JP4985746B2 - 半導体装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、半導体装置の製造方法および製造装置に関し、詳しくは、犠牲層を有するシリコン基板を備えた半導体装置に対して当該犠牲層をドライエッチングする際に犠牲層がエッチングガスと反応することにより、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造方法および製造装置に関する。

従来から、犠牲層を有するシリコン基板に対して当該犠牲層をドライエッチングする方法として、無水フッ化水素酸ガス（以下、フッ酸ガスという）にメタノールの蒸気を混合して成るエッチングガスを用いて犠牲層をドライエッチングする方法が知られている（特許文献１）。

特開２００６−１６７８４９号公報（第６２〜６４段落、図１）。

この出願の発明者らは、反応生成物であるＨ_２Ｏを制御する半導体装置の製造方法および製造装置を考えた。図１０は、その製造装置の説明図であり、（ａ）は製造装置を側方から透視して示す説明図、（ｂ）は、エッチングの途中を示すＳＯＩ（silicon on insulator）基板の縦断面説明図である。

製造装置１００は、反応室（真空チャンバー）１０１を備える。反応室１０１は、３枚のＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を積層方向に配置可能に構成されている。各ＳＯＩ基板は、それぞれ基板面間に一定距離を置き、基板面が相対向するように配置される。各ＳＯＩ基板の平面形状は、公知の略円形である。
また、反応室１０１は、フッ酸ガス（ＨＦ）にメタノール（ＭｅＯＨ）もしくはエタノール（Ｃ_２Ｈ_６Ｏ）の蒸気を混合して成るエッチングガスを導入する導入口１０２と、ドライエッチング時の反応によって生成された反応生成物を排出する排出口１０３とを備える。

図１０（ｂ）に示すように、各ＳＯＩ基板は、支持基板としての第１のシリコン層４１および第２のシリコン層４４が、犠牲層としての埋込み酸化膜４３を介して積層された構造であり、さらに、第１のシリコン層４１の裏面には、犠牲層としてのシリコン酸化膜４２が形成されている。このシリコン酸化膜４２および４３は、ＳＯＩ基板作成の際、シリコン層４４の酸化工程にて形成されるものであり、シリコン酸化膜４３は、ＳＯＩ基板の剛性を高めるために形成されている。

そして、エッチングガスが導入口１０２から反応室１０１に導入されると、エッチングガスに含まれるフッ酸（ＨＦ）と酸化膜（ＳｉＯ_２）とが化学反応し、埋込み酸化膜４３およびシリコン酸化膜４２がエッチングされる。このとき、反応生成物として、ＳｉＦ_４（四フッ化ケイ素）およびＨ_２Ｏが生成される。

しかし、あるＳＯＩ基板にいおいて生成されたＨ_２Ｏは、エッチングガスの対流によって他のＳＯＩ基板に吸着される。また、上方に配置されたＳＯＩ基板において生成されたＨ_２Ｏは、重力によって下降し、下方に配置されたＳＯＩ基板に吸着される。そして、次の化学式（１），（２）に示すように、ＳＯＩ基板に吸着したＨ_２Ｏはフッ酸と反応し、埋込み酸化膜４３を過度にエッチングしてしまう。

つまり、Ｈ_２Ｏが吸着した部分と吸着していない部分との間、あるいは、Ｈ_２Ｏの吸着量が多い部分と少ない部分との間で、エッチング量の差が大きくなってしまう。また、下方に配置されたＳＯＩ基板は、その上方に配置されたＳＯＩ基板から生成されるＨ_２Ｏが吸着するため、上方に配置されたＳＯＩ基板よりも下方に配置されたＳＯＩ基板の方がエッチング量が大きくなってしまうという問題もある。

２ＨＦ＋Ｈ_２Ｏ → Ｈ_３Ｏ（＋）＋ＨＦ_２（−） ・・・（１）

ＳｉＯ_２＋２Ｈ_３Ｏ（＋）＋２ＨＦ_２（−） → ＳｉＦ_４＋４Ｈ_２Ｏ ・・・（２）

特に、図１０（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板の裏面全面にシリコン酸化膜４２が形成されているため、そのシリコン酸化膜４２から多くのＨ_２Ｏが発生する。このため、下方に配置されたＳＯＩ基板は、上方に配置されたＳＯＩ基板の裏面から発生したＨ_２Ｏの吸着量が多くなり、埋込み酸化膜４３が過度にエッチングされ易い。

そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、エッチング量の精度を高めることのできる半導体装置の製造方法および製造装置を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するため、この発明の第１の特徴は、犠牲層（４２，４３）を有する複数のシリコン基板（Ｓ１，Ｓ３）を各基板面が対向するように反応室（３１）に配置し、前記反応室の内部に導入したエッチングガスと前記犠牲層とを反応させて前記犠牲層をドライエッチングする工程を有し、前記の反応により、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造方法において、前記反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材（５０，６０，８０）が、前記反応室に配置された複数のシリコン基板の各シリコン基板間の所定範囲を区画するように配置されていることにある。

この発明の第２の特徴は、少なくとも一方の基板面に犠牲層（４２）を有する複数のシリコン基板（Ｓ１，Ｓ３）を各基板面が対向するように反応室に配置し、前記反応室の内部に導入したエッチングガスと前記犠牲層とを反応させて前記犠牲層をドライエッチングする工程を有し、前記の反応により、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造方法において、前記反応室に配置された複数のシリコン基板のうち、少なくとも最下部に配置されたシリコン基板（Ｓ１）よりも上方に配置されたシリコン基板（Ｓ３）の各犠牲層の所定範囲をそれぞれ覆うための部材であって、前記反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材（７０）を備えたことにある。

この発明の第３の特徴は、前述した第１の特徴において、前記各シリコン基板（Ｓ１，Ｓ３）は、少なくとも一方の基板面に前記犠牲層（４２）が形成されていることにある。

この発明の第４の特徴は、前述した第１ないし第３の特徴のいずれか１つにおいて、前記シリコン基板と対向する前記部材の面積は、前記シリコン基板の基板面積よりも大きいことにある。

この発明の第５の特徴は、前述した第４の特徴において、前記各シリコン基板（Ｓ１，Ｓ３）間は、前記部材（５０）によって区画されており、その区画によって形成された各空間（３１ａ，３１ｂ）は相互に非連通であることにある。

この発明の第６の特徴は、前述した第１ないし第５の特徴のいずれか１つにおいて、前記部材は、前記の反応によってＨ_２Ｏを生成しないシリコン基板（６０）であることにある。

この発明の第７の特徴は、前述した第１ないし第５の特徴のいずれか１つにおいて、前記部材は、前記Ｈ_２Ｏを吸着する性質を有するものであることにある。

この発明の第８の特徴は、前述した第１ないし第７の特徴のいずれか１つにおいて、前記反応室（３１）は、前記エッチングガスを前記反応室に導入する導入口（３２）が上方に配置されるとともに、前記反応生成物を前記反応室から排出する排出口（３３）が下方に配置されており、かつ、前記各シリコン基板が各基板面を相互に対向させて横方向に配置されるように構成されていることにある。

この発明の第９の特徴は、前述した第１ないし第８の特徴のいずれか１つにおいて、前記部材（８０）にヒータ（９０）が内蔵されていることにある。

この発明の第１０の特徴は、前述した第１ないし第９の特徴のいずれか１つにおいて、前記犠牲層（４２，４３）は、酸化シリコン層であり、前記エッチングガスは、無水フッ化水素酸ガスを含むことにある。

なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

前述した第１の特徴によれば、反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材が、反応室に配置された複数のシリコン基板の各シリコン基板間の所定範囲を区画するように配置されているため、反応生成物として生成されたＨ_２Ｏがシリコン基板間を移動し難くすることができる。
したがって、シリコン基板に吸着したＨ_２Ｏによって犠牲層が過度にエッチングされ難いため、エッチング量の精度を高めることができる。

特に、前述した第３の特徴のように、各シリコン基板の少なくとも一方の基板面に犠牲層が形成されてなる場合は、上方に配置されたシリコン基板の一方の基板面にて生成されたＨ_２Ｏが、下方に配置されたシリコン基板の基板面に吸着し易い。
しかし、前述した第１の特徴によれば、上方に配置されたシリコン基板の一方の基板面にて生成されたＨ_２Ｏが上記の部材によって遮られるため、そのＨ_２Ｏが、下方に配置されたシリコン基板の基板面に吸着し難い。
したがって、シリコン基板に吸着したＨ_２Ｏによって犠牲層が過度にエッチングされ難いため、エッチング量の精度を高めることができる。

