(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳ素子製造プロセスにおけるリリースエッチングの度合いをモニターするためのゲージがパーティクルとなることがなく、安定してモニターできるプロセスモニター素子を提供する。【解決手段】プロセスモニター素子１００は、犠牲層をリリースエッチングすることにより形成されるＭＥＭＳ振動子を有する複数のＭＥＭＳ素子をウェハー基板１の主面に形成するＭＥＭＳ素子製造プロセスにおけるプロセスモニター素子であって、ウェハー基板１の主面に分散配設され、犠牲層から成るモニター犠牲層３０と、モニター犠牲層３０に積層されたレジスト層３１と、レジスト層３１に形成され、モニター犠牲層３０を露出するエッチングホール３２と、エッチングホール３２から導入されるエッチング液によってエッチングされたモニター犠牲層３０のエッチング界面３０ａの位置をウェハー基板１の主面側から相対視できるゲージ４０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
犠牲層をエッチングすることにより形成されるＭＥＭＳ構造体を有する複数のＭＥＭＳ素子をウェハー基板の主面に形成するＭＥＭＳ素子製造プロセスにおけるプロセスモニター素子であって、
前記ウェハー基板の主面に配設され、
モニター犠牲層から成る前記犠牲層と、
前記モニター犠牲層に積層されたレジスト層と、
前記レジスト層に形成され、前記モニター犠牲層を露出するエッチングホールと、
前記エッチングホールから導入されるエッチング液によってエッチングされた前記モニター犠牲層のエッチング界面の位置を前記ウェハー基板の主面側から相対視できるゲージと、を備えることを特徴とするプロセスモニター素子。
【請求項２】
前記ゲージは、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域の外周部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロセスモニター素子。
【請求項３】
前記ゲージは、前記ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロセスモニター素子。
【請求項４】
前記ゲージは、前記ＭＥＭＳ構造体を形成する基部層をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロセスモニター素子。
【請求項５】
前記モニター犠牲層は、前記ウェハー基板の主面において、隣に配設される前記ＭＥＭＳ素子を隔てるように前記モニター犠牲層に画設された壁部を有し、
前記壁部に対する前記エッチング液によるエッチングレートが、前記犠牲層に対する前記エッチング液によるエッチングレートより小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のプロセスモニター素子。
【請求項６】
前記モニター犠牲層に画設された前記壁部は、前記ＭＥＭＳ構造体をリリースエッチングにより形成するための前記犠牲層に画設された壁部と同じ構成で形成されることを特徴とする請求項５に記載のプロセスモニター素子。
【請求項７】
前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域が、前記ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層と電気的に接続される導電層に積層して形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のプロセスモニター素子。
【請求項８】
前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域が、外部電気回路と電気的に接続し得る導電層に積層される絶縁層に積層して形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のプロセスモニター素子。
【請求項９】
前記壁部は、導電性材料を含み構成され、前記ウェハー基板を平面視したときに、前記モニター犠牲層を取り囲む一部に電気的に絶縁された絶縁部を備えて前記モニター犠牲層を取り囲むように連続して形成され、
前記絶縁部に当接する前記壁部の一方の端部は、外部電気回路と電気的に接続し得る端子に電気的に接続され、
前記絶縁部に当接する前記壁部の他方の端部は、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域が積層される導電層と電気的に接続されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプロセスモニター素子。
【請求項１０】
前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域に、前記エッチングによりリリースされる複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビームが形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のプロセスモニター素子。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載のプロセスモニター素子を形成する工程と、
前記モニター犠牲層を含み、前記犠牲層をエッチングする工程と、
前記モニター犠牲層がエッチングされて形成されたエッチング界面の位置を、前記ゲージと相対視することで、前記ＭＥＭＳ構造体のリリース範囲を確認する工程と、を含むことを特徴とするＭＥＭＳ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスモニター素子、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、例えば、振動子、フィルター、センサー、モーターなどが知られている。
ＭＥＭＳデバイスの製造方法の一例を説明すると、例えば、振動子の場合には、まず、シリコンなどのウェハー基板上に、絶縁層を介して固定電極と、一部が犠牲層上に形成された可動電極とを形成し、さらに固定電極および可動電極の上に配線を含む配線積層部を形成する。次に、配線積層部および犠牲層の一部をエッチングにより除去して片持ち梁あるいは両持ち梁構造の可動電極をリリースすることによって、機械的に可動な状態の可動電極を形成する。
ＭＥＭＳデバイスの中でも、このような振動子の場合、共振周波数などの基本特性には、可動電極やその支持部の寸法精度が大きく係わるため、エッチングの仕上がり確認は、重要な品質管理要素であった。例えば、エッチング不足の場合には、所定の特性が得られず、過度にエッチングされた場合には、配線積層部までエッチングされてしまうことによる信頼性低下などにつながった。
これに対し、例えば、特許文献１に記載されているように、エッチングの度合いを定量的に視認確認できる複数のモニター指を備えたモニター素子が提案されている。これは、ウェハー基板上にＭＥＭＳ素子とモニター素子とを混在配設し、モニター素子に設けられたモニター指をエッチング量の目盛として、モニター指とエッチングの境界面の位置を目視あるいは顕微鏡等で視認することで、ＭＥＭＳ構造体のリリースエッチング範囲を確認することができるようにした技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８３３４１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、特許文献１に記載のモニター素子では、エッチングの度合いを視認するためのモニター指が実際にエッチングされるため、モニター指の破片がパーティクルとして汚染源になってしまう場合があるという課題があった。具体的には、片持ち梁状態にリリースされたモニター指が、引き続く洗浄工程などで遊離しやすく、破片となって脱落し、飛散した場合にパーティクルになってしまうという問題であった。
