電極と電気的に接続される分離部と、
前記分離部上に設けられ、前記キャップに当接し、前記分離部と電気的に接続される第２電極用導電部とをさらに含む、請求項１に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に設けられ、所定方向に変位可能な第１電極と、
前記第１電極に対して前記所定方向に間隔を空けて対向する第２電極と、
前記基板上に前記第１電極を取り囲む環状に形成され、前記第１電極または前記第２電極と電気的に接続される第１壁部と、
レジストテープからなり、前記壁部上に前記壁部に沿った環状に形成される第２壁部と、
レジストテープからなり、前記第２壁部上に接合され、前記第２壁部に囲まれる開口部を閉塞するキャップとを含む、ＭＥＭＳセンサ。
【請求項４】
前記壁部は、前記第１電極と電気的に接続され、
前記ＭＥＭＳセンサは、
前記壁部に囲まれる領域内に前記壁部から分離して設けられ、前記第２電極と電気的に接続される分離部と、
レジストテープからなり、前記分離部上に設けられ、前記キャップに当接する支持部とをさらに含む、請求項３に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項５】
前記第２電極は、前記基板上に設けられ、
前記壁部は、前記第１電極および前記第２電極を取り囲む環状に形成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【請求項６】
前記基板は、前記第２電極を兼ねる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製造されるセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＭＥＭＳセンサの携帯電話機への搭載が開始されたことから、そのＭＥＭＳセンサの注目度が急激に高まっている。ＭＥＭＳセンサの代表的なものとして、たとえば、物体の加速度を検出するための加速度センサが知られている。
従来の加速度センサは、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を加工したものに、ガラスまたはシリコンからなるキャップを貼り合わせることにより作製される。
【０００３】
具体的には、ＳＯＩ基板には、表層をなすＳＯＩ層（シリコン層）およびその下層の絶縁層（酸化シリコン層）を選択的に除去することにより、可動電極と、可動電極に対向する固定電極と、可動電極および固定電極を取り囲む環状の側壁とが形成される。このとき、可動電極の下方から絶縁層が除去されることにより、可動電極は、ＳＯＩ基板の基層をなすシリコン基板の表面から浮いた状態にされ、固定電極との対向方向に変位（振動）可能となる。キャップは、側壁に対応した外形に形成される。そして、たとえば、陽極接合法により、キャップの一方面の周縁部と側壁の上面とが接合される。
【０００４】
この接合は、陽極接合装置において行われる。陽極接合装置には、内部を真空状態に維持可能な真空チャンバが設けられている。側壁とキャップとの接合時には、ＳＯＩ基板およびキャップが真空チャンバ内に搬入される。この搬入後、真空チャンバ内は真空状態にされる。真空チャンバ内では、側壁とキャップの一方面の周縁部とが対向するように、側壁とキャップとが位置合わせされた後、これらを互いに押しつけることにより、側壁とキャップの一方面の周縁部とが当接される。そして、ＳＯＩ基板およびキャップが加熱されるとともに、これらの間に電圧が印加されることにより、側壁とキャップとの陽極接合が達成される。これにより、側壁およびキャップによって密閉された真空空間内に可動電極および固定電極が配置された構成の加速度センサが得られる。
【０００５】
加速度センサ（加速度センサが搭載される物体）に加速度が生じると、可動電極が変位し、可動電極と固定電極との間隔が変化する。これに伴って、可動電極および固定電極からなるコンデンサの静電容量が変化する。したがって、その静電容量の変化に基づいて、加速度センサに生じた加速度を求めることができる。
【特許文献１】特開２００７−１５００９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、側壁とキャップとを良好に接合させるためには、それらの高精度な位置合わせが必要である。そのため、陽極接合装置のスループットが低く、従来の加速度センサの製造には時間がかかるという問題がある。
