JPH10505467A - Multilayer sacrificial etching method for purging silicon substrate - Google Patents

Multilayer sacrificial etching method for purging silicon substrate

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JPH10505467A
JPH10505467A JP9522045A JP52204597A JPH10505467A JP H10505467 A JPH10505467 A JP H10505467A JP 9522045 A JP9522045 A JP 9522045A JP 52204597 A JP52204597 A JP 52204597A JP H10505467 A JPH10505467 A JP H10505467A
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ウォーレン,キース・オー
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リットン・システムズ・インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 加速度計が、様々なエッチング及びボンディング・プロセスによって、プルーフマスと少なくとも1つの付随したヒンジとをシリコン基板内に形成することにより、作られる。このプロセスでは、プルーフマスの下に酸化物支持層(40)、(42)、(44)をイオン注入して形成し、2つの相補的なプルーフマス(62)と基板構造とを相互に接合(ボンディング)して統合し、酸化物支持層(40)、(42)、(44)を除去してプルーフマス(62)がシリコン材料(12)のボディの内部でヒンジ(67)によって支持されるようにする。ボンディング及びエッチング・バックのプロセスでは、ウエハ(532)が処理されて半分に切断され、相補的な半分同士が接合されて完成した加速度計を形成するように、この2つを再びボンディングする。複合ウエハ(900)の作成の間には、このウエハ(900)は、遠心分離装置(902)に取り付けられ、スピンによりエッチャントを除去する。遠心分離装置(902)は、モータ(906)によって回転されるバーの形状のプラットフォーム(904)から構成される。2つのコンパートメント(910)は、フィルタ紙(912)、(914)、(916)によって裏打ちされ、複合ウエハ(900)を受け入れ、リッド(918)によってカバーされる。 An accelerometer is made by forming a proof mass and at least one associated hinge in a silicon substrate by various etching and bonding processes. In this process, an oxide support layer (40), (42), (44) is formed under the proof mass by ion implantation, and the two complementary proof masses (62) and the substrate structure are bonded to each other. Bonding and integration, removing the oxide support layers (40), (42), (44) and the proof mass (62) is supported by hinges (67) inside the body of silicon material (12). So that In the bonding and etching back process, the wafer (532) is processed and cut in half, and the two halves are bonded again so that the complementary halves are joined to form a completed accelerometer. During the preparation of the composite wafer (900), the wafer (900) is mounted on a centrifuge (902) and spins off the etchant. The centrifuge (902) consists of a bar-shaped platform (904) that is rotated by a motor (906). The two compartments (910) are lined with filter paper (912), (914), (916), receive the composite wafer (900), and are covered by the lid (918).

Description

【発明の詳細な説明】 多層犠牲エッチング・シリコン基板のパージ処理方法 発明の分野 本発明は、広くは、例えば加速度計などの精密測定機器において使用する半導 体基板内の微細構造を作成する方法に関する。更に詳しくは、本発明は、エピタ キシャル・シリコン層を酸化した基板ウエハに付着させ、前者が後者に、ボンデ ィング及びエッチバック・プロセスを介して、変換されるようにする方法に関す る。 発明の背景 加速度計は、種々の応用例において利用されてきた。例えば、加速度計は、船 舶又は航空機の加速度又は減速度を決定するのを助け、自動車やバスなどの装置 又はデバイスに印加されている力をモニタするのに用いられる。 典型的な従来技術の加速度計では、振り子型のトランスデューサが用いられて おり、加速度は振り子の変位を観察することにより検出される。一般的には電磁 気的な電流によって、力が振り子に印加され、振り子をその最初の静止位置まで 強いて戻す。この電磁場を発生させるのに要求される電流を測定することによっ て、加速度が決定され得る。加速度と質量との積は、力である。 より現代的な加速度計は、2つの固定された電極の間に位置する可動型の電極 に依存している。これは、Suzuki,Tuchitani,″Semiconductor Capacitance-t ype Accelerometer with PWM Electrostatic Servo Technique,″Sensors and Actuator,A1-A23(1990)316-319と、欧州特許出願番号EP0338688A 1とに記載されている。このSuzuki他による発明では、シリコンのベースに付属 したカンチレバーの端部に位置するシリコンの可動型電極を用いる。この可動型 電極は、可動型電極のどちらかの側の上に位置する2つの固定された電極から離 間している。この装置は、ガラス構造の内部で挟まれており、モニタ回路に電気 的に接続されている。回路は、一般的に、Suzuki他による論文と特許出願とに示 されている。 更なる回路構成は、stewart他への米国特許第5142921号と、Ferriss他 への米国特許第3877313号とに記載されている。 stewartへの米国特許第4679434号は、半導体基板が2枚の非導電性の 板によって挟まれているサンドイッチ型の加速度計を開示している。この構成で は、交差したブレードを有するヒンジを用いて、所望の屈曲度と強度とを与えて いる。加速度計は、それを信号処理回路と共にハイブリッド・パッケージの中に 設置することによって、信号処理回路の近くに維持される。 stewartの加速度計とSuzukiの加速度計とにおいては、共に、3つの部分から 成る構成の複雑な組み立てが要求される。固定された電極を可動の電極に対して 適切に整合し方向付けることが、デバイスの適切な動作には必要となる。この整 合と組み立てとは、このデバイスの物理的なサイズのために一層困難である。可 動の電極は、必然的に極端に薄く、屈曲に関しても非常に脆弱である。 更にデリケートなのが、Suzukiのカンチレバー又はstewartのヒンジであり、 これらは共に、粗く取り扱うことによって、容易に折れたり曲がったりする。Su zukiのカンチレバー又はstewartのヒンジでは、3つの層を整合する間に中間の 基板の両側を清浄に保つことが困難であり、3つのウエハを重ねたものの中間の ウエハを押さえる又は保持することも難しい。 更に大きな危険として、カンチレバー部材の結晶構造の内部の微小なクラック (マイクロクラック)の形成がある。これらのマイクロクラックは、組み立ての 間には検出されないままであり得るが、動作の最中に故障を生じて、クラックが 拡がるにつれて誤った計測を生じ始め、及び/又は、導電性が低減することがあ る。 stewartによる交差したブレードの設計は、可動の電極の横方向の安定性を与 え、それにより、可動の電極が垂直方向の軸によって屈曲することが可能になる 。これは、ねじれ(トーション)又は回転(ツイスト)の力により生じる異常に 対する感度を低下させる。stewartによる交差したブレードは、シリコン結晶構 造の中で終端する鋭い端部を有するグルーブを用いる。この鋭い終端は、マイク ロクラックが生じ始める可能性のある応力点を与えてしまう虞れがある。 Suzukiの設計では、可動の電極の中間の近くに位置する単一のカンチレバー を用いる。これは、また、プルーフマス(proofmass)としても知られているも のである。この接点の中央の点が、Suzukiのデバイスに、静電的な負のバネから 生じ得るねじれの不安定性を付与する。この結果として、可動の電極が回転(ツ イスト)する結果として両方の固定された電極に接近するにつれて、誤った計測 が生じ得る。より高い範囲では、負のバネ比率は、ヒンジのねじれバネ比率を容 易に上回る。この構成は、また、マイクロクラックが開始してデバイスの劣化に 至る場所を与える。 Strokeへの米国特許第5115291号では、2つの固定された電極の間のカ ンチレバー上に可動の電極をおくために、4ステップの組み立てプロセスが用い られる。このStrokeによる発明では、可動の電極には、カンチレバーとは別にド ーピングする。Strokeによる発明では、また、可動の電極のすべての4つの側に 位置するカンチレバーを用い、その可動の電極の位置と方向とを維持する。 Suzukiの及び他の類似のデバイスでは、その上に固定された電極が設置される パイレックス(pyrex)の外側エッジを用いる。パイレックスのガラス又はそれ 以外のタイプのガラスは、例外的な熱伝導体ではなく、シリコンの場合よりも大 きさのオーダーが2だけ小さい。パイレックスは、しかし、ガラスの厚さを介し て、温度勾配(temperature qradient)を支持し得る。固定された電極を形成す る半導体物質は、それが設置されているパイレックスよりもはるかに優れた熱伝 導特性を有している。シリコンとパイレックスとの間の熱伝導係数の不一致は、 およそ10パーセントである。この差異は、温度が変動する場合に、パイレック スからシリコンへの応力とこの構造のれじれとを生じさせるのに十分な値である 。 従って、ハンドリングを最小に保ち信頼性を維持しながら製造できる加速度計 などのソリッドステート測定機器を作成する必要性が存在している。このような 加速度計の設計及び構造は、露出された応力点が減少されマイクロクラックの形 成を防止又は回避するものであるべきである。 発明の概要 本発明は、従って、最小の数の機械的アセンブリの動作を用いる加速度計など のソリッドステート機器を形成するプロセスに関する。更に、本発明のプロセス によれば、そこからマイクロクラックが生じる露出した応力点を有しないソリッ ドステート加速度計が形成される。また、本発明は、均一で信頼性を保ちながら 製造できる設計を与える。更に、本発明は、熱歪みを最小にする加速度計の設計 を提供する。 好適実施例においては、本発明は、プルーフマスがヒンジの端部に位置する加 速度計などのソリッドステート測定機器を形成する方法を提供する。プルーフマ スは、固定された電極によって頂部及び底部で包囲され、それによって、このプ ルーフマスの動きが外部回路によって検出可能になる。本発明は、1つのシリコ ン・ウエハを用いて形成することができ、これにより、固定された電極とプルー フマス自体とに存在するウエハ間での変動による影響を減少できる。本発明は、 好ましくは、プルーフマスとヒンジとが下にあるシリコン・ウエハから物理的に 分離される前に形成され、それによって、ヒンジとプルーフマスとが、製造に伴 う扱いの間に応力を受けたりそれ以外の損傷を受けることを防止する。 別の実施例では、プルーフマスとヒンジとのトポグラフィは、ヒンジがプルー フマスの一方の側に沿ってプルーフマスのエッジに近接して置かれるようになっ ている。ヒンジは、フレクチュア(撓み)としても知られており、好ましくは、 スロットをつけられ、プルーフマスの周縁を定義するのに必要な時間においてヒ ンジをアンダーカットするための選択的なエッチングのためのアパーチャを与え る。 本発明の更に別の実施例では、ウエハの異なる部分(例えば、左及び右の半分 )において相補的なプルーフマス・セクションを形成することによって、質量が プルーフマスに追加される。これらの補完的な部分は、次に、合体されて、それ 以外の場合にプルーフマスを形成するのに入手し得るよりも大きな質量を有する 単一のプルーフマスを形成する。プルーフマスをウエハに付着させるヒンジは、 本発明のある実施例では取り除かれ、それによって、ヒンジの長さに沿ってシー ムが形成されることを防止し、ヒンジの均一な結晶構造が保証される。これによ っても、ヒンジは、プルーフマスの(中間平面)ミッドプレーンに非常に近い位 置に保たれる。 最後に、本発明は、多層犠牲(sacrificial)エッチング・シリコン基板を 形成する方法であって、多重埋込酸化物層(multiple buried oxide layers)を 有するシリコン基板を提供するステップと、埋込酸化物層をエッチングにより除 去するステップと、回転する固定具の上に前記シリコン基板をその焦点からの所 定の距離においてつり下げる(suspend)するステップと、前記焦点の周囲で前 記固定具を回転させ所定の遠心力を達成するステップと、を含む方法を考察する 。 図面の簡単な説明 図1は、ウエハ処理の間の本発明の実施例の側面の断面図である。 図2〜図5は、ウエハ製造の連続的なステップの間の、図1の実施例の更なる 側面の断面図である。 図6は、図1から形成された本発明の実施例の側面の断面図であり、この実施 例の相補的な頂部及び底部のアセンブリを示している。 図7は、製造の間の、本発明の別の実施例の側面の断面図である。 図8〜図15は、ウエハ製造の連続的なステップの間の、図7のウエハの更な る側面の断面図である。 図16は、図7〜図15の実施例の側面の断面図であり、本発明のこの実施例 の相補的な頂部及び底部のアセンブリを示している。 図17は、相補的な部分が合わせられた後での、図16に示された実施例の側 面の断面図である。 図18は、ワイヤ・ボンディングの後での、図17に示された実施例の側面の 断面図である。 図19は、本発明の実施例の、拡散層マスクの上面図である。 図20は、図19の実施例におけるダンピング・グルーブを与えるエッチング ・マスクの上面図である。 図21は、図19の実施例に対する拡散マスクの上面図である。 図22は、図19の実施例に対するヒンジ・エッチング・マスクの上面図であ る。 図23は、図19〜図22のマスクのオーバレイの上面図である。 図24は、図19の実施例の合成図であり、ダンピング・グルーブがプルーフ マスの底部表面と交差する様子を示している。 図25〜図28は、ウエハ製造の別の代替的な方法の連続的なステップを受け る実施例の側面断面図を図解する。 図29及び図30は、相補的な上側及び下側のウエハがボンディングされ次い でエッチングされる位置を図解する。 図31は、図30のウエハを示しているが、半分に切断されボンディングされ て、酸化物の中に依然として埋め込まれたほぼ完成したプルーフマスが得られた あとの図解である。 図32は、酸化物がエッチングにより除去され完成したプルーフマスとヒンジ とが無傷で存在する様子を示す。 図33〜図42は、選択的なエピタキシャル・プロセスを用いる別の実施例の ボンディング及びエッチング・バック・プロセスの最初のステップを示す。 図43は、更に別の実施例でのプロセスを示す。 図44〜図47は、図33〜図42に示されたものへの非選択的なエピタキシ ャル・プロセスによる修正を図解している。 図48は、多層複合ウエハ(multi-layer composite wafer)から、エッチン グ用腐食液(エッチャント、etchant)を除去するための例示的な遠心分離装置 (centrifuqe)を示す展開図である。 好適実施例の説明 本発明の第1の実施例が、図1〜図6に示されている。図1〜図6の好適実施 例に関する以下の説明では、ドーピング、フラットネス(平坦度)、及びこの構 造の種々の寸法について説明する。 これらの特定の特性は、本発明の教示するところに従って変動し得る。変動の 結果として、要素のサイズは様々になり得るし、電気的な特性も変わり得るが、 小さな変動によっては、この装置の動作は妨げられない。 最初に図1を参照すると、好ましくはホウ素であるP形の物質を用いてドーピ ングして1Ω−cmの抵抗値を達成したシリコン・ウエハ12が示されている。 シリコン・ウエハ12は、好ましくは、およそ100mmの直径を有しており、 10.0μmのフラットネスまで研磨され0.3nmRMSの表面仕上げを有す る。 酸化物層14、16は、シリコン・ウエハ12の表面及び裏面上に形成される 。酸化物層14、16は、次の拡散又は注入マスク作業に十分な程度の厚さまで 成長される。 次に図2を参照すると、酸化物層14は、エッチングされて、N形拡散と、シ リコン・ウエハ12の裏面上に置かれるアライメント・マークとのための開口( オープニング)を与える。表面の酸化物層14は、概念的に、3つの酸化物エリ ア18、20、22に分割される。実際には、これは、その中にエッチングによ って生じた小さな開口を有する1つの連続的な酸化物フィルムである。リンなど のN形のドーパント28、30が、次に、開口24、26を介して酸化物層の中 へ拡散される。 図3を参照すると、酸化物層16、18、20、22が、除去される又はエッ チングによって除かれて、新たな酸化物注入マスク・セグメント32、34が、 N形のドーピング・エリア28、30の上に位置している。酸素36が注入され て、商業的にはSIMOXの略称で知られているプロセスによって、N形部分2 8、30に隣接するシリコン・ウエハ12の表面下に埋め込み層を形成する。 シリコン・ウエハ12は、次に、加熱されシリコンのアニーリングがなされ、 注入された酸素36から埋め込み酸化物層を形成する。酸化物層40、42、4 4は、シリコン・ウエハ12の表面下に位置し、シリコン層46、48、50に よって被覆されている。N形のドーピングされたエリア28、30が、酸化物層 の44と42、42と40、をそれぞれ分離する。 シリコン物質46、48、50の厳密な厚さは重要ではないが、シリコン層は 、連続的かつ結晶性でなければならず、また、前エピタキシャル・クリーニング と表面酸化物除去とに耐える程度の厚さを有していなければならず、それによっ て、シリコンの追加的な層を、シリコン・ウエハ12の上にエピタキシャル成長 させることが可能になる。 図5によると、更なるエピタキシャル層60、62、64が、埋め込み酸化物 層40、42、44の上に成長される。エピタキシャル・シリコン層は、ホウ素 などのP形のドーパントを用いてドーピングされる。このP形物質のドーピング は、酸化物層からシリコン・ウエハ12の表面に向かう方向で、徐々に減少し、 非エッチング領域67と62の周囲(周縁)とを選択的に形成する際に使用する ための次のN形のドーピングを可能にする。 図5及び図6に示されているトレンチ68とガード・トレンチ72とが、電気 化学的にエッチングされる。ヒンジ67に隣接する開口66もまた、電気化学的 にエッチングされる。次に、表面とヒンジとを被覆するブランケットP形拡散層 が配置(堆積、デポジット)され、エッチング保護された僅かにN形の領域をP 形に戻す。開口66のエッチングは、側面から達成され、ドーピングの変化がエ ッチング・ゾーンを制御する際に補助する。 図6と比較すると、図1〜図5のウエハは、半分に切断されている。ウエハの 表面は、水と過酸化水素とアンモニアとの混合物を用いて水和(ハイドレート) され、表面上にシラノル(silanol)群を形成する。いったん水和されると、ウ エハの相補的な表面が整列され、位置を合わせて接着(ボンド)される。接着の ためには、ウエハは、相互に対して清浄で平坦な面が向かい合って位置しなけれ ばならない。どのようなものであっても粒子が存在していると、相補的なウエハ 部分の接着が妨げられる。いったん組み立てられると、この複合ウエハは、およ そ1100℃で5時間アニーリングされる。アニーリング・プロセスの間に、酸 素と水素とが複合ウエハから除かれる。この5時間のアニーリングは、表面のP 形層を、ヒンジ67に隣接するN形拡散ゾーン30よりも深くするのに十分であ る。 ワイヤ・ボンド・バイア84が、異方性エッチングされ(anisotropicallyetc hed)、傾斜付きの壁部78、80が形成される。シャドー・マスクされたTi Au層(図示せず)が、典型的には、電気的接触表面として配置され、それによ って、ワイヤ74がそれにボンディングされる。ワイヤ74は、次に、キャビテ ィ内の地点82にボンディングされる。次に、酸化物層42がエッチングにより 除かれ、プルーフマス62を包囲する開口70、71が残る。複合ウエハは、エ ッチングの前に、チップに切断され、エッチング剤を除去するために遠心分離機 にかけられる。あるいは、複合ウエハは、イオン除去された水とTブチルアルコ ールとを用いてパージ処理(除去、purqed)され、それに続いて、真空中で フリーズドライ処理され、完成する。 遠心分離プロセスにおいては、図48の展開された全体図に示されているよう に、複合(composite)ウエハ900が、遠心分離装置902に取り付けられ、 エッチング用腐食液(etchant)を除去するためにスピンされる。ある実施例で は、遠心分離装置902は、モータ906によって回転されるディスク又はフラ ット・バー(flat bar)の形状を有するプラットフォーム904から構成される 。実際には、この回転のためのハードウェアは、例えば、この技術分野において 既知であるフォトレジスト・スピナ(spinner)上で動作するように構成するこ とができる。モータ906は、平衡のとれた回転のためにその重心において回転 するプラットフォーム904にチャックにより固定(chucked)又は接続された スピンドル908を有する。 回転の重心/中心から一定の半径だけ離れた位置に、コンパートメント910 が設けられている。図48に示したようなバーの形状のプラットフォーム904 では、2つのコンパートメントがあるが、バーの形状又は円形のプラットフォー ムの上に、それよりも多くのコンパートメントを設けることも、もちろん、可能 である。それぞれのコンパートメント910は、その中に複合ウエハ910を受 け入れる寸法に構成されている。 それぞれのコンパートメント910は、図48では分離して示されているよう に、フィルタ紙などの液体吸収性材料を用いてライニング(裏打ち)がなされて いる。フィルタ紙については、4つの側面部分912、頂部(トップ)部分91 4及び底部(ボトム)部分916がある。遠心分離装置902がスピンすると、 液体の腐食剤(エッチャント)が、遠心力に促されて外側の周辺部に向かって流 れ、フィルタ紙の各部分912、914、916に吸収される。 gが大きなスピンの場合に複合ウエハ900がプラットフォーム904から放 出されてしまうことを回避するために、それぞれのウエハ900は、ふた(リッ ド)918によってそれぞれのコンパートメント910の中に固定されている。 リッド918は、それ自体が、ネジ920又は同様の固定手段を用いて、プラッ トフォーム902に取り付けられる。エッチャントを適切に乾燥させパージ処理 (除去)することを確実にするために、複合ウエハ900は、それぞれのコンパ ートメント910の内部では、図示されているような向きに配置されるべきであ る。すなわち、破線によって示されているプルーフマス922の輪郭に従って、 プルーフマス922は向きが決定されるべきであり、それによって、フレクチュ アすなわちヒンジ924が回転の中心により近い位置に位置決めされることにな る。また、理想的には、プルーフマス922の重心は、回転するプラットフォー ム902の半径と位置合わせされる。経験的なデータからは、半径は、典型的に は、例えば3mm×3mmの寸法を有する複合ウエハに対しては、30mmから 50mmの範囲にある。このような準備により、遠心分離プロセスの間のプルー フマスの曲がり(bendinq)及び歪み(distortion)が最小になる。 経験的には、満足できるように隅から隅まで完全にエッチャントを除去するに は、複合ウエハ900は、1000gから3000gに耐えなければならない。 プルーフマス922がコンパートメント910において適切に向きが決められ取 り付けられていない場合には、このような大きさの力がかかると、最善の場合で も、繊細なヒンジ924を確実に損傷してしまう。プラットフォーム902は、 5000RPMから7000RPMの速度で回転し得る。 遠心分離プロセスが終了すると、パージ(除去)処理済の複合ウエハ900は コンパートメント910から取り外され、フィルタ紙912、914、916か ら分離される。これで、複合ウエハ900は、次のプロセスのステップの準備が できたことになる。 また、複合ウエハは、イオンが除去された水とTブチル・アルコールを用いて パージ処理し、真空中でフリーズドライすることも可能である。 示されている実施例では、酸化物領域44、40、76は、それぞれ、およそ 0.5ミクロンの厚さである。スペース70、71もまた、これらのエリアに存 在する酸化物42を選択的にエッチングにより除去することにより形成されるの で、高さがおよそ0.5ミクロンであり、ガード・リング・フレームと周囲の固 定された電極とによって形成されるコンデンサは、示されている実施例では、誘 電率が4である。基板のキャパシタンスは、領域72によって減少される。プル ーフマスは、相補的な表面を相互に接着する前の各セクション62はおよそ35 ミクロンの厚さであるから、全体の厚さがおよそ70ミクロンである。同様に、 酸化物層40、76の間の距離は、およそ70ミクロンである。 図1〜図6に示された構造の別の実施例が図7〜図17に図解されている。類 似の開始物質であるP形のドーピングされたシリコン基板112は、表面及び裏 面上に酸化物層114、116が形成されており、これらの層は、拡散を形成す る又はマスクを注入するのに十分な厚さを有している。この開始物質は、先に説 明した実施例の場合と同一である。図8を参照すると、酸化物層114が、N形 のイオン注入又は拡散に対してパターニングされ、アライメント・マークが、基 板112の背面又は底部酸化物層116上にパターニングされる。 パターンは、開口124、126、226、330に対応し、これらを介して 、リン又は他のN形の物質が拡散される。拡散の後で、この酸化物層122、1 18、120、122、220は除かれ(ストリップされ)て、新たな酸化物層 が配置される。この新たな酸化物層は、およそ、5000オングストロームの厚 さである。およそ500オングストロームの深さの薄いCVD窒化シリコン層が 、次に、この新たな酸化物層の表面上に配置される。 図9を参照すると、窒化シリコン層の一部が有効に除去され、位置234、2 38、240に窒化シリコンのパターニングされた層が残る。このパターニング された窒化物の層は、パターニングされた酸化物の層232、236の上に位置 している。 基板の露出したエリアは、次に、図10に示されるように、およそ35マイク ロメータの深さまで、水酸化カリウム・シリコン・エッチングを用いてエッチン グされる。これにより、パターニングされた酸化物セクション232、236の 間に、チャンネル242が形成される。結晶性の面を表す(111)傾斜付きの 壁部244、246が、チャンネル242を包囲する。 