JP2007083341A - Mems素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 MEMS素子10の製造方法は、リリースエッチングにより犠牲層22を除去して形成されるMEMS構造体11を有するMEMS素子10を形成する工程と、リリースエッチングにより犠牲層22を除去して形成される複数のモニタ指を有するモニタ素子20を形成する工程と、を含み、MEMS素子10を基板ウエハ1の主面の縦横に複数個配列するとともに、モニタ素子20をMEMS素子10の間に分散配設し、モニタ素子20に、第1モニタ指30と第2モニタ指50とを形成し、第1モニタ指30と第2モニタ指50とリリースエッチングの境界面の位置を視認することにより、MEMS構造体11のリリースの状態を確認する。
【選択図】 図2
Description
ここで、複数のフィンガーが前記基板ウエハの主面に平行な一方向、及びそれに垂直に配列しているとは、MEMS構造体が、例えば、カンチレバーやComb型と呼ばれる交差指振動体等の場合、これらの振動方向の両側、あるいは非振動方向の両側のそれぞれに複数のフィンガーが設けられていることを意味する。
ここで、同一高さにあわせる部位としては、例えば、MEMS構造体では可動部、第1、第2モニタ指では、それぞれに設けられるフィンガーを指す。
図1〜図5は、本発明の実施形態1に係るMEMS素子及びモニタ素子を示し、図6,7はモニタ素子の製造方法を示し、図8は実施形態1の変形例1、図9は変形例2のモニタ素子を示している。
(実施形態1)
このように配設するMEMS素子10とモニタ素子20との配置構成についてさらに詳しく説明する。
続いて、MEMS素子10及びモニタ素子20の断面構造について説明する。
図4は、本実施形態のモニタ素子20の断面構造を模式的に示す断面図である。図2のA−A切断面を示している。モニタ素子20は、シリコンからなる基板(半導体基板)2の主面に、絶縁層としての窒化膜21が形成され、その表面にポリシリコンからなる固定部12、さらにその上面に犠牲層22のうちの第1層23、その上面にポリシリコンからなる第1モニタ指30が形成され、さらに犠牲層の第2層24が形成されている。
図5は、モニタ素子20を示す平面図である。モニタ素子20に形成される第1モニタ指30と第2モニタ指50とは、モニタ素子20の中心Gに対して平面視して点対称の関係に配設されている。第1モニタ指30は、帯状に連続したアンカー部33の上面に形成される基部34からフィンガー31とフィンガー32とが延在されて形成される。また、第2モニタ指50は、支柱形状の複数のアンカー部53の上面に連続して形成される基部35からフィンガー51とフィンガー52とが延在されて形成される。
図6,7は、本実施形態のモニタ素子20の製造方法を模式的に示す断面図である。なお、前述したようにMEMS素子10及びモニタ素子20は、基板ウエハ1の主面に形成されるが、ここでは、モニタ素子単品として説明する。また、図5のA―A切断面を表している。
そして、レジスト70を除去する。
なお、リリース確認前に、レジスト71は除去される。
従って、フィンガー31,32,51,52の数、ピッチ等は、MEMS素子10とモニタ素子20との構成から、図5に示すような構成に限定されず任意に設定して設けることができる。
(変形例1)
図8は、変形例1のモニタ素子20を模式的に示す平面図である。図8において、MEMS構造体11の可動部14(図3、参照)のリリースエッチング量が大きい方向に配設されるフィンガー31,51は、中心Gに近い部分はピッチを疎にし、リリースエッチングの境界面28に近い部分はピッチを密になるように形成している。
また、ピッチを密にした場合、一本のフィンガーの幅が非常に細くなり、強度的に弱くなるので、このような細いフィンガーはモニタに必須の位置、数に抑えることにより、フィンガーの変形等を低減し、信頼性が高いモニタ素子20を得ることができるという効果がある。
(変形例2)
図9は、変形例2を模式的に示す平面図である。図9において、モニタ素子20は、基板2上に第1モニタ指30と第2モニタ指50がそれぞれ平面的に対向して形成されており、それぞれのモニタ指には、フィンガー31,32,51,52が設けられている。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明しているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、材質、組み合わせ、その他の詳細な構成、及び製造工程間の加工方法において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
また、各フィンガーのピッチも限定されず、モニタに必要なピッチに自在に設定することができる。
Claims (8)
- リリースエッチングにより犠牲層を除去して形成されるMEMS構造体を有するMEMS素子を形成する工程と、
リリースエッチングにより犠牲層を除去して形成される複数のモニタ指を有するモニタ素子を形成する工程と、を含み、
前記MEMS素子を基板ウエハの主面の縦横に複数個配列するとともに、前記モニタ素子を前記MEMS素子の間に分散配設し、
前記複数のモニタ指とリリースエッチングの境界面の位置を視認することにより、前記MEMS構造体のリリース範囲を確認することを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項1に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記複数のモニタ指が、互いに対向する第1モニタ指と第2モニタ指とから構成され、
前記第1モニタ指と第2モニタ指のそれぞれに、前記基板ウエハの主面に平行な一方向に配列される複数のフィンガーと、前記一方向に対してほぼ垂直な方向に配列される複数のフィンガーとが形成され、前記複数のフィンガーそれぞれとリリースエッチングの境界面の位置を視認することにより、前記MEMS構造体のリリース範囲を確認することを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記MEMS構造体のリリースエッチング量が大きい方向に配列される複数のフィンガーのピッチを密に、そのフィンガーの垂直方向に配列される複数のフィンガーのピッチを疎になるように形成することを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記MEMS素子が、前記MEMS構造体と配線層とを含み、
前記第1モニタ指と前記第2モニタ指のそれぞれの前記基板ウエハの主面からの高さを、前記MEMS構造体または前記配線層のいずれかと概ね等しい高さ位置に形成することを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項2ないし請求項4のいずれか一項に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記第1モニタ指と第2モニタ指の間の中央に、前記第1モニタ指と第2モニタ指とに達しない範囲内に前記犠牲層を貫通する開口部を形成した後、リリースエッチングを行うことを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項5に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記開口部をドライエッチング法で形成し、リリースエッチングをウェットエッチング法で形成することを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項2ないし請求項6のいずれか一項に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記フィンガーのピッチを、前記モニタ素子の中央から遠ざかる方向に徐々に疎から密になるように形成することを特徴とするMEMS素子の製造方法。 - 請求項2ないし請求項6のいずれか一項に記載のMEMS素子の製造方法において、
前記第1モニタ指及び前記第2モニタ指それぞれに設けられる前記複数のフィンガーを、前記複数のモニタ指の間の中央を中心とする同心円となるように配列し形成することを特徴とするMEMS素子の製造方法。
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