そこで、本発明の目的は、製造に要する時間の短縮を図ることができる、ＭＥＭＳセンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板と、前記基板上に設けられ、所定方向に変位可能な第１電極と、前記第１電極に対して前記所定方向に間隔を空けて対向する第２電極と、前記基板上に（少なくとも）前記第１電極を取り囲む環状に形成され、前記第１電極または前記第２電極と電気的に接続される壁部と、前記壁部上に前記壁部に沿った環状に形成され、前記壁部と電気的に接続される導電部と、レジストテープからなり、前記導電部上に接合され、前記導電部に囲まれる開口部を閉塞するキャップとを含む、ＭＥＭＳセンサである。
【０００８】
この構成によれば、基板上には、第１電極が設けられている。第１電極は、第２電極に対向し、その対向方向（所定方向）に変位可能である。これにより、第１電極と第２電極とは、それらの間隔の変化により静電容量が変化するコンデンサを構成する。ＭＥＭＳセンサ（ＭＥＭＳセンサが搭載される物体）に物理量（たとえば、加速度または角速度）が生じ、第１電極が変位すると、第１電極と第２電極との間隔が変化する。これに伴って、第１電極および第２電極からなるコンデンサの静電容量が変化する。したがって、その静電容量の変化に基づいて、ＭＥＭＳセンサに生じた物理量を求めることができる。
【０００９】
また、基板上には、第１電極を取り囲む環状の壁部が設けられている。この壁部上には、壁部に沿った環状の導電部が設けられている。導電部は、壁部を介して、第１電極または第２電極と電気的に接続されている。そして、導電部に囲まれる開口部は、レジストテープからなるキャップにより閉塞されている。これにより、第１電極が配置される空間を、基板、壁部、導電部およびキャップにより密閉された密閉空間にすることができる。その結果、第１電極が配置される空間への外部からの水分などの進入を防止することができる。
【００１０】
そして、キャップがレジストテープからなるので、キャップは、導電部上にレジストテープを適当な精度で接合した後、レジストテープをパターニングすることにより形成することができる。そのため、導電部とキャップとの接合に、それらの高精度な位置合わせを必要しない。また、レジストテープは、露光および現像により、簡単かつ短時間でパターニングすることができる。よって、ＭＥＭＳセンサの製造に要する時間の短縮を図ることができる。しかも、陽極接合法による接合と異なり、基板およびキャップの加熱が不要であるので、基板などに加熱による悪影響を与えるおそれがない。
【００１１】
請求項２に記載のように、前記壁部は、前記第１電極と電気的に接続されていていもよい。この場合、前記ＭＥＭＳセンサは、前記壁部に囲まれる領域内に前記壁部から分離して設けられ、前記第２電極と電気的に接続される分離部と、前記分離部上に設けられ、前記キャップに当接し、前記分離部と電気的に接続される第２電極用導電部とをさらに含むことが好ましい。この構成では、第２電極用導電部がキャップに当接するので、第２電極用導電部により、キャップを支持することができる。そのため、キャップが第１電極が配置される空間に向けて撓むのを防止することができる。
【００１２】
なお、前記キャップには、前記第２電極用導電部を部分的に露出させるためのパッド開口が形成されることが好ましい。これにより、パッド開口を介して、第１電極および第２電極間への電圧印加のための配線を第２電極用導電部に接続することができる。
請求項３に記載の発明は、基板と、前記基板上に設けられ、所定方向に変位可能な第１電極と、前記第１電極に対して前記所定方向に間隔を空けて対向する第２電極と、前記基板上に（少なくとも）前記第１電極を取り囲む環状に形成され、前記第１電極または前記第２電極と電気的に接続される第１壁部と、レジストテープからなり、前記壁部上に前記壁部に沿った環状に形成される第２壁部と、レジストテープからなり、前記第２壁部上に接合され、前記第２壁部に囲まれる開口部を閉塞するキャップとを含む、ＭＥＭＳセンサである。
【００１３】
この構成によれば、基板上には、第１電極が設けられている。第１電極は、第２電極に対向し、その対向方向（所定方向）に変位可能である。これにより、第１電極と第２電極とは、それらの間隔の変化により静電容量が変化するコンデンサを構成する。ＭＥＭＳセンサ（ＭＥＭＳセンサが搭載される物体）に物理量（たとえば、加速度または角速度）が生じ、第１電極が変位すると、第１電極と第２電極との間隔が変化する。これに伴って、第１電極および第２電極からなるコンデンサの静電容量が変化する。したがって、その静電容量の変化に基づいて、ＭＥＭＳセンサに生じた物理量を求めることができる。
【００１４】
また、基板上には、第１電極を取り囲む環状の第１壁部が設けられている。この第１壁部上には、第１壁部に沿った環状の第２壁部が設けられている。第２壁部は、レジストテープからなる。そして、第２壁部に囲まれる開口部は、レジストテープからなるキャップにより閉塞されている。これにより、第１電極が配置される空間を、基板、第１壁部、第２壁部およびキャップにより密閉された密閉空間にすることができる。その結果、第１電極が配置される空間への外部からの水分などの進入を防止することができる。
