(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳ構造体が配置される空洞部（キャビティー）の減圧状態が維持され、特性劣化が抑えられたＭＥＭＳ素子、およびその製造方法を提供する。【解決手段】ＭＥＭＳ素子１００は、ウェハー基板１の主面に積層された犠牲層がエッチングされることにより形成される空洞部２に配置されたＭＥＭＳ振動子３を備えるＭＥＭＳ素子であって、空洞部２を画設する側壁部２０と、側壁部２０と空洞部２を覆い積層され、空洞部２に貫通するひとつ以上の開口３１を有する第１被覆層３０と、第１被覆層３０に積層され、開口３１を封止する第２被覆層３２と、を備え、側壁部２０は、ＭＥＭＳ素子１００の配線層２１を含み構成され、側壁部２０および開口３１は、側壁部２０から最も近い開口３１までの最大の長さが、エッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成されている。【選択図】図１
2014030878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面に積層された犠牲層がエッチングされることにより形成される空洞部に配置されたＭＥＭＳ構造体を備えるＭＥＭＳ素子であって、
前記空洞部を画設する側壁部と、
前記側壁部と前記空洞部を覆い積層され、前記空洞部に貫通するひとつ以上の開口を有する第１被覆層と、
前記第１被覆層に積層され、前記開口を封止する第２被覆層と、を備え、
前記側壁部は、前記ＭＥＭＳ素子の配線層を含み構成され、
前記側壁部および前記開口は、前記側壁部から最も近い前記開口までの最大の長さが、前記エッチングの速度と前記エッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項２】
前記側壁部は、前記主面を平面視したときに、多角形状に前記空洞部を画設していることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項３】
前記側壁部は、前記主面を平面視したときに、円状、あるいは楕円状に前記空洞部を画設していることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項４】
前記側壁部は、前記主面を平面視したときに、矩形状に前記空洞部を画設し、
前記開口は、前記矩形状に画設された前記空洞部のコーナー領域に貫通する位置を含めて複数の位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ素子。
【請求項５】
基板の主面に犠牲層とともにＭＥＭＳ構造体を形成する工程と、
前記犠牲層を、配線層を含み構成される側壁部によって画設する工程と、
前記画設された犠牲層に貫通するひとつ以上の開口を有する第１被覆層を、前記側壁部と前記画設された犠牲層を覆うように積層する工程と、
前記開口からエッチング液を導入して前記画設された犠牲層をエッチングする工程と、
前記第１被覆層に前記開口を封止する第２被覆層を積層する工程と、を含み、
前記側壁部および前記開口を、前記側壁部から最も近い前記開口までの最大の長さが、前記エッチングの速度と前記エッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成することを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のＭＥＭＳ素子を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ素子、電子機器、およびＭＥＭＳ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、微細加工技術を利用して形成されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスと呼ばれる機械的に可動な構造体を備えた電気機械系構造体が知られている。例えば、特許文献１には、半導体基板上に形成された固定電極と可動電極とからなる振動子を有するＭＥＭＳ素子が記載されている。このような可動部の振動を利用するＭＥＭＳデバイスの場合には、可動部の振動時における空気抵抗を減少させ、優れた振動特性を得るために、ＭＥＭＳ構造体部分を減圧雰囲気にて気密封止し減圧状態を維持する必要がある。特許文献１に記載のＭＥＭＳ素子では、固定電極および可動電極が減圧状態で気密封止された空洞部（以下キャビティーとも言う）内に収容されている。このキャビティーや、可動電極の可動空間は、可動電極の周辺に形成した酸化膜層などの犠牲層をエッチングにより除去（リリースエッチング）することで形成され、洗浄後に減圧雰囲気にてエッチング液を導入した開口部分を金属層などで封止することによって減圧状態が維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２２９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、封止した後に、キャビティー内にアウトガスが発生する積層部が露出していたり、アウトガスが発生する残留物があったりした場合に、キャビティー内が減圧状態に維持されず、ＭＥＭＳデバイスの特性が劣化してしまうという問題があった。