JP2008275332A - 半導体センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な方法で、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部の重量を大きくする。
【解決手段】半導体センサ１は、錘部１５と、錘部１５の周囲に錘部１５とは間隔をもって設けられた支持部１１と、錘部１５を支持するために一端が錘部１５に接続され他端が支持部１１に接続されている可撓部１３を備えている。可撓部１３の第１半導体層５に複数のピエゾ抵抗体１９が形成されている。錘部１５は、半導体材料からなる錘部半導体層５，９と、金属粒子を含有している感光性樹脂からなる錘部感光性樹脂層１７ａを備えている。錘部感光性樹脂層１７ａは、金属粒子を含有していることによって、その比重が錘部半導体層５，９の比重よりも大きくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体加速度センサや半導体角速度センサなど、ピエゾ抵抗体を用いた半導体センサ及びその製造方法に関し、特に、錘部と、錘部の周囲に錘部とは間隔をもって設けられた支持部と、錘部を支持するために一端が錘部に接続され他端が支持部に接続されている可撓部を備え、錘部、可撓部及び支持部は少なくとも一部分に半導体材料からなる半導体層をもち、可撓部半導体層に複数のピエゾ抵抗体が形成されている半導体センサ及びその製造方法に関するものである。
半導体センサは、例えば走行中の自動車に加わる進行方向又は横方向の加速度の測定や、ビデオカメラの手ぶれの測定などに用いられる。
本願特許請求の範囲及び本明細書において、半導体基板の語は、半導体材料のみからなるものの他、内部に絶縁膜が形成されているＳＯＩ（Silicon-on-Insulator）基板も含む。

半導体センサとしては、自動車等に搭載される加速度センサが知られており、例えば、図１３に示すようなピエゾ抵抗体を用いた加速度検出装置がある（例えば特許文献１参照）。この加速度検出装置は３×２ｍｍ（ミリメートル）平面の小型なセンサで、その錘部と可撓部（可撓部）と支持部とはシリコンで一体に形成され、水酸化カリウムを用いたエッチング（食刻）により形成されている。この加速度検出装置の可撓部にはピエゾ抵抗体が配設されており、加速度により錘部が変位することにより可撓部が撓むとピエゾ抵抗体の抵抗値が変化するので、その抵抗値の変化を加速度として検出する。

図１３は従来の半導体センサを示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）でのＡ−Ａ’における断面図、（Ｄ）は（Ｂ）でのＢ−Ｂ’における断面図である。
半導体センサ７１は、例えば第１半導体層５と第２半導体層９によって絶縁層７が挟み込まれて形成されたＳＯＩ基板３が加工されて形成されたものである。
半導体センサ７１にはＳＯＩ基板３からなる枠状の支持部１１が設けられている。支持部１１には第１半導体層５からなる可撓部７３が接続されている。可撓部７３の第１半導体層５にピエゾ抵抗体１９が形成されている。
支持部１１の中央側に、支持部１１とは間隔をもって第１半導体層５、絶縁層７及び第２半導体層９からなる錘部７５が配置されている。錘部７５の第１半導体層５は可撓部７３の第１半導体層５に連続して形成されており、錘部７５は可撓部７３によって支持されている。

ＳＯＩ基板３の表面３ａに絶縁膜２１が形成されている。（Ａ）及び（Ｂ）では便宜上、ピエゾ抵抗体１９を図示している。絶縁膜２１上には、複数の金属配線パターン２３及び複数のパッド電極２５が形成されている。金属配線パターン２３は絶縁膜２１に形成されているスルーホールを介してピエゾ抵抗体１９と電気的に接続されている。
金属配線パターン２３の形成領域を含んで絶縁膜２１上に保護膜２７が形成されている。パッド電極２５上の保護膜２７には開口部が形成されている。（Ａ）及び（Ｂ）では、保護膜２７の図示は省略している。
支持部１１の領域の裏面３ｂにガラス基板２９が陽極接合により接合されている。錘部７５の端面とガラス基板２９は間隔をもっている。

図１４は、図１３のＡ−Ａ’位置に対応する工程断面図である。図１４中のかっこ数字は以下に説明する工程に対応している。図１３及び図１４を参照して従来の半導体センサの製造方法を簡単に説明する。

（１）第１半導体層５、絶縁層７及び第２半導体層９からなるＳＯＩ基板３の裏面３ｂに熱酸化膜６９を形成した後、ＳＯＩ基板３の表面３ａ側の第１半導体層５表面近傍にピエゾ抵抗体１９を形成する。第１半導体層５の表面３ａに絶縁膜２１を形成する。絶縁膜２１の所定の領域にスルーホールを形成し、スルーホールの形成領域を含んで絶縁膜２１上に金属配線パターン２３及びパッド電極２５（図１３を参照）を形成した後、絶縁膜２１の表面に保護膜２７を形成する。パッド電極２５上の保護膜２７に開口部（図示は略）を形成する。

（２）写真製版技術及びエッチング技術により、少なくとも支持部１１の形成領域を除いて可撓部７３及び錘部７５の形成領域の熱酸化膜６９を選択的に除去する。
（３）写真製版技術により、ＳＯＩ基板３の裏面３ｂに、支持部１１及び錘部７５の形成領域を覆い、可撓部７３の形成領域に開口部をもつレジストパターン７７を形成する。エッチング技術により、レジストパターン７７をマスクにして、可撓部７３の形成領域の第２半導体層９を選択的に除去する。

（４）レジストパターン７７を除去した後、錘部７５の形成領域の第２半導体層９をＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側からエッチングし、錘部７５の形成領域の第２半導体層９の膜厚を薄くして錘部７５を形成する。可撓部７３及び錘部７５の形成領域を画定するためのレジストパターン（図示は省略。）をＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側に形成し、支持部１１の形成領域に囲まれた領域の可撓部７３及び錘部７５の形成領域以外の絶縁層７、第１半導体層５、絶縁膜２１及び保護膜２７をエッチング技術により除去して可撓部７３及び錘部７５を形成する。

（５）熱酸化膜６９を除去する。このとき、可撓部７３の形成領域の絶縁膜７も同時に除去され、第１半導体層５からなる可撓部１３が形成される。
（６）支持部１１の形成領域を含むＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側の第２半導体層９の面に陽極接合などでストッパ基板２９を接合する。
（７）その後、ＳＯＩ基板３から半導体センサ１を切り出すことにより、半導体センサ１を製造工程が完了する（図１３参照）。

ここでは半導体基板としてＳＯＩ基板３を用いて半導体センサ７１を形成したものを説明したが、半導体基板として半導体材料のみからなるものを用いて半導体センサを形成することもある（例えば特許文献２参照）。

また、半導体センサとして、特許文献２に開示されているように、平面視して錘部の対向する辺にそれぞれ可撓部が設けられたもの（両持ち方式）や錘部の１つの辺に可撓部が設けられたもの（片持ち方式）もある。

