硅系列构造体的制造装置与制造方法

专利名称：硅系列构造体的制造装置与制造方法
技术领域：
本发明涉及硅系列材料的加工技术和硅系列构造体的制造技术。在本说明书中，所谓硅系列材料是指单晶硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅等。所谓硅系列构造体是指制造中或制造后包含硅系列材料的构造体。在硅系列构造体中也可包括硅系列材料以外的材料。
背景技术：
由于半导体制造技术的发展，开发出各种硅系列材料的加工技术。通过应用该硅系列材料的加工技术，不只是MOS(Metal OxideSemiconductor)等半导体元件，还可制造出带有传感器或促动器等功能的各种硅系列构造体。在今天，可以实现几μm以下的硅系列材料的微加工，通过微加工技术(micromachining技术)，也可制造μm级微小构造体。
(第一背景技术)参照图20～图22来介绍采用硅系列材料的加工技术来制造例如如图22所示的具有中空空间320的硅系列构造体的制造方法。该硅系列构造体设有向中空空间320的上方伸展的梁和质量体A。
首先如图20所示，在硅基板302上的规定领域形成氧化硅层308。接着，形成硅层312以覆盖氧化硅层308。
将通过以上的工序获得的如图20所示的试料收容到干式浸蚀装置的浸蚀反应室中。在此装置中，将浸蚀硅的气体提供到浸蚀反应室中，如图21所示，局部对硅层312进行干式浸蚀。从而，形成到达氧化硅层308的浸蚀孔318。结果，氧化硅层308的一部分露出。
将形成浸蚀孔318的如图21所示的试料，这次收容到湿式浸蚀装置的浸蚀容器中浸渍到浸蚀液中。该浸蚀液是将例如氢氟酸稀释的溶液(稀HF)。氟化氢溶液将氧化硅浸蚀，而几乎不浸蚀硅。结果，如图22所示，将氧化硅层308进行湿式浸蚀而去除。氧化硅层308是最终去除从而形成中空空间320的层。一般将该层称为「牺牲层」。结果制造出具有中空空间320的中空的硅构造体。
该构造体作为例如加速度传感器被采用。作为加速度传感器采用时，硅层312的一部分A作为加速度进行作用和位移的梁或质量体被应用。例如与硅基板302的板面垂直方向的加速度进行作用时，质量体A向板面垂直方向进行位移。通过将质量体A的位移作为未图示的一对电极间的静电容量的变化进行检测，可以检测作用的加速度。或者当与硅基板302的基板面垂直的方向的加速度进行作用时梁A弯曲。将梁A的弯曲作为未图示的压力阻力的阻力变化进行检测，可以检测作用的加速度。而且也可以检测出与硅基板302的板面平行方向的加速度。
(第背景技术：
)参照图23～图26来介绍采用硅系列材料的加工技术来制造例如如图26所示的具有中空空间420的硅系列构造体的制造方法。该硅系列构造体设有位于中空空间420的上方的隔膜B。
首先，如图23所示，向单晶硅基板402局部注入不纯物，形成下部电极404。对硅基板402的表面进行氮化处理，形成下部氮化硅层410。在下部氮化硅层410的规定领域上形成多晶硅层408。此例中多晶硅层408成为牺牲层。以覆盖该多晶硅层408的方式形成上部第一氮化硅层412。在上部第一氮化硅层412的规定领域上形成上部电极406。上部电极406是采用多晶硅等形成的。以覆盖上部电极406的方式形成上部第二氮化硅层414。在上部电极406不存在的部分，浸蚀上部氮化硅层412、414，形成到达多晶硅层408的浸蚀孔418。从而，多晶硅层408的一部分露出。结果，多晶硅层408的露出部分氧化形成自然氧化膜(氧化硅)419。
将经过以上工序获得的试料放入氧化硅的湿式浸蚀装置的浸蚀容器中，浸渍到浸蚀液中。该浸蚀液是上述将氢氟酸稀释的溶液(稀HF)等。氟化氢溶液浸蚀氧化硅，几乎不浸蚀氮化硅。结果，如图24所示，将自然氧化膜419进行湿式浸蚀，去除掉。接着，将去除自然氧化膜419的试料收容到硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室中。该装置将浸蚀硅，几乎不浸蚀氮化硅的气体提供到浸蚀反应室中，将牺牲层即多晶硅层408进行干式浸蚀。结果，形成中空空间420。
然后，如图25所示，在上部电极406和下部电极404上形成连接孔422a、422b。之后，在试料的表面形成成为配线层的铝层416。接着如图26所示，形成将铝层416形成图案并与上部电极406连接的配线层416a和与下部电极404连接的配线层416b。然后，形成密封层424，将浸蚀孔418封闭。结果，制造出具有中空空间420的中空硅系列构造体。该构造体作为压力传感器发挥作用。
在该构造体中，上部氮化硅层412、414和上部电极406及密封层424的规定部位B作为隔膜发挥作用。中空空间420是被封闭的空间，作为压力基准室发挥作用。该构造体中，隔膜B对应作用在隔膜B上的压力与基准压的差发生弯曲。隔膜B弯曲时，上部电极406和下部电极404之间的距离发生变化。当两电极406、404之间的距离发生变化时，两电极406、404之间的静电容量发生变化。通过检测该静电容量的变化量，可以检测出作用在隔膜B上的压力大小。
不论哪种背景技术，要除去氧化硅就要进行湿式浸蚀。然而，一旦进行了湿式浸蚀，其后必进行将附着在试料上的浸蚀溶液洗涤的工序和洗涤后使试料干燥的工序。所以其问题点是构造体的制造工序繁琐。
而且，一旦进行湿式浸蚀，在其后的洗涤工序和干燥工序中，由于液体的表面张力，将包围中空构造体的中空空间的层彼此粘着。有可能产生所谓的粘附现象。一旦发生粘附现象，构造体就基本不能作为传感器或促动器等发挥作用。也就是说，粘附现象是导致不合格品产生使合格率下将的原因。
以第一背景技术为例，在如图22所示的构造体中，当将作为质量体及梁A发挥作用的硅层312粘贴到硅基板302上时，由于作用的加速度引起的质量体A的位移量或梁A的弯曲量显著地减小。结果，该构造体几乎不作为加速度传感器发挥作用。
以第背景技术：
为例，当将作为如图26所示的隔膜B发挥作用的上部第一氮化硅层412粘贴到下部氮化硅层410上时，由于作用的压力引起的隔膜B的弯曲量显著地减小。结果，该构造体几乎不作为压力传感器发挥作用。
传感器或促动器等高灵敏度、高精度化的要求不断提高。为了适应这样的要求，倾向于进一步降低构造体的刚性，或进一步缩小构造体的尺寸。当构造体的刚性更低，构造体的形状尺寸更小时，由于湿式浸蚀产生粘附现象的可能性更大。从而，近年来呈现由于湿式浸蚀而容易产生不合格品的状况。
反之，为了不产生不合格品，不得不提高构造体的刚性，加大构造体的形状尺寸。结果妨碍了构造体作为高灵敏性或高精度的传感器或促动器等发挥作用。
而且，根椐第背景技术：
的制造工序，如图25所示，在形成铝层416时，该铝层416从浸蚀孔418进入空间420内。结果，如图26所示，有时产生进入的铝层的一部分416c在形成图案后也去不掉而残留在空间420内的情况。一旦铝层416c残留在空间420内，当压力作用在隔膜B上时，就妨碍隔膜B的弯曲。也就是生产出几乎不能作为压力传感器发挥作用的构造体，产生不合格品。
浸蚀图23的自然氧化膜419和硅层408以前，如果形成铝层416就不会产生这样的问题。然而，浸蚀自然氧化膜419的氟化氢溶液将铝层416浸蚀。所以，在第背景技术：
中，浸蚀图23的自然氧化膜419和硅层408后，不得不形成图25的铝层416。并且，也和第一背景技术的硅系列构造体一样产生同样的问题。
另外，不仅是发生制造硅系列构造体时的粘附现象，使用时减少粘附现象的产生也是重要的课题。如果能够减少使用时粘附现象的产生，就可以减少硅系列构造体使用时的故障品的产生。
