JP4117449B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4117449B2 JP4117449B2 JP2002073959A JP2002073959A JP4117449B2 JP 4117449 B2 JP4117449 B2 JP 4117449B2 JP 2002073959 A JP2002073959 A JP 2002073959A JP 2002073959 A JP2002073959 A JP 2002073959A JP 4117449 B2 JP4117449 B2 JP 4117449B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- trench
- oxide film
- movable
- movable part
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0808—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate
- G01P2015/0811—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0814—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining in-plane movement of the mass, i.e. movement of the mass in the plane of the substrate for one single degree of freedom of movement of the mass for translational movement of the mass, e.g. shuttle type
Landscapes
- Pressure Sensors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の半導体装置としては、例えば、特開平１１−２７４１４２号公報に記載のものが提案されている。
【０００３】
このものは、積層体として、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなるＳＯＩ基板を用いたものである。
【０００４】
そして、可動部を画定するためのトレンチを、ドライエッチングにより第２の半導体層の表面から絶縁層に達するように形成した後に、さらに、ドライエッチングを行い、トレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層にエッチングイオンを当てて、横方向に位置する第２の半導体層を除去することにより、絶縁層から離間した第２の半導体層としての可動部を形成するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来公報のような製造方法を用いた場合、トレンチを形成した後に、更にドライエッチングを行うと、トレンチの底部の絶縁層が帯電する。
【０００６】
すると、その帯電によって、ドライエッチングのエッチングイオンが反発し、このエッチングイオンは、トレンチの深さ方向から該深さ方向と直交する横方向へ曲がり、トレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層にエッチングイオンが当たる。
【０００７】
そのため、トレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層がエッチングされて除去され、可動部が形成される。
【０００８】
ここにおいて、上記従来公報では、エッチングの深さを検出するために、エッチング深さ検出専用の可動部を形成し、上記帯電を利用して、隣接するエッチング深さ検出専用の可動部同士をスティッキング（付着）させるようにしている。
【０００９】
しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記従来公報では、トレンチ形成後に行うドライエッチングにより、トレンチ底部の絶縁層を帯電させるが、この帯電に伴って、実際に装置本来の機能に用いる可動部や、トレンチを介して可動部に対向する第２の半導体層や絶縁層までも帯電し、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、これら各部間の電荷の偏りによって当該各部間がスティッキング（付着）するという問題が生じることがわかった。
【００１０】
このように、装置本来の機能に用いる可動部が帯電に起因してスティッキングを起こすと、本来の可動部の動きがなされず、装置特性に悪影響を及ぼすことは明らかである。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法において、可動部がその周囲の部位にスティッキングするのを抑制することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法は、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と、第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法において、積層体を用意し、第２の半導体層の表面から絶縁層に達するように、可動部を画定するためのトレンチを、前記絶縁層の表面が帯電しない条件で形成するトレンチ形成工程と、トレンチ形成工程を実行した後に、エッチングを行い、トレンチの底部の絶縁層の表面を帯電させ、エッチングのイオンをトレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層へ当てて当該横方向に位置する第２の半導体層を除去することにより、可動部を形成する可動部形成工程と、可動部形成工程を実行した後に、絶縁層の表面が帯電しない条件でアッシングを行い、前記可動部形成工程で前記絶縁層を帯電させることに伴って生じた電荷を除去するアッシング工程とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、可動部形成工程にて絶縁層の表面を帯電させることにより、可動部、または、第２の半導体層における可動部に対向する部位、あるいは絶縁層における可動部に対向する部位が帯電したとしても、可動部形成工程を実行した後に、絶縁層の表面が帯電しない条件でアッシングを行うアッシング工程を実行しているため、これら各部の電荷を除去することができ、可動部がその周囲の部位にスティッキングするのを抑制することができる。
【００１４】
尚、上記各部の電荷を除去することは、完全に電荷を除去しなくとも、少なくとも、可動部がその周囲の部位にスティッキングしない程度にまで電荷を除去すればよいものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、半導体装置として、差動容量式の半導体式加速度センサについて本発明を適用したものである。
【００１８】
図１は本実施形態の半導体式加速度センサＳ１の全体平面構造を示し、図２は図１中の一点鎖線Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３で示す各部分での断面構造を合成した状態で表現した模式的な部分断面構造を示す図である。
【００１９】
この半導体式加速度センサＳ１は、例えば、エアバック、ＡＢＳ、ＶＳＣなどの作動制御を行うための自動車用加速度センサやジャイロセンサなどに適用することができる。
【００２０】
