JPH07241088A - Fabrication of micromachine - Google Patents

Fabrication of micromachine

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JPH07241088A
JPH07241088A JP6300844A JP30084494A JPH07241088A JP H07241088 A JPH07241088 A JP H07241088A JP 6300844 A JP6300844 A JP 6300844A JP 30084494 A JP30084494 A JP 30084494A JP H07241088 A JPH07241088 A JP H07241088A
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JP
Japan
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layer
substance
single crystal
manufacturing
micromachine
Prior art date
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Pending
Application number
JP6300844A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Shindo
晶弘 進藤
Toshibumi Asakawa
俊文 浅川
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MegaChips Corp
Original Assignee
MegaChips Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by MegaChips Corp filed Critical MegaChips Corp
Priority to JP6300844A priority Critical patent/JPH07241088A/en
Publication of JPH07241088A publication Critical patent/JPH07241088A/en
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Abstract

PURPOSE:To fabricate a micromachine having intricate structure equipped with a member of single crystal material easily with high accuracy. CONSTITUTION:A single crystal Si substrate 1102 having the (100) face directing upward is irradiated, on the uppermost layer 1104 thereof, with an Ne atom flow from a plurality of specified directions thus converting the crystal orientation of the uppermost layer 1104 such that the (111) face directs upward. Anisotropic etching is then effected from the bottom face of the substrate 1102 using a mask material 1106 to make a V-groove 1112. In this regard, the uppermost layer 1104 serves as an etching stopper. Consequently, a micromachine having a single crystal diaphragm of arranged thickness can be fabricated easily. This method fabricates a micromachine having an intricate member, e.g. a diaphragm composed of a single crystal material, easily without relying upon bonding.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、マイクロマシンおよ
びその製造方法に関し、特に特定の部材に単結晶層また
は軸配向多結晶層を有することによるマイクロマシンの
特性の改良、およびその製造を容易かつ高精度で行うこ
とを可能にする製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micromachine and a method for manufacturing the same, and more particularly, to improve the characteristics of the micromachine by having a single crystal layer or an axially oriented polycrystalline layer in a specific member, and to easily and highly accurately manufacture the same. The present invention relates to a manufacturing method capable of being performed in.

【０００２】[0002]

【従来の技術】マイクロマシンは、代表的にはマイクロ
・メートルないしそれ以下の微小な大きさで機械的な運
動機構を有する装置であり、マスクパターンの転写など
による半導体ウェハへの一括形成を主内容とする半導体
技術の転用によって、その試作が行われている。2. Description of the Related Art A micromachine is a device having a mechanical movement mechanism with a micro size of typically micrometer or less, and its main purpose is to collectively form a mask pattern on a semiconductor wafer. Prototyping is being carried out by diverting the semiconductor technology.

【０００３】＜１．可動部を有するマイクロマシン＞図
７７は、従来の方法で製造された静電モータの断面構造
を示す正面断面図である。この静電モータ２０００で
は、単結晶Ｓｉ基板２００２の上に窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4
膜）２００４が形成されており、この窒化膜２００４の
上に、多結晶Ｓｉで構成される回転軸２０１４と固定子
２０１０とが固定的に形成されており、更に同じく多結
晶Ｓｉで構成されるリング状の回転子２００８が回転軸
２０１４に遊びを持って係止されている。このため、回
転子２００８は回転軸２０１４を軸として回転し得る。<1. Micromachine Having Movable Part> FIG. 77 is a front sectional view showing a sectional structure of an electrostatic motor manufactured by a conventional method. In this electrostatic motor 2000, a nitride film (Si 3 N 4) is formed on the single crystal Si substrate 2002.
A film) 2004 is formed, and a rotary shaft 2014 and a stator 2010 made of polycrystalline Si are fixedly formed on the nitride film 2004, and also made of polycrystalline Si. A ring-shaped rotor 2008 is locked to the rotary shaft 2014 with play. Therefore, the rotor 2008 can rotate about the rotation shaft 2014.

【０００４】また、固定子２０１０は、互いに電気的に
分離された複数の部材が、回転子２００８の周囲を所定
の間隙をもって取り囲むように放射状に配置されてな
る。固定子のこれらの部材には互いに位相のずれた交番
電圧が個別に付与される。その結果、回転子との間に静
電的な引力または斥力が生成され、しかもこれらの力の
担い手が各部材間を順次移動する。それにともなって回
転子が回転運動を行う。回転子の直径、および厚さは、
それぞれ100 μｍ、および2.5 μｍであると報告されて
いる。The stator 2010 is formed by radially arranging a plurality of members electrically isolated from each other so as to surround the rotor 2008 with a predetermined gap. Alternating voltages that are out of phase with each other are applied individually to these members of the stator. As a result, an electrostatic attractive force or repulsive force is generated between the rotor and the rotor, and the bearers of these forces sequentially move between the members. Along with that, the rotor makes a rotary motion. The diameter and thickness of the rotor are
It is reported to be 100 μm and 2.5 μm, respectively.

【０００５】図７８は、この静電モータ２０００の製造
方法におけるある段階を示す工程図である。静電モータ
２０００を製造するには、回転子２００８、固定子２０
１０、回転軸２０１４および下地をなす窒化膜２００４
を互いに分離し、かつそれらの間に間隙を形成するため
に、犠牲層の形成とそのエッチングという技術が用いら
れる。すなわち、静電モータ２０００を製造するには、
まず窒化膜２００４の上面にＳｉＯ2 の層を一旦形成
し、かつこれを選択的に除去することにより、間隙に相
当する空間を選択的に埋め尽くすように最初の犠牲層２
００６を形成する。その上にＣＶＤ（化学気相成長法）
などによって多結晶Ｓｉの層を積み上げる。その後、こ
の多結晶Ｓｉ層を選択的に除去することによって回転子
２００８および固定子２０１０の形状に成型する。更
に、新たに犠牲層２０１２を形成し、その上に多結晶Ｓ
ｉ層を新たに積み上げた後、この多結晶Ｓｉ層を選択的
に除去して回転軸２０１４の形状に成型する。最後に、
２つの犠牲層をエッチングによって全て除去することに
よって、図７７に示した静電モータ２０００が完成す
る。FIG. 78 is a process drawing showing a certain stage in the method of manufacturing the electrostatic motor 2000. To manufacture the electrostatic motor 2000, the rotor 2008 and the stator 20 are used.
10, rotating shaft 2014 and underlying nitride film 2004
A technique of forming a sacrificial layer and etching it is used to separate the layers from each other and form a gap therebetween. That is, to manufacture the electrostatic motor 2000,
First, a layer of SiO 2 is once formed on the upper surface of the nitride film 2004 and is selectively removed, so that the space corresponding to the gap is selectively filled up.
006 is formed. CVD (Chemical Vapor Deposition) on it
A layer of polycrystalline Si is stacked by, for example, Then, the polycrystalline Si layer is selectively removed to form the rotor 2008 and the stator 2010. Further, a sacrifice layer 2012 is newly formed, and polycrystalline S is formed on the sacrifice layer 2012.
After the i layer is newly stacked, this polycrystalline Si layer is selectively removed and molded into the shape of the rotating shaft 2014. Finally,
The electrostatic motor 2000 shown in FIG. 77 is completed by removing all the two sacrificial layers by etching.

【０００６】＜２．変形部を有するマイクロマシン＞図
７９は、従来の方法で製造された静電リニア・アクチュ
エータの平面図である。このアクチュエータ２０３０で
は、単結晶Ｓｉ基板２０３２の上に多結晶Ｓｉで構成さ
れる固定電極２０４０と同じく多結晶Ｓｉで構成される
可動部２０３６が形成されている。櫛の歯状の固定電極
２０４０はその付け根部分において単結晶Ｓｉ基板２０
３２の上に固定され、櫛の歯上の突起部は単結晶Ｓｉ基
板２０３２から浮き上がっている。また、可動部２０３
６は、支持部２０３４においてのみ単結晶Ｓｉ基板２０
３２に固定され、他の部分はすべて単結晶Ｓｉ基板２０
３２から浮き上がっている。可動部２０３６は、櫛の歯
状の先端部２０３８を有しており、この先端部２０３８
は固定電極２０４０と接触することなく互いに噛み合っ
ている。<2. Micromachine Having Deformation Part> FIG. 79 is a plan view of an electrostatic linear actuator manufactured by a conventional method. In this actuator 2030, a fixed electrode 2040 made of polycrystalline Si and a movable portion 2036 made of polycrystalline Si are formed on a single crystal Si substrate 2032. The comb-teeth-shaped fixed electrode 2040 has a single-crystal Si substrate 20 at its root.
The protrusions on the teeth of the comb are fixed above 32 and are raised from the single crystal Si substrate 2032. In addition, the movable portion 203
6 is a single crystal Si substrate 20 only in the supporting portion 2034.
Fixed to 32, all other parts are single crystal Si substrate 20.
It rises from 32. The movable portion 2036 has a comb tooth-shaped tip portion 2038.
Mesh with each other without contacting the fixed electrode 2040.

【０００７】固定電極２０４０に電圧が印加されること
により、先端部２０３８との間に静電的な引力または斥
力が作用し、それにともなって先端部２０３８が水平面
内で直進的に変位する。このとき、先端部２０３８と支
持部２０３４との間を連結する部材は、先端部２０３８
の変位に対する復原力の源となる弾性部材であり、先端
部２０３８が変位するのにともなって弾性的に変形す
る。When a voltage is applied to the fixed electrode 2040, an electrostatic attractive force or repulsive force acts between the fixed electrode 2040 and the tip portion 2038, and accordingly, the tip portion 2038 is linearly displaced in the horizontal plane. At this time, the member connecting the tip portion 2038 and the support portion 2034 is the tip portion 2038.
Is an elastic member that is a source of a restoring force for the displacement, and is elastically deformed as the tip portion 2038 is displaced.

【０００８】このアクチュエータ２０３０を製造する方
法においても、静電モータ２０００の製造方法と同様
に、犠牲層の形成及びエッチングによる除去という工程
が用いられる。すなわち、まず単結晶Ｓｉ基板２０３２
の上に犠牲層を形成し、その上に多結晶Ｓｉ層を形成す
る。その後、多結晶Ｓｉ層を選択的に除去することによ
り、可動部２０３６および固定電極２０４０の形状に成
型する。最後に、犠牲層をすべてエッチングにより除去
することによって、アクチュエータ２０３０が完成す
る。Also in the method of manufacturing the actuator 2030, as in the method of manufacturing the electrostatic motor 2000, the steps of forming the sacrificial layer and removing it by etching are used. That is, first, the single crystal Si substrate 2032
A sacrificial layer is formed on the above, and a polycrystalline Si layer is formed thereon. After that, the polycrystalline Si layer is selectively removed to form the movable portion 2036 and the fixed electrode 2040. Finally, the actuator 2030 is completed by removing all the sacrificial layers by etching.

【０００９】＜３．空洞を有するマイクロマシン＞図８
０は、従来の方法で製造された圧力センサの一部を示す
断面斜視図である。この圧力センサ２１００では、溝を
有する下部ハウジング２１０２および上部ハウジング２
１０４が互いに接合されることによって内部に空洞２１
０６を規定する中空容器が構成されている。この空洞２
１０６には板状の振動子２１０８が挿入されている。こ
れらの下部ハウジング２１０２、上部ハウジング２１０
４、および振動子２１０８は何れも単結晶Ｓｉで構成さ
れる。<3. Micromachine with cavity> FIG. 8
0 is a cross-sectional perspective view showing a part of a pressure sensor manufactured by a conventional method. In this pressure sensor 2100, a lower housing 2102 and an upper housing 2 each having a groove are provided.
A cavity 21 is formed inside by joining 104 to each other.
A hollow container defining 06 is constructed. This cavity 2
A plate-shaped vibrator 2108 is inserted in 106. These lower housing 2102 and upper housing 210
4 and the vibrator 2108 are both made of single crystal Si.

【００１０】振動子２１０８は、その端部のみが空洞２
１０６を規定する内壁に接触することによって中空容器
に支持され、他の部分はすべて内壁から間隙を保ってい
る。このため、外部から静止磁場と振動電流とを印加す
ることによって振動子２１０８に固有振動を励起するこ
とができる。下部ハウジング２１０２は、測定すべき圧
力が印加されるダイヤフラム（図示しない）に連結して
いる。ダイヤフラムに圧力が印加されるとダイヤフラム
は変形し、それにともない振動子２１０８も変形する。
振動子２１０８が変形すると、その変形の度合いに応じ
て固有振動数が偏位する。この固有振動数の偏位を検知
することによって、圧力の大きさが計測される。この圧
力センサ２１００では、各部材２１０２、２１０４、お
よび２１０８がいずれも単結晶Ｓｉで構成されるので、
弾性限度、強度等に優れるとともに、特性が均一であ
る。このため、これらの部材に大きな変形を付与するこ
とが可能であるとともに、信頼性の高い圧力センサが実
現するという利点がある。The vibrator 2108 has a cavity 2 only at its end.
It is supported by the hollow container by contacting the inner wall defining 106, all other parts being spaced from the inner wall. Therefore, the natural vibration can be excited in the vibrator 2108 by applying a static magnetic field and an oscillating current from the outside. The lower housing 2102 is connected to a diaphragm (not shown) to which the pressure to be measured is applied. When pressure is applied to the diaphragm, the diaphragm deforms, and the vibrator 2108 also deforms accordingly.
When the vibrator 2108 deforms, the natural frequency deviates according to the degree of the deformation. The magnitude of the pressure is measured by detecting the deviation of the natural frequency. In this pressure sensor 2100, each of the members 2102, 2104, and 2108 is made of single crystal Si,
It has excellent elasticity and strength, and has uniform properties. Therefore, there is an advantage that a large deformation can be given to these members and a highly reliable pressure sensor is realized.

【００１１】この圧力センサ２１００を製造するには、
上述のように接合（「張り合わせ」とも称する）という
手法が用いられる。すなわち、溝を有する２つのハウジ
ング２１０２、２１０４と振動子２１０８とを単結晶Ｓ
ｉでそれぞれ別個に形成した後に、振動子２１０８を溝
に挿入しつつ２つのハウジング２１０２、２１０４を接
合面２１１０において互いに接合する。接合の工程は真
空中で実行されるので、空洞２１０６は装置の完成後も
真空状態に保たれる。In order to manufacture this pressure sensor 2100,
As described above, a technique called joining (also called “bonding”) is used. That is, the two housings 2102 and 2104 having the groove and the vibrator 2108 are made of single crystal S.
After being formed separately by i, the two housings 2102 and 2104 are joined to each other at the joining surface 2110 while inserting the vibrator 2108 into the groove. Since the bonding process is performed in a vacuum, the cavity 2106 is kept in a vacuum state even after the completion of the device.

【００１２】＜４．ダイヤフラムを有するマイクロマシ
ン＞図８１は、従来の方法で製造されたもう１つの圧力
センサの正面図である。この圧力センサ２２００の製造
においても、単結晶Ｓｉの接合が用いられる。すなわ
ち、単結晶Ｓｉ基板２２０２の上にエッチングによりＶ
字型の溝を形成した後、同じく単結晶Ｓｉで構成される
薄型基板２２０６を接合面２２０８において接合する。
その後、エッチングを更に進めることにより、基板２２
０２の底面に開口するまでＶ字型の溝を拡張する。エッ
チングには、特定の結晶面を選択的にエッチングするエ
ッチャントが用いられている。<4. Micromachine with Diaphragm> FIG. 81 is a front view of another pressure sensor manufactured by a conventional method. Also in the manufacture of this pressure sensor 2200, the joining of single crystal Si is used. That is, V is formed on the single crystal Si substrate 2202 by etching.
After forming the V-shaped groove, the thin substrate 2206 also made of single crystal Si is bonded at the bonding surface 2208.
After that, by further performing etching, the substrate 22
Expand the V-shaped groove until it opens at the bottom of 02. For etching, an etchant that selectively etches a specific crystal plane is used.

【００１３】薄型基板２２０６において、溝２２０４の
上部を覆う部分２２１２は、測定すべき圧力が印加され
るダイヤフラムとして機能する。圧力が付与されること
によってダイヤフラム２２１２は弾性的に変形する。こ
の弾性変形にともなう歪が最も大きい部位、すなわちダ
イヤフラム２２１２の固定端近傍に、歪ゲージとして機
能するピエゾ抵抗素子２２１０が形成されている。この
ピエゾ抵抗素子２２１０は、ダイヤフラム２２１２の上
面の特定部位に不純物イオンを選択的に注入することに
より形成される。この圧力センサ２２００では、ピエゾ
抵抗素子２２１０における電気抵抗の変化量を通じて圧
力の大きさを計測する。この圧力センサ２２００では、
ダイヤフラム２２１２が単結晶Ｓｉで構成されるので、
このダイヤフラム２２１２に大きな弾性変形を付与する
ことが可能であるという利点がある。In the thin substrate 2206, the portion 2212 that covers the upper portion of the groove 2204 functions as a diaphragm to which the pressure to be measured is applied. The diaphragm 2212 elastically deforms when pressure is applied. A piezoresistive element 2210 functioning as a strain gauge is formed near the fixed end of the diaphragm 2212 where the strain associated with this elastic deformation is the largest. The piezoresistive element 2210 is formed by selectively implanting impurity ions into a specific portion on the upper surface of the diaphragm 2212. In this pressure sensor 2200, the magnitude of pressure is measured through the amount of change in electric resistance in the piezoresistive element 2210. In this pressure sensor 2200,
Since the diaphragm 2212 is made of single crystal Si,
There is an advantage that a large elastic deformation can be applied to this diaphragm 2212.

【００１４】＜５．絶縁層の上に素子を形成したマイク
ロマシン＞図８２は、従来の方法で製造された更に別の
圧力センサの正面図である。この圧力センサ２２３０の
製造においても、単結晶Ｓｉの接合が用いられる。すな
わち、溝の上にダイヤフラム２２３４を有する単結晶Ｓ
ｉ基板２２３２の上に、まずＳｉＯ2 の絶縁膜２２３６
を形成する。つぎに、この絶縁膜２２３６の上に、単結
晶Ｓｉ薄膜を接合する。この単結晶Ｓｉ薄膜には、あら
かじめｐ型不純物が選択的に導入されることにより、歪
ゲージとして機能するｐ型Ｓｉのピエゾ抵抗素子２２３
８が形成されている。接合が完了した後、単結晶Ｓｉ薄
膜にエッチング処理を施すことによって、ｐ型Ｓｉの部
分を残して他の部分を選択的に除去する。このとき、Ｓ
ｉ酸化物（ＳｉＯ2 ）および不純物を多量に含むＳｉ
は、不純物の少ないＳｉに比べてエッチング速度（エッ
チ・レート）が低いという性質が利用される。その結
果、ＳｉＯ2 の絶縁膜２２３６の上にはピエゾ抵抗素子
２２３８のみが残る。その後、金属の配線層２２４０を
絶縁膜２２３６の上に選択的に形成することによって、
圧力センサ２２３０が完成する。<5. Micromachine with Element Formed on Insulating Layer> FIG. 82 is a front view of still another pressure sensor manufactured by a conventional method. Also in the manufacture of this pressure sensor 2230, the joining of single crystal Si is used. That is, the single crystal S having the diaphragm 2234 on the groove
First, an insulating film 2236 of SiO 2 is formed on the i substrate 2232.
To form. Next, a single crystal Si thin film is bonded onto this insulating film 2236. A p-type Si piezoresistive element 223 functioning as a strain gauge is prepared by selectively introducing p-type impurities into the single crystal Si thin film in advance.
8 is formed. After the joining is completed, the single crystal Si thin film is subjected to an etching treatment to selectively remove the other parts while leaving the p-type Si part. At this time, S
Si containing a large amount of i oxide (SiO 2 ) and impurities
Uses the property that the etching rate is lower than that of Si containing less impurities. As a result, only the piezoresistive element 2238 remains on the SiO 2 insulating film 2236. After that, by selectively forming a metal wiring layer 2240 on the insulating film 2236,
The pressure sensor 2230 is completed.

【００１５】測定すべき圧力が付与されることによって
ダイヤフラム２２２４が弾性的に変形し、この弾性変形
にともなう歪がピエゾ抵抗素子２２３８の電気抵抗に変
化をもたらす。この電気抵抗の変化量を通じて圧力の大
きさが計測される。When the pressure to be measured is applied, the diaphragm 2224 elastically deforms, and the strain associated with this elastic deformation causes a change in the electrical resistance of the piezoresistive element 2238. The magnitude of the pressure is measured by the amount of change in the electric resistance.

【００１６】この圧力センサ２２３０では、ピエゾ抵抗
素子２２３８が絶縁膜２２３６の上に形成されることに
より、ピエゾ抵抗素子２２３８と基板２２３２との間が
電気的に絶縁されている。このため、ピエゾ抵抗素子２
２３８を流れる電流が基板２２３２へ漏洩することがな
いので、電気抵抗の変化量の測定が精度よく行われ得
る。In the pressure sensor 2230, the piezoresistive element 2238 is formed on the insulating film 2236, so that the piezoresistive element 2238 and the substrate 2232 are electrically insulated from each other. Therefore, the piezoresistive element 2
Since the current flowing through 238 does not leak to the substrate 2232, the amount of change in electric resistance can be accurately measured.

【００１７】＜６．カンチレバーを有するマイクロマシ
ン＞図８２は、従来の方法で製造された加速度センサの
斜視図である。この加速度センサ２３００では、溝２３
０８を有する単結晶Ｓｉ基板２３０２の上にＳｉＯ2 膜
２３０４が形成されており、溝２３０８の上方にはＳｉ
Ｏ2 膜２３０４の一部をなすカンチレバー（片持ち梁）
２３０６が突出している。このカンチレバー２３０６の
弾性変形の大きさを歪ゲージで捉えることによって、加
速度、あるいは振動の大きさが計測される。<6. Micromachine Having Cantilever> FIG. 82 is a perspective view of an acceleration sensor manufactured by a conventional method. In this acceleration sensor 2300, the groove 23
A SiO 2 film 2304 is formed on a single crystal Si substrate 2302 having 08, and Si is formed above the groove 2308.
Cantilever forming part of the O 2 film 2304 (cantilever)
2306 is protruding. By grasping the magnitude of elastic deformation of the cantilever 2306 with a strain gauge, the magnitude of acceleration or vibration can be measured.

【００１８】この加速度センサ２３００を製造するに
は、溝２３０８が形成される前の基板２３０２の上の全
面にＳｉＯ2 膜が形成され、その後このＳｉＯ2 膜は選
択的に除去されることによって、突出部を有するＳｉＯ
2 膜２３０４の形状に整形される。つぎに、基板２３０
２の上面に選択的にエッチング処理を施すことにより溝
２３０８が形成されるとともに、ＳｉＯ2 膜の突出部が
カンチレバーを構成する。To manufacture the acceleration sensor 2300, a SiO 2 film is formed on the entire surface of the substrate 2302 before the groove 2308 is formed, and then the SiO 2 film is selectively removed. SiO with protrusions
2 Shaped into the shape of the film 2304. Next, the substrate 230
A groove 2308 is formed by selectively performing an etching process on the upper surface of 2, and the protruding portion of the SiO 2 film constitutes a cantilever.

【００１９】[0019]

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロマシ
ン、およびその製造方法は以上のように構成されるの
で、以下に記述するような問題点を有していた。Since the conventional micromachine and the manufacturing method thereof are configured as described above, they have the following problems.

【００２０】すなわち、まず静電モータ２０００（図７
７、図７８）では、互いに擦れ合う回転子２００８およ
び回転軸２０１４が、ともに多結晶Ｓｉで構成されてい
るので、摩耗が激しく、モータとしての実用には耐えら
れないという問題点があった。これらの部材が多結晶Ｓ
ｉで構成されるのは、ＳｉＯ2 で構成される犠牲層２０
０６、２０１２の上に単結晶Ｓｉを形成する技術が存在
しなかったからである。That is, first, the electrostatic motor 2000 (see FIG.
7 and FIG. 78), since the rotor 2008 and the rotating shaft 2014 that rub against each other are both made of polycrystalline Si, there is a problem that they are severely worn and cannot be put to practical use as a motor. These members are polycrystalline S
i is composed of the sacrificial layer 20 composed of SiO 2.
This is because there was no technique for forming single crystal Si on 06 and 2012.

【００２１】また、アクチュエータ２０３０（図７９）
では、可動部２０３６が多結晶Ｓｉで構成されるため
に、弾性限度、および強度における制約から、可動部２
０３６の弾性変形の大きさに限度があった。可動部２０
３６が単結晶Ｓｉではなく多結晶Ｓｉで構成されるの
は、ＳｉＯ2 で構成される犠牲層の上にＳｉを積み上げ
ることによって可動部２０３６が形成されるためであ
る。Further, the actuator 2030 (FIG. 79)
Then, since the movable part 2036 is made of polycrystalline Si, the movable part 236 has a limit in elasticity and strength.
There was a limit to the magnitude of elastic deformation of 036. Moving part 20
36 is made of polycrystalline Si instead of single crystal Si because the movable portion 2036 is formed by stacking Si on the sacrificial layer made of SiO 2 .

【００２２】さらに、空洞を有する圧力センサ２１００
（図８０）では、いずれの部材２１０２、２１０４、２
１０８ともに、単結晶Ｓｉで構成されるので、空洞２１
０６を有し、しかも振動子２１０８が内部に収納されて
いるという複雑な構造を単結晶Ｓｉで実現するには、従
来は上述のように接合技術を用いる他なかった。このた
め、各部材を個別に製造する必要があるので製造工程が
複雑であるとともに、互いに接合されるべきそれぞれの
部材に高い寸法精度が要求されるのに加えて、更に接合
の際の互いの部材の位置合わせが容易でないという問題
点があった。Further, the pressure sensor 2100 having a cavity
In FIG. 80, any of the members 2102, 2104, 2
Since both 108 are made of single crystal Si, the cavity 21
In order to realize a complicated structure in which the oscillator 2108 is housed inside and the oscillator 2108 is made of single crystal Si, conventionally, there has been no choice but to use the bonding technique as described above. For this reason, since it is necessary to manufacture each member individually, the manufacturing process is complicated, and high dimensional accuracy is required for each member to be joined to each other. There is a problem that it is not easy to align the members.

【００２３】また、圧力センサ２２００（図８１）にお
いても、溝２２０４を有する複雑な構造を実現するに
は、従来は単結晶Ｓｉで構成される２つの部材２２０
２、２２０６をあらかじめ個別に製造した後、接合技術
によって組み合わせる他なかった。このため、製造工程
が複雑かつ困難であるという問題点があった。Further, also in the pressure sensor 2200 (FIG. 81), in order to realize a complicated structure having the groove 2204, conventionally, two members 220 made of single crystal Si are used.
No. 2,2206 had to be manufactured individually beforehand and then combined by a bonding technique. Therefore, there is a problem that the manufacturing process is complicated and difficult.

【００２４】さらに、圧力センサ２２３０（図８２）に
おいても、単結晶Ｓｉで構成されるピエゾ抵抗素子２２
３８をＳｉＯ2 の絶縁膜２２３６の上に形成するには、
従来は上述したような接合技術を用いる他なかった。こ
のため、製造工程が複雑かつ困難であるという同様の問
題点があった。Further, also in the pressure sensor 2230 (FIG. 82), the piezoresistive element 22 made of single crystal Si.
38 is formed on the insulating film 2236 of SiO 2 ,
Conventionally, there was no choice but to use the above-mentioned joining technique. Therefore, there is a similar problem that the manufacturing process is complicated and difficult.

【００２５】また、加速度センサ２３００（図８３）で
は、カンチレバー２３０６がＳｉＯ2 で構成されるの
で、弾性限度、強度、特性の均一性などが十分ではない
という問題点があった。しかしながら、接合技術を用い
ずに加速度センサ２３００を製造するためには、エッチ
ング処理によってカンチレバー２３０６を残して単結晶
Ｓｉで構成される基板２３０２を選択的に除去する必要
があるために、従来はカンチレバー２３０６を基板２３
０２とは異なるＳｉＯ2 などで構成する他ないという問
題点があった。Further, in the acceleration sensor 2300 (FIG. 83), since the cantilever 2306 is made of SiO 2 , there is a problem that elasticity limit, strength, uniformity of characteristics, etc. are not sufficient. However, in order to manufacture the acceleration sensor 2300 without using the bonding technique, it is necessary to selectively remove the substrate 2302 made of single crystal Si while leaving the cantilever 2306 by an etching process. 2306 the substrate 23
However, there is a problem in that it must be composed of SiO 2 or the like different from 02.

【００２６】この発明は、従来のマイクロマシンの製造
方法が有する上述の問題点を解決するためになされたも
ので、単結晶物質を部材として備え、しかも複雑な構造
を有するマイクロマシンの製造を容易かつ精度よく行い
得る製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional method for manufacturing a micromachine, and it is easy and accurate to manufacture a micromachine having a single crystal material as a member and having a complicated structure. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that can be often performed.

【００２７】[0027]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる請求項
１記載のマイクロマシンの製造方法は、少なくとも一部
が基材から分離された構造を有する部材を備えるマイク
ロマシンを製造する方法であって、(a) 前記基材の上に
犠牲層を形成する工程と、(b) 当該犠牲層の上に前記部
材を構成する所定の物質の層を形成する工程と、(c) 前
記工程(b) の中または後で、前記所定の物質の結晶化温
度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層における
方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、
前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エ
ネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射
することにより、当該所定の物質の層を単結晶層へ転換
する工程と、(d) 前記工程(c) の後で、前記犠牲層を除
去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a first aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. a) a step of forming a sacrificial layer on the base material, (b) a step of forming a layer of a predetermined substance constituting the member on the sacrificial layer, and (c) the step (b) Medium or later, under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed,
A step of converting the layer of the predetermined substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the predetermined substance, (d) the step After (c), the step of removing the sacrificial layer is provided.

【００２８】この発明にかかる請求項２記載のマイクロ
マシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分離さ
れた構造を有する部材を備えるマイクロマシンを製造す
る方法であって、(a) 前記基材の表面にエッチングの進
行を阻止する第１の物質の層を形成する工程と、(b) 前
記第１の物質の層の上に前記部材を構成する第２の物質
の層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記第２の物質の層へ照射することにより、当該
第２の物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記
工程(b) の後で、前記基材の裏側から前記第１の物質の
層が露出するまで前記基材のエッチングを選択的に行う
工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a second aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. Forming a layer of a first substance that prevents the progress of etching on the surface; and (b) forming a layer of a second substance that constitutes the member on the layer of the first substance, (c) During or after the step (b), perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. Irradiating the layer of the second substance with a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the second substance from a different direction, thereby converting the layer of the second substance into a single crystal layer. And (d) after the step (b), And a step of performing selective etching of said substrate to said layer of first material from the side is exposed, the.

【００２９】この発明にかかる請求項３記載のマイクロ
マシンの製造方法は、請求項２記載の製造方法であっ
て、前記第１の物質が電気絶縁体であり、前記第２の物
質が半導体である。A method for manufacturing a micromachine according to a third aspect of the present invention is the method for manufacturing the micromachine according to the second aspect, wherein the first substance is an electrical insulator and the second substance is a semiconductor. .

【００３０】この発明にかかる請求項４記載のマイクロ
マシンの製造方法は、請求項２記載の製造方法におい
て、前記第２の物質が半導体であって、(e) 当該第２の
物質の単結晶層に選択的に不純物を導入することによ
り、当該第２の物質の単結晶層に歪センサを組み込む工
程、を更に備える。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a micromachine according to the second aspect, wherein the second substance is a semiconductor, and (e) a single crystal layer of the second substance. And a step of incorporating a strain sensor into the single crystal layer of the second substance by selectively introducing impurities into the second substance.

【００３１】この発明にかかる請求項５記載のマイクロ
マシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分離さ
れた構造を有する部材を備えるマイクロマシンを製造す
る方法であって、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する
工程と、(b) 前記犠牲層の特定部分を選択的に除去する
工程と、(c) 当該犠牲層の上と前記特定部分に相当する
前記基材の上とに、前記部材を構成する所定の物質の層
を形成する工程と、(d) 前記工程(c) の中または後で、
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所定の
物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程
(d) の後で、前記犠牲層を除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure at least a part of which is separated from a base material. Forming a sacrificial layer thereon, (b) selectively removing a specific portion of the sacrificial layer, (c) on the sacrificial layer and on the substrate corresponding to the specific portion. A step of forming a layer of a predetermined substance constituting the member, and (d) during or after the step (c),
Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. The gas beam of
By irradiating the layer of the predetermined substance, converting the layer of the predetermined substance into a single crystal layer, (e) the step
After (d), the step of removing the sacrificial layer is provided.

【００３２】この発明にかかる請求項６記載のマイクロ
マシンの製造方法は、請求項５記載の製造方法であっ
て、(f) 前記工程(e) に先だって、前記所定の物質層に
選択的に開口部を形成する工程、を更に備え、前記工程
(e) が、(e-1) 前記工程(f) の後で、前記開口部を介し
てエッチングを行うことにより前記犠牲層を除去する工
程、を備える。A micromachine manufacturing method according to a sixth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the fifth aspect, wherein (f) prior to the step (e), the predetermined material layer is selectively opened. And a step of forming a portion,
(e) includes (e-1) a step of removing the sacrificial layer by etching through the opening after the step (f).

【００３３】この発明にかかる請求項７記載のマイクロ
マシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分離さ
れた構造を有する部材を備えるマイクロマシンを製造す
る方法であって、(a) 前記基材の上に第１の犠牲層を形
成する工程と、(b) 前記第１の犠牲層の上に第１の物質
の層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記第１の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記第１の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記第１の物質の層へ照射することにより、当該
第１の物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記
第１の物質の層を選択的に除去する工程と、(e) 前記工
程(d) の後に、除去されずに残った前記第１の物質の層
の上と前記第１の犠牲層の上とに、第２の犠牲層を形成
する工程と、(f) 少なくとも前記工程(d) において前記
第１の物質層が除去されずに残った領域を残して、前記
第１および第２の犠牲層の特定部分を選択的に除去する
工程と、(g) 当該第２の犠牲層の上と前記特定部分に相
当する前記基材の上とに、前記部材を構成する第２の物
質の層を形成する工程と、(h) 前記工程(g) の中または
後で、前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記第２の物質の層へ照射することにより、当該
第２の物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(i) 前記
工程(h) の後で、前記第１および第２の犠牲層を除去す
る工程と、を備える。A micromachine manufacturing method according to a seventh aspect of the present invention is a method of manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. Forming a first sacrificial layer thereon, (b) forming a layer of a first material on the first sacrificial layer, and (c) during or after the step (b). Causing the sputtering of the first substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the first substance. Irradiating the layer of the first substance with a beam of low-energy gas that is not present, converting the layer of the first substance into a single crystal layer; and (d) converting the layer of the first substance. A step of selectively removing, and (e) remaining after the step (d) without being removed. Forming a second sacrificial layer on the layer of the first material and on the first sacrificial layer, and (f) at least in the step (d) the first material layer Selectively removing a specific portion of the first and second sacrificial layers, leaving a region left unremoved, (g) corresponding to the specific portion of the second sacrificial layer and the specific portion. A step of forming a layer of a second substance constituting the member on the base material, and (h) during or after the step (g), the crystallization temperature of the second substance or less Under a proper temperature of, a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the second substance is generated from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed. Irradiating the layer of the second substance to convert the layer of the second substance to a single crystal layer, and (i) the process. After (h), and a step of removing the first and second sacrificial layers.

【００３４】この発明にかかる請求項８記載のマイクロ
マシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分離さ
れた構造を有する部材を備えるマイクロマシンを製造す
る方法であって、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成す
る工程と、(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、
(c) 当該犠牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当す
る前記基材の上とに、前記部材を構成する所定の物質の
層を形成する工程と、(d) 前記工程(c) の中または後
で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当該
所定の物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(e) 前記
工程(d) の後で、前記犠牲層を除去する工程と、を備え
る。A method of manufacturing a micromachine according to claim 8 of the present invention is a method of manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material, wherein (a) the base material Forming a recess on the upper surface, and (b) filling the recess with a sacrificial layer,
(c) a step of forming a layer of a predetermined substance forming the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the recess, and (d) the step (c ), Or at a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, from the direction perpendicular to the plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed, the predetermined substance The step of converting the layer of the predetermined substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance to the layer of the predetermined substance, (e) the step (d) And a step of removing the sacrificial layer later.

【００３５】この発明にかかる請求項９記載のマイクロ
マシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分離さ
れた構造を有する部材を備えるマイクロマシンを製造す
る方法であって、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成す
る工程と、(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、
(c) 当該犠牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当す
る前記基材の上とに、絶縁体の第１の物質の層を形成す
る工程と、(d) 前記第１の物質の層の上に、前記部材の
主要な構成要素をなす半導体の第２の物質の層を形成す
る工程と、(e) 前記工程(d) の中または後で、前記第２
の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき
単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結晶面に
垂直な方向から、前記第２の物質のスパッタリングを引
き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記第２
の物質の層へ照射することにより、当該第２の物質の層
を単結晶層へ転換する工程と、(f) 前記工程(e) の後
で、前記犠牲層を除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a ninth aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. Forming a recess on the upper surface, and (b) filling the recess with a sacrificial layer,
(c) forming a layer of a first substance of an insulator on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the recess, and (d) the first substance. A layer of a second semiconductor material forming a main component of the member on the layer of (2), (e) during or after the step (d),
Of a low energy which does not cause the sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed, at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the substance. The beam of gas is
Irradiating the layer of the substance of claim 2 to the layer of the second substance to a single crystal layer, and (f) removing the sacrificial layer after the step (e). .

【００３６】この発明にかかる請求項１０記載のマイク
ロマシンの製造方法は、請求項８記載の製造方法におい
て、前記所定の物質が半導体であって、(f) 当該所定の
物質の単結晶層に選択的に不純物を導入することによ
り、当該所定の物質の単結晶層に歪センサを組み込む工
程、を更に備える。A micromachine manufacturing method according to a tenth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the eighth aspect, wherein the predetermined substance is a semiconductor, and (f) the single crystal layer of the predetermined substance is selected. The method further comprises the step of incorporating the strain sensor into the single crystal layer of the predetermined substance by selectively introducing impurities.