【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］本適用例に係るプロセスモニター素子は、犠牲層をエッチングすることにより形成されるＭＥＭＳ構造体を有する複数のＭＥＭＳ素子をウェハー基板の主面に形成するＭＥＭＳ素子製造プロセスにおけるプロセスモニター素子であって、前記ウェハー基板の主面に配設され、モニター犠牲層から成る前記犠牲層と、前記モニター犠牲層に積層されたレジスト層と、前記レジスト層に形成され、前記モニター犠牲層を露出するエッチングホールと、前記エッチングホールから導入されるエッチング液によってエッチングされた前記モニター犠牲層のエッチング界面の位置を前記ウェハー基板の主面側から相対視できるゲージと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本適用例のプロセスモニター素子によれば、エッチングされたモニター犠牲層のエッチング界面の位置を、ウェハー基板の主面側から相対視できるゲージを備えているため、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのエッチング（リリースエッチング）の度合いを視認することができる。
具体的に説明すると、モニター犠牲層に積層されたレジスト層にエッチング液を導入するエッチングホールを設け（つまり、本適用例のプロセスモニター素子を準備し）、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングと同時に、エッチングホールから導入されるエッチング液により、モニター犠牲層のエッチングを行なう。エッチングホールによる露出部を基点としたモニター犠牲層のエッチングの進行度合いは、レジスト層を透過して、エッチング時間に対応して徐々に広がるモニター犠牲層のエッチング界面として視認することができる。このエッチング界面の位置を、プロセスモニター素子に備えるゲージにより相対視することで、同時に進行したＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングの進行度合いを確認することが可能となる。また、モニター犠牲層のエッチングの進行度合いと、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングの進行度合いとが１対１ではない場合、つまりそれぞれのエッチングのスピードが異なる場合には、予めそのスピード比率を評価しておくことで、相対的に正確なＭＥＭＳ構造体に対するリリースエッチングの進行度合いを求めることができる。
その結果、所定のＭＥＭＳ構造体を形成するためのエッチング寸法精度の管理をより簡便に精度良く行なうことができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記ゲージは、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域の外周部に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、ゲージは、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層の領域の外周部に、つまり被エッチング領域に含まれない位置に形成されているため、ゲージは、所定の時間内において、エッチングによる影響を受けることが無い。従って、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングが、充分に所定時間内で終了する方法において、ゲージはエッチングによる影響を受けることないため、リリースエッチングの進行度合いを安定して視認することができる。また、ゲージはエッチングによる影響を受けないため、パーティクルなどの原因になることが無い。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記ゲージは、前記ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、ゲージは、ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであるため、新たに、ゲージとしての目盛りパターンを形成するための工程を設ける必要が無い。例えば、フォトリソグラフィーにより、ＭＥＭＳ素子の電気配線層を金属パターンで形成する場合に、同時に金属パターンによる目盛りが形成されるため、工程を簡略化することができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記ゲージは、前記ＭＥＭＳ構造体を形成する基部層をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、ゲージは、ＭＥＭＳ構造体を形成する基部層をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであるため、新たに、ゲージとしての目盛りパターンを形成するための工程を設ける必要が無い。例えば、フォトリソグラフィーにより、ＭＥＭＳ素子の基部層としての例えば振動子をポリシリコンで形成する場合に、同時にポリシリコンパターンによる目盛りが形成されるため、工程を簡略化することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記モニター犠牲層は、前記ウェハー基板の主面において、隣に配設される前記ＭＥＭＳ素子を隔てるように前記モニター犠牲層に画設された壁部を有し、前記壁部に対する前記エッチング液によるエッチングレートが、前記犠牲層に対する前記エッチング液によるエッチングレートより小さいことを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、モニター犠牲層は、ウェハー基板の主面において、隣に配設されるＭＥＭＳ素子を隔てるようにモニター犠牲層に画設された壁部を有し、壁部は、エッチング液によるエッチングレートが、犠牲層を構成する材料に対するエッチングレートより小さい材料で形成されている。そのため、例えば、所定の時間以上にエッチングを行なった場合であっても、壁部でのエッチングの進行が抑えられるため、隣に配設されるＭＥＭＳ素子に与える影響を低減することができる。具体的には、壁部をエッチングストッパーとして構成した場合に、所定の時間を上回るエッチングを行なった場合であっても、壁部を越えて隣接するＭＥＭＳ素子にエッチングの影響が及ぶことが抑制されるため、プロセスモニター素子が隣接するＭＥＭＳ素子へ与える影響を抑えることができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記モニター犠牲層に画設された前記壁部は、前記ＭＥＭＳ構造体をリリースエッチングにより形成するための前記犠牲層に画設された壁部と同じ構成で形成されることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、モニター犠牲層に画設された壁部は、ＭＥＭＳ構造体をリリースエッチングにより形成するための犠牲層に画設された壁部と同じ構成で形成されることが好ましい。同じ構成とすることにより、同時に形成することができるため、新たに、プロセスモニター素子の壁部を形成するための工程を設ける必要が無い。
【００１８】