図11を参照すると、酸化物層が、次に、除去され、水酸化カリウムが、新た に露出される表面とチャンネル242とを更に2マイクロメータだけエッチング するのに用いられる。残りの構造は、酸化物層セクション232、236のすぐ 上部の別個のセクション234、238、240におけるにおける窒化物層から 構成される。これらの層は、先に基板に拡散又は注入されたN形にドーピングさ れた物質の上に位置する。このN形の物質は、128、230、330に位置し ている。位置330にあるN形の物質は、窒化物層によって保護されておらず、 水酸化カリウムによるエッチングによって、部分的にエッチングされる。 窒化物及び酸化物の層は、図12に示すように、次に、除去され、CVD酸化 物層が配置され、パターニングされる。この層は、およそ8000オングストロ ームの厚さを有しており、260、262、264、266の位置にある。フォ トレジスト・マスクが、好ましくは、スプレー・リングラフィ・プロセスによっ て加えられ、ステップ・カバレージの問題が回避される。配置された酸化物は、 熱成長酸化が基板とN形ドーピングされた領域128、130、230、330 との間の酸化速度の差異に起因して用いられる場合に生じ得る表面ステップを回 避するために用いられる。酸化物の層は、次に、イオン注入された酸化物層をマ スクするのに用いられる。注入された酸化物層は、5時間の間、およそ1300 ℃でアニーリングされ、CVD酸化物が存在しない基板表面の下に存在する。こ れは、図13の、酸化物層270、272、278、274、276として示さ れている。 図14及び図15を参照すると、イオン注入の間にマスクとして用いられた酸 化物は除去され、P形のエピタキシャル層が基板の上に成長される。このエピタ キシャル層は、およそ35マイクロメータの厚さを有し、0.1Ω・cmの導電 率を有する。このエピタキシャル成長が、チャンネル242を満たす。基板の上 のエピタキシャル層は、次に、酸化物層が現れ始めるまで、ラップされる又は削 られ除かれる。酸化物層は、タブ280において最初に現れる。エピタキシャル 成長層は、このように、いくつかの異なるセクション292、294、296、 298に分割される。 ここで、ウエハは半分にスライスされ、相補的なウエハ表面が合わせられ、水 和され接着され、複合ウエハが形成される。この複合ウエハは、およそ1100 ℃で5時間の間アニーリングされる。図16に示された実施例では、複合ウエハ の頂部の部分は、プルーフマス・セクション295がプルーフマス・セクション 294と相補的になるように、示されている。ヒンジの中央に位置する接着線又 はシームを回避するために、ただ1つのヒンジ296がこの実施例では形成され ている。 図17に示すようにいったん組み立てられると、プルーフマス・セクション2 94、295は、接合され、チャンネル272に包囲された単一のプルーフマス 294、295が形成される。ヒンジ296は、酸化物層278、279に挟ま れている。N形ドーピングされた物質130、131は、振り子アーム296の エッジに隣接する。 図18に示されるように、酸化物層275が除去され、ワイヤ・ボンド・バイ ア178が、複合基板の内部にエッチングされる。これによって、ワイヤ174 が、地点182において、振り子アーム296のP形物質184の延長にボンデ ィングされることが可能になる。酸化物層274は、複合基板を流れる標遊電流 (strayf low of current)を防止する。図17及び図18では、N形の物質3 02、304は、酸化物層276、277が行うように、更に、電気的な絶縁を 与える。 酸化物層272は、選択的なエッチングによって除去され、次に、ギャップは 、遠心分離機を用いて洗浄されエッチング剤を除去する。あるいは、ギャップは 、パージ処理された後に、Tブタノールでフリーズドライ処理される。シャドー ・マスクが用いられ、金属の層が表面184の上に配置され、ワイヤ・ボンディ ング182が基板に接着することが可能になる。 ここまでに説明した実施例は共に、2つのシリコン電極の間に位置する正確に 定義された構成を有する振り子を生じさせる。これらの電極は、所定の量だけ振 り子から正確に分離されている。1枚のウエハを用いそのウエハを半分にスライ スしてデバイスの相補的な頂部と底部とを形成することによって、振り子とその 振り子の側面上のそれぞれの電極との間の距離は均一に保たれ、別のウエハが用 いられる場合に生じる不所望の変動を減少又は除去できる。 本発明による加速度計の整合と組み立てとは、ウエハの両方の部分がソリッド であり、よって、ウエハへのすべての応力を最小化し取り扱いの結果として生じ る振り子への損傷を回避することによって達成される。本発明は、また、汚れや ダストなどの所望でない汚染物が加速度計の内部に含まれ得る可能性を著しく減 少させる、又は、回避する。これにより、動作が均一化され、故障が最小化され 、デバイスの使用可能な寿命が長くなる。 本発明では、また、stewartへの特許において示されたカンチレバーの鋭いエ ッジが回避される。図1〜図6の実施例の設計を修正してシームのないヒンジを 用いることが好ましい。プルーフマスの周囲の基板に残る酸化物層は、基板内を 流れる標遊電流をブロックするのに用いられる。図6に示されている追加的なト レンチ・ガード72を、固定された電極からの一方から他方へのキャパシタンス を減少させるのに用いることができる。固定された電極からガードへのキャパシ タンスもまた、ソリッドなガード誘電体と比較して減少される。 図19〜図24を参照すると、このデバイスの好適なトポグラフィが示されて いる。図解されているトポグラフィは、正方形のプルーフマスを用いている。ヒ ンジから延長する長さがプルーフマスの幅よりも大きい長方形のプルーフマスが 加速度計において使用された際により優れた特性を与えることも有り得る。 図19を参照すると、開口400を有した、図2に示されたようなN形物質2 8、30を酸化物コーティングされた基板12の内部に拡散又は注入するのに適 切なマスクが、示されている。この同じマスクは、新たな酸化物層32、34を 図3に示されるようなN形の領域28、38の上に配置するのにも用い得る。こ れによって、N形の領域が、酸素のイオン注入の間に保護される。 図20を参照すると、水酸化カリウムのエッチング剤を用いてダンピング・リ ダクション・グルーブを作成するのに適したマスクが示されている。ダンピング ・グルーブは、埋め込み酸化物層に向かう方向に(111)平面上でエッチング される。ダンピング・グルーブは、プルーフマス上に位置する。図23は、プル ーフマス上でのダンピング・グルーブ402の相対的な位置を示している。 図21を参照すると、プルーフマス408、ヒンジ412、418、及び周囲 の支持構造を作成するための追加的なマスキングが、示されている。領域422 、424、426、428は、除去されてプルーフマス408がウエハの内部に 移動することを可能にするエリアを表している。タブ404は、N形にドーピン グされた領域であり、電気化学的なドーパントによる選択的なエッチングの間に エッチングされることを防止する。これらのタブは、内部に位置し埋め込み酸化 物と同じ程度の深さのアンダーカット・チャンネルの上部で延長するブリッジで ある。ウエハの2つの相補的な半分ずつが合わされて接着されるときには、この 相 補的なブリッジは、それぞれのウエハ上のブリッジの間のスペースを被覆し、そ れによって、頂部及び底部の固定された電極の間の漂遊(ストレイ)キャパシタ ンスをガードするシールドを形成し、結果的に、グランドへの漂遊キャパシタン スだけを生じる。領域406、410、432、434は、ワイヤ・ボンディン グ位置である。メタライゼーション層が、ワイヤ・ボンディングを行う前に、こ れらのエリアに配置される。 示されている実施例では、2つのヒンジ412、418が、プルーフマス40 8の一方の側に沿って位置している。ヒンジは、プルーフマスの外側のエッジか ら若干だけ内側に入っている。領域420は、ヒンジ418のエッジとプルーフ マス408のエッジとの間に示されている。同様な領域が、ヒンジ412とプル ーフマス408の反対側エッジとの間に位置している。 ヒンジ412は、ヒンジのベースに位置する補強領域415を含む。スペース 416によって分離された複数のフィンガ414が、ヒンジの残りの部分を形成 している。ある実施例では、ヒンジ412は、およそ400ミクロンの幅を有す る。スロットを有するヒンジの使用によって、エッチング溶液が、フィンガ41 4の間のスロットを通過することが可能になる。これにより、ヒンジの下のエリ ア全体が所望でない物質すべてを除去することが保証される。スロット416が 正しい位置にないと、エッチング剤は、ヒンジのエッジの周囲のヒンジの下側部 分にアクセスするだけである。この結果として、エッチング時間が実質的に長く なり、それによりデバイスの他の成分を損傷する可能性があり、又は、ヒンジの 動作を妨げ得るヒンジの下に位置する残留物質が残ることにもなる。 図22は、ヒンジとプルーフマス408とタブ404との相対的な位置を示し ている。閉口440が、エピタキシャル層に形成され、プルーフマス408の下 に位置するシリコン酸化物層へのアクセスを可能にしている。この開口404に よって、酸化シリコンが選択的にエッチングされることが可能になり、プルーフ マス408のエッチングされていない表面と周囲の構造とだけが残ることになる 。バイアがこの開口の上にあり、酸化物の除去の後では、開口は、上部の表面か ら下側の固定された電極への接触のためのワイヤ・ボンディング・ポートとして 機能する。 図23は、複合マスクの図であり、基板12の上部表面を示している。ヒンジ 412、プルーフマス408、タブ404、ダンピング・グルーブ402などの 相対的な位置が、この図では、これらの構成の相互への関係として、示されてい る。 図24は、図20のダンピング・グルーブ・マスクが用いられた後でプルーフ マス408の上部表面に残されたダンピング・グルーブ403の位置を示す。ダ ンピング・グルーブ403により、プルーフマス408の底部又は頂部から空気 が逃げることができる。更に正確には、ダンピング・グルーブ403は、プルー フマス408のエッジの周囲を空気が急に通過することの結果として生じ得る悪 影響を除去できる。これにより、プルーフマス408は、空気の流れに妨げられ ずに自由に撓むことができる。好ましくは、プルーフマス408の周囲のスペー スは、窒素などの不活性ガスが充満している。これが、プルーフマス408又は デバイスの周囲の部分の劣化を防止する。デバイスを減圧した雰囲気内に封印す ることにより、ダンピングを調整もできる。 図19〜図24に示した実施例では、プルーフマス408は、およそ、3mm ×3mmである。この構成によって、それぞれ400ミクロンである2つのヒン ジは、プルーフマス408の構造を支持するのに適している。プルーフマス40 8のアスペクト比は、変更することが可能であり、また、特定の応用例に依存し てプルーフマス408を大きく又は小さくすることができることがわかる。ヒン ジ412、418の幅とフィンガ414及びスロット416の幅とは、加速度計 の設計の要求に適するように変更し、更に硬質の又は更に可撓性の高いヒンジを 作ることができる。 別の実施例では、本発明は、ソリッドステート加速度計を作成する別の代替的 な方法を提供する。この代替的な方法は、ボンディング(接着)及びエッチバッ ク法(bond and etch-back method)として知られており、図25〜図32に連 続的なステップで示されている。図25〜図32は、図1〜図6に示したものの 代替的なステップを示していることを注意されたい。 ボンディング及びエッチバック法は、ウエハが処理され、半分に切断され、相 補的な半分ずつが接合されて加速度計が得られるという点では、既に述べた方法 と類似する。しかし、ボンディング及びエッチバック法は、7パーセントだけリ ンがドーピングされたガラスであるホスホシリケート(phospho-silicate)ガラ ス(PSG)が使用される。この酸化物では、この技術分野で知られている他の 酸化物よりも10倍速くエッチングを行える。よって、エッチングのステップが 非常に簡略化される。また、PSGは、上述したSIMOXプロセスで用いられ る酸化物と比較すると、その厚さに関して、制御が容易である。例えば、現在の 技術では、SIMOX法を用いると、0.5ミクロンの厚さの成長しか可能でな いが、これとは対照的に、ボンディング及び再エッチング法では、基板上で、1 ミクロンのPSG層を配置する又は酸化物層を成長させることができる。究極的 には、酸化物層の厚さは、プルーフマスと周囲の壁部との間のギャップのサイズ を決定する。 図25(a)に示されるように、ボンディング及びエッチバック法は、上部P 形シリコン基板500から開始する。これは、酸素イオン注入(SIMOX)に よって作成される連続的な埋め込み酸化物を有する市販のパターニングされてい ないウエハ、又は、埋め込み酸化物を有する市販のボンディングされたウエハで ある。P形シリコンの層が、ウエハ表面上にエピタキシャル成長される。このP 形エピタキシャル層504がプルーフマスになり、この段階では、完成したプル ーフマスの所望の厚さの半分である。好ましくは、P形エピタキシャル層504 は、上述のSIMOXプロセスで成長するように、35ミクロンの厚さである。 P形エピタキシャル層504は非常に薄く結果的に脆弱であるので、上部のP形 基板500は、処理の間のウエハ全体の操作のためのハンドルとして機能する必 要がある。P形エピタキシャル層504は、好ましくは、P形のホウ素がドーピ ングされたエピタキシャル・シリコンである。 図25(b)には、図25(a)に示された基板に対して相補的な半分である 基板の断面図が示されている。特に、図26(b)は、PSG又はその上に配置 又は成長された熱酸化物層508を有する底部のP形シリコン基板506の断面 図を示している。窒化物のマスキング・フィルム510が底部のP形基板506 の他方の面に接着されている。 CVDによって、窒化物のパターン512が、図26(a)に見られるように 、 P形エピタキシャル層504に配置される。窒化物のパターン512は、これに 続くステップにおけるエッチング・マスクとして用いられる。図26(b)にお いては、トレンチ516を有しているフォトレジスト・パターン514は、PS G又は熱酸化物層508の上におかれる。反応性のイオン・エッチング・プロセ スを介し、垂直方向のトレンチ516によって、PSG酸化物層508のある部 分は、P形シリコン基板506に至るまでエッチングによって除かれる。 図27(a)では、熱酸化物層518が、窒化物パターン512におけるウィ ンドウ又は開口の内部に成長される。酸化物は、後続のKOHシリコン・エッチ ングの後でプルーフマスの輪郭を定義するエリアで、エッチングにより除去され る。成長された酸化物層518の存在により、ヒンジとガード・ダイアフラムと のエリアがKOHにおいてエッチングされることが回避され、他方で、プルーフ マスとフレームとの間のトレンチは、所望のヒンジの厚さに等しい深さまでエッ チングされる。この時点で、酸化物は除かれ、窒化シリコンによって保護されて いないすべてのエリアにおいて、シリコン・エッチングが生じる。ヒンジの厚さ は、好ましくは、2〜5ミクロンである。 図27(b)は、図26(b)のレジスト・パターンの上のアモルファス・シ リコンのスパッタ配置を示す。アモルファス・シリコン520は、垂直方向のト レンチ516の中に充填されるのに加えて、レジスト・パターン514を被覆す る。次に、レジスト・パターン514が除去され、同時に、トレンチ516の中 にスパッタリングされなかった余分なアモルファス・シリコン520を除く。こ れで、トレンチ516は、アモルファス・シリコン520と線状になり、このア モルフアス・シリコン520は、酸化物の島550の周囲のシールとして機能す る。 図28(a)では、水酸化カリウム(KOH)が用いられて、窒化物パターン 512の開口におけるP形エピタキシャル層504が、異方性エッチングされる 。図面に見られるように、KOHエッチングへの露出と同じ間に、P形エピタキ シャル層504の完全に裸のエリアは、成長された酸化物層518によって被覆 されたP形エピタキシャル層504のエリアよりも、より多くの物質が除かれる 。これは、KOHエッチングがP形エピタキシャル層504の裸のエリアに有す る ヘッドスタートの結果である。プルーフマスの半分524とガード526とに対 するヒンジ522は、図に示されているように識別され得る。ヒンジ522とガ ード526とは、成長された酸化物層518の最初の厚さによって決定される厚 さを有する。 更に、プルーフマスの半分524の輪郭が定義される。例えば、プルーフマス 524の上部528は見えているが、P形エピタキシャル層524は、PSG埋 め込み酸化物のエッチング・ストップ502まで完全にエッチングされ、トレン チ530を形成する。概念的には、示されてはいないが、除去されたトレンチ5 30が、プルーフマスの半分524の輪郭を画する。 相補的な下側の基板は、この時点では、図28(b)に示されているように、 何の処理も受けていない。よって、図27(b)と図28(a)とは、同一であ る。 次に、窒化物パターン512は、P形エピタキシャル層504から除去される 。除去された裸のシリコン表面は、水と過酸化水素と水酸化アンモニウムとの混 合物を用いて水和される。図28(a)及び図28(b)のウエハは、図29に 示されるように整合され、シリコン融合ボンディングされる。接着されたウエハ は、次に、上述したSIMOXプロセスにおいて説明した手順においてアニーリ ングされる。 ハンドルとして先に用いた上側のP形基板500はもはや不要であり、100 ミクロンの厚さまでの逆グラインディングによって除去され、次に、KOHを用 いて、残りを酸化物のエッチング・ストップまでエッチングする。下側のP形基 板506は、窒化物マスキング・フィルム510によってKOHエッチングから 保護される。KOHエッチングは、後に選択的に除去される埋め込み酸化物エッ チング・ストップ508によって停止する。残りのボンディングされ除去された ウエハ532は、図30に表されている。ウエハ532は、次に、左右の半分ず つに切断される。図30を参照すると、ウエハ532の図面のこちら側の部分と 紙面の奥に向かう側の部分とが、半分に切断される。それぞれの半分の部分の先 に接着された表面は、再び、水と過酸化水素と水酸化アンモニウムとの混合物を 用いて水和される。 図31に示されるように、半分ずつの部分は、シリコン融合ボンディングがな されアニーリングされるが、このプロセスは共に既に説明した通りである。ホー ル536が、上側の窒化物マスキング・フィルム534を通過してフォトリソグ ラフィ技術によってパターニングされ、それによって、ワイヤ・ボンド・バイア 538が異方性エッチングされることが可能になる。バイア538は、上側のP SG又は熱酸化物(thermal oxide)層540に至るまでずっとエッチングされ る。 上側及び下側のPSG又は熱酸化物層540、542がそれぞれエッチングに よって除去され、完成したプルーフマス544の周囲にギャップを残す。これは 、図32に示されている。アモルファス・シリコンのシール520がPSG酸化 物層540、542を包囲しており、この物質は、HFエッチングから保護され 、完全に残る。ヒンジ522とガード526との構造が、これで明らかになる。 ウエハ全体は、Tブタノールにおいてフリーズドライ処理されるか、又は、既 に説明したように、チップに切断され遠心分離器にかけられる。シャドー・マス クが用いられ、接触用の金属546を表面548の上に配置し、基板へのワイヤ ・ボンディングが可能になる。加速度計はこれで完成し、2つのシリコン電極の 間に位置する、正確に形成された振り子又はダイフラムを有している。 本発明では、更に、エピタキシャル・シリコン層を、酸化されたシリコン・オ ン・インシュレータ(絶縁物上シリコンが設けられた、SOI)基板ウエハに付 着させ、前者を後者に上述したボンディング及びエッチバック法によって移転( トランスファ)させる、別の実施例を考察する。SOIウエハは、加速度計など のセンサ・デバイスに広範に応用できる。小さな制御されたギャップを必要とす る加速度計などの微細構造を作成する優れた方法として、SOIウエハをウエハ ・ボンディングを用いて処理し、移転されたエピタキシャル層の下の酸化物をエ ッチングによって除去するものがある。 この方法の短所は、エピタキシャル層の一部を基板に、このエピタキシャル層 の一部が酸化物を除去した後に固定されたままとなるように、アンカーする際の 困難がある。重要なことに、付着に用いられる構造は、フッ化水素(HF)酸に よる酸化物層の防食用(sacrificial)のエッチングの間に、浸食されたりエ ッチングによって除去されてはならない。本発明は、これらの困難を解消するプ ロセスを提供する。 好適実施例においては、本発明によるプロセスは、上述のSIMOXウエハを 、又は、好ましくはSOIウエハを提供する。図33に示したように、SOIウ エハ606は、前面酸化物層600と、背面酸化物層608とを成長させている 。前面酸化物層の下には、約35ミクロンの厚さのP形エピタキシャル・シリコ ン層、すなわち、Pエピタキシャル層がある。また、埋め込まれた酸化物層60 4もある。このSOIウエハ606は、図25(a)に示されているものと同様 であるが、以下で、更に詳細に説明する。 前面酸化物層600は、図19から図23に示されているようなマスクを介し てエッチングされ、表面ダンピング・グルーブのアレー、ウェル及びダイアフラ ム輪郭を有する酸化物パターンを形成する。この技術分野では知られているプロ セスによって、フォトレジストをスピンによって引き伸ばし(spun)、次に、紫 外線(UV)光をブロックするマスクを介してレジストをフォトリソグラフィ技 術によってパターニングして、所望のパターンに類似するレジストを現像する。 次に、HFを用いて、様々な領域の酸化物をエッチングにより除去し、レジスト が除かれ、酸化物のパターンが残る。基板に対するこれらの準備的なステップは 、既に詳しく述べた。 KOHを加えることにより、浅い領域が、基板の中へ、およそ3から5ミクロ ン切られる。図34は、上述のステップを行った後での、SOIウエハ606の 大略の断面図を示している。浅い領域は、610として示されている。浅い領域 610は、レジストをスピンすることを容易にするが、このプロセスは、レジス トの形成が不均一であるために、また、レジストは先鋭なコーナーやエッジから は遠ざかる傾向を有するので、より深いトレンチには容易には適合しない。この ように、浅い領域610は、スピン・レジスト・プロセスに対してはほとんど平 坦なウエハのようであるが、このプロセスが、高い生産性には重要である。 図35に示されている次のステップでは、ダンピング・グルーブと浅いウェル とダイアフラム領域とに一致する、先に定義された浅い領域610は、HFを用 いて、酸化物層600を除去される。窒化シリコン(Si3N4)の層612が 、 減圧の化学的気相成長法(LPCVD)を用いて配置される。LPCVDによる 窒化物612は、好ましくは、約1000オングストロームの厚さである。次に 、好ましくは500から1000オングストロームの厚さのイオン・ビーム・ス パッタリングされた酸化シリコン(SiO2)の領域が、浅いウェル610の内 部に配置され、酸化物キャップ614を形成する。 次に、反応性イオン・スパッタリングされた窒化シリコン(Si3N4)の約 1000オングストロームの厚さの層が、浅いウェル610に配置され、窒化物 キャップ616を形成し、これに続くステップの間に、酸化物キャップ614を 保護する。これは、室温で配置され、これによって、この技術分野で知られてい るリフトオフ・プロセスの下で、レジスト・マスクを用いてフィルムを逆パター ニングすることが可能になる。リフトオフ・プロセスは、所定の領域にあるレジ ストとフィルムとをリフトオフするが、その理由は、レジストが基板への接着を 防止するからである。アセトンを付加することによりレジストが溶解され不所望 の酸化物/窒化物のフィルムがリフトオフされた後で、酸化物キャップ614と 窒化物キャップ616から構成されるスタック(stack)が残る。 別の実施例のプロセス(図示せず)では、このスタックは、平坦な表面上に配 置することもできるが、図35に示すような浅いウェル610の中にとは限らな い。平坦な表面ではなく浅いウェル上に配置する理由は、適切な厚さの空乏(de pletion)領域のためのスペースが、この接合が孤立した実施例においてこのス ペースすなわち空洞(キャビティ)を後に占める逆にドーピングされたエピタキ シャル成長において形成されることが可能になるからである。 深いトレンチが形成され、これが、加速度計のヒンジになる。特に、図36に 示されるように、LPCVDによる窒化物612は、レジスト及びプラズマ・エ ッチングを用い、ヒンジ・ウェル618と共に、パターニングされる。前者のプ ロセスが好ましいが、その理由は、下に位置する表面は不要であり、エッチング によって除去できるからである。 LPCVDによる窒化物612がヒンジ・ウェル618と共にパターニングさ れてヒンジを形成した後で、KOHが深いエッチに与えられて、典型的には20 から25ミクロンの物質を所望の深さまで除去する。これは、ヒンジの厚さ62 0を確立するが、これは、埋め込まれた酸化物層604からヒンジ・ウェル61 8の底部までの距離である。ヒンジの厚さ620は、加速度計に要求されるgの レンジとねじれの(torsional)安定性とに依存して変動するが、通常は、2か ら10ミクロンの範囲である。 プラズマ又はリンによる(phosphoric)エッチングの間、窒化物キャップ61 6は、酸化物キャップ614を保護する。KOHエッチングの間は、酸化物キャ ップ614は、窒化物キャップ616によって保護される。 LPCVDによる窒化物612は、次の酸化ステップの間にエピタキシャル・ シリコン602を保護するために必要である。他方で、ヒンジ・ウェル618の 内部のエピタキシャル・シリコンは、KOHエッチングの間、保護されない。こ れは、水蒸気を炉の中で加熱することによってヒンジ・ウェル618の表面を酸 化することから構成される酸化プロセスに露出される。この熱酸化プロセスは、 1000から1100℃で生じるが、この技術分野では公知である。結果として 、図36に示すように、2000から4000オングストロームの厚さの酸化物 の成長が、ヒンジ・ウェル618の底部620と側壁622とを被覆する。水と 酸素との拡散は、LPCVDによる窒化物612によって、残りの領域ではブロ ックされる。 ウエハ構造は、もはや、容易には光(フォト)パターニング可能ではない。そ の理由は、ヒンジ・ウェル618の深さのために、スピン・レジストが、輪郭を 適切にコーティングすることができないからである。この問題については、既に 述べた。 以下のステップで、LPCVDによる窒化物612と窒化物キャップ616と を、除去して次のステップでのボンディングに備えて基板を準備しなければなら ない。当初は、LPCVDによる窒化物612と窒化物キャップ616とは、K OHがエピタキシャル・シリコン602をエッチングすることを防止するために 、また、裸の表面を酸化から保護するために、必要とされた。この時点では、し かし、LPCVDによる窒化物612と窒化物キャップ616とは、もはや不要 である。 次に、ウエハは、160℃のリン酸の中に浸される。ヒンジ・ウェル618は 、 酸化物で被覆され、エッチングしない。窒化物キャップ616とすべてのLPC VD窒化物612とは、リン酸によって、酸化物キャップ614によって保護さ れたLPCVD窒化シリコンの小さなパッチを除いて、除去される。この窒化物 のパッチは、624によって示されている。 残ったのは、裸のシリコン表面と、酸化物620、622によって被覆された ヒンジ・ウェル618と、LPCVD窒化シリコンのパッチ624を被覆する酸 化物キャップ614と、である。これは、図37に示されている。 次のステップは、パターニングされた整列接着である。これには、すぐに接着 されることになる2つの構造であるSOIウエハ606と酸化されたウエハ62 6との間の外形を赤外線整列するための整列(アライメント)マークを用いるこ とが必要である。酸化されたウエハ626は、その上に約1ミクロンの厚さであ る熱又はPSG酸化物層が成長又は配置されたP形シリコン基板である。このタ イプの基板の詳細は、既に述べてある。