(57)【要約】【課題】薄膜をエッチングする際に、残渣の発生を抑えること。【解決手段】垂直な壁面を有する下地の段差部位を跨ぐように形成され、当該段差部位に応じて形成された段差形状が露出している薄膜をエッチングする場合に、前記段差形状の垂直な壁面に応じて形成された段差形状の壁面を削って傾斜させるために、前記薄膜に対して等方性ドライエッチングを行ってから、前記薄膜に対して異方性ドライエッチングを行っている。予め前記段差形状の垂直な壁面を削って傾斜させた状態で異方性ドライエッチングを行うことにより、異方性ドライエッチングでは保護膜の形成よりもエッチングが優勢に進行し、前記壁面への保護膜の形成が抑えられる。このため、当該壁面に保護膜が形成され、この保護膜がマスクとなってエッチングが行われることによる残渣の発生を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直な壁面を有する下地の段差部位を跨ぐように形成され、当該段差部位に応じて形成された段差形状が露出している薄膜をエッチングする方法において、
前記段差部位の垂直な壁面に応じて形成された段差形状の壁面を削って、当該壁面を傾斜させるために、前記薄膜に対して等方性ドライエッチングを行う工程と、
次いで前記薄膜に対して異方性ドライエッチングを行う工程と、を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記異方性ドライエッチングを行うことにより、前記段差部位の垂直な壁面が露出することを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記薄膜は、ＭＥＭＳデバイスの一部であることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記異方性ドライエッチングを行う工程は、保護膜形成用の第１のガスと、保護膜及び薄膜のエッチング用の第２のガスを用いて行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記等方性ドライエッチングを行う工程は、前記第２のガスを用いて行うことを特徴とする請求項４記載のエッチング方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載のエッチング方法を用いて製造されたＭＥＭＳデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＥＭＳデバイスの製造工程において、薄膜をエッチングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスク状（板状）の振動板がワイングラスモード（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ（２，１）ｍｏｄｅ）で振動するように構成されたディスク振動子の製造方法の一つとして、当該ディスク振動子の小型化を図るために、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）による製法が用いられている。この製法では、ディスク振動子は、シリコン（Ｓｉ）基板上の絶縁膜に例えば多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）とを交互に複数層に亘って積層しながら、これら多結晶シリコン膜やシリコン酸化膜に対してフォトリソグラフィーやエッチングを組み合わせて加工することによって形成される。前記エッチングでは、例えば側壁を保護するための保護膜を形成する成膜ステップと、エッチングを行うエッチングステップとを繰り替えして行う手法が採られている。これにより保護膜によって横方向のエッチングが抑制され、マスクパターン形状を保持した構造を得ることができる。
【０００３】
しかしながらディスク振動子は多結晶シリコン膜を積層して形成されており、当該多結晶シリコン膜は下層側の構造物の凹凸に忠実に成膜される形状適応性の高い膜（コンフォーマルな膜）である。このため急峻な（垂直な）壁面を有する下地の段差部位を跨ぐように多結晶シリコン膜を成膜すると、当該多結晶シリコン膜は前記段差部位に応じて段差形状が形成されたものとなる。これにより多結晶シリコンの段差形状には急峻な壁面が露出されるので、前記成膜ステップでは当該壁面にも保護膜が形成される。そしてエッチングステップでは、この保護膜をマスクにしてエッチングが行われるために、前記垂直な壁面に沿った形状の残渣が発生してしまう。この残渣はウェットエッチングにより除去されるが、除去された残渣がパーティクルとしてディスク振動子の微細なスペースに入り込み、周波数を変化させるおそれがあるため、残渣の発生を抑えたエッチング手法が求められている。
【０００４】
