(57)【要約】      （修正有）【課題】微小構造体の空間を形成するために設ける犠牲層に使用されるフォトマスクの枚数を低減し、製造コストを削減する。【解決手段】同一のフォトマスクを用いてパターニングされたレジストマスクにより犠牲層を形成する。レジストマスクにより第１の犠牲層をエッチングして形成した後に、同一のフォトマスクを使用してパターンを形成されたレジストマスクを用いて第２の犠牲層をエッチングして形成する。レジストマスクは一方の犠牲層のエッチング前に外形寸法を拡大又は縮小する等して変形することで、大きさの異なる犠牲層を形成することができる。【選択図】図１
2007152546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクの外形寸法を変化させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項２】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクの外形寸法を変化させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項３】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項４】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項５】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項６】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第２の犠牲層を覆って絶縁層を形成し、
前記絶縁層に開口部を形成し、
前記開口部からエッチング剤を導入することにより、前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層を同時に除去することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項８】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、
前記構造層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクの外形寸法を変化させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項９】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクの外形寸法を変形させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、
前記構造層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１０】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、
前記構造層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１１】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、
前記構造層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１２】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、
前記構造層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１３】
絶縁基板上に第１の層を形成し、
前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、
前記第１のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、
前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、
前記構造層上に第２の層を形成し、
前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、
前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１４】
請求項８乃至１３のいずれか一において、
前記第２の犠牲層を覆って絶縁層を形成し、
前記絶縁層に開口部を形成し、
前記開口部からエッチング剤を導入することにより、前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層を同時に除去することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１５】
請求項８乃至１３のいずれか一において、
前記第２の犠牲層を覆って絶縁層を形成し、
前記構造層及び前記絶縁層に開口部を形成し、
前記開口部からエッチング剤を導入することにより、前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層を同時に除去することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１６】
請求項１４又は請求項１５において、
前記絶縁層の開口部と同時に、前記構造層と電気的に接続される配線を形成するための開口部を前記絶縁層に形成することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１７】
請求項８乃至１６のいずれか一において、
前記構造層は、エッチングに際して前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層と選択比が取れるチタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、又は珪素のいずれか一又は複数を有するように形成される
ことを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１８】
請求項３若しくは４又は１０若しくは１１のいずれか一において、
前記第１又は第２のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理に酸素プラズマを用いることを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項１９】
請求項５若しくは６又は１２若しくは１３のいずれか一において、
前記第１又は第２のレジストマスクのフォトリソグラフィー工程における露光量を調整することにより、前記第１又は第２のレジストマスの外形寸法を拡大することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項２０】
請求項５若しくは６又は１２若しくは１３のいずれか一において、
前記第１又は第２のレジストマスクとしてポジ型のレジストマスクを使用し、前記フォトリソグラフィー工程における露光量を少なくする、又は露光時間を短くすることにより、前記第１又は第２のレジストマスクの外形寸法を拡大することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項２１】
請求項５若しくは６又は１２若しくは１３のいずれか一において、
前記第１又は第２のレジストマスクとして
ネガ型のレジストマスクを使用し、前記フォトリソグラフィー工程における露光量を多くする、又は露光時間を長くすることにより、前記第１又は第２のレジストマスクの外形寸法を拡大することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれか一において、
前記第１の犠牲層又は前記第２の犠牲層は、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、又は珪素のいずれか一又は複数を有するように形成されることを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれか一に記載の方法により作製された微小構造体と、
絶縁基板上のトランジスタを電気的に接続するように貼り合わせることを特徴とする微小電気機械式装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動領域を備えた微小構造体、及び該微小構造体を有する微小電気機械式装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる微小機械システムの研究が盛んに進められている。ＭＥＭＳは、微小電気機械システムの略称であり、単にマイクロマシンと呼ばれることもある。現在、マイクロマシンの明確な定義はないが、一般的には、半導体微細加工技術を用いて「立体構造を有し可動する微小構造体」と「半導体素子を有する電気回路」を集積化した微細デバイスを指す。微小構造体は、構造が立体的で可動部を有し、可動するための空間が設けられている。
【０００３】
マイクロマシンは、電子回路によって自らの微小構造体を制御することができる。そのため、マイクロマシンは従来のコンピュータを用いた装置のように中央処理制御型ではなく、センサーによって得た情報を電子回路によって処理してアクチュエータ等を介して行動を起こす。このような一連の動作を行う、自律分散型のシステムを構築することができるのではないかと考えられている。
【０００４】
マイクロマシンについては数多くの作製方法が提案されている。例えば、自己整合的なパターニングを利用し、簡略化された作製方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、静電マイクロモータを備えた光走査装置の作製方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
マイクロマシンを構成する微小構造体には、可動するための空間が設けられている。特許文献１及び２に記載されるように、可動するための空間は犠牲層を形成することで設けられている。
【特許文献１】特開平７−１６３１５８号公報
【特許文献２】特許第３０８６００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
微小構造体の構造と動作から形成する空間の形状、つまり体積が決定する。そして、その形状に合わせたフォトマスクを用意し、一連の工程を経て、微小構造体を作製する。このように、空間を形成するために設ける犠牲層には、各犠牲層に専用のフォトマスクが使用される。しかしながら、フォトマスクは高価なものであり、一枚でも減らしたいという要望があった。
【０００８】
微小構造体において、可動するための空間の形状や寸法は、その機械的特性を決定づけるものである。言い換えれば、空間の形状や寸法を変えることで、得られる機械的特性を変えることができる。しかしながら、空間の形状や寸法を変えるためには犠牲層のフォトマスクを変える必要があった。
【０００９】
そこで本発明では、各犠牲層には同一フォトマスクを使って、形状や寸法の異なる複数の微小構造体を作製することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を鑑み本発明は、微小構造体若しくは微小電気機械式装置の製造に係り、同一のフォトマスクから、フォトリソグラフィー工程によって形成されたレジストマスクの外形寸法を異ならせる処理を行うことによって、複数の異なるレジストマスクのパターンを加工形成する工程を含み、それにより構造層又は空間部を形成することを要旨とする。
【００１１】
このようなレジストマスクは、犠牲層の加工時にマスクとして使用することができる。例えば、フォトマスクＡを用いて、第１の犠牲層の加工に使用されるマスクを形成し、同一フォトマスクＡを用いて、第２の犠牲層の加工に使用されるマスクを形成することができる。
【００１２】
本発明の一形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクの外形寸法を変化させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００１３】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクの外形寸法を変化させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００１４】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００１５】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００１６】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、  前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００１７】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００１８】
