(57)【要約】      （修正有）【課題】相異する極性が印可されるウエーハ基板と可動部同士が不可避に接触する際に電気的なショート事故を予防し、収率を高められ、製造原価が低いＭＥＭＳ構造体を提供する。【解決手段】下部シリコン層間に酸化膜が介在されたウェーハ基板、上記ウェーハ基板に一体に連結される固定部及び上記固定部に対して遊動可能に浮遊する可動部から成るＭＥＭＳ構造体において、上記上部シリコン層（１１１）に１次ドライエッチングで形成され２次ドライエッチングにより底面の酸化膜が除去されたエッチングホールから供給されるエッチングガスにより、上記可動部（１００ｂ）を浮遊させるよう一定の深さで上記下部シリコン層（１１３）にドライエッチングされる浮遊空間（Ｒ）と、上記浮遊空間（Ｒ）を挟んで上記下部シリコン層（１１３）と対応するよう上記可動部（１００ｂ）の下部面に残留するショート防止用酸化膜（１１２ａ）とを含んで成る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上、下部シリコン層間に酸化膜が介在されたウェーハ基板、上記ウェーハ基板に一体に連結される固定部、及び上記固定部に対して遊動可能に浮遊する可動部から成るＭＥＭＳ構造体において、
上記上部シリコン層に１次ドライエッチングで形成され２次ドライエッチングにより底面の酸化膜が除去されたエッチングホールを通して供給されるエッチングガスにより、上記可動部を浮遊させるよう一定の深さで上記下部シリコン層にドライエッチングされる浮遊空間と、
上記浮遊空間を挟んで上記下部シリコン層と対応するよう上記可動部の下部面に残留するショート防止用酸化膜と、
を有することを特徴とするＭＥＭＳ構造体。
【請求項２】
上記エッチングホールを通して外部に露出する酸化膜を除去するエッチングガスはＣｘＦｙ系のガスであることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ構造体。
【請求項３】
上記浮遊空間は上記可動部が上下移動する最小限の上下変位量を規制するよう上記下部シリコン層に最小限の深さで等方性エッチングされることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ構造体。
【請求項４】
上記酸化膜は相異する極性が印加される上、下部シリコン層同士を絶縁させられるよう５００Åないし２μｍ厚さで形成されることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳ構造体。
【請求項５】
固定部に対して遊動可能な可動部を有するＭＥＭＳ構造体の製造方法において、
上、下部シリコン層間に酸化膜が介在されたウェーハ基板を設ける段階と、
上記ウェーハ基板の上部面にフォトレジストマスクをパターニングする段階と、
上記酸化膜が外部に露出するよう上記ウェーハ基板を１次ドライエッチング用ガスで１次ドライエッチングして上記上部シリコン層に複数個のエッチングホールを形成する段階と、
上記エッチングホールの底面において外部に露出する酸化膜を２次ドライエッチング用ガスで２次ドライエッチングして除去しながら上記エッチングホールの内周面にポリマー保護層を蒸着する段階と、
上記酸化膜が除去されたエッチングホールの底面を通して露出する下部シリコン層を３次ドライエッチング用ガスで３次ドライエッチングして上記可動部の浮遊移動を可能にする浮遊空間を形成する段階と、
上記ウェーハ基板の上部面に残留するフォトレジストマスクと上記エッチングホールに蒸着されたポリマー保護層とを除去する段階と、
を有することを特徴とするＭＥＭＳ構造体の製造方法。
【請求項６】
上記エッチングホールを通して外部に露出する酸化膜を除去する２次ドライエッチング段階は、ＣｘＦｙ系の２次エッチングガスが供給される反応チェンバー内において上記２次エッチングガスと酸化膜とを互いに反応させて行うことを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳ構造体の製造方法。
【請求項７】
上記エッチングホールの内壁にポリマーを蒸着させ保護層を形成する段階において、上記エッチングホールの底面はエッチングホールの底面に衝突するイオンのイオン衝撃により、ポリマーが蒸着されず下部シリコン層が外部に露出することを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳ構造体の製造方法。
