JPH1096744A - Manufacture of capacitance type acceleration sensor - Google Patents

Manufacture of capacitance type acceleration sensor

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Publication number
JPH1096744A
JPH1096744A JP26909596A JP26909596A JPH1096744A JP H1096744 A JPH1096744 A JP H1096744A JP 26909596 A JP26909596 A JP 26909596A JP 26909596 A JP26909596 A JP 26909596A JP H1096744 A JPH1096744 A JP H1096744A
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JP
Japan
Prior art keywords
frame
etching
weight
substrate
manufacturing process
Prior art date
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Pending
Application number
JP26909596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Mizuno
潤 水野
Masanori Amemori
雅典 雨森
Yoshitaka Kanai
義隆 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Zexel Corp filed Critical Zexel Corp
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Publication of JPH1096744A publication Critical patent/JPH1096744A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method in which harmful gas for an operator is not generated, and the processing schedule is simple. SOLUTION: After forming an approximate shape by silicon etching against the part positions of a silicon substrate 20 corresponding to the parts to be a frame body and first and second weights, a Ni film is formed on one side of the silicon substrate 20 in which a fixed position, namely, a part position to be a cavity after completing is removed, thereafter through etching is executed by reactive ion beam etching (a), and hence the part to be a cavity after completing is formed without using laser beam (b).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加速度、角速度を
検出するためのセンサに係り、特に、いわゆる容量型加
速度センサの製造の簡略化、安全性の向上等を図った容
量型加速度センサの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for detecting acceleration and angular velocity, and more particularly, to manufacturing of a capacitive acceleration sensor which simplifies manufacturing of a so-called capacitive acceleration sensor and improves safety. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】いわゆる容量型加速度センサは、加速度
により変位可能に支持されたシリコン等の半導体部材か
らなる錘と、この錘に対して所定の間隙を介して対向配
置された固体電極とを主たる構成要素としてなり、錘と
固定電極間の容量変化を検出することで、加速度の計測
を可能としたものとして公知・周知となっているもの
で、本願出願人も既に種々の形態のものを提案している
(特開平6−258314号公報等参照)。
2. Description of the Related Art A so-called capacitive acceleration sensor mainly includes a weight made of a semiconductor member such as silicon supported so as to be displaceable by acceleration, and a solid electrode opposed to the weight with a predetermined gap therebetween. As a component, it is known and well-known as capable of measuring acceleration by detecting a change in capacitance between a weight and a fixed electrode. The applicant of the present application has already proposed various forms. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-258314).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
半導体部材をベースに構成されるこの種のセンサは、い
わゆる半導体製造技術、いわゆるマイクロマシニング技
術等の利用により、小型精密なものを大量に生産可能で
ある等の利点を有する。しかしながら、その反面、特
に、半導体製造技術を用いた製造過程においては、種々
の化学薬品を使用することが多く、そのため、製造方法
によっては、作業者にとって危険な有毒ガスが発生する
処理過程を含むものがあった。したがって、このような
有害なガス発生を含む製造処理を必要とするものにあっ
ては、作業者には慎重な作業が要求されるため、有毒ガ
スの発生がない場合に比して、作業全体に要する時間が
増大するだけでなく、作業者が当該ガスを吸引すること
がないようにしたり、有害ガスを中和して処理する等の
種々の安全設備等が製造ラインに必要となり、有毒ガス
を生じないような製造方法のものと比して初期の設備投
資がより必要となるという不都合がある。
By the way, this kind of sensor constructed on the basis of such a semiconductor member is produced in large quantities in a small and precise manner by using a so-called semiconductor manufacturing technology, a so-called micro-machining technology or the like. It has advantages such as being possible. However, on the other hand, in particular, in the manufacturing process using the semiconductor manufacturing technology, various chemicals are often used, and therefore, depending on the manufacturing method, a process including a toxic gas that is dangerous to workers is included. There was something. Therefore, in the case of a production process that requires the generation of such harmful gas, since the worker needs to be careful, the entire operation is more difficult than when no toxic gas is generated. In addition to increasing the time required for the production, various safety facilities, such as preventing workers from inhaling the gas and neutralizing and treating harmful gas, are required on the production line, There is a disadvantage that an initial capital investment is required more than that of a manufacturing method that does not cause the problem.

【0004】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、作業者にとって有毒なガスが発生することがなく、
しかも、処理工程が簡素な容量型加速度センサの製造方
法を提供するものである。本発明の他の目的は、使用す
るマスクの数が少なくて済み、製造時間の短縮を図るこ
とのできる容量型加速度センサの製造方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not generate toxic gas for workers.
Moreover, the present invention provides a method of manufacturing a capacitive acceleration sensor whose processing steps are simple. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a capacitive acceleration sensor that requires a small number of masks to be used and can reduce the manufacturing time.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る容量型加速度センサの製造方法は、枠状に形成された
枠体の内側に、少なくとも半導体材料からなる錘が、前
記枠体を挟持するように前記枠体と接合された2つの絶
縁基板との間で変位可能に支持されてなり、加速度に応
じた前記錘の変位により生ずる前記錘と、前記絶縁基板
に形成された固定電極との間の静電容量の変化が検出可
能に構成されてなる容量型加速度センサの製造方法であ
って、半導体材料からなる基板における少なくとも前記
枠体及び前記錘の形成箇所を決定するため、前記基板に
対してフォトリソグラフィーによるシリコンエッチング
を施し、前記半導体材料からなる基板を前記2つの絶縁
基板の一方の絶縁基板上に載置し、所定の接合方法によ
り両者を接合させ、完成状態において空隙となるべき前
記基板の部位に対応する前記基板の一方の面にリアクテ
ィブ・イオンビーム・エッチングに対して耐腐食性を有
する金属材料を蒸着し、この金属材料が蒸着されていな
い部位に対してリアクティブ・イオンビーム・エッチン
グによる貫通エッチングを施すことにより、前記枠体の
内側において完成状態において空隙となる部位の形成を
行うようにしてなるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a capacitive acceleration sensor, wherein at least a weight made of a semiconductor material is provided inside a frame formed in a frame shape. The weight, which is displaceably supported between the two insulating substrates joined to the frame so as to be sandwiched therebetween, and the weight generated by displacement of the weight according to acceleration, and a fixed electrode formed on the insulating substrate And a method of manufacturing a capacitive acceleration sensor configured to be able to detect a change in capacitance between the frame and the weight of the substrate made of a semiconductor material, at least the frame and the weight to determine the formation location, The substrate is subjected to silicon etching by photolithography, the substrate made of the semiconductor material is placed on one of the two insulating substrates, and the two are bonded by a predetermined bonding method. A metal material having corrosion resistance to reactive ion beam etching is deposited on one surface of the substrate corresponding to a portion of the substrate that should be a gap in a completed state, and the metal material is not deposited By performing through etching by reactive ion beam etching on the portion, a portion that becomes a void in a completed state inside the frame is formed.

