(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極を備えたガラス部品と、固定電極に対向する部分に凹部を形成され、この凹部の領域内に、肉薄部で囲まれて圧力や加速度等で変位する可動部を形成されたシリコン部品と、で構成され、検知対象とする圧力等の物理量を、凹部をはさんで対向する固定電極と可動部との距離の変化を介して、両者が形成するコンデンサの静電容量値の変化分として検知する半導体式静電容量型センサの製造方法であって、
前記凹部を、シリコン表面へ酸化シリコン膜を生成する工程と、凹部を形成する部分の酸化シリコン膜を除去する工程と、シリコン表面に熱処理による酸化シリコン膜を生成する工程と、全部の酸化シリコン膜を除去する工程と、によって形成する
ことを特徴とする半導体式静電容量型センサの製造方法。
【請求項２】
一方の面に凹部を形成され、凹部を形成された面には絶縁体膜を成膜され、且つ凹部内の絶縁体膜上に固定電極を備えた第１のシリコン部品と、固定電極に対向する部分に凹部を形成され、肉薄部で囲まれて圧力や加速度等で変位する可動部を凹部の領域内に形成され、凹部を形成された面には絶縁体膜を成膜され、且つ可動部の凹部側の絶縁体膜上に可動電極を備えた第２のシリコン部品と、で構成され、検知対象とする圧力差等の物理量を、第１のシリコン部品の凹部及び第２のシリコン部品の凹部をはさんで対向する固定電極と可動電極との距離の変化を介して、固定電極及び可動電極が形成するコンデンサの静電容量値の変化分として検知する半導体式静電容量型センサの製造方法であって、
第１のシリコン部品の凹部及び第２のシリコン部品の凹部を、シリコン表面へ酸化シリコン膜を生成する工程と、凹部を形成する部分の酸化シリコン膜を除去する工程と、シリコン表面に熱処理による酸化シリコン膜を生成する工程と、全部の酸化シリコン膜を除去する工程と、によって形成する
ことを特徴とする半導体式静電容量型センサの製造方法。
【請求項３】
前記の凹部を形成する部分の酸化シリコン膜を除去する工程及びシリコン表面に熱処理による酸化シリコン膜を生成する工程が繰り返されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体式静電容量型センサの製造方法。
【請求項４】
前記のシリコン表面へ酸化シリコン膜を生成する工程が、ＣＶＤ法による酸化シリコン膜生成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体式静電容量型センサの製造方法。
【請求項５】
前記の凹部を形成する部分の酸化シリコン膜を除去する工程において、凹部を形成する部分の周辺部の酸化シリコン膜をテーパ状にエッチングすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体式静電容量型センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用や産業用等に使用される圧力センサや加速度センサ等の内の半導体式静電容量型センサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な半導体式静電容量型センサ（以下では単にセンサと略称する）は、図７に示すように、固定電極23が形成されたガラス部品２と、この固定電極23に対向する位置に可動電極12となる可動部が形成されたシリコン部品１とで構成されている。固定電極23と可動電極12とに可変容量コンデンサを形成させるために、シリコン部品１にはギャップ用凹部13が形成されている。
【０００３】
なお、シリコン部品１に形成されているリング溝11は、可動電極12の領域を決め、且つ、可動電極12が検知対象となる所定の物理量、例えば圧力や加速度等、を受けた際に、可動電極12に所定の変位をさせるために形成されている。ガラス部品２には、固定電極23及び可動電極12をガラス部品２の表面まで引き出すためのスルーホール21及び切欠き部22と、外部回路に接続するための電極パッド24及び25と、が形成されており、可動電極12は、可動電極引出し用メタライズ層３によって電極パッド25に接続されている。
【０００４】
ここで、ギャップ用凹部13を形成するための従来の製造方法を、図２及び図８を用いて説明する。
