(57)【要約】【課題】被覆膜で被覆された犠牲層をエッチングするときに、エッチングによる被覆膜の損傷の発生を抑制できる犠牲層のエッチング方法、該エッチング方法を用いたＭＥＭＳデバイスの製造方法および該製造方法により製造されるＭＥＭＳデバイスを提供すること。【解決手段】シリコン基板２上に犠牲酸化膜２９を形成し、犠牲酸化膜２９を、シリコン基板２の一方面に対向する対向部１７と、シリコン基板２の一方面に形成された段差部１９と、対向部１７と段差部１９とを連設する側部１８とを有する表面膜１１で被覆する。次いで、側部１８に、犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比が、表面膜１１の犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比よりも大きい材料からなる保護膜１６を形成する。そして、犠牲酸化膜２９をエッチングして、表面膜１１をシリコン基板２との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜とすることにより、シリコンマイク１を得る。【選択図】図２Ｉ
2010074523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層上に突出した形状の犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を被覆する被覆膜を形成する工程と、
前記被腹膜における前記犠牲層の側面に対向する部分上に、前記犠牲層とのエッチング選択比が、前記被腹膜の前記犠牲層とのエッチング選択比よりも大きい材料からなる保護膜を形成する工程と、
前記保護膜の形成後、前記犠牲層をエッチングする工程とを含む、犠牲層のエッチング方法。
【請求項２】
前記保護膜を形成する工程が、前記被腹膜の全表面に前記保護膜の材料を堆積させる工程と、堆積された前記材料をエッチバックすることにより、前記被腹膜における前記犠牲層の側面に対向する部分上に、前記材料を残存させる工程とを含む、請求項１に記載の犠牲層のエッチング方法。
【請求項３】
基板の一方面上に突出した形状の犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を被覆する被覆膜を形成する工程と、
前記被覆膜における前記犠牲層の側面に対向する部分上に、前記犠牲層とのエッチング選択比が、前記被覆膜の前記犠牲層とのエッチング選択比よりも大きい材料からなる保護膜を形成する工程と、
前記犠牲層をエッチングにより除去することにより、前記被覆膜と前記基板との間に空間を形成し、前記被腹膜を前記一方面との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜とする工程とを含む、ＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４】
基板と、
前記基板の一方面に対して間隔を空けて対向される対向部と、前記基板の一方面に形成された段差部と、前記対向部と前記段差部とを連設する側部とを一体的に有し、前記一方面との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜と、
前記中空支持膜の側部に選択的に形成された保護膜とを含む、ＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、犠牲層のエッチング方法、そのエッチング方法を用いたＭＥＭＳデバイスの製造方法およびその製造方法により製造されるＭＥＭＳデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を応用したデバイスが携帯電話機などに搭載され始めたことから、ＭＥＭＳデバイスの注目度が急激に高まっている。ＭＥＭＳデバイスの代表的なものとして、たとえば、シリコンマイクがある。
図３Ａ〜図３Ｉは、従来のシリコンマイクの製造方法を工程順に示す模式的な断面図である。
【０００３】
従来のシリコンマイクの製造に際しては、まず、図３Ａに示すように、熱酸化処理により、シリコン基板１０２の一方面および他方面に、熱酸化膜１１１および熱酸化膜１２１がそれぞれ形成される。
次いで、図３Ｂに示すように、熱酸化膜１１１が一方側からエッチングされることにより、熱酸化膜１１１に、複数の凹部１１２が形成される。
【０００４】
次に、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition：減圧化学気相成長）法により、熱酸化膜１１１および熱酸化膜１２１の表面全域を覆うようにポリシリコンが堆積される。そして、熱酸化膜１１１を覆うポリシリコンは、不純物がドープされた後、凹部１１２に入り込んだ部分を包含する所定部分以外の部分が除去される。これにより、図３Ｃに示すように、熱酸化膜１１１上には、凹部１１２に入り込むことによりシリコン基板１０２に突出する凸部１０８を複数有するダイヤフラム１０４が形成される。一方、熱酸化膜１２１上には、図３Ｃに示すように、堆積されたままのポリシリコンからなるポリシリコン膜１１３が形成される。
