(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１層の半導体基板上に、第２層の絶縁体層および第３層の半導体層が構成された３層構造のウエハからなり、
第３層の半導体層をエッチングすることにより形成される貫通溝と１つの貫通穴を有する構造体であって、
貫通溝と貫通穴の距離が同一であり、
該構造体は、ウエットエッチングによって、第２層の絶縁体層が除去されて可動部となる部分と、固定部とからなり、
該可動部となる部分は、少なくとも１つ以上の梁によって、該固定部と接続されている
ことを特徴とする半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項２】
第１層の半導体基板上に、第２層の絶縁体層および第３層の半導体層が構成された３層構造のウエハからなり、
第３層の半導体層をエッチングすることにより形成される貫通溝と２つ以上の貫通穴を有する構造体であって、
隣接する貫通穴同士の距離が同一であり、かつ貫通溝と貫通穴の距離が該貫通穴同士の距離と同一であり、
該構造体は、ウエットエッチングによって、第２層の絶縁体層が除去されて可動部となる部分と、固定部とからなり、
該可動部となる部分は、少なくとも１つ以上の梁によって、該固定部と接続されている
ことを特徴とする半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項３】
３層構造のウエハにおいて、第１層がＳｉにより、第２層が第３層を熱酸化させて形成したＳｉＯ2により、第３層がＳｉにより構成されるＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項４】
３層構造のウエハにおいて、第１層がＳｉにより、第２層がＰＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜、およびその他の酸化シリコン膜からなる群から選ばれ、第３層が多結晶Ｓｉにより構成されたウエハを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項５】
前記梁の上面に、第３層の半導体層と比べて熱膨張係数が異なる材料膜、または、内部応力を持った膜を積層したことを特徴とする請求項３または４に記載の半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項６】
前記材料膜がＳｉＮからなることを特徴とする請求項５に記載の半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項７】
前記可動部となる部分が、少なくとも１つ以上の梁によって前記固定部と接続していることにより、支持された片持ち梁構造であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項８】
前記可動部となる部分が、少なくとも２つ以上の梁によって前記固定部と接続していることにより、支持された両持ち梁構造であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体エッチングモニタ用構造体。
【請求項９】
ウエハの同一面上に、少なくとも１つ以上の請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体エッチングモニタ用構造体が配置されていることを特徴とする半導体エッチングモニタ。
【請求項１０】
２以上の半導体エッチングモニタ用構造体を有する半導体エッチングモニタにおいて、１のエッチングモニタ用構造体における貫通溝と貫通穴の距離が、他のエッチングモニタ用構造体における貫通溝と貫通穴の距離と相違することを特徴とする請求項９に記載の半導体エッチングモニタ。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の半導体エッチングモニタおよびセンサ用部分をウエハの同一面上に有することを特徴とする半導体センサ製造用３層構造ウエハ。
【請求項１２】
請求項９または１０に記載の半導体エッチングモニタにおいて、第２層の絶縁体層をウェットエッチングによって除去していくことにより形成される可動部が、エッチング液の表面張力により第１層側へ変形すること、もしくは、第１層へ固着することを検知することにより、
前記ウェットエッチングのエッチング量を判定することを特徴とするエッチング量検知方法。
【請求項１３】