図38に示すように、スロット630が 、浅いウェル610に対応して酸化物628を通過して形成される。 それぞれのスロット630の内部には、反応性イオン・スパッタリングされた 窒化物層642があり、これは、上述の配置/リフトオフ・プロセスを介して配 置されている。この窒化物層642は、下に位置するシリコンを保護する。有利 なことに、現在の条件における酸化されたウエハ626の一致する表面648は 、レジストの残存物によって、荒く(ラフに)なってはいない。実際に、窒化物 がCVDによって加えられ、次に、そこから酸化物表面648が成長するシリコ ンの表面がパターンを得るためにエッチングされなければならないのであれば、 このエッチング・プロセスは、数オングストロームRMSの荒さまで、酸化物表 面648において、粗さを生じるであろう。荒くされた表面648は、従って、 強力な接着に十分な滑らかさを有しない。 図38に示されているSOIウエハ606の一致表面650とPSG酸化物ウ エハ628の一致表面とは、他の実施例のためにも、上述の方法に従って、接着 の準備がなされる。この時点で、SOIウエハ606は、10:1のHFに浸さ れ、酸化物キャップ614を除去する。 図39は、PSG酸化物ウエハ628に接着されたSOIウエハ606を示し ている。図37に示されたSOIウエハ606のハンドル・ウエハ部分は、ほと んどが下方向にグラインド(研磨)され、エッチ・ストップとして機能する前に 埋め込まれた酸化物604によって、完全にエッチングによって除かれている。 本発明によるプロセスは、この例において明らかである利点を有している。例 えば、図39では、接合されたウエハの頂部において、支持されていない酸化物 は存在せず、直接に下には、平坦で連続的なシリコン表面がある。不所望の液体 の漏れに関して容易に洗浄し乾燥させることのできない再度形成された(re-ent rant)勾配のトレンチは存在しない。プルーフマスを輪郭を形成するダイアフラ ム又はトレンチは、このプロセスでは未だ形成される必要はなく、従って、この 構造に、ラフな扱いに耐える構造上の堅固さを与える。 図39の接着されたウエハ634は、プルーフマスとヒンジに対する、基板ア ンカー・ウェルとトレンチの輪郭とのレジスト・パターニングの準備ができた平 坦なウエハのように見える。従って、図40では、接着されたウエハ634は、 反応性イオン・エッチングされて深いスロット636を形成するが、このエッチ ングは、アンカーに対しては埋め込まれた窒化物層で停止し、このエッチングは 、プルーフマスの輪郭に対しては埋め込まれた酸化物層で停止する。例示的な深 いスロット636が図40に示されており、ここでは、深いスロット636は、 シリコン・エピタキシャル処理の後では、アンカー領域として機能する。その深 さは、窒化物パッチ624を通過する切断において、終了している。特に、6フ ッ化硫黄(SF6)とヘリウム・ガスとによる反応性イオン・エッチングが用い られ、深いスロットを切るが、その理由は、この形式のプラズマ・エッチングは 、高いエッチング率を有する急峻な勾配を有する壁部を切ることができるからで ある。図40から図41では、反応性イオン・エッチングが、窒化物パッチ62 4を通って切断をしている。 図41は、図40と比較して、深いスロット636を拡大した図である。次の ステップでは、前のステップからのレジストが除去され、内側の壁部638が、 既に説明した酸化プロセスに従って炉の中で酸化される。内側の壁部638は、 こうして、図41に示すように、酸化物成長640によって被覆される。窒化物 パッチ624と反応性イオン・スパッタリングされた窒化物642は、リン酸 (H3PO4)の適用によって、除去される。 残るのは、裸のシリコン底部と上から下がっている(オーバーハングしている )レッジとを有する裸のシリコン表面空洞644である。本発明のプロセスによ れば、シリコン・エピタキシャル処理が望まれる場所にだけ裸のシリコンを残す 。更に、本発明のプロセスなしでは、従来型の酸化物成長及びフォトリソグラフ ィ法を用いたとしても、空洞構造を得るのは、不可能ではないにしても、非常に 困難である。 図42では、この技術分野では公知である選択的なエピタキシャル・プロセス を用いて、空洞644内の露出したシリコンの領域にだけ、単結晶シリコンを成 長させている。選択的なエピタキシャル成長646は、基板と共に成長し、プロ セスの条件は、エッチングは配置と均衡し、ポリシリコンの結晶核生成(nuclea tion)は、酸化物表面上では生じず、裸のシリコン表面で生じることである。頂 部で形成するはみ出し(protrusions)は以降の接着ステップにおいて邪魔にな るので、エピタキシャル成長が、内側の壁部638では生じないようにすること が重要である。従って、内側の壁部638は、酸化物638によって被覆され、 そのようなエピタキシャル成長を防止する。選択的なエピタキシャル成長646 は、当初のシリコン基板と同じ結晶軸で成長する。この選択的なエピタキシャル 成長646は、従って、SOIエピタキシャル・ウエハ606を酸化されたウエ ハ626に対して保持するアンカーである。まとめると、以上で述べてきたステ ップは、酸化されたウエハ626をSOIエピタキシャル・ウエハ606に架橋 (ブリッジ)するアンカーの形成において頂点に達する。 図42に示されるように、接着されたウエハ634は、この時点で、背面グラ インド及びエッチバックの手順によって露出される埋め込まれた酸化物層604 を除去する準備ができており、また、ヒンジ壁部618の側壁酸化物622をオ プションで除去してプルーフマスのヒンジをフリーアップする準備もできている 。ここからは、ウエハの処理は、図30に関する説明の場合と同じように継続し 得る。 図41に続く本発明の別の実施例によるプロセスでは、非選択的なエピタキシ ャル・プロセスを用いて、ポリシリコによって、側壁638を上方向にオプショ ナルな空洞644を充填してもよい。確かに、本発明の誘電的に孤立した別の実 施例では、SOIウエハ606には空洞644を形成する浅いウェル610は存 在しない。しかし、窒化物パッチ624は、依然として用いられて、アンダーカ ットの間のHFエッチに対するバリアとして機能する。 時には、非選択的なエピタキシャル・プロセスが、先に説明した選択的なエピ タキシャル・プロセスよりも好ましいこともある。この非選択的なエピタキシャ ル・プロセスでは、ポリシリコンの成長は、露出したシリコン領域だけに限定さ れるのではない。更に、非選択的なエピタキシャル成長は、選択的なエピタキシ ャル成長よりもはるかに速い成長速度を有しており、トレンチを頂部まですべて 充填する目的からすると、よりよく機能する。この時点で、トレンチの内部のポ リシリコンを機械的な研磨又はグラインドによって所望の深さまで除去すること が可能である。更なる任意のポリシリコンを、半選択的なプロセスによってエッ チバックして、トレンチの内部に所望の配置パターンを得ることが可能である。 図44は、図41から継続する、この別の実施例を示している。特に、この別 の実施例は、選択的なエピタキシャル・プロセスの場合の接合分離ではなく、誘 電性分離をによって、非選択的エピタキシャル成長を用いる。これは、酸化物キ ャップ812が周囲のLPCVDによる窒化物をエッチングによって除去してL PCVD窒化物パッチ810を残した後で残存することを除いて、先の実施例と 同じである。酸化物キャップ812が残る理由は、酸化物キャップが、500オ ングストロームではなく約600オングストロームまで作られているからであり 、また、接着の前のLPCVD窒化物除去の後にはるかに短い10:1のHFデ ィップ(浸し)が行われるからである。 この酸化物キャップ812は、再び、反応性イオン・エッチングされた深いス ロット806のレッジ814の下側を保護する目的で機能し、他方で、酸化され たウエハ800における保護されていない窒化物808は、リン酸の中で除去さ れる。次に、酸化物キャップ812が、10:1のHFの中で除去される。 結果として生じるウエハは、図45に示されている。窒化パッチ810の残存 物は、依然としてレッジ814の下側を被覆しているが、PSG又は熱酸化物層 804に形成されたスロット816における裸のシリコン818も存在する。ウ エハは、この時点で、エピタキシャル及びポリシリコン成長の準備ができている 。 図46には、約37ミクロンのシリコン822が非選択的に配置されているの が示されている。しかし、第1には、シラン(silane)が、すべての表面の上に ポリシリコン822を配置するために当初は導入され、他方で、裸のシリコン・ インターフェースでは、単結晶成長が生じている。これ以降の成長は、高速で、 トリクロロシラン又はジクロロシランを用いて、すべての表面の上に37ミクロ ンの厚さが得られるまで、維持される。この時点で、深いスロット806が、下 からの結晶成長によって完全に充填され、スロット816の酸化された壁部82 4からのポリシリコンの成長と一体化する。異なる結晶性の領域の概略の境界が 、破線820によって示されている。PSG酸化物層804の後の防食用のアン ダーカットに対しては、ポリシリコン822の粒界(grain boundaries)への損 傷があり得るので、HFエッチに露出した単結晶を有することが好ましい。 次のステップでは、ウエハの非選択的に配置されたシリコンが、裸のシリコン ・ウエハと共に用いられる標準的な研磨技術を用いて、化学的・機械的に、再び 研磨される。研磨は、スロット816の中に配置されたシリコンは変更せず、高 いスポットの頂部を減少させるだけである。ウエハは、露出した埋め込まれた酸 化物層802の上に2から5ミクロンだけのシリコン822が残るまで、研磨さ れる。 埋め込まれた酸化物層802上のポリシリコン822の残りは、KOH内での エッチングによって、又は、乾燥反応性イオン・エッチングによって除去される 。埋め込まれた酸化物層802の露出した表面上のすべてのシリコン822の除 去を確実にするために、過度のエッチングが好ましい。ポリシリコン822の表 面826は、図47に示されるように、過度のエッチングによって、僅かに凹ん でいる。 ウエハは、ここで、加速度計又はそれ以外の装置を作るための、更なる処理の 準備ができている。特に、ウエハは、パターニングと反応性イオン・エッチング を施され、プルーフマスの輪郭の周囲にトレンチが形成される。次に、ウエハの 表面上の酸化物が除去され、ウエハは、切断される。この2つの半分ずつのウエ ハは、融合接着(ボンディング)によって、接合される。防食用のエッチングの 間に、単結晶シリコンと、HF内で酸化物よりもオーダーが3つ分遅くエッチン グがなされる窒化物とが、エッチング剤から酸化された側壁を保護する。 更に別の実施例では、プロセスは、図33から開始する上述のプロセスから、 更に継続する。図43に示されているこの別の実施例では、図33に示されたも のと類似するSOIウエハ706における埋め込まれた酸化物702と合致する ように、トレンチ700をエッチングすることを含む。図43に示すように、反 応性イオン・エッチングのプロセスから酸化物を保護するための窒化物パッチは 存在しない。次に、酸化物エッチングがあり、埋め込まれた酸化物702の一部 を除去し、壁部704を隆起させる(bulged)、又は、アンダーカットを行う。 次に、トレンチ700は、シャドーマスクされ、反応性イオン・スパッタリン グされた窒化物を受けて、側壁と底部とを被覆する。上側壁部の頂部の周囲の一 部を被覆するための酸化ステップがなければならない。その後で、トレンチ70 0の底部の上の窒化物は除去されなければならず、下に位置する基板の裸のシリ コンを露出させ、選択的なエピタキシャル成長を可能にする。窒化物が除去され た後で、エピタキシャル・シリコンがその位置で成長し、接着を妨げる。 窒化物がエッチングによって除かれた後で、トレンチ700は、プラグの形式 のエピタキシャル・シリコン710の成長によって、満たされる。空洞(void) 714の中にはエピタキシャル・シリコンの成長はないが、その理由は、窒化物 がシャドーマスクされており、酸化物が任意の保護されていないシリコン領域上 で成長するからである。最終的な製品は、図42に示したものと類似する。 ソリッドステート装置を制作するための新規な方法について、以上で説明した 。当業者であれば、本発明の教示するを利用し、次に掲げる請求の範囲によって のみ定義さえる本発明の技術的範囲から離れずに、この構造の物理的な寸法を変 更したり、方法を変更して類似する特性を有する類似するデバイスを作成したり 、更にそれ以外の修正を行うことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Multilayer sacrificial etching method for purging silicon substrate Field of the invention The present invention relates generally to a method for creating microstructures in a semiconductor substrate for use in precision measuring instruments such as accelerometers. More particularly, the present invention relates to a method of depositing an epitaxial silicon layer on an oxidized substrate wafer such that the former is converted to the latter via a bonding and etchback process. Background of the Invention Accelerometers have been used in various applications. For example, accelerometers are used to help determine the acceleration or deceleration of a ship or aircraft, and to monitor the forces being applied to equipment or devices such as cars and buses. Typical prior art accelerometers use a pendulum-type transducer, and the acceleration is detected by observing the displacement of the pendulum. A force is applied to the pendulum, typically by an electromagnetic current, forcing the pendulum back to its initial rest position. By measuring the current required to generate this field, the acceleration can be determined. The product of acceleration and mass is a force. More modern accelerometers rely on a movable electrode located between two fixed electrodes. This is described in Suzuki, Tuchitani, "Semiconductor Capacitance-type Accelerometer with PWM Electrostatic Servo Technique," Sensors and Actuator, A1-A23 (1990) 316-319, and European Patent Application No. EP03338688A1. The invention of Suzuki et al. Uses a silicon movable electrode located at the end of a cantilever attached to a silicon base. The movable electrode is spaced from two fixed electrodes located on either side of the movable electrode. The device is sandwiched inside a glass structure and is electrically connected to a monitor circuit. The circuit is generally shown in a paper and a patent application by Suzuki et al. Additional circuitry is described in US Pat. No. 5,142,921 to Stewart et al. And US Pat. No. 3,877,313 to Ferriss et al. U.S. Pat. No. 4,679,434 to Stewart discloses a sandwich accelerometer in which a semiconductor substrate is sandwiched between two non-conductive plates. In this configuration, hinges having crossed blades are used to provide the desired degree of bending and strength. The accelerometer is maintained near the signal processing circuit by placing it in a hybrid package with the signal processing circuit. Both the stewart accelerometer and the Suzuki accelerometer require a complex assembly of three parts. Proper alignment and orientation of the fixed electrode with the movable electrode is required for proper operation of the device. This alignment and assembly is more difficult due to the physical size of the device. Movable electrodes are necessarily extremely thin and very vulnerable to bending. Even more delicate are the Suzuki cantilevers or stewart hinges, both of which can be easily broken or bent by rough handling. With the Su zuki cantilever or stewart hinge, it is difficult to keep both sides of the intermediate substrate clean while aligning the three layers, and it can also hold down or hold the intermediate wafer of a stack of three wafers. difficult. An even greater danger is the formation of microcracks inside the crystal structure of the cantilever member. These microcracks may remain undetected during assembly, but may fail during operation, begin to make erroneous measurements as the cracks spread, and / or reduce conductivity. There is. The crossed blade design by stewart provides lateral stability of the movable electrode, which allows the movable electrode to bend by a vertical axis. This reduces the sensitivity to anomalies caused by torsional or rotational forces. The crossed blades by stewart use grooves with sharp ends terminating in the silicon crystal structure. This sharp termination can give stress points where microcracks can begin to occur. Suzuki's design uses a single cantilever located near the middle of a movable electrode. This is also known as proofmass. The central point of this contact gives the Suzuki device a torsional instability that can result from an electrostatic negative spring. As a result, erroneous measurements can occur as the movable electrode approaches both fixed electrodes as a result of rotation (twist). In the higher range, the negative spring ratio easily exceeds the torsion spring ratio of the hinge. This configuration also provides a place where microcracks begin to lead to device degradation. In U.S. Pat. No. 5,115,291 to Stroke, a four-step assembly process is used to place a movable electrode on a cantilever between two fixed electrodes. In the invention by Stroke, the movable electrode is doped separately from the cantilever. The Stroke invention also uses cantilevers located on all four sides of the movable electrode to maintain the position and orientation of the movable electrode. Suzuki and other similar devices use a pyrex outer edge on which the fixed electrodes are placed. Pyrex glass or other types of glass are not exceptional thermal conductors and are two orders of magnitude smaller than silicon. Pyrex, however, can support a temperature qradient through the thickness of the glass. The semiconductor material forming the fixed electrode has much better heat transfer properties than the Pyrex on which it is installed. The thermal conductivity coefficient mismatch between silicon and Pyrex is approximately 10 percent. This difference is sufficient to cause Pyrex-to-silicon stress and buckling of the structure when the temperature fluctuates. Therefore, there is a need to create a solid state measurement device such as an accelerometer that can be manufactured with minimal handling and reliability. The design and construction of such accelerometers should be such that exposed stress points are reduced to prevent or avoid microcrack formation. Summary of the Invention The present invention therefore relates to a process for forming a solid state device, such as an accelerometer, that uses a minimal number of mechanical assembly operations. Further, the process of the present invention forms a solid state accelerometer without exposed stress points from which microcracks originate. The present invention also provides a design that can be manufactured with uniformity and reliability. Further, the present invention provides an accelerometer design that minimizes thermal distortion. In a preferred embodiment, the present invention provides a method of forming a solid state measurement device, such as an accelerometer, where the proof mass is located at the end of a hinge. The proof mass is surrounded at the top and bottom by fixed electrodes, whereby the movement of this proof mass can be detected by external circuits. The present invention can be formed using a single silicon wafer, thereby reducing the effects of wafer-to-wafer variations in the fixed electrode and the proof mass itself. The present invention is preferably formed before the proof mass and hinge are physically separated from the underlying silicon wafer, whereby the hinge and proof mass are stressed during handling during manufacture. And to prevent other damage. In another embodiment, the topography of the proof mass and the hinge is such that the hinge is located along one side of the proof mass and close to the edge of the proof mass. The hinge, also known as flexure, is preferably slotted and has an aperture for selective etching to undercut the hinge at the time required to define the perimeter of the proof mass. give. In yet another embodiment of the invention, mass is added to the proof mass by forming complementary proof mass sections in different portions of the wafer (eg, the left and right halves). These complementary parts are then combined to form a single proof mass having a greater mass than otherwise available to form a proof mass. The hinge that attaches the proof mass to the wafer is removed in some embodiments of the invention, thereby preventing seams from forming along the length of the hinge and ensuring a uniform crystal structure of the hinge. . This also keeps the hinge very close to the (middle plane) midplane of the proof mass. Finally, the present invention is a method of forming a multi-layer sacrificial etched silicon substrate, comprising the steps of providing a silicon substrate having multiple buried oxide layers; Etching the layer; suspending the silicon substrate over a rotating fixture at a predetermined distance from its focal point; rotating the fixture about the focal point to define a predetermined position; Achieving centrifugal force. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a side cross-sectional view of an embodiment of the present invention during wafer processing. 2 to 5 are further side sectional views of the embodiment of FIG. 1 during successive steps of wafer fabrication. FIG. 6 is a side cross-sectional view of the embodiment of the present invention formed from FIG. 1, showing the complementary top and bottom assembly of this embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional side view of another embodiment of the present invention during manufacture. 8 to 15 are further side cross-sectional views of the wafer of FIG. 7 during successive steps of wafer fabrication. FIG. 16 is a side cross-sectional view of the embodiment of FIGS. 7-15, showing the complementary top and bottom assembly of this embodiment of the present invention. FIG. 17 is a side cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 16 after the complementary portions have been mated. FIG. 18 is a side cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 17 after wire bonding. FIG. 19 is a top view of the diffusion layer mask according to the embodiment of the present invention. FIG. 20 is a top view of an etching mask for providing a damping groove in the embodiment of FIG. FIG. 21 is a top view of the diffusion mask for the embodiment of FIG. FIG. 22 is a top view of the hinge etching mask for the embodiment of FIG. FIG. 23 is a top view of the overlay of the mask of FIGS. FIG. 24 is a composite view of the embodiment of FIG. 19, showing how the damping grooves intersect the bottom surface of the proof mass. FIGS. 25-28 illustrate side cross-sectional views of embodiments that undergo successive steps of another alternative method of wafer fabrication. FIGS. 29 and 30 illustrate where the complementary upper and lower wafers are bonded and then etched. FIG. 31 is an illustration of the wafer of FIG. 30, but after being cut in half and bonded to obtain a substantially completed proof mass still embedded in the oxide. FIG. 32 shows a state in which the oxide is removed by etching, and the completed proof mass and the hinge are intact. Figures 33-42 illustrate the first steps of another embodiment of the bonding and etching back process using a selective epitaxial process. FIG. 43 illustrates a process in yet another embodiment. FIGS. 44-47 illustrate modifications by a non-selective epitaxial process to those shown in FIGS. 33-42. FIG. 48 is an exploded view showing an exemplary centrifuqe for removing an etchant from a multi-layer composite wafer. Description of the preferred embodiment A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The following description of the preferred embodiment of FIGS. 1-6 describes the doping, flatness, and various dimensions of the structure. These particular characteristics may vary according to the teachings of the present invention. As a result of variations, the size of the elements can vary and the electrical properties can vary, but small variations do not hinder the operation of the device. Referring first to FIG. 1, there is shown a silicon wafer 12 doped with a P-type material, preferably boron, to achieve a resistance of 1 ohm-cm. 9. The silicon wafer 12 preferably has a diameter of approximately 100 mm; Polished to a flatness of 0 μm. Has a surface finish of 3 nm RMS. Oxide layers 14, 16 are formed on the front and back surfaces of silicon wafer 12. Oxide layers 14, 16 are grown to a thickness sufficient for subsequent diffusion or implantation mask operations. Referring now to FIG. 2, the oxide layer 14 is etched to provide openings for N-type diffusions and alignment marks placed on the backside of the silicon wafer 12. The surface oxide layer 14 is conceptually divided into three oxide areas 18, 20, 22. In effect, this is one continuous oxide film with small openings created by etching in it. N-type dopants 28, 30 such as phosphorus are then diffused through the openings 24, 26 into the oxide layer. Referring to FIG. 3, the oxide layers 16, 18, 20, 22 are removed or etched away, and new oxide implant mask segments 32, 34 are added to the N-type doping areas 28, 30. Is located above. Oxygen 36 is implanted to form a buried layer beneath the surface of the silicon wafer 12 adjacent the N-type portions 28, 30 by a process commercially known by the abbreviation SIMOX. The silicon wafer 12 is then heated and annealed with silicon to form a buried oxide layer from the implanted oxygen. Oxide layers 40, 42, 44 are located below the surface of silicon wafer 12 and are covered by silicon layers 46, 48, 50. N-type doped areas 28, 30 separate the oxide layers 44 and 42, 42 and 40, respectively. The exact thickness of the silicon material 46, 48, 50 is not critical, but the silicon layer must be continuous and crystalline and must be thick enough to withstand pre-epitaxial cleaning and surface oxide removal. Must be provided so that an additional layer of silicon can be epitaxially grown on the silicon wafer 12. According to FIG. 5, further epitaxial layers 60, 62, 64 are grown on the buried oxide layers 40, 42, 44. The epitaxial silicon layer is doped with a P-type dopant such as boron. This doping of the P-type material gradually decreases in a direction from the oxide layer toward the surface of the silicon wafer 12 and is used in selectively forming the non-etched regions 67 and 62 around the periphery. For the next N-type doping. The trench 68 and the guard trench 72 shown in FIGS. 5 and 6 are electrochemically etched. The opening 66 adjacent to the hinge 67 is also electrochemically etched. Next, a blanket P-type diffusion layer covering the surface and the hinge is placed (deposited, deposited), returning the etch protected slightly N-type region to P-type. Etching of the opening 66 is accomplished from the side, and the doping change assists in controlling the etching zone. Compared to FIG. 6, the wafers of FIGS. 1 to 5 are cut in half. The surface of the wafer is hydrated using a mixture of water, hydrogen peroxide, and ammonia to form silanol groups on the surface. Once hydrated, the complementary surfaces of the wafer are aligned, aligned and bonded. For bonding, the wafers must be positioned with their clean, flat surfaces facing each other. Whatever the presence of particles, the adhesion of the complementary wafer portions is prevented. Once assembled, the composite wafer is annealed at approximately 1100 ° C. for 5 hours. During the annealing process, oxygen and hydrogen are removed from the composite wafer. This 5 hour annealing is sufficient to make the surface P-type layer deeper than the N-type diffusion zone 30 adjacent the hinge 67. Wire bond vias 84 are anisotropically etched to form ramped walls 78,80. A shadow masked Ti Au layer (not shown) is typically placed as an electrical contact surface, thereby bonding wires 74 to it. Wire 74 is then bonded to point 82 in the cavity. Next, the oxide layer 42 is etched away, leaving openings 70, 71 surrounding the proof mass 62. Prior to etching, the composite wafer is cut into chips and centrifuged to remove the etchant. Alternatively, the composite wafer is purged (purged) with deionized water and T-butyl alcohol, followed by freeze-drying in vacuum to complete. In the centrifugation process, as shown in the expanded general view of FIG. 48, a composite wafer 900 is attached to a centrifuge 902 to remove the etchant. Be spun. In one embodiment, the centrifuge 902 comprises a platform 904 having the shape of a disk or flat bar rotated by a motor 906. In practice, the hardware for this rotation can be configured to operate on, for example, a photoresist spinner as is known in the art. The motor 906 has a spindle 908 chucked or connected to a platform 904 that rotates at its center of gravity for balanced rotation. A compartment 910 is provided at a fixed radius away from the center of gravity / center of rotation. In the bar-shaped platform 904 as shown in FIG. 48, there are two compartments, but it is of course possible to provide more compartments on a bar-shaped or circular platform. Each compartment 910 is sized to receive a composite wafer 910 therein. Each compartment 910 is lined with a liquid absorbing material such as filter paper, as shown separately in FIG. For filter paper, there are four side portions 912, a top portion 914, and a bottom portion 916. As the centrifugal separator 902 spins, the liquid corrosive (etchant) flows toward the outer periphery, driven by centrifugal force, and is absorbed by the filter paper portions 912, 914, 916. Each wafer 900 is secured in a respective compartment 910 by a lid 918 to prevent the composite wafer 900 from being ejected from the platform 904 when g is a large spin. Lid 918 is itself attached to platform 902 using screws 920 or similar fastening means. To ensure that the etchant is properly dried and purged (removed), the composite wafer 900 should be oriented inside each compartment 910 as shown. That is, the proof mass 922 should be oriented according to the outline of the proof mass 922 shown by the dashed line, thereby positioning the flexure or hinge 924 closer to the center of rotation. Also, ideally, the center of gravity of the proof mass 922 is aligned with the radius of the rotating platform 902. From empirical data, the radius is typically in the range of 30 mm to 50 mm for a composite wafer having dimensions of, for example, 3 mm x 3 mm. Such an arrangement minimizes proof mass bending and distortion during the centrifugation process. Empirically, the composite wafer 900 must withstand 1000 g to 3000 g to satisfactorily remove the etchant completely from corner to corner. If the proof mass 922 is not properly oriented and mounted in the compartment 910, such a force will surely damage the delicate hinge 924, at best. Platform 902 may rotate at a speed between 5000 RPM and 7000 RPM. Upon completion of the centrifugation process, the purged (removed) composite wafer 900 is removed from the compartment 910 and separated from the filter paper 912, 914, 916. The composite wafer 900 is now ready for the next process step. Further, the composite wafer may be subjected to a purging process using water from which ions have been removed and T-butyl alcohol, and may be freeze-dried in a vacuum. In the embodiment shown, the oxide regions 44, 40, 76 each have approximately 0. 