【０００５】
続いて、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：プラズマ化学気相成長）法により、シリコン基板１０２の一方側に、ダイヤフラム１０４を被覆するように酸化シリコンが堆積される。そして、この酸化シリコンの不要部分が、エッチングにより除去される。これにより、図３Ｄに示すように、ダイヤフラム１０４を被覆する犠牲酸化膜１１４およびダイヤフラム１０４を取り囲む第２絶縁膜１１９が形成される。
【０００６】
次いで、ＬＰＣＶＤ法により、シリコン基板１０２の一方側および他方側に、ポリシリコンが堆積される。そして、シリコン基板１０２の一方側に堆積されたポリシリコンは、不純物がドープされた後、パターニングされる。これにより、図３Ｅに示すように、シリコン基板１０２の一方側には、犠牲酸化膜１１４上に、多数の孔１０６を有するバックプレート１０５が形成される。一方、シリコン基板１０２の他方側には、図３Ｅに示すように、堆積されたポリシリコンとポリシリコン膜１１３とが一体化してなる、ポリシリコン膜１１５が形成される。
【０００７】
次に、図３Ｆに示すように、孔１０６を介して犠牲酸化膜１１４がエッチングされることにより、犠牲酸化膜１１４に、複数の凹部１１７が形成される。そして、図３Ｆに示すように、犠牲酸化膜１１４および第２絶縁膜１１９から露出する熱酸化膜１１１が除去される。これにより、犠牲酸化膜１１４とシリコン基板１０２との間に残存した熱酸化膜１１１と、犠牲酸化膜１１４とからなる犠牲酸化膜１２２が形成される。また、熱酸化膜１１１が、第２絶縁膜１１９とシリコン基板１０２との間に残存することにより第１絶縁膜１２３が形成される。
【０００８】
次いで、ＰＥＣＶＤ法により、図３Ｇに示すように、シリコン基板１０２の一方側に、犠牲酸化膜１２２および第２絶縁膜１１９の表面全域を覆うように、窒化シリコンが堆積される。これにより、犠牲酸化膜１１４の凹部１１７に入り込むことによりシリコン基板１０２に突出する凸部１０９を複数有する表面膜１０７が形成される。
次いで、図３Ｈに示すように、表面膜１０７における孔１０６に対向する部分がエッチングされる。これにより、表面膜１０７に、バックプレート１０５の孔１０６に連通する孔１１８が形成される。
【０００９】
一方、図３Ｈに示すように、熱酸化膜１２１におけるダイヤフラム１０４に対向する部分がエッチングされることにより、熱酸化膜１２１に開口１２０が形成される。
次いで、たとえば、フッ酸を含むエッチング液で満たされた容器内に、シリコン基板１０２が浸漬（ディップ）される。これにより、開口１２０を介してシリコン基板１０２の他方面にエッチング液が供給されて、シリコン基板１０２がエッチングされる。また、孔１１６，１１８を介して犠牲酸化膜１２２にエッチング液が供給されて、犠牲酸化膜１２２が除去される。
【００１０】
これにより、図３Ｉに示すように、シリコン基板１０２に、その他方面から一方面に貫通する音孔１０３が形成される。また、ダイヤフラム１０４がシリコン基板１０２の一方面から浮いた状態になるとともに、ダイヤフラム１０４とバックプレート１０５との間に、微小な間隔の空隙１１０が形成される。なお、ダイヤフラム１０４は、図示しない位置において、第１絶縁膜１２３および第２絶縁膜１１９により支持されている。また、犠牲酸化膜１２２の表面を被覆していた表面膜１０７は、犠牲酸化膜１２２の除去により、シリコン基板１０２の一方面との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜となる。
【００１１】
その後、シリコン基板１０２が各素子サイズに分割されることにより、シリコンマイク１０１が得られる。
そして、このシリコンマイク１０１において、ダイヤフラム１０４およびバックプレート１０５は、それらを対向電極とするコンデンサを形成している。このコンデンサ（ダイヤフラム１０４およびバックプレート１０５間）には、所定の電圧が印加される。
【００１２】
その状態で、音孔１０３から音圧（音波）が入力されると、その音圧の作用により、ダイヤフラム１０４が振動して、コンデンサの静電容量が変化し、この静電容量の変化によるダイヤフラム１０４およびバックプレート１０５間の電圧変動が音声信号として出力される。
【特許文献１】特開２００６−３００８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
シリコンマイク１０１が有する表面膜１０７の中空構造は、犠牲酸化膜１２２の材料として用いられる酸化シリコンと、表面膜１０７の材料として用いられる窒化シリコンとの高いエッチング選択比を利用して形成される。