梁の上面に、第３層の半導体層と比べて熱膨張係数が異なる材料膜、または、内部応力を持った膜が積層されている請求項９または１０に記載の半導体エッチングモニタにおいて、第２層の絶縁体層をウェットエッチングによって除去していくことにより形成される可動部が、前記材料膜の膜応力により第１層側へ変形すること、もしくは、第１層側とは反対の方向へ変形をすることを検知することにより、
前記ウェットエッチングのエッチング量を判定することを特徴とするエッチング量検知方法。
【請求項１４】
半導体力学量センサの製造方法において、
同一のウエハ上に、該半導体力学量センサ用部分とウエットエッチング量を検知可能な請求項９または１０に記載のエッチングモニタを形成することにより、
該センサ用部分の適正なウエットエッチングを達成することができることを特徴とする半導体力学量センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体材料からなる力学量センサおよびその製造方法に適用する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体力学量センサの製造方法における、従来の実施例を図８に示す。
【０００３】
（ａ）基板Ｓｉ１０の上面に、ＢＰＳＧまたはＰＳＧなどの絶縁体層１１を形成し、可動電極および固定電極となるポリシリコン１２を生成する。また、場合によっては、基板Ｓｉ１０、酸化膜による絶縁体層１１、活性層Ｓｉ１２を接合して形成されたＳＯＩウエハを用いる。
【０００４】
（ｂ）レジストをパターニングおよびエッチングして、ポリシリコンあるいは活性層Ｓｉによって、検出構造体１３を形成した後に、
（ｃ）ＢＰＳＧ、ＰＳＧまたは酸化膜などの絶縁体層１１をＢＨＦなどのエッチング液２０で犠牲層エッチングする。
【０００５】
（ｄ）その後、純水あるいはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などの液体によって置換洗浄後、乾燥させる工程を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の力学量センサの製造方法は、前記犠牲層エッチング工程で、エッチングの進行状況をインラインで確認することが不可能であり、エッチング量の制御は、専ら、時間によって行われていた。このため、以下のような問題点が発生し、センサの良品率を低下させる要因となっていた。
【０００７】
すなわち、犠牲層エッチング時間が不足した場合には、図８（ｅ）に示すように、検出構造体１３の下面の絶縁体層１１が完全に除去されず、検出構造体１３と基板Ｓｉ１０が絶縁体層１１を介してつながったままの状態となる。このため、検出構造体１３は、外部より入力される力学量に応じた変形を行うことができないという問題点を有する。
【０００８】
また、犠牲層エッチング時間が多すぎた場合には、図８（ｆ）に示すように、絶縁体層１１に過剰エッチング領域１４が形成される。このため、外部より力学量が入力され、検出構造体１３が変形することにより、引張り応力もしくは圧縮応力が最も集中する箇所が、理想的な位置からずれてしまう結果となり、センサの感度の低下を招くという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものである。
【００１０】
従って、本発明の目的は、犠牲層エッチングのエッチング量を容易に検知できるエッチング量検知方法を提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、犠牲層エッチングのエッチング量が容易に検知でき、しかも、該エッチング量を制御することが可能な力学量センサの製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を用いる。
【００１３】
本発明の第１の態様において、半導体エッチングモニタ用構造体は、第１層の半導体基板上に、第２層の絶縁体層および第３層の半導体層が構成された３層構造のウエハからなり、第３層の半導体層をエッチングすることにより形成される貫通溝と１つの貫通穴を有する構造体であって、貫通溝と貫通穴の距離が同一であり、該構造体は、ウエットエッチングによって、第２層の絶縁体層が除去されて可動部となる部分と、固定部とからなり、該可動部となる部分は、少なくとも１つ以上の梁によって、該固定部と接続されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の態様において、半導体エッチングモニタ用構造体は、第１層の半導体基板上に、第２層の絶縁体層および第３層の半導体層が構成された３層構造のウエハからなり、第３層の半導体層をエッチングすることにより形成される貫通溝と２つ以上の貫通穴を有する構造体