【００１５】
そして、キャップがレジストテープからなるので、キャップは、第２壁部上にレジストテープを適当な精度で接合した後、レジストテープをパターニングすることにより形成することができる。そのため、第２壁部とキャップとの接合に、それらの高精度な位置合わせを必要しない。また、レジストテープは、露光および現像により、簡単かつ短時間でパターニングすることができる。よって、ＭＥＭＳセンサの製造に要する時間の短縮を図ることができる。しかも、陽極接合法による接合と異なり、基板およびキャップの加熱が不要であるので、基板などに加熱による悪影響を与えるおそれがない。
【００１６】
さらに、第２壁部がレジストテープからなるので、第２壁部とキャップとの良好な密着性（高い密着強度）を発揮することができる。その結果、第２壁部とキャップとの間の気密性を高めることができる。
請求項４に記載のように、前記壁部は、前記第１電極と電気的に接続されていていもよい。この場合、前記ＭＥＭＳセンサは、前記壁部に囲まれる領域内に前記壁部から分離して設けられ、前記第２電極と電気的に接続される分離部と、レジストテープからなり、前記分離部上に設けられ、前記キャップに当接する支持部とをさらに含むことが好ましい。この構成では、支持部がキャップに当接するので、支持部により、キャップを支持することができる。そのため、キャップが第１電極が配置される空間に向けて撓むのを防止することができる。
【００１７】
なお、前記分離部上には、前記分離部と電気的に接続されるパッドが設けられることが好ましい。この場合、前記支持部は、前記パッドを避けて形成され、前記キャップには、前記パッドを露出させるためのパッド開口が形成されることが好ましい。これにより、パッド開口を介して、第１電極および第２電極間への電圧印加のための配線をパッドに接続することができる。
【００１８】
請求項５に記載のように、前記第２電極は、前記基板上に設けられてもよい。この場合、前記壁部は、前記第１電極および前記第２電極を取り囲む環状に形成されてもよい。
また、請求項６に記載のように、前記基板は、前記第２電極を兼ねてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る加速度センサの模式的な断面図である。
加速度センサ１は、ＭＥＭＳ技術により製造されるセンサ（ＭＥＭＳセンサ）である。加速度センサ１は、平面視四角形状のシリコン基板２とを備えている。
シリコン基板２上には、複数のＸＹ可動電極３と、各ＸＹ可動電極３に対して間隔を空けて対向する複数のＸＹ固定電極４と、Ｚ可動電極５とが設けられている。
【００２０】
たとえば、複数のＸＹ可動電極３には、シリコン基板２の表面と平行なＸ方向に間隔を空けて配置され、それぞれＸ方向と直交するＹ方向に延びる複数のＸ可動電極と、Ｙ方向に間隔を空けて配置され、それぞれＸ方向に延びる複数のＹ可動電極とが含まれる。各Ｘ可動電極のＹ方向の一端部は、Ｘ方向に延びるＸ連結部（図示せず）により連結されている。これにより、Ｘ可動電極およびＸ連結部とは、櫛状構造をなしている。また、各Ｙ可動電極のＸ方向の一端部は、Ｙ方向に延びるＹ連結部（図示せず）により連結されている。これにより、Ｙ可動電極およびＹ連結部は、櫛状構造をなしている。
【００２１】
一方、複数のＸＹ固定電極４には、各Ｘ可動電極に対してＸ方向に間隔を空けて対向し、それぞれＹ方向に延びる複数のＸ固定電極と、各Ｙ可動電極に対してＹ方向に間隔を空けて対向し、それぞれＸ方向に延びる複数のＹ固定電極とが含まれる。各Ｘ固定電極のＹ方向の一端部は、Ｘ方向に延びるＸ連結部（図示せず）により連結されている。これにより、Ｘ固定電極およびＸ連結部は、櫛状構造をなすＸ可動電極およびＸ連結部に対し、互いの櫛歯が接触せずに噛み合うような櫛状構造をなしている。また、各Ｙ固定電極のＸ方向の一端部は、Ｙ方向に延びるＹ連結部（図示せず）により連結されている。これにより、Ｙ固定電極およびＹ連結部は、櫛状構造をなすＹ可動電極およびＹ連結部に対し、互いの櫛歯が接触せずに噛み合うような櫛状構造をなしている。
【００２２】
Ｚ可動電極５は、平面視四角形状に形成されている。
なお、図１には、紙面に直交する方向をＹ方向として、ＸＹ可動電極３のうちのＸ可動電極およびＸＹ固定電極４のうちのＸ固定電極が示されている。ＸＹ可動電極３のうちのＹ可動電極およびＸＹ固定電極４のうちのＹ固定電極は、それらの図示が省略されている。
【００２３】
また、シリコン基板２上には、シリコン基板２の周縁に沿った平面視四角環状の壁部６が設けられている。さらに、シリコン基板２上には、壁部６に囲まれる領域内に、３つの分離部７が壁部６から分離して設けられている。シリコン基板２と壁部６および分離部７との各間には、絶縁層８が介在されており、壁部６および分離部７は、それぞれ絶縁層８により支持されている。絶縁層８は、たとえば、酸化シリコンからなる。
