(57)【要約】【課題】  内部に絶縁層を有しこの絶縁層よりも表層側に半導体層を有する半導体基板を用い、この半導体層にトレンチを形成し、半導体層を絶縁層からリリースすることにより可動構造体を形成してなる半導体装置の製造方法において、リリース工程のエッチング時間を短縮するとともに、半導体層のリリース面における針状突起の発生を抑制する。【解決手段】  反応性イオンエッチングは、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えてトレンチ１４の側壁に側壁保護膜１８を形成する工程を含むものであり、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に絶縁層（１３）を有し、前記絶縁層よりも表層側に半導体層（１２）を有する半導体基板（１０）を用意し、
前記半導体層（１２）の表面側に所定パターンのマスク（２０）を形成するマスク形成工程と、
続いて、前記半導体層（１２）の表面側から前記半導体層（１２）をエッチングすることにより、前記半導体層（１２）の表面から前記絶縁層（１３）に到達するトレンチ（１４）を形成するトレンチ形成工程と、
前記トレンチ（１４）の底部において前記半導体層（１２）を横方向にエッチングすることにより、前記半導体層（１２）が前記絶縁層（１３）からリリースされた部分としての可動構造体（１５）を形成するリリース工程と、を備え、
前記トレンチ形成工程および前記リリース工程は、真空チャンバー内に前記半導体基板（１０）を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行うものであり、
さらに、前記反応性イオンエッチングを、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、前記トレンチ（１４）の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜（１８）を形成する工程を含むものとして行うようにした半導体装置の製造方法において、
前記トレンチ形成工程における前記側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、前記リリース工程における前記側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより前記半導体層（１２）をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより前記側壁保護膜（１８）を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記側壁保護効果を前記エッチングステップと前記保護膜形成ステップとの時間比によって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程における前記エッチングステップの実行時間をｔａ１、前記保護膜形成ステップの実行時間をｔａ２、これらｔａ１とｔａ２との時間比をｔａ１／ｔａ２とし、
前記リリース工程における前記エッチングステップの実行時間をｔｂ１、前記保護膜形成ステップの実行時間をｔｂ２、これらｔｂ１とｔｂ２との時間比をｔｂ１／ｔｂ２としたとき、
前記時間比ｔａ１／ｔａ２が前記時間比ｔｂ１／ｔｂ２よりも小さい関係となるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記側壁保護効果を前記エッチングステップにおける基板バイアスパワーによって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程の前記エッチングステップにおける基板バイアスパワーに対し、前記リリース工程の前記エッチングステップにおける基板バイアスパワーの方が大きくなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記側壁保護効果を前記エッチングステップにおけるエッチングガス流量によって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程のエッチングステップにおけるエッチングガス流量に対し、前記リリース工程の前記エッチングステップにおけるエッチングガス流量の方が多くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記側壁保護効果を前記保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量によって変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程の前記保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量に対し、前記リリース工程の前記保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量の方が少なくなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記側壁保護効果を前記真空チャンバーのチャンバー圧力で変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程における前記チャンバー圧力に対し、前記リリース工程における前記チャンバー圧力の方が低くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記側壁保護効果を前記半導体基板（１０）の温度で変化させるようにしており、
前記トレンチ形成工程における前記半導体基板（１０）の温度に対し、前記リリース工程における前記半導体基板（１０）の温度の方が高くなるように、前記トレンチ形成工程と前記リリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記リリース工程では、前記可動構造体（１５）における前記絶縁層（１３）との対向面（１５ａ）を凸形状とするように、エッチングを行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記トレンチ（１４）の深さをｈ、前記トレンチ（１４）の幅をｗとし、前記幅ｗに対する前記深さｈの比ｈ／ｗをアスペクト比としたとき、
前記トレンチ形成工程では、前記可動構造体（１５）を形成するための隣り合う前記トレンチ（１４）のうち、少なくとも１つのトレンチ（１４）の前記アスペクト比ｈ／ｗが２．５以上となるように、エッチングを行うことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記可動構造体（１５）は、前記可動構造体（１５）に連結されるとともに周囲を前記トレンチ（１４）で囲まれたアンカー部（１６）によって、前記絶縁層（１３）に支持されているものであり、
前記トレンチ（１４）の深さをｈ、前記トレンチ（１４）の幅をｗとし、前記幅ｗに対する前記深さｈの比ｈ／ｗをアスペクト比としたとき、