特許文献１には、自然酸化膜を等方性ドライエッチングした後、異方性ドライエッチングする手法が記載され、特許文献２には、第１のエッチングにより窪みの底面に形成された保護膜を除去し、次いで窪みの掘り下げのために第２のエッチングを行う手法が記載されている。また特許文献３には、シリコン材料を、異方性ドライエッチングと等方性ドライエッチングの組み合わせによって除去することが記載されている。しかしながらこれらの特許文献は、本発明の課題に踏み込まれておらず、またその課題の解決法についても記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２４４１５８
【特許文献２】特開２０１１−９１１２７
【特許文献３】特表２００５−５０２４８０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄膜をエッチングする際に、残渣の発生を抑えることができるエッチング方法を提供することにある。また他の目的は、このエッチング方法を用いて製造された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】
【０００７】
本発明のエッチング方法は、垂直な壁面を有する下地の段差部位を跨ぐように形成され、当該段差部位に応じて形成された段差形状が露出している薄膜をエッチングする方法において、
前記段差部位の垂直な壁面に応じて形成された段差形状の壁面を削って傾斜させるために、前記薄膜に対して等方性ドライエッチングを行う工程と、
次いで前記薄膜に対して異方性ドライエッチングを行う工程と、を含むことを特徴とする。  
また本発明のＭＥＭＳデバイスは、上述のエッチング方法を用いて製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、垂直な壁面を有する下地の段差部位を跨ぐように形成され、当該段差部位に応じて形成された段差形状が露出している薄膜をエッチングする方法において、前記薄膜に対して等方性ドライエッチングを行ってから、異方性ドライエッチングを行っている。異方性ドライエッチングでは、保護膜を形成しながら、当該保護膜及び薄膜をエッチングすることが行われるが、前記等方性ドライエッチングにおいて、前記段差部位の垂直な壁面に応じて形成された段差形状の壁面を傾斜させているので、当該段差形状の壁面に対しては異方性ドライエッチングでは保護膜の形成よりもエッチングが優勢に進行する。このため、前記段差形状の壁面への保護膜の形成が抑えられるので、当該壁面に保護膜が形成され、この保護膜がマスクとなってエッチングが行われることによる残渣の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のディスク振動子の一例を示す斜視図である。
【図２】ディスク振動子を示す平面図である。
【図３】ディスク振動子の一部を示す斜視図である。
【図４】ディスク振動子を示す縦断面図である。
【図５】ディスク振動子が振動する様子を模式的に示す平面図である。
【図６】ディスク振動子の支持梁と支持部材とを示す斜視図である。
【図７】ディスク振動子の製造方法を示す平面図と縦断面図である。
【図８】ディスク振動子の製造方法を示す平面図と縦断面図である。
【図９】ディスク振動子の製造方法を示す平面図と縦断面図である。
【図１０】ディスク振動子の製造方法を示す平面図と縦断面図である。
【図１１】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１２】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１３】ディスク振動子の製造に用いられるエッチング装置の一例を示す縦断面図である。
【図１４】ディスク振動子の支持梁と支持部材とレジストとを示す斜視図である。
【図１５】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１６】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１７】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１８】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図１９】ディスク振動子の支持梁と支持部材とを示す斜視図である。
【図２０】エッチング工程において、ＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスの供給タイミングを示す特性図である。
【図２１】異方性エッチングの保護膜形成ステップを示す断面図である。
【図２２】異方性エッチングのエッチングステップを示す断面図である。
【図２３】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図２４】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図２５】ディスク振動子の製造方法を示す縦断面図である。
【図２６】本発明のエッチング方法を説明するための縦断面図である。