【0006】かかる構成においては、枠体の内側におい
て空隙となる部分が、リアクティブ・イオンビーム・エ
ッチングにより形成されることとなるため、従来のよう
に、この空隙部分に仮の支持部のようなものを形成して
おき、これを後に、所定のガス雰囲気下でレーザ光によ
り切断するような必要がなくなるので、仮の支持部を形
成する工程が省略でき、さらに、レーザ光よる切断作業
の際に用いられていた危険なガスが不要となり、作業の
安全性が向上されることとなるものである。
[0006] In such a configuration, a portion that becomes a gap inside the frame is formed by reactive ion beam etching. Since it is not necessary to cut the laser light in a predetermined gas atmosphere later, the step of forming a temporary supporting portion can be omitted, and furthermore, the cutting work by the laser light can be omitted. The dangerous gas used at that time is not required, and the safety of work is improved.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1乃至図12を参照しつつ説明する。なお、以下
に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではな
く、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができる
ものである。まず、本発明の実施の形態における製造方
法が適用される容量型加速度センサの一構成例につい
て、図1及び図2を参照しつつ説明する。なお、説明の
都合上、図2において、紙面左右方向をX軸、紙面上下
方向をY軸、紙面表裏方向をZ軸と定義する。まず、こ
の容量型加速度センサの全体構成を概括的に述べれば、
この容量型加速度センサは、2つの絶縁基板としての第
1及び第2のガラス基板2a,2bにより、シリコンか
らなる枠体1等が挟持されてなる3層構造を有するもの
である。すなわち、シリコンを用いて枠状に形成されて
なる枠体1は、第1及び第2のガラス基板2a,2bに
接合されるようになっているもので(図2参照)、その
内側には、略中央部分に中央支持柱3及びこの中央支持
柱3に支持される錘部4が配置されるようになってい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. The members, arrangements, and the like described below do not limit the present invention, and can be variously modified within the scope of the present invention. First, a configuration example of a capacitive acceleration sensor to which a manufacturing method according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. For convenience of description, in FIG. 2, the left-right direction of the paper is defined as an X-axis, the up-down direction of the paper is defined as a Y-axis, and the front-back direction of the paper is defined as a Z-axis. First, if the overall configuration of this capacitive acceleration sensor is generally described,
This capacitive acceleration sensor has a three-layer structure in which a frame 1 and the like made of silicon are sandwiched between first and second glass substrates 2a and 2b as two insulating substrates. That is, the frame body 1 formed in a frame shape using silicon is configured to be joined to the first and second glass substrates 2a and 2b (see FIG. 2). The center support column 3 and the weight portion 4 supported by the center support column 3 are arranged substantially at the center.

【0008】中央支持柱3は、その平面形状(第1及び
第2のガラス基板2a,2bの枠体1に接合される面側
から臨む場合の形状)が略H状にシリコンを用いて形成
されてなるもので(図1参照)、第1及び第2のガラス
基板2a,2b側の面は、第1及び第2のガラス基板2
a,2bに、それぞれ接合されるようになっている。中
央支持柱3の連結部3aの、XY平面(図2参照)に現
れる2つの端面からは、柱状のトーションバー5が、Z
軸方向に沿って延設されており、連結部3aを含むその
トーションバー5のZ軸方向の全長は、中央支持柱3の
側柱部3b,3cのそれよりも若干長いものとなってい
る。また、このトーションバー5は、XY平面における
断面が矩形状となる柱状に形成されたものであるが、そ
のY軸方向の長さ及びX軸方向における長さは、連結部
3aのXY平面に現れる端面のそれと比して短く設定さ
れたものとなっている(図2参照)。
The central support column 3 is formed using silicon in a substantially H-shape in plan view (shape when viewed from the side of the first and second glass substrates 2a and 2b joined to the frame 1). (See FIG. 1), and the first and second glass substrates 2a and 2b face the first and second glass substrates 2a and 2b.
a and 2b, respectively. From the two end surfaces of the connecting portion 3a of the central support column 3 appearing on the XY plane (see FIG. 2), the columnar torsion bar 5
The torsion bar 5 including the connecting portion 3a has a total length in the Z-axis direction slightly longer than that of the side pillar portions 3b and 3c of the central support column 3. . The torsion bar 5 is formed in a columnar shape having a rectangular cross section in the XY plane. The length in the Y-axis direction and the length in the X-axis direction are set in the XY plane of the connecting portion 3a. It is set shorter than that of the end face that appears (see FIG. 2).

【0009】そして、トーションバー5の両端部におい
ては、枠体1の内側に配設された錘部4が次述するよう
にして連結されている。すなわち、錘部4は、枠体1の
内側において、中央支持柱3の左右(図1において紙面
左右)に、中央支持柱3から同一の距離を隔てて配設さ
れる矩形の板状に形成された第1及び第2の錘6,7を
有し、さらに、これら第1及び第2の錘6,7を連結す
るように、それぞれの中央支持柱3側に対向する側面の
両端部から一体的に延設された第1及び第2の錘連結腕
8a,8bを有してなり、全体形状が枠状に形成されて
なるものである(図1参照)。
[0009] At both ends of the torsion bar 5, the weight 4 disposed inside the frame 1 is connected as described below. That is, the weight portion 4 is formed in a rectangular plate shape disposed at the same distance from the central support column 3 on the left and right sides of the central support column 3 (left and right on the paper surface in FIG. 1) inside the frame body 1. The first and second weights 6 and 7 are further connected to each other so that the first and second weights 6 and 7 are connected to each other from both ends of the side surface facing the center support column 3 side. It has first and second weight connecting arms 8a and 8b integrally extended, and has an overall shape formed in a frame shape (see FIG. 1).

【0010】この錘部4のY軸方向の厚みは、後述する
第1及び第2のガラス基板2a,2bの固定検出電極1
0a〜10dとの間に適宜な間隔が生ずるように、枠体
1のY軸方向の厚みに比して小さく設定されたものとな
っている(図2参照)。また、第1及び第2の錘連結腕
8a,8bの一方の側面、すなわち、錘部4に形成され
た開口4a側に位置する側面の略中央に、先のトーショ
ンバー5の両端部がそれぞれ接合されており、第1及び
第2の錘6,7は、第1及び第2のガラス基板2a,2
bの間で変位可能に支持された状態となっている。
The thickness of the weight portion 4 in the Y-axis direction is the same as the fixed detection electrode 1 of the first and second glass substrates 2a and 2b described later.
The thickness is set to be smaller than the thickness of the frame body 1 in the Y-axis direction so that an appropriate interval is generated between 0a to 10d (see FIG. 2). In addition, both ends of the torsion bar 5 are respectively provided at one side surface of the first and second weight connecting arms 8a and 8b, that is, substantially at the center of the side surface located on the side of the opening 4a formed in the weight portion 4. The first and second weights 6 and 7 are bonded to each other, and the first and second glass substrates 2a and 2
It is in a state of being supported so as to be displaceable between b.