前記トレンチ形成工程では、前記アンカー部（１６）のうち少なくとも対向する２辺の外側に位置する前記トレンチ（１４）の前記アスペクト比ｈ／ｗが２以下となるように、エッチングを行うことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記アンカー部（１６）は、前記可動構造体（１５）に接続されている配線部（１９）およびパッド（１７）が設けられたものであることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体基板（１０）として、前記半導体層（１２）がシリコンで構成されているものを用いることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記半導体基板（１０）として、前記絶縁層（１３）がシリコン酸化膜で構成されているものを用いることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記可動構造体（１５）が力学量の印加により可動となっている半導体力学量センサに適用されることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に絶縁層を有しこの絶縁層よりも表層側に半導体層を有する半導体基板を用い、この半導体基板の半導体層に可動構造体を形成してなる半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の一般的な半導体装置の製造方法としては、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレータ）基板等の、内部に絶縁層を有しこの絶縁層よりも表層側に半導体層を有する半導体基板を用いて行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。その半導体装置の一般的な断面構成を図９に示す。
【０００３】
このものは、次のようにして製造される。すなわち、第１のシリコン層１１と第２のシリコン層（半導体層）１２との間に絶縁層１３を有する半導体基板１０を用意し、半導体層１２の表面側に所定パターンのマスク２０を形成し、続いて、半導体層１２の表面側から半導体層１２をエッチングすることにより、半導体層１２の表面から絶縁層１３に到達するトレンチ１４を形成する。
【０００４】
その後、トレンチ１４の底部において半導体層１２を横方向にエッチングすることにより、半導体層１２が絶縁層１３からリリースされた部分としての可動構造体１５を形成する。このようにすることにより、半導体装置が製造される。
【０００５】
ここで、トレンチ形成工程およびリリース工程は、真空チャンバー内に半導体基板１０を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングによって行われ、しかも、エッチングと同時もしくは時間切り替えにより、トレンチ１４の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜を形成する工程として行うものである。
【０００６】
このようなトレンチ形成工程およびリリース工程について、図１０、図１１を参照して具体的に説明する。図１０はトレンチ形成工程を示す断面図であり、図１１はリリース工程を示す断面図である。
【０００７】
図１０に示されるトレンチ形成工程は、エッチング性ガスのプラズマにより半導体層１２をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより側壁保護膜１８を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされるものである。
【０００８】
まず、図１０（ａ）では、最初のエッチングステップが示されている。まず、真空チャンバー内に半導体基板１０を設置する。ここでは、半導体基板１０は、第１のシリコン層１１の上に絶縁層としてのシリコン酸化膜１３、その上に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ＳＯＩ基板である。
【０００９】
そして、この真空チャンバー内に、エッチング性ガスとしてシリコンエッチングを行うためのＳＦ6ガスを、所定時間（例えば、７秒間程度）導入する。これにより、半導体層である第２のシリコン層１２がエッチングされ、第２のシリコン層１２の表面からシリコン酸化膜１３に到達するトレンチ１４が部分的に形成される。
【００１０】
このとき、ＳＦ6ガスは電界中にてプラズマとなって、エッチングに寄与する。図１０（ａ）では、ＳＦ6ガスはプラスイオンの形で表されている。そして、半導体基板１０にはバイアス電力（バイアスパワー）を印加することにより、このプラズマを半導体基板１０の方向に引きつけ、異方性のトレンチエッチングを実行するようにしている。
【００１１】
次に、図１０（ｂ）に示されるように、最初の保護膜形成ステップを行う。すなわち、エッチング性ガスであるＳＦ6ガスの導入を停止し、真空チャンバー内に、堆積性ガスとしてＣ4Ｆ8ガスを所定時間（例えば、５秒間程度）導入する。
【００１２】
この保護膜形成ステップにおいては、半導体基板１０には、バイアス電力を印加しない。それにより、トレンチ１４の側壁および底部に均一に側壁保護膜１８が形成される。ここでＣ4Ｆ8ガス等のフッ素系ガスを採用した場合には、側壁保護膜１８はフッ化物ポリマーからなるものになる。
【００１３】
続いて、図１０（ｃ）、（ｄ）に示されるように、エッチングステップと保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返して行う。ここで、１回のエッチングステップによるエッチング深さは、例えば、０．１〜０．５μｍ程度にできる。
【００１４】
そして、最終的に、図１０（ｅ）に示されるように、半導体層１２の表面から絶縁層１３に到達するトレンチ１４が完成する。ここまでが、トレンチ形成工程であり、続いて、リリース工程を行う。
【００１５】
このリリース工程は、従来では、上述したトレンチ形成工程と同一のエッチング条件によって、エッチングを継続することにより、行われる。つまり、上記のエッチングステップと保護膜形成ステップとの繰り返しを行う。
【００１６】
図１１（ａ）に示されるように、トレンチ１４の形成後に継続して導入されるエッチング性ガスのプラスイオンによって、シリコン酸化膜（絶縁層）１３は、プラスの状態に帯電している。
【００１７】
そこへ、さらに、エッチング性ガスのプラスイオンが導入されるが、図１１（ｂ）に示されるように、トレンチ１４の底部において、このプラスイオンは、プラスに帯電した絶縁層１３と反発しあって、横方向へ拡散する。
【００１８】
すると、図１１（ｂ）に示されるように、トレンチ１４の底部において、第２のシリコン層（半導体層）１２が横方向にエッチングされ、第２のシリコン層１２にノッチ２１が形成される。
【００１９】
ここで、この横方向のエッチングにおいては、エッチング性ガスは、保護膜形成ステップにて形成された側壁保護膜１８を、エッチングもしくは物理的にスパッタ除去しながら半導体層１２をエッチングしていく。
【００２０】
そして、この横方向のエッチングを継続していくことによって、ノッチ２１が拡大していき、やがて、半導体層１２が絶縁層１３からリリースされた部分としての可動構造体ができあがる。
【特許文献１】米国特許第６，３９９，５１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上述したような従来の製造方法においては、１つのエッチング条件にて、トレンチエッチングから連続的に横方向へのエッチングを継続するものであるため、たとえば、トレンチ１４の側壁角度を最適化した条件で行うと、横方向へのエッチング時のレートが遅くなり、可動構造体１５をリリースするためのエッチング時間が長くなってしまう。
【００２２】
ここで、トレンチ１４の側壁角度を最適化した条件とは、側壁保護膜１８を強固なものとして垂直方向（つまり、トレンチ深さ方向）へのエッチングを速く進ませる条件にすることである。このようにすると、リリース工程の際には、側壁保護膜１８が強固なものであるため、横方向のエッチングレートが遅くなるのである。
【００２３】
ここで、また、本発明者らの検討によれば、リリース工程において、次のような問題が発生することが分かった。図１２は、リリース工程における横方向のエッチングの様子を示す断面図である。上述したように、この横方向のエッチングでは、エッチング性ガスは、側壁保護膜１８を除去しながら半導体層１２をエッチングし、ノッチ２１を形成していく。
【００２４】
