WO2020246245A1 - 光偏向器及び製造方法 - Google Patents

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WO2020246245A1
WO2020246245A1 PCT/JP2020/019976 JP2020019976W WO2020246245A1 WO 2020246245 A1 WO2020246245 A1 WO 2020246245A1 JP 2020019976 W JP2020019976 W JP 2020019976W WO 2020246245 A1 WO2020246245 A1 WO 2020246245A1
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optical deflector
swell
mirror
piezoelectric actuator
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慶太 秋山
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スタンレー電気株式会社
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    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
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    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/105—Scanning systems with one or more pivoting mirrors or galvano-mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a MEMS optical deflector and a method for manufacturing the same.
  • a piezoelectric MEMS optical deflector is known (example: Patent Document 1).
  • the joint edge between the mirror portion and the torsion bar is formed by an R portion that is dented inward.
  • a SOI (Silicon on Insulator) wafer is used as the substrate for a general piezoelectric MEMS optical deflector.
  • the surface index of the main surface is (100) or (110).
  • the optical deflector is manufactured by adjusting the crystal orientation of the torsion bar in the axial direction to ⁇ 100>.
  • the axial crystal orientation of the torsion bar is set to ⁇ 100>
  • An object of the present invention is to provide an optical deflector capable of suppressing cleavage of an R portion provided at a coupling edge portion of a torsion bar and a method for manufacturing the same.
  • the optical deflector of the present invention A mirror unit that can reciprocate around a predetermined rotation axis, A pair of torsion bars extending from both sides of the mirror portion along the rotation axis of the mirror portion, A frame portion surrounding the mirror portion and the pair of torsion bars, and a frame portion.
  • a plurality of piezoelectric actuators that are interposed between each torsion bar and the frame portion to twist and vibrate each torsion bar around the rotation axis to reciprocate the mirror portion around the rotation axis.
  • a first R portion formed by a cylindrical curved surface dented inward at a joint edge portion between each torsion bar and the mirror portion
  • a second R portion formed by a cylindrical curved surface dented inward at a coupling edge portion between each piezoelectric actuator on the side facing the mirror portion and each torsion bar
  • the mirror portion, the torsion bar, and the substrate layer of the piezoelectric actuator are made of a common silicon single crystal layer.
  • the surface index of the main surface of the silicon single crystal layer is one of (100) and (110).
  • the axial direction of the torsion bar is ⁇ 100> of the crystal orientation of the silicon single crystal layer.
  • At least one predetermined portion of the first R portion and the second R portion is formed so that the unevenness with respect to the cylindrical curved surface is 600 nm or less.
  • At least one predetermined portion of the first R portion and the second R portion has irregularities within 600 nm with respect to the cylindrical curved surface. As a result, at least one cleavage can be suppressed.
  • both ends of the predetermined portion are set outside both ends of the central divided portion when the cylindrical curved surface is divided into three equal parts.
  • the cleavage direction in the first R portion and the second R portion exists in the central divided portion when the cylindrical curved surface is divided into three equal parts. To do. According to this configuration, it is possible to guarantee the suppression of cleavage in the range including the cleavage direction in at least one of the first R portion and the second R portion.
  • the contour line when at least one of them is cut by a plane parallel to the main surface is defined as a swell curve.
  • An average line by the least squares method is set for the swell curve, The section between the adjacent summits on the swell curve is the period.
  • the distance from the average line at each position on the swell curve is defined as the amount of swell.
  • the difference between the maximum swell amount and the minimum swell amount of each cycle is 600 nm or less for all the cycles included in the predetermined portion.
  • the amount of swell in the predetermined portion can be suppressed, and the cleavage of the first R portion and the second R portion can be suppressed.
  • the plane is at least one of the surfaces.
  • the surfaces of the 1st R part and the 2nd R part exist in a shallow place from the surface of the light deflector. According to this configuration, the contour lines of the first R portion and the second R portion can be easily detected.
  • At least one of them is the second R part.
  • the torsion bar receives the torsional force around the rotation axis from the piezoelectric actuator and transmits it to the mirror part. Therefore, during the operation of the optical deflector, a stronger torsional force is applied to the second R portion than to the first R portion.
  • the life of the torsion bar can be extended by giving priority to the first R portion over the second R portion and suppressing unevenness.
  • the manufacturing method of the present invention A coating step of coating the surface of a substrate containing an active layer of a silicon single crystal whose main surface index is one of (100) and (110) with a photoresist film having a thickness of 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the surface side of the substrate after the coating step via a photomask including contour patterns including contours of the mirror portion, the torsion bar, the piezoelectric actuator, the first R portion and the second R portion of the light deflector.