【0011】そして、錘部4の周囲と枠体1の内壁との
間には空隙が生ずるように、錘部4の大きさとその配設
位置が設定されており、この発明の実施の形態において
は、錘部4の長手軸方向(図1において紙面左右方向)
における空隙が、錘部4の短手軸方向における空隙に比
して大となるように設定されている。この錘部4の長手
軸方向における枠体1との空隙には、枠体1及び錘部4
同様にシリコンからなり、Y軸方向の厚みが枠体1と同
一に形成されてなる接続柱9a〜9dが配設されている
(図1及び図2参照)。この接続柱9a〜9dは、後述
する固定検出電極10a〜10dに設けられた引き出し
片11a〜11dと接合される位置であって、かつ、接
続柱9a〜9dの略中央に第1及び第2のガラス基板2
a,2bに設けられたそれぞれ対応する配線接続孔12
a〜12jが位置するように配設されている。そして、
後述するように配線接続孔12a〜12jに設けられた
リード線13が接続柱9a〜9dに接続されることによ
って、固定検出電極10a〜10dが図示されない外部
回路へ接続できるようになっている。
The size of the weight 4 and the position of the weight 4 are set so that a gap is formed between the periphery of the weight 4 and the inner wall of the frame 1. In the embodiment of the present invention, Is the longitudinal axis direction of the weight portion 4 (in FIG. 1, the horizontal direction of the paper).
Is set to be larger than the gap in the short axis direction of the weight portion 4. In the gap between the weight 4 and the frame 1 in the longitudinal axis direction, the frame 1 and the weight 4
Similarly, connection columns 9a to 9d made of silicon and having the same thickness in the Y-axis direction as the frame 1 are provided (see FIGS. 1 and 2). The connection columns 9a to 9d are located at positions where they are joined to lead pieces 11a to 11d provided on fixed detection electrodes 10a to 10d described later, and are located at substantially centers of the connection columns 9a to 9d. Glass substrate 2
a, 2b corresponding to the respective wiring connection holes 12
a to 12j are located. And
As described later, by connecting the lead wires 13 provided in the wiring connection holes 12a to 12j to the connection columns 9a to 9d, the fixed detection electrodes 10a to 10d can be connected to an external circuit (not shown).

【0012】一方、第1及び第2のガラス基板2a,2
bは、その外形、寸法が枠体1のそれと略同一に形成さ
れており、枠体1側の面には、それぞれ固定検出電極1
0a〜10dが形成されている。すなわち、第1のガラ
ス基板2aの枠体1側の面(図1においては紙面裏側の
面)には、導電性部材からなり、先の錘部4と略同一の
形状に形成された第1及び第2の固定検出電極10a,
10bが、先の錘部4と対向する位置に配設されている
(図1及び図2参照)。第1の固定検出電極10aと、
第2の固定検出電極10bとは、先の錘部4の第1及び
第2の錘連結腕8a,8bの略中央に対応する位置で、
間隙を介して向かい合うように配設されている(図1参
照)。また、第1の固定検出電極10aにおいては、第
1の接続柱9aに対応する位置近傍から、第1の引き出
し片11aが延設されており、その先端部分は、第1の
ガラス基板2aと枠体1とが接合された際、第1のガラ
ス基板2aと第1の接続柱9aの頂面との間に挟持され
るようになっている。同様に、第2の固定検出電極10
bにおいては、第4の接続柱9dに対応する位置近傍か
ら、第2の引き出し片11bが延設されており、その先
端部分は、第1のガラス基板2aと枠体1とが接合され
た際、第1のガラス基板2aと第4の接続柱9dの頂面
との間に挟持されるようになっている。さらに、第1の
ガラス基板2aには、先の接続柱9a〜9dに対応する
位置及び中央支持柱3の略中央に対応する位置に、それ
ぞれ配線接続孔12a〜12eが穿設されており、それ
ぞれの配線接続孔12a〜12eにおいては、導線性材
料からなるリード線13が挿入されると共に、金属材が
充填されて、リード線13と接続柱9a〜9dとの間で
いわゆるオーミックコンタクトが生ずるようになってい
る。
On the other hand, the first and second glass substrates 2a, 2
b has substantially the same outer shape and dimensions as those of the frame 1, and has a fixed detection electrode 1
0a to 10d are formed. That is, the first glass substrate 2a has a first surface formed of a conductive member on the surface on the frame 1 side (the surface on the back side of the paper in FIG. 1) formed substantially in the same shape as the weight 4 described above. And the second fixed detection electrode 10a,
10b is disposed at a position facing the weight 4 (see FIGS. 1 and 2). A first fixed detection electrode 10a;
The second fixed detection electrode 10b is located at a position corresponding to substantially the center of the first and second weight connection arms 8a and 8b of the weight 4 described above.
They are disposed so as to face each other via a gap (see FIG. 1). In the first fixed detection electrode 10a, a first lead piece 11a extends from near the position corresponding to the first connection pillar 9a, and its tip portion is connected to the first glass substrate 2a. When the frame body 1 is joined, it is sandwiched between the first glass substrate 2a and the top surface of the first connection pillar 9a. Similarly, the second fixed detection electrode 10
In b, a second lead piece 11b extends from near the position corresponding to the fourth connection pillar 9d, and the first glass substrate 2a and the frame 1 are joined at the tip thereof. At this time, it is sandwiched between the first glass substrate 2a and the top surface of the fourth connection pillar 9d. Further, wiring connection holes 12a to 12e are formed in the first glass substrate 2a at positions corresponding to the connection columns 9a to 9d and at positions corresponding to substantially the center of the center support columns 3, respectively. In each of the wiring connection holes 12a to 12e, a lead 13 made of a conductive material is inserted and filled with a metal material, so-called ohmic contact occurs between the lead 13 and the connection pillars 9a to 9d. It has become.

【0013】一方、第2のガラス基板2bにおいても、
枠体1側の面に第3及び第4の固定検出電極10c,1
0dが先の第1及び第2の固定検出電極10a,10b
同様に形成され、かつ、配設されている(詳細な説明は
省略することとする)。また、第3の固定検出電極10
cにおいては、第2の接続柱9bに対応する位置近傍か
ら、第3の引き出し片11cが、第4の固定検出電極1
0dにおいては、第3の接続柱9cに対応する位置近傍
から、第4の引き出し片11dが、それぞれ延設されて
おり、それぞれの先端部分は、第2のガラス基板2bと
枠体1とが接合された際、対応する接続柱9b,9cの
頂面と第2のガラス基板2bとの間に挟持されるように
なっている。そして、第2のガラス基板2bにも、第1
のガラス基板2a同様に、接続柱9a〜9d及び中央支
持柱3に対応する位置に、配線接続孔12f〜12jが
穿設されている。
On the other hand, also in the second glass substrate 2b,
Third and fourth fixed detection electrodes 10c, 1 are provided on the surface of the frame 1 side.
0d is the first and second fixed detection electrodes 10a, 10b.
It is formed and arranged in the same manner (detailed description is omitted). Further, the third fixed detection electrode 10
c, from the vicinity of the position corresponding to the second connection pillar 9b, the third lead piece 11c is connected to the fourth fixed detection electrode 1
In 0d, fourth lead pieces 11d are respectively extended from the vicinity of the position corresponding to the third connection pillar 9c, and the respective leading end portions are formed by the second glass substrate 2b and the frame 1. When they are joined, they are sandwiched between the top surfaces of the corresponding connection pillars 9b and 9c and the second glass substrate 2b. Then, the first glass substrate 2b is also provided with the first glass substrate 2b.
Similarly to the glass substrate 2a, wiring connection holes 12f to 12j are formed at positions corresponding to the connection columns 9a to 9d and the center support column 3.