ところが、酸化シリコンと窒化シリコンとのエッチング選択比は、無限値ではない。そのため、犠牲酸化膜１２２のエッチング時、エッチング液に晒される表面膜１０７は、微量ではあるがエッチングされる。そして、表面膜１０７における犠牲酸化膜１２２の側面に対向する部分では、表面膜１０７のその他の部分よりも被膜性（カバレッジ）に乏しいため、エッチング液による浸食量が大きく、エッチングによる損傷を生じるおそれがある。
【００１４】
本発明の目的は、被覆膜により被覆された犠牲層をエッチングするときに、エッチングによる被覆膜の損傷の発生を抑制することのできる犠牲層のエッチング方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、犠牲層を被覆する被覆膜を形成し、その犠牲層をエッチングすることにより形成される中空支持膜を有するＭＥＭＳデバイスの製造方法において、エッチングによる中空支持膜の損傷の発生を抑制することのできるＭＥＭＳデバイスの製造方法およびその製造方法により製造されるＭＥＭＳデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基層上に突出した形状の犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層を被覆する被覆膜を形成する工程と、前記被腹膜における前記犠牲層の側面に対向する部分上に、前記犠牲層とのエッチング選択比が、前記被腹膜の前記犠牲層とのエッチング選択比よりも大きい材料からなる保護膜を形成する工程と、前記保護膜の形成後、前記犠牲層をエッチングする工程とを含む、犠牲層のエッチング方法である。
【００１６】
この方法によれば、犠牲層のエッチングに先立って、被覆膜における犠牲層の側面に対向する部分（被覆膜の側部）上に、犠牲層とのエッチング選択比が、被覆膜の犠牲層とのエッチング選択比よりも大きい材料からなる保護膜が形成される。つまり、犠牲層除去のためのエッチング液によるエッチング量（浸食量）が被覆膜よりも小さい保護膜が、被覆膜の側部に形成される。
【００１７】
そのため、犠牲層のエッチング時に、被覆膜の側部に対するエッチング液による浸食量を低減することができる。その結果、エッチングによる被覆膜の損傷の発生を抑制することができる。
そして、この犠牲層のエッチング方法は、たとえば、請求項３に記載の発明に採用される。つまり、請求項３に記載の発明は、基板の一方面上に突出した形状の犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層を被覆する被覆膜を形成する工程と、前記被覆膜における前記犠牲層の側面に対向する部分上に、前記犠牲層とのエッチング選択比が、前記被覆膜の前記犠牲層とのエッチング選択比よりも大きい材料からなる保護膜を形成する工程と、前記犠牲層をエッチングにより除去することにより、前記被覆膜と前記基板との間に空間を形成し、前記被腹膜を前記一方面との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜とする工程とを含む、ＭＥＭＳデバイスの製造方法である。
【００１８】
この方法によれば、上記したように、犠牲層のエッチング時に、被覆膜の側部に対するエッチング液による浸食量を低減することができる。その結果、犠牲層のエッチング除去により形成される中空支持膜の損傷の発生を抑制することができる。
そして、このＭＥＭＳデバイスの製造方法により、請求項４に記載のＭＥＭＳデバイスを製造することができる。つまり、請求項３に記載の発明により、基板と、前記基板の一方面に対して間隔を空けて対向される対向部と、前記基板の一方面に形成された段差部と、前記対向部と前記段差部とを連設する側部とを一体的に有し、前記一方面との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜と、前記中空支持膜の側部に選択的に形成された保護膜とを含む、ＭＥＭＳデバイスを製造することができる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、前記保護膜を形成する工程が、前記被腹膜の全表面に前記保護膜の材料を堆積させる工程と、堆積された前記材料をエッチバックすることにより、前記被腹膜における前記犠牲層の側面に対向する部分上に、前記材料を残存させる工程とを含む、請求項１に記載の犠牲層のエッチング方法である。
エッチングによる被覆膜の損傷の発生を抑制する手法として、たとえば、エッチングによる被覆膜の側部の浸食量を予め推測し、その推測された浸食量に基づいて、被覆膜の厚さを一様に大きくする手法が考えられる。しかし、厚さの大きい被覆膜を形成するには、被覆膜の形成時間を長くする必要がある。したがって、このような手法を、たとえば、請求項３に記載されるようなＭＥＭＳデバイスの製造方法（ただし、保護膜を形成する工程を除く。）に採用しても、ＭＥＭＳデバイスの製造時間が全体として長くなり、生産効率が低下する。
【００２０】