  • the exposure process to expose A contour forming step of etching the surface side of the substrate to form contours of the mirror portion, the torsion bar, the piezoelectric actuator, the first R portion and the second R portion of the optical deflector on the active layer.
  • the amount of undulation of the curved surfaces of the first R portion and the second R portion can be guaranteed within 600 nm, and the cleavage of the R portion of the joint portion of the torsion bar can be suppressed.
  • FIG. 1 is a front view (viewed from the front side) of the MEMS optical deflector 10.
  • the optical deflector 10 includes a mirror portion 11, torsion bars 12a, 12b, inner piezoelectric actuators 13a, 13b, a movable frame portion 14, outer piezoelectric actuators 15a, 15b, and a fixed frame portion 16 as main elements.
  • a three-axis coordinate system including an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis is defined.
  • the X-axis and the Y-axis are in the horizontal and vertical directions when viewed from the front of the optical deflector 10.
  • the Z axis is in the thickness direction of the optical deflector 10.
  • O is the center of the circular mirror portion 11.
  • the mirror unit 11 can reciprocate around the rotation axes 22x and 22y that are orthogonal to each other at the center O.
  • the rotation axes 22x and 22y are parallel to the X-axis and the Y-axis, respectively, when the mirror portion 11 faces the front.
  • a pair of torsion bars 12a and 12b extend from both sides of the mirror portion 11 along the rotation axis 22y.
  • the pair of inner piezoelectric actuators 13a and 13b are coupled to each other in the X-axis direction to form a vertically long elliptical ring as a whole.
  • the elliptical ring surrounds the mirror portion 11 and the torsion bar 12.
  • the movable frame portion 14 has an elliptical ring shape larger than the elliptical ring formed by the pair of inner piezoelectric actuators 13a and 13b.
  • the elliptical ring surrounds the elliptical ring of a pair of inner piezoelectric actuators 13a and 13b.
  • Each inner piezoelectric actuator 13 is coupled to the inner circumference of the movable frame portion 14 on a straight line in the X-axis direction passing through the center O.
  • Each outer piezoelectric actuator 15 is interposed between the movable frame portion 14 and the fixed frame portion 16.
  • Each outer piezoelectric actuator 15 includes a plurality of cantilever 19s whose vertical direction is aligned with the Y axis. Cantilever 19s adjacent to each other in the X-axis direction are coupled to each other at either one end or the other end in the Y-axis direction. In the arrangement order of the cantilever 19s in the X-axis direction, the coupling points alternately alternate between one and the other in the Y-axis direction. Thus, the entire plurality of cantilever 19s in each outer piezoelectric actuator 15 constitutes a coupling of the meander pattern.
  • the outer piezoelectric actuator 15 is driven by a drive voltage from a drive voltage supply unit (not shown), and the movable frame unit 14 is moved around the rotation axis ( ⁇ rotation axis 22x) in the X-axis direction passing through the center O at a non-resonant frequency. Rotate back and forth. As a result, the mirror unit 11 reciprocates around the rotation axis 22x at a non-resonant frequency.
  • the inner piezoelectric actuator 13 is driven by another drive voltage from a drive voltage supply unit (not shown), and twists and vibrates the torsion bar 12 around the rotation axis 22y at a resonance frequency. As a result, the mirror unit 11 reciprocates around the rotation axis 22y at a resonance frequency.
  • [SOI wafer] 2A and 2B are front views of the SOI wafers 25a and 25b used for manufacturing the optical deflector 10.
  • the front surface of each SOI wafer 25 is the main surface on the front surface side of each SOI wafer 25.
  • the coordinate axes shown in FIGS. 2A and 2B indicate the orientation in the active layer 28d (FIG. 11) formed from the silicon single crystal of the SOI wafer 25.
  • the orifra 26 indicates the crystal orientation of the active layer 28d (silicon single crystal layer) of the SOI wafer 25.
  • a plurality of optical deflectors 10 are cut out from each SOI wafer 25.
  • the outer shape of the light deflector 10 is shown by a rectangular wavy line.
  • the long side and the short side of the rectangle correspond to the horizontal side (long side) and the vertical side (short side) of the fixed frame portion 16 in the front view of the optical deflector 10 of FIG.
  • Orifura 26a is in the direction of ⁇ 100>. Therefore, the surface index of the main surface of the SOI wafer 25a is (100).
  • the orientation flat 26b is in the direction of ⁇ 110>. Therefore, the surface index of the main surface of the support layer 28b is (110).
  • the substrate layer of the optical deflector 10 is composed of the active layer 28d of the SOI wafer 25.
  • the axial direction of the torsion bar 12 is adjusted to ⁇ 100>, the torsional rigidity of the torsion bar 12 becomes high.