特に、電気配線層のステップカバレージを良好にするためのＳＯＧ（Spin on Glass）膜は、アウトガスを発生させる傾向があるため、キャビティー内への露出や残留を避ける必要があった。このため、キャビティー周辺にＳＯＧ膜を形成している場合には、過度なエッチングによりＳＯＧ膜が露出してしまわないようにエッチング時間の管理を行なっていた。一方、エッチングが不足すると、犠牲層が残留し、ＭＥＭＳ構造体の寸法精度が低下してしまう場合があった。そのため、エッチング時間やエッチング条件の正確な設定や、エッチングのばらつきを抑えるための厳格な管理が必要であった。近年、ますますＭＥＭＳデバイスの小型化が進む中で、この管理幅（マージン）が少なくなり、歩留まりを低下させてしまう場合があるなどの課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係るＭＥＭＳ素子は、基板の主面に積層された犠牲層がエッチングされることにより形成される空洞部に配置されたＭＥＭＳ構造体を備えるＭＥＭＳ素子であって、前記空洞部を画設する側壁部と、前記側壁部と前記空洞部を覆い積層され、前記空洞部に貫通するひとつ以上の開口を有する第１被覆層と、前記第１被覆層に積層され、前記開口を封止する第２被覆層と、を備え、前記側壁部は、前記ＭＥＭＳ素子の配線層を含み構成され、前記側壁部および前記開口は、前記側壁部から最も近い前記開口までの最大の長さが、前記エッチングの速度と前記エッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、側壁部は、ＭＥＭＳ素子の配線層を含み構成され、側壁部および開口は、側壁部から最も近い開口までの最大の長さが、エッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成されている。つまり、側壁部および開口は、犠牲層のエッチングを行なう所定の時間において、側壁部と開口との間の犠牲層が残らずエッチング除去される位置に形成されている。
従って、犠牲層の一部に、アウトガスが発生する材料が使われていた場合であっても、所定時間のエッチングを行なうことで除去することができる。具体的には、例えば、側壁部を構成するＭＥＭＳ素子の配線層にステップカバレージを良好にするためのＳＯＧ膜が用いられている場合であっても、ＳＯＧ膜を含めて、側壁部と開口との間の犠牲層が残らずエッチング除去されるため、キャビティー内にＳＯＧ膜が残留したり、キャビティー内にＳＯＧ膜が露出したりすることが無い。その結果、ＳＯＧ膜が発生させるアウトガスによる影響が無くなる、あるいは低減させることができるため、キャビティー内を減圧状態に維持することが可能となる。あるいは、より長期間減圧状態に維持することが可能となる。
また、側壁部に配線層を使用することによって、エッチングストッパーとして機能させることができるため、エッチングの終了タイミングを厳格に管理する必要がなく、エッチング工程の管理幅（マージン）を大きく取ることが可能となる。
つまり、本適用例によれば、キャビティー内に発生するアウトガスによって特性劣化が発生することが無い、あるいは特性劣化が抑制された優れたＭＥＭＳ素子を、より管理が簡略化された工程によって提供することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係るＭＥＭＳ素子において、前記側壁部は、前記主面を平面視したときに、多角形状に前記空洞部を画設していることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、側壁部は、多角形状に空洞部を画設している。従来、一般に矩形状であった空洞部に対して、多角形状とすることにより、開口（エッチングホール）から、従来の矩形コーナーの側壁部までの最大長さを短縮することができる。その結果、犠牲層をエッチングして空洞部を形成する工程において、エッチング液を導入する開口の数を増やすことなく、安定して犠牲層を残さずにエッチング除去することができるようになる。開口を増やすことなく空洞部が形成されるため、減圧状態の維持がより確実になる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係るＭＥＭＳ素子において、前記側壁部は、前記主面を平面視したときに、円状、あるいは楕円状に前記空洞部を画設していることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、側壁部は、円状、あるいは楕円状に空洞部を画設している。従来、一般に矩形状であった空洞部に対して、円状、あるいは楕円状とすることにより、開口から、従来の矩形コーナーの側壁部までの最大長さを短縮することができる。その結果、犠牲層をエッチングして空洞部を形成する工程において、エッチング液を導入する開口の数を増やすことなく、安定して犠牲層を残さずにエッチング除去することができるようになる。開口を増やすことなく空洞部が形成されるため、減圧状態の維持がより確実行なわれる。