図２は、従来技術による凹部形成方法を示す工程図であり、図８は、その工程毎の状態を示す断面図である。
まず、素材である鏡面研磨されたシリコン基板100 の表面に、熱酸化処理やプラズマＣＶＤ法等によって、酸化シリコン膜（以下では酸化膜と略称する）や窒化シリコン膜等のエッチング保護膜（図８では酸化膜101 ）が生成される（エッチング保護膜生成工程）。次に、このエッチング保護膜（酸化膜101 ）のギャップ用凹部を形成する部分（凹部形成領域）が、フォトリソグラフィによって除去される（保護膜のパターニング工程）。続いて、エッチング保護膜（酸化膜101 ）を除去された部分のシリコンが、プラズマエッチング等のドライエッチングまたはエッチング液によるウェットエッチングによって、所定の深さまでエッチングされる（シリコンのエッチング工程）。最後に、エッチング保護膜（酸化膜101 ）が除去されて（保護膜除去工程）、急峻な段差部102 をもつギャップ用凹部を形成されたシリコン基板100 が完成する。
【０００５】
なお、上記の構造のセンサの他に、固定電極を備えたガラス部品２をシリコンを母材とする部品に置き換えた構造のオールシリコン型センサがある。このセンサでは、固定電極はシリコン表面に生成された絶縁体膜の上に形成され、可動部を有するシリコン部品のギャップ用凹部側の表面にも絶縁体膜が形成され、その絶縁体膜上に可動電極が形成されており、可動部を可動電極とはしない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、センサに対する市場の要求は、高感度化及び小型化の方向に向かっており、これに伴って、固定電極と可動電極との間隔はより狭くなる方向にあり、例えば１μm 程度の電極間隔のセンサも必要となる。電極間隔が狭くなると、固定電極と可動電極との間隙内にある微小な塵埃やギャップ用凹部内に生じた小さな突起等が、製造されたセンサの良品率を低下させる主原因となってくる。しかしながら、図２及び図８に示したような従来の製造方法には、ドライエッチングやウェットエッチングでシリコンをエッチングする際に、その表面に塵埃やフォトレジスト等の異物が付着していると、その部分のシリコンのエッチングが阻害されて、エッチング深さにむらを生じ、突起が形成されてしまう、という問題点があり、センサを高感度化し小型化するためには、この問題点を解消しなければならない。
【０００７】
また、ギャップ用凹部の段差部にギャップ用凹部内に形成した電極からの引き出しリード部を金属薄膜等で形成する場合には、図８（ｄ）に示したような急峻な段差部102 は、断線の心配があるので望ましくなく、緩やかな傾斜をもったテーパ状の段差部であることが望ましい。しかしながら、従来の製造方法では、図８（ｄ）に示したような急峻な段差部102 しか得られず、緩やかな傾斜をもったテーパ状の段差部を得ることが困難である。
【０００８】
この発明の課題は、固定電極と可動電極との間隔を狭くしても、ギャップ用凹部の深さのむらやギャップ用凹部内に形成される突起によって、良品率を低下させることがなく、必要に応じて、緩やかな傾斜をもったテーパ状の段差部をもつギャップ用凹部を形成することができるセンサの凹部形成技術（製造方法）を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明によるセンサの製造方法は、水蒸気雰囲気等の酸化性雰囲気中での熱処理によって生成される酸化膜（以下では熱酸化膜という）の生成速度が、一定の生成条件下では、生成された熱酸化膜の厚さが厚くなるほど遅くなることを活用している。
【００１０】
熱酸化膜は、酸素がシリコン中に拡散していくことで生成されるので、生成された熱酸化膜の厚さに比例してシリコンが消耗される。消耗されるシリコンの厚さは、生成された熱酸化膜の厚さの約44％である。また、表面に酸化膜がない状態から一定の生成条件で生成させる場合には、生成される熱酸化膜の厚さは、その処理時間の平方根に比例する。したがって、表面に酸化膜が存在するシリコンを熱処理して酸化（以下では熱酸化という）する場合には、その厚さに相当する処理時間が経過した後で熱酸化を開始したものとして取り扱えばよく、表面に酸化膜が存在しない場合に比べて、熱酸化膜の生成が遅い。この熱酸化膜の生成速度の差によって、表面に酸化膜が存在する部分としない部分とでは、シリコンの消費厚さに差を生じるので、全部の酸化膜が除去されると、この差がシリコンの段差となり、凹部が形成される。