【００２４】
ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５、壁部６および分離部７は、たとえば、リンなどの不純物のドープにより導電性が付与されたポリシリコンからなる。また、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５、壁部６および分離部７は、同一層に形成され、同一の厚さを有している。
そして、Ｘ可動電極を連結するＸ連結部およびＹ可動電極を連結するＹ連結部は、壁部６の内側面に接続されている。これにより、ＸＹ可動電極３は、Ｘ連結部およびＹ連結部を介して、壁部６と電気的に接続されている。また、ＸＹ可動電極３は、Ｘ連結部およびＹ連結部により片持ち支持され、シリコン基板２の表面から絶縁層８の厚さと同じ間隔を空けて浮いた状態で、それぞれ対向するＸＹ固定電極４との対向方向に変位可能になっている。
【００２５】
Ｘ固定電極を連結するＸ連結部は、１つの分離部７（以下「Ｘ分離部７」という。）の側面に接続されている。これにより、Ｘ固定電極（ＸＹ固定電極４）は、Ｘ連結部を介して、Ｘ分離部７と電気的に接続されている。
Ｙ固定電極を連結するＹ連結部は、他の１つの分離部７（以下「Ｙ分離部７」という、。）の側面に接続されている。これにより、Ｙ固定電極（ＸＹ固定電極４）は、Ｙ連結部を介して、Ｙ分離部７と電気的に接続されている。
【００２６】
残り１つの分離部７（以下「Ｚ分離部７」という。）は、その下方の絶縁層８を貫通するコンタクト（図示せず）を介して、シリコン基板２と電気的に接続されている。
Ｚ可動電極５には、図示しない接続部が一体に形成されており、この接続部は、壁部６の内側面に接続されている。これにより、Ｚ可動電極５は、接続部を介して、壁部６と電気的に（同電位に）接続されている。また、Ｚ可動電極５は、接続部により支持され、シリコン基板２の表面から絶縁層８の厚さと同じ間隔を空けて浮いた状態で、Ｘ方向およびＹ方向と直交するＺ方向（シリコン基板２の表面に垂直な方向）に変位可能になっている。
【００２７】
壁部６上には、壁部６に沿った平面視四角環状の接地用導電部９が設けられている。接地用導電部９は、たとえば、アルミニウムからなり、壁部６と電気的に接続されている。また、各分離部７上には、平面視四角形状の電圧印加用導電部１０が設けられている。電圧印加用導電部１０は、たとえば、アルミニウムからなり、各分離部７と電気的に接続されている。接地用導電部９および電圧印加用導電部１０は、同じ厚さ（高さ）に形成されている。
【００２８】
接地用導電部９および電圧印加用導電部１０上には、接地用導電部９に囲まれる開口部１１を閉塞するように、レジストテープ（たとえば、化薬マイクロケム株式会社製の商品名「ＸＰ  ＳＵ−８  ３０００Ｆｉｌｍ」）からなるキャップ１２が設けられている。これにより、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５および分離部７が配置される空間は、シリコン基板２、壁部６、接地用導電部９およびキャップ１２により密閉された空間（真空空間または窒素ガスなどの不活性ガスが充満した空間）となっており、この空間への外部からの水分などの進入が防止されている。また、各電圧印加用導電部１０がキャップ１２に当接しているので、各電圧印加用導電部１０により、キャップ１２を支持することができる。そのため、キャップ１２がシリコン基板２に向けて撓むのを防止することができる。
【００２９】
キャップ１２には、接地用導電部９の上面を部分的に露出させる接地用パッド開口１３と、各電圧印加用導電部１０の上面を部分的に露出させる電圧印加用パッド開口１４とが形成されている。接地用導電部９には、接地用パッド開口１３を介して、グランド電位（０Ｖ）に制御された配線（図示せず）が接続される。各電圧印加用導電部１０には、電圧印加用パッド開口１４を介して、一定電位（たとえば、±５Ｖ）に制御された配線（図示せず）が接続される。
【００３０】
これにより、互いに対向するＸＹ可動電極３およびＸＹ固定電極４の各組は、ＸＹ可動電極３とＸＹ固定電極４との間に一定電圧が印加され、その間隔の変化により静電容量が変化するコンデンサを構成している。また、Ｚ可動電極５とシリコン基板２とは、それらの間に一定電圧が印加され、その間隔の変化により静電容量が変化するコンデンサを構成している。
【００３１】
