JPH08511379A - マイクロマシニングされたセンサ用懸下部材の製造方法 - Google Patents

マイクロマシニングされたセンサ用懸下部材の製造方法

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JPH08511379A JP7525196A JP52519695A JPH08511379A JP H08511379 A JPH08511379 A JP H08511379A JP 7525196 A JP7525196 A JP 7525196A JP 52519695 A JP52519695 A JP 52519695A JP H08511379 A JPH08511379 A JP H08511379A
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Abstract

(57)【要約】 図7に示すようなセンサの中央質量部(21)と外側の支持フレーム(23)の間に伸びる任意の形状の接続ばね部材(24)を製造する方法を開示する。一般に同一のシリコンウエハ(10,12)対の夫々はその一方の表面に内部エッチストップ層(16)とその上に形成した外側エピタキシャル層(18)を有する。感光性酸化物層(30)が各ウエハ(10,12)の他方の表面に設けられる。次に図2に示すような中心質量部(21)と外側支持フレーム(23)のパターンが各ウエハ(10,12)の感光性酸化物層(18)に写真技術により重ねられる。ウエハ(10,12)のウェット化学エッチングがエッチストップ層までのシリコンを除去しそしてエッチストップ層自体が質量部とフレームの間のスペース内で除去された後に、2個のウエハ(10,12)が図5に示すように互いに接合される。次に任意のばね形状が上記質量部とフレームの間の領域の、接合したウエハ(10,12)の外側表面からのプラズマエッチングにより形成される。従って、ばね部材(24)が中央質量部(21)と外側支持フレーム(23)の間に伸びることになる。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロマシニングされたセンサ用懸下部材の製造方法 発明の背景 発明の分野 本発明は一般にセンサの製造方法に関し、特に、高精度懸下スプリングにより 支持フレームから懸下される質量を有するセンサを製造するための塊状シリコン のマイクロマシニング方法に関する。従来技術の説明 シリコンは極めて望ましい機械的特性を有する材料である。単結晶シリコンは 殆どの金属より硬くそして機械的応力に対して極めて耐性が高い。引張り時およ び圧縮時の両方においてシリコンは鉄鋼より高い弾性限界を有し、その弾性限界 内でのくり返し引張りおよび圧縮サイクルにおいて強度を維持出来る。いわゆる マイクロマシニング法はシリコンを極めて小型の機械的装置に加工しうるように するものであり、コンピュータチップ等のような電子装置の小型化とほとんど同 じようにそのような機械的装置の小型化を可能にするものである。マイクロマシ ニング法は、多量の装置が製造される場合には装置1個当りのコストが低くなる ように多数の装置を同時に製造しうるようにするものである。マイクロマシニン グされた装置は、シリコンウエハの一方の側の装置になされる同一の加工ステッ プがそのウエハの他のパーツ上のそれらと同じであるため、品質的に均一である 。 マイクロマシニングは通常、ピット、穴、溝または壁のような3次元形状を形 成するために化学的エッチング技術を利用する。マイクロマシニングは一般にシ リコンウエハの表面にマスターパターンを転写するために用いられる写真技術で あるホトリソグラフィで始まる。第1段階はウエハの表面を水蒸気中で800℃ と1200℃の間の温度に加熱することによりその表面に薄い酸化物層を成長さ せることである。次に、紫外線に感応する薄い有機ポリマーの層であるホトレジ ストがこの酸化物表面に塗布され、そして露光され現像される。露出された酸化 物部分とホトレジストで被覆された酸化物部分からなるパターンがウエハ表面に 形成される。酸を用いた次の処理の後に、この酸化物はエッチングにより除去さ れてホトレジストで被覆された酸化物が残る。最終的にはウエハ表面にホトレジ ストのパターンのコピーである酸化物パターンが生じる。 