【００１１】
以下の発明は、以上の状況を活用するものである。
請求項１の発明は、固定電極を備えたガラス部品と、固定電極に対向する部分に凹部を形成され、この凹部の領域内に、肉薄部で囲まれて圧力や加速度等で変位する可動部を形成されたシリコン部品と、で構成され、検知対象とする圧力等の物理量を、凹部をはさんで対向する固定電極と可動部との距離の変化を介して、両者が形成するコンデンサの静電容量値の変化分として検知するセンサの製造方法であって、前記凹部を、シリコン表面へ酸化膜を生成する工程と、凹部を形成する部分の酸化膜を除去する工程と、シリコン表面に熱酸化膜を生成する工程と、全部の酸化膜を除去する工程と、によって形成する。
【００１２】
この発明においては、凹部を形成する部分の酸化膜が除去された後、熱酸化によって熱酸化膜が形成され、表面に酸化膜が存在する部分の熱酸化膜の生成速度と酸化膜が存在しない部分の熱酸化膜の生成速度との差によって、シリコンに凹みが形成されるので、シリコン表面に異物が存在しても、その異物が有機物等の場合には酸化されて除去されるし、シリコン中へ拡散する酸素は、異物が完全にシリコン表面に密着していない限り、異物の下へも回り込めるので、凹部の深さにそれほどむらを生じなく、凹部の領域内に突起を形成することも少なく、且つ形成される突起も小さくなる。
【００１３】
請求項２の発明は、一方の面に凹部を形成され、凹部を形成された面には絶縁体膜を成膜され、且つ凹部内の絶縁体膜上に固定電極を備えた第１のシリコン部品と、固定電極に対向する部分に凹部を形成され、凹部を形成された面には絶縁体膜を成膜され、肉薄部で囲まれて圧力や加速度等で変位する可動部を凹部の領域内に形成され、且つ可動部の凹部側の絶縁体膜上に可動電極を備えた第２のシリコン部品と、で構成され、計測対象とする圧力等の物理量を、第１のシリコン部品の凹部及び第２のシリコン部品の凹部をはさんで対向する固定電極と可動電極との距離の変化を介して、固定電極及び可動電極が形成するコンデンサの静電容量値の変化分として検知するセンサの製造方法であって、第１のシリコン部品の凹部及び第２のシリコン部品の凹部を、シリコン表面へ酸化膜を生成する工程と、凹部を形成する部分の酸化膜を除去する工程と、シリコン表面に熱酸化膜を生成する工程と、全部の酸化膜を除去する工程と、によって形成する。
【００１４】
この発明においても、請求項１の発明と同様に、凹部を形成する部分の酸化膜が除去された後、熱酸化によって熱酸化膜が形成され、表面に酸化膜が存在する部分の熱酸化膜の生成速度と酸化膜が存在しない部分の熱酸化膜の生成速度との差によって、シリコンに凹みが形成されるので、シリコン表面に異物が存在しても、その異物が有機物等の場合には酸化されて除去されるし、シリコン中へ拡散する酸素は、異物が完全にシリコン表面に密着していない限り、異物の下へも回り込めるので、凹部の深さのむらが少なくなり、凹部の領域に突起が形成されることも少なくなり、且つ形成される突起も小さくなる。
【００１５】
また、両シリコン部品のそれぞれに凹部を形成するので、両電極間の間隔を確保するために必要な凹部の深さが１／２で済む。
請求項３の発明は、請求項１の発明または請求項２の発明において、前記の凹部を形成する部分の酸化膜を除去する工程及びシリコン表面に熱酸化膜を生成する工程が繰り返される。
【００１６】
前記２つの工程が繰り返されることによって、１回だけでは形成困難な深さの凹部を形成することが可能となる。
請求項４の発明は、請求項１の発明または請求項２の発明において、前記のシリコン表面へ酸化膜を生成する工程が、ＣＶＤ法による酸化膜生成である。
ＣＶＤ法によって生成される酸化膜の厚さは、熱酸化膜の場合と異なり、生成時間に比例するので、熱酸化の場合に比べて、厚い酸化膜を生成することが容易であり、最初に生成される酸化膜の厚さを厚くすることによって、酸化膜を除去された部分の熱酸化膜の生成速度と酸化膜を残された部分の熱酸化膜の生成速度との差を大きくすることができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１の発明または請求項２の発明において、前記の凹部を形成する部分の酸化膜を除去する工程で、凹部を形成する部分の周辺部の酸化膜をテーパ状にエッチングする。
