专利名称：电子器件的制造方法
技术领域：
本发明涉及具有在硅基板或玻璃基板等平坦的基板上形成的电子元件的电子器件的制造方法。
背景技术：
电子元件通过在硅基板或玻璃基板等平坦的板状材料的表面上将金属、介电体、半导体等材料顺次层叠和形成图形处理而成。为了同时形成多个电子元件而在基板的表面上成批形成多个电子元件，然而因为把各电子元件切出成单个元件，所以生产率低。

发明内容
用以下方法制造电子器件在基板的表面上形成元件后，在元件周围在基板的表面上形成槽。把从基板的里面至少一直到达槽将基板的一部分除去由于该方法通过从基板的里面除去基板的一部分能成批地将多个元件分离成单个元件，所以可以高效率生产电子部件。


图1是本发明实施方式的角速度检测器的立体图。
图2是实施方式的角速度检测器的分解立体图。
图3是表示本发明实施方式1的角速度检测器的制造工序的流程图。
图4是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图5是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图6是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图7是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图8是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图9是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图10是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图11是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图12是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图13是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图14是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图15是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图16是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图17是表示实施方式1的制造工序的立体图。
图18是表示实施方式1的制造工序的立体图。
图19是表示实施方式1的制造工序的剖面图。
图20是实施方式1的角速度检测器的立体21是表示实施方式2的角速度检测器的制造工序的流程图。
图22是表示实施方式2的制造工序的剖面图。
图23是表示实施方式2的制造工序的剖面图。
图24是表示实施方式2的制造工序的立体图。
图25是表示实施方式2的制造工序的立体图。。
图26是表示实施方式2的制造工序的立体图。
图27是表示实施方式2的烙铁的立体图。
图28是表示实施方式2的制造工序的剖面图。
图29是表示实施方式2的制造工序的剖面图。
图30是表示本发明实施方式3的制造工序的剖面图。
图31是表示实施方式3的制造工序的剖面图。
图32是表示实施方式3的制造工序的剖面图。
图33是表示本发明实施方式4的制造工序的剖面图。
图34是表示实施方式4的制造工序的剖面图。
具体实施例方式
图1是作为本发明实施方式电子元件的角速度检测器的立体图，图2是其分解立体图。在音叉形成的基板上顺次设置阻尼层2、下部电极层3、压电层4、上部电极5和辅助电极6。
下面参照图1和图2简单说明该角速度检测器的检测动作。上部电极层5由激振电极5A和检测电极5B组成，分别将压电层4夹在下部电极层3上并对置。当在激振电极5A与下部电极层3之间施加电压时，由于被激振电极5A和下部电极层3夹着压电层4的部分伸缩而使设置在基板1上的两个臂部10A和10B的形状变形，结果引起音叉沿水平方向振动。在该状态下，当以与该音叉的臂平行的轴为中心产生角速度时，臂部10A和10B在沿同时与该轴和振动方向垂直的方向弯曲。压电层4对应该弯曲的大小带电，通过利用检测电极5B检测该带电量可以检测角速度的大小。