以上对于通过氟化氢溶液将氧化硅进行湿式浸蚀的问题点进行了说明。近年来也出现了通过氟化氢气体能够将氧化硅进行干式浸蚀的装置。与此相关的技术如日本特开平8-116070号公报或日本特开平4-96222号公报发表的。然而即使采用该装置，也需要在硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室和氧化硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室之间将试料进行移位这样繁琐的作业。该作业使制造工序繁琐化。而且，将试料进行移位时要将试料暴露在外气中。此种情况是招致硅系列构造体在制造时产生不合格品或使用时产生故障的原因。特别是，在硅的表面形成的自然氧化膜进行干式浸蚀之后，为了进行硅的干式浸蚀将试料进行移位时，由于该试料被露在外气中，所以有可能在该试料的硅的表面再一次形成自然氧化膜。
这样，当采用各自的干式浸蚀装置进行硅和氧化硅的浸蚀时，就会产生上述问题或成本高的问题。因此，在制造硅系列构造体时，如第一及第背景技术：
中介绍的那样，硅的浸蚀在硅的干式浸蚀装置中进行，氧化硅的浸蚀在以往广泛采用的氧化硅的湿式浸蚀装置中进行实际上是很普遍的。

发明内容
本发明以简化硅系列构造体的制造工序为第一课题。
本发明以减少制造硅系列构造体时产生不合格品或使用时产生故障品为第二课题。
本发明以实现作为高灵敏度或高精度的传感器或促动器等发挥作用的硅系列构造体为第三课题。
本发明是为了解决上述课题的至少一个而提出的。
无论是上述硅的干式浸蚀装置还是氧化硅的干式浸蚀装置，其背景都不是考虑传感器或促动器等构造体的加工作成的，而是考虑MOS等半导体元件的加工作成的。在MOS等半导体元件的加工中，浸蚀所需的材料仅为硅或仅为氧化硅的情况也不少。而且，即使在必需进行硅和氧化硅双方的浸蚀时，也是当其中一方的材料(硅或氧化硅)浸蚀后，进行某些加工(例如晶体生长或膜成形等)，接着将另外一方的材料(氧化硅或硅)浸蚀。上述硅的干式浸蚀装置或氧化硅的干式浸蚀装置，是假定这些情况而做成的。在MOS等半导体元件的加工中，浸蚀一方的材料(硅或氧化硅)后继续浸蚀另外一方的材料(氧化硅或硅)的情况不多。
其中，本发明的发明者们，为了实现与制造硅系列构造体适应的技术，进行锐意的研究，结果，通过在同一反应室中进行硅的干式浸蚀与氧化硅的干式浸蚀，找到了能够有效地解决与硅系列构造体有关的上述课题的方法。
体现本发明的硅系列材料的加工装置或硅系列构造体的制造装置开发之初、即以制造作为传感器或促动器等发挥作用的硅系列构造体为主，从这一点看是崭新的装置。而且，本发明也体现了硅系列构造体的制造方法。
下面介绍体现本发明第一～第八方面以及这些方面的优选实施方式。
实现本发明第一方面的是硅系列材料的加工装置。该装置具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构。第一气体是浸蚀硅的气体。第二气体是浸蚀氧化硅却几乎不浸蚀硅的气体。选择连通机构选择性地使浸蚀反应室与第一气体供给部和第二气体供给部中的任一个连通。气体排出机构将浸蚀反应室内的气体排出。
根椐该方面，通过选择连通机构使第一气体供给部与浸蚀反应室连通，从而将第一气体提供到浸蚀反应室。由于将第一气体提供到浸蚀反应室，所以硅的至少一部分可以进行干式浸蚀而除去。通过气体排出机构，浸蚀反应室内的第一气体可以排出。通过选择连通机构使第二气体供给部与浸蚀反应室连通，从而将第二气体提供到浸蚀反应室。通过将第二气体提供到浸蚀反应室，在硅残留的情况下，可以在残留硅的同时，将氧化硅的至少一部分进行干式浸蚀而除去。提供第二气体后，当然也还可以提供第一气体。
根椐该方面，要除去氧化硅也可不进行湿式浸蚀。所以，可以不进行洗涤附着在试料上的浸蚀液的工序和洗涤后使试料干燥的工序。因此可以简化硅系列构造体的制造工序。
而且，由于要除去氧化硅可以不进行湿式浸蚀，所以制造时粘附现象产生的可能性非常低。所以可以减少制造时不合格品的产生。反之，与进行湿式浸蚀的情况相比，可以降低构造体的刚性，减小构造体的形状尺寸。从而，能够实现作为高灵敏度或高精度的传感器或促动器等发挥作用的构造体。
另外，由于可以在同一反应室中进行硅和氧化硅的干式浸蚀，所以无需在硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室与氧化硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室之间进行试料移动这一繁琐的作业，从而能够简化制造工序。由于不必在浸蚀反应室间移动试料，所以其间就不会将试料露在外气中。特别是，在进行了形成于硅的表面的自然氧化膜的浸蚀之后，可以防止该试料的表面再次形成自然氧化膜。可以减少制造硅系列构造体时不合格品的产生或使用时故障品的产生。
以上的效果，在下面介绍的第二～第八方面同样可以获得。
本发明第二方面的是硅系列材料的加工装置与第一方面相同，具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构。第一气体是浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀氮化硅的气体。第二气体是浸蚀硅却几乎不浸蚀氮化硅的气体。
根椐该方面，通过将第一气体提供到浸蚀反应室，在氮化硅存在的情况下不浸蚀该氮化硅，同时，可将氧化硅的至少一部分进行干式浸蚀而除去。将第一气体从该浸蚀反应室排出后，将第二气体提供到该浸蚀反应室，从而，在氮化硅存在的情况下，在不浸蚀氮化硅的同时，能够将硅的至少一部分进行干式浸蚀而除去。当然提供第二气体后也还可以提供第一气体。
本发明第三方面是硅系列构造体的制造装置。该装置是对在第一硅系列材料上形成第二硅系列材料、用第三硅系列材料覆盖该第二硅系列材料的试料进行加工，来制造中空的硅系列构造体的装置。该装置与第一方面相同，具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构。第一气体是使第二硅系列材料的一部分露出的气体。第二气体是浸蚀第二硅系列材料而几乎不浸蚀第一及第三硅系列材料的气体。
这里，第一硅系列材料～第三硅系列材料是硅、氧化硅、氮化硅的任一种。有时第一硅系列材料和第三硅系列材料相同。第一硅系列材料与第二硅系列材料不同，第二硅系列材料与第三硅系列材料也不同。
根椐该方面，通过将第一气体提供到浸蚀反应室、进行干式浸蚀，可以使第二硅系列材料的一部分露出。将第一气体从其浸蚀反应室排出后，将第二气体提供到其浸蚀反应室，从而不浸蚀第一及第三硅系列材料的同时可以将第二硅系列材料进行干式浸蚀而除去。结果，制造出具有将第二硅系列材料浸蚀而残留的中空空间的硅系列构造体。
本发明第四方面是进一步实现第三方面的硅系列构造体的制造装置。该装置是对在硅基板上形成氧化硅层、用硅层覆盖该氧化层的试料进行加工，来制造中空的硅系列构造体的装置。该装置与第一方面相同，具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构。第一气体是浸蚀硅的气体。第二气体是浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀硅的气体。
