(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の層（１）から形成され、該第１の層（１）上に絶縁された第２の層（２）が配設されており、該第２の層（２）上に導電的な第３の層（３）が被着されており、構成要素として１つの枠体（８）を有し、該枠体（８）内にウエブ（９）を介して揺動可能に配設された揺動質量体（５）に設けられた櫛形構造を有する加速度センサを備え、該加速度センサは検出方向で揺動質量体の揺動方向に垂直に配設されており、該加速度センサの支持バーと変位可能な質量体（７）から出ている導体路（４）はウエブ（９）を介して枠体（８）へ案内される、回転レートセンサの製造方法において、
第３のカバー層（１４）を第３の層（３）上に被着し、
前記第３のカバー層（１４）を回転レートセンサの揺動質量体（５）の形態と加速度センサ（６）の櫛形構造部（１３）の形態と導体路（４）の形態に構造化し、
構造化された第３のカバー層（１４）上に第４のカバー層（１６）を被着し、
前記第４のカバー層（１６）を回転レートセンサの揺動質量体の形態に構造化し、
引き続き前記第４のカバー層（１６）をマスクとして用いて、第３の層と第２の層とを完全に貫通して
第１の層の一部にも貫通するようにエッチングが生じるまでエッチングし、該エッチングは第１の層に残留する肉厚が第３の層の厚さに相応するまで行われる、エッチング過程を実施し、
それに続けて前記第４のカバー層（１６）を除去し、第３のカバー層（１４）をマスクとして用いて第１の層と第３の層のみをエッチングし、該エッチングは第２の層に対する溝が形成されるまで続けられるエッチング過程を実施し、
第２の層（２）をエッチングするエッチング過程を実施し、
加速度センサ（６）の変位可能な質量体（７）下方の第２の層（２）を除去し、
導体路（４）の構造部を形成し、
回転レートセンサの揺動質量体（５）を形成し、
最後に第３のカバー層を除去することを特徴とする方法。
【請求項２】
第３のカバー層（１４）の被着前に第３の層（３）上に導電層（２４）を導体路（４）の構造部に応じて被着する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１の層（１）の裏側に第１及び第２のカバー層（１１，１２）を被着し、
回転レートセンサの前記枠体（８）内の第１及び第２のカバー層（１１，１２）を除去し、
前記第１の層（１）の裏側を所定の厚さまで除去する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の層（１）の裏側に被着された第１若しくは第２のカバー層（１１，１２）に、パッシベーション層（１７）を被着する、請求項３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の層から形成され、該第１の層上に絶縁された第２の層が配設されており、該第２の層上に導電的な第３の層が被着されており、構成要素として加速センサを備えている、回転レートセンサの製造方法に関している。
【背景技術】
【０００２】
まだ未公開のドイツ連邦共和国特許出願第４４１９８４４号明細書には３つの層で構成されている加速センサが開示されている。第１の層は支持プレートとして使用されており、該支持プレート上には第２の絶縁層が被着されている。第２の絶縁層上には第３の層が被着されている。この第３の層からは加速センサの可動素子が引き出されて形成されている。電気的なリード導体は第３の層の上側に配置されている。この可動部分は絶縁溝によって第３の層の他の領域から絶縁されている。この加速センサはシリコンから引き出されて形成されている。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願第４４１９８４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、構成要素として加速センサを備えている、回転レートセンサの低コスト化の実現と製造方法の簡単化を計ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題は本発明により、第３のカバー層を第３の層上に被着し、第３のカバー層を回転レートセンサの揺動系と加速センサの櫛形構造部と導体路の形で構造化し、構造化された第３のカバー層上に第４のカバー層を被着し、前記第４のカバー層を回転レートセンサの揺動構造部の形で構造化し、引き続き第３の層と第２の層から揺動構造部を引き出し形成し、さらに第４のカバー層を除去し、第３の層から加速センサと導体路の構造部を引き出し形成し、加速センサの変位可能な質量体下方の第２の層を除去し、第２の層から導体路の構造部を引き出し形成し、第３の層から回転レートセンサの揺動構造部を引き出し形成し、最後に第３のカバー層を除去するようにして解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本発明による製造方法の別の有利な構成例及び改善例は従属請求項に記載される。