JP2007196303A - マイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】スティッキング現象を回避するのに適したマイクロ構造体製造方法、およびマイクロ構造体を提供する。
【解決手段】本発明のマイクロ構造体製造方法は、ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部１１と、当該第１構造部１１に固定された固定端１２ａを有してベース基板に対向する第２構造部１２とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法であり、第１層において、第１構造部１１、当該第１構造部１１に固定された固定端１２ａを有する第２構造部１２、並びに、第１構造部１１および第２構造部１２を架橋する支持梁１９Ａを、形成する工程と、ウエットエッチングにより、中間層において第２層と第２構造部１２との間に介在する部位を除去する工程と、乾燥工程と、支持梁１９Ａを切断する工程とを含む。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ＭＥＭＳ技術を利用したマイクロ構造体製造方法、および、ＭＥＭＳ技術を利用して製造されるマイクロ構造体に関する。

携帯電話など無線通信機器の技術分野では、高機能を実現するために搭載される部品の増加などに伴い、高周波回路ないしＲＦ回路の小型化に対する要求が高まっている。このような要求に応えるべく、回路を構成する様々な部品について、ＭＥＭＳ（micro-electromechanical systems）技術の利用による微小化が進められている。

ＭＥＭＳ技術を利用して製造されるマイクロ構造体として、ＭＥＭＳスイッチが知られている。ＭＥＭＳスイッチは、各部位が微小に形成されたスイッチング素子であり、機械的に開閉してスイッチングを実行するための少なくとも一対のコンタクトや、当該コンタクト対の機械的開閉動作を達成するための駆動機構などを有する。ＭＥＭＳスイッチは、特にＧＨｚオーダーの高周波信号のスイッチングにおいて、ＰＩＮダイオードやＭＥＳＦＥＴなどよりなるスイッチング素子よりも、開状態にて高い絶縁性を示し且つ閉状態にて低い挿入損失を示す傾向にある。これは、コンタクト対間の機械的開離により開状態が達成されることや、機械的スイッチであるために寄生容量が少ないことに、起因する。ＭＥＭＳスイッチについては、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。

特開平９−１７３００号公報 特開平１１−１７２４５号公報 特開２００１−１４３５９５号公報

図３０および図３１は、従来のＭＥＭＳスイッチの一例であるマイクロスイッチング素子Ｘ２を表す。図３０は、マイクロスイッチング素子Ｘ２の部分平面図であり、図３１は、図３０の線XXXI−XXXIに沿った断面図である。

マイクロスイッチング素子Ｘ２は、ベース基板Ｓ２と、固定部４１と、可動部４２と、コンタクト電極４３と、一対のコンタクト電極４４と、駆動電極４５，４６とを備える。固定部４１は、ベース基板Ｓ２と接合している。可動部４２は、ベース基板Ｓ２に沿って固定部４１から延出している。コンタクト電極４３は、可動部４２におけるベース基板Ｓ２の側に設けられている。駆動電極４５は、固定部４１上および可動部４２上にわたって設けられている。一対のコンタクト電極４４は、各々の一端がコンタクト電極４３に対向するように、ベース基板Ｓ２上にパターン形成されている。駆動電極４６は、ベース基板Ｓ２上において駆動電極４５に対応する位置に配されており、グラウンド接続されている。また、ベース基板Ｓ２上には、コンタクト電極４４または駆動電極４６に対して電気的に接続する所定の配線パターン（図示略）が形成されている。

このような構成のマイクロスイッチング素子Ｘ２において駆動電極４５に所定の電位を付与すると、駆動電極４５，４６の間には静電引力が発生する。その結果、可動部４２は、コンタクト電極４３が両コンタクト電極４４に当接する位置まで弾性変形する。このようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ２の閉状態が達成される。閉状態においては、コンタクト電極４３により一対のコンタクト電極４４が電気的に橋渡しされ、電流がコンタクト電極対４４間を通過することが許容される。

一方、閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ２において、駆動電極４５，４６間に作用する静電引力を消滅させると、可動部４２はその自然状態に復帰し、コンタクト電極４３は、コンタクト電極４４から離隔する。このようにして、図３１に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ２の開状態が達成される。開状態では、一対のコンタクト電極４４が電気的に分離され、コンタクト電極対４４間を電流が通過することは阻まれる。

図３２および図３３は、マイクロスイッチング素子Ｘ２の第１の製造方法を表す。本方法では、まず、図３２（ａ）に示すように、ベース基板Ｓ２上に各コンタクト電極４４および駆動電極４６をパターン形成する。具体的には、所定の導電材料をベース基板Ｓ２上に成膜した後、フォトリソ法により当該導電膜上に所定のレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして利用して導電膜に対してエッチング処理を施す。次に、図３２（ｂ）に示すように犠牲層４７を形成する。具体的には、例えばスパッタリング法により、一対のコンタクト電極４４および駆動電極４６を覆いつつ所定材料をベース基板Ｓ２上に堆積ないし成長させた後、当該材料膜をパターニングする。次に、所定のマスクを利用して行うエッチング処理により、図３２（ｃ）に示すように、犠牲層４７において一対のコンタクト電極４４に対応する箇所に一つの凹部４７ａを形成する。次に、凹部４７ａ内に所定材料を充填することにより、図３２（ｄ）に示すようにコンタクト電極４３を形成する。

次に、図３３（ａ）に示すように、犠牲層４７上およびベース基板Ｓ２上にわたって材料膜４８を形成する。次に、図３３（ｂ）に示すように、材料膜４８上に駆動電極４５をパターン形成する。具体的には、所定の導電材料を材料膜４８上に成膜した後、フォトリソ法により当該導電膜上に所定のレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして利用して導電膜に対してエッチング処理を施す。次に、図３３（ｃ）に示すように、材料膜４８をパターニングすることにより、固定部４１および可動部４２を成形する。具体的には、フォトリソ法により材料膜４８上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して材料膜４８に対してエッチング処理を施す。次に、図３３（ｄ）に示すように犠牲層４７を部分的に除去する。具体的には、可動部４２の下方にアンダーカットが入りつつ、犠牲層４７の一部が固定部４１下に残存するように、エッチングマスクとして機能する固定部４１および可動部４２を利用して、所定のエッチング液を使用して犠牲層４７に対しウエットエッチング処理を施す。以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ２の各部は形成される。そして、ウエットエッチング処理の後、素子を乾燥するための乾燥工程を行う。