【図２７】実施例１のＳＥＭ像のトレース図である。
【図２８】比較例１のＳＥＭ像のトレース図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
先ず本発明のエッチング方法を用いて形成されるＭＥＭＳデバイスであるディスク振動子の実施の形態の一例について、図１〜図６を参照して説明する。この振動子は、図１に模式的に示すように、例えばシリコン（Ｓｉ）などからなる基板１上に形成されており、ディスク（円板）状の振動板２と、この振動板２の周囲に配置された複数例えば４つの電極３（３Ａ，３Ｂ）とを備えている。前記振動板２は、後述する支持梁２１により基板１から浮いた状態となるように支持されており、前記電極３（３Ａ，３Ｂ）によってワイングラスモードで共振（振動）するように構成されている。前記基板１は、下層よりシリコン（Ｓｉ）基板１１、リン（Ｐ）がドープされたシリコン膜（リンドープドシリコン膜）１２、酸化シリコン（Ｓｉ−Ｏ）膜１３及び窒化シリコン（Ｓｉ−Ｎ）膜１４を積層して構成されている。
【００１１】
前記振動板２は、直径寸法が例えば７６μｍの円板状をなしており、例えば多結晶シリコンを堆積して構成されている。この振動板２の側方部には、振動板２と空隙を介して４つの電極３（３Ａ，３Ｂ）が設けられ、これら電極３（３Ａ，３Ｂ）は、平面で見た時に振動板２を前後方向（図１中Ｘ方向）及び左右方向（図１中Ｙ方向）から各々挟み込むように、振動板２を中心にして四方に配置されている。
【００１２】
図３に示すように、基板１の表面における振動板２及び電極３の下方投影領域には導電膜４が形成されている。この導電膜４は、振動板２の下方投影領域には円形部４１として形成され、各電極３（３Ａ，３Ｂ）の下方投影領域には、電極３の形状に対応した電極配置部４２として形成されている。また各電極配置部４２の間において、夫々円形部４１の外周から外方へ伸び出すように伸び出し部４３が形成され、この伸び出し部４３の一つには、引出電極４４が接続されている。この引出電極４４は、後述するように、振動板２を振動させる時に、当該振動板２に直流のバイアス電圧を印加するためのポートであり、ワイヤ等の導電体を介して基板１の外部に設けられたバイアス電圧印加部４５と接続される。これら円形部４１、電極配置部４２、伸び出し部４３及び引出電極４４は、後述するように例えばシリコン膜などからなる導電性材料により構成されている。
【００１３】
また引出電極４４から水平方向に離間した位置には、図１及び図２に示すように、酸化シリコン膜１３及び窒化シリコン膜１４に形成された凹部１５を介して下層側のシリコン膜１２に接続される接地ポート１６が設けられている。この接地ポート１６は、例えばディスク振動子を製造した後、当該ディスク振動子の共振周波数などの特性を評価する時に用いられる測定器のアース端子を接続するためのものであり、実際には複数箇所例えば２カ所に設けられている。シリコン膜１２の下層側のシリコン基板１１は、図示しない電極部を介して接地されている。
【００１４】
前記電極配置部４２の上には、多結晶シリコンからなる概略箱型の電極３（３Ａ，３Ｂ）が形成されている。これら電極３の振動板２側の面は振動板２の周縁に沿った形状に湾曲している。これら電極３の上部は振動板２の周縁領域の上方位置まで伸び出しており、このため電極３は横から見るとＬ字形状となっている。また電極３の上面には、当該電極３を含む基板上の構造物をフォトリソグラフィー工程で形成するときに生じた凹部３１が形成されている。
【００１５】
これら４つの電極３の内、前記前後方向において振動板２を介して互いに対向する電極３Ａ，３Ａは、振動板２の上方に隙間を介して架け渡された導電体３２により、互いに接続されて導電位となっている。また図２に示すように、これら電極３Ａ、３Ａは、その上面側に接続された例えばワイヤなどの導電路３３により、当該電極３Ａ、３Ａに対して入力信号である高周波電圧を印加する入力ポート３４に接続されている。
【００１６】
一方前記左右方向において振動板２を介して互いに対向する電極３Ｂ、３Ｂには、例えば上面側にワイヤなどの導電路３５の一端側が接続されており、この導電路３５の他端側は、振動板２の振動を検出する（取り出す）ための出力ポート３６に接続されている。出力ポート３６には、入力ポート３４に入力された周波数信号のうち、当該ディスク振動子の共振周波数に相当する周波数信号が出力される。こうして前記電極３Ａ、３Ａは各々入力電極をなし、電極３Ｂ、３Ｂは、各々出力電極をなすことになる。
【００１７】
このように構成されたディスク振動子において、振動板２に直流のバイアス電圧（Ｖｐ）を印加しながら、入力電極３Ａ、３Ａに入力信号を入力すると、これら入力電極３Ａ、３Ａと振動板２との間の静電結合により、振動板２は、図５に示すように、ワイングラスモードで振動する。具体的には、振動板２は、前後方向に膨張すると共に左右方向に収縮する動作と、前後方向に収縮すると共に左右方向に膨張する動作と、を所定の周波数で繰り返す。このとき入力電極３Ａの中心部同士を結び、振動板２の中心を通る直線Ｌと４５度の角度をなす位置には、振動の節（ノード）Ｎが各々形成される。
