JP5187441B2 - Ｍｅｍｓ素子およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、犠牲層をエッチング除去することによって形成され、可動部や表面平滑体を有するＭＥＭＳ素子およびその製造方法に関する。

一般に、可変容量素子、リレー素子等のＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）素子として、金属層を加工して厚さ方向に変位可能な可動部を形成したものが知られている。このような可動部を有するセンサでは、基板上に犠牲層を覆って金属層を形成する。その後、ウエットエッチング法によって犠牲層を除去し、基板から離間した可動部を形成する（例えば、特許文献１参照）。

そして、ＭＥＭＳ素子としての加速度センサでは、基板のうち可動部と対向した位置に固定電極を設け、可動部と固定電極との間の静電容量を検出することによって、センサに作用した加速度を検出する構成となっている。

特開２００１−３４７５００号公報

ところで、上述した特許文献１に記載されたＭＥＭＳ素子では、ウエットエッチング法によって犠牲層を除去するときに、エッチャント（エッチング液）によって可動部まで腐食してしまうことがある。この場合、可動部の表面粗さが増大し、可動部と固定電極との間の静電容量が高精度に検出することができないという問題がある。

また、ＭＥＭＳ素子には、圧着接合法（加圧接合法）を用いて可動部等を覆う蓋体を取り付けることがある。この場合、金属層の表面を平滑化した表面平滑体を形成し、この表面平滑体に形成した接合膜（例えば金の薄膜）と蓋体に形成した接合膜とを加圧状態で密着させることによって表面平滑体と蓋体とを接合する。しかし、ウエットエッチング法によって表面平滑体の表面が腐食すると、表面平滑体の接合膜と蓋体の接合膜とを十分に密着させることができず、接合不良が生じるという問題もある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、犠牲層をエッチング除去するときに、可動部や表面平滑体の腐食を防止することができるＭＥＭＳ素子およびその製造方法を提供することにある。

（１）．上述した課題を解決するために、本発明は、基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子において、前記基板に設けた第１の犠牲層を介して積層した金属層を用いて前記固定部、可動部および支持梁を形成した後に、前記第１の犠牲層をウエットエッチング法で全てエッチング除去し、かつ前記基板には、前記可動部と電気的に接続され、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく、前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設け、該第２の犠牲層は、前記第１の犠牲層を全てエッチング除去したときに、その一部が残存する構成としたことを特徴としている。

本発明によれば、可動部は基板と隙間をもって設けたから、例えば外部の慣性力や静電力によって該可動部を変位させることができ、加速度センサ、角速度センサ、可変容量素子等を構成することができる。また、ＭＥＭＳ素子の製造時には、基板と可動部との間に予め第１の犠牲層を設け、該第１の犠牲層を全てエッチング除去することによって、可動部と基板との間に隙間を形成することができる。このとき、基板には、可動部と電気的に接続され、可動部よりもイオン化傾向が大きい第２の犠牲層を設けた。このため、ウエットエッチング法によって第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層は可動部よりも優先的にエッチング除去される。従って、可動部を腐食するエッチャントを用いたときでも、第２の犠牲層の一部を残存させることによって、可動部の腐食を確実に防止することができ、可動部の表面を平滑な状態に保持することができる。この結果、例えば可動部と基板に設けられた固定電極との間の静電容量を用いて、可動部の変位を高精度に検出することができる。

（２）．本発明は、基板と、該基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体と、前記基板に設けられ第１の犠牲層と接触した構造部とを有し、前記表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去し、かつ前記基板には、前記表面平滑体と電気的に接続され、前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく、前記エッチャントによって前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設け、該第２の犠牲層は、前記第１の犠牲層を全てエッチング除去したときに、その一部が残存する構成としている。

本発明によれば、基板には表面が平滑に形成された表面平滑体を設けたから、例えば表面平滑体の表面に対して蓋体等を確実に圧着接合することができる。また、ＭＥＭＳ素子の製造時には、第１の犠牲層と接触した構造部を基板に設けるから、第１の犠牲層を全て除去することによって、構造部を形成することができる。このとき、基板には、表面平滑体と電気的に接続され、表面平滑体よりもイオン化傾向が大きい第２の犠牲層を設けた。このため、ウエットエッチング法によって第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層は表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される。従って、表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたときでも、第２の犠牲層の一部を残存させることによって、表面平滑体の腐食を確実に防止することができ、表面平滑体の表面を平滑な状態に保持することができる。

（３）．本発明では、前記表面平滑体には前記構造部を覆う蓋体を設ける構成としている。

本発明によれば、表面平滑体には構造部を覆う蓋体を設ける構成としたから、基板と蓋体との間に収容空間を画成し、該収容空間内に構造部を配置することができる。また、ウエットエッチング法によって第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層の一部が残存することによって、表面平滑体の腐食も防止することができる。これにより、表面平滑体の表面を平滑な状態に保持することができるから、例えば表面平滑体と蓋体とを確実に圧着接合することができる。

（４）．本発明は、基板と、該基板に固定された固定部と前記基板と隙間をもって設けられた可動部との間を支持梁を用いて連結した構造部と、該構造部と異なる位置で前記基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体とを有するＭＥＭＳ素子において、前記基板に設けた第１の犠牲層を介して積層した金属層を用いて前記構造部を形成した後に、前記第１の犠牲層をウエットエッチング法で全てエッチング除去し、かつ前記基板には、前記構造部と電気的に接続され前記構造部よりもイオン化傾向が大きく前記構造部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層と、前記表面平滑体と電気的に接続され前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第３の犠牲層とを設け、前記第２，第３の犠牲層は、前記第１の犠牲層を全てエッチング除去したときに、その一部がそれぞれ残存する構成としたことを特徴としている。

本発明によれば、基板には可動部等からなる構造部を設けたから、該構造部を用いて加速度センサ等を形成することができる。また、基板には表面平滑体を設けたから、例えば表面平滑体の表面に対して蓋体等を確実に圧着接合することができる。

また、ＭＥＭＳ素子の製造時には、基板と可動部との間に予め第１の犠牲層を設け、該第１の犠牲層を全てエッチング除去することによって、可動部と基板との間に隙間を形成することができる。このとき、基板には、構造部と電気的に接続され、構造部よりもイオン化傾向が大きい第２の犠牲層を設けた。これに加えて、基板の表面には、表面平滑体と電気的に接続され、表面平滑体よりもイオン化傾向が大きい第３の犠牲層を設けた。このため、ウエットエッチング法によって第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層は構造部よりも優先的にエッチング除去され、第３の犠牲層は表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される。

従って、表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたときでも、第２，第３の犠牲層の一部をそれぞれ残存させることによって、構造部および表面平滑体の腐食を確実に防止することができ、構造部および表面平滑体を平滑な状態に保持することができる。この結果、例えば可動部と基板に設けられた固定電極との間の静電容量を用いて、可動部の変位を高精度に検出することができるのに加え、表面平滑体に蓋体を確実に圧着接合することができる。

（５）．また、本発明は、基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設けると共に、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設ける工程と、前記第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆うメッキ用電極層を形成し、該メッキ用電極層の表面に開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの開口部に前記メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、前記レジストパターンを除去すると共に、前記メッキ用電極層の一部を除去して前記固定部、可動部および支持梁を形成し、前記メッキ用電極層の残存した部分を用いて前記可動部と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する工程と、前記可動部を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去すると共に、前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有する構成としている。

本発明によれば、第１，第２の犠牲層を覆うメッキ用電極層を形成するから、メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、メッキ用電極層の一部を除去して、固定部、可動部および支持梁を形成することができる。また、メッキ用電極層の残存した部分を用いて可動部と第２の犠牲層とを電気的に接続することができる。そして、ウエットエッチング法で第１の犠牲層を全てエッチング除去することによって、可動部および支持梁と基板との間に隙間を形成することができる。また、第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層の一部が残存するから、第２の犠牲層は可動部よりも優先的にエッチング除去される。このため、可動部を腐食するエッチャントを用いたときでも、可動部の腐食を確実に防止することができ、可動部の表面を平滑な状態に保持することができる。この結果、例えば可動部と基板に設けられた固定電極との間の静電容量を用いて、可動部の変位を高精度に検出することができる。

（６）．本発明は、基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設けると共に、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設ける工程と、前記第１の犠牲層を覆って第１の金属層を形成すると共に、該第１の金属層から形成される前記可動部に相当する部位と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する第２の金属層を形成する工程と、前記第１の金属層を用いて前記固定部、可動部および支持梁を形成する工程と、前記可動部を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去すると共に、前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有する構成としている。

本発明によれば、第１の犠牲層を覆って第１の金属層を形成するから、第１の金属層を用いて固定部、可動部および支持梁を形成することができる。そして、ウエットエッチング法で第１の犠牲層を全てエッチング除去することによって、基板と可動部との間に隙間を形成することができる。また、第２の犠牲層は可動部と電気的に接続するから、第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層は可動部よりも優先的にエッチング除去される。このため、可動部を腐食するエッチャントを用いたときでも、第２の犠牲層の一部が残存することによって、可動部の腐食を確実に防止することができ、可動部の表面を平滑な状態に保持することができる。この結果、例えば可動部と基板に設けられた固定電極との間の静電容量を用いて、可動部の変位を高精度に検出することができる。

（７）．本発明は、基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設けると共に、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設ける工程と、前記第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆って開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの表面から金属を積層して前記可動部、固定部および支持梁を形成し、前記可動部と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する金属層を形成すると共に、前記レジストパターンを除去する工程と、前記可動部を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去すると共に、前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有する構成としている。

本発明によれば、第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆って開口部を有するレジストパターンを形成するから、該レジストパターンの表面から金属を積層することによって、固定部、可動部および支持梁を形成することができる。そして、ウエットエッチング法で第１の犠牲層を全てエッチング除去することによって、可動部および支持梁と基板との間に隙間を形成することができる。一方、積層した金属層を用いて可動部と第２の犠牲層とを電気的に接続するから、第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層は可動部よりも優先的にエッチング除去される。このため、可動部を腐食するエッチャントを用いたときでも、第２の犠牲層の一部が残存することによって、可動部の腐食を確実に防止することができ、可動部の表面を平滑な状態に保持することができる。この結果、例えば可動部と基板に設けられた固定電極との間の静電容量を用いて、可動部の変位を高精度に検出することができる。

（８）．本発明は、基板と、該基板に設けられた構造部と、前記基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、前記基板には、第１の犠牲層と、前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層とを設ける工程と、前記第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆うメッキ用電極層を形成し、該メッキ用電極層の表面に開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの開口部に前記メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、前記レジストパターンを除去すると共に、前記メッキ用電極層の一部を除去して前記構造部および表面平滑体を形成し、前記メッキ用電極層の残存した部分を用いて前記表面平滑体と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する工程と、前記表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去し、かつ前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有する構成としている。