また、空洞部の蓋となる部分（第１，２被覆層）が円状、あるいは楕円状に形成されるため、空洞部にかかる大気圧に対する応力集中が緩和され、側壁部全体に分散するため、より安定して気密封止状態を維持することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係るＭＥＭＳ素子において、前記側壁部は、前記主面を平面視したときに、矩形状に前記空洞部を画設し、前記開口は、前記矩形状に画設された前記空洞部のコーナー領域に貫通する位置を含めて複数の位置に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、側壁部は、矩形状に空洞部を画設し、開口は、矩形状に画設された空洞部のコーナー領域に貫通する位置を含めて複数の位置に形成されている。このように開口を形成することで、従来、矩形状に画設された空洞部のコーナー領域に犠牲層残りが発生しやすかったのに対して、コーナー領域がより効果的にエッチングされるため、安定して犠牲層を残さずにエッチング除去することができるようになる。
【００１４】
［適用例５］本適用例に係るＭＥＭＳ素子の製造方法は、基板の主面に犠牲層とともにＭＥＭＳ構造体を形成する工程と、前記犠牲層を、配線層を含み構成される側壁部によって画設する工程と、前記画設された犠牲層に貫通するひとつ以上の開口を有する第１被覆層を、前記側壁部と前記画設された犠牲層を覆うように積層する工程と、前記開口からエッチング液を導入して前記画設された犠牲層をエッチングする工程と、前記第１被覆層に前記開口を封止する第２被覆層を積層する工程、と、を含み、前記側壁部および前記開口を、前記側壁部から最も近い前記開口までの最大の長さが、前記エッチングの速度と前記エッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、側壁部は、ＭＥＭＳ素子の配線層を含み構成し、側壁部および開口は、側壁部から最も近い開口までの最大の長さが、エッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成している。つまり、側壁部および開口は、犠牲層のエッチングを行なう所定の時間において、側壁部と開口との間の犠牲層が残らずエッチング除去される位置に形成している。
従って、犠牲層の一部にアウトガスが発生する材料を使う場合であっても、所定時間のエッチングを行なうことで除去することができる。具体的には、例えば、側壁部を構成するＭＥＭＳ素子の配線層にステップカバレージを良好にするためのＳＯＧ膜を用いる場合であっても、ＳＯＧ膜を含めて、側壁部と開口との間の犠牲層を残らずエッチング除去することができるため、キャビティー内にＳＯＧ膜が残留したり、キャビティー内にＳＯＧ膜が露出したりすることが無い。その結果、ＳＯＧ膜が発生させるアウトガスによる影響が無くなる、あるいは低減させることができるため、キャビティー内を減圧状態に維持することが可能となる。あるいは、より長期間減圧状態に維持することが可能となる。
また、側壁部に配線層を使用することによって、エッチングストッパーとして機能させることができるため、エッチングの終了タイミングを厳格に管理する必要がなく、エッチング工程の管理幅（マージン）を大きく取ることが可能となる。
つまり、本適用例によれば、キャビティー内に発生するアウトガスによって特性劣化が発生することが無い、あるいは特性劣化が抑制された優れたＭＥＭＳ素子を、より管理が簡略化された工程によって提供することができる。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に係るＭＥＭＳ素子を備えていることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、所定の特性がより安定して得られる電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）実施形態１に係るＭＥＭＳ素子を示す平面図、（ｂ）同Ａ−Ａ断面、（ｃ）同側壁部およびその周辺部の拡大図。
【図２】（ａ）従来のＭＥＭＳ素子の一例を示す平面図、（ｂ）同Ａ−Ａ断面図、（ｃ）同側壁部およびその周辺部の拡大図。
【図３】（ａ）〜（ｇ）実施形態１に係るＭＥＭＳ素子の製造方法を示す工程図。
【図４】（ａ）実施形態２に係るＭＥＭＳ素子を示す平面図、変形例１に係るＭＥＭＳ素子を示す平面図。
【図５】（ａ）電子機器の一例としてのモバイル型のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図、（ｂ）電子機器の一例としての携帯電話機の構成を示す斜視図。
【図６】電子機器の一例としてのデジタルスチールカメラの構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。
【００２０】
（実施形態１）
図１（ａ）は、実施形態１に係るＭＥＭＳ素子１００を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は、側壁部の拡大断面図である。
ＭＥＭＳ素子１００は、ウェハー基板の主面に積層された犠牲層がエッチングされることにより形成される空洞部に配置されたＭＥＭＳ構造体を備えるＭＥＭＳ素子である。