［適用例７］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域が、前記ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層と電気的に接続される導電層に積層して形成されていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層の領域が、ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層と電気的に接続される導電層に積層して形成されている。そのため、例えば、エッチング処理を行った後に、レジスト層を剥離し、エッチングされたモニター犠牲層の領域を含めて金属パターンを積層させるなどすることで、ＭＥＭＳ素子が備える電気配線層と電気的に接続される電極パッド部を構成することができる。換言すると、ＭＥＭＳ素子が備える電極パッド部を上述したプロセスモニター素子として構成することができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域が、外部電気回路と電気的に接続し得る導電層に積層される絶縁層に積層して形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層の領域が、外部電気回路と電気的に接続し得る導電層に積層される絶縁層に積層して形成されている。そのため、例えば、エッチング処理を行った後に、レジスト層を剥離し、エッチングされたモニター犠牲層の領域を含めて金属パターンを積層させるなどすることで、外部電気回路と電気的に接続し得る導電層との間に絶縁層を有する容量構造体（コンデンサー）を形成することができる。換言すると、コンデンサーを形成する部分を上述したプロセスモニター素子として構成することができる。
【００２２】
［適用例９］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記壁部は、導電性材料を含み構成され、前記ウェハー基板を平面視したときに、前記モニター犠牲層を取り囲む一部に電気的に絶縁された絶縁部を備えて前記モニター犠牲層を取り囲むように連続して形成され、前記絶縁部に当接する前記壁部の一方の端部は、外部電気回路と電気的に接続し得る端子に電気的に接続され、前記絶縁部に当接する前記壁部の他方の端部は、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域が積層される導電層と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、壁部は、導電性材料を含み構成され、ウェハー基板を平面視したときに、モニター犠牲層を取り囲む一部に電気的に絶縁された絶縁部を備えてモニター犠牲層を取り囲むように連続して形成され、絶縁部に当接する壁部の一方の端部は、外部電気回路と電気的に接続し得る端子に電気的に接続され、絶縁部に当接する壁部の他方の端部は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層の領域が積層される導電層と電気的に接続されている。そのため、例えば、エッチング処理を行った後に、レジスト層を剥離し、エッチングされたモニター犠牲層の領域を含めて金属パターンを積層させるなどすることで、エッチングされずに残ったモニター犠牲層を取り囲むように周回するコイル構造体を形成することができる。換言すると、コイル構造体を形成する部分を上述したプロセスモニター素子として構成することができる。
【００２４】
［適用例１０］上記適用例に係るプロセスモニター素子において、前記エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされる前記モニター犠牲層の領域に、前記エッチングによりリリースされる複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビームが形成されていることを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層の領域に、エッチングによりリリースされる複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビームが形成されている。このように構成することで、例えば、ＭＥＭＳ素子が、ＭＥＭＳ構造体として、プロセスモニター素子に形成される片持ち梁構造のビームと同様の構成の片持ち梁構造のビームを備える場合などにおいて、モニター犠牲層のエッチングの進行度合いと、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングの進行度合いとをより近似させることができる。そのため、より精度の高いエッチング寸法精度の管理を行なうことができる。
また、複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビームを形成することで、リリースエッチングに引き続く洗浄、乾燥工程におけるビームのスティッキングの評価などを行なうことができる。換言すると、ビームのスティッキングの評価などを行なう部分を上述したプロセスモニター素子として構成することができる。
【００２６】
［適用例１１］本適用例に係るＭＥＭＳ素子の製造方法は、上記適用例に係るプロセスモニター素子を形成する工程と、前記モニター犠牲層を含み、前記犠牲層をエッチングする工程と、前記モニター犠牲層がエッチングされて形成されたエッチング界面の位置を、前記ゲージと相対視することで、前記ＭＥＭＳ構造体のリリース範囲を確認する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、ＭＥＭＳ素子の製造工程において、上記適用例に係るプロセスモニター素子を活用することにより、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングの度合いをリリースエッチングの工程に後に視認することができる。
具体的に説明すると、モニター犠牲層に積層されたレジスト層にエッチング液を導入するエッチングホールを設け（つまり、本適用例のプロセスモニター素子を準備し）、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングと同時に、エッチングホールから導入されるエッチング液により、モニター犠牲層のエッチングを行なう。エッチングホールによる露出部を基点としたモニター犠牲層のエッチングの進行度合いは、レジスト層を透過して、エッチング時間に対応して徐々に広がるモニター犠牲層のエッチング界面として視認することができる。このエッチング界面の位置を、プロセスモニター素子に備えるゲージにより相対視することで、同時に進行するＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングの進行度合いを確認することが可能となる。また、モニター犠牲層のエッチングの進行度合いと、ＭＥＭＳ構造体を形成するためのリリースエッチングの進行度合いとが１対１ではない場合、つまりそれぞれのエッチングのスピードが異なる場合には、予めそのスピード比率を評価しておくことで、相対的に正確なリリースエッチングの進行度合いを求めることができる。
その結果、所定のＭＥＭＳ構造体を形成するためのエッチング寸法精度の管理をより簡便に精度良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）実施形態１に係るプロセスモニター素子の配設状態の例を示す平面図、（ｂ）ＭＥＭＳ素子およびプロセスモニター素子を示す断面図。
【図２】（ａ），（ｂ）プロセスモニター素子の平面図および断面図。
【図３】（ａ）リリースエッチングが完了した状態を示す断面図、（ｂ）ウェハー基板の形態における完成状態を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｆ）実施形態１に係るプロセスモニター素子を用いたＭＥＭＳ素子の製造方法を示す工程図。
【図５】（ｇ）〜（ｊ）実施形態１に係るプロセスモニター素子を用いたＭＥＭＳ素子の製造方法を示す工程図。
【図６】（ａ），（ｂ）実施形態２に係るプロセスモニター素子の平面図および断面図。
【図７】（ａ），（ｂ）変形例１，２に係るプロセスモニター素子を示す断面図。