特に有利には、加速センサがシリコン−オン−アイソレータ−層系から引き出されて形成される。この手法によればシリコン−オン−アイソレータ（ＳＯＩ）−層系の利点を加速センサの製造に利用することができる。
【０００６】
加速センサの別の有利な構成によれば、可動素子として櫛形構造部が使用される。この構造部は第３の層の表面に対して平行に変位可能である。この手法によれば、第３の層表面に対して平行に作用する力を検出することが可能となる。加速センサの別の有利な構成例によれば、第１のプレートを備えた１つの可動素子と、第２のプレートを備えた２つの固定素子とを有する櫛形構造部が使用される。この第１及び第２のプレートは次のように配設される。すなわち可動素子の変位の際に第１のプレートの一部が第２のプレートから離れ、第１のプレートの第２の部分が第２のプレート近傍にもたらされるように配設される。この第１及び第２のプレートはコンデンサを形成し、可動素子の変位の際にはプレートの間隔を変え、それに伴ってコンデンサのキャパシタンスも変化する。このようにして２つの異なる測定信号が形成される。これらの信号は評価され、それによって可動素子の変位とそれに伴う作用力又は加速がより高精度に算出される。
【０００７】
導体路の導電性は有利には次のようにして改善される。すなわちボンディングパッドやリード導体の形の導電層が導体路上に被着されることによって改善される。
【０００８】
加速センサの有利な適用例では、加速センサが回転レートセンサの揺動系上に形成され、さらに回転レートセンサが請求項５に相応して構成される。それによれば回転数センサの製造が簡単になる。なぜなら揺動系と加速センサが三層系から引き出されて形成されるからである。回転レートセンサの上に形成される加速センサの別の有利な実施例によれば、導体路が回転レートセンサの枠体まで案内される。この枠内では揺動系が変位可能に懸架されている。
【０００９】
本発明による方法の別の有利な実施例では、まず初めに導体路の構造化ないしは導体路及び懸架部の構造化が行われ、引き続いて加速センサの可動素子が、特に櫛形構造部が第３の層から引き出されて形成される。それにより櫛形構造部へのカバー層の被着の必要性が無くなる。このカバー層は最終的な除去が困難なものである。
【００１０】
本発明による方法の別の有利な実施例では、第１の層にパッシベーション層が被着される。さらに有利には、パッシベーション層が揺動系の領域内で析出され、第１の層が所定の厚さにエッチングされる。
【実施例】
【００１１】
図１には加速センサ６が示されている。この加速センサ６は三層系で構成されている。この実施例では、シリコン−オン−アイソレータ（ＳＯＩ）層系が用いられている。しかしながらその他の三層系も考えられる。この場合は最上層が構造化可能で、中間層は構造化と横方向でのエッチングが可能で絶縁される。
【００１２】
支持プレートとして第１の層１が使用される。この第１の層１はシリコンから形成される。第１の層の上には第２の層２が被着される。この第２の層２は酸化シリコンで形成される。第３の層も同様にシリコンから形成される。第３の層３の中央には変位可能な質量体７が引き出されて形成されている。この質量体７は、長手支持体からなる。この支持体は両方の長手側にそれぞれ３つのプレートを有している。これらのプレートは支持体の長手方向に対して直角に配設されている。変位可能な質量体７は各端部においてそれぞれ１つの撓みウエブ１７を介して支持部１８と支持体の長手方向で変位可能に接続されている。支持部１８は第２の層２を介して第１の層１と固定的に接続されている。変位可能な質量体７と撓みウエブ１７の下方では第２の層２が除去されている。これはＳｉＯ２のもとでエッチング手法を用いて行われる。このような変位可能な質量体の構成はドイツ連邦共和国特許出願第４４１９８４４号明細書に相応に開示されている。
【００１３】