本発明によれば、第１，第２の犠牲層を覆うメッキ用電極層を形成するから、メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、メッキ用電極層の一部を除去して、構造部および表面平滑体を形成することができる。また、メッキ用電極層の残存した部分を用いて表面平滑体と第２の犠牲層とを電気的に接続することができる。そして、表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で第１の犠牲層を全てエッチング除去するときには、第２の犠牲層は表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される。このため、第２の犠牲層の一部を残存させることによって、表面平滑体の腐食を確実に防止することができ、表面平滑体を平滑な状態に保持することができる。この結果、例えば表面平滑体に蓋体等を圧着接合するときでも、表面平滑体と蓋体とを確実に圧着接合することができる。

（９）．本発明は、基板と、該基板に固定された固定部と前記基板と隙間をもって設けられた可動部との間を支持梁を用いて連結した構造部と、該構造部と異なる位置で前記基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設け、前記構造部よりもイオン化傾向が大きく前記構造部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設けると共に、前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第３の犠牲層を設ける工程と、前記第１の犠牲層、第２の犠牲層および第３の犠牲層を少なくとも覆うメッキ用電極層を形成し、該メッキ用電極層の表面に開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの開口部に前記メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、前記レジストパターンを除去すると共に、前記メッキ用電極層の一部を除去して前記構造部および表面平滑体を形成し、前記メッキ用電極層の残存した部分を用いて前記構造部と前記第２の犠牲層とを電気的に接続すると共に、前記表面平滑体と前記第３の犠牲層とを電気的に接続する工程と、前記構造部および表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去し、かつ前記第２，第３の犠牲層はその一部をそれぞれ残存させてエッチング除去する工程とを有する構成としている。

本発明によれば、第１〜第３の犠牲層を覆うメッキ用電極層を形成するから、メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、メッキ用電極層の一部を除去して、構造部および表面平滑体を形成することができる。また、メッキ用電極層の残存した部分を用いて構造部と第２の犠牲層とを電気的に接続し、表面平滑体と第２の犠牲層とを電気的に接続することができる。そして、ウエットエッチング法で第１の犠牲層を全てエッチング除去することによって、可動部および支持梁と基板との間に隙間を形成することができる。また、ウエットエッチング法によって第１の犠牲層を除去するときには、第２の犠牲層は構造部よりも優先的にエッチング除去され、第３の犠牲層は表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される。従って、表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたときでも、第２，第３の犠牲層の一部をそれぞれ残存させることによって、構造部および表面平滑体の腐食を確実に防止することができ、構造部および表面平滑体を平滑な状態に保持することができる。

本発明の第１の実施の形態による加速度センサを示す分解斜視図である。 図１中の加速度センサを示す縦断面図である。 加速度センサを図２中の矢示III−III方向からみた断面図である。 第１の基板形成工程によりガラス基板に第１の固定電極等を形成した状態を示す縦断面図である。 犠牲層形成工程により第１の基板に第１，第２の犠牲層等を形成した状態を示す縦断面図である。 メッキ処理工程により第１，第２の犠牲層を覆って金属層を形成した状態を示す縦断面図である。 表面平滑化工程により金属層の表面を平滑化して固定部、可動部、支持枠等を備えたエッチング層を形成した状態を示す縦断面図である。 犠牲層除去工程により第１の犠牲層を除去した状態を示す縦断面図である。 圧着接合工程により第２の基板の封止枠とエッチング層の支持枠とを圧着接合する状態を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるスイッチ素子を示す分解斜視図である。 図１０中のスイッチ素子を示す縦断面図である。 スイッチ素子を図１１中の矢示XII−XII方向からみた断面図である。 可動部が静電力によって変位した状態を示す図１１と同様な縦断面図である。 第１の基板形成工程によりガラス基板に駆動電極等を形成した状態を示す縦断面図である。 犠牲層形成工程により第１の基板に第１，第２の犠牲層等を形成した状態を示す縦断面図である。 メッキ処理工程により第１，第２の犠牲層を覆って金属層を形成した状態を示す縦断面図である。 表面平滑化工程により金属層の表面を平滑化して固定部、可動部、支持枠等を備えたエッチング層を形成した状態を示す縦断面図である。 犠牲層除去工程により第１の犠牲層を除去した状態を示す縦断面図である。 圧着接合工程により第２の基板の封止枠とエッチング層の支持枠とを圧着接合する状態を示す縦断面図である。 第１の変形例によるスイッチ素子を示す縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態による加速度センサを示す縦断面図である。 加速度センサを図２１中の矢示XXII−XXII方向からみた断面図である。 第１の基板形成工程によりガラス基板に第１の固定電極等を形成した状態を示す縦断面図である。 犠牲層形成工程により第１の基板に第１〜第３の犠牲層等を形成した状態を示す縦断面図である。 メッキ処理工程により第１〜第３の犠牲層を覆って金属層を形成した状態を示す縦断面図である。 表面平滑化工程により金属層の表面を平滑化して固定部、可動部、支持枠等を備えたエッチング層を形成した状態を示す縦断面図である。 犠牲層除去工程により第１の犠牲層を除去した状態を示す縦断面図である。 圧着接合工程により第２の基板の封止枠とエッチング層の支持枠とを圧着接合する状態を示す縦断面図である。 第２の変形例による金属層形成工程により第１の基板に第１，第２の犠牲層を覆って金属層を形成した状態を示す縦断面図である。 第２の変形例によるエッチング工程により表面平滑化後の金属層に対してエッチング処理を行う状態を示す縦断面図である。 第３の変形例によるレジストパターン形成工程により第１の基板に第１，第２の犠牲層を覆ってレジストパターンを形成した状態を示す縦断面図である。 第３の変形例による金属膜形成工程によりレジストパターンの表面から金属層を形成した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態によるＭＥＭＳ素子を、添付図面を参照して詳細に説明する。

まず、図１ないし図９は第１の実施の形態を示している。第１の実施の形態では、ＭＥＭＳ素子として加速度センサを例に挙げて述べる。

図中、加速度センサ１は、第１，第２の基板２，３と、これらの基板２，３に挟まれエッチング加工によって形成されるエッチング層４と、該エッチング層４と第２の基板３との間に設けられた封止枠１４とによって形成されている。ここで、基板２，３は、例えば絶縁性を有するガラス材料等からなり、数ミリ程度の大きさの四角形状に形成されている。

そして、基板２，３の間には、後述の可動部７を収容する収容空間Ｓが画成されている。このとき、第２の基板３は、収容空間Ｓを施蓋する蓋体を構成している。また、基板２，３およびエッチング層４は、互いに直交する３軸方向をＸ軸，Ｙ軸およびＺ軸としたときに、例えばＸ軸およびＹ軸に沿って水平方向に延びている。

一方、エッチング層４は、例えば金（Au）、銅（Cu）等の導電性金属材料からなる後述の金属層２６を用いて形成されている。そして、エッチング層４には、後述する固定部５、可動部７、支持梁８、支持枠９が形成されている。

固定部５は、エッチング層４に形成され、第１の基板２に固定されている。この固定部５は、例えばＸ軸方向の一側に配置されると共に、後述の支持枠９に接続されている。また、固定部５および支持枠９と基板２との間には、これらの密着性を高めるために、例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等の導電性金属材料からなる密着層６が設けられている。さらに、固定部５には、Ｙ軸方向に延びた細長い収容溝５Ａが形成され、該収容溝５Ａ内には後述の残存犠牲層１６が設けられている。そして、固定部５は、後述の可動部７および支持梁８と共に、加速度を検出するための機能部を構成している。

可動部７は、エッチング層４に形成され、後述の支持梁８を用いて固定部５に支持されている。この可動部７は、後述する被エッチング部材としての金属層２６を用いて形成され、固定部５および支持梁８と共に構造部Ａを構成している。なお、構造部Ａは、固定部５、可動部７および支持梁８からなる機能部のみによって構成する場合に限らず、各種の電極、配線、回路素子等を含める構成としてもよい。

また、可動部７は、基板２，３の中央側に配置され、厚さ方向（Ｚ軸方向）に変位可能な状態となっている。ここで、可動部７は、例えば四角形の平板状に形成され、固定部５よりも小さい厚さ寸法（例えば数μｍ）を有している。そして、可動部７は、基板２，３と間隔をもって対面し、可動部７と基板２，３との間にはそれぞれ隙間が形成されている。これにより、可動部７は、加速度による慣性力に応じて厚さ方向に変位する。

また、可動部７には、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔７Ａが形成されている。これらの貫通孔７Ａは、エッチング処理によって可動部７を形成するときには、後述する第１の犠牲層２２の腐食を促進させる機能を有する。また、これらの貫通孔７Ａは、加速度センサ１の製造後には、周囲の気体による抵抗を低減する機能を有するものである。

支持梁８は、可動部７と固定部５との間に例えば２本設けられ、可動部７を垂直方向に変位可能となるように片持ち状態で支持している。これらの支持梁８は、例えばクランク状に屈曲した梁として形成され、基板２，３の間に位置して水平方向に延びると共に、これらの基板２，３から垂直方向（厚さ方向）に離間している。

また、各支持梁８は、基端側が固定部５に連結され、先端側が可動部７に連結されている。そして、支持梁８は、可動部７が基板２，３に向けて変位するときに、垂直方向に対して捩れ変形または撓み変形するものである。さらに、支持梁８は、例えば可動部７と同じ厚さ寸法を有している。これにより、支持梁８は、垂直方向に向けて容易に変形できる構成となっている。

支持枠９は、エッチング層４に形成され、例えば基板２，３の周縁に沿って延びる四角形の枠状に形成されている。この支持枠９は、可動部７、支持梁８等からなる構造部Ａを取囲んでいる。そして、支持枠９は、数μｍ〜数十μｍ程度（例えば１０μｍ）の厚さ寸法を有し、後述する封止枠１４と一緒に基板２，３の間に収容空間Ｓを保持している。また、支持枠９は、その表面が平滑化された表面平滑体を構成している。

第１の固定電極１０は、可動部７と対向する位置で第１の基板２の表面側に設けられている。この第１の固定電極１０は、例えば密着層６と同じ導電性の金属薄膜によって形成されている。また、固定電極１０は、ほぼ全面に亘って可動部７と対面すると共に、後述する第１の固定側引出電極１８に接続されている。さらに、固定電極１０は、可動部７との接触を防止するために、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等からなる絶縁膜１１によって覆われている。

第２の固定電極１２は、可動部７と対向する位置で第２の基板３の裏面側に設けられている。この第２の固定電極１２は、導電性の金属薄膜によって形成されている。また、固定電極１２は、ほぼ全面に亘って可動部７と対面すると共に、後述する第２の固定側引出電極１９に接続されている。さらに、固定電極１２は、絶縁膜１１とほぼ同様の絶縁膜１３によって覆われている。

封止枠１４は、エッチング層４と第２の基板３との間に配置され、第２の基板３の外周縁に沿って略四角形の枠形状に形成されている。ここで、封止枠１４は、例えば支持枠９と同様に銅等の導電性金属材料を用いて形成されている。また、封止枠１４と基板３との間には、例えば固定電極１２と同じ金属薄膜を用いて密着層６と同様の密着層１５が形成されている。