乾燥工程においては、素子表面に付着しているエッチング液を水等の第１リンス液で置換し、アルコール等の第２リンス液で当該第１リンス液を更に置換し、そして、窒素ガスの吹き付けを利用するなどして当該第２リンス液を蒸発させる手法（アルコール乾燥法）が、採用される場合がある。しかしながら、このようなアルコール乾燥法によると、可動部４２ないしコンタクト電極４３がベース基板Ｓ２ないしコンタクト電極４４に恒久的に貼り付いてしまうスティッキング現象が生じやすい（スティッキング現象発生率は約６０％である）。アルコール乾燥法では、乾燥工程が進むにつれて、ベース基板Ｓ２と可動部４２の間の間隙に一旦入り込んだ第２リンス液の体積は次第に減少し、当該第２リンス液の表面張力の作用によって可動部４２がベース基板Ｓ２側に引き付けられる。すると、可動部４２ないしコンタクト電極４３がベース基板Ｓ２ないしコンタクト電極４４に当接する場合がある。当接状態においてファンデルワールス力や静電力等が当接箇所に作用するために、スティッキング現象が生ずると考えられる。このようなスティッキング現象が生じたマイクロスイッチング素子Ｘ２は、スイッチング素子として使用することはできない。

スティッキング現象を抑制しつつ乾燥を行うための手法として、凍結乾燥法が知られている。凍結乾燥法においては、例えば、上述のウエットエッチング処理で使用したエッチング液を最終的にはシクロヘキサンで置換し、当該シクロヘキサンを凍結した後に昇華させる。しかしながら、凍結乾燥法では、実際上、スティッキング現象を完全に回避することは困難である。すなわち、一定の確率でスティッキング現象は生ずる。加えて、凍結乾燥法では、凍結時に素子の各部に破損を生じる場合がある。

スティッキング現象を抑制しつつ乾燥を行うための他の手法として、超臨界乾燥法が知られている。超臨界乾燥法においては、例えば、上述のウエットエッチング処理で使用したエッチング液を、最終的には所定のチャンバ内で液化二酸化炭素で置換し、当該二酸化炭素を、加圧および昇温して一旦超臨界状態とした後に、冷却する。しかしながら、超臨界乾燥法では、実際上、スティッキング現象を完全に回避することは困難である。加えて、超臨界乾燥法では効率よく乾燥工程を行うことが困難であり、従って、超臨界乾燥法の採用は素子製造効率の低下を招来する。

図３４は、マイクロスイッチング素子Ｘ２の第２の製造方法における一部の工程を表す。本方法では、まず、第１の製造方法について図３２（ａ）から図３３（ｃ）を参照して上述したのと同様にして、図３４（ａ）に示すように、ベース基板Ｓ２上にて、各コンタクト電極４４、駆動電極４６、犠牲層４７、コンタクト電極４３、駆動電極４５、固定部４１、および可動部４２を形成する。次に、図３４（ｂ）に示すように、ベース基板Ｓ２と可動部４２とを架橋する犠牲ブリッジ膜４７’を形成する。具体的には、ドライエッチングにより除去可能な所定のフォトレジストをベース基板Ｓ２上、固定部４１上、および可動部４２上にわたって成膜した後、当該フォトレジスト膜をパターニングすることによって、犠牲ブリッジ膜４７’を形成する。次に、図３４（ｃ）に示すように、犠牲層４７を部分的に除去するためのウエットエッチング処理を行う。具体的には、第１の製造方法について図３３（ｄ）を参照して上述したのと同様である。当該ウエットエッチング処理の後、乾燥工程を行う。次に、図３４（ｄ）に示すように、ドライエッチングにより犠牲ブリッジ膜４７’をエッチング除去する。以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ２の各部が形成される。

このような第２の製造方法においては、ウエットエッチング処理後の乾燥工程の際、犠牲ブリッジ膜４７’が図３４（ｃ）に示すようにベース基板Ｓ２と可動部４２とを架橋している。そのため、乾燥工程にて上述のアルコール乾燥法を採用しても、犠牲ブリッジ膜４７’が、可動部４２を支持して当該可動部４２がベース基板Ｓ２側に引き付けられるのを阻む場合があり、従って、スティッキング現象を回避することができる場合がある。

しかしながら、犠牲ブリッジ膜４７’は、ベース基板Ｓ２とも可動部４２とも本来的には別体であるため、犠牲ブリッジ膜４７’と特に可動部４２との間においては充分な接合強度が得られない場合がある。加えて、犠牲ブリッジ膜４７’は、フォトレジストよりなる薄膜体であるため、犠牲ブリッジ膜４７’自体において充分な機械的強度（曲げ強度等）が得られない場合がある。したがって、犠牲ブリッジ膜４７’は、ウエットエッチング処理後の乾燥工程の際にベース基板Ｓ２側に引き付けられる可動部４２を充分には支持することができない場合がある。低駆動電圧化の観点から広面積の駆動電極４５が求められることに起因して、大きなサイズの可動部４２が求められる傾向にあるところ、犠牲ブリッジ膜４７’によると、可動部４２のサイズが大きいほど（即ち、乾燥工程中に可動部４２をベース基板Ｓ２の側に引き付けるように作用するリンス液の表面張力が増大するほど）、乾燥工程にてスティッキング現象が生じないように当該可動部４２を適切に支持することは困難となる。

本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたものであって、スティッキング現象を回避するのに適したマイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体を提供することを、目的とする。

本発明の第１の側面によると、ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有してベース基板に対向する第２構造部とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法が提供される。この製造方法は、第１層において、第１構造部、当該第１構造部に固定された固定端を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を架橋する支持梁を、形成する成形工程と、ウエットエッチングにより、中間層において第２層と第２構造部との間に介在する部位を除去するウエットエッチング工程と、乾燥工程と、支持梁を切断する切断工程とを含む。

本発明の第１の側面のマイクロ構造体製造方法においては、ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有し且つベース基板に接合せずに対向する第２構造部とが、支持梁に架橋された状態で、ウエットエッチング工程およびその後の乾燥工程を行う。第１構造部と第２構造部とを架橋する支持梁は、当該第１および第２構造部と同様に、成形工程にて、材料基板の第１層に作り込まれたものである。すなわち、支持梁は、第１および第２構造部と一体であって連続する。このような支持梁においては、第１および第２構造部間の架橋について高強度を実現しやすい。そのため、本発明における支持梁は、乾燥工程にて例えば上述のアルコール乾燥法を採用する場合において、第２構造部を支持して当該第２構造部が不当に変形するのを阻止するうえで（例えば、当該第２構造部がベース基板側に引き付けられるのを阻止するうえで）好適である。このように、本製造方法は、所定のマイクロ構造体を製造する際にスティッキング現象を回避するのに適しているのである。