一方、請求項２に記載の方法によれば、被覆膜の全表面に保護膜の材料が堆積され、堆積された材料がエッチバックされることにより保護膜が形成される。つまり、保護膜が、保護膜材料の堆積および堆積された保護膜材料のエッチバックという簡易な手法により作製される。そのため、この方法が採用されたＭＥＭＳデバイスの製造方法において、製造時間の増加を抑制することができる。その結果、ＭＥＭＳデバイスの生産効率を低下させることなく、エッチングによる被覆膜（中空支持膜）の損傷の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るシリコンマイクの模式的な断面図である。
シリコンマイク１は、ＭＥＭＳ技術により製造されるデバイス（ＭＥＭＳデバイス）である。シリコンマイク１は、シリコン基板２を備えている。シリコン基板２の中央部には、シリコン基板２の他方側（裏面側）から一方側（表面側）へ貫通し、一方側ほど窄まる（他方側ほど広がる）断面台形状の音孔３（貫通孔）が形成されている。
【００２２】
シリコン基板２上には、第１絶縁膜４が積層されている。第１絶縁膜４は、たとえば、酸化シリコンからなる。
第１絶縁膜４上には、第２絶縁膜５が積層されている。第２絶縁膜５は、たとえば、ＰＳＧ（Phospho Silicate Glass：リンシリケートガラス）からなる。
第１絶縁膜４および第２絶縁膜５は、音孔３およびシリコン基板２の一方面における音孔３の周囲の部分（以下、この部分を「貫通孔周辺部」という。）上から除去されている。これにより、貫通孔周辺部は、第１絶縁膜４および第２絶縁膜５から露出している。
【００２３】
また、シリコン基板２の上方には、ダイヤフラム６が設けられている。ダイヤフラム６は、たとえば、不純物のドープにより導電性が付与されたポリシリコンからなる。ダイヤフラム６は、図示しない位置において、第１絶縁膜４および第２絶縁膜に片持ち支持されている。
ダイヤフラム６は、平面視円形状の部分を有し、音孔３および貫通孔周辺部に対向して、貫通孔周辺部から浮いた状態に配置されている。これにより、片持ち支持されたダイヤフラム６は、シリコン基板２の一方面と対向する方向に振動可能とされている。ダイヤフラム６の下面（貫通孔周辺部との対向面）には、ダイヤフラム６と貫通孔周縁部との密着を防止するための複数の突起状の下ストッパ９が形成されている。
【００２４】
ダイヤフラム６の上方には、バックプレート１０が設けられている。バックプレート１０は、ダイヤフラム６の円形部分よりも小径な平面視円形状の外形を有し、ダイヤフラム６に対して空隙を挟んで対向している。バックプレート１０は、たとえば、不純物のドープにより導電性が付与されたポリシリコンからなる。
シリコンマイク１の最表面は、表面膜１１により被覆されている。表面膜１１は、たとえば、窒化シリコンからなり、第２絶縁膜５およびバックプレート１０の上面を被覆している。
【００２５】
このような表面膜１１は、バックプレート１０を被覆することによりシリコン基板２の一方面に対して間隔を空けて対向される対向部１７と、ダイヤフラム６の側方においてシリコン基板２の一方面に形成された段差部１９と、対向部１７と段差部１９とを連設し、ダイヤフラム６の側方をダイヤフラム６の周縁と間隔を有して取り囲む側部１８とを一体的に有している。これにより、表面膜１１は、シリコン基板２の一方面との間に中空部分を有する状態で支持されている。したがって、シリコン基板２上には、表面膜１１（対向部１７、側部１８および段差部１９）により区画される空間１２が形成されており、この空間１２内に、ダイヤフラム６がシリコン基板２および表面膜１１と非接触な状態で配置されている。
【００２６】
表面膜１１の側部１８には、その側面全域に密着して形成された保護膜１６が形成されている。保護膜１６は、表面膜１１に対してエッチング選択比を有する材料からなり、たとえば、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）などの無機物、有機ＳＯＧ（Spin On Glass）、ポリイミドなどの有機物からなる。また、保護膜１６の厚さは、好ましくは、１００〜５００ｎｍである。保護膜１６が所定の厚さを有することにより、表面膜１１の側部１８は、その側面全域および側部１８における段差部１９との交差部分（段差角部２６）の表面が、保護膜１６により覆われる。
【００２７】
バックプレート１０および表面膜１１には、これらを連続して貫通する多数の微小な孔１３が形成されている。一部の孔１３には、表面膜１１が入り込んでおり、表面膜１１の孔１３に入り込んだ各部分には、バックプレート１０の下面（ダイヤフラム６との対向面）よりも下方に突出する突起状の上ストッパ１４が形成されている。上ストッパ１４が形成されていることにより、ダイヤフラム６の振動時に、ダイヤフラム６がバックプレート１０と接触することが阻止される。
【００２８】
また、表面膜１１には、バックプレート１０の周囲に、複数の連通孔１５が円形状に整列して形成されている。
