以下、本発明の実施の形態について図面を� ��照して説明する。
 図1は、本発明の製造方法により製造される センサの一例であるピエゾ抵抗型の加速度セ ンサの平面図であり、図2は図1に示されるセ� ��サのI-I線における断面図、図3は図1に示さ� �るセンサのII-II線における断面図、図4は図1� ��示されるセンサのIII-III線における断面図で ある。図1~図4において、センサ1は、センサ� �体2と、このセンサ本体2に接合された支持基 板3とを有している。センサ本体2は、酸化シ� ��コン層13をシリコン層12(活性層シリコン)と� ��リコン層14(基板シリコン)で挟持した3層構� �を有するSOI(Silicon On Insulator)基板11からなる 。図5は図1に示されるセンサ1の斜視図、図6� �図1に示されるセンサ1の酸化シリコン層13と� ��リコン層14(基板シリコン)を離間させ、支持 基板3とシリコン層14(基板シリコン)を離間さ� ��た状態を示す斜視図である。

 図1~図6に示されるように、センサ本体2を 構成するシリコン層12(活性層シリコン)は、� �接合部21と、この錘接合部21を支持するため� ��4本の梁22と、枠部23と、各梁22と枠部23で囲� ��れた4箇所の窓部24とを備えている。また、4 本の梁22には、ピエゾ抵抗素子28が配設され� �いる。すなわち、X軸方向の外力を検出する4 個のピエゾ抵抗素子28xと、Y軸方向の外力を� �出する4個のピエゾ抵抗素子28yと、Z軸方向の 外力を検出する4個のピエゾ抵抗素子28zが配� �されている。

 また、センサ本体2を構成するシリコン層14( 基板シリコン)は、錘25と、この錘25の周囲に� ��口部27を介して位置する枠部26とを備えてい る。錘25は、その厚みが枠部26よりも薄いも� �であり、基部25Aと、この基部25Aから十字型� �梁22の間(窓部24)方向に突出している4個の突� ��部25Bからなる。そして、錘25の基部25Aは、� �化シリコン層13を介してシリコン層12(活性層 シリコン)の錘接合部21に接合されている。
 上述のようなセンサ1は、4本の梁22で支持さ れた錘25に、X軸、Y軸、あるいは、Z軸(図1参� �)方向に外力が作用すると、錘25に変位が生� �る。この変位により、梁22に撓みが生じて、 錘25に作用した外力がピエゾ素子28により検� �される。

 図7は、本発明の製造方法の一例を示す工程 図であり、上述のセンサ1のセンサ本体2の製� ��を例としたものである。尚、図7は、図3に� �した断面形状に相当する部位を示している� �
 図7において、シリコン層12(活性層シリコン )、酸化シリコン層13、シリコン層14(基板シリ コン)の3層構造を有するSOIウェーハ11″に多� �付けで加工が行われる。まず、各面付け毎� �、錘接合部21、梁22、枠部23を形成するため� �溝部16をシリコン層12(活性層シリコン)に形� �し、また、錘25の厚みを設定するための凹部 17をシリコン層14(基板シリコン)に形成する(� �7(A))。この溝部16、凹部17の形成は、例えば� �マスクパターンを介して、プラズマを利用� �たドライエッチング法であるDRIE(Deep Reactive� �Ion Etching)法により行うことができる。また� ��サンドブラスト法、ウエットエッチング法� ��フェムト秒レーザ法により溝部16、凹部17を 形成することもできる。

 次に、各面付け毎に、SOIウェーハ11″の� �リコン層14(基板シリコン)側(凹部17側)からマ スクパターン31を介して酸化シリコン層13が� �出するまで開口部27を穿設して錘25(基部25A、 突出部25B)と枠部26を形成する(図7(B))。その後 、開口部27と溝部16とに露出する酸化シリコ� �層13を除去する(図7(C))。これによりセンサ本 体2が得られる。開口部27の形成は、マスクパ ターン31を介してDRIE法により行うことができ る。また、酸化シリコン層13の除去は、例え� ��、反応性ガスによるドライエッチングによ� ��行うことができる。マスクパターン31の形� �方法には特に制限はなく、例えば、感光性� �ジストを用いてフォトリソグラフィーによ� �形成する方法、樹脂層や金属層を配設し、� �れにレーザ描画により直接パターニングす� �方法等を用いることができる。

 本発明の製造方法では、このシリコン層1 4(基板シリコン)側からのマスクパターン31を� ��したDRIE法による開口部27の穿設において、� ��発明のマスクパターンの補正方法によって� ��ーパー補正とチルト補正を行ったマスクパ� ��ーン31を使用するものである。これについ� �、以下に説明する。