上記構成の本発明において、前記第２の犠牲層を覆って絶縁層を形成し、前記絶縁層に開口部を形成し、前記開口部からエッチング剤を導入することにより、前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層を同時に除去することが好ましい。
【００１９】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、前記構造層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクの外形寸法を変化させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００２０】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクの外形寸法を変形させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、前記構造層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００２１】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、前記構造層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００２２】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、前記構造層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００２３】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、前記構造層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００２４】
本発明の別形態は、絶縁基板上に第１の層を形成し、前記第１の層上にフォトマスクを用いて第１のレジストマスクを形成し、前記第１のレジストマスクの外形寸法を拡大させる処理を行った後、該第１のレジストマスクを用いて前記第１の層を加工することにより第１の犠牲層を形成し、前記第１の犠牲層上に構造層を形成し、前記構造層上に第２の層を形成し、前記第２の層上に前記フォトマスクを用いて第２のレジストマスクを形成し、前記第２のレジストマスクを用いて前記第２の層を加工することにより第２の犠牲層を形成することを特徴とする微小構造体の作製方法である。
【００２５】
上記構成の本発明において、前記第２の犠牲層を覆って絶縁層を形成し、前記絶縁層に開口部を形成し、前記開口部からエッチング剤を導入することにより、前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層を同時に除去することが好ましい。
【００２６】
上記構成の本発明において、前記第２の犠牲層を覆って絶縁層を形成し、前記構造層及び前記絶縁層に開口部を形成し、前記開口部からエッチング剤を導入することにより、前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層を同時に除去することが好ましい。
【００２７】
上記構成の本発明において、前記絶縁層の開口部と同時に、前記構造層と電気的に接続される配線を形成するための開口部を前記絶縁層に形成することが好ましい。
【００２８】
上記構成の本発明において、前記構造層は、エッチングに際して前記第１の犠牲層及び前記第２の犠牲層と選択比が取れるチタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、又は珪素のいずれか一又は複数を有するように形成されることが好ましい。
【００２９】
上記構成の本発明において、前記第１又は第２のレジストマスクの外形寸法を縮小させる処理に酸素プラズマを用いることが好ましい。
【００３０】
上記構成の本発明において、前記第１又は第２のレジストマスクのフォトリソグラフィー工程における露光量を調整することにより、前記第１又は第２のレジストマスの外形寸法を拡大することが好ましい。
【００３１】
上記構成の本発明において、前記第１又は第２のレジストマスクとしてポジ型のレジストマスクを使用し、前記フォトリソグラフィー工程における露光量を少なくする、又は露光時間を短くすることにより、前記第１又は第２のレジストマスクの外形寸法を拡大することが好ましい。
【００３２】
上記構成の本発明において、前記第１又は第２のレジストマスクとしてネガ型のレジストマスクを使用し、前記フォトリソグラフィー工程における露光量を多くする、又は露光時間を長くすることにより、前記第１又は第２のレジストマスクの外形寸法を拡大することが好ましい。
【００３３】
上記構成の本発明において、前記第１の犠牲層又は前記第２の犠牲層は、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、又は珪素のいずれか一又は複数を有するように形成されることが好ましい。
【００３４】
上記構成の本発明の方法により作製された微小構造体と、絶縁基板上のトランジスタを電気的に接続するように貼り合わせることが好ましい。
【００３５】
なお、本明細書中において、選択比とはエッチング選択比のことである。「エッチング選択比が取れる」とは、例えば、Ａ層とＢ層を有する積層構造体をエッチングするに際して、Ａ層のエッチングレートとＢ層のエッチングレートに十分な差を有することをいう。また、エッチングレートとは、単位時間あたりの被エッチング量をいう。
【発明の効果】
【００３６】
このように本発明は、各犠牲層を形成するために、同一フォトマスクを使用するため、フォトマスクの数を減らすことができる。その結果、コストを抑えることができる。
【００３７】
また本発明は、レジストマスクを加工することで、犠牲層の形状や寸法を変えることができる。そのため、微小構造体が可動するための空間の形状や寸法を変えることができる。このように本発明は、犠牲層を積層することにより、複数の空間を有する微小構造体の作製工程に適用すると好ましい。空間が積層された結果、異なる特性を有する微小構造体を同一基板に積層形成することができる。その結果、微小電気機械式装置のサイズを小さくし、その性能を高めることができる。
【００３８】
また本発明は、レジストマスクを加工することで、犠牲層にテーパー形状を設けることができる。その結果、犠牲層上の層のカバレッジを向上させることができる。
【００３９】
またさらに本発明は、レジストマスクを加工することで、フォトリソグラフィー工程で使用する装置の能力以上にレジストマスクを微細化することができる。その結果、微細な微小構造体を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００４１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、犠牲層に同一フォトマスクを使用して、微小構造体を作製する方法について、図面を用いて説明する。図面において、上面図及びＯ−Ｐ、又はＱ−Ｒにおける断面図を示す。
【００４２】
図１（Ａ）に示すように、絶縁表面を有する基板（以下、絶縁基板１００という）を用意する。絶縁基板として、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等を用いることができる。例えば、プラスチック基板を用いると、柔軟性が高く、軽量な微小構造体及びこれを有する微小電気機械式装置を提供することができる。また、ガラス基板を研磨等により薄くすることによって、薄型な微小構造体及びこれを有する微小電気機械式装置を提供することもできる。さらには、金属等の導電性基板又はシリコンウェハ等の半導体性基板上に、絶縁性を有する層を形成した基板を、絶縁基板として用いることも可能である。
【００４３】
絶縁基板１００の上に、第１の層１０１Ａを形成する（図１（Ａ）参照）。第１の層１０１Ａは加工により、第１の犠牲層１０１Ｂとなる層であり、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）等の金属、当該金属の酸化物や窒化物、又は珪素やゲルマニウムを有する半導体材料、当該半導体材料の酸化物や窒化物、リンガラス（ＰＳＧ）等を用い、スパッタリング法やＣＶＤ法により形成することができる。
【００４４】
第１の層１０１Ａの膜厚は、第１の犠牲層１０１Ｂの材料や、微小構造体の構造及び動作方法、犠牲層エッチングの方法等、様々な要因を考慮して決定される。例えば、第１の犠牲層１０１Ｂが薄すぎれば除去するための液体薬品又は気体薬品（エッチング剤）が拡散されにくく、またはエッチング後に構造層が座屈するといった現象が生じる。また第１の犠牲層１０１Ｂが厚すぎると、第１の犠牲層１０１Ｂを除去した後の空間において、犠牲層下部の導電層と構造層との間の距離が大きくなり、静電力で動作させる場合に微小構造体を駆動できなくなる。そのため、微小構造体が犠牲層下部の導電層と構造層との間の空間で静電力による駆動を行う場合、第１の層１０１Ａは０．５μｍ以上３μｍ以下の厚さを有し、好適には１μｍ〜２．５μｍを有することが好ましい。また、内部応力の大きい材料を犠牲層として利用する場合、一度に数μｍ程度の厚い犠牲層を形成することができない。この場合、犠牲層の形成とパターニングとを繰り返し、第１の犠牲層１０１Ｂを形成することが可能となる。
【００４５】
次に、第１の層１０１Ａ上に、スピンコーティング法などの塗布法を用いてレジストマスク材料を塗り、犠牲層形成用フォトマスク（以下、フォトマスクＡという）を使って、フォトリソグラフィー法によりレジストマスク１０２を形成する（図１（Ａ）参照）。
【００４６】
次に、レジストマスク１０２をマスクとして用い、第１の層１０１Ａをドライエッチング法により加工して、第１の犠牲層１０１Ｂを形成する（図１（Ｂ）参照）。続いて、レジストマスク１０２を除去し、構造層を構成する膜を形成し、フォトリソグラフィー法を用いて第１の犠牲層１０１Ｂ及び構造層を構成する膜上にレジストマスクを形成し、ドライエッチング法により構造層１０３を形成する（図１（Ｂ）参照）。
【００４７】
構造層１０３は、犠牲層のエッチングに用いるエッチング剤で、第１の犠牲層１０１Ｂとエッチングの選択比が取れる材料から形成すればよい。例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）等の金属、当該金属の酸化物や窒化物、又は珪素やゲルマニウムを有する半導体材料、当該半導体材料の酸化物や窒化物から選択することができる。
【００４８】
構造層１０３の膜厚は、第１の犠牲層１０１Ｂの厚さ、構造層１０３の材料、微小構造体の構造、または犠牲層エッチングの方法等、様々な要因を考慮して決定される。また、構造層１０３を厚く形成すると内部応力に分布が生じ、反りや座屈の原因となる。逆に、構造層１０３の厚さが薄いと、犠牲層エッチング時に用いる溶液の表面張力によって微小構造体が座屈する恐れがある。これらを考慮して、構造層の膜厚を決定することができる。構造層１０３は、必要な厚さを得るために、積層構造とすることも可能である。
【００４９】
また、構造層１０３の材料として内部応力の分布差が大きい物質を用いると、犠牲層除去後、構造層１０３に反りが生じ、好ましくないと考えられる。しかしながら、このような構造層１０３の反りを利用して微小構造体を構成することも可能である。具体的には、反りを利用してスイッチング素子として機能させることができる。
【００５０】
次に、構造層１０３の上に、第２の層１０４Ａを形成する（図２（Ａ）参照）。第２の層１０４Ａは加工により、第２の犠牲層１０４Ｂとなる層であり、タングステン等の金属や窒化珪素等の金属又は珪素等の化合物を材料とし、金属や珪素などの元素や化合物を材料とし、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
【００５１】
第２の層１０４Ａの膜厚は、第２の犠牲層１０４Ｂの材料や、微小構造体の構造及び動作方法、犠牲層エッチングの方法等、様々な要因を考慮して決定されることは、第１の層１０１Ａと同様である。
【００５２】
次に、第２の層１０４Ａ上に、スピンコーティング法などの塗布法を用いてレジストマスク材料を塗り、レジストマスク１０２を形成した時と同一のフォトマスクであるフォトマスクＡを再度使用し、フォトリソグラフィー法によりレジストマスク１０５を形成する（図２（Ａ）参照）。すると、第１の犠牲層の加工に用いたマスクと同じ形状のレジストマスクが形成される。