ダイヤフラム６およびバックプレート１０は、それらを対向電極とするコンデンサを形成している。このコンデンサ（ダイヤフラム６およびバックプレート１０間）には、所定の電圧が印加される。その状態で、音圧（音波）によりダイヤフラム６が振動すると、コンデンサの静電容量が変化し、この静電容量の変化によるダイヤフラム６およびバックプレート１０間の電圧変動が音声信号として取り出される（出力される）。
【００２９】
図２Ａ〜図２Ｊは、図１に示すシリコンマイクの製造方法を工程順に示す模式的な断面図である。
シリコンマイク１の製造に際しては、まず、図２Ａに示すように、熱酸化処理により、シリコン基板２の一方面および他方面に、熱酸化膜７および熱酸化膜８がそれぞれ形成される。
【００３０】
次いで、図２Ｂに示すように、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、熱酸化膜７が上面から所定パターンでエッチングされることにより、熱酸化膜７に、複数の凹部２０が形成される。
次に、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition：減圧化学気相成長）法により、熱酸化膜７および熱酸化膜８の表面全域を覆うようにポリシリコンが堆積される。そして、熱酸化膜７を覆うポリシリコンは、不純物がドープされた後、凹部２０に入り込んだ部分を包含する所定部分以外の部分が除去される。これにより、図２Ｃに示すように、熱酸化膜７上に、凹部２０に入り込むことによりシリコン基板２の一方面へ向かって突出する下ストッパ９を複数有するダイヤフラム６が形成される。一方、熱酸化膜８上には、図２Ｃに示すように、堆積されたままのポリシリコンからなるポリシリコン膜２１が形成される。
【００３１】
続いて、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：プラズマ化学気相成長）法により、熱酸化膜７上に、ダイヤフラム６を被覆するように酸化シリコンが堆積される。そして、この酸化シリコンの不要部分が、エッチングにより除去される。これにより、図２Ｄに示すように、ダイヤフラム６を被覆する犠牲酸化膜２２およびダイヤフラム６を取り囲む第２絶縁膜５が形成される。
【００３２】
次いで、ＬＰＣＶＤ法により、シリコン基板２の一方側および他方側に、ポリシリコンが堆積される。そして、シリコン基板２の一方側に堆積されたポリシリコンは、不純物がドープされた後、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、パターニングされる。これにより、図２Ｅに示すように、シリコン基板２の一方側には、犠牲酸化膜２２上に、多数の孔２３を有するバックプレート１０が形成される。一方、シリコン基板２の他方側には、図２Ｅに示すように、堆積されたポリシリコンとポリシリコン膜２１とが一体化してなる、ポリシリコン膜２４が形成される。
【００３３】
次に、図２Ｆに示すように、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、孔２３を介して犠牲酸化膜２２がエッチングされる。これにより、犠牲酸化膜２２における孔２３に対向する部分の所定箇所に、複数の凹部２５が形成される。また、図２Ｆに示すように、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、犠牲酸化膜２２および第２絶縁膜５から露出する熱酸化膜７が除去される。これにより、犠牲酸化膜２２とシリコン基板２との間に残存した熱酸化膜７と、犠牲酸化膜２２とからなる犠牲酸化膜２９が形成される。また、熱酸化膜７が、第２絶縁膜５とシリコン基板２との間に残存することにより第１絶縁膜４が形成される。
【００３４】
次いで、ＰＥＣＶＤ法により、図２Ｇに示すように、シリコン基板２の一方側に、犠牲酸化膜２９および第２絶縁膜５の表面全域を覆うように、窒化シリコンが堆積される。これにより、犠牲酸化膜２２の凹部２５に入り込むことによりシリコン基板２の一方面へ向かって突出する上ストッパ１４を複数有する表面膜１１が形成される。
続いて、図２Ｈに示すように、スパッタ法、ＣＶＤ法などにより、シリコン基板２の一方側に、表面膜１１の表面全域（全表面）を覆うように、保護膜材料２７が堆積される。保護膜材料２７は、犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比が、表面膜１１の犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比よりも大きい材料であって、たとえば、上記した窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）などの無機物、有機ＳＯＧ（Spin On Glass）、ポリイミドなどの有機物からなる。なお、ここでいう保護膜材料２７の犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比とは、保護膜材料２７のエッチングレートと、犠牲酸化膜２９のエッチングレートとの比を表したものであって、エッチング選択比＝（犠牲酸化膜２９のエッチングレート／保護膜材料２７のエッチングレート）で表される値である。一方、表面膜１１の犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比とは、エッチング選択比＝（犠牲酸化膜２９のエッチングレート／表面膜１１のエッチングレート）で表される値である。