凹部を形成する部分の周辺部の酸化膜がテーパ状であると、その部分でのシリコンの熱酸化の速度も緩やかに変化するので、熱酸化で消耗されるシリコンもテーパ状となり、凹みの周辺部の段差がテーパ状となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明によるセンサの製造方法は、センサの可変容量コンデンサ部である固定電極と可動電極との間隔を決める凹部の形成方法であって、図１に示すように、シリコン部品の凹部形成面に酸化膜を生成する酸化膜生成工程と、凹部形成部の酸化膜を除去する酸化膜のパターニング工程と、酸化性雰囲気中で熱処理してシリコンの表面に熱酸化膜を生成する熱酸化膜生成工程と、最初の酸化膜を含めた全部の熱酸化膜を除去する熱酸化膜除去工程と、からなる。パターニング工程及び熱酸化膜生成工程は、凹部の所望深さが１回の工程では形成困難である場合には、繰り返される。また、最後の熱酸化膜除去工程は、熱酸化膜を絶縁体膜として利用する場合には、実施されない。
【００１９】
以下に実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明する。
なお、従来技術と同じ機能の部分には同じ符号を用いる。
〔第１の実施例〕
図３は、第１の実施例の工程毎の状態を示し、（ａ）は最初の熱酸化膜生成後の断面図、（ｂ）パターニング後の断面図、（ｃ）は２回目の熱酸化膜生成後の断面図、（ｄ）は熱酸化膜除去後の断面図である。
【００２０】
まず、シリコン基板100 を水蒸気雰囲気中で熱処理（熱酸化）して、シリコン基板100 の表面に最初の熱酸化膜103 を生成する〔図３（ａ）〕。次に、ギャップ用凹部を形成する部分（凹部形成領域）の熱酸化膜103 をフォトリソグラフィによって除去して、その部分のシリコンを露出させる〔図３（ｂ）〕。続いて、再度、熱酸化して、２回目の熱酸化膜104 を生成する〔図３（ｃ）〕。この際には、最初の熱酸化膜103 を残した部分のシリコンもその割合は少ないが熱酸化されるが、熱酸化膜の生成によって消費されるシリコンの厚さに差があるので、シリコン基板100 のシリコンと熱酸化膜との界面に段差が生じる。最後に、弗酸の水溶液等で全ての酸化膜を除去すると、シリコン面が露出して、表面に段差部102aが現れる〔図３（ｄ）〕。この段差部102aの段差d1がギャップ用凹部の深さである。
【００２１】
以上の工程によって、シリコン基板100 に凹部が形成されるのは、「課題を解決するための手段」の項で説明したように、熱酸化膜の生成速度が、生成された熱酸化膜の厚さによって漸減することによっている。
この点について、更に詳しく説明する。
シリコンが一定処理条件下で熱酸化されて、シリコン表面に熱酸化膜が生成される場合には、熱酸化処理の時間ｔとそれによって生成される熱酸化膜の厚さｄとは、
ｄ＝Ｃｔ1/2                       （１）
の関係にあり（Ｃは酸素の拡散係数等で決まる定数）、既に酸化膜が生成されている場合にも、この関係が保たれる。すなわち、既に酸化膜が存在する部分では、その酸化膜の厚さに相当する熱処理時間を経過したものとして、その時間に次の熱処理時間を加算し、（１）式を適用すればよい。
【００２２】
例えば、シリコンを水蒸気雰囲気中で1000℃で２時間の熱処理をするとシリコン表面に0.5 μm の熱酸化膜が生成されるものとすると、既に0.5 μm の熱酸化膜が存在する部分を同じ雰囲気及び温度で２時間熱処理した場合には、その部分の熱酸化膜の厚さは、0.5 μm の（１＋１）1/2 倍の厚さ、すなわち約0.71μm となる（図３に示したのは、この場合に相当する）。既に１μm の熱酸化膜が存在する部分を、前記と同じ雰囲気及び温度で２時間熱処理した場合には、１μm の熱酸化膜は同じ雰囲気及び温度で８時間（２時間×４）熱処理した場合に相当するので、その部分の熱酸化膜の厚さは、0.5 μm の（４＋１）1/2 倍の厚さ、すなわち約1.12μm となる。両者の増加分を比較すると、前者は0.21μm 、後者は0.12μm となり、最初の熱酸化膜が厚いほど、その部分に追加される熱酸化膜の厚さが小さくなる。
【００２３】