前述した第２の特徴によれば、反応室に配置された複数のシリコン基板のうち、少なくとも最下部に配置されたシリコン基板よりも上方に配置されたシリコン基板の各犠牲層の所定範囲をそれぞれ覆うための部材であって、反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材を備えるため、上方に配置されたシリコン基板の一方の基板面に形成された犠牲層からＨ_２Ｏが生成されないようにすることができる。
したがって、上方に配置されたシリコン基板の一方の基板面に形成された犠牲層から生成されたＨ_２Ｏが、下方に配置されたシリコン基板に吸着され、その吸着されたＨ_２Ｏによって犠牲層が過度にエッチングされるという事態が起き難いため、エッチング量の精度を高めることができる。

前述した第４の特徴によれば、シリコン基板と対向する前記部材の面積は、シリコン基板の基板面積よりも大きいため、反応生成物として生成されたＨ_２Ｏがシリコン基板間をより一層移動し難くすることができる。
したがって、シリコン基板に吸着したＨ_２Ｏによって犠牲層が過度にエッチングされるという事態がより一層起き難いため、エッチング量の精度をより一層高めることができる。

前述した第５の特徴によれば、各シリコン基板間は、前記部材によって区画されており、その区画によって形成された各空間は相互に非連通であるため、反応生成物として生成されたＨ_２Ｏがシリコン基板間を移動しないようにすることができる。
したがって、他のシリコン基板から発生したＨ_２Ｏが吸着することがなく、そのことによって犠牲層が過度にエッチングされることがないため、エッチング量の精度をより一層高めることができる。

前述した第６の特徴によれば、前記部材は、前記の反応によってＨ_２Ｏを生成しないシリコン基板であり、エッチング対象のシリコン基板を製造する過程で得ることのできるシリコン基板を利用することができるので、専用の部材を製造する必要がない。
したがって、半導体装置の製造費用の増加を抑制することができる。

前述した第７の特徴によれば、前記部材は、前記Ｈ_２Ｏを吸着する性質を有するものであるため、前記の反応によって生成され、部材に到達したＨ_２Ｏを吸着することができるので、シリコン基板に対するＨ_２Ｏの吸着量をより一層少なくすることができる。

前述した第８の特徴によれば、反応室は、エッチングガスを反応室に導入する導入口が上方に配置されるとともに、反応生成物を反応室から排出する排出口が下方に配置されており、かつ、各シリコン基板が各基板面を相互に対向させて横方向に配置されるように構成されているため、反応により生成されたＨ_２Ｏを重力方向へ移動させることができる。
したがって、反応により生成されたＨ_２Ｏのシリコン基板に対する吸着量をより一層少なくすることができる。

前述した第９の特徴によれば、前記部材にヒータが内蔵されているため、シリコン基板に吸着されたＨ_２Ｏをヒータから発せられる熱によって蒸発させることができる。また、部材に吸着したＨ_２Ｏも蒸発させることができる。
したがって、反応により生成されたＨ_２Ｏのシリコン基板に対する吸着量をより一層少なくすることができる。

前述した第１０の特徴のように、犠牲層が酸化シリコン層であり、エッチングガスが無水フッ化水素酸ガスを含む場合は、無水フッ化水素酸ガスと酸化シリコンとが反応してＨ_２Ｏが生成され易い。
しかし、前述した第１ないし第９の特徴のいずれか１つを用いれば、生成されたＨ_２Ｏがシリコン基板に吸着され、過度にエッチングが進行するという事態が起き難いため、エッチング量の精度を高めることができる。

第１実施形態に係る製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板および仕切り部材の拡大図である。 図１（ａ）に示す製造装置を上方から透視した説明図である。 第２実施形態に係る製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびダミーのシリコン基板の拡大図である。 実験の内容を示す説明図であり、（ａ）は実験結果を示すグラフ、（ｂ）は従来技術の説明図、（ｃ）は本願発明の説明図である。 第２実施形態の変更例の説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびダミーのシリコン基板の拡大図である。 第３実施形態に係る製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびトレーの拡大図である。 第４実施形態に係る製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたダミーの基板の平面図である。 第４実施形態の変更例の説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたダミーの基板の平面図である。 第５実施形態に係る製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびダミーのシリコン基板の拡大図である。 この出願の発明者らが考えた製造装置の説明図であり、（ａ）は製造装置を側方から透視して示す説明図、（ｂ）は、エッチングの途中を示すＳＯＩ（silicon on insulator）基板の縦断面説明図である。 第１実施形態の変更例を示す説明図である。 第２実施形態の変更例を示す説明図である。