【請求項８】
上記イオン衝撃は反応チェンバーの陽イオンまたは陰イオンをエッチングホールの底面と物理的に衝突するよう反応チェンバー内のウェーハ基板に陰極または陽極電圧を選択的に印加して行われることを特徴とする請求項７に記載のＭＥＭＳ構造体の製造方法。
【請求項９】
上記エッチングホールを通して下部シリコン層を除去する３次ドライエッチング段階は、ＸｅＦ２、ＳＦ６、ＣＦ４のような３次エッチングガスが供給される反応チェンバー内において上記３次エッチングガスと下部シリコン層とを互いに反応させて行うことを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳ構造体の製造方法。
【請求項１０】
上記エッチングホールをドライエッチングする１次ドライエッチング、上記酸化膜を除去する２次ドライエッチング、及び上記下部シリコン層をドライエッチングする３次ドライエッチングは同一な反応チェンバー内において各々行われることを特徴とする請求項５に記載のＭＥＭＳ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＥＭＳ構造体及びこれを製造する方法に関するもので、より詳しくは可動部が動けるよう浮遊させる空間をドライエッチングで形成し、ウェットエッチングの際エッチング液の乾燥過程中発生していた粘着現象を根本的に防止し、電気的特性及び安定性を保障し、接着によるショート事故を事前に防止できるＭＥＭＳ構造体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、超小型化と高精密化に有利なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｉｔｅｍｓ：ＭＥＭＳ）技術を活用した製品が多く開発されてきている。こうしたＭＥＭＳ技術には諸方法により位置固定された固定部と、これに対して動く可動部とを有するＭＥＭＳ構造体を形成する多様な技術が用いられる。
【０００３】
こうしたＭＥＭＳ構造体を有する装置には加速度計（ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｓ）、圧力センサ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒｓ）、流動センサ（ｆｌｏｗ  ｓｅｎｓｏｒｓ）、トランスデューサー（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）及びマイクロアクチュエータ（ｍｉｃｒｏａｃｔｕａｔｏｒｓ）などが挙げられ、フォトリソグラフィー、薄膜蒸着、バルクマイクロマシーニング、表面マイクロマシーニング及びエッチングなどを含むＭＥＭＳ製造技術により製造される先述した装置を通称する。
【０００４】
そして、ＭＥＭＳ構造体を構成する可動部が動くようにするためには、基板から可動部を浮遊（Ｒｅｌｅａｓｅ）させなければならず、こうした浮遊技術と方法にはウェーハ基板内に空洞（ｃａｖｉｔｙ）を生成する方法（これを「バルクマイクロマシーニング」という）及びウェーハ基板の中間部位に形成される犠牲層（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｌａｙｅｒ）を除去する方法（これを「表面マイクロマシーニング」という）などが知られている。
【０００５】
一般に、広く用いられるＭＥＭＳ構造体の製造方法は犠牲層をウェットエッチング方式で除去し浮遊させる方式を主に採っているが、その製造順序を見れば次のとおりである。
【０００６】
即ち、図５（Ａ）に示すように、上、下部シリコン層（３１１）（３１３）間にＳｉＯ２から成る酸化膜（３１２）である犠牲層を介在させ製作したＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハ基板（３１０）を用意して、図５（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィー（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）工程を利用して上記ウェーハ基板（３１０）の上部面にフォトレジストマスク（Ｐｈｏｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｍａｓｋ）（３１４）を印刷し予め設定されたパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ）を形象化する。