【図８】（ａ），（ｂ）変形例３に係るプロセスモニター素子を示す平面図および断面図。
【図９】（ａ）変形例４に係るプロセスモニター素子を示す平面図、（ｂ）プロセスモニター素子が備えるビームスティッキングモニターの平面図および断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（実施形態１）
まず、実施形態１に係るプロセスモニター素子について説明する。
図１（ａ）は、実施形態１に係るウェハー基板の主面に形成するＭＥＭＳ素子およびプロセスモニター素子の配設状態の例を示す平面図である。
図１（ａ）において、ＭＥＭＳ素子２は、ウェハー基板１の主面に縦横に配列され、プロセスモニター素子１００は、同じウェハー基板１の主面にＭＥＭＳ素子２の間に分散配設されている。なお、プロセスモニター素子１００が分散配設されるレイアウトやプロセスモニター素子１００の数は、これに限定されるものではなく、ＭＥＭＳ素子２を製造するプロセスのウェハー基板１における面内バラツキを考慮して適宜設定することが好ましい。
【００３１】
図１（ｂ）は、ＭＥＭＳ素子２およびプロセスモニター素子１００を示す断面図である。本図は、図１（ａ）における、例えばＡ部のような並びの部分の断面図であり、ＭＥＭＳ素子２のＭＥＭＳ構造体を形成する前段階、つまり犠牲層をリリースエッチングする前段階の断面図を示している。また、ＭＥＭＳ構造体の例として、ＭＥＭＳ振動子３を示している。
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に積層された第一酸化膜１３、窒化膜１４の上部に形成されている。
なお、ここでは、ウェハー基板１の主面に順に第一酸化膜１３および窒化膜１４が積層される方向を上方向として説明している。
【００３２】
ＭＥＭＳ振動子３は、下部電極１１と可動部を有する上部電極１２とを備えている。下部電極１１および上部電極１２は、好適例として導電性のポリシリコンで構成されている。下部電極１１と上部電極１２との間には、第二酸化膜１５が形成されている。ＭＥＭＳ振動子３には、第三酸化膜１６、第四酸化膜１７が積層されている。第二〜第四酸化膜１５〜１７は、ＭＥＭＳ構造体を形成するための犠牲層であり、これらをリリースエッチングにより除去することで、可動部を有するＭＥＭＳ構造体が形成される。具体的には、第二〜第四酸化膜１５〜１７が除去されることで、上部電極１２が下部電極１１から遊離した片持ち構造の可動電極構造が形成される。
【００３３】
第三酸化膜１６および第四酸化膜１７で形成される犠牲層は、隣に配設されるＭＥＭＳ素子２、またはプロセスモニター素子１００を隔てるようにその周囲に画設された壁部２０を有している。
壁部２０は、上部電極１２を形成する半導体層２１ｂ、および第一配線層２２、第二配線層２３などから構成される。半導体層２１ｂ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、第一配線層２２、第二配線層２３は好適例としてアルミニウムを用いて構成されている。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。
壁部２０の最上部を構成する第二配線層２３は、ＭＥＭＳ素子２における犠牲層を構成する第四酸化膜１７を覆うように形成されている。第二配線層２３には、犠牲層をリリースエッチングするためのエッチング液を導入する複数のリリースホール２４が設けられており、リリースホール２４において、第四酸化膜１７が露出している。
壁部２０の上部には、保護膜としての第五酸化膜２５が積層されている。
【００３４】
なお、下部電極１１や上部電極１２と外部電気回路とを電気的に接続する電気配線層は、半導体層２１ｂ、第一配線層２２、第二配線層２３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２と一体に構成することができる。つまり、上部電極１２を構成する半導体層２１ｂはもとより、第一〜第五酸化膜１３，１５〜１７，２５は、層間膜や保護膜などの絶縁膜として、また第一配線層２２、第二配線層２３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２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。
【００３５】
プロセスモニター素子１００は、ＭＥＭＳ素子２を製造するプロセスにおけるプロセスモニター素子であって、モニター犠牲層３０、レジスト層３１、エッチングホール３２、ゲージ４０などを備えている。特に、プロセスモニター素子１００は、ＭＥＭＳ素子２の製造における犠牲層のリリースエッチング工程のエッチング進行度合いをモニターすることができる。
【００３６】
モニター犠牲層３０は、第三酸化膜１６および第四酸化膜１７から構成される。プロセスモニター素子１００はＭＥＭＳ振動子３を有さないため、モニター犠牲層３０は、窒化膜１４に積層されている。
モニター犠牲層３０は、第三酸化膜１６、第四酸化膜１７で形成されるＭＥＭＳ素子２の犠牲層と同様に、隣に配設されるＭＥＭＳ素子２を隔てるようにその周囲に画設された壁部２０を有している。
壁部２０の構成は、最上部を構成する第二配線層２３によるパターンを除き、ＭＥＭＳ素子２の場合と同様である。ＭＥＭＳ素子２の場合、第二配線層２３は、ＭＥＭＳ素子２における犠牲層を構成する第四酸化膜１７を覆うように形成されているが、プロセスモニター素子１００では、モニター犠牲層３０を覆っていない。また、壁部２０の最上部において、第二配線層２３によるパターニングによって、ゲージ４０が形成されている。ゲージ４０については、後述する。
【００３７】
壁部２０の上部には、保護膜としての第五酸化膜２５が、隣に配設されるＭＥＭＳ素子２の第五酸化膜２５と連続するように積層されている。
モニター犠牲層３０および第五酸化膜２５には、レジスト層３１が積層されている。レジスト層３１には、モニター犠牲層３０をエッチングするためのエッチング液を導入するエッチングホール３２が設けられており、エッチングホール３２において、モニター犠牲層３０（第四酸化膜１７）が露出している。エッチングホール３２は、モニター犠牲層３０を平面視した際に、モニター犠牲層３０の略中心に形成されている。また、第五酸化膜２５およびレジスト層３１は、透明であり、透過してその下層が視認できる構成となっている。従って、ウェハー基板１を平面視した際に、第五酸化膜２５およびレジスト層３１の下層に配置されているゲージ４０を視認することができる。
なお、図１（ｂ）に示すように、レジスト層３１は、ＭＥＭＳ素子２の領域に及んで積層されているが、リリースホール２４が設けられている第二配線層２３の領域には積層されていない。
【００３８】
以上に説明した図１（ｂ）に示す状態において、犠牲層のリリースエッチングを行なう。具体的には、ウェハー基板１をエッチング液に晒し、犠牲層としての第二〜第四酸化膜１５〜１７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。同時に、プロセスモニター素子１００では、エッチングホール３２を介してモニター犠牲層３０がエッチングされる。
エッチング液には、好適例としてバッファードフッ酸を使用している。壁部２０に対するバッファードフッ酸によるエッチングレートは、犠牲層を構成する第三酸化膜１６、第四酸化膜１７に対するエッチングレートより極めて小さいため、壁部２０はエッチングストッパーとして機能している。
【００３９】
この状態において、ＭＥＭＳ素子２の領域での第二〜第四酸化膜１５〜１７のリリースエッチングの進行度合いは、第二配線層２３が第四酸化膜１７を覆うように形成されているため、容易に視認することができない。一方、プロセスモニター素子１００では、レジスト層３１が透明であるため、エッチングホール３２を介してモニター犠牲層３０がエッチングされた様子を視認することができる。