(实施方式1)下面参照图3至图20说明本发明实施方式1的角速度检测器的制造方法。图3是表示角速度检测器制造方法的流程图，图4至图20是表示制造工序的剖面图和立体图。
首先如图4所示，通过有机金属化学气相沉积(Metalorganic ChemicalVapor Deposition(MOCVD))在基板1的表面上形成用氧化镍、氧化钴、氧化镁、钛中的一种材料的阻尼层2。例如氧化镍的阻尼层2可以使乙酰丙酮镍升华的气体形成。另外，钛的场合除上述方法外，还用溅射形成阻尼层2。
接着，如图5所示，在阻尼层2的表面上用溅射和真空蒸镀等方法形成由Pt等组成的下部电极层3(图3的步骤302)。
接着，如图6所示那样，在下部电极3的表面上通过溅射形成由钛酸锆酸铅(以下记为PZT)等压电材料组成的压电层4(图3的步骤303)。
接着，如图7所示，在压电层4的表面上用金通过溅射真空蒸镀等方法形成上部电极层5(图3的步骤304)。在此也可以在由PZT组成的压电层4与由金组成的上部电极5之间设置钛和铬等层。因为钛和铬与PZT的密着性优良并与金形成坚固的扩散层，所以通过该层可以进一步提高压电层4与上部电极层5的密着强度，根据本发明人的实验，例如在用钛层的场合通过形成20至100埃程度的膜厚的层可以得到足够的密着强度。
图8至图16是检测器的臂部10A、10B的剖面图。
首先如图8所示，在形成上部电极层5的激振电极5A、检测电极5B的部分上用一般的蚀刻法等形成由感光性树脂组成的元件形成用抗蚀刻膜7(图3的步骤305)。
接着，如图9所示，通过用干蚀刻法除去没有被元件形成用抗蚀刻膜7覆盖的区域的上部电极层5和压电层4来形成激振电极5A和检测电极5B(图3的步骤306)。这时，为了防止在接着的元件形成用抗蚀刻膜7的除去工序中用除去溶剂通过后面的工序浸入下部电极3与压电层的界面，而在达到压电层4的底面前立即使压电层的除去结束，以便不使下部电极层3露出。
接着，如图10所示，用有机溶剂和碱溶液等除去用溶剂或氧抛光等方法除去元件形成用抗蚀刻膜7(图3的步骤307)。借此将上部电极层5分离成激振电极5A和检测电极5B。
接着，如图11所示，用与元件形成用抗蚀刻膜7同样的方法形成覆盖激振电极5A、检测电极5B、电极5A和5B的周边的压电层的抗蚀掩膜8(图3的步骤308)。
接着，如图12所示，通过干蚀刻除去没被抗蚀掩膜8覆盖的压电层4、下部电极3和阻尼层2(图3的步骤309)。抗蚀掩膜8形成在各个电子元件3的周围，与相邻的电子元件周围的抗蚀掩膜8分离。借此使相邻的电子元件不连接。
接着，如图13所示，至少用二种气体蚀刻上述基板1。这两种气体的蚀刻条件不同，例如用作为促进蚀刻的第一气体的SF6和抑制蚀刻的第二气体C4F8。使这些气体混合或边互相切换，边慢慢地蚀刻基板1。
合理地控制混合的气体，通过在蚀刻中控制混合气体的混合比率控制蚀刻的控制和促进，使基板1局部被蚀刻。通过混合比率的最佳控制，蚀刻只沿基板1的面成直角的下方进行，使槽9的底面与侧面的角度几乎形成直角。并且随着蚀刻的进行，通过增加第一气体的混合比使槽9的底面与侧面的角度形成为锐角。
在使这两种气体互相交替的场合，通过控制气体使用的时间比也能同样控制槽9的形状。
基板1被蚀刻得比最后所需要的基板厚度D1深，因此如图13所示，基板1形成为比离开已形成有下部电极3、压电基板4、上部基板5的面远的那侧宽度窄的梯形形状。
接着，如图14所示，通过粘接层将仍保留有抗蚀掩膜8的假基板11和基板1粘接(图3的步骤310)。并且也可以在该工序之前除去抗蚀掩膜8。
使粘接层12至少形成在电子元件13的表面和电子元件13的外周面上。粘接层12最好由进入在梯形状的臂部10A、10B间的槽中的足够量的粘接剂形成。借此，因为在粘接层12粘接后如图14所示那样，使梯形状的臂部10A、10B以使其进入粘接层12的方式粘接，所以可以提高结合强度。借此可以防止在研磨基板1时假基板11与检测器的错动，结果可以均匀磨削基板1。
另外，虽然在图14中示出一个电子元件，但实际上如图17所示，基板1的形成有多个电子元件的面与假基板11对置并通过粘接层12粘接。
假基板11具有平坦的表面，并且具有能承受因基板1的除去而引起的应力的强度，例如由玻璃、硅基板、SUS基板组成。