【００１８】
振動板２における各振動の節Ｎに相当する４箇所の部位からは支持梁２１が振動板２の直径の延長線に沿って外方に向けて伸び出している。一方基板１上における振動板２の下方の円形部４１から伸び出している伸び出し部４３は、各支持梁２１の投影領域上に位置している。支持梁２１の一端側は振動板２と一体で構成され（一体的に固定され）、支持梁２１の他端側（先端側）は支持梁２１の長さ方向に対して、横に少し膨らんだ角型部分２２として形成されると共に、この角型部分２２の中央に例えば角型の貫通孔２３が形成されて当該支持梁２１を固定するための固定部として構成されている。
【００１９】
前記角型部分２２には、その上から支持部材２４が設けられている。この支持部材２４の幅Ｗ１は、図６に示すように、角型部分２２の幅Ｗ２よりも幅狭に形成されている。そして支持部材２４は、角型部分２２の上面から角型部分２２の先端側の端面２２ａに沿って屈曲し、さらに基板１上の伸び出し部４３上に伸びるように、当該角型部分２２に被さるように設けられている。またこの支持部材２４の下面には支柱２５が垂直に設けられ、この支柱２５が貫通孔２３に密合した状態で貫通するように構成されている。従って支持梁２１は、支柱２５を介して基板１上に固定されていることになる。こうして振動板２は、図１及び図４に示すように、支持梁２１及び支柱２５を介して基板１に四方を支持され、基板１の表面上に設けられた導電膜４に対して隙間を介して対向するように構成される。なお図４は、図２においてディスク振動子を振動板２の直径方向にＡ−Ａ´線に沿って切断した縦断面図を示している。
【００２０】
続いて上述のディスク振動子をＭＥＭＳ法により製造する方法の一例について説明する。始めにシリコン基板１１に対してリンイオンを打ち込むと共にシリコン基板１１を加熱して、当該シリコン基板１１の表面にリンを拡散させ、既述のシリコン膜１２を形成する。次いで、酸化シリコン膜１３と窒化シリコン膜１４とを下側からこの順番でシリコン基板１１（シリコン膜１２）上に積層する。次いで既述の凹部１５の形成領域が開口するようにパターニングしたフォトレジストマスク（図示せず）を窒化シリコン膜１４上に形成すると共に、このマスクを介して窒化シリコン膜１４及び酸化シリコン膜１３をドライエッチングして、シリコン膜１２を露出させる。なお、フォトレジストマスクを形成するにあたり、実際にはレジスト液の塗布、露光処理及び現像処理などが行われるが、ここでは省略している。以降において説明するレジスト膜の形成工程についても同様に説明を省略する。
【００２１】
次に図７に示すように、基板１上に導電膜４を形成する工程を実施する。この工程では、窒化シリコン膜１４上に多結晶シリコンからなる第１のポリシリコン膜５１を形成し、続いてこの第１のポリシリコン膜５１にリンを拡散させる。そしてこの第１のポリシリコン膜５１上に図示しないレジスト膜を形成して、図７に示すように、円形部４１、電極配置部４２、伸び出し部４３、引出電極４４及び接地ポート１６に対応するように、フォトリソグラフィーによりパターニングする。しかる後このレジスト膜を介して第１のポリシリコン膜５１をドライエッチングした後、レジスト膜を除去する。このエッチングは、例えばＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスを用いた異方性ドライエッチングである。こうして形成された第１のポリシリコン膜５１は、図７に示す平面形状を備えた導電膜４に相当するものである。
【００２２】
次いで図８に示すように、振動板２及び支持梁２１を備えた構造物を形成する工程を実施する。この工程では、第１のポリシリコン膜５１の上層側に、例えば酸化シリコンからなる第１の犠牲膜７１と、多結晶シリコンからなる第２のポリシリコン膜（詳しくは多結晶シリコン膜を形成した後リンをドープさせた膜）５２と、例えば酸化シリコンからなる第２の犠牲膜７２とを下側からこの順番で積層する。この時、第１の犠牲膜７１及び第２の犠牲膜７２とは、互いに同じ膜厚となるように形成する。そして第２の犠牲膜７２の上層側に、図８の平面図に示す支持梁２１を備えた振動板２の形状に対応するようにパターニングされたレジスト膜（図示せず）を形成する。
【００２３】
次に第２の犠牲膜７２及び第２のポリシリコン膜５２をドライエッチングした後、レジスト膜を除去する。こうして図８に示すように、支持梁２１及び振動板２の形状を備えた第２のポリシリコン膜５２を形成する。また、支持梁２１には貫通孔２３が形成されている。
【００２４】
続いて図９に示すように、貫通孔２３、電極３及び支持部材２４の対応領域の第１のポリシリコン膜５１を露出させる工程を実施する。先ず第２の犠牲膜７２の上層側に酸化シリコンからなる第３の犠牲膜７３をギャップ酸化膜として成膜する。この第３の犠牲膜７３は貫通孔２３の内部に入り込むように形成される。次いで第３の犠牲膜７３上に、貫通孔２３の上方側において当該貫通孔２３よりも僅かに大きく開口すると共に、各電極３に対応する領域が開口し、かつ支持部材２４に対応する領域が開口するようにパターニングされたレジスト膜を形成する。