【００３７】この発明にかかる請求項１１記載のマイク
ロマシンの製造方法は、基材にエッチングを施す工程を
備える製造方法であって、(a) 前記基材の上に所定の物
質の層を形成する工程と、(b) 前記工程(a) の中または
後で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当該
所定の物質の層を、前記エッチングに対する耐性の高い
所定の結晶方位を有する単結晶層へ転換する工程と、
(c) 前記工程(b) の後で、前記基材の裏側から前記所定
の物質の層が露出するまで前記基材のエッチングを選択
的に行う工程と、を備える。The method of manufacturing a micromachine according to claim 11 of the present invention is a manufacturing method including a step of etching a base material, wherein (a) a layer of a predetermined substance is formed on the base material. And (b) during or after the step (a), at a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a low energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to the direction, the layer of the predetermined substance has a predetermined high resistance to the etching. A step of converting into a single crystal layer having a crystal orientation of
(c) After the step (b), the step of selectively etching the base material from the back side of the base material until the layer of the predetermined substance is exposed is provided.

【００３８】この発明にかかる請求項１２記載のマイク
ロマシンの製造方法は、請求項１１記載の製造方法にお
いて、前記基材が単結晶構造を有し、前記所定の物質が
当該基材と同一物質であって、(d) 前記工程(c) の後
に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、新たに形成すべき単結晶層における方向の相異なる
複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質
のスパッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体
のビームを、前記所定の物質の層へ照射することによ
り、当該所定の物質の単結晶層を、前記基材と同一の結
晶方位を有する新たな単結晶層へ転換する工程、を更に
備える。A micromachine manufacturing method according to a twelfth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the eleventh aspect, wherein the substrate has a single crystal structure and the predetermined substance is the same substance as the substrate. Then, (d) after the step (c), under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed are formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the predetermined substance from the vertical direction, the single crystal layer of the predetermined substance is made the same as the base material. And a step of converting into a new single crystal layer having a crystal orientation.

【００３９】この発明にかかる請求項１３記載のマイク
ロマシンの製造方法は、基材にエッチングを施す工程を
備えるマイクロマシンの製造方法であって、(a) 前記基
材の上面にマスク材を形成する工程と、(b) 前記マスク
材を選択的に除去する工程と、(c) 前記工程(b) の後
で、前記基材の上面部分を構成する所定の物質の結晶化
温度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層におけ
る方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向か
ら、前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の上面
へ照射することにより、当該所定の物質の上面部分を、
前記エッチングに対する耐性の高い所定の結晶方位を有
する単結晶層へ選択的に転換する工程と、(d) 前記工程
(c) の後で、前記マスク材を除去する工程と、(e) 前記
工程(d) の後で、前記基材の上面から当該基材に前記エ
ッチングを施すことにより、前記単結晶層に覆われない
当該基材の部分を選択的に除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a thirteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine, which comprises a step of etching a base material, and (a) a step of forming a mask material on the upper surface of the base material. And (b) a step of selectively removing the mask material, and (c) an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of a predetermined substance forming the upper surface portion of the base material after the step (b). Below, a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance is directed to the upper surface of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed. By irradiating, the upper surface portion of the predetermined substance,
A step of selectively converting to a single crystal layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to etching, (d) the step
After the step (c), the step of removing the mask material, and (e) after the step (d), by performing the etching on the base material from the upper surface of the base material, the single crystal layer is formed. Selectively removing the portion of the substrate that is not covered.

【００４０】この発明にかかる請求項１４記載のマイク
ロマシンの製造方法は、請求項１３記載の製造方法にお
いて、前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面部
分を構成する前記所定の物質が単結晶構造を有し、(f)
前記工程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下
の適正な温度下で、新たに形成すべき単結晶層における
方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、
前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エ
ネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射
することにより、当該所定の物質の単結晶層を、前記工
程(c) 以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな
単結晶層へ転換する工程、を更に備える。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method for producing a micromachine according to the thirteenth aspect, before the step (c), the predetermined substance constituting the upper surface portion of the substrate is a single substance. Has a crystal structure, (f)
After the step (e), under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed,
By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause sputtering of the predetermined substance, the single crystal layer of the predetermined substance has the same crystal orientation as that before the step (c). And a step of converting into a new single crystal layer having a crystal orientation of.

【００４１】この発明にかかる請求項１５記載のマイク
ロマシンの製造方法は、請求項１〜請求項１４の何れか
に記載の製造方法であって、前記気体を構成する元素の
原子量が、被照射物質を構成する元素の原子量の中の最
大のものよりも低い。A method for manufacturing a micromachine according to a fifteenth aspect of the present invention is the method for manufacturing a micromachine according to any one of the first to fourteenth aspects, in which the atomic weight of the element constituting the gas is a substance to be irradiated. It is lower than the maximum of the atomic weights of the constituent elements.

【００４２】この発明にかかる請求項１６に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する
工程と、(b) 当該犠牲層の上に前記部材を構成する所定
の物質の層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中ま
たは後で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温
度下で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを
引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所
定の物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の
層を軸配向多結晶層へ転換する工程と、(d) 前記工程
(c) の後で、前記犠牲層を除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a sixteenth aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. A step of forming a sacrificial layer thereon, (b) a step of forming a layer of a predetermined substance constituting the member on the sacrificial layer, (c) during or after the step (b), By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the predetermined substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, Converting the layer of material into an axially oriented polycrystalline layer, and (d) the step
After (c), the step of removing the sacrificial layer is provided.

【００４３】この発明にかかる請求項１７に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１６記載の製造方法で
あって、前記工程(c)の後でしかも前記工程(d)に先だっ
て、(e) 前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数
の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のス
パッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビ
ームを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当
該所定の物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工
程、をさらに備える。According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a micromachine according to the sixteenth aspect, wherein the step (e) is performed after the step (c) and before the step (d). Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. Irradiating the layer of the predetermined substance with the beam of the gas, to convert the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer.

【００４４】この発明にかかる請求項１８に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の表面にエッチングの進
行を阻止する第１の物質の層を形成する工程と、(b) 前
記第１の物質の層の上に前記部材を構成する第２の物質
の層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記第２の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記第２の
物質の層へ照射することにより、当該第２の物質の層を
軸配向多結晶層へ転換する工程と、(d) 前記工程(b) の
後で、前記基材の裏側から前記第１の物質の層が露出す
るまで前記基材のエッチングを選択的に行う工程と、を
備える。A method of manufacturing a micromachine according to claim 18 of the present invention is a method of manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material, wherein: Forming a layer of a first substance that prevents the progress of etching on the surface; and (b) forming a layer of a second substance that constitutes the member on the layer of the first substance, (c) During or after the step (b), a low energy gas beam that does not cause sputtering of the second substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. By converting the layer of the second substance into an axially oriented polycrystalline layer by irradiating the layer of the second substance, (d) after the step (b), Etching of the substrate from the backside until the layer of the first material is exposed And a step of selectively performing a.

【００４５】この発明にかかる請求項１９に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１８記載の製造方法で
あって、前記工程(c)の後で、(e) 前記第２の物質の結
晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層に
おける方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向
から、前記第２の物質のスパッタリングを引き起こさな
い低エネルギーの気体のビームを、前記第２の物質の層
へ照射することにより、当該第２の物質の軸配向多結晶
層を単結晶層へ転換する工程、をさらに備える。A micromachine manufacturing method according to a nineteenth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the eighteenth aspect, wherein after the step (c), (e) crystallization of the second substance is performed. A beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the temperature, Irradiating the layer of the second substance to convert the axially oriented polycrystalline layer of the second substance into a single crystal layer.

【００４６】この発明にかかる請求項２０に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１８または１９に記載
の製造方法であって、前記第１の物質が電気絶縁体であ
り、前記第２の物質が半導体である。A micromachine manufacturing method according to a twentieth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the eighteenth or nineteenth aspects, wherein the first substance is an electrical insulator. Is a semiconductor.

【００４７】この発明にかかる請求項２１に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１８または１９に記載
の製造方法において、前記第２の物質が半導体であっ
て、(f) 当該第２の物質の軸配向多結晶層または単結晶
層に選択的に不純物を導入することにより、当該第２の
物質の軸配向多結晶層または単結晶層に歪センサを組み
込む工程、を更に備える。A micromachine manufacturing method according to a twenty-first aspect of the present invention is the method according to the eighteenth or nineteenth aspect, wherein the second substance is a semiconductor, and (f) the second substance. Further comprising the step of incorporating a strain sensor into the axially oriented polycrystalline layer or the single crystalline layer of the second substance by selectively introducing impurities into the axially oriented polycrystalline layer or the single crystalline layer.

【００４８】この発明にかかる請求項２２に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する
工程と、(b) 前記犠牲層の特定部分を選択的に除去する
工程と、(c) 当該犠牲層の上と前記特定部分に相当する
前記基材の上とに、前記部材を構成する所定の物質の層
を形成する工程と、(d) 前記工程(c) の中または後で、
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一
方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさ
ない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の
層へ照射することにより、当該所定の物質の層を軸配向
多結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の後で、
前記犠牲層を除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a twenty-second aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. Forming a sacrificial layer thereon, (b) selectively removing a specific portion of the sacrificial layer, (c) on the sacrificial layer and on the substrate corresponding to the specific portion. A step of forming a layer of a predetermined substance constituting the member, and (d) during or after the step (c),
By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of a low-energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, A step of converting the layer of the substance of (1) into an axially oriented polycrystalline layer, and (e) after the step (d),
Removing the sacrificial layer.

【００４９】この発明にかかる請求項２３に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項２２記載の製造方法で
あって、前記工程(d)の後でしかも前記工程(e)に先だっ
て、(f) 前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数
の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のス
パッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビ
ームを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当
該所定の物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工
程、をさらに備える。A micromachine manufacturing method according to a twenty-third aspect of the present invention is the manufacturing method according to the twenty-second aspect, wherein the step (f) is performed after the step (d) and before the step (e). Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. Irradiating the layer of the predetermined substance with the beam of the gas to convert the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer.

【００５０】この発明にかかる請求項２４に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項２２または２３に記載
の製造方法であって、(g) 前記工程(e) に先だって、前
記所定の物質層に選択的に開口部を形成する工程、を更
に備え、前記工程(e) が、(e-1) 前記工程(g) の後で、
前記開口部を介してエッチングを行うことにより前記犠
牲層を除去する工程、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a twenty-fourth aspect of the present invention is the method for manufacturing a micromachine according to the twenty-second or the twenty-third aspects, wherein (g) the predetermined material layer is formed prior to the step (e). The method further comprises the step of selectively forming an opening, wherein the step (e) is (e-1) after the step (g),
Removing the sacrificial layer by performing etching through the opening.

【００５１】この発明にかかる請求項２５に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の上に第１の犠牲層を形
成する工程と、(b) 前記第１の犠牲層の上に第１の物質
の層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記第１の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記第１の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記第１の
物質の層へ照射することにより、当該第１の物質の層を
軸配向多結晶層へ転換する工程と、(d) 前記第１の物質
の層を選択的に除去する工程と、(e) 前記工程(d) の後
に、除去されずに残った前記第１の物質の層の上と前記
第１の犠牲層の上とに、第２の犠牲層を形成する工程
と、(f) 少なくとも前記工程(d) において前記第１の物
質層が除去されずに残った領域を残して、前記第１およ
び第２の犠牲層の特定部分を選択的に除去する工程と、
(g) 当該第２の犠牲層の上と前記特定部分に相当する前
記基材の上とに、前記部材を構成する第２の物質の層を
形成する工程と、(h) 前記工程(g) の中または後で、前
記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成
すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結
晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のスパッタリン
グを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前
記第２の物質の層へ照射することにより、当該第２の物
質の層を単結晶層へ転換する工程と、(i) 前記工程(h)
の後で、前記第１および第２の犠牲層を除去する工程
と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a twenty-fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. Forming a first sacrificial layer thereon, (b) forming a layer of a first material on the first sacrificial layer, and (c) during or after the step (b). Irradiating the layer of the first substance with a beam of a low energy gas that does not cause sputtering of the first substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the first substance. The step of converting the layer of the first substance into an axially oriented polycrystalline layer by: (d) selectively removing the layer of the first substance; and (e) after the step (d) A second layer on the first layer of material and the first sacrificial layer that has not been removed. A step of forming a sacrificial layer, and (f) selecting a specific portion of the first and second sacrificial layers, leaving a region left at least in the step (d) without removing the first material layer. The step of removing the
(g) forming a layer of a second substance constituting the member on the second sacrificial layer and on the base material corresponding to the specific portion; and (h) the step (g ), Or at a proper temperature below the crystallization temperature of the second substance, from the direction perpendicular to the plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed, Irradiating the layer of the second substance with a beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the substance of (2), converting the layer of the second substance into a single crystal layer; (h)
After that, removing the first and second sacrificial layers.

【００５２】この発明にかかる請求項２６に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項２５記載の製造方法で
あって、前記工程(c)の後で、(j) 前記第１の物質の結
晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層に
おける方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向
から、前記第１の物質のスパッタリングを引き起こさな
い低エネルギーの気体のビームを、前記第１の物質の層
へ照射することにより、当該第１の物質の軸配向多結晶
層を単結晶層へ転換する工程、をさらに備える。A micromachine manufacturing method according to a twenty-sixth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the twenty-fifth aspect, wherein after the step (c), (j) crystallization of the first substance is performed. A beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the first substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the temperature, Irradiating the layer of the first substance to convert the axially oriented polycrystalline layer of the first substance into a single crystal layer.

【００５３】この発明にかかる請求項２７に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の上に第１の犠牲層を形
成する工程と、(b) 前記第１の犠牲層の上に第１の物質
の層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記第１の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記第１の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記第１の物質の層へ照射することにより、当該
第１の物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記
第１の物質の層を選択的に除去する工程と、(e) 前記工
程(d) の後に、除去されずに残った前記第１の物質の層
の上と前記第１の犠牲層の上とに、第２の犠牲層を形成
する工程と、(f) 少なくとも前記工程(d) において前記
第１の物質層が除去されずに残った領域を残して、前記
第１および第２の犠牲層の特定部分を選択的に除去する
工程と、(g) 当該第２の犠牲層の上と前記特定部分に相
当する前記基材の上とに、前記部材を構成する第２の物
質の層を形成する工程と、(h) 前記工程(g) の中または
後で、前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記第２の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記第２の
物質の層へ照射することにより、当該第２の物質の層を
軸配向多結晶層へ転換する工程と、(i) 前記工程(h) の
後で、前記第１および第２の犠牲層を除去する工程と、
を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a twenty-seventh aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material, wherein (a) the base material Forming a first sacrificial layer thereon, (b) forming a layer of a first material on the first sacrificial layer, and (c) during or after the step (b). Inducing sputtering of the first substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the first substance. Irradiating the layer of the first substance with a beam of low-energy gas that is not present, converting the layer of the first substance to a single crystal layer; and (d) converting the layer of the first substance. A step of selectively removing, and (e) remaining after the step (d) without being removed. Forming a second sacrificial layer on the first material layer and on the first sacrificial layer, and (f) at least in the step (d) the first material layer Selectively removing the specific portions of the first and second sacrificial layers, leaving the regions left unremoved, (g) corresponding to the specific portions of the second sacrificial layer and above. And a step of forming a layer of a second substance constituting the member on the base material, and By irradiating the layer of the second substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the second substance from one direction at a proper temperature of Converting to an oriented polycrystalline layer, (i) after the step (h), removing the first and second sacrificial layers,
Equipped with.

【００５４】この発明にかかる請求項２８に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項２７記載の製造方法で
あって、前記工程(h)の後でしかも前記工程(i)に先だっ
て、(j) 前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数
の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のス
パッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビ
ームを、前記第２の物質の層へ照射することにより、当
該第２の物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工
程、をさらに備える。A method for manufacturing a micromachine according to a twenty-eighth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the twenty-seventh aspect, wherein after the step (h) and before the step (i), (j) Do not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. The method further comprises the step of irradiating the layer of the second substance with a beam of low-energy gas to convert the axially oriented polycrystalline layer of the second substance into a single crystal layer.

【００５５】この発明にかかる請求項２９に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成す
る工程と、(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、
(c) 当該犠牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当す
る前記基材の上とに、前記部材を構成する所定の物質の
層を形成する工程と、(d) 前記工程(c) の中または後
で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の
物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の層を
軸配向多結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の
後で、前記犠牲層を除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a twenty-ninth aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material, wherein (a) the base material Forming a recess on the upper surface, and (b) filling the recess with a sacrificial layer,
(c) a step of forming a layer of a predetermined substance forming the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the recess, and (d) the step (c ) Inside or after, at a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction to the layer of the predetermined substance. The method comprises the steps of converting the layer of the predetermined substance into an axially oriented polycrystalline layer by irradiation, and (e) after the step (d), removing the sacrificial layer.

【００５６】この発明にかかる請求項３０に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項２９記載の製造方法で
あって、前記工程(d)の後でしかも前記工程(e)に先だっ
て、(f) 前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数
の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のス
パッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビ
ームを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当
該所定の物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工
程、をさらに備える。A micromachine manufacturing method according to a thirtieth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the twenty-ninth aspect, wherein the step (f) is performed after the step (d) and before the step (e). Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. Irradiating the layer of the predetermined substance with the beam of the gas to convert the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer.

【００５７】この発明にかかる請求項３１に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項２９または３０に記載
の製造方法において、前記所定の物質が半導体であっ
て、(g) 当該所定の物質の単結晶層または軸配向多結晶
層に、選択的に不純物を導入することにより、当該所定
の物質の単結晶層または軸配向多結晶層に歪センサを組
み込む工程、を更に備える。A micromachine manufacturing method according to a thirty-first aspect of the present invention is the manufacturing method according to the twenty-ninth or thirtieth aspects, wherein the predetermined substance is a semiconductor, and (g) a single substance of the predetermined substance is used. The method further comprises the step of incorporating a strain sensor into the single crystal layer or the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance by selectively introducing impurities into the crystalline layer or the axially oriented polycrystalline layer.

【００５８】この発明にかかる請求項３２に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、少なくとも一部が基材から分
離された構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製
造方法であって、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成す
る工程と、(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、
(c) 当該犠牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当す
る前記基材の上とに、絶縁体の第１の物質の層を形成す
る工程と、(d) 前記第１の物質の層の上に、前記部材の
主要な構成要素をなす半導体の第２の物質の層を形成す
る工程と、(e) 前記工程(d) の中または後で、前記第２
の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方向から
前記第２の物質のスパッタリングを引き起こさない低エ
ネルギーの気体のビームを、前記第２の物質の層へ照射
することにより、当該第２の物質の層を軸配向多結晶層
へ転換する工程と、(f) 前記工程(e) の後で、前記犠牲
層を除去する工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a thirty-second aspect of the present invention is a method for manufacturing a micromachine including a member having a structure in which at least a part is separated from a base material. Forming a recess on the upper surface, and (b) filling the recess with a sacrificial layer,
(c) forming a layer of a first substance of an insulator on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the recess, and (d) the first substance. A layer of a second semiconductor material forming a main component of the member on the layer of (2), (e) during or after the step (d),
By irradiating the layer of the second substance with a beam of a low-energy gas that does not cause the sputtering of the second substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the substance, 2) converting the layer of material into an axially oriented polycrystalline layer, and (f) removing the sacrificial layer after step (e).

【００５９】この発明にかかる請求項３３に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項３２記載の製造方法で
あって、前記工程(e)の後でしかも前記工程(f)に先だっ
て、(g) 前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数
の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のス
パッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビ
ームを、前記第２の物質の層へ照射することにより、当
該第２の物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工
程、をさらに備える。A micromachine manufacturing method according to a thirty-third aspect of the present invention is the manufacturing method according to the thirty-second aspect, wherein (g) is provided after the step (e) and before the step (f). Do not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. The method further comprises the step of irradiating the layer of the second substance with a low-energy gas beam to convert the axially oriented polycrystalline layer of the second substance into a single crystal layer.

【００６０】この発明にかかる請求項３４に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、基材にエッチングを施す工程
を備える製造方法であって、(a) 前記基材の上に所定の
物質の層を形成する工程と、(b) 前記工程(a) の中また
は後で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを引
き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定
の物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の層
を、前記エッチングに対する耐性の高い所定の結晶方位
を有する軸配向多結晶層へ転換する工程と、(c) 前記工
程(b) の後で、前記基材の裏側から前記所定の物質の層
が露出するまで前記基材のエッチングを選択的に行う工
程と、を備える。A method of manufacturing a micromachine according to a thirty-fourth aspect of the present invention is a manufacturing method including a step of etching a base material, wherein (a) a layer of a predetermined substance is formed on the base material. And (b) during or after the step (a), at a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction. The step of irradiating the layer of the predetermined substance with the beam of the step of converting the layer of the predetermined substance into an axially oriented polycrystalline layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to the etching, and (c) After the step (b), the step of selectively etching the base material from the back side of the base material until the layer of the predetermined substance is exposed is provided.

【００６１】この発明にかかる請求項３５に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項３４記載の製造方法に
おいて、前記基材が単結晶構造を有し、前記所定の物質
が当該基材と同一物質であって、(d) 前記工程(c) の後
に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、新たに形成すべき単結晶層における方向の相異なる
複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質
のスパッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体
のビームを、前記所定の物質の層へ照射することによ
り、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記基材と同
一の結晶方位を有する単結晶層へ転換する工程、を更に
備える。A micromachine manufacturing method according to a thirty-fifth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the thirty-fourth aspect, wherein the substrate has a single crystal structure and the predetermined substance is the same substance as the substrate. (D) after the step (c), under a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a low energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to And a step of converting into a single crystal layer having the same crystal orientation as.

【００６２】この発明にかかる請求項３６に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、基材にエッチングを施す工程
を備える製造方法であって、(a) 前記基材の上に所定の
物質の層を形成する工程と、(b) 前記工程(a) の中また
は後で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを引
き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定
の物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の層
を軸配向多結晶層へ転換する工程と、(c) 前記工程(b)
の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度
下で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数
の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のス
パッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビ
ームを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当
該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記エッチングに対
する耐性の高い所定の結晶方位を有する単結晶層へ転換
する工程と、(d) 前記工程(c) の後で、前記基材の裏側
から前記所定の物質の層が露出するまで前記基材のエッ
チングを選択的に行う工程と、を備える。A method for manufacturing a micromachine according to a thirty-sixth aspect of the present invention is a manufacturing method including a step of etching a base material, wherein (a) a layer of a predetermined substance is formed on the base material. And (b) during or after the step (a), at a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction. The step of converting the layer of the predetermined substance into an axially oriented polycrystalline layer by irradiating the layer of the predetermined substance with the beam of (c) the step (b).
After that, at a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, the predetermined substance is sputtered from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low energy gas, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is converted into a single crystal layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to the etching. And (d) after the step (c), the substrate is selectively etched from the back side of the substrate until the layer of the predetermined substance is exposed.

【００６３】この発明にかかる請求項３７に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項３６記載の製造方法に
おいて、前記基材が単結晶構造を有し、前記所定の物質
が当該基材と同一物質であって、(e) 前記工程(d) の後
に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、新たに形成すべき単結晶層における方向の相異なる
複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質
のスパッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体
のビームを、前記所定の物質の層へ照射することによ
り、当該所定の物質の単結晶層を、前記基材と同一の結
晶方位を有する新たな単結晶層へ転換する工程、を更に
備える。The method of manufacturing a micromachine according to a thirty-seventh aspect of the present invention is the manufacturing method according to the thirty-sixth aspect, wherein the base material has a single crystal structure and the predetermined substance is the same as the base substance. (E) after the step (d), under a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to, the single crystal layer of the predetermined substance is made the same as the base material. And a step of converting into a new single crystal layer having a crystal orientation of.

【００６４】この発明にかかる請求項３８に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、基材にエッチングを施す工程
を備える製造方法であって、(a) 前記基材の上面にマス
ク材を形成する工程と、(b) 前記マスク材を選択的に除
去する工程と、(c) 前記工程(b) の後で、前記基材の上
面部分を構成する所定の物質の結晶化温度以下の適正な
温度下で、一方向から前記所定の物質のスパッタリング
を引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記
所定の物質の上面へ照射することにより、当該所定の物
質の上面部分を、前記エッチングに対する耐性の高い所
定の結晶方位を有する軸配向多結晶層へ選択的に転換す
る工程と、(d) 前記工程(c) の後で、前記マスク材を除
去する工程と、(e) 前記工程(d) の後で、前記基材の上
面から当該基材に前記エッチングを施すことにより、前
記単結晶層に覆われない当該基材の部分を選択的に除去
する工程と、を備える。A method of manufacturing a micromachine according to a thirty-eighth aspect of the present invention is a manufacturing method including a step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a mask material on an upper surface of the base material; , (B) a step of selectively removing the mask material, and (c) an appropriate temperature below the crystallization temperature of a predetermined substance forming the upper surface portion of the base material after the step (b). By irradiating the upper surface of the predetermined substance with a beam of low energy gas that does not cause the predetermined substance to be sputtered from one direction, the upper surface portion of the predetermined substance is given a predetermined high resistance to the etching. Selectively converting into an axially oriented polycrystalline layer having a crystal orientation of, (d) after the step (c), the step of removing the mask material, and (e) after the step (d) Then, from the top surface of the substrate, By performing grayed, and a step of selectively removing portions of the substrate that the not covered by the single crystal layer.

【００６５】この発明にかかる請求項３９に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項３８記載の製造方法に
おいて、前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面
部分を構成する前記所定の物質が単結晶構造を有し、
(f) 前記工程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化温度
以下の適正な温度下で、新たに形成すべき単結晶層にお
ける方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向か
ら、前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ
照射することにより、当該所定の物質の軸配向多結晶層
を、前記工程(c)以前の結晶方位と同一の結晶方位を有
する単結晶層へ転換する工程、を更に備える。A micromachine manufacturing method according to a thirty-ninth aspect of the present invention is the manufacturing method according to the thirty-eighth aspect, in which the predetermined substance constituting the upper surface portion of the substrate is before the step (c). Has a single crystal structure,
(f) After the step (e), under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed. From, a low energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance, by irradiating the layer of the predetermined substance, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance, the step (c) before And a step of converting into a single crystal layer having the same crystal orientation as the crystal orientation.

【００６６】この発明にかかる請求項４０に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項３８記載の製造方法に
おいて、前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面
部分を構成する前記所定の物質が軸配向多結晶構造を有
し、(f) 前記工程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化
温度以下の適正な温度下で、新たに形成すべき軸配向多
結晶層における最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所
定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射するこ
とにより、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記工
程(c) 以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな
軸配向多結晶層へ転換する工程、を更に備える。The method for manufacturing a micromachine according to claim 40 of the present invention is the method for manufacturing a micromachine according to claim 38, wherein the predetermined substance constituting the upper surface portion of the substrate is before the step (c). Having an axially oriented polycrystalline structure, (f) after the step (e), at a proper temperature not higher than the crystallization temperature of the predetermined substance, the densest dense crystal in the axially oriented polycrystalline layer to be newly formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance from the direction perpendicular to the surface, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is formed into the step described above. (c) A step of converting into a new axially oriented polycrystalline layer having the same crystal orientation as the previous crystal orientation.

【００６７】この発明にかかる請求項４１に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１３記載の製造方法に
おいて、前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面
部分を構成する前記所定の物質が軸配向多結晶構造を有
し、(f) 前記工程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化
温度以下の適正な温度下で、新たに形成すべき軸配向多
結晶層における最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所
定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射するこ
とにより、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記工
程(c) 以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな
軸配向多結晶層へ転換する工程、を更に備える。A micromachine manufacturing method according to a forty-first aspect of the present invention is the manufacturing method according to the thirteenth aspect, wherein the predetermined substance constituting the upper surface portion of the substrate is before the step (c). Having an axially oriented polycrystalline structure, (f) after the step (e), at a proper temperature not higher than the crystallization temperature of the predetermined substance, the densest dense crystal in the axially oriented polycrystalline layer to be newly formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance from the direction perpendicular to the surface, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is formed into the step described above. (c) A step of converting into a new axially oriented polycrystalline layer having the same crystal orientation as the previous crystal orientation.

【００６８】この発明にかかる請求項４２に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、基材にエッチングを施す工程
を備える製造方法であって、(a) 前記基材の上面にマス
ク材を形成する工程と、(b) 前記マスク材を選択的に除
去する工程と、(c) 前記工程(b) の後で、前記基材の上
面部分を構成する所定の物質の結晶化温度以下の適正な
温度下で、一方向から前記所定の物質のスパッタリング
を引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記
所定の物質の上面へ照射することにより、当該所定の物
質の上面部分を軸配向多結晶層へ選択的に転換する工程
と、(d) 前記工程(c)の後に、前記所定の物質の結晶化
温度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層におけ
る方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向か
ら、前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ
照射することにより、当該所定の物質の軸配向多結晶層
を、前記エッチングに対する耐性の高い所定の結晶方位
を有する単結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d)
の後で、前記マスク材を除去する工程と、(f) 前記工程
(e) の後で、前記基材の上面から当該基材に前記エッチ
ングを施すことにより、前記単結晶層に覆われない当該
基材の部分を選択的に除去する工程と、を備える。A micromachine manufacturing method according to a forty-second aspect of the present invention is a manufacturing method including a step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a mask material on an upper surface of the base material; , (B) a step of selectively removing the mask material, and (c) an appropriate temperature below the crystallization temperature of a predetermined substance constituting the upper surface portion of the base material after the step (b). By irradiating the upper surface of the predetermined substance with a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction, the upper surface portion of the predetermined substance is selectively formed on the axially oriented polycrystalline layer. And (d) after the step (c), under a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed. From the direction perpendicular to the By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause a ring, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is converted into a single crystal having a predetermined crystal orientation with high resistance to the etching. Converting to a layer, (e) the step (d)
After that, the step of removing the mask material, and (f) the step
After (e), the step of selectively removing the portion of the base material not covered by the single crystal layer by performing the etching on the base material from the upper surface of the base material.

【００６９】この発明にかかる請求項４３に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項４２記載の製造方法に
おいて、前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面
部分を構成する前記所定の物質が単結晶構造を有し、
(g) 前記工程(f) の後に、前記所定の物質の結晶化温度
以下の適正な温度下で、新たに形成すべき単結晶層にお
ける方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向か
ら、前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ
照射することにより、当該所定の物質の単結晶層を、前
記工程(c) 以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新
たな単結晶層へ転換する工程、を更に備える。A micromachine manufacturing method according to a forty-third aspect of the present invention is the method for manufacturing a micromachine according to the forty-second aspect, wherein the predetermined substance constituting the upper surface portion of the base material is before the step (c). Has a single crystal structure,
(g) After the step (f), under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed. From, a low energy gas beam that does not cause sputtering of the predetermined substance, by irradiating the layer of the predetermined substance, the single crystal layer of the predetermined substance, the crystal orientation before the step (c) And a step of converting into a new single crystal layer having the same crystal orientation.

【００７０】この発明にかかる請求項４４に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１６〜請求項４３の何
れかに記載の製造方法において、前記気体を構成する元
素の原子量が、被照射物質を構成する元素の原子量の中
の最大のものよりも低い。A micromachine manufacturing method according to a forty-fourth aspect of the present invention is the method for manufacturing a micromachine according to any one of the sixteenth to fourty-third aspects, wherein the atomic weight of the element constituting the gas is the irradiation target substance. It is lower than the maximum atomic weight of the constituent elements.

【００７１】この発明にかかる請求項４５に記載のマイ
クロマシンの製造方法は、請求項１７、１９、２３、２
６、２８、３０、３３、３６、または４２のいずれかに
記載の製造方法であって、前記軸配向多結晶薄膜を形成
する際における前記気体のビームの照射方向と、前記軸
配向多結晶薄膜を単結晶薄膜へ転換する際における前記
気体のビームの複数の照射方向の１つとが、互いに同一
である。According to a forty-fifth aspect of the present invention, there is provided a micromachine manufacturing method according to the seventeenth, nineteenth, twenty-third and second aspects.
The manufacturing method according to any one of 6, 28, 30, 33, 36, or 42, wherein the irradiation direction of the beam of the gas in forming the axially oriented polycrystalline thin film, and the axially oriented polycrystalline thin film. And one of the plurality of irradiation directions of the gas beam when converting into a single crystal thin film are the same as each other.

【００７２】なお、この発明で「気体のビーム」とは、
ビーム状のイオン流、原子流、分子流の何れをも包含す
る概念である。In the present invention, the "gas beam" means
This is a concept that includes any of a beam-like ion flow, an atomic flow, and a molecular flow.

【００７３】[0073]

【作用】[Action]

＜請求項１記載の発明の作用＞この発明の製造方法で
は、犠牲層の上に形成された所定の物質の層へ所定の温
度下で気体のビームを照射することにより、ブラベの法
則が作用し、この層が単結晶の層へ転換される。その
後、犠牲層を除去することによって、例えば、梁、架
橋、ダイヤフラム、可動部、中空容器、および流体流路
などの、少なくとも一部が基材に固着されずに分離され
た構造の部材に単結晶層を有するマイクロマシンを製造
することができる。このため、この方法で製造されたマ
イクロマシンでは、基材から分離された部材において、
強度が高く、摩耗が少なく、弾性限度が高く、耐食性に
優れ、かつ特性の均一性が高い。しかも、この単結晶層
を有する部材を基材の上に、接合、組み込み等によらず
に、その場で形成するので、製造が容易であるととも
に、精度の高いマイクロマシンが実現する。<Operation of the Invention of Claim 1> In the manufacturing method of the present invention, the layer of a predetermined substance formed on the sacrificial layer is irradiated with a beam of gas at a predetermined temperature, and the Brave's law acts. Then, this layer is converted into a single crystal layer. After that, by removing the sacrificial layer, for example, a member having a structure in which at least a part of the beam, the bridge, the diaphragm, the movable portion, the hollow container, and the fluid channel is separated without being adhered to the base material is formed. It is possible to manufacture a micromachine having a crystal layer. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, in the member separated from the base material,
High strength, low wear, high elastic limit, excellent corrosion resistance, and high uniformity of properties. Moreover, since the member having the single crystal layer is formed on the substrate on the spot without joining or assembling, a micromachine which is easy to manufacture and has high precision can be realized.

【００７４】＜請求項２記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えばカンチレバー、架橋、ダイヤフラ
ムなどの、一部が基材の選択的エッチングから外れた部
分に固定的に支持され、他の部分が基材の選択的エッチ
ングによって形成された空洞部に差し渡された構造の部
材に単結晶層を有するマイクロマシンを製造することが
できる。このため、この方法で製造されたマイクロマシ
ンでは、カンチレバー、架橋などの部材において、強度
が高く、摩耗が少なく、弾性限度が高く、耐食性に優
れ、かつ特性の均一性が高い。強度とともに弾性限度に
優れるので、この部材に大きな弾性変形を付与すること
が可能である。このため、この製造方法は、この部材の
弾性変形を利用した加速度計、応力計、圧力計等として
機能するマイクロマシンを構成するのに適している。し
かも、この単結晶層を有する部材を基材の上に、接合に
よらずにその場で形成するので、製造が容易であるとと
もに、精度の高いマイクロマシンが実現する。<Operation of the Invention According to Claim 2> In the manufacturing method of the present invention, for example, a cantilever, a bridge, a diaphragm or the like is fixedly supported on a part of the substrate that is out of the selective etching, and It is possible to manufacture a micromachine having a single crystal layer in a member having a structure in which a portion of is crossed over a cavity formed by selective etching of a substrate. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, members such as cantilevers and bridges have high strength, low wear, high elastic limit, excellent corrosion resistance, and high property uniformity. Since the elastic limit as well as the strength are excellent, it is possible to give a large elastic deformation to this member. Therefore, this manufacturing method is suitable for configuring a micromachine that functions as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like that utilizes elastic deformation of this member. In addition, since the member having the single crystal layer is formed on the base material in situ without joining, it is easy to manufacture and a highly accurate micromachine is realized.

【００７５】＜請求項３記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤフ
ラムなどの部材が、半導体の単結晶層を有し、しかも電
気絶縁体を介して基材に固定的に支持されたマイクロマ
シンを製造することができる。このため、この方法で製
造されたマイクロマシンでは、架橋などの部材の単結晶
層にセンサなどの電子回路素子を組み込んだときに、信
号電流が基材に漏洩することがないので、これらの電子
回路素子の正常な動作が保証される。<Operation of the Invention According to Claim 3> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a base material is provided via an electric insulator. It is possible to manufacture a micromachine fixedly supported on the. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, when an electronic circuit element such as a sensor is incorporated in a single crystal layer of a member such as a bridge, a signal current does not leak to the base material. Normal operation of the device is guaranteed.

【００７６】＜請求項４記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤフ
ラムなどの部材が半導体の単結晶層を有し、しかもこの
単結晶層に歪センサが組み込まれたマイクロマシンを製
造することができる。このマイクロマシンは、カンチレ
バー等の部材の変形を歪センサで検出することができる
ので、加速度計、応力計、圧力計等として機能し得る。
また、カンチレバー等の部材が単結晶層を有するため
に、強度とともに弾性限度に優れるので、この部材に大
きな弾性変形を付与することが可能である。このため、
動作領域の広い加速度計、応力計、圧力計等が実現す
る。しかも、この製造方法では、カンチレバー等の単結
晶層を有する部材を基材の上に、接合によらずにその場
で形成するので、製造が容易であるとともに、精度の高
いマイクロマシンが実現する。<Operation of the Invention According to Claim 4> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a strain sensor is incorporated in this single crystal layer. Micromachines can be manufactured. Since this micromachine can detect the deformation of a member such as a cantilever with a strain sensor, it can function as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like.
Further, since the member such as the cantilever has the single crystal layer, it is excellent in strength and elastic limit, so that it is possible to give a large elastic deformation to this member. For this reason,
Realizes accelerometers, stress gauges, pressure gauges, etc. with a wide operating range. Moreover, in this manufacturing method, since a member having a single crystal layer such as a cantilever is formed on the base material in-situ without joining, manufacturing is easy and a highly accurate micromachine is realized.