接着，如图15所示，从基板1的里面侧磨削除去基板1的一部分(图3的步骤311)，通过磨削可以高精度地控制基板1的厚度。这时如图13所示，磨削基板1，以便最终达到要求的厚度。通过该方法，在制造工序中，因为在基板上引起应力等负荷的上部电极层5、压电层4、下部电极层3、阻尼层2和基板1的蚀刻工序在基板1厚的状态下进行，所以能极力防止基板1的断裂，结果可高效率地制造检测器。
基板1即使在槽9贯通也能磨削到所需要的厚度。如上所述，通过粘接层12至少将电子元件13的表面和外周面粘接在假基板11上。因此，如图18所示，在分离成个别的电子元件后，即使再继续磨削基板1，个别电子元件13也不分离。
另外，上述磨削的面的基板1的外周具有比相反面的外周小的梯形状的剖面，借此，即使基板在槽9贯通后再磨削，槽9的侧面和磨削面的角部(图15的a部)也不容易破损。
在基板1的剖面的梯形状对检测器的频率特性等有影响的场合，也可以如图19中所示那样蚀刻基板1。基板1首先向与表面成直角的下方蚀刻。在小于基板1最终所需要的厚度D1之前，一直改变蚀刻时的蚀刻条件，为了在基板1的侧壁1变宽而进行蚀刻(图19的A部)。因此即使从里面磨削基板1使槽贯通后也能减少槽9的侧面和磨削面的角部(图19的A部)的破损，并能制成基板1的大部分在表面上具有直角的侧面的立体。另外，也可以为了使基板1在侧壁上变宽而用二氟化氙作为蚀刻气体。借此，可以如图19的A部那样只蚀刻槽9的底面附近的部分，在侧壁上变宽。这就是为什么在用第一和第二气体蚀刻基板1时在基板1的蚀刻的侧壁部分上形成保护膜的理由，因为在基板1的底部附近不形成保护膜，所以可以用二氟化氙只蚀刻底部。
接着，如图16所示，除去假基板11(图3的步骤312)，与元件形成用抗蚀刻膜7同样地除去抗蚀掩膜8(图3的步骤313)，得到角速度检测器15。这时根据需要也除去附着在电子元件13上的粘接层12的残留物。因为抗蚀掩膜8不与相邻的电子元件13连接，所以在步骤311中除去基板1的一部分时，电子元件13只通过粘接层12和假基板11与其它的电子元件13相连。因此通过除去粘接层12就可以成批分离各电子元件13。而且，因为构成激振电极5A和检测电极5B的上部电极层5在分离成各个电子元件之前一直被抗蚀掩膜8覆盖，所以可以减少上部电极层5的破损和污染。
然后如图20所示，根据需要将分离后的角速度检测器安装在被安装体例如外装壳14上(图3的步骤314)。
另外，在实施方式1中是以角速度检测器作为电子元件说明的，但不受此限定，电子元件是例如基片电阻器、振动子、激励器等电子部件也能得到与本实施方式同样的效果。
(实施方式2)图21是表示本发明实施方式2角速度检测器制造方法的流程图。图22至图29是表示制造工序的剖面图和立体图。
用实施方式2的制造方法如图21所示，至干蚀刻基板1的工序(步骤309)中与至在实施方式1中的图3的步骤301至309同样地制成角速度检测器。
接着，如图22所示，通过用在例如腊烛等上的由链烷烃石腊等热塑性树脂组成的粘接层51粘接仍保留抗蚀掩膜8的假基板11和基板1(图21的步骤2110)。而且也可以在该工序之前除去抗蚀掩膜8。另外形成粘接层51的粘接剂的量与实施方式1同样地考虑粘接强度后确定。
另外，虽然在图23中示出了一个电子元件，但实际上如图24所示基板1的形成有多个电子元件的面与假基板11对置并通过粘接层51粘接。
接着，如图23和图25所示，与实施方式1中的图3的步骤311同样地从基板1的里侧除去基板的一部分(图21的步骤2111)。
接着，对电子元件13加热，从粘接层51上摘取电子元件13(图2的步骤2112)。通过对电子元件13加热可容易地从热塑性树脂的粘接层51上取下电子元件13。
为了加热而如图26所示，使烙铁21与电子元件13接触，烙铁21的前端22如图27所示，最好与电子元件13具有同一形状或比电子元件13外形小一些。因为所期望的电子元件13与相邻的电子元件13只通过热塑性树脂连接，所以来自烙铁的热传给电子元件，而传给元件以外困难，因此，如图28所示，只使连接所期望的电子元件13和假基板11的粘接层51的区域周边熔化，可以摘取所期望的电子元件13。
另外，为了加热而如图13所示，也可以用红外线照射电子元件13代替烙铁15。在红外线源16与假基板11之间设置掩模17，只对所期望的电子元件13，通过只加热所期望的电子元件13的周边，而熔化粘接层51，可以摘取所期望的电子元件13。
