DE102004043233B4

DE102004043233B4 - Verfahren zum Herstellen eines beweglichen Abschnitts einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE102004043233B4
Application number: DE102004043233.3A
Authority: DE
Inventors: Kazushi Asami; Junji Oohara; Hiroshi Muto; Kazuhiko Sugiura; Tsuyoshi Fukada; Yukihiro Takeuchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: US7214625B2; DE102004043233A1; US20050054153A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (10), das eine Isolationsschicht (13) und eine Halbleiterschicht (12) aufweist, wobei die Isolationsschicht (13) innerhalb des Substrats (10) angeordnet ist und die Halbleiterschicht (12) auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist; Ausbilden einer Maske (100), die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der Halbleiterschicht (12); Ausbilden eines Grabens (14) auf der Halbleiterschicht (12) durch Ätzen der Halbleiterschicht (12) durch die Maske (100), wobei der Graben (14) von der Oberfläche der Halbleiterschicht (12) angeordnet ist und die Isolationsschicht (13) erreicht; und Ausbilden eines beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch Ätzen einer Seitenwand des Grabens (14), die in der Nähe des Bodens des Grabens (14) angeordnet ist, in eine Richtung, die parallel zu der Isolationsschicht (13) ist, so dass die Halbleiterschicht (12) von der Isolationsschicht (13) getrennt wird, wobei die Schritte des Ausbildens des Grabens (14) und des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch ein reaktives Ionenätzverfahren derart durchgeführt werden, dass das Substrat (10) in eine Vakuumkammer (200) eingesetzt wird und ein reaktives Gas in die Kammer (200) eingebracht wird, um in den Plasmazustand überzugehen, das reaktive Ionenätzverfahren auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass ein Ätzschritt und ein Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, der Ätzschritt derart ist, dass ein Ätzgas in dem Plasmazustand die Halbleiterschicht (12) ätzt, und der Abscheidungsschritt derart ist, dass ein Abscheidungsgas in dem Plasmazustand einen Schutzfilm (50) auf der Innenwand des Grabens (14) abscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Ausbildens des Grabens (14) und des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) derart eine unterschiedliche Ätzbedingung aufweist, dass ein Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist, wobei die Ätzbedingung jeweils derart festgelegt ist, dass ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines beweglichen Abschnitts einer Halbleitervorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 5.
Eine Halbleitervorrichtung, die einen beweglichen Abschnitt aufweist, sieht zum Beispiel einen Sensor für eine physikalische Größe vor. In dem Sensor ist der bewegliche Abschnitt auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet. Der bewegliche Abschnitt ist in Übereinstimmung mit einer physikalischen Größe, wie zum Beispiel einer Beschleunigung, beweglich, die auf den Sensor ausgeübt wird. Der Sensor beinhaltet weiterhin einen festen Abschnitt. Der feste Abschnitt und der bewegliche Abschnitt bilden einen Kondensator aus, der eine elektrostatische Kapazität aufweist, welche in Übereinstimmung mit der Verschiebung des beweglichen Abschnitts derart änderbar ist, dass die physikalische Größe erfasst wird, die auf den Sensor ausgeübt wird.
Ein Verfahren zum Ausbilden eines beweglichen Abschnitts ist in den US-Patenten US 6 399 516 B1 und US 6 365 056 B1 offenbart. In diesem Verfahren ist der bewegliche Abschnitt unter Verwendung eines Kerbeffektes ausgebildet. Genauer gesagt wird eine Halbleiterschicht auf einer Isolationsschicht in einem Substrat in einem reaktiven Ionenätzverfahren derart überätzt, dass die Halbleiterschicht von der Isolationsschicht getrennt wird. Daher wird der beweglich Abschnitt ausgebildet. In diesem Fall werden ein Grabenausbildungsverfahren zum Ausbilden eines Grabens auf der Halbleiterschicht und ein Trennverfahren zum Trennen der Halbleiterschicht von der Isolationsschicht aufeinanderfolgend unter der gleichen Ätzbedingung durchgeführt. Deshalb ist ein Steuern (das heißt eine Ätzbedingung) zum Steuern des Trennverfahrens lediglich durch ein Steuern einer Ätzzeit vorgesehen. Daher wird eine Form einer Kerbe, das heißt eine Form des beweglichen Abschnitts, nicht genau gesteuert. Genauer gesagt wird ein Spalt zwischen dem beweglichen Abschnitt und der Isolationsschicht nicht gesteuert.
Daher weist der Sensor unterschiedliche bewegliche Abschnitte auf, die unterschiedliche Spalte aufweisen. Jedoch ist es bevorzugt, dass der Spalt zwischen dem beweglichen Abschnitt und der Isolationsschicht gleichmäßig ist, um einheitliche Sensorcharakteristiken zu erzielen.
Weiterhin kann in dem Trennverfahren ein nadelähnlicher Vorsprung auf der Innenwand des Grabens, das heißt auf der Innenwand der Kerbe, ausgebildet werden, welche der Isolationsschicht gegenüberliegt. Der Vorsprung der Kerbe kann gebrochen werden, wenn ein starker Stoß derart auf den Vorsprung ausgeübt wird, dass der Vorsprung die Isolationsschicht zerschmettert. Der gebrochene Vorsprung kann einen Partikel in dem Plasma verursachen und das Plasma kann ein Problem verursachen.
Wenn die Ätzbedingung des Grabenätzverfahrens weiterhin derart optimiert wird, dass der Graben zweckmäßig in einer Tiefenrichtung geätzt wird, wird eine Seitenwand des Grabens stark durch einen Schutzfilm geschützt. In diesem Fall wird in dem Trennverfahren zum Ätzen der Seitenwand des Grabens, um den beweglichen Abschnitt auszubilden, die Ätzgeschwindigkeit der Seitenwand des Grabens in der horizontalen Richtung kleiner, und wird daher die Ätzzeit zum Trennen der Halbleiterschicht von der Isolationsschicht, das heißt die Verfahrenszeit, länger. Daher werden die Herstellungskosten größer.
Die Druckschrift DE 102 23 729 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die imstande ist, eine dynamische Größe zu erfassen. Die Vorrichtung wird unter Verwendung eines SOI-Substrats hergestellt, das eine erste Siliziumschicht, eine Oxidschicht und eine zweite Siliziumschicht, die in dieser Reihenfolge geschichtet sind, aufweist. Nach Ausbilden eines Grabens, der die Oxidschicht von der zweiten Siliziumschicht her erreicht, wird eine Trockenätzung ausgeführt und somit der auf dem Grabenboden gelegenen Oxidschicht ermöglicht, zuerst geladen zu werden. Dieses Laden zwingt Ätzionen dazu, auf den Teil der zweiten Siliziumschicht einzuwirken, der seitlich zu dem Grabenboden gelegen ist. Ein solcher Teil wird entfernt, wobei ein beweglicher Abschnitt ausgebildet wird.
Weiter offenbart die Druckschrift EP 0 710 977 A1 ein Oberflächenbehandlungsverfahren und ein System dafür, bei welchen eine Impulsspannung eines Tastverhältnisses von 5% oder weniger und eine Wiederholfrequenz von 400 kHz oder mehr angewandt werden, um Kerbenbildung, Schäden durch Ladungsaufbau, Nebengrabenbildung und Biegen aufgrund des Elektronenabschattungsphänomens zu unterdrücken. Auf diese Weise erfolgt in der Substratausrichtung ein Zyklus zur Beschleunigung von Elektronen, und tritt das Elektronenabschattungsphänomen nicht auf.
Ferner zeigt die Druckschrift US 6 187 685 B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ätzen eines Substrats. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Ätzens eines Substrats oder des abwechselnden Ätzens und Abscheidens einer Passivierungsschicht. Eine Biasfrequenz, die gepulst sein kann, kann an das Substrat angelegt werden und bei oder unter der Ionenplasmafrequenz liegen.
Schließlich lehrt die Druckschrift US 6 399 516 B1 Plasma-Ätztechniken zum Herstellen von Siliziumstrukturen aus einem Substrat. Eine bereitgestellte Substratkonfiguration beinhaltet eine Siliziumschicht mit einer ersten Seite und einer Dicke entsprechend einer bestimmten Dicke eines zu erzeugenden Siliziumelements. Die Konfiguration beinhaltet eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material, das sich unter und benachbart zu der Siliziumschicht befindet. Ein im Wesentlichen vertikaler Graben wird von der ersten Seite aus in die Siliziumschicht geätzt, mit einer Tiefe derart, dass die isolierende Schicht freiliegt. Dann wird der Graben in der Siliziumschicht einer gasförmigen Umgebung ausgesetzt, welche mit Silizium reagiert, um die Siliziumschicht vorzugsweise an der Tiefe der isolierenden Schicht entlang einer Oberfläche der isolierenden Schicht im Wesentlichen seitlich zu ätzen. Dieses seitliche Ätzen wird für eine Dauer fortgesetzt, die zu einem Siliziumelement über der isolierenden Schicht führt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung als eine Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausbilden eines beweglichen Abschnitts einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, die einen einheitlichen beweglichen Abschnitt aufweist. Darüber hinaus soll die Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden eines beweglichen Abschnitts einer Halbleitervorrichtung ohne irgendeinen nadelähnlichen Vorsprung schaffen, wobei das Verfahren eine kurze Verfahrenszeit zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 bis 5 angegebenen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine Draufsicht eine Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine synthetisierte Querschnittsansicht des Sensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entlang Linien IIA, IIB und IIC in 1;
3 eine eine reaktive Ionenätzausstattung zeigende schematische Ansicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4A bis 4E Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Sensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erläutern;
5 eine schematische Ansicht einer reaktiven Ionenätzausstattung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6A und 6B Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel erläutern;
7A bis 7C Querschnittsansichten, die ein bekanntes Verfahren zum Herstellen eines Sensors für einen Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutern;
8 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
9 eine schematische perspektivische Ansicht des Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
10A eine Querschnittsansicht des Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel entlang einer Linie XA-XA in 9;
10B eine Querschnittsansicht des Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel entlang einer Linie XB-XB in 9;
11A bis 11E Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel erläutern;
12 eine schematische Querschnittsansicht eines Grabens eines Halbleiterbeschleunigungssensors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
13A bis 13D Querschnittsansichten der Gräben, die unterschiedliche Seitenverhältnisse aufweisen, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
14 einen Graph einer Beziehung zwischen einem Seitenverhältnis und einer Kerbrate gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel;
15A eine perspektivische Ansicht eines Sensors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
15B eine Querschnittsansicht des Sensors gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel entlang einer Linie XVB-XVB in 15A;
16 eine Querschnittsansicht eines Sensors für einen Vergleich mit dem vierten Ausführungsbeispiel;
17A bis 17E Querschnittsansichten, die ein bekanntes Verfahren zum Herstellen des Sensors für einen Vergleich mit dem vierten Ausführungsbeispiel erläutern;
18A und 18B Querschnittsansichten, die das bekannte Verfahren zum Herstellen des Sensors für einen Vergleich mit dem vierten Ausführungsbeispiel erläutern; und
19A bis 19C Querschnittsansichten eines Ausbildens eines nadelähnlichen Vorsprungs gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der Halbleitervorrichtung.
Die Erfinder haben einleitend ein Verfahren zum Ausbilden eines beweglichen Abschnitts unter Verwendung eines Kerbeffekts untersucht.
Wie in den 7A bis 7C gezeigt ist, wird ein Halbleitersubstrat 10, das Halbleiterschichten 11, 12 und eine Isolationsschicht 13 aufweist, unter Verwendung des Kerbeffekts ausgebildet. Die Isolationsschicht 13 ist innerhalb des Substrats 10 angeordnet und die Halbleiterschichten 11, 12 sind auf der Oberfläche des Substrats 10 angeordnet. Das Substrat 10 ist ein SOI-(Silizium-auf-Isolator)-Substrat, welches eine erste Siliziumschicht 11 als eine erste Halbleiterschicht, eine eingebettete Oxidschicht 13 als eine Isolationsschicht und eine zweite Siliziumschicht 12 als die zweite Halbleiterschicht aufweist.
Als erstes wird eine Maske 100 auf der Oberfläche der zweiten Siliziumschicht 12 ausgebildet. Die Maske 100 weist ein vorbestimmtes Muster auf, welches einem beweglichen Abschnitt 20 entspricht. Dieses Verfahren ist ein Maskenausbildungsverfahren. Danach wird die zweite Siliziumschicht 12 von der Oberfläche der zweiten Siliziumschicht 12 derart geätzt, dass ein Graben in der zweiten Siliziumschicht 12 ausgebildet wird. Der Graben 14 erreicht die eingebettete Oxidschicht 13. Dieses Verfahren ist ein Grabenausbildungsverfahren. Aufeinanderfolgend wird eine Seitenwand des Grabens 14 in einer horizontalen Richtung geätzt, welche parallel zu der eingebetteten Oxidschicht 13 ist. Genauer gesagt wird ein Teil der zweiten Siliziumschicht 12, welcher auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist und in der horizontalen Richtung angeordnet ist, geätzt. Daher wird die zweite Siliziumschicht 12 von der eingebetteten Oxidschicht 13 derart entfernt, dass der bewegliche Abschnitt 12 ausgebildet wird. Dieses Verfahren ist ein Trennverfahren. Dieses Herstellungsverfahren, das das Grabenausbildungsverfahren und das Trennverfahren beinhaltet, wird durch einen Kerbeffekt vorgesehen, wenn die zweite Siliziumschicht 12 geätzt wird, um den Graben 14 unter Verwendung eines reaktiven Ionenätzverfahrens auszubilden.
Der Kerbeffekt ist derart, dass die Seitenwand des Grabens 14, der sich in der Nähe der eingebetteten Oxidschicht 13 befindet und in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, lokal in der horizontalen Richtung in einem Fall geätzt wird, in dem das Grabenausbildungsverfahren fortgesetzt wird, nachdem der Boden des Grabens 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht, das heißt in einem Fall, in dem das Substrat 12 überätzt wird. In dem vorhergehenden Verfahren wird das Trennverfahren durch dieses Überätzverfahren, das heißt den Kerbeffekt, vorgesehen. Genauer gesagt wird eine Kerbe 110 durch den Kerbeffekt ausgebildet. Die Kerbe 110 ist eine lokale Konkavität auf der Seitenwand des Grabens 14 und die Kerbe 110 wird mit dem Verstreichen der Zeit des Überätzverfahrens größer.