本発明の第２の側面によると、ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有してベース基板に対向する第２構造部と、第２構造部におけるベース基板とは反対の側に設けられた第１電極と、当該第１電極に対向する部位を有し且つ第１構造部に接合している第２電極とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法が提供される。この製造方法は、第１層において第２構造部へと加工される部位上に第１電極を形成する工程と、第１層において、第１構造部、当該第１構造部に固定された固定端を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を架橋する支持梁を、形成する成形工程と、第１構造部における第２電極接合領域を露出させるための開口部を有して第１層の側を覆う犠牲層を形成する工程と、犠牲層を介して第１電極に対向する部位を有し、且つ、第２電極接合領域にて第１構造部に接合している、第２電極を形成する第２電極形成工程と、ウエットエッチングにより、犠牲層、および、中間層において第２層と第２構造部との間に介在する部位を、除去する工程と、乾燥工程と、支持梁を切断する切断工程とを含む。本製造方法によると、第２構造部を可動部として具備するマイクロ構造体（例えばマイクロスイッチング素子）を製造することができる。

本発明の第２の側面のマイクロ構造体製造方法においては、ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有し且つベース基板に接合せずに対向する第２構造部とが、支持梁に架橋された状態で、ウエットエッチング工程およびその後の乾燥工程を行う。第１構造部および第２構造部を架橋する支持梁は、当該第１および第２構造部と同様に、成形工程にて、材料基板の第１層に作り込まれたものである。すなわち、支持梁は、第１および第２構造部と一体であって連続する。このような支持梁においては、第１および第２構造部間の架橋について高強度を実現しやすい。そのため、本発明における支持梁は、乾燥工程にて例えば上述のアルコール乾燥法を採用する場合において、第２構造部を支持して当該第２構造部がベース基板側に引き付けられるのを阻止するうえで、或は、第２構造部を支持して当該第２構造部が第２電極側に引き付けられるのを阻止するうえで、好適である。このように、本製造方法は、所定のマイクロ構造体を製造する際にスティッキング現象を回避するのに適しているのである。

本発明の第１および第２の側面において、切断工程では、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により支持梁を切断するのが好ましい。異方性ドライエッチングであるＲＩＥは、第１および第２構造部を残しつつ支持梁を切断する手法として、好適である。

本発明の第２の側面において、好ましくは、切断工程では、反応性イオンエッチングにより支持梁を切断し、第１電極および第２電極は、当該反応性イオンエッチングに対して耐性を有する材料よりなる。このような構成によると、第１および第２電極を保護するための保護膜を切断工程前に設ける必要はない。

本発明の第２の側面において、好ましくは、成形工程では、第２電極に対向しないこととなる位置に支持梁を形成する。或は、第２電極に開口部を設け、成形工程では、当該開口部に対向することとなる位置に支持梁を形成してもよい。

好ましくは、支持梁は０.３〜５０μｍの幅を有し、より好ましくは、支持梁は０.３〜２μｍの幅を有する。好ましくは、切断工程前において、第２構造部は３μｍ以上の厚さを有する。これらの構成は、第１および第２構造部を残しつつ支持梁を切断するうえで好適である。

好ましい実施の形態では、成形工程では、第１層において第１構造部、第２構造部、および支持梁へと加工される部位をマスクするためのマスクパターンを介して、第１層に対して異方性エッチング（例えばＲＩＥ）を施す。このような構成によると、第１および第２構造部を架橋する支持梁を適切に形成することができる。

他の好ましい実施の形態では、本製造方法は、成形工程より前に、第１層において支持梁へと加工される部位に対応して第１層上にエッチング量調整膜を形成する工程を更に含み、成形工程では、第１層において第１構造部および第２構造部へと加工される部位をマスクするためのマスクパターンを介して、エッチング量調整膜とともに第１層に対して異方性エッチング（例えばＲＩＥ）を施す。このような構成によると、第１および第２構造部を架橋し且つ第１および第２構造部より薄肉である支持梁（厚さ例えば１〜３μｍ）を適切に形成することができる。

好ましくは、第１層は単結晶シリコンよりなる。このような構成は、支持梁において高強度を得るうえで好適である。

好ましくは、エッチング量調整膜は酸化シリコンまたは窒化シリコンよりなる。このような構成は、上述の他の好ましい実施の形態において支持梁の厚さを調節するのに好適である。

本発明の第３の側面によるとマイクロ構造体が提供される。このマイクロ構造体は、ベース基板と、ベース基板に接合している第１構造部と、第１構造部に固定された固定端を有してベース基板に対向する第２構造部と、第１構造部および第２構造部の間を架橋する支持梁とを備える。本マイクロ構造体は、好ましくは、第２構造部におけるベース基板とは反対の側に設けられた第１電極と、第１電極に対向する部位を有し且つ第１構造部に接合している第２電極とを更に備える。本マイクロ構造体は、本発明の第１または第２の側面に係る製造方法における、切断工程を経る以前の中間製造物に相当する。

本発明の第３の側面において、好ましくは、第２電極は、固定部および可動部の間の間隙に対向する箇所に開口部を有する。このような構成は、第１または第２の側面に係る製造方法において多数の支持梁を形成して利用するうえで好適である。

本発明の第３の側面において、好ましくは、支持梁は０.３〜５０μｍの幅を有し、より好ましくは支持梁は０.３〜２μｍの幅を有する。好ましくは、支持梁は、第１構造部および第２構造部より薄肉である。好ましくは、第２構造部は３μｍ以上の厚さの最大肉厚部を有する。これらの構成は、第１または第２の側面に係る製造方法において第１および第２構造部を残しつつ支持梁を切断するうえで好適である。

図１から図５は、本発明に係るマイクロ構造体製造方法により製造することのできるマイクロスイッチング素子Ｘ１を表す。図１は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の平面図であり、図２は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の一部省略平面図である。図３から図５は、図１の線III−III、線IV−IV、および線V−Vに沿った断面図である。