そして、封止枠１４には、支持枠９との対向面側に位置して例えば金（Au）を含む合金または金等の導電性の金属材料からなる接合膜１４Ａが形成されている。同様に、支持枠９にも、封止枠１４との対向面側に位置して接合膜１４Ａと同様の接合膜９Ａが形成されている。そして、これらの接合膜９Ａ，１４Ａは、第１，第２の基板２，３が密着するように加圧された状態で、熱圧着されている。これにより、封止枠１４は支持枠９に接合され、第１，第２の基板２，３間には、可動部７を収容する気密状態の収容空間Ｓが画成されている。

残存犠牲層１６は、第１の基板２のうち固定部５の位置に配置され、固定部５によって被覆されている。この残存犠牲層１６は、後述する第１の犠牲層２２をエッチング除去したときに、第２の犠牲層２３の一部が残存することによって形成されている。また、残存犠牲層１６と基板２との間には、密着層６が形成されている。ここで、第２の犠牲層２３からなる残存犠牲層１６は、可動部７等からなるエッチング層４の金属材料よりもイオン化傾向が大きい材料として、例えばチタン（Ti）、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）等を用いて形成されている。

また、残存犠牲層１６は、例えば固定部５や密着層６を介して可動部７等からなる構造部Ａおよび支持枠９に対して電気的に接続されている。そして、残存犠牲層１６は固定部５の収容溝５Ａ内に配置されるものの、この収容溝５Ａは収容空間Ｓと連通している。このため、ウエットエッチング法によって後述する第１の犠牲層２２をエッチング除去し、可動部７と第１の基板２との間に隙間を形成するときには、エッチング液が収容溝５Ａ内に浸入する。これにより、残存犠牲層１６は、可動部７等からなる構造部Ａや支持枠９よりも優先的にエッチング除去されるものである。

可動側引出電極１７は、例えば第１の基板２のうち支持枠９と対応した位置に配置され、固定部５および支持梁８を通じて可動部７に電気的に接続されている。そして、可動部用引出電極１７は、例えばレーザー加工やマイクロブラスト法を用いることによって基板２に厚さ方向に貫通した信号用のビアホール（スルーホール）を穿設し、このスルーホール内に銅（Cu）等の導電性金属材料を充填することよって形成されている。

第１の固定側引出電極１８は、第１の基板２に設けられ、第１の固定電極１０に電気的に接続されている。また、第２の固定側引出電極１９は、第２の基板３に設けられ、第２の固定電極１２に電気的に接続されている。そして、第１，第２の固定側引出電極１８，１９は、可動側引出電極１７と同様に、基板２，３を貫通したスルーホール内に銅（Cu）等の導電性金属材料を充填することよって形成されている。

また、引出電極１７〜１９は、外部の検出回路等に接続される。そして、検出回路は、引出電極１７，１８間の静電容量と、引出電極１７，１９間の静電容量とに応じた信号を検出し、これら信号を差動演算する。この差動演算の出力は可動部７の変位に応じて変化するから、検出回路は、この差動演算の出力を用いて、加速度センサ１に作用する加速度を検出することができる。

次に、図４ないし図９を参照しつつ、加速度センサ１の製造方法について説明する。

まず、図４に示す第１の基板形成工程では、加速度センサ１の第１の基板２となる絶縁性のガラス基板２１を用意する。そして、ガラス基板２１には、レーザー加工、マイクロブラスト法等を用いてスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を例えばメッキ処理によって充填し、可動側引出電極１７および固定側引出電極１８を形成する。

また、ガラス基板２１には、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板２１の表面には、可動部７と対応した位置に固定電極１０を形成すると共に、固定部５、支持枠９と対応した位置に密着層６を形成する。このとき、密着層６、固定電極１０は、引出電極１７，１８にそれぞれ接続される。その後、固定電極１０の表面には、絶縁膜１１を形成する。以上の工程によって、固定電極１０等を備えた第１の基板２が形成される。

次に、図５に示す犠牲層形成工程では、基板２の表面のうち可動部７および支持梁８と対応する位置に例えばチタン（Ti）等からなる第１の犠牲層２２を形成する。また、第１の犠牲層２２と異なる位置として、固定部５のうち収容溝５Ａと対応する位置には、例えば第１の犠牲層２２と同じ材料からなる第２の犠牲層２３を形成する。このとき、第１，第２の犠牲層２２，２３は、可動部７等からなる構造部Ａおよび支持枠９よりもイオン化傾向が大きい材料を用いて形成され、可動部７等よりも優先的にエッチング除去される。

なお、第１の犠牲層２２の表面は、研磨処理等によって平滑化するのが好ましい。これにより、後述する犠牲層除去工程によって、第１の犠牲層２２を除去したときには、可動部７のうち固定電極１０と対面する裏面側が平滑化された状態となる。

次に、シード層形成工程では、第１，第２の犠牲層２２，２３を覆って基板２の表面全面に、例えば可動部７等と同じ導電性金属材料（例えば銅）を用いてメッキ用電極層としてのシード層２４を形成する。このとき、シード層２４は、例えば０．１μｍ以下の薄い金属薄膜によって形成され、メッキ処理を行うときの基礎部分となるものである。なお、シード層２４は、必ずしも基板２の表面全体を覆う必要はなく、第１，第２の犠牲層２２，２３の表面に可動部７等を形成するために、可動部７等と対応した部位として少なくとも第１，第２の犠牲層２２，２３の表面を覆う構成とすればよく、他の部位は省く構成としてもよい。

次に、メッキモールド形成工程では、図５中に二点鎖線で示すように、シード層２４の表面のうち固定部５、可動部７、支持梁８等と対応した部分に厚さ方向に貫通した開口部２５Ａを有するレジストパターン２５を形成する。このとき、レジストパターン２５は、メッキモールドを構成し、メッキの成長を阻害するモールド材料（例えばフォトレジスト材料）を塗布した後に、所定のパターニングを行うことによって形成する。また、レジストパターン２５は、固定部５等の厚さ寸法（例えば１０μｍ）よりも大きな厚さ寸法（例えば１５〜３０μｍ）を有している。

次に、図６に示す金属層形成工程では、シード層２４を用いた電気メッキを施して、被エッチング部材として、銅等の導電性金属材料からなる金属層２６（メッキ層）を成長させる。これにより、基板２の表面には、レジストパターン２５の開口部２５Ａ内に位置して、第１，第２の犠牲層２２，２３を介して金属層２６が積層され、金属層２６は第１，第２の犠牲層２２，２３に接触する。このとき、金属層２６のうち第１の犠牲層２２を覆って構造部Ａに対応した部分が第１の金属層を構成している。また、金属層２６のうち第２の犠牲層２３を覆う部分が第２の金属層を構成している。

そして、金属層２６が固定部５等の厚さ寸法を超えて成長したときには、メッキ処理を終了して、レジストパターン２５を除去する。これにより、シード層２４のうちレジストパターン２５の裏面側（下面側）に位置してレジストパターン２５と第１の犠牲層２２との間に配置された部位が露出するから、シード層２４のうちこの露出した部位を薄いフッ酸（HF）等を用いて除去する。

次に、図７に示す表面平滑化工程では、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いて、図６中に二点鎖線で示す位置まで金属層２６の表面を平坦な状態に研磨する。これにより、表面が平滑化された固定部５、可動部７、支持梁８、支持枠９等を備えたエッチング層４が形成される。このとき、残存したシード層２４は、エッチング層４と一体化する。また、第２の犠牲層２３は、固定部５や密着層６を介して可動部７および支持枠９に対して電気的に接続される。

次に、接合膜形成工程では、例えば蒸着法、スパッタ法等を用いて支持枠９の表面に例えば金（Au）等の金属薄膜を形成し、０．３〜０．７μｍ程度の厚さ寸法をもった接合膜９Ａを形成する。なお、接合膜９Ａをなす金等からなる金属薄膜と銅からなるエッチング層４との間には、これらの密着性を高めるために、例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等の密着層を設けるものである。

次に、図８に示す犠牲層除去工程では、ウエットエッチング法として、例えば５０分の１に薄めたフッ酸（HF）等のエッチング液を使用し、第１の犠牲層２２を全てエッチング除去する。このとき、第２の犠牲層２３も、一緒にエッチング除去される。しかし、可動部７には複数の貫通孔７Ａが形成されているから、第１の犠牲層２２は、より大きな接触面積をもってエッチング液に浸る。これに対し、第２の犠牲層２３は、収容溝５Ａの両端側しかエッチング液に接触しない。このため、第１の犠牲層２２の方が、第２の犠牲層２３に比べて、早期に除去される。そこで、第１の犠牲層２２を全てエッチング除去した後は、第２の犠牲層２３の一部が残存犠牲層１６として残存した状態で、エッチング処理を終了する。これにより、可動部７および支持梁８は、基板２と隙間をもって対面し、基板２から浮いた状態となる。

一方、第２の基板形成工程では、加速度センサ１の第２の基板３となる絶縁性のガラス基板２７を用意し、このガラス基板２７には厚さ方向に貫通したスルーホール等からなる第２の固定側引出電極１９を形成する。また、第１の基板形成工程と同様に、ガラス基板２７の裏面には、第２の固定電極１２、密着層１５および絶縁膜１３を形成する。このとき、第２の固定電極１２は、引出電極１９に接続される。

次に、ガラス基板２７に対して、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、金等の導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板２７の裏面には、支持枠９と対応した位置に封止枠１４を形成する。その後、封止枠１４の裏面側には、接合膜１４Ａを形成する。以上の工程によって、固定電極１２等を備えた第２の基板３が形成される（図９参照）。

次に、図９に示す圧着接合工程では、第２の基板３の封止枠１４とエッチング層４の支持枠９とを熱圧着する。具体的には、支持枠９と封止枠１４を例えば２００℃から４００℃までの範囲で予め決められた温度を加熱しつつ、これらが密着するように所定の荷重（例えば４インチウェハに対して４ｔ程度の荷重）を加える。これにより、支持枠９および封止枠１４の接合膜９Ａ，１４Ａが互いに圧着接合され、第２の基板３とエッチング層４とが互いに接合、固定される。この結果、第１，第２の基板２，３間には気密状態の収容空間Ｓが画成されると共に、収容空間Ｓ内には可動部７が配置される。そして、可動部７は、厚さ方向に変位可能な状態で基板２，３の固定電極１０，１２と対向した位置に配置され、加速度センサ１が完成する。

本実施の形態による加速度センサ１は上述の製造方法によって製造されるもので、次にその作動について説明する。

まず、加速度センサ１に加速度が作用すると、可動部７は慣性力によって基板２，３の厚さ方向に変位する。このとき、可動部７と第１，第２の固定電極１０，１２との間の静電容量が増加または減少する。また、可動部７と第１の固定電極１０との間の静電容量と、可動部７と第２の固定電極１２との間の静電容量とは、増加と減少が互いに逆になる。このため、外部の検出回路は、引出電極１７，１８を用いて可動部７と第１の固定電極１０との間の静電容量に応じた信号を検出すると共に、引出電極１７，１９を用いて可動部７と第２の固定電極１２との間の静電容量に応じた信号を検出する。そして、これら２つの信号を差動演算することによって、加速度センサ１に作用する加速度を検出する。