Deshalb wird, wenn benachbarte zwei Gräben 14 auf dem Substrat derart überätzt werden, dass die Kerben 110 auf jeder Seitenwand der Gräben 14 ausgebildet werden, die zweite Siliziumschicht 12, die zwischen den benachbarten Gräben 14 angeordnet ist, teilweise entfernt. Das heißt, zwei Kerben 110 auf beiden Seiten werden verbunden. Genauer gesagt wird der Bodenabschnitt der zweiten Siliziumschicht 12 derart geätzt, dass die verbleibende zweite Siliziumschicht, welche ein oberer Abschnitt ist, von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt wird. Daher ist der bewegliche Abschnitt 20 fertiggestellt.
In dem Sensor für eine physikalische Größe weist der bewegliche Abschnitt 20 einen Träger, einen Gewichtsabschnitt, eine bewegliche Elektrode und dergleichen auf, welche vorbestimmte unterschiedliche Formen aufweisen. Deshalb weist die Maske 100 ein entsprechendes Maskenmuster auf, welches dem beweglichen Abschnitt entspricht, so dass die Maske 100 einen breiten Graben 14 und einen schmalen Graben 14 aufweist, welche auf verschiedene Weisen angeordnet sind. Der breite Graben 14 weist eine breite Öffnung auf und der schmale Graben 14 weist eine schmale Öffnung auf.
Im allgemeinen weist der schmale Graben 14 eine niedrige Ätzgeschwindigkeit auf, die niedriger als die des breiten Grabens 14 ist. Dies ist so, da während des reaktiven Ionenätzverfahrens ein Microloading-Effekt wirkt. Deshalb erreicht in dem Grabenausbildungsverfahren der breite Graben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 zuerst. Danach erreicht der schmale Graben 14 die eingebettete Oxidschicht 13. Wenn der schmale Graben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht, beginnt sich zuerst die Kerbe 110 auf der Seitenwand des breiten Grabens 14 auszubilden. Genauer gesagt beginnt sich die Kerbe 110 auf der Seitenwand des breiten Grabens 14 auszubilden, bevor der schmale Graben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht.
Deshalb wird ein Teil der zweiten Siliziumschicht 12, der von den vergleichsweise breiten Gräben 14 beidseitig umfasst wird, schnell von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt und wird ein anderer Teil der zweiten Siliziumschicht 13, der von den vergleichsweise schmalen Gräben 14 beidseitig umfasst wird, langsam von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt. Der Teil der zweiten Siliziumschicht 12, der von den vergleichsweise breiten Gräben 14 beidseitig umfasst wird, wird durch den Kerbeffekt derart stark überätzt, dass der bewegliche Abschnitt 20, der dem Teil der zweiten Siliziumschicht 12 entspricht, die von den breiten Gräben 14 beidseitig umfasst wird, einen großen Spalt G1 zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 aufweist. Andererseits weist ein anderer beweglicher Abschnitt 20, der dem anderen der zweiten Siliziumschicht 12 entspricht, der von den verhältnismäßig schmalen Gräben 14 beidseitig umfasst wird, einen kleinen Spalt G2 auf. Daher weisen die Spalte G1, G2 zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 unterschiedliche Abstände zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 auf.
Um den beweglichen Abschnitt 20 steuerbar auszubilden, wird eine zusätzliche Verfahrensbedingung zum Steuern des Kerbeffekts ausgenommen der Ätzzeit in einem Verfahren zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen. Weiterhin sind das Grabenausbildungsverfahren und das Trennverfahren offensichtlich geteilt, so dass jede Ätzbedingung optimiert steuerbar ist. Ein detailliertes Verfahren zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts wird wie folgt beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen einen Halbleiterbeschleunigungssensor S1 als eine Halbleitervorrichtung, die durch ein Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt ist. 2 zeigt eine Teilquerschnittsansicht, die durch drei Querschnittsansichten synthetisiert ist, die drei Teile des Sensors S1 zeigen, die entlang Linien IIA-IIA, IIB-IIB und IIC-IIC in 1 genommen sind. Obgleich die Halbleitervorrichtung S1 der Beschleunigungssensor S1 ist, kann die Halbleitervorrichtung S1 eine andere Vorrichtung sein, solange die Halbleitervorrichtung S1 den beweglichen Abschnitt 20 aufweist, welcher derart ausgebildet ist, dass der Graben 14 auf der Halbleiterschicht 12 des Substrats 10 ausgebildet ist, das die Isolationsschicht 13 aufweist, die innerhalb von ihr ausgebildet ist, und die Halbleiterschicht 12 ist derart von der Isolationsschicht 12 getrennt, dass der bewegliche Abschnitt 20 ausgebildet ist.
Der Sensor S1 ist zum Beispiel ein Beschleunigungssensor oder ein Gyrosensor zum Steuern eines Airbags, eines ABS bzw. Antiblockierbremssystems, eines VSC- bzw. Fahrzeugstabilitätssteuersystems oder dergleichen in einem Kraftfahrzeug. Der Sensor S1 weist ein Halbleitersubstrat 10 auf, das Halbleiterschichten 11, 12 und eine Isolationsschicht 13 aufweist. Die Isolationsschicht 13 ist innerhalb des Substrats 10 angeordnet und die Halbleiterschichten 11, 12 sind auf der Oberfläche des Substrats 10 angeordnet. Das Substrat 10 ist ein SOI- bzw. Silizium-auf-Isolator-Substrat, welches die erste Siliziumschicht 11 als die erste Halbleiterschicht, eine eingebettete Oxidschicht 13 als eine Isolationsschicht und die zweite Siliziumschicht 12 als die zweite Halbleiterschicht aufweist. Die zweite Siliziumschicht 12 ist eine SOI-Schicht. Die eingebettete Oxidschicht 13 besteht aus einem Siliziumoxidfilm. Das Substrat 10 weist eine rechteckige Form aus.
Ein Graben 14 ist in der zweiten Siliziumschicht 12 derart ausgebildet, dass ein beweglicher Abschnitt 20 und feste Abschnitte 30, 40 in der zweiten Siliziumschicht 12 ausgebildet sind. Der bewegliche Abschnitt 20 und die festen Abschnitte 30, 40 weisen eine Trägerkonstruktion und eine Kammzahnform auf. Der bewegliche Abschnitt 20 beinhaltet einen Gewichtsabschnitt 21 und einen Federabschnitt 22. Der Gewichtsabschnitt 21 weist eine rechteckige Form auf und der Federabschnitt 22 ist auf beiden Seiten des Gewichtsabschnitts 21 angeordnet. Der bewegliche Abschnitt 20 wird von einem Paar von Ankern 23a, 23b durch den Fehlerabschnitt 22 gehalten.
Die Anker 23a, 23b sind auf der eingebetteten Oxidschicht 13 befestigt, die unter den Ankern 23a, 23b angeordnet ist, wie in 2 gezeigt ist. Der bewegliche Abschnitt 20, das heißt der Gewichtsabschnitt 21 und der Federabschnitt 22, der zwischen den Ankern 23a, 23b angeordnet ist, ist von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt. In dem beweglichen Abschnitt 20 werden der Gewichtsabschnitt 21 und der Federabschnitt 22 durch die Anker 23a, 23b auf der eingebetteten Oxidschicht 13 aufgehängt.
Der Federabschnitt 22 weist ein Paar von Trägern auf, dessen beide Enden miteinander verbunden sind, so dass die zwei Träger eine rechteckige Form ausbilden. Der Federabschnitt 22 ist eine Richtung verschiebbar, die senkrecht zu einer Längsrichtung des Trägers ist. Das heißt, der Federabschnitt 22 ist in eine Richtung X in 1 beweglich. Deshalb wird, wenn auf den Sensor S1 eine Beschleunigung in der Richtung X ausgeübt wird, der Gewichtsabschnitt 21 in die Richtung X verschoben und wird der Federabschnitt 22 ebenso in die Richtung X verschoben. Wenn die Beschleunigung, die auf den Sensor S1 ausgeübt wird, verschwindet, werden der Federabschnitt 22 und der Gewichtsabschnitt 21 zu einer neutralen Position zurückgeführt. Daher ist der bewegliche Abschnitt 20 in der Richtung X in Übereinstimmung mit dem Ausüben der Beschleunigung beweglich. In diesem Fall arbeiten die Anker 23a, 23b als Haltepunkte, das heißt feste Punkte, des beweglichen Abschnitts 20.
Der Gewichtsabschnitt 21 weist mehrere bewegliche Elektroden 24 auf. Die Hälfte der beweglichen Elektroden 24 steht von einer Seite des Gewichtsabschnitts 21 hervor und eine andere Hälfte der beweglichen Elektroden 24 steht von der anderen Seite des Gewichtsabschnitts 21 hervor. Die beweglichen Elektroden 24 stehen integral von dem Gewichtsabschnitt 21 in eine Richtung hervor, die senkrecht zu der Richtung X ist, welche parallel zu der Verschiebungsrichtung des Federabschnitts 22 ist. Daher sehen die beweglichen Elektroden 24, die von beiden Seiten des Gewichtsabschnitts 21 gegenüberliegend hervorstehen eine Kammzahnform vor. In diesem Ausführungsbeispiel steht jede der drei beweglichen Elektroden 24 von einer rechten oder linken Seite des Gewichtsabschnitts 21 hervor. Jede bewegliche Elektrode 24 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf und sieht einen Träger vor. Die bewegliche Elektrode 24 ist von der eingebetteten Oxidschicht 13 entfernt angeordnet. Zum Beispiel beträgt ein Spalt, das heißt ein Abstand zwischen der beweglichen Elektrode 24 und der eingebetteten Oxidschicht 13 ungefähr wenige Mikrometer.
Daher ist die bewegliche Elektrode 24 integral mit dem Gewichtsabschnitt 21 und dem Federabschnitt 22 ausgebildet, so dass die bewegliche Elektrode 24 ein Teil des beweglichen Abschnitts 20 ist. Die bewegliche Elektrode 24 ist zusammen mit dem Gewichtsabschnitt 21 in die Verschiebungsrichtung des Federabschnitts 22 verschiebbar, welche parallel zu der Richtung X ist.
Jeder feste Abschnitt 30, 40 ist auf jeder Seite eines Paars von Seiten des Sensors S1 angeordnet. Hierbei sind die Anker 23a, 23b eines anderen Paars auf Seiten des Sensors S1 angeordnet. Daher sind die festen Abschnitte 30, 40 auf der eingebetteten Oxidschicht 13 befestigt. Die festen Abschnitte 30, 40 sind auf beiden Seiten des Gewichtsabschnitts 21 derart angeordnet, dass die festen Abschnitte 30, 40 den Gewichtsabschnitt 21 beidseitig umfassen. Der erste feste Abschnitt 30 ist auf der linken Seite des Gewichtsabschnitts 21 angeordnet und der zweite Gewichtsabschnitt 40 ist auf der rechten Seite des Gewichtsabschnitts 21 angeordnet. Die ersten und zweiten festen Abschnitte 30, 40 sind elektrisch voneinander isoliert. Jeder feste Abschnitt 30, 40 beinhaltet einen Verdrahtungsabschnitt 31, 41 und eine feste Elektrode 32 bzw. 42. Genauer gesagt beinhaltet der erste feste Abschnitt 30 den ersten Verdrahtungsabschnitt 31 und die erste feste Elektrode 32 und beinhaltet der zweite feste Abschnitt 40 den zweiten Verdrahtungsabschnitt 41 und die zweite feste Elektrode 42. Der Verdrahtungsabschnitt 31, 41 ist auf der eingebetteten Oxidschicht 13 befestigt, die unter dem Verdrahtungsabschnitt 31, 41 angeordnet ist, so dass der Verdrahtungsabschnitt 31, 41 durch die eingebettete Oxidschicht 13 auf der ersten Siliziumschicht 11 gehalten wird.
Die feste Elektrode 32, 42 steht von dem Verdrahtungsabschnitt 31, 41 in die Richtung hervor, die senkrecht zu der Richtung X ist, welche parallel zu der Verschiebungsrichtung des Federabschnitts 22 ist, so dass die feste Elektrode 32, 42 der beweglichen Elektrode 24 gegenüberliegt. Weiterhin steht die feste Elektrode 32, 42 von der Seite des Verdrahtungsabschnitts 31, 41 zu dem Gewichtsabschnitt 21 hervor, um eine Kammzahnform auszubilden. Daher greift die feste Elektrode 32, 42 über einen vorbestimmten Abstand in die bewegliche Elektrode 24 ein. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei feste Elektroden 32, 42 integral ausgebildet, um mit dem Verdrahtungsabschnitt 31, 41 verbunden zu sein.
Jede feste Elektrode 32, 42 weist einen rechtecksförmigen Querschnitt auf und sieht derart einen Träger vor, dass die feste Elektrode 32, 42 auf dem Verdrahtungsabschnitt 31, 41 ausgelegt ist. Daher ist die feste Elektrode 31, 41 von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt. Zum Beispiel ist die feste Elektrode 31, 41 um wenige Mikrometer von der eingebetteten Oxidschicht 13 beabstandet angeordnet. Die Seite der festen Elektrode 32, 42 liegt der Seite der entsprechenden beweglichen Elektrode 24 mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber, welches ein Erfassungsabstand zwischen den festen und beweglichen Elektroden 24, 32, 42 ist. Eine feste Elektrodenanschlussfläche 31a, 41a ist auf jedem Verdrahtungsmuster 31, 41 des festen Abschnitts 30, 40 ausgebildet. Die feste Elektrodenanschlussfläche 31a, 41a ist durch ein Drahtkontaktierungsverfahren mit einer externen Schaltung verbunden. Eine bewegliche Elektrodenanschlussfläche 20a ist auf einer Seite der Anker 23b ausgebildet. Die bewegliche Elektrodenanschlussfläche 20a ist durch das Drahtkontaktierungsverfahren mit der externen Schaltung verbunden. Die festen und beweglichen Elektrodenanschlussflächen 20a, 31a, 41a bestehen aus Aluminium oder dergleichen. Der Sensor S1 ist in ein Gehäuse (nicht gezeigt) eingebaut. Genauer gesagt ist die rückseitige Oberfläche der ersten Siliziumschicht 11, welche der eingebetteten Oxidschicht 13 gegenüberliegt, durch einen Klebstoff oder dergleichen an dem Gehäuse befestigt. Das Gehäuse beinhaltet die externe Schaltung derart, dass die externe Schaltung über einen Golddraht oder einen Aluminiumdraht, die durch das Drahtkontaktierungsverfahren ausgebildet sind, elektrisch mit den festen und beweglichen Elektrodenanschlussflächen 20a, 31a, 41a verbunden ist.