〈第１実施形態〉
この発明に係る第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、この第１実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板および仕切り部材の拡大図である。図２は、図１（ａ）に示す製造装置を上方から透視した説明図である。なお、図１（ｂ）においてＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３は、構造を分かり易くするため、実際の寸法よりも拡大して描かれている。また、図１０に示した構成と同一の構成については同一の符号を付している。

製造装置３０は、その内部に反応室（真空チャンバー）３１を備える。反応室３１は、仕切り部材５０によって第１反応室３１ａおよび第２反応室３１ｂに区画されている。仕切り部材５０と反応室３１の周壁３１ｃとの間には、隙間が形成されていない。このため、第１反応室３１ａおよび第２反応室３２ａは、仕切り部材５０によって非連通状態に維持されている。仕切り部材５０は、ハステロイ（登録商標）など、耐腐食性に優れ、かつ、Ｈ_２Ｏが透過しない、あるいは、透過し難い材料によって形成されている。

上方の第１反応室３１ａには、ＳＯＩ基板Ｓ３が配置され、下方の第２反応室３１ｂには、ＳＯＩ基板Ｓ１が配置される。ＳＯＩ基板Ｓ３は、第１反応室３１ａの壁面および仕切り部材５０と非接触状態で配置される。ＳＯＩ基板Ｓ１は、第２反応室３１ｂの壁面および仕切り部材５０と非接触状態で配置される。

ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３は、支持基板となる第１のシリコン層４１と、その表層に形成された埋込み酸化膜４３と、その表層に形成された第２のシリコン層４４と、第１シリコン層の裏面に形成されたシリコン酸化膜４２とをそれぞれ備える。シリコン酸化膜４２および埋込み酸化膜４３が犠牲層である。シリコン酸化膜４２は、ＳＯＩ基板の剛性を高めるためにＳＯＩ基板の裏面全面に形成されている。

まず、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３を図示しない搬送装置によって反応室３１内に搬送する。次に、フッ酸ガス（ＨＦ）にメタノール（ＭｅＯＨ）もしくはエタノール（Ｃ_２Ｈ_６Ｏ）の蒸気を混合して成るエッチングガスを導入口３２から導入する。これにより、シリコン酸化膜４２および埋込み酸化膜４３のエッチングが始まる。このエッチングは、次の式（３）に示すように、フッ酸と酸化シリコンとが反応することによって進行する。

ＳｉＯ_２＋４ＨＦ＋２ＭｅＯＨ → ＳｉＦ_４↑＋２Ｈ_２Ｏ↑＋２ＭｅＯＨ↑ ・・（３）

上記の式（３）に示すように、上記の反応によってＨ_２Ｏが生成される。ＳＯＩ基板Ｓ３において生成されたＨ_２Ｏは、重力によって下方へ移動するが、図１（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３間は、仕切り部材５０によって非連通に区画されているため、一方のＳＯＩ基板から発生したＨ_２Ｏが他方のＳＯＩ基板に吸着することがない。

特に、ＳＯＩ基板の裏面の全面に形成されたシリコン酸化膜４２からは、埋込み酸化膜４３よりも多くのＨ_２Ｏが生成される。また、ＳＯＩ基板Ｓ３の直下にＳＯＩ基板１が配置されており、ＳＯＩ基板Ｓ３のシリコン酸化膜４２と、ＳＯＩ基板Ｓ１の表面とが対向して配置されている。このため、ＳＯＩ基板Ｓ３の裏面から発生したＨ_２Ｏが、ＳＯＩ基板Ｓ１の埋込み酸化膜４３に吸着し易いが、仕切り部材５０が存在するため、そのような吸着を完全に阻止することができる。

以上のように、上方に配置されたＳＯＩ基板Ｓ３において生成されたＨ_２Ｏが、下方に配置されたＳＯＩ基板Ｓ１に吸着しないため、ＳＯＩ基板Ｓ１の埋込み酸化膜４３のエッチングが過度に進行しないので、エッチング量の精度を高めることができる。
特に、第２のシリコン層４４がマイクロ構造体を構成するものである場合は、埋込み酸化膜４３のエッチングが過度に進行すると、第２のシリコン層４４の動作に悪い影響が出るおそれがあるが、この実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いれば、埋込み酸化膜４３のエッチングが過度に進行するおそれがないため、第２のシリコン層４４の動作に悪い影響が出るおそれもない。