ＭＥＭＳ素子１００は、ウェハー基板１、空洞部２、ＭＥＭＳ構造体としてのＭＥＭＳ振動子３、第１酸化膜１１、窒化膜１２、第１導電層１３、第２導電層１４、第２酸化膜１５、第３酸化膜１６、保護膜１７、側壁部２０、配線層２１、第１被覆層３０、開口３１、第２被覆層３２などから構成されている。
【００２１】
ウェハー基板１は、シリコン基板であり、ＭＥＭＳ振動子３は、ウェハー基板１に積層された第１酸化膜１１、窒化膜１２の上部に形成されている。
なお、ここでは、ウェハー基板１の主面に順に第１酸化膜１１および窒化膜１２が積層される方向を上方向として説明している。
【００２２】
ＭＥＭＳ振動子３は、下部電極１３ｅと可動部を有する上部電極１４ｅとを備えており、空洞部２に配置されている。下部電極１３ｅおよび上部電極１４ｅは、窒化膜１２に積層された第１導電層１３および第２導電層１４をフォトリソグラフィーによりパターニングすることで形成される。第１導電層１３および第２導電層１４は、それぞれ好適例として導電性のポリシリコンで構成されているが、これに限定するものではない。下部電極１３ｅと上部電極１４ｅとの間には、上部電極１４ｅの可動空間を構成する空隙部１３ｇが形成されている。空洞部２および空隙部１３ｇは、ＭＥＭＳ振動子３に積層した第２酸化膜１５、第３酸化膜１６、および下部電極１３ｅと上部電極１４ｅとの間に形成した第４酸化膜１３ｆ（後述する図３（ｂ）に図示）をエッチングにより除去（リリースエッチング）することによって形成されている。第２酸化膜１５、第３酸化膜１６、および第４酸化膜１３ｆは、いわゆる犠牲層であり、この犠牲層がリリースエッチングされることで、上部電極１４ｅが下部電極１３ｅから遊離した片持ち構造の可動電極構造が形成されている。
【００２３】
図１（ｃ）は、側壁部２０の拡大断面図である。
図視右側は、第２酸化膜１５および第３酸化膜１６がリリースエッチングにより除去され、空洞部２が形成されている様子を示している。
第２酸化膜１５は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）酸化膜である。図１（ｂ），（ｃ）では、１層構造で示しているが、平坦化のために多層構造で構成しても良い。
第３酸化膜１６は、平坦化のために３層構造で構成している。まず、３層の内の第１層にＣＶＤ酸化膜を積層し、その上の第２層にＳＯＧ膜を形成し平坦化処理している。図１（ｃ）では、平坦化により残った残留ＳＯＧ膜２２を示している。第３層に再度ＣＶＤ酸化膜を積層している。
【００２４】
リリースエッチングにおいては、ＭＥＭＳ振動子３に積層した第２酸化膜１５および第３酸化膜１６で構成される犠牲層の周囲に、エッチングストッパーとして側壁部２０を形成し、その後にリリースエッチングを行なっている。つまり、リリースエッチングによって形成された空洞部２は、側壁部２０によって画設されている。
側壁部２０は、上部電極１４ｅを形成する第２導電層１４、および配線層２１（第１配線層２１ａおよび第２配線層２１ｂ）などから構成される。第２導電層１４は上述したように好適例として導電性のポリシリコンで構成されており、配線層２１は好適例としてアルミニウムを用いて構成されている。これらは、エッチング液としてのバッファードフッ酸に対して耐性があり、エッチングストッパーとして機能する。なお、配線材料としては、これらに限定するものではなく、半導体プロセスで使用される材料が活用できる。
【００２５】
側壁部２０の最上部を構成する第２配線層２１ｂは、空洞部２を覆うように形成されており、第１被覆層３０を構成している。換言すると、第１被覆層３０は、側壁部２０と空洞部２とを覆っている。第１被覆層３０（同第２配線層２１ｂ）には、犠牲層をリリースエッチングする際にエッチング液を導入した複数の開口３１が設けられている。つまり、開口３１は空洞部２に貫通している。開口３１は、導入するエッチング液によって、第４酸化膜１３ｆを除去し、ＭＥＭＳ振動子３を確実に形成するために、下部電極１３ｅおよび上部電極１４ｅの周辺に間隔を開けて形成している。
側壁部２０の上部には、保護膜１７が積層されている。また、第１被覆層３０、および保護膜１７の上部には、リリースエッチングおよび洗浄後に、第２被覆層３２が積層され、開口３１を外気から封止している。ＭＥＭＳ素子１００の製造方法については後述する。
【００２６】
なお、下部電極１３ｅや上部電極１４ｅと外部電気回路（図示省略）とを電気的に接続する電気配線層は、第２導電層１４、配線層２１などにより形成されているが、図示を省略している。また、外部電気回路は、半導体回路としてＭＥＭＳ素子１００と一体に構成することができる。つまり、上部電極１４ｅを構成する第２導電層１４はもとより、第１酸化膜１１、第２酸化膜１５、第３酸化膜１６、第４酸化膜１３ｆ、保護膜１７は、層間膜や保護膜などの絶縁膜として、また第１配線層２１ａ、第２配線層２１ｂは回路配線層として半導体回路を一体に形成する材料とすることができる。換言すると、ＭＥＭＳ素子１００は、半導体回路の製造工程において形成することができる。
特に半導体で形成する可動電極を有するＭＥＭＳ振動子の場合には、水晶などの振動子に比較して半導体プロセスに容易に組み入れることができる。
【００２７】
次に、ＭＥＭＳ素子１００の平面構成について説明する。