半導体式加速度センサＳ１を構成する積層体は、図２に示されるように、第１の半導体層としての第１のシリコン層１１の上に絶縁層としての酸化膜１３を介して第２の半導体層としての第２のシリコン層１２を積層してなる矩形状のＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板１０である。
【００２１】
また、図１に示されるように、第２のシリコン層１２には、トレンチ（溝）１４を形成することにより、可動部２０及び固定部３０、４０よりなる櫛歯形状を有する梁構造体が形成されている。
【００２２】
可動部２０は、矩形状の重錘部２１と重錘部２１の両端に形成されたバネ部２２とで構成されており、このバネ部２２を介してアンカー部２３ａ及び２３ｂに一体に連結されている。
【００２３】
ここで、アンカー部２３ａ及び２３ｂは、その直下に位置する酸化膜１３に固定されており（図２参照）、両アンカー部２３ａ及び２３ｂの間に位置する可動部２０（重錘部２１及びバネ部２２）は、その直下に位置する酸化膜１３から離れて位置している。
【００２４】
つまり、可動部２０は、酸化膜１３に固定されたアンカー部２３ａ及び２３ｂの間にて、重錘部２１及びバネ部２２が酸化膜１３上に懸架された形となっている。
【００２５】
また、バネ部２２は、２本の梁がその両端で連結された矩形形状をなしており、梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有する。
【００２６】
そして、このバネ部２２は、図１中の矢印Ｘ方向の成分を含む加速度を受けたときに重錘部２１を矢印Ｘ方向へ変位させるとともに、加速度の消失に応じて元の状態に復元させるようになっている。
【００２７】
このように、可動部２０は、アンカー部２３ａ及び２３ｂを固定点として、加速度の印加に応じて上記矢印Ｘ方向へ変位可能になっている。
【００２８】
また、重錘部２１は、バネ部２２の変位方向（矢印Ｘ方向）と直交した方向にて、重錘部２１の両側面から互いに反対方向へ一体的に櫛歯状に突出する複数個の可動電極２４を備えている。尚、図１では、可動電極２４は、重錘部２１の左側及び右側に各々３個ずつ突出して形成されている。
【００２９】
また、各可動電極２４は断面矩形の梁状に形成されており、酸化膜１３から離れて（例えば、数μｍ程度）位置している（図２参照）。
【００３０】
このように、各可動電極２４は可動部２０の一部として、バネ部２２及び重錘部２１と一体的に形成され、重錘部２１とともにバネ部２２の変位方向へ変位可能となっている。
【００３１】
また、固定部３０、４０は、酸化膜１３における対向辺部のうち、アンカー部２３ａ及び２３ｂが支持されていないもう１組の対向辺部に支持されている。
【００３２】
ここで、固定部３０、４０は、重錘部２１を挟んで２個設けられており、図１中の左側に位置する第１の固定部３０と、図１中の右側に位置する第２の固定部４０とよりなり、両固定部３０、４０は互いに電気的に独立している。
【００３３】
各固定部３０、４０は、配線部３１及び４１と固定電極３２及び４２とを有した構成となっている。尚、配線部３１及び４１は、それぞれ、その直下に位置する酸化膜１３に固定されて第１のシリコン層１１に支持されている。
【００３４】
固定電極３２及び４２は、バネ部の変位方向（矢印Ｘ方向）と直交した方向にて、各配線部３１、４１の側面から重錘部２１に向かって櫛歯状に突出し、可動電極２４の櫛歯と噛み合うように配置されている。尚、図１では、各固定電極３２、４２は、各配線部３１、４１と一体的に３個ずつ設けられている。
【００３５】
個々の固定電極３２及び４２は、断面矩形の梁状に形成されており、配線部３１及び４１に片持ち支持された状態で酸化膜１３から離れて（例えば、数μｍ程度）位置している（図２参照）。
【００３６】
そして、個々の固定電極３２及び４２は、その側面が対応する個々の可動電極２４の側面と所定の検出間隔を有して平行した状態で対向して配置されている。
【００３７】
また、各固定部３０、４０の各配線部３１、４１上の所定領域には、それぞれワイヤボンディング用の固定電極パッド３１ａ及び４１ａが形成されており、一方のアンカー部２３ｂ上の所定領域には、ワイヤボンディング用の可動電極パッド２０ａが形成されている。尚、上記各電極パッド２０ａ、３１ａ、４１ａは、例えばアルミニウムにより形成されている。
【００３８】
また、図示しないが、本実施形態の半導体式加速度センサＳ１は、第１のシリコン層１１の裏面（酸化膜１３と反対側の面）側において、接着剤などを介してパッケージに固定されている。
【００３９】
このパッケージには、回路手段が収納されており、この回路手段と上記の各電極パッド２０ａ、３１ａ、４１ａとは、金もしくはアルミニウムのワイヤボンディングなどにより電気的に接続されている。
【００４０】
このような構成において、第１の固定部３０側の固定電極３２を第１の固定電極、第２の固定部４０側の固定電極３４２を第２の固定電極とすると、第１の固定電極３２と可動電極２４との検出間隔に第１の容量ＣＳ１、第２の固定電極４２と可動電極２４との検出間隔に第２の容量ＣＳ２が形成されている。
【００４１】
そして、半導体式加速度センサＳ１に加速度が印加されると、バネ部２２のバネ機能により、アンカー部２３ａ及び２３ｂを支点として可動部２０全体が一体的に矢印Ｘ方向へ変位し、可動電極２４の変位に応じて上記検出間隔が変化し上記各容量ＣＳ１、ＣＳ２が変化する。
【００４２】
そして、可動電極２４と固定電極３２、４２による差動容量（ＣＳ１−ＣＳ２）の変化に基づいて印加加速度を検出するようになっている。
【００４３】
次に、図３を参照して、本実施形態の半導体式加速度センサＳ１の製造方法について説明する。尚、この図３は、上記図２に対応した模式的断面にて、本製造途中でのワークの状態を示す工程説明図である。
【００４４】
まず、図３（ａ）に示されるように、第１のシリコン層（第１の半導体層）１１の上に酸化膜（絶縁層）１３を介して第２のシリコン層（第２の半導体層）１２を積層してなるＳＯＩ基板（積層体）１０を用意する。
【００４５】
このＳＯＩ基板１０は、例えば、第１のシリコン層１１及び第２のシリコン層１２として表面の面方位が（１００）面のシリコン単結晶を使用し、両シリコン層１１、１２が、膜厚１μｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）よりなる酸化膜１３を介して貼り合わされたものを採用することができる。
【００４６】
さらに、Ａｌ（アルミニウム）を例えば１μｍ程度蒸着し、フォト、エッチングを行い信号取り出しのための電極パッド２０ａ、３１ａ、４１ａを形成する。尚、図３（ａ）中に電極パッド２０ａは図示されていない。
【００４７】
続いて、図３（ｂ）に示されるように、酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件でエッチングを行い、開口幅の広い第１のトレンチ（バネ部２２と可動電極２４を画定するトレンチ）１４ａを、第２のシリコン層１２の表面から酸化膜１３に達するように形成し、さらに、図３（ｃ）に示されるように、同様なエッチング条件でエッチングを行い、最も開口幅の狭い第２のトレンチ（バネ部２２の枠中空部を画定するトレンチ）１４ｂを、第２のシリコン層１２の表面から酸化膜１３に達するように形成する（トレンチ形成工程）。尚、この酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件で行うエッチングは、低周波ＲＦ電源を用いたパルス発振によって実現することができる。
【００４８】
それにより、可動部２０及び固定部３０、４０を画定するためのトレンチ１４を、第２のシリコン層１２の表面から酸化膜１３に達するように形成することができる。