であって、隣接する貫通穴同士の距離が同一であり、かつ貫通溝と貫通穴の距離が該貫通穴同士の距離と同一であり、該構造体は、ウエットエッチングによって、第２層の絶縁体層が除去されて可動部となる部分と、固定部とからなり、該可動部となる部分は、少なくとも１つ以上の梁によって、該固定部と接続されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３の態様において、前記半導体エッチングモニタ用構造体は、３層構造のウエハにおいて、第１層がＳｉにより、第２層が第３層を熱酸化させて形成したＳｉＯ2により、第３層がＳｉにより構成されるＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハを用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４の態様において、前記半導体エッチングモニタ用構造体は、３層構造のウエハにおいて、第１層がＳｉにより、第２層がＰＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜、およびその他の酸化シリコン膜からなる群から選ばれ、第３層が多結晶Ｓｉにより構成されたウエハを用いることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第５の態様において、前記半導体エッチングモニタ用構造体は、前記梁の上面に、第３層の半導体層と比べて熱膨張係数が異なる材料膜、または、内部応力を持った膜を積層していることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第６の態様において、前記半導体エッチングモニタ用構造体は、前記材料膜がＳｉＮからなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第７の態様において、前記半導体エッチングモニタ用構造体は、前記可動部となる部分が、少なくとも１つ以上の梁によって前記固定部と接続していることにより、支持された片持ち梁構造であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第８の態様において、前記半導体エッチングモニタ用構造体は、前記可動部となる部分が、少なくとも２つ以上の梁によって前記固定部と接続していることにより、支持された両持ち梁構造であることを特徴とする。
【００２１】
本発明の第９の態様において、半導体エッチングモニタは、ウエハの同一面上に、少なくとも１つ以上の前記半導体エッチングモニタ用構造体が配置されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１０の態様において、２以上の半導体エッチングモニタ用構造体を有する半導体エッチングモニタは、１のエッチングモニタ用構造体における貫通溝と貫通穴の距離が、他のエッチングモニタ用構造体における貫通溝と貫通穴の距離と相違することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１１の態様において、半導体センサ製造用３層構造ウエハは、前記半導体エッチングモニタおよびセンサ用部分をウエハの同一面上に有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１２の態様において、エッチング量検知方法は、半導体エッチングモニタにおいて、第２層の絶縁体層をウェットエッチングによって除去していくことにより形成される可動部が、第２層の絶縁体表面から離脱して、エッチング液の表面張力により第１層側へ変形すること、もしくは、第１層へ固着することを検知することにより、前記ウェットエッチングのエッチング量を判定することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１３の態様において、エッチング量検知方法は、前記梁の上面に、第３層の半導体層と比べて熱膨張係数が異なる材料膜、または、内部応力を持った膜が積層されている半導体エッチングモニタにおいて、第２層の絶縁体層をウェットエッチングによって除去していくことにより形成される可動部が、第２層の絶縁体表面から離脱して、前記材料膜の膜応力により第１層側へ変形すること、もしくは、第１層側とは反対の方向へ変形をすることを検知することにより、前記ウェットエッチングのエッチング量を判定することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１４の態様において、半導体力学量センサの製造方法は、同一のウエハ上に、該半導体力学量センサ用部分とウエットエッチング量を検知可能なエッチングモニタを形成することにより、該センサ用部分の適正なウエットエッチングを達成することができることを特徴とする。