【0014】かかる構成においては、第1の固定検出電
極10aと第1の錘6とにより、コンデンサC1が、第
2の固定検出電極10bと第2の錘7とにより、コンデ
ンサC2が、第3の固定検出電極10cと第1の錘6と
によりコンデンサC3が、第4の固定検出電極10dと
第2の錘7とによりコンデンサC4が、それぞれ形成さ
れるようになっており、第1及び第2の錘6,7は、錘
部4の一部をなすものであり、電気的には同電位状態で
あることから、等価回路は、図12に示されたように、
各コンデンサC1〜C4の一方の電極側(錘部4が対応)
が共通に接続され、他方の電極側が開放端となっている
状態に等価なものとなる。
In this configuration, the capacitor C1 is formed by the first fixed detection electrode 10a and the first weight 6, and the capacitor C2 is formed by the second fixed detection electrode 10b and the second weight 7. A capacitor C3 is formed by the fixed detection electrode 10c and the first weight 6, and a capacitor C4 is formed by the fourth fixed detection electrode 10d and the second weight 7, respectively. The weights 6 and 7 of 2 form part of the weight portion 4 and are electrically in the same potential state. Therefore, as shown in FIG.
One electrode side of each capacitor C1 to C4 (weight 4 corresponds)
Are connected in common, and this is equivalent to a state where the other electrode side is an open end.

【0015】この容量型加速度センサによる加速度検出
について説明すれば、例えば、図2において紙面上方向
に加速度が作用したとすると、第1及び第2の錘6,7
は、慣性力により加速度が作用する方向とは反対方向
へ、作用した加速度の大きさと慣性力とが釣り合う状態
となるまで変位することとなる。このため、第1及び第
2の固定検出電極10a,10bと第1及び第2の錘
6,7との間隔は増加する一方、第3及び第4の固定検
出電極10c,10dと第1及び第2の錘6,7との間
隔は減少する結果、コンデンサC1,C2の容量は減少
し、コンデンサC3,C4の容量は増加することとなる。
一方、加速度が上述とは逆方向に作用する場合には、コ
ンデンサC1,C2の容量は増加し、コンデンサC3,C4
の容量は減少することとなる。したがって、各コンデン
サC1,C2,C3,C4の容量の増減とその大きさによっ
て加速度の方向とその大きさを知ることができるもので
ある。
The acceleration detection by this capacitive acceleration sensor will be described. For example, assuming that the acceleration acts in the upward direction in FIG. 2, the first and second weights 6, 7
Is displaced in the direction opposite to the direction in which the acceleration acts due to the inertial force until the magnitude of the applied acceleration and the inertial force balance. For this reason, the distance between the first and second fixed detection electrodes 10a and 10b and the first and second weights 6 and 7 is increased, while the third and fourth fixed detection electrodes 10c and 10d are connected to the first and second fixed detection electrodes 10c and 10d. As a result of the decrease in the distance between the second weights 6 and 7, the capacitances of the capacitors C1 and C2 decrease, and the capacitances of the capacitors C3 and C4 increase.
On the other hand, when the acceleration acts in the opposite direction, the capacitances of the capacitors C1 and C2 increase, and the capacitors C3 and C4
Will be reduced. Accordingly, the direction and magnitude of the acceleration can be known from the increase and decrease and the magnitude of the capacitance of each of the capacitors C1, C2, C3 and C4.

【0016】次に、図3乃至図6を参照しつつ、上述し
た構成を有する容量型加速度センサの製造プロセスにつ
いて説明する。なお、図3乃至図6においては、各工程
を区別するための識別符号として、パート(工程)を表
す意味の「Pr.」の横にアルファベットを記したもの
を表記してあり、これは、後述する図11に示された従
来の製造プロセスの流れと本発明の実施の形態における
製造プロセスの流れを示す説明図に用いられている各工
程を表すものに対応している。
Next, a manufacturing process of the capacitive acceleration sensor having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. In FIGS. 3 to 6, alphabets are written next to “Pr.” Meaning part (process) as an identification code for distinguishing each process. This corresponds to a flow of a conventional manufacturing process shown in FIG. 11 to be described later and each step used in an explanatory diagram showing a flow of the manufacturing process in the embodiment of the present invention.

【0017】最初に、第1及び第2のガラス基板2a,
2bに挟持される枠体1及び錘部4等を形成するために
用いられるシリコン基板20の両面に、熱酸化の一手法
であるウェット酸化によりシリコン酸化膜(SiO2)を
形成する(図3(a)参照)。例えば、このウェット酸
化は、約1100℃程度の雰囲気温度で、1時間程度の
間行われるものである。続いて、シリコン基板の結晶方
位を示すための切り込み21(図3(b)参照)を形成
するために、いわゆるフォトリソグラフィーにより、第
1の所定のマスクを用いて、シリコン基板20の一方の
面側の所定の箇所のシリコン酸化膜の除去を行う(図3
(a)の符号イ参照)。
First, the first and second glass substrates 2a, 2a
A silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on both surfaces of the silicon substrate 20 used for forming the frame 1 and the weight portion 4 and the like sandwiched between the substrates 2b by wet oxidation which is a method of thermal oxidation (FIG. 3). (A)). For example, this wet oxidation is performed at an ambient temperature of about 1100 ° C. for about 1 hour. Subsequently, in order to form a notch 21 (see FIG. 3B) for indicating the crystal orientation of the silicon substrate, one surface of the silicon substrate 20 is formed by so-called photolithography using a first predetermined mask. The silicon oxide film at a predetermined position on the side is removed (FIG. 3).
(Refer to the symbol (a) in (a)).

【0018】続いて、符号イの部位に対応するシリコン
基板20の部分にのみ、例えば、エッチング液としてK
OHを用いてシリコンエッチングを施すことによって、
切り込み21を形成し、この後、例えばエッチング液と
してバファーフッ酸を用いてシリコン酸化膜をエッチン
グにより除去する(図3(b)参照)。なお、面方位を
確認するための手順については、シリコンウェハのオリ
エンテーション・フラットによって既に(111)が指
定されていることを前提としているため省略してある。
Subsequently, only the portion of the silicon substrate 20 corresponding to the portion indicated by the reference character A, for example, K
By performing silicon etching using OH,
A notch 21 is formed, and thereafter, the silicon oxide film is removed by etching using, for example, buffered hydrofluoric acid as an etching solution (see FIG. 3B). The procedure for checking the plane orientation is omitted because it is assumed that (111) has already been specified by the orientation flat of the silicon wafer.

【0019】次に、ウェット酸化によって、再度、シリ
コン基板20の両面にシリコン酸化膜を、例えば約50
00オングストローム程度の膜厚に形成する。次いで、
第2の所定のマスクを用いて、シリコン基板20の一方
の面側において、フォトリソグラフィーにおける全面露
光を施し、シリコン酸化膜のエッチングを行い、所定の
形状とした後、レジストの除去を行う(図4(a)参
照)。さらに、シリコン基板20の他方の面側において
も、第2の所定のマスクを用いて、フォトリソグラフィ
ーにより同様にシリコン酸化膜を所定の形状に形成する
(図4(a)参照)。
Next, a silicon oxide film is again formed on both surfaces of the silicon substrate 20 by, for example, about 50
It is formed to a thickness of about 00 Å. Then
Using a second predetermined mask, on one surface side of the silicon substrate 20, the entire surface is exposed by photolithography, and the silicon oxide film is etched to have a predetermined shape, and then the resist is removed (FIG. 4 (a)). Further, on the other surface side of the silicon substrate 20, a silicon oxide film is similarly formed in a predetermined shape by photolithography using a second predetermined mask (see FIG. 4A).