また、近年、例えば携帯電話向けの加速度センサなどにおいて、チップサイズの小型化、薄厚化の要求が高まっている。このような要求に対応すべく、錘部として、半導体材料よりも比重の大きい金属材料からなるものを用いた半導体センサもある（例えば特許文献３参照）。錘部を半導体材料よりも比重の大きい金属材料で形成することにより、同じ錘部サイズでもシリコンからなる錘部に比べて重量を大きくすることができ、半導体センサの小型化や薄厚化、感度向上を図ることができる。
また、錘部の体積を大きくするために、錘部の平面形状を矩形とは異なる形状、例えばクローバー型にした半導体センサもある（例えば特許文献４参照）。

特公平８−７２２８号公報 特開２００３−２７０２６２号公報 特開２００６−２５０６５３号公報 特開２００７−０３３３５５号公報

錘部と可撓部と支持部がシリコンで一体に形成されている半導体センサの場合、感度を上げるためには可撓部の幅を細くしたり、長くしたり、薄くしたりする方法がある。しかしこのような感度向上方法は製造時における梁部の強度の問題があった。また、錘部の重量を増やすためには錘部を大きくする必要が生じ、小型化の要求に反する。
また、錘部が半導体材料よりも比重の大きい金属材料で形成されている半導体センサの場合、金属材料からなる錘部は一般的な半導体装置の製造プロセスでは形成することができず、製造コストや製造工程数の大幅な増加を招くという問題があった。

そこで本発明は、簡単な方法で、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部の重量を大きくすることができる半導体センサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る半導体センサは、錘部と、錘部の周囲に錘部とは間隔をもって設けられた支持部と、錘部を支持するために一端が錘部に接続され他端が支持部に接続されている可撓部を備え、錘部、可撓部及び支持部は少なくとも一部分に半導体材料からなる半導体層をもち、可撓部半導体層に複数のピエゾ抵抗体が形成されている半導体センサであって、上記錘部は、上記半導体層からなる錘部半導体層と、金属粒子を含有している感光性樹脂からなる錘部感光性樹脂層を備え、上記錘部感光性樹脂層は、上記金属粒子を含有していることによって、その比重が上記錘部半導体層の比重よりも大きくなっているものである。

本発明に係る半導体センサの製造方法は、本発明の半導体センサの製造方法であって、以下の工程（Ａ）から（Ｃ）をその順に含む。
（Ａ）一表面にピエゾ抵抗体が形成されている半導体基板の裏面に、金属粒子を含有している感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する工程、
（Ｂ）上記感光性樹脂層を露光処理、現像処理及び洗浄処理によりパターニングして上記錘部の形成予定領域に上記錘部感光性樹脂層を形成する工程、
（Ｃ）上記錘部及び上記支持部の形成予定領域の部分を少なくとも除いて上記半導体基板をその裏面側から所定の深さまで除去する工程と、上記錘部、上記可撓部及び上記支持部の形成予定領域の部分を少なくとも除いて上記半導体基板をその表面側から所定の深さまで除去する工程を含んで、上記錘部半導体層、上記可撓部半導体層及び上記支持部を形成する工程。

本発明の半導体センサ及びその製造方法において、金属粒子の粒径は錘部感光性樹脂層の膜厚よりも小さければよく、例えば数ｎｍ〜数十μｍである。また、金属粒子の含有率は、錘部感光性樹脂層の比重が上記半導体材料の比重よりも大きくなり、かつ、錘部感光性樹脂層を形成するための未硬化の感光性樹脂層の写真製版工程が行なえる程度であり、例えば未硬化の状態で５〜４７.５体積％、硬化後の錘部感光性樹脂層の状態で１０〜９５体積％である。

本発明の半導体センサ及びその製造方法において、上記感光性樹脂はポリイミド系樹脂である例を挙げることができる。ただし、上記感光性樹脂はポリイミド系樹脂に限定されるものではなく、他の感光性樹脂、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などであってもよい。

また、本発明の半導体センサ及びその製造方法において、上記金属粒子はイリジウム、銀又はビスマスである例を挙げることができる。ただし、上記金属粒子はイリジウム、銀、ビスマスに限定されるものではなく、他の金属粒子、例えば金、白金、タングステン、ニッケル、タンタルなどであってもよい。

本発明の半導体センサにおいて、上記支持部は、上記錘部感光性樹脂層と同じ膜厚で同じ材料からなる支持部感光性樹脂層を備え、上記錘部の全体の厚みと上記支持部の全体の厚みが同じになっているようにしてもよい。

また、上記錘部、上記支持部及び上記可撓部は、表面側から順に第１半導体層、絶縁層、第２半導体層が積層されてなるＳＯＩ基板から加工されたものであり、上記可撓部は上記第１半導体層を少なくとも含み、上記錘部及び上記支持部は上記第１半導体層、上記絶縁層及び上記第２半導体層を少なくとも含んでおり、上記錘部の上記第２半導体層上に上記錘部感光性樹脂層が形成されている例を挙げることができる。

本発明の半導体センサの製造方法において、上記工程（Ａ）は、上記感光性樹脂層を形成する前に、上記錘部の形成予定領域の部分の上記半導体基板の厚みを上記支持部の形成予定領域の部分の厚みよりも薄くするために上記半導体基板の所定の領域をその裏面側から所定の深さまで除去する工程も含み、上記錘部半導体層の厚みを上記支持部の厚みよりも薄くようにしてもよい。

この場合、上記工程（Ａ）で、上記半導体基板の所定の領域をその裏面側から除去する際にマスクとして用いる絶縁膜パターンを上記半導体基板の裏面の上記支持部の形成予定領域に形成し、上記半導体基板の所定の領域をその裏面側から所定の深さまで除去した後も上記絶縁膜パターンを残存させておき、上記絶縁膜パターンの上にも上記感光性樹脂層を形成し、上記工程（Ｃ）で、上記半導体基板をその裏面側から除去する際に、上記錘部感光性樹脂層及び上記絶縁膜パターンをマスクとして用いるようにしてもよい。

また、上記工程（Ｂ）で、上記感光性樹脂層をパターニングする際に、上記支持部の形成予定領域に上記感光性樹脂層から支持部感光性樹脂層も形成するようにしてもよい。

この場合、上記工程（Ｃ）で、上記半導体基板をその裏面側から除去する際に、上記錘部感光性樹脂層及び上記支持部感光性樹脂層をマスクとして用いるようにしてもよい。

また、上記工程（Ｃ）で、上記半導体基板の裏面側に上記錘部及び上記支持部の形成予定領域の部分を少なくとも覆うレジストパターンを形成する工程を含み、上記半導体基板をその裏面側から除去する際に上記レジストパターンをマスクとして用いるようにしてもよい。