【００７７】＜請求項５記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えば固定梁、中空容器、流体流路など
のように一部が基材に固定的に支持され、他の部分が基
材との間に間隙を有する部材を備え、しかもこの部材が
単結晶層を有するマイクロマシンを製造することが可能
である。このため、この方法で製造されたマイクロマシ
ンでは、固定梁などの部材が、強度、耐摩耗性、弾性限
度、耐食性、および特性の均一性などに優れている。強
度とともに弾性限度に優れるので、この部材に大きな弾
性変形を付与することが可能である。このため、この方
法は例えば静電アクチュエータとして機能するマイクロ
マシンを構成するのに適している。また、この部材が耐
食性に優れるので、この方法は、例えば流体フィルタ、
あるいは流体バルブとして機能するマイクロマシンを構
成するのにも適する。しかも、この単結晶層を有する部
材を、接合によらずにその場で基材の上に形成するの
で、製造が容易であるとともに、精度の高いマイクロマ
シンが実現する。<Operation of the Invention According to Claim 5> In the manufacturing method of the present invention, for example, a fixed beam, a hollow container, a fluid channel, etc., are partially supported by the base material and the other portions are fixed. It is possible to manufacture a micromachine that includes a member having a gap between the substrate and the member and that has the single crystal layer. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, members such as fixed beams are excellent in strength, wear resistance, elastic limit, corrosion resistance, and uniformity of characteristics. Since the elastic limit as well as the strength are excellent, it is possible to give a large elastic deformation to this member. For this reason, this method is suitable for constructing, for example, a micromachine that functions as an electrostatic actuator. In addition, since this member has excellent corrosion resistance, this method can be applied to, for example, a fluid filter,
Alternatively, it is also suitable for constructing a micromachine that functions as a fluid valve. Moreover, since the member having the single crystal layer is formed on the base material in situ without joining, a micromachine which is easy to manufacture and has high accuracy can be realized.

【００７８】＜請求項６記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、物質層に開口部を形成し、この開口部を
介してエッチングを行うことによって犠牲層の除去が円
滑に行なわれる。このため、この方法は、例えば開口部
が流体の経路として機能する流体フィルタなどのよう
に、開口部がそのまま生かされるマイクロマシンの製造
に適している。<Operation of Invention of Claim 6> In the manufacturing method of the present invention, the sacrifice layer is smoothly removed by forming an opening in the material layer and performing etching through the opening. Therefore, this method is suitable for manufacturing a micromachine in which the opening is utilized as it is, such as a fluid filter in which the opening functions as a fluid path.

【００７９】＜請求項７記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えば中空容器、流体流路などのように
一部が基材に固定的に支持され、他の部分が基材との間
に中空部を有する部材を備え、この中空部に他の部材が
挿入されており、しかもこれらの部材がともに単結晶層
を有するマイクロマシンを製造することが可能である。
これらの部材は単結晶層を有するために、強度、耐摩耗
性、弾性限度、耐食性、および特性の均一性などに優れ
ている。これらの部材が耐食性、耐摩耗性に優れるの
で、この方法は、例えば流体バルブとして機能するマイ
クロマシンを構成するのに適している。また、中空部に
挿入された部材が強度とともに弾性限度に優れるので、
この部材に大きな変形を付与することが可能である。こ
のため、この方法は例えば振動子が中空部に挿入された
構造を有する圧力計として機能するマイクロマシンを構
成するのにも適している。しかも、これらの単結晶層を
有する部材を、接合によらずにその場で基材の上に形成
するので、製造が容易であるとともに、精度の高いマイ
クロマシンが実現する。<Operation of the Invention According to Claim 7> In the manufacturing method of the present invention, a part is fixedly supported by the base material and the other part is the base material, such as a hollow container and a fluid channel. It is possible to manufacture a micromachine in which a member having a hollow portion is provided between the two and other members are inserted into the hollow portion, and these members both have a single crystal layer.
Since these members have a single crystal layer, they are excellent in strength, wear resistance, elastic limit, corrosion resistance, and uniformity of properties. Since these members have excellent corrosion resistance and wear resistance, this method is suitable for constructing a micromachine that functions as a fluid valve, for example. Also, since the member inserted in the hollow part is excellent in strength and elasticity limit,
It is possible to give a large deformation to this member. Therefore, this method is also suitable for constituting a micromachine that functions as a pressure gauge having a structure in which a vibrator is inserted in a hollow portion, for example. Moreover, since the member having these single crystal layers is formed on the base material in situ without joining, a micromachine which is easy to manufacture and has high accuracy can be realized.

【００８０】＜請求項８記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えばカンチレバー、架橋、ダイヤフラ
ムなどの、一部が基材の凹陥部の周辺部分に固定的に支
持され、他の部分が基材の凹陥部に規定される空洞部に
差し渡された構造の部材に単結晶層を有するマイクロマ
シンを製造することができる。このため、この方法で製
造されたマイクロマシンでは、カンチレバー、架橋など
の部材において、強度が高く、摩耗が少なく、弾性限度
が高く、耐食性に優れ、かつ特性の均一性が高い。強度
とともに弾性限度に優れるので、この部材に大きな弾性
変形を付与することが可能である。このため、この製造
方法は、この部材の弾性変形を利用した加速度計、応力
計、圧力計等として機能するマイクロマシンを構成する
のに適している。しかも、この単結晶層を有する部材を
基材の上に、接合によらずにその場で形成するので、製
造が容易であるとともに、精度の高いマイクロマシンが
実現する。<Operation of the Invention According to Claim 8> In the manufacturing method of the present invention, for example, a part of a cantilever, a bridge, a diaphragm, etc. is fixedly supported on the peripheral portion of the recessed portion of the base material, and the other portion. It is possible to manufacture a micromachine having a single crystal layer in a member having a structure in which is inserted into a cavity defined by the recess of the base material. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, members such as cantilevers and bridges have high strength, low wear, high elastic limit, excellent corrosion resistance, and high property uniformity. Since the elastic limit as well as the strength are excellent, it is possible to give a large elastic deformation to this member. Therefore, this manufacturing method is suitable for configuring a micromachine that functions as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like that utilizes elastic deformation of this member. In addition, since the member having the single crystal layer is formed on the base material in situ without joining, it is easy to manufacture and a highly accurate micromachine is realized.

【００８１】＜請求項９記載の発明の作用＞この発明の
製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤフ
ラムなどの部材が、半導体の単結晶層を有し、しかも電
気絶縁体を介して基材に固定的に支持されたマイクロマ
シンを製造することができる。このため、この方法で製
造されたマイクロマシンでは、架橋などの部材の単結晶
層にセンサなどの電子回路素子を組み込んだときに、信
号電流が基材に漏洩することがないので、これらの電子
回路素子の正常な動作が保証される。<Operation of the Invention According to Claim 9> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge, or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a base material is provided via an electric insulator. It is possible to manufacture a micromachine fixedly supported on the. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, when an electronic circuit element such as a sensor is incorporated in a single crystal layer of a member such as a bridge, a signal current does not leak to the base material. Normal operation of the device is guaranteed.

【００８２】＜請求項１０記載の発明の作用＞この発明
の製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤ
フラムなどの部材が半導体の単結晶層を有し、しかもこ
の単結晶層に歪センサが組み込まれたマイクロマシンを
製造することができる。このマイクロマシンは、カンチ
レバー等の部材の変形を歪センサで検出することができ
るので、加速度計、応力計、圧力計等として機能し得
る。また、カンチレバー等の部材が単結晶層を有するた
めに、強度とともに弾性限度に優れるので、この部材に
大きな弾性変形を付与することが可能である。このた
め、動作領域の広い加速度計、応力計、圧力計等が実現
する。しかも、この製造方法では、カンチレバー等の単
結晶層を有する部材を基材の上に、接合によらずにその
場で形成するので、製造が容易であるとともに、精度の
高いマイクロマシンが実現する。<Operation of the Invention According to Claim 10> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge, or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a strain sensor is incorporated in this single crystal layer. Micromachines can be manufactured. Since this micromachine can detect the deformation of a member such as a cantilever with a strain sensor, it can function as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like. Further, since the member such as the cantilever has the single crystal layer, it is excellent in strength and elastic limit, so that it is possible to give a large elastic deformation to this member. Therefore, an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, etc. having a wide operating range can be realized. Moreover, in this manufacturing method, since a member having a single crystal layer such as a cantilever is formed on the base material in-situ without joining, manufacturing is easy and a highly accurate micromachine is realized.

【００８３】＜請求項１１記載の発明の作用＞この発明
の製造方法では、基材の選択的エッチングを行うに際し
て、基材の上にエッチングの進行を抑制する結晶方位を
有する単結晶層を形成し、この単結晶層をエッチング・
ストッパとして利用する。その上、ビームの照射によっ
て単結晶層を形成するので、基材の物質、結晶性の有
無、結晶粒の大きさ、結晶構造、結晶方位等によらず
に、任意の基材の上に所定の物質、結晶方位、結晶構造
の単結晶層を、しかもその場で形成することができる。
このため、単結晶層を構成要素として含み、しかも複雑
な構造を有するマイクロマシンを容易に製造することが
可能である。<Operation of the Invention According to Claim 11> In the manufacturing method of the present invention, when the base material is selectively etched, a single crystal layer having a crystal orientation for suppressing the progress of etching is formed on the base material. Then, etch this single crystal layer.
Used as a stopper. In addition, since a single crystal layer is formed by beam irradiation, it is possible to form a single crystal layer on any base material regardless of the material of the base material, the presence or absence of crystallinity, the size of crystal grains, the crystal structure, the crystal orientation, etc. It is possible to form a single crystal layer having the substance, crystal orientation, and crystal structure, and in situ.
Therefore, it is possible to easily manufacture a micromachine including a single crystal layer as a constituent element and having a complicated structure.

【００８４】＜請求項１２記載の発明の作用＞この発明
の製造方法では、エッチング・ストッパとしての利用が
完了した後に、所定の物質の単結晶層の結晶方位を基材
の結晶方位と一致するように転換する。このため、この
方法では、一定の物質および結晶方位を有する材料で複
雑な構造を有するマイクロマシンを製造することが可能
である。すなわち、この方法で製造されたマイクロマシ
ンは、基材があたかも複雑な形状に成長して形作られた
かのような一体構造をなす。このため、この方法では、
特に強度および各部の特性の均一性に優れたマイクロマ
シンを製造することが可能である。<Operation of the Invention According to Claim 12> In the manufacturing method of the present invention, after the use as the etching stopper is completed, the crystallographic orientation of the single crystal layer of the predetermined substance matches the crystallographic orientation of the base material. To convert. Therefore, according to this method, it is possible to manufacture a micromachine having a complicated structure with a material having a certain substance and a crystal orientation. That is, the micromachine manufactured by this method forms an integral structure as if the base material was grown and shaped into a complicated shape. So this method
In particular, it is possible to manufacture a micromachine having excellent strength and uniformity of characteristics of each part.

【００８５】＜請求項１３記載の発明の作用＞この発明
の製造方法では、基材の選択的エッチングを行うに際し
て、基材の上にエッチングの進行を抑制する結晶方位を
有する単結晶層を選択的に形成し、この単結晶層をエッ
チング・マスクとして利用する。その上、ビームの照射
によって単結晶層を形成するので、基材の物質、結晶性
の有無、結晶粒の大きさ、結晶構造、結晶方位等によら
ずに、任意の基材の上面に所定の結晶方位、結晶構造の
単結晶層を、しかもその場で形成することができる。こ
のため、複雑な構造を有するマイクロマシンを容易にか
つ精密に製造することが可能である。<Operation of the Invention According to Claim 13> In the manufacturing method of the present invention, when the base material is selectively etched, a single crystal layer having a crystal orientation for suppressing the progress of etching is selected on the base material. And then use this single crystal layer as an etching mask. Moreover, since a single crystal layer is formed by beam irradiation, it is possible to form a single crystal layer on the upper surface of any base material regardless of the material of the base material, the presence or absence of crystallinity, the size of crystal grains, the crystal structure, the crystal orientation, etc. It is possible to form a single crystal layer having a crystal orientation and a crystal structure of, and in situ. Therefore, it is possible to easily and precisely manufacture a micromachine having a complicated structure.

【００８６】＜請求項１４記載の発明の作用＞この発明
の製造方法では、エッチング・マスクとしての利用が完
了した後に、所定の物質の単結晶層の結晶方位を元の結
晶方位と一致するように転換する。このため、この方法
では、エッチング・マスクが痕跡を残さないマイクロマ
シンを製造することが可能である。特に基材の全体が単
結晶構造を有する場合には、一定の物質および結晶方位
を有する材料で複雑な構造を有するマイクロマシンを製
造することが可能である。この場合には、特に強度およ
び各部の特性の均一性に優れたマイクロマシンを製造す
ることが可能である。<Operation of the Invention According to Claim 14> In the manufacturing method of the present invention, after the use as the etching mask is completed, the crystal orientation of the single crystal layer of a predetermined substance is made to match the original crystal orientation. Convert to. For this reason, this method makes it possible to manufacture micromachines in which the etching mask leaves no trace. In particular, when the entire substrate has a single crystal structure, it is possible to manufacture a micromachine having a complicated structure with a material having a certain substance and a crystal orientation. In this case, it is possible to manufacture a micromachine that is particularly excellent in strength and uniformity of characteristics of each part.

【００８７】＜請求項１５記載の発明の作用＞この発明
の方法では、気体ビームを構成する元素の原子量が、照
射を受ける物質を構成する元素の原子量の中の最大のも
のよりも低いので、照射された気体を構成する原子の大
部分が、被照射物質の表面ないしその近傍で後方へ散乱
され、被照射物質の中に残留し難い。このため、不純物
の少ない単結晶薄膜を得ることができる。<Operation of the Invention According to Claim 15> In the method of the present invention, since the atomic weight of the element forming the gas beam is lower than the maximum atomic weight of the elements forming the substance to be irradiated, Most of the atoms constituting the irradiated gas are scattered backward on the surface of the irradiated substance or in the vicinity thereof, and are hard to remain in the irradiated substance. Therefore, a single crystal thin film with few impurities can be obtained.

【００８８】＜請求項１６〜請求項４４記載の発明の作
用＞この発明の製造方法では、請求項１〜請求項１５の
いずれかに記載の発明において、単結晶層を形成する代
わりに、軸配向多結晶層を形成するか、あるいは、一旦
軸配向多結晶層を形成した後に単結晶層へ転換する。<Operation of the Invention of Claims 16 to 44> In the manufacturing method of the invention, in the invention of any one of claims 1 to 15, an axis is formed instead of forming a single crystal layer. An oriented polycrystalline layer is formed, or an axial oriented polycrystalline layer is once formed and then converted into a single crystalline layer.

【００８９】単結晶層を形成する際に用いられる複数方
向からの気体のビームの代わりに、一方向からの気体の
ビームを照射することによって、最稠密面が照射方向に
垂直となるように配向した軸配向多結晶層を形成するこ
とができる。この発明の製造方法では、この方法を用い
ることによって、軸配向多結晶層を有するマイクロマシ
ンが製造される。そのことによって、単結晶層を備える
マイクロマシンの製造よりも容易に製造が行われる。し
かも、軸配向多結晶層は通常の多結晶層に比べて、あら
ゆる点において単結晶層に近い特性を有するので、製造
される軸配向多結晶層を有するマイクロマシンは、単結
晶層を有するマイクロマシンに近い優れた特性を有す
る。By irradiating a gas beam from one direction instead of the gas beams from a plurality of directions used when forming a single crystal layer, the densest plane is oriented so that it is perpendicular to the irradiation direction. An axially oriented polycrystalline layer can be formed. In the manufacturing method of the present invention, a micromachine having an axially oriented polycrystalline layer is manufactured by using this method. Thereby, the manufacturing is easier than the manufacturing of the micromachine including the single crystal layer. Moreover, since the axially oriented polycrystalline layer has characteristics similar to a single crystalline layer in all respects as compared with a normal polycrystalline layer, a micromachine having an axially oriented polycrystalline layer to be manufactured is a micromachine having a single crystalline layer. It has near excellent characteristics.

【００９０】また、一旦形成された軸配向多結晶層に気
体のビームを複数方向から照射することによって、単結
晶層へと転換することが可能である。この方法を用いる
ことによって、単結晶層の形成が部分的にしか行われな
くても、少なくとも軸配向多結晶層が既に形成されてい
るために、製造されるマイクロマシンに、一定程度以上
の優れた特性が保証される。Further, by irradiating the axially oriented polycrystalline layer once formed with a gas beam from a plurality of directions, it is possible to convert it into a single crystalline layer. By using this method, even if the formation of the single crystal layer is only partially performed, at least the axially oriented polycrystalline layer is already formed. The characteristics are guaranteed.

【００９１】＜請求項４５記載の発明の作用＞この発明
の製造方法では、軸配向多結晶薄膜を形成する際におけ
る気体のビームの照射方向と、軸配向多結晶薄膜を単結
晶薄膜へ転換する際における気体のビームの複数の照射
方向の１つとが、互いに同一であるので、単結晶薄膜へ
の転換が円滑に行われる。<Operation of the Invention of Claim 45> According to the manufacturing method of the present invention, the irradiation direction of the gas beam at the time of forming the axially oriented polycrystalline thin film and the axially oriented polycrystalline thin film is converted into a single crystal thin film. In this case, one of a plurality of irradiation directions of the gas beam is the same as each other, so that the conversion to the single crystal thin film is smoothly performed.

【００９２】[0092]

【実施例】【Example】

＜Ａ．単結晶薄膜形成の基本原理＞ここでは、基板の上
に効率よく単結晶薄膜を形成する基本原理について説明
する。<A. Basic Principle of Single Crystal Thin Film Formation> Here, the basic principle of efficiently forming a single crystal thin film on a substrate will be described.

【００９３】＜A-1 ．装置１０１の基本構成＞図１は単
結晶薄膜を形成するための装置の基本構成の一例を示す
正面断面図である。この装置１０１は、基板１１の上に
あらかじめ形成された多結晶薄膜を単結晶薄膜へ転換す
ることによって基板上に単結晶薄膜を形成する。<A-1. Basic Structure of Device 101> FIG. 1 is a front sectional view showing an example of the basic structure of a device for forming a single crystal thin film. This device 101 forms a single crystal thin film on a substrate by converting a polycrystalline thin film previously formed on the substrate 11 into a single crystal thin film.

【００９４】この装置１０１では、処理容器１の上部
に、電子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）のイオン源２
が組み込まれている。ＥＣＲイオン源２は、プラズマ室
４を内部に規定するプラズマ容器３を備えている。プラ
ズマ容器３の周囲には、プラズマ室４に直流の高磁場を
印加する磁気コイル５が設置されている。プラズマ容器
３の上面には、マイクロ波をプラズマ室４へ導入する導
波管６、およびＮｅなどの不活性ガスを導入する不活性
ガス導入管７が設けられている。In this apparatus 101, an electron cyclotron resonance (ECR) ion source 2 is provided above the processing container 1.
Is built in. The ECR ion source 2 includes a plasma container 3 that defines a plasma chamber 4 therein. A magnetic coil 5 for applying a high DC magnetic field to the plasma chamber 4 is installed around the plasma container 3. A waveguide 6 for introducing microwaves into the plasma chamber 4 and an inert gas introduction pipe 7 for introducing an inert gas such as Ne are provided on the upper surface of the plasma container 3.

【００９５】処理容器１は、その内部に照射室８を規定
する。プラズマ容器３の底部はその中央部に、プラズマ
が通過する引出口９を規定する。照射室８とプラズマ室
４とは、この引出口９を介して互いに連通している。照
射室８の内部には、引出口９の直下の位置に試料台１０
が設置されている。試料台１０の上には基板１１が載置
され、さらに反射板１２が基板１１の上方に位置するよ
うに設置される。試料台１０は、図示しないヒータを備
えており、このヒータの作用により基板１１を加熱し、
適正な高温度に保持する。The processing container 1 defines an irradiation chamber 8 therein. The bottom of the plasma container 3 defines in its central part an outlet 9 through which the plasma passes. The irradiation chamber 8 and the plasma chamber 4 communicate with each other through the outlet 9. Inside the irradiation chamber 8, a sample table 10 is provided directly below the outlet 9.
Is installed. A substrate 11 is placed on the sample table 10, and a reflection plate 12 is installed so as to be located above the substrate 11. The sample table 10 is provided with a heater (not shown), and the substrate 11 is heated by the action of this heater,
Keep at an appropriate high temperature.

【００９６】照射室８には、真空排気管１４が連通して
いる。この真空排気管１４の一端には、図示しない真空
装置が連結しており、真空排気管１４を介して、照射室
８に存在する気体が排気されることにより、照射室８に
おける真空度が所定の高さに保持される。照射室８にお
ける真空度を表示する真空計１５が、照射室８に連通し
て設置されている。A vacuum exhaust pipe 14 communicates with the irradiation chamber 8. A vacuum device (not shown) is connected to one end of the vacuum exhaust pipe 14, and the gas existing in the irradiation chamber 8 is exhausted through the vacuum exhaust pipe 14, so that the degree of vacuum in the irradiation chamber 8 is predetermined. Held at the height of. A vacuum gauge 15 that displays the degree of vacuum in the irradiation chamber 8 is installed in communication with the irradiation chamber 8.

【００９７】＜A-2.反射板の構成＞図２は、反射板１２
の一例における斜視図である。この反射板１２ａは、単
結晶Ｓｉなどの、ダイヤモンド構造を有する単結晶を形
成するための反射板の一例である。反射板１２ａは、平
板状の基台２１の中央部に開口部を規定する。この開口
部の周囲に、３個の直方体のブロック２２が固定的に設
置され、それらの内側にそれぞれ反射用ブロック２３が
固定されている。その結果、基台２１の中央部には、こ
れらの反射用ブロック２３で縁どりされた正三角形状の
開口部２４が形成される。反射用ブロック２３におい
て、開口部２４に面する斜面２５が、気体ビームを反射
する反射面として機能する。したがって、斜面２５の傾
斜角度は、形成すべき単結晶の結晶軸の方向に対応して
適切な大きさに設定される。<A-2. Structure of Reflector> FIG.
It is a perspective view in an example. The reflector 12a is an example of a reflector for forming a single crystal having a diamond structure, such as single crystal Si. The reflector 12a defines an opening at the center of the flat base 21. Three rectangular parallelepiped blocks 22 are fixedly installed around the opening, and reflection blocks 23 are fixed inside the blocks. As a result, an equilateral triangular opening 24 framed by these reflection blocks 23 is formed in the center of the base 21. In the reflection block 23, the slope 25 facing the opening 24 functions as a reflection surface that reflects the gas beam. Therefore, the inclination angle of the inclined surface 25 is set to an appropriate size corresponding to the direction of the crystal axis of the single crystal to be formed.

【００９８】図３は、ブロック２２と反射用ブロック２
３とで構成される反射板１２ａの一部分の三面図であ
り、図３（ａ）、図３（ｂ）、および図３（ｃ）は、そ
れぞれ平面図、側面図、および正面図である。図３
（ｂ）に図示するように、斜面２５の傾斜角度は、５５
゜に設定される。FIG. 3 shows a block 22 and a reflection block 2.
3 (a), 3 (b), and 3 (c) are a plan view, a side view, and a front view, respectively. Figure 3
As shown in (b), the inclination angle of the slope 25 is 55.
Set to °.

【００９９】＜A-3.ＥＣＲイオン源の動作＞図１に戻っ
て、ＥＣＲイオン源２の動作について説明する。不活性
ガス導入管７からプラズマ室４へ、Ｎｅ、Ａｒ等の不活
性ガスを導入しつつ、同時に導波管６からプラズマ室４
へマイクロ波が導入される。更に同時に、磁気コイル５
に直流電流が供給されることにより、プラズマ室４およ
びその周囲に直流磁場が形成される。供給された気体
は、マイクロ波と直流磁場の作用でプラズマ状態に保た
れる。このプラズマは、マイクロ波と直流磁場とによっ
てサイクロトロンの原理で螺旋運動する高エネルギーの
電子によって生成される。<A-3. Operation of ECR Ion Source> Returning to FIG. 1, the operation of the ECR ion source 2 will be described. While introducing an inert gas such as Ne or Ar from the inert gas introducing pipe 7 into the plasma chamber 4, at the same time, from the waveguide 6 to the plasma chamber 4
Microwave is introduced into. At the same time, the magnetic coil 5
A DC magnetic field is formed in and around the plasma chamber 4 by supplying a DC current to the plasma chamber 4. The supplied gas is kept in a plasma state by the action of the microwave and the DC magnetic field. This plasma is generated by high-energy electrons that spiral in accordance with the cyclotron principle by the microwave and the DC magnetic field.

【０１００】この電子は、反磁性の特性を有するので、
磁場の弱い方に移動し、磁力線に沿った電子流を形成す
る。その結果、電気的中性を維持するために、電子流に
伴われて正イオンも、磁力線に沿ったイオン流を形成す
る。すなわち、引出口９から照射室８へ、下方向に向か
う電子流とイオン流とが形成される。イオン流は、電子
流と並行して流れるので、消イオン時間を経過すると、
互いに再結合することによって中性原子流となる。した
がって、引出口９から下方に所定距離以上の離れた位置
では、殆ど中性の原子流のみが形成されている。Since this electron has the property of diamagnetism,
It moves to the weak magnetic field and forms an electron flow along the magnetic field lines. As a result, in order to maintain the electrical neutrality, the positive ions also form an ion flow along the magnetic field lines along with the electron flow. That is, a downward electron flow and ion flow are formed from the outlet 9 to the irradiation chamber 8. Since the ion current flows in parallel with the electron current, when the deionization time elapses,
Recombination with each other results in a neutral atomic flow. Therefore, at a position separated from the outlet 9 by a predetermined distance or more, only a neutral atomic flow is formed.

【０１０１】このように、ＥＣＲイオン源２は、イオン
を発生する装置でありながら、イオン流を電子流に並行
して形成するので、イオン流を中性化する他の手段を用
いることなく、密度の高い中性の原子流を容易に得るこ
とができるという利点を有する。また、イオン流が電子
流と並行して形成されるので、進行方向があまり発散す
ることなく、進行方向の揃った平行流に近いイオン流が
得られる。また、平行なイオン流が中性の原子流に転換
されるので、原子流も進行方向の揃った平行流に近いも
のとなる。したがって、指向性を矯正するためのコリメ
ータなどの他の手段を要しないという利点がある。As described above, since the ECR ion source 2 is an apparatus for generating ions, it forms the ion flow in parallel with the electron flow, so that it does not use any other means for neutralizing the ion flow. It has an advantage that a dense neutral atom flow can be easily obtained. Further, since the ion stream is formed in parallel with the electron stream, the traveling direction does not diverge so much, and an ion stream close to a parallel stream with a uniform traveling direction can be obtained. Further, since the parallel ion flow is converted into the neutral atomic flow, the atomic flow also becomes close to a parallel flow with uniform traveling directions. Therefore, there is an advantage that other means such as a collimator for correcting the directivity is not required.

【０１０２】＜A-4.装置１０１の基本的動作＞図１を参
照しつつ、装置１０１の基本的な動作について説明す
る。反射板１２として図２および図３に示した反射板１
２ａを用い、基板１１として多結晶ＳｉＯ2 （石英）基
板を用い、この石英基板１１の上に単結晶Ｓｉ薄膜を形
成する例を取り上げる。石英基板１１の上には、ＣＶＤ
（化学気相成長法）等の既知の方法を用いて、多結晶Ｓ
ｉ薄膜があらかじめ形成されている。<A-4. Basic Operation of Device 101> The basic operation of the device 101 will be described with reference to FIG. The reflector 1 shown in FIGS. 2 and 3 as the reflector 12.
2a is used, a polycrystalline SiO 2 (quartz) substrate is used as the substrate 11, and an example of forming a single crystal Si thin film on the quartz substrate 11 will be taken up. CVD on the quartz substrate 11
Using a known method such as (chemical vapor deposition), polycrystalline S
The i thin film is previously formed.

【０１０３】まず、試料を試料台１０と反射板１２ａ
（１２）の間へ装着する。試料台１０が備えるヒータ
は、試料すなわち石英基板１１および多結晶Ｓｉ薄膜
を、５５０゜Ｃの温度に保持する。この温度は、シリコ
ンの結晶化温度よりも低い温度であるために、この温度
の下では単結晶Ｓｉが多結晶Ｓｉへ移行することはな
い。同時にこの温度は、種結晶が存在すれば、この種結
晶を核として多結晶Ｓｉが単結晶Ｓｉへと成長し得るほ
どには高温度である。First, the sample is placed on the sample table 10 and the reflector 12a.
Install between (12). The heater provided in the sample table 10 holds the sample, that is, the quartz substrate 11 and the polycrystalline Si thin film at a temperature of 550 ° C. Since this temperature is lower than the crystallization temperature of silicon, single crystal Si does not transfer to polycrystalline Si under this temperature. At the same time, this temperature is so high that, if a seed crystal is present, polycrystalline Si can grow into single crystal Si using this seed crystal as a nucleus.

【０１０４】不活性ガス導入管７から導入される不活性
ガスとしては、好ましくはＳｉ原子よりも原子量の小さ
いＮｅガスが選択される。ＥＣＲイオン源２の働きによ
り、引出口９から下方に向かってＮｅ+ イオン流と電子
流が形成される。引出口９から反射板１２ａ（１２）ま
での距離は、好ましくは、Ｎｅ+ イオン流が殆ど中性Ｎ
ｅ原子流に転換されるのに十分なだけの大きさに設定さ
れる。また、反射板１２ａ（１２）は、この下方向へ向
かうＮｅ原子流が降り注ぐ位置に設置される。As the inert gas introduced from the inert gas introducing pipe 7, a Ne gas having an atomic weight smaller than that of Si atoms is preferably selected. Due to the action of the ECR ion source 2, a Ne + ion flow and an electron flow are formed downward from the outlet 9. The distance from the outlet 9 to the reflector 12a (12) is preferably such that the Ne + ion flow is almost neutral.
The size is set to be large enough to be converted into the atomic flow. Further, the reflector 12a (12) is installed at a position where the downward Ne atom flow is poured.

【０１０５】下方向へ向かうＮｅ原子流の一部は、反射
板１２ａに形成されている３つの斜面２５によって反射
され、更に開口部２４を通って、ＳｉＯ2 基板１１上の
多結晶Ｓｉ薄膜へ照射される。また、Ｎｅ原子流の他の
一部は、斜面２５へ入射せずに開口部２４を通過して多
結晶Ｓｉ薄膜へ直接に照射される。すなわち、多結晶Ｓ
ｉ薄膜には、引出口９から直進して来た成分と、３つの
斜面２５によって反射されて来た３成分とからなる４成
分のＮｅ原子流が照射される。斜面２５の傾斜角が５５
゜に設定されているために、これら４成分のＮｅ原子流
の照射方向は、形成すべきＳｉ単結晶の４個の独立な最
稠密結晶面、すなわち（１１１）面に垂直な４方向に対
応する。A part of the downward Ne atom flow is reflected by the three slopes 25 formed on the reflection plate 12a and further passes through the opening 24 to reach the polycrystalline Si thin film on the SiO 2 substrate 11. Is irradiated. Further, the other part of the Ne atomic flow passes through the opening 24 without being incident on the slope 25 and is directly irradiated to the polycrystalline Si thin film. That is, polycrystalline S
The i thin film is irradiated with a four-component Ne atomic flow consisting of a component that has proceeded straight from the outlet 9 and three components that have been reflected by the three slopes 25. The slope angle of the slope 25 is 55
Since these are set at a temperature of 4 degrees, the irradiation directions of these four component Ne atomic flows correspond to four independent close-packed crystal planes of the Si single crystal to be formed, that is, four directions perpendicular to the (111) plane. To do.

【０１０６】ところで、ＥＣＲイオン源２によって形成
されるプラズマのエネルギーは、ＳｉＯ2 基板１１に到
達するＮｅ原子のエネルギーが、Ｎｅ原子の照射による
Ｓｉのスパッタリングにおけるスレッショルド・エネル
ギー（＝２７ｅＶ）よりも低くなるように設定される。
このため、多結晶Ｓｉ薄膜にブラベの法則が作用する。
すなわち、多結晶Ｓｉ薄膜に照射されるＮｅ原子流の入
射方向に垂直な面が最稠密結晶面となるように、多結晶
Ｓｉ薄膜の表面近傍におけるＳｉ原子が再配列する。照
射されるＮｅ原子流は４つの成分を有しており、しかも
それぞれの成分の入射方向は、単結晶Ｓｉの独立な４つ
の最稠密面に垂直な方向に対応するので、Ｓｉ原子の再
配列は、これらの入射方向に垂直な面がいずれも最稠密
面となるように行われる。すなわち、互いに独立な入射
方向を有する４本のＮｅ原子ビームによって、４つの独
立な（１１１）面の再配列方向が一定方向に規制され、
その結果、結晶方位が一義的に決定づけられる。このた
め、多結晶Ｓｉ薄膜の表面近傍の層が、結晶方位の揃っ
た単結晶Ｓｉ層へと転換される。By the way, regarding the energy of the plasma formed by the ECR ion source 2, the energy of Ne atoms reaching the SiO 2 substrate 11 is lower than the threshold energy (= 27 eV) in the sputtering of Si by the irradiation of Ne atoms. Is set.
Therefore, the Brave's law acts on the polycrystalline Si thin film.
That is, the Si atoms in the vicinity of the surface of the polycrystalline Si thin film are rearranged so that the plane perpendicular to the incident direction of the Ne atomic flow irradiated on the polycrystalline Si thin film becomes the densest crystal plane. Since the irradiated Ne atomic flow has four components, and the incident directions of the respective components correspond to the directions perpendicular to the four independent close-packed planes of the single crystal Si, the rearrangement of Si atoms is rearranged. Is performed so that all the planes perpendicular to the incident direction are the densest planes. That is, the rearrangement directions of the four independent (111) planes are restricted to a constant direction by the four Ne atomic beams having incident directions independent of each other,
As a result, the crystal orientation is uniquely determined. Therefore, the layer near the surface of the polycrystalline Si thin film is converted into a single crystal Si layer having a uniform crystal orientation.

【０１０７】多結晶Ｓｉ薄膜の温度は、前述のように５
５０゜Ｃすなわち種結晶が成長するに適した範囲内の温
度に調整されている。このため、多結晶Ｓｉ薄膜の表面
に形成された単結晶Ｓｉ層が種結晶として機能し、単結
晶Ｓｉ層が多結晶Ｓｉ薄膜の深部に向かって成長する。
そして、多結晶Ｓｉ薄膜の全領域が単結晶Ｓｉ層へ転換
される。このようにして、石英基板１１の上に結晶方位
の揃った単結晶Ｓｉ層が形成される。The temperature of the polycrystalline Si thin film is 5 as described above.
The temperature is adjusted to 50 ° C., that is, within the range suitable for growing the seed crystal. Therefore, the single crystal Si layer formed on the surface of the polycrystalline Si thin film functions as a seed crystal, and the single crystal Si layer grows toward the deep portion of the polycrystalline Si thin film.
Then, the entire region of the polycrystalline Si thin film is converted into the single crystal Si layer. In this way, a single crystal Si layer having a uniform crystal orientation is formed on the quartz substrate 11.

【０１０８】照射によって多結晶Ｓｉ薄膜の表面に形成
され、種結晶として機能する単結晶Ｓｉ層は、多結晶Ｓ
ｉ薄膜から転化して形成されたものであるので、その深
部側に残っている多結晶Ｓｉの層とは一体をなしてい
る。すなわち、多結晶Ｓｉの層と種結晶との間の接触性
は完全である。このため、縦方向の固相エピタキシャル
成長が良好に進行する。また、種結晶と固相エピタキシ
ャル成長によって形成された単結晶Ｓｉとは、ともに同
一結晶方位を有する同一物質の単結晶であるために、単
結晶Ｓｉ薄膜を形成した後に種結晶を除去する必要がな
い。また、単結晶Ｓｉ薄膜が、縦方向の固相エピタキシ
ャル成長によって形成されるので、横方向に成長する従
来の技術に比べて、短時間で効率よく所望の単結晶Ｓｉ
薄膜を得ることができる。The single crystal Si layer formed on the surface of the polycrystalline Si thin film by irradiation and functioning as a seed crystal is a polycrystalline S layer.
Since it is formed by converting the i thin film, it is integrated with the layer of polycrystalline Si remaining on the deep side thereof. That is, the contact between the layer of polycrystalline Si and the seed crystal is perfect. Therefore, the solid phase epitaxial growth in the vertical direction proceeds well. Further, since the seed crystal and the single crystal Si formed by solid phase epitaxial growth are both single crystals of the same substance having the same crystal orientation, it is not necessary to remove the seed crystal after forming the single crystal Si thin film. . In addition, since the single crystal Si thin film is formed by solid phase epitaxial growth in the vertical direction, the desired single crystal Si can be efficiently formed in a short time as compared with the conventional technique of growing in the horizontal direction.
A thin film can be obtained.

【０１０９】＜A-5.好ましい条件＞多結晶Ｓｉ薄膜に照
射する原子ビームを構成する元素として、上述したよう
にＳｉ原子よりも軽いＮｅを選択するのが望ましい。こ
れは、Ｎｅ原子がＳｉ薄膜に照射された際に、比較的重
いＳｉ原子が比較的軽いＮｅ原子を後方へ散乱する確率
が高いので、その結果、Ｎｅ原子がＳｉ薄膜の中に侵入
し残留するということが起こりにくいからである。被照
射薄膜がＳｉのような単体ではなく、例えばＧａＡｓの
ような化合物で構成される場合には、原子量が最大の元
素よりも軽い原子を照射するとよい。また、単原子のビ
ームを照射する代わりに、化合物のビーム、例えばＮ2
などを照射しても良い。このときには、化合物を構成す
る元素（例えばＮ原子）が、被照射薄膜を構成する原子
量最大の元素よりも軽いことが望ましい。<A-5. Preferred Conditions> As described above, it is desirable to select Ne, which is lighter than Si atoms, as an element constituting the atomic beam with which the polycrystalline Si thin film is irradiated. This is because, when the Ne atoms are irradiated on the Si thin film, the relatively heavy Si atoms have a high probability of scattering the relatively light Ne atoms backward, and as a result, the Ne atoms penetrate into the Si thin film and remain. This is because it is unlikely to happen. When the thin film to be irradiated is not composed of a simple substance such as Si but is composed of a compound such as GaAs, it is preferable to irradiate an atom having an atomic weight smaller than that of the element having the maximum atomic weight. Also, instead of irradiating with a beam of monatoms, a beam of compounds such as N 2
May be irradiated. At this time, it is desirable that the element constituting the compound (for example, N atom) is lighter than the element having the maximum atomic weight constituting the irradiated thin film.

【０１１０】また、照射する原子ビームを構成する元素
には、Ｎｅなどの不活性元素を選択するのが望ましい。
なぜならば、不活性元素がＳｉ薄膜の中に残留しても、
Ｓｉ等の薄膜を構成するいずれの元素とも化合物を形成
することがないので、Ｓｉ薄膜の電子物性には余り影響
を及ぼさない上に、出来上がった単結晶Ｓｉ薄膜をある
程度昇温することによって、容易に外部へ除去され得る
からである。Further, it is desirable to select an inactive element such as Ne as an element forming the atom beam for irradiation.
Because even if the inert element remains in the Si thin film,
Since it does not form a compound with any of the elements that make up the thin film such as Si, it has little effect on the electronic properties of the Si thin film and can be easily heated by heating the finished single crystal Si thin film to some extent. It can be removed to the outside.