前記支持体に並列に、変位可能な質量体７はそれぞれ１つの縦長の支持バー１９が第３の層３から引き出されて形成されている。この支持バー１９は３つのプレートを有しており、これらの３つのプレートは変位可能な質量体７の支持体の方向へ配向されている。支持バー１９は第２の層２を介して第１の層１と固定的に接続されている。支持バー１９のプレートはそれぞれ変位可能な質量体７のプレートの右側に配設されている。その他の支持バー１９のプレートはそれぞれ変位可能な質量体７のプレートの左側に配設されている。ここにおいて変位可能な質量体７が変位したならば、この変位可能な質量体７の一方の側に配設されたプレートと、支持バーのプレートとの間の間隔が小さくなり、同時に変位可能な質量体７の別の側に配設されたプレートと、第２の支持バーのプレートとの間の間隔が大きくなる。２つの支持バーからはそれぞれ１つの導体路４が加速センサの共通の縁部に引き出される。この導体路４は第３の層３から引き出されて形成され、第２の層２を介して、第１の層１から電気的に絶縁されている。導体路４は切欠を介して第３の層３の他の領域に対して電気的に絶縁されている。同様に導体路４は変位可能な質量体７から加速センサのエッジまで引き出されて構成されている。これは第３の層３から引き出されて形成され、第２の層２を介して第１の層から電気的に絶縁されている。また切欠１０を介して第３の層３の他の領域からも電気的に絶縁されている。この切欠１０の構成と、第２の層２を絶縁層として利用することによって次のようなことが可能となる。すなわち第３の層の中に、加速センサのコンタクトに用いられる導体路４を形成することが可能となる。
【００１４】
前記導体路４の導電性に関するさらなる改善例は、導体路４上に導電層を被着させることによって達成される。この導電層として例えばアルミニウムなどの金属が使用される。変位可能な質量体７の変位の際に変位可能な質量体７のプレートと、支持バーのプレートの間隔は縮小され、変位可能な質量体７のプレートと、他の支持バーのプレートの間隔は拡大されることにより、２つの測定信号が得られる。この２つの測定信号は評価され、変位可能な質量体７のプレートと、支持バー１９のプレートとの間のキャパシタンスの変化に基づき、変位可能な質量体７の変位とそれに伴う作用力が計算される。導体路４は接続点２０に案内される。この接続点２０では加速センサの測定信号が取り出される。
【００１５】
ドイツ連邦共和国特許第４４１９８４４号明細書からは、２つの固定プレートの間にそれぞれ可動のプレートが配設されている加速センサが公知である。この種のセンサは、導体路の交差が可能な場合にのみ実現可能である。このような導体路の交差はセンサの製造の際のコストの拡大に結び付く。本発明によるセンサの場合では導体路の交差は何も必要ない。なぜなら各可動プレート（これは変位可能な質量体７に懸架されている）に１つの固定プレートのみが対応するからである。個々の領域相互間の絶縁は専ら上方の層３における溝のエッチング処理によって行われる。下方の層１に対する絶縁は中間誘電層２によって保証される。この種のセンサは特に簡単に製造することができる。
【００１６】
図２には回転レートセンサが示されている。このセンサは１つの枠体８を有している。この枠体８内にはウエブ９を介して揺動質量体５が揺動可能に配設されている。この揺動質量体５は駆動手段２１を介して線形的な揺動を励起させる。駆動手段としては例えば磁気又は圧電式の駆動部が用いられる。適切な駆動手段は例えばヨーロッパ特許第５３９３９３号明細書から公知である。揺動質量体５には図１に相応する加速センサ６が設けられている。この加速センサ６は、検出方向で揺動質量体５の揺動方向に垂直に配設されている。支持バーと変位可能な質量体７から出ている導体路４は、ウエブ９を介して枠体８へ案内される。このセンサは、加速センサに相応して第１、第２および第３の層から構成される。導体路４は第３の層から引き出されて形成されている。これらの導体路４は枠体８内で切欠１０によって枠体８の第３の層から電気的に絶縁されている。さらに導体路４は枠体８の第２の層２を介して枠体８の第１の層１から電気的に絶縁されている。加速センサの図示はここでは概略的にしか示していない。なぜならその層構造は加速センサの詳細図である図１にて既に説明しているからである。
【００１７】
ウエブ９は上方の層３からも下方の層１からも引き出されて形成されている。これは以下の図３及び図４にてさらに詳細に説明する。枠体８上に配設されている導体路４は直接ウエブ９に移行している。それによりこのウエブ９を介して、揺動質量体５上に設けられた加速センサの電気的なコンタクトが達成される。この揺動質量体５上でウエブ９が開口している領域にも同じように絶縁溝１０が上方の層３に設けられている。それによりここでも、ウエブ９を介して揺動質量体５へ供給される信号又は揺動質量体５から供給される信号の電気的絶縁が保証される。