【００２５】
しかる後第３の犠牲膜７３、第１の犠牲膜７１及び第２の犠牲膜７２に対してエッチングを行う。このエッチングにより、貫通孔２３の底面、電極３の形成領域及び支持部材２４の対応領域において第１のポリシリコン膜５１が各々露出すると共に、第２のポリシリコン膜５２の上方側における貫通孔２３の周囲の領域が露出する。
【００２６】
次いで図１０に示すように、支持部材２４や電極３等の構造物を形成する工程を実施する。この工程では、第３の犠牲膜７３の上に多結晶シリコンからなる第３のポリシリコン膜５３を例えば２μｍの厚さに成膜して、この第３のポリシリコン膜５３にリンをドープする。既述の貫通孔２３の内部領域は、この第３のポリシリコン膜５３により埋め込まれる。次に第３のポリシリコン膜５３の上にレジスト膜６１を形成し、図１０に示すように、各電極３、支持部材２４及び導電体３２以外の領域が開口するように、フォトリソグラフィーによりパターンを形成する。続いて第３のポリシリコン膜５３をドライエッチングするが、このエッチングについては後述する。
【００２７】
しかる後レジスト膜６１を残したまま、例えばフッ酸水溶液などのエッチング液に基板１上に形成された構造物を基板１と共に浸漬させる。これによりエッチング液が第３のポリシリコン膜５３の下方側や支持部材２４の周囲に回り込み、図１１に示すように、第３の犠牲膜７３が除去される。このウェットエッチングにより、第３の犠牲膜７３の膜厚に対応する分だけ、電極３と振動板２との間、導電体３２と振動板２との間、及び振動板２と支持部材２４との間に隙間領域が形成される。
【００２８】
次いでレジスト膜６１を除去すると共に、前記構造物を既述のエッチング液に浸漬すると、図１２に示すように犠牲膜７１、７２が除去される。こうして振動板２が第１のポリシリコン膜５１から浮いた状態となり、また振動板２が支柱２５により支持される。
【００２９】
次に第３のポリシリコン膜５３のドライエッチングについて説明する。先ずこのエッチングが行われるエッチング装置について、図１３を用いて簡単に説明する。このエッチング装置は、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）を生成してエッチングを行うエッチング装置である。この装置では、処理チャンバ８１は真空排気機構８２により真空排気されており、処理チャンバ８１の内部には下部電極を兼ねる載置部８３が設けられると共に、その天井部にはガス供給路８４が接続されている。前記ガス供給路８４の周囲にはプラズマ発生部をなすＩＣＰコイル８５が設けられており、このＩＣＰコイル８５には、第１の整合器８６ａを介して第１の高周波電源部８６に接続されて、第１の高周波電力が供給されるように構成されている。一方前記載置部８３には図示しない温度調整部が設けられており、第２の整合器８７ａを介して第２の高周波電源部８７に接続されて、第２の高周波電力が供給されるように構成されている。前記ガス供給路８４は、エッチング用の第１のガス例えばＳＦ６ガスの供給源８８と、保護膜形成用の第２のガス例えばＣ４Ｆ８ガスの供給源８９とに、夫々開閉バルブと流量調整バルブとを備えた流量調整部８８ａ，８９ａを介して接続されている。
【００３０】
この装置では、前記載置部８３の上に基板１を載置して、処理チャンバ８１内を真空排気すると共に、ＩＣＰコイル８５に第１の高周波電力を供給し、ガスを導入すると、このガスが載置部８３の上方側にてプラズマ化される。一方、載置部８３に第２の高周波電力を供給すると、基板１とプラズマとの間に自己バイアス電位が生じ、プラズマ中のイオン種やラジカル種が基板１の方向に加速されて衝突する。こうして後述するエッチングが進行する。
【００３１】
以下に、第３のポリシリコン膜５３のドライエッチングについて、既述の支持部材２４のエッチングを例にして説明する。図１４及び図１５は、支持梁２１の上に第３のポリシリコン膜５３とレジスト膜６１とが積層された状態を示し、図１４はエッチング後の状態を示している。また図１５は図１４のＢ−Ｂ´線の縦断面図であってエッチング前の状態を示している。
【００３２】
このようにエッチングの前には、第３のポリシリコン膜５３は支持梁２１や角型部分２２を覆うように形成されている。従ってこの例では、前記角型部分２２が垂直な壁面を有する下地の段差部位に相当し、ポリシリコン膜５３はこの段差部位を跨ぐように形成され、当該段差部位に応じて形成された段差形状が露出している薄膜に相当する。また角型部分２２の壁面２０は段差部位の垂直な壁面に相当する。こうして、第３のポリシリコン膜５３には、下地の段差部位の垂直な壁面に応じて形成された段差形状の垂直な壁面６３が存在する。
【００３３】