Hierbei bilden die erste feste Elektrode 32 und die bewegliche Elektrode 24 den ersten Kondensator aus, der die erste Kapazität CS1 aufweist, und bilden die zweite feste Elektrode 42 und die bewegliche Elektrode 24 den zweiten Kondensator aus, der die zweite Kapazität CS2 aufweist. Wenn die Beschleunigung auf den Sensor S1 ausgeübt wird, wird der bewegliche Abschnitt 20 integral mit dem Gewichtsabschnitt 21 auf Grund der Federcharakteristik des Federabschnitts 22 in die Richtung X verschoben. Hierbei arbeitet der Anker 23a, 23b als ein Träger. Dann wird der Abstand zwischen der ersten oder zweiten festen Elektrode 32, 42 und der beweglichen Elektrode 24 in Übereinstimmung mit der Verschiebung der beweglichen Elektrode 24 derart geändert, dass die ersten und zweiten Kapazitäten CS1, CS2 in Übereinstimmung mit der Abstandsänderung geändert werden. Auf der Grundlage einer Differenz zwischen den ersten und zweiten Kapazitäten CS1, CS2 (das heißt CS1–CS2) wird die Beschleunigung, die in die Richtung X auf den Sensor S1 ausgeübt wird, erfaßt.
Der vorhergehende Beschleunigungssensor S1 wird wie folgt hergestellt. Die 3 und 4 erläutern ein Verfahren zum Herstellen des Sensors S1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die reaktive Ionenätzausstattung ist in 3 gezeigt. 4 erläutert jede Verarbeitung des Verfahrens. 4 entspricht nicht 2 und ist eine schematische Querschnittsansicht, die den beweglichen Abschnitt 20 zeigt.
Zuerst wird das Substrat 10, das die ersten und zweiten Siliziumschichten 11 und 12 und die eingebettete Oxidschicht 13 aufweist, vorbereitet, wie in 4A gezeigt ist. Das Substrat wird in dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren unter Verwendung der reaktiven Ionenätzausstattung verarbeitet, die in 3 gezeigt ist. Im Allgemeinen wird der Sensor S1 aus einem Halbleiterwafer ausgebildet. Genauer gesagt wird der Sensor S1 als ein Chip erzielt, der aus dem Wafer geschnitten wird, der mehrere Chips aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Wafer in dem Maskenausbildungsverfahren, dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren verarbeitet und wird dann der Wafer in mehrere Chips geteilt. Daher wird der Sensor S1 ausgebildet.
Die reaktive Ionenätzausstattung beinhaltet eine Vakuumkammer 200 mit einer Halterung 201. Der Wafer, das heißt das Substrat 10, wird in die Halterung 201 eingesetzt. Dann wird ein reaktives Gas derart in die Kammer 200 eingebracht, dass das reaktive Gas in einen Plasmazustand übergeht. Ein Ätzgas als das reaktive Gas, wie zum Beispiel ein SF6-Gas (das heißt ein Schwefelhexafluoridgas) oder dergleichen, und ein Abscheidungsgas als das andere reaktive Gas, wie zum Beispiel ein C4F8-Gas (das heißt ein Octafluoro-2-Buten-Gas) oder dergleichen, werden abwechselnd in die Kammer 200 eingebracht. Das reaktive Gas und dergleichen, das heißt die Gase, werden durch eine Vakuumpumpe derart aus der Kammer 200 evakuiert, dass der Druck in der Kammer 200, das heißt ein Kammerdruck, an einem vorbestimmten konstanten Druck gehalten wird.
Die Ausstattung beinhaltet zwei Typen von HF- bzw. Hochfrequenz-Energieversorgungen 202, 203, 204. Eine ist die HF-Energieversorgung 202 zum Erzeugen von Plasma (das heißt die Plasma erzeugende HF-Energieversorgung). Die andere ist die HF-Energieversorgung 203, 204 zum Anlegen eines elektrischen Vorfelds (das heißt die HF-Energieversorgung für ein elektrisches Vorfeld). Die HF-Energieversorgung 202 erzeugt derart ein Plasma in der Kammer 200, dass das reaktive Gas, das in die Kammer 200 eingebracht wird, in den Plasmazustand übergeht. Die HF-Energieversorgungen 203, 204 legen das elektrische Vorfeld derart an das Substrat 10 an, das in die Kammer 200 eingebracht ist, dass ein reaktives Ion in dem Plasma zu dem Substrat 10 hin beschleunigt wird. Daher wird das Substrat 10 mit dem reaktiven Ion derart bestrahlt, dass das Substrat durch das Ion geätzt wird.
Daher wird das Substrat 10 durch das reaktive Ionenätzverfahren geätzt. In dem reaktiven Ionenätzverfahren werden abwechselnd ein Ätzschritt zum Ätzen des Substrats 10 und ein Schutzfilmabscheidungsschritt (das heißt ein Abscheidungsschritt) zum Abscheiden eines Schutzfilms, das heißt eines Passivierungsfilms, auf dem Substrat 10 durchgeführt. In dem Ätzschritt ätzt das Ätzgas in dem Plasmazustand die zweite Halbleiterschicht 12 als die zweite Siliziumschicht. In dem Schutzfilmabscheidungsschritt wird der Schutzfilm auf der Innenwand des Grabens 14 unter Verwendung des Abscheidungsgases in dem Plasmazustand abgeschieden. Der Schutzfilm schützt die Innenwand des Grabens 14 davor, geätzt zu werden. Zum Beispiel ätzt das SF6-Gas in dem Plasmazustand, das heißt das SF6-Plasma, die zweite Halbleiterschicht 12 derart, dass der Ätzschritt durchgeführt wird. Das C4F8-Gas in dem Plasmazustand, das heißt das C4F8-Plasma, scheidet den Schutzfilm auf der Innenwand des Grabens 14 derart ab, dass der Abscheidungsschritt durchgeführt wird. Daher wird der Schutzfilm auf der Innenwand des Grabens 14 abgeschieden und wird dann der Boden des Grabens 14 in der Tiefenrichtung geätzt. Diese Schritte werden während des reaktiven Ionenätzverfahrens wiederholt.
Hierbei wird in dem Verfahren zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts 20, das in den 7A bis 7C gezeigt ist, auch dann, wenn der Boden von einigen Gräben die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht, fortgesetzt, dass das Ionenätzverfahren durchgeführt wird. In diesem Fall wird die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 positiv geladen. Daher stoßen in dem Schritt eines Ätzens der zweiten Halbleiterschicht 12 des Verfahrens, das in den 7A bis 7C gezeigt ist, ein Ätzion, das heißt ein positives Ion, das zu dem Substrat 10 abgestrahlt wird, und die positiv geladene Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 einander elektrisch ab, so dass die Abstrahlungsrichtung des positiven Ions gebeugt wird. Dann geht das positive Ion zu der Innenwand des Grabens 14. Daher wird die Innenwand des Grabens 14 durch das Ätzion derart geätzt, dass eine Kerbe 110 auf der Innenwand des Grabens 14 ausgebildet wird. Demgemäß wird, nachdem die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 von der zweiten Halbleiterschicht 12 freigelegt ist, die Innenwand des Grabens 14 derart geätzt, dass ein Teil der zweiten Halbleiterschicht, welcher der bewegliche Abschnitt 20 wird, von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt wird. Daher fängt die Innenwand jedes Grabens 14 einzeln an, in dem Trennverfahren zu einem unterschiedlichen Anfangszeitpunkt geätzt zu werden. Dies ist so, da der Anfang des Trennverfahrens von jedem Graben 14 zueinander unterschiedlich ist.
Hierbei ist ein Verfahren zum Unterdrücken des Kerbeffekts in dem US-Patent US 6 187 685 B1 offenbart. In diesem Verfahren erzeugt eine HF-Energieversorgung zum Anlegen eines elektrischen Vorfelds ein niederfrequentes Feld, das eine niedrige Frequenz von zum Beispiel 380 kHz aufweist, welche viel niedriger als eine herkömmliche Spannung von zum Beispiel 13,56 MHz ist. Daher erzeugt die HF-Energieversorgung ein pulsartiges elektrisches Feld. Hierbei kann das positive Ion in dem reaktiven Gasplasma dem niederfrequenten elektrischen Feld folgen. Dieses pulsartige niederfrequente elektrische Feld, das zum Erzeugen des elektrischen Vorfelds von der HF-Energieversorgung angelegt wird, kann die positive Entladung bezüglich der eingebetteten Oxidschicht 13 unterdrücken, welche ein Faktor des Kerbeffekts ist. Daher wird der Kerbeffekt derart verringert, dass die Innenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, nicht geätzt wird. Andererseits erzeugt die HF-Energieversorgung zum Anlegen des elektrischen Vorfelds das herkömmliche elektrische Feld, das die herkömmliche Frequenz von zum Beispiel 13,56 MHz aufweist, wenn die eingebettete Oxidschicht 13 derart positiv geladen wird, dass die Innenwand des Grabens 14 unter Verwendung des Kerbeffekts geätzt wird. In diesem Fall wird das elektrische Vorfeld kontinuierlich an das Substrat 10 angelegt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Frequenz und die Oszillationsbedingung der HF-Energieversorgung 203, 204 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds zwischen dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren geschaltet. Genauer gesagt beinhaltet die reaktive Ionenätzausstattung zwei HF-Energieversorgungen 203, 204 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds. Die erste HF-Energieversorgung 203 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds erzeugt das elektrische Feld, das die niedrige Frequenz von 380 kHz aufweist, derart, dass die erste HF-Energieversorgung 203 das pulsartige elektrische Vorfeld erzeugt. Die erste HF-Energieversorgung 203 wird in dem Grabenausbildungsverfahren verwendet. Hierbei ist das pulsartige elektrische Vorfeld derart, dass die niederfrequente elektrische HF-Energie genau wie ein elektrisches Pulsfeld an das Substrat 10 angelegt wird. Die zweite HF-Energieversorgung 204 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds erzeugt das elektrische Feld, das die herkömmliche Frequenz von 13,56 MHz aufweist, derart, dass die zweite HF-Energieversorgung 204 kontinuierlich das elektrische Vorfeld erzeugt. Die zweite HF-Energieversorgung 204 wird in dem Trennverfahren verwendet. Hierbei ist das kontinuierliche elektrische Vorfeld derart, dass die elektrische HF-Energie kontinuierlich an das Substrat 10 angelegt wird. Die ersten und zweiten HF-Energieversorgungen 203, 204 werden durch Ein- und Ausschalten von Schaltern 203a, 204a geschaltet.
Das Verfahren zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts 20 in dem Sensor S1 wird wie folgt durchgeführt.
Zuerst wird, wie in 4A gezeigt ist, eine Maske 100, die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der zweiten Halbleiterschicht 12 ausgebildet. Das vorbestimmte Muster entspricht dem beweglichen Abschnitt 20 und dem festen Abschnitt 30. Dies ist ein Maskenausbildungsverfahren. Genauer gesagt entspricht das vorbestimmte Muster der Maske 100 einem planaren Muster der zweiten Halbleiterschicht 12 des Sensors S1, der in 1 gezeigt ist. Hierbei wird die Maske 100 auf dem Halbleiterwafer, der das Substrat 10 aufweist, in dem Maskenausbildungsverfahren ausgebildet. Die Maske 100 besteht zum Beispiel aus einem herkömmlichen Photoresist, wie zum Beispiel einem unter Licht aushärtenden Harz oder einem thermisch härtenden Harz. Das Substrat mit der Maske 100 wird auf die Halterung 201 in der Kammer 200 eingesetzt.
Als Nächstes wird, wie in den 4B bis 4D gezeigt ist, die zweite Halbleiterschicht 12 von der Oberfläche der zweiten Siliziumschicht 12 derart geätzt, dass der Graben 14 ausgebildet wird, um die eingebettete Oxidschicht 13 zu erreichen. Dies ist ein Grabenausbildungsverfahren. In dem Grabenausbildungsverfahren schaltet sich der erste Schalter 203a ein und schaltet sich der zweite Schalter 204a aus. Deshalb wird die HF-Energieversorgung 203 zum Anlegen des pulsartigen elektrischen Vorfelds zum Ätzen der zweiten Halbleiterschicht 12 verwendet. Während des Grabenätzverfahrens legt die HF-Energieversorgung 202 zum Erzeugen des Plasmas, das die Oszillationsfrequenz von 13,56 MHz aufweist, die kontinuierliche Oszillation derart an, dass das Plasma in der Kammer 200 erzeugt wird. Demgemäß wird auch dann, wenn der Boden von einigen Gräben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 derart erreicht, dass die eingebettete Oxidschicht 13 von der zweiten Halbleiterschicht 12 freigelegt wird, verhindert, dass die freiliegende Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 positiv geladen wird. Daher wird der Kerbeffekt derart unterdrückt, dass die Innenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, nicht teilweise geätzt wird.
In dem Grabenausbildungsverfahren wird das Ätzen während einer ausreichenden Zeit derart durchgeführt, dass alle der Gräben 14, die der Öffnung der Maske 100 entsprechen, die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 erreichen. Zu dieser Zeit wird die Innenwand des Grabens 14 auch dann nicht geätzt, wenn der Boden des Grabens 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht, da der Kerbeffekt unterdrückt ist. Dann erreicht der Boden des Grabens 14, der eine verhältnismäßig kleine Ätzgeschwindigkeit aufweist, die eingebettete Oxidschicht 13. Wie in den 4C und 4D gezeigt ist, erreicht der Boden des Grabens 14, der eine verhältnismäßig weite Breite aufweist, zuerst die eingebettete Oxidschicht 13. Dann erreicht der Boden des Grabens 14, der eine verhältnismäßig schmale Breite aufweist, die eingebettete Oxidschicht 13. Dies ist so, da der Graben 14, der die weite Breite aufweist, auf Grund des Microloading-Effekts schneller als der geätzt wird, der die schmale Breite aufweist.
Auch dann, wenn der Boden des Grabens 14, der die schmale Breite aufweist, die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 erreicht, weist die Innenwand des Grabens 14, der die weite Breite aufweist, keine Kerbe 110 auf, so dass der Graben 14, der die weite Breite aufweist, seine Form hält. Das Grabenausbildungsverfahren wird beendet, nachdem alle der Böden der Gräben 14 die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 erreichen, so dass die eingebettete Oxidschicht 13, die an allen der Öffnungen der Maske 100 angeordnet ist, von der zweiten Halbleiterschicht 12 freiliegt. Hierbei kann das Grabenausbildungsverfahren beendet werden, nachdem mindestens einige der Böden der Gräben 14 zum Definieren des beweglichen Abschnitts 20 die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 erreichen, so dass die eingebettete Oxidschicht 13, die an einigen der Öffnungen der Maske angeordnet ist, von der zweiten Halbleiterschicht 12 freiliegt. Genauer gesagt kann das Verfahren beendet werden, nachdem einige der Gräben 14, die dem beweglichen Abschnitt 20 entsprechen, die eingebettete Oxidschicht 13 erreichen.