【００４９】
具体的に説明すると、第２のシリコン層１２の表面に、櫛歯形状を有する梁構造体２０、３０、４０に対応したパターンを形成するマスク材５０を、フォトリソグラフ技術を用いてレジストなどにより形成し、プラズマエッチングなどのドライエッチングにより垂直に酸化膜１３までトレンチ形状を形成する。
【００５０】
ドライエッチングとしては、ＣＦ4やＳＦ6などのエッチングガスを用いたＩＣＰ（誘電結合型プラズマ）や、上記と同様なエッチングガスを用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）などのエッチング方法を採用することができる。
【００５１】
続いて、図３（ｄ）に示されるように、上記トレンチ形成工程の後、トレンチ１４の底部の酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件でドライエッチングを行い、可動電極２４を含む重錘部２１及びバネ部２２が酸化膜１３からリリースされた可動部２０を形成する（可動部形成工程）。尚、この酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件で行うエッチングは、高周波ＲＦ電源を用いた連続発振によって実現することができる。
【００５２】
また、この可動部形成工程では、固定部３０、４０のうち固定電極３２、４２が酸化膜１３からリリースされる。
【００５３】
尚、図３（ｄ）には、可動部２０のうちの可動部２４、アンカー部２３ｂ、バネ部２２、固定部３０、４０のうちの配線部３１、４１及び第２の固定電極４２が示されている。
【００５４】
この可動部形成工程のドライエッチングにより、エッチングイオン（ＣＦ4やＳＦ6などがプラズマ化したもの）によって、トレンチ１４の底部の酸化膜１３表面が帯電する（通常は正に帯電する）。
【００５５】
すると、帯電した酸化膜１３表面でエッチングイオンが反発力を受けて、図３（ｃ）中の矢印Ｙ方向に示されるように、横方向に曲げられる。
【００５６】
それにより、図３（ｄ）に示されるように、エッチングイオンがトレンチ１４の底部の横方向（矢印Ｙ方向）に位置する第２のシリコン層１２へ当たり、この横方向（矢印Ｙ方向）に位置する第２のシリコン層１２がエッチングされて除去される。
【００５７】
そして、酸化膜１３から浮いた状態の可動部２０及び固定電極３２、４２が形成され、その後、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行うことによりマスク材５０を除去することによって、上記図１及び図２に示されるような半導体式加速度センサＳ１が完成する。
【００５８】
このように、本実施形態では、トレンチ形成工程は酸化膜１３の表面を帯電させないエッチング条件でエッチングを行い、可動部形成工程は酸化膜１３の表面を帯電させるエッチング条件でエッチングを行うことを特徴としている。
【００５９】
それによって、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるようなトレンチ形成工程において、最も開口幅の狭い第２のトレンチ１４ｂが酸化膜１３に達するまでのエッチング時間を、トレンチエッチングの全体のエッチング時間に設定したとしても、トレンチ形成工程は酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件でエッチングを行っているため、開口幅の広い第１のトレンチ１４ａにおいて、その底部がサイドエッチングされるノッチ現象の発生を防止することができる。
【００６０】
その結果、図３（ｄ）に示されるように、トレンチ形成工程後に、酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件でエッチングを行い、可動電極２４を含む重錘部２１及びバネ部２２及び固定電極３２、４２を酸化膜１３からリリースする可動部形成工程を行ったとしても、バネ部２２における枠中空部側と可動電極２４とで、トレンチ角度や酸化膜１３との間隔がばらつくことはない。
【００６１】
よって、バネ部２２の加工ばらつきを低減することができ、均一なバネ機能を得ることができるため、安定したセンサ特性を発揮することができる。
【００６２】
尚、上記トレンチ形成工程は、全く酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件でなくとも、少なくとも、バネ部２２にノッチ現象が発生しない程度のエッチング条件にすればよいものである。
【００６３】
ところで、上記可動部形成工程におけるドライエッチングでは、エッチングイオンによってトレンチ１４の底部の酸化膜１３表面を帯電させるが、このとき、例えば、可動部２０や、トレンチ１４を介して可動部２０に対向する第２のシリコン層１２（つまり、固定部３０、４０）や酸化膜１３までも帯電しやすくなる。
【００６４】
この帯電が発生すると、上記各部間の電荷の偏りによって、例えば、図３（ｄ）中の矢印Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３に示されるように、可動電極２４と固定電極３２、４２または酸化膜１３との間及び固定電極４２と酸化膜１３との間でスティッキング（付着）が発生する恐れがある。
【００６５】
このように、装置本来の機能に用いる可動部２０にスティッキングが発生すると、可動部２０の変位特性の変動や可動電極２４と固定電極３２、４２との対向面積の変化（検出容量の変化）を生じるなど、センサの特性に悪影響を及ぼす。
【００６６】
そこで、本実施形態では、この帯電に起因する可動部２０や固定電極３２、４２のスティッキングを抑制すべく、上記製造方法において、図３（ｄ）に示す可動部形成工程を実行した後に、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行い、第２の半導体層１２上に設けられたマスク材５０を除去している。
【００６７】
このように、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行うことにより、トレンチ１４の内部に負の電子を十分供給することができるようになるため、可動部２０または第２のシリコン層１２における可動部２０に対向する部位３０、４０または酸化膜１３における可動部２０や固定電極３２、４２に対向する部位から、可動部形成工程にて酸化膜１３を正に帯電させることに伴って生じた電荷を除去することができる。
【００６８】
それによって、可動部形成工程にて、上記各部２０、３０、４０、１３ａが一時的に帯電したとしても、これら各部の電荷が電子により除去されるため、可動部２０や固定電極３２、４２がその周囲の部位にスティッキングするのを抑制することができる。
【００６９】
尚、上記各部の電荷を除去するにあたっては、完全に電荷を除去してもよいが、少なくとも、可動部２０や固定電極３２、４２がその周囲の部位にスティッキングしない程度にまで電荷を除去すればよい。
【００７０】
ところで、上記可動部形成工程におけるドライエッチングでは、第２のシリコン層１２を除去するエッチング工程とトレンチ１４の内壁に保護膜を形成する保護膜形成工程とを交互に繰り返しているが、この保護膜形成工程において、可動部２０の裏面側に形成された保護膜がマスクとなり、エッチング工程において、帯電した酸化膜１３の表面で跳ね返されたエッチングイオンが可動部２０の裏面側（酸化膜１３に対向する部位）に当たることにより、図４に示されるように、可動部２０の裏面側には針状の突起６０が形成されてしまう。
【００７１】