図１（ａ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ面を平面視した様子を示している。また、分かりやすくするために、開口３１を実線で付記している。
側壁部２０は、図示するように、平面視したときに、８角形状に空洞部２を画設している。また、図１（ａ）において、一点鎖線の楕円で示す領域は、リリースエッチング領域９０を示している。リリースエッチング領域９０は、側壁部２０を形成しなかった場合に、所定のリリースエッチング時間において犠牲層が除去される範囲を示している。このリリースエッチング領域９０は、開口３１の位置、およびリリースエッチングの速度とリリースエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さから求めることができる。リリースエッチングの速度は、予め実験などで求めることができる。従って、リリースエッチング領域９０は、予め実験で求めることもできる。
なお、所定のエッチング時間とは、エッチングにより、不要な犠牲層を除去し、所定の空洞部およびＭＥＭＳ構造体を形成する必要充分な時間を言う。
【００２８】
側壁部２０は、空洞部２を画設する内壁が、リリースエッチング領域９０の内側にくるように構成している。換言すると、側壁部２０および開口３１は、側壁部２０から最も近い開口３１までの最大の長さが、リリースエッチングの速度とリリースエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成されている。従って、本実施形態では、側壁部２０は、８角形状に空洞部２を画設しているが、必ずしも８角形状である必要はなく、空洞部２を画設する内壁が、リリースエッチング領域９０の内側にくるように構成されている多角形であれば良い。
【００２９】
次に、従来の構成によるＭＥＭＳ素子について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
図２（ａ）は、従来構成の一例としてのＭＥＭＳ素子９９を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２（ｃ）は、側壁部およびその周辺部の拡大断面図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ面を平面視した様子を示している。また、分かりやすくするために、開口３１を実線で付記している。
【００３０】
ＭＥＭＳ素子９９は、側壁部２０ｘを含み構成されている。平面視したときの空洞部２を画設する側壁部２０ｘの形状が側壁部２０の形状と異なる点を除き、ＭＥＭＳ素子９９は、ＭＥＭＳ素子１００と同じである。
側壁部２０ｘは、図２（ａ）に示すように、平面視したときに、４角形状に空洞部２を画設している。また、図２（ａ）において、一点鎖線で示す部分は、リリースエッチングの結果、残った犠牲層界面９０ｘを示している。このように、従来の構成によるＭＥＭＳ素子９９では、側壁部２０ｘによって画設された犠牲層が４角形状であるため、開口３１から離れたコーナー部分に犠牲層が残りやすくなる。その場合、図２（ｃ）に示すように、犠牲層界面９０ｘが、残留ＳＯＧ膜２２に接した場合に、残留ＳＯＧ膜２２は、空洞部２に露出してしまうことになる。
一般にＳＯＧ膜はアウトガスを発生する傾向にあるため、空洞部２に露出した残留ＳＯＧ膜２２から発生するアウトガスによって、完成後のＭＥＭＳ素子９９の空洞部２は、減圧状態を維持できなくなる。そのため、従来は、残留ＳＯＧ膜２２が露出せず、かつＭＥＭＳ振動子３が確実に形成されるようにリリースエッチングの管理を行なっていた。本願発明によるＭＥＭＳ素子は、上述した構成により、この管理の煩雑さや管理マージンなどを改善するものである。
【００３１】
次に、ＭＥＭＳ素子１００の製造方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｇ）は、ＭＥＭＳ素子１００の製造方法を順に示す工程図である。
ＭＥＭＳ素子１００の製造方法は、ウェハー基板１の主面に犠牲層とともにＭＥＭＳ構造体としてのＭＥＭＳ振動子３を形成する工程と、犠牲層を、配線層２１を含み構成される側壁部２０によって画設する工程と、画設された犠牲層に貫通するひとつ以上の開口３１を有する第１被覆層３０を、側壁部２０と画設された犠牲層を覆うように積層する工程と、開口３１からエッチング液を導入して画設された犠牲層をエッチングする工程と、第１被覆層３０に開口３１を封止する第２被覆層３２を積層する工程、と、を含む。
また、側壁部２０および開口３１を、側壁部２０から最も近い開口３１までの最大の長さが、エッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成する。
【００３２】
図３（ａ）：ウェハー基板１を準備し、主面に第１酸化膜１１を積層する。第１酸化膜１１は、好適例として、半導体プロセスの素子分離層として一般的なＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）酸化膜で形成しているが、半導体プロセスの世代によって、例えば、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）法による酸化膜であっても良い。