Die Entscheidung einer Ätzzeit, wenn alle der Böden der Gräben 14 die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 erreichen, wird durch Berechnen der Zeit auf die Grundlage der Ätzgeschwindigkeit der zweiten Halbleiterschicht 12, die an der Öffnung der Maske 100 angeordnet ist, und der Dicke der zweiten Halbleiterschicht 12 bestimmt.
Weiterhin kann die Entscheidung einer Ätzzeit durch ein Erfassen eines Emissionsspektrums bestimmt werden, das von dem Plasma abgegeben wird. Genauer gesagt kann die Entscheidung auf der Grundlage einer Stärkeänderung einer vorbestimmten Spitze in dem Emissionsspektrum oder einer Stärkeänderung einer Gesamtemission bestimmt werden. Diese Erfassen wird derart durchgeführt, dass ein Fenster auf der Kammer 200 ausgebildet ist und eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Emissionsspektrums auf dem Fenster eingebaut ist. Die Erfassungseinrichtung erfasst Emissionslicht von der Kammer 200. In der Kammer 200 gibt das Plasma vom reaktiven Gas Licht ab. Wenn die eingebettete Oxidschicht 13 von der zweiten Halbleiterschicht 12 freiliegt, wird die Stärke der vorbestimmten Spitze und/oder die Stärke von allem Licht, das von dem Plasma abgegeben wird, verglichen mit demjenigen geändert, wenn die zweite Halbleiterschicht 12 geätzt wird, um den Graben 14 auszubilden. Deshalb kann die Entscheidung einer Ätzzeit, wenn alle der eingebetteten Oxidschichten 13 von der zweiten Halbleiterschicht 12 freiliegen, durch Erfassen der Stärkeänderung mit der Erfassungseinrichtung durch das Fenster der Kammer 200 bestimmt werden.
Weiterhin kann die Entscheidung einer Ätzzeit durch eine Überwachung von Interferenzrändern des Bodens des Grabens 14 bestimmt werden. Die Überwachung von Interferenzrändern wird mit einer Überwachungseinrichtung zum Überwachen des Bodens des Grabens 14 durchgeführt, welche in dem Grabenausbildungsverfahren ausgebildet wird. Wenn alle der eingebetteten Oxidschichten 13 von der zweiten Halbleiterschicht 12 freiliegen, verschwinden die Interferenzränder an dem Boden des Grabens 14. Die Überwachung wird derart durchgeführt, dass ein Fenster auf der Kammer 200 ausgebildet ist und die Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Oberfläche des Halbleiterwafers in das Fenster eingebaut ist. Zu diesem Zeitpunkt verschwinden, wenn der Boden des Grabens 14 sich der Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 annähert, die Interferenzränder, da der Teil der zweiten Halbleiterschicht, der zwischen dem Boden des Grabens 14 und der Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 angeordnet ist, dünn wird. Nachdem der Boden des Grabens 14 die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 erreicht, verschwinden die Interferenzränder. Daher wird die Entscheidung der Ätzzeit bestimmt.
Als Nächstes wird das Trennverfahren zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts 20 durch Schalten der Ätzbedingung durchgeführt. In dem Trennverfahren wird die Innenwand der zweiten Halbleiterschicht 12, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, in der horizontalen Richtung geätzt. Daher wird die zweite Halbleiterschicht 12 derart von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt, dass der bewegliche Abschnitt 20 ausgebildet wird. Genauer gesagt schaltet sich der erste Schalter 203a aus und schaltet sich der zweite Schalter 204a ein. Daher wird die erste HF-Energieversorgung 203 zu der zweiten HF-Energieversorgung 204 geschaltet. Während des Trennverfahrens legt die HF-Energieversorgung 202 zum Erzeugen des Plasma, das die Oszillationsfrequenz von 13,56 MHz aufweist, die kontinuierliche Oszillation derart an, dass das Plasma in der Kammer 200 erzeugt wird. Daher werden, nachdem das Grabenausbildungsverfahren beendet ist, die Schalter 210a, 211a betätigt und werden andere Ätzbedingungen optimiert. Dann wird das Ätzen, das heißt das Überätzen der Innenwand des Grabens 14, in dem Trennverfahren erneut gestartet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kerbeffekt nicht unterdrückt, so dass die Kerbe 110 auf der Innenwand des Grabens 14 ausgebildet wird, die sich in der Nähe des Bodens des Grabens 14 befindet. Die Kerbe 110 wird größer, wenn das Ätzen fortschreitet. Dann verbindet sich eine Kerbe 110 auf der Innenwand von einem Graben 14 mit einer anderen Kerbe 110 auf der anderen Innenwand des anderen Grabens 14, welcher dem einen Graben 14 gegenüberliegt. Die benachbarten zwei Gräben 14 sind derart miteinander verbunden, dass die zweite Halbleiterschicht als der bewegliche Abschnitt 20 von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt ist.
Weiterhin wird das Ätzen derart fortgesetzt, dass ein Spalt G zwischen dem Boden der zweiten Halbleiterschicht 12, das heißt dem Boden des beweglichen Abschnitts 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13, breiter wird. Wenn der Spalt G ein vorbestimmter Spalt, zum Beispiel einige wenige Mikrometer, wird, wird das Ätzen beendet. Daher ist das Trennverfahren derart beendet, dass jeder Spalt G zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 abgeglichen ist und eine vorbestimmte Breite aufweist. Weiterhin werden ein Drahtkontaktierungsverfahren und dergleichen derart durchgeführt, dass der Sensor S1 fertiggestellt wird.
Das Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die folgenden Charakteristiken auf.

(1) Das Grabenausbildungsverfahren und das Trennverfahren werden derart unabhängig durchgeführt, dass die zwei Verfahren unterschiedliche Ätzbedingungen aufweisen.
(2) In dem Grabenausbildungsverfahren wird auch dann, wenn das Ätzen fortgesetzt wird, nachdem der Boden von einigen Gräben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht, die Innenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, nicht geätzt.
(3) In dem Trennverfahren wird die Innenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, geätzt.

Demgemäß erreicht in dem Grabenausbildungsverfahren der Boden des Grabens 14, der die verhältnismäßig weite Breite aufweist, zuerst die eingebettete Oxidschicht 13. Dann wird das Ätzen fortgesetzt, um den Graben 14 auszubilden, der die schmale Breite aufweist. In diesem Fall wird die Innenwand des Grabens, der die verhältnismäßig weite Breite aufweist, nicht in der horizontalen Richtung geätzt. Demgemäß können alle der Gräben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 ohne ein Ausbilden der Kerbe 110 erreichen. Daher kann der Graben, der eine unterschiedliche Grabenbreite und eine unterschiedliche Ätzgeschwindigkeit aufweist, eine vorbestimmte Form ohne ein Ausbilden der Kerbe 100 auf seiner Innenwand aufweisen.
Danach wird in dem Trennverfahren die Innenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, geätzt, das heißt die Kerbe 110 wird auf der Innenwand des Grabens 14 derart ausgebildet, dass der bewegliche Abschnitt 20 durch Trennen der zweiten Halbleiterschicht 12 von der eingebetteten Oxidschicht 13 ausgebildet wird. Hierbei wird damit begonnen, nachdem weitestgehend alle der Gräben 14, die eine unterschiedliche Grabenbreite und eine unterschiedliche Ätzgeschwindigkeit aufweisen die eingebettete Oxidschicht 13 erreichen, dass das Ätzen des Trennverfahrens, durchgeführt wird. Deshalb wird die Kerbe 110 auf den Innenwänden von weitestgehend allen der Gräben 14 zu der gleichen Zeit ausgebildet. Daher wird das Anfangen eines Ausbildens der Kerbe 110 auf jeder Innenwand abgeglichen. Daher kann der Spalt G zwischen dem Boden des beweglichen Abschnitts 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 abgeglichen werden, nachdem das Trennverfahren beendet ist. Daher wird auch dann, wenn die Breite des Grabens 14 unterschiedlich ist, jeder Spalt G zwischen dem Boden des beweglichen Abschnitts 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 abgeglichen. Jeder Spalt G ist in einem Bereich angeordnet, in dem alle der beweglichen Abschnitte angeordnet sind.
Weiterhin wird, nachdem die eingebettete Oxidschicht 13 von allen der Öffnungen der Maske 100 in dem Halbleiterwafer freiliegt, das Grabenätzverfahren zu dem Trennverfahren geschaltet. Deshalb wird das Anfangen des Ätzens des Trennverfahrens in dem Wafer abgeglichen. Daher können auch dann, wenn die Ätzgeschwindigkeit des Grabens 14 unterschiedlich ist, alle der Gräben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 ohne ein Ausbilden der Kerbe 110 erreichen. Demgemäß werden alle der Gräben 14 ausgebildet, um eine vorbestimmte Form aufzuweisen. Weiterhin ist jeder Spalt G zwischen dem Boden des beweglichen Abschnitts 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 abgeglichen. Der Spalt G ist auf dem ganzen Bereich des Halbleiterwafers angeordnet.
Weiterhin kann, nachdem die eingebettete Oxidschicht 13 von einem Teil der Öffnungen der Maske 100 freiliegt, wobei der Teil der (Öffnungen den beweglichen Abschnitt definiert, das Grabenausbildungsverfahren zu dem Trennverfahren geschaltet werden. Das heißt, nachdem die Böden eines Teils der Gräben 14, die den beweglichen Abschnitt 20 definieren, die eingebettete Oxidschicht 13 erreichen, kann das Grabenausbildungsverfahren zu dem Trennverfahren geschaltet werden. In diesem Fall kann der Spalt G zwischen dem beweglichen Abschnitt und der eingebetteten Oxidschicht 13 abgeglichen werden.
Das Grabenausbildungsverfahren und das Trennverfahren werden durch das reaktive Ionenätzverfahren durchgeführt. In dem Grabenausbildungsverfahren wird das Ätzen derart durchgeführt, dass verhindert wird, dass die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13, die auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist positiv geladen wird. Deshalb wird die Innenwand des Grabens 14 in der Nähe des Bodens des Grabens 14 nicht geätzt. In dem Trennverfahren wird das Ätzen derart durchgeführt, dass die Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13, die auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist, positiv geladen wird. Deshalb wird die Innenwand des Grabens 14 in der Nähe des Bodens des Grabens 14 derart geätzt, dass die Kerbe 110 ausgebildet wird. Diese Ätzbedingungen werden durch Schalten der ersten und zweiten HF-Energieversorgungen 203, 204 gesteuert.
In dem Grabenausbildungsverfahren erzeugt die erste HF-Energieversorgung 203 ein niederfrequentes elektrisches Feld, das eine niedrige Frequenz aufweist, die in einem Bereich angeordnet ist, in welchem das positive Ion in dem Plasma im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen. Weiterhin erzeugt die erste HF-Energieversorgung 203 das pulsartige elektrische Feld. Daher wird in dem Grabenausbildungsverfahren verhindert, dass sich die eingebettete Oxidschicht 13, die auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist, positiv lädt. In dem Trennverfahren erzeugt die zweite HF-Energieversorgung 204 ein hochfrequentes elektrisches Feld, das eine hohe Frequenz aufweist, die in einem Bereich angeordnet ist, in welchem das positive Ion in dem Plasma nicht im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen. Daher wird in dem Trennverfahren die eingebettete Oxidschicht 13, die auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist, positiv geladen.
Obgleich die niedrige Frequenz auf 380 kHz festgelegt ist und die hohe Frequenz auf 13,56 MHz festgelegt ist, können die niedrigen und hohen Frequenzen auf andere Frequenzen festgelegt sein. Der Bereich der niedrigen Frequenz, in welchem das positive Ion in dem Plasma im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen, ist gleich oder niedriger als 600 kHz. Der Bereich der hohen Frequenz, in welchem das positive Ion in dem Plasma nicht im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen, ist gleich oder höher als 600 kHz.
Die reaktive Ionenätzausstattung beinhaltet zwei HF-Energieversorgungen 203, 204 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds, so dass diese durch die Schalter 203a, 204a geschaltet werden. Deshalb können das Grabenausbildungsverfahren und das Trennverfahren aufeinanderfolgend ohne Entfernen des Substrats 10, das heißt des Wafers, von der Kammer 200, durchgeführt werden. Die Ausstattung kann zwei Kammern aufweisen. Eine ist die erste Kammer, die die HF-Energieversorgung 202 zum Erzeugen des Plasmas und die erste HF-Energieversorgung 203 zum Anlegen des niederfrequenten elektrischen Vorfelds in dem Grabenausbildungsverfahren aufweist. Die andere ist die zweite Kammer, die die HF-Energieversorgung 202 zum Erzeugen des Plasmas und die zweite HF-Energieversorgung 204 zum Anlegen des hochfrequenten elektrischen Vorfelds in dem Trennverfahren aufweist. In diesem Fall wird das Substrat 10 von der ersten Kammer zu der zweiten Kammer befördert, nachdem das Grabenausbildungsverfahren beendet ist, so dass das Trennverfahren anfängt.
Jedes des Grabenausbildungsverfahrens und des Trennverfahrens kann eine jeweilige individuelle Ätzbedingung aufweisen. Zum Beispiel sind die Ätzbedingung eine HF-Energie zum Erzeugen von Plasma, eine andere HF-Energie zum Anlegen des elektrischen Vorfelds, eine Gasflussgeschwindigkeit, ein Zeitverhältnis zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt des Schutzfilms, eine Beschleunigungsspannung des Ätzions, ein Verhältnis zwischen einer Menge einer Abscheidung des Schutzfilms pro einem Zyklus und eine Menge eines Ätzens pro einem Zyklus und dergleichen. Diese Parameter der Ätzbedingung werden in jedem Verfahren optimiert. Zum Beispiel kann die Ätzbedingung zum Ausbilden des Grabens 14, die eine vertikale Seitenwand aufweist, in dem Grabenausbildungsverfahren nicht mit der Ätzbedingung zum Ausbilden des beweglichen Abschnitts 20, der den optimalen Spalt zwischen dem Boden des beweglichen Abschnitts 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 aufweist, übereinstimmen. Wenn die Ätzbedingungen des Grabenausbildungsverfahrens und des Trennverfahrens die gleichen sind, kann der Spalt nicht optimiert werden oder kann der Querschnitt des Grabens 14 eine konische Form aufweisen. Deshalb werden die Ätzbedingungen des Grabenausbildungsverfahrens und des Trennverfahrens derart individuell gesteuert, dass der Graben 14 die vertikale Seitenwand aufweist und der Spalt optimiert ist.