【００３５】
次いで、図２Ｉに示すように、保護膜材料２７がエッチバックされることにより、保護膜材料２７における表面膜１１の対向部１７および段差部１９上の部分が除去される。これにより、犠牲酸化膜２９の側面に対向する表面膜１１の側部１８に保護膜材料２７が選択的に残存して、保護膜１６が形成される。
次いで、図２Ｉに示すように、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、表面膜１１がエッチングされることにより、表面膜１１を貫通して犠牲酸化膜２９に達する連通孔１５が形成される。また、図２Ｉに示すように、表面膜１１における孔２３に対向する部分がエッチングされる。これにより、表面膜１１およびバックプレート１０を連続して貫通する孔１３が形成される。
【００３６】
一方、図２Ｉに示すように、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、熱酸化膜８におけるダイヤフラム６に対向する部分がエッチングされることにより、熱酸化膜８に開口２８が形成される。
次いで、たとえば、フッ酸を含むエッチング液が満たされた容器内に、シリコン基板２が浸漬（ディップ）される。これにより、開口２８を介してシリコン基板２の他方面にエッチング液が供給されて、シリコン基板２が他方側からエッチングされる。また、連通孔１５および孔１３を介して犠牲酸化膜２９にエッチング液が供給されて、犠牲酸化膜２９が除去される。
【００３７】
これにより、図２Ｊに示すように、シリコン基板２に、その他方面から一方面に貫通する音孔３が形成される。また、ダイヤフラム６がシリコン基板２の一方面から浮いた状態になるとともに、ダイヤフラム６とバックプレート１０との間に、微小な間隔の空間１２が形成される。また、犠牲酸化膜２９の表面を被覆していた表面膜１１は、犠牲酸化膜２９の除去により、シリコン基板２の一方面との間に中空部分を有する状態で支持される中空支持膜となる。
【００３８】
その後、シリコン基板２が各素子サイズに分割されることにより、シリコンマイク１が得られる。
以上のように、上記の方法によれば、犠牲酸化膜２９（犠牲酸化膜２２および熱酸化膜７）のエッチングに先立って、犠牲酸化膜２９の側面に対向する表面膜１１の側部１８に、保護膜１６が形成される。そして、この保護膜１６は、犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比が、表面膜１１の犠牲酸化膜２９とのエッチング選択比よりも大きい保護膜材料２７からなる。つまり、（犠牲酸化膜２９のエッチングレート／保護膜１６（保護膜材料２７）のエッチングレート）＞（犠牲酸化膜２９のエッチングレート／表面膜１１のエッチングレート）である。
【００３９】
したがって、犠牲酸化膜２９の除去のためのエッチング液（たとえば、フッ酸を含む液）によるエッチング量（浸食量）が表面膜１１よりも小さい保護膜１６が、表面膜１１の側部１８に形成される。
そのため、犠牲酸化膜２９のエッチング時に、表面膜１１の側部１８に対するエッチング液による浸食量を低減することができる。その結果、エッチングによる表面膜１１の損傷の発生を抑制することができる。
【００４０】
また、表面膜１１の側部１８においては、そのステップカバレッジ（段差被膜性）により、とりわけ、その段差角部２６においてエッチングによる損傷が発生しやすい。しかし、保護膜１６が所定の厚さを有することにより、段差角部２６の表面を確実に保護膜１６で覆うことができる。その結果、段差角部２６における損傷の発生を効果的に抑制することができる。
【００４１】
また、エッチングによる表面膜１１の損傷の発生を抑制する手法として、たとえば、エッチングによる表面膜１１の側部１８の浸食量を予め推測し、その推測された浸食量に基づいて、表面膜１１の厚さを一様に大きくする手法が考えられる。しかし、厚さの大きい表面膜１１を形成するには、表面膜１１形成のためのＣＶＤ処理時間（図２Ｇ参照）および表面膜１１のパターニング時間（図２Ｉ参照）を長くする必要がある。したがって、保護膜１６の形成を省略してこのような手法を採用しても、シリコンマイク１の製造時間が全体として長くなり、生産効率が低下する。
【００４２】