マイクロスイッチング素子Ｘ１は、ベース基板Ｓ１と、固定部１１と、可動部１２と、コンタクト電極１３と、一対のコンタクト電極１４（図２において省略）と、駆動電極１５と、駆動電極１６（図２において省略）とを備え、静電駆動型として構成されたものである。

固定部１１は、本発明における第１構造部であり、図３から図５に示すように、境界層１７を介してベース基板Ｓ１に接合している。また、固定部１１およびベース基板Ｓ１は、単結晶シリコンなどのシリコン材料よりなる。固定部１１を構成するシリコン材料は、１０００Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するのが好ましい。境界層１７は、例えば二酸化シリコンよりなる。

可動部１２は、本発明における第２構造部であり、例えば図１、図２、または図５に表れているように、固定部１１に固定された固定端１２ａと自由端１２ｂとを有してベース基板Ｓ１に対向して延び、スリット１８を介して固定部１１に囲まれている。可動部１２について、図２に示す長さＬ１は例えば７００〜１０００μｍであり、長さＬ２は例えば１００〜２００μｍであり、図３および図４に示す厚さＴは例えば５〜２０μｍである。スリット１８の幅は例えば１.５〜２.５μｍである。可動部１２は、好ましくは単結晶シリコンよりなる。可動部１２が単結晶シリコンよりなる場合、可動部１２自体において不当な内部応力が発生しない。

コンタクト電極１３は、図２によく表れているように、可動部１２上において自由端１２ｂ近くに設けられている。コンタクト電極１３は、所定の導電材料よりなる。

一対のコンタクト電極１４の各々は、図３および図５に示すように、固定部１１上に立設されており、且つ、コンタクト電極１３に対向する接触部１４ａを有する。また、各コンタクト電極１４は、所定の配線（図示略）を介してスイッチング対象の所定の回路に接続されている。コンタクト電極１４は、所定の導電材料よりなる。

駆動電極１５は、図２によく表れているように可動部１２上および固定部１１上にわたって設けられている。駆動電極１５は、所定の導電材料よりなる。

駆動電極１６は、図４によく表れているように、その両端が固定部１１に接合して駆動電極１５の上方を跨ぐように立設されている。また、駆動電極１６は、所定の配線（図示略）を介してグランド接続されている。駆動電極１６は、所定の導電材料よりなる。

このような構成のマイクロスイッチング素子Ｘ１において、駆動電極１５に所定の電位を付与すると、駆動電極１５，１６間には静電引力が発生する。その結果、可動部１２は、コンタクト電極１３が一対のコンタクト電極１４ないし接触部１４ａに当接する位置まで弾性変形する。このようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ１の閉状態が達成される。閉状態においては、コンタクト電極１３により一対のコンタクト電極１４が電気的に橋渡しされ、電流がコンタクト電極対１４間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。

閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ１において、駆動電極１５に対する電位付与を停止することによって駆動電極１５，１６の間に作用する静電引力を消滅させると、可動部１２はその自然状態に復帰し、コンタクト電極１３は、両コンタクト電極１４から離隔する。このようにして、図３および図５に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ１の開状態が達成される。開状態では、一対のコンタクト電極１４が電気的に分離され、電流がコンタクト電極対１４間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。

図６から図９は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法を表す。本方法は、上述のマイクロスイッチング素子Ｘ１を製造するための方法である。図６から図９においては、マイクロスイッチング素子Ｘ１の製造過程における複数箇所の断面の変化を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施される材料基板における単一のマイクロスイッチング素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面としたものである。

本方法においては、まず、図６（ａ）に示すような材料基板Ｓ１’を用意する。材料基板Ｓ１’は、ＳＯＩ（silicon on insulator）基板であり、第１層２１、第２層２２、および、これらの間の中間層２３よりなる積層構造を有する。第１層２１の厚さは好ましくは３μｍ以上であって例えば５〜２０μｍであり、第２層２２の厚さは例えば４００〜６００μｍであり、中間層２３の厚さは例えば２〜４μｍである。第１層２１は、例えば単結晶シリコンよりなり、上述の固定部１１および可動部１２へと加工される。第２層２２は、例えば単結晶シリコンよりなり、上述のベース基板Ｓ１へと加工される。中間層２３は、例えば二酸化シリコンよりなり、上述の境界層１７へと加工される。

次に、図６（ｂ）に示すように、第１層２１上に導体膜２４を形成する。導体膜２４は、後出の切断工程における反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）に対して耐性を有する材料よりなる。そのような材料としては、例えばＡｕが挙げられる。本工程では、具体的には、スパッタリング法により、第１層２１上に例えばＣｒを成膜し、続いてその上に例えばＡｕを成膜する。Ｃｒ膜の厚さは例えば５０ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは例えば５００ｎｍである。

次に、図６（ｃ）に示すように、導体膜２４からコンタクト電極１３および駆動電極１５をパターン形成する。具体的には、フォトリソ法により導体膜２４上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して、導体膜２４に対してエッチング処理を施す。

次に、図７（ａ）に示すように、第１層２１にエッチング処理を施すことによってスリット１８’を形成する。具体的には、フォトリソ法により第１層２１上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して、第１層２１に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、エッチングガスとしてＳＦ₆ガスを使用して行う、異方性エッチングであるＲＩＥを採用することができる。

本工程にて、固定部１１、可動部１２、およびこれらを架橋する支持梁１９Ａが形成される（本工程は、本発明における成形工程である）。具体的には、図１０に示すように、固定部１１、可動部１２、およびこれらを架橋する支持梁１９Ａがパターン形成される（図１０は、本工程にて得られる第１中間製造物の平面図である）。図の明確化の観点より、支持梁１９Ａは黒ベタで表す。図７（ａ）において、最右端の支持梁１９Ａは、その横断面が表されており、他の支持梁１９Ａは、その延び方向の断面が表されている。支持梁１９Ａの幅（図７（ａ）の最右端の支持梁１９Ａにて現れている横方向の長さ）は、好ましくは０.３〜２μｍである。

次に、図７（ｂ）に示すように、スリット１８’を塞ぐように、材料基板Ｓ１’の第１層２１側に犠牲層２８を形成する。犠牲層材料としては例えば二酸化シリコンを採用することができる。また、犠牲層２８を形成するための手法としては、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を採用することができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、犠牲層２８においてコンタクト電極１３に対応する箇所に凹部２８ａを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層２８上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して、犠牲層２８に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。ウエットエッチングのためのエッチング液としては、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を採用することができる。犠牲層２８に対する後出のウエットエッチングにおいてもＢＨＦを採用することができる。凹部２８ａは、コンタクト電極１４の接触部１４ａを形成するためのものであり、例えば１μｍの深さを有する。