【００２７】
本発明の第１５の態様において、半導体力学量センサの製造方法は、前記エッチングモニタを用いることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本明細書において用いる、「エッチングモニタ」とは、犠牲層エッチングの進行状況をインラインで確認することができる装置を意味する。
【００２９】
本明細書において用いる、「エッチングモニタ用構造体」とは、犠牲層エッチングの進行状況をインラインで確認するための構造体を意味する。
【００３０】
本明細書中において用いる、「片持ち梁構造」とは、可動部が、可動部の周囲に位置する固定部との間に少なくとも１箇所以上の接続部（梁）を有し、該接続部が同一辺上にある構造をいう。具体的には図１の（ａ）、図４の（ａ）の構造が該当するが、これらに限定されない。
【００３１】
本明細書中において用いる、「両持ち梁構造」とは、可動部が、可動部の周囲に位置する固定部との間に少なくとも２箇所以上の接続部（梁）を有し、該接続部が対向する辺上に存在する構造をいう。具体的には図４の（ｂ）および図４（ｃ）の構造が該当するが、これらに限定されない。
【００３２】
本明細書中において用いる、「卍型構造」とは、可動部が、可動部の周囲に位置する固定部との間に少なくとも４箇所以上の接続部（梁）を有し、少なくとも１つ以上の梁が各辺上に存在する構造をいう。具体的には図４の（ｄ）の構造が該当するが、これらに限定されない。
【００３３】
本発明の手段を用いることにより、下記の作用が得られる。
【００３４】
第１に、前記３層構造ウエハの、第２層のウェットエッチングを行う際、エッチング液の表面張力により、第３層に構成された前記エッチングモニタの可動部が、第１層側へ変形することにより、前記ウェットエッチングのエッチング量を検知するための構造体を提供することができる。
【００３５】
第２に、前記ウェットエッチングの進行状況をインラインで確認すること、さらに、前記ウェットエッチングのエッチング量を正確に把握すること、さらに、前記ウェットエッチングのエッチンググレートを容易に算出することが可能なエッチングモニタを提供することができる。
【００３６】
第３に、ＳＯＩウエハにおける、絶縁体層のウェットエッチングの、エッチング量を検知するための構造を提供することができる。
【００３７】
第４に、第１層がＳｉにより、第２層がＰＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜もしくはその他の酸化シリコン膜により、第３層が多結晶Ｓｉにより構成されたウエハにおける、ＰＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜もしくは酸化シリコン膜のウェットエッチングの、エッチング量を検知するための構造を提供することができる。
【００３８】
第５に、エッチングモニタの平面形状は、自由度を持たせることができる。また、前記梁の機械的剛性に自由度が持たせることができる。さらに、前記可動部の変形の形状、および、変形量に自由度を持たせることができる。
【００３９】
第６に、前記可動部の変形方向を制御するための構造体を提供することができる。
【００４０】
第７に、半導体センサ部分およびエッチングモニタを有する３層構造ウエハを提供し、該ウエハを用いて、ウェットエッチングのエッチング量を検知するための方法を提供することができる。
【００４１】
第８に、半導体センサ部分およびエッチングモニタを有する３層構造ウエハを提供し、該ウエハを用いて、エッチングモニタにおける可動部の変形の方向を制御し、かつ、該可動部の変形により、前記ウェットエッチングのエッチング量を検知するための方法を提供することができる。
【００４２】
第９に、前記３層構造ウエハにおいて、第２層の絶縁体層のウェットエッチングする際に、該エッチング量をモニタすることにより適正なエッチング量を達成することが可能な力学量センサの製造方法を提供することができる。
【００４３】
【実施例】
実施例１
第１の実施例として、本発明を用いて製作されたエッチングモニタ用構造体の基本パターンを図１に、また、図２にエッチングモニタの機能（エッチング量の検知方法）を示す。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中の線Ａ−Ａ’についての断面図である。
【００４４】