【００４０】
図２（ａ）は、ウェハー基板１を平面視する方向から見たプロセスモニター素子１００の平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ―Ｂ断面図である。なお、図２（ａ）において、ゲージ４０を含む第二配線層２３は、レジスト層３１および第五酸化膜２５の下層に位置するが、透過して視認できるため、および分かりやすくするために実線で示している。
図２（ａ），（ｂ）において、モニター犠牲層３０は、エッチングホール３２を中心にエッチングが進行した様子を示している。
図２（ａ），（ｂ）を参照し、ゲージ４０について以下に説明する。
【００４１】
ゲージ４０は、エッチングされたモニター犠牲層３０のエッチング界面３０ａの位置をウェハー基板１の主面側から相対視できる目盛りから成るゲージであり、図２（ａ）に示すように、等間隔のピッチＬを有する目盛りパターンとして形成されている。図２（ａ）では、円形に広がるエッチング界面３０ａの最大幅（直径ＷｘあるいはＷｙ）が約５Ｌに達している様子を示している。
壁部２０は、プロセスモニター素子１００の外周部に矩形枠状に形成されており、ゲージ４０は、壁部２０の最上層において、第二配線層２３により形成されている。また、壁部２０およびゲージ４０は、エッチングホール３２から充分離れた位置に形成されている。具体的には、ゲージ４０は、ＭＥＭＳ構造体（ＭＥＭＳ振動子３）形成における所定のリリースエッチング時間（例えば最大許容エッチング時間）のリリースエッチングを行った場合であっても、エッチング界面３０ａがゲージ４０の領域まで進行しない位置に形成されている。
【００４２】
なお、ゲージ４０の目盛りパターンは、図２（ａ）に示すパターンに限定するものではなく、エッチングの進行度合いを示すエッチング界面３０ａの位置が定量的に視認できるパターンであれば良い。また、ゲージ４０は、定量的に視認できなくとも、例えば、許容上限，下限との比較ができるパターン、いわゆるコンパレータであっても良い。
また、壁部２０およびゲージ４０は、プロセスモニター素子１００の外周部に矩形枠状に形成されていると説明したが、上述したように、エッチングホール３２から充分離れた位置に形成されていれば良く、例えば円形枠状に形成されていても良い。
【００４３】
図３（ａ）は、リリースエッチングが完了した状態を示す断面図である。
ＭＥＭＳ素子２の領域の犠牲層は、エッチング液を導入するリリースホール２４が複数設けられているため、すべての犠牲層が除去されているのに対し、プロセスモニター素子１００のモニター犠牲層３０は、ある程度エッチングが進行したところで止まっており、エッチングの進行度合いが視認できる状態にエッチング界面３０ａが残されている状態を示している。
リリースホール２４の数、およびリリースホール２４やエッチングホール３２の大きさは、ＭＥＭＳ素子２の領域の犠牲層のリリースエッチングの進行度合いと、プロセスモニター素子１００におけるモニター犠牲層３０のエッチング度合いとの関係、つまり視認によるモニターができるエッチング界面３０ａの位置との関係を考慮して適宜設定することが好ましい。
【００４４】
図３（ｂ）は、ウェハー基板１の形態における完成状態を示す断面図である。
リリースエッチング終了後、レジスト層３１を剥離して洗浄した後に封止層５０を積層している。封止層５０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。
封止層５０により、ＭＥＭＳ素子２の領域ではリリースホール２４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。
また、プロセスモニター素子１００の領域においては、封止層５０により、残されたモニター犠牲層３０が覆われる。プロセスモニター素子１００の領域における封止層５０の表面は、図３（ｂ）に示すように、残されたモニター犠牲層３０の凹凸を反映して形成されるため、エッチング界面３０ａの位置を凹凸として視認することができる。
【００４５】
次に、実施形態１に係るプロセスモニター素子を用いたＭＥＭＳ素子の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｆ）および図５（ｇ）〜（ｊ）は、プロセスモニター素子１００を用いたＭＥＭＳ素子２の製造方法を順に示す工程図である。
【００４６】
図４（ａ）：ウェハー基板１を準備し、主面に第一酸化膜１３を積層する。第一酸化膜１３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１４を積層する。窒化膜１４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１４の上に半導体層２１ａを積層する。半導体層２１ａは、下部電極１１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。
【００４７】
図４（ｂ）：半導体層２１ａ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１１を形成した後に熱酸化して第二酸化膜１５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。この第二酸化膜１５は、犠牲層として上部電極１２とのギャップを形成する。
【００４８】
図４（ｃ）：半導体層２１ｂを積層する。半導体層２１ｂは、上部電極１２および壁部２０の最下層を構成するポリシリコン層である。半導体層２１ｂ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１２および壁部２０の最下層を形成する。上部電極１２を構成する半導体層２１ｂ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。
【００４９】
図４（ｄ）：犠牲層（モニター犠牲層３０を含む）を構成する第三酸化膜１６を積層する。第三酸化膜１６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。
【００５０】
図４（ｅ）：第一配線層２２の積層に先立ち、第一配線層２２と半導体層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三酸化膜１６に形成する。次に第一配線層２２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。第一配線層２２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４（ｅ）では、電気回路の図示を省略しているため、第一配線層２２は、壁部２０を構成する第二層部分のみに図示している。
【００５１】
図４（ｆ）：犠牲層（モニター犠牲層３０を含む）を構成する二番目の層として、第四酸化膜１７を積層する。第四酸化膜１７は、半導体プロセスでは、層間膜（ＩＬＤ（Inter Layer Dielectrics））として形成され、好適例としてＴＥＯＳ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などによる平坦化を行なっても良い。
次に、第二配線層２３の積層に先立ち、第一配線層２２と第二配線層２３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四酸化膜１７に形成する。次に第二配線層２３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。第二配線層２３は、壁部２０の最上層を構成すると共に、ＭＥＭＳ素子２の犠牲層をリリースエッチングするためのリリースホール２４を備えて犠牲層（第四酸化膜１７）を覆う。また、プロセスモニター素子１００においては、パターニングにより、ゲージ４０が形成される。