たとえば、ＳＯＩ基板が加速度センサを製造するものであり、第２のシリコン層４４が固定電極および可動電極であり、可動電極が片持ち構造である場合は、その可動電極を支持する部分のエッチングが過度に進行すると、可動電極の先端が自重によって第１のシリコン層４１の表面に接触し、加速度センサの検出精度が低下するおそれがある。
しかし、上記の実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いれば、可動電極を支持する部分のエッチングが過度に進行するおそれがないため、可動電極の先端が第１のシリコン層４１の表面に接触するおそれがないので、加速度センサの検出精度が低下するおそれがない。

（変更例）
図１１に示すように、２つの仕切り部材５０によって反応室３１を第１反応室３１ａ、第２反応室３１ｂおよび第３反応室３１ｄに区画し、各反応室にＳＯＩ基板Ｓ３，Ｓ１，Ｓ４を配置して同時に３枚のＳＯＩ基板をエッチングすることもできる。また、仕切り部材５０によって反応室３１の区画数を増やし、４枚以上のＳＯＩ基板を同時にエッチングすることもできる。つまり、ｎ個の仕切り部材５０を使用して反応室３１を（ｎ＋１）個に区画し、区画された各反応室にそれぞれＳＯＩ基板を１枚ずつ配置することにより、同時に（ｎ＋１）枚のＳＯＩ基板をエッチングすることもできる。

〈第２実施形態〉
次に、この発明の第２実施形態について図を参照して説明する。図３は、この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびダミーのシリコン基板の拡大図である。

この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置は、ＳＯＩ基板間にダミーのシリコン基板を配置したことを特徴とする。図３に示すように、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３間には、ダミーのシリコン基板６０が配置されている。ダミーのシリコン基板６０の表裏面には、シリコン酸化膜は形成されていない。ダミーのシリコン基板６０の基板面の大きさは、エッチング対象であるＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３と同じである。

ダミーのシリコン基板６０は、図示しない搬送装置によってエッチング対象であるＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３と共に反応室３１内に搬送され、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３およびダミーのシリコン基板６０は、反応室３１の内部において、相互に所定間隔を置いて上下方向に配列される。つまり、本来であれば、３枚のＳＯＩ基板を反応室３１に搬送するところ、中央のＳＯＩ基板をダミーのシリコン基板６０に変更して搬送する。

このように、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３間にダミーのシリコン基板６０を配置することにより、エッチングによってＳＯＩ基板Ｓ３から生成されたＨ_２Ｏは、ダミーのシリコン基板６０によって下降が阻止される。
したがって、下方に配置されたＳＯＩ基板Ｓ１の埋込み酸化膜４３が過度にエッチングされないので、エッチング量の精度を高めることができる。

（実験）
この出願の発明者らは、前述したダミーのシリコン基板を用いた場合の効果を知るための実験を行った。図４は、この実験の内容を示す説明図であり、（ａ）は実験結果を示すグラフ、（ｂ）は従来技術の説明図、（ｃ）は本願発明の説明図である。

図４（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を下から順に配置し、最上部にダミーのシリコン基板６０を配置した構成を従来技術とし、図４（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３間にダミーのシリコン基板６０を配置し、ＳＯＩ基板Ｓ３の上方にダミーのシリコン基板６０を配置した構成を本願発明とした。ＳＯＩ基板Ｓ１〜Ｓ３の構造は、図１（ｂ）に示した構造と同一であり、製造装置は、ＳＯＩ基板を４枚配置できるものを用いた。

フッ酸ガス（ＨＦ）にメタノール（ＭｅＯＨ）の蒸気を混合して成るエッチングガスを導入口３２から導入し、シリコン酸化膜４２および埋込み酸化膜４３のエッチングを行った。そして、ＳＯＩ基板Ｓ１〜Ｓ３の埋込み酸化膜４３のエッチング量（μｍ）を測定した。また、各ＳＯＩ基板におけるエッチング量の最小値および最大値を測定し、平均値を計算した。本願発明の構成を用いたエッチング量の測定は、１回の測定で用いるＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３を１ロットとして計６ロットを用意し、１ロット単位でエッチングを行った。