此外，因为与实施方式1同样，抗蚀掩膜8不与其它电子元件13连接，所以在从基板1的里面侧除去其一部分时电子元件13只通过粘接层51与假基板11连接，从而可以在摘取电子元件13时对其它电子元件13产生的影响小，结果可以防止其它电子元件的排列变乱。
接着，如图16所示，用有机溶液和碱溶液等除去抗蚀掩膜8(图21的步骤2113)。这时根据需要，也除去附着在电子元件13的粘接层51的残留物。
然后，如图20所示，将角速度检测器21安装在被安装体例如外装壳体中(图21的步骤2114)。
另外，在本实施方式2中是以角速度检测器作为电子元件说明的，但不受此限定，与实施方式1一样，电子元件即使是基片电阻器、振动子、激励器等电子器件，也能得到与本实施方式同样的作用效果。
(实施方式3)现在参照图30至32说明本实施方式3的角速度检测器的制造方法，实施方式3与实施方式2不同，在假基板11上设置例如由碳组成的吸收红外线层18如图30、31所示，因为在粘接层51与假基板11之间吸收红外线层18中的温度急速上升，所以能更高效率地摘取所期望的电子元件13。
另外，因为用硅或能透过红外线的玻璃作为假基板11，所以如图32所示，能从假基板11的一侧照射红外线，因此准确地将红外线照在固定电子元件13的粘接层51的部位上，结果可以更容易摘取所期望的电子元件13。除上述制造方法和材料外与实施方式1相同。
(实施方式4)
现在参照图33、图34说明本实施方式的检测器的制造方法。本实施方式与实施方式2不同，粘接层52由一般作为切成块的带状的粘接剂的树脂粘接剂用的等因紫外线照射而粘接性下降的树脂组成。
与实施方式2同样，在摘取电子元件13时，可以通过在电子元件13上照射紫外线使粘接层12的粘接性下降，从而容易摘下电子元件13。
与实施方式3一样，如图13所示，通在紫外线20与电子元件13之间设置的掩模17，可以只将紫外线照射在期望的电子元件13上。在基板1例如由硅等不透过紫外线的材料组成的场合，假基板11的材料用紫外线透过的材料例如石英、硼硅酸玻璃等。于是如图34所示，通过从假基板11一侧照射紫外线，可高效率将紫外线只照射在连接期望的电子元件13和假基板11的粘接层52，结果可以只摘取所期望的电子元件13。
除以上的制造方法和材料等以外，可以通过与实施方式1相同的工序得到角速度检测器。
另外，在实施方式2至4中，在粘接层上照射热、红外线或紫外线，因粘接层由被上述的热、红外线或紫外线照射软化的材料组成，从而容易摘取电子元件13。如果用受物理作用软化的材料形成粘接层，则即使在上述的制造方式中用该作用代替热、红外线，紫外线，关于电子元件13的摘取也能得到与实施方式2至4同样的效果。可以利用例如象电子领域那样，用电磁波加热粘接层。
另外，用湿刻等代替干蚀刻在基板1上形成槽9的其它方法，也可以按照实施方式1至4制造电子器件。
工业实用性用本发明的电子器件的方法，可以通过从形成有多个元件的基板的里面除去基板的一部分或将所述多个元件分离成单个元件，所以可以高效率地生产包括这些元件的电子器件。
权利要求
1.一种电子器件的制造方法，包括在基板的表面上至少形成一个元件的工序；在上述元件周围在上述基板的表面上形成槽的工序；把从上述基板的里面至少到达上述槽的基板一部分除去的工序。
2.如权利要求1所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述形成槽的工序包括在除去形成上述槽的上述基板的表面之外的表面上设置抗蚀掩膜的工序、和蚀刻设置有抗蚀掩膜的上述基板的上述表面的工序，还包括除去上述抗蚀掩膜的工序。
3.如权利要求2所述的电子器件的制造方法，其特征在于除去上述抗蚀掩膜的工序在除去上述基板的上述一部分的工序后进行。
4.如权利要求2所述的电子器件的制造方法，其特征在于蚀刻上述基板的上述表面的工序包括干蚀刻上述表面的工序。
5.如权利要求4所述的电子器件的制造方法，其特征在于干蚀刻上述表面的工序包括用第一和第二气体干蚀刻上述表面的工序。
6.如权利要求5所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述第一气体包含促进干蚀刻的气体，上述第二气体包含抑制干蚀刻的气体。
7.如权利要求6所述的电子器件的制造方法，其特征在于干蚀刻上述表面的工序包括用上述第一和第二混合气体蚀刻上述表面的工序。
8.如权利要求7所述的电子器件的制造方法，其特征在于用上述混合气体干蚀刻上述表面的工序包括随着从上述基板的上述表面形成槽的变深，提高上述混合气体中的上述第一气体比例的工序。