この酸化物パターンはウエハへのボロンまたは燐のような不純物のドーピング 中にマスクとして使用される。この酸化物パターンはまたシリコンに作用するエ ッチング材を用いた化学的または異方性のエッチング中にもマスクとして用いら れる。方位依存性としても知られる異方性エッチング剤はシリコンの結晶格子内 で異なる方向に異なる速度でエッチングを行い、そして鋭いコーナーとエッヂを もつ良好に限定された形状を形成することが出来る。 加速度センサ、動きセンサおよび圧力センサはマイクロマシニングで製造され る装置の例である。他の多くのものがある。マイクロマシニングされた加速度セ ンサの例には圧電型および容量型のものがある。 センサは相対動作可能に外側支持フレーム内に1個以上の懸下部材により支持 される中央検知質量部を含むことが出来、これら懸下部材はその質量部と外側支 持フレームとの間に伸びている。従来の懸下部材は検知質量部を外側支持フレー ムに対し支持するための懸下スプリング、ビーム、ヒンジまたはダイヤフラムか らなっている。そのような懸下部材はこれまで例えば異方性ウェットエッチング を用いてマイクロマシニングされている。 1990年5月8日付の米国特許第4922756号明細書には単結晶ウエハ からのバッチ式のホトリソグラフィ技術によりシリコンから製造されたマイクロ マシニングされた加速度計が開示されている。この加速度計は二酸化シリコンか ら製造されたE字形の板ばねを含んでいる。ウエハの夫々の側のE字形板ばねの 表面のシリコンばね面はマスクされそして二酸化シリコンが表面に成長され、こ れは後にパターンとされて化学エッチングにより除去される。薄いホトレジスト またはストップ層が形成される。次に厚い酸化物層が正確な量の酸素をシリコン に拡散させることにより成長されてウエハ上に正確な厚みをもつ二酸化シリコン を形成する。次に、このウエハの両表面が、選ばれた領域を露出させるようにマ スクされてシリコン表面までエッチングされる。次に薄い二酸化シリコン層が成 長され、マスクされそして露出した二酸化シリコンがシリコンエッチング剤にさ らされてシリコン表面までエッチングされる。次にシリコン材料の化学的エッチ ングが行われる。このエッチングは二酸化シリコンの開口部を通り作用してE字 形ばねの脚部をアンダーカットしつつシリコン材料を除去する。剛性の高いエッ チングされたストップ層はそれらばねの基部および懸下される質量と支持構造の 両面として残る。次に懸下される質量の両面と対向する支持構造の相補的な力お よびセンス導入領域に力およびセンス導入領域が設けられる。このようにして3 次元E字形ばねは検知部材のばね定数を制御するために正確に制御された長さお よび厚さをもつ各脚を備えることになる。 1979年3月13日付米国特許第4144516号明細書には単結晶シリコ ンからバッチ式のホトリソグラフィエッチング技術により製造された板ばねセン サまたは変換器が開示されている。2個の別々のウエハにばね構造アレイを形成 する。各ウエハはその上面に電気回路を有し、下面はE字形板ばね構造と周囲の 支持構造を限定するように異方性エッチングによりエッチングされる。次に、こ れらウエハは接着剤、半田付け、あるいはろう付け等により接合されて二重ばね センサまたは変換器を形成する。個々の変換器は次に結合したウエハから分離さ れそして次に適当な支持構造に装着される。 上記のばね方式は夫々E字形ばねを含む。半導体マイクロマシニングの従来技 術は、シリコンのようなダイヤモンド形立方材料の結晶面に沿った化学エッチン グの特性である直線を有するばねおよび懸下部材を含んでいる。従って、シリコ ン材料の化学エッチングによるばねの幾何形状の形成はマイクロマシニング可能 なばねおよび懸下部材の形状に関して制限されている。発明の目的 本発明の目的はシリコンのマイクロマシニングによるセンサ用の任意の形状の 3次元機械構造を製造する方法を提供することである。 本発明の他の目的は、単一のばねまたは任意形状の上下のばね対が質量部と周 囲の支持部材との間に設けられるようになった支持部材−ばね−質量部構造用の ばねの製造方法を提供することである。 本発明の他の目的は、懸下される質量およびばねの上下の表面を任意の形状と しうるようにした支持フレームと懸下質量部との間の高精度の懸下ばねの製造の ためのエッチング法を提供することである。 