【００５３】
次に、レジストマスク１０５の外形寸法を異ならせる処理を行う。例えば、酸素プラズマ処理等のエッチング処理をレジストマスク１０５に行うことによって、レジストマスク１０５より寸法を縮小させることができる。このようにして、縮小されたレジストマスク１０６を形成する（図２（Ｂ）参照）。
【００５４】
レジストマスクの縮小化の方法として、酸素プラズマ処理の代わりに誘導結合式プラズマ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）を利用したエッチング装置を用いてもよい。誘導結合式エッチング装置は、プラズマ発生源のコイル型電極と引き出し電極を有し、コイル型電極側で高密度のプラズマを発生させ、プラズマを引き出し電極により引きつける。すなわち、引き出し電極の表面に配置される被加工体の表面にイオンやラジカルを引き寄せることができる。この引き出し電極の電圧を調整することにより、レジストマスクの下層をエッチングしながら、レジストマスクもエッチングして加工することができる。本実施の形態の場合、第２の層１０４Ａをエッチングしながら、レジストマスク１０５をエッチングし縮小させることができる。このような誘導結合式エッチング装置を用いると、犠牲層のエッチングとレジストマスクの縮小とを同時に行うことができ、工程時間や工程数を削減することができる。
【００５５】
また、フォトリソグラフィー工程における露光量の調整によりレジストマスク外形寸法を変えることもできる。例えば、ポジ型のレジストマスクを使用した場合、露光量を多くする、露光時間を長くすることで現像後のレジストマスクの外形寸法を小さくすることができる。ネガ型のレジストマスクを使用した場合、露光量を少なくする、露光時間を短くすることで現像後のレジストマスクの外形寸法を小さくすることができる。
【００５６】
次に、レジストマスク１０６を用いて、第２の層１０４Ａをエッチングにより加工する（図３（Ａ）参照）。エッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を適用することができる。
【００５７】
続いて、レジストマスク１０６を除去し、絶縁層１０７を形成する（図３（Ａ）参照）。絶縁層１０７は、絶縁性を有する無機材料や、有機材料等により形成することができる。無機材料は、酸化珪素、窒化珪素を用いることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、シロキサン、又はポリシラザンを用いることができる。または、レジストマスクの材料を用いることができる。シロキサンは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。
【００５８】
次に、絶縁層１０７をフォトリソグラフィー法により形成したレジストマスクを用いてエッチングし、第１の犠牲層１０１Ｂ及び第２の犠牲層１０４Ｂを露出させるためのコンタクトホール１０８（開口部ともいう）を形成する。そして、レジストマスクを除去する（図３（Ｂ）参照）。エッチング方法は、ドライエッチング法またはウエットエッチング法を適用することができる。本実施の形態では、ドライエッチングによりコンタクトホール１０８を形成する場合を説明する。コンタクトホール１０８は、第１の犠牲層１０１Ｂ及び第２の犠牲層１０４Ｂをエッチング除去するために形成される。したがって、エッチング剤が流入するように直径を決定する。そのため、コンタクトホール１０８の直径を２μｍ以上とすることが好ましい。
【００５９】
次に、第１の犠牲層１０１Ｂ、及び第２の犠牲層１０４Ｂをエッチングにより除去する（図４（Ａ）参照）。エッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を適用することができ、犠牲層の材料によって適したエッチング剤がコンタクトホール１０８を通って、犠牲層をエッチングする。犠牲層がエッチング除去されると、底面側を絶縁層、側面側及び上面側を構造層で囲まれた空間が生じる。
【００６０】
例えば、犠牲層がタングステン（Ｗ）である場合、２８％のアンモニアと３１％の過酸化水素水を１：２で混合した溶液に２０分程度漬けることで犠牲層のエッチングを行うことができる。犠牲層が二酸化珪素の場合は、フッ酸４９％水溶液１に対してフッ化アンモニウムを７の割合で混合したバッファードフッ酸を用いて犠牲層のエッチングを行うことができる。犠牲層が珪素の場合は、リン酸、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨ等のアルカリ金属の水酸化物、ＮＨ４ＯＨ、ヒドラジン、ＥＰＤ（エチレンジアミン、ピロカテコール、水の混合物）、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＮＭＤ３溶液（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを０．２〜０．５％含む水溶液）等を用いて犠牲層のエッチングを行うことができる。ウエットエッチング後の乾燥に際しては、毛管現象による微小構造体の座屈を防ぐため、粘性の低い有機溶媒（例えばシクロヘキサン）を用いてリンスを行う、または低温低圧の条件で乾燥させるか、またはこの両者を組み合わせることができる。また、大気圧などの高圧の条件下において、Ｆ２やＸｅＦ２を用いてドライエッチングを行うことにより犠牲層をエッチング除去することができる。
【００６１】
ここで、第１の犠牲層１０１Ｂ及び第２の犠牲層１０４Ｂが異なる材料で形成されており、同一のエッチング剤でエッチングできない場合には、二度に分けて犠牲層をエッチングする必要がある。この場合には、例えば構造層１０３や絶縁層１０７等の除去はせず、且つエッチング剤と接している層と、犠牲層との選択比を十分に考慮してエッチング剤を選択する必要がある。
【００６２】
犠牲層除去後、毛管現象による微小構造体の座屈を防ぐため、微小構造体表面に撥水性を持たせるプラズマ処理を行うこともできる。プラズマ処理には酸素プラズマ、窒素プラズマ、又はフッ素プラズマを用いることができる。
【００６３】
このような工程を用いて第１の犠牲層１０１Ｂ及び第２の犠牲層１０４Ｂをエッチング除去することによって、構造体１０９を作製することができる（図４（Ｂ）参照）。このような構造体は、非常に小さいため微小構造体と呼ぶ。
【００６４】
本実施の形態では、第２の層１０４Ａ上のレジストマスクを加工することで、第１の犠牲層１０１Ｂより小さな第２の犠牲層１０４Ｂを形成することができる。これら犠牲層を除去すると、構造層１０３下側の空間より構造層１０３上側のほうが小さな空間を有する微小構造体を作製することができる。
【００６５】
また、第１の犠牲層形成後、構造層形成前に第２の犠牲層を形成してもよい。第１の犠牲層のレジストマスクを加工して外形寸法を拡大、又は第２の犠牲層のレジストマスクを加工して外形寸法を縮小することにより、構造層下側に大きさの異なる二つの空間を有し、該空間の上部が該空間の下部よりも小さな微小構造体を作製することができる（図３０参照）。
【００６６】
このように本実施の形態では、第１の犠牲層１０１Ｂ及び第２の犠牲層１０４Ｂを、同一フォトマスクを使って形成するため、コストを削減できる。また同一フォトマスクによって形成されるレジストマスクを加工することで、フォトリソグラフィー工程で使用する装置の能力以上にレジストマスクを微細化することができる。その結果、微細な微小構造体を作製することができる。
【００６７】
このように空間の大きさが異なる微小構造体は、センサーとして使用することができる。
【００６８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、犠牲層に同一フォトマスクを使用して、実施の形態１とは異なり、第１の空間を第２の空間より小さくした微小構造体の作製方法について、図面を用いて説明する。図面において、上面図及びＯ−Ｐ、又はＱ−Ｒにおける断面図を示す。
【００６９】
図５（Ａ）に示すように、絶縁基板２００を用意する。絶縁基板２００の上に、第１の層２０１Ａを形成する（図５（Ａ）参照）。第１の層２０１Ａは加工により、第１の犠牲層２０１Ｂとなる層であり、第１の層２０１Ａは、上記実施の形態と同様な材料を用いて、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
【００７０】
次に、第１の層２０１Ａ上に、塗布法、スピンコーティング法などを用いてレジストマスク材料を塗り、犠牲層形成用のフォトマスクＡを使って、フォトリソグラフィー法によりレジストマスク２０２を形成する（図５（Ａ）参照）。
【００７１】
次に、レジストマスク２０２を酸素プラズマ処理等のエッチング処理を行うことによって縮小させ、レジストマスク２０３を形成する（図５（Ｂ）参照）。
【００７２】
レジストマスクの縮小化の方法として、誘導結合式（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用いてもよいことは、上記実施の形態と同様である。また、フォトリソグラフィー工程における露光量の調整によりレジストマスクの外形寸法を変えることができる点も、上記実施の形態と同様である。
【００７３】
次に、レジストマスク２０３をマスクとして、第１の層２０１Ａをドライエッチング法により加工して、第１の犠牲層２０１Ｂを形成する（図６（Ａ）参照）。続いて、レジストマスク２０３を除去し、構造層を形成し、フォトリソグラフィー法を用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法により構造層２０４を形成する（図６（Ａ）参照）。
【００７４】
構造層２０４は、上記実施の形態と同様な材料を用いて、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
【００７５】
次に、構造層２０４の上に、第２の層２０５Ａを形成する（図６（Ｂ）参照）。第２の層２０５Ａは、第１の層２０１Ａと同様に形成することができる。
【００７６】
次に、第２の層２０５Ａ上に、スピンコーティング法などの塗布法を用いてレジストマスク材料を塗り、レジストマスク２０２を形成した時と同一のフォトマスクであるフォトマスクＡを再度使用し、フォトリソグラフィー法によりレジストマスク２０６を形成する（図６（Ｂ）参照）。レジストマスク２０６は、第１の層２０１Ａを加工するときに用いたレジストマスクより大きな外形寸法を有する。このようにして同一フォトマスクを利用して、複数の外形寸法を有するレジストマスクを形成することができる。
【００７７】
次に、レジストマスク２０６をマスクとして、第２の層２０５Ａをドライエッチング法により加工して第２の犠牲層２０５Ｂを形成し、レジストマスク２０６を除去した後に絶縁層２０７を形成する（図７（Ａ）参照）。絶縁層２０７は、絶縁層１０７と同様に絶縁性を有する無機材料や、有機材料等を用いて形成することができる。
【００７８】
次に、絶縁層２０７をフォトリソグラフィー法により形成したレジストマスクを用いてエッチングを行い、第２の犠牲層２０５Ｂを露出させるようにコンタクトホール２０８を形成する。コンタクトホール２０８は、エッチング剤が流入するように直径を決定すればよく、コンタクトホール２０８の直径を２μｍ以上とすることが好ましい。その後、当該レジストマスクを除去する（図７（Ｂ）参照）。
【００７９】
次に、第１の犠牲層２０１Ｂ、及び、第２の犠牲層２０５Ｂをエッチングにより除去する（図８（Ａ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を適用することができ、犠牲層の材料によって適したエッチング剤がコンタクトホール２０８を通って、犠牲層をエッチングする。犠牲層がエッチング除去されると、底面側を絶縁層、側面側及び上面側を構造層で囲まれた第１の空間と、底面側を構造層、側面側及び上面側を絶縁層で囲まれた第２の空間とが生じる。
【００８０】
このような工程を用いて第１の犠牲層２０１Ｂ及び第２の犠牲層２０５Ｂをエッチング除去することによって、構造体２０９を作製することができる（図８（Ｂ）参照）。
【００８１】
本実施の形態では、第１の層２０１Ａ上のレジストマスクを加工することで、第２の犠牲層２０５Ｂより小さな第１の犠牲層２０１Ｂを形成することができる。これら犠牲層を除去すると、構造層２０４上側の空間より構造層２０４の下側のほうが小さな空間を有する微小構造体を作製することができる。
【００８２】
このように本実施の形態では、第１の犠牲層２０１Ｂ及び第２の犠牲層２０５Ｂを、同一フォトマスクを使って形成するため、コストを削減できる。また同一フォトマスクによって形成されるレジストマスクを加工することで、フォトリソグラフィー工程で使用する装置の能力以上にレジストマスクを微細化することができる。その結果、微細な微小構造体を作製することができる。