【０００７】
次いで、図５（Ｃ）に示したように、上記フォトレジストマスク（３１４）でパターンが形象化されないウェーハ基板（３１０）を上部面から下部面側へ垂直にドライエッチング工程を施しエッチングすることにより、エッチングホール（３１６）を複数個形成し、上記エッチングホール（３１６）は犠牲層である酸化膜（３１２）においてエッチングが中断され形成深さが制御される。
【０００８】
そして、上記エッチングホール（３１６）が複数個形成されたウェーハ基板（３１０）の上部面に残留する有機材料であるフォトレジストマスク（３１４）は図６（Ａ）に示すように、アッシング（Ａｓｈｉｎｇ）工程により除去され、フォトレジストマスク（３１４）が除去されたウェーハ基板（３１０）のエッチングホール（３１６）にはＨＦ、ＤＨＦ（Ｄｉｌｕｔｅ  ＨＦ）、ＢＯＥ（Ｂｕｆｆｅｒ  Ｏｘｉｄｅ  Ｅｔｃｈａｎｔ）などのウェットエッチング液（Ｗｅｔ  Ｅｔｃｈａｎｔ）を投入する。
【０００９】
こうした場合、上記エッチング液により上、下部シリコン層（３１１）（３１３）間に形成された犠牲層である酸化膜（３１２）がウェットエッチング方式で除去されることにより、上記犠牲層が除去された高さだけの浮遊空間（Ｒ）ができると、図６（Ｂ）に示すように、エッチング液により酸化膜（３１２）が除去されず上、下部シリコン層（３１１）（３１３）が相互連結した固定部（３０１ａ）と、酸化膜（３１２）の犠牲層が除去された浮遊空間（Ｒ）上に浮遊する可動部（３０１ｂ）とを形成したＭＥＭＳ構造体（３０１）が製造されるようになる。
【００１０】
ここで、上記固定部（３０１ａ）に対して移動可能な可動部（３０１ｂ）は、図７に示すように固定部（３０１ａ）から水平方向に延長され、上、下部表面を有するビーム（ｂｅａｍ）またはプレート（ｐｌａｔｅ）状に成ることができ、上記固定部（３０１ａ）の上部面には電極部（３１９）が形成される。
【００１１】
しかし、上記のような従来の方式によりＭＥＭＳ構造体（３０１）を製造する工程において上記酸化膜（３１２）を除去するためには、エッチング液はもちろん、ウェーハ基板（３１０）を洗浄するリンス（Ｒｉｎｓｅ）過程中洗浄液を使用することになり、犠牲層である酸化膜（３１２）が除去された浮遊空間（Ｒ）にエッチング液、洗浄液などの溶液が残留することになる。
【００１２】
これに応じて、上記浮遊空間（Ｒ）内に残留する溶液はこれを乾燥させ除去する過程において、図７に示すように残留溶液の表面張力が浮遊空間（Ｒ）上に浮遊する可動部（３０１ｂ）に作用することから上記可動部（３０１ｂ）の浮遊部位（３２０）が崩れ、その下部表面が下部シリコン層（３１３）またはそれに隣接する他の構造物にくっついてしまうのであるが、こうした現象を「粘着（ｓｔｉｃｔｉｏｎ）」といい、これはＭＥＭＳ構造体（３０１）の駆動を妨害するので製品の特性に著しい低下を招く。
【００１３】
こうしたＭＥＭＳ構造体（３０１）の粘着現象はセンサ感度の低下はいうまでもなく、粘着現象がひどい場合は素子製造が円滑に行えずマイクロマシーニング工程の収率を減少させる要因となっていた。
【００１４】
最近、ＭＥＭＳ構造体の粘着現象を除去するための諸技術が紹介されているが、その一つに可動部（３０１ｂ）の浮遊部位（３２０）と下部ウェーハ層（３１３）との接触面積を最小化する方法があり、他にも上記可動部（３０１ｂ）の浮遊部位（３２０）とウェーハ基板との表面張力の要因となっていた溶液を凝固させた後昇華させる方法が知られている。
【００１５】
これと類似したものに、Ｇ．  Ｔ．  Ｍｕｌｈｅｒｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ＆Ａｃｔｕａｔｏｒｓ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ’９３）、Ｙｏｋｏｈａｍａ、１９９３（ＩＥＥＪ、Ｔｏｋｙｏ、１９９３）ｐ．２９６に開示されたように、圧力及び温度制御されるチェンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）を利用して、洗浄溶液を超臨界（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ）状態にして昇華させる方法も知られている。