【0020】次に、シリコンエッチングにより、シリコ
ン基板20の両面において、シリコン酸化膜で覆われて
いない部分のシリコンを、その表面から約10μm程度
除去し、シリコン酸化膜をエッチングにより除去する
(図4(b)参照)。続いて、シリコン基板20の一方
の面、すなわち、図4(c)において紙面上側の面(以
下、この面を便宜上「表面」と称し、反対側の面を「裏
面」と称することとする)に、スパッタリングによりニ
ッケル(Ni)膜の形成を行い、第3の所定のマスクを
用いて、フォトリソグラフィーによりニッケル膜をエッ
チングして所定の形状に形成する(図4(c)参照)。
なお、ここで、スパッタリングを行うものとしては、後
述する工程におけるリアクティブ・イオン・エッチング
に対して耐腐食性を有する金属材料であれば、Ni以外
のものであってもよいものである。ここまでの、工程に
より、枠体1、中央支持柱3、錘部4及び接続柱9a〜
9dのそれぞれの形成位置が決定された状態となる。換
言すれば、ここまでのシリコンエッチングにより、枠体
1、中央支持柱3、錘部4及び接続柱9a〜9dのそれ
ぞれのZ軸方向(図2参照)における厚み差が形成され
たこととなる。
Next, portions of silicon that are not covered with the silicon oxide film on both sides of the silicon substrate 20 are removed by about 10 μm from the surface thereof by silicon etching, and the silicon oxide film is removed by etching (FIG. 4). (B)). Subsequently, one surface of the silicon substrate 20, that is, the upper surface of the paper in FIG. 4C (hereinafter, this surface is referred to as “front surface” for convenience, and the opposite surface is referred to as “back surface”). Next, a nickel (Ni) film is formed by sputtering, and the nickel film is etched into a predetermined shape by photolithography using a third predetermined mask (see FIG. 4C).
Here, as for the sputtering, any metal material other than Ni may be used as long as it is a metal material having corrosion resistance to reactive ion etching in a process described later. By the steps up to this point, the frame 1, the center support column 3, the weight 4, and the connection columns 9a to
Each of the formation positions 9d is determined. In other words, a thickness difference in the Z-axis direction (see FIG. 2) of the frame 1, the center support pillar 3, the weight 4, and the connection pillars 9a to 9d is formed by the silicon etching so far. .

【0021】次に、第2のガラス基板2bの上に、上述
までの状態のシリコン基板載せて、公知・周知の陽極接
合法により、両者の接合を行う(図5(a)参照)。な
お、接合方法は、必ずしも陽極接合法である必要はな
く、勿論他の接合方法を用いてもよいものである。ま
た、第2のガラス基板2bは、この工程の前に、予め第
3及び第4の固定検出電極10c,10dの形成、配線
接続孔12f〜12jの穿設等の必要な処理が済んでい
るものとする。続いて、ドライエッチングの一種として
公知・周知のリアクティブ・イオン・エッチング(RI
E:Reactive Ion Etching)により、シリコン基板の厚
み方向(図5において紙面上下方向)にいわゆる貫通エ
ッチングを施すことによって、所定の箇所のシリコンの
除去を行い、その後、ニッケル膜のエッチングによる除
去を行い、さらに、洗浄乾燥を行う(図5(a),
(b)参照)。このRIEによる貫通エッチングによっ
て、第1のガラス基板2aと第2のガラス基板2bの間
に挟持される枠体1、中央支持柱3、錘部4等が形成さ
れることとなる。換言すれば、このRIEによる貫通エ
ッチングにより、枠体1の内側において、完成後に空隙
となるべき部位の形成が行われることとなる。
Next, the silicon substrate in the state described above is placed on the second glass substrate 2b, and the two are bonded by a known / well-known anodic bonding method (see FIG. 5A). In addition, the joining method does not necessarily need to be the anodic joining method, and of course, other joining methods may be used. Prior to this step, the second glass substrate 2b has been subjected to necessary processing such as formation of the third and fourth fixed detection electrodes 10c and 10d and formation of the wiring connection holes 12f to 12j. Shall be. Subsequently, reactive ion etching (RI) (known as a kind of dry etching)
E: Reactive Ion Etching, so-called through-etching is performed in the thickness direction of the silicon substrate (the vertical direction in FIG. 5) to remove silicon at a predetermined location, and then remove the nickel film by etching. Then, washing and drying are performed (FIG. 5A,
(B)). By the penetration etching by the RIE, the frame body 1, the center support pillar 3, the weight portion 4, and the like sandwiched between the first glass substrate 2a and the second glass substrate 2b are formed. In other words, by the penetration etching by the RIE, a portion to be a void after completion is formed inside the frame 1.

【0022】次に、第1のガラス基板2aの接合を、陽
極接合法により行う(図5(c)参照)。なお、ここ
で、第1のガラス基板2aは、この工程の前に、予め第
1及び第2の固定検出電極10a,10bの形成、配線
接続孔12a〜12eの穿設等の必要な処理が済んでい
るものとする。また、接合方法は、必ずしも陽極接合法
である必要はなく、勿論他の接合方法を用いてもよいも
のである。続いて、第1のガラス基板2aの上面(図6
において紙面上側)にアルミニウムをスパッタリングに
より蒸着し、その後、フォトリソグラフィーにより、第
4の所定のマスクを用いて、配線接続孔12a〜12e
以外の部分に蒸着されたアルミニウムの除去を行う(図
6(a)参照)。最後に、リード線13を各配線接続孔
12a〜12eへ挿入すると共に半田を充填することに
よってリード線の取り付けがなされ、容量型加速度セン
サが完成されることとなる(図6(b)参照)。
Next, the first glass substrate 2a is bonded by an anodic bonding method (see FIG. 5C). Here, the first glass substrate 2a is subjected to necessary processing such as formation of the first and second fixed detection electrodes 10a and 10b and formation of the wiring connection holes 12a to 12e before this step. It has been done. Also, the joining method does not necessarily need to be the anodic joining method, and of course, other joining methods may be used. Subsequently, the upper surface of the first glass substrate 2a (FIG. 6)
, Aluminum is deposited on the upper side of the paper by sputtering, and thereafter, the wiring connection holes 12a to 12e are formed by photolithography using a fourth predetermined mask.
The aluminum deposited on the other parts is removed (see FIG. 6A). Finally, the lead wire 13 is inserted into each of the wiring connection holes 12a to 12e and filled with solder to attach the lead wire, thereby completing the capacitive acceleration sensor (see FIG. 6B). .

【0023】このように、本発明の実施の形態における
製造プロセスは、従来と異なり、作業者に有毒なガス、
特に、従来、接続柱9a〜9dと枠体1との間を仮の連
結状態としていたシリコンをレーザ光により切断する際
に用いられていたNF3ガスを必要とせず、しかも、4
つのマスクを用いるだけで容量型加速度センサを製造す
ることができるものである。
As described above, the manufacturing process according to the embodiment of the present invention differs from the conventional one in that a gas toxic to the operator,
In particular, NF 3 gas, which has conventionally been used for cutting silicon that has been temporarily connected between the connection pillars 9a to 9d and the frame body 1 by a laser beam, is not required.
It is possible to manufacture a capacitive acceleration sensor by using only one mask.