かくして、本実施の形態によれば、加速度センサ１の製造時には、基板２と可動部７との間に予め第１の犠牲層２２を設け、該第１の犠牲層２２を全てエッチング除去することによって可動部７と基板２との間に隙間を形成した。このとき、基板２の表面には固定部５によって被覆され可動部７よりもイオン化傾向が大きい第２の犠牲層２３を設けた。このため、ウエットエッチング法によって第１の犠牲層２２を除去するときには、第２の犠牲層２３は可動部７よりも優先的にエッチング除去される。これにより、可動部７を腐食するエッチング液を用いたときでも、第２の犠牲層２３の一部を残存犠牲層１６として残存させることによって、可動部７の腐食を確実に防止することができ、可動部７の表面を平滑な状態に保持することができる。従って、可動部７と固定電極１０，１２との間の静電容量は、可動部７の表面の凹凸によってばらつくことがない。この結果、可動部７と基板２，３に設けられた固定電極１０，１２との間の静電容量を用いて、可動部７の変位を高精度に検出することができる。

また、第１の基板２には、第２の犠牲層２３に電気的に接続された表面平滑体としての支持枠９を設ける構成とした。このため、例えば可動部７と同じ材料のように、第２の犠牲層２３よりもイオン化傾向が小さい材料を用いて支持枠９を形成したときには、第２の犠牲層２３からなる残存犠牲層１６が残存することによって、可動部７に加えて支持枠９の腐食も防止することができる。これにより、第１の犠牲層２２をエッチング除去して可動部７と第１の基板２との間に隙間を形成したときでも、支持枠９の表面を平滑な状態に保持することができる。

この結果、熱圧着によって支持枠９と第２の基板３の封止枠１４とを確実に圧着接合することができ、支持枠９の表面荒れによる接合不良を防止することができる。これにより、可動部７等からなる構造部Ａを覆った状態で第２の基板３を支持枠９に接合することができるから、第１，第２の基板２，３の間には構造部Ａを収容する収容空間Ｓを画成することができると共に、収容空間Ｓを気密状態で確実に封止することができる。

また、第１，第２の基板２，３には可動部７と対向した位置に固定電極１０，１２を設ける構成としたから、可動部７が厚さ方向に向けて変位することによって、可動部７と固定電極１０，１２との間の静電容量が変化する。このとき、可動部７の表面は、エッチングによって腐食されることがなく、平滑な状態に保持されているから、可動部７と固定電極１０，１２との間の静電容量を高精度に設定することができる。

また、加速度センサ１の製造時には、第１，第２の犠牲層２２，２３を覆って金属層２６を形成するから、金属層２６を用いて可動部７および支持梁８を形成することができる。さらに、ウエットエッチング法で第１の犠牲層２２を除去することによって、基板２と隙間をもった可動部７および支持梁８を形成することができる。

なお、特開２００４−１１８６号公報には、基板上に片持ち支持された駆動部を備えたＭＥＭＳ素子が開示されている。このＭＥＭＳ素子は、駆動部の基端側に位置して、エッチングにより除去可能な犠牲層を備えている。しかし、特開２００４−１１８６号公報の発明では、駆動部の固定端となる基端側に犠牲層を残存させることによって、堅固なＭＥＭＳ素子を形成することを特徴としている。このため、犠牲層の残存量に応じて、駆動部のばね定数が変化し、素子毎のばらつきが生じ易い。

これに対し、本願発明では、加速度センサ１の製造時に可動部７および支持梁８と基板２との間に第１の犠牲層２２を設けるものの、この第１の犠牲層２２は全てエッチング除去する構成としている。このため、本願発明では、支持梁８のばね定数をほぼ一定にすることができ、素子毎の特性ばらつきを抑制することができる。

次に、図１０ないし図１９は本発明による第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、第１の基板には可動部に静電引力を作用させる駆動電極を設けると共に、第２の基板に２つの信号電極を設け、これらの信号電極の間で高周波信号をスイッチングするスイッチ素子に適用したことにある。

図中、スイッチ素子３１は、第１，第２の基板３２，３３と、これらの基板３２，３３に挟まれエッチング加工によって形成されるエッチング層３４と、該エッチング層３４と第２の基板３３との間に設けられた封止枠４５とによって形成されている。ここで、基板３２，３３は、第１の実施の形態の基板２，３と同様に形成され、基板３２，３３の間には、後述の可動部３７を収容する収容空間Ｓが画成されている。このとき、第２の基板３３は、収容空間Ｓを施蓋する蓋体を構成している。

また、基板３２，３３およびエッチング層３４は、例えばＸ軸およびＹ軸に沿って水平方向に延びている。さらに、エッチング層３４は、例えば銅（Cu）等の導電性金属材料からなる後述の金属層５６を用いて形成されている。そして、エッチング層３４には、後述する固定部３５、可動部３７、支持梁３８、支持枠３９が形成されている。

固定部３５は、エッチング層３４に形成され、第１の基板３２に固定されている。この固定部３５は、例えば第１の基板３２に２個設けられ、後述の支持枠３９に接続されている。また、２個の固定部３５は、例えば可動部３７を挟んでＸ軸方向の両側に配置されている。さらに、固定部３５および支持枠３９と基板３２との間には、これらの密着性を高めるために、例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等の導電性金属材料からなる密着層３６が設けられている。そして、固定部３５は、後述の可動部３７および支持梁３８と共に、高周波信号をスイッチングするための機能部を構成している。

また、各固定部３５には、基板３２，３３の中央部に向けて延びる梁連結部３５Ａが形成されている。このとき、梁連結部３５Ａは、例えば支持梁３８と同じ厚さ寸法をもって形成され、基板３２，３３から離間している。また、梁連結部３５Ａの表面には、引張り応力を発生させる付勢膜３５Ｂが形成されている。これにより、梁連結部３５Ａの先端部分が第２の基板３３に向けて引き付けられるから、梁連結部３５Ａは、可動部３７を第２の基板３３に向けて付勢している。一方、固定部３５には、Ｙ軸方向に延びた細長い収容溝３５Ｃが形成され、該収容溝３５Ｃ内には後述の残存犠牲層４６が設けられている。

可動部３７は、エッチング層３４に形成され、後述の支持梁３８を用いて固定部３５に支持されている。この可動部３７は、後述する被エッチング部材としての金属層５６を用いて形成され、固定部３５および支持梁３８と共に構造部Ａを構成している。なお、構造部Ａは、固定部３５、可動部３７および支持梁３８からなる機能部のみによって構成する場合に限らず、各種の電極、配線、回路素子等を含める構成としてもよい。

また、可動部３７は、第１の実施の形態による可動部７とほぼ同様に形成され、基板３２，３３と間隔をもって対面すると共に、可動部３７と基板３２，３３との間にはそれぞれ隙間が形成されている。そして、可動部３７は、基板３２，３３の中央側に位置して、厚さ方向（Ｚ軸方向）に変位可能な状態となっている。

そして、可動部３７は、後述する駆動電極４３との間に発生する静電力（静電引力）によって垂直方向（Ｚ軸方向）に変位し、第２の基板３３に対して近接，離間する。このため、可動部３７は、駆動電極４３との間に電圧を印加していないときには、後述の支持梁３８によって基板３３と近接した位置に保持されている。

また、可動部３７には、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔３７Ａが形成されている。これらの貫通孔３７Ａは、エッチング処理によって可動部３７を形成するときには、後述する第１の犠牲層５２の腐食を促進させる機能を有する。また、これらの貫通孔３７Ａは、スイッチ素子３１の製造後には、周囲の気体による抵抗を低減する機能を有するものである。

支持梁３８は、可動部３７を垂直方向に変位可能に支持し、例えば可動部３７と２個の固定部３５との間にそれぞれ２本ずつ、合計４本設けられている。このため、４本の支持梁３８は、可動部３７を垂直方向に変位可能となるように両持ち状態で支持している。ここで、各支持梁３８は、例えばクランク状に屈曲した梁として形成され、基板３２，３３の間に位置して水平方向に延びると共に、これらの基板３２，３３から垂直方向（厚さ方向）に離間している。

また、各支持梁３８は、基端側が固定部３５の梁連結部３５Ａに連結され、先端側が可動部３７の四隅にそれぞれ連結されている。そして、支持梁３８は、可動部３７が基板３２に向けて変位するときに、垂直方向に対して捩れ変形または撓み変形する。さらに、支持梁３８は、例えば可動部３７と同じ厚さ寸法を有している。これにより、支持梁３８は、垂直方向に向けて容易に変形できる構成となっている。

支持枠３９は、エッチング層３４に形成され、例えば基板３２，３３の周縁に沿って延びる四角形の枠状に形成されている。この支持枠３９は、可動部３７、支持梁３８等からなる構造部Ａを取囲んでいる。そして、支持枠３９は、第１の実施の形態による支持枠９とほぼ同様に形成され、基板３２，３３の間に収容空間Ｓを保持している。また、支持枠３９は、その表面が平滑化された表面平滑体を構成している。

信号電極４０は、可動部３７と対向する位置で第２の基板３３の裏面側に例えば２個設けられ、第２の基板３３に固定された固定電極を構成している。これらの信号電極４０は、後述の封止枠４５と同じ金属材料（例えば銅）を用いて形成されている。また、信号電極４０と基板３３との間には、密着層３６と同様の密着層４１が形成されている。一方、信号電極４０の裏面側には、可動部３７との間に位置して絶縁材料（例えば酸化シリコン、窒化シリコン等）からなる複数のストッパ４２が形成されている。このとき、ストッパ４２は、信号電極４０と可動部３７とが短絡するのを防止している。

また、２個の信号電極４０は、Ｘ軸方向に沿って並んで配置されると共に、互いに離間している。さらに、これらの信号電極４０は、ほぼ全面に亘って可動部３７と対面すると共に、後述の信号用引出電極４７に接続されている。そして、信号電極４０には、例えば数百ｋＨｚ〜数十ＧＨｚ程度の高周波信号が入力されるものである。

この場合、一方の信号電極４０と可動部３７との間、および他方の信号電極４０と可動部３７との間には、可動部３７を介して直列に接続された２つのコンデンサ（エアギャップコンデンサ）が形成されている。そして、これらのコンデンサ全体の静電容量、即ち左，右の信号電極４０間の静電容量は、信号電極４０と可動部３７との間の距離（間隔寸法）に応じて変化する構成となっている。

駆動電極４３は、可動部３７と対向する位置で第１の基板２の表面側に設けられ、第１の基板３２に固定された固定電極を構成している。この駆動電極４３は、例えば導電性の金属薄膜によって形成され、ほぼ全面に亘って可動部３７と対面する位置に配置されると共に、後述の駆動用引出電極４９に接続されている。

また、駆動電極４３は、可動部３７と垂直方向（Ｚ軸方向）の間隔をもって対向している。そして、駆動電極４３と可動部３７との間に電圧を印加することによって、可動部３７を基板３２に向けて引付ける垂直方向の静電力（静電引力）が発生し、この静電力によって可動部３７が基板３３から離れる方向に駆動するものである。