上記半導体基板として表面側から順に第１半導体層、絶縁層、第２半導体層が積層されてなるＳＯＩ基板を用い、上記工程（Ｃ）で、上記半導体基板をその裏面側から除去する際に、上記絶縁層をエッチングストッパ層として用いるようにしてもよい。

本発明の半導体センサでは、錘部は、半導体層からなる錘部半導体層と、金属粒子を含有している感光性樹脂からなる錘部感光性樹脂層を備え、錘部感光性樹脂層は、金属粒子を含有していることによって、その比重が錘部半導体層の比重よりも大きくなっているようにした。
また、本発明の半導体センサの製造方法では、一表面にピエゾ抵抗体が形成されている半導体基板の裏面に、金属粒子を含有している感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する工程（Ａ）、感光性樹脂層を露光処理、現像処理及び洗浄処理によりパターニングして錘部の形成予定領域に錘部感光性樹脂層を形成する工程（Ｂ）、錘部及び支持部の形成予定領域の部分を少なくとも除いて半導体基板をその裏面側から所定の深さまで除去する工程と、錘部、可撓部及び支持部の形成予定領域の部分を少なくとも除いて半導体基板をその表面側から所定の深さまで除去する工程を含んで、錘部半導体層、可撓部半導体層及び支持部を形成する工程（Ｃ）を含むようにした。
本発明の半導体センサ及び本発明の製造方法により作製した半導体センサでは、錘部は錘部半導体層と、その比重が錘部半導体層の比重よりも大きい錘部感光性樹脂層を備えているので、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部の重量を大きくすることができる。これにより、半導体センサの小型化や薄厚化、感度向上を図ることができる。
さらに、錘部感光性樹脂層の形成は、一般的な半導体装置の製造プロセスである写真製版技術（樹脂層の塗布処理、露光処理、現像処理及び洗浄処理）により形成することができるので、簡単な方法で、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部の重量を大きくすることができる。また、写真製版技術によって錘部感光性樹脂層を形成することにより、錘部感光性樹脂層を高い精度で形成することができる。

本発明の半導体センサ及びその製造方法において、感光性樹脂はポリイミド系樹脂であるようにすれば、ポリイミド系樹脂は他の感光性樹脂に比べて耐熱性、耐湿性、機械強度に優れているので、錘部感光性樹脂層の信頼性、ひいては半導体センサの信頼性を向上させることができる。

また、本発明の半導体センサ及びその製造方法において、錘部感光性樹脂層に含まれる金属粒子がイリジウムであれば、イリジウムは半導体装置製造プロセスでよく用いられる金属、例えばアルミニウム、銅、チタンなどに比べて２〜７倍の比重をもつので、金属粒子の含有率が同じ場合で他の金属を用いるときに比べて錘部感光性樹脂層の比重を大きくすることができる。また、イリジウムは安定な金属であり、耐熱性、耐腐食性が高く、錘部感光性樹脂層に含まれる金属粒子としてイリジウムを用いれば錘部感光性樹脂層の信頼性、ひいては半導体センサの信頼性を向上させることができる。また、銀、ビスマスはイリジウムほどは比重が高くないが、安価に入手できるので、銀又はビスマスを用いれば、半導体センサの製造コストを安くすることができる。

本発明の半導体センサにおいて、支持部は、錘部感光性樹脂層と同じ膜厚で同じ材料からなる支持部感光性樹脂層を備え、錘部の全体の厚みと支持部の全体の厚みが同じになっているようにすれば、錘部と、支持部の裏面に貼り合わされるストッパ基板との隙間の寸法を精度良く形成できる。また、支持部感光性樹脂層は錘部感光性樹脂層と同じ膜厚で同じ材料からなるので、１回の写真製版プロセスで形成することができる。

本発明の半導体センサの製造方法において、工程（Ａ）は、感光性樹脂層を形成する前に、錘部の形成予定領域の部分の半導体基板の厚みを支持部の形成予定領域の部分の厚みよりも薄くするために半導体基板の所定の領域をその裏面側から所定の深さまで除去する工程も含むようにすれば、錘部半導体層の厚みを支持部の厚みよりも薄くすることができる。また、錘部半導体層の厚み調整することにより、錘部感光性樹脂層を含む錘部全体の厚みを支持部の厚みと同じにしたり、支持部の厚みよりも薄くしたりすることができる。

さらに、錘部半導体層の厚みを支持部の厚みよりも薄くする工程を含む場合、工程（Ａ）で、半導体基板の所定の領域をその裏面側から除去する際にマスクとして用いる絶縁膜パターンを半導体基板の裏面の支持部の形成予定領域に形成し、半導体基板の所定の領域をその裏面側から所定の深さまで除去した後も絶縁膜パターンを残存させておき、絶縁膜パターンの上にも感光性樹脂層を形成し、工程（Ｃ）で、半導体基板をその裏面側から除去する際に、錘部感光性樹脂層及び絶縁膜パターンをマスクとして用いるようにすれば、工程（Ｃ）で別途マスクを形成する必要がなくなり、製造プロセスが簡単になる。

また、本発明の半導体センサの製造方法において、工程（Ｂ）で、感光性樹脂層をパターニングする際に、支持部の形成予定領域に感光性樹脂層から支持部感光性樹脂層も形成するようにすれば、上述のように錘部半導体層の厚みを支持部の厚みよりも薄くする場合に錘部全体の厚みを支持部全体の厚みよりも薄くすることができ、支持部の裏面に貼り合わされるストッパ基板と支持部の間にスペーサを配置しなくても、平坦なストッパ基板と錘部との間に隙間を形成できる。また、錘部半導体層の厚みを支持部の厚みよりも薄くする工程を含まない場合、錘部半導体層の厚みと支持部は、錘部感光性樹脂層と同じ膜厚で同じ材料からなる支持部感光性樹脂層を備え、錘部の全体の厚みと支持部の全体の厚みを同じにすることができ、錘部と、支持部の裏面に貼り合わされるストッパ基板との隙間の寸法を精度良く形成できる。なお、支持部感光性樹脂層は錘部感光性樹脂層と同時に１回の写真製版プロセスで形成することができるので、製造プロセスが増加することはない。

さらに、上記支持部感光性樹脂層を形成する場合、工程（Ｃ）で、半導体基板をその裏面側から除去する際に、錘部感光性樹脂層及び支持部感光性樹脂層をマスクとして用いるようにすれば、工程（Ｃ）で別途マスクを形成する必要がなくなり、製造プロセスが簡単になる。

また、工程（Ｃ）で、半導体基板の裏面側に錘部及び支持部の形成予定領域の部分を少なくとも覆うレジストパターンを形成する工程を含み、半導体基板をその裏面側から除去する際にレジストパターンをマスクとして用いるようにすれば、エッチング時の膜減りによる錘部感光性樹脂層の体積減少を防止できる。さらに、エッチング時間のバラツキによる錘部感光性樹脂層の体積のバラツキも防止できる。なお、上記支持部感光性樹脂層が形成されている場合には、支持部感光性樹脂層の膜減りも防止できる。