そして、可動部２０の裏面側に突起６０が形成されると、対向する可動部２０と酸化膜１３との距離が狭くなったり、経時変化により可動部２０から突起６０が剥がれ落ちて可動電部２０と酸化膜１３との間に挟まれるたりする等により、当該対向間にて可動部２０と酸化膜１３がスティッキングしやすくなる。
【００７２】
このように、装置本来の機能に用いる可動部２０がスティッキングを起こすと、可動部２０の変位特性の変動や可動電極２４と固定電極３２、４２との対向面積の変化（検出容量の変化）を生じるなど、センサの特性に悪影響を及ぼす。
【００７３】
そこで、本実施形態では、上述のように、図３（ｄ）に示す可動部形成工程を実行した後に、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行うことにより、可動部形成工程において可動部２０の裏面側に形成された針状の突起６０を除去することができるため、可動部２０と酸化膜１３とのスティッキングを抑制することができる。
【００７４】
ここで、上記トレンチ形成工程のドライエッチング及び上記可動部形成工程を実行した後に行うアッシングにおける酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件と上記可動部形成工程における酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件については、米国特許第６，１８７，６８５号に記載の方法を用いることができる。この公報に記載の内容を以下に示す。
【００７５】
まず、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以上、望ましくは１０ＭＨｚ以上に設定した場合、ドライエッチングの際に供給されるエッチングイオンと電子のうち、帯電を中和させる電子は電界方向に追従して進行方向が変化するが、エッチングイオンの進行方向は変化しないため、トレンチ底部には電子よりもエッチングイオンが多量に供給され、酸化膜の表面を帯電させることができる。
【００７６】
そして、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以下に設定した場合、電子の進行方向だけでなく、エッチングイオンの進行方向も電界方向に追従して変化するため、トレンチ底部にはエッチングイオンと電子がほぼ同量供給され、この供給された電子により酸化膜の表面の帯電を緩和することができる。尚、この酸化膜の表面の帯電を緩和するエッチングは、低周波ＲＦ電源を用いたパルス発振によって実現している。
【００７７】
よって、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すトレンチ形成工程のドライエッチング及び可動部形成工程を実行した後に行うアッシングにおいては、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以下に設定すると、酸化膜１３の表面が帯電しないエッチングを実現することができ、図３（ｄ）に示す可動部形成工程においては、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以上、望ましくは１０Ｈｚ以上に設定すると、酸化膜１３の表面が帯電するエッチングを実現することができる。
【００７８】
尚、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な態様に適用可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、本発明を加速度センサに適用したが、これに限られるものではなく、角速度センサや圧力センサなどの半導体装置に適用することができる。
【００８０】
また、固定電極３２、４２は、酸化膜１３からリリースされず酸化膜１３とつながった状態でも良い。例えば、固定電極３２、４２における梁の幅を可動電極２４よりも広くして、可動部形成工程のドライエッチング終了時に、固定電極に酸化膜１３と接続された残し部を形成されるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体式加速度センサの全体平面構成を示す図である。
【図２】図１に示す半導体式加速度センサの模式的な部分断面図である。
【図３】（ａ）から（ｅ）は、本発明の一実施形態の半導体式加速度センサの製造方法を示す工程説明図である。
【図４】半導体式加速度センサにおける可動部の裏面側に針状の突起が形成された状態を示す図である。
【図５】従来の半導体式加速度センサにおけるスティッキングを示す図である。
【符号の説明】
Ｓ１…半導体式加速度センサ、
１０…ＳＯＩ基板（積層体）、
１１…第１のシリコン層（第１の半導体層）、
１２…第２のシリコン層（第２の半導体層）、
１３…酸化膜（絶縁層）、
１４…トレンチ、
１４ａ…第１のトレンチ、
１４ｂ…第２のトレンチ、
２０…可動部、
２０ａ…可動電極パッド、
２１…重錘部、
２２…バネ部、
２３ａ、２３ｂ…アンカー部、
２４…可動電極、
３０…第１の固定部、
３１、４１…配線部、
３１ａ、４１ａ…固定電極パッド、
３２…第１の固定電極、
４０…第２の固定部、
４２…第２の固定電極、
５０…マスク材、
６０…突起、
ＣＳ１…第１の容量、
ＣＳ２…第２の容量。
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の半導体装置としては、例えば、特開平１１−２７４１４２号公報に記載のものが提案されている。
【０００３】
このものは、積層体として、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなるＳＯＩ基板を用いたものである。
【０００４】
そして、可動部を画定するためのトレンチを、ドライエッチングにより第２の半導体層の表面から絶縁層に達するように形成した後に、さらに、ドライエッチングを行い、トレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層にエッチングイオンを当てて、横方向に位置する第２の半導体層を除去することにより、絶縁層から離間した第２の半導体層としての可動部を形成するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来公報のような製造方法を用いた場合、トレンチを形成した後に、更にドライエッチングを行うと、トレンチの底部の絶縁層が帯電する。
【０００６】
すると、その帯電によって、ドライエッチングのエッチングイオンが反発し、このエッチングイオンは、トレンチの深さ方向から該深さ方向と直交する横方向へ曲がり、トレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層にエッチングイオンが当たる。
【０００７】
そのため、トレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層がエッチングされて除去され、可動部が形成される。
【０００８】
ここにおいて、上記従来公報では、エッチングの深さを検出するために、エッチング深さ検出専用の可動部を形成し、上記帯電を利用して、隣接するエッチング深さ検出専用の可動部同士をスティッキング（付着）させるようにしている。
【０００９】
しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記従来公報では、トレンチ形成後に行うドライエッチングにより、トレンチ底部の絶縁層を帯電させるが、この帯電に伴って、実際に装置本来の機能に用いる可動部や、トレンチを介して可動部に対向する第２の半導体層や絶縁層までも帯電し、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、これら各部間の電荷の偏りによって当該各部間がスティッキング（付着）するという問題が生じることがわかった。