 まず、本発明のマスクパターンの補正方� ��におけるテーパー補正をセンサ1の製造方法 を例として説明する。図8は、図7(B)に示され� ��開口部27を形成した状態のシリコン層14(基� �シリコン)側からの平面図であり、図9は、図 8のIV-IV線における断面図である。但し、図8� �はマスクパターン31は図示していない。図9� �示されるように、通常、DRIE法により穿設さ� ��た開口部27は、酸化シリコン層13側に広がる テーパー形状となる(尚、図2~図7では、便宜� �にテーパーは図示していない)。すなわち、� ��ッチング開始面の開口幅a(マスクパターン31 の開口の幅)よりも、エッチングされた部位� �奥部の開口幅b(酸化シリコン層13が露出する� ��の幅)の方が大きくなる。したがって、錘を マスクパターンの設計通りに精密に形成する ことが困難となる。このテーパーの程度は、 SOIウェーハ11″の面内でのエッチング速度の� ��布により、SOIウェーハ11″の中央に向って� �きくなる傾向にあり、エッチングに使用す� �装置、条件設定やSOIウェーハ11″の厚みによ って固有のものとなる。

 このため、本発明では、テーパーの発生自� ��は許容するものの、エッチングされた部位� ��奥部の開口幅(酸化シリコン層13が露出する� ��の幅)が設計値(図9では、マスクパターン31� �開口幅a)となるように、マスクパターン31の� ��口幅を狭く設定(図9にa″として示す)してテ ーパー補正とする。すなわち、まず、エッチ ングに使用する装置、設定された条件におい て、テーパー補正を行う前の設計値通りのマ スクパターンを使用してエッチングを行い、 SOIウェーハ11″面内に発生するテーパーの拡� ��り寸法(図9に示される幅bと開口幅aの差(b-a)) の分布を測定する。図10は、このように測定� ��れた拡がり寸法分布の例を示す図であり、S OIウェーハ11″(厚み625μm)の中央を原点とした X軸上のデータであり、実線はX軸方向拡がり� ��ある。図10に示されるように、テーパーの� �がり寸法(b-a)は、SOIウェーハ11″の中央を頂� ��とした二次曲線(Y=AX ² +B)で表され、例えば、図10に示される二次曲� ��はY=-0.00532・X ² +106となる。そして、SOIウェーハ11″の中央か ら距離rの位置でのマスクパターンの開口幅� �狭くする補正量t(図9参照)は、下記の式(1)で� ��られる。
      t=(b-a)/2=(Ar ² +B)/2    ・・・ 式(1)
 ここで、補正量tは、マスクパターン31の開� ��中心31a両側に設けられている。

 したがって、図11(A)に示すように、SOIウェ� �ハ11″の中央P ₀ と、SOIウェーハ11″の中央からrの距離にある 点Pでの開口幅を狭くするテーパー補正は、� �れぞれ図11(B)、図11(C)に示されるようになる� ��図11(B)、図11(C)はマスクパターン31の開口パ� ��ーンを示す図面であり、開口パターンには� ��線を付している。このマスクパターン31は� �回廊形状の開口36と、この開口36から内側方� ��に突出した4本の開口32からなっている。図1 1(B)に示すように、SOIウェーハ11″の中央P ₀ では、設計値へのテーパー補正量はt ₀ =B/2となり、この点P ₀ では、テーパーの広がり寸法が最も大きいた め、マスクパターン31の開口32、36の幅は最も 狭いものとなる。一方、図11(C)に示すように� ��点Pでは、設計値へのテーパー補正量はt=(Ar ² +B)/2となる。
 尚、テーパーの拡がり寸法(b-a)は、マスク� �法の設計値をエッチング開始面の開口幅aと� ��、エッチングされた部位の奥部を金属顕微� ��により撮像して測長した実測値を開口幅bと して求める。

 次に、本発明のマスクパターンの補正方法� ��おけるチルト補正をセンサ1の製造方法を例 として説明する。図12は、図8のV-V線における 断面図である。図12に示されるように、通常� ��DRIE法により穿設された開口部27は、エッチ� ��グ開始面の開口(マスクパターン31の開口部) の中心に対して、エッチングされた部位の奥 部の開口(酸化シリコン層13が露出する面)の� �心がSOIウェーハ11″の周辺方向にずれるチル トを生じる(尚、図2~図7では、便宜的にチル� �は図示していない)。このようなチルトが発� ��すると、錘の重心が設計値からずれること� ��なる。例えば、図13(A)に示すように、チル� �が発生していない場合には、錘接合部21と錘 25との接合位置、および、錘25の重心Gは、共� ��錘接合部21を支持する2本の梁22の長さを等� �くするための設計値(2点鎖線L ₁ ,L ₂ で示す)通りの位置にある。しかし、チルト� �発生すると、図13(B)に示すように、錘25の接� ��位置、および、錘25の重心Gが共に設計値(2� �鎖線L ₁ ,L ₂ で示す)から外れ、錘接合部21を支持する2本� �梁22の長さが異なることになる。このチルト の程度(チルト寸法c(図12参照))は、SOIウェー� �11″の周辺方向に向って大きくなる傾向にあ り、エッチングに使用する装置、条件設定や SOIウェーハ11″の厚み等によって固有のもの� ��なる。