次に、図８（ａ）に示すように、犠牲層２８をパターニングして開口部２８ｂ，２８ｃを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層２８上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして利用して、犠牲層２８に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。開口部２８ｂは、固定部１１においてコンタクト電極１４が接合する領域を露出させるためのものである。開口部２８ｃは、固定部１１において駆動電極１６が接合する領域を露出させるためのものである。

次に、材料基板Ｓ１’において犠牲層２８が設けられている側の表面に通電用の下地膜（図示略）を形成した後、図８（ｂ）に示すようにレジストパターン２９を形成する。下地膜は、例えば、スパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＣｒを成膜し、続いてその上に厚さ５００ｎｍのＡｕを成膜することによって形成することができる。レジストパターン２９は、コンタクト電極１４に対応する開口部２９ａおよび駆動電極１６に対応する開口部２９ｂを有する。

次に、図８（ｃ）に示すように、各コンタクト電極１４および駆動電極１６を形成する。コンタクト電極１４および駆動電極１６は、後述の切断工程におけるＲＩＥに対して耐性を有する材料よりなる。本工程では、具体的には、開口部２８ｂ，２８ｃ，２９ａ，２９ｂにて露出する下地膜上に、電気めっき法により例えば金を成長させる。

次に、図９（ａ）に示すように、レジストパターン２９をエッチング除去する。この後、電気めっき用の上述の下地膜において露出している部分をエッチング除去する。これらエッチング除去においては、各々、ウエットエッチングを採用することができる。

次に、図９（ｂ）に示すように、犠牲層２８および中間層２３の一部を除去する。具体的には、犠牲層２８および中間層２３に対してウエットエッチング処理を施す（ウエットエッチング工程）。本エッチング処理では、まず犠牲層２８が除去され、その後、スリット１８’に臨む箇所から中間層２３の一部が除去される。このエッチング処理は、可動部１２の全体と第２層２２との間に適切に空隙が形成された後に停止する。このようにして、中間層２３において境界層１７が残存形成される。また、第２層２２は、ベース基板Ｓ１を構成することとなる。

図１１は、本ウエットエッチング工程にて得られる第２中間製造物の平面図である。また、図１２および図１３は、各々、図１１の線XII−XIIおよび線XIII−XIIIに沿った部分拡大断面図である。一の支持梁１９Ａ付近について図１２に示すように、本工程のエッチング処理では、犠牲層２８において、可動部１２より更に微小な各支持梁１９Ａと第２層２２との間に介在する部位も、エッチング除去される。また、図１１に加えて図１０を参照すると理解できるように、各支持梁１９Ａは、コンタクト電極１４および駆動電極１６に対向しないこととなる位置に形成されている。

次に、コンタクト電極１４および駆動電極１６の下面に付着している下地膜の一部（例えばＣｒ膜）を必要に応じて他のウエットエッチング処理により除去した後、乾燥工程を行う。具体的には、素子表面に付着しているエッチング液を水等の第１リンス液で置換し、アルコール等の第２リンス液で当該第１リンス液を更に置換し、そして、窒素ガスの吹き付けを利用するなどして当該第２リンス液を蒸発させる。

次に、図９（ｃ）に示すように、ＲＩＥにより支持梁１９Ａを切断ないし除去する（切断工程）。本工程では、コンタクト電極１３，１４および駆動電極１５，１６を保護するための保護膜を設けずに、エッチングガスとして例えばＳＦ₆ガスを使用してＲＩＥを行う。コンタクト電極１３，１４および駆動電極１５，１６は、上述のように本工程のＲＩＥに対して耐性を有する材料よりなるため、本工程では保護膜がなくとも不当に侵食されない。コンタクト電極１３，１４および駆動電極１５，１６の構成材料として上述したＡｕは、ＳＦ₆ガスに対して充分な耐性を有する。また、本工程にて、スリット１８が形成されることとなる。

図１４および図１５は、本工程後における所定箇所の部分拡大断面図である。図１４は、図１２と同一箇所を示し、図１５は、図１３と同一箇所を示す。図１４および図１５に示すように、固定部１１の露出面、可動部１２の露出表面、および、ベース基板Ｓ１の露出面におけるスリット１８の近傍は、本工程のＲＩＥにより削られる。図１４および図１５では、削られる前の各部の外郭を一点鎖線で表す。

以上のようにして、図１から図５に示すマイクロスイッチング素子Ｘ１を製造することができる。本方法においては、ベース基板Ｓ１に接合している固定部１１と、当該固定部１１に固定された固定端１２ａを有し且つベース基板Ｓ１に接合せずに対向する可動部１２とが、支持梁１９Ａに架橋された状態で、図９（ｂ）を参照して上述したウエットエッチング工程と、その後の乾燥工程とを行う。固定部１１および可動部１２を架橋する支持梁１９Ａは、図７（ａ）を参照して上述した成形工程にて、固定部１１および可動部１２と同様に、材料基板Ｓ１の第１層２１に作り込まれたものである。すなわち、支持梁１９Ａは、固定部１１および可動部１２と一体であって連続する。このような支持梁１９Ａにおいては、固定部１１および可動部１２の間の架橋について高強度を実現しやすい。そのため、支持梁１９Ａは、アルコール乾燥法が採用される乾燥工程において、可動部１２を支持して、ベース基板Ｓ１側やコンタクト電極１４および駆動電極１６の側に可動部１２が引き付けられるのを阻止することができる。したがって、本方法によると、スティッキング現象を完全に回避しつつマイクロスイッチング素子Ｘ１を製造することができるのである。

また、本方法では、支持梁１９Ａは、上述のように好ましくは０.３〜２μｍの幅を有し、図９（ｃ）を参照して上述した切断工程の前において、固定部１１および可動部１２は、好ましくは３μｍ以上であって例えば５〜２０μｍの厚さを有する。これらの構成は、切断工程において、固定部１１および可動部１２を残しつつ支持梁１９ＡをＲＩＥにより切断するうえで、好適である。

加えて、本方法では、コンタクト電極１３に対向する接触部１４ａを有するコンタクト電極１４について、めっき法によって犠牲層２８上に厚く形成することができる。そのため、一対のコンタクト電極１４については、所望の低抵抗を実現するための充分な厚さを設定することが可能である。厚いコンタクト電極１４は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の挿入損失を低減するうえで好ましい。