【０１１１】反射板１２は、好ましくは金属で構成され
る。なぜならば、中性Ｎｅ原子流にわずかに混在するＮ
ｅ+ イオン流が導電性の反射板１２で反射されたとき
に、Ｎｅ+ イオンが中性原子に変換され、基板１１には
変換された中性Ｎｅ原子流が照射されるからである。中
性原子流はイオン流と異なり、進行方向が発散し難いの
で、方向の揃った流れとして基板１１へ入射するという
利点がある。The reflector 12 is preferably made of metal. Because N slightly mixed in the neutral Ne atomic flow
This is because when the e + ion flow is reflected by the conductive reflector 12, the Ne + ions are converted into neutral atoms and the substrate 11 is irradiated with the converted neutral Ne atom flow. Unlike the ionic flow, the neutral atomic flow is unlikely to diverge in the traveling direction, and therefore has the advantage of entering the substrate 11 as a unidirectional flow.

【０１１２】＜A-6.装置１００の基本構成と基本動作＞
図４は、基板上に単結晶薄膜を形成するもう１つの装置
の基本構成を示す正面断面図である。この装置１００
は、基板１１の上に多結晶薄膜を形成しつつ、それと同
時にビームを照射することによって、成長しつつある多
結晶薄膜を単結晶薄膜へ逐次的に転換する。装置１００
では、照射室８に反応ガス供給管１３が連通している。
この反応ガス供給管１３を通して、プラズマＣＶＤによ
り基板１１上に所定の物質の薄膜を形成するための反応
ガスが供給される。図４の例では、３本の反応ガス供給
管１３ａ、１３ｂ、および１３ｃが設けられている。<A-6. Basic Configuration and Basic Operation of Device 100>
FIG. 4 is a front sectional view showing the basic structure of another apparatus for forming a single crystal thin film on a substrate. This device 100
Forms a polycrystalline thin film on the substrate 11 and simultaneously irradiates a beam at the same time to sequentially convert the growing polycrystalline thin film into a single crystalline thin film. Device 100
Then, the reaction gas supply pipe 13 communicates with the irradiation chamber 8.
A reaction gas for forming a thin film of a predetermined substance on the substrate 11 by plasma CVD is supplied through the reaction gas supply pipe 13. In the example of FIG. 4, three reaction gas supply pipes 13a, 13b, and 13c are provided.

【０１１３】装置１００はつぎのように動作する。反射
板１２として図２および図３に示した反射板１２ａを用
い、基板１１として多結晶ＳｉＯ2 （石英）を用い、こ
の石英基板１１の上に単結晶Ｓｉの薄膜を形成する例を
取り上げる。反応ガス供給管１３ａ、１３ｂ、および１
３ｃのそれぞれから、単結晶Ｓｉの主材料であるＳｉを
供給するＳｉＨ4 （シラン）ガス、ｐ型不純物をドープ
するためのＢ2 Ｈ3 （ジボラン）ガス、およびｎ型不純
物をドープするためのＰＨ3 （ホスフィン）ガスが供給
される。また、不活性ガス導入管７からプラズマ室４
へ、Ｎｅガスが導入される。The device 100 operates as follows. An example in which the reflector 12a shown in FIGS. 2 and 3 is used as the reflector 12 and polycrystalline SiO 2 (quartz) is used as the substrate 11 and a thin film of single crystal Si is formed on the quartz substrate 11 will be taken up. Reaction gas supply pipes 13a, 13b, and 1
3c, SiH 4 (silane) gas for supplying Si, which is the main material of single crystal Si, B 2 H 3 (diborane) gas for doping p-type impurities, and n-type impurities for doping PH 3 (phosphine) gas is supplied. In addition, from the inert gas introduction pipe 7 to the plasma chamber 4
Ne gas is introduced.

【０１１４】反応ガス供給管１３から供給されるシラン
ガスは、ＥＣＲイオン源２によって生成されたＮｅ+ イ
オン流あるいはＮｅ原子流によって、ＳｉＯ2 基板１１
へ向かって叩きつけられる。その結果、ＳｉＯ2 基板１
１の上面においてプラズマＣＶＤ反応が進行し、シラン
ガスが供給するＳｉを構成元素とする薄膜、すなわちＳ
ｉ薄膜が成長する。また、ジボランガスまたはホスフィ
ンガスをその流量を適正に調整しつつ供給することによ
って、これらのガスによるプラズマＣＶＤ反応も同時に
進行し、Ｂ（ボロン）またはＰ（燐）を所望の濃度で含
有するＳｉ薄膜が形成される。[0114] silane gas supplied from the reaction gas supply pipe 13, the Ne + ion flow or Ne atoms stream produced by the ECR ion source 2, SiO 2 substrate 11
Be slammed towards. As a result, the SiO 2 substrate 1
1, a plasma CVD reaction proceeds on the upper surface of No. 1, and a thin film containing Si as a constituent element supplied by silane gas, that is, S
i Thin film grows. Further, by supplying diborane gas or phosphine gas while appropriately adjusting the flow rate thereof, the plasma CVD reaction by these gases also progresses at the same time, and a Si thin film containing B (boron) or P (phosphorus) at a desired concentration. Is formed.

【０１１５】ＳｉＯ2 基板１１は加熱されない。このた
め、ＳｉＯ2 基板１１は、略常温度に保持される。した
がって、Ｓｉ薄膜は略常温度下で成長する。すなわち、
プラズマＣＶＤによって結晶化が進行する温度以下の温
度でＳｉ薄膜が形成される。このためＳｉ薄膜は、プラ
ズマＣＶＤによって、まず非晶質であるアモルファスＳ
ｉとして形成される。The SiO 2 substrate 11 is not heated. Therefore, the SiO 2 substrate 11 is maintained at a substantially normal temperature. Therefore, the Si thin film grows at approximately normal temperature. That is,
The Si thin film is formed by plasma CVD at a temperature equal to or lower than the temperature at which crystallization proceeds. For this reason, the Si thin film is first formed into amorphous S by plasma CVD.
formed as i.

【０１１６】下方向へ向かうＮｅ原子流は、装置１０１
の場合と同様に反射板１２ａの作用によって４成分に分
離され、ＳｉＯ2 基板１１の上面に形成されつつあるＳ
ｉ薄膜へ入射する。これら４成分のＮｅ原子流の入射方
向は、形成すべきＳｉ単結晶の４個の独立な最稠密結晶
面、すなわち（１１１）面に垂直な４方向に対応する。
また、ＥＣＲイオン源２によって形成されるプラズマの
エネルギーは、これらの４成分の入射エネルギーが、Ｓ
ｉに対するスレッショルド・エネルギー（＝２７ｅＶ）
よりも低くなるように設定される。したがって、成長し
つつあるアモルファスＳｉ薄膜にブラベの法則が作用す
る。すなわち、アモルファスＳｉに照射される４成分か
ら成るＮｅ原子流の入射方向に垂直な面が、いずれも最
稠密結晶面となるようにアモルファスＳｉ内のＳｉ原子
が再配列する。その結果、単一の結晶方位を有する単結
晶Ｓｉが形成される。すなわち、プラズマＣＶＤによっ
て成長しつつあるアモルファスＳｉ薄膜は、結晶方位の
揃った単結晶Ｓｉ薄膜へ逐次転換される。A downward Ne atom flow is generated by the apparatus 101.
In the same manner as in the above case, S is separated into four components by the action of the reflection plate 12a and is being formed on the upper surface of the SiO 2 substrate 11.
i incident on the thin film. The incident directions of these four component Ne atomic flows correspond to four independent close-packed crystal planes of the Si single crystal to be formed, that is, four directions perpendicular to the (111) plane.
The energy of the plasma formed by the ECR ion source 2 is the incident energy of these four components is S
Threshold energy for i (= 27 eV)
Is set to be lower than. Therefore, the Brave's law acts on the growing amorphous Si thin film. That is, the Si atoms in the amorphous Si are rearranged so that the plane perpendicular to the incident direction of the four-component Ne atomic flow irradiated on the amorphous Si becomes the densest crystal plane. As a result, single crystal Si having a single crystal orientation is formed. That is, the amorphous Si thin film growing by plasma CVD is sequentially converted into a single crystal Si thin film having a uniform crystal orientation.

【０１１７】反応ガス供給管１３より、ジボランガスま
たはホスフィンガスを、シランガスと同時に供給するこ
とによって、ＢまたはＰが添加されたｐ型またはｎ型の
単結晶Ｓｉ薄膜が形成される。また、不純物元素を含有
するこれらの反応ガスを、交互に供給することによっ
て、例えばｐ型単結晶Ｓｉ層の上に、等軸のｎ型単結晶
Ｓｉ層を形成することも可能である。By supplying diborane gas or phosphine gas from the reaction gas supply pipe 13 at the same time as the silane gas, a p-type or n-type single crystal Si thin film to which B or P is added is formed. Further, it is possible to form an equiaxial n-type single crystal Si layer on, for example, a p-type single crystal Si layer by alternately supplying these reaction gases containing an impurity element.

【０１１８】前述のようにＳｉＯ2 基板１１は加熱され
ず、プラズマＣＶＤによって結晶化が進行する温度より
も低い温度下でＳｉ薄膜が形成される。これは、Ｎｅ原
子流の照射がなくともプラズマＣＶＤのみでＳｉの結晶
化が進行する高温度の下では、その結晶方位はＮｅ原子
流の照射方向とは無関係な任意の方向となり、方位を規
制することができず、しかも多結晶が出来上ってしまう
からである。As described above, the SiO 2 substrate 11 is not heated and a Si thin film is formed at a temperature lower than the temperature at which crystallization proceeds by plasma CVD. This is because under high temperature where crystallization of Si proceeds only by plasma CVD without irradiation of Ne atomic flow, its crystal orientation becomes an arbitrary direction unrelated to the irradiation direction of Ne atomic flow, and the orientation is regulated. This is because it cannot be done, and a polycrystal is completed.

【０１１９】装置１００では、プラズマＣＶＤによりＳ
ｉ薄膜が成長する過程で、同時に単結晶への転換が逐次
進行する。このため、膜厚の大きい単結晶Ｓｉ薄膜を、
しかも低温下で形成することが可能である。低温度下で
単結晶薄膜を形成できるので、例えば既に所定の素子が
作り込まれた基板の上に、この素子の特性を変えること
なく、更に新たな単結晶薄膜を形成することが可能であ
る。このように、この装置１００では、薄膜の単なる支
持材としての機能しか持たない基板だけではなく、所定
の構造と機能とを有するデバイスを基板として、その上
に単結晶薄膜を形成することも可能である。In the apparatus 100, S is formed by plasma CVD.
In the process of growing the i thin film, the conversion to the single crystal is successively advanced at the same time. Therefore, a single crystal Si thin film with a large thickness is
Moreover, it can be formed at a low temperature. Since a single crystal thin film can be formed at a low temperature, for example, a new single crystal thin film can be formed on a substrate on which a predetermined element is already formed without changing the characteristics of this element. . As described above, in the apparatus 100, not only the substrate having only a function as a thin film supporting material but also a device having a predetermined structure and function as a substrate can be used to form a single crystal thin film thereon. Is.

【０１２０】＜A-7.他の単結晶薄膜形成の例＞ダイヤモ
ンド構造以外の結晶構造を有する単結晶薄膜を形成する
ことも可能であり、そのためには、これらの反射板１２
ａ、１２ｂ以外の、それぞれの結晶構造に適した構成を
有する反射板を用意するとよい。また、結晶構造は同一
であっても、様々な結晶方位を有する単結晶薄膜を形成
することも可能である。そのためには、それぞれの結晶
方位に適した反射板を用意するとよい。<A-7. Example of Other Single Crystal Thin Film Formation> It is also possible to form a single crystal thin film having a crystal structure other than the diamond structure.
It is advisable to prepare a reflector having a structure suitable for each crystal structure other than a and 12b. Further, it is possible to form single crystal thin films having various crystal orientations even if they have the same crystal structure. For that purpose, it is advisable to prepare a reflector suitable for each crystal orientation.

【０１２１】また、装置１００、１０１では、上述の例
のようなＳｉ単結晶薄膜だけではなく、例えばＧａＡ
ｓ、ＧａＮ等の化合物単結晶薄膜、更にＳｉ０2 などの
絶縁体の単結晶薄膜など、多種類の単結晶薄膜を基板の
上に形成することが可能である。またＳｉＯ2 、ガラ
ス、多結晶・アモルファス・単結晶半導体、金属、など
多種類の媒質を基板として、その上に単結晶薄膜を形成
することが可能である。Further, in the devices 100 and 101, not only the Si single crystal thin film as in the above example but also, for example, GaA
It is possible to form various kinds of single crystal thin films such as compound single crystal thin films of s, GaN, etc., and insulator single crystal thin films of SiO 2, etc. on the substrate. Further, it is possible to form a single crystal thin film on a substrate using various kinds of media such as SiO 2 , glass, polycrystalline / amorphous / single crystal semiconductor, and metal.

【０１２２】例えば、形成すべき単結晶薄膜がＧａＮの
単結晶薄膜である場合には、まず通常のＣＶＤ法で例え
ばＳｉ基板上に多結晶のＧａＮ膜を成長させた後、装置
１０１を用いてＮ原子を含むＮ2 （窒素）ガスまたはＮ
Ｈ3 （アンモニア）ガスを不活性ガス導入管７へ導入
し、これらの分子流または解離してなるＮ原子流などの
気体のビームをＧａＮ薄膜へ照射してもよい。照射され
たＮ原子がＧａＮの内部に残留しても、ＧａＮの構成元
素として単結晶の中に組み込まれるので、ＧａＮの特性
に悪影響を及ぼす恐れがない。For example, when the single crystal thin film to be formed is a GaN single crystal thin film, first, a polycrystalline GaN film is grown on, for example, a Si substrate by a normal CVD method, and then the apparatus 101 is used. N 2 (nitrogen) gas containing N atom or N
It is also possible to introduce H 3 (ammonia) gas into the inert gas introduction pipe 7 and irradiate the GaN thin film with a beam of gas such as a molecular flow or a dissociated N atom flow. Even if the irradiated N atoms remain inside the GaN, they are incorporated into the single crystal as a constituent element of GaN, so there is no risk of adversely affecting the characteristics of GaN.

【０１２３】また、ＧａＡｓの単結晶薄膜を形成する場
合には、まずＳｉ基板等の上に通常の分子線エピタキシ
ー法でＧａＡｓの多結晶薄膜を成長させた後、装置１０
１を用いて基板温度を５００゜Ｃに保ち、照射ガスとし
ては安価なＡｒガスを使用し、反射板にはＴａ板を使用
し、その他はＳｉ単結晶薄膜を形成する際と同じ条件を
用いるとよい。この方法によって、ＧａＡｓの単結晶薄
膜を得ることができる。もちろん、これらのＧａＮ、Ｇ
ａＡｓ単結晶薄膜を生成するのに、装置１０１の代わり
に装置１００を用いて、多結晶薄膜の形成と気体ビーム
の照射による単結晶への転換とを同時に行ってもよい。When forming a GaAs single crystal thin film, first, a GaAs polycrystal thin film is grown on a Si substrate or the like by a normal molecular beam epitaxy method, and then the apparatus 10 is used.
1, the substrate temperature is kept at 500 ° C., an inexpensive Ar gas is used as the irradiation gas, a Ta plate is used as the reflection plate, and the other conditions are the same as those for forming the Si single crystal thin film. Good. By this method, a single crystal thin film of GaAs can be obtained. Of course, these GaN, G
In order to generate the aAs single crystal thin film, the device 100 may be used instead of the device 101, and the formation of the polycrystalline thin film and the conversion to the single crystal by the irradiation of the gas beam may be simultaneously performed.

【０１２４】＜Ｂ．マイクロマシンおよびその製造方法
に関する実施例＞以下では、単結晶層を有する部材を備
えたマイクロマシンを、上述の方法を基礎として製造す
る方法の実施例について説明する。<B. Example of Micromachine and Manufacturing Method Thereof> Hereinafter, an example of a method of manufacturing a micromachine including a member having a single crystal layer based on the above method will be described.

【０１２５】＜B-1 ．第１実施例＞ ＜B-1-1 ．マシンの構成と動作＞図５および図６は、そ
れぞれ第１実施例におけるマイクロマシンの構造を示す
斜視図、および正面断面図である。このマイクロマシン
１５０は、従来の静電モータ２０００の改良によるもの
である。この静電モータ１５０では、単結晶Ｓｉ基板１
１０の上に窒化膜（Ｓｉ3 Ｎ4 膜）１１２が形成されて
おり、この窒化膜１１２の上に、単結晶Ｓｉで構成され
る回転軸１０６と固定子１０８とが固定的に形成されて
おり、更に同じく単結晶Ｓｉで構成されるリング状の回
転子１０４が回転軸１０６に遊びを持って係止されてい
る。このため、回転子１０４は回転軸１０６を軸として
回転し得る。<B-1. First Example><B-1-1. Machine Configuration and Operation> FIGS. 5 and 6 are a perspective view and a front sectional view showing the structure of the micromachine in the first embodiment, respectively. The micromachine 150 is a modification of the conventional electrostatic motor 2000. In this electrostatic motor 150, the single crystal Si substrate 1
A nitride film (Si 3 N 4 film) 112 is formed on the substrate 10. A rotating shaft 106 made of single crystal Si and a stator 108 are fixedly formed on the nitride film 112. Further, the ring-shaped rotor 104 also made of single crystal Si is locked to the rotary shaft 106 with play. Therefore, the rotor 104 can rotate about the rotation shaft 106.

【０１２６】また、固定子１０８は、互いに電気的に分
離された複数の部材が、回転子１０４の周囲を所定の間
隙をもって取り囲むように放射状に配置されてなる。固
定子のこれらの部材には互いに位相のずれた交番電圧が
個別に付与される。その結果、回転子との間に静電的な
引力または斥力が生成され、しかもこれらの力の担い手
が各部材間を順次移動する。それにともなって回転子が
回転運動を行う。Further, the stator 108 is formed by radially arranging a plurality of members electrically isolated from each other so as to surround the periphery of the rotor 104 with a predetermined gap. Alternating voltages that are out of phase with each other are applied individually to these members of the stator. As a result, an electrostatic attractive force or repulsive force is generated between the rotor and the rotor, and the bearers of these forces sequentially move between the members. Along with that, the rotor makes a rotary motion.

【０１２７】この静電モータ１５０では、互いに摺動す
る回転子１０４と回転軸１０６とが、ともに硬質の単結
晶Ｓｉで構成されるので、摩耗が起こり難い。このた
め、この静電モータ１５０は長期の使用が可能であり実
用に供し得る。また、単結晶Ｓｉは耐食性にも優れるの
で、この静電モータ１５０は腐食性の環境下での使用に
も適している。In this electrostatic motor 150, since the rotor 104 and the rotary shaft 106 that slide with each other are both made of hard single crystal Si, wear hardly occurs. Therefore, the electrostatic motor 150 can be used for a long period of time and can be put to practical use. Further, since the single crystal Si has excellent corrosion resistance, the electrostatic motor 150 is also suitable for use in a corrosive environment.

【０１２８】＜B-1-2 ．マシンの製造方法＞図７〜図１
５は、この静電モータ１５０の製造方法を示す製造工程
図である。この静電モータ１５０を製造するには、まず
図７に示すように、単結晶Ｓｉ基板１１０の上にＣＶＤ
（化学気相成長法）により窒化膜１１２を形成した後、
同じくＣＶＤによって窒化膜１１２の上にＳｉＯ2 層１
１４を形成する。<B-1-2. Machine manufacturing method> FIGS. 7 to 1
FIG. 5 is a manufacturing process diagram showing the manufacturing method of the electrostatic motor 150. In order to manufacture this electrostatic motor 150, first, as shown in FIG. 7, CVD is performed on a single crystal Si substrate 110.
After forming the nitride film 112 by (chemical vapor deposition),
Similarly, a SiO 2 layer 1 is formed on the nitride film 112 by CVD.
14 is formed.

【０１２９】つぎに、図８に示すように、ＳｉＯ2 層１
１４の上にフォトレジスト膜を形成し、更に写真製版技
術を用いてこれを選択的に除去することによって、開口
部を有するマスク材１１６を形成する。その後、マスク
材１１６を遮蔽体としてエッチングを行うことにより、
ＳｉＯ2 層１１４を選択的にある深さまで除去する。エ
ッチングが終了すると、マスク材１１６は除去される。
このようにして成型されたＳｉＯ2 層１１４は、後続の
工程において犠牲層として機能する。Next, as shown in FIG. 8, the SiO 2 layer 1
A mask film 116 having an opening is formed by forming a photoresist film on 14 and selectively removing it using a photolithography technique. After that, by performing etching with the mask material 116 as a shield,
The SiO 2 layer 114 is selectively removed to a certain depth. When the etching is completed, the mask material 116 is removed.
The SiO 2 layer 114 molded in this way functions as a sacrificial layer in a subsequent step.

【０１３０】つぎに、図９に示すように、上面に新たに
形成されたマスク材１１７を遮蔽体としてエッチング処
理を施すことによって、ＳｉＯ2 層１１４の厚さの薄い
領域の中央部１１８を選択的に除去し窒化膜１１２を露
出させる。その後、マスク材１１７は除去される。Then, as shown in FIG. 9, the mask material 117 newly formed on the upper surface is used as a shield to perform an etching process to select the central portion 118 of the thin region of the SiO 2 layer 114. And removed to expose the nitride film 112. After that, the mask material 117 is removed.

【０１３１】つづいて、図１０に示すように、上面に新
たなマスク材１２０を形成し、これを遮蔽体としてエッ
チング処理を行うことによって、ＳｉＯ2 層１１４の周
辺部分を選択的に除去し、この領域において窒化膜１１
２を露出させる。エッチング処理の後、マスク材１２０
は除去される。Subsequently, as shown in FIG. 10, a new mask material 120 is formed on the upper surface and etching is performed using this as a shield to selectively remove the peripheral portion of the SiO 2 layer 114, In this region, the nitride film 11
Expose 2 After the etching process, the mask material 120
Are removed.

【０１３２】つぎに、図１１に示すように、ＣＶＤを用
いることにより、窒化膜１１２とＳｉＯ2 層１１４の上
に多結晶Ｓｉ（ポリシリコン）層１２２を形成する。こ
の多結晶Ｓｉ層１２２の厚さは2.5 μｍ程度である。そ
の後、装置１０１を用いて、多結晶Ｓｉ層１２２にＮｅ
原子流を照射することによって、この多結晶Ｓｉ層１２
２を単結晶Ｓｉ層に転換する。Next, as shown in FIG. 11, a polycrystalline Si (polysilicon) layer 122 is formed on the nitride film 112 and the SiO 2 layer 114 by using CVD. The thickness of this polycrystalline Si layer 122 is about 2.5 μm. Then, using the device 101, the polycrystalline Si layer 122 is Ne-doped.
By irradiating with an atomic flow, this polycrystalline Si layer 12
2 is converted to a single crystal Si layer.

【０１３３】つづいて、図１２に示すように、上面に所
定のマスク材（図示を略する）を形成し、これを遮蔽体
としてエッチング処理を行うことにより、単結晶となっ
たＳｉ層１２２を選択的に除去して開口部１２４、１２
６を形成する。この工程により、単結晶に転換されたＳ
ｉ層１２２から固定子１０８および回転子１０４が形成
される。Subsequently, as shown in FIG. 12, a predetermined mask material (not shown) is formed on the upper surface, and etching is performed using this as a shield to form the single crystal Si layer 122. The openings 124 and 12 are selectively removed.
6 is formed. By this process, S converted into single crystal
The stator 108 and the rotor 104 are formed from the i layer 122.

【０１３４】つぎに、図１３に示すように、ＣＶＤによ
り上面にＳｉＯ2 層１２８を新たに形成する。Next, as shown in FIG. 13, a SiO 2 layer 128 is newly formed on the upper surface by CVD.

【０１３５】その後、図１４に示すように、開口部１２
６の中央部に相当するＳｉＯ2 層１２８の領域１３２を
選択的に除去した後、第２の多結晶Ｓｉ層１３０をＣＶ
Ｄにより形成する。ＳｉＯ2 層１２８は第２の犠牲層と
して機能する。その後、装置１０１を用いてＮｅ原子流
の照射を実行することによって、多結晶Ｓｉ層１３０を
単結晶Ｓｉ層に転換する。Thereafter, as shown in FIG. 14, the opening 12
After selectively removing the region 132 of the SiO 2 layer 128 corresponding to the central portion of 6, the second polycrystalline Si layer 130 is removed by CV.
It is formed by D. The SiO 2 layer 128 functions as a second sacrificial layer. After that, the polycrystalline Si layer 130 is converted into a single crystal Si layer by performing irradiation of the Ne atomic flow using the apparatus 101.

【０１３６】つぎに、図１５に示すように、所定のマス
クパターンを有するマスク材（図示を略する）を遮蔽体
としてエッチングを行うことにより、単結晶のＳｉ層１
３０を選択的に除去する。この工程によって、単結晶Ｓ
ｉで構成され、窒化膜１１２に固定的に接続された回転
軸１０６が仕上がる。Next, as shown in FIG. 15, etching is performed using a mask material (not shown) having a predetermined mask pattern as a shield, so that the single crystal Si layer 1 is formed.
30 is selectively removed. By this process, single crystal S
The rotary shaft 106 made of i and fixedly connected to the nitride film 112 is finished.

【０１３７】最後に、エッチング処理を行うことによっ
て２つの犠牲層であるＳｉＯ2 層１１４、および１２８
を同時に除去する。その結果、図６に示す静電モータ１
５０が完成する。Finally, two sacrificial layers, SiO 2 layers 114 and 128, are formed by performing an etching process.
Are removed at the same time. As a result, the electrostatic motor 1 shown in FIG.
50 is completed.

【０１３８】この製造方法では、ＳｉＯ2 で構成される
犠牲層の上に一旦形成された多結晶Ｓｉ層をＮｅ原子流
の照射によって単結晶Ｓｉ層に転換する。このため、犠
牲層の上に単結晶Ｓｉ層を形成することが可能である。
このため、接合技術によらずに単結晶Ｓｉで構成される
複雑な部材、特に基材をなす窒化膜１１２から少なくと
も一部が分離された構造の回転子１０４、回転軸１０６
を単結晶Ｓｉによって容易に構成することが可能であ
る。In this manufacturing method, the polycrystalline Si layer once formed on the sacrificial layer made of SiO 2 is converted into the single crystal Si layer by irradiation with the Ne atomic flow. Therefore, it is possible to form a single crystal Si layer on the sacrificial layer.
For this reason, the rotor 104 and the rotating shaft 106 each having a structure in which at least a part is separated from the complex member composed of single crystal Si, particularly the nitride film 112 forming the base material, regardless of the joining technique.
Can be easily composed of single crystal Si.

【０１３９】なお、多結晶Ｓｉ層１２２および１３０を
形成した後に単結晶Ｓｉ層へ転換する代わりに、装置１
００を用いて非晶質のＳｉ層を成長させつつ同時にＮｅ
原子流の照射を実行することにより単結晶のＳｉ層１２
２、１３０を形成してもよい。これらのいずれの方法に
おいても、犠牲層の上に単結晶Ｓｉ層を形成する点に変
わりはない。Instead of forming the polycrystalline Si layers 122 and 130 and then converting them into single crystal Si layers, the device 1 is used.
00 while growing an amorphous Si layer and at the same time Ne
Single crystal Si layer 12 by performing irradiation of atomic flow
2, 130 may be formed. In any of these methods, there is no difference in forming a single crystal Si layer on the sacrificial layer.

【０１４０】＜B-2. 第２実施例＞図１６は、第２実施
例におけるマイクロマシンの主要部を示す正面図であ
る。このマイクロマシン３００はダイヤフラムを有して
おり、例えば圧力センサ等に利用することができる。こ
のマイクロマシン３００は、単結晶Ｓｉの基板３０２の
上面にＳｉＯ2 膜３０４を介して単結晶のＳｉ薄膜３０
６が形成されている。基板３０２およびＳｉＯ2 膜３０
４の中央部分は選択的に除去されており、このためＳｉ
薄膜３０６の中央部分はダイヤフラムを構成している。<B-2. Second Embodiment> FIG. 16 is a front view showing a main part of a micromachine according to a second embodiment. The micromachine 300 has a diaphragm and can be used as, for example, a pressure sensor or the like. This micromachine 300 includes a single crystal Si thin film 30 on a top surface of a single crystal Si substrate 302 with a SiO 2 film 304 interposed therebetween.
6 is formed. Substrate 302 and SiO 2 film 30
The central part of 4 was selectively removed, and therefore Si
The central portion of the thin film 306 constitutes a diaphragm.

【０１４１】このマイクロマシン３００では、ダイヤフ
ラムが単結晶Ｓｉで構成されるので、ダイヤフラムに大
きな弾性変形を付与することが可能である。また、耐食
性にも優れるので、腐食性の環境下での使用、例えば薬
液の圧力を測定する圧力センサとしての使用にも適して
いる。また、Ｓｉ薄膜３０６と基板３０２との間に絶縁
材が介在しているので、Ｓｉ薄膜３０６に歪ゲージなど
の電子素子を形成したときに、この電子素子と基板３０
２との間が電気的に絶縁される。このため、電子素子の
正常な動作が妨げられないという利点がある。In this micromachine 300, since the diaphragm is made of single crystal Si, it is possible to give a large elastic deformation to the diaphragm. Further, since it is also excellent in corrosion resistance, it is suitable for use in a corrosive environment, for example, as a pressure sensor for measuring the pressure of a chemical solution. Further, since the insulating material is interposed between the Si thin film 306 and the substrate 302, when an electronic element such as a strain gauge is formed on the Si thin film 306, the electronic element and the substrate 30 are formed.
The two are electrically insulated. Therefore, there is an advantage that the normal operation of the electronic element is not hindered.

【０１４２】図１７〜図１９は、このマイクロマシン３
００を製造する方法を示す製造工程図である。このマイ
クロマシン３００を製造するには、まず図１７に示すよ
うに、単結晶のＳｉ基板３０８を用意する。このＳｉ基
板３０８では、その（１００）面が上面に沿っている。
つづいて、Ｓｉ基板３０８の上面に絶縁体のＳｉＯ2膜
３１０を形成する。その後、このＳｉＯ2 膜３１０の上
にＣＶＤによって多結晶のＳｉ薄膜３１２を形成した
後、装置１００を用いてこの多結晶Ｓｉ薄膜３１２を単
結晶Ｓｉ薄膜に転換する。17 to 19 show this micromachine 3.
It is a manufacturing process drawing which shows the method of manufacturing 00. In order to manufacture this micromachine 300, first, as shown in FIG. 17, a single crystal Si substrate 308 is prepared. In this Si substrate 308, its (100) plane is along the upper surface.
Subsequently, an insulating SiO 2 film 310 is formed on the upper surface of the Si substrate 308. Then, after forming a polycrystalline Si thin film 312 on the SiO 2 film 310 by CVD, the polycrystalline Si thin film 312 is converted into a single crystal Si thin film by using the apparatus 100.

【０１４３】つぎに、図１８に示すように、Ｓｉ基板３
０８の底面に選択的にマスク材３１４を形成する。その
後、図１９に示すように、マスク材３１４を遮蔽体とし
てエッチングを行い、基板３０２を底面から選択的に除
去する。このとき、Ｓｉ基板３０８の（１１１）面およ
びＳｉＯ2 膜３１０に対してはエッチングが殆ど進行し
ないようなエッチャントが用いられる。このため、基板
３０２の底面にはＶ字型の溝が形成される。ＳｉＯ2 膜
３１０がエッチング阻止材（エッチング・ストッパ）と
して機能するので、エッチングはＳｉＯ2 膜３１０の内
部にまでは進行せず、底面で停止する。つぎに、溝に露
出するＳｉＯ2 膜３１０を、別のエッチャントを用いた
エッチングを施すことによって、図１６に示したマイク
ロマシン３００が完成する。Next, as shown in FIG. 18, the Si substrate 3
A mask material 314 is selectively formed on the bottom surface of 08. After that, as shown in FIG. 19, etching is performed using the mask material 314 as a shield to selectively remove the substrate 302 from the bottom surface. At this time, an etchant is used such that etching hardly progresses on the (111) surface of the Si substrate 308 and the SiO 2 film 310. Therefore, a V-shaped groove is formed on the bottom surface of the substrate 302. Since the SiO 2 film 310 functions as an etching stopper (etching stopper), etching does not proceed to the inside of the SiO 2 film 310 but stops at the bottom surface. Next, the SiO 2 film 310 exposed in the groove is etched by using another etchant, whereby the micromachine 300 shown in FIG. 16 is completed.

【０１４４】なお、装置１００の代わりに装置１０１を
用いて、ＳｉＯ2 膜３１０の上に非晶質のＳｉ薄膜を成
長させつつＮｅ原子流を照射することによって、単結晶
のＳｉ薄膜３０６を形成してもよい。この実施例の製造
方法では、単結晶のＳｉ薄膜３０６を、接合技術を用い
ることなく、ＳｉＯ2 層３０４の上にその場で形成する
ので、単結晶Ｓｉで構成されるダイヤフラムを有するマ
イクロマシン３００を容易に製造することが可能であ
る。A single crystal Si thin film 306 is formed by using the device 101 instead of the device 100 and irradiating it with a Ne atomic flow while growing an amorphous Si thin film on the SiO 2 film 310. You may. In the manufacturing method of this embodiment, since the single-crystal Si thin film 306 is formed in situ on the SiO 2 layer 304 without using a bonding technique, the micromachine 300 having the diaphragm made of single-crystal Si can be manufactured. It can be easily manufactured.

【０１４５】＜B-3 ．第３実施例＞図２０は、第３実施
例におけるマイクロマシンの主要部を示す正面図であ
る。このマイクロマシン４００はカンチレバーを有して
おり、例えば加速度センサ等に利用することができる。
このマイクロマシン４００は、単結晶Ｓｉの基板４０２
の上面にＳｉＯ2 層４０４を介して単結晶のＳｉ薄膜４
０６、および４０８が形成されている。基板４０２およ
びＳｉＯ2 層４０４の中央部分は選択的に除去されてお
り、しかもＳｉ薄膜４０６は、その一端が基板４０２に
連結されずに自由端となっている。すなわちＳｉ薄膜４
０６によってカンチレバーが構成されている。<B-3. Third Embodiment> FIG. 20 is a front view showing a main part of a micromachine according to a third embodiment. The micromachine 400 has a cantilever and can be used as, for example, an acceleration sensor.
This micromachine 400 includes a substrate 402 made of single crystal Si.
On the upper surface of the single crystal Si thin film 4 through the SiO 2 layer 404.
06 and 408 are formed. The central portions of the substrate 402 and the SiO 2 layer 404 are selectively removed, and one end of the Si thin film 406 is a free end without being connected to the substrate 402. That is, Si thin film 4
A cantilever is constituted by 06.

【０１４６】このマイクロマシン４００では、カンチレ
バーが単結晶Ｓｉで構成されるので、このカンチレバー
に大きな弾性変形を付与することが可能である。また、
カンチレバーにおける弾性定数等の特性が揃った信頼性
の高い加速度センサ等を構成することができる。In this micromachine 400, since the cantilever is made of single crystal Si, it is possible to give a large elastic deformation to this cantilever. Also,
It is possible to configure a highly reliable acceleration sensor or the like having uniform characteristics such as elastic constants in the cantilever.

【０１４７】このマイクロマシン４００を製造するに
は、まず第２実施例のマイクロマシン３００の製造方法
における図１７〜図１９に示した工程を実行することに
より、単結晶Ｓｉ基板３０２（４０２）、ＳｉＯ2 膜３
１０（４１０）、単結晶のＳｉ薄膜３１２（４１２）、
およびマスク材３１４（４１４）を有する中間体が出来
上がる。その後、図２１に示すように、単結晶のＳｉ薄
膜４１２の上にフォトレジスト膜４１６を形成する。In order to manufacture this micromachine 400, first, the steps shown in FIGS. 17 to 19 in the method of manufacturing the micromachine 300 of the second embodiment are executed to obtain the single crystal Si substrate 302 (402) and SiO 2. Membrane 3
10 (410), single crystal Si thin film 312 (412),
And the intermediate body having the mask material 314 (414) is completed. After that, as shown in FIG. 21, a photoresist film 416 is formed on the single crystal Si thin film 412.

【０１４８】つぎに、図２２に示すように、フォトレジ
スト膜４１６を選択的に除去することによって所定のマ
スクパターンを有するマスク材４１８を形成する。つづ
いて、このマスク材４１８を遮蔽体としてエッチングを
施すことによりＳｉ薄膜４１２を選択的に除去する。こ
れによって、Ｓｉ薄膜４１２から、互いに分離されたＳ
ｉ薄膜４０６、４０８が形成される。最後に、ＳｉＯ2
膜４１０の露出する部分をエッチングによって除去する
ことにより、図２０に示したカンチレバーを有するマイ
クロマシン４００が完成する。Next, as shown in FIG. 22, the mask material 418 having a predetermined mask pattern is formed by selectively removing the photoresist film 416. Then, the Si thin film 412 is selectively removed by etching using the mask material 418 as a shield. As a result, S separated from the Si thin film 412 is separated.
i thin films 406 and 408 are formed. Finally, SiO 2
By removing the exposed portion of the film 410 by etching, the micromachine 400 having a cantilever shown in FIG. 20 is completed.

【０１４９】なお、装置１００の代わりに装置１０１を
用いて、ＳｉＯ2 膜４１０の上に非晶質のＳｉ薄膜を成
長させつつＮｅ原子流を照射することによって、単結晶
のＳｉ薄膜４０６を形成してもよい。この実施例の製造
方法では、単結晶のＳｉ薄膜４０６を、接合技術を用い
ることなく、ＳｉＯ2 膜４０４の上にその場で形成する
ので、単結晶Ｓｉで構成されるカンチレバーを有するマ
イクロマシン４００を容易に製造することが可能であ
る。By using the device 101 instead of the device 100, a single crystal Si thin film 406 is formed by irradiating with a Ne atomic flow while growing an amorphous Si thin film on the SiO 2 film 410. You may. In the manufacturing method of this embodiment, since the single crystal Si thin film 406 is formed in situ on the SiO 2 film 404 without using a bonding technique, the micromachine 400 having a cantilever composed of single crystal Si is used. It can be easily manufactured.