根椐该方面，通过将第一气体提供到浸蚀反应室、将硅层局部进行干式浸蚀，可以使氧化硅层的一部分露出。将第一气体从其浸蚀反应室排出后，将第二气体提供到其浸蚀反应室，从而不浸蚀硅基板和硅层的同时可以将氧化硅层进行干式浸蚀而除去。结果，制造出具有将氧化硅层浸蚀而残留的中空空间的硅系列构造体。
本发明第五方面是进一步实现第三方面的硅系列构造体的制造装置。该装置是对在下部氮化硅层上形成硅层、用上部氮化硅层将该硅层覆盖、在该上部氮化硅层形成孔、在处于与该孔对应位置的硅层的表面上形成氧化硅的试料进行了加工，来制造中空的硅系列构造体的装置。该装置与第一方面相同，具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构。第一气体是浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀氮化硅的气体。第二气体是浸蚀硅而几乎不浸蚀氮化硅的气体。
根椐该方面，通过将第一气体提供到浸蚀反应室、对在硅层表面形成的氧化硅进行干式浸蚀，可以使硅层的一部分露出。将第一气体从其浸蚀反应室排出后，将第二气体提供到其浸蚀反应室，从而不浸蚀下部氮化硅层与上部氮化硅层的同时可以将硅层进行干式浸蚀而除去。结果，制造出具有将硅层浸蚀而残留的中空空间的硅系列构造体。
在第一～第五方面中，第一气体与第二气体优选几乎不浸蚀铝系列材料的气体。作为铝系列材料的例子，可以例举以铝为首的A1-Si或Al-Si-Cu等铝合金。
第一气体和第二气体如果几乎不浸蚀铝系列材料，则可以在通过这些气体浸蚀硅和氧化硅之前形成铝系列材料。从而能够避免铝系列材料进入通过干式浸蚀而被除去的中空空间。因此，能够减少制造时不合格品的产生或使用时故障品的产生。
在第一～第五方面中，气体供给部优选设有作为气体原料的固体或液体的收容部。另外，优选设置将固体或液体转换成气体的气体转换机构。
根椐此方面，以和气体相比容易操作的固体或液体的状态进行收容，在需要将气体提供到浸蚀反应室时，可以转换成气体提供。因此，提高了装置的方便性。
气体供给部优选设有从固体或液体转换成的气体的贮藏部。
根椐此方面，由于可以贮藏从固体或液体转换来的气体，所以在需要大量的气体进行干式浸蚀时也能充分地处理。
气体供给部更具体地优选设置收容固体的二氟化氙(XeF2)或三氟化溴(BrF3)的容器。
收容在这些容器中的原料被气化的二氟化氙或三氟化溴具有浸蚀硅而几乎不浸蚀氧化硅和氮化硅及铝系列材料的性质。所以，将这些容器的原料进行气化的气体是适合作为第四方面的第一气体或第五方面的第二气体的气体。
或者说气体供给部优选设置收容氟化氢(HF)溶液的容器和收容甲醇(CH3OH)溶液或水(H2O)的容器。
收容在这些容器中的原料被气化的氟化氢和甲醇或水的混合气体具有浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀硅和氮化硅及铝系列材料的性质。所以，将这些容器的原料进行气化的气体是适合作为第四方面的第二气体或第五方面的第一气体的气体。
优选进一步设置在将液体收容部的液体转换为气体、提供到浸蚀反应室的情况下，对该液体堵塞于液体收容部和浸蚀反应室之间的状况进行抑制的机构。
根椐此方面，当将液体收容部的液体转换为气体时，即使该液体突然沸腾进入到液体收容部和浸蚀反应室之间的配管等中，也可以抑制该液体堵塞。
气体转换机构优选将固体或液体收容部进行减压的减压机构。并且，优选将该减压机构和固体或液体收容部通过浸蚀反应室连接。
根椐该方面，可以将固体或液体收容部的固体或液体转换为气体，并将转换的气体迅速地导入浸蚀反应室中。
在第一～第五方面中，优选地在浸蚀反应室内设置阻止气体从气体供给口向气体排出口直线流动的机构。
设置这样的阻止机构可提高浸蚀反应室内气体流动的均匀性。
在第一～第五方面中，气体排出机构优选设置高速排出机构和低速排出机构。
通过设置这些排出机构，例如可以在通常情况下以低速排出而仅在必要时以高速排出，这样进行高效的气体排出。
在第一～第五方面中，优选进一步设置检测试料的浸蚀完成时刻的浸蚀完成检测机构。
采用该检测机构，即使在例如试料的大小有差异的情况下，也可以防止过浸蚀或相反产生浸蚀不足的现象。
在第一～第五方面中，优选进一步设置收容有机硅化合物的容器、收容水的容器、将收容在这些容器中的有机硅化合物和水转换为气体的气体转换机构以及与这些容器连接的涂覆室。
该方面在抑制硅系列构造体在使用时产生粘附现象方面是有用的技术。根椐该方面，在第一～第五方面形成的硅系列构造体的表面可以涂覆防水性膜。从而可以提高硅系列构造体的防水性。因此，即使在例如容易结露的环境下使用构造体的情况下，也可在构造体上附着液体，通过该液体的表面张力抑制粘附现象的产生。从而，能够减少使用时故障品的产生。
另外，优选设置如下的连结部、开闭机构和试料搬运机构。连结部与外气遮断地连接浸蚀反应室和涂覆室之间。开闭机构可以将浸蚀反应室和涂覆室之间切换成闭状态和开状态。试料搬运机构可以在浸蚀反应室和涂覆室之间搬运试料。或者说，优选设置以下的预备室、连结部、开闭机构和试料搬运机构。连结部与外气遮断地连接浸蚀反应室和预备室以及预备室和涂覆室之间。开闭机构可以将浸蚀反应室和预备室之间、以及预备室和涂覆室之间切换成闭状态和开状态。试料搬运机构可以在浸蚀反应室和预备室之间以及预备室和涂覆室之间搬运试料。
根椐这些方面，可以将在浸蚀反应室中完成干式浸蚀后的构造体不露在外气中就搬运到涂覆室内。因此，可以防止构造体的氧化等。而且，设置预备室，则在浸蚀反应室和涂覆室之间更容易进行构造体的交换。
本发明也体现在有用的硅系列构造体的制造方法上。
实现本发明的第六方面的硅系列构造体的制造方法具备以下工序。于第一硅系列材料上形成第二硅系列材料。以覆盖第二硅系列材料的方式形成第三硅系列材料。将经过以上工序得到的试料收容在浸蚀反应室中。将第一气体提供到该浸蚀反应室中进行局部干式浸蚀，使第二硅系列材料的一部分露出。将第一气体从该浸蚀反应室中排出。向该浸蚀反应室中提供浸蚀第二硅系列材料而不浸蚀第一及第三硅系列材料的第二气体、将第二硅系列材料进行干式浸蚀。
这里，第一硅系列材料～第三硅系列材料是硅、氧化硅、氮化硅的任一种。有时第一硅系列材料和第三硅系列材料相同，与此相对，第一硅系列材料与第二硅系列材料不同，第二硅系列材料与第三硅系列材料也不同。
本发明第七方面是进一步实现第六方面的硅系列构造体的制造方法。该制造方法设有以下工序。在硅基板上形成氧化硅层。形成硅层以覆盖该氧化硅层。将经过以上的工序得到的试料收容到浸蚀反应室中。向该浸蚀反应室中提供浸蚀硅的第一气体，将硅层局部进行干式浸蚀，使氧化硅层的一部分露出。将第一气体从该浸蚀反应室中排出。向该浸蚀反应室中提供浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀硅的第二气体，将氧化硅层进行干式浸蚀。
本发明第八方面是进一步实现第六方面的硅系列构造体的制造方法。该制造方法设有以下工序。在下部氮化硅层上形成硅层。形成上部氮化硅层以覆盖该硅层。在该上部氮化硅层形成到达硅层的孔。将经过以上工序得到的试料收容到浸蚀反应室中。向该浸蚀反应室中提供浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀氮化硅的第一气体，将形成在硅层的表面中与上部氮化硅层的孔对应的部分的氧化硅进行干式浸蚀，使硅层的一部分露出。将第一气体从该浸蚀反应室中排出。向该浸蚀反应室中提供浸蚀硅而几乎不浸蚀氮化硅的第二气体，将硅层进行干式浸蚀。