図１において、エッチングモニタ用構造体は、半導体基板１２０である基板Ｓｉと、犠牲層となる絶縁体層１１０であるＳｉＯ2層と、半導体層１００であるＳｉ層とからなり、半導体層１００には、貫通溝１０３、および、貫通穴１０４が、それぞれの間隔がｄとなるように形成されている。
【００４５】
以下に図２を用いて、エッチング量の検知方法を述べる。
【００４６】
（ａ）半導体基板１２０としてＳｉ、絶縁体層１１０としてＳｉＯ2層、および半導体層１００としてＳｉ層から構成されるＳＯＩウエハを作製する。
【００４７】
（ｂ）レジスト１０９によってパターニングを行い、ＨＦ＋ＨＮＯ3混液によるウェットエッチング、あるいは、ＳＦ6＋Ｏ2の混ガスによるドライエッチングを半導体層１００に施し、これによって、梁１０２（図１）、貫通溝１０３および貫通穴１０４を形成する。
【００４８】
（ｃ）ＨＦなどのエッチング液２００を用いて、犠牲層エッチングを施し、絶縁体層１１０を除去することにより、可動部１０１が形成される。可動部１０１は梁１０２によって、固定部１０５（図１）に接続することにより、支持されている。可動部１０１の下面にある絶縁体層１１０は完全に除去されており、これにより、可動部１０１は自由に動くことが可能な構造となっている。
【００４９】
（ｄ）エッチング液２００を純水やＩＰＡなどによって置換し、その後、乾燥させる。このとき、ＩＰＡなどの液体に表面張力３００が発生する。
【００５０】
（ｅ）前記犠牲層エッチングにより、可動部１０１の下面に対向する部分の絶縁体層１１０が完全に除去されている場合は、表面張力３００の影響で、可動部１０１が半導体基板１２０に固着（スティッキング）する。
【００５１】
つまり、このスティッキングが発生した場合は、可動部１０１の下面に対向する部分の絶縁体層１１０が完全に除去された状態であると言え、さらに言い換えると、犠牲層エッチングのエッチング量＞ｄであったことが判る。
【００５２】
また、本実施例はエッチングモニタを図３に示すように、前記間隔ｄを種々変えた複数のパターン群を設けることが望ましい。
【００５３】
図３では、４個のパターン（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）を用意してある。（ａ）はｄ１＝５．０μｍ、（ｂ）はｄ２＝４．５μｍ、（ｃ）はｄ３＝４．０μｍ、（ｄ）はｄ４＝３．５μｍのパターンである。この値を図３の１０６に示すようにエッチング量明記パターンとして表示しておけば、いっそう便利である。
【００５４】
前記パターン群を配置したウエハを用い、前記製造方法によって、犠牲層エッチングを行ったものとする。ここで、（ｃ），（ｄ）のパターンにスティッキングが確認され、（ａ），（ｂ）のパターンにはスティッキングが確認されなければ、前記犠牲層エッチングのエッチング量は、４．０μｍ〜４．５μｍの間にあると判定でき、より正確にエッチング量を把握することが可能となる。本実施例では、間隔ｄを０．５μｍステップとしているが、必要に応じてこのステップ量を変えれば、前記エッチング量の検知分解能を可変させることが可能である。
【００５５】
さらに、本実施例で用いるエッチングモニタの基本パターンには、図４に示すようなパターン形状を用いても良い。以下にパターン形状の説明をする。
【００５６】
（ａ）２本の梁１０２ａ，１０２ｂが可動部１０１ａの１辺に形成され、また前記梁により、半導体層１００に接続し、支持されている、いわゆる、片持ち梁構造。図１の構造と主要な各部の寸法が同じである場合、図１の構造よりも機械的な剛性を高くすることが可能である。
【００５７】
（ｂ）２本の梁１０２ｃ，１０２ｄが可動部１０１ｂの対向する２辺に形成され、また、前記梁により、半導体層１００に接続し、支持されている、いわゆる、両持ち梁構造、図１の構造と主要な各部の寸法が同じである場合、図１の構造よりも機械的な剛性を高くすることが可能である。
【００５８】
（ｃ）４本の梁１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈが可動部１０１ｃの対向する２辺に形成され、また前記梁により、半導体層１００に接続し、支持されている、いわゆる、両持ち梁構造。前記（ｂ）の構造と主要な各部の寸法が同じである場合、前記（ｂ）の構造よりも機械的な剛性を高くすることが可能である。
【００５９】
（ｄ）４本の梁１０２ｉ，１０２ｊ，１０２ｋ，１０２ｌが可動部１０１ｄの各辺に形成され、かつ、前記梁の平面形状はＬ字型であり、また前記梁により、半導体層１００に接続し、支持されている、いわゆる、卍型構造。図１の構造と主要な各部の寸法が同じである場合、図１の構造よりも機械的な剛性を低くすることが可能である。