このとき、側壁保護膜１８が強固なものであると、図１２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、側壁保護膜１８が部分的に残ったまま、半導体層１２のエッチングがなされてしまう。
【００２５】
すると、部分的に残った側壁保護膜１８がエッチングマスクの役割を果たし、半導体層１２における絶縁層１３との対向面すなわちリリース面は、針状の突起Ｋを有する面として形成されてしまう。このように半導体層１２のリリース面に突起が発生すると、過大な衝撃が加わったときにリリース面と絶縁層１３が衝突して突起が折れ、パーティクルの原因となり、問題となる。
【００２６】
このように本発明者らは、半導体層のリリースにおける針状突起の発生という新たなる問題を見出したのである。
【００２７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、内部に絶縁層を有しこの絶縁層よりも表層側に半導体層を有する半導体基板を用い、この半導体層にトレンチを形成し、半導体層を絶縁層からリリースすることにより可動構造体を形成してなる半導体装置の製造方法において、リリース工程のエッチング時間を短縮するとともに、半導体層のリリース面における針状突起の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明は、従来の製造方法がエッチングステップと保護膜形成ステップとで１つのエッチング条件にてエッチングを継続していたことに対して、エッチングステップと保護膜形成ステップとでエッチング条件を異ならせることに着目し、鋭意検討した結果、創出されたものである。
【００２９】
請求項１に記載の発明では、内部に絶縁層（１３）を有し、絶縁層よりも表層側に半導体層（１２）を有する半導体基板（１０）を用意し、半導体層（１２）の表面側に所定パターンのマスク（２０）を形成するマスク形成工程と、続いて、半導体層（１２）の表面側から半導体層（１２）をエッチングすることにより、半導体層（１２）の表面から絶縁層（１３）に到達するトレンチ（１４）を形成するトレンチ形成工程と、トレンチ（１４）の底部において半導体層（１２）を横方向にエッチングすることにより、半導体層（１２）が絶縁層（１３）からリリースされた部分としての可動構造体（１５）を形成するリリース工程と、を備え、トレンチ形成工程およびリリース工程は、真空チャンバー内に半導体基板（１０）を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行うものであり、さらに、反応性イオンエッチングを、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、トレンチ（１４）の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜（１８）を形成する工程を含むものとして行うようにした半導体装置の製造方法において、次のような特徴点を有するものである。
【００３０】
すなわち、本発明では、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００３１】
それによれば、トレンチ形成工程では、側壁保護効果が比較的強いため、横方向のエッチングすなわちサイドエッチングを抑制しつつ、垂直方向すなわちトレンチ（１４）の深さ方向へのトレンチエッチングを適切に行うことができる。
【００３２】
一方、リリース工程の側壁保護効果が比較的弱いため、リリース工程における横方向へのエッチングレートは、トレンチ形成工程における横方向へのエッチングレートよりも速いものとなる。そのため、従来に比べて、リリース工程のエッチング時間を短縮することができる。
【００３３】
また、リリース工程では、側壁保護効果が比較的弱いため、リリース工程における横方向のエッチングにおいて、側壁保護膜（１８）は除去しやすくなることから、側壁保護膜（１８）が部分的に残ることを抑制することができる。そのため、半導体層（１２）のリリース面（１５ａ）において針状突起が発生しにくくなる。
【００３４】
このように、本発明の製造方法によれば、リリース工程のエッチング時間を短縮するとともに、半導体層（１２）のリリース面（１５ａ）における針状突起の発生を抑制することができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより半導体層（１２）をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより側壁保護膜（１８）を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行うことを特徴としている。
【００３６】
それにより、半導体層（１２）のエッチングを適切に行いつつ当該エッチングとは時間を切り替えてトレンチ（１４）の側壁に側壁保護膜（１８）を形成する工程を含むような反応性イオンエッチングを、適切に実現することができるようになる。
【００３７】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の半導体装置の製造方法において、側壁保護効果をエッチングステップと保護膜形成ステップとの時間比によって変化させるようにしており、トレンチ形成工程におけるエッチングステップの実行時間をｔａ１、保護膜形成ステップの実行時間をｔａ２、これらｔａ１とｔａ２との時間比をｔａ１／ｔａ２とし、リリース工程におけるエッチングステップの実行時間をｔｂ１、保護膜形成ステップの実行時間をｔｂ２、これらｔｂ１とｔｂ２との時間比をｔｂ１／ｔｂ２としたとき、時間比ｔａ１／ｔａ２が時間比ｔｂ１／ｔｂ２よりも小さい関係となるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００３８】
それによれば、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方が保護膜形成ステップの実行時間が短い、すなわち、側壁保護膜（１８）を形成する形成時間が短いものになる。このことから、リリース工程にて形成される側壁保護膜（１８）の方が、トレンチ形成工程にて形成される側壁保護膜（１８）よりも薄いものにできる。
【００３９】
そのため、本発明によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【００４０】
請求項４に記載の発明では、請求項２または請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、側壁保護効果をエッチングステップにおける基板バイアスパワーによって変化させるようにしており、トレンチ形成工程のエッチングステップにおける基板バイアスパワーに対し、リリース工程のエッチングステップにおける基板バイアスパワーの方が大きくなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００４１】
このように基板バイアスパワーを異ならせることにより、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方が、エッチングにおけるスパッタ効果が大きくなると考えられる。
【００４２】
実際に、基板バイアスパワーを異ならせることにより、リリース工程のエッチング時間を短縮し、半導体層（１２）のリリース面における針状突起の発生を抑制できることを確認している。
【００４３】
このように、本発明によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【００４４】
請求項５に記載の発明では、請求項２〜請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、側壁保護効果をエッチングステップにおけるエッチングガス流量によって変化させるようにしており、トレンチ形成工程のエッチングステップにおけるエッチングガス流量に対し、リリース工程のエッチングステップにおけるエッチングガス流量の方が多くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００４５】