9.如权利要求6所述的电子器件的制造方法，其特征在于干蚀刻上述表面的工序包括交替用上述第一和第二气体干蚀刻上述表面的工序。
10.如权利要求9所述的电子器件的制造方法，其特征在于交替用上述第一和第二气体干蚀刻上述表面的工序包括随着从上述基板的上述表面上述形成槽的变深而长时间利用第一气体干蚀刻上述表面的工序。
11.如权利要求4所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括用二氟化氙干蚀刻的工序。
12.如权利要求1所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括通过粘接层将假基板接合在上述基板的上述表面上的工序。
13.如权利要求12所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述粘接层形成在上述元件的表面和上述元件的外周上。
14.如权利要求1所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括摘取上述元件的工序。
15.如权利要求14所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括将已摘取出的元件安装到被安装体上的工序。
16.如权利要求14所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括通过粘接层将假基板粘接在上述基板的上述表面上的工序。
17.如权利要求16所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述粘接层形成在上述元件的表面和上述元件的外周上。
18.如权利要求16所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述粘接层包括热塑性树脂。
19.如权利要求18所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述粘接层由热塑性树脂制成。
20.如权利要求18所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括在上述元件上施加热的工序。
21.如权利要求20所述的电子器件的制造方法，其特征在于在上述元件上施加上述热的工序包括用烙铁在上述元件上施加上述热的工序。
22.如权利要求20所述的电子器件的制造方法，其特征在于在上述元件上施加上述热的工序包括将红外线照射在上述元件上的工序。。
23.如权利要求22所述的电子器件的制造方法，其特征在于设置在上述假基板与上述粘接层之间设置的并吸收红外线的层。
24.如权利要求22所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述假基板包括硅。
25.如权利要求22所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述假基板包含透过红外线的玻璃。
26.如权利要求16所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述粘接层包含通过紫外线粘接性下降的树脂。
27.如权利要求26所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括用紫外线照射上述粘接层的工序。
28.如权利要求26所述的电子器件的制造方法，其特征在于上述假基板用透过紫外线的材料制成。
29.如权利要求1所述的电子器件的制造方法，其特征在于形成上述槽的工序包括在上述已形成的多个元件之间形成上述槽的工序。
30.如权利要求29所述的电子器件的制造方法，其特征在于还包括使上述多个元件中的至少一个元件通过掩模露出的工序。
全文摘要
电子电路用以下方法制造把从基板的里面至少到达槽的基板的一部分除去。因为即使多个元件也能通过从基板的里面除去基板的一部分成批地分离成单个元件，所以该方法可以高效率生产元件。
文档编号G01C19/56GK1507650SQ0380019
公开日2004年6月23日 申请日期2003年1月24日 优先权日2002年1月25日
发明者中谷将也, 林道彦, 多鹿博文, 文 申请人:松下电器产业株式会社