(57)【要約】【課題】酸化シリコンなどの無機材料からなる絶縁層を備えた可動構造体を、樹脂からなる犠牲層を用いてより容易に高い歩留りで作製できるようにする。【解決手段】支持部材１０５と第１樹脂犠牲層１０６の上面に金属犠牲層１０７が形成された状態とし、次に、金属犠牲層１０７の上面に、シリコン酸化膜をスパッタ法により堆積し、公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とにより加工することで絶縁層１０８が形成された状態とし、この後、板状の上部電極１１１，梁部１１２，及びアンカー部１１３を含む可動構造体が形成された状態とする。【選択図】  図２
2008155342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に下部電極及び前記下部電極より高い支持部が形成された状態とする第１工程と、
前記基板の上に前記下部電極を覆うように有機材料からなる樹脂犠牲層が形成された状態とする第２工程と、
前記樹脂犠牲層の上にクロム及びニッケルより選択された金属よりなる金属犠牲層が形成された状態とする第３工程と、
前記金属犠牲層の上に接触して無機材料からなる絶縁層が形成された状態とする第４工程と、
前記絶縁層の上に配置された上部電極を含む可動構造体が、前記支持部及び前記絶縁層の上に形成された状態とする第５工程と、
オゾン雰囲気中で加熱処理することで前記樹脂犠牲層及び前記金属犠牲層を除去する第６工程と
を少なくとも備えることを特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の微細構造体の製造方法において、
前記第２工程の前に、前記基板の上に配線が形成された状態とし、
前記第４工程の前に、前記配線の上部の前記金属犠牲層の上に接点電極が形成された状態とし、この後、前記接点電極及び前記金属犠牲層の上に前記絶縁層が形成された状態とする
ことを特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の微細構造体の製造方法において、
前記樹脂犠牲層に凹部を形成し、前記凹部に前記接点電極が形成された状態とする
ことを特徴とする微細構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の微細構造体の製造方法において、
前記第２工程では、
前記下部電極及び前記支持部を覆うように前記基板の上に前記樹脂犠牲層が形成された状態とし、この後、前記樹脂犠牲層をパターニングすることで、前記支持部の上面が露出する開口部を前記樹脂犠牲層に形成し、
前記第５工程では、
前記可動構造体が、前記開口部を介して前記支持部の上に形成された状態とする
ことを特徴とする微細構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化シリコンなどの無機材料からなる絶縁層を備えた可動構造を有する微細構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜形成技術，フォトリソグラフィ技術，及び各種のエッチング技術を用いて立体的に微細加工を行い、マイクロスイッチなどの微細構造体を作製するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術が開発されている（非特許文献１参照）。このような微細構造体の一例を図８に示す。図８（ａ）は平面図、図８（ｂ）及び（ｃ）は、図８（ａ）のｂｂ線における断面図である。この微細構造体は、基板８０１，基板８０１の上に形成された２つの配線８０２，下部電極８０３，支持部材８０７，支持部材８０７に一端が支持された可撓性を有する梁８０８，梁８０８の他端に支持された上部電極８０９，上部電極８０９の下面に接する絶縁層８０６，及び絶縁層８０６の下面に接する接点電極８０５を備え、配線８０２と接点電極８０５との接触・非接触によるスイッチとしての機能を有している。
【０００３】
例えば、上部電極８０９と下部電極８０３の間に電圧を印加すると、静電引力によって上部電極８０９が下部電極８０３に引き付けられる。この力により梁８０８が変形し、図８（ｂ）に示すように、接点電極８０５が２つの配線８０２に接することによって、スイッチがＯＮ状態となる。一方、上記電圧の印加を停止すると、梁８０８の復元力によって上部電極８０９は元の位置に戻り、接点電極０５が配線８０２より離間し、スイッチはＯＦＦ状態となる。このようにして、図８の構造体においてスイッチとしての機能が実現される。
【０００４】
ここで、絶縁層８０６は、上部電極８０９と接点電極８０５を絶縁分離するとともに、スイッチのＯＮ状態において、上部電極８０９と下部電極８０３との接触によるショートやこれらの融着により素子が破損することを防止するという重要な役割を果たしている。
【０００５】
次に、上述した微細構造体について、従来技術を用いた製造方法の概略を、図９を用い簡単に説明する。まず、図９（ａ）に示すように、基板８０１の上に、金属からなる配線８０２及び下部電極８０３を形成する。次に、図９（ｂ）に示すように、犠牲層８０４を形成する。次に、図９（ｃ）に示すように、配線８０２上部の犠牲層８０４を一部エッチングし、凹部８０４ａを形成する。次に、図９（ｄ）に示すように、凹部８０４ａの内部に接点電極８０５を形成する。
【０００６】