次に窒化膜１２を積層する。窒化膜１２は、エッチング液としてのバッファードフッ酸に対して耐性があり、エッチングストッパーとして機能する。
次に、窒化膜１２の上に第１導電層１３を積層する。第１導電層１３は、下部電極１３ｅを構成するポリシリコン層であり、積層後にイオン注入をして所定の導電性を持たせる。
【００３３】
図３（ｂ）：第１導電層１３をフォトリソグラフィーによりパターニングして下部電極１３ｅを形成した後に熱酸化して第４酸化膜１３ｆを形成する。熱酸化による酸化膜の形成は、選択的にポリシリコン層に対して行なわれる。この第４酸化膜１３ｆは、犠牲層として上部電極１４ｅとのギャップを形成する。
【００３４】
図３（ｃ）：第２導電層１４を積層する。第２導電層１４は、上部電極１４ｅおよび側壁部２０の最下層を構成するポリシリコン層である。第２導電層１４をフォトリソグラフィーによりパターニングして上部電極１４ｅおよび側壁部２０の最下層を形成する。側壁部２０のパターニングは、開口３１を配置する位置に合わせ、側壁部２０から最も近い開口３１までの最大の長さが、リリースエッチングにおけるエッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成している。
上部電極１４ｅを構成する第２導電層１４には、積層後にイオン注入をして所定の導電性を持たせる。
【００３５】
図３（ｄ）：犠牲層を構成する第２酸化膜１５を積層する。第２酸化膜１５は、半導体プロセスでは、層間膜（ＩＭＤ（Inter Metal Dielectric））として形成され、好適例としてＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）を用いて平坦化している。半導体プロセスの世代によっては、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）などによる平坦化を行なっても良い。
次に、第１配線層２１ａの積層に先立ち、第１配線層２１ａと第２導電層１４とを電気的に接続させるための露出部（穴）をフォトリソグラフィーにより第２酸化膜１５に形成する。次に第１配線層２１ａを積層し、フォトリソグラフィーによりパターニングする。第１配線層２１ａには、好適例としてアルミニウムをスパッタリングにより積層している。
なお、図３（ｄ）では、電気回路の図示を省略しているため、第１配線層２１ａは、側壁部２０を構成する第２層部分のみに図示している。
【００３６】
図３（ｅ）：犠牲層を構成する二番目の層として、第３酸化膜１６を積層する。第３酸化膜１６は、平坦化のために３層構造で構成している。まず、３層の内の第１層にＣＶＤ酸化膜を積層し、その上の第２層にＳＯＧ膜を形成し平坦化処理している。図１（ｃ）では、平坦化により残った残留ＳＯＧ膜２２を示している。第３層に再度ＣＶＤ酸化膜を積層している。第３酸化膜１６は、半導体プロセスでは、層間膜（ＩＬＤ（Inter Layer Dielectrics））として形成される。半導体プロセスの世代によっては、ＣＭＰなどによる平坦化を行なっても良い。
次に、第２配線層２１ｂの積層に先立ち、第１配線層２１ａと第２配線層２１ｂとを電気的に接続させるための露出部（穴）をフォトリソグラフィーにより第３酸化膜１６に形成する。次に第２配線層２１ｂを積層し、フォトリソグラフィーによりパターニングする。第２配線層２１ｂは、側壁部２０の最上層を構成すると共に、ＭＥＭＳ素子１００の犠牲層をリリースエッチングするための開口３１を備えて犠牲層（第３酸化膜１６）を覆う。第２配線層２１ｂは、第１被覆層３０を構成している。
なお、第２配線層２１ｂには、好適例としてアルミニウムをスパッタリングにより積層している。
【００３７】
図３（ｆ）：保護膜１７を積層し、開口３１が露出するように開口部を設けてフォトリソグラフィーによりパターニングする。保護膜１７は、半導体プロセスで一般的な保護膜（例えばＳｉＯ2膜やＳｉＮの２層膜）であれば良く、ポリイミド膜などであっても良い。
次に、ウェハー基板１をエッチング液に晒し、犠牲層としての第２酸化膜１５、第３酸化膜１６、および第４酸化膜１３ｆをリリースエッチングすることで、ＭＥＭＳ構造体としてのＭＥＭＳ振動子３を形成する。
【００３８】
図３（ｇ）：リリースエッチング終了後、洗浄した後に第２被覆層３２を積層し、保護膜１７に覆われていない部分が封止されるようにフォトリソグラフィーによりパターニングする。第２被覆層３２により、開口３１が封止され、犠牲層がリリースエッチング除去された空間は密閉状態に維持される。第２被覆層３２には、好適例としてアルミニウムを用いているがこれに限定するものではなく、その他の金属層であっても良い。
【００３９】
以上述べたように、本実施形態によるＭＥＭＳ素子およびＭＥＭＳ素子の製造方法によれば、以下の効果を得ることができる。
側壁部２０は、ＭＥＭＳ素子１００の配線層２１を含み構成され、側壁部２０および開口３１は、側壁部２０から最も近い開口３１までの最大の長さが、エッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さより短い位置に形成されている。つまり、側壁部２０および開口３１は、犠牲層のエッチングを行なう所定の時間において、側壁部２０と開口３１との間の犠牲層が残らずエッチング除去される位置に形成されている。