その結果、図４（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板間のばらつき（各ＳＯＩ基板の平均値の変化量）は、本願発明の方が従来技術よりも小さいことが分かった。具体的には、本願発明の１ロット目から６ロット目までのエッチング量のばらつきの平均値が、６．０２±１．０１μｍであったのに対し、従来技術は７．０８±２．６５μｍであり、本願発明は、エッチング量のばらつきを従来よりも１．６４μｍ小さくすることができた。

また、同じＳＯＩ基板の中におけるエッチング量のばらつき（最大値から最小値を減算した値）も、本願発明の方が従来技術よりも小さいことが分かった。
つまり、本願発明のように、ＳＯＩ基板間にダミーのシリコン基板を配置することにより、エッチング量の精度が高められることが実証された。

（変更例）
（１）また、図１２に示すように、３枚のＳＯＩ基板Ｓ３，Ｓ１，Ｓ４間にそれぞれダミーのシリコン基板６０を配置して同時に３枚のＳＯＩ基板をエッチングすることもできる。また、４枚のＳＯＩ基板間にそれぞれダミーのシリコン基板６０を配置して４枚以上のＳＯＩ基板を同時にエッチングすることもできる。つまり、ｍ枚のＳＯＩ基板の間にそれぞれダミーのシリコン基板６０を１枚ずつ配置し、計（ｍ−１）枚のダミーのシリコン基板６０を使用することにより、同時にｍ枚のＳＯＩ基板をエッチングすることもできる。

（２）また、上方に配置されたＳＯＩ基板において生成されたＨ_２Ｏが、ダミーのシリコン基板の端部を回り込んで下方のＳＯＩ基板に到達するような場合は、図５に示すように、ダミーのシリコン基板の基板面積をＳＯＩ基板よりも大きく形成し、Ｈ_２Ｏの回り込みを抑制することもできる。

（３）エッチング量のばらつく領域が特定される場合は、必ずしもＳＯＩ基板と同じ形状および大きさに形成する必要はなく、その特定される領域に対応させて上記のダミーのシリコン基板などを作成することもできる。

（４）ダミーのシリコン基板に代えて、シリコン以外の材料によって板状に形成された部材を用いることもできる。ただし、その材料としては、ハステロイなど、耐腐食性に優れ、かつ、エッチングガスとの反応によってエッチングに悪い影響を与えるＨ_２Ｏなどの物質を生成しないものを選択する。

〈第３実施形態〉
次に、この発明の第３実施形態について図を参照して説明する。図６は、この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびトレーの拡大図である。

この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置は、ＳＯＩ基板を載置するトレーを備えたことを特徴とする。図６に示すように、ＳＯＩ基板Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれトレー７０の上に載置されている。トレー７０は、その表面にＳＯＩ基板を載置可能な大きさに形成されており、その周縁には、周壁７１が連続形成されている。つまり、トレー７０に載置されたＳＯＩ基板は、その裏面がトレー７０の表面に接触し、端面が周壁７１によって囲まれた状態になる。トレー７０は、ハステロイなど、耐腐食性に優れ、かつ、エッチングガスとの反応によりＨ_２Ｏを生成しない材料によって形成されている。

各ＳＯＩ基板は、トレー７０に載置された状態で搬送装置によって反応室３１に搬送される。また、予めトレー７０を反応室３１に配置しておき、搬送されたＳＯＩ基板をトレー７０に載置するように構成しても良い。また、エッチングのばらつきの大きさによっては、必ずしもトレー７０の周壁７１を形成する必要はなく、板状のトレーを用いることもできる。

このように、各ＳＯＩ基板Ｓ１〜Ｓ３は、それぞれトレー７０に収容されるため、エッチングガスとの反応により上方のＳＯＩ基板から発生したＨ_２Ｏが下方へ移動し難くすることができる。特に、ＳＯＩ基板の裏面がトレー７０の表面に接触しているため、ＳＯＩ基板の裏面に形成されたシリコン酸化膜４２からＨ_２Ｏが生成されないようにすることができる。
したがって、下方に配置されたＳＯＩ基板が過度にエッチングされることをなくすことができるため、エッチング精度を高めることができる。
なお、各ＳＯＩ基板をトレー７０の上に載置することにより、２枚または４枚以上のＳＯＩ基板を同時にエッチングすることもできる。

〈第４実施形態〉
次に、この発明の第４実施形態について図を参照して説明する。図７は、この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたダミーの基板の平面図である。