即ち、駆動電極４３と可動部３７との間に電圧を印加しない初期状態では、可動部３７は、支持梁３８によって基板３３と近接した位置に保持される。一方、駆動電極４３と可動部３７との間に電圧を印加した駆動状態では、これらの間に静電力が作用することにより、可動部３７が駆動電極４３に引付けられる。この結果、可動部３７は、後述のストッパ４４に当接する位置まで垂直方向に変位し、基板３３から離間した位置に保持される。

そして、スイッチ素子３１は、可動部３７の位置に応じて信号電極４０と可動部３７との電極間距離が変化する。これにより、信号電極４０と可動部３７との間の静電容量値が選択的に切換わり、２つの信号電極４０間で高周波信号の導通状態、遮断状態が切換わるものである。

なお、第１の基板３２には、駆動電極４３に取囲まれた状態で複数のストッパ４４が形成されている。このとき、ストッパ４４は、ストッパ４２と同様に絶縁材料を用いて形成されている。そして、ストッパ４４は、駆動電極４３よりも可動部３７に向けて突出し、駆動電極４３と可動部３７とが短絡するのを防止している。

封止枠４５は、エッチング層３４と第２の基板３３との間に配置され、第２の基板３３の外周縁に沿って略四角形の枠形状に形成されている。ここで、封止枠４２は、第１の実施の形態による封止枠１４と同様に形成されている。また、封止枠４５と基板３３との間には、密着層４１が形成されている。

そして、封止枠４５には、支持枠３９との対向面側に位置して例えば金（Au）を含む合金または金等の導電性の金属材料からなる接合膜４５Ａが形成されている。同様に、支持枠３９にも、封止枠４５との対向面側に位置して接合膜４５Ａと同様の接合膜３９Ａが形成されている。そして、これらの接合膜３９Ａ，４５Ａは、第１，第２の基板３２，３３が密着するように加圧された状態で、熱圧着されている。これにより、封止枠４５は支持枠３９に接合され、第１，第２の基板３２，３３間に可動部３７を収容する気密状態の収容空間Ｓを画成されている。

残存犠牲層４６は、第１の基板３２のうち一方の固定部３５の位置に配置され、固定部３５によって被覆されている。この残存犠牲層４６は、後述する第１の犠牲層５２をエッチング除去したときに、第２の犠牲層５３の一部が残存することによって形成されている。また、残存犠牲層４６と基板３２との間には、密着層３６が形成されている。ここで、第２の犠牲層５３からなる残存犠牲層４６は、第１の実施の形態による残存犠牲層１６と同様に、可動部３７等からなるエッチング層３４の金属材料よりもイオン化傾向が大きい材料を用いて形成されている。

また、残存犠牲層４６は、例えば固定部３５や密着層３６を介して可動部３７等からなる構造部Ａおよび支持枠３９に対して電気的に接続されている。そして、残存犠牲層４６は固定部３５の収容溝３５Ｃ内に配置されるものの、この収容溝３５Ｃは収容空間Ｓと連通している。このため、ウエットエッチング法によって後述する第１の犠牲層５２をエッチング除去し、可動部３７と第１の基板３２との間に隙間を形成するときには、エッチング液が収容溝３５Ｃ内に浸入する。これにより、残存犠牲層４６は、可動部３７等からなる構造部Ａや支持枠３９よりも優先的にエッチング除去されるものである。

信号用引出電極４７は、第２の基板３３に２個設けられ、可動部３７と対応した位置に配置されている。これら２個の信号用引出電極４７は、第１の実施の形態による引出電極１７等と同様に形成され、互いに異なる信号電極４０に対してそれぞれ電気的に接続されている。そして、２個の信号電極４０は、信号用引出電極４７を介して外部の検出回路等に接続されるものである。

駆動用引出電極４８，４９は、第１の基板３２に設けられ、可動部３７と駆動電極４３とにそれぞれ接続されている。ここで、駆動用引出電極４８は、例えば残存犠牲層４６が配置されていない他方の固定部３５と対応した位置に配置され、支持梁３８等を通じて可動部３７に電気的に接続されている。一方、駆動用引出電極４９は、可動部３７と対応した位置に配置され、駆動電極４３に電気的に接続されている。

これらの駆動用引出電極４８，４９は、信号用引出電極４７と同様に、スルーホールに導電性金属材料を充填することによって形成されている。そして、駆動用引出電極４８，４９は、可動部３７および駆動電極４３を直流の電源５０に接続する。これにより、電源５０は、例えば３Ｖ程度の直流電圧を可動部３７と駆動電極４３との間に印加し、これらの間に静電引力を発生させるものである。

次に、図１４ないし図１９を参照しつつ、スイッチ素子３１の製造方法について説明する。

まず、図１４に示す第１の基板形成工程では、スイッチ素子３１の第１の基板３２となる絶縁性のガラス基板５１を用意する。そして、ガラス基板５１には、レーザー加工、マイクロブラスト法等を用いてスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を例えばメッキ処理によって充填し、駆動用引出電極４８，４９を形成する。

また、ガラス基板５１には、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板５１の表面には、可動部３７と対応した位置に駆動電極４３を形成すると共に、固定部３５、支持枠３９と対応した位置に例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等からなる密着層３６を形成する。このとき、密着層３６、駆動電極４３は、駆動用引出電極４８，４９にそれぞれ接続される。

さらに、ガラス基板５１の中央側には、駆動電極４３に取囲まれた位置に、絶縁材料からなるストッパ４４を形成する。以上の工程によって、駆動電極４３等を備えた第１の基板３２が形成される。

次に、図１５に示す犠牲層形成工程では、基板３２の表面のうち可動部３７および支持梁３８と対応する位置に例えばチタン（Ti）等からなる第１の犠牲層５２を形成する。また、第１の犠牲層５２と異なる位置として、固定部３５のうち収容溝３５Ｃと対応する位置には、例えば第１の犠牲層５２と同じ材料からなる第２の犠牲層５３を形成する。このとき、第１，第２の犠牲層５２，５３は、可動部３７等からなる構造部Ａおよび支持枠３９よりもイオン化傾向が大きい材料を用いて形成され、可動部３７等よりも優先的にエッチング除去される。

次に、シード層形成工程では、第１，第２の犠牲層５２，５３を覆って基板３２の表面全面に、例えば可動部３７等と同じ導電性金属材料（例えば銅）を用いて薄い金属薄膜からなるメッキ用電極層としてのシード層５４を形成する。なお、シード層５４は、必ずしも基板３２の表面全体を覆う必要はなく、第１，第２の犠牲層５２，５３の表面に可動部３７等を形成するために、可動部３７等と対応した部位として少なくとも第１，第２の犠牲層５２，５３の表面を覆う構成とすればよく、他の部位は省く構成としてもよい。

次に、メッキモールド形成工程では、図１５中に二点鎖線で示すように、シード層５４の表面のうち固定部３５、可動部３７、支持梁３８等と対応した部分に開口部５５Ａを有するレジストパターン５５を形成する。このとき、レジストパターン５５は、メッキモールドを構成し、メッキの成長を阻害するモールド材料（例えばフォトレジスト材料）を塗布した後に、所定のパターニングを行うことによって形成する。

次に、図１６に示す金属層形成工程では、シード層５４を用いた電気メッキを施して、被エッチング部材として、銅等の導電性金属材料からなる金属層５６（メッキ層）を成長させる。これにより、基板３２の表面には、レジストパターン５５の開口部５５Ａ内に位置して、第１，第２の犠牲層５２，５３を介して金属層５６が積層され、金属層５６は第１，第２の犠牲層５２，５３に接触する。このとき、金属層５６のうち第１の犠牲層５２を覆って構造部Ａに対応した部分が第１の金属層を構成している。また、金属層５６のうち第２の犠牲層５３を覆う部分が第２の金属層を構成している。

そして、金属層５６が固定部３５等の厚さ寸法を超えて成長したときには、メッキ処理を終了して、レジストパターン５５を除去する。これにより、シード層５４のうちレジストパターン５５の裏面側（下面側）に位置してレジストパターン５５と第１の犠牲層５２との間に配置された部位が露出するから、シード層５４のうちこの露出した部位を薄いフッ酸（HF）等を用いて除去する。

次に、図１７に示す表面平滑化工程では、例えばＣＭＰ法を用いて、図１６中に二点鎖線で示す位置まで金属層５６の表面を平坦な状態に研磨する。これにより、表面が平滑化された固定部３５、可動部３７、支持梁３８、支持枠３９等を備えたエッチング層３４が形成される。このとき、残存したシード層５４は、エッチング層３４と一体化する。また、第２の犠牲層５３は、固定部３５や密着層３６を介して、可動部３７および支持枠３９に対して電気的に接続される。

次に、接合膜形成工程では、例えば蒸着法、スパッタ法等を用いて支持枠３９の表面に例えば金等の金属薄膜を形成し、金等の金属薄膜からなる接合膜３９Ａを形成する。また、梁連結部３５Ａの表面には、付勢膜３５Ｂを形成する。なお、接合膜３９Ａ、付勢膜３５Ｂとエッチング層３４との間には、これらの密着性を高めるために、例えばクロム、プラチナ等の密着層を設けるものである。

次に、図１８に示す犠牲層除去工程では、ウエットエッチング法として、例えば薄いフッ酸等のエッチング液を使用し、第１の犠牲層５２を全てエッチング除去する。このとき、第２の犠牲層５３も、一緒にエッチング除去される。しかし、可動部３７には複数の貫通孔３７Ａが形成されているから、第１の犠牲層５２は、より大きな接触面積をもってエッチング液に浸る。これに対し、第２の犠牲層５３は、収容溝３５Ｃの両端側しかエッチング液に接触しない。このため、第１の犠牲層５２の方が、第２の犠牲層５３に比べて、早期に除去される。そこで、第１の犠牲層５２を全てエッチング除去した後は、第２の犠牲層５３の一部が残存犠牲層４６として残存した状態で、エッチング処理を終了する。これにより、可動部３７および支持梁３８は、基板３２と隙間をもって対面し、基板３２から浮いた状態となる。このとき、梁連結部３５Ａには付勢膜３５Ｂによる引張応力が作用するから、可動部３７は第１の基板３２から離れる方向に向けて付勢された状態となる。

一方、第２の基板形成工程では、スイッチ素子３１の第２の基板３３となる絶縁性のガラス基板５７を用意し、このガラス基板５７に厚さ方向に貫通したスルーホール等からなる信号用引出電極４７を形成する。また、ガラス基板５７の裏面側には、例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等からなる導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板５７の裏面には、信号電極４０および封止枠４０と対応した位置に密着層４１を形成する。

次に、密着層４１には、例えば銅等の導電性金属材料を用いて、信号電極４０および封止枠４５を形成する。このとき、信号電極４０は、信号用引出電極４７に接続される。その後、信号電極４０には、可動部３７と対面する裏面側に、絶縁材料からなる複数のストッパ４２を形成する。また、封止枠４５の裏面側には、接合膜４５Ａを形成する。以上の工程によって、信号電極４０等を備えた第２の基板３３が形成される（図１９参照）。