【００１０】
このように、装置本来の機能に用いる可動部が帯電に起因してスティッキングを起こすと、本来の可動部の動きがなされず、装置特性に悪影響を及ぼすことは明らかである。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法において、可動部がその周囲の部位にスティッキングするのを抑制することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の半導体装置の製造方法は、第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と、第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法において、積層体を用意し、第２の半導体層の表面から絶縁層に達するように、可動部を画定するためのトレンチを、前記絶縁層の表面が帯電しない条件で形成するトレンチ形成工程と、トレンチ形成工程を実行した後に、エッチングを行い、トレンチの底部の絶縁層の表面を帯電させ、エッチングのイオンをトレンチの底部の横方向に位置する第２の半導体層へ当てて当該横方向に位置する第２の半導体層を除去することにより、可動部を形成する可動部形成工程と、可動部形成工程を実行した後に、絶縁層の表面が帯電しない条件でアッシングを行い、前記可動部形成工程で前記絶縁層を帯電させることに伴って生じた電荷を除去するアッシング工程とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、可動部形成工程にて絶縁層の表面を帯電させることにより、可動部、または、第２の半導体層における可動部に対向する部位、あるいは絶縁層における可動部に対向する部位が帯電したとしても、可動部形成工程を実行した後に、絶縁層の表面が帯電しない条件でアッシングを行うアッシング工程を実行しているため、これら各部の電荷を除去することができ、可動部がその周囲の部位にスティッキングするのを抑制することができる。
【００１４】
尚、上記各部の電荷を除去することは、完全に電荷を除去しなくとも、少なくとも、可動部がその周囲の部位にスティッキングしない程度にまで電荷を除去すればよいものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、半導体装置として、差動容量式の半導体式加速度センサについて本発明を適用したものである。
【００１８】
図１は本実施形態の半導体式加速度センサＳ１の全体平面構造を示し、図２は図１中の一点鎖線Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３で示す各部分での断面構造を合成した状態で表現した模式的な部分断面構造を示す図である。
【００１９】
この半導体式加速度センサＳ１は、例えば、エアバック、ＡＢＳ、ＶＳＣなどの作動制御を行うための自動車用加速度センサやジャイロセンサなどに適用することができる。
【００２０】
半導体式加速度センサＳ１を構成する積層体は、図２に示されるように、第１の半導体層としての第１のシリコン層１１の上に絶縁層としての酸化膜１３を介して第２の半導体層としての第２のシリコン層１２を積層してなる矩形状のＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板１０である。
【００２１】
また、図１に示されるように、第２のシリコン層１２には、トレンチ（溝）１４を形成することにより、可動部２０及び固定部３０、４０よりなる櫛歯形状を有する梁構造体が形成されている。
【００２２】
可動部２０は、矩形状の重錘部２１と重錘部２１の両端に形成されたバネ部２２とで構成されており、このバネ部２２を介してアンカー部２３ａ及び２３ｂに一体に連結されている。
【００２３】
ここで、アンカー部２３ａ及び２３ｂは、その直下に位置する酸化膜１３に固定されており（図２参照）、両アンカー部２３ａ及び２３ｂの間に位置する可動部２０（重錘部２１及びバネ部２２）は、その直下に位置する酸化膜１３から離れて位置している。
【００２４】
つまり、可動部２０は、酸化膜１３に固定されたアンカー部２３ａ及び２３ｂの間にて、重錘部２１及びバネ部２２が酸化膜１３上に懸架された形となっている。
【００２５】
また、バネ部２２は、２本の梁がその両端で連結された矩形形状をなしており、梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有する。
【００２６】
そして、このバネ部２２は、図１中の矢印Ｘ方向の成分を含む加速度を受けたときに重錘部２１を矢印Ｘ方向へ変位させるとともに、加速度の消失に応じて元の状態に復元させるようになっている。
【００２７】
このように、可動部２０は、アンカー部２３ａ及び２３ｂを固定点として、加速度の印加に応じて上記矢印Ｘ方向へ変位可能になっている。
【００２８】
また、重錘部２１は、バネ部２２の変位方向（矢印Ｘ方向）と直交した方向にて、重錘部２１の両側面から互いに反対方向へ一体的に櫛歯状に突出する複数個の可動電極２４を備えている。尚、図１では、可動電極２４は、重錘部２１の左側及び右側に各々３個ずつ突出して形成されている。
【００２９】
また、各可動電極２４は断面矩形の梁状に形成されており、酸化膜１３から離れて（例えば、数μｍ程度）位置している（図２参照）。
【００３０】
このように、各可動電極２４は可動部２０の一部として、バネ部２２及び重錘部２１と一体的に形成され、重錘部２１とともにバネ部２２の変位方向へ変位可能となっている。
【００３１】
また、固定部３０、４０は、酸化膜１３における対向辺部のうち、アンカー部２３ａ及び２３ｂが支持されていないもう１組の対向辺部に支持されている。
【００３２】
ここで、固定部３０、４０は、重錘部２１を挟んで２個設けられており、図１中の左側に位置する第１の固定部３０と、図１中の右側に位置する第２の固定部４０とよりなり、両固定部３０、４０は互いに電気的に独立している。
【００３３】
各固定部３０、４０は、配線部３１及び４１と固定電極３２及び４２とを有した構成となっている。尚、配線部３１及び４１は、それぞれ、その直下に位置する酸化膜１３に固定されて第１のシリコン層１１に支持されている。
【００３４】
固定電極３２及び４２は、バネ部の変位方向（矢印Ｘ方向）と直交した方向にて、各配線部３１、４１の側面から重錘部２１に向かって櫛歯状に突出し、可動電極２４の櫛歯と噛み合うように配置されている。尚、図１では、各固定電極３２、４２は、各配線部３１、４１と一体的に３個ずつ設けられている。
【００３５】
個々の固定電極３２及び４２は、断面矩形の梁状に形成されており、配線部３１及び４１に片持ち支持された状態で酸化膜１３から離れて（例えば、数μｍ程度）位置している（図２参照）。
【００３６】
そして、個々の固定電極３２及び４２は、その側面が対応する個々の可動電極２４の側面と所定の検出間隔を有して平行した状態で対向して配置されている。
【００３７】
また、各固定部３０、４０の各配線部３１、４１上の所定領域には、それぞれワイヤボンディング用の固定電極パッド３１ａ及び４１ａが形成されており、一方のアンカー部２３ｂ上の所定領域には、ワイヤボンディング用の可動電極パッド２０ａが形成されている。尚、上記各電極パッド２０ａ、３１ａ、４１ａは、例えばアルミニウムにより形成されている。
【００３８】
また、図示しないが、本実施形態の半導体式加速度センサＳ１は、第１のシリコン層１１の裏面（酸化膜１３と反対側の面）側において、接着剤などを介してパッケージに固定されている。
【００３９】