【０１５０】＜B-4 ．第４実施例＞図２３は、第４実施
例におけるマイクロマシンの主要部を示す正面図であ
る。このマイクロマシン５００は、一部が基材に固定さ
れ残りの部分が基材から浮いた梁構造の部材を有する。
すなわち、基材として機能する単結晶Ｓｉ基板５０２の
上に、梁部材５０４が特定の部位５０６において固定的
に連結されている。梁部材５０４の残りの部分は、基板
５０２の表面から一定の空隙５０８をもって分離されて
いる。この梁部材５０４も単結晶Ｓｉで構成されてい
る。このため、梁部材５０４には、大きな弾性変形を付
与することが可能である。また、梁部材５０４の強度等
の特性が均一であり、信頼性の高いマイクロマシン５０
０を構成することができる。<B-4. Fourth Preferred Embodiment> FIG. 23 is a front view showing a main part of a micromachine according to a fourth preferred embodiment. The micromachine 500 has a beam-structured member, a part of which is fixed to the base material and the rest of which is floated from the base material.
That is, the beam member 504 is fixedly connected at a specific portion 506 on the single crystal Si substrate 502 that functions as a base material. The remaining portion of the beam member 504 is separated from the surface of the substrate 502 with a constant space 508. This beam member 504 is also made of single crystal Si. Therefore, it is possible to give a large elastic deformation to the beam member 504. Further, the characteristics such as strength of the beam member 504 are uniform, and the micromachine 50 having high reliability is provided.
0 can be configured.

【０１５１】図２４〜図２８は、このマイクロマシン５
００の製造方法を示す製造工程図である。このマイクロ
マシン５００を製造するには、まず図２４に示すよう
に、基板５０２の上に犠牲層として機能するＳｉＯ2 層
５１０を形成する。24 to 28 show this micromachine 5.
It is a manufacturing process drawing which shows the manufacturing method of 00. To manufacture this micromachine 500, first, as shown in FIG. 24, a SiO 2 layer 510 functioning as a sacrificial layer is formed on a substrate 502.

【０１５２】つぎに、図２５に示すように、ＳｉＯ2 層
５１０の上に所定のマスクパターンを有するマスク材５
１２を形成する。マスク材５１２は開口部５１４を規定
する。その後、図２６に示すように、マスク材５１２を
遮蔽体としてエッチングを行うことにより、ＳｉＯ2 層
５１０に開口部５１６を形成する。その結果、基板５０
２の上面は、この開口部５１６において露出する。Next, as shown in FIG. 25, a mask material 5 having a predetermined mask pattern on the SiO 2 layer 510.
12 is formed. The mask material 512 defines the opening 514. Then, as shown in FIG. 26, etching is performed using the mask material 512 as a shield to form an opening 516 in the SiO 2 layer 510. As a result, the substrate 50
The upper surface of No. 2 is exposed at this opening 516.

【０１５３】つづいて、図２７に示すように、装置１０
０を用いて基板５０２およびＳｉＯ2 層５１０の上面全
体にわたって、非晶質のＳｉ層を形成しつつＮｅ原子の
照射を実行することにより、単結晶のＳｉ層５１８を形
成する。Continuing, as shown in FIG.
The single crystal Si layer 518 is formed by irradiating Ne atoms while forming an amorphous Si layer over the entire upper surface of the substrate 502 and the SiO 2 layer 510 using 0.

【０１５４】つぎに、図２８に示すように、単結晶のＳ
ｉ層５１８の上に、所定のマスクパターンを有するマス
ク材５２０を形成した後、このマスク材５２０を遮蔽体
としてエッチング処理を施すことによりＳｉ層５１８を
選択的に除去する。この処理により、Ｓｉ層５１８が梁
部材５０４の形状に成型される。最後に、Ｓｉ層５１８
が選択的に除去された部位５２２からエッチャントを浸
潤させることにより、犠牲層として機能したＳｉＯ2 層
５１０を全て除去する。その結果、図２３に示したマイ
クロマシン５００が完成する。Next, as shown in FIG. 28, single crystal S
After forming a mask material 520 having a predetermined mask pattern on the i layer 518, the Si layer 518 is selectively removed by performing an etching process using the mask material 520 as a shield. By this process, the Si layer 518 is molded into the shape of the beam member 504. Finally, the Si layer 518
The SiO 2 layer 510 functioning as a sacrificial layer is completely removed by infiltrating the etchant from the portion 522 where the SiO 2 was selectively removed. As a result, the micromachine 500 shown in FIG. 23 is completed.

【０１５５】この実施例の製造方法では、単結晶のＳｉ
層５１８を、接合技術を用いることなく、単結晶Ｓｉ基
板５０２の上にその場で形成するので、単結晶Ｓｉで構
成される梁部材５０４を有するマイクロマシン５００を
容易に製造することが可能である。In the manufacturing method of this embodiment, single crystal Si is used.
Since the layer 518 is formed in situ on the single crystal Si substrate 502 without using a bonding technique, the micromachine 500 having the beam member 504 composed of single crystal Si can be easily manufactured. .

【０１５６】＜B-5 ．第５実施例＞ ＜B-5-1 ．リニア・アクチュエータ＞図２９は、第５実
施例におけるマイクロマシンの平面図である。このマイ
クロマシン６００は、従来のアクチュエータ２０３０の
改良によるものである。このアクチュエータ６００で
は、単結晶Ｓｉ基板６０２の上に同じく単結晶Ｓｉで構
成される固定電極６１０と、同じく単結晶Ｓｉで構成さ
れる可動部６０６が形成されている。これらの固定電極
６１０および可動部６０６が単結晶Ｓｉで構成される点
が、従来のアクチュエータ２０３０と異なっている。<B-5. Fifth Embodiment><B-5-1. Linear Actuator> FIG. 29 is a plan view of the micromachine according to the fifth embodiment. This micromachine 600 is a modification of the conventional actuator 2030. In this actuator 600, a fixed electrode 610 also made of single crystal Si and a movable portion 606 also made of single crystal Si are formed on a single crystal Si substrate 602. This is different from the conventional actuator 2030 in that the fixed electrode 610 and the movable portion 606 are made of single crystal Si.

【０１５７】櫛の歯状の固定電極６０６は、そのつけ根
部分において単結晶Ｓｉ基板６０２の上に固定されてお
り、櫛の歯状の突起部は単結晶Ｓｉ基板６０２の上面か
ら所定の間隔をもって浮き上がっている。また、可動部
６０６は、支持部６０４においてのみ単結晶Ｓｉ基板６
０２に固定され、他の部分はすべて単結晶Ｓｉ基板６０
２の上面から所定の間隔をもって浮き上がっている。す
なわち、可動部６０６および固定電極６１０はともに、
第４実施例のマイクロマシン５００における梁部材５０
４の一例となっている。可動部６０６も、櫛の歯状の先
端部６０８を有しており、この先端部６０８は固定電極
６１０と接触することなく互いに噛み合っている。The comb-teeth-shaped fixed electrode 606 is fixed on the single-crystal Si substrate 602 at the base portion thereof, and the comb-teeth-shaped protrusions are spaced from the upper surface of the single-crystal Si substrate 602 by a predetermined distance. It has risen. In addition, the movable portion 606 includes the single crystal Si substrate 6 only in the support portion 604.
No. 02 fixed, all other parts are single crystal Si substrate 60
It floats up from the upper surface of 2 with a predetermined space. That is, the movable portion 606 and the fixed electrode 610 are both
Beam member 50 in micromachine 500 of the fourth embodiment.
4 is an example. The movable portion 606 also has a comb tooth-shaped tip portion 608, and the tip portion 608 meshes with the fixed electrode 610 without making contact with each other.

【０１５８】固定電極６１０に電圧が印加されることに
より、先端部６０８との間に静電的な引力または斥力が
作用し、それにともなって先端部６０８が水平面内で直
進的に変位する。すなわち、このアクチュエータ６００
はリニア・アクチュエータである。このとき、先端部６
０８と支持部６０４との間を連結する部材は、先端部６
０８の変位に対する復原力の源となる弾性部材であり、
先端部６０８が変位するのにともなって弾性的に変形す
る。弾性変形する可動部６０６が、従来のアクチュエー
タ２０３０と異なり、単結晶Ｓｉで構成されるので、こ
の可動部６０６に大きな弾性変形を付与することが可能
である。When a voltage is applied to the fixed electrode 610, an electrostatic attractive force or repulsive force acts between the fixed electrode 610 and the tip portion 608, and accordingly, the tip portion 608 is linearly displaced in the horizontal plane. That is, this actuator 600
Is a linear actuator. At this time, the tip 6
The member connecting between 08 and the support portion 604 is the tip portion 6
An elastic member that is the source of the restoring force for the displacement of 08,
As the tip portion 608 is displaced, it is elastically deformed. Unlike the conventional actuator 2030, the movable portion 606 that elastically deforms is made of single crystal Si, so that a large elastic deformation can be applied to the movable portion 606.

【０１５９】このアクチュエータ６００は、マイクロマ
シン５００を製造する工程と同様の工程によって製造さ
れる。すなわち、犠牲層の利用と犠牲層の上への単結晶
Ｓｉ層の形成とによってマイクロマシン６００が製造さ
れる。すなわち、可動部６０６、固定電極６１０などの
複雑な形状を有し、しかも単結晶Ｓｉで構成される部材
を、接合技術を用いることなく、単結晶Ｓｉ基板６０２
の上にその場で形成するので、製造が容易であるととも
に、精度の良いアクチュエータ６００を製造することが
可能である。This actuator 600 is manufactured by the same process as the process of manufacturing the micromachine 500. That is, the micromachine 600 is manufactured by using the sacrificial layer and forming the single crystal Si layer on the sacrificial layer. That is, a member having a complicated shape such as the movable portion 606 and the fixed electrode 610, which is made of single crystal Si, is used without using a bonding technique, and the single crystal Si substrate 602 is used.
Since it is formed on the spot in-situ, it is easy to manufacture and it is possible to manufacture the actuator 600 with high accuracy.

【０１６０】＜B-5-2 ．回動型アクチュエータ＞図３０
は、第５実施例におけるもう１つのマイクロマシンの斜
視図である。このマイクロマシン６２０は、可動部６２
６が回動運動を行うアクチュエータとして機能する。こ
のアクチュエータ６２０では、単結晶Ｓｉ基板６２２の
上に同じく単結晶Ｓｉで構成される固定電極６３０と、
同じく単結晶Ｓｉで構成される可動部６２６が形成され
ている。<B-5-2. Rotating actuator> Fig. 30
FIG. 14 is a perspective view of another micromachine in the fifth embodiment. The micromachine 620 has a movable part 62.
6 functions as an actuator that performs a rotational movement. In this actuator 620, a fixed electrode 630 also made of single crystal Si on a single crystal Si substrate 622,
A movable part 626, which is also made of single crystal Si, is formed.

【０１６１】櫛の歯状の固定電極６２６は、そのつけ根
部分において単結晶Ｓｉ基板６２２の上に固定されてお
り、櫛の歯状の突起部は単結晶Ｓｉ基板６２２の上面か
ら所定の間隔をもって浮き上がっている。また、可動部
６２６は、支持部６２４においてのみ単結晶Ｓｉ基板６
２２に固定され、他の部分はすべて単結晶Ｓｉ基板６２
２の上面から所定の間隔をもって浮き上がっている。す
なわち、可動部６２６および固定電極６３０はともに、
アクチュエータ６００と同様に、第４実施例のマイクロ
マシン５００における梁部材５０４の一例となってい
る。可動部６２６も、櫛の歯状の先端部６２８を有して
おり、この先端部６２８は固定電極６３０と接触するこ
となく互いに噛み合っている。これらの櫛の歯状の突起
部が、円周に沿った方向に突出している点が、アクチュ
エータ６００と特徴的に異なっている。The comb-teeth-shaped fixed electrode 626 is fixed on the single-crystal Si substrate 622 at the base thereof, and the comb-teeth-shaped protrusions are spaced from the upper surface of the single-crystal Si substrate 622 by a predetermined distance. It has risen. Further, the movable portion 626 has the single crystal Si substrate 6 only in the support portion 624.
Fixed to No. 22 and all other parts are single crystal Si substrate 62.
It floats up from the upper surface of 2 with a predetermined space. That is, the movable portion 626 and the fixed electrode 630 are both
Similar to the actuator 600, it is an example of the beam member 504 in the micromachine 500 of the fourth embodiment. The movable portion 626 also has comb-teeth-shaped tip portions 628, and the tip portions 628 mesh with each other without contacting the fixed electrode 630. The actuator 600 is characteristically different in that the tooth-shaped protrusions of these combs protrude in the direction along the circumference.

【０１６２】固定電極６３０に電圧が印加されることに
より、先端部６２８との間に静電的な引力または斥力が
作用し、それにともなって先端部６２８が、円周に沿っ
た方向に変位する。このとき、先端部６２８と支持部６
２４との間を連結する部材は、先端部６２８の変位に対
する復原力の源となる弾性部材であり、先端部６２８が
変位するのにともなって弾性的に変形する。弾性変形す
る可動部６２６が、単結晶Ｓｉで構成されるので、この
可動部６２６に大きな弾性変形を付与することが可能で
ある。When a voltage is applied to the fixed electrode 630, an electrostatic attractive force or a repulsive force acts between the fixed electrode 630 and the tip portion 628, and accordingly, the tip portion 628 is displaced in the direction along the circumference. . At this time, the tip portion 628 and the support portion 6
The member connecting between the end portion 628 and 24 is an elastic member that serves as a source of restoring force to the displacement of the tip portion 628, and is elastically deformed as the tip portion 628 is displaced. Since the movable portion 626 that elastically deforms is made of single crystal Si, it is possible to give a large elastic deformation to the movable portion 626.

【０１６３】このアクチュエータ６２０は、アクチュエ
ータ６００と同様に、マイクロマシン５００を製造する
工程と同様の工程によって製造される。すなわち、犠牲
層の利用と犠牲層の上への単結晶Ｓｉ層の形成とによっ
てアクチュエータ６２０が製造される。すなわち、可動
部６２６、固定電極６３０などの複雑な形状を有し、し
かも単結晶Ｓｉで構成される部材を、接合技術を用いる
ことなく、単結晶Ｓｉ基板６２２の上にその場で形成す
るので、製造が容易であるとともに、精度の良いアクチ
ュエータ６２０を製造することが可能である。Like the actuator 600, the actuator 620 is manufactured by the same process as the process for manufacturing the micromachine 500. That is, the actuator 620 is manufactured by using the sacrificial layer and forming the single crystal Si layer on the sacrificial layer. That is, since members having a complicated shape such as the movable portion 626 and the fixed electrode 630 and made of single crystal Si are formed in situ on the single crystal Si substrate 622 without using a bonding technique. It is possible to manufacture the actuator 620 which is easy to manufacture and has high accuracy.

【０１６４】＜B-5-3 ．リレー＞図３１および図３２
は、第５実施例における更に別のマイクロマシンの正面
断面図および斜視図である。このマイクロマシン６４０
は、可動部６４４が静電的な引力または斥力の作用で傾
動することによって接点を開閉する２接点型のリレーで
ある。このリレー６４０では、ガラス基板６４２の上面
に、１対の駆動電極６４８ａ、６４８ｂと、２対の接点
電極６５０ａ、６５０ｂとが形成されている。これらの
電極は、Ａｕ（金）の薄膜を蒸着し、選択的に除去する
ことにより形成される。接点を開閉する可動部６４４
は、単結晶Ｓｉで構成され、その中央部６４６において
ガラス基板６４２の上面に固定的に連結しており、その
他の部分はガラス基板６４２の上面から浮き上がってい
る。すなわち、可動部６４４は第４実施例のマイクロマ
シン５００における梁部材５０４の一例となっている。<B-5-3. Relay> FIG. 31 and FIG. 32
FIG. 9A is a front sectional view and a perspective view of still another micromachine in the fifth embodiment. This micromachine 640
Is a two-contact type relay that opens and closes the contact by tilting the movable portion 644 by the action of electrostatic attraction or repulsion. In this relay 640, a pair of drive electrodes 648a and 648b and two pairs of contact electrodes 650a and 650b are formed on the upper surface of the glass substrate 642. These electrodes are formed by depositing a thin film of Au (gold) and selectively removing it. Movable part 644 for opening and closing contacts
Is made of single crystal Si, and is fixedly connected to the upper surface of the glass substrate 642 at its central portion 646, and the other portions are lifted from the upper surface of the glass substrate 642. That is, the movable portion 644 is an example of the beam member 504 in the micromachine 500 of the fourth embodiment.

【０１６５】駆動電極６４８ａ、６４８ｂに電圧が印加
されると、可動部６４４は弾性変形を行なうことによ
り、２対の接点電極６５０ａ、６５０ｂの一方を閉じ、
他方を開放する。可動部６４４は単結晶Ｓｉで構成され
るので、大きな弾性変形を付与することができる。この
ため、開放時の接点間隔を大きく設定することができる
ので、信頼性が高くしかも高耐圧のリレーを構成するこ
とができる。When a voltage is applied to the drive electrodes 648a and 648b, the movable portion 644 elastically deforms to close one of the two pairs of contact electrodes 650a and 650b.
Open the other. Since the movable portion 644 is made of single crystal Si, a large elastic deformation can be given. For this reason, the contact interval at the time of opening can be set large, so that a highly reliable relay having a high withstand voltage can be configured.

【０１６６】可動部６４４をガラス基板６４２の上に形
成するには、マイクロマシン５００における梁部材５０
４を形成する工程と同様の工程を実行すればよい。すな
わち、犠牲層の利用と犠牲層の上への単結晶Ｓｉ層の形
成とによって可動部６４４が形成される。また、この方
法では、原子流の照射によって単結晶Ｓｉ層を形成する
手法を用いるので、非結晶質でしかもＳｉとは異質なガ
ラス基板６４２の上に、接合技術によらずに単結晶Ｓｉ
層を形成することが可能である。このため、製造が容易
であるとともに、精度の良いリレー６４０を製造するこ
とが可能である。To form the movable portion 644 on the glass substrate 642, the beam member 50 in the micromachine 500 is used.
The process similar to the process of forming 4 may be performed. That is, the movable portion 644 is formed by using the sacrificial layer and forming the single crystal Si layer on the sacrificial layer. Further, in this method, since a method of forming a single crystal Si layer by irradiation of an atomic flow is used, single crystal Si is formed on a glass substrate 642 which is amorphous and different from Si, without depending on a bonding technique.
It is possible to form layers. Therefore, it is possible to manufacture the relay 640 with high precision while being easy to manufacture.

【０１６７】＜B-6 ．第６実施例＞ ＜B-6-1 ．中空容器＞図３３は、第６実施例におけるマ
イクロマシンの正面断面図である。このマイクロマシン
７００は、内部に空洞７０６を規定する中空容器であ
る。この中空容器７００は、上面に溝を規定する基板７
０２と下面に溝を規定する上蓋部７０４とによって構成
される。これらの基板７０２、上蓋部７０４は、ともに
単結晶Ｓｉで構成される。このため、この中空容器７０
０は、強度、耐食性等に優れるので、腐食性流体の流
路、バルブなどに適している。<B-6. Sixth Embodiment><B-6-1. Hollow Container> FIG. 33 is a front sectional view of a micromachine in the sixth embodiment. The micromachine 700 is a hollow container that defines a cavity 706 inside. This hollow container 700 has a substrate 7 that defines a groove on its upper surface.
02 and an upper lid 704 that defines a groove on the lower surface. Both the substrate 702 and the upper lid 704 are made of single crystal Si. Therefore, this hollow container 70
0 is excellent in strength, corrosion resistance, etc., and is therefore suitable for corrosive fluid channels, valves, and the like.

【０１６８】図３４〜図３７は、この中空容器７００を
製造する方法を示す工程図である。中空容器７００を製
造するには、まず図３４に示すように、単結晶Ｓｉ基板
７０２の上面を選択的に除去することによって溝７０８
を形成する。単結晶Ｓｉ基板７０２の結晶方位は、（１
００）面が上面に沿うように配向しており、溝７０８を
形成する際には、（１００）面が優先的にエッチングさ
れる異方性エッチングを用いる。34 to 37 are process drawings showing a method for manufacturing the hollow container 700. In order to manufacture the hollow container 700, first, as shown in FIG. 34, the groove 708 is formed by selectively removing the upper surface of the single crystal Si substrate 702.
To form. The crystal orientation of the single crystal Si substrate 702 is (1
The (00) plane is oriented along the upper surface, and when forming the groove 708, anisotropic etching in which the (100) plane is preferentially etched is used.

【０１６９】つぎに、図３５に示すように、基板７０２
の上面の全体にわたって、ＳｉＯ2層７１０を形成す
る。その後、図３６に示すように、ＳｉＯ2 層７１０を
選択的に除去することにより、ＳｉＯ2 で構成される犠
牲層７１２を形成する。Next, as shown in FIG. 35, the substrate 702
A SiO 2 layer 710 is formed over the entire upper surface of the substrate. Thereafter, as shown in FIG. 36, the SiO 2 layer 710 is selectively removed to form a sacrificial layer 712 made of SiO 2 .

【０１７０】つづいて、図３７に示すように、装置１０
０を用いて犠牲層７１２および基板７０２の上面に非晶
質のＳｉ層を形成しつつＮｅ原子流を照射することによ
り、単結晶のＳｉで構成される上蓋部７０４が形成され
る。最後に、エッチング処理を施すことにより犠牲層７
１２を全て除去する。その結果、図３３に示した中空容
器７００が完成する。Continuing on, as shown in FIG.
0 is used to form an amorphous Si layer on the upper surfaces of the sacrificial layer 712 and the substrate 702, and a Ne atomic flow is applied to form an upper lid 704 made of single crystal Si. Finally, the sacrificial layer 7 is formed by performing an etching process.
Remove all 12 As a result, the hollow container 700 shown in FIG. 33 is completed.

【０１７１】この実施例の製造方法では、単結晶Ｓｉで
構成される上蓋部７０４を、接合技術を用いることな
く、単結晶Ｓｉ基板６０２の上にその場で形成するの
で、製造が容易であるとともに、寸法精度の高い中空容
器７００を製造することが可能である。In the manufacturing method of this embodiment, since the upper lid portion 704 made of single crystal Si is formed on the single crystal Si substrate 602 in situ without using a bonding technique, the manufacturing is easy. At the same time, it is possible to manufacture the hollow container 700 with high dimensional accuracy.

【０１７２】＜B-6-2 ．部材を収納する中空容器＞図３
８は、第６実施例におけるもう１つのマイクロマシンの
正面断面図である。このマイクロマシン７３０は、内部
に空洞７３６を規定する中空容器であり、しかも基板７
３２と上蓋部７３４とによって規定される空洞７３６
に、板状の部材７３８が挿入されている。部材７３８が
挿入されている点を除けば、この中空容器７３０は上述
の中空容器７００と同様の構造を有する。中空容器７３
０は、部材７３８を含めて単結晶Ｓｉで構成されてい
る。このため、この中空容器７３０は、強度、耐食性等
に優れるので、腐食性流体のバルブなどに適している。
また、強度とともに弾性限度にも優れるので、部材７３
８を振動子として用いる圧力センサへの利用にも適して
いる。<B-6-2. Hollow container for storing components> Figure 3
8 is a front sectional view of another micromachine in the sixth embodiment. The micromachine 730 is a hollow container that defines a cavity 736 inside, and the substrate 7
Cavity 736 defined by 32 and top lid 734
A plate-shaped member 738 is inserted in the. The hollow container 730 has the same structure as the above-mentioned hollow container 700 except that the member 738 is inserted. Hollow container 73
0 is made of single crystal Si including the member 738. Therefore, the hollow container 730 is excellent in strength, corrosion resistance and the like, and is suitable for a corrosive fluid valve or the like.
Further, since the elastic limit is excellent as well as the strength, the member 73
It is also suitable for use in a pressure sensor using 8 as a vibrator.

【０１７３】図３９〜図４５は、この中空容器７３０を
製造する方法を示す工程図である。中空容器７３０を製
造するには、まず図３９に示すように、単結晶Ｓｉ基板
７３２の上面を選択的に除去することによって溝を形成
する。単結晶Ｓｉ基板７３２の結晶方位は、（１００）
面が上面に沿うように配向しており、溝を形成する際に
は、（１００）面が優先的にエッチングされる異方性エ
ッチングを用いる。39 to 45 are process drawings showing a method of manufacturing the hollow container 730. To manufacture the hollow container 730, first, as shown in FIG. 39, a groove is formed by selectively removing the upper surface of the single crystal Si substrate 732. The crystal orientation of the single crystal Si substrate 732 is (100)
The surface is oriented along the upper surface, and when forming the groove, anisotropic etching in which the (100) surface is preferentially etched is used.

【０１７４】つぎに、図４０に示すように、基板７３２
の上面の全体にわたって、犠牲層として機能するＳｉＯ
2 層７４０を形成する。その後、図４１に示すように、
ＳｉＯ2 層７４０の上に、多結晶のＳｉ層７４２を形成
した後、装置１００を用いてこのＳｉ層７４２にＮｅ原
子流を照射することにより、Ｓｉ層７４２を単結晶Ｓｉ
層へ転換する。つづいて、図示しないマスク材を遮蔽体
としてエッチング処理を行うことにより、Ｓｉ層７４２
を選択的に除去し、板状の部材７３８を形成する（図４
２）。Next, as shown in FIG. 40, a substrate 732
Acting as a sacrificial layer over the entire upper surface of the SiO
Two layers 740 are formed. Then, as shown in FIG.
After the polycrystalline Si layer 742 is formed on the SiO 2 layer 740, the Si layer 742 is irradiated with a Ne atom flow by using the apparatus 100, so that the Si layer 742 is formed into single crystal Si.
Convert to layers. Subsequently, an etching treatment is performed by using a mask material (not shown) as a shield, so that the Si layer 742 is formed.
Are selectively removed to form a plate-shaped member 738 (see FIG. 4).
2).

【０１７５】つぎに、図４３に示すように、ＳｉＯ2 層
７４０と部材７３８の上面に、犠牲層として機能するも
う１つのＳｉＯ2 層７４６を新たに形成する。その後、
図４４に示すように、２つのＳｉＯ2 層７４０、７４６
を選択的に除去する。Next, as shown in FIG. 43, another SiO 2 layer 746 which functions as a sacrificial layer is newly formed on the upper surfaces of the SiO 2 layer 740 and the member 738. afterwards,
As shown in FIG. 44, two SiO 2 layers 740 and 746 are formed.
Are selectively removed.

【０１７６】つづいて、図４５に示すように、装置１０
０を用いて基板７３２およびＳｉＯ2 層７４６の上に非
晶質のＳｉ層を成長させつつ、Ｎｅ原子流を照射するこ
とにより、単結晶のＳｉで構成される上蓋部７３４を形
成する。最後に、エッチング処理によって、２つのＳｉ
Ｏ2 層７４０、７４６をすべて除去する。その結果、図
３８に示した中空容器７３０が完成する。Continuing on, as shown in FIG.
0 is used to grow an amorphous Si layer on the substrate 732 and the SiO 2 layer 746, and is irradiated with a Ne atom flow to form an upper lid portion 734 composed of single crystal Si. Finally, the etching process produces two Si
The O 2 layers 740 and 746 are all removed. As a result, the hollow container 730 shown in FIG. 38 is completed.

【０１７７】この実施例の製造方法では、単結晶Ｓｉで
構成される３つの部材である基板７３２、上蓋部７３
４、および部材７３８とを、あらかじめ個別に製作しそ
れらを接合技術を用いて組み合わせるという方法によら
ずに、単結晶Ｓｉ基板７３２の上に他の部材をその場で
形成する。このため、製造が容易であるとともに、寸法
精度の高い中空容器７３０を製造することが可能であ
る。In the manufacturing method of this embodiment, the substrate 732 and the upper lid portion 73, which are three members made of single crystal Si, are used.
Other members are formed in situ on the single crystal Si substrate 732 regardless of the method of individually manufacturing 4 and the member 738 in advance and combining them using a bonding technique. For this reason, it is possible to manufacture the hollow container 730 which is easy to manufacture and has high dimensional accuracy.

【０１７８】＜B-6-3 ．ポンプ：その１＞図４６は、第
６実施例におけるさらに別のマイクロマシンの正面断面
図である。このマイクロマシン７５０は、流体を圧送す
るポンプとして機能する。このポンプ７５０は、流体吸
入口および流体排出口として機能する２つのＶ字型の溝
が形成された単結晶Ｓｉ基板７５２、同じく単結晶Ｓｉ
から成る２つの本体部材７５４および７６０で構成さ
れ、空洞７６４を内部に規定する中空容器、および絶縁
体であるガラスで構成されるスペーサ７６６を介して部
材７６０に連結する単結晶Ｓｉの電極部材７６９を備え
ている。部材７６０と電極部材７６９との間には空隙７
６８が形成されている。基板７５２および本体部材７５
４は、それぞれ排出弁７５８および吸入弁７５６を有し
ている。また、本体部材７６０の上面にはダイヤフラム
７６２が形成されている。<B-6-3. Pump: Part 1> FIG. 46 is a front sectional view of still another micromachine in the sixth embodiment. The micromachine 750 functions as a pump that pumps fluid. This pump 750 has a single crystal Si substrate 752 in which two V-shaped grooves functioning as a fluid inlet and a fluid outlet are formed.
A single-crystal Si electrode member 769 that is connected to the member 760 via a hollow container that is defined by two body members 754 and 760 and that defines a cavity 764 inside, and a spacer 766 that is made of glass that is an insulator. Is equipped with. A space 7 is provided between the member 760 and the electrode member 769.
68 is formed. Substrate 752 and body member 75
4 has a discharge valve 758 and a suction valve 756, respectively. A diaphragm 762 is formed on the upper surface of the main body member 760.

【０１７９】このポンプ７５０はつぎのように動作す
る。すなわち、電極部材７６９に交番電圧が印加される
のにともなって、静電的な引力または斥力の作用により
ダイヤフラム７６８が震動する。その結果、空洞７６４
の容積が変動するので、流体が吸入口から吸入され、排
出口から排出される。このポンプ７５０では、流体に接
触する部材がすべて単結晶Ｓｉで構成されている。この
ため、このポンプ７５０は腐食性の流体の圧送に適して
いる。また、弾性変形を反復するダイヤフラム７６２、
および２つの弁７５６、７５８が単結晶Ｓｉで構成され
ているので、これらの部材の弾性変形を大きくすること
ができるので、小型で吐出量の大きなポンプが実現す
る。The pump 750 operates as follows. That is, as the alternating voltage is applied to the electrode member 769, the diaphragm 768 vibrates due to the action of electrostatic attraction or repulsion. As a result, the cavity 764
Since the volume of the fluid changes, the fluid is sucked in through the suction port and discharged through the discharge port. In this pump 750, all the members that come into contact with the fluid are made of single crystal Si. Therefore, the pump 750 is suitable for pumping a corrosive fluid. Also, a diaphragm 762 that repeats elastic deformation,
Since the two valves 756 and 758 are made of single crystal Si, the elastic deformation of these members can be increased, so that a compact pump having a large discharge amount can be realized.

【０１８０】Ｖ字型の溝を有する基板７５２の上に本体
部材７５４を形成するには、後述する実施例１１の製造
方法を用いるとよい。また、２つの本体部材７５４、７
６０の内部に空洞７６４を形成するには、中空容器７０
０を製造する方法を用いるとよい。更に、本体部材７６
０の上にガラスのスペーサ７６６を介して電極部材７６
９を形成するには、以下の工程を実行するとよい。すな
わち、図４７に示すように、本体部材７６０の上面にガ
ラス膜またはＳｉ3 Ｎ4 膜を形成した後、このガラス膜
またはＳｉ3 Ｎ4 膜を選択的に除去し、スペーサ７６６
を形成する。つぎに、ＳｉＯ2 で構成される犠牲層７７
０を空隙７６８に充填する。その後、ＣＶＤにより多結
晶Ｓｉ層を、この犠牲層およびスペーサ７６６の上に形
成した後、装置１０１を用いてこの多結晶Ｓｉ層を単結
晶Ｓｉに転換することにより電極部材７６９を形成す
る。以上の工程によって、図４６に示したポンプ７５０
が完成する。In order to form the main body member 754 on the substrate 752 having the V-shaped groove, the manufacturing method of Example 11 described later may be used. In addition, the two body members 754, 7
To form a cavity 764 inside 60, hollow container 70
It is preferable to use the method for producing 0. Further, the main body member 76
0 via the glass spacer 766 to the electrode member 76.
To form 9, the following steps may be performed. That is, as shown in FIG. 47, after forming the glass film or the Si 3 N 4 film on the upper surface of the main body member 760, the glass film or the Si 3 N 4 film is selectively removed, and the spacer 766 is removed.
To form. Next, a sacrificial layer 77 composed of SiO 2
Fill the voids 768 with 0. After that, a polycrystalline Si layer is formed on the sacrificial layer and the spacer 766 by CVD, and then the polycrystalline Si layer is converted into single crystal Si by using the apparatus 101 to form the electrode member 769. Through the above steps, the pump 750 shown in FIG.
Is completed.

【０１８１】このように、この製造方法では複雑な形状
を有し、かつ単結晶Ｓｉで構成される多数の部材を、あ
らかじめ個別に製作しそれらを接合技術を用いて組み合
わせるという方法によらずに、単結晶Ｓｉ基板７５２の
上に順次積み上げてゆくことによってポンプ７５０を製
造する。このため、製造が容易であるとともに、寸法精
度の高いポンプ７５０を製造することが可能である。As described above, according to this manufacturing method, a large number of members each having a complicated shape and made of single crystal Si are individually manufactured in advance, and they are combined by using a joining technique. , The single crystal Si substrate 752 is sequentially stacked to manufacture the pump 750. Therefore, it is possible to manufacture the pump 750 which is easy to manufacture and has high dimensional accuracy.

【０１８２】＜B-7 ．第７実施例＞ ＜B-7-1 ．圧力センサ＞図４８は、第７実施例における
マイクロマシンの正面断面図である。このマイクロマシ
ン８００は圧力センサであり、前述のマイクロマシン３
００に歪ゲージ８０８が組み込まれた構造を有する。す
なわち、この圧力センサ８００では、単結晶Ｓｉの基板
８０２の上面にＳｉＯ2 膜８０４を介して単結晶のＳｉ
薄膜８０６が形成されている。基板８０２およびＳｉＯ
2 膜８０４の中央部分は選択的に除去されており、この
ためＳｉ薄膜８０６の中央部分はダイヤフラムを構成し
ている。測定すべき圧力が印加されるとダイヤフラムは
弾性的に変形する。この弾性変形にともなう歪量のもっ
とも大きい部位に歪ゲージ８０８が形成されている。<B-7. Seventh embodiment><B-7-1. Pressure Sensor> FIG. 48 is a front sectional view of the micromachine in the seventh embodiment. The micromachine 800 is a pressure sensor, and the micromachine 3 described above is used.
00 has a structure in which a strain gauge 808 is incorporated. That is, in this pressure sensor 800, the single crystal Si is formed on the upper surface of the single crystal Si substrate 802 through the SiO 2 film 804.
A thin film 806 is formed. Substrate 802 and SiO
The central portion of the 2 film 804 is selectively removed, and thus the central portion of the Si thin film 806 constitutes a diaphragm. The diaphragm is elastically deformed when the pressure to be measured is applied. A strain gauge 808 is formed at a portion where the amount of strain associated with this elastic deformation is largest.

【０１８３】この歪ゲージ８０８における電気抵抗の変
化量を通じて圧力の計測が行われる。Ｓｉ薄膜８０６と
基板８０２との間に絶縁材が介在しているので、歪ゲー
ジ８０８と基板８０２との間が電気的に絶縁される。こ
のため、電子素子の正常な動作が妨げられないという利
点がある。The pressure is measured through the amount of change in electric resistance of the strain gauge 808. Since the insulating material is interposed between the Si thin film 806 and the substrate 802, the strain gauge 808 and the substrate 802 are electrically insulated. Therefore, there is an advantage that the normal operation of the electronic element is not hindered.

【０１８４】この圧力センサ８００を製造するには、ま
ず図１７〜図１９に示した工程を実行することにより、
図４９に示す構造体を作製する。つぎに、図５０に示す
ように、Ｓｉ薄膜８０６の上面にマスク材８１０を形成
する。選択的なエッチング処理を施すことによって、マ
スク材８１０には所定の部位に開口部が設けられてい
る。その後、このマスク材を遮蔽体として使用すること
により、Ｓｉ薄膜８０６の上面の開口部８１２に相当す
る部位に選択的に、例えばｐ型不純物イオンを注入す
る。その結果、歪ゲージとして機能するｐ型Ｓｉの領域
が、Ｓｉ薄膜８０６の中に形成される。この製造方法で
は、単結晶のＳｉ薄膜８０６を、接合技術を用いること
なく、ＳｉＯ2 層８０４の上にその場で形成するので、
単結晶Ｓｉで構成されるダイヤフラムを有する圧力セン
サ８００を容易に製造することが可能である。In order to manufacture this pressure sensor 800, first, the steps shown in FIGS.
The structure shown in FIG. 49 is produced. Next, as shown in FIG. 50, a mask material 810 is formed on the upper surface of the Si thin film 806. The mask material 810 is provided with an opening at a predetermined portion by performing a selective etching process. After that, by using this mask material as a shield, for example, p-type impurity ions are selectively implanted into a portion corresponding to the opening 812 on the upper surface of the Si thin film 806. As a result, a p-type Si region functioning as a strain gauge is formed in the Si thin film 806. In this manufacturing method, the single crystal Si thin film 806 is formed in situ on the SiO 2 layer 804 without using a bonding technique.
It is possible to easily manufacture the pressure sensor 800 having the diaphragm made of single crystal Si.