 このため、本発明では、チルトの発生自体� ��許容するものの、図13(C)に示されるように� �錘25の接合位置は設計値(2点鎖線L ₁ で示す)から外れるが、錘25の重心Gは設計値(2 点鎖線L ₂ で示す)上に来るようにする50%補正(補正量=C/2 )と、図13(D)に示されるように、錘25の重心Gは 設計値(2点鎖線L ₂ で示す)から外れるが、錘25の接合位置は設計 値(2点鎖線L ₁ で示す)上に来るようにする100%補正(補正量=C) とを組み合わせてマスクパターン31を補正す� ��。図14はマスクパターン31の開口パターンを 示す図面であり、開口パターンには斜線を付 している。このマスクパターン31は、回廊形� ��の開口36と、この開口36から内側方向に突出 した4本の開口32からなっている。開口32は錘2 5を構成する4個の突出部25Bを分離するための� ��口部27を穿設するとともに、錘25を構成する 基部25Aの錘接合部21への接合位置を決定する� ��のである。したがって、梁22の長さも開口32 によって決定される。このため、錘接合部21� ��支持する4本の梁22の長さを同等とするため� ��、マスクパターン31に太線で示した32a、32b� �部位では上記の100%補正を行う。また、マス� ��パターン31の他の部位では、上記の50%補正� �行う。

 この場合、まず、エッチングに使用する装� ��、設定された条件において、チルト補正を� ��う前の設計値通りのマスクパターンを使用� ��てエッチングを行い、SOIウェーハ11″面内� �発生するチルト寸法c(図12参照)の分布を測定 する。
 図15は、このように測定されたチルト寸法c� ��分布の例を示す図であり、SOIウェーハ11″(� ��み625μm)の中央を原点としたX軸上のデータ� �ある。このチルト寸法cの分布を、図15に示� �ように、SOIウェーハ11″の中央を通る直線(Y= kX)で近似すると、この直線はY=0.17Xとなり、k= 0.17となる。そして、SOIウェーハ11″の中央か ら位置ベクトルr(座標(x,y))でのマスクパター� ��の開口幅の補正量Cは、X軸方向の補正量C _x 、Y軸方向の補正量C _y として、下記の式(2-1)、式(2-2)で得られる。
           C _x =kx     ・・・ 式(2-1)
           C _y =ky     ・・・ 式(2-2)

 また、図15に示されるチルト寸法cの分布を� ��図16に示すように、SOIウェーハ11″の中央を 通る二次曲線(Y=k ₁ X ² +k ₂ X)で近似すると、この二次曲線はY=0.0012X ² +0.080Xとなり、k ₁ =0.0012、k ₂ =0.080となる。そして、SOIウェーハ11″の中央� ��ら位置ベクトルr(座標(x,y))でのマスクパタ� �ンの開口幅の補正量Cは、X軸方向の補正量Cx� ��Y軸方向の補正量Cyとして、下記の式(3-1)、� �(3-2)で得られる。尚、図15に示されるチルト� ��法cの分布は、直交座標で考えると三次曲線 にみえるが、曲座標系で考えると二次曲線と なり、SOIウェーハ11″の中心からの距離の二� ��関数で表現できる。
      C _x =k ₁ (x ² +y ² ) ^1/2 ・x+k ₂ ・x     ・・・ 式(3-1)
      C _y =k ₁ (x ² +y ² ) ^1/2 ・y+k ₂ ・y     ・・・ 式(3-2)