次に、図９（ｅ）に示すように犠牲層８０４と接点電極８０５との上面に絶縁層８０６を形成する。次に、図９（ｆ）に示すように、犠牲層８０４に貫通孔８０４ｂを形成し、続いて図９（ｇ）に示すように、支持部８０７，梁８０８，及び上部電極８０９を形成する。最後に、図９（ｈ）に示すように、犠牲層８０４を除去することによって、図８に示す微細構造体が形成される。
【０００７】
このように、可動機能を有する微細構造体を実現するためには、可動空間を形成するための犠牲層の形成及び犠牲層の除去を行う技術が重要となる。犠牲層としては、シリコン酸化膜や多結晶シリコン，銅などの金属材料，及びポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。このうち樹脂材料は、低温での形成や除去が可能であることに加え、多様な膜厚を形成可能であり、感光剤を付加することでフォトリソグラフィ技術を用いたパターニングが可能であるなどの優れた特性を有している。このため、ＬＳＩと集積化が可能な微細構造体を形成し、また、より少ない工程で微細構造体を形成するなどの場合において、樹脂材料を用いた犠牲層の応用が期待されている。
【０００８】
【非特許文献１】A.P.De Silva, et al., "Motorola MEMS Switch Technology for High Frequency Applications", Microelectromechanical System Conference, pp.22-24,Aug., 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、図８に示すような微細構造体を形成するため、樹脂からなる犠牲層の上面に、シリコン酸化膜などの無機絶縁膜からなる絶縁層を形成する場合、犠牲層と絶縁層の間の密着力が低く、膜の剥離が生じるなどして、歩留りや信頼性を低下させるという問題があった。
【００１０】
異なる膜の間の密着力を向上させる方法としては、従来、チタンに代表される金属膜を用いた密着層を、密着力が低い２つの膜の間に挟む方法が知られている。しかしながら、前述したような犠牲層と絶縁層の間の密着力を向上させる目的においては、金属材料からなる密着層を用いると、犠牲層を除去した後も絶縁層の下面に導電性を有する密着層が残存してしまう。この場合、密着層を介してショートが発生し、また、密着層が上部電極と下部電極との間の電界を遮蔽してしまうなどの問題が生じ、絶縁層の機能が損なわれてしまう。
【００１１】
これに対し、犠牲層を除去した後に、絶縁層の下面に残存した密着層をエッチング除去する方法が考えられるが、この場合、密着層と同時に、絶縁層や構造体もエッチングされてしまうなどの問題が発生する。一般に、可動構造体を有する微細構造体の製造においては、犠牲層を除去する際に構造体が残存するようにする必要があり、樹脂を犠牲層とする場合と金属などの他の材料を犠牲層として用いる場合とでは、構造体に用いる材料や製造工程が大きく異なる。樹脂を犠牲層として利用することを想定した微細構造体では、樹脂犠牲層を除去した後に通常の金属除去工程を用いて金属犠牲層を除去すると、本来残存させるべき構造体まで除去されるという問題が生じる。このため、従来では、樹脂犠牲層と金属犠牲層との両方を用いることは一般的ではなかった。これらのように、樹脂からなる犠牲層を用いた微細構造体においては、犠牲層の上に絶縁層を形成することが容易ではないという問題があった。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、酸化シリコンなどの無機材料からなる絶縁層を備える可動構造体を、樹脂からなる犠牲層を用いてより容易に高い歩留りで作製できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る微細構造体の製造方法は、基板の上に下部電極及び下部電極より高い支持部が形成された状態とする第１工程と、基板の上に下部電極を覆うように有機材料からなる樹脂犠牲層が形成された状態とする第２工程と、樹脂犠牲層の上にクロム及びニッケルより選択された金属よりなる金属犠牲層が形成された状態とする第３工程と、金属犠牲層の上に接触して無機材料からなる絶縁層が形成された状態とする第４工程と、絶縁層の上に配置された上部電極を含む可動構造体が、支持部及び絶縁層の上に形成された状態とする第５工程と、オゾン雰囲気中で加熱処理することで樹脂犠牲層及び金属犠牲層を除去する第６工程とを少なくとも備えるものである。この製造方法によれば、基板側の面に絶縁層を備える上部電極が、下部電極の上に所定距離離間して配置された状態となる。
【００１４】
上記微細構造体の製造方法において、第２工程の前に、基板の上に配線が形成された状態とし、第４工程の前に、配線の上部の金属犠牲層の上に接点電極が形成された状態とし、この後、接点電極及び金属犠牲層の上に絶縁層が形成された状態としてもよい。この場合、樹脂犠牲層に凹部を形成し、凹部に接点電極が形成された状態としてもよい。
【００１５】
上記微細構造体の製造方法において、第２工程では、下部電極及び支持部を覆うように基板の上に樹脂犠牲層が形成された状態とし、この後、樹脂犠牲層をパターニングすることで、支持部の上面が露出する開口部を樹脂犠牲層に形成し、第５工程では、可動構造体が、開口部を介して支持部の上に形成された状態とすればよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂犠牲層の上にクロム及びニッケルより選択された金属よりなる金属犠牲層を形成した後、金属犠牲層の上に接触して無機材料からなる絶縁層を形成し、この上に上部電極を含む可動構造体が形成してから、オゾン雰囲気中で加熱処理することで樹脂犠牲層及び金属犠牲層を除去するので、基板側の面に絶縁層を備える上部電極が、下部電極の上に所定距離離間して配置された状態となる。このように、本発明によれば、酸化シリコンなどの無機材料からなる絶縁層を備える可動構造体が、樹脂犠牲層を用いてより容易に高い歩留りで作製できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
［実施の形態１］
はじめに、本発明の第１の実施の形態について、図１，図２，及び図３を用いて説明する。図１〜図３は、実施の形態１における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。まず、図１（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる半導体基板１０１の上に、例えば酸化シリコンからなる層間絶縁層１０２が形成された状態とする。半導体基板１０１は、複数のトランジスタ，抵抗，容量，配線などから構成された半導体集積回路を備えていてもよく、例えば、集積回路の配線と電気的に接続するためのコンタクトホールなどが、層間絶縁層１０２の所定の箇所に形成されていてもよい。
【００１８】
このような半導体基板１０１を用意したら、図１（ａ）に示すように、層間絶縁層１０２の上に第１シード層１０３が形成された状態とする。第１シード層１０３は、スパッタ法や蒸着法などにより、例えば、まずチタンを堆積し、引き続いてこの上に金を堆積することで形成すればよい。チタンの膜厚は０．１μｍ程度とし、金の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。
【００１９】
次に、第１シード層１０３の上に感光性を有するレジスト材料を塗布し、所望のパターンを備えるマスク（フォトマスク）を用いて露光し、また現像することにより、下部電極を形成すべき所望箇所に開口部を備えるレジストパターンを形成する。引き続いて、このレジストパターンの開口部に露出する第１シード層１０３の上に、電解めっき法により金のパターンを形成し、この後、レジストパターンを除去する。これらのことにより、図１（ｂ）に示すように、第１シード層１０３の上に下部電極１０４が形成された状態とする。このときの上記レジスト膜厚は２μｍ程度とし、また、めっきにより形成する金のパターンの膜厚は、１μｍ程度とすればよい。
【００２０】
次に、上述した下部電極１０４の形成と同様にレジストパターンの形成とめっき法による金パターンの形成とを行うことにより、図１（ｃ）に示すように、下部電極１０４の周囲に支持部材１０５が形成された状態とする。下部電極１０４と支持部材１０５とは、離間して配置された状態とする。支持部材１０５の形成では、レジストパターンの膜厚を４μｍ程度とし、めっきによる金パターンの膜厚は、２μｍ程度に形成された状態とすればよい。このようにすることで、支持部材１０５は、下部電極１０４より高く形成された状態となる。
【００２１】
次に、下部電極１０４と支持部材１０５とをマスクとして第１シード層１０３をエッチング除去することで、図１（ｄ）に示すように、下部電極１０４と支持部材１０５とが層間絶縁層１０２の上で電気的に分離した状態とする。第１シード層１０３のエッチングでは、例えば、第１シード層１０３の上層にある金層は、ヨウ素，ヨウ化アンモニウム，水，及びエタノールからなるエッチング液によりウェットエッチングして選択的に除去すればよい。次いで、このエッチングにより露出した第１シード層１０３の下層のチタン層は、フッ化水素水溶液によりウェットエッチングして選択的に除去すればよい。
【００２２】
次に、図１（ｅ）に示すように、下部電極１０４と支持部材１０５を覆うように、第１樹脂犠牲層１０６が形成された状態とする。第１樹脂犠牲層１０６は、有機材料である樹脂から構成されたものであり、例えば、ポリアミド，ポリアミド酸，ポリベンゾオキサゾール（もしくはこの前駆体）などのベース樹脂にポジ型感光剤を付加したものを用いればよく、回転塗布により形成することができる。ポリベンゾオキサゾールをベース樹脂とするポジ型の感光性を有する樹脂としては、例えば、住友ベークライト株式会社製の「ＣＲＣ８３００」がある。
【００２３】
次に、図１（ｆ）に示すように、支持部材１０５の上部の第１樹脂犠牲層１０６を除去し、第１樹脂犠牲層１０６に貫通孔１０６ａが形成されて支持部材１０５の上面が露出した状態とする。感光性を有する第１樹脂犠牲層１０６を公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることにより、貫通孔１０６ａを形成して支持部材１０５の上面が露出した状態とすることができる。第１樹脂犠牲層１０６をパターニング（露光・現像）する際には、前処理として１２０℃のプリベーク（予備加熱）を４分程度行い、パターニング後には３１０℃程度の加熱処理を行い、樹脂の膜（第１樹脂犠牲層１０６）が熱硬化された状態とする。
【００２４】
次に、図２（ｇ）に示すように、支持部材１０５と第１樹脂犠牲層１０６の上面に金属犠牲層１０７が形成された状態とする。金属犠牲層１０７は、クロムから構成された層であり、蒸着法などによりクロムを堆積することで形成すればよい。堆積するクロム（金属犠牲層１０７）の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。
【００２５】
次に、図２（ｈ）に示すように、金属犠牲層１０７の上面に、絶縁層１０８が形成された状態とする。絶縁層１０８は、シリコンなどの半導体の酸化物や金属の酸化物などの無機材料から構成されたものである。例えば、絶縁層１０８は、シリコン酸化膜をスパッタ法により堆積し、公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とにより加工することで形成すればよい。堆積するシリコン酸化膜の膜厚は０．６μｍ程度とすればよい。この、絶縁層１０８の形成工程において、クロムよりなる金属犠牲層１０７が存在するので、高い密着性を備えた状態で絶縁層１０８の形成が可能となる。
【００２６】
次に、図２（ｉ）に示すように、絶縁層１０８をマスクとして、金属犠牲層１０７を選択的にエッチング除去する。金属犠牲層１０７は、よく知られているように、例えば硝酸第２セリウムアンモニウム水溶液によりウェットエッチングすればよい。このエッチングにより、絶縁層１０８の下部領域以外の金属犠牲層１０７が除去される。
【００２７】
次に、図２（ｊ）に示すように、絶縁層１０８の上面が露出され、また、貫通孔１０９ａにより支持部材１０５の上面が露出されるように、第２樹脂犠牲層１０９が形成された状態とする。第２樹脂犠牲層１０９は、第１樹脂犠牲層１０６と同様にして形成すればよい。例えば、ポリアミド，ポリアミド酸，ポリベンゾオキサゾール（もしくはこの前駆体）などのベース樹脂にポジ型感光剤を付加した感光性樹脂を、回転塗布により塗布して塗布膜を形成する。このとき、絶縁層１０８による下層の凹凸が吸収されて上面が平坦な状態となるように塗布膜を形成し、この後、塗布膜を所定量エッチングすることで、絶縁層１０８の上面が露出した状態とする。この状態で、感光性を有する塗布膜を公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることにより貫通孔１０９ａを形成し、支持部材１０５の上面が、貫通孔１０６ａに続いて露出した状態とすればよい。また、回転塗布により形成した塗布膜を、公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることで、貫通孔１０９ａを形成するとともに、絶縁層１０８の上面が露出されるようにしてもよい。
【００２８】
次に、図２（ｋ）に示すように、第２シード層１１０が形成され、また、板状の上部電極１１１，梁部１１２，及びアンカー部１１３を含む可動構造体が形成された状態とする。第２シード層１１０は、第１シード層１０３と同様に形成すればよい。第２シード層１１０は、スパッタ法や蒸着法などにより、例えば、まずチタンを堆積し、引き続いてこの上に金を堆積することで形成すればよい。チタンの膜厚は０．１μｍ程度とし、金の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。
【００２９】
また、上部電極１１１，梁部１１２，及びアンカー部１１３を含む可動構造体は、下部電極１０４と同様に形成すればよい。例えば、第２シード層１１０の上にレジスト材料を塗布し、所望のパターンを備えるマスクを用いて露光することにより、上部電極１１１，梁部１１２，及びアンカー部１１３などを形成すべき所望箇所に開口部を備えるレジストパターンを形成し、このレジストパターンの開口部に露出する第２シード層１１０の上に電解めっき法により金のパターンを形成し、この後、レジストパターンを除去する。これらのことにより、図２（ｋ）に示すように、第２シード層１１０の上に、上部電極１１１，梁部１１２，及びアンカー部１１３を含む可動構造体が形成された状態とすればよい。上記レジストパターンの膜厚は２μｍ程度とし、めっき膜が膜厚１μｍ程度に形成された状態とすればよい。このようにして上部電極１１１，梁部１１２，及びアンカー部１１３を形成した後、これらをマスクとして第２シード層１１０を選択的にエッチング除去する。第２シード層１１０は、第１シード層１０３と同様にしてエッチングすればよい。
【００３０】
次に、オゾン雰囲気中で加熱処理することで、第２樹脂犠牲層１０９，第１樹脂犠牲層１０６，及び金属犠牲層１０７が除去された状態とする。例えば、オゾン雰囲気中で２５０〜３００℃に加熱することで、オゾンを第２樹脂犠牲層１０９，第１樹脂犠牲層１０６に接触させ、これら樹脂犠牲層を灰化すればよい。また、このオゾン処理においては、オゾンに接触した金属犠牲層１０７も同時にエッチング除去される。
【００３１】
これらの除去により、図３（ｌ）に示すように、絶縁層１０８及び上部電極１１１が、梁部１１２及びアンカー部１１３により支持され、下部電極１０４の上に対向配置された状態が得られる。上部電極１１１は、図３（ｍ）の平面図に示すように、４箇所に設けられた梁部１１２によりアンカー部１１３に連結されている。アンカー部１１３は、支持部材１０５の上に配置されている。このように、上部電極１１１は、梁部１１２，アンカー部１１３，及び支持部材１０５により、半導体基板１０１（層間絶縁層１０２）の上に支持されている。
【００３２】
また、下部電極１０４には、パッド端子１１４が接続され、上部電極１１１には、梁部１１２，アンカー部１１３，及び支持部材１０５を介してパッド端子１１５が接続されている。パッド端子１１４とパッド端子１１５は、例えば、図示しないコンタクトホールを介して層間絶縁層１０２の下に設けた図示しない配線層に接続している。これは、例えば、ＭＥＭＳ可変容量素子である。下部電極１０４と上部電極１１１との間に直流のバイアス電圧を印加すると、静電力により上部電極１１１が下部電極１０４の側に撓んで変形し、電極間の距離が変化する。従って、下部電極１０４と上部電極１１１との間の静電容量が、両電極間に印加したバイアス電圧によって変化することになり、バイアス電圧によって制御される可変容量素子として機能する。
【００３３】
なお、梁部１１２及びアンカー部１１３は、上部電極１１１とパッド端子１１５とを電気的に接続するものであり、電気抵抗の小さい金属材料により形成されることが望ましい。また、梁部１１２及びアンカー部１１３は、金属材料以外の、例えばポリシリコンや無機絶縁膜などで形成されていてもよい。例えば、高濃度に不純物を導入されて低抵抗とされたポリシリコンを用いることで、電気的な接続が可能となる。また、絶縁材料から梁部１１２及びアンカー部１１３を構成しても、これらに金属材料からなる配線を備えるようにすることで、上述した電気的な接続をとるようにしてもよい。
【００３４】
また、上部電極１１１には、所望の間隔毎に、上部電極１１１の面積と比較して十分小さい複数の開口１２１を設けることが望ましい。上部電極１１１の下層の各犠牲層に対してエッチャントであるオゾンが効率よく接触するために、開口１２１を備えた方がよい。なお、上部電極１１１の側方が開放し、上部電極１１１の大きさが横方向エッチング量の２倍以内であれば、開口１２１を設けなくともよい。
【００３５】
以上に説明したように、クロム膜を用いた金属犠牲層１０７は、オゾン雰囲気に暴露することで樹脂犠牲層の除去を行うときに、同時に除去することが可能となる。このように、金属犠牲層１０７は、微細構造体が完成した状態では存在していないので、ショートの発生や、上部電極１１１と下部電極１０４との間の電界を遮蔽してしまうなどの問題が発生しない。また、金属犠牲層１０７に対しては、絶縁層１０８が高い密着性を備えているので、膜の剥離などがなく高い歩留りで絶縁層１０８が形成できるようになる。
【００３６】
なお、本微細構造体の製造方法において、金属犠牲層１０７はクロムから構成するようにしたが、これに限るものではなく、例えばニッケルから金属犠牲層１０７が形成されていても良く、前述したオゾン処理により、重視樹脂犠牲層と同時に金属犠牲層を除去することができる。また、ニッケルより構成された金属犠牲粗１０７の形成では、希塩酸または希硝酸をニッケルのエッチング液として用いればよい。
【００３７】
［実施の形態２］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４，図５，図６，及び図７を用いて説明する。図４〜図７は、実施の形態２における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。まず、図４（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる半導体基板４０１の上に、例えば酸化シリコンからなる層間絶縁層４０２が形成された状態とする。半導体基板４０１は、複数のトランジスタ，抵抗，容量，配線などから構成された半導体集積回路を備えていてもよく、例えば、集積回路の配線と電気的に接続するためのコンタクトホールなどが、層間絶縁層４０２の所定の箇所に形成されていてもよい。
【００３８】
このような半導体基板４０１を用意したら、図４（ａ）に示すように、層間絶縁層４０２の上に第１シード層４０３が形成された状態とする。第１シード層４０３は、スパッタ法や蒸着法などにより、例えば、まずチタンを堆積し、引き続いてこの上に金を堆積することで形成すればよい。チタンの膜厚は０．１μｍ程度とし、金の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。
【００３９】
次に、第１シード層４０３の上に感光性を有するレジスト材料を塗布し、所望のパターンを備えるマスクを用いて露光し、また現像することにより、配線及び下部電極を形成すべき所望箇所に開口部を備えるレジストパターンを形成する。引き続いて、レジストパターンの開口部に露出する第１シード層４０３の上に、電解めっき法により金のパターンを形成し、この後レジストパターンを除去することで、図４（ｂ）に示すように、配線４０４及び下部電極４０５が形成された状態とする。このときのレジスト膜厚は２μｍ程度とし、めっきにより形成する金のパターンの膜厚は、１μｍ程度とすればよい。
【００４０】
次に、上述した配線４０４及び下部電極４０５の形成と同様にレジストパターンの形成とめっき法を行うことにより、図５（ｃ）に示すように、下部電極４０５の周囲に支持部材４０６が形成された状態とする。下部電極４０５と支持部材４０６とは、離間して配置された状態とする。支持部材４０６の形成では、レジストパターンの膜厚を４μｍ程度とし、めっきによる金パターンの膜厚は、２μｍ程度に形成された状態とすればよい。このようにすることで、支持部材４０５は、配線４０４及び下部電極４０５より高く形成された状態となる。
【００４１】
次に、配線４０４，下部電極４０５，及び支持部材４０６をマスクとして第１シード層４０３をエッチング除去し、図５（ｄ）に示すように、配線４０４と下部電極４０５と支持部材４０６とが、層間絶縁層４０２の上で電気的に分離した状態とする。第１シード層４０３のエッチングでは、例えば、第１シード層４０３の上層にある金層は、ヨウ素，ヨウ化アンモニウム，水，及びエタノールからなるエッチング液によりウェットエッチングして選択的に除去すればよい。次いで、このエッチングにより露出した第１シード層４０３の下層のチタン層は、フッ化水素水溶液によりウェットエッチングして選択的に除去すればよい。
【００４２】
次に、図５（ｅ）に示すように、配線４０４，下部電極４０５，及び支持部材４０６を覆うように、第１樹脂犠牲層４０７が形成された状態とする。第１樹脂犠牲層４０７は、支持部材４０６が配置されている領域に比較し、配線４０４及び下部電極４０５が配置されている領域の膜厚が薄く形成された状態とする。第１樹脂犠牲層４０７は、有機材料である樹脂から構成されたものであり、例えば、ポリアミド、ポリアミド酸、ポリベンゾオキサゾール（もしくはこの前駆体）などのベース樹脂にポジ型感光剤を付加したものを用いればよく、回転塗布により形成することができる。ポリベンゾオキサゾールをベース樹脂とするポジ型の感光性を有する樹脂としては、例えば、住友ベークライト株式会社製の「ＣＲＣ８３００」がある。
【００４３】
次に、図５（ｆ）に示すように、支持部材４０６の上部の第１樹脂犠牲層４０７を除去し、第１樹脂犠牲層４０７に貫通孔４０７ａが形成されて支持部材４０６の上面が露出した状態とする。感光性を有する第１樹脂犠牲層４０７を公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることで、貫通孔４０７ａを形成して支持部材４０６の上面が露出した状態とすることができる。第１樹脂犠牲層４０７をパターニング（露光・現像）する際には、前処理として１２０℃のプリベークを４分程度行い、パターニング後には３１０℃程度の加熱処理を行い、樹脂の膜（第１樹脂犠牲層４０７）が熱硬化された状態とする。
【００４４】
次に、少なくとも第１樹脂犠牲層４０７の膜厚が薄く形成された領域の上に、第１樹脂犠牲層４０７と同様の樹脂層を形成し、公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることで、図５（ｇ）に示すように、凹部４０８ａを備える第２樹脂犠牲層４０８が形成された状態とする。凹部４０８ａは、配線４０４の上部に配置された状態に形成する。なお、第２樹脂犠牲層４０８が形成された状態においても、貫通孔４０７ａにより支持部材４０６の一部正面が露出した状態とする。例えば、上記樹脂層を第１樹脂犠牲層４０７の上の全域に塗布形成した場合、パターニングにより、凹部４０８ａを形成するとともに、貫通孔４０７ａの上部にも開口部が形成された状態とすればよい。
【００４５】
ところで、上述では、第２樹脂犠牲層４０８を形成することで、凹部４０８ａを形成したが、これに限るものではない。例えば、第１樹脂犠牲層４０７の上に、凹部形成領域に開口部を備えるレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして第１樹脂犠牲層４０７を選択的にエッチングし、第１犠牲層４０７に凹部が形成されるようにしても良い。この場合、第１犠牲層４０７の選択的なエッチングの量を制御し、配線４０４の上面が露出しないようにする。
【００４６】
次に、図５（ｈ）に示すように、露出している支持部材４０６の上面及び凹部４０８ａの内部を含め、第２樹脂犠牲層４０８の上に金属犠牲層４０９が形成された状態とする。金属犠牲層４０９は、クロムから構成された層であり、蒸着法などによりクロムを堆積することで形成可能である。堆積するクロム（金属犠牲層４０９）の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。
【００４７】
次に、図６（ｉ）に示すように、第２シード層４１０を形成し、配線４０４の形成と同様にレジストパターンの形成とめっき法を行うことにより、接点電極４１１が形成された状態とする。第２シード層４１０は、スパッタ法や蒸着法などにより、例えば金を堆積することで形成すればよく、金の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。接点電極４１１の形成時には、レジストパターンの膜厚を２μｍ程度とし、めっき膜が膜厚０．５μｍ程度に形成された状態とすればよい。また、このめっきにより形成された接点電極４１１をマスクとし、第２シード層４１０をエッチング除去すればよい。第２シード層４１０は、ヨウ素，ヨウ化アンモニウム，水，及びエタノールからなるエッチング液により、ウェットエッチングすればよい。このエッチングによれば、金属犠牲層４０９は除去されずに残る。
上述した接点電極４１１の形成工程では、金属犠牲層４０９が存在しているので、接点電極４１１を形成するために必要となる第２シード層４１０を、高い密着性を備えた状態で形成することが可能となる。
【００４８】
次に、図６（ｊ）に示すように、接点電極４１１の上面と及びこの周囲に、例えばチタンから構成された密着層４１２が形成された状態とする。密着層４１２は、スパッタ法や蒸着法などによりチタンを堆積し、この後、公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とにより堆積したチタンの層を加工することで形成すればよい。堆積するチタンの膜厚は０．１μｍ程度とすればよく、チタンのエッチング除去は、フッ化水素水溶液を用いてウェットエッチングすればよい。
【００４９】
次に、図６（ｋ）に示すように、金属犠牲層４０９の上に、密着層４１２を覆うように、絶縁層４１３が形成された状態とする。絶縁層４１３は、下部電極４０５が形成されている領域を覆うように形成すればよい。絶縁層４１３は、シリコンなどの半導体の酸化物や金属の酸化物などの無機材料から構成されたものである。例えば、絶縁層４１３は、スパッタ法によりシリコン酸化膜を堆積し、堆積したシリコン酸化膜を公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とにより加工することで形成すればよい。シリコン酸化膜の膜厚は０．６μｍ程度とすればよい。比較的低温での膜形成が可能なスパッタ法を用いてシリコン酸化膜を形成することによって、樹脂からなる第１樹脂犠牲層４０７及び第２樹脂犠牲層４０８の変質を生じることなく、絶縁層４１３を形成することができる。
【００５０】
上述した絶縁層４１３の形成工程では、金属犠牲層４０９が存在しているので、高い密着性を備えた状態で、絶縁層４１３を形成することが可能となる。
【００５１】
次に、図６（ｌ）に示すように、絶縁層４１３をマスクとして、金属犠牲層４０９をエッチング除去する。金属犠牲層４０９は、例えば硝酸２セリウムアンモニウム水溶液によりウェットエッチングすればよい。
【００５２】
次に、図６（ｍ）に示すように、絶縁層４１３の上面が露出され、また、貫通孔４１４ａにより支持部材４０６の上面が露出されるように、第３樹脂犠牲層４１４が形成された状態とする。第３樹脂犠牲層４１４は、第１樹脂犠牲層４０７及び第２樹脂犠牲層４０８と同様にして形成すればよい。例えば、ポリアミド，ポリアミド酸，ポリベンゾオキサゾール（もしくはこの前駆体）などのベース樹脂にポジ型感光剤を付加した感光性樹脂を、回転塗布により塗布して塗布膜を形成する。このとき、絶縁層４１３による下層の凹凸が吸収されて上面が平坦な状態となるように塗布膜を形成し、この後、塗布膜を所定量エッチングすることで、絶縁層４１３の上面が露出した状態とする。この状態で、感光性を有する塗布膜を公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることにより貫通孔４１４ａを形成し、支持部材４０６の上面が、貫通孔４０７ａに続いて露出した状態とすればよい。また、回転塗布により形成した塗布膜を、公知のリソグラフィ技術によりパターニングすることで、貫通孔４１４ａを形成するとともに、絶縁層４１３の上面が露出されるようにしてもよい。
【００５３】
次に、図７（ｎ）に示すように、第３シード層４１５が形成され、また、板状の上部電極４１６，梁部４１７，及びアンカー部４１８を含む可動構造体が形成された状態とする。第３シード層４１５は、第１シード層４０３と同様に形成すればよく、チタンの膜厚は０．１μｍ程度とし、金の膜厚は０．１μｍ程度とすればよい。
【００５４】
また、上部電極４１６，梁部４１７，及びアンカー部４１８などの可動構造体は、配線４０４と同様に、形成すればよい。例えば、第３シード層４１５の上にレジスト材料を塗布し、所望のパターンを備えるマスクを用いて露光することにより、上部電極４１６，梁部４１７，及びアンカー部４１８などを形成すべき所望箇所に開口部を備えるレジストパターンを形成し、このレジストパターンの開口部に露出する第３シード層４１５の上に電解めっき法により金のパターンを形成し、この後、レジストパターンを除去する。
【００５５】
これらのことにより、図７（ｎ）に示すように、第３シード層４１５の上に、上部電極４１６，梁部４１７，及びアンカー部４１８を含む可動構造体が形成された状態とすればよい。上記レジストパターンの膜厚は２μｍ程度とし、めっき膜が膜厚１μｍ程度に形成された状態とすればよい。このようにして上部電極４１６，梁部４１７，及びアンカー部４１８を形成した後、これらをマスクとして第３シード層４１５を選択的にエッチング除去する。第３シード層４１５は、第１シード層４０３と同様にしてエッチングすればよい。
【００５６】
次に、オゾン雰囲気中で加熱処理することで、第３樹脂犠牲層４１４，第２樹脂犠牲層４０８，第１樹脂犠牲層４０７，及び金属犠牲層４０９が除去された状態とする。例えば、オゾン雰囲気中で２５０〜３００℃に加熱することで、オゾンを第３樹脂犠牲層４１４，第２樹脂犠牲層４０８，第１樹脂犠牲層４０７に接触させ、これら樹脂犠牲層を灰化すればよい。また、このオゾン処理においては、オゾンに接触した金属犠牲層４０９も同時にエッチング除去され、絶縁層４１３の下面には絶縁体であるシリコン酸化膜が露出した状態となる。また同時に、接点電極４１１の下面には、金で形成された第２シード層４１０が露出した状態となる。
【００５７】
これらの除去により、図７（ｏ）に示すように、接点電極４１１を備える絶縁層４１３及び上部電極４１６が、梁部４１７及びアンカー部４１８により支持され、配線４０４及び下部電極４０５の上に対向配置された状態が得られる。
【００５８】
前述した実施の形態１の微細構造体と同様に、例えば、上部電極４１６は、平面視、４箇所に設けられた梁部４１７によりアンカー部４１８に連結されている。アンカー部４１８は、支持部材４０６の上に配置されている。このように、上部電極４１６は、梁部４１７，アンカー部４１８，及び支持部材４０６により、半導体基板４０１（層間絶縁層４０２）の上に支持されている。
【００５９】
また、下部電極４０５には、図示しないパッド端子が接続され、上部電極４１６にも、梁部４１７，アンカー部４１８，及び支持部材４０６を介して図示しないパッド端子が接続されている。また、接点電極４１１の位置をまたいで２つの配線４０４が設けられている。これらパッド端子及び配線４０４は、例えば、図示しないコンタクトホールを介して絶縁層４０２の下に設けた図示しない配線層に接続している。
【００６０】
このように構成された微細構造体において、下部電極４０５と上部電極４１６との間に直流のバイアス電圧を印加すると、静電力により上部電極４１６が下部電極４０５の側に撓んで変形し、２つの配線４０４に接点電極４１１が接触し、２つの配線４０４が電気的に接続された状態（ＯＮ状態）となる。このように、本実施の形態２における微細構造体は、スイッチ素子として機能する。
【００６１】
なお、梁部４１７及びアンカー部４１８は、上部電極４１６と図示しないパッド端子とを電気的に接続するものであり、電気抵抗の小さい金属材料により形成されることが望ましい。また、梁部４１７及びアンカー部４１８は、金属材料以外の、例えばポリシリコンや無機絶縁膜などで形成されていてもよい。例えば、高濃度に不純物を導入されて低抵抗とされたポリシリコンを用いることで、電気的な接続が可能となる。また、絶縁材料から梁部４１７及びアンカー部４１８を構成しても、これらに金属材料からなる配線を備えるようにすることで、上述した電気的な接続をとるようにしてもよい。
【００６２】
また、上部電極４１６には、所望の間隔毎に、上部電極４１６の面積と比較して十分小さい複数の開口を設けることが望ましい。上部電極４１６の下層の各犠牲層に対してエッチャントであるオゾンが効率よく接触するために、開口を備えた方がよい。なお、上部電極４１６の側方が開放し、上部電極４１６の大きさが横方向エッチング量の２倍以内であれば、開口を設けなくともよい。
【００６３】
以上に説明したように、クロム膜を用いた金属犠牲層４０９は、オゾン雰囲気に暴露することで樹脂犠牲層の除去を行うときに、同時に除去することが可能となる。このように、金属犠牲層４０９は、微細構造体が完成した状態では存在していないので、ショートの発生や、上部電極４１６と下部電極４０５との間の電界を遮蔽してしまうなどの問題が発生しない。また、接点電極４１１の表面の金よりなる第２シード層４１０が露出するので、接点抵抗を小さくすることができる。また、金属犠牲層４０９に対しては、第２シード層４１０及び絶縁層４１３が高い密着性を備えているので、膜の剥離などがなく高い歩留りで第２シード層４１０（接点電極４１１）及び絶縁層４１３が形成できるようになる。
【００６４】
なお、本微細構造体の製造方法において、金属犠牲層４０９はクロムから構成するようにしたが、これに限るものではなく、例えばニッケルから金属犠牲層４０９が形成されていても良く、前述したオゾン処理により、重視樹脂犠牲層と同時に金属犠牲層を除去することができる。また、ニッケルより構成された金属犠牲粗４０９の形成では、希塩酸または希硝酸をニッケルのエッチング液として用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図２】本発明の実施の形態１における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図３】本発明の実施の形態１における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の実施の形態２における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図５】本発明の実施の形態２における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図６】本発明の実施の形態２における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図７】本発明の実施の形態２における微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【図８】従来よりある微細構造体の構成を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ），（ｃ）である。
【図９】従来よりある微細構造体の製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０１…半導体基板、１０２…層間絶縁層、１０３…第１シード層、１０４…下部電極、１０５…支持部材、１０６…樹脂犠牲層、１０６ａ…貫通孔、１０７…金属犠牲層、１０８…絶縁層、１０９…貫通孔、１０９ａ…貫通孔、１１０…第２シード層、１１１…上部電極、１１２…梁部、１１３…アンカー部、１１４，１１５…パッド端子、１２１…開口、４０１…半導体基板、４０２…層間絶縁層、４０３…第１シード層、４０４…配線、４０５…下部電極、４０６…支持部材、４０７…第１樹脂犠牲層、４０７ａ…貫通孔、４０８…第２樹脂犠牲層、４０８ａ…凹部、４０９…金属犠牲層、４１０…第２シード層、４１１…接点電極、４１２…密着層、４１３…絶縁層、４１４…第３樹脂犠牲層４１４、４１４ａ…貫通孔、４１５…第３シード層、４１６…上部電極、４１７…梁部、４１８…アンカー部。
【図１】
2008155342.tif 000003
【図２】
2008155342.tif 000004
【図３】
2008155342.tif 000005
【図４】
2008155342.tif 000006
【図５】
2008155342.tif 000007
【図６】
2008155342.tif 000008
【図７】
2008155342.tif 000009
【図８】
2008155342.tif 000010
【図９】
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