【０１８５】＜B-7-2 ．信号処理回路が組み込まれた圧
力センサ＞図５１は、もう一つの圧力センサの例を示す
正面断面図である。この圧力センサ８２０では、単結晶
Ｓｉで構成される保護層８３２が設けられるとともに、
信号を処理する電子回路がこの保護層８３２の中に組み
込まれている点が、圧力センサ８００と特徴的に異な
る。単結晶Ｓｉの基板８２２、ＳｉＯ2 膜８２４、単結
晶のＳｉ薄膜８２６、および歪ゲージ８２８は、圧力セ
ンサ３００における対応する部材と同様の構造を有す
る。保護層８３２は、ダイヤフラムの変形を可能にすべ
く、ダイヤフラムの上方に空洞を規定する。保護層８３
２の上面には、不純物を選択的に導入することによっ
て、電子回路８３６が形成されており、この電子回路８
３６は、配線層８３０および８３４を介して、歪ゲージ
８２８に接続されている。この圧力センサ８２０では、
信号処理回路が組み込まれているので、センサの外部に
信号処理回路を別途設置する必要がないので、取扱いが
容易であるという利点がある。<B-7-2. Pressure Sensor Incorporating Signal Processing Circuit> FIG. 51 is a front sectional view showing another example of the pressure sensor. In this pressure sensor 820, a protective layer 832 made of single crystal Si is provided, and
The pressure sensor 800 is characteristically different in that an electronic circuit for processing a signal is incorporated in the protective layer 832. The single crystal Si substrate 822, the SiO 2 film 824, the single crystal Si thin film 826, and the strain gauge 828 have the same structures as the corresponding members of the pressure sensor 300. The protective layer 832 defines a cavity above the diaphragm to allow the diaphragm to deform. Protective layer 83
An electronic circuit 836 is formed on the upper surface of No. 2 by selectively introducing impurities.
36 is connected to the strain gauge 828 via the wiring layers 830 and 834. In this pressure sensor 820,
Since the signal processing circuit is incorporated, there is no need to separately install the signal processing circuit outside the sensor, which is advantageous in that it is easy to handle.

【０１８６】中空容器７００（図３３）を製造する工程
と同様の工程を実行することによって、歪ゲージ８２８
および配線層８３０がすでに形成されているＳｉ薄膜８
２６の上に保護層８３２を形成することができる。保護
層８３２の所定の部位に開口部を設け、配線材料を選択
的に充填することによって、Ｓｉ薄膜８２６上の配線層
８３０と保護層８３２の上の電子回路８３６とが電気的
に接続される。A strain gauge 828 is obtained by performing a process similar to that of manufacturing the hollow container 700 (FIG. 33).
And the Si thin film 8 on which the wiring layer 830 is already formed
A protective layer 832 can be formed over the 26. By forming an opening at a predetermined portion of the protective layer 832 and selectively filling the wiring material, the wiring layer 830 on the Si thin film 826 and the electronic circuit 836 on the protective layer 832 are electrically connected. .

【０１８７】この製造方法では、単結晶のＳｉ薄膜８２
６および保護層８３２を、接合技術を用いることなく、
ＳｉＯ2 層８０４の上にその場で形成するので、圧力セ
ンサ８２０を容易にかつ高い寸法精度で製造することが
可能である。In this manufacturing method, a single crystal Si thin film 82 is used.
6 and the protective layer 832 without using a bonding technique.
Since the pressure sensor 820 is formed on the SiO 2 layer 804 in-situ, the pressure sensor 820 can be easily manufactured with high dimensional accuracy.

【０１８８】＜B-8 ．第８実施例＞図５２は、第８実施
例におけるマイクロマシンの正面断面図である。このマ
イクロマシン９００は流体フィルタである。この流体フ
ィルタ９００では、貫通孔９０４を規定する単結晶Ｓｉ
基板９０２の上に、微細な貫通孔９１０を規定する同じ
く単結晶Ｓｉで構成される板状部材９０６が、特定の部
位９０８において固定的に支持されている。貫通孔９１
０と貫通孔９０４とは、板状部材９０６と基板９０２と
の間に形成された空隙９１２を介して相互に連通してい
る。<B-8. Eighth Embodiment> FIG. 52 is a front sectional view of a micromachine according to an eighth embodiment. This micromachine 900 is a fluid filter. In this fluid filter 900, the single crystal Si that defines the through hole 904 is used.
On the substrate 902, a plate-like member 906 that also defines a minute through hole 910 and is also made of single crystal Si is fixedly supported at a specific portion 908. Through hole 91
0 and the through hole 904 communicate with each other through a space 912 formed between the plate member 906 and the substrate 902.

【０１８９】流体は基板９０２の下方から貫通孔９０４
へ侵入した後、空隙９１２および貫通孔９１０を通過し
て板状部材９０６の上方へ抜け出る。貫通孔９１０の寸
法が小さいために、粒径の大きい粒子は板状部材９０６
によって通過が阻止される。この流体フィルタ９００で
は、各部材が単結晶Ｓｉで構成されるので、耐食性が高
いという利点がある。このため、腐食性のガス、液体の
ろ過に適している。The fluid passes through the through hole 904 from below the substrate 902.
And then passes through the gap 912 and the through hole 910 and exits above the plate member 906. Since the size of the through hole 910 is small, the particles having a large particle diameter are not included in the plate-like member 906.
Is blocked by. Since each member of the fluid filter 900 is made of single crystal Si, it has an advantage of high corrosion resistance. Therefore, it is suitable for filtering corrosive gases and liquids.

【０１９０】図５３〜図５７は、この流体フィルタ９０
０を製造する方法を示す工程図である。この流体フィル
タ９００を製造するには、まず図５３に示すように、マ
スク材を用いた選択的なエッチング処理を単結晶Ｓｉ基
板９０２に施すことによって貫通孔９０４を形成する。53 to 57 show this fluid filter 90.
It is process drawing which shows the method of manufacturing 0. To manufacture this fluid filter 900, first, as shown in FIG. 53, the through holes 904 are formed by subjecting the single crystal Si substrate 902 to selective etching using a mask material.

【０１９１】つぎに、図５４に示すように、ＣＶＤを用
いて単結晶Ｓｉ基板９０２の上に、犠牲層として機能す
るＳｉＯ2 層９１４を形成する。その後、図５５に示す
ように、マスク材を用いた選択的エッチングを行うこと
によって、ＳｉＯ2 層９１４に開口部９１６を形成す
る。Next, as shown in FIG. 54, a SiO 2 layer 914 functioning as a sacrificial layer is formed on the single crystal Si substrate 902 by using CVD. Then, as shown in FIG. 55, an opening 916 is formed in the SiO 2 layer 914 by performing selective etching using a mask material.

【０１９２】つぎに、図５６に示すように、装置１００
を用いることによって、単結晶Ｓｉ基板９０２およびＳ
ｉＯ2 層９１４の上に、単結晶のＳｉ層９１８を形成す
る。つづいて、マスク材を用いた選択的なエッチングを
行うことによって、Ｓｉ層９１８に微細な貫通孔９２０
を形成する。最後に、エッチング処理によってＳｉＯ2
層９１４を全て除去することにより、図５２に示した流
体フィルタ９００が完成する。Next, as shown in FIG. 56, the apparatus 100
By using a single crystal Si substrate 902 and S
A single crystal Si layer 918 is formed on the iO 2 layer 914. Subsequently, by performing selective etching using a mask material, fine through holes 920 are formed in the Si layer 918.
To form. Finally, the etching process was used to remove SiO 2
By removing all layers 914, the fluid filter 900 shown in FIG. 52 is completed.

【０１９３】この製造方法では、単結晶Ｓｉの板状部材
９０６を、接合技術を用いることなく、単結晶Ｓｉ基板
９０２の上にその場で形成するので、流体フィルタ９０
０を容易にかつ高い寸法精度で製造することが可能であ
る。In this manufacturing method, since the plate member 906 of single crystal Si is formed in situ on the single crystal Si substrate 902 without using a joining technique, the fluid filter 90
It is possible to manufacture 0 easily and with high dimensional accuracy.

【０１９４】＜B-9 ．第９実施例＞図５８は、第９実施
例におけるマイクロマシンの正面断面図である。このマ
イクロマシン１０００は圧力センサである。この圧力セ
ンサ１０００では、単結晶Ｓｉの基板１００２の上面に
ＳｉＯ2 膜１００６を介して単結晶のＳｉ薄膜１００８
が形成されている。基板１００２およびＳｉＯ2 膜１０
０６の中央部分は選択的に除去されており、このためＳ
ｉ薄膜１００８の中央部分はダイヤフラムを構成してい
る。Ｓｉ薄膜１００８の上面には歪ゲージとして機能す
るピエゾ抵抗素子１０１２が形成されている。このピエ
ゾ抵抗素子１０１２にはリード線１０１４が接続されて
いる。Ｓｉ薄膜１００８およびピエゾ抵抗素子１０１２
の上面は、ＳｉＯ2 で構成される保護膜１０１６で覆わ
れている。上方にＶ字型に開いた溝１０１０には貫通孔
１００４が連通する。この圧力センサ１０００では、圧
力センサ８００（図４８）とは、ダイヤフラムの直下に
おける溝１０１０が上方にＶ字型に開いている点が特徴
的に異なっている。<B-9. Ninth Embodiment> FIG. 58 is a front sectional view of a micromachine according to a ninth embodiment. This micromachine 1000 is a pressure sensor. In this pressure sensor 1000, a single crystal Si thin film 1008 is formed on the upper surface of a single crystal Si substrate 1002 via a SiO 2 film 1006.
Are formed. Substrate 1002 and SiO 2 film 10
The central portion of 06 has been selectively removed, so S
The central portion of the i thin film 1008 constitutes a diaphragm. A piezoresistive element 1012 that functions as a strain gauge is formed on the upper surface of the Si thin film 1008. A lead wire 1014 is connected to the piezoresistive element 1012. Si thin film 1008 and piezoresistive element 1012
Is covered with a protective film 1016 made of SiO 2 . A through hole 1004 communicates with the groove 1010 that opens upward in a V shape. This pressure sensor 1000 is characteristically different from the pressure sensor 800 (FIG. 48) in that the groove 1010 immediately below the diaphragm opens upward in a V shape.

【０１９５】圧力を有する流体が貫通孔１００４から溝
１０１０へ侵入し、ダイヤフラムに圧力を付加すると、
ダイヤフラムは弾性的に変形する。この変形量をピエゾ
抵抗素子１０１２で検出することによって、圧力が計測
される。When a fluid having pressure enters the groove 1010 through the through hole 1004 and applies pressure to the diaphragm,
The diaphragm is elastically deformed. The pressure is measured by detecting this deformation amount with the piezoresistive element 1012.

【０１９６】この圧力センサ１０００においても、圧力
センサ８００と同様に、流体に接触する部材が全て単結
晶Ｓｉで構成されるので、腐食性の流体の圧力を測定す
るのに適する。また、ダイヤフラムが単結晶Ｓｉで構成
されるので、大きな弾性変形をダイヤフラムに付与する
ことが可能である。さらに、Ｓｉ薄膜１００８と基板１
００２との間に絶縁材が介在しているので、ピエゾ抵抗
素子１０１２と基板１００２との間が電気的に絶縁され
る。このため、ピエゾ抵抗素子１０１２の正常な動作が
妨げられないという利点がある。In this pressure sensor 1000 as well, like the pressure sensor 800, all the members that come into contact with the fluid are made of single crystal Si, and are therefore suitable for measuring the pressure of corrosive fluids. Further, since the diaphragm is made of single crystal Si, it is possible to give a large elastic deformation to the diaphragm. Furthermore, the Si thin film 1008 and the substrate 1
Since the insulating material is interposed between the piezoresistive element 1012 and the substrate 002, the piezoresistive element 1012 and the substrate 1002 are electrically insulated from each other. Therefore, there is an advantage that the normal operation of the piezoresistive element 1012 is not disturbed.

【０１９７】図５９〜図６６は、圧力センサ１０００を
製造する方法を示す工程図である。この圧力センサ１０
００を製造するには、まず図５９に示すように、所定の
部位に開口部１０２２を有するマスク材１０２０を単結
晶Ｓｉ基板１０１８の下面に形成する。このマスク材１
０２０を遮蔽体としてエッチングを行うことにより、基
板１０１８の底面に溝１００４を形成する。59 to 66 are process drawings showing a method of manufacturing the pressure sensor 1000. This pressure sensor 10
To manufacture 00, first, as shown in FIG. 59, a mask material 1020 having an opening 1022 at a predetermined portion is formed on the lower surface of a single crystal Si substrate 1018. This mask material 1
Etching is performed using 020 as a shield to form a groove 1004 on the bottom surface of the substrate 1018.

【０１９８】つぎに、図６０に示すように、所定の部位
に開口部を有するマスク材１０２６を単結晶Ｓｉ基板１
０１８の上面に形成する。このマスク材１０２６を遮蔽
体として異方性エッチングを行うことにより、基板１０
１８の上面に溝１０１０を形成する。その結果、基板１
００２が形成され、溝１００４は溝１０１０と連通する
ことによって基板１００２の底部を貫通する貫通孔とな
る。Next, as shown in FIG. 60, a mask material 1026 having an opening at a predetermined portion is formed on the single crystal Si substrate 1.
It is formed on the upper surface of 018. By performing anisotropic etching using this mask material 1026 as a shield, the substrate 10
A groove 1010 is formed on the upper surface of 18. As a result, the substrate 1
002 is formed, and the groove 1004 communicates with the groove 1010 to form a through hole that penetrates the bottom of the substrate 1002.

【０１９９】つぎに、図６１に示すように、ＳｉＯ2 ま
たはＳｉ3 Ｎ4 （窒化シリコン）で構成される犠牲層１
０３０で溝１０１０を充填する。その後、図６２に示す
ように、溝１０１０に隣接する基板１００２の上面部分
が露出するように犠牲層１０３０の上面部分を除去した
後、基板１００２および犠牲層１０３０の上面にＳｉＯ
2 で構成される絶縁膜１０３２を形成する。Next, as shown in FIG. 61, the sacrificial layer 1 made of SiO 2 or Si 3 N 4 (silicon nitride).
The groove 1010 is filled with 030. Thereafter, as shown in FIG. 62, the upper surface portion of the sacrificial layer 1030 is removed so that the upper surface portion of the substrate 1002 adjacent to the groove 1010 is exposed, and then SiO 2 is formed on the upper surfaces of the substrate 1002 and the sacrificial layer 1030.
An insulating film 1032 composed of 2 is formed.

【０２００】つづいて、図６３に示すように、絶縁膜１
０３２の上に、多結晶のＳｉ薄膜１０３４をＣＶＤによ
り形成する。その後、図６４に示すように、装置１０１
を用いて、このＳｉ薄膜１０３４を単結晶化する。その
後、単結晶のＳｉ薄膜１０３４の上面に形成されたマス
ク材１０３６を遮蔽体として用いて不純物イオンを注入
することによって、Ｓｉ薄膜１０３４の中にピエゾ抵抗
素子１０１２を選択的に形成する。Subsequently, as shown in FIG. 63, the insulating film 1
A polycrystalline Si thin film 1034 is formed on 032 by CVD. Then, as shown in FIG.
This Si thin film 1034 is single-crystallized by using. After that, the mask material 1036 formed on the upper surface of the single crystal Si thin film 1034 is used as a shield to implant impurity ions to selectively form the piezoresistive element 1012 in the Si thin film 1034.

【０２０１】つぎに、図６５に示すように、エッチング
処理により犠牲層１０３０を全て除去する。このとき貫
通孔１００４は、エッチャントの侵入経路、および溶解
した犠牲層１０３０の除去経路として機能する。つづい
て、Ｓｉ薄膜の上面にアルミニウムを蒸着した後、マス
ク材を用いて選択的にアルミニウム層のエッチングを行
うことにより、ピエゾ抵抗素子１０１２と接続するアル
ミニウムの電極１０１４を形成する。これらのアルミニ
ウムの電極１０１４にリード線を接続し、ＳｉＯ2 の保
護膜を上面に塗布することによって、図５８に示した圧
力センサ１０００が完成する。Next, as shown in FIG. 65, the sacrifice layer 1030 is entirely removed by etching. At this time, the through hole 1004 functions as an etchant intrusion path and a dissolved sacrifice layer 1030 removal path. Subsequently, after aluminum is vapor-deposited on the upper surface of the Si thin film, the aluminum layer is selectively etched using a mask material to form an aluminum electrode 1014 connected to the piezoresistive element 1012. By connecting lead wires to these aluminum electrodes 1014 and applying a SiO 2 protective film on the upper surface, the pressure sensor 1000 shown in FIG. 58 is completed.

【０２０２】この製造方法においても、単結晶Ｓｉ薄膜
１００８を、接合技術を用いることなく、単結晶Ｓｉ基
板１００２の上に形成するので、圧力センサ１０００を
容易にかつ高い寸法精度で製造することが可能である。Also in this manufacturing method, since the single crystal Si thin film 1008 is formed on the single crystal Si substrate 1002 without using a bonding technique, the pressure sensor 1000 can be easily manufactured with high dimensional accuracy. It is possible.

【０２０３】＜B-10．第１０実施例＞ ＜B-10-1. エッチング・ストッパとしての単結晶層の利
用＞図６７〜図７２は、第１０実施例におけるマイクロ
マシンの製造方法を示す工程図である。この方法では、
まず図６７に示すように、単結晶のＳｉ基板１１０２を
準備する。この基板１１０２の結晶方位は、（１００）
面が上面に沿うように配向している。<B-10. Tenth Embodiment><B-10-1. Utilization of Single Crystal Layer as Etching Stopper> FIGS. 67 to 72 are process diagrams showing a method for manufacturing a micromachine in a tenth embodiment. in this way,
First, as shown in FIG. 67, a single crystal Si substrate 1102 is prepared. The crystal orientation of this substrate 1102 is (100)
The surface is oriented along the upper surface.

【０２０４】つぎに、図６８に示すように、装置１０１
を用いて基板１１０２の上面にＮｅ原子流を照射するこ
とにより、基板１１０２の最上層１１０４を、（１１
１）面が上面に沿うような結晶方位を有する単結晶Ｓｉ
の層に転換する。その後、図６９に示すように、開口部
１１０８を有するマスク材１１０６を基板１１０２の底
面に形成する。Next, as shown in FIG. 68, the device 101
By irradiating the top surface of the substrate 1102 with a Ne atomic flow by using (11).
1) Single crystal Si having a crystal orientation in which the plane is along the upper surface
Turn into a layer. Thereafter, as shown in FIG. 69, a mask material 1106 having an opening 1108 is formed on the bottom surface of the substrate 1102.

【０２０５】つぎに、図７０に示すように、マスク材１
１０６を遮蔽体として用いて、基板１１０２の底面から
（１００）面を優先的にエッチングする異方性エッチン
グを行う。このとき、最上層１１０４は、エッチング阻
止材として機能する。その結果、下方に開くＶ字型の溝
１１１２が形成される。溝１１１２の上方には最上層１
１０４が残っており、この部分がダイヤフラムとして機
能する。Next, as shown in FIG. 70, the mask material 1
Using 106 as a shield, anisotropic etching is performed to preferentially etch the (100) plane from the bottom surface of the substrate 1102. At this time, the uppermost layer 1104 functions as an etching stopper. As a result, a V-shaped groove 1112 that opens downward is formed. Above the groove 1112, the top layer 1
104 remains, and this part functions as a diaphragm.

【０２０６】最後に、図７１に示すように、マスク材１
１０２を除去することによって、単結晶Ｓｉ基板１１０
２に直接に連結した単結晶Ｓｉのダイヤフラムを有する
マイクロマシンが完了する。この製造方法によって、接
合技術を用いることなく、単結晶Ｓｉで構成され、しか
も複雑な構造を有するマイクロマシンを容易に製造する
ことが可能である。Finally, as shown in FIG. 71, the mask material 1
By removing 102, the single crystal Si substrate 110
The micromachine with a single crystal Si diaphragm directly connected to 2 is completed. According to this manufacturing method, it is possible to easily manufacture a micromachine which is made of single crystal Si and has a complicated structure without using a bonding technique.

【０２０７】更に、図７２に示すように、装置１０１を
再度用いて、Ｎｅ原子流を図６８に示した工程とは異な
る方向から最上層１１０４の上面へ照射することによっ
て、この最上層１１０４の結晶方位を、（１００）が上
面に沿うような元の結晶方位に戻してもよい。そうする
ことによって、複雑な構造を有するマイクロマシンの全
体が、一定の方位を有する単結晶Ｓｉで構成される。こ
のため、各部の特性の均一性に優れたマイクロマシンが
実現する。Further, as shown in FIG. 72, the apparatus 101 is used again to irradiate the upper surface of the uppermost layer 1104 with a Ne atom flow from a direction different from the step shown in FIG. The crystal orientation may be returned to the original crystal orientation such that (100) is along the upper surface. By doing so, the entire micromachine having a complicated structure is composed of single crystal Si having a fixed orientation. Therefore, a micromachine excellent in uniformity of characteristics of each part is realized.

【０２０８】＜B-10-2. 応用例＞特定の結晶方位を有す
る単結晶層をエッチング・ストッパとして利用する上記
の製造方法は、例えば従来の圧力センサ２２３０（図８
２）において、ダイヤフラム２２３４を基板２２３２と
接合によらずに一体に形成し、しかもダイヤフラム２２
３４の厚さを一定に容易に調整することを可能にする。
また、従来の加速度センサ２３００（図８３）におい
て、接合技術を用いることなく、カンチレバー２３０６
を基板２３０２と同一の材料で構成することが可能とな
る。<B-10-2. Application Example> The above-described manufacturing method using a single crystal layer having a specific crystal orientation as an etching stopper is, for example, a conventional pressure sensor 2230 (see FIG. 8).
In 2), the diaphragm 2234 is formed integrally with the substrate 2232 without being joined, and
It allows the thickness of 34 to be easily and consistently adjusted.
Further, in the conventional acceleration sensor 2300 (FIG. 83), the cantilever 2306 is used without using the joining technique.
Can be made of the same material as the substrate 2302.

【０２０９】また、圧力センサ２２３０（図８２）にお
いて、絶縁膜２２３６の上に装置１０１等を用いて単結
晶Ｓｉ薄膜を形成した後、ｐ型不純物の選択的導入を行
い、更にｐ型不純物が導入されなかった単結晶Ｓｉ薄膜
の他の領域を選択的に除去することによって、ピエゾ抵
抗素子２２３８を絶縁膜２２３６の上に形成することが
可能である。このとき、圧力センサ２２３０を製造する
過程において、接合技術は一切不要となる。Further, in the pressure sensor 2230 (FIG. 82), after a single crystal Si thin film is formed on the insulating film 2236 using the device 101 or the like, p-type impurities are selectively introduced, and further p-type impurities are removed. The piezoresistive element 2238 can be formed on the insulating film 2236 by selectively removing the other region of the single crystal Si thin film which has not been introduced. At this time, no joining technique is required in the process of manufacturing the pressure sensor 2230.

【０２１０】この圧力センサ２２３０では、ピエゾ抵抗
素子２２３８が絶縁膜２２３６の上に他のＳｉ層を伴う
ことなく孤立して形成されているので、ピエゾ抵抗素子
２２３８を流れる電流が、ダイヤフラム２２３４だけで
はなく絶縁膜２２３６の上の他の領域へも漏洩すること
がない。したがって、ピエゾ抵抗素子２２３８の動作が
一層確実に保証されるという利点がある。In this pressure sensor 2230, the piezoresistive element 2238 is formed independently on the insulating film 2236 without any other Si layer. There is no leakage to other regions on the insulating film 2236. Therefore, there is an advantage that the operation of the piezoresistive element 2238 is more surely guaranteed.

【０２１１】＜B-11．第１１実施例＞図７３〜図７６
は、第１１実施例におけるマイクロマシンの製造方法を
示す工程図である。この方法では、まず図７３に示すよ
うに、開口部１２０６を有するマスク材１２０４を単結
晶のＳｉ基板１２０２の上面に形成した後、装置１０１
を用いて、マスク材１２０４を遮蔽体とする原子流の選
択的照射を実行する。この基板１２０２の結晶方位は、
（１００）面が上面に沿うように配向している。照射を
行うことによって、図７４に示すように、開口部１２０
６に相当する基板１２０２の最上層部１２０８の結晶方
位が、（１１１）面を上面とする方位に転換される。<B-11. Eleventh Embodiment> FIGS. 73 to 76
[FIG. 16A] is a process drawing showing the manufacturing method of the micromachine in the eleventh embodiment. In this method, first, as shown in FIG. 73, a mask material 1204 having an opening 1206 is formed on the upper surface of a single crystal Si substrate 1202, and then the device 101 is used.
Is used to selectively irradiate the atomic flow using the mask material 1204 as a shield. The crystal orientation of this substrate 1202 is
The (100) plane is oriented along the upper surface. By performing the irradiation, as shown in FIG.
The crystal orientation of the uppermost layer portion 1208 of the substrate 1202 corresponding to No. 6 is converted to the orientation having the (111) plane as the upper surface.

【０２１２】つぎに、図７５に示すように、基板１２０
２の上面からエッチング処理を行う。このとき、結晶方
位の異なる最上層部１２０８がエッチング・マスクとし
て機能し、最上層部１２０８を除いた部分が選択的に除
去され、溝１２１０が形成される。この製造方法によっ
て、接合技術を用いることなく、単結晶Ｓｉで構成さ
れ、しかも複雑な構造を有するマイクロマシンを容易に
製造することが可能である。Next, as shown in FIG. 75, the substrate 120
Etching is performed from the upper surface of 2. At this time, the uppermost layer portion 1208 having a different crystal orientation functions as an etching mask, the portion excluding the uppermost layer portion 1208 is selectively removed, and the groove 1210 is formed. According to this manufacturing method, it is possible to easily manufacture a micromachine which is made of single crystal Si and has a complicated structure without using a bonding technique.

【０２１３】更に、図７６に示すように、装置１０１を
再度用いて、Ｎｅ原子流を図７３に示した工程とは異な
る方向から最上層部１２０８の上面へ照射することによ
って、この最上層部１２０８の結晶方位を、（１００）
が上面に沿うような元の結晶方位に戻してもよい。そう
することによって、複雑な構造を有するマイクロマシン
の全体が、一定の方位を有する単結晶Ｓｉで構成され
る。このため、各部の特性の均一性に優れたマイクロマ
シンが実現する。Further, as shown in FIG. 76, the apparatus 101 is used again to irradiate the upper surface of the uppermost layer portion 1208 with the Ne atomic flow from a direction different from the step shown in FIG. The crystal orientation of 1208 is (100)
May be returned to the original crystal orientation such that is along the upper surface. By doing so, the entire micromachine having a complicated structure is composed of single crystal Si having a fixed orientation. Therefore, a micromachine excellent in uniformity of characteristics of each part is realized.

【０２１４】＜B-12.第１２実施例＞以上の実施例にお
いて、ＥＣＲイオン源の代わりに、ケージ型、カウフマ
ン型等の他のイオン源を用いてもよい。ただし、このと
きに形成されるイオン流は、イオン間の静電気による反
発力によって流れが拡散し、指向性が弱まるという問題
点がある。また、イオン流をそのまま基板１１へ照射す
る場合には、電気絶縁性の基板が使用できない。なぜな
ら、基板１１に電荷が蓄積して照射が進行しなくなるか
らである。このため、イオン流の経路に、イオンを中性
化して原子流に転換する手段を設置する必要がある。あ
るいは、反射板１２を金属などの導電性の材料で構成す
ることによって、イオン流の反射と中性原子流への転換
とを同時に行ってもよい。<B-12. Twelfth Embodiment> In the above embodiments, other ion sources such as cage type and Kauffman type may be used instead of the ECR ion source. However, the ion flow formed at this time has a problem that the flow is diffused by the repulsive force due to static electricity between the ions and the directivity is weakened. Further, when the substrate 11 is directly irradiated with the ion stream, an electrically insulating substrate cannot be used. This is because the charges are accumulated on the substrate 11 and the irradiation does not proceed. Therefore, it is necessary to install a means for neutralizing the ions and converting them into an atomic flow in the path of the ion flow. Alternatively, the reflection plate 12 may be made of a conductive material such as metal to simultaneously reflect the ion current and convert it into a neutral atomic current.

【０２１５】これに対し、ＥＣＲイオン源を備える装置
では、イオン流を中性化する手段を用いることなく中性
原子流が容易に得られ、しかも平行流に近い形で得られ
るという利点がある。このため、高い入射角精度をもっ
た原子流の薄膜への照射が容易に実現する。また、薄膜
へは主として中性の原子流が入射するので、基板１１に
ＳｉＯ2 基板などの絶縁性の基板を使用することも可能
である。On the other hand, the apparatus provided with the ECR ion source has an advantage that a neutral atomic flow can be easily obtained without using a means for neutralizing the ion flow and can be obtained in a form close to a parallel flow. . Therefore, it is possible to easily irradiate the thin film with the atomic flow having a high incident angle accuracy. Moreover, since a neutral atomic flow mainly enters the thin film, an insulating substrate such as a SiO 2 substrate can be used as the substrate 11.

【０２１６】＜B-13.第１３実施例＞以上の実施例にお
いて、基板１１には、中性の原子流を照射する代わりに
分子流、またはイオン流を照射してもよい。すなわち、
一般に気体のビームを照射してもよい。この場合にも単
結晶の薄膜を形成することが可能である。しかしなが
ら、イオン流を照射する場合には、上述のように、電気
絶縁性の基板を用いることができないという欠点があ
る。<B-13. Thirteenth Embodiment> In the above embodiments, the substrate 11 may be irradiated with a molecular flow or an ion flow instead of being irradiated with a neutral atomic flow. That is,
Generally, a gas beam may be irradiated. Also in this case, it is possible to form a single crystal thin film. However, in the case of irradiating with an ion stream, there is a drawback that an electrically insulating substrate cannot be used as described above.

【０２１７】＜B-14．第１４実施例＞以上の実施例で
は、マイクロマシンの特定部分に単結晶層を形成した。
しかしながら、単結晶層の代わりに、軸配向多結晶層を
形成してもよい。<B-14. Fourteenth Embodiment> In the above embodiments, the single crystal layer is formed on the specific portion of the micromachine.
However, instead of the single crystal layer, an axially oriented polycrystalline layer may be formed.

【０２１８】図８４および図８５は、いずれも軸配向多
結晶層を形成するのに適した装置の基本構成の一例を示
す正面断面図である。これらの図において、図１および
図４と同一部分には同一符号を付して、その詳細な説明
を略する。図８４に示す軸配向多結晶薄膜形成装置１３
０１は、基板１１の上にあらかじめ形成された多結晶薄
膜（各結晶粒が任意の方向に配向した通常の多結晶構造
であってよい）などの薄膜へ、一方向からＮｅ原子流等
の気体のビームを照射することによって、この薄膜を軸
配向多結晶薄膜へと転換し、その結果、基板１１の上に
軸配向多結晶薄膜を形成する。一方、図８５に示す軸配
向多結晶薄膜形成装置１３０２は、装置１００と同要領
で基板１１の上に非晶質などの薄膜を堆積しつつ、それ
と同時に一方向からＮｅ原子流等の気体のビームを照射
することによって、堆積しつつある薄膜を軸配向多結晶
薄膜へと逐次的に転換する。84 and 85 are front sectional views showing an example of the basic structure of an apparatus suitable for forming an axially oriented polycrystalline layer. In these figures, the same parts as those in FIGS. 1 and 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Axial-oriented polycrystalline thin film forming apparatus 13 shown in FIG.
01 is a gas such as a Ne atom flow from one direction to a thin film such as a polycrystalline thin film (which may be a normal polycrystalline structure in which each crystal grain is oriented in an arbitrary direction) previously formed on the substrate 11. This thin film is converted into an axially oriented polycrystalline thin film by irradiating it with a beam of, and as a result, an axially oriented polycrystalline thin film is formed on the substrate 11. On the other hand, the axially oriented polycrystalline thin film forming apparatus 1302 shown in FIG. 85 deposits a thin film such as an amorphous film on the substrate 11 in the same manner as the apparatus 100, and at the same time, a gas such as a Ne atomic flow is generated from one direction. Irradiation with a beam sequentially transforms the depositing thin film into an axially oriented polycrystalline thin film.

【０２１９】装置１３０１、１３０２は、それぞれ装置
１０１、１００において、あたかも反射板１２が除去さ
れた構造をなしており、そのことによって、気体のビー
ムが基板１１の上へ一方向から照射される。気体のビー
ムを照射することによってブラベーの法則が作用する
が、照射が一方向から行われるので、この照射方向に直
交するように一つの最稠密面の方向のみが規制され、他
の最稠密面の方向は規制されない。このため、装置１３
０１、１３０２によって形成される薄膜は、一般には単
結晶構造ではなく、一軸方向のみが揃った軸配向多結晶
構造となる。The devices 1301 and 1302 have a structure in which the reflection plate 12 is removed from the devices 101 and 100, respectively, whereby the gas beam is irradiated onto the substrate 11 from one direction. Bravais's law works by irradiating a beam of gas, but since the irradiation is performed from one direction, only one direction of the densest surface is regulated so as to be orthogonal to this irradiation direction, and the other densest surface. The direction of is not regulated. Therefore, the device 13
The thin film formed by 01, 1302 does not generally have a single crystal structure but an axially oriented polycrystalline structure in which only uniaxial directions are aligned.

【０２２０】第１実施例〜第１３実施例のそれぞれにお
いて、単結晶層の代わりに例えば装置１３０１または１
３０２を用いて軸配向多結晶層を形成してもよい。軸配
向多結晶層は通常の多結晶層よりも単結晶層に近い特性
を有する。例えば、弾性限度、強度、耐摩耗性、耐食性
などにおいて、通常の多結晶層よりも優れている。この
ため、上記の各実施例において、単結晶層の代わりに軸
配向多結晶層を形成することによっても、従来のマイク
ロマシンに比べて優れた特性を有するマイクロマシンが
実現する。In each of the first to thirteenth embodiments, the device 1301 or 1 is used instead of the single crystal layer.
302 may be used to form an axially oriented polycrystalline layer. The axially oriented polycrystalline layer has characteristics closer to a single crystalline layer than a normal polycrystalline layer. For example, it is superior to ordinary polycrystalline layers in terms of elastic limit, strength, abrasion resistance, corrosion resistance and the like. Therefore, in each of the above-described embodiments, by forming the axially oriented polycrystalline layer instead of the single crystal layer, a micromachine having excellent characteristics as compared with the conventional micromachine is realized.

【０２２１】また、軸配向多結晶層を形成する方法は単
結晶層を形成する方法において、単に照射方向を一方向
に限定するのみであるので、単結晶層の代わりに軸配向
多結晶層を形成するマイクロマシンの製造方法では、単
結晶層を形成する上記各実施例の製造方法よりもさらに
製造が容易であるという利点がある。The method of forming the axially oriented polycrystalline layer is not limited to the single crystal layer, since the irradiation direction is limited to one direction in the method of forming the single crystalline layer. The manufacturing method of the micromachine to be formed has an advantage that the manufacturing is easier than the manufacturing method of each of the above-described embodiments in which the single crystal layer is formed.

【０２２２】＜B-15．第１５実施例＞第１４実施例にお
いて、一旦形成した軸配向多結晶層をさらに単結晶層へ
と転換してもよい。この単結晶層への転換には、例えば
装置１０１を用いるとよい。軸配向多結晶層の形成は単
結晶層の形成に比べて容易であり、しかもその特性は単
結晶層の特性に近い。このため、マイクロマシンの特定
部分に単結晶層を形成する際に、この特定部分にまず軸
配向多結晶層を形成することによって、軸配向多結晶層
に相応する良好な特性を確保することができる。その
後、装置１０１などを用いて軸配向多結晶層へ複数方向
からのビームを照射することによって、軸配向多結晶層
が単結晶層へ転換される度合いに応じて、より良好な特
性へと向上する。すなわち、この製造方法では、単結晶
層への転換が必ずしも十分に行われなくても、少なくと
も軸配向多結晶構造に相応する良好な特性が保証される
という利点がある。<B-15. Fifteenth embodiment> In the fourteenth embodiment, the axially oriented polycrystalline layer once formed may be converted into a single crystal layer. For the conversion to the single crystal layer, for example, the device 101 may be used. The formation of the axially oriented polycrystalline layer is easier than the formation of the single crystal layer, and the characteristics thereof are close to those of the single crystal layer. Therefore, when forming a single crystal layer on a specific portion of the micromachine, by forming the axially oriented polycrystalline layer on this specific portion first, good characteristics corresponding to the axially oriented polycrystalline layer can be secured. . Then, by irradiating the axially oriented polycrystalline layer with beams from a plurality of directions using the device 101 or the like, the characteristics are improved to a better degree depending on the degree of conversion of the axially oriented polycrystalline layer into a single crystal layer. To do. That is, this manufacturing method has an advantage that good characteristics at least corresponding to the axially oriented polycrystalline structure are guaranteed even if the conversion to the single crystal layer is not always sufficiently performed.

【０２２３】また、軸配向多結晶層を形成する際に照射
されるビームの方向と、その後この層を単結晶層へ転換
する際に照射される複数のビームの中の一つの方向と
が、互いに一致する場合には、軸配向多結晶層における
共通の一軸方向を変更することなく単結晶層への転換が
行われるので、単結晶層への転換が短時間で円滑に進行
するという利点がある。Further, the direction of the beam irradiated when forming the axially oriented polycrystalline layer and one direction among the plurality of beams irradiated when converting this layer into a single crystal layer thereafter are When they coincide with each other, the conversion to the single crystal layer is performed without changing the common uniaxial direction in the axially oriented polycrystalline layer, so that there is an advantage that the conversion to the single crystal layer proceeds smoothly in a short time. is there.

【０２２４】[0224]

【発明の効果】【The invention's effect】

＜請求項１記載の発明の効果＞この発明の製造方法で
は、例えば、梁、架橋、ダイヤフラム、可動部、中空容
器、および流体流路などの、少なくとも一部が基材に固
着されずに分離された構造の部材に単結晶層を有するマ
イクロマシンを製造することができる。このため、この
方法で製造されたマイクロマシンでは、基材から分離さ
れた部材において、強度が高く、摩耗が少なく、弾性限
度が高く、耐食性に優れ、かつ特性の均一性が高い。し
かも、この単結晶層を有する部材を基材の上に、接合、
組み込み等によらずに、その場で形成するので、製造が
容易であるとともに、精度の高いマイクロマシンを実現
し得るという効果がある。<Effect of the invention according to claim 1> In the manufacturing method of the present invention, for example, at least a part of a beam, a bridge, a diaphragm, a movable part, a hollow container, a fluid channel, or the like is separated without being fixed to the base material. It is possible to manufacture a micromachine having a single crystal layer as a member having the above structure. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, the member separated from the base material has high strength, little wear, a high elastic limit, excellent corrosion resistance, and high uniformity of properties. Moreover, the member having this single crystal layer is bonded onto the base material,
Since it is formed on the spot irrespective of assembling, it is easy to manufacture, and it is possible to realize a highly accurate micromachine.