なお、第二配線層２３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。
【００５２】
図５（ｇ）：保護膜としての第五酸化膜２５を積層し、リリースホール２４およびモニター犠牲層３０がエッチングされる部分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。第五酸化膜２５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。
【００５３】
図５（ｈ）：レジスト層３１を積層し、リリースホール２４が露出する開口部およびエッチングホール３２が形成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。
この状態において、リリースエッチング工程のエッチング進行度合いをモニターするためのプロセスモニター素子１００が準備される。
【００５４】
図５（ｉ）：ウェハー基板１をエッチング液に晒し、犠牲層としての第二〜第四酸化膜１５〜１７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。同時に、プロセスモニター素子１００では、エッチングホール３２を介してモニター犠牲層３０がエッチングされる。エッチング界面３０ａの位置とゲージ４０とをウェハー基板１の主面側から相対視することでエッチング進行度合いを確認する。確認の結果に応じ、処理を進める。例えば、リリースエッチングが不足していると判断される場合には、リリースエッチングをさらに行なう。
【００５５】
図５（ｊ）：リリースエッチング終了後、レジスト層３１を剥離して洗浄した後に封止層５０を積層し、ＭＥＭＳ素子２およびプロセスモニター素子１００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。封止層５０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。
封止層５０により、ＭＥＭＳ素子２の領域ではリリースホール２４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。
【００５６】
以上述べたように、本実施形態によるプロセスモニター素子、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。
エッチングされたモニター犠牲層３０のエッチング界面３０ａの位置を、ウェハー基板１の主面側から相対視できるゲージ４０を備えているため、ＭＥＭＳ振動子３を形成するためのリリースエッチングの度合いを視認することができる。
具体的に説明すると、モニター犠牲層３０に積層されたレジスト層３１にエッチング液を導入するエッチングホール３２を設け（つまり、プロセスモニター素子１００を準備し）、ＭＥＭＳ振動子３を形成するためのリリースエッチングと同時に、エッチングホール３２から導入されるエッチング液により、モニター犠牲層３０のエッチングを行なう。エッチングホール３２による露出部を基点としたモニター犠牲層３０のエッチングの進行度合いは、レジスト層３１を透過して、エッチング時間に対応して徐々に広がるモニター犠牲層３０のエッチング界面３０ａとして視認することができる。このエッチング界面３０ａの位置を、プロセスモニター素子１００に備えるゲージ４０により相対視することで、同時に進行したＭＥＭＳ振動子３を形成するためのリリースエッチングの進行度合いを確認することが可能となる。また、モニター犠牲層３０のエッチングの進行度合いと、ＭＥＭＳ振動子３を形成するためのリリースエッチングの進行度合いとが１対１ではない場合、つまりそれぞれのエッチングのスピードが異なる場合には、予めそのスピード比率を評価しておくことで、相対的に正確なＭＥＭＳ振動子３に対するリリースエッチングの進行度合いを求めることができる。
その結果、所定のＭＥＭＳ振動子３を形成するためのエッチング寸法精度の管理をより簡便に精度良く行なうことができる。
【００５７】
また、ゲージ４０は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域の外周部に、つまり被エッチング領域に含まれない位置に形成されているため、ゲージ４０は、所定の時間内において、エッチングによる影響を受けることが無い。従って、ＭＥＭＳ振動子３を形成するためのリリースエッチングが、充分に所定時間内で終了する方法において、ゲージ４０はエッチングによる影響を受けることないため、リリースエッチングの進行度合いを安定して視認することができる。また、ゲージ４０はエッチングによる影響を受けないため、パーティクルなどの原因になることが無い。
【００５８】
また、ゲージ４０は、ＭＥＭＳ素子２が備える電気配線層としての第二配線層２３をパターニングする工程において形成される目盛りパターンであるため、新たに、ゲージ４０としての目盛りパターンを形成するための工程を設ける必要が無い。例えば、フォトリソグラフィーにより、ＭＥＭＳ素子２の第二配線層２３を金属パターンで形成する場合に、同時に金属パターンによる目盛りが形成されるため、工程を簡略化することができる。
【００５９】
また、モニター犠牲層３０は、ウェハー基板１の主面において、隣に配設されるＭＥＭＳ素子２を隔てるようにモニター犠牲層３０に画設された壁部２０を有し、壁部２０は、エッチング液によるエッチングレートが、犠牲層を構成する第三酸化膜１６、第四酸化膜１７に対するエッチングレートより小さい材料で形成されている。そのため、例えば、所定の時間以上にエッチングを行なった場合であっても、壁部２０でのエッチングの進行が抑えられるため、隣に配設されるＭＥＭＳ素子２に与える影響を低減することができる。具体的には、壁部２０をエッチングストッパーとして構成した場合に、所定の時間を上回るエッチングを行なった場合であっても、壁部２０を越えて隣接するＭＥＭＳ素子２にエッチングの影響が及ぶことが抑制されるため、プロセスモニター素子１００が隣接するＭＥＭＳ素子２へ与える影響を抑えることができる。
【００６０】
また、モニター犠牲層３０に画設された壁部２０は、ＭＥＭＳ振動子３をリリースエッチングにより形成するための犠牲層に画設された壁部２０と同じ構成で形成されるため、新たに、プロセスモニター素子１００の壁部２０を形成するための工程を設ける必要が無い。
【００６１】
また、プロセスモニター素子１００の領域においては、封止層５０により、残されたモニター犠牲層３０が覆われる。プロセスモニター素子１００の領域における封止層５０の表面は、残されたモニター犠牲層３０の凹凸を反映して形成されるため、エッチング界面３０ａの位置を凹凸として視認することができる。つまり、リリースエッチング工程の直後だけでなく、ＭＥＭＳ素子２が完成した後であっても、同じウェハー基板１で製造されたプロセスモニター素子１００を確認することで、該当するＭＥＭＳ素子２のリリースエッチングの状態を推定することができる。
【００６２】
なお、上記の説明では、ゲージ４０は、第二配線層２３によるパターニングによって形成しているとして説明したが、必ずしも第二配線層２３に形成しなくとも良い。例えば、保護膜としての第五酸化膜２５にハーフエッチングなどで目盛りを刻む方法などであっても良いし、第五酸化膜２５にポリイミド層などを積層し、目盛りをパターニングする方法であっても良い。また、モニター犠牲層３０を透過して充分に視認できる場合には、より下層の第一配線層２２や、半導体層２１ａ、２１ｂなどによるパターニングによって形成しても良い。
【００６３】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係るプロセスモニター素子について説明する。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６（ａ）は、実施形態２に係るプロセスモニター素子１０１を示す平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ―Ｃ断面図である。