この第３のポリシリコン膜５３のエッチングでは、先ず等方性ドライエッチングを行ない、次いで異方性ドライエッチングが行われる。前記等方性ドライエッチングでは、例えばエッチングガスとしてフッ素（Ｆ）を含むガス例えばＳＦ６ガスが用いられる。そして、上述の図１３に示すエッチング装置に、例えばＳＦ６ガスを３００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ例えば４００ｓｃｃｍの流量で供給し、第１の高周波電源部８６及び第２の高周波電源部８７に夫々所定の高周波電力を印加してエッチング処理を行う。このときの処理時間は例えば５〜２０秒であり、この処理時間とは高周波電力を印加している時間をいう。
【００３４】
これにより既述のようにＳＦ６ガスがプラズマ化され、このプラズマ化により発生したＦラジカルやＦイオンのスパッタ効果によってエッチングが等方的に進行していく。この際結晶面の方向によらず同一の速度でエッチングされるため、第３のポリシリコン膜５３はエッチングが等方的に進行する。こうして、図１６に実線にて等方性ドライエッチング後の形状を示すように、前記段差形状の垂直な壁面６３が削られて、なだらかに傾斜するようにエッチングされる。また、レジスト６１の下方側に回り込むようにエッチングされるため、第３のポリシリコン膜５３における、図１４に太線にて示すレジスト６１との境界領域６０では、図１７〜図１９に示すように、角が削られるようにエッチングされる。図１９は等方性エッチングが終了した時点のポリシリコン膜５３の断面を模式的に示すものであり、レジスト６１については図示を省略している。
【００３５】
このようにして、ポリシリコン膜５３では、等方的に進行するエッチングにより、前記段差形状の垂直な壁面６３が削られて、なだらかに傾斜する傾斜面６４が形成される。前記壁面が傾斜するとは、当該壁面と水平面とのなす角θ（図１５及び図１６参照）の最大傾斜角度が９０度よりも小さい状態をいう。最大傾斜角度としたのは、壁面の部位によってエッチングの進行状態が異なるからである。
【００３６】
こうして前記傾斜面６４が形成された後、等方性ドライエッチングから異方性ドライエッチングに切り換える。この例では、異方性ドライエッチングとして、図２０に示すように、保護膜形成ステップＤとエッチングステップＥとを交互に行うエッチングを行う。  
具体的には、保護膜形成ステップＤは、保護膜形成用の第２のガスとして例えば炭素（Ｃ）とフッ素とを含むガス例えばＣ４Ｆ８ガスが用いられ、エッチングステップＥでは、エッチング用の第１のガスとしてフッ素を含むガス例えばＳＦ６ガスが用いられる。図２０に、第３のポリシリコン膜５３をエッチングするときの、エッチング装置へのＣ４Ｆ８ガス及びＳＦ６ガスの供給タイミングを示す。先ず保護膜形成ステップＤでは、上述の図１３に示すエッチング装置に、例えばＣ４Ｆ８ガスを３００ｓｃｃｍ〜４５０ｓｃｃｍ例えば４００ｓｃｃｍの流量で供給し、第１の高周波電源部８６のみに高周波電力を印加して処理を行う。
【００３７】
またエッチングステップＥは、上述の図１３に示すエッチング装置に、例えばＳＦ６ガス流量を３００ｓｃｃｍ〜４５０ｓｃｃｍ例えば４００ｓｃｃｍの流量で供給し、第１の高周波電源部８６及び第２の高周波電源部８７に夫々所定の高周波電力を印加して処理を行う。このとき、保護膜形成ステップＤの処理時間は例えば１〜２秒、エッチングステップＥの処理時間は例えば１〜２秒とし、これら保護膜形成ステップＤとエッチングステップＥとを交互に切り換えて行なう。これら保護膜形成ステップＤ及びエッチングステップＥの処理時間とは、夫々高周波電力を印加している時間である。こうして例えばトータルの処理時間が例えば２〜４分程度となるまで異方性ドライエッチングを行う。
こうして異方性ドライエッチングを行うことにより、図１７に示すように、レジスト６１の形状に沿って第３のポリシリコン膜５３がエッチングされ、前記下地の段差部位の側面２０を露出させる。図１８はレジスト６１が除去された状態を示している。
【００３８】
この異方性ドライエッチングでは、Ｃ４Ｆ８ガスによる保護膜の形成と、ＳＦ６ガスによる保護膜及びポリシリコン膜５３のエッチングとが交互に進行するが、この保護膜の形成とエッチングのどちらが優勢に行われるかについては、エッチングされる領域の形状に依存する。保護膜形成ステップＤでは、Ｃ４Ｆ８ガスにより生じたＣＦ系ラジカルは、垂直な電界に沿って第３のポリシリコン膜５３に向けて垂直に入射し、到達した領域に堆積していく。このため、図２１（ａ）に異方性エッチングのイメージを簡略化して示すように、ＣＦ系ラジカルが入射した領域には万遍なく保護膜９０が形成され、凹部９１の底部９２のみならず、側壁面９３にも保護膜９０が形成される。図２１（ａ）中９４はレジスト、９５はポリシリコン膜である。このように保護膜は、表面の角度が急峻な領域、つまり基板１から見て垂直な側壁面９３に対しても形成される。
【００３９】