この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置は、ヒータを備えた板状部材を各ＳＯＩ基板間に配置したことを特徴とする。図７に示すように、ＳＯＩ基板形状に形成された板状部材８０の内部には、ヒータ９０が内蔵されている。板状部材８０は、ステンレス鋼などの伝熱効率の高い材料により形成されている。この実施形態では、ヒータ９０は、略四角形の平面形状に形成されている。ヒータ９０は、ヒータ制御装置（図示省略）によって制御され、板状部材８０を加熱する。この加熱によって発生した熱は、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３に伝熱し、両ＳＯＩ基板に吸着したＨ_２Ｏを蒸発させ、吸着したＨ_２Ｏがフッ酸と反応することによるエッチングの進行を抑制する。

つまり、ＳＯＩ基板Ｓ３から発生したＨ_２Ｏは、板状部材８０によって下方への移動が抑制されるが、たとえ、ＳＯＩ基板Ｓ１にＨ_２Ｏが吸着した場合でも、その吸着したＨ_２Ｏを板状部材８０から発生する熱によって蒸発させることができるため、エッチング量の精度をより一層高めることができる。

ヒータ９０として、シーズヒータまたはカートリッジヒータなどを用いることができる。シーズヒータとは、金属製のパイプの中に電熱線をコイル状にしたものを通し、金属パイプと電熱線とが接触しないように、金属パイプの中に絶縁粉末を充填して密封し、電熱線を通電して発熱させる構造のヒータである。また、カートリッジヒータとは、発熱線を無機絶縁物（たとえば、マグネシアなど）により形成されたボビンにコイル状に巻回し、これを金属シースに挿入し、隙間に粉末状の無機絶縁物を充填してなるヒータである。

（変更例）
図８に示すように、複数のヒータ９０を板状部材８０に内蔵することもできる。また、相対的にＨ_２Ｏの吸着量が多い領域を加熱するように、ヒータ９０の配置を変更しても良い。さらに、Ｈ_２Ｏが吸着する領域における吸着量に応じてヒータ９０の加熱温度を変更しても良い。さらに、ヒータそのものによって板状部材８０を形成しても良い。

〈第５実施形態〉
次に、この発明の第５実施形態について図を参照して説明する。図９は、この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置の概略を示す説明図であり、（ａ）は、製造装置を側方から透視した説明図、（ｂ）は、（ａ）に示す製造装置に配置されたＳＯＩ基板およびダミーのシリコン基板の拡大図である。

この実施形態に係る半導体装置の製造方法に用いる製造装置は、反応室内でＳＯＩ基板を立てて配置することを特徴とする。図９に示すように、製造装置３０は、上方に導入口３２が配置され、下方に排出口３３が配置されている。また、反応室３１には、ＳＯＩ基板Ｓ１，Ｓ３が立てて配置され、両ＳＯＩ基板間にダミーのシリコン基板６０が立てて配置される。

このように、各ＳＯＩ基板を立てて配置することにより、各ＳＯＩ基板から発生したＨ_２Ｏの蒸気を重力方向に移動させることができるため、一方のＳＯＩ基板から発生したＨ_２Ｏが他方のＳＯＩ基板に吸着し難くすることができる。なお、ダミーのシリコン基板６０に対して第２実施形態の変更例を適用することもできる。

〈他の実施形態〉
Ｈ_２Ｏを吸着する性質を有する材料からなる吸着層をダミーの基板の基板面に形成することもできる。たとえば、ジルコニウム合金、シリカゲル、アルミナゲル、シリカ・アルミナゲルおよびゼオライトなどの材料によって上記の吸着層を形成することができる。このダミーの基板を用いれば、各ＳＯＩ基板から発生したＨ_２Ｏを吸着層によって吸着することができるため、過度のエッチングを抑制してエッチング精度を高めることができる。
また、前述した各実施形態および変更例を２つ以上組み合わせることもできる。さらに、この出願に係る発明は、前述した加速度センサの他、圧力センサ、流量センサなど、例えば、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）などを利用したマイクロ構造体のような微小でかつ精密さが要求されるような構造体の製造にも有効である。