一方、熱酸化膜が生成される場合には、シリコンの中へ酸素が拡散して熱酸化膜を生成し、生成された熱酸化膜の厚さの約44％のシリコンが熱酸化膜の生成に消費される。
したがって、熱酸化膜の生成厚さに差があると、その差の約44％に相当する段差がシリコンの表面に生じることになる。この段差が、図３（ｃ）及び（ｄ）に示したシリコン基板100 の上面の段差である。
【００２４】
上記の説明から明らかなように、最初の酸化膜103 の厚さが厚いほど、最初の酸化膜103 を残した部分に生成される２回目の酸化膜104 の生成厚さが薄くなるので、シリコン表面に形成される段差は大きくなって、最初の酸化膜103 を除去した部分に生成される２回目の酸化膜104 の生成に消費されるシリコンの厚さに近づく。
【００２５】
この製造方法は、酸化性雰囲気中でシリコ基板を熱処理して、シリコン基板の表面に熱酸化膜を生成させ、酸化膜が存在する部分と存在しない部分との酸化膜の生成速度の違いを利用して、シリコン基板の表面に段差を形成する方法であるから、１回の熱酸化及び酸化膜除去では、形成できる段差に限界がある。例えば、前記雰囲気及び温度で、18時間の熱処理をするとしても、生成できる熱酸化膜の厚さは0.5 μm ×９1/2 で1.5 μm であり、消費するシリコンの厚さにすると0.66μm になる。最初の熱酸化膜の厚さも同等であるとすれば、形成される段差は約0.38μm になる。
【００２６】
したがって、例えば、１μm の段差を形成するためには、最初の18時間の熱酸化工程に加えて、少なくとも３回の、酸化膜のパターニング工程及び18時間程度の熱酸化膜生成工程を繰り返す必要がある。
なお、熱処理温度を高くすると、熱処理時間を短縮することができる。
この実施例においては、熱酸化膜生成工程がシリコン基板にキャップ用凹部を形成するので、パターニング工程やそれ以降のシリコン基板の取扱で、シリコン表面に塵埃等の異物が付着しても、その異物が有機物の場合には酸化されて除去されるし、異物がシリコン表面に密着していない限り、異物の下側へ酸素が十分に拡散できて熱酸化膜の生成にはそれほど影響しないので、従来技術のように、ギャップ用凹部の深さにむらを生じたり、ギャップ用凹部内に突起が形成されたりすることが少なく、突起が形成されてもその突起は小さくて済む。
【００２７】
〔第２の実施例〕
この実施例は、第１の実施例において言及した最初の熱酸化膜の厚さの上限に伴って、１回の熱酸化膜除去工程で形成できるギャップ用凹部の深さが制限される割合を、より少なくするための製造方法であり、第１の実施例においては熱酸化で生成した最初の酸化膜をＣＶＤ法によって生成する。ＣＶＤ法による酸化膜は生成時間に比例して厚くなるので、ＣＶＤ法によれば、熱酸化の場合より厚い酸化膜を容易に生成することができる。
【００２８】
図４は、この実施例の工程毎の状態を示し、（ａ）はＣＶＤ酸化膜103a生成後の断面図、（ｂ）パターニング後の断面図、（ｃ）は熱酸化膜104a生成後の断面図、（ｄ）は熱酸化膜除去後の断面図である。
ＣＶＤ酸化膜103aは、熱酸化膜に比べて厚い膜が形成できるので、図では厚く示してあり、これに伴って、段差部102bの段差d2も大きくなっている。具体例を示すと、以下のとおりである。
【００２９】
ＣＶＤ酸化膜103aの厚さを３μm とし、この膜質が熱酸化膜とほぼ同等であるとすると、第１の実施例で説明したのと同じ条件である水蒸気雰囲気で1000℃で２時間熱酸化した場合には、ＣＶＤ酸化膜103aが有る部分の酸化膜の厚さは、
0.5μm ×（36＋１）1/2 ＝3.04μm
となって、0.04μm 増加するだけであり、ギャップ用凹部を形成する部分（凹部形成領域）に生成した熱酸化膜の大部分が段差形成に寄与し、d2＞d1となる。
【００３０】
最初の酸化膜の厚さが十分に厚いと、熱酸化膜を厚くしてもその熱酸化膜が効果的にギャップ用凹部の形成に寄与するので、この実施例によれば、熱酸化の時間及び繰り返し回数を削減できて、少ない工数及び短い製造時間で所定のギャップ用凹部を形成することができる。
〔第３の実施例〕
図５は、この実施例の工程毎の状態を示し、（ａ）パターニング後の断面図、（ｂ）は２回目の酸化後の断面図、（ｃ）は熱酸化膜除去後の断面図である。最初の酸化膜生成は、第１の実施例と同じであるので、省略した。
【００３１】