【０２２５】＜請求項２記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えばカンチレバー、架橋、ダイヤフラ
ムなどの、一部が基材の選択的エッチングから外れた部
分に固定的に支持され、他の部分が基材の選択的エッチ
ングによって形成された空洞部に差し渡された構造の部
材に単結晶層を有するマイクロマシンを製造することが
できる。このため、この方法で製造されたマイクロマシ
ンでは、カンチレバー、架橋などの部材において、強度
が高く、摩耗が少なく、弾性限度が高く、耐食性に優
れ、かつ特性の均一性が高い。強度とともに弾性限度に
優れるので、この部材に大きな弾性変形を付与すること
が可能である。このため、この製造方法は、この部材の
弾性変形を利用した加速度計、応力計、圧力計等として
機能するマイクロマシンを構成するのに適している。し
かも、この単結晶層を有する部材を基材の上に、接合に
よらずにその場で形成するので、製造が容易であるとと
もに、精度の高いマイクロマシンを実現し得るという効
果がある。<Effect of the Invention According to Claim 2> In the manufacturing method of the present invention, for example, a part of the cantilever, a bridge, a diaphragm, etc., is fixedly supported at a part deviated from the selective etching of the substrate, It is possible to manufacture a micromachine having a single crystal layer in a member having a structure in which a portion of is crossed over a cavity formed by selective etching of a substrate. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, members such as cantilevers and bridges have high strength, low wear, high elastic limit, excellent corrosion resistance, and high property uniformity. Since the elastic limit as well as the strength are excellent, it is possible to give a large elastic deformation to this member. Therefore, this manufacturing method is suitable for configuring a micromachine that functions as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like that utilizes elastic deformation of this member. Moreover, since the member having this single crystal layer is formed on the base material in situ without joining, there is an effect that a micromachine with high precision can be realized while being easy to manufacture.

【０２２６】＜請求項３記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤフ
ラムなどの部材が、半導体の単結晶層を有し、しかも電
気絶縁体を介して基材に固定的に支持されたマイクロマ
シンを製造することができる。このため、この方法で製
造されたマイクロマシンでは、架橋などの部材の単結晶
層にセンサなどの電子回路素子を組み込んだときに、信
号電流が基材に漏洩することがないので、これらの電子
回路素子の正常な動作が保証されるという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 3> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge, or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a base material is provided via an electric insulator. It is possible to manufacture a micromachine fixedly supported on the. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, when the electronic circuit element such as the sensor is incorporated in the single crystal layer of the member such as the bridge, the signal current does not leak to the base material. This has the effect of ensuring normal operation of the device.

【０２２７】＜請求項４記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤフ
ラムなどの部材が半導体の単結晶層を有し、しかもこの
単結晶層に歪センサが組み込まれたマイクロマシンを製
造することができる。このマイクロマシンは、カンチレ
バー等の部材の変形を歪センサで検出することができる
ので、加速度計、応力計、圧力計等として機能し得る。
また、カンチレバー等の部材が単結晶層を有するため
に、強度とともに弾性限度に優れるので、この部材に大
きな弾性変形を付与することが可能である。このため、
動作領域の広い加速度計、応力計、圧力計等が実現す
る。しかも、この製造方法では、カンチレバー等の単結
晶層を有する部材を基材の上に、接合によらずにその場
で形成するので、製造が容易であるとともに、精度の高
いマイクロマシンを実現し得るという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 4> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a strain sensor is incorporated in this single crystal layer. Micromachines can be manufactured. Since this micromachine can detect the deformation of a member such as a cantilever with a strain sensor, it can function as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like.
Further, since the member such as the cantilever has the single crystal layer, it is excellent in strength and elastic limit, so that it is possible to give a large elastic deformation to this member. For this reason,
Realizes accelerometers, stress gauges, pressure gauges, etc. with a wide operating range. Moreover, in this manufacturing method, since a member having a single crystal layer such as a cantilever is formed on the base material in situ without joining, manufacturing is easy and a highly accurate micromachine can be realized. There is an effect.

【０２２８】＜請求項５記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えば固定梁、中空容器、流体流路など
のように一部が基材に固定的に支持され、他の部分が基
材との間に間隙を有する部材を備え、しかもこの部材が
単結晶層を有するマイクロマシンを製造することが可能
である。このため、この方法で製造されたマイクロマシ
ンでは、固定梁などの部材が、強度、耐摩耗性、弾性限
度、耐食性、および特性の均一性などに優れている。強
度とともに弾性限度に優れるので、この部材に大きな弾
性変形を付与することが可能である。このため、この方
法は例えば静電アクチュエータとして機能するマイクロ
マシンを構成するのに適している。また、この部材が耐
食性に優れるので、この方法は、例えば流体フィルタ、
あるいは流体バルブとして機能するマイクロマシンを構
成するのにも適する。しかも、この単結晶層を有する部
材を、接合によらずにその場で基材の上に形成するの
で、製造が容易であるとともに、精度の高いマイクロマ
シンを実現し得るという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 5> In the manufacturing method of the present invention, for example, a fixed beam, a hollow container, a fluid channel, etc., are partially fixedly supported by the base material and other parts are fixedly supported. It is possible to manufacture a micromachine that includes a member having a gap between the substrate and the member and that has the single crystal layer. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, members such as fixed beams are excellent in strength, wear resistance, elastic limit, corrosion resistance, and uniformity of characteristics. Since the elastic limit as well as the strength are excellent, it is possible to give a large elastic deformation to this member. For this reason, this method is suitable for constructing, for example, a micromachine that functions as an electrostatic actuator. In addition, since this member has excellent corrosion resistance, this method can be applied to, for example, a fluid filter,
Alternatively, it is also suitable for constructing a micromachine that functions as a fluid valve. Moreover, since the member having the single crystal layer is formed on the base material in situ without joining, there is an effect that a micromachine with high precision can be realized while being easy to manufacture.

【０２２９】＜請求項６記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、物質層に開口部を形成し、この開口部を
介してエッチングを行うことによって犠牲層の除去が円
滑に行なわれる。このため、この方法は、例えば開口部
が流体の経路として機能する流体フィルタなどのよう
に、開口部がそのまま生かされるマイクロマシンの製造
に適している。<Effect of the Invention According to Claim 6> In the manufacturing method of the present invention, the sacrifice layer is smoothly removed by forming the opening in the material layer and performing the etching through the opening. Therefore, this method is suitable for manufacturing a micromachine in which the opening is utilized as it is, such as a fluid filter in which the opening functions as a fluid path.

【０２３０】＜請求項７記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えば中空容器、流体流路などのように
一部が基材に固定的に支持され、他の部分が基材との間
に中空部を有する部材を備え、この中空部に他の部材が
挿入されており、しかもこれらの部材がともに単結晶層
を有するマイクロマシンを製造することが可能である。
これらの部材は単結晶層を有するために、強度、耐摩耗
性、弾性限度、耐食性、および特性の均一性などに優れ
ている。これらの部材が耐食性、耐摩耗性に優れるの
で、この方法は、例えば流体バルブとして機能するマイ
クロマシンを構成するのに適している。また、中空部に
挿入された部材が強度とともに弾性限度に優れるので、
この部材に大きな変形を付与することが可能である。こ
のため、この方法は例えば振動子が中空部に挿入された
構造を有する圧力計として機能するマイクロマシンを構
成するのにも適している。しかも、これらの単結晶層を
有する部材を、接合によらずにその場で基材の上に形成
するので、製造が容易であるとともに、精度の高いマイ
クロマシンを実現し得るという効果がある。<Effect of the Invention of Claim 7> In the manufacturing method of the present invention, a part is fixedly supported by the base material and the other part is the base material, such as a hollow container and a fluid channel. It is possible to manufacture a micromachine in which a member having a hollow portion is provided between the two and other members are inserted into the hollow portion, and these members both have a single crystal layer.
Since these members have a single crystal layer, they are excellent in strength, wear resistance, elastic limit, corrosion resistance, and uniformity of properties. Since these members have excellent corrosion resistance and wear resistance, this method is suitable for constructing a micromachine that functions as a fluid valve, for example. Also, since the member inserted in the hollow part is excellent in strength and elasticity limit,
It is possible to give a large deformation to this member. Therefore, this method is also suitable for constituting a micromachine that functions as a pressure gauge having a structure in which a vibrator is inserted in a hollow portion, for example. Moreover, since the member having these single crystal layers is formed on the base material in situ without joining, there is an effect that a micromachine with high accuracy can be realized while being easy to manufacture.

【０２３１】＜請求項８記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えばカンチレバー、架橋、ダイヤフラ
ムなどの、一部が基材の凹陥部の周辺部分に固定的に支
持され、他の部分が基材の凹陥部に規定される空洞部に
差し渡された構造の部材に単結晶層を有するマイクロマ
シンを製造することができる。このため、この方法で製
造されたマイクロマシンでは、カンチレバー、架橋など
の部材において、強度が高く、摩耗が少なく、弾性限度
が高く、耐食性に優れ、かつ特性の均一性が高い。強度
とともに弾性限度に優れるので、この部材に大きな弾性
変形を付与することが可能である。このため、この製造
方法は、この部材の弾性変形を利用した加速度計、応力
計、圧力計等として機能するマイクロマシンを構成する
のに適している。しかも、この単結晶層を有する部材を
基材の上に、接合によらずにその場で形成するので、製
造が容易であるとともに、精度の高いマイクロマシンを
実現し得るという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 8> In the manufacturing method of the present invention, for example, a part of a cantilever, a bridge, a diaphragm, etc. is fixedly supported by the peripheral portion of the recessed portion of the base material, and the other portion. It is possible to manufacture a micromachine having a single crystal layer in a member having a structure in which is inserted into a cavity defined by the recess of the base material. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, members such as cantilevers and bridges have high strength, low wear, high elastic limit, excellent corrosion resistance, and high property uniformity. Since the elastic limit as well as the strength are excellent, it is possible to give a large elastic deformation to this member. Therefore, this manufacturing method is suitable for configuring a micromachine that functions as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like that utilizes elastic deformation of this member. Moreover, since the member having this single crystal layer is formed on the base material in situ without joining, there is an effect that a micromachine with high precision can be realized while being easy to manufacture.

【０２３２】＜請求項９記載の発明の効果＞この発明の
製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤフ
ラムなどの部材が、半導体の単結晶層を有し、しかも電
気絶縁体を介して基材に固定的に支持されたマイクロマ
シンを製造することができる。このため、この方法で製
造されたマイクロマシンでは、架橋などの部材の単結晶
層にセンサなどの電子回路素子を組み込んだときに、信
号電流が基材に漏洩することがないので、これらの電子
回路素子の正常な動作が保証されるという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 9> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge, or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a base material is provided via an electric insulator. It is possible to manufacture a micromachine fixedly supported on the. Therefore, in the micromachine manufactured by this method, when the electronic circuit element such as the sensor is incorporated in the single crystal layer of the member such as the bridge, the signal current does not leak to the base material. This has the effect of ensuring normal operation of the device.

【０２３３】＜請求項１０記載の発明の効果＞この発明
の製造方法では、例えば、カンチレバー、架橋、ダイヤ
フラムなどの部材が半導体の単結晶層を有し、しかもこ
の単結晶層に歪センサが組み込まれたマイクロマシンを
製造することができる。このマイクロマシンは、カンチ
レバー等の部材の変形を歪センサで検出することができ
るので、加速度計、応力計、圧力計等として機能し得
る。また、カンチレバー等の部材が単結晶層を有するた
めに、強度とともに弾性限度に優れるので、この部材に
大きな弾性変形を付与することが可能である。このた
め、動作領域の広い加速度計、応力計、圧力計等が実現
する。しかも、この製造方法では、カンチレバー等の単
結晶層を有する部材を基材の上に、接合によらずにその
場で形成するので、製造が容易であるとともに、精度の
高いマイクロマシンを実現し得るという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 10> In the manufacturing method of the present invention, for example, a member such as a cantilever, a bridge or a diaphragm has a semiconductor single crystal layer, and a strain sensor is incorporated in this single crystal layer. Micromachines can be manufactured. Since this micromachine can detect the deformation of a member such as a cantilever with a strain sensor, it can function as an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, or the like. Further, since the member such as the cantilever has the single crystal layer, it is excellent in strength and elastic limit, so that it is possible to give a large elastic deformation to this member. Therefore, an accelerometer, a stress gauge, a pressure gauge, etc. having a wide operating range can be realized. Moreover, in this manufacturing method, since a member having a single crystal layer such as a cantilever is formed on the base material in situ without joining, manufacturing is easy and a highly accurate micromachine can be realized. There is an effect.

【０２３４】＜請求項１１記載の発明の効果＞この発明
の製造方法では、基材の選択的エッチングを行うに際し
て、基材の上にエッチングの進行を抑制する結晶方位を
有する単結晶層を形成し、この単結晶層をエッチング・
ストッパとして利用する。その上、ビームの照射によっ
て単結晶層を形成するので、基材の物質、結晶性の有
無、結晶粒の大きさ、結晶構造、結晶方位等によらず
に、任意の基材の上に所定の物質、結晶方位、結晶構造
の単結晶層を、しかもその場で形成することができる。
このため、単結晶層を構成要素として含み、しかも複雑
な構造を有するマイクロマシンを容易に製造し得るとい
う効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 11> In the manufacturing method of the present invention, when the base material is selectively etched, a single crystal layer having a crystal orientation for suppressing the progress of etching is formed on the base material. Then, etch this single crystal layer.
Used as a stopper. In addition, since a single crystal layer is formed by beam irradiation, it is possible to form a single crystal layer on any base material regardless of the material of the base material, the presence or absence of crystallinity, the size of crystal grains, the crystal structure, the crystal orientation, etc. It is possible to form a single crystal layer having the substance, crystal orientation, and crystal structure, and in situ.
Therefore, there is an effect that a micromachine including a single crystal layer as a constituent element and having a complicated structure can be easily manufactured.

【０２３５】＜請求項１２記載の発明の効果＞この発明
の製造方法では、エッチング・ストッパとしての利用が
完了した後に、所定の物質の単結晶層の結晶方位を基材
の結晶方位と一致するように転換する。このため、この
方法では、一定の物質および結晶方位を有する材料で複
雑な構造を有するマイクロマシンを製造することが可能
である。すなわち、この方法で製造されたマイクロマシ
ンは、基材があたかも複雑な形状に成長して形作られた
かのような一体構造をなす。このため、この方法では、
特に強度および各部の特性の均一性に優れたマイクロマ
シンを製造し得るという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 12> In the manufacturing method of the present invention, after the use as the etching stopper is completed, the crystal orientation of the single crystal layer of the predetermined substance is made to coincide with the crystal orientation of the substrate. To convert. Therefore, according to this method, it is possible to manufacture a micromachine having a complicated structure with a material having a certain substance and a crystal orientation. That is, the micromachine manufactured by this method forms an integral structure as if the base material was grown and shaped into a complicated shape. So this method
In particular, there is an effect that it is possible to manufacture a micromachine excellent in strength and uniformity of characteristics of each part.

【０２３６】＜請求項１３記載の発明の効果＞この発明
の製造方法では、基材の選択的エッチングを行うに際し
て、基材の上にエッチングの進行を抑制する結晶方位を
有する単結晶層を選択的に形成し、この単結晶層をエッ
チング・マスクとして利用する。その上、ビームの照射
によって単結晶層を形成するので、基材の物質、結晶性
の有無、結晶粒の大きさ、結晶構造、結晶方位等によら
ずに、任意の基材の上面に所定の結晶方位、結晶構造の
単結晶層を、しかもその場で形成することができる。こ
のため、複雑な構造を有するマイクロマシンを容易にか
つ精密に製造し得るという効果がある。<Effect of the Invention According to Claim 13> In the manufacturing method of the present invention, when the base material is selectively etched, a single crystal layer having a crystal orientation that suppresses the progress of etching is selected on the base material. And then use this single crystal layer as an etching mask. Moreover, since a single crystal layer is formed by beam irradiation, it is possible to form a single crystal layer on the upper surface of any base material regardless of the material of the base material, the presence or absence of crystallinity, the size of crystal grains, the crystal structure, the crystal orientation, etc. It is possible to form a single crystal layer having a crystal orientation and a crystal structure of, and in situ. Therefore, there is an effect that a micromachine having a complicated structure can be easily and precisely manufactured.

【０２３７】＜請求項１４記載の発明の効果＞この発明
の製造方法では、エッチング・マスクとしての利用が完
了した後に、所定の物質の単結晶層の結晶方位を元の結
晶方位と一致するように転換する。このため、この方法
では、エッチング・マスクが痕跡を残さないマイクロマ
シンを製造することが可能である。特に基材の全体が単
結晶構造を有する場合には、一定の物質および結晶方位
を有する材料で複雑な構造を有するマイクロマシンを製
造することが可能である。この場合には、特に強度およ
び各部の特性の均一性に優れたマイクロマシンを製造す
ることが可能である。<Effect of the Invention According to Claim 14> In the manufacturing method of the present invention, after the use as an etching mask is completed, the crystal orientation of the single crystal layer of a predetermined substance is made to match the original crystal orientation. Convert to. For this reason, this method makes it possible to manufacture micromachines in which the etching mask leaves no trace. In particular, when the entire substrate has a single crystal structure, it is possible to manufacture a micromachine having a complicated structure with a material having a certain substance and a crystal orientation. In this case, it is possible to manufacture a micromachine that is particularly excellent in strength and uniformity of characteristics of each part.

【０２３８】＜請求項１５記載の発明の効果＞この発明
の方法では、気体ビームを構成する元素の原子量が、照
射を受ける物質を構成する元素の原子量の中の最大のも
のよりも低いので、照射された気体を構成する原子の大
部分が、被照射物質の表面ないしその近傍で後方へ散乱
され、被照射物質の中に残留し難い。このため、不純物
の少ない単結晶薄膜を得ることができるという効果があ
る。<Effect of the Invention According to Claim 15> In the method of the present invention, since the atomic weight of the element constituting the gas beam is lower than the maximum atomic weight of the elements constituting the substance to be irradiated, Most of the atoms constituting the irradiated gas are scattered backward on the surface of the irradiated substance or in the vicinity thereof, and are hard to remain in the irradiated substance. Therefore, there is an effect that a single crystal thin film with few impurities can be obtained.

【０２３９】＜請求項１６〜請求項４４記載の発明の効
果＞この発明の製造方法では、請求項１〜請求項１５の
いずれかに記載の発明において、単結晶層を形成する代
わりに、軸配向多結晶層を形成するか、あるいは、一旦
軸配向多結晶層を形成した後に単結晶層へ転換する。こ
の発明の製造方法では、軸配向多結晶層を形成するのに
気体のビームの一方向照射が用いられるので、単結晶層
を備えるマイクロマシンよりも容易に、軸配向多結晶層
を有するマイクロマシンを製造することができる。しか
も、軸配向多結晶層は通常の多結晶層に比べて、例えば
弾性限度、強度、耐摩耗性、耐食性など、あらゆる点に
おいて単結晶層に近い特性を有するので、この製造方法
で製造された軸配向多結晶層を有するマイクロマシン
は、単結晶層を有するマイクロマシンに近い優れた特性
を有する。<Effects of the Invention of Claims 16 to 44> In the manufacturing method of this invention, in addition to forming a single crystal layer in the invention of any one of claims 1 to 15, an axis is formed. An oriented polycrystalline layer is formed, or an axial oriented polycrystalline layer is once formed and then converted into a single crystalline layer. In the manufacturing method of the present invention, since the unidirectional irradiation of the gas beam is used to form the axially oriented polycrystalline layer, the micromachine having the axially oriented polycrystalline layer can be manufactured more easily than the micromachine having the single crystal layer. can do. Moreover, since the axially oriented polycrystalline layer has properties similar to a single crystalline layer in all respects, such as elastic limit, strength, wear resistance, and corrosion resistance, compared with a normal polycrystalline layer, it was produced by this manufacturing method. A micromachine having an axially oriented polycrystalline layer has excellent characteristics close to those of a micromachine having a single crystal layer.

【０２４０】また、この発明の製造方法では、単結晶層
を形成するのに、一旦形成された軸配向多結晶層への気
体のビームの複数方向照射が用いられる。このため、単
結晶層の形成が部分的にしか行われなくても、少なくと
も軸配向多結晶層が既に形成されているために、製造さ
れるマイクロマシンに、一定程度以上の優れた特性が保
証される。Further, in the manufacturing method of the present invention, in order to form the single crystal layer, the once-formed axially oriented polycrystalline layer is irradiated with a gas beam in a plurality of directions. Therefore, even if the single crystal layer is formed only partially, at least the axially oriented polycrystalline layer is already formed, so that the manufactured micromachine is guaranteed to have a certain degree or more of excellent characteristics. It

【０２４１】＜請求項４５記載の発明の効果＞この発明
の製造方法では、軸配向多結晶薄膜を形成する際におけ
る気体のビームの照射方向と、軸配向多結晶薄膜を単結
晶薄膜へ転換する際における気体のビームの複数の照射
方向の１つとが、互いに同一であるので、単結晶薄膜へ
の転換が円滑に行われる。<Effect of the Invention of Claim 45> In the manufacturing method of the present invention, the irradiation direction of the gas beam in forming the axially oriented polycrystalline thin film and the axially oriented polycrystalline thin film are converted into a single crystal thin film. In this case, one of a plurality of irradiation directions of the gas beam is the same as each other, so that the conversion to the single crystal thin film is smoothly performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の単結晶薄膜形成装置の基本構成の一
例を示す正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing an example of a basic configuration of a single crystal thin film forming apparatus of the present invention.

【図２】この発明の単結晶薄膜形成装置に用いられる反
射板の一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a reflector used in the single crystal thin film forming apparatus of the present invention.

【図３】この発明の単結晶薄膜形成装置に用いられる反
射板の一例を示す三面図である。FIG. 3 is a trihedral view showing an example of a reflector used in the single crystal thin film forming apparatus of the present invention.

【図４】この発明の単結晶薄膜形成装置の基本構成のも
う一つの例を示す正面断面図である。FIG. 4 is a front sectional view showing another example of the basic configuration of the single crystal thin film forming apparatus of the present invention.

【図５】この発明の第１実施例におけるマイクロマシン
の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the micromachine according to the first embodiment of the present invention.

【図６】この発明の第１実施例におけるマイクロマシン
の正面断面図である。FIG. 6 is a front cross-sectional view of the micromachine according to the first embodiment of the present invention.

【図７】この発明の第１実施例における製造方法を示す
工程図である。FIG. 7 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図８】この発明の第１実施例における製造方法を示す
工程図である。FIG. 8 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図９】この発明の第１実施例における製造方法を示す
工程図である。FIG. 9 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１０】この発明の第１実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 10 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１１】この発明の第１実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 11 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１２】この発明の第１実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 12 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１３】この発明の第１実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 13 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１４】この発明の第１実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 14 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１５】この発明の第１実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 15 is a process drawing showing the manufacturing method in the first embodiment of the present invention.

【図１６】この発明の第２実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 16 is a front sectional view of a micromachine according to a second embodiment of the present invention.

【図１７】この発明の第２実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 17 is a process drawing showing the manufacturing method in the second embodiment of the present invention.

【図１８】この発明の第２実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 18 is a process drawing showing the manufacturing method in the second embodiment of the present invention.

【図１９】この発明の第２実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 19 is a process drawing showing the manufacturing method in the second embodiment of the present invention.

【図２０】この発明の第３実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 20 is a front sectional view of a micromachine according to a third embodiment of the present invention.

【図２１】この発明の第３実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 21 is a process drawing showing the manufacturing method in the third embodiment of the present invention.

【図２２】この発明の第３実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 22 is a process drawing showing the manufacturing method in the third embodiment of the present invention.

【図２３】この発明の第４実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 23 is a front sectional view of a micromachine according to a fourth embodiment of the present invention.

【図２４】この発明の第４実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 24 is a process drawing showing the manufacturing method in the fourth embodiment of the present invention.

【図２５】この発明の第４実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 25 is a process drawing showing the manufacturing method in the fourth embodiment of the present invention.

【図２６】この発明の第４実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 26 is a process drawing showing the manufacturing method in the fourth embodiment of the present invention.

【図２７】この発明の第４実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 27 is a process drawing showing the manufacturing method in the fourth embodiment of the present invention.

【図２８】この発明の第４実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 28 is a process drawing showing the manufacturing method in the fourth embodiment of the present invention.

【図２９】この発明の第５実施例におけるマイクロマシ
ンの平面図である。FIG. 29 is a plan view of the micromachine according to the fifth embodiment of the present invention.

【図３０】この発明の第５実施例におけるマイクロマシ
ンの斜視図である。FIG. 30 is a perspective view of a micromachine according to a fifth embodiment of the present invention.

【図３１】この発明の第５実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 31 is a front sectional view of a micromachine according to a fifth embodiment of the present invention.

【図３２】この発明の第５実施例におけるマイクロマシ
ンの斜視図である。FIG. 32 is a perspective view of a micromachine according to a fifth embodiment of the present invention.

【図３３】この発明の第６実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 33 is a front sectional view of a micromachine according to a sixth embodiment of the present invention.

【図３４】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 34 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図３５】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 35 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図３６】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 36 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図３７】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 37 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図３８】この発明の第６実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 38 is a front sectional view of a micromachine according to a sixth embodiment of the present invention.

【図３９】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 39 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４０】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 40 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４１】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 41 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４２】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 42 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４３】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 43 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４４】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 44 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４５】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 45 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４６】この発明の第６実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 46 is a front sectional view of a micromachine according to a sixth embodiment of the present invention.

【図４７】この発明の第６実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 47 is a process drawing showing the manufacturing method in the sixth embodiment of the present invention.

【図４８】この発明の第７実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 48 is a front sectional view of a micromachine according to a seventh embodiment of the present invention.

【図４９】この発明の第７実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 49 is a process drawing showing the manufacturing method in the seventh embodiment of the present invention.

【図５０】この発明の第７実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 50 is a process drawing showing the manufacturing method in the seventh embodiment of the present invention.

【図５１】この発明の第７実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 51 is a front sectional view of a micromachine according to a seventh embodiment of the present invention.

【図５２】この発明の第８実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。52 is a front sectional view of the micromachine according to the eighth embodiment of the present invention. FIG.

【図５３】この発明の第８実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 53 is a process drawing showing the manufacturing method in the eighth embodiment of the present invention.

【図５４】この発明の第８実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 54 is a process drawing showing the manufacturing method in the eighth embodiment of the present invention.

【図５５】この発明の第８実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 55 is a process drawing showing the manufacturing method in the eighth embodiment of the present invention.

【図５６】この発明の第８実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 56 is a process drawing showing the manufacturing method in the eighth embodiment of the present invention.

【図５７】この発明の第８実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 57 is a process drawing showing the manufacturing method in the eighth embodiment of the present invention.

【図５８】この発明の第９実施例におけるマイクロマシ
ンの正面断面図である。FIG. 58 is a front sectional view of a micromachine according to a ninth embodiment of the present invention.

【図５９】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 59 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６０】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 60 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６１】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 61 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６２】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 62 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６３】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 63 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６４】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 64 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６５】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 65 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６６】この発明の第９実施例における製造方法を示
す工程図である。FIG. 66 is a process drawing showing the manufacturing method in the ninth embodiment of the present invention.

【図６７】この発明の第１０実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 67 is a process drawing showing the manufacturing method in the tenth embodiment of the present invention.

【図６８】この発明の第１０実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 68 is a process drawing showing the manufacturing method in the tenth embodiment of the present invention.

【図６９】この発明の第１０実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 69 is a process drawing showing the manufacturing method in the tenth embodiment of the present invention.

【図７０】この発明の第１０実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 70 is a process drawing showing the manufacturing method in the tenth embodiment of the present invention.

【図７１】この発明の第１０実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 71 is a process drawing showing the manufacturing method in the tenth embodiment of the present invention.

【図７２】この発明の第１０実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 72 is a process drawing showing the manufacturing method in the tenth embodiment of the present invention.

【図７３】この発明の第１１実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 73 is a process drawing showing the manufacturing method in the eleventh embodiment of the present invention.

【図７４】この発明の第１１実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 74 is a process drawing showing the manufacturing method in the eleventh embodiment of the present invention.

【図７５】この発明の第１１実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 75 is a process drawing showing the manufacturing method in the eleventh embodiment of the present invention.

【図７６】この発明の第１１実施例における製造方法を
示す工程図である。FIG. 76 is a process drawing showing the manufacturing method in the eleventh embodiment of the present invention.

【図７７】従来のマイクロマシンの正面断面図である。FIG. 77 is a front sectional view of a conventional micromachine.

【図７８】従来のマイクロマシンの製造方法を示す工程
図である。FIG. 78 is a process drawing showing the manufacturing method of the conventional micromachine.

【図７９】従来のマイクロマシンの平面図である。FIG. 79 is a plan view of a conventional micromachine.

【図８０】従来のマイクロマシンの斜視図である。FIG. 80 is a perspective view of a conventional micromachine.

【図８１】従来のマイクロマシンの正面断面図である。FIG. 81 is a front sectional view of a conventional micromachine.

【図８２】従来のマイクロマシンの斜視図である。FIG. 82 is a perspective view of a conventional micromachine.

【図８３】従来のマイクロマシンの斜視図である。FIG. 83 is a perspective view of a conventional micromachine.

【図８４】この発明の第１４実施例の製造方法の実施に
適した装置の正面断面図である。FIG. 84 is a front sectional view of an apparatus suitable for carrying out the manufacturing method according to the fourteenth embodiment of the present invention.

【図８５】この発明の第１４実施例の製造方法の実施に
適したもう一つの装置の正面断面図である。FIG. 85 is a front sectional view of another device suitable for carrying out the manufacturing method according to the fourteenth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ ＥＣＲイオン源 ７ 不活性ガス導入管 １１ 基板 １２ 反射板 １３ 反応ガス導入管 １００、１０１ 単結晶薄膜形成装置 １０４ 回転子 １０６ 回転軸 １０８ 固定子 １１０ 基板 １１２ 窒化膜 １１４ ＳｉＯ2 層 １２２ 多結晶Ｓｉ層 １２８ ＳｉＯ2 層 １３０ 多結晶Ｓｉ層 ３０８ Ｓｉ基板 ３１０ ＳｉＯ2 膜 ３０６、３１２ Ｓｉ薄膜 ３１４ マスク材 ４０２ 基板 ４０４、４１０ ＳｉＯ2 層 ４０６、４０８、４１２ Ｓｉ薄膜 ４１４、４１８ マスク材 ５０２ 基板 ５０４ 梁部材 ５１０ ＳｉＯ2 層 ５２０ マスク材 ６４４ 可動部 ７０２、７３２ 基板 ７０４、７３４ 上蓋部 ７０６、７３６ 空洞 ７１２ 犠牲層 ７３８ 部材 ７４０、７４６ ＳｉＯ2 層 ８０８ 歪ゲージ ８０２ 基板 ８０４ ＳｉＯ2 膜 ８０６ Ｓｉ薄膜 ８１０ マスク材 ８２２ 基板 ８２４ ＳｉＯ2 膜 ８２６ Ｓｉ薄膜 ８２８ 歪ゲージ ８３２ 保護層 ８３０、８３４ 配線層 ８３６ 電子回路 ９０２ 基板 ９０６ 板状部材 ９１０ 貫通孔 ９１２ 空隙 ９１４ ＳｉＯ2 層 ９１８ Ｓｉ層 １００２ 基板 １００６ ＳｉＯ2 膜 １００８ Ｓｉ薄膜 １０１０ 溝 １０１２ ピエゾ抵抗素子 １０２０ マスク材 １０３０ 犠牲層 １０３２ 絶縁膜 １０３４ Ｓｉ薄膜 １０３６ マスク材 １１０２ Ｓｉ基板 １１０４ 最上層 １１０６ マスク材 １１１２ 溝 １２０２ Ｓｉ基板 １２０４ マスク材 １２０８ 最上層部 １２１０ 溝 １３０１、１３０２ 軸配向多結晶薄膜形成装置2 ECR Ion Source 7 Inert Gas Introducing Tube 11 Substrate 12 Reflecting Plate 13 Reactive Gas Introducing Tube 100, 101 Single Crystal Thin Film Forming Device 104 Rotor 106 Rotating Shaft 108 Stator 110 Substrate 112 Nitriding Film 114 SiO 2 Layer 122 Polycrystalline Si Layer 128 SiO 2 layer 130 Polycrystalline Si layer 308 Si substrate 310 SiO 2 film 306, 312 Si thin film 314 mask material 402 substrate 404, 410 SiO 2 layer 406, 408, 412 Si thin film 414, 418 mask material 502 substrate 504 beam member 510 SiO 2 layer 520 mask member 644 movable portion 702,732 substrate 704,734 upper cover 706,736 cavity 712 sacrificial layer 738 members 740,746 SiO 2 layer 808 strain gauges 802 substrate 804 SiO 2 film 806 Si thin film 810 the mask material 82 Substrate 824 SiO 2 film 826 Si thin film 828 strain gauge 832 protective layer 830,834 wiring layer 836 electronic circuit 902 board 906 plate-shaped member 910 through holes 912 air gap 914 SiO 2 layer 918 Si layer 1002 substrate 1006 SiO 2 film 1008 Si thin film 1010 Groove 1012 Piezoresistive element 1020 Mask material 1030 Sacrificial layer 1032 Insulating film 1034 Si thin film 1036 Mask material 1102 Si substrate 1104 Top layer 1106 Mask material 1112 Groove 1202 Si substrate 1204 Mask material 1208 Top layer part 1210 Groove 1301 1302 Axis oriented polycrystal Thin film forming equipment

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ３０Ｂ 23/04 Ｈ０１Ｌ 21/20 8418−4Ｍ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C30B 23/04 H01L 21/20 8418-4M