【００８３】
このように空間の大きさが異なる微小構造体は、センサーとして使用することができる。
【００８４】
（実施の形態３）
本実施の形態では、犠牲層に同一フォトマスクを使用して、実施の形態１及び実施の形態２とは異なり、拡大されたレジストマスクを用いて微小構造体を作製する方法について、図面を用いて説明する。図面において、上面図及びＯ−Ｐ、又はＱ−Ｒにおける断面図を示す。
【００８５】
図９（Ａ）に示すように、絶縁基板３００を用意する。絶縁基板３００の上に、第１の層３０１Ａを形成する（図９（Ａ）参照）。第１の層３０１Ａは、上記実施の形態と同様な材料を用いて、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
【００８６】
次に、第１の層３０１Ａ上に、スピンコーティング法などの塗布法を用いてレジストマスク材料を塗り、犠牲層形成用のフォトマスクＡを使って、フォトリソグラフィー法によりレジストマスク３０２を形成する（図９（Ａ）参照）。
【００８７】
次に、レジストマスク３０２をマスクとして用い、第１の層３０１Ａをドライエッチング法により加工して、第１の犠牲層３０１Ｂを形成する（図９（Ｂ）参照）。続いて、レジストマスク３０２を除去し、構造層を形成し、フォトリソグラフィー法を用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法により構造層３０３を形成する（図９（Ｂ）参照）。
【００８８】
構造層３０３は、上記実施の形態と同様な材料を用いて、スパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。
【００８９】
次に、構造層３０３の上に、第２の層３０４Ａを形成する（図１０（Ａ）参照）。第２の層３０４Ａは、第１の層３０１Ａと同様に形成することができる。
【００９０】
次に、第２の層３０４Ａ上に、塗布法、スピンコーティング法などを用いてレジストマスク材料を塗り、レジストマスク３０２を形成した時と同一のフォトマスクであるフォトマスクＡを再度使用し、フォトリソグラフィー法によりレジストマスク３０５を形成する（図１０（Ａ）参照）。
【００９１】
次に、レジストマスク３０５を熱処理することによって、レジストマスク３０５を拡大させ、レジストマスク３０６とする（図１０（Ｂ）参照）。例えば、フォトリソグラフィー工程後に、オーブンなどの熱処理装置を使って、熱を加えることにより、レジストマスクを横方向に拡大させることができる（図１１参照）。図１１（Ａ）には、熱処理前のレジストマスク１０を、図１１（Ｂ）には２００℃で１時間の熱処理をした後のレジストマスク２０を示す。このように熱処理を行うと、レジストマスクの外形寸法を拡大させることができる。
【００９２】
レジストマスクの拡大化の方法として、フォトリソグラフィー工程における露光量の調整を利用することができる。例えば、ポジ型のレジストマスクを使用した場合、露光量を少なくする、露光時間を短くすることで現像後のレジストマスクの外形寸法を大きくすることができる。ネガ型のレジストマスクを使用した場合、露光量を多くする又は露光時間を長くすることで現像後のレジストマスクの外形寸法を大きくすることができる。
【００９３】
次に、レジストマスク３０６をマスクとして、第２の層３０４Ａをドライエッチング法により加工して第２の犠牲層３０４Ｂを形成し、レジストマスク３０６を除去した後に、絶縁層３０７を形成する（図１２（Ａ）参照）。絶縁層３０７は、絶縁層１０７と同様に絶縁性を有する無機材料や、有機材料等を用いて形成することができる。
【００９４】
次に、絶縁層３０７をフォトリソグラフィー法により形成したレジストマスクを用いてエッチングを行い、第２の犠牲層３０４Ｂを露出させるようにコンタクトホール３０８を形成する。コンタクトホールは、エッチング剤が流入するように直径を決定すればよく、コンタクトホール３０８の直径を２μｍ以上とすることが好ましい。その後、当該レジストマスクを除去する（図１２（Ｂ）参照）。
【００９５】
次に、第１の犠牲層３０１Ｂ、及び第２の犠牲層３０４Ｂをエッチングにより除去する（図１３（Ａ）参照）。エッチングは、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を適用することができ、犠牲層の材料によって適したエッチング剤がコンタクトホール３０８を通って、犠牲層をエッチングする。犠牲層がエッチング除去されると、底面側を絶縁層、側面側及び上面側を構造層で囲まれた第１の空間と、底面側を構造層、側面側及び上面側を絶縁層で囲まれた第２の空間とが生じる。
【００９６】
このような工程により、第１の犠牲層３０１Ｂ及び第２の犠牲層３０４Ｂをエッチング除去することによって、構造体３０９を作製することができる（図１３（Ｂ）参照）。
【００９７】
本実施の形態では、第１の犠牲層３０１Ｂ及び第２の犠牲層３０４Ｂを、同一フォトマスクを使って形成するため、コストを削減できる。また、第２の犠牲層３０４Ｂのレジストマスクを加工することで、第１の犠牲層３０１Ｂより大きな第２の犠牲層３０４Ｂを形成することができ、構造層３０３下側の空間より構造層３０３上側の空間のほうが大きな微小構造体を作製することができる。
【００９８】
本実施の形態では、第２の犠牲層のレジストマスクを拡大化させているが、第１の犠牲層のレジストマスクを拡大化させることもできる。この場合、第２の犠牲層より大きな第１の犠牲層を形成することができ、構造層上側の空間より構造層下側の空間のほうが大きな微小構造体を作製することができる。
【００９９】
また、第１の犠牲層形成後、構造層形成前に第２の犠牲層を形成してもよい。第１の犠牲層のレジストマスクを加工して外形寸法を縮小、又は第２の犠牲層のレジストマスクを加工して外形寸法を拡大することにより、構造層下側に大きさの異なる二つの空間を有し、該空間の下部が該空間の上部よりも小さな微小構造体６７２を作製することができる（図３１（Ａ）、（Ｂ−１）参照）。なお、構造層の形成方法によって、微小構造体は図３１（Ｂ−２）に示す微小構造体６７３に示す形態にもなりうる。
【０１００】
このように空間の大きさが異なる微小構造体は、センサーとして使用することができる。
【０１０１】
（実施の形態４）
上記実施の形態１乃至３では、第１の犠牲層のレジストマスク又は第２の犠牲層のレジストマスクのいずれか一方を縮小又は拡大しているが、双方を加工することもできる。
【０１０２】
また本発明は、微小構造体の空間が積層構造を有する場合に同一のフォトマスクを適用することを特徴とする。そのため、空間が３層以上積層した構造であっても、本発明を適用することができる。
【０１０３】
このように、縮小又は拡大されたレジストマスクを用いることにより、複数の異なる機械的特性を有する微小構造体を作製することができる。
【０１０４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、構造層に用いる半導体層の構造について説明する。
【０１０５】
構造層に適用する珪素を有する層には、結晶状態を有するもの、微結晶状態を有するもの、又は非晶質状態を有するものを用いることができる。ここでは、構造層に多結晶珪素を用いる場合を説明する。なお、構造層は積層構造を有してもよく、そのいずれかに多結晶珪素を有する場合も含まれる。
【０１０６】
まず、図２１（Ａ）に示すように、構造層の被形成面となる絶縁基板１６０上に、非晶質珪素を有する層（非晶質珪素層１６１という）を形成する。非晶質珪素層１６１を加熱処理することによって結晶化された多結晶珪素層を得ることができる。加熱処理には、加熱炉、レーザ照射、若しくはレーザ光の代わりにランプから発する光の照射（以下、ランプアニールという）、又はそれらを組み合わせて用いることができる。
【０１０７】
レーザ照射を用いる場合、連続発振型のレーザビーム（以下、ＣＷレーザビームという）やパルス発振型のレーザビーム（以下、パルスレーザビームという）を用いることができる。レーザとしては、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイヤレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及び当該基本波の第２高調波から第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
【０１０８】
なお連続発振の基本波のレーザビームと連続発振の高調波のレーザビームとを照射するようにしてもよいし、連続発振の基本波のレーザビームとパルス発振の高調波のレーザビームとを照射するようにしてもよい。複数のレーザビームを照射することにより、エネルギーを補うことができる。
【０１０９】
またパルス発振型のレーザビームであって、珪素がレーザビームによって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できるような周波数で発振させるレーザを用いることもできる。このような周波数でレーザビームを発振させることで、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。具体的なレーザビームの発振周波数は１０ＭＨｚ以上であって、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を使用する。
【０１１０】
その他の加熱処理として加熱炉を用いる場合には、非晶質珪素層を４００〜５５０℃で２〜２０時間かけて加熱する。このとき、徐々に高温となるように温度を４００〜５５０℃の範囲で多段階に設定するとよい。最初の４００℃程度の低温加熱工程により、非晶質珪素層の水素等が出てくるため、結晶化の際の膜荒れを低減することができる。
【０１１１】
さらに図２１（Ｂ）に示すように、結晶化を促進させる金属元素、例えばＮｉを有する層１６２を非晶質珪素層上に形成すると、加熱温度を低減することができ好ましい。金属元素としては、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を用いることもできる。
【０１１２】
すると、図２１（Ｃ）に示すように多結晶珪素層１６３を形成することができる。
【０１１３】
加熱処理に加えて、上記のようなレーザを用いて照射を行って多結晶珪素層を形成してもよい。そしてレーザ条件を変化させ、選択的にレーザを照射することで、部分的に結晶化することもできる。
【０１１４】
このような結晶化された多結晶珪素は、非晶質珪素に比べて硬度が高く、塑性変形を起こしにくい。これは結晶化、特に上記金属元素を用いた結晶化により、結晶粒界が連続している多結晶珪素を作ることができるからである。結晶粒界が連続していることによって電子の移動度が大きくなるため、微小構造体を静電力（静電引力）で制御する場合の構造層の材料として適している。さらに、構造層は、結晶化を助長させる金属元素を含み、導電性を有するため、微小構造体を静電力で制御する本発明の微小電気機械式装置に好適である。勿論、微小構造体を電磁力により制御する場合の構造層に多結晶珪素層を適用してもよい。
【０１１５】
また、金属にニッケルを用いる場合、ニッケルの濃度によってニッケルシリサイドが形成されうる。ニッケルシリサイドのような珪素合金は一般に強度が高いことが知られている。そのため、加熱処理時に用いる金属を珪素層中の全体または選択的に残しておき、適当な熱処理を加えることで、さらに硬く、導電性の高い微小構造体を作製することができる。
【０１１６】
上記のような結晶化に用いた金属を残したニッケルシリサイドを有する層（ニッケルシリサイド層）と、多結晶珪素層とを積層させることで、導電性に優れた構造層を得ることができる。ニッケルシリサイドのような珪素合金は一般に強度が高いことが知られている。半導体層の結晶化時に用いる金属を半導体層中の全体または選択的に残しておき、適当な熱処理を加えることで、さらに硬く、導電性の高い微小構造体を作製することができる。このようなニッケルシリサイド層は、多結晶珪素層との積層構造に適用することができ、ニッケルシリサイド層により導電性に優れ、構造層の一部又は全部を硬くすることができる。
【０１１７】
このようなシリサイド層は、ニッケル以外にタングステン、チタン、モリブデン、タンタル、コバルト、白金によっても形成することができる。それぞれ、タングステンシリサイド層、チタンシリサイド層、モリブデンシリサイド層、タンタルシリサイド層、コバルトシリサイド層、白金シリサイド層となる。このうち、コバルトや白金は、加熱温度を低下させるための金属として用いることもできる。
【０１１８】
上記のように、金属を用いて結晶化を行う場合、金属を用いずに行う結晶化に比べて低温で結晶化することができるため、微小構造体を形成する基板として使用できる材料の幅が広がる。例えば、半導体層を加熱のみで結晶化させる場合、１０００℃程度の温度で１時間程度の加熱を行う必要があり、熱に被弱なガラス基板を用いることができない。しかしながら、本実施の形態のように上記金属を用いて結晶化することによって、歪み点が約６００℃であるガラス基板等を用いることが可能になる。