このようにして加速センサのコストのかかる電気的なコンタクトを行わせることなく回転レートセンサを構成することが可能となる。導体路４を枠体８内まで電気的に絶縁して引き出し形成することにより、導体路４の簡単な電気的コンタクトが枠体８内で行われる。この場合のさらなる利点は、回転レートセンサが１つの方法において、三層系、有利にはシリコン−オン−アイソレータ層からなる加速センサと共に引き出されて形成される点である。
【００１８】
図３には加速センサないしは回転レートセンサを製造する方法の各ステップが示されている。図３では第２の層２が被着されている第１の層１からなる三層系が示されている。第２の層２上には第３の層３が設けられている。第１の層１はシリコンからなり、第２の層２は酸化シリコンからなり、第３の層３はシリコンからなる。しかしながらその他の三層系、例えばＳｉＯ２,Ｓｉ３Ｎ４,Ａｌ２Ｏ３，ポリアミド、テフロン、Ｓｉ−カーバイド等から選択される三層系を用いることも可能である。素材としては例えばシリコン−オン−アイソレータ（ＳＯＩ）ウエハが使用される。この場合第３の層３はｐ++又はｎ++ドーピングシリコンからなり、その厚さは約１５μｍである。第２の層２は酸化シリコンからなりその厚さは数マイクロミリの範囲である。第１の層１はシリコンウエハによって示される。同様にエピタクシ−ポリシリコン−ウエハを使用してもよい。これの製造とセンサへの適用は既にドイツ連邦共和国特許出願第４３１８４６６号明細書に開示されている。第３の層３に対しては高濃度ｐドーピング又は高濃度ｎドーピングされたシリコン層が使用される。このシリコン層は数マイクロミリの厚さの二酸化シリコン層の上に第２の層２として被着される。エピタクシ−ポリシリコン層は役１２μｍの厚さである。
【００１９】
ＳＯＩウエハ又はエピタクシ−ポリシリコンウエハにおいてはその裏側に、すなわち第１の層１に二酸化シリコンの形の第１のカバー層１１と、プラズマ窒化物の形の第２のカバー層１２が被着される。さらに導体路領域における第３の層３にはアルミニウムが蒸着ないしはスパッタリングされる。被着されたアルミニウムはホトリトグラフィックなステップとエッチング手法を用いて導体路４の形で導電層２４として形成される。
【００２０】
さらに第２のカバー層１２にはフォトレジストが被着される。これは揺動質量体５が設けられている所定の領域において除去される。それに基づいて第１及び第２のカバー層１１,１２が揺動質量体の領域においてエッチング処理される。これは図３のｂに示されている。
【００２１】
さらに第３の層３にはフォトレジスト３０が被着され、加速センサの櫛形構造に相応して構造化が行われる。そして第３の層では加速センサの櫛形構造部がエッチングされる。その場合には異方性シリコンエッチング技法が用いられる。これはドイツ連邦共和国特許第４２４１０４５号公報に記載されている。このようにして櫛形構造部は形成される。この櫛形構造部は大きなアスペクト比を有している。第１の層１はＫＯＨ−エッチング技法を用いて残りの厚さが約１００μｍになるようにエッチングされる。これは図３のｃに示されている。
【００２２】
第２の層２（これは酸化シリコンから形成され、加速センサの櫛形構造部１３の下で酸化物として利用される）がエッチングされる。これにより第２の層２上に変位可能に固定された櫛形構造部１３が得られる。この櫛形構造部は図１による加速センサを表している。しかしながら図３には説明の簡略化のために加速センサ本来の構造部のみが示されただけである。次の処理では第２の層２は櫛形構造部１３の下方で除去される。これにより加速センサに適するように可動な構造部が得られる。しかしながら横方向の寸法が大きいために第２の層２は上方の層３の別の領域の下方では除去されない。さらなるステップではフォトレジスト層３０が除去され、新たなフォトレジスト層３０が被着されて構造化される。この新たなフォトレジスト層の構造部は、上方の層３にも第２の層２にも第１の層１にも亘る溝をエッチングするために用いられる。このエッチングされた溝は、ウエブ９と揺動質量体５を多層基板から引き出しエッチングするのに用いられる。これは図３のｄに示されている。設けられた溝１０によって揺動質量体５の寸法が決められる。揺動質量体５には加速センサの櫛形構造部１３が被着される。さらにウエブ９が示されている。このウエブ９の幾何学的寸法も溝１０によって定められる。溝１０のエッチング処理はマルチステッププロセスで行われる。まず例えば蛍光プラズマで上方の層３が構造化される。さらなるエッチングステップでは、例えば塩素を含んだプラズマで第２の層２が構造化される。さらなるエッチングステップでは例えば再び蛍光プラズマで第１の層１の構造化が行われる。最後にこのプロセスのエッチングマスクとして用いられるフォトレジスト層が再び除去される。