本発明の半導体センサにおいて、錘部、支持部及び可撓部は、表面側から順に第１半導体層、絶縁層、第２半導体層が積層されてなるＳＯＩ基板から加工されたものであり、可撓部は第１半導体層を少なくとも含み、錘部及び支持部は第１半導体層、絶縁層及び第２半導体層を少なくとも含んでおり、錘部の第２半導体層上に錘部感光性樹脂層が形成されているようにし、
本発明の半導体センサの製造方法において、半導体基板として表面側から順に第１半導体層、絶縁層、第２半導体層が積層されてなるＳＯＩ基板を用い、工程（Ｃ）で、半導体基板をその裏面側から除去する際に、絶縁層をエッチングストッパ層として用いるようにすれば、
ＳＯＩ基板の裏面からのエッチング時にエッチング深さの制御が容易になる。これにより、可撓部の厚みの精度を向上させることができ、半導体センサの感度の精度を向上させることができる。

図１は、半導体センサの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ’位置での断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ’位置での断面図である。図１を参照してこの実施例を説明する。

半導体センサ１はＳＯＩ基板３から形成されたものであり、例えば平面サイズが２.０×２.５ｍｍ、厚みが４００μｍ（マイクロメートル）程度である。例えば、ＳＯＩ基板３は、表面３ａから裏面３ｂ側に、膜厚が１０μｍ程度のシリコンからなる第１導体層５と、膜厚が２μｍ程度の酸化シリコン膜からなる絶縁層７と、膜厚が３８０μｍ程度のシリコンからなる第２半導体層９が積層されて形成されたものである。

半導体センサ１はＳＯＩ基板３からなる矩形枠状の支持部１１を備えている。上方から見て、支持部１１の内周辺に可撓部１３が支持部１１の中央側に突出して設けられている。可撓部１３は第１半導体層（可撓部半導体層）５及び絶縁層７を備え、支持部１１の内周辺の各辺に１つずつ設けられている。例えば可撓部１３の長さ寸法は０.４ｍｍ、幅寸法は０.０９ｍｍである。可撓部１３の第１半導体層５にピエゾ抵抗体１９が形成されている。

上方から見て、支持部１１の中央側に錘部１５が支持部１１とは間隔をもって配置されている。錘部１５は第１半導体層５、絶縁層７及び第２半導体層９を備えている。錘部１５を形成している第１半導体層５及び第２半導体層９は本発明の半導体センサの錘部半導体層を構成する。また、錘部１５は、支持部１１の内周辺の各辺に設けられた可撓部１３と接続されており、可撓部１３によって支持されている。錘部１５の平面サイズは０.９×０.９ｍｍである。

錘部１５はその第２半導体層９の裏面３ｂに配置された錘部感光性樹脂層１７ａも備えている。また、支持部１１はその第２半導体層９の裏面３ｂに配置された支持部感光性樹脂層１７ｂも備えている。
錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂは同時に形成されたものであって同じ材料からなり、それらの膜厚は例えば約３０μｍである。支持部１１及び錘部１５は同じ厚みをもっている。

錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの材料は金属粒子を含有している感光性樹脂である。この実施例では、感光性樹脂としてポリイミド系樹脂を用い、金属粒子としてイリジウムを用いた。ここで、イリジウム粒子の粒径は錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの膜厚よりも小さければよく、例えば数ｎｍ〜数十μｍである。また、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂにおけるイリジウム粒子の含有率は例えば１０〜９５体積％である。錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの比重は半導体層５，９及び絶縁膜７の比重よりも大きくなっている。

ＳＯＩ基板３の表面３ａに、例えば膜厚が０.８μｍの絶縁膜２１が形成されている。絶縁膜２１としては、酸化シリコン膜、例えばＮＳＧ（non-doped silicon glass）膜、ＢＰＳＧ（Borophospho silicate grass）膜、ＰＳＧ（phospho silicate glass）膜などを用いることができる。
絶縁膜２１上に、例えば膜厚が１.０μｍのアルミニウムからなる複数の金属配線パターン２３及び複数のパッド電極２５が形成されている。例えば、金属配線パターン２３の線幅は１.４μｍ、ピッチは１.５μｍであり、パッド電極２５の平面サイズは７０×７０ｍｍである。パッド電極２５は支持部１１に配置されている。金属配線パターン２３は絶縁膜２１に形成されているスルーホールを介してピエゾ抵抗体１９と電気的に接続されている。（Ａ）及び（Ｂ）では便宜上、ピエゾ抵抗体１９を図示している。

金属配線パターン２３の形成領域を含んで絶縁膜２１上に絶縁膜からなる保護膜２７が形成されている。保護膜２７としては例えば下層が酸化シリコン膜、上層がシリコン窒化膜の積層膜からなるパッシベーション膜を用いることができる。パッド電極２５上の保護膜２７には、開口部が形成されている。（Ａ）及び（Ｂ）では保護膜２７の図示は省略している。
支持部１１の支持部感光性樹脂層１７ｂの表面（第２半導体層９とは反対側の面）に、錘部１７の移動範囲を規制するためのストッパ基板としてのガラス基板２９が接着層３１により貼り付けられている。接着層３１の厚みは例えば１０μｍであり、錘部１７とガラス基板２９の間隔は例えば１０μｍである。接着層３１はスペーサとしても機能している。

図２は、図１の半導体センサを製造するための、製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。図２は図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図２中のかっこ数字は以下に説明する工程に対応している。図２を参照してこの製造方法の実施例を説明する。

（１）第１半導体層５、絶縁層７及び第２半導体層９からなるＳＯＩ基板３の、可撓部１３の形成予定領域の第１半導体層５にピエゾ抵抗体１９を形成する。第１半導体層５の表面３ａに絶縁膜２１を形成する。絶縁膜２１の所定の領域にスルーホールを形成した後、絶縁膜２１上に金属配線パターン２３及びパッド電極２５（図１を参照）を形成する。金属配線パターン２３及びパッド電極２５の形成領域を含んで絶縁膜２１上に保護膜２７を形成する。パッド電極２５上の保護膜２７に開口部（図示は略）を形成する。

ＳＯＩ基板３の裏面３ｂにイリジウム粒子（比重は約２２.５）を分散させた未硬化の感光性ポリイミド系樹脂を例えばスピンコート法により塗布して感光性樹脂層１７を約６０μｍの膜厚に形成する。その後、感光性樹脂層１７の余分な溶剤を蒸発させるために１００℃で約２分間ベークした。
ここで、感光性ポリイミド系樹脂として、ポリアミック酸エステル、メタクリレートモノマー、有機チタン錯体から構成され、これらを溶解させるための溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンを使用しているもの（比重は約１.４）を用いた。未硬化の感光性ポリイミド系樹脂におけるイリジウム粒子の含有率はその感光性ポリイミド系樹脂に対して写真製版工程を行なえる程度、例えば５〜４７.５体積％である。また、ここではスピンコート法により感光性樹脂層１７を形成しているが、感光性樹脂層を形成する方法はスピンコート法以外の方法であってもよく、例えばスプレーコート法により感光性樹脂層を形成してもよいし、シート状の感光性樹脂層を貼り付けてもよい。