図１６から図１９は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法の一部の工程を表す。本方法は、上述のマイクロスイッチング素子Ｘ１を製造するための他の方法である。図１６から図１９においては、マイクロスイッチング素子Ｘ１の製造過程における複数箇所の断面の変化を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施される材料基板における単一のマイクロスイッチング素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面としたものである。

本方法においては、まず、図１６（ａ）に示すように、材料基板Ｓ１’の第１層２１上にコンタクト電極１３および駆動電極１５を形成する。具体的手法は、第１の実施形態について図６（ａ）から図６（ｃ）を参照して上述したのと同様である。

次に、図１６（ｂ）に示すように、第１層２１上にエッチング量調整膜３１を形成する。各エッチング量調整膜３１は、第１層２１における支持梁形成予定箇所に対応して位置し、酸化シリコンまたは窒化シリコンよりなる。エッチング量調整膜３１の厚さは例えば３０〜５０ｎｍである。

次に、図１６（ｃ）に示すように、フォトリソ法により第１層２１上にレジストパターン３２を形成する。レジストパターン３２は、スリット１８に対応する開口部３２ａを有する。エッチング量調整膜３１は、開口部３２ａに部分的に臨む。

次に、図１７（ａ）に示すように、レジストパターン３２をマスクとして利用して、第１層２１に対してエッチング処理を施すことによって、スリット１８’’を形成する。エッチング手法としては、エッチングガスとしてＳＦ₆ガスを使用して行うＲＩＥを採用することができる。

本工程にて、固定部１１、可動部１２、およびこれらを架橋する支持梁１９Ｂが形成される（本工程は、本発明における成形工程である）。具体的には、図２０に示すように、固定部１１、可動部１２、およびこれらを架橋する支持梁１９Ｂがパターン形成される（図２０は、本工程にて得られる第１中間製造物の平面図である）。図の明確化の観点より、支持梁１９Ｂは黒ベタで表す。図１７（ａ）において、最右端の支持梁１９Ｂは、その横断面が表されており、他の支持梁１９Ｂは、その延び方向の断面が表されている。また、支持梁１９Ｂの厚さは、好ましくは１〜３μｍであり、幅（図１７（ａ）の最右端の支持梁１９Ｂにて現れている横方向の長さ）は、好ましくは１０〜５０μｍである。

次に、図１７（ｂ）に示すように、材料基板Ｓ１’の第１層２１側に犠牲層２８を形成する。次に、図１７（ｃ）に示すように、犠牲層２８においてコンタクト電極１３に対応する箇所に凹部２８ａを形成する。次に、図１８（ａ）に示すように、犠牲層２８をパターニングして開口部２８ｂ，２８ｃを形成する。次に、材料基板Ｓ１’において犠牲層２８が設けられている側の表面に通電用の下地膜（図示略）を形成した後、図１８（ｂ）に示すようにレジストパターン２９を形成する。レジストパターン２９は、コンタクト電極１４に対応する開口部２９ａおよび駆動電極１６に対応する開口部２９ｂを有する。次に、図１８（ｃ）に示すように、各コンタクト電極１４および駆動電極１６を形成する。次に、図１９（ａ）に示すように、レジストパターン２９をエッチング除去する。この後、電気めっき用の上述の下地膜において露出している部分をエッチング除去する。これらの工程については、具体的には、第１の実施形態において図７（ｂ）から図９（ａ）を参照して上述したのと同様である。

本方法では、次に、図１９（ｂ）に示すように、犠牲層２８および中間層２３の一部を除去する。具体的には、犠牲層２８および中間層２３に対してウエットエッチング処理を施す（ウエットエッチング工程）。本エッチング処理では、まず犠牲層２８が除去され、その後、スリット１８’’に臨む箇所から中間層２３の一部が除去される。このエッチング処理は、可動部１２の全体と第２層２２との間に適切に空隙が形成された後に停止する。このようにして、中間層２３において境界層１７が残存形成される。また、第２層２２は、ベース基板Ｓ１を構成することとなる。

図２１は、本工程にて得られる第２中間製造物の平面図である。また、図２２および図２３は、各々、図２１の線XXI−XXIIおよび線XXIII−XXIIIに沿った部分拡大断面図である。一の支持梁１９Ｂ付近について図２２に示すように、本工程のエッチング処理では、犠牲層２８において、可動部１２より更に微小な各支持梁１９Ｂと第２層２２との間に介在する部位も、エッチング除去される。また、図２１に加えて図２０を参照すると理解できるように、各支持梁１９Ｂは、コンタクト電極１４および駆動電極１６に対向しないこととなる位置に形成されている。

次に、コンタクト電極１４および駆動電極１６の下面に付着している下地膜の一部（例えばＣｒ膜）を必要に応じて他のウエットエッチング処理により除去した後、乾燥工程を行う。具体的には、素子表面に付着しているエッチング液を水等の第１リンス液で置換し、アルコール等の第２リンス液で当該第１リンス液を更に置換し、そして、窒素ガスの吹き付けを利用するなどして当該第２リンス液を蒸発させる。

次に、図１９（ｃ）に示すように、ＲＩＥにより支持梁１９Ｂを切断ないし除去する（切断工程）。本工程では、コンタクト電極１３，１４および駆動電極１５，１６を保護するための保護膜を設けずに、エッチングガスとして例えばＳＦ₆ガスを使用するＲＩＥを行う。コンタクト電極１３，１４および駆動電極１５，１６は、上述のように本工程のＲＩＥに対して耐性を有する材料よりなるため、本工程では保護膜がなくとも不当に侵食されない。また、本工程にて、スリット１８が形成されることとなる。

図２４および図２５は、本工程後における所定箇所の部分拡大断面図である。図２４は、図２２と同一箇所を示し、図２５は、図２３と同一箇所を示す。図２４および図２５に示すように、固定部１１の露出面、可動部１２の露出表面、および、ベース基板Ｓ１の露出面におけるスリット１８の近傍は、本工程のＲＩＥにより削られる。図２４および図２５では、削られる前の各部の外郭を一点鎖線で表す。