３０・・製造装置、３１・・反応室、３２・・導入口、３３・・排出口、
４１・・第１のシリコン層、４２・・シリコン酸化膜、４３・・埋込み酸化膜、
４４・・第２のシリコン層、５０・・仕切り部材（部材）、
６０・・ダミーのシリコン基板、７０・・トレー（部材）、８０・・板状部材、
９０・・ヒータ、Ｓ１〜Ｓ３・・ＳＯＩ基板。

Claims (20)

1. 犠牲層を有する複数のシリコン基板を各基板面が対向するように反応室に配置し、前記反応室の内部に導入したエッチングガスと前記犠牲層とを反応させて前記犠牲層をドライエッチングする工程を有し、前記の反応により、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造方法において、
   前記反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材が、前記反応室に配置された複数のシリコン基板の各シリコン基板間の所定範囲を区画するように配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 少なくとも一方の基板面に犠牲層を有する複数のシリコン基板を各基板面が対向するように反応室に配置し、前記反応室の内部に導入したエッチングガスと前記犠牲層とを反応させて前記犠牲層をドライエッチングする工程を有し、前記の反応により、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造方法において、
   前記反応室に配置された複数のシリコン基板のうち、少なくとも最下部に配置されたシリコン基板よりも上方に配置されたシリコン基板の各犠牲層の所定範囲をそれぞれ覆うための部材であって、前記反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 前記各シリコン基板は、少なくとも一方の基板面に前記犠牲層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記シリコン基板と対向する前記部材の面積は、前記シリコン基板の基板面積よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記各シリコン基板間は、前記部材によって区画されており、その区画によって形成された各空間は相互に非連通であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記部材は、前記の反応によってＨ_２Ｏを生成しないシリコン基板であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記部材は、前記Ｈ_２Ｏを吸着する性質を有するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記反応室は、前記エッチングガスを前記反応室に導入する導入口が上方に配置されるとともに、前記反応生成物を前記反応室から排出する排出口が下方に配置されており、かつ、前記各シリコン基板が各基板面を相互に対向させて横方向に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記部材にヒータが内蔵されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記犠牲層は、酸化シリコン層であり、前記エッチングガスは、無水フッ化水素酸ガスを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
11. 犠牲層を有する複数のシリコン基板を各基板面が対向するように配置可能な反応室を有し、前記反応室の内部に導入したエッチングガスと前記犠牲層とを反応させて前記犠牲層をドライエッチングするように構成されており、前記の反応により、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造装置において、
    前記反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材が、前記反応室に配置された複数のシリコン基板の各シリコン基板間の所定範囲を区画するように配置されていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
12. 少なくとも一方の基板面に犠牲層を有する複数のシリコン基板を各基板面が対向するように配置可能な反応室を有し、前記反応室の内部に導入したエッチングガスと前記犠牲層とを反応させて前記犠牲層をドライエッチングするように構成されており、前記の反応により、Ｈ_２Ｏを含む反応生成物が生成される半導体装置の製造装置において、
    前記反応室に配置された複数のシリコン基板のうち、少なくとも最下部に配置されたシリコン基板よりも上方に配置されたシリコン基板の各犠牲層の所定範囲をそれぞれ覆うための部材であって、前記反応生成物の少なくともＨ_２Ｏが透過し難い性質を有する部材を備えたことを特徴とする半導体装置の製造装置。
13. 前記各シリコン基板は、少なくとも一方の基板面に前記犠牲層が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
14. 前記シリコン基板と対向する前記部材の面積は、前記シリコン基板の基板面積よりも大きいことを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
15. 前記各シリコン基板間は、前記部材によって区画されており、その区画によって形成された各空間は相互に非連通であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造装置。
16. 前記部材は、前記の反応によってＨ_２Ｏを生成しないシリコン基板であることを特徴とする請求項１１ないし請求項１５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
17. 前記部材は、前記Ｈ_２Ｏを吸着する性質を有するものであることを特徴とする請求項１１ないし請求項１５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
18. 前記反応室は、前記エッチングガスを前記反応室に導入する導入口が上方に配置されるとともに、前記反応生成物を前記反応室から排出する排出口が下方に配置されており、かつ、前記各シリコン基板が各基板面を相互に対向させて横方向に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１１ないし請求項１７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
19. 前記部材にヒータが内蔵されていることを特徴とする請求項１１ないし請求項１８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。
20. 前記犠牲層は、酸化シリコン層であり、前記エッチングガスは、無水フッ化水素酸ガスを含むことを特徴とする請求項１１ないし請求項１９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造装置。

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