【非特許文献１】Ｇ．Ｔ．Ｍｕｌｈｅｒｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ＆Ａｃｔｕａｔｏｒｓ（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ’９３）、Ｙｏｋｏｈａｍａ、１９９３（ＩＥＥＪ、Ｔｏｋｙｏ、１９９３）ｐ．２９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、ＭＥＭＳ構造体（３０１）の粘着現象を防止するための先述した従来の諸方法は収率が低下し、製造工程上の段階が追加され高価な装備が要求されるという問題があった。また、上記可動部（３０１ｂ）と下部シリコン層（３１３）に相異する極性が印加される状態において、垂直変形される可動部（３０１ｂ）の浮遊部位（３２０）がウェーハ基板に接触すると電気的なショート現象を引き起こし製品のセンサ機能を麻痺させる製品不良を招いていた。さらに、上記浮遊空間（Ｒ）の形成高さは材料原価が高価である酸化膜（３１２）の形成厚さにより規制されるので、上記可動部（３０１ｂ）の移動範囲を増大させるために浮遊空間（Ｒ）の高さを高くしようとすればＭＥＭＳ構造体（３０１）の製造原価が上昇するという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記諸問題を解決するために案出されたもので、その目的は、相異する極性が印加されるウェーハ基板と可動部同士が不可避に接触する際に電気的なショート事故を予防し、収率を高められ、製造原価が低いＭＥＭＳ構造体を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、ウェットエッチングに依存せずドライエッチングのみで浮遊空間を形成し、溶液乾燥の際に発生する粘着現象を根本的に予防し、可動部の浮遊を安定的に保障してセンサ感度を高め、収率を高められるＭＥＭＳ構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を成し遂げるための技術的手段として、本発明は、上、下部シリコン層間に酸化膜が介在されたウェーハ基板、上記ウェーハ基板に一体に連結される固定部及び上記固定部に対して遊動可能に浮遊する可動部から成るＭＥＭＳ構造体において、上記上部シリコン層に１次ドライエッチングで形成され２次ドライエッチングにより底面の酸化膜が除去されたエッチングホールを通して供給されるエッチングガスにより、上記可動部を浮遊させるよう一定深さで上記下部シリコン層にドライエッチングされる浮遊空間と、上記浮遊空間を挟んで上記下部シリコン層と対応するよう上記可動部の下部面に残留するショート防止用酸化膜とを含むＭＥＭＳ構造体を提供する。
【００２０】
好ましくは、上記エッチングホールを通して外部に露出する酸化膜を除去するエッチングガスはＣｘＦｙ系ガスである。好ましくは、上記浮遊空間は上記可動部が上下移動する最小限の上下変位量を規制するよう上記下部シリコン層に最小限の深さで等方性エッチングされる。好ましくは、上記酸化膜は相異する極性が印加される上、下部シリコン層同士を絶縁させられるよう５００Åないし２．０μｍ厚さで形成される。
【００２１】
さらに、本発明は、固定部に対して遊動可能な可動部を有するＭＥＭＳ構造体の製造方法において、上、下部シリコン層間に酸化膜が介在されたウェーハ基板を設ける段階；上記ウェーハ基板の上部面にフォトレジストマスクをパターニングする段階；上記酸化膜が外部に露出するよう上記ウェーハ基板を１次ドライエッチング用ガスで１次ドライエッチングして上記上部シリコン層に複数個のエッチングホールを形成する段階；上記エッチングホールの底面において外部に露出する酸化膜を２次ドライエッチング用ガスで２次ドライエッチングし除去しながら、上記エッチングホールの内周面にポリマー保護層を蒸着する段階；上記酸化膜の除去されたエッチングホールの底面を通して露出する下部シリコン層を３次ドライエッチング用ガスで３次ドライエッチングして上記可動部の浮遊移動を可能にする浮遊空間を形成する段階；及び、上記ウェーハ基板の上部面に残留するフォトレジストマスクと上記エッチングホールに蒸着されたポリマー保護層とを除去する段階；を含むＭＥＭＳ構造体の製造方法を提供する。
【００２２】