5 microns thick. The spaces 70 and 71 are also formed by selectively etching away the oxide 42 present in these areas, so that the heights are approximately 0.1 mm. The capacitor, which is 5 microns and is formed by the guard ring frame and the surrounding fixed electrodes, has a dielectric constant of 4 in the embodiment shown. The capacitance of the substrate is reduced by region 72. The proof mass is approximately 70 microns in total thickness, since each section 62 is approximately 35 microns thick before bonding the complementary surfaces together. Similarly, the distance between the oxide layers 40, 76 is approximately 70 microns. Another embodiment of the structure shown in FIGS. 1-6 is illustrated in FIGS. A similar starting material, a P-type doped silicon substrate 112, has oxide layers 114, 116 formed on the front and back surfaces, which are used to form diffusions or implant masks. It has a sufficient thickness. This starting material is the same as in the example described above. Referring to FIG. 8, an oxide layer 114 is patterned for N-type ion implantation or diffusion, and alignment marks are patterned on the back or bottom oxide layer 116 of the substrate 112. The pattern corresponds to the openings 124, 126, 226, 330 through which phosphorus or other N-type material is diffused. After diffusion, the oxide layers 122, 118, 120, 122, 220 are removed (stripped) and a new oxide layer is placed. This new oxide layer is approximately 5000 angstroms thick. A thin layer of CVD silicon nitride, approximately 500 Å deep, is then placed over the surface of this new oxide layer. Referring to FIG. 9, a portion of the silicon nitride layer is effectively removed, leaving a patterned layer of silicon nitride at locations 234, 238, 240. This patterned nitride layer overlies the patterned oxide layers 232,236. The exposed areas of the substrate are then etched using a potassium hydroxide silicon etch to a depth of approximately 35 micrometers, as shown in FIG. This forms a channel 242 between the patterned oxide sections 232, 236. Walls 244, 246 with (111) bevels representing the crystalline plane surround the channel 242. Referring to FIG. 11, the oxide layer is then removed and potassium hydroxide is used to etch the newly exposed surface and channel 242 by another 2 micrometers. The remaining structure consists of a nitride layer in a separate section 234, 238, 240 just above the oxide layer sections 232, 236. These layers are on top of the N-type doped material previously diffused or implanted into the substrate. This N-type material is located at 128, 230, 330. The N-type material at location 330 is not protected by the nitride layer and is partially etched by the potassium hydroxide etch. The nitride and oxide layers are then removed and a CVD oxide layer is deposited and patterned, as shown in FIG. This layer has a thickness of approximately 8000 angstroms and is located at 260,262,264,266. A photoresist mask is applied, preferably by a spray linography process, to avoid the step coverage problem. The deposited oxide avoids surface steps that can occur if thermal growth oxidation is used due to the difference in oxidation rates between the substrate and the N-type doped regions 128, 130, 230, 330. Used for The oxide layer is then used to mask the implanted oxide layer. The implanted oxide layer is annealed at approximately 1300 ° C. for 5 hours and lies below the substrate surface where no CVD oxide is present. This is shown in FIG. 13 as oxide layers 270, 272, 278, 274, 276. Referring to FIGS. 14 and 15, the oxide used as a mask during the ion implantation is removed and a P-type epitaxial layer is grown on the substrate. This epitaxial layer has a thickness of approximately 35 micrometers, and has a thickness of 0.1 mm. It has a conductivity of 1 Ω · cm. This epitaxial growth fills channel 242. The epitaxial layer on the substrate is then wrapped or scraped until the oxide layer begins to appear. The oxide layer first appears at tab 280. The epitaxial growth layer is thus divided into several different sections 292,294,296,298. Here, the wafer is sliced in half, the complementary wafer surfaces are brought together, hydrated and bonded to form a composite wafer. The composite wafer is annealed at approximately 1100 ° C. for 5 hours. In the embodiment shown in FIG. 16, the top portion of the composite wafer is shown such that the proof mass section 295 is complementary to the proof mass section 294. Only one hinge 296 is formed in this embodiment to avoid an adhesive line or seam located in the center of the hinge. Once assembled, as shown in FIG. 17, the proof mass sections 294, 295 are joined to form a single proof mass 294, 295 surrounded by a channel 272. Hinge 296 is sandwiched between oxide layers 278,279. N-doped material 130, 131 is adjacent to the edge of pendulum arm 296. As shown in FIG. 18, the oxide layer 275 is removed and the wire bond vias 178 are etched inside the composite substrate. This allows wire 174 to be bonded at point 182 to an extension of P-type material 184 of pendulum arm 296. The oxide layer 274 prevents stray flow of current through the composite substrate. 17 and 18, the N-type materials 302, 304 further provide electrical insulation, as do the oxide layers 276, 277. The oxide layer 272 is removed by selective etching, and the gap is then cleaned using a centrifuge to remove the etchant. Alternatively, the gap is freeze-dried with T-butanol after purging. A shadow mask is used and a layer of metal is placed over surface 184 to allow wire bonds 182 to adhere to the substrate. Both of the embodiments described so far result in a pendulum having a precisely defined configuration located between two silicon electrodes. These electrodes are precisely separated from the pendulum by a predetermined amount. By using one wafer and slicing the wafer in half to form the complementary top and bottom of the device, the distance between the pendulum and each electrode on the side of the pendulum is kept uniform. In addition, unwanted variations that occur when another wafer is used can be reduced or eliminated. Alignment and assembly of the accelerometer according to the invention is achieved by both parts of the wafer being solid, thus minimizing all stress on the wafer and avoiding damage to the pendulum as a result of handling. . The present invention also significantly reduces or avoids the possibility that unwanted contaminants such as dirt and dust may be included inside the accelerometer. This provides uniform operation, minimizes failures, and extends the useful life of the device. The present invention also avoids the sharp edges of the cantilevers shown in the Stewart patent. Preferably, the design of the embodiment of FIGS. 1-6 is modified to use a hinge without seams. The oxide layer remaining on the substrate around the proof mass is used to block the stray current flowing in the substrate. An additional trench guard 72 shown in FIG. 6 can be used to reduce the capacitance from one to the other from the fixed electrode. The capacitance from the fixed electrode to the guard is also reduced as compared to a solid guard dielectric. Referring to FIGS. 19-24, a preferred topography of the device is shown. The illustrated topography uses a square proof mass. A rectangular proof mass whose length extending from the hinge is greater than the width of the proof mass may provide better properties when used in an accelerometer. Referring to FIG. 19, a mask suitable for diffusing or implanting N-type materials 28, 30 as shown in FIG. Have been. This same mask can also be used to place new oxide layers 32, 34 over the N-type regions 28, 38 as shown in FIG. This protects the N-type region during oxygen ion implantation. Referring to FIG. 20, there is shown a mask suitable for creating a damping reduction groove using a potassium hydroxide etchant. The damping groove is etched on the (111) plane in a direction toward the buried oxide layer. The damping groove is located on the proof mass. FIG. 23 shows the relative position of the damping groove 402 on the proof mass. Referring to FIG. 21, additional masking to create the proof mass 408, hinges 412, 418, and surrounding support structure is shown. Regions 422, 424, 426, 428 represent areas that have been removed to allow proof mass 408 to move into the interior of the wafer. Tab 404 is an N-type doped region that prevents it from being etched during selective etching with electrochemical dopants. These tabs are bridges that are located inside and extend above the undercut channel to the same depth as the buried oxide. When the two complementary halves of the wafer are brought together and glued, this complementary bridge covers the space between the bridges on each wafer, thereby securing the top and bottom fixed electrodes. It forms a shield that guards the stray capacitance between them, resulting in only stray capacitance to ground. Areas 406, 410, 432, and 434 are wire bonding locations. Metallization layers are placed in these areas before performing wire bonding. In the embodiment shown, two hinges 412, 418 are located along one side of the proof mass 408. The hinge extends only slightly inward from the outer edge of the proof mass. Region 420 is shown between the edge of hinge 418 and the edge of proof mass 408. A similar area is located between hinge 412 and the opposite edge of proof mass 408. Hinge 412 includes a reinforcement region 415 located at the base of the hinge. A plurality of fingers 414 separated by spaces 416 form the rest of the hinge. In one embodiment, hinge 412 has a width of approximately 400 microns. The use of a slotted hinge allows the etching solution to pass through the slot between the fingers 414. This ensures that the entire area under the hinge removes all unwanted material. If the slot 416 is not in the correct position, the etchant will only access the lower portion of the hinge around the edge of the hinge. This results in a substantially longer etch time, which can damage other components of the device, or leave residual material beneath the hinge that can interfere with the operation of the hinge. . FIG. 22 shows the relative positions of the hinge, the proof mass 408, and the tab 404. A closure 440 is formed in the epitaxial layer to allow access to the silicon oxide layer located below the proof mass 408. This opening 404 allows the silicon oxide to be selectively etched, leaving only the unetched surface of proof mass 408 and surrounding structures. Vias are above this opening, and after oxide removal, the opening functions as a wire bonding port for contact from the top surface to the bottom fixed electrode. FIG. 23 is a diagram of the composite mask, showing the upper surface of the substrate 12. The relative positions of the hinge 412, proof mass 408, tab 404, damping groove 402, etc. are shown in this figure as the interrelation of these configurations. FIG. 24 shows the location of the damping groove 403 left on the upper surface of the proof mass 408 after the damping groove mask of FIG. 20 has been used. The damping groove 403 allows air to escape from the bottom or top of the proof mass 408. More precisely, the damping groove 403 can eliminate any adverse effects that may result from abrupt passage of air around the edge of the proof mass 408. This allows the proof mass 408 to flex freely without being obstructed by the flow of air. Preferably, the space around proof mass 408 is filled with an inert gas such as nitrogen. This prevents degradation of the proof mass 408 or parts around the device. Damping can also be adjusted by sealing the device in a reduced pressure atmosphere. In the embodiment shown in FIGS. 19 to 24, the proof mass 408 is approximately 3 mm × 3 mm. With this configuration, two hinges, each 400 microns, are suitable for supporting the structure of the proof mass 408. It can be seen that the aspect ratio of the proof mass 408 can be varied and that the proof mass 408 can be made larger or smaller depending on the particular application. The width of the hinges 412, 418 and the width of the fingers 414 and the slots 416 can be varied to suit the requirements of the accelerometer design, creating a stiffer or more flexible hinge. In another embodiment, the present invention provides another alternative method of creating a solid state accelerometer. This alternative method is known as the bond and etch-back method and is shown in successive steps in FIGS. Note that FIGS. 25-32 show alternative steps to those shown in FIGS. The bonding and etchback method is similar to the method described above in that the wafer is processed, cut in half, and the complementary halves are joined to obtain an accelerometer. However, the bonding and etch-back methods use phospho-silicate glass (PSG), which is a glass doped with 7 percent phosphorus. This oxide can etch 10 times faster than other oxides known in the art. Therefore, the etching step is greatly simplified. Further, the thickness of PSG is easier to control as compared to the oxide used in the SIMOX process described above. For example, in the current technology, when the SIMOX method is used, a value