【0024】次に、上述した製造プロセスが、従来の製
造プロセスに比して具体的にどの程度簡潔なものである
かを明らかにするため、図11を用いて上述した製造プ
ロセスの流れと従来の製造プロセスの流れの違いを説明
すると共に、図7乃至図10を用いて従来の製造プロセ
スについて概括的に説明することとする。まず、図11
は、上述した本発明の実施の形態における製造プロセス
の流れを従来の製造プロセスの流れと共に示したもので
ある。すなわち、製造プロセスの各主要工程をパート
(図11においては「Pr.」と表記)と称することと
し、アルファベットを併記して各パートを区別したとす
ると、従来の製造プロセスは、パートAからパートPま
での16工程からなるものであって、しかも、7つのマ
スクが必要なものであった。
Next, in order to clarify how simple the manufacturing process described above is compared with the conventional manufacturing process, the flow of the manufacturing process described above with reference to FIG. The difference in the flow of the manufacturing process will be described, and the conventional manufacturing process will be generally described with reference to FIGS. First, FIG.
9 shows the flow of the manufacturing process according to the embodiment of the present invention described above together with the flow of the conventional manufacturing process. That is, each main process of the manufacturing process is referred to as a part (in FIG. 11, denoted as “Pr.”). It consists of 16 steps up to P, and requires seven masks.

【0025】これに対して、上述した本発明の実施の形
態における製造プロセスは、パートA乃至パートD、パ
ートQ乃至パートS及び、パートN乃至パートPの全1
0工程からなる(パートA乃至パートD、パートN乃至
パートPの工程は、従来の製造プロセスと共通するもの
である)もので、しかも、必要なマスクの数は、4つで
済むものである。なお、図11においては、マスクを必
要とする工程の脇に、「Mask」と記すると共に、従来の
製造プロセス及び本発明の実施の形態における製造プロ
セスに共通するものについては、「Mask」の文字の横
に、1から昇順に番号を付し、本発明の実施の形態にお
ける製造プロセスにおけるものについては、番号の横に
さらにアルファベットのAを付して区別してある。さら
に、先の図3乃至図6及び後述する図7乃至図10にお
いては、この図11において示されたマスクが用いられ
る工程を示す図の横に括弧書きで該当するマスク番号を
表記してある。なお、先の図3乃至図6及び後述する図
7乃至図10においては、この図11における各工程を
区別する符号(Pr.A等)と同一符号を用いて該当す
る図の脇に表記してある。
On the other hand, the manufacturing process according to the above-described embodiment of the present invention includes all of the parts A to D, the parts Q to S, and the parts N to P.
It consists of zero steps (the steps of parts A to D and parts N to P are common to the conventional manufacturing process), and requires only four masks. In FIG. 11, “Mask” is written beside the step requiring a mask, and “Mask” is used for those common to the conventional manufacturing process and the manufacturing process in the embodiment of the present invention. Numbers are assigned in ascending order from 1 next to the letters, and those in the manufacturing process according to the embodiment of the present invention are further distinguished by adding an alphabetic letter A beside the numbers. Further, in FIGS. 3 to 6 and FIGS. 7 to 10 which will be described later, the corresponding mask numbers are written in parentheses beside the drawings showing the steps in which the mask shown in FIG. 11 is used. . In FIGS. 3 to 6 and FIGS. 7 to 10 described later, the same reference numerals (Pr. A, etc.) as those used in FIG. It is.

【0026】次に、上述した本発明の実施の形態におけ
る製造プロセスと従来のそれとの違いをより明らかにす
るため、図7乃至図9を参照しつつ、従来の製造プロセ
スについて、概括的に説明することとする。まず、従来
の製造プロセスにおけるパートA乃至D及びパートN乃
至P(図11参照)につていは、先に説明した本発明の
実施の形態における製造プロセスと同一(図3、図4
(a),(b)及び図6参照)であるので、ここでの詳
細な説明を省略し、パートE乃至Mについて説明するこ
ととする。
Next, in order to further clarify the difference between the above-described manufacturing process in the embodiment of the present invention and the conventional manufacturing process, the conventional manufacturing process will be generally described with reference to FIGS. I decided to. First, the parts A to D and the parts N to P (see FIG. 11) in the conventional manufacturing process are the same as those in the above-described embodiment of the present invention (see FIGS. 3 and 4).
(See (a), (b) and FIG. 6), so a detailed description is omitted here, and parts E through M will be described.

【0027】すなわち、パートDの処理の後は、熱酸化
の一つであるウェット酸化により、シリコン基板20の
両面に、シリコン酸化膜(SiO2)を約10700オン
グストローム程度形成する。続いて、フォトリソグラフ
ィーにより、通算して3つ目の所定のマスクを用いて、
両面のシリコン酸化膜を所定の形状に形成する(図7
(a)参照)。次に、フォトリソグラフィーにより、通
算して4つめの所定のマスクを用いて、シリコン酸化膜
の所定の部位にエッチングを施すことによって、当該部
分のシリコン酸化膜の膜厚を、例えば、4500オング
ストローム程度に形成する(図7(b)参照)。
That is, after the processing of Part D, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on both surfaces of the silicon substrate 20 by about 10700 angstroms by wet oxidation which is one of thermal oxidation. Subsequently, by photolithography, using a third predetermined mask in total,
Silicon oxide films on both sides are formed in a predetermined shape (FIG. 7).
(A)). Next, a predetermined portion of the silicon oxide film is etched using a fourth predetermined mask by photolithography, so that the thickness of the silicon oxide film in that portion is reduced to, for example, about 4500 angstroms. (See FIG. 7B).

【0028】続いて、シリコン基板20が露出している
部分に対して、シリコンエッチングを施し、シリコン基
板20の表面側から所定の深さ(約10μm及び約32
μm)となるように、シリコンの除去を行なった後、さ
らに、シリコン酸化膜に対するエッチングを行い、シリ
コン酸化膜の厚みを約6000オングストローム程度に
形成する(図7(c)参照)。次に、シリコンエッチン
グにより、所定の箇所のシリコンが切断されるようにシ
リコンの除去を行い、枠体1、錘部4等に該当する部分
の形成を行う(図8(a)参照)。なお、この工程にお
いて、接続柱9a〜9dと枠体1との間は、シリコンを
一部残すようにし、接続柱9a〜9dと枠体1とを仮止
め状態にしておくための仮支持部22とし(図8(a)
参照)、この仮支持部22は、後述する工程におけるレ
ーザ光により切断するようにする。また、図8(a)に
おいては、シリコン酸化膜が除去されたように示されて
いるが、シリコン酸化膜の除去は、後述する陽極接合法
によるガラス基板との接合処理の直前に行うものとし、
それまでシリコン酸化膜は形成された状態としておく。
Subsequently, the portion where the silicon substrate 20 is exposed is subjected to silicon etching, and a predetermined depth (about 10 μm and about 32
μm), the silicon oxide film is further etched to form a silicon oxide film having a thickness of about 6000 angstroms (see FIG. 7C). Next, silicon is removed by silicon etching so that silicon at a predetermined location is cut, and portions corresponding to the frame 1, the weight 4, and the like are formed (see FIG. 8A). In this step, a portion of the silicon is left between the connection columns 9a to 9d and the frame 1, and a temporary support portion for temporarily fixing the connection columns 9a to 9d and the frame 1 is provided. 22 (FIG. 8A)
The temporary support portion 22 is cut by a laser beam in a step described later. Although FIG. 8A shows that the silicon oxide film has been removed, the removal of the silicon oxide film is performed immediately before a bonding process with a glass substrate by an anodic bonding method described later. ,
Until then, the silicon oxide film is left in the formed state.