好ましくは、上記エッチングホールを通して外部に露出する酸化膜を除去する２次ドライエッチング段階は、ＣｘＦｙ系２次エッチングガスが供給される反応チェンバー内において上記２次エッチングガスと酸化膜とを互いに反応させて行う。好ましくは、上記エッチングホールの内壁にポリマーを蒸着させ保護層を形成する段階において、上記エッチングホールの底面はエッチングホール底面に衝突するイオンのイオン衝撃によってポリマーが蒸着されず下部シリコン層が外部に露出するようにする。より好ましくは、上記イオン衝撃は反応チェンバーの陽イオンまたは陰イオンがエッチングホール底面と物理的に衝突するよう反応チェンバー内のウェーハ基板に陰極または陽極電圧を選択的に印加して行う。好ましくは、上記エッチングホールを通して下部シリコン層を除去する３次ドライエッチング段階はＸｅＦ２、ＳＦ６、ＣＦ４のような３次エッチングガスが供給される反応チェンバー内において上記３次エッチングガスと下部シリコン層とを互いに反応させて行う。好ましくは、上記エッチングホールをドライエッチングする１次ドライエッチング、上記酸化膜を除去する２次ドライエッチング及び上記下部シリコン層をドライエッチングする３次ドライエッチングは同一な反応チェンバー内において各々行う。
【発明の効果】
【００２３】
上述したような本発明によると、エッチング液を使用しないドライエッチング工程のみで可動部が浮遊する浮遊空間を形成することにより、浮遊空間に残留するエッチング液の乾燥時に引き起こされる粘着を予防できることから、可動部の浮遊を安定的に保障しセンサ感度を高められ、収率を向上することができる。  
また、可動部の下部面にショート防止用酸化膜が残留するよう形成することにより、相異する極性が印加されるウェーハ基板と可動部同士の不可避な接触時にも電気的なショート事故を事前に防止できる。  
さらに、上、下部シリコン層間に介在される酸化膜の形成厚さを最小限に抑えることができるので高価である酸化膜の使用量を減らし製造原価を節減でき、１、２及び３次エッチングを同一な反応チェンバー内において行い製造工程を簡素化する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明についてより詳しく説明する。
【００２５】
図１（Ａ）、１（Ｂ）、１（Ｃ）、２（Ａ）、２（Ｂ）、２（Ｃ）は本発明によるＭＥＭＳ構造体を製造する工程を示すフロー図で、図３は本発明によるＭＥＭＳ構造体の断面図である。
【００２６】
本発明のＭＥＭＳ構造体（１００）は図１と図２に示すように、ウェーハ基板（１００）に一体に形成される固定部（１００ａ）とこれに対して遊動可能に形成される可動部（１００ｂ）とを備え、上記可動部（１００ｂ）及びこれを浮遊させる浮遊空間（Ｒ）をドライエッチング工程で形成することにより、ウェットエッチング時に使用するエッチング液の乾燥過程中引き起こされる粘着現象を根本的に防止することができる。
【００２７】
図１（Ａ）に示すように、下部シリコン層（１１３）の上部面に酸化膜（１１２）が一定厚さで全範囲に亘って均一に蒸着積層され、上記酸化膜（１１２）の上部面に上部シリコン層（１１１）が一定厚さで連続に蒸着積層された所定のウェーハ基板（１１０）を設ける。
【００２８】
こうしたウェーハ基板（１１０）は回路を形成する上部基板である上部シリコン層（１１１）と下部基板である下部シリコン層（１１３）との間に薄い絶縁膜層が埋め込まれ絶縁層である酸化膜（１１２）上にシリコン単結晶層が位置する積層構造から成り寄生容量（ｐａｒａｓｉｔｉｃ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を減少させる特徴を有するシリコンオンインシュレーター（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である。
【００２９】
さらに、上記上、下部シリコン層（１１１）（１１３）、酸化膜（１１２）から成るウェーハ基板（１１０）の上部面には図１（Ｃ）に示すように、複数個のエッチングホール（１１６）を形成するためのパターンが印刷されるようフォトエッチング技術を利用して予め設計されたパターンどおりフォトレジストマスク（１１４）をパターニングする。
【００３０】
上記フォトレジストマスク（１１４）が上部面に印刷されたウェーハ基板（１１０）を、図４に示すようにエッチングガスを供給するガス供給・排出口（図示せず）を有する反応チェンバー（２００）の内部空間に装入し、上記反応チェンバー（２００）内部をプラズマ状態にさせてから、上記ガス供給口を通して供給される混合化学ガスまたはアルゴンガスのような１次エッチングガスを利用してドライエッチングを行う。