Obgleich der Sensor S1 ein Beschleunigungssensor ist, kann der Sensor S1 ein anderer Sensor sein, der einen beweglichen Abschnitt aufweist, wie zum Beispiel ein Halbleitergyrosensor, ein Halbleiterdrucksensor, ein Halbleitergassensor, ein Halbleitergasflusssensor, ein Infrarotlichtsensor oder ein Halbleiterfeuchtigkeitssensor.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Laden der eingebetteten Oxidschicht 13 derart gesteuert, dass die Frequenz und der Oszillationszustand der HF-Energieversorgung 202 zum Erzeugen des Plasma und der HF-Energieversorgungen 203, 204 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds gesteuert werden.
Hierbei ist ein Verfahren zum Steuern des Kerbeffekts in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP H08-181125 A offenbart. In diesem Verfahren wird ein Mikrowelle derart in eine Vakuumkammer eingebracht, dass ein reaktives Gas in einen Plasmazustand übergeht. Das Plasma in der Kammer wird durch ein magnetisches Feld stabilisiert, das von einer Spule erzeugt wird, die um die Kammer angeordnet ist. In diesem Fall wird die Mikrowelle zu einer pulsartigen Mikrowelle moduliert, so dass das Plasma, das ein positives Ion und ein negatives Ion eines Ätzgases aufweist, erzeugt wird. Eine HF-Energieversorgung zum Anlegen eines elektrischen Vorfelds legt das elektrische Vorfeld als ein elektrisches Substratvorfeld an ein Substrat an. Hierbei weist das elektrische Vorfeld eine Frequenz in einem Bereich auf, in dem die positiven und negativen Ionen im Stande sind, dem elektrischen Feld zu folgen. Zum Beispiel ist die Frequenz des elektrischen Vorfelds gleich oder niedriger als 600 kHz. In diesem Fall wird das Laden einer eingebetteten Oxidschicht unterdrückt.
Im Hinblick auf die vorhergehende Erkenntnis ist eine reaktive Ionenätzausstattung zum Ausbilden eines beweglichen Abschnitts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in 5 gezeigt. Die Ausstattung weist eine Spule 205 auf, die um die Kammer 200 angeordnet ist. Die Spule 205 erzeugt ein magnetisches Feld zum stabilen Einschließen (das heißt Einfangen) des Plasmas in der Kammer 200. Die Ausstattung weist weiterhin eine HF-Energieversorgung 206 zum Erzeugen von Plasma als ein Mikrowellengenerator auf. Die HF-Energieversorgung 206 weist eine Pulserzeugungsschaltung 207 auf. Eine Wellenleiterröhre 208 ist zwischen der HF-Energieversorgung 206 und der Kammer 200 angeordnet. Die Wellenleiterröhre 208 bringt die Mikrowelle in die Kammer 200 ein.
Die HF-Energieversorgung 206 erzeugt kontinuierlich ein elektrisches HF-Feld, das eine Frequenz von ungefähr einigen wenigen GHz aufweist. Weiterhin erzeugt die HF-Energieversorgung 206 unter Verwendung der Pulserzeugungsschaltung 207 ein pulsartiges elektrisches HF-Feld. In diesem Ausführungsbeispiel wird das pulsartige elektrische Feld in dem Grabenausbildungsverfahren erzeugt und wird das kontinuierliche elektrische Feld in dem Trennverfahren erzeugt. Daher kann der Oszillationszustand umgeschaltet werden. Die Ausstattung beinhaltet weiterhin die ersten und zweiten HF-Energieversorgungen 203, 204 zum Anlegen des elektrischen Vorfelds an das Substrat 10. Die erste HF-Energieversorgung 203 erzeugt ein pulsartiges elektrisches Vorfeld, das eine Frequenz von 400 kHz aufweist, und wird in dem Grabenausbildungsverfahren verwendet. Die zweite HF-Energieversorgung 204 erzeugt ein kontinuierliches elektrisches Vorfeld, das eine Frequenz von 13,56 MHz aufweist, und wird in dem Trennverfahren verwendet. Diese zwei HF-Energieversorgungen 203, 204 werden durch Ein- und Ausschalten der Schalter 203a, 204a geschaltet.
Ein Verfahren zum Herstellen des Sensors S2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird wie folgt beschrieben. Die Maske 100 wird auf dem Substrat 10 ausgebildet, wie in 4A gezeigt ist. Dann wird das Substrat 10, das heißt der Wafer, in die Halterung 201 in der Kammer 200 eingesetzt, wie in 5 gezeigt ist. In dem Grabenausbildungsverfahren erzeugt die HF-Energieversorgung 206 zum Erzeugen von Plasma eine pulsartige Oszillation und legt die erste HF-Energieversorgung 203 ein niederfrequentes elektrisches Vorfeld an, das eine niedrige Frequenz aufweist, die in einem Bereich angeordnet ist, in welchem das positive Ion in dem Plasma im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen.
Genauer gesagt erzeugt die HF-Energieversorgung 206 zum Erzeugen von Plasma mit der Pulserzeugungsschaltung 207 eine pulsartige Oszillation, die eine Frequenz von einigen wenigen kHz, das heißt einen Puls von einigen wenigen Millisekunden aufweist. Der Schalter 203a schaltet sich ein und der Schalter 204a schaltet sich aus, so dass die erste HF-Energieversorgung 203 eine pulsartige Oszillation erzeugt, die eine Frequenz von 400 kHz aufweist. In dieser Ätzbedingung wird das Laden der eingebetteten Oxidschicht 13, die auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist, verringert. Auch dann, wenn der Boden von einigen Gräben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 derart erreicht, dass die eingebettete Oxidschicht 13 von der zweiten Halbleiterschicht 12 freiliegt, wird verhindert, dass die freiliegende Oberfläche der eingebetteten Oxidschicht 13 positiv geladen wird. Daher wird der Kerbeffekt derart unterdrückt, dass die Innenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, nicht teilweise in einem Zustand geätzt wird, in dem das Ätzen fortgesetzt wird, nachdem der Boden der Gräben 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht hat.
Nachdem das Grabenausbildungsverfahren beendet ist, wird die Ätzbedingung derart geschaltet, dass das Trennverfahren durchgeführt wird. In dem Trennverfahren erzeugt die HF-Energieversorgung 206 zum Erzeugen von Plasma eine kontinuierliche Oszillation und legt die zweite HF-Energieversorgung 204 ein hochfrequentes elektrisches Vorfeld an, das eine hohe Frequenz aufweist, die in einem Bereich angeordnet ist, in welchem das positive Ion in dem Plasma nicht im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen.
Genauer gesagt erzeugt die HF-Energieversorgung 206 zum Erzeugen von Plasma ohne ein Modulieren der Mikrowelle durch die Pulserzeugungsschaltung 207 eine kontinuierliche Oszillation, die eine Frequenz von einigen wenigen GHz aufweist. Der Schalter 203a schaltet sich aus und der Schalter 204a schaltet sich ein, so dass die zweite HF-Energieversorgung 204 eine kontinuierliche Oszillation erzeugt, die eine Frequenz von 13,56 MHz aufweist. In dieser Ätzbedingung wird die eingebettete Oxidschicht 13, die auf dem Boden des Grabens 14 angeordnet ist, positiv geladen. Daher wird die Seitenwand des Grabens 14, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, lokal geätzt. Demgemäß wird die Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet. Die Kerbe 14 wird größer, wenn das Ätzen fortschreitet. Dann wird eine Kerbe 110 auf der Innenwand von einem Graben 14 mit einer anderen Kerbe 110 auf der anderen Innenwand der anderen Kerbe 14 verbunden, welche dem einen Graben 14 gegenüberliegt. Die benachbarten zwei Gräben 14 werden derart miteinander verbunden, dass die zweite Halbleiterschicht 12 als der bewegliche Abschnitt 20 von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt wird. Daher wird der Sensor S1 fertiggestellt, der den abgeglichenen Spalt zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und der eingebetteten Oxidschicht 13 aufweist.
Obgleich die niedrige Frequenz auf 400 kHz festgelegt ist und die hohe Frequenz auf 13,56 MHz festgelegt ist, können die niedrigen und hohen Frequenzen auf andere Frequenzen festgelegt sein. Der Bereich der niedrigen Frequenz, in welchem das positive Ion in dem Plasma im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen, ist gleich oder niedriger als 600 kHz. Der Bereich der hohen Frequenz, in welchem das positive Ion in dem Plasma nicht im Stande ist, der Oszillation des elektrischen Felds zu folgen, ist gleich oder höher als 600 kHz.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Ein Verfahren zum Herstellen des Sensors S1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird wie folgt beschrieben. Die Ätzbedingung in dem Grabenausbildungsverfahren des Verfahrens ist derart, dass ein Verhältnis der Menge eines Ätzens der zweiten Halbleiterschicht 12 und die Menge eines Abscheidens des Schutzfilms in einem Zyklus des Ätzschritts und des Abscheidungsschritts des Schutzfilms gesteuert wird.
Eine reaktive Ionenätzausstattung zum Ausbilden eines beweglichen Abschnitts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Ausstattung, die in 5 gezeigt ist, ohne die erste HF-Energieversorgung 203. Das heißt, die Ausstattung beinhaltet lediglich einen Typ der zweiten HF-Energieversorgung 204 zum Anlegen des hochfrequenten elektrischen Vorfelds. 6A erläutert das Grabenausbildungsverfahren in dem Verfahren, das in den 7A bis 7C gezeigt ist. 6B erläutert das Grabenausbildungsverfahren in dem Verfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
In dem reaktiven Ionenätzverfahren werden der Ätzschritt zum Ätzen des Substrats 10 und der Schutzfilmabscheidungsschritt zum Abscheiden des Schutzfilms 50 auf dem Substrat 10 abwechselnd durchgeführt. In dem Ätzschritt ätzt das Ätzgas, wie zum Beispiel das SF6-Gas, in dem Plasmazustand die zweite Halbleiterschicht 12. In dem Schutzfilmabscheidungsschritt wird der Schutzfilm 50 auf der Innenwand des Grabens 14 unter Verwendung des Abscheidungsgases, wie zum Beispiel des C4F8-Gases, in dem Plasmazustand abgeschieden. Der Schutzfilm 50 schützt die Innenwand des Grabens 14 davor, geätzt zu werden. Daher wird der Schutzfilm 50 auf der Innenwand des Grabens 14 abgeschieden und wird dann der Boden des Grabens 14 in der Tiefenrichtung geätzt. Diese Schritte werden während des reaktiven Ionenätzverfahrens wiederholt.
Hierbei wird in dem Verfahren, das in 6A gezeigt ist, die Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet. Genauer gesagt wird in einem Fall, in dem das Ätzen fortgesetzt wird, nachdem der Boden des Grabens 14 die eingebettete Oxidschicht 13 erreicht hat, die Innenwand des Grabens 14 in der Nähe des Bodens des Grabens 14 lokal in der horizontalen Richtung geätzt. Daher entsteht durch das Überätzen die Kerbe 110.
Im Hinblick auf das vorhergehende Problem wird das Verfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wie folgt beschrieben. In dem Grabenausbildungsverfahren ist die Menge einer Abscheidung des Schutzfilms 50 vergleichsweise und relativ größer als die Menge eines Ätzens der zweiten Halbleiterschicht 12 in einem Zyklus des Ätzschritts und des Abscheidungsschritts des Schutzfilms 50 verglichen mit dem Trennverfahren. Hierbei besteht der Schutzfilm 50 aus zum Beispiel einem Fluoridpolymer.
Genauer gesagt ist die Menge des Ätzens der zweiten Halbleiterschicht 12 pro einem Zyklus in dem Ätzschritt als W1 definiert und ist die Menge des Abscheidens des Schutzfilms 50 pro einem Zyklus in dem Abscheidungsschritt als W2 definiert. Das Verhältnis zwischen der Menge des Ätzens und der Menge des Abscheidens wird durch W2/W1 erzielt. Zum Beispiel ist die Menge W1 des Ätzens pro einem Zyklus in beiden Schritten als 0,2 μm/Zyklus festgelegt. Die Menge W2 des Abscheidens pro einem Zyklus in dem Abscheidungsschritt in dem Trennverfahren ist als 10 nm/Zyklus festgelegt, so dass das Verhältnis zwischen W2 und W1 0,05 ist. Die Menge W2 der Abscheidung pro einem Zyklus in dem Abscheidungsschritt in dem Grabenausbildungsverfahren ist als 20 nm/Zyklus festgelegt, so dass das Verhältnis W2/W1 zwischen W2 und W1 0,10 ist.
Hierbei wird das Verhältnis zwischen der Menge des Ätzens und der Menge des Abscheidens durch ein Verhältnis einer Laufzeit zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt gesteuert. Weiterhin kann das Verhältnis durch eine elektrische HF-Feldenergie zum Erzeugen von Plasma, eine elektrische HF-Feldenergie zum Anlegen des elektrischen Vorfelds, eine Flussgeschwindigkeit des reaktiven Gases oder den Druck der Kammer 200 in jedem Schritt gesteuert werden. Daher wird, wie in 6B gezeigt ist, der Schutzfilm 50, der eine verhältnismäßig dicke Dicke aufweist, auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet. Deshalb wird die Seitenwand des Grabens 14 vor dem Ätzion geschützt, das zu der Seitenwand des Grabens 14 fließt, so dass verhindert wird, dass die Kerbe 110 ausgebildet wird.
Andererseits ist der Schutzfilm 50, der in dem Abscheidungsschritt in dem Trennverfahren ausgebildet wird, dünner als der in dem Grabenausbildungsverfahren. Weiterhin ist die Menge des Abscheidens verhältnismäßig klein, so dass die Seitenwand des Grabens 14 einfach geätzt wird. Daher wird die Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet. Demgemäß wird der bewegliche Abschnitt 20 von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt.
Daher ist das Verhältnis W2/W1 in dem Trennverfahren kleiner als das Verhältnis W2/W1 in dem Grabenausbildungsverfahren, so dass der Schutzfilm 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, dicker als der in dem Grabenausbildungsverfahren ist. Daher wird der Schutzfilm 50 in dem Trennverfahren einfacher geätzt als der in dem Grabenausbildungsverfahren. Demgemäß wird in dem Grabenausbildungsverfahren die Seitenwand des Grabens 14 nicht geätzt und wird in dem Trennverfahren die Seitenwand des Grabens 14 derart geätzt, dass der bewegliche Abschnitt 20 von der eingebetteten Oxidschicht 13 getrennt wird.