【０１１９】
上記工程のように金属を用いた結晶化は、半導体膜に選択的に金属を塗布することで、部分的に行うこともできる。
【０１２０】
結晶化を助長させる金属は微小電気機械式装置等の汚染源となるため、結晶化した後に除去することも可能である。この場合、加熱処理又はレーザ照射による結晶化の後、珪素層上にゲッタリングサイトとなる層を形成し、加熱することにより、金属元素をゲッタリングシンクへ移動させることができる。ゲッタリングシンクには、多結晶半導体層や不純物が添加された半導体層を用いることができる。例えば、半導体層上にアルゴン等の不活性元素が添加された多結晶半導体層を形成し、これをゲッタリングシンクとして適用することができる。不活性元素を添加することによって、多結晶半導体層にひずみを生じさせることができ、ひずみにより効率的に金属元素を捕獲することができる。リン等の元素を添加した半導体層を形成することによって、金属を捕獲することもできる。
【０１２１】
また金属は必ずしも除去することなく、構造層が有していてもよい。金属を有することで、構造層に導電性を持たせることができる。
【０１２２】
特に構造層に導電性が必要な場合は、金属除去後、リンや砒素、ボロン等の不純物元素を添加することも可能である。導電性を持たせた微小構造体は、静電力で制御する本発明の微小電気機械式装置に好適である。
【０１２３】
その後、図２１（Ｄ）に示すように、多結晶珪素層を所定の形状に加工し、縞状の多結晶珪素層１６４を形成する。
【０１２４】
また構造層は、その厚みを得るため、積層構造とすることができる。たとえば、非晶質珪素層の形成と、加熱処理による結晶化を繰り返すことによって多結晶珪素層の積層構造を形成することができる。この加熱処理によって、すでに形成された多結晶珪素の層内の応力を緩和し、膜剥がれや基板の変形を防ぐことができる。また、さらに膜内の応力を緩和するために、珪素層のエッチングも含めて繰り返すこともできる。このようなエッチングを含めた作製方法は、内部応力の大きい材料を構造層に用いる場合に好適である。
【０１２５】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１２６】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態３の方法より作製することができる微小構造体を有する微小電気機械式装置の例として、センサー装置について説明する。
【０１２７】
本実施の形態における微小構造体は、絶縁基板４００上に剥離層４０１を備え、剥離層４０１上に下部電極４０２を備える（図１４（Ａ）参照）。剥離層４０１は、後に絶縁基板４００と、薄膜トランジスタ等の素子層とを剥離するために設けられた層である。
【０１２８】
剥離層４０１は、金属層や半導体層によって形成され、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ネオジウム（Ｎｄ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、鉛（Ｐｂ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、珪素（Ｓｉ）から選択された元素または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層膜である。またはこれらの単層膜が積層された、積層膜である。剥離層４０１となる薄膜の形成方法は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、液滴吐出法（代表的にはインクジェット法）、印刷法等の手段を用いればよい。このような金属層は、金属をターゲットにして用いるスパッタリング法を用いて形成することができる。剥離層として形成された金属膜の膜厚は、１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。剥離層４０１として半導体層を用いる場合、その膜厚は、３０ｎｍ〜１μｍとすればよく、装置の薄膜形成限界が許容すれば、３０ｎｍ以下とすることも可能である。また珪素を含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。
【０１２９】
下部電極４０２上に絶縁層４０３を備え、絶縁層４０３上に第１の空間４０４、構造層４０５、第２の空間４０６、絶縁層４０７が順次形成されている。第１の空間４０４は、その底面側を絶縁層４０３、側面側及び上面側を構造層４０５により囲まれている。第２の空間４０６は、その底面側を構造層４０５、側面側及び上面側を絶縁層４０７により囲まれている。絶縁層４０７には、犠牲層エッチング用のコンタクトホール４０８が形成されている（図１４（Ａ）参照）。第１の空間４０４及び第２の空間４０６は、コンタクトホール４０８等を介して同一エッチング工程によって犠牲層を除去し、形成することができる。そのため、犠牲層には同一材料、又は同一エッチング剤によって除去することのできる材料を用いる。勿論、第１の空間４０４及び第２の空間４０６は、別のエッチング工程によって犠牲層を除去することによっても、形成することができる。
【０１３０】
ここで、構造層４０５を挟む第１の空間４０４と第２の空間４０６を提供する犠牲層は、同一フォトマスクを使用して、フォトリソグラフィー法により形成することができる。すなわち、同一フォトマスクを用いて、第１の空間４０４と第２の空間４０６に対応する犠牲層を形成することができる。第１の空間４０４は第２の空間４０６より幅が狭いため、上記の実施の形態で示したように、第２の犠牲層加工時のレジストマスクを縮小する工程を適用することで形成することができる。勿論、第１の空間４０４が第２の空間４０６より幅が広い場合は、上記の実施の形態で示したように、第２の犠牲層加工時のレジストマスクを拡大する、又は第１の犠牲層加工時のレジストマスクを縮小する工程を適用すればよい。
【０１３１】
次に、絶縁層４０７をフォトリソグラフィー法により形成したレジストマスクを用いてエッチングを行い、コンタクトホール４０９を形成する（図１４（Ｂ）参照）。コンタクトホール４０９は、コンタクトホール４０８と同時に形成するとよい。工程数を減らすことができるからである。
【０１３２】
次に、コンタクトホール４０９を充填するように導電層４１０Ａ及び導電層４１０Ｂを形成し、構造層４０５と電気的に接続する（図１４（Ｃ）参照）。導電層４１０Ａ及び導電層４１０Ｂは、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）又は珪素（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いることができる。
【０１３３】
次に、微小構造体を制御するための制御回路を、薄膜トランジスタにより形成する（図１５（Ａ）参照）。薄膜トランジスタは、半導体膜、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、及びドレイン電極を有し、公知の方法によって絶縁基板上に形成することができる。半導体膜は非晶質であっても、微結晶、結晶質であってもよい。結晶性の高い半導体膜を用いると、薄膜トランジスタの電気的特性を高めることができ、制御回路として好適である。
【０１３４】
本実施の形態では、絶縁基板４１１上に、薄膜トランジスタ４１２、４１３、４１４を形成する。なお、後に絶縁基板４１１を剥離するため、剥離層４１５を介して薄膜トランジスタ４１２、４１３、４１４を形成する。剥離層４１５は、剥離層４０１と同様に形成することができる。
【０１３５】
このとき薄膜トランジスタの表面を平坦化するため、絶縁層４１６を形成する。絶縁層４１６に開口部を設けてソース電極及びドレイン電極を形成する。ソース電極及びドレイン電極は、それぞれソース配線及びドレイン配線としても機能する。ソース配線及びドレイン配線の表面を平坦化するため、絶縁層４１７を形成する。その後、ソース配線及びドレイン配線と接続された接続端子４１８を絶縁層４１７上に形成する。絶縁層４１６、４１７は無機材料又は有機材料から形成することができるが、有機材料から形成すると簡便に平坦性を高めることができる。接続端子４１８は、簡便な接続を可能とするため、面積の広いパッドとするとよい。このようにして、絶縁基板上の薄膜トランジスタを有する制御回路を形成することができる。
【０１３６】
勿論、制御回路はシリコンウェハからなるチップを用いて形成することもできるが、絶縁基板上の薄膜トランジスタで形成することにより、低コスト化を図ることができる。またシリコンウェハから形成する場合、シリコンウェハを研磨することにより薄型化してもよい。その結果、薄膜トランジスタを簡便に積層することができ、制御回路の高機能化を図ることもできる。
【０１３７】
次に、制御回路と微小構造体とを接続する。なお、微小構造体において、構造層４０５と導電層４１０Ａとが接続している部分を第１の電極４１９、下部電極４０２と導電層４１０Ｂとが接続している部分を第２の電極４２０とする（図１５（Ｂ）参照）。
【０１３８】
このような微小構造体と、制御回路とを貼り合わせると、図１５（Ｃ）に示すように接続端子４１８と、微小構造体の第１の電極４１９及び第２の電極４２０とが接続される。
【０１３９】
その後、微小構造体の絶縁基板４００、制御回路の絶縁基板４１１を剥離する。剥離層４０１、４１５に物理的、又は化学的に変化を与え、接着力を低下させることによって、絶縁基板４００、４１１を剥離することができる。例えば、剥離層４０１、４１５にタングステンを用いる場合、加熱処理を行うことによって、結晶構造に変化が生じ、接着力が低下する。その結果、剥離層４０１、４１５との界面、又は剥離層４０１、４１５の内部が分離し、絶縁基板４００、４１１を剥離することができる。また剥離層４０１、４１５に珪素を有する層を用いる場合、剥離層４０１、４１５に到達する開口部を設け、エッチング剤を導入して剥離層４０１、４１５を除去してもよい。その結果、絶縁基板４００、４１１は剥離することができる。エッチング剤には気体、又は液体を用いることができ、剥離層のみ選択的に反応するエッチング剤を用いる。例えば、珪素を有する層のみ選択的に反応するエッチング剤として、フッ化ハロゲンが挙げられる。フッ化ハロゲンとしては、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）やフッ化水素（ＨＦ）を用いることができる。
【０１４０】
このようにして、制御回路、微小構造体のそれぞれを絶縁基板４００、４１１から剥離した後、制御回路、微小構造体のそれぞれにプラスチック基板又はプラスチックフィルム基板（以下、フィルム基板４２１という）を設けることができる。フィルム基板を設けることにより、微小構造体の薄型化、軽量化を図ることができる。そしてフィルム基板を有する微小構造体により、柔軟性が高く、軽量化、薄型化された微小電気機械式装置を提供することができる。
【０１４１】
そして、異方性導電フィルム４２２（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）を用いて、制御回路と微小構造体とを接続する（図１５（Ｃ）参照）。ＡＣＦは一方向のみに導電をとることができるため、接続端子４１８と、第１の電極４１９及び第２の電極４２０との接続をとることができる。接続端子４１８と、電極４１９、４２０とは、銀ペースト、銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性接着剤、ＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）や半田接合等を用いて電気的に接続してもよい。
【０１４２】
本実施の形態では、制御回路、微小構造体ともに絶縁基板から剥離し、フィルム基板を設けたのち、電気的に接続を行う場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、制御回路、微小構造体いずれか一方を絶縁基板から剥離し、フィルム基板を設けた後に、電気的な接続を行ってもよいし、制御回路、微小構造体のいずれも絶縁基板から剥離することなく電気的な接続を行い、その後絶縁基板から剥離することもできる。
【０１４３】
このようにして、柔軟性の高い微小電気機械式装置を形成することができ、センサーとして使用することができる。
【０１４４】
（実施の形態７）
本実施の形態では、センサー装置の例として検知素子について説明する。
【０１４５】
図１６（Ａ）に示す検知素子４５０は、第１の電極４１９（構造層４０５に相当）と第２の電極４２０（下部電極４０２に相当）とで容量を形成している。外界の重力や圧力などにより、第１の電極４１９と第２の電極４２０との間の距離が変化すると、容量が変化するため、その容量変化から外界の重力や圧力などをセンシングすることができる。