本発明の他の目的は結果として得られるばねの厚さを極めて良好に制御するこ とを特徴とするフレーム−ばね−質量構造のマイクロマシニング法を提供するこ とである。 本発明の他の目的は下記手段によりばねの“調整”を容易にする支持部材−ば ね−質量部構造のマイクロマシニング法を提供することである: (1)ストレスを除去するためのばねの整形; (2)直線性を最大とするためのばねの整形; (3)プリローディング条件を形成するためのばねの被覆;および (4)プリロード条件を形成するためのばねのドーピング。発明の要約 上記目的及び本発明の他の利点および特徴は支持部材−ばね−懸下質量部構造 をマイクロマシニングのための新しい方法で実現される。本発明は特に任意のプ ラナー形状の懸下質量部およびばねの外表面を形成するためおよび任意の厚さの ばねをつくるための方法を意図している。広義には本発明は懸下質量部およびば ねの外側表面の任意の形状をつくるための一つのシリコンウエハの製造に関する 。 その好適な実施例において、本発明の方法は一方が処理後に懸下質量部および その周囲の支持フレームの上半分を形成し、他方のウエハがその質量部と周囲の 支持フレームの下半分を形成する2個の同一のシリコンウエハを設けることを含 む。夫々のウエハは塊状シリコン層を含み、その層の上表面にエッチストップ層 を有し、その上に上側エピタキシャル(EPI)層が成長している。このエッチ ストップ層は好適にはP++層である(そのようなエッチストップ層は埋込み酸化 物SiO2層でもよい)。P++層は薄いシリコン層であり、そこに、ボロンのよ うなP型不純物が加えられてその半導体が極めて大きい過剰可動正孔濃度を特徴 とするようにする。感光性酸化物層が各ウエハの底部シリコン表面に設けられる 。この明細書においては“感光性酸化物層”はホトレジストを有する酸化物層で ある。 次に中央質量部および外側支持フレームのパターンが各ウエハの底面上の感光 酸化物層において露光される。このフレームと質量の間の露出された領域が除去 された後にフレームと懸下質量部の酸化物層パターンが残る。化学エッチング剤 が各ウエハの下面に与えられる。そのような化学物質は所望のフレームと懸下質 量部との間のスペースを表わすパターンを通してエッチングを行う。シリコン層 のエッチングはP++または埋込み酸化物エッチストップ層で停止する。シリコン 層のエッチングはウェットエッチング材、例えば水酸化カリウム(KOH)また は水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液のような異方性エッチング液で行われる 。異方性エッチンぐ液は、適正に使用されれば酸化物層をアンダーカットせずそ して良好に限定された側壁を形成する。 露出されたP++層は、質量部と外側支持フレームとの間にばねを限定する領域 内においてウェットエッチング液により除去される。このばねの厚さは残留する EPI材料の厚さを制御することにより制御される。次に、2個のウエハあるい はウエハ半分が互いに接合されて接合されたウエハの上面および下面がエピタキ シャル(EPI)層となるようにする。これらのEPI層は質量部とその外側支 持フレーム間のばね用の領域に残る唯一の層である。この外側フレームと懸下さ れる質量部とを接続するばねの形状は上および下のEPI表面にパターン化され る。このばね形状はドライプラズマエッチングによりEPI表面のパターンを介 して形成される。 このように、ばねの任意の形がEPI層の上下の半分に加えられるパターンに 従ったドライエッチングにより形成される。2個の接合されたウエハから中心質 量部と外側支持フレームを形成した後に、別のウエハから上および下のカバープ レートまたはキャップがつくられる。そのようなカバープレートは適当な相補的 な電極を外側支持フレームに接合し、米国特許第4922756号明細書に示さ れるように中心質量部および上下のカバープレート上に共通の検出/導電領域ま たは別々の検出および導電領域を形成する。図面の簡単な説明 本発明の目的、利点および特徴は同様の部分を同様の参照数字で示し、本発明 の実施例を示す、添付図面を参照することによりより明確になるものである。 図1は本発明のマイクロマシニング製造方法により製造される中心質量部と外 側支持フレームの上下の半分を形成するための一対の同一のシリコンウエハの断 面図である。 