【００３１】
即ち、図１（Ｃ）に示すように、上記反応チェンバー（２００）内のシリコン基板（１１０）は、イオンの加速力と化学作用によって上記フォトレジストマスク（１１４）が形成された領域はエッチングされずに残留し、フォトレジストマスク（１１４）が形成されない領域の上部シリコン層（１１１）のエッチング領域のみ１次ドライエッチングされるのである。
【００３２】
こうした場合、上記ウェーハ基板（１１０）の上部シリコン層（１１１）には垂直方向へ上記酸化膜（１１２）まで異方性エッチング（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ  ｅｔｃｈｉｎｇ）されるエッチングホール（１１６）が複数個形成され、上記エッチングホール（１１６）のエッチング深さは上記上部シリコン層（１１１）と下部シリコン層（１１３）間に介在された酸化膜（１１２）により規制される。
【００３３】
この際、上記エッチングホール（１１６）は固定部（１００ａ）に対して遊動するビーム（ｂｅａｍ）やメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）などの可動部（１００ｂ）となる部分にのみ形成し、上記固定部（１００ａ）となる部分には形成しない。
【００３４】
さらに、上記１次ドライエッチングにより形成されるエッチングホール（１１６）の底面には酸化膜（１１２）が外部に露出するが、上記エッチングホール（１１６）を通して外部に露出する酸化膜（１１２）はＣｘＦｙ系の２次エッチングガスが供給される反応チェンバー（２００）内において上記エッチングガスと反応し合って２次ドライエッチングされ除去される。ここで、上記ＣｘＦｙ系の２次エッチングガスはＣ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆなどが選択的に使用される。
【００３５】
即ち、上記エッチングホール（１１６）を通して下部シリコン層（１１３）が外部に露出するよう上記酸化膜（１１２）を除去する２次ドライエッチングは下記化１のように行われる。
【化１】
2006007407.tif 000003
【００３６】
２次エッチングガスのＦ基は酸化膜（１１２）のシリコン（Ｓｉ）成分と反応しフッ化珪素（ＳｉＦ４）成分になりながら酸化膜（１１２）を除去し、Ｃ基はポリマー（Ｐｏｌｙｍｅｒ）を形成して上記エッチングホール（１１６）の内壁を構成するフォトレジストマスク（１１４）、上、下部シリコン層（１１１）（１１３）に一定の厚さで積み重なり保護層（１１８）を形成するようになる。
【００３７】
この際、エッチングガスと酸化膜（１１２）とを互いに反応させ２次ドライエッチングを行いながら上記エッチングホール（１１６）の全体内壁にポリマーを蒸着させ保護層（１１８）を形成する工程中、上記エッチングホール（１１６）の底面に該当する下部シリコン層（１１３）の上部面にはポリマーが蒸着されず、下部シリコン層（１１３）が外部に露出する。
【００３８】
これは、上記反応チェンバー（２００）内においてエッチングホール（１１６）を通して垂直方向に落下しエッチングホール（１１６）の底面に衝突するイオンのイオン衝撃（ｉｏｎ  ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ）によりエッチングホール（１１６）の底面に蒸着されるポリマーがそのまま除去されるからである。
【００３９】
したがって、２次ドライエッチング時にエッチングホール（１１６）内に蒸着されるポリマーは図２（Ａ）に示すように、上記エッチングホール（１１６）の垂直側壁にのみ蒸着されて保護層（１１８）を形成するが、上記エッチングホール（１１６）に該当する下部シリコン層（１１３）の上部面には保護層（１１８）が形成されない。
【００４０】
こうしたイオン衝撃は、図４に示すように上記エッチングホール（１１６）の底面とイオンとが互いに衝突しながら物理的衝撃を発生させるよう、２次ドライエッチングが行われる反応チェンバー（２００）内のウェーハ基板（１１０）に電源印加部（１２０）を通して陰極または陽極電圧を選択的に印加することにより、反応チェンバー（２００）のプラズマ内にある陽イオンまたは陰イオンを下方に引っ張りそのイオン成分がエッチングホール（１１６）の底面と衝突するようにさせるものである。
【００４１】