（２）写真製版技術により、感光性樹脂層１７に対して露光処理、現像処理及び洗浄処理を施して感光性樹脂層１７をパターニングして、錘部１５の形成領域に錘部感光性樹脂層１７ａを形成し、支持部１１の形成領域に支持部感光性樹脂層１７ｂを形成する。その後、３５０℃で１時間ベークした。ベーク後の錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの膜厚は例えば約３０μｍである。この実施例では錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの最終的な比重は約１２であった。

（３）錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂをマスクにしてＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側からドライエッチング処理を行なって、支持部１１及び錘部１５の形成領域以外の領域の第２半導体層９を除去する。このドライエッチング処理は、絶縁層７をエッチングストッパ層として用い、支持部１１及び錘部１５の形成領域以外の領域の絶縁層７がＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側に露出するまで行なう。その後、ＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側から、露出している絶縁層７をエッチング除去する。ここで、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂをマスクにして支持部１１及び錘部１５の形成領域以外の領域の第２半導体層９を除去することができるので、別途マスクを形成する必要はない。

上記ドライエッチング処理では、エッチング装置として、例えばＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma：誘導結合プラズマ）型ドライエッチング装置を用いることができる。ＩＣＰ型ドライエッチング装置を用いる場合には、ＳＯＩ基板を裏面がプラズマ室に向くように配置し、ＳＦ₆（六フッ化硫黄）と酸素を４５０ｃｃと４５ｃｃの割合で混合した反応ガスを反応室に流入させ、反応室内の圧力を９０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）に維持し、プラズマ発生用コイルに２７００Ｗの高周波電力を９秒間印加して、除去すべきシリコンとプラズマ内に残存するラジカルや反応ガスイオンとの間に物理化学的反応を起こさせて、シリコンを除去する。次に、ＳＦ₆の流入を停止させ、反応室内にＣ₄Ｆ₈（パーフルオロシクロブタン）を２００ｃｃ流入させ、反応室内の圧力を３０ｍＴｏｒｒに維持する。プラズマ発生用コイルに２２００Ｗの高周波電極を３秒間印加して、シリコン除去工程で発生した反応生成物を除去する。
このドライエッチング装置では、上述した９秒間のシリコン除去工程と３秒間の反応生成物除去工程が繰返し行なわれ、所定の領域の第２半導体層９が異方的にエッチングされる。

（４）保護膜２７上に可撓部１３及び錘部１５の形成領域を画定するためのレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクにして、支持部１１、可撓部１３錘及び部１５の形成予定領域の部分を除いてＳＯＩ基板３の表面３ａ側から保護膜２７、絶縁膜２１及び第１半導体層５を除去して、支持部１１、可撓部１３錘及び部１５を形成する。レジストパターンを除去した後、支持部１１の支持部感光性樹脂層１７ｂの表面に接着層３１を介してガラス基板２９を貼り付ける（図１も参照）。

このように作製した半導体センサ１では、錘部１５はイリジウム粒子を含有している感光性ポリイミド系樹脂からなる錘部感光性樹脂層１７ａを備え、錘部感光性樹脂層１７ａは、イリジウム粒子を含有していることによって、その比重が半導体層５，９の比重よりも大きくなっているので、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部１５の重量を大きくすることができる。これにより、半導体センサ１の小型化や薄厚化、感度向上を図ることができる。
さらに、錘部感光性樹脂層１７ａの形成は、一般的な半導体装置の製造プロセスである写真製版技術（樹脂層の塗布処理、露光処理、現像処理及び洗浄処理）により形成することができるので、簡単な方法で、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部１５の重量を大きくすることができる。また、写真製版技術によって錘部感光性樹脂層１７ａを形成することにより、錘部感光性樹脂層１７ａを高い精度で形成することができる。

さらに、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂを形成するための感光性樹脂としてポリイミド系樹脂を用いているので、ポリイミド系樹脂は他の感光性樹脂に比べて耐熱性、耐湿性、機械強度に優れているので、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの信頼性、ひいては半導体センサ１の信頼性を向上させることができる。

さらに、錘部１５の全体の厚みと支持部１１の全体の厚みが同じになっているので、錘部１５と、支持部１１の裏面に貼り合わされるガラス基板２９との隙間の寸法を精度良く形成できる。また、支持部感光性樹脂層１７ｂは錘部感光性樹脂層１７ａと同じ膜厚で同じ材料から形成されているので、１回の写真製版プロセスで形成することができる。

図３は、図１の半導体センサを製造するための、製造方法の他の実施例を説明するための工程断面図である。図３は図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図３中のかっこ数字は以下に説明する工程に対応している。図３を参照してこの製造方法の実施例を説明する。

（１）ピエゾ抵抗体１９、絶縁膜２１、金属配線パターン２３、パッド電極２５及び保護膜２７が形成されたＳＯＩ基板３の裏面３ｂにイリジウム粒子を分散させた感光性ポリイミド系樹脂を例えばスピンコート法により塗布して感光性樹脂層１７を約６０μｍの膜厚に形成する。その後、感光性樹脂層１７の余分な溶剤を蒸発させるために１００℃で約２分間ベークした。

（２）写真製版技術により、感光性樹脂層１７に対して露光処理、現像処理及び洗浄処理を施して感光性樹脂層１７をパターニングして、錘部１５の形成領域に錘部感光性樹脂層１７ａを形成し、支持部１１の形成領域に支持部感光性樹脂層１７ｂを形成する。その後、３５０℃で１時間ベークした。

（３）写真製版技術により、錘部感光性樹脂層１７ａ上及び支持部感光性樹脂層１７ｂ上に支持部１１及び錘部１５の形成予定領域を覆うレジストパターン３３を形成する。レジストパターン３３をマスクにしてＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側からドライエッチング処理を行なって、支持部１１及び錘部１５の形成領域以外の領域の第２半導体層９を除去する。このとき、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂはレジストパターン３３で覆われているので膜減りすることはない。レジストパターン３３を除去した後、ＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側から、露出している絶縁層７をエッチング除去する。図３（３）では便宜上レジストパターン３３を図示している。

（４）保護膜２７上に可撓部１３及び錘部１５の形成領域を画定するためのレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクにして、支持部１１、可撓部１３錘及び部１５の形成予定領域の部分を除いてＳＯＩ基板３の表面３ａ側から保護膜２７、絶縁膜２１及び第１半導体層５を除去して、支持部１１、可撓部１３錘及び部１５を形成する。レジストパターンを除去した後、支持部１１の支持部感光性樹脂層１７ｂの表面に接着層３１を介してガラス基板２９を貼り付ける（図１も参照）。