【0029】次に、パートI乃至パートMまでの工程
(図8(b)乃至図9(b)に該当)は、第1及び第2
のガラス基板2a,2bを製造する工程であり、両者の
製造工程は同一であるので、図8(b)乃至図9(b)
においては、一方のガラス基板(例えば第1のガラス基
板2a)の製造過程が示されており、以下の説明も一方
の製造過程を説明することで、他方のガラス基板の説明
に代えることとする。第1のガラス基板2a(又は第2
のガラス基板2b)となるガラス板に対して、電解放電
加工を用いて、所定の部位に配線接続孔12a〜12e
(又は12f〜12j)となる孔の穿設を行う(図8
(b)参照)。次いで、フォトリソグラフィーにより、
通算5つ目の所定のマスクを用いて、ガラス板の一方の
面側に、所定のホトレジスト膜を形成し(図8(c)参
照)、続いて、ITO(酸化インジウム・スズ)をスパ
ッタリングによりホトレジスト膜が形成されていない所
定の箇所に約2000オングストローム程度の膜厚に蒸
着して、ITOからなる固定検出電極10a,10b
(又は10c,10d)が形成されることとなる(図8
(d)参照)。
Next, the steps from Part I to Part M (corresponding to FIGS. 8B to 9B) are the first and second steps.
8 (b) to 9 (b) since the manufacturing steps of the two glass substrates 2a and 2b are the same.
Shows the manufacturing process of one glass substrate (for example, the first glass substrate 2a), and the following description will also explain one manufacturing process and replace the description of the other glass substrate. . First glass substrate 2a (or second glass substrate 2a)
In the glass plate to be the glass substrate 2b), wiring connection holes 12a to 12e are formed at predetermined portions by using electrolytic discharge machining.
(Or 12f to 12j) (FIG. 8)
(B)). Then, by photolithography
Using a fifth predetermined mask, a predetermined photoresist film is formed on one surface side of the glass plate (see FIG. 8C), and then ITO (indium tin oxide) is sputtered. The fixed detection electrodes 10a and 10b made of ITO are vapor-deposited on predetermined portions where no photoresist film is formed to a film thickness of about 2000 Å.
(Or 10c, 10d) is formed (FIG. 8).
(D)).

【0030】次に、フォトリソグラフィーにより、通算
6つ目のマスクを用いて、固定検出電極10a,10b
(又は固定検出電極10c,10d)が形成された面側
に、所定の形状にホトレジスト膜を形成し、例えば、チ
タンと白金の合金(Ti/Pt)を所定の箇所に蒸着し、
その後、不要なホトレジスト膜を除去することにより、
引き出し片11a,11b(又は11e,11d)が形
成されることとなる(図9(a)参照)。そして、第2
のガラス基板2bに、先の図8(a)までの工程で製造
された枠体1、錘部4等を載置し、陽極接合法により第
2のガラス基板2bと枠体1等との接合を行い、さら
に、YAGレーザを用いて、例えば、NF3ガス雰囲気
下において、仮支持部22を切断する(図9(b)参
照)。
Next, the fixed detection electrodes 10a, 10b are formed by photolithography using a sixth mask in total.
A photoresist film is formed in a predetermined shape on the surface side on which the fixed detection electrodes 10c and 10d are formed, and for example, an alloy of titanium and platinum (Ti / Pt) is vapor-deposited at a predetermined position,
Then, by removing the unnecessary photoresist film,
The drawer pieces 11a and 11b (or 11e and 11d) are formed (see FIG. 9A). And the second
The frame 1, the weight 4 and the like manufactured in the steps up to FIG. 8A are placed on the glass substrate 2b described above, and the second glass substrate 2b and the frame 1 and the like are formed by anodic bonding. The bonding is performed, and the temporary support portion 22 is cut using a YAG laser, for example, in an NF 3 gas atmosphere (see FIG. 9B).

【0031】以上で、図11に示されたパートMまでの
工程が終了することとなる。この後の工程であるパート
N乃至Pまでの工程は、本発明の実施の形態における製
造プロセスで既に説明した部分と全く同一(図5(c)
及び図6参照)であるので、ここでの再度の説明は省略
することとする。なお、パートNの工程において、用い
られるマスクは、従来の製造プロセスでは、通算7つ目
のものとなるが、本発明の実施の形態における製造プロ
セスにおいては、先に説明したように4つ目のマスクと
なるものである。
Thus, the processes up to the part M shown in FIG. 11 are completed. The subsequent steps from Part N to Part P are exactly the same as those already described in the manufacturing process according to the embodiment of the present invention (FIG. 5C).
And FIG. 6), and a repeated description here will be omitted. In the process of Part N, the total number of masks used in the conventional manufacturing process is the seventh, but in the manufacturing process according to the embodiment of the present invention, the fourth mask is used as described above. Of the mask.

【0032】上述した従来の製造プロセス中、特に、Y
AGレーザによる仮支持部22の切断作業の際に用いら
れるNF3ガスは、人体に有害であり、作業にあたって
は、吸引等することがないように製造設備を調える必要
があり、また、作業者自身も十分注意して作業する必要
がある。
During the conventional manufacturing process described above,
The NF 3 gas used in the cutting work of the temporary support portion 22 by the AG laser is harmful to the human body. In the work, it is necessary to prepare production facilities so as not to be sucked or the like. You need to be very careful.

【0033】次に、本発明の実施の形態における製造プ
ロセスの第2の例について、図10及び図11を参照し
つつ説明する。この第2の例は、図11に示されたよう
に、パートA乃至パートLまでは、従来の製造プロセス
と同様で、従来のパートMに該当する部分をパートTの
工程に代え、残りのパートN乃至パートPは、従来と同
様としたものである。すなわち、この第2の例において
は、パートLの工程の後、第2のガラス基板2b上に、
パートHまでの工程(図8(a)参照)で製造された枠
体1等を載置して、陽極接合法により、第2のガラス基
板2bと枠体1等との接合を行う(図10参照)。そし
て、枠体1等の上に、ガラスマスク23を仮載せし、リ
アクティブ・イオンビーム・エッチング(RIE)によ
り、通算6つ目のマスク(図11においては、パートL
の工程で用いられるマスクと区別するため「Mask.6A」
と表記)を用いて、仮支持部22の切断を行うことでパ
ートTの工程が終了することとなる(図10参照)。こ
こで、ガラスマスク23は、枠体1等の上に載置した状
態において、丁度仮支持部22の位置に対応する部位に
孔24が穿設されており、このガラスマスク23の上か
ら仮支持部22に対してRIEが行えるようになってい
るものである。なお、パートA乃至L及びパートN乃至
パートPの工程については、先に説明した内容と同一で
あるのでここでの説明は省略することとする。この第2
の例の場合には、従来の製造プロセスと異なり、仮支持
部22の切断をリアクティブ・イオンビーム・エッチン
グにより行うようにして、従来のレーザ光による切断作
業を無くした点に特徴を有するものである。
Next, a second example of the manufacturing process according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second example, as shown in FIG. 11, parts A to L are the same as the conventional manufacturing process. Parts N to P are the same as in the related art. That is, in the second example, after the process of Part L, on the second glass substrate 2b,
The frame 1 and the like manufactured in the steps up to Part H (see FIG. 8A) are placed, and the second glass substrate 2b and the frame 1 and the like are joined by an anodic bonding method (FIG. 10). Then, a glass mask 23 is temporarily mounted on the frame 1 and the like, and a sixth mask (part L in FIG. 11 in FIG. 11) is formed by reactive ion beam etching (RIE).
"Mask.6A" to distinguish it from the mask used in the process
(Notation), and the temporary support portion 22 is cut to complete the process of Part T (see FIG. 10). Here, when the glass mask 23 is placed on the frame 1 or the like, a hole 24 is formed at a position corresponding to the position of the temporary support portion 22. RIE can be performed on the support portion 22. Since the processes of parts A to L and N to P are the same as those described above, description thereof will be omitted. This second
In the case of the example, unlike the conventional manufacturing process, the temporary support portion 22 is cut by the reactive ion beam etching, and the feature is that the cutting work by the conventional laser beam is eliminated. It is.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
従来のような危険なガスを用いることなく、しかも、工
程の簡素化ができるように構成することにより、従来と
異なり、レーザ光による加工工程を含まないので、従
来、レーザ光による加工工程の際に、雰囲気として用い
られていた危険なガスを必要としないので、作業者が危
険なガスに晒されることなく安全な作業ができ、高い安
全性が確保されることとなる。また、従来と異なり、レ
ーザ光により切断される部位を仮に支持するためのいわ
ば仮の支持部のようなものを形成する必要がなくなるの
で、工程数を減らすことができ、製造時間の短縮が図ら
れると共に、必要なマスクの数も少なくなるので、製造
コストの低減が図られることとなる。
As described above, according to the present invention,
By using a configuration that does not use a dangerous gas as in the past and that can simplify the process, unlike the conventional process, it does not include a laser beam processing process. In addition, since the dangerous gas used as the atmosphere is not required, the worker can perform a safe operation without being exposed to the dangerous gas, and the high safety is secured. Further, unlike the related art, there is no need to form a kind of temporary support portion for temporarily supporting a portion to be cut by the laser beam, so that the number of steps can be reduced, and the manufacturing time can be reduced. And the number of necessary masks is reduced, so that the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における容量型加速度セン
サの構成を分解した状態で示す全体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view showing a disassembled configuration of a capacitive acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のAA線における容量型加速度センサの縦
断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the capacitive acceleration sensor taken along the line AA in FIG.