一方エッチングステップＥでは、図２１（ｂ）に示すようにＦのイオンやラジカルのスパッタ効果によってエッチングが進行し、保護膜９０及びポリシリコン膜９５を削っていくが、側壁面９３に堆積された保護膜はエッチングされにくい。Ｆのイオンやラジカルは垂直に入射していくため、垂直方向の膜厚の大きい側面９３の保護膜９０は完全に除去されないからである。このため側壁面９３においては保護膜９０が除去されないうちに、次の保護膜形成ステップが進行することになる。こうして側壁面９３が垂直であれば、当該側壁面９３に関しては、保護膜の形成の方がエッチングよりも優勢になり、保護膜が残る状態になる。
【００４０】
これに対して、図２２（ａ）に示すように、側壁面９３ａが傾斜している場合には、当該側壁面９３ａに形成される保護膜９０の垂直方向の膜厚がそれ程大きくならない。このため、当該側壁面９３ａに保護膜９０が形成されたとしても、図２２（ｂ）に示すようにエッチングステップにて十分に保護膜９０が除去できる。従って側壁面が傾斜していれは、当該側壁面に関しては、保護膜の成膜の方よりもエッチングよりも優勢になる。
【００４１】
このように、保護膜の成膜とエッチングのどちらが優勢に行われるかについては、エッチングされる領域の形状に依存するため、異方性ドライエッチングにより壁面への保護膜の形成が抑えられるように、前記垂直な壁面６３を削って形成される傾斜面６４の程度が決定される。この傾斜面の傾斜の程度は、等方性ドライエッチングのエッチングガス、異方性ドライエッチングの保護膜形成ステップＤやエッチングステップＥに用いられるガスや、その他のエッチング条件によって異なるので、エッチング条件に合わせて適宜選択される。例えば第３のポリシリコン膜３１の膜厚の１５％〜４５％好ましくは２５％〜３５％を等方性ドライエッチングで行い、残りを異方性ドライエッチングで行うように、エッチング条件を決定することが好ましい。
【００４２】
上述の実施の形態によれば、垂直な壁面を有する下地の段差部位を跨ぐように形成され、当該段差部位に応じて形成された段差形状が露出している薄膜をエッチングする場合に、異方性ドライエッチングの前に等方性ドライエッチングを行うことにより、段差形状の垂直な壁面を削って当該壁面を傾斜させている。このため既述のように異方性ドライエッチングでは、保護膜の成膜よりも、エッチングの方が優勢に進行するので、壁面への保護膜の形成を抑えた状態で第３のポリシリコン膜５３をエッチングすることができる。これにより、背景技術にて述べたように、エッチング前のポリシリコン膜５３に、露出した垂直な壁面が存在したとしても、当該垂直な壁面に保護膜が形成され、この保護膜がマスクとなってエッチングが行われることによる残渣の発生が抑えられる。この結果残渣の除去時に、残渣が振動板２と導電膜４との間のスペースにパーティクルとなって入り込むおそれがなく、周波数変動などの発生を抑えて安定して作動するディスク振動子を形成することができる。
【００４３】
ここで等方性ドライエッチングを行わずに、異方性ドライエッチングのみで第３のポリシリコン膜５３をエッチングする場合について、図２３〜図２５を用いて説明する。この場合には、異方性ドライエッチングをするときに、第３のポリシリコン膜５３にはエッチングにより除去される領域に垂直な壁面６３が存在する。従って異方性ドライエッチングでは、保護膜形成ステップＤにおいて図２４に示すように前記壁面６３に保護膜６６が堆積し、当該保護膜６６の垂直方向の膜厚が大きくなる。このためエッチングステップＥを行っても当該保護膜６６を完全には除去できないため、当該壁面６３では、保護膜６６の成膜の方がエッチングよりも優勢に進行する。こうして保護膜６６がマスクとなってエッチングが進行してしまうため、異方性ドライエッチングが終了した時点では、図２５に示すように、第３のポリシリコン膜５３の上に保護膜６６が乗った状態になり、当該領域が残渣となって残ってしまう。
【００４４】
本発明では、等方性ドライエッチングを行うことにより、レジストの下部領域がオーバーエッチングされ、その部分に傾斜面が形成されるが、第３のポリシリコン膜５３はＭＥＭＳ法にて形成されるＭＥＭＳデバイスの最上層の膜であるため、前記傾斜面が形成されたとしても構造上問題がなく、ディスク振動子の性能に影響は与えない。但し、本発明のエッチングはＭＥＭＳ法の最上層の薄膜のエッチングに限定されるものではなく、ＭＥＭＳデバイスの一部の薄膜のエッチングに適用することができる。
【００４５】
以上において、異方性ドライエッチングでは、保護膜形成用の第１のガスとしては、Ｃ４Ｆ８ガス以外にＣ５Ｆ８ガス、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ３Ｆ６ガス、Ｃ２Ｆ６ガス等のＣとＦとを含むガス等を用いるようにしてもよい。また、エッチング用の第２のガスとしては、ＳＦ６ガス等のＦを含むガスの他Ｃｌ２ガス等を用いるようにしてもよい。
また等方性ドライエッチングと異方性ドライエッチングの切り替え時には、等方性ドライエッチングのガスと異方性ドライエッチングの第１のガスとを同時に処理チャンバ内に供給するようにしてもよい。さらに等方性ドライエッチングのガスの供給停止と、異方性ドライエッチングの第１のガスの供給開始のタイミングはほぼ同時であってもよいし、両者の間にタイムラグがあってもよい。