それによれば、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方がエッチング性ガスの流量が多くなり、その結果、リリース工程の方が、半導体層（１２）および側壁保護膜（１８）のエッチングレートが速いものになる。
【００４６】
そのため、本発明によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【００４７】
請求項６に記載の発明では、請求項２〜請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、側壁保護効果を保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量によって変化させるようにしており、トレンチ形成工程の保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量に対し、リリース工程の保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量の方が少なくなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００４８】
それによれば、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方が堆積性ガスの流量が少なくなり、その結果として、リリース工程にて形成される側壁保護膜（１８）の方が、トレンチ形成工程にて形成される側壁保護膜（１８）よりも薄いものにできる。
【００４９】
そのため、本発明によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【００５０】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、側壁保護効果を真空チャンバーのチャンバー圧力で変化させるようにしており、トレンチ形成工程におけるチャンバー圧力に対し、リリース工程におけるチャンバー圧力の方が低くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００５１】
反応性イオンエッチングにおいては、真空チャンバー内の圧力すなわちチャンバー圧力を低くするほど、プラズマのエネルギーが大きくなることは自明である。
【００５２】
つまり、本発明のように、トレンチ形成工程とリリース工程とで、リリース工程の方を低いチャンバー圧力とすることにより、リリース工程の方がエッチングステップにおけるスパッタ効果が大きくなると考えられる。このことは、上記請求項４の製造方法にて述べた基板バイアスパワーの切り替えによる効果と同様である。
【００５３】
そのため、本発明によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【００５４】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、側壁保護効果を半導体基板（１０）の温度で変化させるようにしており、トレンチ形成工程における半導体基板（１０）の温度に対し、リリース工程における半導体基板（１０）の温度の方が高くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにしたことを特徴としている。
【００５５】
反応性イオンエッチングにおいては、半導体基板の温度を高くするほど、側壁保護膜の膜厚が薄くなるのは自明である。
【００５６】
つまり、本発明のように、トレンチ形成工程とリリース工程とで、リリース工程の方を高い基板温度とすることにより、トレンチ形成工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜（１８）による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【００５７】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８に記載の半導体装置の製造方法において、リリース工程では、可動構造体（１５）における絶縁層（１３）との対向面（１５ａ）を凸形状とするように、エッチングを行うことを特徴としている。
【００５８】
本発明者らの検討によれば、上記請求項１に記載されている製造方法を用いれば、リリース工程におけるエッチングによって、リリース後の可動構造体（１５）における絶縁層（１３）との対向面（１５ａ）すなわちリリース面（１５ａ）が凸形状にできることがわかった。
【００５９】
このように、可動構造体（１５）における絶縁層（１３）との対向面（１５ａ）が凸形状となることにより、可動構造体（１５）とこれに対向する絶縁層（１３）とが接触したとしても、その接触面積は小さいものとなり、両者の付着が極力防止される。
【００６０】
つまり、本発明によれば、従来より可動構造体において問題とされてきた、可動構造体のスティッキングの防止を有効に図ることができる。
【００６１】
請求項１０に記載の発明では、請求項１〜請求項９に記載の半導体装置の製造方法において、トレンチ（１４）の深さをｈ、トレンチ（１４）の幅をｗとし、幅ｗに対する深さｈの比ｈ／ｗをアスペクト比としたときに、トレンチ形成工程では、可動構造体（１５）を形成するための隣り合うトレンチ（１４）のうち、少なくとも１つのトレンチ（１４）のアスペクト比ｈ／ｗが２．５以上となるように、エッチングを行うようにしたことを特徴としている。
【００６２】
本発明者らの検討によれば、トレンチ形成工程において、可動構造体（１５）を形成するための隣り合うトレンチ（１４）の両方が、そのアスペクト比ｈ／ｗが２．５未満となるようにエッチングが行われた場合、その後のリリース工程のエッチングにおいて、ノッチ（２１）が形成されにくく、可動構造体（１５）がリリースされにくいことがわかった（図７参照）。
【００６３】
それに鑑みて、トレンチ形成工程において、可動構造体（１５）を形成するための隣り合うトレンチ（１４）のうち、少なくとも１つのトレンチ（１４）のアスペクト比ｈ／ｗが２．５以上となるように、エッチングを行えば、リリース工程のエッチングにおいてノッチ（２１）の形成が適切に行われる。
【００６４】
つまり、本発明のように、アスペクト比を規定することは、可動構造体（１５）のリリースを適切に行うためには好ましい。
【００６５】
請求項１１に記載の発明では、請求項１〜請求項１０に記載の半導体装置の製造方法において、可動構造体（１５）は、可動構造体（１５）に連結されるとともに周囲をトレンチ（１４）で囲まれたアンカー部（１６）によって、絶縁層（１３）に支持されているものであり、トレンチ（１４）の深さをｈ、トレンチ（１４）の幅をｗとし、幅ｗに対する深さｈの比ｈ／ｗをアスペクト比としたとき、トレンチ形成工程では、アンカー部（１６）のうち少なくとも対向する２辺の外側に位置するトレンチ（１４）のアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるように、エッチングを行うことを特徴としている。
【００６６】
上述したように、本発明者らの検討によれば、トレンチ形成工程において、トレンチ（１４）のアスペクト比ｈ／ｗが２．５未満となるようにエッチングした場合、リリース工程において、ノッチ（２１）が形成されにくい。
【００６７】
さらに、この検討結果から、トレンチ（１４）のアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるようにエッチングした場合には、ほとんどノッチ（２１）が形成されないことがわかった（図７参照）。
【００６８】