従って、犠牲層の一部にアウトガスが発生する材料が使われていた場合であっても、所定時間のエッチングを行なうことで除去することができる。具体的には、側壁部２０を構成する配線層２１の残留ＳＯＧ膜２２を含めて、側壁部２０と開口３１との間の犠牲層が残らずエッチング除去されるため、空洞部２（キャビティー）内に残留ＳＯＧ膜２２が残ったり、空洞部２内に残留ＳＯＧ膜２２が露出したりすることが無い。その結果、残留ＳＯＧ膜２２が発生させるアウトガスによる影響が無くなる、あるいは低減させることができるため、空洞部２内を減圧状態に維持することが可能となる。あるいは、より長期間減圧状態に維持することが可能となる。
また、側壁部２０を、エッチングストッパーとして機能させることができるため、エッチングの終了タイミングを厳格に管理する必要がなく、エッチング工程の管理幅（マージン）を大きく取ることが可能となる。
つまり、本実施形態によれば、空洞部内に発生するアウトガスによって特性劣化が発生することが無い、あるいは特性劣化が抑制された優れたＭＥＭＳ素子を、より管理が簡略化された工程によって提供することができる。
【００４０】
また、側壁部は、８角形状に空洞部２を画設している。従来、一般に矩形状であった空洞部２に対して、８角形状とすることにより、開口３１（エッチングホール）から、従来の矩形コーナーの側壁部２０ｘまでの最大長さを短縮することができる。その結果、犠牲層をエッチングして空洞部２を形成する工程において、エッチング液を導入する開口３１の数を増やすことなく、安定して犠牲層を残さずにエッチング除去することができるようになる。開口３１を増やすことなく空洞部２が形成されるため、減圧状態の維持がより確実になる。
【００４１】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係るＭＥＭＳ素子１０１について説明する。なお、説明にあたり、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
図４（ａ）は、実施形態２に係るＭＥＭＳ素子１０１の平面図である。
ＭＥＭＳ素子１０１は、側壁部が矩形状に空洞部を画設し、開口が矩形状に画設された空洞部のコーナー領域に貫通する位置を含めて複数の位置に形成されていることを特徴としている。
【００４２】
ＭＥＭＳ素子１０１は、新たに開口３１ｘを備えている点を除き、ＭＥＭＳ素子９９と同じである。上述したように、従来の構成によるＭＥＭＳ素子９９では、側壁部２０ｘによって画設された犠牲層が４角形状であるため、開口３１から離れたコーナー部分に犠牲層が残りやすくなる。この場合、図２（ｃ）に示すように、犠牲層界面９０ｘが、残留ＳＯＧ膜２２に接した場合に、残留ＳＯＧ膜２２は、空洞部２に露出してしまうことになる。
開口３１ｘは、この点を改善するため、開口３１から離れた４つのコーナー部分に形成されている。開口３１ｘが形成されている具体的な位置は、図４（ａ）に示すように、リリースエッチングにおけるエッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さＬｘを半径とするエッチング領域９１ｘに、残った犠牲層界面９０ｘが全て含まれるようにする位置である。従って、側壁部２０ｘから最も近い開口３１および開口３１ｘまでの最大の長さが、エッチングの速度とエッチングを行なう所定の時間との積に基づいて得られる長さＬｘより短い位置となり、その結果、犠牲層は、所定のリリースエッチングにより残らず除去されることになる。
なお、本実施例では、４つのコーナー部分に新たに４つの開口３１ｘを形成しているが、これに限定するものではない。新たに形成した開口を中心として長さＬｘを半径とするエッチング領域９１ｘに、残った犠牲層界面９０ｘが全て含まれていれば良い。例えば、２つでも良く、あるいは必要に応じて６つでも良い。
【００４３】
本実施形態によるＭＥＭＳ素子１０１によれば、上述した実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
側壁部２０ｘは、矩形状に空洞部２を画設し、開口３１ｘは、矩形状に画設された空洞部２のコーナー領域に貫通する位置に形成されている。このように開口３１に加え、開口３１ｘを形成することで、従来、矩形状に画設された空洞部２のコーナー領域に犠牲層残りが発生しやすかったのに対して、コーナー領域がより効果的にエッチングされるため、安定して犠牲層を残さずにエッチング除去することができるようになる。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。ここで、上述した実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略している。
【００４５】
（変形例１）
図４（ｂ）、変形例１に係るＭＥＭＳ素子１０２の平面図である。
実施形態１では、図１（ａ）に示すように、側壁部２０は、平面視したときに、８角形状に空洞部２を画設しているとして説明したが、この構成に限定するものではなく、空洞部２を画設する内壁が、リリースエッチング領域９０の内側にくるように構成されていれば良い。