【００４６】
さらにまた上述の異方性ドライエッチングでは、第１のガスと第２のガスは交互に供給しているが、この第１のガスの供給停止と第２のガスの供給開始のタイミングはほぼ同時であってもよいし、両者の間にタイムラグがあってもよい。また、処理チャンバ内に第１のガスと第２のガスとを同時に供給するようにしてもよい。さらに上述の例では、等方性ドライエッチングと異方性ドライエッチングのエッチング用のガスは同じガスを用いたが、夫々異なるガスを用いるようにしてもよい。
【００４７】
さらにまた、図２６のように、垂直な壁面９６ａを有する下地の段差部位９６を跨ぐように形成され、当該段差部位９６に応じて形成された段差形状が露出している薄膜９７のエッチングにも本発明は適用できる。図中９８はレジストである。この場合においても、等方性ドライエッチングにより前記薄膜９７の段差形状の垂直な壁面９７ａを削って傾斜させた後（図２６（ｂ）参照）、異方性ドライエッチングを行う（図２６（ｃ）参照）。これにより異方性ドライエッチングでは保護膜の形成よりもエッチングが優勢に進行し、壁面への保護膜の形成が抑えられるので、この保護膜に起因する残渣の発生を抑制することができる。
【００４８】
以上において本発明のエッチング方法は、上述の構造とは異なる構造のディスク振動子やセンサー等のデバイスの製造工程にて用いることができる。またエッチングを行うためのエッチング装置は、上述のＩＣＰエッチング装置に限らず、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を利用したプラズマエッチング装置等の、誘導結合以外の他の手法でプラズマを生成するプラズマエッチング装置を用いることができる。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
上述の構造のディスク振動子を既述の手法により製造し、得られたディスク振動子をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮像した。この際、第３のポリシリコン膜のエッチングを行うにあたり、図１３に示すエッチング装置を用いて、既述の通り、等方性ドライエッチングを行った後、異方性ドライエッチングを行った。このときのエッチング条件は、以下の通りである。ディスク振動子の支持部材２４近傍の５０００倍のＳＥＭ像（ＳＥＭ写真）をトレースしたものを図２７に示す。
<等方性ドライエッチングのエッチング条件>
ＳＦ６ガス流量    ：４００ｓｃｃｍ
処理チャンバ内圧力：３．０Ｐａ
第１の高周波電力  ：１２００Ｗ
第２の高周波電力  ：８５Ｗ
処理時間          ：１０秒
<異方性ドライエッチングのエッチング条件>
（保護膜形成ステップ）
Ｃ４Ｆ８ガス流量    ：４００ｓｃｃｍ
処理チャンバ内圧力：６．０Ｐａ
第１の高周波電力  ：１２００Ｗ
第２の高周波電力  ：０Ｗ
処理時間          ：１．４秒
（エッチングステップ）
ＳＦ６ガス流量    ：４００ｓｃｃｍ
処理チャンバ内圧力：３．０Ｐａ
第１の高周波電力  ：１２００Ｗ
第２の高周波電力  ：８５Ｗ
処理時間          ：１．５秒
トータルの処理時間：３分５秒６
この結果、残渣が存在しないこと、及び支持部材２４や電極３の稜線には、傾斜領域が形成されていることが認められ、異方性ドライエッチングの前に等方性ドライエッチングを行うことにより、残渣の発生が抑えられることが確認された。
【００５０】
（比較例１）
上述の構造のディスク振動子を製造し、得られたディスク振動子をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により撮像した。この際、第３のポリシリコン膜のエッチングを行うにあたり、図１３に示すエッチング装置を用いて、異方性ドライエッチングのみを行った。このときのエッチング条件は、実施例１の異方性ドライエッチングのエッチング条件と同様である。ディスク振動子の支持部材２４近傍の５０００倍のＳＥＭ像をトレースしたものを図２８に示す。 
この結果、支持部材２４や電極３の稜線には傾斜部が形成されず、残渣１００が存在することが認められた。
【符号の説明】
【００５１】
１                基板
２                振動板
２１              支持梁
２４              支持部材
３（３Ａ，３Ｂ）  電極
５１〜５３        ポリシリコン膜
６１              レジスト膜
６３              角部位
６４              傾斜面
７１〜７３        犠牲膜
【図１】
2014007350.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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