このパッケージには、回路手段が収納されており、この回路手段と上記の各電極パッド２０ａ、３１ａ、４１ａとは、金もしくはアルミニウムのワイヤボンディングなどにより電気的に接続されている。
【００４０】
このような構成において、第１の固定部３０側の固定電極３２を第１の固定電極、第２の固定部４０側の固定電極３４２を第２の固定電極とすると、第１の固定電極３２と可動電極２４との検出間隔に第１の容量ＣＳ１、第２の固定電極４２と可動電極２４との検出間隔に第２の容量ＣＳ２が形成されている。
【００４１】
そして、半導体式加速度センサＳ１に加速度が印加されると、バネ部２２のバネ機能により、アンカー部２３ａ及び２３ｂを支点として可動部２０全体が一体的に矢印Ｘ方向へ変位し、可動電極２４の変位に応じて上記検出間隔が変化し上記各容量ＣＳ１、ＣＳ２が変化する。
【００４２】
そして、可動電極２４と固定電極３２、４２による差動容量（ＣＳ１−ＣＳ２）の変化に基づいて印加加速度を検出するようになっている。
【００４３】
次に、図３を参照して、本実施形態の半導体式加速度センサＳ１の製造方法について説明する。尚、この図３は、上記図２に対応した模式的断面にて、本製造途中でのワークの状態を示す工程説明図である。
【００４４】
まず、図３（ａ）に示されるように、第１のシリコン層（第１の半導体層）１１の上に酸化膜（絶縁層）１３を介して第２のシリコン層（第２の半導体層）１２を積層してなるＳＯＩ基板（積層体）１０を用意する。
【００４５】
このＳＯＩ基板１０は、例えば、第１のシリコン層１１及び第２のシリコン層１２として表面の面方位が（１００）面のシリコン単結晶を使用し、両シリコン層１１、１２が、膜厚１μｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）よりなる酸化膜１３を介して貼り合わされたものを採用することができる。
【００４６】
さらに、Ａｌ（アルミニウム）を例えば１μｍ程度蒸着し、フォト、エッチングを行い信号取り出しのための電極パッド２０ａ、３１ａ、４１ａを形成する。尚、図３（ａ）中に電極パッド２０ａは図示されていない。
【００４７】
続いて、図３（ｂ）に示されるように、酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件でエッチングを行い、開口幅の広い第１のトレンチ（バネ部２２と可動電極２４を画定するトレンチ）１４ａを、第２のシリコン層１２の表面から酸化膜１３に達するように形成し、さらに、図３（ｃ）に示されるように、同様なエッチング条件でエッチングを行い、最も開口幅の狭い第２のトレンチ（バネ部２２の枠中空部を画定するトレンチ）１４ｂを、第２のシリコン層１２の表面から酸化膜１３に達するように形成する（トレンチ形成工程）。尚、この酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件で行うエッチングは、低周波ＲＦ電源を用いたパルス発振によって実現することができる。
【００４８】
それにより、可動部２０及び固定部３０、４０を画定するためのトレンチ１４を、第２のシリコン層１２の表面から酸化膜１３に達するように形成することができる。
【００４９】
具体的に説明すると、第２のシリコン層１２の表面に、櫛歯形状を有する梁構造体２０、３０、４０に対応したパターンを形成するマスク材５０を、フォトリソグラフ技術を用いてレジストなどにより形成し、プラズマエッチングなどのドライエッチングにより垂直に酸化膜１３までトレンチ形状を形成する。
【００５０】
ドライエッチングとしては、ＣＦ4やＳＦ6などのエッチングガスを用いたＩＣＰ（誘電結合型プラズマ）や、上記と同様なエッチングガスを用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）などのエッチング方法を採用することができる。
【００５１】
続いて、図３（ｄ）に示されるように、上記トレンチ形成工程の後、トレンチ１４の底部の酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件でドライエッチングを行い、可動電極２４を含む重錘部２１及びバネ部２２が酸化膜１３からリリースされた可動部２０を形成する（可動部形成工程）。尚、この酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件で行うエッチングは、高周波ＲＦ電源を用いた連続発振によって実現することができる。
【００５２】
また、この可動部形成工程では、固定部３０、４０のうち固定電極３２、４２が酸化膜１３からリリースされる。
【００５３】
尚、図３（ｄ）には、可動部２０のうちの可動部２４、アンカー部２３ｂ、バネ部２２、固定部３０、４０のうちの配線部３１、４１及び第２の固定電極４２が示されている。
【００５４】
この可動部形成工程のドライエッチングにより、エッチングイオン（ＣＦ4やＳＦ6などがプラズマ化したもの）によって、トレンチ１４の底部の酸化膜１３表面が帯電する（通常は正に帯電する）。
【００５５】
すると、帯電した酸化膜１３表面でエッチングイオンが反発力を受けて、図３（ｃ）中の矢印Ｙ方向に示されるように、横方向に曲げられる。
【００５６】
それにより、図３（ｄ）に示されるように、エッチングイオンがトレンチ１４の底部の横方向（矢印Ｙ方向）に位置する第２のシリコン層１２へ当たり、この横方向（矢印Ｙ方向）に位置する第２のシリコン層１２がエッチングされて除去される。
【００５７】
そして、酸化膜１３から浮いた状態の可動部２０及び固定電極３２、４２が形成され、その後、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行うことによりマスク材５０を除去することによって、上記図１及び図２に示されるような半導体式加速度センサＳ１が完成する。
【００５８】
このように、本実施形態では、トレンチ形成工程は酸化膜１３の表面を帯電させないエッチング条件でエッチングを行い、可動部形成工程は酸化膜１３の表面を帯電させるエッチング条件でエッチングを行うことを特徴としている。
【００５９】
それによって、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるようなトレンチ形成工程において、最も開口幅の狭い第２のトレンチ１４ｂが酸化膜１３に達するまでのエッチング時間を、トレンチエッチングの全体のエッチング時間に設定したとしても、トレンチ形成工程は酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件でエッチングを行っているため、開口幅の広い第１のトレンチ１４ａにおいて、その底部がサイドエッチングされるノッチ現象の発生を防止することができる。
【００６０】
その結果、図３（ｄ）に示されるように、トレンチ形成工程後に、酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件でエッチングを行い、可動電極２４を含む重錘部２１及びバネ部２２及び固定電極３２、４２を酸化膜１３からリリースする可動部形成工程を行ったとしても、バネ部２２における枠中空部側と可動電極２４とで、トレンチ角度や酸化膜１３との間隔がばらつくことはない。
【００６１】
よって、バネ部２２の加工ばらつきを低減することができ、均一なバネ機能を得ることができるため、安定したセンサ特性を発揮することができる。
【００６２】
尚、上記トレンチ形成工程は、全く酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件でなくとも、少なくとも、バネ部２２にノッチ現象が発生しない程度のエッチング条件にすればよいものである。