以上のようにして、図１から図５に示すマイクロスイッチング素子Ｘ１を製造することができる。本方法においては、ベース基板Ｓ１に接合している固定部１１と、当該固定部１１に固定された固定端１２ａを有し且つベース基板Ｓ１に接合せずに対向する可動部１２とが、支持梁１９Ｂに架橋された状態で、図１９（ｂ）を参照して上述したウエットエッチング工程と、その後の乾燥工程とを行う。固定部１１および可動部１２を架橋する支持梁１９Ｂは、図１７（ａ）を参照して上述した成形工程にて、固定部１１および可動部１２と同様に、材料基板Ｓ１の第１層２１に作り込まれたものである。すなわち、支持梁１９Ｂは、固定部１１および可動部１２と一体であって連続する。このような支持梁１９Ｂにおいては、固定部１１および可動部１２の間の架橋について高強度を実現しやすい。そのため、支持梁１９Ｂは、アルコール乾燥法が採用される乾燥工程において、可動部１２を支持して、ベース基板Ｓ１側やコンタクト電極１４および駆動電極１６の側に可動部１２が引き付けられるのを阻止することができる。したがって、本方法によると、スティッキング現象を完全に回避しつつマイクロスイッチング素子Ｘ１を製造することができるのである。

また、本方法では、支持梁１９Ｂは、上述のように好ましくは１〜３μｍの厚さを有し、図１９（ｃ）を参照して上述した切断工程の前において、固定部１１および可動部１２は、好ましくは３μｍ以上であって例えば５〜２０μｍの厚さを有する。これらの構成は、切断工程において、固定部１１および可動部１２を残しつつ支持梁１９ＢをＲＩＥにより切断するうえで、好適である。

図２６および図２７は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の変形例を表す。図２６は、当該変形例の平面図であり、図２７は、図２６の線XXVII−XXVIIに沿った断面図である。

本変形例では、駆動電極１６は、スリット１８に対応する箇所に開口部１６ａを有する。このような変形例を第１の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法により製造する場合、図７（ａ）を参照して上述した成形工程にて、当該開口部１６ａに対向することとなる位置にも追加的に支持梁１９Ａを形成し、図９（ｃ）を参照して上述した切断工程にて、図２８に示すように開口部１６ａに臨む当該追加的な支持梁１９Ａを、ＲＩＥにより切断することができる。

一方、本変形例を第２の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法により製造する場合、図１７（ａ）を参照して上述した成形工程にて、当該開口部１６ａに対向することとなる位置にも追加的に支持梁１９Ｂを形成し、図１９（ｃ）を参照して上述した切断工程にて、図２９に示すように開口部１６ａに臨む当該追加的な支持梁１９Ｂを、ＲＩＥにより切断することができる。

このように、スリット１８に対応する箇所に駆動電極１６が開口部１６ａを有する構成によると、多数の支持梁１９Ａまたは支持梁１９Ｂを利用することが可能なのである。支持梁１９Ａまたは支持梁１９Ｂの数の増大は、上述の切断工程以前において、固定部１１および可動部１２の間の支持梁１９Ａまたは１９Ｂによる架橋について高強度を実現するうえで、好適である。

以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。

（付記１）ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有して前記ベース基板に対向する第２構造部とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法であって、
前記第１層において、第１構造部、当該第１構造部に固定された固定端を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を架橋する支持梁を、形成する成形工程と、
ウエットエッチングにより、前記中間層において前記第２層と前記第２構造部との間に介在する部位を除去するウエットエッチング工程と、
乾燥工程と、
前記支持梁を切断する切断工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記２）ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有して前記ベース基板に対向する第２構造部と、前記第２構造部における前記ベース基板とは反対の側に設けられた第１電極と、当該第１電極に対向する部位を有し且つ前記第１構造部に接合している第２電極とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法であって、
前記第１層において前記第２構造部へと加工される部位上に第１電極を形成する工程と、
前記第１層において、第１構造部、当該第１構造部に固定された固定端を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を架橋する支持梁を、形成する成形工程と、
前記第１構造部における第２電極接合領域を露出させるための開口部を有して前記第１層の側を覆う犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層を介して前記第１電極に対向する部位を有し、且つ、前記第２電極接合領域にて前記第１構造部に接合している、第２電極を形成する第２電極形成工程と、
ウエットエッチングにより、前記犠牲層、および、前記中間層において前記第２層と前記第２構造部との間に介在する部位を、除去するウエットエッチング工程と、
乾燥工程と、
前記支持梁を切断する切断工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記３）前記切断工程では、反応性イオンエッチングにより前記支持梁を切断する、付記１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記４）前記切断工程では、反応性イオンエッチングにより前記支持梁を切断し、前記第１電極および前記第２電極は、当該反応性イオンエッチングに対して耐性を有する材料よりなる、付記２に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記５）前記成形工程では、前記第２電極に対向しないこととなる位置に前記支持梁を形成する、付記２または４に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記６）前記第２電極は開口部を有し、前記成形工程では、当該開口部に対向することとなる位置に前記支持梁を形成する、付記２または４に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記７）前記支持梁は０.３〜５０μｍの幅を有する、付記１から６のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記８）前記切断工程前において、前記第２構造部は３μｍ以上の厚さを有する、付記１から７のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記９）前記成形工程では、前記第１層において前記第１構造部、前記第２構造部、および前記支持梁へと加工される部位をマスクするためのマスクパターンを利用して、前記第１層に対して異方性エッチングを施す、付記１から８のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１０）前記成形工程より前に、前記第１層において前記支持梁へと加工される部位に対応して前記第１層上にエッチング量調整膜を形成する工程を更に含み、
前記成形工程では、前記第１層において前記第１構造部および前記第２構造部へと加工される部位をマスクするためのマスクパターンを利用して、前記エッチング量調整膜とともに前記第１層に対して異方性エッチングを施す、付記１から８のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１１）前記支持梁は、前記第１構造部および前記第２構造部より薄肉である、付記１０に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１２）前記支持梁は１〜３μｍの厚さを有する、付記１０または１１に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１３）前記第１層は単結晶シリコンよりなる、付記１から１２のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１４）前記エッチング量調整膜は酸化シリコンまたは窒化シリコンよりなる、付記１０から１３のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１５）ベース基板と、
前記ベース基板に接合している第１構造部と、
前記第１構造部に固定された固定端を有して前記ベース基板に対向する第２構造部と、
前記第１構造部および前記第２構造部の間を架橋する支持梁と、を備えるマイクロ構造体。
（付記１６）前記第２構造部における前記ベース基板とは反対の側に設けられた第１電極と、
前記第１電極に対向する部位を有し且つ前記第１構造部に接合している第２電極と、を更に備える、付記１５に記載のマイクロ構造体。
（付記１７）前記第２電極は、前記固定部および前記可動部の間の間隙に対向する箇所に開口部を有する、付記１５または１６に記載のマイクロ構造体。
（付記１８）前記支持梁は０.３〜５０μｍの幅を有する、付記１５から１７のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
（付記１９）前記支持梁は、前記第１構造部および前記第２構造部より薄肉である、付記１５から１８のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
（付記２０）前記第２構造部は３μｍ以上の厚さの最大肉厚部を有する、付記１５から１９のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。