実施形態１では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、壁部２０およびゲージ４０は、エッチングホール３２から充分離れた位置に形成されており、エッチングホール３２は、モニター犠牲層３０を平面視した際に、モニター犠牲層３０の略中心に形成され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い。図６（ｂ）に示すように、エッチングホール３２に近い壁部２０ａがエッチングストッパーとして充分機能し、隣接するＭＥＭＳ素子２にエッチングによる影響が無いと考えられる場合には、エッチングホール３２を、壁部２０ａから離れた位置に形成しなくとも良い。
【００６４】
プロセスモニター素子１０１は、平面視において矩形枠状に形成された壁部２０ｖを備え、壁部２０ｖは、交差する２辺の壁部２０ａと、壁部２０ａに対向し交差する２辺の壁部２０ｂとから構成されている。
壁部２０ｂは、壁部２０と同じ構成であり、最上層にゲージ４０を備えている。
壁部２０ａは、最上層にゲージ４０を備えておらず、また、そのためゲージ４０を覆う第五酸化膜２５がモニター犠牲層３０に積層する部分が無い。従って、過度のエッチングを行なった場合であっても、第五酸化膜２５を通して隣接するＭＥＭＳ素子２に対してエッチングによる影響を与えることが無く、壁部２０ａがエッチングストッパーとして充分機能する。従って、エッチングホール３２を、交差する２辺の壁部２０ａの角付近に形成することができ、また、エッチングホール３２を中心にエッチングが進行する様子、つまりエッチング界面３０ａの位置を壁部２０ｂが備えるゲージ４０によって相対視することができる。その他の構成において、プロセスモニター素子１０１は、プロセスモニター素子１００と同様である。
【００６５】
以上述べたように、実施形態２に係るプロセスモニター素子１０１によれば、実施形態１による効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
エッチングホール３２を、周囲のすべての壁部２０から離れた位置に形成しなくとも良いため、プロセスモニター素子をより小さく構成することができる。その結果、ウェハー基板１に配設するプロセスモニター素子が占有する面積を少なくすることができるため、より多くのＭＥＭＳ素子を形成することができる。
【００６６】
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。
【００６７】
（変形例１）
図７（ａ）は、変形例１に係るプロセスモニター素子１０２を示す断面図である。
プロセスモニター素子１０２は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域が、隣接するＭＥＭＳ素子２が備える電気配線層と電気的に接続される導電層に積層して形成されていることを特徴としている。以下に、プロセスモニター素子１０２の構成を具体的に説明する。
【００６８】
まず、図７（ａ）に示すように、ウェハー基板１に第一酸化膜１３、窒化膜１４を積層した後、モニター犠牲層３０（第三酸化膜１６、第四酸化膜１７）を積層する前に、導電層５１を積層しておく。導電層５１は、半導体層２１ｂ（あるいは半導体層２１ａ）をパターニングすることにより形成する。導電層５１が積層される範囲は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にモニター犠牲層３０がエッチングされ、モニター犠牲層３０の下地層が露出する範囲、および隣接するＭＥＭＳ素子２との間を隔てる壁部２０が形成される範囲が含まれる連続する範囲であれば良い。
また、隣接するＭＥＭＳ素子２との間を隔てる壁部２０を構成する第一配線層２２は、隣接するＭＥＭＳ素子２が備える電気配線層と電気的に接続されるパターニングがされている。
【００６９】
次に、リリースエッチング終了後、プロセスモニター素子１００と同様に、レジスト層３１を剥離して洗浄し、封止層５０を積層する。封止層５０の一部は、モニター犠牲層３０がエッチングされて露出する下地層の部分に積層される。つまり、封止層５０を構成する金属層の一部は、下地層としての導電層５１に積層され、また、導電層５１は、隣接するＭＥＭＳ素子２が備える電気配線層と電気的に接続される第一配線層２２により形成されているため、封止層５０は、隣接するＭＥＭＳ素子２が備える電気配線層と電気的に接続される。次に、封止層５０をフォトリソグラフィーによりパターニングし、隣接するＭＥＭＳ素子２に積層されている封止層５０との間を隔てるように境界領域（平面視したときに、プロセスモニター素子１０２の周囲を取り囲む領域）の封止層５０を除去し、プロセスモニター素子１０２に積層される部分の封止層５０を電極パッド５５として形成する。
【００７０】
本変形例によれば、上述したように電極パッド５５を形成することにより、封止層５０は、ＭＥＭＳ素子２が備える電気配線層と電気的に接続される電極パッド部として構成することができる。換言すると、ＭＥＭＳ素子２が備えるべき電極パッド部を、製造工程において、上述した実施形態の機能および効果を備えるプロセスモニター素子として構成し利用することができる。
【００７１】
（変形例２）
図７（ｂ）は、変形例２に係るプロセスモニター素子１０３を示す断面図である。
プロセスモニター素子１０３は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域が、外部電気回路と電気的に接続し得る導電層に積層される絶縁層に積層して形成されていることを特徴としている。以下に、プロセスモニター素子１０３の構成を具体的に説明する。
【００７２】
プロセスモニター素子１０３は、プロセスモニター部１０３ａと付加電極部１０３ｂとから構成される。
プロセスモニター部１０３ａは、第一酸化膜１３の下層に、導電層５２を備えている点を除き、他は、プロセスモニター素子１００と同じ構成である。
付加電極部１０３ｂは、プロセスモニター部１０３ａに隣接し、導電層５２と外部電気回路とを電気的に接続するための電極パッド５６を形成している部分である。
【００７３】
まず、図７（ｂ）に示すように、第一酸化膜１３、窒化膜１４を積層する前に、ウェハー基板１の主面に導電層５２を形成しておく。導電層５２は、ウェハー基板１の主面の所定の領域に、半導体にドーピングされる不純物（ドーパント）を拡散させるなどして形成する。導電層５２が形成される所定の領域とは、平面視したときに、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にモニター犠牲層３０がエッチングされモニター犠牲層３０の下地層が露出する範囲に重なる範囲、および付加電極部１０３ｂが備える電極パッド５６に重なる範囲を含み連続した領域である。
【００７４】
付加電極部１０３ｂは、フォトリソグラフィーによるパターニングを繰り返して、導電層５２と保護膜（第五酸化膜２５）の開口部に積層させた封止層５０との間を、第一配線層２２、および第二配線層２３などで電気的に接続し、付加電極部１０３ｂに積層された封止層５０を電極パッド５６として独立させるようにパターニングすることにより形成する。
また、プロセスモニター部１０３ａに積層されている封止層５０をフォトリソグラフィーによりパターニングし、隣接するＭＥＭＳ素子２に積層されている封止層５０との間を隔てるように境界領域（平面視したときに、プロセスモニター素子１０３の周囲を取り囲む領域）の封止層５０を除去し、プロセスモニター部１０３ａに積層される部分の封止層５０を電極パッド５５として形成する。
【００７５】