次に、図１９に示す圧着接合工程では、第２の基板３３の封止枠４５とエッチング層３４の支持枠３９とを熱圧着する。具体的には、支持枠３９と封止枠４５を例えば２００℃から４００℃までの範囲で予め決められた温度を加熱しつつ、これらが密着するように所定の荷重（例えば４インチウェハに対して４ｔ程度の荷重）を加える。これにより、支持枠３９および封止枠４５の接合膜３９Ａ，４５Ａが互いに圧着接合され、第２の基板３３とエッチング層３４とが互いに接合、固定される。この結果、第１，第２の基板３２，３３間には気密状態の収容空間Ｓが画成されると共に、収容空間Ｓ内には可動部３７が配置される。そして、可動部３７は、厚さ方向に変位可能な状態で基板３２，３３の信号電極４０と対向した位置に配置され、スイッチ素子３１が完成する。

本実施の形態によるスイッチ素子３１は上述の製造方法によって製造されるもので、次にその作動について説明する。

まず、可動部３７と駆動電極４３との間に電圧を印加していない初期状態では、図１１に示すように、可動部３７が信号電極４０と近接した位置に保持され、可動部３７と信号電極４０との間の静電容量は最大値となる。

また、図１３に示すように、可動部３７と駆動電極４３との間に電圧を印加した駆動状態では、これらの間に静電力が発生する。このとき、可動部３７は、支持梁３８を撓み変形させつつ、ストッパ４４と当接する位置まで垂直方向に変位し、可動部３７は信号電極４０から離間した位置に保持される。この結果、可動部３７と信号電極４０との間の静電容量は最小値となる。

これにより、スイッチ素子３１は、電圧印加の有無に応じて可動部３７と信号電極４０との間の静電容量を切換える。このため、スイッチ素子３１は、この静電容量に応じて２つの信号電極４０間で高周波信号の伝送、遮断を切り換えることができる。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記第１，第２の実施の形態では、固定部５，３５と支持枠９，３９は同じ材料を用いて一体化して形成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図２０に示す第１の変形例によるスイッチ素子３１′のように、構造部Ａおよび支持枠３９′は、第２の犠牲層の一部が残存した残存犠牲層４６に電気的に接続されていれば、別個独立した状態で形成してもよい。この場合、構造部Ａの梁連結部３５Ａ′、付勢膜３５Ｂ′、収容溝３５Ｃ′からなる固定部３５′、接合膜３９Ａ′が形成された支持枠３９′および残存犠牲層４６は、例えば密着層３６の表面に形成され、密着層３６によって残存犠牲層４６に電気的に接続されている。

次に、図２１ないし図２８は本発明による第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、第１の基板には構造部と支持枠とを互いに絶縁した状態で設けると共に、構造部および支持枠にはそれぞれ別個の残存犠牲層を設ける構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

第３の実施の形態による加速度センサ６１は、第１，第２の基板２，３と、これらの基板２，３に挟まれエッチング加工によって形成されるエッチング層６２と、該エッチング層６２と第２の基板３との間に設けられた封止枠１４とによって形成されている。

エッチング層６２は、第１の実施の形態によるエッチング層４とほぼ同様に、銅等の導電性金属材料を用いて形成されている。そして、エッチング層６２には、後述する固定部６３、可動部６５、支持梁６６、支持枠６７が形成されている。

固定部６３は、エッチング層６２に形成され、第１の基板２に固定されている。この固定部６３は、第１の実施の形態による固定部５と同様に例えばＸ軸方向の一側に配置されている。但し、固定部６３は、後述の支持枠６７とは電気的に絶縁されている。また、固定部６３と基板２との間には、これらの密着性を高めるために、例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等の導電性金属材料からなる密着層６４が設けられている。さらに、固定部６３には、Ｙ軸方向に延びた細長い収容溝６３Ａが形成され、該収容溝６３Ａ内には後述する構造部Ａ側の残存犠牲層６９が設けられている。そして、固定部６３は、後述の可動部６５および支持梁６６と共に、加速度を検出するための機能部を構成している。

可動部６５は、エッチング層６２に形成され、後述の支持梁６６を用いて固定部６３に支持されている。この可動部６５は、第１の実施の形態による可動部７とほぼ同様に構成されている。このため、可動部６５は、基板２，３と間隔をもって対面し、厚さ方向（Ｚ軸方向）に変位可能な状態となっている。これにより、可動部６５は、加速度による慣性力に応じて厚さ方向に変位する。

また、可動部６５には、厚さ方向に貫通した複数の貫通孔６５Ａが形成されている。これらの貫通孔６５Ａは、エッチング処理によって可動部６５を形成するときには、後述する第１の犠牲層７３の腐食を促進させる機能を有する。また、これらの貫通孔６５Ａは、加速度センサ１の製造後には、周囲の気体による抵抗を低減する機能を有するものである。

そして、可動部６５は、後述する被エッチング部材としての金属層７８を用いて形成され、固定部６３および支持梁６６と共に構造部Ａを構成している。なお、構造部Ａは、固定部６３、可動部６５および支持梁６６からなる機能部のみによって構成する場合に限らず、各種の電極、配線、回路素子等を含める構成としてもよい。

支持梁６６は、可動部６５と固定部６３との間に例えば２本設けられ、可動部６５を垂直方向（Ｚ軸方向）に変位可能となるように片持ち状態で支持している。これらの支持梁６６は、第１の実施の形態による支持梁８とほぼ同様に形成され、基板２，３との間に隙間が形成されている。また、各支持梁６６は、その基端側が固定部６３に連結されると共に、先端側が可動部６５に連結されている。そして、支持梁６６は、可動部６５が基板２，３に向けて変位するときに、垂直方向に対して捩れ変形または撓み変形する。

支持枠６７は、エッチング層６２に形成され、例えば基板２，３の周縁に沿って延びる四角形の枠状に形成されている。この支持枠６７は、可動部６５、支持梁６６等からなる構造部Ａを取囲んでいる。ここで、支持枠６７は、例えば固定部６３と同じ厚さ寸法を有し、封止枠１４と一緒に基板２，３の間に気密状態の収容空間Ｓを保持している。そして、支持枠６７は、その表面が平滑化された表面平滑体を構成している。

また、支持枠６７には、封止枠１４との対向面側に位置して接合膜１４Ａと同様の接合膜６７Ａが形成されている。そして、これらの接合膜１４Ａ，６７Ａは、第１，第２の基板２，３が密着するように加圧された状態で、熱圧着されている。これにより、封止枠１４は支持枠６７に接合され、第１，第２の基板２，３間に可動部６５を収容する気密状態の収容空間Ｓを画成されている。

さらに、支持枠６７と基板２との間には、これらの密着性を高めるために、密着層６４とほぼ同様な導電性金属材料からなる密着層６８が設けられている。このとき、密着層６４，６８は、分離して設けられ、互いに絶縁されている。一方、支持枠６７には、Ｙ軸方向に延びた細長い収容溝６７Ｂが形成され、該収容溝６７Ｂ内には支持枠６７側の残存犠牲層７０が設けられている。

構造部Ａ側の残存犠牲層６９は、第１の基板２のうち固定部６３の位置に配置され、固定部６３によって被覆されている。この残存犠牲層６９は、後述する第１の犠牲層７３をエッチング除去したときに、第２の犠牲層７４の一部が残存することによって形成されている。ここで、第２の犠牲層７４からなる残存犠牲層６９は、可動部６５等からなるエッチング層６２の金属材料よりもイオン化傾向が大きい材料として、例えばチタン（Ti）、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）等を用いて形成されている。

また、残存犠牲層６９は、例えば固定部６３や密着層６４を介して可動部６５等からなる構造部Ａに対して電気的に接続されている。そして、残存犠牲層６９は固定部６３の収容溝６３Ａ内に配置されるものの、この収容溝６３Ａは収容空間Ｓと連通している。このため、ウエットエッチング法によって後述する第１の犠牲層７３をエッチング除去し、可動部６５と第１の基板２との間に隙間を形成するときには、エッチング液が収容溝６３Ａ内に浸入する。これにより、残存犠牲層６９は、構造部Ａよりも優先的にエッチング除去されるものである。

支持枠６７側の残存犠牲層７０は、第１の基板２のうち支持枠６７の位置に配置され、支持枠６７によって被覆されている。この残存犠牲層７０は、後述する第１の犠牲層７３をエッチング除去したときに、第３の犠牲層７５の一部が残存することによって形成されている。ここで、第３の犠牲層７５からなる残存犠牲層７０は、可動部６５等からなるエッチング層６２の金属材料よりもイオン化傾向が大きい材料を用いて形成されている。このとき、残存犠牲層７０は、残存犠牲層６９と同じ材料を用いて形成してもよく、異なる材料を用いて形成してもよい。

また、残存犠牲層７０は、支持枠６７に対して電気的に接続されている。そして、残存犠牲層６９は支持枠６７の収容溝６７Ｂ内に配置されるものの、この収容溝６７Ｂは収容空間Ｓと連通している。このため、ウエットエッチング法によって後述する第１の犠牲層７３をエッチング除去するときには、エッチング液が収容溝６７Ｂ内に浸入する。これにより、残存犠牲層７０は、支持枠６７よりも優先的にエッチング除去されるものである。

可動側引出電極７１は、例えば第１の基板２のうち固定部６３と対応した位置に配置され、固定部６３および支持梁６６を通じて可動部６５に電気的に接続されている。そして、可動側引出電極７１は、例えばレーザー加工やマイクロブラスト法を用いることによって基板２に厚さ方向に貫通した信号用のビアホール（スルーホール）を穿設し、このスルーホール内に銅（Cu）等の導電性金属材料を充填することよって形成されている。

次に、図２３ないし図２８を参照しつつ、加速度センサ１の製造方法について説明する。

まず、図２３に示す第１の基板形成工程では、加速度センサ６１の第１の基板２となる絶縁性のガラス基板７２を用意する。そして、ガラス基板７２には、レーザー加工、マイクロブラスト法等を用いてスルーホールを形成した後に、このスルーホール内に銅等の導電性金属材料を例えばメッキ処理によって充填し、可動側引出電極７１および固定側引出電極１８を形成する。

また、ガラス基板７２には、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板７２の表面には、可動部６５と対応した位置に固定電極１０を形成し、固定部６３と対応した位置に密着層６４を形成すると共に、支持枠６７と対応した位置に密着層６８を形成する。このとき、密着層６４、固定電極１０は、引出電極７１，１８にそれぞれ接続される。その後、固定電極１０の表面には、絶縁膜１１を形成する。以上の工程によって、固定電極１０等を備えた第１の基板２が形成される。

次に、図２４に示す犠牲層形成工程では、基板２の表面のうち可動部６５および支持梁６６と対応する位置に例えばチタン（Ti）等からなる第１の犠牲層７３を形成する。また、第１の犠牲層７３と異なる位置として、固定部６３のうち収容溝６３Ａと対応する位置には、例えば第１の犠牲層７３と同じ材料からなる第２の犠牲層７４を形成する。さらに、第１，第２の犠牲層７３，７４と異なる位置として、支持枠６７のうち収容溝６７Ｂと対応する位置には、例えば第１の犠牲層７３と同じ材料からなる第３の犠牲層７５を形成する。