本発明に係るマイクロ構造体製造方法により製造することのできるマイクロスイッチング素子の平面図である。 図１に示すマイクロスイッチング素子の一部省略平面図である。 図１の線III−IIIに沿った断面図である。 図１の線IV−IVに沿った断面図である。 図１の線V−Vに沿った断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法における一部の工程を表す。 図６の後に続く工程を表す。 図７の後に続く工程を表す。 図８の後に続く工程を表す。 第１の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法の途中において得られる第１中間製造物の平面図である。 第１の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法の途中において得られる第２中間製造物の平面図である。 図１１の線XII−XIIに沿った部分拡大断面図である。 図１１の線XIII−XIIIに沿った部分拡大断面図である。 切断工程後における、図１２と同一箇所を示す部分拡大断面図である。 切断工程後における、図１３と同一箇所を示す部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法における一部の工程を表す。 図１６の後に続く工程を表す。 図１７の後に続く工程を表す。 図１８の後に続く工程を表す。 第２の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法の途中において得られる第１中間製造物の平面図である。 第２の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法の途中において得られる第２中間製造物の平面図である。 図２１の線XXII−XXIIに沿った部分拡大断面図である。 図２１の線XXIII−XXIIIに沿った部分拡大断面図である。 切断工程後における、図２２と同一箇所を示す部分拡大断面図である。 切断工程後における、図２３と同一箇所を示す部分拡大断面図である。 図１に示すマイクロスイッチング素子の変形例の平面図である。 図２６の線XXVII−XXVIIに沿った断面図である。 図２６に示す変形例を第１の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法により製造する過程で得られる第２中間製造物の平面図である。 図２６に示す変形例を第２の実施形態に係るマイクロ構造体製造方法により製造する過程で得られる第２中間製造物の平面図である。 ＭＥＭＳ技術を利用して製造された従来のマイクロスイッチング素子の部分平面図である。 図３０の線XXXI‐XXXIに沿った断面図である。 図３０に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。 図３２の後に続く工程を表す。 図３０に示すマイクロスイッチング素子の他の製造方法における一部の工程を表す。

符号の説明

Ｘ１，Ｘ２ マイクロスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２ ベース基板
Ｓ１’，Ｓ２’ 材料基板
１１，４１ 固定部
１２，４２ 可動部
１３，１４，４３，４４ コンタクト電極
１５，１６，４５，４６ 駆動電極
１６ａ 開口部
１７ 境界層
１８，１８’，１８’’ スリット
２４ 導体膜
２８，４７ 犠牲層
２９，３２ レジストパターン

Claims (10)

1. ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有して前記ベース基板に対向する第２構造部とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法であって、
   前記第１層において、第１構造部、当該第１構造部に固定された固定端を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を架橋する支持梁を、形成する成形工程と、
   ウエットエッチングにより、前記中間層において前記第２層と前記第２構造部との間に介在する部位を除去するウエットエッチング工程と、
   乾燥工程と、
   前記支持梁を切断する切断工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
2. ベース基板と、当該ベース基板に接合している第１構造部と、当該第１構造部に固定された固定端を有して前記ベース基板に対向する第２構造部と、前記第２構造部における前記ベース基板とは反対の側に設けられた第１電極と、当該第１電極に対向する部位を有し且つ前記第１構造部に接合している第２電極とを備えるマイクロ構造体を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことによって製造するための方法であって、
   前記第１層において前記第２構造部へと加工される部位上に第１電極を形成する工程と、
   前記第１層において、第１構造部、当該第１構造部に固定された固定端を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を架橋する支持梁を、形成する成形工程と、
   前記第１構造部における第２電極接合領域を露出させるための開口部を有して前記第１層の側を覆う犠牲層を形成する工程と、
   前記犠牲層を介して前記第１電極に対向する部位を有し、且つ、前記第２電極接合領域にて前記第１構造部に接合している、第２電極を形成する第２電極形成工程と、
   ウエットエッチングにより、前記犠牲層、および、前記中間層において前記第２層と前記第２構造部との間に介在する部位を、除去するウエットエッチング工程と、
   乾燥工程と、
   前記支持梁を切断する切断工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
3. 前記切断工程では、反応性イオンエッチングにより前記支持梁を切断する、請求項１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
4. 前記切断工程では、反応性イオンエッチングにより前記支持梁を切断し、前記第１電極および前記第２電極は、当該反応性イオンエッチングに対して耐性を有する材料よりなる、請求項２に記載のマイクロ構造体製造方法。
5. 前記成形工程では、前記第２電極には対向しないこととなる位置に前記支持梁を形成する、請求項２または４に記載のマイクロ構造体製造方法。
6. 前記第２電極は開口部を有し、前記成形工程では、当該開口部に対向することとなる位置に前記支持梁を形成する、請求項２または４に記載のマイクロ構造体製造方法。
7. 前記成形工程では、前記第１層において前記第１構造部、前記第２構造部、および前記支持梁へと加工される部位をマスクするためのマスクパターンを介して、前記第１層に対して異方性エッチングを施す、請求項１から６のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
8. 前記成形工程より前に、前記第１層において前記支持梁へと加工される部位に対応して前記第１層上にエッチング量調整膜を形成する工程を更に含み、
   前記成形工程では、前記第１層において前記第１構造部および前記第２構造部へと加工される部位をマスクするためのマスクパターンを介して、前記エッチング量調整膜とともに前記第１層に対して異方性エッチングを施す、請求項１から６のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
9. 前記支持梁は、前記第１構造部および前記第２構造部より薄肉である、請求項８に記載のマイクロ構造体製造方法。
10. ベース基板と、
    前記ベース基板に接合している第１構造部と、
    前記第１構造部に固定された固定端を有して前記ベース基板に対向する第２構造部と、
    前記第１構造部および前記第２構造部の間を架橋する支持梁と、を備えるマイクロ構造体。

Images