Das Verhältnis W2/W1 in beiden des Grabenausbildungsverfahrens und des Trennverfahrens wird wie folgt gesteuert. Die Laufzeit des Ätzschritts in dem Grabenausbildungsverfahren ist als TA1 definiert, die Laufzeit des Abscheidungsschritts in dem Grabenausbildungsverfahren ist als TA2 definiert und das Verhältnis der Laufzeiten zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt ist als TA1/TA2 definiert. Die Laufzeit des Ätzschritts in dem Trennverfahren ist als TB1 definiert, die Laufzeit des Abscheidungsschritts in dem Trennverfahren ist als TB2 definiert und das Verhältnis der Laufzeiten zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt ist als TB1/TB2 definiert. Die Ätzbedingung wird derart zwischen dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren geschaltet, dass das Verhältnis der Laufzeiten von TA1/TA2 kleiner als das Verhältnis der Laufzeiten von TB1/TB2 wird. In diesem Fall ist die Laufzeit des Abscheidungsschritts in dem Trennverfahren kürzer als die in dem Grabenausbildungsverfahren. Das heißt, die Verfahrenszeit zum Abscheiden des Schutzfilms 50 in dem Trennverfahren ist kürzer als die in dem Grabenausbildungsverfahren. Demgemäß ist der Schutzfilm 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, dünner als der in dem Grabenausbildungsverfahren. Daher ist das Verhältnis von W2/W1 in dem Trennverfahren kleiner als das in dem Grabenausbildungsverfahren. Weiterhin kann das Verhältnis W2/W1 durch die elektrische Vorfeldenergie gesteuert werden. Genauer gesagt wird die elektrische Vorfeldenergie in dem Ätzschritt in dem Grabenausbildungsverfahren derart festgelegt, dass sie kleiner als die in dem Ätzschritt in dem Trennverfahren ist. In diesem Fall ist das Verhältnis von W2/W1 in dem Trennverfahren kleiner als das in dem Grabenausbildungsverfahren. Weiterhin kann das Verhältnis W2/W1 durch die Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases gesteuert werden. Genauer gesagt wird die Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases in dem Ätzschritt in dem Grabenausbildungsverfahren derart festgelegt, dass sie kleiner als in dem Ätzschritt in dem Trennverfahren ist. In diesem Fall ist das Verhältnis von W2/W1 in dem Trennverfahren kleiner als das in dem Grabenausbildungsverfahren. Weiterhin kann das Verhältnis W2/W1 durch die Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases gesteuert werden. Genauer gesagt wird die Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases in dem Abscheidungsschritt in dem Grabenausbildungsverfahren derart festgelegt, dass sie größer als die in dem Abscheidungsschritt in dem Trennverfahren ist. In diesem Fall ist das Verhältnis von W2/W1 in dem Trennverfahren kleiner als das in dem Grabenausbildungsverfahren.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die Erfinder haben einleitend einen nadelähnlichen Vorsprung untersucht. Eine Halbleitervorrichtung S2, die aus einem SOI- bzw. Silizium-auf-Isolator-Substrat 10 ausgebildet ist, das die Isolationsschicht 13, die innerhalb von diesem angeordnet ist, und die Halbleiterschicht 12 aufweist, die auf der Oberfläche des SOI-Substrats 10 angeordnet ist, ist in 16 gezeigt.
Das SOI-Substrat 10 wird in dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren derart verarbeitet, dass die Vorrichtung S2 fertiggestellt wird, die den beweglichen Abschnitt 20 aufweist. Die 17A bis 17E erläutern das Grabenausbildungsverfahren und die 18A und 18B erläutern das Trennverfahren.
In dem Grabenausbildungsverfahren werden der Ätzschritt zum Ätzen der Hableiterschicht 12 durch das Plasma des Ätzgases und der Abscheidungsschritt zum Abscheiden des Schutzfilms 50 auf der Innenwand des Grabens 14 durch das Plasma des Abscheidungsgases abwechselnd und wiederholt durchgeführt.
Zuerst zeigt 17A den ersten Zyklus des Ätzschritts. Das Substrat 10 ist in die Kammer 200 eingesetzt. Das SF6-Gas als ein Ätzgas zum Ätzen von Silizium wird in die Kammer 200 während einer vorbestimmten Zeit, wie zum Beispiel 7 Sekunden, eingebracht. Daher wird die Halbleiterschicht 12 derart teilweise geätzt, dass ein Teil des Grabens 14 ausgebildet wird. In diesem Fall wird das SF6-Gas ein Plasmazustand in dem elektrischen Feld in der Kammer 200, so dass das SF6-Gas zu dem Ätzen beiträgt. In 17A ist das SF6-Gas als ein positives Ion gezeigt. Das elektrische Vorfeld wird derart an das Substrat 10 angelegt, dass das positive Ion in dem Plasma zu dem Substrat 10 hingezogen wird. Daher wird der Graben 14 durch ein anisotropes Ätzen mit dem positiven Ion, wie zum Beispiel einem SF₆ ⁺-Ion oder einem SF₅ ⁺-Ion geätzt.
Als Nächstes wird, wie in 17B gezeigt ist, der Abscheidungsschritt durchgeführt. Genauer gesagt wird gestoppt, dass das SF6-Gas als das Ätzgas in die Kammer 200 eingebracht wird. Anstatt dessen wird das C4F8-Gas als das Abscheidungsgas in die Kammer 200 während einer vorbestimmten Zeit, wie zum Beispiel 8 Sekunden, eingebracht. In dem Abscheidungsschritt wird kein elektrisches Vorfeld an das Substrat 10 angelegt. Daher wird der Schutzfilm 50 gleichmäßig auf der Seitenwand und der Innenwand des Grabens 14 ausgebildet. Wenn das Fluoridgas, wie zum Beispiel das C4F8-Gas, als das Abscheidungsgas verwendet wird, besteht der Schutzfilm 50 aus einem Fluoridpolymer.
Dann werden, wie in den 17C und 17D gezeigt ist, der Ätzschritt und der Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt. Hierbei beträgt zum Beispiel die Ätztiefe des Ätzschritts pro einem Zyklus 0,1 μm bis 0,5 μm. Daher erreicht der Graben 14 die Oberfläche der Isolationsschicht 13.
Als Nächstes wird das Trennverfahren durchgeführt, wie in den 18A und 18B gezeigt ist. In dem Trennverfahren werden der Ätzschritt zum Ätzen der Halbleiterschicht 12 durch das Plasma des Ätzgases und der Abscheidungsschritt zum Abscheiden des Schutzfilms 50 auf der Innenwand des Grabens durch das Plasma des Abscheidungsgases abwechselnd und wiederholt durchgeführt. Wie in 18A gezeigt ist, wird die Oberfläche der Isolationsschicht 13 durch das positive Ion in dem Ätzgas positiv geladen. In dem Ätzschritt des Trennverfahrens wird das positive Ion des Ätzgases zu dem Graben 14 hin eingebracht. In diesem Fall wird das positive Ion, wie in 18B gezeigt ist, durch die Isolationsschicht, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 positiv geladen wird, abgestoßen. Daher wird das positive Ion in der horizontalen Richtung derart verteilt, dass die Seitenwand des Grabens, das heißt die Halbleiterschicht 12, die in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, in der horizontalen Richtung geätzt wird. Demgemäß wird die Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet.
Hierbei ätzt das positive Ion des Ätzgases die Halbleiterschicht 12 und den Schutzfilm 50 durch chemisches Ätzen oder physikalisches Zerstäuben. Daher wird die Kerbe 110 derart größer, dass die Halbleiterschicht 12 von der Isolationsschicht 13 getrennt wird. Schließlich wird der bewegliche Abschnitt 20 ausgebildet.
Hierbei kann in dem Trennverfahren ein nadelähnlicher Vorsprung wie folgt ausgebildet werden. Die 19A bis 19C erläutern das Ätzen in dem Trennverfahren. Das Ätzgas ätzt die Halbleiterschicht 12 mit einem Entfernen des Schutzfilms 50 derart, dass die Kerbe 110 ausgebildet wird. Wenn der Schutzfilm 50 stark, das heißt dick, ist, bleibt ein Teil des Schutzfilms 50 zurück, wie in 19B gezeigt ist. Daher wird die Halbleiterschicht 12 mit dem Teil des Schutzfilms 50 geätzt. In diesem Fall dient der Schutzfilm 50, der auf der Seitenwand des Grabens 14 zurückbleibt, derart als ein Maske, dass ein nadelähnlicher Vorsprung K auf der Innenwand des Grabens 14 ausgebildet wird, wie in 19C gezeigt ist. Genauer gesagt wird der Vorsprung K auf der Innenwand der Kerbe 110 angeordnet, welche der Isolationsschicht 13 gegenüberliegt. Der Vorsprung K der Kerbe 110 kann gebrochen werden, wenn ein großer Stoß derart auf den Vorsprung K ausgeübt wird, dass der Vorsprung K die Isolationsschicht 13 zerbricht. Der gebrochene Vorsprung K kann einen Partikel verursachen und der Partikel kann ein Problem verursachen.
Im Hinblick auf das vorhergehende Problem wird ein Verfahren zum Herstellen eines Sensors S3 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben. 8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, die den Sensor S3 zeigt. Der Sensor S3 ist aus dem SOI-Substrat 10 ausgebildet, das die erste und zweite Siliziumschicht 11, 12 und die Siliziumoxidschicht 13 aufweist, die zwischen der ersten und zweiten Siliziumschicht 11, 12 angeordnet ist. Der bewegliche Abschnitt 20 ist durch einen Teil der zweiten Siliziumschicht 12 vorgesehen, welcher von der Siliziumoxidschicht 13 getrennt ist. Das heißt, der bewegliche Abschnitt 20 wird von dem Graben 14 derart umgeben, dass der bewegliche Abschnitt 20 von der anderen Siliziumschicht 12 getrennt ist, die um den beweglichen Abschnitt 20 angeordnet ist. Weiterhin ist ein Raum derart unter dem beweglichen Abschnitt 20 angeordnet, dass ein Hohlabschnitt ausgebildet wird.
Die 9, 10A und 10B zeigen eine Haltekonstruktion zum Halten des beweglichen Abschnitts 20. Der bewegliche Abschnitt 20 ist mit einem Anker 23c verbunden. Der Anker 23c wird durch die Siliziumoxidschicht 13 auf der ersten Siliziumschicht 11 gehalten. Daher wird der bewegliche Abschnitt 20 durch den Anker 23c derart ausgelegt, dass der bewegliche Abschnitt 20 beweglich ist. Die Beschleunigung, die auf den Sensor S3 ausgeübt wird, wird unter Verwendung des beweglichen Abschnitts 20 erfasst. Dieser Erfassungsmechanismus kann der Gleiche wie bei einem herkömmlichen kapazitiven Beschleunigungssensor sein. Genauer gesagt wird, wenn die Beschleunigung auf den Sensor S3 ausgeübt wird, der bewegliche Abschnitt 20 derart in eine vorbestimmte Richtung verschoben oder deformiert, dass ein Abstand zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und einem festen Abschnitt geändert wird. Der bewegliche Abschnitt 20 ist durch den Graben 14 von dem festen Abschnitt getrennt. Die Änderung des Abstands bewirkt eine Kapazitätsänderung eines Kondensators zwischen dem beweglichen Abschnitt 20 und dem festen Abschnitt, so dass eine Beschleunigung erfasst wird.
Eine Elektrodenanschlussfläche 417 ist auf der zweiten Siliziumschicht 12 an einer vorbestimmten Position ausgebildet. Die Elektrodenanschlussfläche 417 besteht aus Aluminium oder dergleichen. Die Elektrodenanschlussfläche 417 ist mit einer externen Schaltung verbunden. Die Elektrodenanschlussfläche 417 beinhaltet die bewegliche Elektrodenanschlussfläche 20a und die feste Elektrodenanschlussfläche 31a, 41a.
Der Sensor S3 wird wie folgt hergestellt. Wie in den 11A bis 11E gezeigt ist, wird die Anschlussfläche 417 auf der Oberfläche der zweiten Siliziumschicht 12 unter Verwendung eines Filmabscheidungsverfahrens, wie zum Beispiel eines Zerstäubungsverfahrens und eines Abscheidungsverfahrens, und unter Verwendung eines Fotolithografieverfahrens ausgebildet. Als Nächstes wird die Maske, die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der zweiten Siliziumschicht 12 ausgebildet. Dies ist ein Maskenausbildungsverfahren. Die Maske 100 beinhaltet eine Öffnung, die dem Graben 14 entspricht. Dann wird der Graben 14 auf der zweiten Siliziumschicht 12 ausgebildet. Dies ist das Grabenausbildungsverfahren. Das Verfahren wird durch das reaktive Ionenätzverfahren vorgesehen, das den Ätzschritt und den Abscheidungsschritt aufweist, die in den 11A bis 11E gezeigt sind. Genauer gesagt werden der Ätzschritt zum Ätzen der zweiten Siliziumschicht 12 und der Abscheidungsschritt zum Abscheiden des Schutzfilms 50 abwechselnd und wiederholt durchgeführt. Diese Schritte werden durch drei Zyklen und mehr wiederholt. Daher wird der Graben 14 ausgebildet, um die Siliziumoxidschicht 13 zu erreichen und den Schutzfilm 50 aufzuweisen, der auf der Innenwand des Grabens 14 angeordnet ist. Dann wird das Trennverfahren derart durchgeführt, dass der bewegliche Abschnitt 20 ausgebildet wird, wie in den 11D und 11E gezeigt ist. Dann wird die Maske 100 durch ein Trockenätzverfahren, wie zum Beispiel ein Sauerstoffveraschungsverfahren und dergleichen, entfernt. Daher ist der Sensor S3 fertiggestellt.
In dem vorhergehenden Verfahren weist der Schutzfilm 50, der in dem Grabenausbildungsverfahren ausgebildet wird, einen starken Schutzeffekt auf, welcher stärker als der in dem Trennverfahren ist. Um diesen Aufbau durchzuführen, werden die Ätzbedingungen in dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren gesteuert.