【００２３】
図３のｄには実際の回転レートセンサの断面を示しているのではない簡単な図面が示されている。しかしながら回転レートセンサの全ての素子、例えばウエブ９、揺動素子５、加速センサ１３の櫛形構造部は図２によって示されているので、図２による回転数センサのプロセスステップの図示のシーケンスによって製造が可能なことは明らかである。縁部領域には導体路４が示されている。この導体路４は例えば櫛形構造部１３と同じプロセスステップ製造されてもよい。しかしながら導体路４の横方向の大きな寸法によって、導体路４の下方にある第２の層２のエッチングが何も行われないことが保証されなければならない。また選択的に、櫛形構造部１３の形成の後で別のフォトレジスト層を被着し構造化することも可能である。これは専ら導体路構造部１４の形成に対して用いられる。しかしながらこれはセンサの製造コストを増加させる。図３のｃに対して記載された層１の裏側でのエッチングは、揺動質量体５ないしウエブ９の領域にて下方のシリコン層１の肉薄状態を達成するために用いられる。この手段によって、層１を貫通する完全な貫通エッチングに必要なエッチング時間が低減される。
【００２４】
図３のｅには端子２０の領域の枠体８のラインＡ−Ａに沿った断面図が示されている。この図では端子２０と、枠体８の第３の層３との切欠１０を介した電気的な絶縁状態が明らかである。
【００２５】
次に図３のｆに基づいて加速センサの製造の変化実施例を説明する。この場合では層１の全ての構造化ステップが省かれている。図３のｂによる構造体から出発して、既に図３のｃで説明したようにフォトレジスト層３０が表面に被着され、フォトマスクによって構造化される。その後でエッチングステップが、例えば蛍光プラズマエッチングプロセスによって行われ、溝１０が上方のシリコン層３に形成される。この溝１０は第２の層２まで達する。それに続くエッチングステップでは、酸化シリコンからなる第２の層２がエッチングされる。これは例えば水溶性のフッ化水素酸溶液か又はフッ化水素酸を含むガス中で行われる。このエッチングステップによって第２の層は櫛形構造部１３に対して微細にエッチングされた溝構造部の下方で完全に除去される。しかしながら導体路４（これは比較的大きな横方向の伸張特性を有している）に対する構造部は層２によって第１の層１と機械的に固定されて結合したままである。このエッチングステップではフォトマスク３０が表面に残留し得るので、例えば金属化構造部２４もエッチング媒体の浸入から保護される。そのためこの金属化構造部はアルミニウムからなっていてもよい。この加速センサの製造のプロセスは、特に使用されるプロセスステップが少ない点で際だっている。従って非常に少ないコストで加速センサを製造することができる。
【００２６】
図４には加速センサないし回転レートセンサを製造するためのさらなる方法が示されている。この場合も第１の層１と第２の層２と第３の層３からなる三層系が使用される。第１の層１はシリコンからなり、第２の層は酸化シリコンからなり、第３の層３は高濃度ｐ−ドーピング又は高濃度ｎ−ドーピングされたシリコンからなる。前記三層系はアイソレータ−構造部上のシリコンを示している。第３の層３には有利には導体路４の領域に金属導体路２４が被着されている。これはスパッタリングないし蒸着と最終的な構造化によって行われる。さらに金属導体路２４と第３の層３には、酸化シリコンからなる第３のカバー層１４が被着される。第１の層１には第１のカバー層１１と第２のカバー層１２が被着される。第１のカバー層１１は酸化シリコンからなり、第２のカバー層１２はプラズマ窒化物からなる。さらに第３のカバー層１４は、加速センサの櫛形構造部と、導体路４並びにウエブ９の形状に相応して構造化される。構造化された第３のカバー層１４にはフォトレジストの形の第４のカバー層１６が被着される。この第４のカバー層１６はウエブ９の形状で除去される。これは図４のｃに示されている。さらに第１の層１は枠体８の内で１００μｍの所定の厚さでエッチングされ、パッシベーション層１７によって覆われる。これは図４のｄに示されている。続いて１つのエッチングプロセスの中で溝が設けられる。この溝に対しては第４の構造化されたカバー層１６がエッチングマスクとして使用されるので、さし当たりウエブ９の幾何学的形状のみでエッチングが行われる。