【００６０】
実施例２
第２の実施例として、本発明を用いて製作されたエッチングモニタ用構造体の基本パターンを図５に、また、図６にエッチングモニタの機能（エッチング量の検知方法）を示す。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中の線Ｂ−Ｂ’の断面図である。
【００６１】
図５において、エッチングモニタ用構造体には、半導体基板１２０である基板Ｓｉと半導体層１００であるＳｉ層との間に、犠牲層となる絶縁体層１１０であるところのＳｉＯ2層があり、半導体層１００には、貫通溝１０３、および、貫通穴１０４が、それぞれの間隔がｄとなるように形成されている。さらに、梁１０２の上面にＳｉＮ膜１３０が積層、パターニングされている。
【００６２】
以下に図６を用いて、エッチング量の検知方法を述べる。
【００６３】
（ａ）ＳＯＩウエハを半導体基板１２０である基板Ｓｉ、半導体層１００であるＳｉ層、および、絶縁体層１１０であるＳｉＯ2層から構成する。
【００６４】
（ｂ）半導体層１００の上面にＳｉＮ膜１３０を積層し、該ＳｉＮ膜１３０が最終的に梁１０２（図５）上面にのみ形成されるように、レジスト１０９ａをパターニングし、エッチングにより加工を行なう。
【００６５】
（ｃ）レジスト１０９ｂのパターニングを行い、ＨＦ＋ＨＮＯ3混液によるウェットエッチング、あるいは、ＳＦ6＋Ｏ2混ガスによるドライエッチングを半導体層１００に施し、これによって、梁１０２、貫通溝１０３、貫通穴１０４を形成する。
【００６６】
（ｄ）ＨＦなどのエッチング液２００を用いて、犠牲層エッチングを施し、絶縁体層１１０を除去することにより、可動部１０１が形成される。可動部１０１は梁１０２によって、固定部１０５（図５）に接続することにより、支持されている。可動部１０１の下面にある絶縁体層１１０は完全に除去されており、これにより、可動部１０１は自由に動くことが可能な構造となっている。
【００６７】
（ｅ）エッチング液２００を純水やＩＰＡなどによって置換し、その後、乾燥させる。このとき、ＩＰＡなどの液体に表面張力３００が発生する。同時に、ＳｉＮ膜１３０と半導体層１００の熱膨張係数の違いから、あるいはＳｉＮ膜１３０の引張りの内部応力により、ＳｉＮ膜１３０に引張り応力３０１が発生し、この引張り応力３０１によって引起された可動部１０１を上面に持ち上げようとする機械的応力３０２が発生する。
【００６８】
（ｆ）前記犠牲層エッチングにより、可動部１０１の下面に対向する部分の絶縁体層１１０が完全に除去されている場合において、
（機械的応力３０２＋梁１０２のバネ力）＜表面張力３００であれば、可動部１０１が基板Ｓｉ１２０にスティッキングしてしまうが、（機械的応力３０２＋梁１０２のバネ力）≧表面張力３００となるように設計しておけば、可動部１０１が基板Ｓｉ１２０にスティッキングすることを回避でき、さらに、表面張力３００が発生させていた液体が完全に乾燥すると、表面張力３００は消失するため、機械的応力３０２によって可動部１０１は基板Ｓｉ１２０とは反対の方向へ変形することになる。
【００６９】
つまり、前述した変形が発生した場合は、可動部１０１の下面に対向する部分の絶縁体層１１０が完全に除去された状態であると言え、さらに言い換えると、犠牲層エッチングのエッチング量＞ｄであったことが判る。
【００７０】
実施例３
第３の実施例として、本発明を用いて製作された加速度センサを図７に示す。
【００７１】
半導体基板１２０である基板Ｓｉと半導体層１００であるＳｉ層との間に犠牲層となる絶縁体層１１０であるところのＳｉＯ2層があり、半導体層１００には、センサ５０２、および、実施例１で述べた、間隔ｄを種々変えた（ｄ１〜ｄ４）モニタ用構造体を配置したエッチングモニタ５０１およびセンサを有する。
【００７２】
センサ５０２は、センサ貫通溝４０３、およびセンサ貫通穴４０４が、それぞれの間隔がｄ３となるように形成されており、これにより、センサ可動部４０１ａおよび４０１ｂが形成されている。また、センサ可動部４０１ａ、４０１ｂの下面にある絶縁体層１１０は除去されている。
【００７３】
さらに、センサ可動部４０１ａ、４０１ｂは６本の梁４０２によって固定部１０５に接続されており、
さらに、センサ可動部４０１ａ、４０１ｂは２本の梁４０５によってお互いを接続されており、
これら８本の梁によってセンサ可動部４０１は支持されている。
【００７４】
以上により、センサ可動部４０１ａ、および、４０１ｂが加速度に応じて動くことが可能な構造となっている。
【００７５】