この製造方法の実施例では、上記工程（３）で第２半導体層９をエッチングする際に、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂはレジストパターン３３で覆われているので膜減りすることはなく、錘部感光性樹脂層１７ａの体積減少を防止できる。さらに、エッチング時間のバラツキによる錘部感光性樹脂層１７ａの体積のバラツキも防止できる。

図１に示した半導体センサの実施例では、ストッパ基板であるガラス基板２９として半導体センサ１側の表面が平坦なものを用いているが、図４に示すように、ストッパ基板としてガラス基板２９の半導体センサ１側の表面に凹部２９ａが形成されているものを用いてもよい。この実施例では、スペーサとして機能する接着層３１（図１参照）を用いずに陽極接合により支持部１１とガラス基板２９を接合している。ただし、図１と同様に、支持部１１とガラス基板２９を接着層３１により接着してもよい。

また、図５に示すように、支持部１１の裏面３ｂに支持部感光性樹脂層１７ｂ（図１参照）が形成されてないようにしてもよい。この構造は、図２を参照して説明した上記工程（２）又は図３を参照して説明した上記工程（２）での写真製版工程で感光性樹脂１７から錘部感光性樹脂層１７のみを形成するようにすることによって形成することができる。なお、図５では接着層３１を用いて支持部１１とガラス基板２９を接着層３１により接着しているが、ガラス基板２９の凹部２９ａの深さを調整することにより、支持部１１とガラス基板２９を陽極接合により接合することもできる。また、接着層３１の厚みを調整して、凹部２９ａが形成されていないガラス基板２９を用いてもよい。

図６は、半導体センサのさらに他の実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ’位置での断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ’位置での断面図である。図１と同じ部分には同じ符号を付す。図６を参照してこの実施例を説明する。

この実施例が図１を参照して説明した実施例と異なる点は、錘部１５の第２半導体層９が支持部１１の第２半導体層９よりも例えば３０μｍだけ薄く形成されている点と、支持部１１の第２半導体層９の裏面３ｂに、支持部感光性樹脂層１７ｂ（図１参照）が形成されておらず、例えば膜厚が約１μｍの酸化シリコン膜からなる絶縁膜パターン３５が形成されている点である。

図７は、図６の半導体センサを製造するための、製造方法の他の実施例を説明するための工程断面図である。図７は図６のＡ−Ａ’位置に対応している。図７中のかっこ数字は以下に説明する工程に対応している。図７を参照してこの製造方法の実施例を説明する。

（１）ピエゾ抵抗体１９、絶縁膜２１、金属配線パターン２３、パッド電極２５及び保護膜２７が形成されたＳＯＩ基板３の裏面３ｂに例えば膜厚が約３μｍの酸化シリコン膜からなる絶縁膜３５を形成する。

（２）写真製版技術により、絶縁膜３５上に支持部１１の形成予定領域を覆うレジストパターン３７を形成する。ドライエッチング技術により、レジストパターン３７をマスクにして絶縁膜３５をパターニングして支持部１１の形成予定領域に絶縁膜パターン３５ａを形成する。さらにレジストパターン３７をマスクにして第２半導体層９を約３０μｍだけエッチングする。これにより、第２半導体層９に凹部が形成される。ここで、絶縁膜パターン３５ａで覆われていない領域の第２半導体層９を全部除去するようにしてもよい。

（３）レジストパターン３７を除去する。ＳＯＩ基板３の裏面３ｂにイリジウム粒子を分散させた感光性ポリイミド系樹脂を例えばスピンコート法により塗布して感光性樹脂層１７を形成する。ここで、第２半導体層９の凹部部分で感光性樹脂層１７の膜厚が約６０μｍになるように感光性樹脂層１７を形成した。第２半導体層９の凹部の深さは約３０μｍであり、絶縁膜パターン３５ａの膜厚は約３μｍなので、絶縁膜パターン３５ａ上にも感光性樹脂層１７が形成される。その後、感光性樹脂層１７の余分な溶剤を蒸発させるために１００℃で約２分間ベークした。

（４）写真製版技術により、感光性樹脂層１７に対して露光処理、現像処理及び洗浄処理を施して感光性樹脂層１７をパターニングして、錘部１５の形成領域に錘部感光性樹脂層１７ａを形成する。その後、３７０℃で１時間ベークした。ベーク後の錘部感光性樹脂層１７ａの膜厚は例えば約３０μｍである。

（５）錘部感光性樹脂層１７ａ及び絶縁膜パターン３５ａをマスクにしてＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側からドライエッチング処理を行なって、支持部１１及び錘部１５の形成領域以外の領域の第２半導体層９を除去する。ここで、錘部感光性樹脂層１７ａ及び絶縁膜パターン３５ａをマスクにして支持部１１及び錘部１５の形成領域以外の領域の第２半導体層９を除去することができるので、別途マスクを形成する必要はない。その後、ＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側から、露出している絶縁層７をエッチング除去する。このとき、絶縁膜パターン３５ａもエッチングされるが、エッチング前の絶縁膜パターン３５ａの膜厚は絶縁層７の膜厚よりも厚いので、絶縁膜パターン３５ａは支持部１１の第２半導体層９上に残存している。

（６）保護膜２７上に可撓部１３及び錘部１５の形成領域を画定するためのレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクにして、支持部１１、可撓部１３錘及び部１５の形成予定領域の部分を除いてＳＯＩ基板３の表面３ａ側から保護膜２７、絶縁膜２１及び第１半導体層５を除去して、支持部１１、可撓部１３錘及び部１５を形成する。レジストパターンを除去した後、支持部１１の絶縁膜パターン３５ａの表面に接着層３１を介してガラス基板２９を貼り付ける（図６も参照）。

このように作製した半導体センサ１でも、図１に示した実施例と同様に、錘部感光性樹脂層１７ａは、イリジウム粒子を含有していることによって、その比重が半導体層５，９の比重よりも大きくなっているので、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部１５の重量を大きくすることができる。
さらに、錘部感光性樹脂層１７ａの形成は、一般的な半導体装置の製造プロセスである写真製版技術により形成することができるので、簡単な方法で、半導体材料のみからなる錘部に比べて同じサイズで錘部１５の重量を大きくすることができ、錘部感光性樹脂層１７ａを高い精度で形成することができる。

また、図６に示した半導体センサの実施例では、支持部１１の裏面３ｂに絶縁膜パターン３５ａが形成されているが、図８に示すように、支持部１１の裏面３ｂに絶縁膜パターン３５ａが形成されていないようにしてもよい。この構造は、例えば図７を参照して説明した上記工程（２）と（３）の間に絶縁膜パターン３５ａを除去する工程を含んだり、図７を参照して説明した上記工程（５）で絶縁膜パターン３５ａを全部除去するようにしたりすることにより形成できる。