図2は図1に示す上下の半分の感光酸化物層に写真的に重ねられる質量部と外 側支持フレーム用のパターンの平面図である。 図3は各ウエハのシリコン層を介してエッチストップ層までエッチングするた めにウェットエッチング剤を除去された酸化物層のパターンを通して与える、本 発明の製造プロセスにおける他の段階を示す断面図である。 図4はばねを形成すべき各ウエハのエッチストップ層が各ウエハの上面の制御 された厚さを有する上側エピタキシャル(EPI)層を残してウェット化学エッ チング剤により除去される、本発明の製造方法の他の段階を示す図である。 図5は、各ウエハがばね用の領域にエッチストップ層がエッチングにより除去 された外側エピタキシャル層を有するように、それら2個のウエハが接合されて 中心質量部と周囲の支持フレームを形成する、本発明の製造方法の次の段階を示 す図である。 図6はエッチストップ層の除去された領域内でウエハの上および下エピタキシ ャル層のパターンを通してエッチングして中央質量部とその外側の支持フレーム との間にばねの形状を形成するためにドライプラズマエッチングを用いる、この 製造方法における次の段階を示す図である。 図7は本発明の製造方法により形成される、中心質量部と、外側支持フレーム とそれらの間に接続ばね部材を有する装置の上面図である。発明の説明 単結晶シリコンからバッチエッチング技術によりセンサまたは加速度計を製造 する方法を図面に示す順次段階により示す。このマイクロマシニング製造プロセ スはセンサの中心質量部と外側支持フレームとの間に伸びるばねまたは接続部材 用の任意の3次元形状を形成するために化学エッチング技術と、それに続くドラ イプラズマエッチングを利用する。本発明により製造されるセンサは、特にバッ チホトリソグラフ技術によりシリコンからつくられる、加速度に感応するマイク ロマシニングされた構造を指向するものである。このセンサは、好適には4個の ウエハを用い、その内の2個を接合して中心質量部とそのまわりの外側支持フレ ームを形成し、残りの2個でこの支持フレームに接合される外側プレートまたは カバーを限定して形成される。あるいはこの中心質量部−ばね−外側支持構造は 1個のウエハからつくることも出来る。 図1−6の本発明の好適な方法の実施例をまず図1から見ると、2個の同一の ウエハ10,12が示されている。ウエハ10は中心質量部と外側支持フレーム の上側半分を形成するための処理された構成材料を与え、ウエハ12は中心質量 部と外側支持フレームの下側半分を形成するための処理された構成材料を与える 。これら上下の半分は同一であり、例えばその厚さは約500ミクロンである。 ウエハ10,12の夫々はシリコン層14を含み、その上面に好適にはP++(あ るいは埋込酸化物)エッチストップ層16を有する。層16は例えば厚さ約14 ミクロンである。そのようなエッチストップ層はシリコンに拡散されたボロン不 純物の濃度の高い層を形成するように処理されている。上側エピタキシャル(E PI)層18はカバーされたエッチストップ層16の上に成長する。下側の感光 酸化物層(熱酸化により形成される)20は各ウエハ10,12の下面に設けら れる。“感光酸化物層”20はここではホトレジストを設ける薄いシリコン酸化 物層25である。 次に、中央質量部および外側支持フレームのパターンが図2に中心質量部21 Aと外側支持フレーム23Aとして一般に示すように露光に対してマスクされる 。図2のパターンは露光されて上側ウエハ10と下側ウエハ12のホトレジスト でカバーされた酸化物層20上で現像される。この質量部パターン(図示)と支 持フレーム(図示せず)のコーナー部分は次の鋭いコーナーをつくるためのオー バーエッチングを省くために補償される。すなわち、辺間に短い直線エッジを設 ける。質量部21Aとフレーム23Aの間のスペース22Aのホトレジストは例 えばNH4FとHFが6:1の溶液を用いるBOE(Buffered Oxide Etch)エッ チのような適当なエッチングにより除去される。質量部領域21Aとフレーム領 域23Aは露光されなかったホトレジストにより保護される。 水酸化カリウム(KOH)(33重量%)のようなウェットエッチング剤を次 に各ウエハ10,12の層20の表面22Aに加える。図3に示すように、P++ エッチストップ剤により形成されるエッチストップ層16へのエッチングがシリ コン層14を通して生じる。