在第六～第八方面中优选地从几乎不浸蚀铝系列材料中选择第一气体和第二气体，形成露出到试料表面的铝之后将试料收容到浸蚀反应室中。
优选地具有将经第六～第八方面中任一工序的构造体暴露在水蒸气和有机硅化合物的混合气体中的工序。
在说明书中，在浸蚀一方的材料(例如硅)而几乎不浸蚀另一方的材料(例如氧化硅)的气体中，例如包含一方的材料的浸蚀速度与另一方的材料的浸蚀速度之比(浸蚀选择比)超过15的气体。该浸蚀选择比优选超过20，超过30则更好。这里所谓的另一方的材料中，也包括上述的铝系列材料。在几乎不浸蚀另一方的材料的气体中，当然也包括完全不浸蚀另一方的材料的气体。


图1表示第一实施例的硅系列构造体的制造装置的结构。
图2表示第一实施例的硅系列构造体的制造装置的浸蚀反应室的结构。
图3表示第一实施例的硅系列构造体的制造装置的甲醇容器和干式泵之间的结构。
图4表示应用第一实施例的硅系列构造体的制造装置和其他的硅系列材料的加工技术制造第一硅系列构造体的制造工序的一部分(1)。
图5表示该制造工序的一部分(2)。
图6表示该制造工序的一部分(3)。
图7表示应用第一实施例的硅系列构造体的制造装置和其他的硅系列材料的加工技术制造第二硅系列构造体的制造工序的一部分(1)。
图8表示该制造工序的一部分(2)。
图9表示该制造工序的一部分(3)。
图10表示该制造工序的一部分(4)。
图11表示该制造工序的一部分(5)。
图12表示该制造工序的一部分(6)。
图13表示该制造工序的一部分(7)。
图14表示第二实施例的硅系列构造体的制造装置的结构。
图15表示第三实施例的硅系列构造体的制造装置的结构。
图16表示甲醇容器与干式泵之间的结构的第一变型例。
图17表示甲醇容器与干式泵之间的结构的第二变型例。
图18表示甲醇容器与干式泵之间的结构的第三变型例。
图19表示甲醇容器与干式泵之间的结构的第四变型例。
图20表示现有的第一硅系列构造体的制造工序的一部分(1)。
图21表示该制造工序的一部分(2)。
图22表示该制造工序的一部分(3)。
图23表示现有的第二硅系列构造体的制造工序的一部分(1)。
图24表示该制造工序的一部分(2)。
图25表示该制造工序的一部分(3)。
图26表示该制造工序的一部分(4)。
具体实施例方式
(第一实施例)图1表示第一实施例的硅系列构造体的制造装置(以下称「构造体制造装置」的结构。由于可以将该装置用于硅系列材料全体的加工，所以也可称为硅系列材料的加工装置。也就是说下面采用的「构造体制造装置」的名称也可置换为「硅系列材料的加工装置」。
第一实施例的构造体的制造装置包括二氟化氙容器20、升华气体贮藏容器21、氟化氢容器30、甲醇容器31、浸蚀反应室10、干式泵42、除害装置49、涡轮分子泵40、回转泵41和控制部502等。
二氟化氙容器20中收容固体的二氟化氙(XeF2)。二氟化氙在常温常压下是固体。升华气体贮藏容器21中暂时贮藏从固体状态升华的二氟化氙气体。该二氟化氙气体通过干式泵42等将二氟化氙容器20进行减压，使该容器20内的固体二氟化氙升华进行气化。在氟化氢容器30中收容氢氟酸(HF)。在甲醇容器31中收容甲醇(CH3OH)溶液。干式泵42对浸蚀反应室10和容器20、30、31等进行减压。除害装置49使从干式泵42排出的废气无害化。涡轮分子泵40和回转泵41与干式泵42相比能高速地将浸蚀反应室10、容器20、30、31进行减压。
控制部502包括CPU504、存储控制程序的ROM506、暂时存储数据等的RAM508、输入口510和输出口512等。
在浸蚀反应室10和二氟化氙容器20之间的配管上设置第三阀23和第一流量计27和第六阀26。在浸蚀反应室10和升华气体贮藏容器21之间设置装有第四阀24和第一流量计27和第六阀26的配管以及装有第五阀25的配管。
在浸蚀反应室10和氟化氢容器30之间的配管上设置第二流量计32和第七阀34。在浸蚀反应室10和甲醇容器31之间的配管上设置第三流量计33和第八阀35。
在浸蚀反应室10和涡轮分子泵40之间的配管上设置第九阀43。在浸蚀反应室10和干式泵42之间的配管上设置第一节流阀91和第十阀44。
将第一压力计11连接到浸蚀反应室10上。通过第十二阀13将第一真空计12连接到浸蚀反应室10。通过第二阀14将氮气供给部93连接到浸蚀反应室10。
在浸蚀反应室10设置检测试料浸蚀完成时的浸蚀完成检测部97。浸蚀完成检测部97是通过某种手段检测试料应当进行浸蚀的部分完成了浸蚀、或只要是设置某种条件进行判断即可。但是优选采用本发明的发明者们创作的于特开2001-185530号公报中记载的技术。
控制部502与上述的各阀13、14、23～26、34、35、43、44和各压力计11、22、各流量计27、32、33、各泵40～42、第一真空计12、除害装置49、浸蚀完成检测部97等进行电连接。控制部502具有监视这些各部的动作并进行控制的功能。
如图2所示，在浸蚀反应室10内设置试料台80、喷淋板82和两张挡止板83。
在试料台80上可以放置用以通过干式浸蚀制造构造体的试料81。在试料台80的表面优选设置放射状的槽或少量微小的突起。一旦设置槽或突起，就可不在试料81的两面产生压力差。所以，即使是用脆弱的材料形成的试料81也可防止其破损。另外，还可防止试料81紧贴到试料台80的表面。
将喷淋板82作成圆板状，在下面设有多个气体供给82a。优选在喷淋板82上安装旋转轴，可以进行旋转。另外优选将旋转轴和圆板的接合部作为动密封可以摇动圆板。由于可以旋转圆板或摇动圆板，可以将气体大致均匀地喷淋在整个浸蚀反应室10中。优选个别地形成气体供给管和旋转轴。此种情况下，气体供给管用软质配管作成，当软质配管和圆板的接合部变成固定密封时可以牢固地防止漏气。另外，由于不必考虑在旋转轴的接合部上漏气，可以简化动密封的结构。另外，优选将软质配管振动角分、卷绕在摇动中心轴上。
两张挡止板83阻止从喷淋板82的气体供给口82a向气体排出口10a流动直线的气体。一旦设置了挡止板83，就将浸蚀反应室10内的气体流动方向向各个方向分散。所以，可以将气体大致均匀地提供到浸蚀反应室10内的整个试料81上。一旦设置了挡止板83，即使在连续地提供气体连续地进行浸蚀的情况下，也可大致均匀地浸蚀试料81。
如图3所示，在甲醇容器31安装三张挡止板85形成迷宫构造。一旦设置该挡止板85，在用干式泵42等将甲醇容器31进行减压时，甲醇溶液突然沸腾的情况下，可以防止该甲醇溶液直接进入配管中。结果，能够防止甲醇溶液在配管内的过滤器84中堵塞。
接着，参照图4～图6介绍采用上述结构的第一实施例的构造体制造装置和硅系列材料的加工技术来制造设有例如图6所示的中空空间120的硅系列构造体的方法。该硅系列构造体设有向中空空间120的上方伸展的梁和质量体A。该制造方法对照如图20～图22所示的第一首先，通过与第一实施例的构造体制造装置不同的装置进行以下处理。首先，通过例如CVD(Chemical Vapor Deposition化学汽相淀积)法等，在如图4所示的硅基板102上的规定领域形成氧化硅层108。之后，通过例如CVD法等形成硅层112以覆盖该氧化硅层108。
将经以上工序得到的如图4所示的试料收容到如图1所示的第一实施例的构造体制造装置的浸蚀反应室10中。