Claims (45)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 少なくとも一部が基材から分離された構
造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法であ
って、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する工程と、
(b) 当該犠牲層の上に前記部材を構成する所定の物質の
層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の
最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパ
ッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体のビー
ムを、前記所定の物質の層へ照射することにより、当該
所定の物質の層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記
工程(c) の後で、前記犠牲層を除去する工程と、を備え
るマイクロマシンの製造方法。1. A method of manufacturing a micromachine including a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a sacrificial layer on the base material;
(b) a step of forming a layer of a predetermined substance constituting the member on the sacrificial layer, and (c) an appropriate temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance during or after the step (b). At a certain temperature, a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance is directed from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed, from the predetermined substance. By irradiating the layer, the step of converting the layer of the predetermined substance into a single crystal layer, (d) after the step (c), the step of removing the sacrificial layer, a method of manufacturing a micromachine . 【請求項２】 少なくとも一部が基材から分離された構
造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法であ
って、(a) 前記基材の表面にエッチングの進行を阻止す
る第１の物質の層を形成する工程と、(b) 前記第１の物
質の層の上に前記部材を構成する第２の物質の層を形成
する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後で、前記第
２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべ
き単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結晶面
に垂直な方向から、前記第２の物質のスパッタリングを
引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記第
２の物質の層へ照射することにより、当該第２の物質の
層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記工程(b) の後
で、前記基材の裏側から前記第１の物質の層が露出する
まで前記基材のエッチングを選択的に行う工程と、を備
えるマイクロマシンの製造方法。2. A method for manufacturing a micromachine comprising a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) a layer of a first substance for preventing the progress of etching on the surface of the base material. And (b) forming a layer of a second substance constituting the member on the layer of the first substance, (c) during or after the step (b), Do not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. Converting the layer of the second substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the second substance with a beam of low energy gas; and (d) after the step (b), Etch the substrate from the back side of the substrate until the layer of the first material is exposed. A method of manufacturing a micromachine, comprising the steps of selectively performing. 【請求項３】 請求項２記載の製造方法であって、前記
第１の物質が電気絶縁体であり、前記第２の物質が半導
体であるマイクロマシンの製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the first substance is an electrical insulator and the second substance is a semiconductor. 【請求項４】 請求項２記載の製造方法において、前記
第２の物質が半導体であって、(e) 当該第２の物質の単
結晶層に選択的に不純物を導入することにより、当該第
２の物質の単結晶層に歪センサを組み込む工程、を更に
備えるマイクロマシンの製造方法。4. The manufacturing method according to claim 2, wherein the second substance is a semiconductor, and (e) the impurity is selectively introduced into a single crystal layer of the second substance. 2. A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of incorporating a strain sensor in the single crystal layer of the substance of 2. 【請求項５】 少なくとも一部が基材から分離された構
造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法であ
って、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する工程と、
(b) 前記犠牲層の特定部分を選択的に除去する工程と、
(c) 当該犠牲層の上と前記特定部分に相当する前記基材
の上とに、前記部材を構成する所定の物質の層を形成す
る工程と、(d) 前記工程(c) の中または後で、前記所定
の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき
単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結晶面に
垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリングを引
き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定
の物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の層
を単結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の後
で、前記犠牲層を除去する工程と、を備えるマイクロマ
シンの製造方法。5. A method of manufacturing a micromachine including a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a sacrificial layer on the base material;
(b) selectively removing a specific portion of the sacrificial layer,
(c) a step of forming a layer of a predetermined substance forming the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the specific portion, and (d) in the step (c) or After that, at a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, sputtering of the predetermined substance is caused from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed. By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low-energy gas that is not present, converting the layer of the predetermined substance into a single crystal layer, and (e) after the step (d), And a step of removing the sacrificial layer. 【請求項６】 請求項５記載の製造方法であって、(f)
前記工程(e) に先だって、前記所定の物質層に選択的に
開口部を形成する工程、を更に備え、 前記工程(e) が、(e-1) 前記工程(f) の後で、前記開口
部を介してエッチングを行うことにより前記犠牲層を除
去する工程、を備えるマイクロマシンの製造方法。6. The manufacturing method according to claim 5, wherein (f)
Prior to the step (e), further comprising a step of selectively forming an opening in the predetermined material layer, the step (e), (e-1) after the step (f), And a step of removing the sacrificial layer by etching through the opening. 【請求項７】 少なくとも一部が基材から分離された構
造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法であ
って、(a) 前記基材の上に第１の犠牲層を形成する工程
と、(b) 前記第１の犠牲層の上に第１の物質の層を形成
する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後で、前記第
１の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべ
き単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結晶面
に垂直な方向から、前記第１の物質のスパッタリングを
引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記第
１の物質の層へ照射することにより、当該第１の物質の
層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記第１の物質の
層を選択的に除去する工程と、(e) 前記工程(d) の後
に、除去されずに残った前記第１の物質の層の上と前記
第１の犠牲層の上とに、第２の犠牲層を形成する工程
と、(f) 少なくとも前記工程(d) において前記第１の物
質層が除去されずに残った領域を残して、前記第１およ
び第２の犠牲層の特定部分を選択的に除去する工程と、
(g) 当該第２の犠牲層の上と前記特定部分に相当する前
記基材の上とに、前記部材を構成する第２の物質の層を
形成する工程と、(h) 前記工程(g) の中または後で、前
記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成
すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結
晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のスパッタリン
グを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前
記第２の物質の層へ照射することにより、当該第２の物
質の層を単結晶層へ転換する工程と、(i) 前記工程(h)
の後で、前記第１および第２の犠牲層を除去する工程
と、を備えるマイクロマシンの製造方法。7. A method of manufacturing a micromachine comprising a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a first sacrificial layer on the base material; b) forming a layer of a first material on the first sacrificial layer, and (c) during or after the step (b), at a temperature below the crystallization temperature of the first material. At a temperature, a beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the first substance is directed from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, By irradiating the layer of the first substance to a single crystal layer, (d) selectively removing the layer of the first substance, and (e) the process ( After d), a second layer is formed on the layer of the first material which remains unremoved and on the first sacrificial layer. A step of forming a sacrificial layer, and (f) selecting a specific portion of the first and second sacrificial layers, leaving a region left at least in the step (d) where the first material layer is not removed. The step of removing the
(g) forming a layer of a second substance constituting the member on the second sacrificial layer and on the base material corresponding to the specific portion; and (h) the step (g ), Or at a proper temperature below the crystallization temperature of the second substance, from the direction perpendicular to the plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed, Irradiating the layer of the second substance with a beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the substance of (2), converting the layer of the second substance into a single crystal layer; (h)
And a step of removing the first and second sacrificial layers after the step of manufacturing the micromachine. 【請求項８】 少なくとも一部が基材から分離された構
造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法であ
って、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成する工程と、
(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、(c) 当該犠
牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当する前記基材
の上とに、前記部材を構成する所定の物質の層を形成す
る工程と、(d) 前記工程(c) の中または後で、前記所定
の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき
単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結晶面に
垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリングを引
き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定
の物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の層
を単結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の後
で、前記犠牲層を除去する工程と、を備えるマイクロマ
シンの製造方法。8. A method of manufacturing a micromachine comprising a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a recessed portion on the upper surface of the base material;
(b) a step of filling the concave portion with a sacrificial layer, (c) a predetermined substance constituting the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the concave portion. And (d) during or after the step (c), at a proper temperature not higher than the crystallization temperature of the predetermined substance, a plurality of different directions in the single crystal layer to be formed are formed. Irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to the densest crystal plane of the single crystal layer. And a step of removing the sacrificial layer after the step (d), the method for manufacturing a micromachine. 【請求項９】 少なくとも一部が基材から分離された構
造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法であ
って、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成する工程と、
(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、(c) 当該犠
牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当する前記基材
の上とに、絶縁体の第１の物質の層を形成する工程と、
(d) 前記第１の物質の層の上に、前記部材の主要な構成
要素をなす半導体の第２の物質の層を形成する工程と、
(e) 前記工程(d) の中または後で、前記第２の物質の結
晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層に
おける方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向
から、前記第２の物質のスパッタリングを引き起こさな
い低エネルギーの気体のビームを、前記第２の物質の層
へ照射することにより、当該第２の物質の層を単結晶層
へ転換する工程と、(f) 前記工程(e) の後で、前記犠牲
層を除去する工程と、を備えるマイクロマシンの製造方
法。9. A method of manufacturing a micromachine including a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a recessed portion on the upper surface of the base material;
(b) filling the recessed portion with a sacrificial layer, and (c) depositing the first material of the insulator on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the recessed portion. Forming a layer,
(d) forming a semiconductor second material layer on the first material layer, the semiconductor second material layer being a main component of the member;
(e) During or after the step (d), perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the single crystal layer to be formed at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. Irradiating the layer of the second substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the second substance from a different direction, thereby converting the layer of the second substance into a single crystal layer. And (f) a step of removing the sacrificial layer after the step (e), the method for manufacturing a micromachine. 【請求項１０】 請求項８記載の製造方法において、前
記所定の物質が半導体であって、(f) 当該所定の物質の
単結晶層に選択的に不純物を導入することにより、当該
所定の物質の単結晶層に歪センサを組み込む工程、を更
に備えるマイクロマシンの製造方法。10. The manufacturing method according to claim 8, wherein the predetermined substance is a semiconductor, and (f) the predetermined substance is selectively introduced into a single crystal layer of the predetermined substance. The method for manufacturing a micromachine, further comprising the step of incorporating a strain sensor in the single crystal layer. 【請求項１１】 基材にエッチングを施す工程を備える
製造方法であって、(a) 前記基材の上に所定の物質の層
を形成する工程と、(b) 前記工程(a) の中または後で、
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所定の
物質の層を、前記エッチングに対する耐性の高い所定の
結晶方位を有する単結晶層へ転換する工程と、(c) 前記
工程(b) の後で、前記基材の裏側から前記所定の物質の
層が露出するまで前記基材のエッチングを選択的に行う
工程と、を備えるマイクロマシンの製造方法。11. A manufacturing method comprising the step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a layer of a predetermined substance on the base material; and (b) in the step (a). Or later,
Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. The gas beam of
By irradiating the layer of the predetermined substance, the step of converting the layer of the predetermined substance into a single crystal layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to the etching, (c) the step (b) After that, the step of selectively etching the base material from the back side of the base material until the layer of the predetermined substance is exposed is provided. 【請求項１２】 請求項１１記載の製造方法において、
前記基材が単結晶構造を有し、前記所定の物質が当該基
材と同一物質であって、(d) 前記工程(c) の後に、前記
所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、新たに
形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠
密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタ
リングを引き起こさない低エネルギーの気体のビーム
を、前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所
定の物質の単結晶層を、前記基材と同一の結晶方位を有
する新たな単結晶層へ転換する工程、を更に備えるマイ
クロマシンの製造方法。12. The manufacturing method according to claim 11, wherein
The substrate has a single crystal structure, the predetermined substance is the same substance as the substrate, and (d) after the step (c), an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. Below, from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed, a low-energy gas beam that does not cause sputtering of the predetermined substance is supplied to the predetermined substance. A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of irradiating the layer with a single crystal layer of the predetermined substance into a new single crystal layer having the same crystal orientation as the base material. 【請求項１３】 基材にエッチングを施す工程を備える
マイクロマシンの製造方法であって、(a) 前記基材の上
面にマスク材を形成する工程と、(b) 前記マスク材を選
択的に除去する工程と、(c) 前記工程(b) の後で、前記
基材の上面部分を構成する所定の物質の結晶化温度以下
の適正な温度下で、形成すべき単結晶層における方向の
相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所
定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記所定の物質の上面へ照射する
ことにより、当該所定の物質の上面部分を、前記エッチ
ングに対する耐性の高い所定の結晶方位を有する単結晶
層へ選択的に転換する工程と、(d) 前記工程(c) の後
で、前記マスク材を除去する工程と、(e) 前記工程(d)
の後で、前記基材の上面から当該基材に前記エッチング
を施すことにより、前記単結晶層に覆われない当該基材
の部分を選択的に除去する工程と、を備えるマイクロマ
シンの製造方法。13. A method of manufacturing a micromachine, comprising the step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a mask material on an upper surface of the base material; and (b) selectively removing the mask material. And (c) after the step (b), the phase of the direction in the single crystal layer to be formed at an appropriate temperature lower than the crystallization temperature of the predetermined substance forming the upper surface portion of the base material. By irradiating the upper surface of the predetermined substance with a beam of a low-energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of different densest crystal planes, the upper surface portion of the predetermined substance is A step of selectively converting to a single crystal layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to etching, (d) a step of removing the mask material after the step (c), and (e) the Process (d)
After that, the step of selectively removing the portion of the base material not covered with the single crystal layer by performing the etching on the base material from the upper surface of the base material is performed. 【請求項１４】 請求項１３記載の製造方法において、
前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面部分を構
成する前記所定の物質が単結晶構造を有し、(f) 前記工
程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正
な温度下で、新たに形成すべき単結晶層における方向の
相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所
定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射するこ
とにより、当該所定の物質の単結晶層を、前記工程(c)
以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな単結晶
層へ転換する工程、を更に備えるマイクロマシンの製造
方法。14. The manufacturing method according to claim 13,
Before the step (c), the predetermined substance forming the upper surface portion of the base material has a single crystal structure, and (f) after the step (e), the predetermined substance having a crystallization temperature of A beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance is emitted from the direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a newly formed single crystal layer at an appropriate temperature. By irradiating the layer of the substance of step (c) with the single crystal layer of the predetermined substance of interest.
A method of manufacturing a micromachine, further comprising a step of converting into a new single crystal layer having the same crystal orientation as the previous crystal orientation. 【請求項１５】 請求項１〜請求項１４の何れかに記載
の製造方法において、前記気体を構成する元素の原子量
が、被照射物質を構成する元素の原子量の中の最大のも
のよりも低いマイクロマシンの製造方法。15. The manufacturing method according to claim 1, wherein the atomic weight of the element forming the gas is lower than the maximum atomic weight of the element forming the irradiation target material. Micromachine manufacturing method. 【請求項１６】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する工程と、
(b) 当該犠牲層の上に前記部材を構成する所定の物質の
層を形成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後
で、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の
物質の層へ照射することにより、当該所定の物質の層を
軸配向多結晶層へ転換する工程と、(d) 前記工程(c) の
後で、前記犠牲層を除去する工程と、を備えるマイクロ
マシンの製造方法。16. A method of manufacturing a micromachine comprising a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a sacrificial layer on the base material;
(b) a step of forming a layer of a predetermined substance constituting the member on the sacrificial layer, and (c) an appropriate temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance during or after the step (b). By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of a low energy gas that does not cause the sputtering of the predetermined substance from one direction at a different temperature, the layer of the predetermined substance becomes an axially oriented polycrystalline layer. A method of manufacturing a micromachine, comprising: a step of converting; and (d) a step of removing the sacrificial layer after the step (c). 【請求項１７】 請求項１６記載の製造方法であって、 前記工程(c)の後でしかも前記工程(d)に先だって、(e)
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所定の
物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工程、をさ
らに備えるマイクロマシンの製造方法。17. The manufacturing method according to claim 16, wherein after the step (c) and before the step (d), (e)
Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. The gas beam of
A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of converting an axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the predetermined substance. 【請求項１８】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の表面にエッチングの進行を阻止
する第１の物質の層を形成する工程と、(b) 前記第１の
物質の層の上に前記部材を構成する第２の物質の層を形
成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後で、前記
第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方向
から前記第２の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記第２の物質の層へ
照射することにより、当該第２の物質の層を軸配向多結
晶層へ転換する工程と、(d) 前記工程(b) の後で、前記
基材の裏側から前記第１の物質の層が露出するまで前記
基材のエッチングを選択的に行う工程と、を備えるマイ
クロマシンの製造方法。18. A method of manufacturing a micromachine comprising a member having a structure at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) a layer of a first substance that prevents the progress of etching on the surface of the base material. And (b) forming a layer of a second substance constituting the member on the layer of the first substance, (c) during or after the step (b), By irradiating the layer of the second substance with a beam of a low energy gas that does not cause sputtering of the second substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. Converting the second material layer into an axially oriented polycrystalline layer, and (d) after the step (b), until the first material layer is exposed from the back side of the substrate. And a step of selectively etching the base material. 【請求項１９】 請求項１８記載の製造方法であって、 前記工程(c)の後で、(e) 前記第２の物質の結晶化温度
以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層における方
向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前
記第２の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネ
ルギーの気体のビームを、前記第２の物質の層へ照射す
ることにより、当該第２の物質の軸配向多結晶層を単結
晶層へ転換する工程、をさらに備えるマイクロマシンの
製造方法。19. The manufacturing method according to claim 18, wherein after the step (c), (e) a single crystal to be formed at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. Irradiating the layer of the second substance with a beam of a low-energy gas that does not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the layer, A method of manufacturing a micromachine, further comprising a step of converting an axially oriented polycrystalline layer of a second substance into a single crystal layer. 【請求項２０】 請求項１８または１９に記載の製造方
法であって、前記第１の物質が電気絶縁体であり、前記
第２の物質が半導体であるマイクロマシンの製造方法。20. The manufacturing method according to claim 18, wherein the first substance is an electrical insulator, and the second substance is a semiconductor. 【請求項２１】 請求項１８または１９に記載の製造方
法において、前記第２の物質が半導体であって、(f) 当
該第２の物質の軸配向多結晶層または単結晶層に選択的
に不純物を導入することにより、当該第２の物質の軸配
向多結晶層または単結晶層に歪センサを組み込む工程、
を更に備えるマイクロマシンの製造方法。21. The manufacturing method according to claim 18, wherein the second substance is a semiconductor, and (f) the axially oriented polycrystalline layer or the single crystal layer of the second substance is selectively formed. A step of incorporating a strain sensor into the axially oriented polycrystalline layer or single crystalline layer of the second substance by introducing impurities,
A method for manufacturing a micromachine further comprising: 【請求項２２】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の上に犠牲層を形成する工程と、
(b) 前記犠牲層の特定部分を選択的に除去する工程と、
(c) 当該犠牲層の上と前記特定部分に相当する前記基材
の上とに、前記部材を構成する所定の物質の層を形成す
る工程と、(d) 前記工程(c) の中または後で、前記所定
の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方向から
前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エ
ネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射
することにより、当該所定の物質の層を軸配向多結晶層
へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の後で、前記犠牲
層を除去する工程と、を備えるマイクロマシンの製造方
法。22. A method of manufacturing a micromachine comprising a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a sacrificial layer on the base material;
(b) selectively removing a specific portion of the sacrificial layer,
(c) a step of forming a layer of a predetermined substance forming the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the specific portion, and (d) in the step (c) or After that, by irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of a low energy gas that does not cause the sputtering of the predetermined substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. A method for manufacturing a micromachine, comprising: converting a layer of the predetermined material into an axially oriented polycrystalline layer; and (e) removing the sacrificial layer after the step (d). 【請求項２３】 請求項２２記載の製造方法であって、 前記工程(d)の後でしかも前記工程(e)に先だって、(f)
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所定の
物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工程、をさ
らに備えるマイクロマシンの製造方法。23. The manufacturing method according to claim 22, wherein after the step (d) and before the step (e), (f)
Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. The gas beam of
A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of converting an axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the predetermined substance. 【請求項２４】 請求項２２または２３に記載の製造方
法であって、(g) 前記工程(e) に先だって、前記所定の
物質層に選択的に開口部を形成する工程、を更に備え、 前記工程(e) が、(e-1) 前記工程(g) の後で、前記開口
部を介してエッチングを行うことにより前記犠牲層を除
去する工程、を備えるマイクロマシンの製造方法。24. The manufacturing method according to claim 22, further comprising: (g) prior to the step (e), a step of selectively forming an opening in the predetermined material layer, The method of manufacturing a micromachine, wherein the step (e) includes (e-1), after the step (g), the sacrificial layer is removed by performing etching through the opening. 【請求項２５】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の上に第１の犠牲層を形成する工
程と、(b) 前記第１の犠牲層の上に第１の物質の層を形
成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後で、前記
第１の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方向
から前記第１の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記第１の物質の層へ
照射することにより、当該第１の物質の層を軸配向多結
晶層へ転換する工程と、(d) 前記第１の物質の層を選択
的に除去する工程と、(e) 前記工程(d) の後に、除去さ
れずに残った前記第１の物質の層の上と前記第１の犠牲
層の上とに、第２の犠牲層を形成する工程と、(f) 少な
くとも前記工程(d) において前記第１の物質層が除去さ
れずに残った領域を残して、前記第１および第２の犠牲
層の特定部分を選択的に除去する工程と、(g) 当該第２
の犠牲層の上と前記特定部分に相当する前記基材の上と
に、前記部材を構成する第２の物質の層を形成する工程
と、(h) 前記工程(g) の中または後で、前記第２の物質
の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶
層における方向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な
方向から、前記第２の物質のスパッタリングを引き起こ
さない低エネルギーの気体のビームを、前記第２の物質
の層へ照射することにより、当該第２の物質の層を単結
晶層へ転換する工程と、(i) 前記工程(h) の後で、前記
第１および第２の犠牲層を除去する工程と、を備えるマ
イクロマシンの製造方法。25. A method of manufacturing a micromachine including a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a first sacrificial layer on the base material; b) forming a layer of a first material on the first sacrificial layer, and (c) during or after the step (b), at a temperature below the crystallization temperature of the first material. By irradiating the layer of the first substance with a beam of low energy gas that does not cause the sputtering of the first substance from one direction at a temperature, the layer of the first substance is axially oriented polycrystal. A step of converting into a layer, (d) a step of selectively removing the layer of the first substance, and (e) a layer of the first substance that remains unremoved after the step (d). Forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer and (f) at least in the step (d). Selectively removing a specific portion of the first and second sacrificial layers, leaving a region where the first material layer is not removed, and (g) the second
Forming a layer of a second substance constituting the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the specific portion; and (h) in or after the step (g). , Causing sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. Irradiating the layer of the second substance with a non-low energy gas beam to convert the layer of the second substance to a single crystal layer, and (i) after the step (h) And a step of removing the first and second sacrificial layers, the method for manufacturing a micromachine. 【請求項２６】 請求項２５記載の製造方法であって、 前記工程(c)の後で、(j) 前記第１の物質の結晶化温度
以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層における方
向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前
記第１の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネ
ルギーの気体のビームを、前記第１の物質の層へ照射す
ることにより、当該第１の物質の軸配向多結晶層を単結
晶層へ転換する工程、をさらに備えるマイクロマシンの
製造方法。26. The manufacturing method according to claim 25, wherein after the step (c), (j) a single crystal to be formed at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the first substance. Irradiating the layer of the first substance with a beam of a low-energy gas that does not cause sputtering of the first substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in the layer, A method of manufacturing a micromachine, further comprising a step of converting an axially oriented polycrystalline layer of a first substance into a single crystal layer. 【請求項２７】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の上に第１の犠牲層を形成する工
程と、(b) 前記第１の犠牲層の上に第１の物質の層を形
成する工程と、(c) 前記工程(b) の中または後で、前記
第１の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形成す
べき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密結晶
面に垂直な方向から、前記第１の物質のスパッタリング
を引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記
第１の物質の層へ照射することにより、当該第１の物質
の層を単結晶層へ転換する工程と、(d) 前記第１の物質
の層を選択的に除去する工程と、(e) 前記工程(d) の後
に、除去されずに残った前記第１の物質の層の上と前記
第１の犠牲層の上とに、第２の犠牲層を形成する工程
と、(f) 少なくとも前記工程(d) において前記第１の物
質層が除去されずに残った領域を残して、前記第１およ
び第２の犠牲層の特定部分を選択的に除去する工程と、
(g) 当該第２の犠牲層の上と前記特定部分に相当する前
記基材の上とに、前記部材を構成する第２の物質の層を
形成する工程と、(h) 前記工程(g) の中または後で、前
記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方
向から前記第２の物質のスパッタリングを引き起こさな
い低エネルギーの気体のビームを、前記第２の物質の層
へ照射することにより、当該第２の物質の層を軸配向多
結晶層へ転換する工程と、(i) 前記工程(h) の後で、前
記第１および第２の犠牲層を除去する工程と、を備える
マイクロマシンの製造方法。27. A method of manufacturing a micromachine including a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a first sacrificial layer on the base material; b) forming a layer of a first material on the first sacrificial layer, and (c) during or after the step (b), at a temperature below the crystallization temperature of the first material. At a temperature, a beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the first substance is directed from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, By irradiating the layer of the first substance to a single crystal layer, (d) selectively removing the layer of the first substance, and (e) the process ( After d), a second layer is formed on the layer of the first material which remains unremoved and on the first sacrificial layer. A step of forming a sacrificial layer, and (f) selecting a specific portion of the first and second sacrificial layers, leaving a region left at least in the step (d) without removing the first material layer. The step of removing the
(g) forming a layer of a second substance constituting the member on the second sacrificial layer and on the base material corresponding to the specific portion; and (h) the step (g ) Inside or after, at a proper temperature below the crystallization temperature of the second substance, a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the second substance from one direction is applied to the second substance. Converting the layer of the second material into an axially oriented polycrystalline layer by irradiating the layer of (1), and (i) removing the first and second sacrificial layers after the step (h). A method of manufacturing a micromachine, comprising: 【請求項２８】 請求項２７記載の製造方法であって、 前記工程(h)の後でしかも前記工程(i)に先だって、(j)
前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記第２の物質の層へ照射することにより、当該第２の
物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工程、をさ
らに備えるマイクロマシンの製造方法。28. The manufacturing method according to claim 27, wherein after the step (h) and before the step (i), (j)
Do not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. A beam of low energy gas,
A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of converting the axially oriented polycrystalline layer of the second substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the second substance. 【請求項２９】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成する工程
と、(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、(c) 当
該犠牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当する前記
基材の上とに、前記部材を構成する所定の物質の層を形
成する工程と、(d) 前記工程(c) の中または後で、前記
所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方向
から前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない
低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ
照射することにより、当該所定の物質の層を軸配向多結
晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の後で、前記
犠牲層を除去する工程と、を備えるマイクロマシンの製
造方法。29. A method of manufacturing a micromachine comprising a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a recess on the upper surface of the base material; Filling the concave portion with a sacrificial layer, and (c) forming a layer of a predetermined substance constituting the member on the sacrificial layer and on the base material corresponding to the peripheral portion of the concave portion. And (d) during or after the step (c), at a proper temperature below the crystallization temperature of the predetermined substance, a low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction. The step of converting the layer of the predetermined substance into an axially oriented polycrystalline layer by irradiating the layer of the predetermined substance with the beam of, and (e) after the step (d), the sacrificial layer is formed. A method of manufacturing a micromachine, comprising: a step of removing. 【請求項３０】 請求項２９記載の製造方法であって、 前記工程(d)の後でしかも前記工程(e)に先だって、(f)
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所定の
物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工程、をさ
らに備えるマイクロマシンの製造方法。30. The manufacturing method according to claim 29, wherein after the step (d) and before the step (e), (f)
Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. The gas beam of
A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of converting an axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the predetermined substance. 【請求項３１】 請求項２９または３０に記載の製造方
法において、前記所定の物質が半導体であって、(g) 当
該所定の物質の単結晶層または軸配向多結晶層に、選択
的に不純物を導入することにより、当該所定の物質の単
結晶層または軸配向多結晶層に歪センサを組み込む工
程、を更に備えるマイクロマシンの製造方法。31. The manufacturing method according to claim 29 or 30, wherein the predetermined substance is a semiconductor, and (g) the single crystal layer or the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is selectively doped with impurities. The method for manufacturing a micromachine, further comprising the step of incorporating a strain sensor into the single crystal layer or the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance by introducing the above. 【請求項３２】 少なくとも一部が基材から分離された
構造を有する部材を備えるマイクロマシンの製造方法で
あって、(a) 前記基材の上面に凹陥部を形成する工程
と、(b) 前記凹陥部を犠牲層で充填する工程と、(c) 当
該犠牲層の上と、前記凹陥部の周辺部分に相当する前記
基材の上とに、絶縁体の第１の物質の層を形成する工程
と、(d) 前記第１の物質の層の上に、前記部材の主要な
構成要素をなす半導体の第２の物質の層を形成する工程
と、(e) 前記工程(d) の中または後で、前記第２の物質
の結晶化温度以下の適正な温度下で、一方向から前記第
２の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記第２の物質の層へ照射するこ
とにより、当該第２の物質の層を軸配向多結晶層へ転換
する工程と、(f) 前記工程(e) の後で、前記犠牲層を除
去する工程と、を備えるマイクロマシンの製造方法。32. A method of manufacturing a micromachine including a member having a structure, at least a part of which is separated from a base material, comprising: (a) forming a recessed portion on an upper surface of the base material; Filling the recess with a sacrificial layer, and (c) forming a layer of a first material of an insulator on the sacrificial layer and on the substrate corresponding to the peripheral portion of the recess. A step of: (d) forming a second material layer of a semiconductor, which is a main component of the member, on the first material layer; and (e) of the step (d). Alternatively, a beam of low energy gas that does not cause sputtering of the second substance from one direction is applied to the layer of the second substance at a proper temperature below the crystallization temperature of the second substance. Irradiating to convert the layer of the second substance into an axially oriented polycrystalline layer, and (f) the step (e) In method of manufacturing a micromachine comprising a step of removing the sacrificial layer. 【請求項３３】 請求項３２記載の製造方法であって、 前記工程(e)の後でしかも前記工程(f)に先だって、(g)
前記第２の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記第２の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記第２の物質の層へ照射することにより、当該第２の
物質の軸配向多結晶層を単結晶層へ転換する工程、をさ
らに備えるマイクロマシンの製造方法。33. The manufacturing method according to claim 32, wherein after the step (e) and before the step (f), (g)
Do not cause sputtering of the second substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the second substance. A beam of low energy gas,
A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of converting the axially oriented polycrystalline layer of the second substance into a single crystal layer by irradiating the layer of the second substance. 【請求項３４】 基材にエッチングを施す工程を備える
製造方法であって、(a) 前記基材の上に所定の物質の層
を形成する工程と、(b) 前記工程(a) の中または後で、
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一
方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさ
ない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の
層へ照射することにより、当該所定の物質の層を、前記
エッチングに対する耐性の高い所定の結晶方位を有する
軸配向多結晶層へ転換する工程と、(c) 前記工程(b) の
後で、前記基材の裏側から前記所定の物質の層が露出す
るまで前記基材のエッチングを選択的に行う工程と、を
備えるマイクロマシンの製造方法。34. A manufacturing method comprising a step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a layer of a predetermined substance on the base material; and (b) in the step (a). Or later,
By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, A step of converting the layer of the substance of claim 1 into an axially oriented polycrystalline layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to etching, and (c) after the step (b), the predetermined side from the back side of the substrate. Selectively etching the substrate until the layer of material is exposed. 【請求項３５】 請求項３４記載の製造方法において、
前記基材が単結晶構造を有し、前記所定の物質が当該基
材と同一物質であって、(d) 前記工程(c) の後に、前記
所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、新たに
形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠
密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタ
リングを引き起こさない低エネルギーの気体のビーム
を、前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所
定の物質の軸配向多結晶層を、前記基材と同一の結晶方
位を有する単結晶層へ転換する工程、を更に備えるマイ
クロマシンの製造方法。35. The manufacturing method according to claim 34,
The substrate has a single crystal structure, the predetermined substance is the same substance as the substrate, and (d) after the step (c), an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. Below, from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed, a low-energy gas beam that does not cause sputtering of the predetermined substance is supplied to the predetermined substance. The method for manufacturing a micromachine, further comprising the step of converting the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance into a single crystal layer having the same crystal orientation as the base material by irradiating the layer. 【請求項３６】 基材にエッチングを施す工程を備える
製造方法であって、(a) 前記基材の上に所定の物質の層
を形成する工程と、(b) 前記工程(a) の中または後で、
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、一
方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き起こさ
ない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の物質の
層へ照射することにより、当該所定の物質の層を軸配向
多結晶層へ転換する工程と、(c) 前記工程(b)の後に、
前記所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、形
成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠密
結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタリ
ングを引き起こさない低エネルギーの気体のビームを、
前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所定の
物質の軸配向多結晶層を、前記エッチングに対する耐性
の高い所定の結晶方位を有する単結晶層へ転換する工程
と、(d) 前記工程(c) の後で、前記基材の裏側から前記
所定の物質の層が露出するまで前記基材のエッチングを
選択的に行う工程と、を備えるマイクロマシンの製造方
法。36. A method for manufacturing, comprising: a step of etching a base material; (a) forming a layer of a predetermined substance on the base material; and (b) in the step (a). Or later,
By irradiating the layer of the predetermined substance with a beam of low-energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance from one direction at an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, A step of converting the layer of the substance of to the axially oriented polycrystalline layer, and (c) after the step (b),
Low energy that does not cause sputtering of the predetermined substance from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed under an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. The gas beam of
By irradiating the layer of the predetermined substance, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is converted into a single crystal layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to etching, and (d) the step After (c), the step of selectively etching the base material from the back side of the base material until the layer of the predetermined substance is exposed, is provided. 【請求項３７】 請求項３６記載の製造方法において、
前記基材が単結晶構造を有し、前記所定の物質が当該基
材と同一物質であって、(e) 前記工程(d) の後に、前記
所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下で、新たに
形成すべき単結晶層における方向の相異なる複数の最稠
密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質のスパッタ
リングを引き起こさない低エネルギーの気体のビーム
を、前記所定の物質の層へ照射することにより、当該所
定の物質の単結晶層を、前記基材と同一の結晶方位を有
する新たな単結晶層へ転換する工程、を更に備えるマイ
クロマシンの製造方法。37. The manufacturing method according to claim 36,
The base material has a single crystal structure, the predetermined substance is the same substance as the base material, and (e) after the step (d), an appropriate temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance. Below, from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be newly formed, a low-energy gas beam that does not cause sputtering of the predetermined substance is supplied to the predetermined substance. A method of manufacturing a micromachine, further comprising the step of irradiating the layer with a single crystal layer of the predetermined substance into a new single crystal layer having the same crystal orientation as the base material. 【請求項３８】 基材にエッチングを施す工程を備える
製造方法であって、(a) 前記基材の上面にマスク材を形
成する工程と、(b) 前記マスク材を選択的に除去する工
程と、(c) 前記工程(b) の後で、前記基材の上面部分を
構成する所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の
物質の上面へ照射することにより、当該所定の物質の上
面部分を、前記エッチングに対する耐性の高い所定の結
晶方位を有する軸配向多結晶層へ選択的に転換する工程
と、(d) 前記工程(c) の後で、前記マスク材を除去する
工程と、(e) 前記工程(d) の後で、前記基材の上面から
当該基材に前記エッチングを施すことにより、前記単結
晶層に覆われない当該基材の部分を選択的に除去する工
程と、を備えるマイクロマシンの製造方法。38. A manufacturing method comprising a step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a mask material on the upper surface of the base material; and (b) selectively removing the mask material. And (c) after the step (b), at a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance forming the upper surface portion of the substrate, the sputtering of the predetermined substance is not caused from one direction. By irradiating the upper surface of the predetermined substance with a beam of low-energy gas, the upper surface portion of the predetermined substance is selectively formed into an axially oriented polycrystalline layer having a predetermined crystal orientation with high resistance to the etching. A step of converting, (d) after the step (c), a step of removing the mask material, and (e) after the step (d), the etching from the upper surface of the base material to the base material. The portion of the base material that is not covered with the single crystal layer by applying Method of manufacturing a micromachine comprising a step of selectively removing the. 【請求項３９】 請求項３８記載の製造方法において、
前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面部分を構
成する前記所定の物質が単結晶構造を有し、(f) 前記工
程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正
な温度下で、新たに形成すべき単結晶層における方向の
相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所
定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射するこ
とにより、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記工
程(c) 以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する単結晶
層へ転換する工程、を更に備えるマイクロマシンの製造
方法。39. The manufacturing method according to claim 38,
Before the step (c), the predetermined substance forming the upper surface portion of the substrate has a single crystal structure, and (f) after the step (e), the predetermined substance having a crystallization temperature of not more than A beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance is emitted from the direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a newly formed single crystal layer at an appropriate temperature. By irradiating the layer of the substance of (1) with the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance to a single crystal layer having the same crystal orientation as the crystal orientation before the step (c), Manufacturing method. 【請求項４０】 請求項３８記載の製造方法において、
前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面部分を構
成する前記所定の物質が軸配向多結晶構造を有し、(f)
前記工程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下
の適正な温度下で、新たに形成すべき軸配向多結晶層に
おける最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質
のスパッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体
のビームを、前記所定の物質の層へ照射することによ
り、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記工程(c)
以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな軸配向
多結晶層へ転換する工程、を更に備えるマイクロマシン
の製造方法。40. The manufacturing method according to claim 38,
Before the step (c), the predetermined substance constituting the upper surface portion of the substrate has an axially oriented polycrystalline structure, (f)
After the step (e), at a proper temperature not higher than the crystallization temperature of the predetermined substance, from the direction perpendicular to the densest crystal plane in the axially oriented polycrystalline layer to be newly formed, the predetermined substance By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause sputtering, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is treated in the step (c).
A method of manufacturing a micromachine, further comprising a step of converting into a new axially oriented polycrystalline layer having the same crystal orientation as the previous crystal orientation. 【請求項４１】 請求項１３記載の製造方法において、
前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面部分を構
成する前記所定の物質が軸配向多結晶構造を有し、(f)
前記工程(e) の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下
の適正な温度下で、新たに形成すべき軸配向多結晶層に
おける最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所定の物質
のスパッタリングを引き起こさない低エネルギーの気体
のビームを、前記所定の物質の層へ照射することによ
り、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前記工程(c)
以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな軸配向
多結晶層へ転換する工程、を更に備えるマイクロマシン
の製造方法。41. The manufacturing method according to claim 13, wherein
Before the step (c), the predetermined substance constituting the upper surface portion of the substrate has an axially oriented polycrystalline structure, (f)
After the step (e), at a proper temperature not higher than the crystallization temperature of the predetermined substance, from the direction perpendicular to the densest crystal plane in the axially oriented polycrystalline layer to be newly formed, the predetermined substance By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause sputtering, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is treated in the step (c).
A method of manufacturing a micromachine, further comprising a step of converting into a new axially oriented polycrystalline layer having the same crystal orientation as the previous crystal orientation. 【請求項４２】 基材にエッチングを施す工程を備える
製造方法であって、(a) 前記基材の上面にマスク材を形
成する工程と、(b) 前記マスク材を選択的に除去する工
程と、(c) 前記工程(b) の後で、前記基材の上面部分を
構成する所定の物質の結晶化温度以下の適正な温度下
で、一方向から前記所定の物質のスパッタリングを引き
起こさない低エネルギーの気体のビームを、前記所定の
物質の上面へ照射することにより、当該所定の物質の上
面部分を軸配向多結晶層へ選択的に転換する工程と、
(d) 前記工程(c)の後に、前記所定の物質の結晶化温度
以下の適正な温度下で、形成すべき単結晶層における方
向の相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前
記所定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネ
ルギーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射す
ることにより、当該所定の物質の軸配向多結晶層を、前
記エッチングに対する耐性の高い所定の結晶方位を有す
る単結晶層へ転換する工程と、(e) 前記工程(d) の後
で、前記マスク材を除去する工程と、(f) 前記工程(e)
の後で、前記基材の上面から当該基材に前記エッチング
を施すことにより、前記単結晶層に覆われない当該基材
の部分を選択的に除去する工程と、を備えるマイクロマ
シンの製造方法。42. A manufacturing method comprising a step of etching a base material, the method comprising: (a) forming a mask material on an upper surface of the base material; and (b) selectively removing the mask material. And (c) after the step (b), at a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance forming the upper surface portion of the substrate, the sputtering of the predetermined substance is not caused from one direction. By irradiating the upper surface of the predetermined substance with a beam of low-energy gas, the step of selectively converting the upper surface portion of the predetermined substance into an axially oriented polycrystalline layer,
(d) After the step (c), under a proper temperature equal to or lower than the crystallization temperature of the predetermined substance, from a direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a single crystal layer to be formed, By irradiating the layer of the predetermined substance with a low-energy gas beam that does not cause the sputtering of the predetermined substance, the axially oriented polycrystalline layer of the predetermined substance is formed into a predetermined crystal having high resistance to the etching. A step of converting to a single crystal layer having an orientation, (e) a step of removing the mask material after the step (d), and (f) the step (e)
After that, the step of selectively removing the portion of the base material not covered with the single crystal layer by performing the etching on the base material from the upper surface of the base material is performed. 【請求項４３】 請求項４２記載の製造方法において、
前記工程(c) 以前において前記基材の前記上面部分を構
成する前記所定の物質が単結晶構造を有し、(g) 前記工
程(f) の後に、前記所定の物質の結晶化温度以下の適正
な温度下で、新たに形成すべき単結晶層における方向の
相異なる複数の最稠密結晶面に垂直な方向から、前記所
定の物質のスパッタリングを引き起こさない低エネルギ
ーの気体のビームを、前記所定の物質の層へ照射するこ
とにより、当該所定の物質の単結晶層を、前記工程(c)
以前の結晶方位と同一の結晶方位を有する新たな単結晶
層へ転換する工程、を更に備えるマイクロマシンの製造
方法。43. The manufacturing method according to claim 42,
Before the step (c), the predetermined substance forming the upper surface portion of the substrate has a single crystal structure, and (g) after the step (f), the crystallization temperature of the predetermined substance is equal to or lower than the crystallization temperature. A beam of low energy gas that does not cause sputtering of the predetermined substance is emitted from the direction perpendicular to a plurality of close-packed crystal planes having different directions in a newly formed single crystal layer at an appropriate temperature. By irradiating the layer of the substance of step (c) with the single crystal layer of the predetermined substance of interest.
A method of manufacturing a micromachine, further comprising a step of converting into a new single crystal layer having the same crystal orientation as the previous crystal orientation. 【請求項４４】 請求項１６〜請求項４３の何れかに記
載の製造方法において、前記気体を構成する元素の原子
量が、被照射物質を構成する元素の原子量の中の最大の
ものよりも低いマイクロマシンの製造方法。44. The manufacturing method according to claim 16, wherein the atomic weight of the element forming the gas is lower than the maximum atomic weight of the elements forming the irradiation target material. Micromachine manufacturing method. 【請求項４５】 請求項１７、１９、２３、２６、２
８、３０、３３、３６、または４２のいずれかに記載の
製造方法であって、前記軸配向多結晶薄膜を形成する際
における前記気体のビームの照射方向と、前記軸配向多
結晶薄膜を単結晶薄膜へ転換する際における前記気体の
ビームの複数の照射方向の１つとが、互いに同一である
マイクロマシンの製造方法。45. Claims 17, 19, 23, 26, 2
48. The manufacturing method according to any one of 8, 30, 33, 36, or 42, wherein the irradiation direction of the gas beam at the time of forming the axially oriented polycrystalline thin film and the axially oriented polycrystalline thin film A method for manufacturing a micromachine, wherein one of a plurality of irradiation directions of the gas beam at the time of conversion into a crystalline thin film is the same as each other.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003533360A (en) * 2000-05-18 2003-11-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Microfabricated constituent element and manufacturing method thereof
JP2008032409A (en) * 2006-07-26 2008-02-14 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Load recorder, and impact recorder provided therewith
JP2008125348A (en) * 2006-11-13 2008-05-29 Eta Sa Manufacture Horlogere Suisse Mems (micro electro mechanical system) micromotor and clock equipped therwith
JP2008306848A (en) * 2007-06-07 2008-12-18 Japan Aerospace Exploration Agency Multiaxis inertial driving actuator
JP2015522519A (en) * 2012-07-23 2015-08-06 サントレ ナティオナル ド ラ ルシェルシェ シアンティフィク Method for producing an epitaxial alpha-quartz layer on a solid support, the resulting material and its use

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