つまり、半導体層（１２）が絶縁層（１３）からリリースされずに残っていなければならないアンカー部（１６）においては、トレンチ形成工程にて、アンカー部（１６）のうち少なくとも対向する２辺の外側に位置するトレンチ（１４）のアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるように、エッチングを行うことにより、アンカー部（１６）を適切に形成することができる。
【００６９】
さらに、請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の半導体装置の製造方法において、アンカー部（１６）は、可動構造体（１５）に接続されている配線部（１９）およびパッド（１７）が設けられたものであることを特徴としている。
【００７０】
このように、アンカー部（１６）には、可動構造体（１５）に接続されている配線部（１９）およびパッド（１７）が設けられたものであってもよい。
【００７１】
ここで、請求項１３に記載の発明のように、請求項１〜請求項１２に記載の半導体装置の製造方法においては、半導体基板（１０）として、半導体層（１２）がシリコンで構成されているものを用いることができる。
【００７２】
また、請求項１４に記載の発明のように、請求項１〜請求項１３に記載の半導体装置の製造方法においては、半導体基板（１０）として、絶縁層（１３）がシリコン酸化膜で構成されているものを用いることができる。
【００７３】
また、請求項１５に記載の発明のように、請求項１〜請求項１４に記載の半導体装置の製造方法においては、可動構造体（１５）が力学量の印加により可動となっている半導体力学量センサに適用されるものにできる。
【００７４】
なお、上記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】
【００７５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体装置としての半導体加速度センサＳ１の概略断面図である。
【００７６】
本加速度センサＳ１は、半導体基板１０を加工してなるものであり、この半導体基板１０は、第１のシリコン層１１の上に絶縁層としてのシリコン酸化膜１３、その上に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ＳＯＩ基板である。
【００７７】
ここで、第２のシリコン層１２には、第２のシリコン層１２の表面からシリコン酸化膜１３に到達するトレンチ１４が形成されている。また、第２のシリコン層１２の一部は、シリコン酸化膜１３とは離間して対向した部分となっており、この部分は可動構造体１５として構成されている。
【００７８】
言い換えるならば、第２のシリコン層１２に形成された可動構造体１５は、その周囲の第２のシリコン層１２の部分とはトレンチ１４を介して区画されているとともに、可動構造体１５の下には空洞部が形成されている。
【００７９】
ここで、図２、図３は、この可動構造体１５の支持構造の一例を示す図であり、図２は当該支持構造の一部断面斜視図、図３（ａ）は、図２中のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、図３（ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。なお、これら図２、図３においては、後述する製造方法にて用いられるエッチング用のマスク２０が付いた状態として示されている。
【００８０】
図２、図３に示されるように、可動構造体１５はアンカー部１６に連結されており、このアンカー部１６はシリコン酸化膜１３を介して第１のシリコン層１１に支持されている。このように可動構造体１５は、アンカー部１６に支持されることにより、可動状態となっている。
【００８１】
そして、この可動構造体１５を利用して加速度の検出が行われるが、その検出動作は、たとえば、通常知られている一般的な容量式加速度センサと同様のものにすることができる。
【００８２】
すなわち、加速度が印加されたときに、可動構造体１５が所定方向へ変位もしくは変形し、それによって、トレンチ１４を介して隔てられている可動構造体１５とその周囲の固定部（固定電極）との距離が変化する。このような距離の変化に伴う可動構造体１５と当該固定部との間の容量変化を検出することにより、印加された加速度を検出することができる。
【００８３】
なお、図１において、第２のシリコン層１２の適所には、アルミニウム（Ａｌ）等からなるパッド１７が設けられている。このパッド１７は、外部回路等との接続を行うためのものであり、容量式加速度センサの場合、実際には、少なくとも可動構造体用のパッドと固定部（固定電極）用のパッドが設けられている。
【００８４】
［製造方法］
次に、上記図１に示す加速度センサＳ１の製造方法について、図４を参照して述べる。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、上記加速度センサＳ１の製造方法を断面的に示す工程図である。なお、上記図１〜図３においては、側壁保護膜１８は省略してある。
【００８５】
まず、図４（ａ）に示されるように、内部に絶縁層としてのシリコン酸化膜１３を有し、シリコン酸化膜１３よりも表層側に半導体層としての第２のシリコン層１２を有する半導体基板１０、すなわちＳＯＩ基板１０を用意する。
【００８６】
そして、この半導体基板１０における第２のシリコン層１２の表面に、スパッタや蒸着等の成膜法およびフォトリソグラフ技術等を用いて、アルミニウム等からなるパッド１７を形成する。
【００８７】
次に、図４（ｂ）に示されるように、半導体層としての第２のシリコン層１２の表面側に所定パターンの上記マスク２０を形成する（マスク形成工程）。
【００８８】
このマスク２０は、光硬化型樹脂や熱硬化型樹脂等からなるレジスト材料を用い、フォトリソグラフ技術等を駆使することにより形成することができる。そして、このマスク２０は、上記トレンチ１４となる部位に開口部を有するパターンのマスク２０として形成される。
【００８９】
続いて、図４（ｃ）に示されるように、第２のシリコン層（半導体層）１２の表面側から第２のシリコン層１２をエッチングすることによって、第２のシリコン層１２の表面からシリコン酸化膜（絶縁層）１３に到達するトレンチ１４を形成する（トレンチ形成工程）。
【００９０】
このトレンチ形成工程は、真空チャンバー内に半導体基板１０を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行う。そして、この反応性イオンエッチングは、エッチングと同時かもしくはエッチングとは時間を切り替えて、トレンチ１４の側壁に当該側壁を保護する側壁保護膜を形成する工程を含むものとして行う。
【００９１】
つまり、本実施形態のトレンチ形成工程においても、上記図１０に示したようなトレンチ形成方法と同様のエッチング方法を採用することができる。
【００９２】
すなわち、反応性イオンエッチングを、エッチング性ガスのプラズマにより第２のシリコン層（半導体層）１２をエッチングするエッチングステップと、堆積性ガスのプラズマにより側壁保護膜１８を形成する保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返すことによってなされる工程として行う。
【００９３】
具体的には、上記図１０に示される方法と同様に、エッチングステップとして、半導体基板１０にバイアス電力（バイアスパワー）を印加した状態で、真空チャンバー内に、エッチング性ガスとしてシリコンエッチングを行うためのＳＦ6ガスを所定時間（例えば、７秒）導入する。これにより、半導体層である第２のシリコン層１２がエッチングされ、トレンチ１４が部分的に形成される。
【００９４】
次に、保護膜形成ステップとして、ＳＦ6ガスの導入を停止し、半導体基板１０にはバイアス電力を印加しない状態で、真空チャンバー内に、堆積性ガスとしてＣ4Ｆ8ガスを所定時間（例えば、５秒）導入する。それにより、トレンチ１４の側壁および底部に均一に側壁保護膜１８が形成される。