在该构造体制造装置中进行以下的处理。首先，该构造体制造装置将浸蚀硅的二氟化氙气体提供到浸蚀反应室10中，将硅层112局部进行干式浸蚀。二氟化氙气体有选择地浸蚀硅(Si包括多晶硅和单晶硅两种)，几乎不浸蚀氧化硅(SiO2)和氮化硅(SiN典型的是Si3N4)和铝(Al)。具体地讲，通过二氟化氙气体进行的硅的浸蚀速度是约4600/min，氧化硅的浸蚀速度是约0/min，氮化硅的浸蚀速度是约120/min，铝的浸蚀速度是约0/min。但是，这些值根据各种条件的不同可以进行改变。
作为局部进行干式浸蚀的方法可以举出例如将进行干式浸蚀的部分除去，通过保护膜在屏蔽的状态下提供气体的方法或局部向要进行干式浸蚀的部分提供气体的方法等等，但不限定于这些方法。能够局部地进行干式浸蚀的任何方法都可以。通过保护膜进行屏蔽时，该保护膜必须是几乎不被气体(本例中为二氟化氙气体)浸蚀的材料。这样，如图5所示，形成到达氧化硅层108的浸蚀孔118。结果，氧化硅层108的一部分露出。然后，从该浸蚀反应室10排出二氟化氙气体。接着，将甲醇与氟化氢的混合气体提供到该浸蚀反应室10中，对氧化硅层108的全体进行干式浸蚀。甲醇和氟化氢的混合气体有选择地浸蚀氧化硅(SiO2)，几乎不浸蚀硅(Si包括多晶硅和单晶硅双方)和氮化硅(SiN典型的是Si3N4)和铝(Al)。具体地讲，通过甲醇和氟化氢的混合气体进行的氧化硅的浸蚀速度约1000/min，硅的浸蚀速度约0/min，氮化硅的浸蚀速度约10/min，铝的浸蚀速度约为1/min以下的微小值。但是，这些值根据各种条件的不同可以进行改变。
氧化硅层108是用以最终除去从而形成如图6所示的空间120的层。该层一般称之为「牺牲层」。结果，如图6所示，制造出具有中空空间120的硅系列构造体。
该构造体作为例如加速度传感器被采用。作为加速度传感器被采用时，硅层112的一部分A作为加速度作用和进行位移的梁或质量体采用。例如当向硅基板102的板面作用垂直方向的加速度时，质量体A向基板面垂直方向位移。通过将质量体A的位移作为未图示的一对电极间的静电容量的变化进行检测，可以检测作用的加速度。或者当向硅基板102的基板面作用垂直方向的加速度时，梁A弯曲。通过将梁A的弯曲作为未图示的压力阻力的阻力变化进行检测，可以检测出作用的加速度。而且，还可检测与硅基板102的板面平行方向的加速度。
接着，参照图1更具体地说明第一实施例的构造体制造装置进行的上述处理。最初，将各阀全部关闭。以下的处理可以根据控制程序等在控制部502上进行全部控制，也可操作者以手动进行其中的一部分。
首先，打开第一节流阀91、第十阀44和第六阀26以及第三阀23，驱动干式泵42，将浸蚀反应室10和二氟化氙容器20进行减压。二氟化氙以小于3.8Torr的压力升华。从而，通过该减压处理，将收容在二氟化氙容器20中的固体二氟化氙进行升华变成气体。该二氟化氙气体由于干式泵42的吸力被导入浸蚀反应室10，再经干式泵42被排出。这样，将残留在浸蚀反应室10内的气体赶出。排出后关闭第十阀44和第六阀26以及第三阀23。
接着，打开第二阀14，从氮气供给部93将氮气提供到浸蚀反应室10中，将浸蚀反应室10内变为大气压。在变成大气压的状态下打开浸蚀反应室10的门，将如图2所示的试料81放置于试料台80上。放置试料81后关上门，关闭第二阀14。
然后，打开第一节流阀91、第十阀44和第三阀23以及第六阀26，驱动干式泵42，对浸蚀反应室10和二氟化氙容器20进行减压。结果，收容在二氟化氙容器20中的固体二氟化氙进行升华变为气体，被导入浸蚀反应室10内。用第一压力计11监视浸蚀反应室10内的压力，如果到达规定的压力，就关闭第三阀23和第六阀，将二氟化氙气体关入浸蚀反应室10中。通过该二氟化氙气体，将位于浸蚀反应室10内的试料81的硅层112(参照图5)被局部浸蚀形成浸蚀孔118。该浸蚀的反应式以下式(1)表示。
(1)如果浸蚀完成检测部97检测出通过二氟化氙气体对硅层112需要浸蚀的部分进行的浸蚀已完成时，就打开第十阀44，将浸蚀反应室10内的二氟化氙气体通过干式泵42和除害装置49排出。
另外，亦可不设置浸蚀完成检测部97。比如可以利用在控制部502算出或被存储的浸蚀期间数据。该浸蚀期间数据是在装置动作时计算出从规定条件的浸蚀开始时间到推定的完成时间的期间，或者是预先算出被存储的数据。规定条件是例如试料的大小、提供到浸蚀反应室的气体量以及气体的种类等。
接着，打开第一节流阀91、第十阀44和第八阀35以及第七阀34，用干式泵42进行真空排气。于是，甲醇容器31内的甲醇溶液蒸发，氟化氢容器30内的氟化氢溶液蒸发。用第三流量计33监视蒸发的甲醇气体的流量，根据需要调整流量。用第二流量计32监视蒸发的氟化氢气体的流量，根椐需要调整流量。将调整了流量的甲醇和氟化氢的混合气体提供到浸蚀反应室10内。然后关闭第八阀35和第七阀34，将甲醇和氟化氢的混合气体从浸蚀反应室10排出。从而，残留在浸蚀反应室10内的气体等被赶出。
接着，打开第九阀43，用涡轮分子泵40和旋转泵41将浸蚀反应室10内变成高度真空。接着，关闭第九阀43，打开第十阀44和第八阀35以及第七阀34，用干式泵42进行真空排气，使甲醇容器31内的甲醇溶液蒸发，使氟化氢容器30内的氟化氢溶液蒸发。用第三流量计33监视蒸发的甲醇气体的流量，根椐需要调整流量。用第二流量计32监视蒸发的氟化氢气体的流量，根椐需要调整流量。将调整了流量的甲醇和氟化氢的混合气体提供到浸蚀反应室10内。
用第一压力计11监视浸蚀反应室10内的压力，调整第一节流阀91，保持规定的压力。结果，用混合气体浸蚀试料的氧化硅层108(参照图5)。此种情况下，发生用下面的关系式〔2〕和关系式(3)表示的反应。关系式〔2〕和关系式(3)中的「M」表示甲醇。
(2)(3)如果浸蚀完成检测部97检测出由混合气体对氧化硅层108进行的浸蚀完成时，就关闭第八阀35和第七阀34，甲醇和氟化氢的混合气体通过干式泵42和除害装置49从浸蚀反应室10排出。
此种情况也可不利用浸蚀完成检测部97，而利用在控制部502算出或被存储的浸蚀期间数据。
在以上的处理中，作为对浸蚀反应室10、甲醇容器31、氟化氢容器30、二氟化氙容器20等进行减压的机构，也可以取代干式泵42采用与涡轮分子泵40和旋转泵41连结的高速减压机构。此时，进行减压时，替代第十泵44而将第九泵43打开。
接着，参照图7～图13介绍采用上述结构的第一实施例的构造体制造装置和其他的硅系列材料的加工技术来制造设有如图13所示的中空空间220的硅系列构造体的方法。该硅系列构造体设有位于中空空间220的上方的隔膜B。该制造方法对照如图23～图26所示的第二首先，通过与第一实施例的构造体制造装置不同的装置进行以下处理。
将不纯物局部注入图7所示的单晶硅基板202上形成下部电极204。将硅基板202的表面进行氮化处理，形成下部氮化硅层210。通过例如CVD法等在该下部氮化硅层210上的规定领域形成多晶硅层208。此例中多晶硅层208成为牺牲层。以覆盖该多晶硅层208的方式形成上部第一氮化硅层212。在上部第一氮化硅层212上的规定领域形成上部电极206。采用多晶硅等形成上部电极206。以覆盖上部电极206的方式形成上部第二氮化硅层214。
然后，如图8所示，在上部电极206和下部电极204的规定领域上形成接触孔222a、222b。接着，如图9所示，在试料表面形成作为配线层的铝层216。之后，如图10所示，形成铝层216形成图案并与上部电极206接触的配线层216a和与下部电极204接触的配线层216b。接着如图11所示，在不存在上部电极206的部分，将上部氮化硅层212、214浸蚀，形成到达多晶硅层208的浸蚀孔218。从而，多晶硅层208的一部分露出。结果，多晶硅层208露出的部分进行氧化形成自然氧化膜(氧化硅)219。