 したがって、図17(A)に示すように、SOIウェ� �ハ11″の中央P0と、SOIウェーハ11″の中央か� �rの距離にある点P(座標(x,y))でのチルト補正� �、それぞれ図17(B)、図17(C)に示されるように� ��る。図17(B)、図17(C)はマスクパターン31の開� ��パターンを示す図面であり、開口パターン� ��は斜線を付している。このマスクパターン3 1は、回廊形状の開口36と、この開口36から内� ��方向に突出した4本の開口32からなっている� ��図17(B)に示すように、SOIウェーハ11″の中央 P0では、チルトは発生しないので、チルト補� ��は不要(C _x =0、C _y =0)となり、設計値とおりとなる。一方、点P(� ��標(x,y))では、設計値へのチルト補正量は上� ��の式(2-1)、式(2-2)、あるいは、上記の式(3-1)� ��式(3-2)から設定され、また、図14に示したよ うに、マスクパターン31に太線で示した32a、3 2bの部位では100%補正(C _x 、C _y )を行い、マスクパターン31の他の部位では50% 補正(C _x /2、C _y /2)を行う。このため、マスクパターン31の開� ��32、36は、図17(C)に示すような形状となる。� ��17(C)に鎖線で示されるのは、設計値の開口� �ターン(中央P ₀ での開口パターン)である。

 尚、チルト寸法cは、予めウェーハの貫通側 (エッチング開始面とは反対側の部位)に、貫� ��穴よりも直径が大きく浅い(例えば、深さ1μ m)穴を形成しておき、この浅い穴の中心とマ� ��ク開口部の中心を一致させた状態でウェー� ��をエッチングして開口部を穿設し、エッチ� ��グされた部位の奥部(貫通側)を金属顕微鏡� �より撮像して、浅い穴との中心ズレを測定� �て求める。また、チルト寸法cの分布を、直� ��(Y=kX)で近似するか、あるいは、二次曲線(Y=k ₁ X ² +k ₂ X)で近似するかの選択は、チルト寸法cの分布 から適宜判断することができる。但し、チル ト寸法cの分布に二次曲線的傾向がみられる� �合には、二次曲線(Y=k ₁ X ² +k ₂ X)で近似することにより、より正確なチルト� ��正量を得ることができる。

 上述のような本発明のテーパー補正とチル� ��補正を施したマスクパターンについて説明� ��る。
 図17(A)に示されるSOIウェーハ11″の中央P ₀ (座標(0,0))では、テーパー補正のみがなされ� �チルト補正は不要となり、SOIウェーハ11″の 中央からrの距離にある点P(座標(x,y))では、テ ーパー補正とチルト補正がなされる。この点 P(座標(x,y))でのマスクパターン31の各部位で� �テーパー補正とチルト補正を図18で更に詳し く説明する。点P(座標(x,y))に位置するマスク� ��ターン31では、X軸方向、Y軸方向による違い 、50%チルト補正と100%チルト補正を行う部位� �違いによって、図18に示したP1~P8の8種の部位 が設定され、それぞれに応じてテーパー補正 、チルト補正が施される。このうち、P1~P4で� ��100%チルト補正がなされ、P5~P8では50%チルト� ��正がなされる。すなわち、P1~P8の補正量h ₁ ~h ₈ は、以下のようになる。

    P1    h ₁ = t-C _x = (Ar ² +B)/2-kx
    P2    h ₂ = t-C _y = (Ar ² +B)/2-ky
    P3    h ₃ =-t-C _x =-(Ar ² +B)/2-kx
    P4    h ₄ =-t-C _y =-(Ar ² +B)/2-ky
    P5    h ₅ = t-C _x /2= (Ar ² +B)/2-kx/2
    P6    h ₆ = t-C _y /2= (Ar ² +B)/2-ky/2
    P7    h ₇ =-t-C _x /2=-(Ar ² +B)/2-kx/2
    P8    h ₈ =-t-C _y /2=-(Ar ² +B)/2-ky/2

 尚、(1)~(8)の補正量h ₁ ~h ₈ が正の場合にはX軸あるいはY軸の正方向への� ��正、補正量h ₁ ~h ₈ が負の場合にはX軸あるいはY軸の負方向への� ��正となる。
 本発明は上述の実施形態に限定されるもの� ��はなく、例えば、マスクパターン31は、上� �の実施形態ではSOIウェーハ11″のシリコン層 14(基板シリコン)上に形成されているが、所� �の開口を有するメタルマスク等をシリコン� �14(基板シリコン)に近接して配設することに� ��りマスクパターン31としてもよい。
 また、上述の実施形態では、ピエゾ抵抗型� ��加速度センサを例として説明したが、本発� ��は、静電容量型の加速度センサ、角速度セ� ��サにおいても同様に適用可能である。
 また、本発明のマスクパターンの補正方法� ��、上述の実施形態ではSOIウェーハを被エッ� ��ング体として説明したが、シリコンウェー� ��、金属基板等、ドライエッチングによる加� ��を施すことのできる全ての被エッチング体� ��おいて適用可能である。