この溝のエッチングは、層３と２が完全に貫通して層１の一部にも貫通によるエッチングが生じるまで行われる。このエッチングは層１内で残留する肉厚がほぼ層３の厚さに相応するまで行われる。これは図４のｅに示されている。続いて第４のカバー層１６が除去されエッチングプロセスが続けられる。このエッチングプロセスでは構造化された第３のカバー層１４がエッチングマスクとして作用する。これはウエブ９、櫛形構造部１３、導体路４を含んでいる。この場合層３と１のシリコン材料のみをエッチングして層２又は１７はエッチングしないエッチングプロセスが使用される。このエッチングは、ウエブ９とパッシベーション層１７に対する溝と、櫛形構造部１３ないし導体路４及び第２の層２に対する溝が形成されるまで続けられる。第２の層２は櫛形構造部１３の下方でエッチングされる。この場合は同時に第２の層２からウエブ９が引き出されるようにエッチングされる。しかしながらこのウエブ９は、第２の層２を介して第１の層と固定的に結合されるような幅で形成される。さらにパッシベーション層１７がエッチングされる。このようにして図２に相応する回転レートセンサが得られる。これは図４のｇに概略的に示されている。前述した方法に従って１つの加速センサを製造する場合には、ウエブ９の構造化と第１の層の全ての処理行程が省かれる。その他は前記図４による方法に相応して行われる。
【００２７】
図５には回転レートセンサの別の製造方法が示されている。この方法はシリコン基板１から出発している。このシリコン基板上にはエッチング可能な層（例えば酸化シリコンからなる）２が被着される。この層２の上にはさらに任意にポリシリコン層４０が被着可能である。その後でこの第２の層２と場合によってはその上に被着されるポリシリコン層４０の構造化が行われる。さらに析出によって別のシリコン層３が形成される。このさらなるシリコン層３０は、例えばドイツ連邦共和国特許出願第４３１８４６６号明細書に記載されているようにエピタクシ反応にて析出される。層３がシリコン基板１の上に直接載置される領域ではシリコン層３が単結晶シリコン層として成長する。そのほかの領域ではポリシリコン層４０が多結晶シリコン層の成長のための開始層として作用する。そのようにして得られた層構造は図５のｂに示されている。エッチングマスクとエッチングステップとによって溝構造部が情報のシリコン層３とポリシリコン層に設けられる。これらは第２の層２まで達する。これらも加速センサに対する櫛形構造部１３を形成する。さらに第１の層１の厚さを低減するために切欠部の裏側からエッチングが行われる。そのようにして形成された構造部は図５のｃに示されている。図５のｄには溝構造部１０がどのように設けられるかが示されている。この溝構造部１０は上方の層３と、ポリシリコン層４０と、第２の層２と、第１の層を貫通している。そのようにして揺動質量体５とウエブ９が形成される。このエッチングプロセスに対しては、実質的にシリコンのみをエッチングするエッチングプロセスが用いられる。それにより上方の層３と下方の層１がエッチングされる。溝構造部１０のマスキングは、この溝構造部が既に行われた第２の層の構造化部の上に存在するように選択されるので、この種のエッチングプロセスを用いることによって基板全部にエッチングを行き渡らせることができる。しかしながらその場合は上方の層３の寸法のみがエッチングマスクによってコントロールされる。下方の層１における幾何学的寸法は、既に層２に設けられた構造部によって定まる。このことは、構造化された層２が下方にある層１のエッチングのためのエッチングマスクとして用いられることを意味する。またこのことは層２における構造化に対するエッチングマスクの調整誤差を補償することにも用いられる。それに対しては溝１０に対するエッチングマスクの幾何学的寸法が層２における構造化部よりも大きくなるように選定される。このプロセスにおいて重要なのは、第１の層の構造化の精度が図５のａに示されているような層２の構造化の精度に実質的に依存している点である。図５のａに示されている層２の構造化は特により高い精度で行うことができる。それにより揺動素子５ないしウエブ９の幾何学的寸法も第１の層に問題がない限り非常に精確となる。上方の層３の厚さは１０μｍのオーダーにあり、下方の層１は５０μｍのオーダーにあるので、揺動素子５とウエブ９の実質的な幾何学的寸法は非常に高精度となる。さらに有利には層２の事前の構造化により溝１０のエッチング手法が唯一のプロセスステップで実施可能である。それにより構造化部の製造も簡単になる。