前記半導体エッチングモニタおよびセンサ用部分を同一面上に有するウエハを用い、第１の実施例で述べた製造方法によって、犠牲層エッチングを行うものとする。ここで、センサ可動部４０１ａ，４０２ｂの下面の絶縁体層１１０を完全に除去するために、最も理想的なエッチング量はｄ３である。
【００７６】
さらにここで、エッチングモニタ５０１の中で、ｄ３のエッチング量を検知するパターン（ｃ）がスティッキングを起こし、かつ、パターン（ｂ）はスティッキングを起こしていないという時点で犠牲層エッチングを終了すれば、センサ可動部４０１ａ，４０２ｂの下面の絶縁体層１１０は完全に除去され、かつ、過剰エッチングが回避された犠牲層エッチングを行うことができる。
【００７７】
本実施例では、実施例１のモニタ用構造体を用いたが、実施例２のモニタ用構造体を用いても同様にセンサ部分の理想的なエッチングを達成できる。
【００７８】
本発明を具体的な実施態様に関して記載してきたが、これらの実施態様の詳細は限定的なものとして解釈してはならない。本発明の精神と範囲を逸脱することなく、種々の均等物、変更および修正が可能であり、このような同等な実施態様が本発明の一部であることを理解すべきである。
【００７９】
また、本発明は加速度センサに限定されるものではなく、圧力センサ、角加速度センサ、などの物理量センサを始め、変形を伴う構造体、あるいは、微小空間によって基板から分離された構造を用いる半導体デバイスを実現するのに有効である。
【００８０】
【発明の効果】
本発明の効果は、以下の点にある。
【００８１】
１）犠牲層エッチング時の問題である、エッチング不足、もしくは過剰エッチングを防止することができ、さらに、犠牲層エッチングの進行状況をインラインで確認することができる。
【００８２】
２）エッチング不足防止、もしくは過剰エッチング防止のための複雑なプロセスを必要としないため、低コストで半導体構造を用いたセンサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るエッチングモニタ用構造体の基本パターンを表す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は線Ａ−Ａ’における断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るエッチングモニタのエッチング量検出原理を表す断面図であり、（ａ）から（ｅ）は各工程を表す図である。
【図３】（ａ）から（ｄ）は、種々の間隔ｄ（ｄ１からｄ４）を有するパターン群を配置したエッチングモニタの例を表す平面図である。
【図４】（ａ）から（ｂ）は、エッチングモニタの基本パターンの応用例を表す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るエッチングモニタ用構造体の基本パターンの平面図および断面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は線Ｂ−Ｂ’における断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るエッチングモニタのエッチング量検出原理を表す断面図であり、（ａ）から（ｆ）は各工程を表す図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係るエッチングモニタおよびセンサの平面図および断面図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は線Ｃ−Ｃ’における断面図である。
【図８】従来例の力学量センサの製造方法およびエッチングの結果を表す断面図および従来例の力学量センサの平面図である。
【符号の説明】
１００  半導体層
１０１  可動部
１０２  梁
１０３  貫通溝
１０４  貫通穴
１０５  固定部
１０６  エッチング量明記パターン
１０９  レジスト
１１０  絶縁体層
１２０  半導体基板
１３０  ＳｉＮ膜
２００  エッチング液
３００  表面張力
３０１  引張り応力
３０２  機械的応力
４０１  センサ可動部
４０２  センサ梁
４０３  センサ貫通溝
４０４  センサ貫通穴
４０５  センサ梁
５０１  エッチングモニタ
５０２  センサ
１０  基板Ｓｉ
１１  絶縁体層
１２  ポリシリコンもしくは活性層Ｓｉ
１３  検出構造体
１４  過剰エッチング領域
２０  エッチング液
【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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