of 0.1 is obtained. Only 5 micron thick growth is possible, In contrast, In the bonding and re-etching method, On the board, A 1 micron PSG layer can be deposited or an oxide layer can be grown. Ultimately, The thickness of the oxide layer is Determine the size of the gap between the proof mass and the surrounding wall. As shown in FIG. Bonding and etch back methods Begin with an upper P-type silicon substrate 500. this is, A commercial unpatterned wafer with a continuous buried oxide created by oxygen ion implantation (SIMOX), Or 1 is a commercially available bonded wafer having a buried oxide. P-type silicon layer Epitaxially grown on the wafer surface. This P-type epitaxial layer 504 becomes a proof mass, At this stage, Half the desired thickness of the finished proof mass. Preferably, The P-type epitaxial layer 504 is As grown by the SIMOX process described above, 35 microns thick. Since the P-type epitaxial layer 504 is very thin and consequently fragile, The upper P-type substrate 500 It must function as a handle for manipulation of the entire wafer during processing. The P-type epitaxial layer 504 is Preferably, P-type boron doped epitaxial silicon. In FIG. 25 (b), A cross-sectional view of a substrate that is a complementary half to the substrate shown in FIG. 25 (a) is shown. Especially, FIG. 26 (b) A cross-sectional view of a bottom P-type silicon substrate 506 having a PSG or a thermal oxide layer 508 disposed or grown thereon is shown. A nitride masking film 510 is adhered to the other side of the bottom P-type substrate 506. By CVD The nitride pattern 512 As can be seen in FIG. The P-type epitaxial layer 504 is disposed. The nitride pattern 512 Used as an etching mask in subsequent steps. In FIG. 26 (b), The photoresist pattern 514 having the trench 516 comprises Placed on the PSG or thermal oxide layer 508. Through a reactive ion etching process, With vertical trench 516, Some portions of the PSG oxide layer 508 include It is removed by etching up to the P-type silicon substrate 506. In FIG. 27A, Thermal oxide layer 518 Grow inside windows or openings in nitride pattern 512. Oxides In the area that defines the proof mass contour after the subsequent KOH silicon etch, It is removed by etching. Due to the presence of the grown oxide layer 518, The area of the hinge and the guard diaphragm is prevented from being etched in KOH, On the other hand, The trench between the proof mass and the frame Etch to a depth equal to the desired hinge thickness. at this point, Oxides are removed, In all areas not protected by silicon nitride, Silicon etching occurs. The hinge thickness is Preferably, 2-5 microns. FIG. 27 (b) FIG. 27 shows a sputter arrangement of amorphous silicon on the resist pattern of FIG. 26 (b). Amorphous silicon 520 In addition to being filled into the vertical trenches 516, Cover resist pattern 514. next, The resist pattern 514 is removed, at the same time, Excess amorphous silicon 520 that was not sputtered into trench 516 is removed. with this, The trench 516 is Become linear with amorphous silicon 520, This amorphous silicon 520 It functions as a seal around the oxide island 550. In FIG. 28 (a), Potassium hydroxide (KOH) is used, The P-type epitaxial layer 504 at the opening of the nitride pattern 512 Anisotropically etched. As seen in the drawing, During the same exposure as KOH etching, The completely bare area of the P-type epitaxial layer 504 is Rather than the area of the P-type epitaxial layer 504 covered by the grown oxide layer 518, More substances are removed. this is, The KOH etch is the result of a head start having in the bare area of the P-type epitaxial layer 504. Hinge 522 for proof mass half 524 and guard 526 It can be identified as shown in the figure. The hinge 522 and the guard 526 are It has a thickness determined by the initial thickness of the grown oxide layer 518. Furthermore, The outline of the proof mass half 524 is defined. For example, The upper part 528 of the proof mass 524 is visible, The P-type epitaxial layer 524 is Fully etched up to PSG buried oxide etch stop 502, A trench 530 is formed. Conceptually, Although not shown, The removed trench 530 is Delineate half 524 of the proof mass. The complementary lower substrate is At this point, As shown in FIG. No action has been taken. Therefore, FIG. 27 (b) and FIG. 28 (a) Are identical. next, The nitride pattern 512 It is removed from the P-type epitaxial layer 504. The removed bare silicon surface Hydrated with a mixture of water, hydrogen peroxide and ammonium hydroxide. 28 (a) and 28 (b) Aligned as shown in FIG. Silicon fusion bonding. The bonded wafer is next, Annealing is performed in the procedure described in the SIMOX process described above. The upper P-type substrate 500 previously used as a handle is no longer needed, Removed by reverse grinding to a thickness of 100 microns, next, Using KOH, The remainder is etched to the oxide etch stop. The lower P-type substrate 506 is Protected from KOH etching by nitride masking film 510. KOH etching Stopped by a buried oxide etch stop 508 that is later selectively removed. The remaining bonded and removed wafer 532 is This is shown in FIG. The wafer 532 is next, It is cut into right and left halves. Referring to FIG. The portion of the wafer 532 on the drawing side and the portion on the side facing the back of the paper are Cut in half. The surface glued at the end of each half is again, Hydrated with a mixture of water, hydrogen peroxide and ammonium hydroxide. As shown in FIG. The half part is Silicon fusion bonding is performed and annealing is performed, This process is as described above. Hole 536 is Patterned through photolithography techniques through the upper nitride masking film 534, Thereby, Wire bond vias 538 can be anisotropically etched. Via 538 It is etched all the way down to the upper PSG or thermal oxide layer 540. Upper and lower PSG or thermal oxide layers 540; 542 are each removed by etching, Leave a gap around the completed proof mass 544. this is, This is shown in FIG. Amorphous silicon seal 520 provides PSG oxide layer 540, 542, This substance Protected from HF etching, Completely remains. The structure of the hinge 522 and the guard 526 is This becomes clear. The whole wafer is Freeze-dried in T-butanol, Or As already explained, It is cut into chips and centrifuged. A shadow mask is used, Placing contact metal 546 on surface 548; Wire bonding to the substrate becomes possible. The accelerometer is now complete, Located between two silicon electrodes, It has a precisely formed pendulum or diaphragm. In the present invention, Furthermore, The epitaxial silicon layer Oxidized silicon on insulator (silicon on insulator provided, SOI) attached to the substrate wafer, The former is transferred to the latter by the bonding and etch-back method described above, Consider another example. SOI wafers Widely applicable to sensor devices such as accelerometers. An excellent way to create microstructures such as accelerometers that require small controlled gaps, Processing the SOI wafer using wafer bonding, Some etch away the oxide under the transferred epitaxial layer. The disadvantage of this method is that Part of the epitaxial layer on the substrate, As part of this epitaxial layer remains fixed after removing the oxide, There are difficulties in anchoring. Importantly, The structure used for attachment is During the sacrificial etching of the oxide layer with hydrofluoric (HF) acid, It must not be eroded or removed by etching. The present invention We provide a process to overcome these difficulties. In a preferred embodiment, The process according to the invention comprises: The SIMOX wafer described above, Or Preferably, an SOI wafer is provided. As shown in FIG. SOI wafer 606 is A front oxide layer 600; A back oxide layer 608 has been grown. Below the front oxide layer, A P-type epitaxial silicon layer about 35 microns thick; That is, There is a P epitaxial layer. Also, There is also a buried oxide layer 604. This SOI wafer 606 is It is the same as that shown in FIG. Below, This will be described in more detail. The front oxide layer 600 Etched through a mask as shown in FIGS. 19 to 23, Array of surface damping grooves, An oxide pattern having well and diaphragm contours is formed. By processes known in the art, Spun photoresist by spinning, next, The resist is patterned by a photolithography technique through a mask that blocks ultraviolet (UV) light, Develop a resist similar to the desired pattern. next, Using HF, Various regions of oxide are removed by etching, The resist is removed, An oxide pattern remains. These preliminary steps on the substrate I have already detailed it. By adding KOH, The shallow area Into the board, Cut approximately 3 to 5 microns. FIG. After performing the above steps, A schematic cross-sectional view of the SOI wafer 606 is shown. The shallow area 610. The shallow region 610 It makes it easier to spin the resist, This process is Due to the uneven formation of the resist, Also, Since resist has a tendency to stay away from sharp corners and edges, It does not easily fit into deeper trenches. in this way, The shallow region 610 Almost like a flat wafer for spin resist process, This process is It is important for high productivity. In the next step shown in FIG. Coincide with the damping groove and shallow well and diaphragm area, The shallow region 610 defined earlier is Using HF, The oxide layer 600 is removed. A layer 612 of silicon nitride (Si3N4) It is disposed using reduced pressure chemical vapor deposition (LPCVD). LPCVD nitride 612 is: Preferably, It is about 1000 angstroms thick. next, The region of ion beam sputtered silicon oxide (SiO2), preferably 500 to 1000 Angstroms thick, Located inside the shallow well 610, An oxide cap 614 is formed. next, An approximately 1000 Å thick layer of reactive ion sputtered silicon nitride (Si 3 N 4) Placed in a shallow well 610, Forming a nitride cap 616, During the following steps, Protect oxide cap 614. this is, Placed at room temperature, by this, Under the lift-off process known in the art, The film can be reverse patterned using a resist mask. The lift-off process is Lift off the resist and film in the predetermined area, The reason is, This is because the resist prevents adhesion to the substrate. After the resist is dissolved by adding acetone and the unwanted oxide / nitride film is lifted off, A stack consisting of an oxide cap 614 and a nitride cap 616 remains. In another example process (not shown), This stack It can be placed on a flat surface, It is not always in the shallow well 610 as shown in FIG. The reason for placing on a shallow well rather than a flat surface is Space for a depletion area of appropriate thickness This is because this junction can be formed in an inversely doped epitaxial growth that occupies this space or cavity in an isolated embodiment. A deep trench is formed, This is, It becomes the hinge of the accelerometer. Especially, As shown in FIG. LPCVD nitride 612 is: Using resist and plasma etching, Along with the hinge well 618, It is patterned. The former process is preferred, The reason is, No underlying surface is required, This is because it can be removed by etching. After the LPCVD nitride 612 is patterned with the hinge well 618 to form the hinge, KOH is given to the deep etch, Typically, 20 to 25 microns of material is removed to the desired depth. this is, Establish a hinge thickness of 620, this is, Distance from buried oxide layer 604 to bottom of hinge well 618. The thickness 620 of the hinge is It varies depending on the range of g required for the accelerometer and the torsional stability, Normally, It ranges from 2 to 10 microns. During plasma or phosphoric etching The nitride cap 616 Protect oxide cap 614. During KOH etching, The oxide cap 614 is Protected by nitride cap 616. LPCVD nitride 612 is: Required to protect epitaxial silicon 602 during the next oxidation step. On the other hand, The epitaxial silicon inside the hinge well 618 During KOH etching Not protected. this is, The water vapor is exposed to an oxidation process consisting of oxidizing the surface of the hinge well 618 by heating it in a furnace. This thermal oxidation process Occurs at 1000 to 1100 ° C, It is well known in the art. as a result, As shown in FIG. The growth of oxides between 2000 and 4000 angstroms thick Cover the bottom 620 and side walls 622 of the hinge well 618. The diffusion of water and oxygen By nitride 612 by LPCVD, The remaining area is blocked. The wafer structure is no longer, It is not easily photo-patternable. The