加速度センサ１（加速度センサ１が搭載される物体）にＸ方向の加速度が生じ、各Ｘ可動電極（ＸＹ可動電極３）がＸ方向に変位すると、互いに対向するＸ可動電極およびＸ固定電極（ＸＹ固定電極４）からなる各コンデンサの静電容量が変化する。そして、静電容量の変化に伴い、壁部６および接地用導電部９を介してＸ可動電極に接続された配線と、Ｘ分離部７および電圧印加用導電部１０を介してＸ固定電極に電気的に接続された配線とを含む回路に、その静電容量の変化量に応じた電流が流れる。したがって、その電流に基づいて、加速度センサ１に生じたＸ方向の加速度を求めることができる。
【００３２】
加速度センサ１にＹ方向の加速度が生じ、各Ｙ可動電極（ＸＹ可動電極３）がＹ方向に変位すると、互いに対向するＹ可動電極およびＹ固定電極（ＸＹ固定電極４）からなる各コンデンサの静電容量が変化する。そして、静電容量の変化に伴い、壁部６および接地用導電部９を介してＹ可動電極に接続された配線と、Ｙ分離部７および電圧印加用導電部１０を介してＹ固定電極に電気的に接続された配線とを含む回路に、その静電容量の変化量に応じた電流が流れる。したがって、その電流に基づいて、加速度センサ１に生じたＹ方向の加速度を求めることができる。
【００３３】
また、加速度センサ１にＺ方向の加速度が生じた場合、Ｚ可動電極５がＺ方向に変位し、Ｚ可動電極５とシリコン基板２とからなるコンデンサの静電容量が変化する。そして、静電容量の変化に伴い、壁部６および接地用導電部９を介してＺ可動電極５に接続された配線と、Ｚ分離部７および電圧印加用導電部１０を介してシリコン基板２に電気的に接続された配線とを含む回路に、その静電容量の変化量に応じた電流が流れる。したがって、その電流に基づいて、加速度センサ１に生じたＺ方向の加速度を求めることができる。
【００３４】
図２Ａ〜２Ｊは、図１に示す加速度センサの各製造工程における模式的な断面図である。
加速度センサ１の製造工程では、まず、図２Ａに示すように、シリコン基板２が用意される。シリコン基板２は、複数のシリコン基板２が集合したシリコンウエハの状態をなしている。
【００３５】
次に、図２Ｂに示すように、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法により、シリコン基板２の表面上に、酸化シリコンからなる酸化シリコン層２１が形成される。酸化シリコン層２１は、たとえば、５μｍの厚さに形成される。
つづいて、図２Ｃに示すように、エピタキシャル成長法またはＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）により、酸化シリコン層２１上に、リンなどの不純物のドープにより導電性が付与されたポリシリコンからなるポリシリコン層２２が形成される。ポリシリコン層２２は、たとえば、２５μｍの厚さに形成される。ポリシリコン層２２の形成後、ポリシリコン層２２に対し、たとえば、温度１０００℃および気圧１０Ｔｏｒｒの条件下での水素アニールが１０分間にわたって行われる。
【００３６】
その後、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、ポリシリコン層２２がパターニングされる。これにより、図２Ｄに示すように、酸化シリコン層２１上に、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５、壁部６および分離部７が形成される。
次いで、図２Ｅに示すように、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ（Tetra Ethyl Ortho Silicate - Chemical Vapor Deposition）法により、シリコン基板２上（ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５、壁部６および分離部７上を含む。）に、酸化シリコンからなる犠牲層２３が形成される。犠牲層２３の表面は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法により平坦化される。
【００３７】
その後、図２Ｆに示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、壁部６の上面における接地用導電部９（図１参照）が接続される領域および分離部７の上面における電圧印加用導電部１０が接続される領域から、犠牲層２３が選択的に除去される。
次いで、図２Ｇに示すように、スパッタ法により、壁部６、分離部７および犠牲層２３上に、アルミニウム層２４が形成される。
【００３８】
そして、フォトリソグラフィおよびエッチングにより、アルミニウム層２４がパターニングされる。これにより、図２Ｈに示すように、壁部６および分離部７上に、それぞれ接地用導電部９および電圧印加用導電部１０が形成される。
その後、図２Ｉに示すように、ドライエッチングにより、犠牲層２３が完全に除去されるとともに、ＸＹ可動電極３およびＺ可動電極５の下方から酸化シリコン層２１が選択的に除去される。これにより、ＸＹ可動電極３およびＺ可動電極５は、シリコン基板２の表面から浮いた状態になり、それぞれ変位可能となる。酸化シリコン層２１は、壁部６および分離部７の下方に残り、それらを支持する絶縁層８となる。