Der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 wird durch eine Zeit gesteuert. Genauer gesagt wird ein Verhältnis einer Laufzeit zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt gesteuert, um den Schutzeffekt zu steuern. Die Laufzeit des Ätzschritts in dem Grabenausbildungsverfahren ist als TA1 definiert, die Laufzeit des Abscheidungsschritts in dem Grabenausbildungsverfahren ist als TA2 definiert und das Verhältnis der Laufzeiten zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt ist als TA1/TA2 definiert. Die Laufzeit des Ätzschritts in dem Trennverfahren ist als TB1 definiert, die Laufzeit des Abscheidungsschritts in dem Trennverfahren ist als TB2 definiert und das Verhältnis der Laufzeiten zwischen dem Ätzschritt und dem Abscheidungsschritt ist als TB1/TB2 definiert. Die Ätzbedingungen in dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren werden derart gesteuert, dass das Zeitverhältnis TA1/TA2 kleiner als das Zeitverhältnis TB1/TB2 wird. Zum Beispiel wird die Laufzeit von TA1 in dem Grabenausbildungsverfahren auf 7 Sekunden festgelegt und wird die Laufzeit von TA2 in dem Grabenausbildungsverfahren auf 5 Sekunden festgelegt, so dass das Zeitverhältnis von TA1/TA2 1,4 wird. Andererseits wird die Laufzeit von TB1 in dem Trennverfahren auf 7 Sekunden festgelegt und wird die Laufzeit von TB2 in dem Trennverfahren auf 4 Sekunden festgelegt, so dass das Zeitverhältnis von TB1/TB2 1,75 wird, welches größer als das Zeitverhältnis von TA1/TA2 ist.
In diesem Fall wird die Laufzeit des Abscheidungsschritts in dem Trennverfahren kürzer als die in dem Grabenausbildungsverfahren. Das heißt, die Abscheidungszeit zum Abscheiden des Schutzfilms 50 in dem Trennverfahren ist kürzer als die in dem Grabenausbildungsverfahren. Deshalb ist der Schutzfilm 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, dünner als der in dem Grabenausbildungsverfahren. Daher ist durch Steuern der Zeitverhältnisse von TA1/TA2 und TB1/TB2 der Schutzeffekt des Schutzfilms 50, der in dem Grabenausbildungsverfahren ausgebildet wird, vergleichsweise stärker als der in dem Trennverfahren.
Der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 kann durch das elektrische Vorfeld (das heißt die Energie des elektrischen Vorfelds zum Anlegen an das Substrat 10) gesteuert werden. Genauer gesagt wird das elektrische Vorfeld in den Ätzschritt optimiert, um den Schutzeffekt zu steuern. Das elektrische Vorfeld in dem Ätzschritt in dem Trennverfahren ist größer als in Grabenausbildungsverfahren. Zum Beispiel wird die Energie des elektrischen Vorfelds zum Anlegen an das Substrat 10 in dem Ätzschritt in dem Grabenausbildungsverfahren auf 23 W festgelegt und wird die Energie des elektrischen Vorfelds zum Anlegen an das Substrat 10 in dem Ätzschritt in dem Trennverfahren auf 50 W bis 70 W festgelegt. Daher wird das elektrische Vorfeld in dem Trennverfahren als größer festgelegt, so dass ein Zerstäubungseffekt des Ätzens in dem Trennverfahren größer als der in dem Grabenausbildungsverfahren ist. Dies ist so, da das Plasma des Ätzgases stark zu dem Substrat 10 hingezogen wird, so dass das positive Ion in dem Plasma die zweite Siliziumschicht 12 anisotrop ätzt, wenn das elektrische Vorfeld in dem Ätzschritt zum Ätzen der zweiten Siliziumschicht 12 an das Substrat 10 angelegt wird. Durch Steuern des elektrischen Vorfelds in dem Trennverfahren, dass dieses größer als in dem Grabenausbildungsverfahren ist, kann die Verfahrenszeit des Trennverfahrens kürzer werden. Weiterhin wird der nadelähnliche Vorsprung K auf der Innenwand der Kerbe 110 verringert. Hierbei wird, wenn das elektrische Vorfeld in dem Trennverfahren übermäßig größer wird, der Schutzfilm 50, der auf der Innenwand des Grabens 14 angeordnet ist, aber ebenso das Teil des Grabens 14, der in der Nähe des Bodens des Grabens 14 angeordnet ist, geätzt. Zum Beispiel kann der Schutzfilm 50, der in der Nähe der Oberfläche der zweiten Siliziumschicht 12 angeordnet ist, geätzt werden. Deshalb ist es bevorzugt, dass die Energie des elektrischen Vorfelds in dem Trennverfahren gleich oder kleiner als 70 W ist. Daher ist durch Steuern des elektrischen Vorfelds der Schutzeffekt des Schutzfilms 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, vergleichsweise schwächer als der in dem Grabenausbildungsverfahren.
Weiterhin kann der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 durch die Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases in dem Ätzschritt gesteuert werden. Genauer gesagt wird die Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases in dem Ätzschritt optimiert, um den Schutzeffekt zu steuern. Die Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases in dem Ätzschritt in dem Trennverfahren ist größer als die in dem Grabenausbildungsverfahren. In diesem Fall ist die Ätzgeschwindigkeit des Schutzfilms 50 und der zweiten Siliziumschicht 12 in dem Trennverfahren größer als die in dem Grabenausbildungsverfahren. Daher ist durch Steuern der Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases der Schutzeffekt des Schutzfilms 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, vergleichsweise schwächer als der in dem Grabenausbildungsverfahren.
Weiterhin kann der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 durch die Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases in dem Abscheidungsschritt gesteuert werden. Genauer gesagt wird die Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases in dem Abscheidungsschritt optimiert, um den Schutzeffekt zu steuern. Die Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases in dem Abscheidungsschritt in dem Trennverfahren ist kleiner als die in dem Grabenausbildungsverfahren. In diesem Fall ist die Abscheidungsgeschwindigkeit des Schutzfilms 50 in dem Trennverfahren kleiner als die in dem Grabenausbildungsverfahren, so dass der Schutzfilm 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, dünner als der in dem Grabenausbildungsverfahren ist. Daher wird durch Steuern der Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases der Schutzeffekt des Schutzfilms 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, vergleichsweise schwächer als der in dem Grabenausbildungsverfahren.
Weiterhin kann der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 durch den Druck der Kammer 200 gesteuert werden. Genauer gesagt wird der Druck des reaktiven Gases in der Kammer 200 in dem Trennverfahren derart festgelegt, dass er niedriger als der in dem Grabenausbildungsverfahren ist. In diesem Fall wird die Plasmaenergie in dem Trennverfahren größer als der reaktive Gasdruck, das heißt der Kammerdruck in der Kammer 200 wird niedriger. Daher wird der Zerstäubungseffekt in dem Ätzschritt in dem Trennverfahren größer, so dass der Schutzeffekt des Schutzfilms 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, vergleichsweise schwächer als der in dem Grabenausbildungsverfahren ist.
Weiterhin kann der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 durch die Temperatur des Substrats 10 gesteuert werden. Genauer gesagt wird die Temperatur des Substrats 10 in dem Trennverfahren derart festgelegt, dass sie höher als in dem Grabenausbildungsverfahren ist. In diesem Fall wird der Schutzfilm 50 langsam in dem Trennverfahren abgeschieden, wenn die Temperatur des Substrats 10 höher wird. Daher wird die Dicke des Schutzfilms 50 in dem Trennverfahren dünner, so dass der Schutzeffekt des Schutzfilms 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, vergleichsweise schwächer als der in dem Grabenausbildungsverfahren ist. Daher weist das Verfahren zum Verringern des Schutzeffekts des Schutzfilms 50 in dem Trennverfahren, das zuvor beschrieben worden ist, ein Steuern des Zeitverhältnisses der Laufzeiten zwischen dem Grabenausbildungsverfahren und dem Trennverfahren, ein Steuern des elektrischen Vorfelds, ein Steuern der Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases, ein Steuern der Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases, ein Steuern des Kammerdrucks oder ein Steuern der Substrattemperatur auf. Diese Verfahren können kombiniert werden, um den Schutzeffekt zu verringern, und weiterhin können alle Verfahren gleichzeitig durchgeführt werden.
Daher wird die Ätzbedingung des Grabenausbildungsverfahren zu der Ätzbedingung des Trennverfahrens geschaltet. In dem Grabenausbildungsverfahren ist der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 vergleichsweise stark, so dass der Graben einfach und genau in einer vertikalen Richtung des Substrats 10 ausgebildet wird, welches eine Tiefenrichtung des Grabens 14 ist. In dem Trennverfahren ist der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 vergleichsweise schwach, so dass die Ätzgeschwindigkeit der Seitenwand des Grabens 14 in der horizontalen Richtung in dem Trennverfahren größer als die in dem Grabenausbildungsverfahren ist. Deshalb wird die Verfahrenszeit des Trennverfahrens kürzer. Weiterhin wird der Schutzfilm 50, der in dem Trennverfahren ausgebildet wird, durch das Ätzen der horizontalen Richtung in dem Trennverfahren einfach entfernt. Daher bleibt der Schutzfilm 50 auf der Innenwand des Grabens 14 nicht einfach zurück, so dass kein nadelähnlicher Vorsprung auf der Innenwand der Kerbe 110 ausgebildet wird.
Hierbei wird, wenn die Ätzbedingung des Grabenausbildungsverfahrens die Gleiche wie die Ätzbedingung des Trennverfahrens ist, so dass der Schutzeffekt des Schutzfilms 50 schwach ist, das Ätzen in der horizontalen Richtung unterstützt, so dass die Breite des Grabens 14 breiter wird. Daher wird die vorbestimmte Breite des Grabens 14 nicht erzielt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird verhindert, dass der nadelähnliche Vorsprung K ausgebildet wird. Weiterhin weist der Sensor S3, der durch das vorhergehende Verfahren ausgebildet ist, eine Konvexität 20b auf dem Boden des beweglichen Abschnitts 20 auf. Genauer gesagt weist, wie in den 8 und 11E gezeigt ist, der Boden 20b des beweglichen Abschnitts, das heißt der Boden der zweiten Siliziumschicht 12, welche der Siliziumoxidschicht 13 gegenüberliegt, die Konvexität 20b auf. Diese Konvexität 20b auf dem Boden 20b des beweglichen Abschnitts 20 wird durch das vorliegende Experiment bestätigt, welches von den Erfindern untersucht worden ist.
Auch dann, wenn der Boden 20b des beweglichen Abschnitts 20 die Siliziumoxidschicht 13 berührt, ist die Kontaktfläche des Bodens des beweglichen Abschnitts 20 sehr klein, so dass verhindert wird, dass der bewegliche Abschnitt 20 an der Siliziumoxidschicht 13 haftet. Genauer gesagt verhindert die Konvexität 20b des beweglichen Abschnitts 20, dass der bewegliche Abschnitt 20 an der Siliziumoxidschicht 13 haftet. Daher wird ein Klebeeffekt des beweglichen Abschnitts 20 verhindert. Der Klebeeffekt ist eines der Probleme im Stand der Technik, da der bewegliche Abschnitt derart an der Siliziumoxidschicht 13 klebt, das heißt haftet, dass der Sensor S3 nicht genau arbeiten kann. Obgleich das Einbringen des Ätzgases in die Kammer 200 und das Einbringen des Abscheidungsgases in die Kammer 200 zeitlich geschaltet werden, so dass das Ätzgas oder das Abscheidungsgas getrennt bezüglich einer Zeit in die Kammer 200 eingebracht wird, können das Ätzgas und das Abscheidungsgas gleichzeitig in die Kammer eingebracht werden. Zum Beispiel kann ein Gemisch des Ätzgases und des Abscheidungsgases in die Kammer 200 eingebracht werden. Weiterhin können, obgleich das Ätzgas aus einem einzelnen Gas ausgebildet ist und das Abscheidungsgas aus einem anderen einzelnen Gas ausgebildet ist, diese aus mehreren Gasen ausgebildet sein.
Weiterhin kann, obgleich das Substrat 10 das SOI-Substrat ist, das Substrat 10 ein anderer Typ eines Substrats sein, das die Isolationsschicht, die innerhalb von diesem angeordnet ist, und die Halbleiterschicht aufweist, die auf der Oberfläche des Substrats 10 angeordnet ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Die Erfinder haben untersucht, dass es bevorzugt ist, dass ein Seitenverhältnis des Grabens 14 derart festgelegt ist, dass es in einem vorbestimmten Bereich ist. Der Vorteil davon wird wie folgt beschrieben. 12 zeigt einen Graben 14, der die Kerbe 110 aufweist. Die Tiefe des Grabens 14 ist als H definiert und die Breite des Grabens 14 ist als W definiert, so dass das Seitenverhältnis des Grabens 14 H/W ist. Die 13A bis 13D zeigen die Kerbe 110 des Grabens 14, der ein unterschiedliches Seitenverhältnis aufweist. Das Seitenverhältnis des Grabens 14, der in 13A gezeigt ist, ist 11, das Seitenverhältnis in 13B ist 4,4, das Seitenverhältnis in 13C ist 1,7 und das Seitenverhältnis in 13D ist 0,9. Die 13A bis 13D werden durch eine Untersuchung mit einem Mikroskop erzielt. Wenn das Seitenverhältnis des Grabens 14 kleiner wird, wird die Kerbe 110 kleiner, das heißt die Kerbe wird nicht einfach ausgebildet. 14 zeigt eine Beziehung zwischen dem Zeitenverhältnis einer Kerbenausbildungsrate (das heißt einer Kerbrate). Hierbei ist die Kerbrate eine Breite WT der Kerbe 110 in der horizontalen Richtung pro Einheitszeit. Daher ist die Kerbrate eine Ausbildungsgeschwindigkeit der Kerbe 110 pro Einheitszeit und weist eine Einheit von μm/min auf. Wenn die Kerbrate gleich null ist, wird keine Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet. In diesem Fall wird die zweite Siliziumschicht 12 nicht von der Siliziumoxidschicht 13 getrennt, so dass der bewegliche Abschnitt 20 nicht ausgebildet wird.
Wie in 14 gezeigt ist, wird, wenn das Seitenverhältnis des Grabens 14 kleiner wird, die Kerbrate der Kerbe 110 kleiner. Wenn das Seitenverhältnis gleich oder größer als 2,5 ist, ist die Kerbrate groß genug, um den beweglichen Abschnitt 20 auszubilden. In diesem Fall wird die Kerbe 110 zweckmäßig ausgebildet, so dass der bewegliche Abschnitt 20 ausgebildet wird. Weiterhin wird die Ätzzeit, das heißt die Verfahrenszeit des Trennverfahrens, kürzer. Wenn beide der benachbarten Gräben 14, die auf beiden Seiten eines Abschnitts, der ein auszubildender beweglicher Abschnitt ist, der zweiten Siliziumschicht 12 angeordnet sind, das Seitenverhältnis aufweist, das kleiner als 2,5 ist, sind die Kerben 110 von beiden der Gräben 14 nicht ausreichend ausgebildet, so dass der bewegliche Abschnitt 20 nicht von der Siliziumoxidschicht 13 getrennt wird. Daher wird der bewegliche Abschnitt 20 nicht ausgebildet. Wenn mindestens einer der benachbarten Gräben 14, die auf beiden Seiten des Abschnitts, der ein auszubildender beweglicher Abschnitt ist, der zweiten Siliziumschicht 12 angeordnet ist, das Seitenverhältnis aufweist, das gleich oder größer als 2,5 ist, ist eine der Kerben 110 von beiden der Gräben 14 ausreichend ausgebildet, so dass der bewegliche Abschnitt 20 von der Siliziumoxidschicht 13 getrennt wird. Daher ist der bewegliche Abschnitt 20 geeignet ausgebildet. Daher ist es bevorzugt, dass mindestens einer der benachbarten Gräben 14, die auf beiden Seiten des Abschnitts, der ein auszubildender beweglicher Bereich ist, der zweiten Siliziumoxidschicht angeordnet ist, das Seitenverhältnis aufweist, das gleich oder größer als 2,5 ist.