【０１４６】
図１６（Ｂ）に示すように、検知素子４５０とともに、薄膜トランジスタからなる制御回路４５３、それに加えてＡ／Ｄ変換回路４５２、インターフェース４５４、及びメモリ４５５も有する電気回路部４５１を設けることで、センサー装置４６０を形成することができる。
【０１４７】
Ａ／Ｄ変換回路４５２は、検知素子４５０から伝えられた情報をデジタル信号に変換することができる。制御回路４５３は、当該デジタル信号をメモリ４５５に記憶するなど、Ａ／Ｄ変換回路４５２を制御することができる。インターフェース４５４は、外部の制御装置４５６から駆動電力を受ける、制御信号を受信する、または外部の制御装置４５６へセンシング情報を送信する等の動作を行うことができる。メモリ４５５は、センシング情報や、センサー装置固有の情報などを記憶することができる。
【０１４８】
また、電気回路部４５１は、検知素子４５０から受信した信号を増幅する増幅回路や、検知素子４５０が得た情報を処理するための中央演算処理回路等を有することも可能である。
【０１４９】
外部の制御装置４５６は、センサー装置４６０を制御する信号を送信する、センサー装置４６０が得た情報を受信する、または検知素子に駆動電力を供給する等の動作を行うことができる。
【０１５０】
このような構成を有するセンサー装置によって、外界の重力や圧力などを検知することができる。
【０１５１】
また、センサー装置が中央処理演算回路を有することで、検知した情報を装置内で処理し、他の装置を制御する制御信号を生成し出力するようなセンサー装置を実現することも可能である。
【０１５２】
また、第１の電極４１９（構造層４０５）を、熱膨張率の異なる２種類の物質を積層させて形成してもよい。この場合、第１の電極４１９（構造層４０５）は温度変化によって可動するので、センサー装置４６０は、温度検知素子として利用することが可能である。
【０１５３】
なお、図１６（Ｂ）に示すブロック図は、検知素子以外のセンサー装置にも適用することができる。
【０１５４】
なお、本実施の形態は上記の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１５５】
（実施の形態８）
本実施の形態では、上記の実施の形態のいずれか一により作製することができる微小構造体を複数有するセンサー装置について説明する。
【０１５６】
例えば、実施の形態１のように、第１の犠牲層と第２の犠牲層を、同一フォトマスクを使用して形成する形態において、第２の犠牲層のレジストマスクを加工して、縮小することにより、構造層下側の空間より構造層上側の空間のほうが小さな微小構造体６５１を作製することができる（図１８（Ａ）参照）。
【０１５７】
微小構造体６５１は、構造層下側の空間より構造層上側の空間のほうが小さいため、構造層上部と絶縁層との接触部６５２の面積が大きい（図１８（Ａ）参照）。このため、構造層にとって、支持点となる絶縁層の影響が大きくなり、上記の実施の形態のように検知素子として用いた場合、構造の安定性が高いものとなる。
【０１５８】
また、実施の形態２のように、第１の犠牲層と第２の犠牲層を、同一フォトマスクを使用して形成する形態において、第１の犠牲層のレジストマスクを加工して、縮小することにより、構造層上側の空間より構造層下側の空間のほうが小さな微小構造体６５３を作製することができる（図１８（Ｂ）参照）。
【０１５９】
微小構造体６５３は、構造層上側の空間より構造層下側の空間のほうが小さいため、構造層上部と絶縁層との接触部がない、あるいは接触部の面積が極めて小さい（図１８（Ｂ）参照）。このため、構造層にとって、支持点となる絶縁層の影響がない、あるいは極めて小さくなり、上記の実施の形態のように検知素子として用いた場合、外界の重力や圧力などに対して変形しやすい、つまり、検知感度が高くなる。
【０１６０】
またさらに、第１の犠牲層と第２の犠牲層を、同一フォトマスクを使用して形成する形態において、いずれのレジストマスクも加工することなく、構造層下側の空間と構造層上側の空間が同一幅の微小構造体６５４を作製することもできる（図１８（Ｃ）参照）。
【０１６１】
微小構造体６５４は、構造層下側の空間と構造層上側の空間が同一なため、構造層上部と絶縁層との接触部６５５の面積が比較的小さい（図１８（Ｃ）参照）。このため、構造層にとって、支持点となる絶縁層の影響は大きくなく、上記の実施の形態のように検知素子として用いた場合、構造の安定性と外界の重力や圧力などに対しての変形しやすさ（検知感度）とはバランスがとれており、好ましい。
【０１６２】
そして上記の実施の形態により作製することのできる検知感度の低い微小構造体６５１を有する検知素子６０７、検知感度の高い微小構造体６５３を有する検知素子６０８及び微小構造体６５１よりは検知感度が高く、微小構造体６５３よりは検知感度が低い微小構造体６５４を有する検知素子６０９を一緒にパッケージしたセンサー装置６０６を完成する（図１９（Ａ）参照）。このように検知感度の異なる検知素子を複数有することで、検出感度の広いセンサー装置を提供することができる。
【０１６３】
センサー装置６０６は複数の検知素子と、これを制御する制御回路を有する。本実施の形態において、センサー装置６０６は３つの検知感度の異なる検知素子６０７〜６０９と、これらを制御する制御回路６１０を有する。なお検知素子の数は、３つに限定されるものではなく、３つ以上設けることもできる（図２０（Ａ）参照）。
【０１６４】
また、センサー装置６０６は、以下に示す無線通信用の電気回路を有してもよい。この場合、センサー装置６０６は、リーダライタから放射される電磁波により駆動電力を得て、電磁波を介してリーダライタと情報の送受信を行うことができる。例えば、アンテナ６２０、メモリ６１９、ＣＰＵ６１８（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を有する（図２０（Ａ）参照）。勿論、センサー装置６０６に内蔵電池を搭載してもよい。
【０１６５】
次に、センサー装置の具体的な形態を図２０（Ｂ）に示す。センサー装置は、最も大きな面積を占めるＣＰＵ６１８、複数の検出素子を有する検出素子群６６２、ＲＯＭやＲＡＭを有するメモリ６１９、これらの動作を制御する制御回路６１０、ＲＦ回路６６３、ＲＦ回路に接続されるアンテナ６２０を有する。アンテナ６２０は螺旋状に巻かれた形状を有しており、例えば、通信周波数１３．５６ＭＨｚの場合に適用することができる。
【０１６６】
図２０（Ｃ）には、図２０（Ｂ）と同様に、ＣＰＵ６１８、検出素子群６６２、メモリ６１９、制御回路６１０、ＲＦ回路６６３、アンテナ６２０を有し、当該アンテナの形状が異なる形態を示す。アンテナ６２０は、直線状であり、例えば、通信周波数がＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）の場合に適用することができる。ＵＨＦ帯は通信距離が長いことを特徴とする。通信距離によっては、複雑な形状を有するアンテナを使用する。
【０１６７】
アンテナは、ＣＶＤ法、スパッタ法、印刷法、液滴吐出法（代表的にはインクジェット法）、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料により形成することができる。導電性材料には、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料が用いられ、これらの単層構造又は積層構造で形成する。
【０１６８】
例えば、スクリーン印刷法を用いてアンテナとして機能する導電層を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。また、上述した材料以外にも、セラミックやフェライト等をアンテナに適用してもよい。
【０１６９】
このようなアンテナから、電波や信号を得ることにより、無線機能を備えたセンサー装置を提供することができる。
【０１７０】
検知素子は、構造の安定性（寿命）を重視すれば、検知感度が低くなり、検知感度を重視すれば、構造の安定性（寿命）が低下してしまい、一長一短である。また、検知したい範囲が広い場合には、一つの検知素子では網羅できない場合がある。広い検知範囲に対応するために、何種類もの検知素子を作製するには、何種類ものフォトマスクを用意する必要があり、コストが高くなってしまう。しかしながら本発明では、検知素子の構造の安定性（寿命）と検知感度にとって大きな因子である犠牲層の形状を同一フォトマスクにより形成することができるため、コストを上げることなく複数種類の検知素子を作製することができる。
【０１７１】
このようにコストを大幅に上げることなく、検知範囲の広いセンサー装置を提供することができる。
【０１７２】
なお、本実施の形態は上記の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１７３】
（実施の形態９）
本実施の形態では、微小構造体を有する微小電気機械式装置を備え、無線通信を可能とした半導体装置について説明する。
【０１７４】
図１７に、半導体装置６０１が有する電気回路６０４の詳細な構成を説明する。まず、電気回路６０４は、外部（リーダライタに相当する）から放射される電磁波を受信して半導体装置６０１を駆動させる電力を生成し、さらに、外部と無線で通信を行う機能を有する。そのため電気回路６０４は、電源回路６１１、クロック発生回路６１２、復調回路６１３、変調回路６１４、復号化回路６１５、符号化回路６１６、及び情報判定回路６１７等、無線通信に必要な回路を有する。また、無線通信に使用する電磁波の周波数や通信方法によって、異なる回路構成を有する場合がある。
【０１７５】
電気回路６０４は微小電気機械式装置６０３を制御する、リーダライタからの情報を処理する等の機能を有する。そのため電気回路６０４は、メモリ、メモリ制御回路、演算回路等を有する。図示した例では、メモリ６２１、メモリ制御回路６２２、演算回路６２３、構造体制御回路６２４、Ａ／Ｄ変換回路６２５、信号増幅回路６２６を有する。
【０１７６】
電源回路６１１はダイオード及び容量を有し、アンテナ６０２に発生した交流電圧を整流して定電圧を保持し、当該定電圧を各回路に供給することができる。クロック発生回路６１２はフィルタや分周回路を有し、アンテナ６０２に発生した交流電圧をもとに必要な周波数のクロックを発生させ、当該クロックを各回路に供給することができる。ここで、クロック発生回路６１２が生成するクロックの周波数は、基本的にリーダライタと半導体装置６０１とが通信に用いる電磁波の周波数以下である。また、クロック発生回路６１２はリングオシレータを有し、電源回路６１１から電圧を入力して任意の周波数のクロックを生成することも可能である。
【０１７７】
復調回路６１３はフィルタや増幅回路を有し、アンテナ６０２に発生した交流電圧に含まれる信号を復調することができる。復調回路６１３は、無線通信に用いる変調方式によって異なる構成の回路を有する。復号化回路６１５は、復調回路６１３によって復調された信号を復号化する。この復号化された信号が、リーダライタより送信された信号である。情報判定回路６１７は比較回路等を有し、復号化された信号がリーダライタより送信された正しい信号であるか否かを判定することができる。正しい情報であると判断された場合、情報判定回路６１７は各回路（例えば、メモリ制御回路６２２や演算回路６２３、構造体制御回路６２４等）に正しいことを示す信号を送信し、その信号を受けた回路は所定の動作を行うことができる。
【０１７８】
符号化回路６１６は、半導体装置６０１からリーダライタへ送信するデータを符号化する。変調回路６１４は、符号化されたデータを変調し、アンテナ６０２を介してリーダライタへ送信する。
【０１７９】
リーダライタへ送信するデータは、メモリが記憶している半導体装置固有のデータや半導体装置が有する機能により得られたデータである。半導体装置固有のデータとは、例えば、半導体装置が不揮発性のメモリを有し、当該不揮発性のメモリに記憶される個体識別情報等のデータである。半導体装置が有する機能により得られたデータとは、例えば、微小電気機械式装置によって得られたデータや、それらをもとに何らかの演算を行ったデータ等である。
【０１８０】
メモリ６２１は、揮発性メモリ、及び不揮発性メモリを有することができ、半導体装置６０１固有のデータや、微小電気機械式６０３から得られた情報等を記憶する。図にはメモリ６２１が一つのみ記載されているが、記憶する情報の種類や、半導体装置６０１の機能に応じて複数種類のメモリを有することも可能である。メモリ制御回路６２２は、メモリ６２１に記憶されている情報を読み出す、及びメモリ６２１に情報を書き込む場合にメモリ６２１を制御する。具体的には、書き込み信号、読み出し信号、メモリ選択信号等を生成する、アドレスを指定する、等の動作を行うことができる。
【０１８１】