【図3】本発明の実施の形態における容量型加速度セン
サの製造プロセスにおける工程を模式的に示す模式図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view schematically showing steps in a manufacturing process of the capacitive acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【図4】図3に示された製造工程に続く製造工程を模式
的に示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view schematically showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG.

【図5】図4に示された製造工程に続く製造工程を模式
的に示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view schematically showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG. 4;

【図6】図5に示された製造工程に続く製造工程を模式
的に示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view schematically showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG. 5;

【図7】従来の製造プロセスにおける製造工程の一部を
模式的に示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic view schematically showing a part of a manufacturing process in a conventional manufacturing process.

【図8】図7に示された製造工程に続く製造工程を模式
的に示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram schematically showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG. 7;

【図9】図8に示された製造工程に続く製造工程を模式
的に示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic view schematically showing a manufacturing process following the manufacturing process shown in FIG. 8;

【図10】本発明の実施の形態における容量型加速度セ
ンサの製造プロセスの第2の例における製造工程の一部
を模式的に示す模式図である。
FIG. 10 is a schematic view schematically showing a part of a manufacturing process in a second example of the manufacturing process of the capacitive acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態における製造プロセスの
流れと従来の製造プロセスの流れを示すフローチャート
である。
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of a manufacturing process according to the embodiment of the present invention and a flow of a conventional manufacturing process.

【図12】本発明の実施の形態における容量型加速度セ
ンサの等価回路である。
FIG. 12 is an equivalent circuit of the capacitive acceleration sensor according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…枠体 3…中央支持柱 3a…連結部 3b,3c…側柱部 4…錘部 5…トーションバー 6…第1の錘 7…第2の錘 9a…第1の接続柱 9b…第2の接続柱 9c…第3の接続柱 9d…第4の接続柱 10a…第1の固定検出電極 10b…第2の固定検出電極 10c…第3の固定検出電極 10d…第4の固定検出電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame body 3 ... Center support pillar 3a ... Connection part 3b, 3c ... Side pillar part 4 ... Weight part 5 ... Torsion bar 6 ... First weight 7 ... Second weight 9a ... First connection pillar 9b ... First 2 connection pillar 9c 3rd connection pillar 9d 4th connection pillar 10a 1st fixed detection electrode 10b 2nd fixed detection electrode 10c 3rd fixed detection electrode 10d 4th fixed detection electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 枠状に形成された枠体の内側に、少なく
とも半導体材料からなる錘が、前記枠体を挟持するよう
に前記枠体と接合された2つの絶縁基板との間で変位可
能に支持されてなり、加速度に応じた前記錘の変位によ
り生ずる前記錘と、前記絶縁基板に形成された固定電極
との間の静電容量の変化が検出可能に構成されてなる容
量型加速度センサの製造方法であって、 半導体材料からなる基板における少なくとも前記枠体及
び前記錘の形成箇所を決定するため、前記基板に対して
フォトリソグラフィーによるシリコンエッチングを施
し、 前記半導体材料からなる基板を前記2つの絶縁基板の一
方の絶縁基板上に載置し、所定の接合方法により両者を
接合させ、 完成状態において空隙となるべき前記基板の部位に対応
する前記基板の一方の面にリアクティブ・イオンビーム
・エッチングに対して耐腐食性を有する金属材料を蒸着
し、 この金属材料が蒸着されていない部位に対してリアクテ
ィブ・イオンビーム・エッチングによる貫通エッチング
を施すことにより、前記枠体の内側において完成状態に
おいて空隙となる部位の形成を行うことを特徴とする容
量型加速度センサの製造方法。
1. A weight made of at least a semiconductor material is displaceable inside a frame formed in a frame shape between two insulating substrates joined to the frame so as to sandwich the frame. And a capacitance-type acceleration sensor configured to be able to detect a change in capacitance between the weight caused by displacement of the weight according to acceleration and a fixed electrode formed on the insulating substrate. The method according to claim 1, wherein the substrate is subjected to silicon etching by photolithography in order to determine at least the positions where the frame and the weight are formed on the substrate made of a semiconductor material. One of the two insulating substrates is placed on one of the insulating substrates, and the two are bonded by a predetermined bonding method, and one of the substrates corresponding to a portion of the substrate to be a gap in a completed state By depositing a metal material having corrosion resistance to reactive ion beam etching on the surface of the substrate, and performing through etching by reactive ion beam etching on a portion where the metal material is not deposited. And forming a portion that becomes a gap in a completed state inside the frame body.
【請求項2】 リアクティブ・イオンビーム・エッチン
グによる貫通エッチングの後、リアクティブ・イオンビ
ーム・エッチングに対して耐腐食性を有する金属材料を
エッチングにより除去し、 前記2つの絶縁基板の他方を、枠体に所定の接合方法に
より接合させることにより、枠体及び枠体の内側に配設
される部材を前記2つの絶縁基板により挟持さらた状態
とすることを特徴とする容量型加速度センサの製造方
法。
2. After penetrating etching by reactive ion beam etching, a metal material having corrosion resistance to reactive ion beam etching is removed by etching, and the other of the two insulating substrates is Manufacturing the capacitive acceleration sensor by joining the frame and a member disposed inside the frame by sandwiching the frame with the frame by a predetermined joining method. Method.
【請求項3】 所定の接合方法は、陽極接合法であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の容量型加速度セン
サの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the predetermined bonding method is an anodic bonding method.
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