このとき、第１〜第３の犠牲層７３〜７５は、可動部６５等からなる構造部Ａおよび支持枠６７よりもイオン化傾向が大きい材料を用いて形成され、可動部６５等よりも優先的にエッチング除去される。なお、第１の犠牲層７３の表面は、研磨処理等によって平滑化するのが好ましい。

次に、シード層形成工程では、第１〜第３の犠牲層７３〜７５を覆って基板２の表面全面に、例えば可動部６５等と同じ導電性金属材料（例えば銅）を用いてメッキ用電極層としてのシード層７６を形成する。このとき、シード層７６は、例えば０．１μｍ以下の薄い金属薄膜によって形成され、メッキ処理を行うときの基礎部分となるものである。なお、シード層７６は、必ずしも基板２の表面全体を覆う必要はなく、第１〜第３の犠牲層７３〜７５の表面に可動部６５等を形成するために、可動部６５等と対応した部位として少なくとも第１〜第３の犠牲層７３〜７５の表面を覆う構成とすればよく、他の部位は省く構成としてもよい。

次に、メッキモールド形成工程では、図２４中に二点鎖線で示すように、固定部６３、可動部６５、支持梁６６等と対応した部分に開口部７７Ａを有するレジストパターン７７を形成する。このとき、レジストパターン７７は、メッキモールドを構成し、メッキの成長を阻害するモールド材料（例えばフォトレジスト材料）を塗布した後に、所定のパターニングを行うことによって形成する。また、レジストパターン７７は、固定部６３等の厚さ寸法（例えば１０μｍ）よりも大きな厚さ寸法（例えば１５〜３０μｍ）を有している。

次に、図２５に示す金属層形成工程では、シード層７６を用いた電気メッキを施して、被エッチング部材として、銅等の導電性金属材料からなる金属層７８（メッキ層）を成長させる。これにより、基板２の表面には、レジストパターン７７の開口部７７Ａ内に位置して、第１〜第３の犠牲層７３〜７５を介して金属層７８が積層され、金属層７８は第１〜第３の犠牲層７３〜７５に接触する。このとき、金属層７８のうち第１の犠牲層７３を覆って構造部Ａに対応した部分が第１の金属層を構成している。また、金属層７８のうち第２の犠牲層７４を覆う部分が第２の金属層を構成している。さらに、金属層７８のうち第３の犠牲層７５を覆って支持枠６７に対応した部分が第３の金属層を構成している。そして、金属層７８が固定部６３等の厚さ寸法を超えて成長したときには、メッキ処理を終了して、レジストパターン７７を除去する。

次に、図２６に示す表面平滑化工程では、例えばＣＭＰ法を用いて、図２５中に二点鎖線で示す位置まで金属層７８の表面を平坦な状態に研磨する。これにより、表面が平滑化された固定部６３、可動部６５、支持梁６６、支持枠６７等を備えたエッチング層６２が形成される。このとき、残存したシード層７６は、エッチング層６２と一体化する。また、第２の犠牲層７４は、固定部６３や密着層６４を介して可動部６５等からなる構造部Ａに対して電気的に接続される。一方、第３の犠牲層７５は、支持枠６７に対して電気的に接続される。

次に、接合膜形成工程では、例えば蒸着法、スパッタ法等を用いて支持枠６７の表面に例えば金（Au）等の金属薄膜を形成し、０．３〜０．７μｍ程度の厚さ寸法をもった接合膜６７Ａを形成する。なお、接合膜６７Ａをなす金等からなる金属薄膜と銅からなるエッチング層６２との間には、これらの密着性を高めるために、例えばクロム（Cr）、プラチナ（Pr）等の密着層を設けるものである。

次に、図２７に示す犠牲層除去工程では、ウエットエッチング法として、例えば５０分の１に薄めたフッ酸（HF）等のエッチング液を使用し、第１の犠牲層７３を全てエッチング除去する。このとき、第２，第３の犠牲層７４，７５も、一緒にエッチング除去される。しかし、可動部６５には複数の貫通孔６５Ａが形成されているから、第１の犠牲層７３は、より大きな接触面積をもってエッチング液に浸る。これに対し、第２，第３の犠牲層７４，７５は、収容溝６３Ａ，６７Ｂの開口側しかエッチング液に接触しない。このため、第１の犠牲層７３の方が、第２，第３の犠牲層７４，７５に比べて、早期に除去される。そこで、第１の犠牲層７３を全てエッチング除去した後は、第２，第３の犠牲層７４，７５の一部が残存犠牲層６９，７０として残存した状態で、エッチング処理を終了する。これにより、可動部６５および支持梁６６は、基板２と隙間をもって対面し、基板２から浮いた状態となる。

一方、第２の基板形成工程では、加速度センサ１の第２の基板３となる絶縁性のガラス基板７９を用意し、このガラス基板７９には厚さ方向に貫通したスルーホール等からなる第２の固定側引出電極１９を形成する。また、第１の基板形成工程と同様に、ガラス基板７９の裏面には、第２の固定電極１２、密着層１５および絶縁膜１３を形成する。このとき、第２の固定電極１２は、引出電極１９に接続される。

次に、ガラス基板７９に対して、例えばスパッタ、蒸着法等を用いることによって、金等の導電性の金属薄膜を形成する。これにより、ガラス基板７９の裏面には、支持枠６７と対応した位置に封止枠１４を形成する。その後、封止枠１４の裏面側には、接合膜１４Ａを形成する。以上の工程によって、固定電極１２等を備えた第２の基板３が形成される（図２８参照）。

次に、図２８に示す圧着接合工程では、第１の実施の形態による圧着接合工程と同様に、第２の基板３の封止枠１４とエッチング層６２の支持枠６７とを熱圧着する。これにより、支持枠６７および封止枠１４の接合膜６７Ａ，１４Ａが互いに圧着接合され、第２の基板３とエッチング層６２とが互いに接合、固定される。この結果、第１，第２の基板２，３間には気密状態の収容空間Ｓが画成されると共に、収容空間Ｓ内には可動部６５が配置される。そして、可動部６５は、厚さ方向に変位可能な状態で基板２，３の固定電極１０，１２と対向した位置に配置され、加速度センサ６１が完成する。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記各実施の形態では、シード層形成工程、メッキモールド形成工程、金属層形成工程および表面平滑化工程からなるメッキ法を用いる構成とした。即ち、前記各実施の形態では、シード層２４，５４，７６を用いた電気メッキによって金属層２６，５６，７８を形成し、該金属層２６，５６，７８を用いて可動部７，３７，６５等からなる構造部Ａおよび表面平滑体としての支持枠９，３９，６７を形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、前述の４工程に代えて、例えば図２９および図３０に示す第２の変形例によるエッチング法を用いてもよい。この場合、第１，第２の犠牲層２２，２３を覆って基板２の表面全体に金属層８１を形成し、該金属層８１にエッチング処理等を施すことによって、可動部７等からなる構造部Ａおよび表面平滑体としての支持枠９を形成する。

具体的には、図２９に示す金属層形成工程では、例えば蒸着法、スパッタ法等の成膜手段を用いて、第１，第２の犠牲層２２，２３の表面から、被エッチング部材として、銅等の導電性金属材料からなる金属層８１を形成する。これにより、基板２の表面には、第１，第２の犠牲層２２，２３を覆って金属層８１が積層され、金属層８１は第１，第２の犠牲層２２，２３に接触する。このとき、金属層８１のうち第１の犠牲層２２を覆って構造部Ａに対応した部分が第１の金属層を構成している。また、金属層８１のうち第２の犠牲層２３を覆う部分が第２の金属層を構成し、該第２の金属層は第１の金属層から形成される可動部７に相当する部位と第２の犠牲層２３とを電気的に接続している。その後、表面平滑化工程として、例えばＣＭＰ法を用いて、図２９中に二点鎖線で示す位置まで金属層８１の表面を平坦な状態に研磨する。

次に、図３０に示すエッチング工程では、まず平滑化後の金属層８１′の表面にフォトレジスト材料等からなるレジストパターン８２を形成する。このとき、レジストパターン８２は、固定部５、可動部７、支持梁８等と対応した部分に配置され、それ以外の部分には開口部８２Ａが形成される。この状態で、レジストパターン８２の表面からウエットエッチング法またはドライエッチング法を用いて、金属層８１′のうち開口部８２Ａに対応した部位を除去する。これにより、表面が平滑化された固定部５、可動部７、支持梁８、支持枠９等を備えたエッチング層４が形成される。このとき、第２の犠牲層２３は、固定部５や密着層６を介して可動部７および支持枠９に対して電気的に接続される。

さらに、本発明はこれに限らず、例えば図３１および図３２に示す第３の変形例によるリフトオフ法を用いて、可動部７等からなる構造部Ａおよび表面平滑体としての支持枠９を形成する構成としてもよい。この場合、第１，第２の犠牲層２２，２３の表面にレジストパターン９１を形成した後に、基板２の表面全体に金属層９２を形成し、該金属層９２を用いて、可動部７等からなる構造部Ａおよび表面平滑体としての支持枠９を形成する。

具体的には、図３１に示すレジストパターン形成工程では、第１，第２の犠牲層２２，２３の表面を覆ってフォトレジスト材料等からなるレジストパターン９１を形成する。このとき、レジストパターン９１は、固定部５、可動部７、支持梁８等と対応した部分に開口部９１Ａを有する。なお、レジストパターン９１は、基板２の表面全体を覆う必要はなく、第１，第２の犠牲層２２，２３の表面を少なくとも覆う構成とすればよい。

次に、図３２に示す金属層形成工程では、例えば蒸着法、スパッタ法等の成膜手段を用いて、被エッチング部材として、銅等の導電性金属材料からなる金属層９２を形成する。これにより、基板２の表面には、レジストパターン９１の開口部９１Ａ内に位置して、第１，第２の犠牲層２２，２３を介して金属層９２が積層され、金属層９２は第１，第２の犠牲層２２，２３に接触する。このとき、金属層９２のうち第１の犠牲層２２を覆って構造部Ａに対応した部分が第１の金属層を構成している。また、金属層９２のうち第２の犠牲層２３を覆う部分が第２の金属層を構成している。

その後、表面平滑化工程として、例えばＣＭＰ法を用いて、図３２中に二点鎖線で示す位置まで金属層９２の表面を平坦な状態に研磨し、レジストパターン９１を除去する。これにより、表面が平滑化された固定部５、可動部７、支持梁８、支持枠９等を備えたエッチング層４が形成される。このとき、第２の犠牲層２３は、固定部５や密着層６を介して可動部７および支持枠９に対して電気的に接続される。

第２，第３の変形例は、第１の実施の形態に適用した場合について説明したが、第２，第３の実施の形態についても同様に適用することができる。

また、前記各実施の形態では、可動部７，３７，６５に複数の貫通孔７Ａ，３７Ａ，６５Ａを形成することによって、第２の犠牲層２３，５３，７４および第３の犠牲層７５に比べて、第１の犠牲層２２，５２，７３を早期にエッチング除去する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば可動部に貫通孔を設けるのに代えて、収容溝５Ａ，３５Ｃ，６３Ａ，６７Ｂの開口面積を小さくして、第２の犠牲層２３，５３，７４および第３の犠牲層７５のエッチング速度を低下させる構成としてもよい。また、第２，第３の犠牲層を配置する場所が十分に確保できるのであれば、第２，第３の犠牲層を増加させることによって、第１の犠牲層を早期に除去する構成としてもよい。