【００６３】
ところで、上記可動部形成工程におけるドライエッチングでは、エッチングイオンによってトレンチ１４の底部の酸化膜１３表面を帯電させるが、このとき、例えば、可動部２０や、トレンチ１４を介して可動部２０に対向する第２のシリコン層１２（つまり、固定部３０、４０）や酸化膜１３までも帯電しやすくなる。
【００６４】
この帯電が発生すると、上記各部間の電荷の偏りによって、例えば、図３（ｄ）中の矢印Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３に示されるように、可動電極２４と固定電極３２、４２または酸化膜１３との間及び固定電極４２と酸化膜１３との間でスティッキング（付着）が発生する恐れがある。
【００６５】
このように、装置本来の機能に用いる可動部２０にスティッキングが発生すると、可動部２０の変位特性の変動や可動電極２４と固定電極３２、４２との対向面積の変化（検出容量の変化）を生じるなど、センサの特性に悪影響を及ぼす。
【００６６】
そこで、本実施形態では、この帯電に起因する可動部２０や固定電極３２、４２のスティッキングを抑制すべく、上記製造方法において、図３（ｄ）に示す可動部形成工程を実行した後に、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行い、第２の半導体層１２上に設けられたマスク材５０を除去している。
【００６７】
このように、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行うことにより、トレンチ１４の内部に負の電子を十分供給することができるようになるため、可動部２０または第２のシリコン層１２における可動部２０に対向する部位３０、４０または酸化膜１３における可動部２０や固定電極３２、４２に対向する部位から、可動部形成工程にて酸化膜１３を正に帯電させることに伴って生じた電荷を除去することができる。
【００６８】
それによって、可動部形成工程にて、上記各部２０、３０、４０、１３ａが一時的に帯電したとしても、これら各部の電荷が電子により除去されるため、可動部２０や固定電極３２、４２がその周囲の部位にスティッキングするのを抑制することができる。
【００６９】
尚、上記各部の電荷を除去するにあたっては、完全に電荷を除去してもよいが、少なくとも、可動部２０や固定電極３２、４２がその周囲の部位にスティッキングしない程度にまで電荷を除去すればよい。
【００７０】
ところで、上記可動部形成工程におけるドライエッチングでは、第２のシリコン層１２を除去するエッチング工程とトレンチ１４の内壁に保護膜を形成する保護膜形成工程とを交互に繰り返しているが、この保護膜形成工程において、可動部２０の裏面側に形成された保護膜がマスクとなり、エッチング工程において、帯電した酸化膜１３の表面で跳ね返されたエッチングイオンが可動部２０の裏面側（酸化膜１３に対向する部位）に当たることにより、図４に示されるように、可動部２０の裏面側には針状の突起６０が形成されてしまう。
【００７１】
そして、可動部２０の裏面側に突起６０が形成されると、対向する可動部２０と酸化膜１３との距離が狭くなったり、経時変化により可動部２０から突起６０が剥がれ落ちて可動電部２０と酸化膜１３との間に挟まれるたりする等により、当該対向間にて可動部２０と酸化膜１３がスティッキングしやすくなる。
【００７２】
このように、装置本来の機能に用いる可動部２０がスティッキングを起こすと、可動部２０の変位特性の変動や可動電極２４と固定電極３２、４２との対向面積の変化（検出容量の変化）を生じるなど、センサの特性に悪影響を及ぼす。
【００７３】
そこで、本実施形態では、上述のように、図３（ｄ）に示す可動部形成工程を実行した後に、酸化膜１３の表面が帯電しない条件でアッシングを行うことにより、可動部形成工程において可動部２０の裏面側に形成された針状の突起６０を除去することができるため、可動部２０と酸化膜１３とのスティッキングを抑制することができる。
【００７４】
ここで、上記トレンチ形成工程のドライエッチング及び上記可動部形成工程を実行した後に行うアッシングにおける酸化膜１３の表面が帯電しないエッチング条件と上記可動部形成工程における酸化膜１３の表面が帯電するエッチング条件については、米国特許第６，１８７，６８５号に記載の方法を用いることができる。この公報に記載の内容を以下に示す。
【００７５】
まず、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以上、望ましくは１０ＭＨｚ以上に設定した場合、ドライエッチングの際に供給されるエッチングイオンと電子のうち、帯電を中和させる電子は電界方向に追従して進行方向が変化するが、エッチングイオンの進行方向は変化しないため、トレンチ底部には電子よりもエッチングイオンが多量に供給され、酸化膜の表面を帯電させることができる。
【００７６】
そして、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以下に設定した場合、電子の進行方向だけでなく、エッチングイオンの進行方向も電界方向に追従して変化するため、トレンチ底部にはエッチングイオンと電子がほぼ同量供給され、この供給された電子により酸化膜の表面の帯電を緩和することができる。尚、この酸化膜の表面の帯電を緩和するエッチングは、低周波ＲＦ電源を用いたパルス発振によって実現している。
【００７７】
よって、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すトレンチ形成工程のドライエッチング及び可動部形成工程を実行した後に行うアッシングにおいては、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以下に設定すると、酸化膜１３の表面が帯電しないエッチングを実現することができ、図３（ｄ）に示す可動部形成工程においては、エッチング時に印加される周波数を５ＭＨｚ以上、望ましくは１０Ｈｚ以上に設定すると、酸化膜１３の表面が帯電するエッチングを実現することができる。
【００７８】
尚、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な態様に適用可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、本発明を加速度センサに適用したが、これに限られるものではなく、角速度センサや圧力センサなどの半導体装置に適用することができる。
【００８０】
また、固定電極３２、４２は、酸化膜１３からリリースされず酸化膜１３とつながった状態でも良い。例えば、固定電極３２、４２における梁の幅を可動電極２４よりも広くして、可動部形成工程のドライエッチング終了時に、固定電極に酸化膜１３と接続された残し部を形成されるようにすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体式加速度センサの全体平面構成を示す図である。
【図２】図１に示す半導体式加速度センサの模式的な部分断面図である。
【図３】（ａ）から（ｅ）は、本発明の一実施形態の半導体式加速度センサの製造方法を示す工程説明図である。
【図４】半導体式加速度センサにおける可動部の裏面側に針状の突起が形成された状態を示す図である。
【図５】従来の半導体式加速度センサにおけるスティッキングを示す図である。
【符号の説明】
Ｓ１…半導体式加速度センサ、
１０…ＳＯＩ基板（積層体）、
１１…第１のシリコン層（第１の半導体層）、
１２…第２のシリコン層（第２の半導体層）、
１３…酸化膜（絶縁層）、
１４…トレンチ、
１４ａ…第１のトレンチ、
１４ｂ…第２のトレンチ、
２０…可動部、