reason is, Due to the depth of the hinge well 618, Spin resist This is because the contour cannot be coated properly. For this issue, As already mentioned. In the following steps, LPCVD nitride 612 and nitride cap 616, The substrate must be removed and prepared for bonding in the next step. at first, LPCVD nitride 612 and nitride cap 616 To prevent K OH from etching epitaxial silicon 602, Also, To protect bare surfaces from oxidation, Needed. At this point, But, LPCVD nitride 612 and nitride cap 616 No longer needed. next, The wafer is Immerse in 160 ° C. phosphoric acid. Hinge well 618 is Coated with oxide, Do not etch. The nitride cap 616 and all LPC VD nitrides 612 By phosphoric acid, Except for a small patch of LPCVD silicon nitride protected by an oxide cap 614, Removed. This nitride patch 624. What remained was A bare silicon surface, Oxide 620, A hinge well 618 covered by 622; An oxide cap 614 covering the LPCVD silicon nitride patch 624; It is. this is, This is shown in FIG. The next step is It is a patterned alignment bond. This includes It is necessary to use alignment marks for infrared alignment of the outline between the two structures, SOI wafer 606 and oxidized wafer 626, which will be immediately bonded. The oxidized wafer 626 is A P-type silicon substrate on which a thermal or PSG oxide layer about 1 micron thick has been grown or deposited. For more information on this type of board, As already mentioned. As shown in FIG. Slot 630 is It is formed through oxide 628 corresponding to shallow well 610. Inside each slot 630, There is a reactive ion sputtered nitride layer 642, this is, It is located via the placement / lift-off process described above. This nitride layer 642 Protect the underlying silicon. Advantageously, The matching surface 648 of the oxidized wafer 626 under current conditions Depending on the residue of the resist, It is not rough. actually, Nitride is added by CVD, next, If the surface of the silicon from which the oxide surface 648 grows must be etched to obtain the pattern, This etching process To the roughness of several Angstroms RMS, At oxide surface 648, It will cause roughness. The roughened surface 648 is Therefore, Does not have enough smoothness for strong bonding. The matching surface 650 of the SOI wafer 606 and the matching surface of the PSG oxide wafer 628 shown in FIG. For other embodiments, According to the method described above, Preparation for bonding is made. at this point, SOI wafer 606 is 10: 1 HF, The oxide cap 614 is removed. FIG. Shown is an SOI wafer 606 bonded to a PSG oxide wafer 628. The handle wafer portion of the SOI wafer 606 shown in FIG. Most are ground down (polished), With oxide 604 buried before acting as an etch stop, It has been completely etched away. The process according to the invention comprises: It has advantages that are evident in this example. For example, In FIG. 39, At the top of the bonded wafer, There are no unsupported oxides, Directly below, There is a flat, continuous silicon surface. There are no re-entrant trenches that cannot be easily cleaned and dried for unwanted liquid leakage. The diaphragm or trench that outlines the proof mass, The process does not need to be formed yet, Therefore, In this structure, Provides structural rigidity to withstand rough handling. The bonded wafer 634 of FIG. For proof mass and hinge, It looks like a flat wafer ready for resist patterning of the substrate anchor wells and trench contours. Therefore, In FIG. 40, The bonded wafer 634 is Reactive ion etching to form deep slots 636, This etching is Stop at the embedded nitride layer for the anchor, This etching is The proof mass contour stops at the buried oxide layer. An exemplary deep slot 636 is shown in FIG. here, The deep slot 636 After the silicon epitaxial process, Functions as an anchor area. The depth is In cutting through the nitride patch 624, Finished. Especially, Reactive ion etching with sulfur hexafluoride (SF6) and helium gas is used, Cut deep slots, The reason is, This type of plasma etching This is because a wall having a high etching rate and a steep slope can be cut. 40 to 41, Reactive ion etching A cut is made through the nitride patch 624. FIG. Compared to FIG. FIG. 146 is an enlarged view of a deep slot 636. In the next step, The resist from the previous step is removed, The inner wall 638 It is oxidized in a furnace according to the oxidation process already described. The inner wall 638 Thus, As shown in FIG. Covered by oxide growth 640. The reactive ion sputtered nitride 642 with the nitride patch 624 By the application of phosphoric acid (H3PO4) Removed. What remains is A bare silicon surface cavity 644 with a bare silicon bottom and a ledge that is down (overhanging) from above. According to the process of the present invention, Leave bare silicon only where silicon epitaxial processing is desired. Furthermore, Without the process of the present invention, Even with conventional oxide growth and photolithography methods, To get the cavity structure, If not impossible, Very difficult. In FIG. 42, Using selective epitaxial processes known in the art, Only in the exposed silicon area within the cavity 644, Growing single crystal silicon. Selective epitaxial growth 646 includes Grows with the substrate, The process conditions are: Etching balances placement The nucleation of polysilicon is Does not occur on oxide surfaces, What happens on bare silicon surfaces. The protrusions that form at the top interfere with subsequent bonding steps, Epitaxial growth It is important that it does not occur at the inner wall 638. Therefore, The inner wall 638 Coated with oxide 638, Such epitaxial growth is prevented. Selective epitaxial growth 646 It grows on the same crystal axis as the original silicon substrate. This selective epitaxial growth 646 Therefore, An anchor that holds the SOI epitaxial wafer 606 to the oxidized wafer 626. Summary, The steps described above are: A peak occurs in the formation of anchors that bridge the oxidized wafer 626 to the SOI epitaxial wafer 606. As shown in FIG. The bonded wafer 634 is at this point, Ready to remove the buried oxide layer 604 exposed by the back grinding and etch back procedure; Also, The sidewall oxide 622 of the hinge wall 618 is optionally removed and ready to free up the proof mass hinge. From here, Processing of wafers It can continue in the same way as in the description of FIG. In a process according to another embodiment of the invention following FIG. Using a non-selective epitaxial process, By polysilico, The sidewalls 638 may be filled upwards with optional cavities 644. surely, In another dielectrically isolated embodiment of the present invention, The SOI wafer 606 does not have a shallow well 610 that forms a cavity 644. But, The nitride patch 624 is Still used, Functions as a barrier to HF etch during undercut. Sometimes, Non-selective epitaxial process It may be preferred over the selective epitaxial process described above. In this non-selective epitaxial process, The growth of polysilicon It is not limited to only exposed silicon regions. Furthermore, Non-selective epitaxial growth It has a much higher growth rate than selective epitaxial growth, For the purpose of filling the trench all the way to the top, Works better. at this point, The polysilicon inside the trench can be removed to a desired depth by mechanical polishing or grinding. Any additional polysilicon, Etchback by a semi-selective process, It is possible to obtain a desired arrangement pattern inside the trench. FIG. Continuing from FIG. 41, This alternative embodiment is shown. Especially, This alternative embodiment is Rather than junction isolation for selective epitaxial processes, By dielectric isolation, Non-selective epitaxial growth is used. this is, Except that the oxide cap 812 remains after the surrounding LPCVD nitride has been etched away leaving the LPCVD nitride patch 810. This is the same as the previous embodiment. The reason why the oxide cap 812 remains is that The oxide cap is Because it is made up to about 600 angstroms instead of 500 angstroms, Also, Much shorter after LPCVD nitride removal before bonding 10: This is because the HF dip (soaking) of 1 is performed. This oxide cap 812 again, Serves to protect the underside of ledge 814 of the deep slot 806, which is reactive ion etched; On the other hand, The unprotected nitride 808 in the oxidized wafer 800 Removed in phosphoric acid. next, The oxide cap 812 is 10: 1 in HF. The resulting wafer is This is shown in FIG. The remnants of the nitrided patch 810 are: It still covers the underside of ledge 814, There is also bare silicon 818 in the slots 816 formed in the PSG or thermal oxide layer 804. The wafer is at this point, Ready for epitaxial and polysilicon growth. In FIG. Approximately 37 microns of silicon 822 are shown to be non-selectively disposed. But, First, Silane Initially introduced to place polysilicon 822 on all surfaces, On the other hand, With a bare silicon interface, Single crystal growth has occurred. Future growth Fast, Using trichlorosilane or dichlorosilane, Until a thickness of 37 microns is obtained on all surfaces Will be maintained. at this point, The deep slot 806 Completely filled by crystal growth from below, Integrates with the growth of polysilicon from the oxidized wall 824 of the slot 816. The approximate boundaries of the different crystalline regions are Indicated by dashed line 820. For the anticorrosion undercut after the PSG oxide layer 804, Since there may be damage to the grain boundaries of the polysilicon 822, It is preferable to have a single crystal exposed to the HF etch. In the next step, The non-selectively arranged silicon of the wafer Using standard polishing techniques used with bare silicon wafers, Chemically and mechanically, Polished again. Polishing is The silicon placed in slot 816 remains unchanged, It only reduces the top of the high spot. The wafer is Until only 2 to 5 microns of silicon 822 remain on the exposed buried oxide layer 802 Polished. The remainder of the polysilicon 822 on the buried oxide layer 802 is By etching in KOH, Or Removed by dry reactive ion etching. To ensure removal of all silicon 822 on the exposed surface of buried oxide layer 802, Excessive etching is preferred. Surface 826 of polysilicon 822 is As shown in FIG. Due to excessive etching, It is slightly concave. The wafer is here, To make an accelerometer or other device, Ready for further processing. Especially, The wafer is Patterning and reactive ion etching, A trench is formed around the contour of the proof mass. next, Oxide on the surface of the wafer is removed, The wafer is Be cut off. These two half wafers are By fusion bonding (bonding) Joined. During anticorrosion etching, Single crystal silicon, Nitride, which is etched three orders of magnitude slower than oxide in HF, Protects oxidized sidewalls from etchant. In yet another embodiment, The process, From the above process starting from FIG. Continue further. In this alternative embodiment, shown in FIG. 43, To match buried oxide 702 in SOI wafer 706 similar to that shown in FIG. Including etching the trench 700. As shown in FIG. There is no nitride patch to protect the oxide from the reactive ion etching process. next, There is oxide etching, Removing part of the buried oxide 702; Bulged wall 704, Or Make an undercut. next, The trench 700 Shadow mask In response to reactive ion sputtered nitride, Cover the side walls and bottom. There must be an oxidation step to cover part of the perimeter of the top of the upper wall. after, The nitride on the bottom of the trench 700 must be removed, Exposing the bare silicon of the underlying substrate, Enables selective epitaxial growth. After the nitride has been removed, Epitaxial silicon grows in place, Prevents adhesion. After the nitride has been removed by etching, The trench 700 By the growth of epitaxial silicon 710 in the form of plugs, It is filled. There is no epitaxial silicon growth in void 714, The reason is, The nitride is shadow masked, The oxide grows on any unprotected silicon regions. The final product is It is similar to that shown in FIG. For a new way to create solid state equipment, This has been described above. If you are skilled in the art, Utilizing the teachings of the present invention, Without departing from the scope of the invention, which is defined solely by the following claims, Change the physical dimensions of this structure, Change the method to create similar devices with similar characteristics, Further modifications can be made.