構造体制御回路６２４は、微小電気機械式装置６０３を制御するための信号を生成することができる。例えば、リーダライタからの命令によって微小電気機械式装置６０３を制御する場合には、復号化回路６１５によって復号化された信号をもとに微小電気機械式装置６０３を制御する信号を生成する。また、メモリ６２１内に微小電気機械式装置６０３の動作を制御するプログラム等のデータが記憶されている場合は、メモリ６２１から読み出したデータをもとに微小電気機械式装置６０３を制御する信号を生成する。そのほかにも、メモリ６２１内のデータ、リーダライタからのデータ、及び微小電気機械式装置６０３から得られたデータをもとに微小電気機械式装置６０３を制御するための信号を生成するフィードバック機能を有することも可能である。
【０１８２】
演算回路６２３は、例えば、微小電気機械式装置６０３から得られたデータの処理を行うことができる。また、上記の構造体制御回路６２４がフィードバック機能を有する場合の、情報処理等を行うことも可能である。Ａ／Ｄ変換回路６２５は、アナログデータとデジタルデータとの変換を行う回路であり、微小電気機械式装置６０３へ制御信号を伝達する、または微小電気機械式装置６０３からのデータを変換して各回路に伝達することができる。信号増幅回路６２６は、微小電気機械式装置６０３から得られる微小な信号を増幅してＡ／Ｄ変換回路６２５へ伝達することができる。
【０１８３】
このような無線機能を備えた半導体装置により、無線通信を可能とすることができる。半導体装置が有する微小電気機械式装置は、フォトマスクを共有することができるため、製造コストを抑えることがえきる。
【０１８４】
加えて微小電気機械式装置は、フィルム基板を用いることができるため、半導体装置の軽量化、薄型化、高柔軟性を図ることができる。
【０１８５】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、微小構造体としてカンチレバー構造を用い、第１の空間及び第２の空間のための犠牲層を、同一フォトマスクを利用して加工する場合について説明する。
【０１８６】
図２６（Ａ）に示すように、基板５０２上に導電層５０１を形成する。導電層５０１は基板５０２上に直接形成しても良く、基板５０２上に下地膜５０３を形成した後に導電層５０１を形成することもできる。図２６は基板５０２上に下地膜５０３を形成し、その後に導電層５０１を形成する例を示す。導電層５０１は、導電性を有する層を形成した後に、フォトリソグラフィー法によってレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いたエッチングにより、一対の電極となるように加工することができる。エッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。このような導電層５０１は、カンチレバーの上層を引きつけるための電極として形成され、スイッチの駆動を制御することができる。
【０１８７】
図２６（Ｂ）に示すように、導電層５０１上に絶縁層５０４を形成し、その上に導電層５０５を形成する。絶縁層５０４は、ＣＶＤ法やスパッタリング法等により形成することができる。また、導電層５０５は上記の導電層５０１と同様に形成、加工することができ、一対の導電層５０１間に形成する。ここで形成した導電層５０５は、信号の電導路として機能する。
【０１８８】
図２６（Ｃ）に示すように、導電層５０５上に第１の犠牲層５０７を形成する。第１の犠牲層５０７は、フォトマスクＡを用いてレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いたエッチングにより、加工することができる。エッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。ここで形成した第１の犠牲層５０７は、後の犠牲層エッチング時に除去され、第１の犠牲層５０７が存在した部分は第１の空間となる。
【０１８９】
図２７（Ａ）に示すように、第１の犠牲層５０７上に導電層５０８、５０９を形成する。導電層５０８、５０９は上記導電層５０１、５０５と同様に形成、加工することができる。ここで形成した導電層５０８、５０９のうち、導電層５０９は導電層５０５と接触することにより電導路を導通する接触電極となり、導電層５０８は導電層５０１との間に電圧をかけることでスイッチを駆動する駆動電極となる。そのため、導電層５０８は第１の犠牲層５０７を介して一対の導電層５０１と対向するように配置され、導電層５０９は第１の犠牲層５０７を介して導電層５０５と対向するように配置される。
【０１９０】
図２７（Ｂ）に示すように、導電層５０８、５０９上に第１の構造層５１０を形成する。第１の構造層５１０は絶縁性を有する材料を用いることができ、積層構造又は単層構造を有することができる。第１の構造層５１０は、橋構造を有する構造体の形を形成し、可動する主体部分を構成するものとなる。
【０１９１】
次いで、図２７（Ｂ）に示すように、第２の犠牲層５１５を形成する。第２の犠牲層５１５は、第１の犠牲層５０７と同様にフォトマスクＡを用いてレジストマスクを形成し、当該レジストマスクを用いたエッチングにより、加工することができる。エッチングには、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。このとき第２の犠牲層５１５の大きさを第１の犠牲層５０７と異ならせる場合、上記の実施の形態で示したように、レジストマスクの縮小工程又は拡大工程を施す。その結果、犠牲層除去後に形成される空間の大きさを異ならせることができる。このように積層された空間のための犠牲層を、同一のフォトマスクを用いて形成することにより、製造コストを低くすることができる。その後、第２の犠牲層５１５を覆うように第２の構造層５１６を形成する。第２の構造層５１６は、第１の構造層５１０と同様に形成することができる。第２の構造層５１６は、橋構体を保護する部分を構成するものとなる。
【０１９２】
図２７（Ｃ）に示すように、犠牲層エッチングによって第１の犠牲層５０７及び第２の犠牲層５１５を除去する。すると、第１の空間５１４及び第２の空間５１７が形成される。この状態で、導電層５０９と、導電層５０５とは第１の空間５１４を介して対向し、導電層５０１と、導電層５０８とは第１の空間５１４及び絶縁層５０４を介して対向する。そして第１の構造層５１０と第２の構造層５１６は、第２の空間５１７を介して対向する。このようにして、犠牲層を除去することで形成された第１の空間５１４、第２の空間５１７及びその空間内を可動することのできる構造層を有する構造体５１２を形成することができる。
【０１９３】
上記方法によって作製した構造体の動作について説明する。構造体は信号を伝えるか否かを制御するためのスイッチとして機能する。図２７（Ｃ）はスイッチがオフの状態を示している。ここでは駆動電極（すなわち導電層５０１及び５０８）間に電圧が印加されないために導電層５０５と、導電層５０９とは非導通である。
【０１９４】
そして図２８はオンの状態を示す。ここでは駆動電極（すなわち導電層５０１及び５０８）間に電位差を生じさせることで静電気力を発生させ、第１の構造層５１０を引き下げる。導電層５０５と導電層５０９が接触するまで第１の構造層５１０が引き下げられることによって導電層５０５と導電層５０９が導通する。導電層５０５と導電層５０９とは空間を介して設けられているため、このようにスイッチング動作を行うことができる。
【０１９５】
このように静電引力を利用するスイッチは、駆動電極（すなわち導電層５０１及び５０８）間に生じる静電引力と、第１の構造層５１０の材料及び構造に起因する復元力（＝バネ定数×変位の大きさ）とのバランスによって駆動される。すなわち、第１の構造層５１０の復元力に打ち勝つ静電力を発生させる電圧を印加することでスイッチをオンとすることができる（図２８参照）。
【０１９６】
図２９（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１の構造層５１０及び第２の構造層５１６に穴５１３を設けることもできる。図２９（Ａ）には上面図を示し、図２９（Ｂ）にはＯ−Ｐにおける断面図を示す。
【０１９７】
穴５１３は、犠牲層エッチングの前にレジストマスクを用いたエッチングにより形成することができる。エッチングには、ドライエッチング法又ウエットエッチング法を適用することができる。
【０１９８】
図２９（Ａ）（Ｂ）のように構造層に穴を設けると、橋形状を有し可動する構造層に作用する空気抵抗を減少し、スイッチングのスピードを上げることができる。また、穴を設けることで構造層内部の残留応力を低減し、バネ定数を小さくする効果もある。さらには質量を低減することによって構造層の機械的な共振周波数を向上させる効果がある。また、導電層５０８を貫通するように穴を設けても、穴の直径が駆動電極である導電層５０１及び導電層５０８との距離の３〜４倍以下であれば、駆動電極間の静電容量は穴を設けなかった場合とほとんど変わらない。これはフリンジング効果によって穴の静電容量の欠陥を補うことができるからである。
【０１９９】
本実施の形態では橋構造の構造体の例を示したが、例えば片持ち梁型の構造体として形成することも可能である。また、本実施の形態は上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０２００】
（実施の形態１１）
本発明の微小電気機械式装置は、記憶素子に微小構造体を有する記憶装置を構成することができる。本実施の形態では、デコーダ等の周辺回路は半導体素子等を用いて構成し、メモリセル内部を、微小構造体を用いて構成する記憶装置の例を示す。
【０２０１】
図２２に、本発明の微小電気機械式装置の一形態である記憶装置４４１の構成を示す。
【０２０２】
記憶装置４４１は、メモリセルアレイ４４２、デコーダ４４３、４４４、セレクタ４４５、読み出し・書き込み回路４４６を有する。上記デコーダ４４３、４４４、セレクタ４４５の構成は、公知のものを用いることができる。
【０２０３】
メモリセル４４９は、例えば、記憶素子を制御するスイッチ素子４４７及び記憶素子４４８を有することができる。本実施形態の記憶装置４４１は、当該スイッチ素子４４７と記憶素子４４８の双方が微小構造体、スイッチ素子４４７のみが微小構造体、又は記憶素子４４８のみが微小構造体で構成されていてもよい。
【０２０４】
図２３にメモリセル４４９の構成例を示す。図２３はメモリセル４４９の回路図を示す。
【０２０５】
図２３に示すように、メモリセル４４９は、トランジスタ４４０で構成されたスイッチ素子４４７、及び微小構造体で構成された記憶素子４４８で構成される。
【０２０６】
このようなメモリセルには、上記の実施の形態で示した微小構造体を用いることができる。記憶素子４４８は、構造層が導電層となるコンデンサを構成する。そして、導電層の一方は、トランジスタ４４０の二つの高濃度不純物領域の一方に接続されている。導電層の一方は、記憶装置４４１が有する全てのメモリセル４４９の記憶素子４４８に共通して接続されている。当該導電層は、記憶装置の読み出し時、及び書き込み時に、全ての記憶素子に共通の電位を与えるものであり、本明細書においては共通電極４４４と記載する場合がある。
【０２０７】
上記の構成を有する記憶装置は、揮発性のメモリ、代表的にはＤＲＡＭ（Ｄｉｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）として使用することができる。また、作製工程においてコンデンサのギャップを変化させることでマスクロムとして使用することもできる。記憶素子を破壊させるような手段によりライトワンス型のメモリとして使用することもできる。記憶装置における周辺の回路構成及び駆動方法等は、公知の技術を用いることができる。
【０２０８】
記憶装置は、上記実施の形態で説明した作製方法を用いて作製されるため、製造コストを高めることがない。
【０２０９】
なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。例えば、上記実施の形態で示した半導体装置が有するメモリとして、本実施の形態で示した記憶装置を適用することができる。
【０２１０】
（実施の形態１２）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した無線通信技術を有する半導体装置の具体的な構成及び使用の例を、図面を用いて説明する。
【０２１１】
図２４（Ａ）に示す半導体装置７０４は、保護層によってコーティングされたカプセル７０５内に本実施の形態の微小電気機械式装置７００が設けられている。また、微小電気機械式装置７００に設けられた吐出口に接続される流路７０６が設けられている。流路７０６を設けることなく、微小電気機械式装置７００の吐出口から直接カプセル７０５外に吐出してもよい。カプセル７０５と微小電気機械式装置７００との間には、充填剤７０７が満たされていてもよい。
【０２１２】