ＭＥＭＳ素子１０２は、側壁部２０ｗを含み構成されている。平面視したときの空洞部２を画設する側壁部２０ｗの形状が側壁部２０の形状と異なる点を除き、ＭＥＭＳ素子１０２は、ＭＥＭＳ素子１００と同じである。
側壁部２０ｗは、図４（ｂ）に示すように、平面視したときに、楕円状に空洞部２を画設している。また、空洞部２を画設する側壁部２０ｗの内壁が、リリースエッチング領域９０の内側にくるように構成されている。
【００４６】
本変形例によれば、従来、一般に矩形状であった空洞部２に対して、円状、あるいは楕円状とすることにより、開口３１から、従来の矩形コーナーの側壁部２０までの最大長さをより短縮することができる。その結果、犠牲層をエッチングして空洞部２を形成する工程において、エッチング液を導入する開口３１の数を増やすことなく、安定して犠牲層を残さずにエッチング除去することができるようになる。開口３１を増やすことなく空洞部２が形成されるため、減圧状態の維持がより確実行なわれる。また、空洞部２の蓋となる部分（第１被覆層３０および第２被覆層３２）が円状、あるいは楕円状に形成されるため、空洞部にかかる大気圧に対する応力集中が緩和され、側壁部２０ｗ全体に分散するため、より安定して気密封止状態を維持することができる。
【００４７】
［電子機器］
次いで、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ素子１００，１０１，１０２を適用した電子機器について、図５（ａ），（ｂ）、図６に基づき説明する。なお、説明では、電子部品としてのＭＥＭＳ素子１００を用いた例を示している。
【００４８】
図５（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品を備える電子機器としてのモバイル型（又はノート型）のパーソナルコンピューターの構成の概略を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子部品としてのＭＥＭＳ素子１００が内蔵されている。
【００４９】
図５（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品を備える電子機器としての携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成の概略を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器、角速度センサー等として機能する電子部品（タイミングデバイス）としてのＭＥＭＳ素子１００が内蔵されている。
【００５０】
図６は、本発明の一実施形態に係る電子部品を備える電子機器としてのデジタルスチールカメラの構成の概略を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。デジタルスチールカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルスチールカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１０００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１０００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部１０００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルスチールカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルスチールカメラ１３００には、フィルター、共振器、角速度センサー等として機能する電子部品としてのＭＥＭＳ素子１００が内蔵されている。
【００５１】
なお、本発明の一実施形態に係る電子部品としてのＭＥＭＳ素子１００は、図５（ａ）のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図５（ｂ）の携帯電話機、図６のデジタルスチールカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等の電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…ウェハー基板、２…空洞部、３…ＭＥＭＳ振動子、１１…第１酸化膜、１２…窒化膜、１３…第１導電層、１３ｅ…下部電極、１３ｆ…第４酸化膜、１３ｇ…空隙部、１４…第２導電層、１４ｅ…上部電極、１５…第２酸化膜、１６…第３酸化膜、１７…保護膜、２０，２０ｘ，２０ｗ…側壁部、２１…配線層、２１ａ…第１配線層、２１ｂ…第２配線層、２２…残留ＳＯＧ膜、３０…第１被覆層、３１，３１ｘ…開口、３２…第２被覆層、９０…リリースエッチング領域、９０ｘ…犠牲層界面、９９，１００，１０１，１０２…ＭＥＭＳ素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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