図3には上側ウエハ10のみを示す。ウエハ12の 下半分は同様に形成される。(KOH)化学エッチング剤はボイド領域22内の 層14からシリコンを好適には約450ミクロンの深さまで除去する。このウエ ハは水で洗浄される。次に化学エッチングをC5OHエッチング剤(60重量% )で続ける。これにより上側エピタキシャル(EPI)層18の下にばねのパタ ーニングを行うために設けた領域内のエッチストップ層16が露出する。この異 方性エッチングは中央質量部と外側支持フレームの間に形成されるボイド領域2 2について良好に限定された側壁を形成する。 次に、選択ウェットエッチ混合体(好適には8:3:1、CH3COOH:H NO3:HF)を、特に図4に示すように中心質量部と外側支持フレームの間の ばねを形成する領域の露出したP++層16に対し、制御された短い時間だけ加え る。P++層とその上のEPI層の除去量が結果としてのばねの厚さを制御する。 薄い酸化物層25(図3)を適当なエッチング剤(好適には6:1BOE)で除 去する。 次に、エピタキシャル(EPI)層18が、中央質量部と外側支持フレームの 接合された半導体を形成する接合したウエハ10と12の上面と下面となるよう に、図5に示すようにウエハ10と12が互いに溶着される。このようにEPI 層18のみが質量部とそのための外側支持フレームの間のばね用の領域に残る。 次に、表面18を100ÅのCrと1000ÅのAuで金属化し、熱処理する。 ばね24用のパターンがこれら上下の金属化された表面18′にホトレジストに より与える。 次に、図6に示すように、弾性接続部材すなわちばね24が、エピタキシャル (EPI)層18の金属化表面18′上につくられたパターンを通して接合され た半分10,12の上下の表面からドライプラズマエッチ段階により中央質量部 と外側支持フレームの間に形成される。このドライエッチングはそのパターンの 下のシリコンの除去のためにシリコンエッチガスSF6(380mTorr、1 75w)のようなプラズマエッチで上下の表面18′に行われ、続いてホトレジ ストの除去のための酸素プラズマストリップ(300w、400mTorr)を 行う。プラズマエッチングはばね24と隣接するフレーム23および隣接するプ ルーフ質量21等の間の層18のEPI物質を除去する。 ばね24の形成後に、図7に示すように接合した半分は外側支持フレーム23 との間に伸びるばねにより懸下された中央質量部21を限定する。図7に示すよ うにばね24は一般に矩形の質量部21のコーナーに沿って伸びる上下の対とな ったL字形のばねを含む。質量部14の上下の表面21は好適には方形または矩 形であるが、多角形あるいは円形でもよい。ばね24の内端28は質量部21の 隣接する辺に固定される。ばね24の外端30は外側支持フレーム23の隣接す る辺に固定される。質量部21の辺は必要であれば丸くされてもよいコーナーで 接合する。懸下ばね24の好適な形状についてのこれ以上の詳細については、発 明の名称をL字形ばね脚を有するセンサ構造とする、1994年3月28日付の 出願第08/215525号を参照され度い。 このセンサを完全なものとするために、一つの検出/導電領域または別々の検 出領域と導電領域(図示せず)を形成するための適当な導電性領域を中央質量部 21に設ける。周知のように質量部21と外側支持フレーム23の上下の表面に 上下のキャップまたはプレート(図示せず)を接合する。そのような電気的な検 出および導電領域の形成及び質量部21の相対動作によるばね24の偏向または 歪みの測定の詳細については前記の米国特許第4922756号明細書を参照さ れ度い。必要であれば、検出および導電プレートの両方として使用される1つの 導電領域を時間多重回路との組合せにおいて用いてもよい。 下表Iは図1−7に示すような軽いばね構造をつくるための本発明の方法の好 適な段階を示す。完全を期して上下のウエハに整合孔をつくる段階も加えてある 。同様にばねを介して質量部表面に電気的接点を与える段階も含めてある。 以上から、本発明の製造方法によれば、処理された単結晶シリコンウエハを用 いたバッチエッチング技術から予定の任意の形状および厚さを有するばね24が 得られることは明らかである。ばね24はここでは支持フレーム23と質量部1 4に接続する丸くなったコーナーを有する一般にL字形となっている。