この実施例は、ギャップ用凹部に電極を形成した場合に、段差部で電極からの引き出しリードが断線しないようなテーパ状のギャップ用凹部を形成する方法を提供するものであり、パターニング工程において、ギャップ用凹部の周辺部に相当する部分の酸化膜をテーパ状に形成している。酸化膜がテーパ状に形成されていると、テーパ状の部分で生成される熱酸化膜もテーパ状となり、その結果としてシリコンの表面の段差部102cもテーパ状になる。
【００３２】
酸化膜の端部をテーパ状に形成する方法としては、例えば、弗酸系のエッチング液を使用するウェットエッチングが有効である。このエッチング液は、界面やフォトレジストへの浸透性が強く、エッチングがある程度進行した段階でフォトレジストの周辺部を幾らか剥離させて、酸化膜をサイドエッチング気味にエッチングするので、酸化膜の端部がテーパ形状になると考えられる。
【００３３】
〔第４の実施例〕
この実施例は、オールシリコン型センサの場合であって、図１に示した製造工程を、可動電極を形成しているシリコン部品及び固定電極を形成しているシリコン部品の両方に適用する。
図６は、この実施例によって作成したギャップ用凹部43内に可動電極45を備えた第１のシリコン部品４と、同様に作成したギャップ用凹部51内に固定電極53を備えた第２のシリコン部品５と、で構成されるオールシリコン型センサの構造を示す断面図である。
【００３４】
このオールシリコン型センサの場合には、可動電極45と固定電極53との間隔が、ギャップ用凹部43及びギャップ用凹部51によって確保されるので、それぞれのギャップ用凹部43及び51は、一方だけにギャップ用凹部を形成する場合の約２分の１で済み、その形成が容易であるという利点をもっている。
一方、オールシリコン型センサでは、可動電極45及び固定電極53の両方が、導電性を有するシリコン基板上に形成されるので、可動電極45と固定電極53とを導通させず、且つ両者間の静電容量値を小さくするために、可動電極45及び固定電極53がそれぞれに絶縁体膜44及び52によってシリコン基板から絶縁されていることが必要である。そのため、第１のシリコン部品４及び第２のシリコン部品５は、全面に熱酸化膜が形成されており、その熱酸化膜の上にＣＶＤ酸化膜が積層されている。熱酸化膜は、ピンホールがなくて絶縁性に優れているので、電気的絶縁性を確保するために生成され、ＣＶＤ酸化膜は、シリコンを介して電極間に形成されるコンデンサ部の静電容量値を低減するため積層されている。
【００３５】
また、この実施例においては、第３の実施例に相当する製造工程が、段差部の形状を緩やかなテーパ状にして、可動電極45及び固定電極53を外部回路に引き出すリード部の断線を回避させるので、特に有効である。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、凹部を形成する部分の酸化膜が除去された後、熱酸化によって熱酸化膜が形成され、表面に酸化膜が存在する部分の熱酸化膜の生成速度と酸化膜が存在しない部分の熱酸化膜の生成速度との差によって、シリコンに凹みが形成されるので、シリコン表面に異物が存在しても、その異物が有機物等の場合には酸化されて除去されるし、シリコン中へ拡散する酸素は、異物が完全にシリコン表面に密着していない限り、異物の下へも回り込めるので、凹部の深さのむらが少なくなり、凹部の領域に突起が形成されることも少なくなり、且つ形成される突起も小さくなる。したがって、固定電極と可動電極との間隔を狭くしても、凹部の深さのむらや凹部内に形成される突起によって、良品率を低下させることがないセンサの製造方法を提供することができる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、凹部を形成する部分の酸化膜が除去された後、熱酸化によって熱酸化膜が形成され、表面に酸化膜が存在する部分の熱酸化膜の生成速度と酸化膜が存在しない部分の熱酸化膜の生成速度との差によって、シリコンに凹みが形成されるので、シリコン表面に異物が存在しても、その異物が有機物等の場合には酸化されて除去されるし、シリコン中へ拡散する酸素は、異物が完全にシリコン表面に密着していない限り、異物の下へも回り込めるので、凹部の深さのむらが少なくなり、凹部の領域に突起が形成されることも少なくなり、且つ形成される突起も小さくなる。