Wie in 10B gezeigt ist, wird der bewegliche Abschnitt 20 durch den Anker 23c auf der Siliziumoxidschicht 13 gehalten, welcher mit dem beweglichen Abschnitt verbunden ist und von dem Graben 14 umgeben wird. Es ist bevorzugt, dass mindestens zwei Gräben 14, die auf zwei angrenzenden Seiten des Ankers 23c angeordnet sind, das Seitenverhältnis aufweisen, das gleich oder kleiner als 2 ist. In diesem Fall wird keine Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet. Dies ist so, da die Kerbe 110 nicht einfach ausgebildet wird, wenn der Graben 14 das Seitenverhältnis aufweist, das kleiner als 2,5 ist, wie in 14 gezeigt ist. Weiterhin wird im Wesentlichen keine Kerbe 110 auf der Seitenwand des Grabens 14 ausgebildet, wenn das Seitenverhältnis des Grabens 14 gleich oder kleiner als 2 ist. Daher wird der Anker 23c, der keine Kerbe 110 aufweist, geeignet ausgebildet und wird der Anker 23c nicht von der Siliziumoxidschicht 13 getrennt. In den 9 bis 10B weisen drei Gräben 14, die auf drei Seiten des Ankers 23c ausgenommen der Seite, die mit dem beweglichen Abschnitt 20 verbunden ist, angeordnet sind, das Seitenverhältnis auf, das gleich oder kleiner als 2 ist.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Ein Verfahren zum Ausbilden eines Sensors S4 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird wie folgt beschrieben. Der Sensor S4 ist in den 15A und 15B gezeigt. Der Sensor S4 beinhaltet einen Verdrahtungsabschnitt 419. Der bewegliche Abschnitt 20 wird durch den Verdrahtungsabschnitt 419 und den Anker 23c auf der Siliziumoxidschicht 13 gehalten. Der bewegliche Abschnitt 20 ist durch den Verdrahtungsabschnitt 419 elektrisch mit der Elektrodenanschlussfläche 417 verbunden.
In diesem Fall sind der Anker 23c und der Verdrahtungsabschnitt 419 fest auf der eingebetteten Oxidschicht 13 befestigt, so dass der bewegliche Abschnitt 20 durch den Anker 23c und den Verdrahtungsabschnitt 419 stabil auf der eingebetteten Oxidschicht 13 gehalten wird.
Derartige Änderungen und Ausgestaltungen verstehen sich als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegend, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (10), das eine Isolationsschicht (13) und eine Halbleiterschicht (12) aufweist, wobei die Isolationsschicht (13) innerhalb des Substrats (10) angeordnet ist und die Halbleiterschicht (12) auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist; Ausbilden einer Maske (100), die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der Halbleiterschicht (12); Ausbilden eines Grabens (14) auf der Halbleiterschicht (12) durch Ätzen der Halbleiterschicht (12) durch die Maske (100), wobei der Graben (14) von der Oberfläche der Halbleiterschicht (12) angeordnet ist und die Isolationsschicht (13) erreicht; und Ausbilden eines beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch Ätzen einer Seitenwand des Grabens (14), die in der Nähe des Bodens des Grabens (14) angeordnet ist, in eine Richtung, die parallel zu der Isolationsschicht (13) ist, so dass die Halbleiterschicht (12) von der Isolationsschicht (13) getrennt wird, wobei die Schritte des Ausbildens des Grabens (14) und des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch ein reaktives Ionenätzverfahren derart durchgeführt werden, dass das Substrat (10) in eine Vakuumkammer (200) eingesetzt wird und ein reaktives Gas in die Kammer (200) eingebracht wird, um in den Plasmazustand überzugehen, das reaktive Ionenätzverfahren auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass ein Ätzschritt und ein Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, der Ätzschritt derart ist, dass ein Ätzgas in dem Plasmazustand die Halbleiterschicht (12) ätzt, und der Abscheidungsschritt derart ist, dass ein Abscheidungsgas in dem Plasmazustand einen Schutzfilm (50) auf der Innenwand des Grabens (14) abscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Ausbildens des Grabens (14) und des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) derart eine unterschiedliche Ätzbedingung aufweist, dass ein Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist, wobei die Ätzbedingung jeweils derart festgelegt ist, dass der Ätzschritt in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) eine Laufzeit aufweist, die als TA1 definiert ist, und der Abscheidungsschritt in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) eine andere Laufzeit aufweist, die als TA2 definiert ist, so dass ein erstes Zeitverhältnis zwischen TA1 und TA2 als TA1/TA2 definiert ist, der Ätzschritt in dem Schritt eines Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) eine Laufzeit aufweist, die als TB1 definiert ist, und der Abscheidungsschritt in dem Schritt eines Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) eine andere Laufzeit aufweist, die als TB2 definiert ist, so dass ein zweites Zeitverhältnis zwischen TB1 und TB2 als TB1/TB2 definiert ist, und das erste Zeitverhältnis von TA1/TA2 derart kleiner als das zweite Zeitverhältnis von TB1/TB2 festgelegt wird, dass der Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als der in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (10), das eine Isolationsschicht (13) und eine Halbleiterschicht (12) aufweist, wobei die Isolationsschicht (13) innerhalb des Substrats (10) angeordnet ist und die Halbleiterschicht (12) auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist; Ausbilden einer Maske (100), die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der Halbleiterschicht (12); Ausbilden eines Grabens (14) auf der Halbleiterschicht (12) durch Ätzen der Halbleiterschicht (12) durch die Maske (100), wobei der Graben (14) von der Oberfläche der Halbleiterschicht (12) angeordnet ist und die Isolationsschicht (13) erreicht; und Ausbilden eines beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch Ätzen einer Seitenwand des Grabens (14), die in der Nähe des Bodens des Grabens (14) angeordnet ist, in eine Richtung, die parallel zu der Isolationsschicht (13) ist, so dass die Halbleiterschicht (12) von der Isolationsschicht (13) getrennt wird, wobei die Schritte Ausbildens des Grabens (14) und des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch ein reaktives Ionenätzverfahren derart durchgeführt werden, dass das Substrat (10) in eine Vakuumkammer (200) eingesetzt wird und ein reaktives Gas in die Kammer (200) eingebracht wird, um in den Plasmazustand überzugehen, das reaktive Ionenätzverfahren auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass ein Ätzschritt und ein Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, der Ätzschritt derart ist, dass ein Ätzgas in dem Plasmazustand die Halbleiterschicht (12) ätzt, und der Abscheidungsschritt derart ist, dass ein Abscheidungsgas in dem Plasmazustand einen Schutzfilm (50) auf der Innenwand des Grabens (14) abscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Ausbildens des Grabens (14) und des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) derart eine unterschiedliche Ätzbedingung aufweist, dass ein Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist, wobei die Ätzbedingung jeweils derart festgelegt ist, dass der Ätzschritt in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) eine erste elektrische Energie eines elektrischen Vorfelds aufweist, das an das Substrat (10) angelegt wird, der Ätzschritt in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) eine zweite elektrische Energie des elektrischen Vorfelds aufweist, und die erste Energie des elektrischen Vorfelds derart festgelegt wird, dass sie kleiner als die zweite elektrische Energie des elektrischen Vorfelds ist, so dass der Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (10), das eine Isolationsschicht (13) und eine Halbleiterschicht (12) aufweist, wobei die Isolationsschicht (13) innerhalb des Substrats (10) angeordnet ist und die Halbleiterschicht (12) auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist; Ausbilden einer Maske (100), die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der Halbleiterschicht (12); Ausbilden eines Grabens (14) auf der Halbleiterschicht (12) durch Ätzen der Halbleiterschicht (12) durch die Maske (100), wobei der Graben (14) von der Oberfläche der Halbleiterschicht (12) angeordnet ist und die Isolationsschicht (13) erreicht; und Ausbilden eines beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch Ätzen einer Seitenwand des Grabens (14), die in der Nähe des Bodens des Grabens (14) angeordnet ist, in eine Richtung, die parallel zu der Isolationsschicht (13) ist, so dass die Halbleiterschicht (12) von der Isolationsschicht (13) getrennt wird, wobei die Schritte des Ausbildens des Grabens (14) und des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch ein reaktives Ionenätzverfahren derart durchgeführt werden, dass das Substrat (10) in eine Vakuumkammer (200) eingesetzt wird und ein reaktives Gas in die Kammer (200) eingebracht wird, um in den Plasmazustand überzugehen, das reaktive Ionenätzverfahren auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass ein Ätzschritt und ein Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, der Ätzschritt derart ist, dass ein Ätzgas in dem Plasmazustand die Halbleiterschicht (12) ätzt, und der Abscheidungsschritt derart ist, dass ein Abscheidungsgas in dem Plasmazustand einen Schutzfilm (50) auf der Innenwand des Grabens (14) abscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Ausbildens des Grabens (14) und des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) derart eine unterschiedliche Ätzbedingung aufweist, dass ein Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist, wobei die Ätzbedingung jeweils derart festgelegt ist, dass der Ätzschritt in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) eine erste Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases aufweist, der Ätzschritt in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) eine zweite Gasflussgeschwindigkeit des Ätzgases aufweist, und die erste Gasflussgeschwindigkeit derart kleiner als die zweite Gasflussgeschwindigkeit festgelegt ist, dass der Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (10), das eine Isolationsschicht (13) und eine Halbleiterschicht (12) aufweist, wobei die Isolationsschicht (13) innerhalb des Substrats (10) angeordnet ist und die Halbleiterschicht (12) auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist; Ausbilden einer Maske (100), die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der Halbleiterschicht (12); Ausbilden eines Grabens (14) auf der Halbleiterschicht (12) durch Ätzen der Halbleiterschicht (12) durch die Maske (100), wobei der Graben (14) von der Oberfläche der Halbleiterschicht (12) angeordnet ist und die Isolationsschicht (13) erreicht; und Ausbilden eines beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch Ätzen einer Seitenwand des Grabens (14), die in der Nähe des Bodens des Grabens (14) angeordnet ist, in eine Richtung, die parallel zu der Isolationsschicht (13) ist, so dass die Halbleiterschicht (12) von der Isolationsschicht (13) getrennt wird, wobei die Schritte des Ausbildens des Grabens (14) und des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch ein reaktives Ionenätzverfahren derart durchgeführt werden, dass das Substrat (10) in eine Vakuumkammer (200) eingesetzt wird und ein reaktives Gas in die Kammer (200) eingebracht wird, um in den Plasmazustand überzugehen, das reaktive Ionenätzverfahren auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass ein Ätzschritt und ein Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, der Ätzschritt derart ist, dass ein Ätzgas in dem Plasmazustand die Halbleiterschicht (12) ätzt, und der Abscheidungsschritt derart ist, dass ein Abscheidungsgas in dem Plasmazustand einen Schutzfilm (50) auf der Innenwand des Grabens (14) abscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Ausbildens des Grabens (14) und des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) derart eine unterschiedliche Ätzbedingung aufweist, dass ein Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist, wobei die Ätzbedingung jeweils derart festgelegt ist, dass der Abscheidungsschritt in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) eine erste Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases aufweist, der Abscheidungsschritt in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) eine zweite Gasflussgeschwindigkeit des Abscheidungsgases aufweist, und die erste Gasflussgeschwindigkeit derart größer als die zweite Gasflussgeschwindigkeit festgelegt wird, dass der Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als der in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist.
Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (10), das eine Isolationsschicht (13) und eine Halbleiterschicht (12) aufweist, wobei die Isolationsschicht (13) innerhalb des Substrats (10) angeordnet ist und die Halbleiterschicht (12) auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist; Ausbilden einer Maske (100), die ein vorbestimmtes Muster aufweist, auf der Halbleiterschicht (12); Ausbilden eines Grabens (14) auf der Halbleiterschicht (12) durch Ätzen der Halbleiterschicht (12) durch die Maske (100), wobei der Graben (14) von der Oberfläche der Halbleiterschicht (12) angeordnet ist und die Isolationsschicht (13) erreicht; und Ausbilden eines beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch Ätzen einer Seitenwand des Grabens (14), die in der Nähe des Bodens des Grabens (14) angeordnet ist, in eine Richtung, die parallel zu der Isolationsschicht (13) ist, so dass die Halbleiterschicht (12) von der Isolationsschicht (13) getrennt wird, wobei die Schritte des Ausbildens des Grabens (14) und des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) durch ein reaktives Ionenätzverfahren derart durchgeführt werden, dass das Substrat (10) in eine Vakuumkammer (200) eingesetzt wird und ein reaktives Gas in die Kammer (200) eingebracht wird, um in den Plasmazustand überzugehen, das reaktive Ionenätzverfahren auf eine derartige Weise durchgeführt wird, dass ein Ätzschritt und ein Abscheidungsschritt abwechselnd und wiederholt durchgeführt werden, der Ätzschritt derart ist, dass ein Ätzgas in dem Plasmazustand die Halbleiterschicht (12) ätzt, und der Abscheidungsschritt derart ist, dass ein Abscheidungsgas in dem Plasmazustand einen Schutzfilm (50) auf der Innenwand des Grabens (14) abscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schritt des Ausbildens des Grabens (14) und des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) derart eine unterschiedliche Ätzbedingung aufweist, dass ein Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist, wobei die Ätzbedingung jeweils derart festgelegt ist, dass der Schritt des Ausbildens des Grabens (14) eine erste Substrattemperatur aufweist, der Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) eine zweite Substrattemperatur aufweist, und die erste Substrattemperatur derart niedriger als die zweite Substrattemperatur festgelegt wird, dass der Schutzeffekt des Schutzfilms (50) in dem Schritt des Ausbildens des beweglichen Abschnitts (20, 21, 22, 24) schwächer als der in dem Schritt des Ausbildens des Grabens (14) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterschicht (12) aus Silizium besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (13) aus Siliziumoxid besteht.