そして、浮遊空間（Ｒ）上に浮遊させようとする可動部（１００ｂ）は上部シリコン層（１１１）の上部面に残留するフォトレジストマスク（１１４）及びエッチングホール（１１６）の内部面に残留するポリマー保護層（１１８）によって保護されるのである。
【００４２】
一方、２次エッチングガスと酸化膜（１１２）同士のドライエッチング反応により酸化膜（１１２）を除去しながらポリマー保護層（１１８）を形成する工程中上記エッチングホール（１１６）の内壁に蒸着されるポリマー保護層（１１８）が積もり過ぎると、エッチングホール（１１０）の通路を塞ぎ、これにより３次ドライエッチングの際エッチングホール（１１６）を通して供給される３次エッチングガスと下部シリコン層（１１３）同士の接触反応を困難にする問題がある。
【００４３】
また、２次ドライエッチングの間エッチングホール（１１６）に積み重なるポリマー保護層（１１８）のステップカバリッジ（ｓｔｅｐ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）が悪いと、エッチングホール（１１６）の側壁上方は保護層（１１８）が厚く形成されるが、下方は保護層（１１８）が相対的に薄く形成されてしまう。こうした場合、上記エッチングホール（１１６）の下方がポリマー保護層（１１８）として保護されなくなり、３次ドライエッチングの際ガスから保護されるべき上部シリコン層（１１１）がエッチングされ可動部（１００ｂ）を構造的に脆弱にさせる。
【００４４】
また、上記ポリマー保護層（１１８）が構造的に稠密でないとエッチングホール（１１６）の内壁を保護する機能が低下して、３次ドライエッチングの際上部シリコン層（１１１）が不要にエッチングされ可動部（１００ｂ）を構造的に脆弱にさせる。
【００４５】
こうして、２次ドライエッチングの際には上記反応チェンバー（２００）の内部空間の真空圧力、これに投入されるエッチングガスの種類及び混合比率、プラズマパワーなどの工程条件を多様に可変させることにより、上記エッチングホール（１１６）の下部面を通して下部シリコン層（１１３）が上部に露出する通路を充分確保しながらポリマー保護層を均一な厚さに蒸着し積み重ねることが好ましい。
【００４６】
さらに、２次ドライエッチング工程によりエッチングホール（１１６）底面の酸化膜（１１２）がエッチング除去され上記エッチングホール（１１６）を通して下部シリコン層（１１３）が外部に露出するが、内壁がポリマー保護層（１１８）で保護されるエッチングホール（１１６）を通して外部に露出する下部シリコン層（１１３）は３次エッチングガスが供給される反応チェンバー（２００）内において上記エッチングガスと互いに反応して３次ドライエッチングが行われるようになる。ここで、３次エッチングガスはＸｅＦ２、ＳＦ６、ＣＦ４を選択的に使用する。
【００４７】
上記エッチングホール（１１６）を通して露出する上部シリコン層（１１３）が除去される３次エッチングは下記化２のように行われる。
【化２】
2006007407.tif 000004
【００４８】
即ち、３次エッチングガスのＦ基は下部シリコン層（１１３）のシリコン（Ｓｉ）成分と反応しフッ化珪素（ＳｉＦ４）成分として反応されながら等方性エッチング（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｅｔｃｈｉｎｇ）が行われる。
【００４９】
こうした場合、図２（Ｂ）に示すように、上記ウェーハ基板（１１０）を構成する下部シリコン層（１１３）は上記エッチングホール（１１６）を通して供給される３次エッチングガスとの反応により等方性で一定の深さエッチングされエッチングホール（１１６）の直下部に浮遊空間（Ｒ）を形成するようになる。
【００５０】
こうして、上記エッチングホール（１１６）を形成しない固定部（１００ａ）に対して遊動可能な可動部（１００ｂ）を浮遊空間（Ｒ）上に設けられるのである。
【００５１】
続いて、３次ドライエッチング工程により下部シリコン層（１１３）を等方性エッチングして可動部（１１０ｂ）を設けるための浮遊空間（Ｒ）の形成が終わると、酸素プラズマアッシャー（Ｏ２  Ｐｌａｓｍａ  ａｓｈｅｒ）（図示せず）から与えられる酸素の反応活性力を利用して有機物から成るフォトレジストマスク（１１４）とポリマー保護層（１１６）とを燃焼させ気相で吹き飛ばす。
【００５２】
図２（Ｃ）に示すように、酸素プラズマアッシャーにより上記ウェーハ基板（１１０）の上部面に残留するフォトレジストマスク（１１４）と上記エッチングホール（１１６）に形成されたポリマー保護層（１１８）とを除去することにより、ウェーハ基板（１１０）に一体に連結された固定部（１１０ａ）に遊動の自由な可動部（１００ｂ）を完璧に設けることができる。ここで、上記浮遊空間（Ｒ）の形成後、残留するフォトレジストマスク（１１４）と上記ポリマー保護層（１１８）を除去するアッシング工程は上記１次、２次及び３次ドライエッチング工程が各々行われる反応チェンバー（２００）とは別途の反応チェンバーにおいて行われる。
【００５３】
上記１、２次及び３次ドライエッチング工程が同一構成を有する反応チェンバー（２００）内において各々行われることにより、ＭＥＭＳ構造体を製造する工程を単純化することはいうまでもなく、製造時間を短縮させ製造原価を節減することができる。
【００５４】
この際、上記可動部（１００ａ）を浮遊させる浮遊空間（Ｒ）はエッチング液を使用するウェットエッチングによって形成されず、ドライエッチングにより形成されるので乾燥工程中残留溶液の表面張力による可動部（１００ｂ）の粘着現象を根本的に予防できるようになる。
【００５５】
一方、上記１、２、３次ドライエッチング及びアッシング工程によって製造されるＭＥＭＳ構造体（１００）は図３に示すように、上、下部シリコン層（１１１）（１１３）とこれらの間に介在される酸化膜（１１２）とで成るウェーハ基板（１１０）と、上記ウェーハ基板（１１０）に一体に連結される固定部（１００ａ）及び上記固定部（１００ａ）に対して遊動可能に浮遊される可動部（１００ｂ）から成る。
【００５６】
さらに、上記可動部（１００ｂ）の直下部に該当するウェーハ基板（１１０）の下部シリコン層（１１３）には、２次ドライエッチングの際底面の酸化膜（１１２）が除去されたエッチングホール（１１６）を通して供給される３次エッチングガスにより上記可動部（１１０ｂ）を浮遊させるよう一定の深さを有する浮遊空間（Ｒ）を形成する。ここで、上記浮遊空間（Ｒ）は上、下部表面を有する可動部（１１０ｂ）が上下移動する最小限の上下変位量を規制できるよう上記下部シリコン層（１１３）に最小限の一定深さで等方性エッチングされる。
【００５７】
また、上記下部シリコン層（１１３）と対応する可動部（１００ｂ）の下部面には、浮遊空間（Ｒ）を挟んで相異する極性の電流が印加される可動部と下部シリコン層との電気的接触を防止するようショート防止用酸化膜（１１２ａ）が残留することになる。ここで、上記酸化膜（１１２ａ）は相異する極性が印加される上、下部シリコン層（１１１）（１１３）間を電気的に絶縁させられるよう５００Åないし２μｍ厚さで形成されることが好ましい、これは上記酸化膜（１１２ａ）の厚さが５００Å（オングストローム）以下で蒸着されるとシリコン層同士を絶縁する機能が低下し、２μｍ以上で蒸着されると酸化膜蒸着時に高価な酸化膜を蒸着するため費用が高騰し、酸化膜エッチング時エッチング費用が過多になってしまうからである。
【００５８】
本発明は特定の実施例に係わり図示し説明したが、添付の請求の範囲により具備される本発明の精神や分野を外れない限度内において本発明が多様に改造及び変化され得ることは、当業界において通常の知識を有する者であれば容易に想到できることを明かしておく。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明によるＭＥＭＳ構造体を製造する工程を示すフロー図である。
【図２】本発明によるＭＥＭＳ構造体を製造する工程を示すフロー図である。
【図３】本発明によるＭＥＭＳ構造体の断面図である。
【図４】本発明によるＭＥＭＳ構造体の製造工程時反応チェンバー内においてイオン衝撃が行われる概念図である。
【図５】は従来のＭＥＭＳ構造体を製造する工程を示すフロー図である。
【図６】は従来のＭＥＭＳ構造体を製造する工程を示すフロー図である。
【図７】従来のＭＥＭＳ構造体の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００ａ  固定部
１００ｂ  可動部
１１０  ウェーハ基板
１１１、１１３  上、下部シリコン層
１１２  酸化膜
１１４  フォトレジストマスク
１１６  エッチングホール
１１８  保護層
２００  反応チェンバー
Ｒ  浮遊空間
【図１】
2006007407.tif 000005
【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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