カプセルの表面に設けられた保護層は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、又は窒化炭素を含んでいることが好ましい。カプセルや充填材は公知のものを適宜用いる。カプセルに保護層を設けることで、体内でカプセルや半導体装置が溶解、変性することを防止することが可能である。
【０２１３】
さらにカプセル最外面を楕円球状のように丸みを帯びた形状にしておくことによって人体を傷つけることもなく、安全に利用することができる。
【０２１４】
本実施の形態の半導体装置７０４は、人体の中に投入し、疾病の患部に薬剤を注入することができる。また、半導体装置７０４に物理量や化学量を測定して生体の機能データを検出するセンサーや患部細胞をサンプリングする採取体等の付加機能を付けることにより、得られた情報を電気回路によって信号変換、情報処理を行い、無線通信によってリーダライタへ送信することが可能である。半導体装置が有する電気回路の構成によっては、微小電気機械式装置によって得られた情報をもとに、疾病患部を探索して体内を移動する、患部を観察して薬剤の注入をするか否かの判断を行う、等の高度な機能を持たせることも可能である。
【０２１５】
図２４（Ｂ）に示すように、被験者７０８が半導体装置７０４を嚥下し、薬剤を投入すべき所定の位置まで体内腔７０９を移動させる。リーダライタ７１０により半導体装置７０４の制御、無線通信を行い、薬剤の吐出を行う。
【０２１６】
本実施の形態の半導体装置７０４は、医療目的に限定されず、遠隔操作可能な吐出装置として幅広く利用することができる。例えば、薬品の調合時に、有害なガスが発生する、爆発の可能性があるなど、作業者に危険が伴う作業において、本実施の形態の半導体装置７０４の微小電気機械式装置７００に設けられたタンクに前記薬品を充填し、遠隔操作をすることで、薬品の調合を行うことができる。これにより作業者への危険性はかなり低減される。
【０２１７】
（実施の形態１３）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した無線通信技術を有する半導体装置の具体的な構成及び使用の別の例を、図面を用いて説明する。
【０２１８】
ここでは、微小電気機械式装置を圧力センサーとして用いる半導体装置の例について説明する。
【０２１９】
図２５（Ａ）に示すように、本実施の形態の微小電気機械式装置８０１は、第１の導電層８０２と第２の導電層８０３とから構成される検知素子８０４を備えている。前記第１の導電層８０２は静電力や圧力等を受けて可動するため、検知素子８０４は、第１の導電層と第２の導電層との間の距離が変化する可変容量である。
【０２２０】
この構造を利用して、検知素子８０４は、圧力によって第１の導電層８０２が可動する圧力センサーとして利用することができる。
【０２２１】
また、微小電気機械式装置８０１は、リーダライタとの無線通信を行うためのアンテナ８０５が形成されている。リーダライタから放射される電磁波により駆動電力を得て、電磁波を介してリーダライタと情報の送受信を行う。
【０２２２】
図２５（Ｂ）に、微小電気機械式装置８０１を圧力センサーとして用いる場合の具体例を示す。自動車のタイヤ８０６の空気圧が低下すると、タイヤ８０６の変形量が大きくなり、抵抗が増加し、結果として燃費の悪化や事故の原因となりうる。本実施の形態の半導体装置では、比較的簡便にかつ日常的に、タイヤ８０６の空気圧をモニターするシステムを提供することができる。
【０２２３】
図２５（Ｂ）に示すように、微小電気機械式装置８０１を保護層によってコーティングした半導体装置８０７をタイヤ８０６のホイール８０８部分に設置する。
【０２２４】
そして、半導体装置８０７にリーダライタ８０９を近づけ、無線通信を行うことで、タイヤ８０６の空気圧の情報を得ることができる。無線通信技術等は、上記実施の形態１０と同様である。
【０２２５】
本実施の形態であれば、ガソリンスタンド等の自動車整備工場へ行くことなく、比較的簡便にかつ日常的にタイヤの空気圧をモニターすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図２】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図３】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図４】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図５】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図６】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図７】本発明の微小電気機械式装置を組み立てる方法を説明する図。
【図８】本発明の微小電気機械式装置を組み立てる方法を説明する図。
【図９】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図１０】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図１１】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図１２】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図１３】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図１４】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図１５】センサーの構成を説明する図。
【図１６】メモリセルの構成を説明する図。
【図１７】メモリセルの構成を説明する図。
【図１８】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図１９】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２０】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２１】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２２】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２３】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２４】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２５】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図２６】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図２７】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図２８】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図２９】本発明の微小電気機械式装置を作製する方法を説明する図。
【図３０】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【図３１】本発明の半導体装置の一形態を説明する図。
【符号の説明】
【０２２７】
１０    レジストマスク
２０    レジストマスク
１００    絶縁基板
１０２    レジストマスク
１０３    構造層
１０５    レジストマスク
１０６    レジストマスク
１０７    絶縁層
１０８    コンタクトホール
１０９    構造体
１６０    絶縁基板
１６１    非晶質珪素層
１６２    Ｎｉを有する層
１６３    多結晶珪素層
１６４    多結晶珪素層
２００    絶縁基板
２０２    レジストマスク
２０３    レジストマスク
２０４    構造層
２０６    レジストマスク
２０７    絶縁層
２０８    コンタクトホール
２０９    構造体
３００    絶縁基板
３０２    レジストマスク
３０３    構造層
３０５    レジストマスク
３０６    レジストマスク
３０７    絶縁層
３０８    コンタクトホール
３０９    構造体
４００    絶縁基板
４０１    剥離層
４０２    下部電極
４０２    下部電極
４０３    絶縁層
４０４    空間
４０５    構造層
４０６    空間
４０７    絶縁層
４０８    コンタクトホール
４０９    コンタクトホール
４１０    導電層
４１１    絶縁基板
４１２    薄膜トランジスタ
４１５    剥離層
４１６    絶縁層
４１７    絶縁層
４１８    接続端子
４１９    電極
４２０    電極
４２１    フィルム基板
４２２    異方性導電フィルム
４４０    トランジスタ
４４１    記憶装置
４４２    メモリセルアレイ
４４３    デコーダ
４４４    共通電極
４４５    セレクタ
４４６    回路
４４７    スイッチ素子
４４８    記憶素子
４４９    メモリセル
４５０    検知素子
４５１    電気回路部
４５２    Ａ／Ｄ変換回路
４５３    制御回路
４５４    インターフェース
４５５    メモリ
４５６    制御装置
４６０    センサー装置
５０１    導電層
５０２    基板
５０３    下地膜
５０４    絶縁層
５０５    導電層
５０７    第１の犠牲層
５０８    導電層
５０９    導電層
５１０    構造層
５１２    構造体
５１３    穴
５１４    空間
５１５    第２の犠牲層
５１６    構造層
５１７    空間
６０１    半導体装置
６０２    アンテナ
６０３    微小電気機械式装置
６０４    電気回路
６０６    センサー装置
６０７    検知素子
６０８    検知素子
６０９    検知素子
６１０    制御回路
６１１    電源回路
６１２    クロック発生回路
６１３    復調回路
６１４    変調回路
６１５    復号化回路
６１６    符号化回路
６１７    情報判定回路
６１８    ＣＰＵ
６１９    メモリ
６２０    アンテナ
６２１    メモリ
６２２    メモリ制御回路
６２３    演算回路
６２４    構造体制御回路
６２５    Ａ／Ｄ変換回路
６２６    信号増幅回路
６５１    微小構造体
６５２    接触部
６５３    微小構造体
６５４    微小構造体
６５５    接触部
６６２    検出素子群
６６３    ＲＦ回路
６７１    微小構造体
６７２    微小構造体
６７３    微小構造体
７００    微小電気機械式装置
７０１    タンク
７０２    吐出口
７０４    半導体装置
７０５    カプセル
７０６    流路
７０７    充填剤
７０８    被験者
７０９    体内腔
７１０    リーダライタ
８０１    微小電気機械式装置
８０２    導電層
８０３    導電層
８０４    検知素子
８０５    アンテナ
８０６    タイヤ
８０７    半導体装置
８０８    ホイール
８０９    リーダライタ
１０１Ａ    第１の層
１０１Ｂ    第１の犠牲層
１０４Ａ    第２の層
１０４Ｂ    第２の犠牲層
２０１Ａ    第１の層
２０１Ｂ    第１の犠牲層
２０５Ａ    第２の層
２０５Ｂ    第２の犠牲層
３０１Ａ    第１の層
３０１Ｂ    第１の犠牲層
３０４Ａ    第２の層
３０４Ｂ    第２の犠牲層
４１０Ａ    導電層
４１０Ｂ    導電層
【図１】
2007152546.tif 000003
【図２】
2007152546.tif 000004
【図３】
2007152546.tif 000005
【図４】
2007152546.tif 000006
【図５】
2007152546.tif 000007
【図６】
2007152546.tif 000008
【図７】
2007152546.tif 000009
【図８】
2007152546.tif 000010
【図９】
2007152546.tif 000011
【図１０】
2007152546.tif 000012
【図１２】
2007152546.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図１１】
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