したがって、固定電極と可動電極との間隔を狭くしても、凹部の深さのむらや凹部内に形成される突起によって、良品率を低下させることがないセンサの製造方法を提供することができる。また、このオールシリコン型センサの場合には、凹部が両部材に形成できるので、それぞれの部材の凹部の深さは、請求項１の発明に比べて、２分の１で済み、パターニング工程及び熱酸化膜生成工程の繰り返し回数及び熱酸化膜の生成時間のいずれかまたは両方が削減できる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、凹部を形成する部分の酸化膜を除去する工程及びシリコン表面に熱酸化膜を生成する工程が繰り返されるので、１回だけでは形成困難な深さをもつ凹部を形成することが可能となる。
請求項４の発明によれば、シリコン表面へ酸化膜を生成する工程が、ＣＶＤ法による酸化膜生成である。ＣＶＤ法によって生成される酸化膜の厚さは、熱酸化膜の場合と異なり、生成時間に比例するので、熱酸化の場合に比べて、厚い酸化膜を生成することが容易であり、最初に生成される酸化膜の厚さを厚くすることによって、酸化膜を除去された部分の熱酸化膜の生成速度と酸化膜を残された部分の熱酸化膜の生成速度との差を大きくすることができる。したがって、必要な深さの凹部を形成するために必要とする熱酸化処理の時間を短縮することが可能となる。
【００３９】
請求項５の発明によれば、凹部を形成する部分の酸化膜を除去する工程において、酸化膜の周辺部をテーパ状に形成する。凹みを形成する部分の周辺部の酸化膜がテーパ状であると、その部分でのシリコンの熱酸化の速度も緩やかに変化するので、熱酸化で消耗されるシリコンもテーパ状となり、凹みの周辺部の段差がテーパ状となる。したがって、凹部の周辺部の段差上に電極からの引き出しリード部が形成されても、その引き出しリード部が段差部で断線することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるセンサの製造方法の凹部形成方法を示す工程図
【図２】従来技術によるセンサの製造方法の凹部形成方法を示す工程図
【図３】第１の実施例の工程毎の状態を示し、（ａ）は最初の熱酸化膜生成後の断面図、（ｂ）パターニング後の断面図、（ｃ）は２回目の熱酸化膜生成後の断面図、（ｄ）は熱酸化膜除去後の断面図
【図４】第２の実施例の工程毎の状態を示し、（ａ）はＣＶＤ酸化膜生成後の断面図、（ｂ）パターニング後の断面図、（ｃ）は熱酸化膜生成後の断面図、（ｄ）は熱酸化膜除去後の断面図
【図５】第３の実施例の工程毎の状態を示し、（ａ）パターニング後の断面図、（ｂ）は２回目の酸化後の断面図、（ｃ）は熱酸化膜除去後の断面図
【図６】第４の実施例を適用したオールシリコン型センサの構造を示す断面図
【図７】センサの構造を示し、（ａ）はセンサの断面図、（ｂ）はガラス部品２の斜視図、（ｃ）はシリコン部品１の斜視図
【図８】従来技術による凹部形成方法の工程毎の状態を示し、（ａ）は酸化膜生成後の断面図、（ｂ）パターニング後の断面図、（ｃ）はプラズマエッチング後の断面図、（ｄ）は酸化膜除去後の断面図
【符号の説明】
１  シリコン部品
11  リング状溝          12  可動電極
13  ギャップ用凹部
100 シリコン基板        101 酸化膜
102, 102a, 102b, 102c 段差部
103 最初の熱酸化膜      104 ２回目の熱酸化膜
103a  ＣＶＤ酸化膜      104a  熱酸化膜
２  ガラス部品
21  スルーホール        22  切欠き部
23  固定電極            24, 25  電極パッド
３  可動電極引出し用メタライズ層
４  第１のシリコン部品
41  リング状溝          42  可動部
43  ギャップ用凹部      44  絶縁体膜
45  可動電極            46, 47  電極パッド
５  第２のシリコン部品
51  ギャップ用凹部      52  絶縁体膜
53  固定電極
d1, d2  段差の寸法
【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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