将经以上工序得到的如图11所示的试料收容到图1所示的第一实施例的构造体制造装置的浸蚀反应室10中。
该构造体制造装置进行以下处理。首先，该构造体制造装置将甲醇与氟化氢的混合气体提供到浸蚀反应室10中，对图11所示的自然氧化膜(氧化硅)219进行干式浸蚀。
甲醇和氟化氢的混合气体如上所述有选择地浸蚀氧化硅，几乎不浸蚀硅(多晶、单晶)和氮化硅及铝。结果牺牲层即硅层208的一部分露出。然后，将甲醇和氟化氢的混合气体从浸蚀反应室10排出。之后，向浸蚀反应室10提供二氟化氙气体，对图11所示的硅层208进行干式浸蚀。结果变成图12所示的状态。二氟化氙气体如上所示，有选择地将硅(多晶、单晶)浸蚀，几乎不浸蚀氧化硅和氮化硅和铝。
然后，通过与第一实施例的构造体制造装置不同的装置形成如图13所示的封挡层224，将浸蚀孔218封挡。结果，制造设有中空空间220的硅系列构造体。该构造体作为压力传感器发挥作用。
该构造体中，上部氮化硅层212、214和上部电极206与封挡层224的规定部位B作为隔膜发挥作用。将牺牲层即氧化硅层208除去的空间220是被密封的空间，作为压力标准室发挥作用。根椐该构造体，与作用在隔膜B上的压力和标准压的差相应，隔膜B弯曲。隔膜B弯曲时，上部电极206和下部电极204之间的距离发生变化。两电极206、204之间的距离发生变化时，两电极206、204之间的静电容量发生变化。通过检测该静电容量的变化量，能够检测出作用在隔膜B上的压力大小。
接着，参照图1更具体地介绍第一实施例的构造体制造装置进行的上述处理。最初各阀全部被关闭。以下的处理可以根据控制程序等在控制部502上进行全部控制，也可操作者以手动进行其中的一部分。
首先，打开第一节流阀91、第十阀44和第八阀35及第七阀34，采用干式泵42进行真空排气，使甲醇容器31内的甲醇溶液蒸发，使氟化氢容器30内的氟化氢溶液蒸发。用第三流量计33监视蒸发的甲醇气体的流量，根椐需要调整流量。用第二流量计32监视蒸发的氟化氢气体的流量，根椐需要调整流量。将调整了流量的甲醇和氟化氢的混合气体提供到浸蚀反应室10。然后，关闭第八阀35和第七阀34，将甲醇和氟化氢的混合气体从浸蚀反应室10中排出。从而，残留在浸蚀反应室10内的气体等被赶出。
在需要将浸蚀反应室10内变成1×10-2Pa以下的真空状态时，关闭第十阀44，打开第九阀43，采用涡轮分子泵40和旋转泵41进行真空排气。
接着，关闭第九阀43和第十阀44，打开第二阀14，将氮气从氮气供给部93提供到浸蚀反应室10，将浸蚀反应室10内变成大气压。在变成大气压的状态下，打开浸蚀反应室10的门，将图2所示的试料81放置在试料台80上。放置试料81后将门关闭，关闭第二阀14。
然后，打开第九阀43，采用涡轮分子泵40和旋转泵41将浸蚀反应室10内变成高度真空。接着，关闭第九阀43，打开第十阀44和第八阀35及第七阀34，用干式泵42进行真空排气，使甲醇容器31内的甲醇溶液蒸发，使氟化氢容器30内的氟化氢溶液蒸发。用第三流量计33监视蒸发的甲醇气体的流量，根椐需要调整流量。用第二流量计32监视蒸发的氟化氢气体的流量，根椐需要调整流量。将进行了流量调整的甲醇和氟化氢的混合气体提供到浸蚀反应室10。
用第一压力计11监视浸蚀反应室10内的压力，调整第一节流阀91，保持规定的压力。结果，用混合气体浸蚀试料81的自然氧化膜(氧化硅)219(参照图11)。
在浸蚀完成检测部97检测出由混合气体进行的自然氧化膜219的浸蚀完成时，就关闭第八阀35和第七阀34，将甲醇和氟化氢的混合气体通过干式泵42和除害装置49从浸蚀反应室10排出。
上述情况可以不利用浸蚀完成检测部97，可以利用在控制部502算出或存储的浸蚀期间数据。
接着，打开第一节流阀91、第十阀44和第五阀25和第四阀24及第三阀23，驱动干式泵42，将浸蚀反应室10和升华气体贮藏容器21及二氟化氙容器20进行减压。为了要使二氟化氙在小于3.8Torr的压力升华，而根椐该处理，将收容在二氟化氙容器20中的固体二氟化氙进行升华。然后，关闭第三阀23，将升华气体贮存容器21和浸蚀反应室10内升华的二氟化氙气体排出。从而将残留在升华气体贮藏容器21和浸蚀反应室10内的气体等赶出。排出后关闭第十阀44和第五阀25及第四阀24。
之后，打开第一节流阀91、第十阀44和第五阀25及第四阀24，驱动干式泵42，将浸蚀反应室10和升华气体贮存容器21和二氟化氙容器20进行减压。减压后，关闭第五阀25，打开第三阀23。结果，关闭第五阀25，变成第三阀23和第四阀24打开的状态。从而，减压状态的升华气体贮藏容器21和二氟化氙容器20连通。所以，收容在二氟化氙容器20中固体的二氟化氙升华，将升华的二氟化氙气体贮存在升华气体贮藏容器21中。用第二压力计22监视升华气体贮藏容器21内的压力，如果到达规定的压力，关闭第十阀44和第三阀23，打开第五阀25，将二氟化氙气体从升华气体贮藏容器21导入浸蚀反应室10内。用第一压力计11监视浸蚀反应室10内的压力，如果到达规定的压力，关闭第五阀25，将二氟化氙气体关入浸蚀反应室10内。通过该二氟化氙气体将位于浸蚀反应室10内的试料81的牺牲层即多晶硅层208(参照图11)进行干式浸蚀。
如果浸蚀完成检测部97检测出二氟化氙气体浸蚀硅层112完成，则打开第十阀44，将浸蚀反应室10内的二氟化氙气体通过干式泵42和除害装置49排出。排出后再次打开第四阀24和第五阀25，将二氟化氙气体提供到浸蚀反应室10内。
上述情况也可以不利用浸蚀完成检测部97而利用在控制部502算出或存储的浸蚀期间数据。
本实施例中反复进行将二氟化氙气体提供到浸蚀反应室10中，并反复进行保持排出的动作，所谓通过脉冲浸蚀方式有选择地浸蚀多晶硅层(牺牲层)208。并且，也可是在用第一流量计27监视流量的同时连续地供给气体连续地进行浸蚀的方式。利用脉冲浸蚀方式可以节约二氟化氙气体的使用量。
当使用上述介绍的第一实施例的构造体制造装置时，为了除去氧化硅不进行湿式浸蚀也可以。于是，可以不进行将粘附在试料上的浸蚀液洗涤的工序，和洗涤后使试料干燥的工序。从而可以简化硅系列构造体的制造工序。
由于要除去氧化硅不进行湿式浸蚀也可以，所以，制造时产生粘附现象的可能性非常小。换言之，与进行湿式浸蚀相比，降低了构造体的刚性，减小了构造体的形状尺寸。从而，实现作为高灵敏度高精度的传感器或促动器等发挥作用的构造体。
在同一浸蚀反应室10中(参照图1)可以对硅和氧化硅进行干式浸蚀。于是，无需进行在硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室和氧化硅的干式浸蚀装置的浸蚀反应室之间移换试料这样繁琐的作业。从而能够简化制造工序。由于无需在浸蚀反应室之间移换试料，所以也不会将试料露在外气中。因此，能够减少硅系列构造体在制造时产生不合格品或使用时产生故障品。特别是能够防止在硅表面形成的自然氧化膜进行浸蚀后，在其试料的表面再次形成自然氧化膜。
二氟化氙气体和氟化氢气体以及甲醇的混合气体几乎不浸蚀铝系列材料。所以，根据这些气体，在浸蚀如图11所示的自然氧化膜即氧化硅219和牺牲层即硅层208之前，如图9所示，可以形成铝层216。于是，可以避免铝216进入到在通过干式浸蚀将硅层208除去后的如图12所示的中空空间220中。从而，可以减少制造时不合格品的产生或使用时故障品的产生。
(第二实施例)图14表示第二实施例的硅系列构造体的制造装置。下述中对于与第一实施例相同的内容原则上省略说明。