【手続補正書】 【提出日】1997年9月11日 【補正内容】 [請求の範囲]の記載を次の通りに補正する。 『1.多層の犠牲エッチング・シリコン基板を形成する方法であって、 多重埋込酸化物層を有するシリコン基板を提供するステップと、 埋込酸化物層をエッチングにより除去(etch away)するステップと、 回転する固定具の上に前記シリコン基板をその焦点からの所定の距離において 取り付ける(suspend)ステップと、 前記焦点の周囲を前記固定具をある回転速度で回転させ所定の遠心力を達成す るステップと、 を含むことを特徴とする方法。 2.請求項1記載の方法において、前記所定の遠心力は、1000gから30 00gの範囲にあることを特徴とする方法。 3.請求項1記載の方法において、前記回転速度は、5000から7000R PMの範囲にあることを特徴とする方法。 4.多層の犠牲エッチング・シリコン基板加速度計をパージ処理する方法であ って、 多層の犠牲エッチング・シリコン基板から形成され、カンチレバー構成でヒン ジ上に前記基板からつり下げられたプルーフマスを含む加速度計を提供するステ ップと、 エッチャント(etchant)を加えて犠牲層をエッチングにより除去するステッ プと、 回転の中心から一定の距離にある頂部の開いたコンパートメントを有する回転 プラットフォームを提供するステップと、 前記コンパートメントを吸収性の材料を用いて裏打ちするステップと、 前記シリコン基板を前記コンパートメントの中に挿入して、前記プルーフマス が前記回転プラットフォームの回転運動によって定義される平面内に位置するよ うにするステップと、 前記コンパートメントをカバーするステップと、 前記プラットフォームをスピンさせることにより、エッチャントが前記基板の 外に流れ、前記吸収性材料によって吸収されるようにするステップと、 を含むことを特徴とする方法。 5.請求項4記載の方法において、 前記シリコン基板を挿入するステップは、前記カンチレバー構成のプルーフマ スを、このプルーフマスの自由端が前記スピンしているプラットフォームの回転 の中心から離れる方向に向くように構成するステップを更に含むことを特徴とす る方法。 6.請求項4記載の方法において、前記プラットフォームをスピンさせるステ ップは、前記シリコン基板加速度計が1000gから3000gを経験するよう に前記プラットフォームをスピンさせるステップを更に含むことを特徴とする方 法。 7.多層の犠牲エッチング・シリコン基板加速度計をパージ処理する方法であ って、 多層の犠牲エッチング・シリコン基板から形成された加速度計を提供するステ ップと、 エッチャントを加えて犠牲層を除去するステップと、 回転の中心から一定の半径の位置にコンパートメントを有する回転プラットフ ォームを提供するステップと、 前記コンパートメントを吸収性の材料を用いて裏打ちするステップと、 前記加速度計を前記コンパートメントの中に取り付けるステップと、 前記コンパートメントを閉じるステップと、 前記プラットフォームを回転させ、前記加速度計の所定の回転加速度を達成す るステップと、 を含むことを特徴とする方法。 8.請求項7記載の方法において、前記半径は、30mmから50mmの長さ を含むことを特徴とする方法。 9.請求項7記載の方法において、前記加速度計は、重心を有するプルーフマ スを更に含み、前記プルーフマスは前記基板にヒンジによって取り付けられてお り、前記加速度計は、前記重心が前記半径と同一直線上に位置するように前記コ ンパートメントの中に位置決めされることを特徴とする方法。 10.請求項7記載の方法において、前記エッチャントは、HFを含むことを 特徴とする方法。 11.請求項7記載の方法において、前記犠牲層は、酸化物材料を含むことを 特徴とする方法。 12.請求項7記載の方法において、前記加速度計は、前記基板にヒンジによ って取り付けられた平坦(プレーナ)なプルーフマスを更に含み、前記平坦なプ ルーフマスは、前記回転するプラットフォームによって定義される平面内に含ま れることを特徴とする方法。』[Procedure amendment] [Submission date] September 11, 1997 [Correction contents]   The description in [Claims] is amended as follows.   [1. A method of forming a multilayer sacrificial etched silicon substrate, comprising:   Providing a silicon substrate having a multiple buried oxide layer;   Etching away the buried oxide layer;   Place the silicon substrate on a rotating fixture at a predetermined distance from its focal point Attaching (suspend) step;   Rotating the fixture around the focal point at a certain rotational speed to achieve a predetermined centrifugal force Steps   A method comprising:   2. 2. The method of claim 1, wherein the predetermined centrifugal force is between 1000 g and 30 g. A method characterized by being in the range of 00g.   3. 2. The method according to claim 1, wherein the rotation speed is between 5000 and 7000R. A method characterized by being in the PM range.   4. A method for purging a multilayer sacrificial etch silicon substrate accelerometer. What   Formed from a multi-layer sacrificial etched silicon substrate and cantilevered Providing an accelerometer including a proof mass suspended from the substrate And   Step to add etchant and remove sacrificial layer by etching And   Rotation with open top compartment at a fixed distance from the center of rotation Providing a platform;   Lining the compartment with an absorbent material;   Inserting the silicon substrate into the compartment, Are located in a plane defined by the rotational movement of the rotating platform. Steps to perform   Covering the compartment;   By spinning the platform, an etchant is applied to the substrate. Flowing out and being absorbed by the absorbent material;   A method comprising:   5. The method of claim 4, wherein   The step of inserting the silicon substrate may include the step of: Rotation of the platform on which the free end of the proof mass is spinning. Further comprising the step of pointing away from the center of the object. Way.   6. 5. The method of claim 4, wherein the step of spinning the platform. The top is such that the silicon substrate accelerometer experiences between 1000 g and 3000 g Further comprising the step of spinning the platform Law.   7. A method for purging a multilayer sacrificial etch silicon substrate accelerometer. What   Steps to provide an accelerometer formed from a multi-layer sacrificial etched silicon substrate And   Removing the sacrificial layer by adding an etchant;   A rotating platform having a compartment at a fixed radius from the center of rotation Providing the form   Lining the compartment with an absorbent material;   Mounting the accelerometer in the compartment;   Closing the compartment;   Rotating the platform to achieve a predetermined rotational acceleration of the accelerometer Steps   A method comprising:   8. The method of claim 7, wherein the radius is between 30 mm and 50 mm in length. A method comprising:   9. The method of claim 7, wherein the accelerometer has a center of gravity. The proof mass is hingedly attached to the substrate. The accelerometer is configured so that the center of gravity is on the same straight line as the radius. A method characterized by being positioned in a compartment.   10. The method of claim 7, wherein the etchant comprises HF. Features method.   11. The method of claim 7, wherein the sacrificial layer comprises an oxide material. Features method.   12. The method of claim 7, wherein the accelerometer is hinged to the substrate. Further comprising a flat (planar) proof mass mounted thereon. The roof mass is contained in the plane defined by the rotating platform A method characterized by being performed. 』

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN 【要約の続き】 メント(910)は、フィルタ紙(912)、(91 4)、(916)によって裏打ちされ、複合ウエハ(9 00)を受け入れ、リッド(918)によってカバーさ れる。────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S Z, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD , RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ , BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, G E, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, P L, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK , TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN [Continuation of summary] And the filter paper (912), (91) 4), (916), the composite wafer (9 00) and covered by lid (918). It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.多層の犠牲エッチング・シリコン基板を形成する方法であって、 多重埋込酸化物層を有するシリコン基板を提供するステップと、 埋込酸化物層をエッチングにより除去(etch away)するステップと、 回転する固定具の上に前記シリコン基板をその焦点からの所定の距離において 取り付ける(suspend)ステップと、 前記焦点の周囲で前記固定具を回転させ所定の遠心力を達成するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 2.請求項1記載の方法において、前記所定の遠心力は、1000gから30 00gの範囲にあることを特徴とする方法。 3.請求項1記載の方法において、前記回転速度は、5000から7000R PMの範囲にあることを特徴とする方法。 4.多層の犠牲エッチング・シリコン基板加速度計をパージ処理する方法であ って、 多層の犠牲エッチング・シリコン基板から形成され、カンチレバー構成でヒン ジ上に前記基板からつり下げられたプルーフマスを含む加速度計を提供するステ ップと、 エッチャントを加えて犠牲層をエッチングにより除去するステップと、 回転の中心から一定の距離にある頂部の開いたコンパートメントを有する回転 プラットフォームを提供するステップと、 前記コンパートメントを吸収性の材料を用いて裏打ちするステップと、 前記シリコン基板を前記コンパートメントの中に挿入して、前記プルーフマス が前記回転プラットフォームの回転運動によって定義される平面内に位置するよ うにするステップと、 前記コンパートメントをカバーするステップと、 前記プラットフォームをスピンさせることにより、エッチャントが前記基板の 外に流れ、前記吸収性材料によって吸収されるようにするステップと、 を含むことを特徴とする方法。 5.請求項4記載の方法において、 前記シリコン基板を挿入するステップは、前記カンチレバー構成のプルーフマ スを、このプルーフマスの自由端が前記スピンしているプラットフォームの回転 の中心から離れる方向に向くように構成するステップを更に含むことを特徴とす る方法。 6.請求項4記載の方法において、前記プラットフォームをスピンさせるステ ップは、前記シリコン基板加速度計が1000gから3000gを経験するよう に前記プラットフォームをスピンさせるステップを更に含むことを特徴とする方 法。 7.多層の犠牲エッチング・シリコン基板加速度計をパージ処理する方法であ って、 多層の犠牲エッチング・シリコン基板から形成された加速度計を提供するステ ップと、 エッチャントを加えて犠牲層を除去するステップと、 回転の中心から一定の半径の位置にコンパートメントを有する回転プラットフ ォームを提供するステップと、 前記コンパートメントを吸収性の材料を用いて裏打ちするステップと、 前記加速度計を前記コンパートメントの中に取り付けるステップと、 前記コンパートメントを閉じるステップと、 前記プラットフォームを回転させ、前記加速度計の所定の回転加速度を達成す るステップと、 を含むことを特徴とする方法。 8.請求項7記載の方法において、前記半径は、30mmから50mmの長さ を含むことを特徴とする方法。 9.請求項7記載の方法において、前記加速度計は、重心を有するプルーフマ スを更に含み、前記プルーフマスは前記基板にヒンジによって取り付けられてお り、前記加速度計は、前記重心が前記半径と同一直線上に位置するように前記コ ンパートメントの中に位置決めされることを特徴とする方法。 10.請求項7記載の方法において、前記エッチャントは、HFを含むことを 特徴とする方法。 11.請求項7記載の方法において、前記犠牲層は、酸化物材料を含むことを 特徴とする方法。 12.請求項7記載の方法において、前記加速度計は、前記基板にヒンジによ って取り付けられた平坦(プレーナ)なプルーフマスを更に含み、前記平坦なプ ルーフマスは、前記回転するプラットフォームによって定義される平面内に含ま れることを特徴とする方法。[Claims]   1. A method of forming a multilayer sacrificial etched silicon substrate, comprising:   Providing a silicon substrate having a multiple buried oxide layer;   Etching away the buried oxide layer;   Place the silicon substrate on a rotating fixture at a predetermined distance from its focal point Attaching (suspend) step;   Rotating the fixture about the focal point to achieve a predetermined centrifugal force;   A method comprising:   2. 2. The method of claim 1, wherein the predetermined centrifugal force is between 1000 g and 30 g. A method characterized by being in the range of 00g.   3. 2. The method according to claim 1, wherein the rotation speed is between 5000 and 7000R. A method characterized by being in the PM range.   4. A method for purging a multilayer sacrificial etch silicon substrate accelerometer. What   Formed from a multi-layer sacrificial etched silicon substrate and cantilevered Providing an accelerometer including a proof mass suspended from the substrate And   Removing the sacrificial layer by etching with the addition of an etchant;   Rotation with open top compartment at a fixed distance from the center of rotation Providing a platform;   Lining the compartment with an absorbent material;   Inserting the silicon substrate into the compartment, Are located in a plane defined by the rotational movement of the rotating platform. Steps to perform   Covering the compartment;   By spinning the platform, an etchant is applied to the substrate. Flowing out and being absorbed by the absorbent material;   A method comprising:   5. The method of claim 4, wherein   The step of inserting the silicon substrate may include the step of: Rotation of the platform on which the free end of the proof mass is spinning. Further comprising the step of pointing away from the center of the object. Way.   6. 5. The method of claim 4, wherein the step of spinning the platform. The top is such that the silicon substrate accelerometer experiences between 1000 g and 3000 g Further comprising the step of spinning the platform Law.   7. A method for purging a multilayer sacrificial etch silicon substrate accelerometer. What   Steps to provide an accelerometer formed from a multi-layer sacrificial etched silicon substrate And   Removing the sacrificial layer by adding an etchant;   A rotating platform having a compartment at a fixed radius from the center of rotation Providing the form   Lining the compartment with an absorbent material;   Mounting the accelerometer in the compartment;   Closing the compartment;   Rotating the platform to achieve a predetermined rotational acceleration of the accelerometer Steps   A method comprising:   8. The method of claim 7, wherein the radius is between 30 mm and 50 mm in length. A method comprising:   9. The method of claim 7, wherein the accelerometer has a center of gravity. The proof mass is hingedly attached to the substrate. The accelerometer is configured so that the center of gravity is on the same straight line as the radius. A method characterized by being positioned in a compartment.   10. The method of claim 7, wherein the etchant comprises HF. Features method.   11. The method of claim 7, wherein the sacrificial layer comprises an oxide material. Features method.   12. The method of claim 7, wherein the accelerometer is hinged to the substrate. Further comprising a flat (planar) proof mass mounted thereon. The roof mass is contained in the plane defined by the rotating platform A method characterized by being performed.
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