また、前記各実施の形態では、第１の犠牲層２２，５２，７３と第２の犠牲層２３，５３，７４および第３の犠牲層７５とでエッチング液に接触する面積を互いに相違させることによって、エッチング速度を調整する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１の犠牲層と第２，第３の犠牲層をイオン化傾向が異なる材料を用いて形成することによって、エッチング速度を調整する構成としてもよい。この場合、第１の犠牲層は、第２，第３の犠牲層に比べてイオン化傾向が大きい材料を用いて形成する。これにより、第２，第３の犠牲層に比べて、第１の犠牲層が優先的に腐食するから、第１の犠牲層を早期にエッチング除去することができる。

また、前記各実施の形態では、固定部５，３５，６３、可動部７，３７，６５、支持梁８，３８，６６からなる構造部Ａおよび支持枠９，３９，６７は、金、銅等を用いて形成する構成としたが、第２，第３の犠牲層２３，５３，７４，７５（残存犠牲層１６，４６，６９，７０）よりもイオン化傾向が小さい材料であればよく、例えばプラチナ（Pt）、銀（Ag）等を用いて形成してよい。

また、前記各実施の形態では、構造部Ａおよび支持枠９，３９，６７は、互いに共通の金属層２６，５６，７８を用いて形成する構成としたが、構造部と支持枠とは、それぞれ別個の金属層を用いて形成してもよい。この場合、構造部と支持枠とは、互いに異なる材料を用いて形成してもよい。

また、前記各実施の形態では、第１〜第３の犠牲層２２，２３，５２，５３，７３〜７５は、共通した金属層２６，５６，７８によって覆う構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、第１〜第３の犠牲層は、第１〜第３の金属層を用いて別個独立して覆う構成としてもよい。この場合、第１〜第３の金属層は互いに異なる材料を用いて形成してもよい。

また、前記各実施の形態では、構造部Ａの固定部５，３５，６３によって残存犠牲層１６，４６，６９を被覆する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１の基板２には、構造部Ａとは独立した別個の被覆用固定部を設け、該被覆用固定部によって残存犠牲層を被覆する構成としてもよい。この場合、第２の犠牲層からなる残存犠牲層は、構造部Ａに対して電気的に接続すればよい。

さらに、第３の実施の形態では、第２，第３の犠牲層７４，７５は別個に形成する構成としたが、第２，第３の犠牲層は互いに繋がった状態に一体化して形成してもよい。また、第２，第３の犠牲層７４，７５は同じ材料を用いて形成したが、互いに異なる材料を用いて形成してもよい。

また、前記各実施の形態では、金属層２６，５６，７８はメッキ処理を用いて形成するものとしたが、液相成長法、気相成長法、スパッタ法、蒸着法等の他の成膜方法を用いて形成してもよい。さらに、前記各実施の形態では、メッキモールド２５，５５，７７を除去することによって、金属層２６，５６，７８から可動部７，３７，６５等を形成したが、エッチング処理等の他の成形手段を用いて可動部等を形成してもよい。

また、前記各実施の形態では、第１の犠牲層２２，５２，７３の表面全体を覆って被エッチング部材となる金属層２６，５６，７８を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、第１の犠牲層は少なくとも一部が被エッチング部材に接触していればよく、例えば第１の犠牲層の側面や裏面に被エッチング部材を配置する構成としてもよく、被エッチング部材のうち第１の基板とは反対側の表面に第１の犠牲層を配置する構成としてもよい。

また、前記各実施の形態では、構造部として基板２，３２の厚さ方向に変位可能な可動部７，３７，６５、支持梁８，３８，６６等を形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、構造部として、基板と平行な水平方向に変位する可動部等を形成してもよく、基板に固定された電極等を形成する構成としてもよい。

また、前記第１，第３の実施の形態では、第１，第２の基板２，３にそれぞれ固定電極１０，１２を設ける構成としたが、第１，第２の基板２，３のうちいずれか一方にのみ固定電極を設ける構成としてもよい。同様に、第２の実施の形態では、第１の基板３２に固定電極としての駆動電極４３を設け、第２の基板３３に固定電極としての信号電極４０を設ける構成とした。しかし、第１，第２の基板３２，３３のうちいずれか一方に、信号電極と駆動電極との両方を設ける構成としてもよい。

さらに、前記各実施の形態では、ＭＥＭＳ素子として、加速度センサ１，６１、スイッチ素子３１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばアクチュエータ、リレー素子、角速度センサ、可変容量素子等のように犠牲層を用いて微細加工を行う各種の素子に対して広く適用することができる。

１，６１ 加速度センサ（ＭＥＭＳ素子）
２，３２ 第１の基板
３，３３ 第２の基板（蓋体）
５，３５，３５′，６３ 固定部
７，３７，６５ 可動部
８，３８，６６ 支持梁
９，３９，３９′，６７ 支持枠（表面平滑体）
１０，１２ 固定電極
１６，４６，６９，７０ 残存犠牲層
２２，５２，７３ 第１の犠牲層
２３，５３，７４ 第２の犠牲層
２４，５４，７６ シード層（メッキ用電極層）
２５，５５，７７ レジストパターン（メッキモールド）
２６，５６，７８，８１，９２ 金属層
３１，３１′ スイッチ素子（ＭＥＭＳ素子）
４０ 信号電極（固定電極）
４３ 駆動電極（固定電極）
７５ 第３の犠牲層
８２，９１ レジストパターン
Ａ 構造部

Claims (9)

1. 基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子において、
   前記基板に設けた第１の犠牲層を介して積層した金属層を用いて前記固定部、可動部および支持梁を形成した後に、前記第１の犠牲層をウエットエッチング法で全てエッチング除去し、
   かつ前記基板には、前記可動部と電気的に接続され、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく、前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設け、
   該第２の犠牲層は、前記第１の犠牲層を全てエッチング除去したときに、その一部が残存する構成としたことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
2. 基板と、該基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体と、前記基板に設けられ第１の犠牲層と接触した構造部とを有し、
   前記表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去し、
   かつ前記基板には、前記表面平滑体と電気的に接続され、前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく、前記エッチャントによって前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設け、
   該第２の犠牲層は、前記第１の犠牲層を全てエッチング除去したときに、その一部が残存する構成としてなるＭＥＭＳ素子。
3. 前記表面平滑体には前記構造部を覆う蓋体を設ける構成としてなる請求項２に記載のＭＥＭＳ素子。
4. 基板と、該基板に固定された固定部と前記基板と隙間をもって設けられた可動部との間を支持梁を用いて連結した構造部と、該構造部と異なる位置で前記基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体とを有するＭＥＭＳ素子において、
   前記基板に設けた第１の犠牲層を介して積層した金属層を用いて前記構造部を形成した後に、前記第１の犠牲層をウエットエッチング法で全てエッチング除去し、
   かつ前記基板には、前記構造部と電気的に接続され前記構造部よりもイオン化傾向が大きく前記構造部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層と、前記表面平滑体と電気的に接続され前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第３の犠牲層とを設け、
   前記第２，第３の犠牲層は、前記第１の犠牲層を全てエッチング除去したときに、その一部がそれぞれ残存する構成としたことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
5. 基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、
   前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設けると共に、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設ける工程と、
   前記第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆うメッキ用電極層を形成し、該メッキ用電極層の表面に開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの開口部に前記メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、前記レジストパターンを除去すると共に、前記メッキ用電極層の一部を除去して前記固定部、可動部および支持梁を形成し、前記メッキ用電極層の残存した部分を用いて前記可動部と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する工程と、
   前記可動部を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去すると共に、前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有してなるＭＥＭＳ素子の製造方法。
6. 基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、
   前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設けると共に、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設ける工程と、
   前記第１の犠牲層を覆って第１の金属層を形成すると共に、該第１の金属層から形成される前記可動部に相当する部位と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する第２の金属層を形成する工程と、
   前記第１の金属層を用いて前記固定部、可動部および支持梁を形成する工程と、
   前記可動部を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去すると共に、前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有してなるＭＥＭＳ素子の製造方法。
7. 基板と、該基板に固定された固定部と、前記基板と隙間をもって設けられた可動部と、該可動部と前記固定部とを連結する支持梁とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、
   前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設けると共に、前記可動部よりもイオン化傾向が大きく前記可動部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設ける工程と、
   前記第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆って開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの表面から金属を積層して前記可動部、固定部および支持梁を形成し、前記可動部と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する金属層を形成すると共に、前記レジストパターンを除去する工程と、
   前記可動部を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去すると共に、前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有してなるＭＥＭＳ素子の製造方法。
8. 基板と、該基板に設けられた構造部と、前記基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、
   前記基板には、第１の犠牲層と、前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層とを設ける工程と、
   前記第１の犠牲層および第２の犠牲層を少なくとも覆うメッキ用電極層を形成し、該メッキ用電極層の表面に開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの開口部に前記メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、前記レジストパターンを除去すると共に、前記メッキ用電極層の一部を除去して前記構造部および表面平滑体を形成し、前記メッキ用電極層の残存した部分を用いて前記表面平滑体と前記第２の犠牲層とを電気的に接続する工程と、
   前記表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去し、かつ前記第２の犠牲層はその一部を残存させてエッチング除去する工程とを有してなるＭＥＭＳ素子の製造方法。
9. 基板と、該基板に固定された固定部と前記基板と隙間をもって設けられた可動部との間を支持梁を用いて連結した構造部と、該構造部と異なる位置で前記基板に設けられ表面が平滑に形成された表面平滑体とを有するＭＥＭＳ素子の製造方法であって、
   前記基板には、前記可動部および支持梁と対応した位置に第１の犠牲層を設け、前記構造部よりもイオン化傾向が大きく前記構造部よりも優先的にエッチング除去される第２の犠牲層を設けると共に、前記表面平滑体よりもイオン化傾向が大きく前記表面平滑体よりも優先的にエッチング除去される第３の犠牲層を設ける工程と、
   前記第１の犠牲層、第２の犠牲層および第３の犠牲層を少なくとも覆うメッキ用電極層を形成し、該メッキ用電極層の表面に開口部を有するレジストパターンを形成し、該レジストパターンの開口部に前記メッキ用電極層を用いて電気メッキを施した後、前記レジストパターンを除去すると共に、前記メッキ用電極層の一部を除去して前記構造部および表面平滑体を形成し、前記メッキ用電極層の残存した部分を用いて前記構造部と前記第２の犠牲層とを電気的に接続すると共に、前記表面平滑体と前記第３の犠牲層とを電気的に接続する工程と、
   前記構造部および表面平滑体を腐食するエッチャントを用いたウエットエッチング法で前記第１の犠牲層を全てエッチング除去し、かつ前記第２，第３の犠牲層はその一部をそれぞれ残存させてエッチング除去する工程とを有してなるＭＥＭＳ素子の製造方法。

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