【００９５】
そして、このようなエッチングステップと保護膜形成ステップとを、切り替えながら交互に繰り返して行う。たとえば、３サイクル以上繰り返す。
【００９６】
それにより、最終的に、図４（ｃ）に示されるように、第２のシリコン層（半導体層）１２の表面からシリコン酸化膜（絶縁層）１３に到達するとともに、側壁に側壁保護膜１８が形成されたトレンチ１４が完成する。
【００９７】
次に、図４（ｄ）、（ｅ）に示されるように、トレンチ１４の底部において第２のシリコン層（半導体層）１２を横方向にエッチングすることにより、第２のシリコン層１２がシリコン酸化膜（絶縁層）１３からリリースされた部分としての可動構造体１５を形成する（リリース工程）。
【００９８】
このリリース工程も、トレンチ形成工程と同様に、真空チャンバー内に半導体基板１０を設置し、反応性ガスを導入してプラズマ化させた状態で行う反応性イオンエッチングにより行う。そして、この反応性イオンエッチングは、上記同様に、エッチング性ガスを導入するエッチングステップと堆積性ガスを導入する保護膜エッチングとを時間を切り替えて行うようにする。
【００９９】
それによって、本実施形態のリリース工程においても、上記図１１に示したような横方向のエッチングが行われる。つまり、エッチング性ガスのプラスイオンは、トレンチ１４の底部において、プラスに帯電したシリコン酸化膜（絶縁層）１３と反発しあって、横方向へ反跳することにより、第２のシリコン層１２が横方向にエッチングされてノッチ２１が形成される。
【０１００】
ここで、本実施形態においても、横方向のエッチングでは、エッチング性ガスは、保護膜形成ステップにて形成される側壁保護膜１８をエッチングして除去しながら、第２のシリコン層（半導体層）１２をエッチングしていく。そして、このエッチングの継続により、やがて、第２のシリコン層１２がシリコン酸化膜（絶縁層）１３からリリースされた部分としての可動構造体１５ができあがる。
【０１０１】
続いて、マスク２０を酸素（Ｏ２）アッシング等のドライエッチング手法を用いて除去することにより、上記加速度センサＳ１が完成する。
【０１０２】
このような製造方法において、本実施形態では、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、トレンチ形成工程（図４（ｃ）参照）とリリース工程（図４（ｄ）、（ｅ）参照）とでエッチング条件を切り替えて行うようにした独自の方法を採用している。
【０１０３】
［時間比の変化］
具体的なエッチング条件の切替としては、まず、側壁保護効果をエッチングステップと保護膜形成ステップとの時間比によって変化させるようにする。
【０１０４】
つまり、トレンチ形成工程におけるエッチングステップの実行時間をｔａ１、保護膜形成ステップの実行時間をｔａ２、これらｔａ１とｔａ２との時間比をｔａ１／ｔａ２とし、リリース工程におけるエッチングステップの実行時間をｔｂ１、保護膜形成ステップの実行時間をｔｂ２、これらｔｂ１とｔｂ２との時間比をｔｂ１／ｔｂ２としたとき、時間比ｔａ１／ｔａ２が時間比ｔｂ１／ｔｂ２よりも小さい関係となるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。
【０１０５】
限定するものではないが、一例を挙げると、トレンチ形成工程では、エッチングステップの実行時間ｔａ１を７秒、保護膜形成ステップの実行時間ｔａ２を５秒とし、時間比ｔａ１／ｔａ２を１．４とする。
【０１０６】
一方、リリース工程では、エッチング条件を切り替えて、エッチングステップの実行時間ｔｂ１を７秒、保護膜形成ステップの実行時間ｔｂ２を４秒とし、時間比ｔｂ１／ｔｂ２を１．７５と大きくする。
【０１０７】
このようにすることで、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方が保護膜形成ステップの実行時間が短い、すなわち、側壁保護膜１８を形成する形成時間が短いものになる。このことから、リリース工程にて形成される側壁保護膜１８の方が、トレンチ形成工程にて形成される側壁保護膜１８よりも薄いものにできる。
【０１０８】
そのため、この時間比を変化させる方法によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【０１０９】
［基板バイアスパワーの変化］
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果をエッチングステップにおける基板バイアスパワーによって変化させるようにしてもよい。
【０１１０】
つまり、トレンチ形成工程のエッチングステップにおける基板バイアスパワーに対し、リリース工程のエッチングステップにおける基板バイアスパワーの方が大きくなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。
【０１１１】
限定するものではないが、一例を挙げると、トレンチ形成工程では、エッチングステップにおける基板バイアスパワー（基板バイアス電力）を２３Ｗとし、一方、リリース工程では、エッチング条件を切り替えて、エッチングステップにおける基板バイアスパワー（基板バイアス電力）を５０Ｗ〜７０Ｗとする。
【０１１２】
このようにリリース工程の基板バイアスパワーを大きくすることにより、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方が、エッチングにおけるスパッタ効果が大きくなると考えられる。
【０１１３】
これは、第２のシリコン層（半導体層）１２をエッチングするエッチングステップでは、半導体基板１０にバイアスパワー（バイアス電力）を印加することでエッチング性ガスのプラズマを基板方向に引きつけて異方性を持たせていることによると考えられる。
【０１１４】
実際に、上記した一例のように、基板バイアスパワーを異ならせることにより、リリース工程のエッチング時間を短縮し、第２のシリコン層（半導体層）１２のリリース面における針状突起の発生を抑制できることが確認されている。
【０１１５】
また、リリース工程のエッチングステップにおける基板バイアスパワーの法を大きくするにあたっては、あまり大きくしすぎると、トレンチ１４の底部以外の側壁保護膜１８までもエッチングされてしまう。本発明者らの検討では、上記した一例のように、約７０Ｗ以下程度が好ましい。
【０１１６】
このように、この基板バイアスパワーを変化させる方法によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【０１１７】
［エッチング性ガス流量の変化］
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果をエッチングステップにおけるエッチング性ガス流量によって変化させるようにしてもよい。
【０１１８】
つまり、トレンチ形成工程のエッチングステップにおけるエッチング性ガス流量に対し、リリース工程のエッチングステップにおけるエッチング性ガス流量の方が多くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。
【０１１９】
それによれば、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方がエッチング性ガスの流量が多くなり、その結果、リリース工程の方が、第２のシリコン層（半導体層）１２および側壁保護膜１８のエッチングレートが速いものになる。
【０１２０】
このように、このエッチング性ガス流量を変化させる方法によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【０１２１】
［堆積性ガス流量の変化］