また、図６に示した半導体センサの実施例では、支持部１１とガラス基板２９を接着層３１により接着しているが、図９に示すように、接着層３１（図６参照）を用いずに支持部１１の絶縁膜パターン３５ａとガラス基板２９を陽極接合により接合するようにしてもよい。ここで、錘部１５の第２半導体層９の厚み、錘部感光性樹脂層１７ａの厚み及び絶縁膜パターン３５ａの厚みを調整することにより、半導体センサ側の表面が平坦なガラス基板２９を用いても、錘部１５とガラス基板２９の間に所望の寸法の隙間を形成できる。また、絶縁膜パターン３５ａが形成されていない、図８に示した半導体センサの実施例でも同様に、支持部１１の裏面３ｂとガラス基板２９が陽極接合により接合されているようにしてもよい。

また、図１０に示すように、絶縁膜パターン３５ａ上に支持部錘部感光性樹脂層１７ｂが形成されているようにしてもよい。この構造は、図７を参照して説明した上記工程（４）で、絶縁膜パターン３５ａの上に感光性樹脂層１７から支持部錘部感光性樹脂層１７ｂを形成するようにすれば形成することができる。図１０に示した実施例でも、接着層３１を用いずに、支持部１１の支持部錘部感光性樹脂層１７ｂとガラス基板２９が陽極接合により接合されているようにしてもよい。

また、図１１に示すように、絶縁膜パターン３５ａ（図６参照）が形成されていない支持部１１の裏面３ｂに支持部錘部感光性樹脂層１７ｂが形成されているようにしてもよい。この構造は、図７を参照して説明した上記工程（２）と（３）の間に絶縁膜パターン３５ａを除去する工程を含み、図７を参照して説明した上記工程（４）で、支持部１１の形成予定領域に感光性樹脂層１７から支持部錘部感光性樹脂層１７ｂを形成するようにすれば形成することができる。図１１に示した実施例でも、接着層３１を用いずに、支持部１１の支持部錘部感光性樹脂層１７ｂとガラス基板２９が陽極接合により接合されているようにしてもよい。

図６及び図８〜図１１に示した実施例では、ガラス基板２９は半導体センサ側の表面が平坦なものであるが、図４に示した実施例のガラス基板２９と同様に、半導体センサ側の表面に凹部２９ａが形成されているガラス基板２９を用いてもよい。

また、図７を参照して説明した製造方法の実施例では、上記工程（４）で錘部感光性樹脂層１７ａ及び絶縁膜パターン３５ａをマスクにして第２半導体層９をエッチングしているが、図３を参照して説明した製造方法の実施例と同様に、支持部１１及び錘部１５の形成予定領域を覆うレジストパターン３３を形成し、レジストパターン３３をマスクにして第２半導体層９をエッチングしてもよい。これにより、錘部感光性樹脂層１７ａの膜減りを防止できる。なお、図８〜図１１に示した半導体センサを作製する場合にも、支持部１１及び錘部１５の形成予定領域を覆うレジストパターン３３を形成してもよい。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、寸法、形状、材料、配置、温度等の製造工程の条件などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、上記の実施例では、半導体基板としてＳＯＩ基板３を用いているが、半導体基板としてバルク半導体基板を用いてもよい。

また、上記の製造方法の実施例では、感光性樹脂１７を１回だけ塗布し、１層の感光性樹脂からなる錘部感光性樹脂層１７を形成しているが、感光性樹脂の塗布、露光処理、現像処理及び洗浄処理を繰り返すことにより、感光性樹脂層を積層して錘部感光性樹脂層の厚みを大きくすることができる。支持部感光性樹脂層１７ｂについても同様に厚みを大きくすることができる。また、複数層の感光性樹脂層を形成する場合、錘部感光性樹脂層と支持部感光性樹脂層で、積層する感光性樹脂層の数を異ならせることにより、互いに厚みを異ならせることもできる。

例えば図１２に示すように、錘部１５において２層の錘部感光性樹脂層１７ａを積層して形成し、支持部１１において３層の支持部感光性樹脂層１７ｂを積層するようにしてもよい。
錘部１５において錘部感光性樹脂層１７ａを積層することにより、図１に示した実施例に比べて、錘部１５全体において錘部感光性樹脂層１７ａが占める体積を大きくすることができ、錘部１５全体の重量を大きくすることができる。

また、支持部１１において支持部感光性樹脂層１７ｂ（３層）を錘部感光性樹脂層１７ａ（２層）よりも多く積層することにより、錘部１５の第２半導体層９を支持部１１の第２半導体層９よりも薄くする工程を含まなくても、支持部１１全体の厚みを錘部１５全体の厚みよりも精度よく大きくすることができる。ただし、錘部感光性樹脂層１７ａ及び支持部感光性樹脂層１７ｂの積層数は同じであってもよいし、錘部感光性樹脂層１７ａの方が支持部感光性樹脂層１７ｂに比べて感光性樹脂層が多く積層されていてもよい。また、錘部感光性樹脂層１７ａの積層数は３層以上であってもよいし、支持部感光性樹脂層１７ｂの積層数は２層又は４層以上であってもよい。

また、図１２では、支持部１１の支持部感光性樹脂層１７ｂとガラス基板２９を接着層３１により接着しているが、支持部１１全体の厚みが錘部１５全体の厚みよりも大きく形成されているので、平坦なガラス基板２９を用い、支持部１１の支持部感光性樹脂層１７とガラス基板２９を陽極接合により接合しても、接着層３１や他のスペーサを用いることなく、錘部１５とガラス基板２９の間の所定の間隔を形成することができる。

また、上記の製造方法の実施例では、ＳＯＩ基板３の裏面３ｂ側から所定の領域の第２半導体層９を除去した後、ＳＯＩ基板３の表面３ａ側から所定の領域の第１半導体層５を除去しているが、先にＳＯＩ基板３の表面３ａ側から所定の領域の第１半導体層５を除去してもよい。

また、上記実施例での半導体センサ１では錘部１５が４本の可撓部１３によって支持されているが、本発明の半導体センサ及びその製造方法はこれに限定されるものではなく、例えば特許文献２に開示されているように、２本の可撓部により錘部が支持されている両持ち方式の半導体センサ及びその製造方法や、１本の可撓部により支持されている片持ち方式の半導体センサ及びその製造方法にも適用することができる。

また、上記実施例での半導体センサ１では錘部１５の平面形状は矩形であるが、本発明の半導体センサ及びその製造方法はこれに限定されるものではなく、錘部の平面形状は、例えば特許文献４に開示されているようにクローバー型であってもよいし、他の形状であってもよい。