【００３９】
そして、図２Ｊに示すように、接地用導電部９および電圧印加用導電部１０上に、レジストテープ２５が貼り付けられる。このとき、シリコンウエハの状態をなす各シリコン基板２とレジストテープ２５との高精度な位置合わせは必要なく、レジストテープ２５は、すべてのシリコン基板２（シリコンウエハ）の表面が露出しないように貼り付けられるとよい。
【００４０】
この後、レジストテープ２５の露光および現像により、レジストテープ２５に、接地用導電部９の上面を部分的に露出させる接地用パッド開口１３（図１参照）と、各電圧印加用導電部１０の上面を部分的に露出させる電圧印加用パッド開口１４（図１参照）とが形成される。そして、レジストテープ２５を硬化させるためのベークが行われると、レジストテープ２５は、各シリコン基板２上においてキャップ１２となる。その後、シリコンウエハが各シリコン基板２に切り分けられることにより、図１に示す加速度センサ１が得られる。
【００４１】
このように、キャップ１２がレジストテープ２５からなるので、キャップ１２は、接地用導電部９および電圧印加用導電部１０上にレジストテープ２５を適当な精度で接合した後、レジストテープ２５をパターニングすることにより形成することができる。そのため、シリコン基板２とレジストテープ２５との高精度な位置合わせを必要としない。また、レジストテープ２５は、露光および現像により、簡単かつ短時間でパターニングすることができる。よって、加速度センサ１の製造に要する時間の短縮を図ることができる。
【００４２】
また、キャップ１２の形成に際して、シリコン基板２およびキャップ１２の高温加熱が不要であるので（陽極接合法による接合時と異なり、１５０℃以上に加熱する必要がないので）、シリコン基板２など（シリコン基板２にトランジスタなどの素子が形成されている場合、その素子など）に高温加熱による悪影響を与えるおそれがない。
図３は、本発明の他の実施形態に係る加速度センサの模式的な断面図である。なお、図３において、図１に示す各部に相当する部分には、図１の場合と同一の参照符号を付している。また、以下では、図１に示す構造との相違点のみを取り上げて説明し、同一の参照符号を付した各部についての説明を省略する。
【００４３】
加速度センサ３１は、ＭＥＭＳセンサである。この加速度センサ３１において、壁部６上には、壁部６の内周縁部に沿った平面視四角環状の第２壁部３２が設けられている。また、各分離部７上には、分離部７の上面の中央部を取り囲む中空の四角柱状（平面視四角環状）の支持部３３が設けられている。第２壁部３２および支持部３３は、レジストテープからなり、同じ高さに形成されている。
【００４４】
壁部６の上面には、第２壁部３２から露出した部分に、アルミニウムからなる接地用パッド３４が設けられている。また、各分離部７の上面には、支持部３３から露出した部分に、アルミニウムからなる電圧印加用パッド３５が設けられている。
第２壁部３２および支持部３３上には、第２壁部３２に囲まれる開口部３９を閉塞するように、レジストテープからなるキャップ３６が設けられている。これにより、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５および分離部７が配置される空間は、シリコン基板２、壁部６、第２壁部３２、支持部３３およびキャップ３６により密閉された空間（真空空間または窒素ガスなどの不活性ガスが充満した空間）となっており、この空間への外部からの水分などの進入が防止されている。また、各支持部３３がキャップ３６に当接しているので、各支持部３３により、キャップ３６を支持することができる。そのため、キャップ３６がシリコン基板２に向けて撓むのを防止することができる。
【００４５】
キャップ３６には、接地用パッド３４を露出させる接地用パッド開口３７と、各電圧印加用パッド３５を露出させる電圧印加用パッド開口３８とが形成されている。接地用パッド３４には、接地用パッド開口３７を介して、グランド電位（０Ｖ）に制御された配線（図示せず）が接続される。各電圧印加用パッド３５には、電圧印加用パッド開口３８を介して、一定電位（たとえば、±５Ｖ）に制御された配線（図示せず）が接続される。
【００４６】
これにより、互いに対向するＸＹ可動電極３およびＸＹ固定電極４の各組は、ＸＹ可動電極３とＸＹ固定電極４との間に一定電圧が印加され、その間隔の変化により静電容量が変化するコンデンサを構成している。また、Ｚ可動電極５とシリコン基板２とは、それらの間に一定電圧が印加され、その間隔の変化により静電容量が変化するコンデンサを構成している。
【００４７】