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果を保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量によって変化させるようにしてもよい。
【０１２２】
つまり、トレンチ形成工程の保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量に対し、リリース工程の保護膜形成ステップにおける堆積性ガス流量の方が少なくなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。
【０１２３】
それによれば、トレンチ形成工程とリリース工程とでは、リリース工程の方が堆積性ガスの流量が少なくなり、その結果、リリース工程にて形成される側壁保護膜１８の方が、トレンチ形成工程にて形成される側壁保護膜１８よりも薄いものにできる。
【０１２４】
このように、この堆積性ガス流量を変化させる方法によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【０１２５】
［チャンバー圧力の変化］
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果を真空チャンバーのチャンバー圧力で変化させるようにしてもよい。
【０１２６】
つまり、トレンチ形成工程におけるチャンバー圧力に対し、リリース工程におけるチャンバー圧力の方が低くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。
【０１２７】
反応性イオンエッチングにおいては、真空チャンバー内の圧力すなわちチャンバー圧力を低くするほど、プラズマのエネルギーが大きくなることは自明である。
【０１２８】
つまり、トレンチ形成工程とリリース工程とで、リリース工程の方を低いチャンバー圧力とすることにより、リリース工程の方がエッチングステップにおけるスパッタ効果が大きくなると考えられる。このことは、上記した基板バイアスパワーの切り替えによる効果と同様である。
【０１２９】
そのため、このチャンバー圧力を変化させる方法によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【０１３０】
［基板温度の変化］
また、具体的なエッチング条件の切替としては、側壁保護効果を半導体基板１０の温度で変化させるようにしてもよい。
【０１３１】
つまり、トレンチ形成工程における半導体基板温度に対し、リリース工程における半導体基板温度の方が高くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う。
【０１３２】
反応性イオンエッチングにおいては、半導体基板温度を高くするほど、側壁保護膜１８は吸着しにくくなり、その膜厚が薄くなることは自明である。
【０１３３】
そのため、この半導体基板温度を変化させる方法によれば、トレンチ形成工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護膜１８による側壁保護効果の方が相対的に弱くなることを、適切に実現することができる。
【０１３４】
以上のように、本実施形態では、トレンチ形成工程よりもリリース工程の方にて側壁保護効果を弱くする方法として、エッチングステップと保護膜形成ステップとの時間比の変化、基板バイアスパワーの変化、エッチング性ガス流量の変化、堆積性ガス流量の変化、チャンバー圧力、半導体基板温度の変化等の方法を採用することができる。
【０１３５】
そして、これら種々の方法は、独立して１つずつ行うようにしてもよいが、複数の方法を同時に行うようにしてもよく、すべての方法を同時に行うようにしてもよいことはもちろんである。
【０１３６】
このように、本実施形態では、トレンチ形成工程における側壁保護効果よりもリリース工程における側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行う独自の製造方法を採用することによって、まずは、トレンチ形成工程の側壁保護効果が比較的強いため、垂直方向すなわちトレンチ１４の深さ方向へのトレンチエッチングを適切に行うことができる。
【０１３７】
一方、リリース工程の側壁保護効果が比較的弱いため、リリース工程における横方向へのエッチングレートは、トレンチ形成工程における横方向へのエッチングレートよりも速いものとなる。そのため、従来に比べて、リリース工程のエッチング時間を短縮することができる。
【０１３８】
また、リリース工程の側壁保護効果が比較的弱いため、リリース工程における横方向のエッチングにおいて、側壁保護膜１８は除去しやすくなることから、側壁保護膜１８が部分的に残ることを抑制することができる。そのため、第２のシリコン層（半導体層）１２のリリース面において針状突起が発生しにくくなる。
【０１３９】
このように、本実施形態の製造方法によれば、リリース工程のエッチング時間を短縮するとともに、第２のシリコン層（半導体層）１２のリリース面における針状突起の発生を抑制することができる。
【０１４０】
ちなみに、トレンチ形成工程においても、リリース工程と同様に、側壁保護効果が弱いエッチング条件でトレンチエッチングを行うと、トレンチエッチングにおける横方向のエッチングが促進され、できあがったトレンチ自体が横幅の大きなものとなり、所望のトレンチ幅を得にくくなってしまう。
【０１４１】
また、本実施形態では、第２のシリコン層（半導体層）１２のリリース面における針状突起の発生を抑制することができるが、本実施形態の製造方法によりできあがった加速度センサＳ１においては、上記図１や図４（ｅ）に示されるように、リリース後の可動構造体１５におけるシリコン酸化膜（絶縁層）１３との対向面１５ａすなわちリリース面１５ａが凸形状となっている。
【０１４２】
このように、可動構造体１５のリリース面１５ａが凸形状となるように、リリース工程におけるエッチングがなされることは、実験的にわかったものである。
【０１４３】
そして、それにより、可動構造体１５とこれに対向するシリコン酸化膜（絶縁層）１３とが接触したとしても、その接触面積は小さいものとなり、両者１３、１５の付着が極力防止される。つまり、本実施形態によれば、従来より可動構造体において問題とされてきた、可動構造体のスティッキングの防止を有効に図ることができる。
【０１４４】
［トレンチのアスペクト比］
また、本発明者らの検討によれば、トレンチ１４のアスペクト比を所定範囲とするように、トレンチ形成工程におけるエッチングを行うことが好ましいことを見出した。このことについて、図５、図６、図７を参照して説明する。なお、図５、図６では側壁保護膜１８は省略してある。
【０１４５】
図５は、ノッチ２１が形成された状態のトレンチ１４を示す概略断面図である。この図５に示されるように、トレンチ１４の深さをｈ、トレンチ１４の幅をｗとすると、トレンチ１４のアスペクト比は、幅ｗに対する深さｈの比ｈ／ｗとして表される。
【０１４６】
図６は、このトレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗを変えて、トレンチ形成工程を行い、続いて、リリース工程を行ったとき場合におけるノッチ２１の形成の様子を示す概略断面図である。なお、この図６は、実物を顕微鏡観察した結果に基づいて模式的に表した図である。
【０１４７】
この図６に示されるように、トレンチ１４のアスペクト比が小さくなるにつれて、ノッチ２１が形成されにくくなっていることがわかる。そして、図７は、このアスペクト比に対するノッチレートの変化を調べた結果を示す図である。
【０１４８】
ここで、ノッチレートは、上記図５に示されるように、横方向に沿ったノッチ２１の幅ｗｔを採用し、リリース工程のエッチングにおけるノッチの幅ｗｔの形成速度（単位：μｍ／ｍｉｎ）を示すものである。つまり、ノッチレートが０に近いということは、ノッチ２１が実質形成されないことであり、ノッチ２１が形成されなければ、可動構造体１５のリリースも行うことができない。