第二实施例的构造体制造装置在第一实施例的构造体装置设有的构成要素中加入涂覆室50和有机硅化合物容器60以及水容器61等。
将液体的有机硅化合物收容在有机硅化合物容器60中。作为有机硅化合物，例如可以采用十三氟代-1、1、2、2、-四氢化辛基三氯硅烷(C8F13H4SiCl3)、以及十八烷三氯硅烷(C18H37SiCl3)等。水容器61中收容水(H2O)。
第三压力计51连接到涂覆室50。通过第十一阀53将第二真空计52连接到涂覆室50。通过第十二阀54将氮气导入部94连接到涂覆室50。
涂覆室50通过第十三阀62与有机硅化合物容器60连接。涂覆室50通过第十四阀63与水容器61连接。涂覆室50通过第十五阀45与涡轮分子泵40连接。涂覆室50通过节流阀92和第十六阀46与干式泵42连接。
控制部502也与上述各阀45、46、53、54、62～63、91或第三压力计51和第二真空计52等进行电连接。控制部502监视这些各部的动作，具有控制功能。
第二实施例的构造体制造装置在进行了与第一实施例的构造体制造装置同样的处理动作后，进行以下的处理动作。
首先，打开第十二阀54，将氮气从氮气导入部94提供到涂覆室50中，将涂覆室50内变成大气压。然后，将试料从浸蚀反应室10移动到涂覆室50中，将试料固定在涂覆室50的试料台上。该试料具体地讲是处于完成干式浸蚀后如图6所示的具有硅梁及质量体构造A的状态的试料。或者是完成干式浸蚀后如图12所示地挡止浸蚀孔218以前的状态的试料。涂覆室50内变成与图2所示的浸蚀反应室10内的结构大致相同的结构。
接着，关闭第十二阀54，打开第十四阀63，使水容器61内的水蒸发，导入涂覆室50内，将构造体的表面露在水蒸气中。然后，打开第十三阀62，使有机硅化合物容器60内的有机硅化合物蒸发，导入涂覆室50内，将构造体的表面露在有机硅化合物的气体中。这样，将构造体的表面露在水蒸气和有机硅化合物的混合气体中。结果，构造体的表面，通过氢基和有机硅化合物的反应基进行缩合反应进行防水性涂覆。
上面介绍的防水性涂覆处理的详细内容，记载于本发明的发明者们创作的日本特开平11-288929号公报中。
根据第二实施例的构造体制造装置，在第一实施例介绍的效果基础上，还可得到可以有效地抑制使用硅系列构造体时产生粘附现象。根据该构造体制造装置，可以在硅系列构造体的表面涂覆防水性膜。从而能够提高硅系列构造体的防水性。因此，即使在例如容易结露的环境下使用构造体，也可抑制液体附着在构造体上由于该液体的表面张力产生粘附现象。从而，能够减少使用时故障品的产生。
(第三实施例)
图15表示第三实施例的硅系列构造体的制造装置的结构。下面，对于与第一及第二实施例相同的内容原则上省略说明。
第三实施例的构造体制造装置，在第二实施例的构造体制造装置具有的结构要素中加入预备室70、第一及第二连结部75、76、第一及第二开闭机构98、99以及试料搬运机构96等。
第一连结部75将浸蚀反应室10和预备室70之间与外气遮断地进行连结。第二连结部76将预备室70和涂覆室50之间与外气遮断地进行连结。
第一开闭机构98可以将浸蚀反应室10和预备室70之间切换成打开状态和关闭状态。第二开闭机构99将预备室70和涂覆室50之间切换成打开状态和关闭状态。
试料搬运机构96在浸蚀反应室10和预备室70之间，以及预备室70和涂覆室50之间可以搬运试料。
将第四压力计71连接到预备室70。第三真空计72通过第十七阀73连接到预备室70。氮气导入部95通过第十八阀74连接到预备室70。
预备室70通过第十九阀47与涡轮分子泵40连接。预备室70通过第二十阀48与干式泵42连接。
第三实施例的构造体制造装置在进行完与第一实施例的构造体制造装置相同的处理动作后，进行以下的处理动作。
首先，打开第十九阀47，用涡轮分子泵40和旋转泵41将预备室70内进行真空排气。用第四压力计71监视预备室70内的压力，如果达到规定的压力，就通过试料搬运机构96使试料从浸蚀反应室10经第一连结部75向预备室70移动。在规定时间后，通过试料搬运机构96使试料从预备室70经第二连结部75向涂覆室50移动。然后，进行在图14所示的第二实施例的构造体制造装置的处理动作中介绍的处理动作。
根据第三实施例的构造体制造装置，在第一及第二实施例的介绍中记载的效果基础上可以获得将在浸蚀反应室10中完成干式浸蚀后的构造体，不露在外气中就搬运到涂覆室50中，能够防止构造体的氧化等效果。另外，由于设置了预备室70，所以更容易进行构造体在浸蚀反应室10和涂覆室50之间的交换。
以上详细地介绍了本发明的具体实施例，但这些仅仅是例子，而并不用来限定专利要求的范围。在专利要求的范围中记载的技术包括将上述例示的具体实施例进行的种种变型变更。
在上述实施例中，对具有图6所示的质量体和梁结构A的中空硅系列构造体，和具有图13所示的隔膜构造体B的中空硅系列构造体的制造方法举例进行了说明，但是这些构造体只不过是用上述实施例的构造体制造装置能够制造的构造体的一例。实现本发明的硅系列材料的加工装置和硅系列构造体的制造装置及其制造方法，适用于至少在制造中包括硅和氧化硅的各种构造体的制造。
除了在上述实施例中使用的二氟化氙(XeF2)气体外，优选采用三氟化溴(BrF3)气体。
另外，除了在上述实施例中使用的甲醇(CH3OH)和氟化氢(HF)的混合气体以外，优选使用水蒸气(H2O)氟化氢(HF)的混合气体。而且，在甲醇和水蒸气之外，也可优选通过与氟化氢(HF)混合，生成HF2的气体。
即使在上述的气体以外，只要是满足专利请求范围中记载的主要条件，该气体当然也可采用。
为了防止例如在甲醇容器31内突然沸腾的甲醇溶液堵塞在配管内，可以替代图3的结构，以以下的方式实施。
(第一变型例)如图16所示，在配管和浸蚀反应室10上安装涂层加热器86，加热配管和浸蚀反应室10，可以气化由于突然沸腾而从甲醇容器31进入到配管中的液体。
(第二变型例)如图17所示，在甲醇容器31和过滤器84之间设置贮槽87，在贮槽87中完全气化后，可以将使之气化的气体提供到浸蚀反应室10中。
(第三实施例)如图18所示，也可在甲醇容器31的近前设置补充容器88和控制阀89，使之与甲醇容器31中的液体的蒸发速度匹配，通过控制阀89调整从补充容器88提供的原料的流量。
(第四变型例)如图19所示，也可将海绵或纤维90等浸入甲醇容器31内的溶液中，防止为了液面不起波浪而用干式泵42进行真空排气时的突然沸腾。
本说明书或图纸中介绍的技术要素单独或通过各种组合发挥技术的有用性，不限定于申请时权利要求记载的组合。另外，本发明说明书或图纸中例示的技术是同时达到多个目的的，完成其中一个目的自身就具有技术的有用性。
权利要求
1.一种硅系列材料的加工装置，其特征在于，具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构；第一气体是浸蚀硅的气体；第二气体是浸蚀氧化硅却几乎不浸蚀硅的气体；选择连通机构使浸蚀反应室选择性地与第一气体供给部和第二气体供给部中的任一个连通；气体排出机构将浸蚀反应室内的气体排出。
2.一种硅系列材料的加工装置，其特征在于，具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构；第一气体是浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀氮化硅的气体；第二气体是浸蚀硅却几乎不浸蚀氮化硅的气体；选择连通机构使浸蚀反应室选择性地与第一气体供给部和第二气体供给部中的任一个连通；气体排出机构将浸蚀反应室内的气体排出。