加速度センサ３１（加速度センサ３１が搭載される物体）にＸ方向の加速度が生じ、各Ｘ可動電極（ＸＹ可動電極３）がＸ方向に変位すると、互いに対向するＸ可動電極およびＸ固定電極（ＸＹ固定電極４）からなる各コンデンサの静電容量が変化する。そして、静電容量の変化に伴い、壁部６および接地用パッド３４を介してＸ可動電極に接続された配線と、Ｘ分離部７および電圧印加用パッド３５を介してＸ固定電極に電気的に接続された配線とを含む回路に、その静電容量の変化量に応じた電流が流れる。したがって、その電流に基づいて、加速度センサ３１に生じたＸ方向の加速度を求めることができる。
【００４８】
加速度センサ３１にＹ方向の加速度が生じ、各Ｙ可動電極（ＸＹ可動電極３）がＹ方向に変位すると、互いに対向するＹ可動電極およびＹ固定電極（ＸＹ固定電極４）からなる各コンデンサの静電容量が変化する。そして、静電容量の変化に伴い、壁部６および接地用パッド３４を介してＹ可動電極に接続された配線と、Ｙ分離部７および電圧印加用パッド３５を介してＹ固定電極に電気的に接続された配線とを含む回路に、その静電容量の変化量に応じた電流が流れる。したがって、その電流に基づいて、加速度センサ３１に生じたＹ方向の加速度を求めることができる。
【００４９】
また、加速度センサ３１にＺ方向の加速度が生じた場合、Ｚ可動電極５がＺ方向に変位し、Ｚ可動電極５とシリコン基板２とからなるコンデンサの静電容量が変化する。そして、静電容量の変化に伴い、壁部６および接地用パッド３４を介してＺ可動電極５に接続された配線と、Ｚ分離部７および電圧印加用パッド３５を介してシリコン基板２に電気的に接続された配線とを含む回路に、その静電容量の変化量に応じた電流が流れる。したがって、その電流に基づいて、加速度センサ３１に生じたＺ方向の加速度を求めることができる。
【００５０】
図４Ａ〜４Ｉは、図３に示す加速度センサの各製造工程における模式的な断面図である。なお、図４Ａ〜４Ｄは、それぞれ図２Ａ〜２Ｄと同一であるので、以下では、図４Ａ〜４Ｄに示す各製造工程についての説明を省略する。
図４Ａ〜４Ｄに示す各製造工程を経た後、ＸＹ可動電極３、ＸＹ固定電極４、Ｚ可動電極５、壁部６および分離部７上に、これらに跨るように、レジストテープが貼り付けられる。このとき、シリコンウエハの状態をなす各シリコン基板２とレジストテープとの高精度な位置合わせは必要なく、レジストテープは、すべてのシリコン基板２（シリコンウエハ）の表面が露出しないように貼り付けられるとよい。その後、レジストテープの露光および現像により、レジストテープがパターニングされる。そして、ベークが行われることにより、図４Ｅに示すように、壁部６および分離部７上に、それぞれ第２壁部３２および支持部３３が形成される。
【００５１】
次に、図４Ｆに示すように、ドライエッチングにより、ＸＹ可動電極３およびＺ可動電極５の下方から酸化シリコン層２１が選択的に除去される。これにより、ＸＹ可動電極３およびＺ可動電極５は、シリコン基板２の表面から浮いた状態になり、それぞれ変位可能となる。酸化シリコン層２１は、壁部６および分離部７の下方に残り、それらを支持する絶縁層８となる。
【００５２】
その後、第２壁部３２および支持部３３上に、レジストテープが貼り付けられる。このとき、シリコンウエハの状態をなす各シリコン基板２とレジストテープとの高精度な位置合わせは必要なく、レジストテープは、少なくとも第２壁部３２の上面およびこれに囲まれる領域を覆うように貼り付けられるとよい。その後、レジストテープの露光および現像により、レジストテープに、接地用パッド開口３７および電圧印加用パッド開口３８が形成される。そして、レジストテープを硬化させるためのベークが行われると、図４Ｇに示すように、レジストテープは、各シリコン基板２上においてキャップ３６となる。
【００５３】
次いで、図４Ｈに示すように、スパッタ法により、キャップ３６、壁部６における接地用パッド開口３７を介して露出する部分、および各分離部７における電圧印加用パッド開口３８を介して露出する部分上に、それぞれアルミニウム膜４１が形成される。
その後、図４Ｉに示すように、フォトリソグラフィにより、アルミニウム膜４１上に、接地用パッド３４および電圧印加用パッド３５を形成すべき部分を覆うレジストパターン４２が形成される。そして、レジストパターン４２をマスクとするエッチングにより、アルミニウム膜４１におけるレジストパターン４２から露出した部分が除去される。これにより、アルミニウム膜４１は、接地用パッド３４および電圧印加用パッド３５となる。その後、レジストパターン４２が除去され、シリコンウエハが各シリコン基板２に切り分けられることにより、図３に示す加速度センサ３１が得られる。
【００５４】
このように、キャップ３６がレジストテープからなるので、図１に示す加速度センサ１と同様に、図３に示す加速度センサ３１は、従来の加速度センサと比較して、その製造に要する時間が短くすむ。