一方、上記の方法によれば、まず、スパッタ法、ＣＶＤ法などにより、表面膜１１の全表面に保護膜材料２７が堆積され（図２Ｈ参照）、堆積された保護膜材料２７がエッチバックされることにより保護膜１６が形成される（図２Ｉ参照）。つまり、保護膜１６が、スパッタ法などによる保護膜材料２７の堆積および堆積された保護膜材料２７のエッチバックという簡易な手法により作製される。そのため、この手法が採用された上記の製造方法において、製造時間の増加を抑制することができる。その結果、シリコンマイク１の生産効率を低下させることなく、エッチングによる表面膜１１の損傷の発生を抑制することができる。
【００４３】
また、保護膜材料２７のエッチバックは、犠牲酸化膜２９の除去により表面膜１１が中空支持膜となる前に行われる。つまり、保護膜材料２７のエッチバック時、表面膜１１が犠牲酸化膜２９により支持された状態である。そのため、このような状態の表面膜１１の全表面を覆う保護膜材料２７を、作業性よくエッチバックすることができる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
【００４４】
たとえば、表面膜１１を保護する保護膜は、表面膜１１の対向部１７および段差部１９に形成されていてもよい。ただし、上記の実施形態のように、表面膜１１の側部１８のみに形成されていることが好ましい。側部１８のみに形成されている構成であれば、保護膜１６とバックプレート１０との距離を大きくすることができる。したがって、保護膜１６の材料が導電性を有する場合でも、バックプレート１０と保護膜１６との間における短絡（ショート）の発生を抑制することができる。
【００４５】
たとえば、ＭＥＭＳデバイスの一例として、シリコンマイクを取り上げたが、本発明は、シリコンマイクに限らず、物体の加速度を検出するための加速度センサおよび物体の角速度を検出するためのジャイロセンサなどに適用することができる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリコンマイクの模式的な断面図である。
【図２Ａ】図１に示すシリコンマイクの製造方法を工程順に示す模式的な断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｃの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｄの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｅの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｇ】図２Ｆの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｈ】図２Ｇの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｉ】図２Ｈの次の工程を示す断面図である。
【図２Ｊ】図２Ｉの次の工程を示す断面図である。
【図３Ａ】従来のシリコンマイクの製造方法を工程順に示す模式的な断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｅ】図３Ｄの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｆ】図３Ｅの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｇ】図３Ｆの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｈ】図３Ｇの次の工程を示す断面図である。
【図３Ｉ】図３Ｈの次の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    シリコンマイク（ＭＥＭＳデバイス）
２    シリコン基板（基層、基板）
１１  表面膜（被覆膜、中空支持膜）
１２  空間（中空部分）
１６  保護膜
１７  対向部
１８  側部
１９  段差部
２７  保護膜材料
２９  犠牲酸化膜（犠牲層）
【図１】
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【図２Ａ】
2010074523.tif 000004
【図２Ｂ】
2010074523.tif 000005
【図２Ｃ】
2010074523.tif 000006
【図２Ｄ】
2010074523.tif 000007
【図２Ｅ】
2010074523.tif 000008
【図２Ｆ】
2010074523.tif 000009
【図２Ｇ】
2010074523.tif 000010
【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図３Ａ】
2010074523.tif 000014
【図３Ｂ】
2010074523.tif 000015
【図３Ｃ】
2010074523.tif 000016
【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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