これらL 字形ばね(そのようなばね形状は“ひじ”形とも云える)は一般に矩形(または 前述のように他の形)の質量部のまわりにはまるが、そのような懸下部材または ばねは本発明により種々の形状および寸法のものとして形成することが出来る。 本発明の好適な実施例を詳細に示したが、この実施例の変更および適用は当業 者には明らかである。前述のように本発明の方法は異なる形のセンサをつくるに 使用出来る。一つの単純なウエハと4個(または2個または3個)のばねを偏っ てつくられるセンサを使用しうる。そのような変更および適用は次の請求範囲に 示す本発明の精神および範囲内である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI H01L 49/00 8934−4M H01L 21/306 Z (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CN,C Z,FI,HU,JP,KG,KP,KR,KZ,LK ,LT,LV,MD,MG,MN,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SI,SK,TT,UA,U Z,VN 【要約の続き】 ることになる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. センサの外側支持フレームに対して動くことの出来るように質量部を懸 下するための接続部材を製造するための方法において、 夫々両表面を有する、一対の一般に同一のシリコンウエハであって上記外側支 持フレーム、質量部および接続部材の半分を形成するようになったウエハ対を用 意する段階と、 上記各シリコンウエハの第一の表面に内部エッチストップ層を形成し、それに より一つのシリコン層全体にわたる一つのエッチストップ層をつくる段階と、 上記各ウエハの第一表面の上記エッチストップ層の上に外側エピタキシャル層 を形成する段階と、 上記各シリコンウエハの第二の表面にホトレジストで覆われた酸化物層を含む 感光性酸化物層を形成する段階と、 上記各ウエハの上記感光性酸化物層の上に上記質量部および上記外側支持フレ ームのパターンをマスクし、露光し、そして上記フレームのパターン部と上記質 量部のパターン部との間の領域にあるホトレジストを除去する段階と、 ウェットエッチング剤により各ウエハの上記第二表面から上記シリコン層を化 学的にエッチングして上記エッチストップ層まで伸び且つ上記パターンにもとづ く開口をそこに形成する段階と、 上記接続部材用に限定された上記領域内の上記エッチストップ層を除去するた めに各ウエハの上記エッチストップ層を化学的にエッチングする段階と、 上記エピタキシャル層が外側表面となるように、上記質量部と外側支持フレー ムを限定するように両ウエハを互いに接合する段階と、 上記質量部と外側支持フレームの間に上記接続部材を形成するために上記除去 されたエッチストップ層の領域内で上記接合したウエハの内の少なくとも一方の 外側表面からドライエッチングを行う段階と、 を備えていることを特徴とする方法。 2. 前記ドライエッチング段階は、 前記質量部と前記外側支持フレームとの間に上下に対となる接続部材を形成す るために前記接合されたウエハの夫々の外側表面からのプラズマエッチング段階 を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 3. 前記ドライエッチング段階は一般に矩形の質量部のコーナー部に沿って 伸びる一般にL字形の接続部材を形成するためのプラズマエッチング段階を含む ことを特徴とする、請求項2記載の方法。 4. 