また、キャップ３６の形成に際して、シリコン基板２およびキャップ３６の高温加熱が不要であるので（陽極接合法による接合時と異なり、１５０℃以上に加熱する必要がないので）、シリコン基板２など（シリコン基板２にトランジスタなどの素子が形成されている場合、その素子など）に高温加熱による悪影響を与えるおそれがない。
【００５５】
さらに、第２壁部３２がレジストテープからなるので、第２壁部３２とキャップ３６との良好な密着性（高い密着強度）を発揮することができる。その結果、第２壁部３２とキャップ３６との間の気密性を高めることができる。
また、第２壁部３２およびキャップ３６の形成後に接地用パッド３４および電圧印加用パッド３５が形成されるので、第２壁部３２およびキャップ３６の形成の際に使用される現像液による接地用パッド３４および電圧印加用パッド３５の腐食のおそれがない。そのため、高品質な接地用パッド３４および電圧印加用パッド３５を形成することができる。
【００５６】
以上、本発明の２つの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することが可能である。たとえば、ＭＥＭＳセンサの一例として、物体の加速度を検出するための加速度センサを取り上げたが、本発明は、物体の角速度を検出するためのジャイロセンサに適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る加速度センサの模式的な断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示す加速度センサの各製造工程における模式的な断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ｂの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｃの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図２Ｄの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、図２Ｅの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、図２Ｆの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは、図２Ｇの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｉ】図２Ｉは、図２Ｈの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図２Ｊ】図２Ｊは、図２Ｉの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施形態に係る加速度センサの模式的な断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３に示す加速度センサの各製造工程における模式的な断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ｃの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、図４Ｄの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、図４Ｅの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、図４Ｆの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、図４Ｇの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは、図４Ｈの次の製造工程を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    加速度センサ（ＭＥＭＳセンサ）
２    シリコン基板（基板）
３    ＸＹ可動電極（第１電極）
４    ＸＹ固定電極（第２電極）
５    Ｚ可動電極（第１電極）
６    壁部（壁部、第１壁部）
７    分離部
９    接地用導電部（導電部）
１０  電圧印加用導電部（第２電極用導電部）
１１  開口部
１２  キャップ
２５  レジストテープ
３１  加速度センサ
３２  第２壁部
３３  支持部
３６  キャップ
３９  開口部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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