【０１４９】
図７から、トレンチ１４のアスペクト比が小さくなるにつれて、ノッチ２１の形成速度が小さくなることがわかる。そして、おおよそトレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２．５以上であれば、十分な大きさのノッチレートが確保されている。
【０１５０】
つまり、トレンチ形成工程においてトレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２．５以上となるようにエッチングを行えば、リリース工程において、適切にノッチ２１が形成され、リリース工程におけるエッチング時間が短縮できるのである。
【０１５１】
ここで、可動構造体１５を形成するための隣り合うトレンチ１４のうち両方のトレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２．５よりも小さいと、両方のトレンチ１４においてノッチ２１の形成が不十分となって、リリースが行われにくくなる。
【０１５２】
しかし、上記隣り合うトレンチ１４のうちどちらか一方のトレンチ１４において、アスペクト比ｈ／ｗが２．５以上であれば、アスペクト比ｈ／ｗが２．５以上である方のトレンチ１４の側から適切にノッチ２１が形成され、リリースが容易になる。
【０１５３】
このようなことから、本実施形態においては、トレンチ形成工程では、可動構造体１５を形成するための隣り合うトレンチ１４のうち、少なくとも１つのトレンチのアスペクト比ｈ／ｗが２．５以上となるように、エッチングを行うことが好ましい。それにより、可動構造体１５のリリースを適切に行うことができる。
【０１５４】
また、上記図２、図３に示したように、可動構造体１５は、可動構造体１５に連結されるとともに周囲をトレンチ１４で囲まれたアンカー部１６によって、シリコン酸化膜（絶縁層）１３に支持されている。
【０１５５】
ここで、本実施形態の製造方法においては、トレンチ形成工程では、アンカー部１６のうち少なくとも対向する２辺の外側に位置するトレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるように、エッチングを行うことが好ましい。
【０１５６】
上述したように、本発明者らの検討によれば、トレンチ形成工程において、トレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２．５未満となるようにエッチングした場合、リリース工程において、ノッチ２１が形成されにくい。
【０１５７】
さらに、この検討結果を示す上記図７から、トレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるようにエッチングした場合には、ほとんどノッチ２１が形成されないことがわかる。
【０１５８】
つまり、第２のシリコン層（半導体層）１２がシリコン酸化膜（絶縁層）１３からリリースされずに残っていなければならないアンカー部１６においては、トレンチ形成工程にて、アンカー部１６のうち少なくとも対向する２辺の外側に位置するトレンチ１４のアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるように、エッチングを行うことにより、アンカー部１６を適切に形成することができる。
【０１５９】
なお、上記図２、図３に示した例では、アンカー部１６のうち可動構造体１５と連結されている部位を除く３辺に位置するトレンチ１４において、そのアスペクト比ｈ／ｗが２以下となるように、トレンチ形成工程におけるエッチングが行われている。
【０１６０】
［アンカー部の変形例］
アンカー部１６の変形例を図８に示す。この図８において（ａ）は一部断面斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。なお、この図８においても側壁保護膜１８は省略してある。
【０１６１】
この図８に示されるように、アンカー部１６は、可動構造体１５に接続されている配線部１９およびパッド１７が設けられたものであってもよい。ここでは、可動構造体１５は配線部１９を介してパッド１７に電気的に接続されている。
【０１６２】
以上述べてきたように、従来の製造方法がエッチングステップと保護膜形成ステップとで１つのエッチング条件にてエッチングを継続していたことに対して、本実施形態は、トレンチ形成工程における側壁保護効果よりも、リリース工程における側壁保護効果の方が相対的に弱くなるように、トレンチ形成工程とリリース工程とでエッチング条件を切り替えて行うようにした製造方法を提供するものである。そして、細部については適宜設計変更が可能である。
【０１６３】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、トレンチ形成工程およびリリース工程において、エッチング性ガスと堆積性ガスとを時間を切り替えて真空チャンバーへ導入するようにしたが、これらエッチング性ガスおよび堆積性ガスを同時に、たとえば両者の混合ガスとして真空チャンバーへ導入するようにしてもよい。
【０１６４】
また、エッチング性ガスおよび堆積性ガスは各々単一ガスとは限らず、たとえばエッチング性ガス、堆積性ガスに複数の混合ガスを用いても何ら差し支えない。
【０１６５】
また、本発明に用いる半導体基板としては、内部に絶縁層を有し該絶縁層よりも表層側に半導体層を有する半導体基板であればよく、上記したＳＯＩ基板に限定されるものではない。
【０１６６】
また、本発明は、上述した半導体加速度センサにその適用が限定されるものではない。たとえば、それ以外にも半導体ジャイロセンサ、半導体圧力センサ、半導体ガスセンサ、半導体フローセンサ、半導体赤外線センサ、半導体湿度センサ等、力学量の印加により可動となっている可動構造体を有するもの適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置としての半導体加速度センサの概略断面図である。
【図２】可動構造体の支持構造の一例を示す一部斜視断面図である。
【図３】（ａ）は、図２中のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（ｂ）は、図２中のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。
【図４】上記実施形態に係る半導体加速度センサの製造方法を断面的に示す工程図である。
【図５】ノッチが形成された状態のトレンチを示す概略断面図である。
【図６】トレンチのアスペクト比ｈ／ｗを変えてトレンチ形成工程を行い、続いて、リリース工程を行ったとき場合におけるノッチの形成の様子を示す概略断面図である。
【図７】トレンチのアスペクト比に対するノッチレートの変化を調べた結果を示す図である。
【図８】アンカー部の変形例を示す図であり、（ａ）は一部断面斜視図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。
【図９】一般的な半導体装置の断面構成を示す図である。
【図１０】従来の一般的なトレンチ形成工程を示す断面図である。
【図１１】従来の一般的なリリース工程を示す断面図である。
【図１２】従来のリリース工程における横方向のエッチングの様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１０…半導体基板、１２…半導体層としての第２のシリコン層、
１３…絶縁層としてのシリコン酸化膜、１４…トレンチ、１５…可動構造体、
１５ａ…可動構造体における絶縁層との対向面、１６…アンカー部、
１７…パッド、１８…側壁保護膜、１９…配線部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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