また、上記実施例での半導体センサ１では、錘部１５において錘部感光性樹脂層１７ａと第２半導体層９は同じ平面サイズで形成されているが、本発明の半導体センサ及びその製造方法はこれに限定されるものではなく、錘部１５において第２半導体層９の平面サイズが錘部感光性樹脂層１７ａの平面サイズよりも大きくなっているようにしてもよい。このような構造は、錘部感光性樹脂層１７ａを形成した後、レジストパターンを用いて錘部１５の第２半導体層９をパターニングする際に錘部感光性樹脂層１７ａを覆うレジストパターンを錘部感光性樹脂層１７ａの平面サイズよりも大きく形成することにより、形成することができる。

半導体センサの一実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ’位置での断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ’位置での断面図である。 図１の半導体センサを製造するための製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。 図１の半導体センサを製造するための製造方法の他の実施例を説明するための工程断面図である。 半導体センサの他の実施例を示す概略的な断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略的な断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ’位置での断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ’位置での断面図である。 図６の半導体センサを製造するための製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略的な断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略的な断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略的な断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略的な断面図である。 半導体センサのさらに他の実施例を示す概略的な断面図である。 従来の半導体センサの一例を示す概略構成図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ’位置での断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＢ−Ｂ’位置での断面図である。 従来の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。

符号の説明

１ 半導体センサ
３ ＳＯＩ基板
３ａ ＳＯＩ基板の表面
３ｂ ＳＯＩ基板の裏面
５ 第１半導体層
７ 絶縁層
９ 第２半導体層
１１ 支持部
１３ 可撓部
１５ 錘部
１７ａ 錘部感光性樹脂層
１７ｂ 支持部感光性樹脂層
１９ ピエゾ抵抗体
３５ａ 絶縁膜パターン

Claims (14)

1. 錘部と、錘部の周囲に錘部とは間隔をもって設けられた支持部と、錘部を支持するために一端が錘部に接続され他端が支持部に接続されている可撓部を備え、錘部、可撓部及び支持部は少なくとも一部分に半導体材料からなる半導体層をもち、可撓部半導体層に複数のピエゾ抵抗体が形成されている半導体センサにおいて、
   前記錘部は、前記半導体層からなる錘部半導体層と、金属粒子を含有している感光性樹脂からなる錘部感光性樹脂層を備え、
   前記錘部感光性樹脂層は、前記金属粒子を含有していることによって、その比重が前記錘部半導体層の比重よりも大きくなっていることを特徴とする半導体センサ。
2. 前記感光性樹脂はポリイミド系樹脂である請求項１に記載の半導体センサ。
3. 前記金属粒子はイリジウム、銀又はビスマスである請求項１又は２に記載の半導体センサ。
4. 前記支持部は、前記錘部感光性樹脂層と同じ膜厚で同じ材料からなる支持部感光性樹脂層を備え、前記錘部の全体の厚みと前記支持部の全体の厚みが同じになっている請求項１、２又は３のいずれか一項に記載の半導体センサ。
5. 前記錘部、前記支持部及び前記可撓部は、表面側から順に第１半導体層、絶縁層、第２半導体層が積層されてなるＳＯＩ基板から加工されたものであり、
   前記可撓部は前記第１半導体層を少なくとも含み、前記錘部及び前記支持部は前記第１半導体層、前記絶縁層及び前記第２半導体層を少なくとも含んでおり、
   前記錘部の前記第２半導体層上に前記錘部感光性樹脂層が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体センサ。
6. 請求項１に記載の半導体センサの製造方法であって、以下の工程（Ａ）から（Ｃ）をその順に含む半導体センサの製造方法。
   （Ａ）一表面にピエゾ抵抗体が形成されている半導体基板の裏面に、金属粒子を含有している感光性樹脂を塗布して感光性樹脂層を形成する工程、
   （Ｂ）前記感光性樹脂層を露光処理、現像処理及び洗浄処理によりパターニングして前記錘部の形成予定領域に前記錘部感光性樹脂層を形成する工程、
   （Ｃ）前記錘部及び前記支持部の形成予定領域の部分を少なくとも除いて前記半導体基板をその裏面側から所定の深さまで除去する工程と、前記錘部、前記可撓部及び前記支持部の形成予定領域の部分を少なくとも除いて前記半導体基板をその表面側から所定の深さまで除去する工程を含んで、前記錘部半導体層、前記可撓部半導体層及び前記支持部を形成する工程。
7. 前記感光性樹脂はポリイミド系樹脂である請求項６に記載の半導体センサの製造方法。
8. 前記金属粒子はイリジウム、銀又はビスマスである請求項６又は７に記載の半導体センサの製造方法。
9. 前記工程（Ａ）は、前記感光性樹脂層を形成する前に、前記錘部の形成予定領域の部分の前記半導体基板の厚みを前記支持部の形成予定領域の部分の厚みよりも薄くするために前記半導体基板の所定の領域をその裏面側から所定の深さまで除去する工程も含み、前記錘部半導体層の厚みを前記支持部の厚みよりも薄くする請求項６、７又は８のいずれか一項に記載の半導体センサの製造方法。
10. 前記工程（Ａ）で、前記半導体基板の所定の領域をその裏面側から除去する際にマスクとして用いる絶縁膜パターンを前記半導体基板の裏面の前記支持部の形成予定領域に形成し、前記半導体基板の所定の領域をその裏面側から所定の深さまで除去した後も前記絶縁膜パターンを残存させておき、前記絶縁膜パターンの上にも前記感光性樹脂層を形成し、
    前記工程（Ｃ）で、前記半導体基板をその裏面側から除去する際に、前記錘部感光性樹脂層及び前記絶縁膜パターンをマスクとして用いる請求項９に記載の半導体センサの製造方法。
11. 前記工程（Ｂ）で、前記感光性樹脂層をパターニングする際に、前記支持部の形成予定領域に前記感光性樹脂層から支持部感光性樹脂層も形成する請求項６から９のいずれか一項に記載の半導体センサの製造方法。
12. 前記工程（Ｃ）で、前記半導体基板をその裏面側から除去する際に、前記錘部感光性樹脂層及び前記支持部感光性樹脂層をマスクとして用いる請求項１１に記載の半導体センサの製造方法。
13. 前記工程（Ｃ）で、前記半導体基板の裏面側に前記錘部及び前記支持部の形成予定領域の部分を少なくとも覆うレジストパターンを形成する工程を含み、前記半導体基板をその裏面側から除去する際に前記レジストパターンをマスクとして用いる請求項６から９又は１１のいずれか一項に記載の半導体センサの製造方法。
14. 前記半導体基板として表面側から順に第１半導体層、絶縁層、第２半導体層が積層されてなるＳＯＩ基板を用い、
    前記工程（Ｃ）で、前記半導体基板をその裏面側から除去する際に、前記絶縁層をエッチングストッパ層として用いる請求項６から１３のいずれか一項に記載の半導体センサの製造方法。

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