２０ａ…可動電極パッド、
２１…重錘部、
２２…バネ部、
２３ａ、２３ｂ…アンカー部、
２４…可動電極、
３０…第１の固定部、
３１、４１…配線部、
３１ａ、４１ａ…固定電極パッド、
３２…第１の固定電極、
４０…第２の固定部、
４２…第２の固定電極、
５０…マスク材、
６０…突起、
ＣＳ１…第１の容量、
ＣＳ２…第２の容量。
Claims (1)
- 第１の半導体層上に絶縁層を介して第２の半導体層を積層してなる積層体と、前記第２の半導体層に形成され力学量の印加に応じて変位可能な可動部とを備える半導体装置の製造方法において、
前記積層体を用意し、前記第２の半導体層の表面から前記絶縁層に達するように、前記可動部を画定するためのトレンチを、前記絶縁層の表面が帯電しない条件で形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチ形成工程を実行した後に、エッチングを行い、前記トレンチの底部の前記絶縁層の表面を帯電させ、前記エッチングのイオンを前記トレンチの底部の横方向に位置する前記第２の半導体層へ当てて当該横方向に位置する前記第２の半導体層を除去することにより、前記可動部を形成する可動部形成工程と、
前記可動部形成工程を実行した後に、前記絶縁層の表面が帯電しない条件でアッシングを行い、前記可動部形成工程で前記絶縁層を帯電させることに伴って生じた電荷を除去するアッシング工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073959A JP4117449B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073959A JP4117449B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003273368A JP2003273368A (ja) | 2003-09-26 |
| JP2003273368A5 JP2003273368A5 (ja) | 2005-03-17 |
| JP4117449B2 true JP4117449B2 (ja) | 2008-07-16 |
Family
ID=29203487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002073959A Expired - Fee Related JP4117449B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4117449B2 (ja) |
-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002073959A patent/JP4117449B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003273368A (ja) | 2003-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3575373B2 (ja) | 外力検知センサの製造方法 | |
| US7178400B2 (en) | Physical quantity sensor having multiple through holes | |
| JP2000206142A (ja) | 半導体力学量センサおよびその製造方法 | |
| JP4306149B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4117450B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US10800649B2 (en) | Planar processing of suspended microelectromechanical systems (MEMS) devices | |
| US8240205B2 (en) | Mechanical quantity sensor and method of manufacturing the same | |
| US6430999B2 (en) | Semiconductor physical quantity sensor including frame-shaped beam surrounded by groove | |
| US8250918B2 (en) | Mechanical quantity sensor and method of manufacturing the same | |
| US7062970B2 (en) | Electrostatic vibration device | |
| JP4117449B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2001004658A (ja) | ２軸半導体加速度センサおよびその製造方法 | |
| US8329491B2 (en) | Mechanical quantity sensor and method of manufacturing the same | |
| JP2020137337A (ja) | 振動発電素子および振動発電素子の製造方法 | |
| JP2004347499A (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JP2003273369A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3577566B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| JPH11271064A (ja) | 角速度センサ | |
| JP6111966B2 (ja) | 振動子の製造方法 | |
| JP4214572B2 (ja) | 半導体力学量センサの製造方法 | |
| JP3435647B2 (ja) | 振動型半導体センサの製造方法 | |
| JP4569167B2 (ja) | 外力検知センサの製造方法 | |
| JP2000040830A (ja) | 力学量センサとその製造方法 | |
| JP2001281264A (ja) | 半導体力学量センサ | |
| JP2012127691A (ja) | Ｍｅｍｓセンサおよびその製造方法、ならびにｍｅｍｓパッケージ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040420 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040420 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070626 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070806 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080326 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080408 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4117449 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140502 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |