(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持層（１１）の上にシリコン酸化膜（１３）を介してシリコン半導体層（１２）が積層されてなる半導体基板（１０）を用意し、前記シリコン半導体層（１２）に溝（１４）を形成することにより、この溝（１４）により画定された可動部（２０）と固定部（３０、４０、５０）を形成した後、前記溝（１４）を介した犠牲層エッチングを行うことにより、前記可動部（２０）の下部に位置する前記シリコン酸化膜（１３）を除去する半導体力学量センサの製造方法において、
前記シリコン半導体層（１２）に前記溝（１４）を形成した後、前記溝（１４）を介して露出する前記シリコン酸化膜（１３）に対して、前記溝（１４）を通して電子線を照射し、
しかる後、前記溝（１４）を介した前記犠牲層エッチングを行い、前記可動部（２０）の下部に位置する前記シリコン酸化膜（１３）を除去するものであり、
前記電子線の照射は、前記可動部（２０）の周囲に位置する溝において当該溝の深さ方向に対して、電子線が前記可動部（２０）の下部に入り込むように傾斜させた方向から行うことを特徴とする半導体力学量センサの製造方法。
【請求項２】
前記電子線の照射は、前記固定部（３０〜５０）よりも前記可動部（２０）の方が高い電位となるように前記シリコン半導体層（１２）に電位を与えた状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体力学量センサの製造方法
【請求項３】
支持層（１１）の上にシリコン酸化膜（１３）を介してシリコン半導体層（１２）が積層されてなる半導体基板（１０）を用意し、前記シリコン半導体層（１２）に溝（１４）を形成することにより、この溝（１４）により画定された可動部（２０）と固定部（３０、４０、５０）を形成した後、前記溝（１４）を介した犠牲層エッチングを行うことにより、前記可動部（２０）の下部に位置する前記シリコン酸化膜（１３）を除去する半導体力学量センサの製造方法において、
前記シリコン半導体層（１２）に前記溝（１４）を形成した後、前記溝（１４）を介して露出する前記シリコン酸化膜（１３）に対して、前記溝（１４）を通して電子線を照射し、
しかる後、前記溝（１４）を介した前記犠牲層エッチングを行い、前記可動部（２０）の下部に位置する前記シリコン酸化膜（１３）を除去するものであり、
前記電子線の照射は、前記固定部（３０〜５０）よりも前記可動部（２０）の方が高い電位となるように前記シリコン半導体層（１２）に電位を与えた状態で行うことを特徴とする半導体力学量センサの製造方法。
【請求項４】
前記電子線の照射は、前記可動部（２０）の周囲に位置する溝において当該溝の深さ方向に対して、電子線が前記可動部（２０）の下部に入り込むように傾斜させた方向から行うことを特徴とする請求項３に記載の半導体力学量センサの製造方法。
【請求項５】
前記電子線の照射は、前記溝（１４）のうち前記可動部（２０）の周囲に位置する溝に対して選択的に行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体力学量センサの製造方法。
【請求項６】
前記シリコン半導体層（１２）に前記溝（１４）を形成する工程では、前記溝（１４）の最終的な狙い値よりも細い幅となるように、前記溝（１４）を形成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体力学量センサの製造方法。
【請求項７】
前記シリコン半導体層（１２）に前記溝（１４）を形成する工程では、前記溝（１４）のうち前記固定部（３０〜５０）の間に位置する溝の幅よりも前記可動部（２０）の周囲に位置する溝の幅が広くなるように、前記溝（１４）の形成を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体力学量センサの製造方法。
【請求項８】
前記犠牲層エッチングは、フッ酸を用いたウェットエッチングにより行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の半導体力学量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン半導体層に可動部と固定部とを画定する溝を形成した後、この溝を介して犠牲層エッチングを行うようにした半導体力学量センサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の半導体力学量センサは、ＳＯＩ（シリコン−オン−インシュレータ）基板など、支持層の上にシリコン酸化膜を介してシリコン半導体層が積層されてなる半導体基板に対して、半導体プロセス技術を用いることにより形成される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的に、このような半導体力学量センサは、上記半導体基板におけるシリコン半導体層に対して、トレンチエッチングなどによって溝を形成することによって、この溝により画定された可動部と固定部とを形成し、続いて、当該溝を介した犠牲層エッチングを行うことにより、可動部の下部に位置するシリコン酸化膜を除去することにより、製造されるものである。
【０００４】
それにより、できあがった半導体力学量センサにおいて、可動部は、その下部に位置する支持層からリリースされて加速度や角速度などの力学量の作用によって変位可能な状態となり、固定部はその下に残るシリコン酸化膜を介して支持層に支持され固定された状態となる。
【特許文献１】特開２００３−２７３３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記製造方法において、犠牲層であるシリコン酸化膜をエッチングする際、エッチング時間が不十分であると、可動部の下部に位置するシリコン酸化膜が残ってしまう場合がある。
【０００６】
そして、可動部の下部にシリコン酸化膜が残ると、その膜応力によって可動部が変形したり、あるいは雰囲気温度が変化したときにシリコン酸化膜と可動部の間の熱膨張係数差によって可動部が変形する。このように可動部が変形すると、センサ特性に悪影響を与えることになる。
【０００７】
一方で、エッチング時間を延ばしすぎると、固定部の下部に位置するシリコン酸化膜まで除去されてしまい、固定部を固定できなくなってしまう。
【０００８】
従来の犠牲層エッチングにおいては、シリコン酸化膜の厚さ方向つまり縦方向のエッチングレートと、シリコン酸化膜のサイドエッチングすなわち横方向のエッチングレートとの両方を考慮しており、固定部の下部ではシリコン酸化膜が残り、可動部の下部に位置するシリコン酸化膜は除去されるように、可動部と固定部との大きさを設計する必要があった。
【０００９】
しかしながら、これら縦横両方のエッチングレートを考慮して、上記の設計を精度よく行うことは困難であり、そのため、従来では、固定部を可動部に対してかなり大きめに作っていた。
【００１０】
つまり、従来においては、犠牲層に対して等方性エッチングを加えることで、可動部の下部に位置する酸化膜がすべてエッチングされ、固定部の下部の酸化膜ではエッチングは進むものの、すべてエッチングされることのないようなエッチング条件を見出すことで、対応していた。
【００１１】
このようなことから、従来では、固定部を可動部に対して十分に大きくする必要があり、このような状況は、センサの小型化などの面で好ましいものではなく、改善が求められている。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、シリコン半導体層に可動部と固定部とを画定する溝を形成した後、この溝を介して犠牲層エッチングを行う半導体力学量センサの製造方法において、犠牲層エッチングにおける可動部および固定部のエッチングレートの制御を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意検討を行った。シリコン酸化膜に電子線を照射すると、その照射された部分のシリコン酸化膜が改質され、エッチングレートが速くなるという現象が知られているが、本発明者は、この現象に着目し、半導体力学量センサの製造方法において、犠牲層となるシリコン酸化膜に電子線照射を行えばよいのではないかと考えた。
【００１４】
本発明は、このような考えに基づいて創出されたものであり、請求項１、請求項３に記載の発明では、シリコン半導体層（１２）に溝（１４）を形成した後、溝（１４）を介して露出するシリコン酸化膜（１３）に対して、溝（１４）を通して電子線を照射し、しかる後、溝（１４）を介した犠牲層エッチングを行い、可動部（２０）の下部に位置するシリコン酸化膜（１３）を除去することを特徴とする。
【００１５】
それによれば、電子線が照射されたシリコン酸化膜（１３）は、その厚さ方向つまり縦方向のエッチングレートが従来よりも速くなるため、可動部（２０）の下部および固定部（３０〜５０）の下部に位置するシリコン酸化膜（１３）の犠牲層エッチングにおいては、その横方向のエッチングすなわちサイドエッチングのレートのみを実質的に考慮すればよくなる。
【００１６】
したがって、本製造方法によれば、犠牲層エッチングにおける可動部（２０）および固定部（３０〜５０）のエッチングレートの制御を容易にすることができる。また、請求項１に記載の発明では、さらに、電子線の照射は、可動部（２０）の周囲に位置する溝において当該溝の深さ方向に対して、電子線が可動部（２０）の下部に入り込むように傾斜させた方向から行うことを特徴としており、それによれば、可動部（２０）の下部に位置するシリコン酸化膜（１３）において、電子線によって改質される部分をより多くすることができ、可動部（２０）の下に位置するシリコン酸化膜（１３）のエッチングレートを速くできる。また、請求項３に記載の発明では、さらに、電子線の照射は、固定部（３０〜５０）よりも可動部（２０）の方が高い電位となるようにシリコン半導体層（１２）に電位を与えた状態で行うことを特徴としており、それによれば、電子線の照射時において、固定部（３０〜５０）の方が可動部（２０）に対して相対的に低い電位となり、電子線は可動部（２０）の付近の方を比較的多く照射することが可能になるため、可動部（２０）の下に位置するシリコン酸化膜（１３）のエッチングレートを速くできる。
【００１７】
また、この場合、電子線の照射は、溝（１４）のうち可動部（２０）の周囲に位置する溝に対して選択的に行うようにできる。
【００１８】
それによれば、電子線を照射する部分を可動部（２０）の周辺のみにすることが可能となり、実質的に可動部（２０）の周辺の犠牲層エッチングのみ、エッチングレートを早くすること可能になる。
【００１９】
また、この場合には、シリコン半導体層（１２）に溝（１４）を形成する工程では、溝（１４）の最終的な狙い値よりも細い幅となるように、溝（１４）を形成するようにできる。
【００２０】
溝（１４）を介した電子線の照射により、シリコン半導体層（１２）も若干エッチングされる可能性があるが、シリコン半導体層（１２）に溝（１４）を形成するときに、溝（１４）の最終的な狙い値よりも細い幅となるように溝（１４）を形成しておけば、電子線照射による溝（１４）の幅の広がりによって、完成時における溝（１４）の幅を狙いの値にしやすくできる。
【００２１】
また、この場合、シリコン半導体層（１２）に溝（１４）を形成する工程では、溝（１４）のうち固定部（３０〜５０）の間に位置する溝の幅よりも可動部（２０）の周囲に位置する溝の幅が広くなるように、溝（１４）の形成を行ってもよい。
【００２２】
それによれば、溝（１４）のうち可動部（２０）の周囲に位置する溝では、比較的多くのシリコン酸化膜（１３）が改質され、固定部（３０〜５０）の間に位置する溝では、シリコン酸化膜（１３）の改質が比較的少なくなるため、可動部（２０）の下に位置するシリコン酸化膜（１３）のエッチングレートを速くできる。
【００２７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２９】
[構成等]
図１は、本発明の実施形態に係る半導体力学量センサとしての半導体加速度センサ１００の全体構成を示す概略平面図であり、図２は、この図１中のＡ−Ａ一点鎖線に沿ったセンサ１００の概略断面図であり、図３は、図１中のＢ−Ｂ一点鎖線に沿ったセンサ１００の概略断面図である。
【００３０】
本実施形態の半導体加速度センサ１００は、たとえば、エアバック、ＡＢＳ、ＶＳＣなどの作動制御を行うための自動車用加速度センサやジャイロセンサなどに適用することができる。
【００３１】
本実施形態では、半導体加速度センサ１００を構成する半導体基板１０は、図２および図３に示されるように、支持層としての第１のシリコン層１１とシリコン半導体層としての第２のシリコン層１２との間に、絶縁層としてのシリコン酸化膜１３を有する矩形状のＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板１０である。
【００３２】
第２のシリコン層１２には、その表面から溝１４を形成することにより、可動部２０および検出用固定部３０、４０よりなる櫛歯形状を有する梁構造体が形成されている。また、シリコン酸化膜１３のうち上記梁構造体２０〜４０の形成領域に対応した部位は、矩形状に除去されて開口部１５を形成している。
【００３３】
具体的には、可動部２０の下部に位置するシリコン酸化膜１３は、後述する製造方法に示されるように、犠牲層であり、可動部２０の周囲に位置する溝１４を介して、フッ酸などによりエッチングされて除去されるものである。
【００３４】
また、図１〜図３に示されるように、検出用固定部３０、４０とその外周に位置する外周部５０との間も溝１４にて区画されている。これら検出用固定部および外周部５０は、本実施形態における固定部として構成されている。
【００３５】
そして、この検出用固定部３０、４０と外周部５０との間の溝１４、すなわち固定部間に位置する溝１４は、検出部である可動部２０および検出用固定部３０、４０と外周部５０とを電気的に絶縁するための溝である。
【００３６】
可動部２０は、開口部１５上を横断するように配置されており、矩形状の錘部２１とこの錘部２１の両端に一体に連結されたバネ部２２とにより構成されている。そして、この可動部２０は、バネ部２２を介してアンカー部２３ａおよび２３ｂに一体に連結されている。
【００３７】
ここで、アンカー部２３ａおよび２３ｂは、図３に示されるように、開口部１５の開口縁部において、その直下に位置するシリコン酸化膜１３に固定されており、それによって第１のシリコン層１１上に支持されている。
【００３８】
これによって、両アンカー部２３ａ、２３ｂの間に位置する可動部２０は、その直下に位置する第１のシリコン層１１から離れて位置している。つまり、可動部２０は、シリコン酸化膜１３に固定されたアンカー部２３ａ、２３ｂの間にて、開口部１５に臨んだ状態となっており、錘部２１およびバネ部２２が第１のシリコン層１１上に懸架された形となっている。
【００３９】
ここでは、バネ部２２は、図１に示されるように、２本の梁がその両端で連結された矩形枠状をなしており、梁の長手方向と直交する方向に変位するバネ機能を有するものである。
【００４０】
具体的に、バネ部２２は、図１中の矢印Ｘ方向の成分を含む加速度を受けたときに錘部２１を当該矢印Ｘ方向へ変位させるとともに、加速度の消失に応じて元の状態に復元させるようになっている。つまり、可動部２０は、加速度の印加に応じて上記矢印Ｘ方向へ変位可能となっている。
【００４１】
また、図１に示されるように、可動部２０は櫛歯状の可動電極２４を備えている。各可動電極２４は錘部２１に一体に形成されて、開口部１５に臨んだ状態となっている。そして、各可動電極２４は、可動部２０の一部として上記矢印Ｘ方向へ変位可能となっている。
【００４２】
また、図１〜図３に示されるように、固定部３０、４０は、開口部１５の開口縁部において、その直下に位置するシリコン酸化膜１３に固定されており、それによって第１のシリコン層１１上に支持されている。
【００４３】
図１において、錘部２１の左側に位置する検出用固定部３０は、左側固定電極３１および左側固定電極用配線部３２とから構成されている。一方、図１において、錘部２１の右側に位置する検出用固定部４０は、右側固定電極４１および右側固定電極用配線部４２とから構成されている。
【００４４】
本例では、図１に示されるように、各固定電極３１、４１は、可動電極２４における櫛歯の隙間にかみ合うように櫛歯状に複数本配列されたものである。
【００４５】
そして、個々の可動電極２４に対して、それぞれ固定電極３１、４１が対向して配置されており、可動電極２４と固定電極３１、４２との各対向間隔において、容量を検出するための検出間隔が形成されている。
【００４６】
また、左側固定電極用配線部３２および右側固定電極用配線部４２上の所定位置には、それぞれ、左側固定電極用パッド３０ａおよび右側固定電極用パッド４０ａが形成されている。
【００４７】
また、一方のアンカー部２３ｂと一体に連結された状態で、可動電極用配線部２５が形成されており、この配線部２５上の所定位置には、可動電極用パッド２５ａが形成されている。上記の各電極用パッド２５ａ、３０ａ、４０ａは、例えばアルミニウムをスパッタや蒸着する等により形成されている。
【００４８】
そして、これら各電極用パッド２５ａ、３０ａ、４０ａを、図示しない回路チップとボンディングワイヤなどを介して電気的に接続することにより、本半導体加速度センサ１００における加速度の検出がなされるようになっている。
【００４９】
その検出動作は、加速度の印加に伴う可動電極２４と固定電極３１、４１との間の容量変化に基づいて行う。具体的には、上記図１中の矢印Ｘ方向へ加速度が印加されると、可動部２０が矢印Ｘ方向へ変位する。
【００５０】
このとき、左側固定電極３１と可動電極２４との間の容量と、右側固定電極４１と可動電極２４との間の容量とで差動容量をとり、この差動容量の変化に基づいて、上記矢印Ｘ方向の加速度を検出する。
【００５１】
[製造方法等]
次に、上記した本実施形態の半導体加速度センサ１００の製造方法について、図４を参照して説明する。図４は、本製造方法の工程図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に製造される各ワークを上記図３に対応する断面にて示してある。
【００５２】
まず、図４（ａ）に示されるように、支持層としての第１のシリコン層１１の上にシリコン酸化膜１３を介してシリコン半導体層としての第２のシリコン層１２が積層されてなる半導体基板としてのＳＯＩ基板１０を用意する。
【００５３】
次に、図４（ｂ）に示されるように、Ａｌ（アルミニウム）を、たとえば1μｍ程度蒸着し、フォト、エッチングを行い、信号取り出しのための上記電極用パッド２５ａ、３０ａ、４０ａを形成する。
【００５４】
続いて、図４（ｃ）に示されるように、第２のシリコン層１２に溝１４を形成することにより、この溝１４により画定された可動部２０と固定部３０、４０、５０とを形成する（溝形成工程）。
【００５５】
この溝１４は、適当なエッチング条件でエッチングを行い、第２のシリコン層１２の表面からシリコン酸化膜１３に達するように形成する。
【００５６】
具体的には、第２のシリコン層１２の表面に、梁構造体２０〜４０のパターンを形成するマスク材を、フォトリソグラフ技術を用いてレジストなどにより形成し、トレンチエッチングにより垂直にシリコン酸化膜１３までトレンチ形状を形成することで、溝１４を形成する。
【００５７】
このトレンチエッチングとしては、通常ドライエッチングが採用される。ドライエッチングとしては、ＣＦ4やＳＦ6などのエッチングガスを用いたＩＣＰ（誘電結合型プラズマ）や、上記同様のエッチングガスを用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）などのエッチング方法を採用することができる。
【００５８】
こうして、第２のシリコン層１２に溝１４を形成した後、この溝１４を介して露出するシリコン酸化膜１３に対して、溝１４を通して電子線を照射する（電子線照射工程）。ここで、電子線照射は、一般的な手法により行うことができ、たとえば、半導体分野にて用いられる電子線照射装置などを用いることができる。
【００５９】
このとき、本実施形態では、図４中の矢印ＥＢに示されるように、電子線照射は、溝１４のうち可動部２０の周囲に位置する溝１４に対して選択的に行う。つまり、可動部２０の周囲に位置する溝１４から露出するシリコン酸化膜１３に対して電子線照射を行うが、固定部３０〜５０間に位置する溝１４から露出するシリコン酸化膜１３に対しては照射しないようにする。
【００６０】
これは、電子線照射の目的が、犠牲層であるシリコン酸化膜１３のエッチングレート向上のためであり、シリコン酸化膜１３のうち除去が必要な部分は、可動部２０の下部に位置するものであり、固定部３０〜５０の下部に位置するものは、残す必要があるためである。
【００６１】
このように、電子線照射を可動部２０の周囲に位置する溝１４に対して選択的に行うことは、たとえば、半導体分野においてＬＳＩパターンを形成することなどに用いられているＥＰＬやＬＥＥＰＬＥなどの電子線描写技術を用いて行うことができる。
【００６２】
なお、電子線照射を可動部２０の周囲に位置する溝１４に対して選択的に行うことは、レジストマスクを用いて行ってもよいが、これら電子線描写や金属マスクを用いてレジストレスの工程とすれば、レジストの除去残りが発生せず、パーティクル等の異物による歩留まり低下を避けることができる。
【００６３】
こうして、可動部２０の周囲に位置する溝１４から露出するシリコン酸化膜１３に対して電子線照射を行うことにより、当該照射された部分のシリコン酸化膜１３が改質され、次に行われる犠牲層エッチングにおいて、当該照射された部分のシリコン酸化膜１３のエッチングレートが速くなる。
【００６４】
具体的には、電子線の照射方向は溝１４の深さ方向に沿っているため、シリコン酸化膜１３の改質される部位は、この溝１４の幅に位置するシリコン酸化膜１３であり、当該幅内に位置するシリコン酸化膜１３は、その厚さ方向に改質される。
【００６５】
そのため、電子線が照射されたシリコン酸化膜１３は、縦方向のエッチングレートが従来よりも速くなり、犠牲層エッチングにおいては、可動部２０の周囲の溝１４に露出するシリコン酸化膜１３は、縦方向に簡単にエッチングされる。
【００６６】
つまり、犠牲層エッチングの非常に早い時期に、可動部２０の下部のシリコン酸化膜１３と、固定部２０〜５０の下部のシリコン酸化膜１３とが分離され、犠牲層エッチングの残りの大部分の時間は、可動部２０および固定部３０〜５０の各部の下部に位置するシリコン酸化膜１３のサイドエッチングに費やされることになる。
【００６７】
このような電子線照射工程の後、一般的なシリコン酸化膜の犠牲層エッチング方法を用いて、溝１４を介した犠牲層エッチングを行い、可動部２０の下部に位置するシリコン酸化膜１３を除去する（犠牲層エッチング工程）。
【００６８】
この犠牲層エッチングは、上記した溝１４の形成に用いるようなエッチングガスによるドライエッチングでもよいが、本実施形態では、典型的なフッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液を用いたウェットエッチングを行う。
【００６９】
そして、この犠牲層エッチング工程の後、乾燥工程においては、可動部２０が固定部３０〜５０や第１のシリコン層１１に固着すること、いわゆるスティッキングを防止するため、バラジクロルベンゼンなどの昇華剤を用いる。
【００７０】
なお、ここまでの工程は半導体ウェハの状態で行われるのが通常であり、本実施形態では、ここまでの工程に供された半導体ウェハを、所定のチップ形状にダイシングカットすることにより、図４（ｄ）に示されるように、本実施形態の半導体加速度センサ１００を完成させる。
【００７１】
なお、本実施形態の半導体加速度センサ１００においては、図１、図４（ｄ）に示されるように、固定部間に位置する溝１４においては、シリコン酸化膜１３が除去されていないが、これは、犠牲層エッチングの際に当該部分にマスキングを施すことなどにより、可能である。
【００７２】
また、固定部間に位置する溝１４においても、固定部の支持が確保される範囲でシリコン酸化膜１３がエッチングされ除去されていてもよい。さらに、図示例では、この固定部間に位置する溝１４は、可動部２０の周囲に位置する溝１４よりも幅が広いが、同一もしくは、狭いものでもかまわない。
【００７３】
ところで、本実施形態の製造方法によれば、第２のシリコン層１２に溝１４を形成して可動部２０と固定部３０、４０、５０とを画定した後、犠牲層エッチングを行う前に、溝１４を介して露出するシリコン酸化膜１３に対して、溝１４を通して電子線を照射するようにしている。
【００７４】
そのため、可動部２０および固定部３０〜５０の下部に位置するシリコン酸化膜１３の犠牲層エッチングにおいては、その横方向のエッチングすなわちサイドエッチングのレートのみを実質的に考慮すればよくなる。
【００７５】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、従来に比べて、犠牲層エッチングにおける可動部２０および固定部３０〜５０のエッチングレートの制御を容易にすることができる。
【００７６】
そのため、従来のように、固定部３０〜５０の下部に位置するシリコン酸化膜１３を残すために不必要に固定部を大きくすることなく、適切に犠牲層エッチングを行うことができる。このことは、本実施形態の半導体加速度センサ１００のサイズを小型化するうえで有利な点である。
【００７７】
また、電子線照射された部分のエッチングレートの向上により、犠牲層エッチングの時間を短縮することができることから、犠牲層エッチング工程において、アルミの電極材料が侵食されてダメージを受けるのを少なくすることができる。
【００７８】
また、本実施形態の製造方法では、電子線の照射を、溝１４のうち可動部２０の周囲に位置する溝１４に対して選択的に行っているため、電子線を照射する部分を可動部２０の周辺のみとし、実質的に可動部２０の周辺の犠牲層エッチングのみ、エッチングレートを早くすること可能になる。
【００７９】
つまり、犠牲層エッチングによって除去すべき可動部２０の下部のシリコン酸化膜１３におけるエッチングレートを大きくし、除去すべきでない固定部３０〜５０の下部のシリコン酸化膜１３に対するエッチングレートの差を大きくできる。このことは、犠牲層エッチングにおける可動部２０および固定部３０〜５０のエッチングレートの制御を容易にするという点で、有利である。
【００８０】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態において、溝形成工程では、溝１４の最終的な狙い値よりも細い幅となるように、シリコン半導体層としての第２のシリコン層１２に溝１４を形成してもよい。
【００８１】
ここで、溝１４の最終的な狙い値とは、上記図１〜図３における完成後の半導体加速度センサ１００における溝１４の幅である。そして、ここでは、溝形成工程直後における溝１４の幅を、この溝１４の最終的な狙い値よりも細い幅となるように、マスク開口部を調整して溝１４のエッチングを行うものである。
【００８２】
次に行われる電子線照射工程において、溝１４を介した電子線の照射により、この溝１４の周囲に位置する第２のシリコン層１２に電子線が照射されることで、第２のシリコン層１２も若干エッチングされる可能性がある。
【００８３】
その点、溝形成工程において、溝１４の最終的な狙い値よりも細い幅となるように溝１４を形成しておけば、電子線照射時における第２のシリコン層１２のエッチングによる溝１４の幅の広がりを加味したうえで、完成時における溝１４の幅を狙いの値にしやすくできる。
【００８４】
また、上記各実施形態において、溝形成工程では、溝１４のうち固定部３０〜５０の間に位置する溝１４よりも可動部２０の周囲に位置する溝１４の方がその幅が広くなるように、溝１４の形成を行ってもよい。
【００８５】
上記図１に示される例では、固定部３０〜５０の間に位置する溝１４よりも可動部２０の周囲に位置する溝１４の方が、幅が狭いものであったが、ここでは、逆に、可動部２０の周囲に位置する溝１４の幅の方を広くする。
【００８６】
それによって、可動部２０の周囲に位置する溝１４と、固定部３０〜５０の間に位置する溝１４とを比べた場合、前者の方が、溝１４を介して露出するシリコン酸化膜１３の面積が大きくなる。
【００８７】
そのため、可動部２０の周囲に位置する溝１４に露出するシリコン酸化膜１３の方が固定部３０〜５０間の溝１４に露出するシリコン酸化膜１３よりも、改質される度合いが高くなる。そのため、犠牲層エッチングにおいて可動部２０側と固定部３０〜５０側とで、エッチングレートの差を大きくできる。
【００８８】
また、上記各実施形態において、電子線の照射は、可動部２０の周囲に位置する溝１４において当該溝１４の深さ方向に対して、電子線が可動部２０の下部に入り込むように傾斜させた方向から行ってもよい。
【００８９】
具体的に、上記実施形態では、電子線の照射方向は、図４（ｃ）における矢印ＥＢに示されるように、溝１４の深さ方向すなわち図示例では第２のシリコン層１２の層面に直交する方向からなされていた。
【００９０】
それに対して、電子線が可動部２０の下部に入り込むように、電子線の照射方向を溝１４の深さ方向に対して傾斜させることとは、溝１４を介して対向する可動部２０と固定部において、照射ビームの上方側が固定部側に位置し、照射ビームの下方側が可動部２０側に位置するように、照射ビームが上記層面の直交方向から傾斜することである。
【００９１】
それによれば、このような傾斜の方向から照射された電子線は、溝１４の幅内に位置するシリコン酸化膜１３だけでなく、可動部２０の下部に位置するシリコン酸化膜１３にまで入り込みやすくなる。
【００９２】
そのため、可動部２０の下部に位置するシリコン酸化膜１３において、電子線によって改質される部分をより多くすることができ、犠牲層エッチングにおけるエッチングレートをより速くできる。
【００９３】
さらに、上記各実施形態においては、電子線の照射は、固定部３０〜５０よりも可動部２０の方が高い電位となるように第２のシリコン層１２に電位を与えた状態で行うようにしてもよい。
【００９４】
具体的には、電子線の照射時に、上記した電極用パッド２５ａ、３０ａ、４０ａあるいは、別途形成したパッドなどを介して、固定部３０〜５０をＧＮＤとして可動部２０に正電圧を印加した状態としたり、あるいは、可動部２０をＧＮＤとして固定部３０〜５０に負電圧を印加した状態とする。
【００９５】
このようにすれば、電子線の照射される範囲を限定し、可動部２０の付近にのみ電子線を照射することが可能となる。つまり、電子線の照射時において、固定部３０〜５０の方が可動部２０に対して相対的に低い電位となり、その性質上、電子線は可動部２０の付近の方を比較的多く照射することが可能になる。
【００９６】
そのため、可動部２０の下に位置するシリコン酸化膜１３のエッチングレートを速くすることができる。また、この場合、上記実施形態のように、電子線描写や金属マスクなどを用いなくても、これらと同様にレジストレス工程による電子線の選択照射を実現することができる。
【００９７】
なお、上記各実施形態では、可動部２０の周囲に位置する溝１４では電子線照射を行い、固定部３０〜５０間に位置する溝１４では電子線照射を行わないようにしたが、上記した各実施形態において、すべての溝１４において、電子線照射を均等に行うようにしてもよい。
【００９８】
この場合でも、上記実施形態と同様に、電子線が照射されたシリコン酸化膜１３は、縦方向のエッチングレートが速くなり、犠牲層エッチングにおいて横方向のエッチングレートのみを実質的に考慮すればよくなるため、可動部２０および固定部３０〜５０のエッチングレートの制御を容易できる。
【００９９】
なお、上記実施形態の半導体加速度センサ１００では、可動部２０および検出用固定部３０、４０は、櫛歯状の構造体であったが、これら可動部および固定部は、第２のシリコン層１２に形成された溝１４により画定されるものならば、上記構成に限定されるものではない。
【０１００】
また、支持層はシリコン層１１でなくてもよい。つまり、半導体基板１０としては、支持層１１の上にシリコン酸化膜１３を介してシリコン半導体層１２が積層されてなるものであればよく、上記のＳＯＩ基板１０に限定されるものではない。
【０１０１】
つまり、本発明は、このような半導体基板を用意し、シリコン半導体層に溝を形成することにより、この溝により画定された可動部と固定部とを形成した後、溝を介した犠牲層エッチングを行うことにより、可動部の下部に位置するシリコン酸化膜を除去する半導体力学量センサの製造方法であれば、適用可能である。
【０１０２】
そして、本発明は、上記した加速度センサに限定されるものではなく、可動部と固定部とを備えるものであれば、それ以外にも、たとえば力学量として角速度などを検出する角速度センサ等の力学量センサに対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体力学量センサとしての半導体加速度センサの全体構成を示す概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ概略断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ概略断面図である。
【図４】上記実施形態の半導体加速度センサの製造方法の工程図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…半導体基板としてのＳＯＩ基板、１１…支持層としての第１のシリコン層、
１２…シリコン半導体層としての第２のシリコン層、１３…シリコン酸化膜、
１４…溝、２０…可動部、３０、４０…固定部としての検出用固定部、
５０…固定部としての外周部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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