本変形例によれば、少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域が、電極パッド５６を介して外部電気回路と電気的に接続し得る導電層５２に積層される絶縁層（第一酸化膜１３、窒化膜１４）に積層して形成されている。そのため、図７（ｂ）に示すように、エッチング処理を行った後に、レジスト層３１を剥離し、エッチングされたモニター犠牲層３０の領域を含めて封止層５０（金属パターン）を積層させ、電極パッド５５と付加電極部１０３ｂを形成することにより、電極パッド５５と、導電層５２との間に絶縁層を有する容量構造体（コンデンサー）５３を形成することができる。換言すると、コンデンサー５３を形成する部分を、製造工程において、上述したプロセスモニター素子として構成し利用することができる。
【００７６】
（変形例３）
図８（ａ）は、変形例３に係るプロセスモニター素子１０４を示す平面図、図８（ｂ）は、そのＢ―Ｂ断面図である。
プロセスモニター素子１０４は、壁部２０を構成する導電性部材が、モニター犠牲層３０の周囲を周回するように囲みコイル構造体を形成していることを特徴としている。以下に、プロセスモニター素子１０４の構成を具体的に説明する。
【００７７】
壁部２０は、上述したように、半導体層２１ｂ、第一配線層２２、第二配線層２３など導電性材料から構成されており、図８（ａ）に破線矢印で示すように、平面視したときに、プロセスモニター素子１０４の矩形枠状の外周部を周回するように連続して形成されている。但し、一つのコーナー部では、電気的に絶縁された絶縁部６０を有している。つまり、一つのコーナー部では、壁部２０は切断されており、切断して分かれた二つの端部（Ｃ１，Ｃ２）の間が絶縁部６０で絶縁された構成となっている。絶縁部６０は、第三酸化膜１６、第四酸化膜１７および第五酸化膜２５によって形成されている。絶縁部６０に当接する壁部２０の一方の端部Ｃ１は、外部電気回路と電気的に接続し得る端子に電気的に接続され、絶縁部６０に当接する壁部２０の他方の端部Ｃ２は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域が積層される導電層５７と電気的に接続される。
【００７８】
より具体的に説明すると、まず、図８（ｂ）に示すように、ウェハー基板１の主面に第一酸化膜１３、窒化膜１４を積層し、次に導電層５７を形成する。導電層５７は、窒化膜１４に積層した半導体層２１ｂをフォトリソグラフィーによりパターニングして所定の領域部分に残すことによって形成する。導電層５７が形成される所定の領域とは、平面視したときに、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にモニター犠牲層３０がエッチングされモニター犠牲層３０の下地層が露出する範囲に重なる領域（図８（ａ）において領域５７ａの部分）、および領域５７ａと壁部２０の他方の端部Ｃ２を構成する第一配線層２２とを接続する領域５７ｂの領域である。
壁部２０の一方の端部Ｃ１は、外部電気回路と電気的に接続し得る端子に電気的に接続されるように第一配線層２２（あるいは第二配線層２３）をパターニングする（図８（ａ））。外部回路との接続は、付加電極部１０３ｂのように、接続するために設けた電極パッドに接続することによって行なっても良い。
また、プロセスモニター素子１０４に積層されている封止層５０は、上述した変形例と同様に、電極パッド５５として形成する。
【００７９】
本変形例によれば、壁部２０は、導電性材料を含み構成され、ウェハー基板１を平面視したときに、モニター犠牲層３０を取り囲む一部に電気的に絶縁された絶縁部６０を備えてモニター犠牲層３０を取り囲むように連続して形成されている。絶縁部６０に当接する壁部２０の一方の端部Ｃ１は、外部電気回路と電気的に接続し得る端子に電気的に接続され、絶縁部６０に当接する壁部２０の他方の端部Ｃ２は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域が積層される導電層５７と電気的に接続されている。そのため、エッチング処理を行った後に、レジスト層３１を剥離し、エッチングされたモニター犠牲層３０の領域を含めて封止層５０（金属パターン）を積層させるなどすることで、エッチングされずに残ったモニター犠牲層３０を取り囲むように周回するコイル構造体を形成することができる。換言すると、コイル構造体を形成する部分を、製造工程において、上述したプロセスモニター素子として構成し利用することができる。
【００８０】
（変形例４）
図９（ａ）は、変形例４に係るプロセスモニター素子１０５を示す平面図である。
プロセスモニター素子１０５は、エッチング液によって少なくとも所定の時間内にエッチングされるモニター犠牲層３０の領域に、ビームスティッキングモニター７０が形成されていることを特徴とする。ビームスティッキングモニター７０を備えている点を除き、プロセスモニター素子１０５は、プロセスモニター素子１００と同じである。以下に、プロセスモニター素子１０５の構成を具体的に説明する。
【００８１】
図９（ｂ）は、プロセスモニター素子１０５が備えるビームスティッキングモニター７０の平面図および断面図である。
ビームスティッキングモニター７０は、図９（ｂ）に示すような、エッチングによりリリースされる複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビーム７１などから構成されたスティッキングを評価するプロセスモニター構造体である。スティッキングとは、犠牲層をエッチング除去したときに、ビームなどの微細な構造体が基板や他の構造体に付着してしまう現象である。ビームスティッキングモニター７０は、窒化膜１４の上部に積層される半導体層２１ａおよび半導体層２１ｂにより、ＭＥＭＳ振動子３と同様に下部電極と上部電極の構造を形成する。上部電極は、スティッキングの評価を行なうために複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビーム７１などから構成されている。これら複数のビーム７１の寸法仕様は、評価内容により適宜設定する。なお、片持ち梁構造のビーム７１が実際にリリースエッチングされるため、洗浄工程などでビーム７１が破片となって脱落し、パーティクルとならないように考慮することが好ましい。
【００８２】
本変形例によれば、例えば、ＭＥＭＳ素子２が、ＭＥＭＳ振動子３として、プロセスモニター素子１０５に形成される片持ち梁構造のビーム７１と同様の構成の片持ち梁構造のビームを備える場合などにおいて、モニター犠牲層３０のエッチングの進行度合いと、ＭＥＭＳ振動子３を形成するためのリリースエッチングの進行度合いとをより近似させることができる。そのため、より精度の高いエッチング寸法精度の管理を行なうことができる。
また、複数の異なる長さを有する片持ち梁構造のビーム７１を形成することで、リリースエッチングに引き続く洗浄、乾燥工程におけるビームのスティッキングの評価などを行なうことができる。換言すると、ビームのスティッキングの評価などを行なう部分を、製造工程において、上述したプロセスモニター素子として構成し利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１…ウェハー基板、２…ＭＥＭＳ素子、３…ＭＥＭＳ振動子、１１…下部電極、１２…上部電極、１３…第一酸化膜、１５〜１７…第二酸〜第四酸化膜、１４…窒化膜、２０…壁部、２１ａ，２１ｂ…半導体層、２２…第一配線層、２３…第二配線層、２４…リリースホール、２５…第五酸化膜、３０…モニター犠牲層、３０ａ…エッチング界面、３１…レジスト層、３２…エッチングホール、４０…ゲージ、５０…封止層、５１，５２，５７…導電層、５３…コンデンサー、５５，５６…電極パッド、６０…絶縁部、７０…ビームスティッキングモニター、１００〜１０５…プロセスモニター素子、１０３ａ…プロセスモニター部、１０３ｂ…付加電極部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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