【００２８】
図５のｃ及び図５のｄに基づいて説明したエッチングは、既に図３に基づいて説明したように複数のフォトレジストを使用するか、又は図４に基づいて既に説明したように上下に配置された複数のマスクを使用することによって行われる。
【００２９】
図５のａでは同じように析出されたポリシリコン層４０の構造化が行われた。この場合は上方のシリコン層３が単結晶シリコン領域を有している。第２の層の構造化が行われた後でポリシリコン層４０を被着させることも選択的に可能である。この場合は上方のシリコン層３が完全に多結晶シリコン層として成長する。
【００３０】
図５のｄに示された処理状態では櫛形構造部１３のエッチングを行うために、第２の層２のさらにもう１つのエッチングが行われる。
【００３１】
図６には回転レートセンサのさらなる製造方法が示されている。これは図５のｂに示した基板から出発している。この基板のもとにここではまずエッチングマスク４１が被着される。これは例えば酸化シリコンであってもよい。しかしながらその他のエッチングマスク、例えばフォトレジスト等で行うことも可能である。エッチングマスク４１は、完全にシリコン層３まで達する構造部４２を有している。さらに溝領域４３が設けられる。これはシリコン層３までは達していない。前記構造部４２は、基板を貫通してその裏側に到達するような完全なエッチングを行いたい場所に設けられる。前記構造部４３は、上方の層３のエッチングのみを行いたいところに設けられる。図６のａによる基板のエッチングによって図５のｄに示したような回転レートセンサが得られる。図６のｂにはこのエッチング方法の中間ステップが示されている。そこではマスキング層４１の除去も引き起こされるエッチング方法が用いられる。また選択的に、マスキング層４１の除去の行われている中で中間ステップを適用することも可能である。これによればシリコン表面の所定の領域がスタート時から露出されこの領域のエッチングが、エッチングプロセスの経過において初めて露出される領域よりも速くなる。これは図６のｂに示されている。溝領域１０（これはエッチングマスクの構造部４２に相応する）は、エッチングの中間ステップにおいて既に完全に上方の層３を貫通しさらに所定の量だけ第１の層１に侵入する。しかしながら櫛形構造部１３（これはエッチングマスク４１における構造部４３に相応する）は、所定の量だけしか上方の層３へ入り込まない。エッチングプロセスの続きにおいて、図５のｄに示したような構造部が形成される。
【００３２】
エッチングマスク４１の製造は例えば酸化シリコンから二段階のエッチングマスク層製造方法によって形成することができる。それに対してはまず完全に扁平なシリコン層が析出される。第１のフォトレジストによる処理によって構造部４３がエッチングされる。その後で第２のフォトレジストが被着され、構造部４２がエッチングされる。フォトレジストマスクを除去した後に図６のａに示されているような２段のエッチング層が得られる。
【００３３】
この方法においては、エッチングマスク４１の形成の後で上側でのさらなるフォトレジストプロセスがもはや必要とされないことが利点となる。なぜならこの種のフォトレジストプロセスは、既に設けられた構造部を危険にさらす可能性があり、フォトレジストプロセスが必要なくなることはプロセスの安全性を高めることにつながるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による加速センサを示した図
【図２】本発明による回転レートセンサを示した図
【図３】加速センサないし回転レートセンサを製造する方法の第１実施例を示した図
【図４】加速センサないし回転レートセンサを製造する方法の第２実施例を示した図
【図５】回転レートセンサを製造する別の方法を示した図
【図６】回転レートセンサを製造する別の方法
【符号の説明】
【００３５】
１      第１の層
２      第２の層
３      第３の層
４      導体路
５      揺動質量体
６      加速センサ
７      質量体
８      枠体
９      ウエブ
１０      溝
１３      櫛形構造部
１７      パッシベーション層
１８      支持部
１９      支持バー
２３      パッシベーション層
２４      導電層
【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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