外側支持フレームと、その外側支持フレームからばね部材により懸下さ れる質量部を有するセンサを製造するための方法において、 夫々両表面を有する、一対の一般に同一のシリコンウエハであって上記外側支 持フレーム、質量部および接続部材の半分を形成するようになったウエハ対を用 意する段階と、 上記各シリコンウエハの一つの表面に内部エッチストップ層を形成する段階と 、 上記各ウエハの上記一つの表面の上記エッチストップ層の上に外側エピタキシ ャル層を形成する段階と、 上記各シリコンウエハの他方の表面にホトレジストで覆われた酸化物層を含む 感光性酸化物層を形成する段階と、 上記各ウエハの上記感光性酸化物層の上に上記質量部および上記外側支持フレ ームのパターンを与える段階と、 ウェットエッチング剤により各ウエハの上記他方の表面から、上記外側支持フ レームと上記質量部との間のスペースを通して上記シリコンウエハを化学的にエ ッチングして上記エッチストップ層まで伸びる開口をそこに形成する段階と、 上記外側支持フレームと上記質量部との間の上記スペース内の上記エッチスト ップ層を除去するために各ウエハの上記エッチストップ層を化学的にエッチング する段階と、 上記エピタキシャル層が外側表面となるように、上記質量部と外側支持フレー ムを限定するように両ウエハを互いに接合する段階と、 上記質量部と外側支持フレームの間に上記ばね部材を形成するために上記質量 部と上記外側支持フレームとの間の上記スペース内で上記接合したウエハの内の 少なくとも一方の外側表面からドライエッチングを行う段階と、 を備えていることを特徴とする方法。 5. 前記ドライエッチング段階は、前記質量部と前記外側支持フレームの間 に上下に整合した対としてばね部材を形成するために上記質量部と前記除去され たエッチストップ層の領域との間の前記スペースにおいて前記接合されたウエハ の両外側表面のドライエッチング段階を含むことを特徴とする請求項4記載の方 法。 6. 夫々側壁を有するフレーム部材と懸下される質量部との間に1個以上の 懸下部材をマイクロマシニングする方法において、 エッチストップ層により分離された塊状シリコン層およびエピタキシャル成長 シリコン層を含む処理されたウエハをつくるためにシリコンウエハを処理する段 階と、 上記処理されたウエハの上記塊状シリコンの側から、上記フレーム部材と上記 懸下される質量部との上記側壁間にスペースを限定するパターンに従って、上記 エッチストップ層まで上記塊状シリコン層をまず化学的にエッチングする第一化 学エッチング段階と、 次に上記フレーム部材と上記懸下される質量部の上記側壁間のスペースから上 記エッチストップ層を選択的に除去し、それにより上記スペースに隣接してエピ タキシャルシリコン層を設けるために上記ウエハの上記塊状シリコン側を化学的 にエッチングする第二化学エッチング段階と、 上記スペース内のエピタキシャル成長シリコンを除去しそれにより、上記フレ ーム部材から上記質量部を懸下する1個以上の懸下部材を残すために、任意の形 状の懸下部材パターンに従って上記処理されたウエハを上記エピタキシャル成長 シリコンの側からドライエッチングする段階と、 を備えていることを特徴とする方法。 7. 前記第二化学エッチング段階は残留する前記エピタキシャルシリコンの 厚さを制御するように、前記エッチストップ層のみならず、前記スペースに隣接 した前記エピタキシャルシリコン層の一部をも除去するために制御された時間だ け行われることを特徴とする請求項6記載の方法。 8. 前記ドライエッチング段階は、交わる脚部を有するL字形をなし、その 一方の脚部の前記フレーム部材に接続するコーナー、その他方の脚部の前記質量 部と接続するコーナーおよび両脚部が接続するコーナーが丸味をつけられている 懸下部材で前記処理されたウエハの前記エピタキシャル成長の側をパターン化す る段階を含むことを特徴とする請求項8記載の方法。 9. 夫々側壁を有するフレーム部材と懸下される質量部の間に1個以上の懸 下部材をマイクロマシニングするための方法において、 エッチストップ層により分離された塊状シリコン層およびエピタキシャル成長 シリコン層を含む処理されたウエハをつくるためにシリコンウエハを処理する段 階と、 上記処理されたウエハの上記塊状シリコンの側から、上記フレーム部材と上記 懸下される質量部との上記側壁間にスペースを限定するパターンに従って、予定 の厚さのエピタキシャルシリコンを残すように上記エッチストップ層および上記 塊状シリコン層を化学的にエッチングする段階と、 上記スペース内のエピタキシャル成長シリコンを除去しそれにより、上記フレ ーム部材から上記質量部を懸下する1個以上の懸下部材を残すために、任意の形 状の懸下部材パターンに従って上記処理されたウエハを上記エピタキシャル成長 シリコンの側からドライエッチングする段階と、 を備えていることを特徴とする方法。
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