3.一种硅系列构造体的制造装置，对在第一硅系列材料上形成第二硅系列材料、用第三硅系列材料覆盖第二硅系列材料的试料进行加工，制造中空的硅系列构造体；其特征在于具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构；第一气体是使第二硅系列材料的一部分露出的气体；第二气体是浸蚀第二硅系列材料而几乎不浸蚀第一及第三硅系列材料的气体；选择连通机构使浸蚀反应室选择性地与第一气体供给部和第二气体供给部中的任一个连通；气体排出机构将浸蚀反应室内的气体排出。
4.一种硅系列构造体的制造装置，对在硅基板上形成氧化硅层、用硅层覆盖所述氧化硅层的试料进行加工，制造中空的硅系列构造体；其特征在于具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构；第一气体是浸蚀硅的气体；第二气体是浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀硅的气体；选择连通机构使浸蚀反应室选择性地与第一气体供给部和第二气体供给部中的任一个连通；气体排出机构将浸蚀反应室内的气体排出。
5.一种硅系列构造体的制造装置，对在下部氮化硅层上形成硅层、用上部氮化硅层将所述硅层覆盖、在所述上部氮化硅层形成孔、在处于与所述孔对应位置的硅层的表面形成氧化硅的试料进行加工，制造中空的硅系列构造体；其特征在于具备第一气体供给部、第二气体供给部、浸蚀反应室、选择连通机构和气体排出机构；第一气体是浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀氮化硅的气体；第二气体是浸蚀硅而几乎不浸蚀氮化硅的气体；选择连通机构使浸蚀反应室选择性地与第一气体供给部和第二气体供给部中的任一个连通；气体排出机构将浸蚀反应室内的气体排出。
6.如权利要求1～5中的任一项记载的装置，其特征在于，第一气体和第二气体是几乎不浸蚀铝系列材料的气体。
7.如权利要求1～5中的任一项记载的装置，其特征在于，气体供给部设有作为气体的原料的固体或液体的收容部和将所述固体或液体转换成气体的气体转换机构。
8.如权利要求7记载的装置，其特征在于，气体供给部还设有从固体或液体转换成的气体的贮藏部。
9.如权利要求7记载的装置，其特征在于，气体供给部设置收容固体的二氟化氙(XeF2)或三氟化溴(BrF3)的容器。
10.如权利要求7记载的装置，其特征在于，气体供给部设置收容氟化氢(HF)溶液的容器和收容甲醇(CH3OH)溶液或水(H2O)的容器。
11.如权利要求7记载的装置，其特征在于，进一步设置在将液体收容部的液体转换为气体、提供到浸蚀反应室的情况下，对所述液体堵塞于液体收容部和浸蚀反应室之间的状况进行抑制的机构。
12.如权利要求7记载的装置，其特征在于，气体转换机构是将固体或液体收容部进行减压的减压机构；将所述减压机构和固体或液体收容部通过浸蚀反应室连接。
13.如权利要求1～5中的任一项记载的装置，其特征在于，在浸蚀反应室内设置阻止气体从气体供给口向气体排出口直线流动的机构。
14.如权利要求1～5中的任一项记载的装置，其特征在于，气体排出机构设有高速排出机构和低速排出机构。
15.如权利要求1～5中的任一项记载的装置，其特征在于，进一步设置检测试料的浸蚀完成时刻的浸蚀完成检测机构。
16.如权利要求1～5中的任一项记载的装置，其特征在于，进一步设置收容有机硅化合物的容器、收容水的容器、将收容在这些容器中的有机硅化合物和水转换为气体的气体转换机构以及与这些容器连接的涂覆室。
17.如权利要求16记载的装置，其特征在于设置连结部、开闭机构和试料搬运机构；连结部与外气遮断地连接浸蚀反应室和涂覆室之间；开闭机构可以将浸蚀反应室和涂覆室之间切换成开状态和闭状态；试料搬运机构可以在浸蚀反应室和涂覆室之间搬运试料。
18.如权利要求16记载的装置，其特征在于设置预备室、连结部、开闭机构和试料搬运机构；连结部与外气遮断地连接浸蚀反应室和预备室之间以及预备室和涂覆室之间；开闭机构可以将浸蚀反应室和预备室之间、以及预备室和涂覆室之间切换成开状态和闭状态；试料搬运机构可以在浸蚀反应室和预备室之间、以及预备室和涂覆室之间搬运试料。
19.一种硅系列构造体的制造方法，其特征在于，设有于第一硅系列材料上形成第二硅系列材料的工序；以覆盖第二硅系列材料的方式形成第三硅系列材料的工序；将经过以上工序得到的试料收容在浸蚀反应室中的工序；将第一气体提供到所述浸蚀反应室中进行局部干式浸蚀、使第二硅系列材料的一部分露出的工序；将第一气体从所述浸蚀反应室排出的工序；向所述浸蚀反应室中提供浸蚀第二硅系列材料而不浸蚀第一及第三硅系列材料的第二气体、将第二硅系列材料进行干式浸蚀的工序。
20.一种硅系列构造体的制造方法，其特征在于，设有在硅基板上形成氧化硅层的工序；以覆盖所述氧化硅层的方式形成硅层的工序；将经过以上的工序得到的试料收容到浸蚀反应室中的工序；向所述浸蚀反应室中提供浸蚀硅的第一气体，将硅层局部进行干式浸蚀、使氧化硅层的一部分露出的工序；将第一气体从所述浸蚀反应室排出的工序；向所述浸蚀反应室中提供浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀硅的第二气体、将氧化硅层进行干式浸蚀的工序。
21.一种硅系列构造体的制造方法，其特征在于，设有在下部氮化硅层上形成硅层的工序；以覆盖所述硅层的方式形成上部氮化硅层的工序；在所述上部氮化硅层形成到达硅层的孔的工序；将经过以上工序得到的试料收容到浸蚀反应室中的工序；向所述浸蚀反应室中提供浸蚀氧化硅而几乎不浸蚀氮化硅的第一气体，将形成在硅层的表面中与上部氮化硅层的孔对应部分的氧化硅进行干式浸蚀、使硅层的一部分露出的工序；将第一气体从所述浸蚀反应室排出的工序；向所述浸蚀反应室中提供浸蚀硅而几乎不浸蚀氮化硅的第二气体、将硅层进行干式浸蚀的工序。
22.如权利要求19～21的任一项记载的硅系列构造体的制造方法，其特征在于，从几乎不浸蚀铝系列材料的气体中选择第一气体和第二气体；形成露出到试料表面的铝之后将试料收容到浸蚀反应室中。
23.一种硅系列构造体的制造方法，其特征在于，具有将经过权利要求19～21中任一项记载的工序的构造体暴露在水蒸气和有机硅化合物的混合气体中的工序。
全文摘要
简化中空的硅系列构造体的制造工序。硅系列构造体的制造装置是在硅基板上形成氧化硅层，加工将该氧化硅层用硅层覆盖的试料，从而制造中空的硅系列构造体的装置。该装置具备第一气体供给部(20、21)、第二气体供给部(30、31)、浸蚀反应室(10)、选择连通机构(23～26、34、35)和气体排出机构(42)。第一气体浸蚀硅。第二气体浸蚀氧化硅却几乎不浸蚀硅。选择连通机构(23～26、34、35)有选择性地使浸蚀反应室(10)与第一气体供给部(20、21)和第二气体供给部(30、31)中的任一个连通。气体排出机构(42)将浸蚀反应室(10)内的气体排出。
文档编号B81C1/00GK1484611SQ02803651
公开日2004年3月24日 申请日期2002年3月22日 优先权日2001年3月29日
发明者岛冈敬一, 坂田二郎, 水野隆教, 奥田胜治, 松井正行, 铃木泰彦, 彦, 教, 治, 行, 郎 申请人:株式会社丰田中央研究所