  • the axial direction of the torsion bar 12 is a direction orthogonal to the orientation flat 26a. Further, in the SOI wafer 25b, the axial direction of the torsion bar 12 is 45 ° with respect to the orientation flat 26b.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the range including the torsion bar 12 in FIG.
  • the central portion includes a movable frame portion 14, a mirror portion 11 surrounded by the movable frame portion 14 inside, a torsion bar 12, and an inner piezoelectric actuator 13.
  • FIG. 3 shows a three-axis coordinate system of X-axis-Y-axis-Z-axis and a direction of crystal orientation.
  • the X-axis and the Y-axis correspond to ⁇ 100>.
  • the direction of 45 ° with respect to the X-axis and the Y-axis coincides with ⁇ 110>.
  • Each torsion bar 12 is connected to the peripheral edge of the mirror portion 11 on the center O side, and is coupled to the movable frame portion 14 on the side opposite to the center O.
  • Each inner piezoelectric actuator 13 is coupled to each of the torsion bars 12a and 12b at both ends of the semi-elliptical ring shape, and is coupled to the inner circumference of the movable frame portion 14 at the central portion of the outer circumference of the shape.
  • the R portion 31 is formed at the coupling edge portion where each torsion bar 12 is coupled to the mirror portion 11, the inner piezoelectric actuator 13, and the movable frame portion 14 in order to increase the strength.
  • the R portion 31 is formed of a curved surface that is dented inward.
  • the R portions 31aa and 31ba form a coupling edge portion between each torsion bar 12 and the mirror portion 11.
  • the R portions 31ab and 31bb form a coupling edge portion on the mirror portion 11 side of each torsion bar 12 and the inner piezoelectric actuator 13.
  • the R portions 31ac and 31bc form a coupling edge portion on the movable frame portion 14 side of each torsion bar 12 and the inner piezoelectric actuator 13.
  • the R portions 31ad and 31bd form a coupling edge portion between each torsion bar 12 and the inner peripheral side of the movable frame portion 14.
  • the R portion 31 is formed to reinforce the corner portion (corner portion), there is a problem with this optical deflector 10. That is, as described above in FIGS. 2A and 2B, the curved surface of the R portion 31 formed at each connecting edge portion of the torsion bar 12 in order to align the axial direction of the torsion bar 12 with ⁇ 100> of the active layer 28d. Includes a plane whose cleavage direction is ⁇ 110>, in other words, a plane whose normal is in the direction of ⁇ 110>. As a result, cleavage easily proceeds from the portion of the surface element to the curved surface.
  • FIG. 4 is an image of the surface stress distribution of the torsion bar 12 by simulation.
  • FIG. 5 is an image of the distribution of cross-sectional stress of the torsion bar 12 by simulation.
  • the whitish region means that the stress is higher.
  • FIG. 6 is a microscopic observation diagram observing the destruction of the torsion bar 12 in the optical deflector 10 in which the measures against the amount of swell described later in the R section 31 are not taken.
  • FIG. 7 is an SEM observation image of the fracture surface 37 of FIG. 6 observed from a predetermined direction.
  • the torsion bar 12b is damaged between the mirror portion 11 and the inner piezoelectric actuator 13 due to the destruction of the R portion 31.
  • the fracture surface 37 and the surface 35 (front surface) and the curved surface 36 (curved curved surface) in the vicinity thereof are projected.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the amount of swell when the JIS standard for surface roughness is applied to the R portion 31.
  • the JIS standard is "JIS B 0601-1994", but it shall include standards equivalent thereto.
  • the measurement cross-section curve is a contour line when the curved surface of the R portion 31 is cut by a predetermined cross-section parallel to the XY plane (example: a cross-section passing through the center of the thickness of the Z-axis).
  • both ends of the contour line are positioned so that the contour of the R portion 31 is parallel to ⁇ 100>.
  • the measurement cross-sectional curve is divided into three equal parts in the direction of the reference length (horizontal axis in FIG. 8). Let L be the length of each division in the direction of the reference length.
  • the swell curve is defined as the contour line when the R portion 31 is cut by a plane parallel to the main surface of the SOI wafer 25.
  • the average line by the least squares method is set for the measurement cross-sectional curve.
  • the mean line by the least squares method is set for the swell curve. Then, the distance from the average line at each position on the swell curve is defined as the amount of swell.
  • the period means the section between the summits when the roughness curve is replaced with the swell curve in FIG.
  • the plane is the surface of the R portion 31.
  • the surface of the R portion 31 is located at a shallow position from the surface of the light deflector 10, so that the contour line of the R portion 31 can be easily measured.
  • Ta and Ba indicate the maximum swell amount and the minimum swell amount in the cycle in which the difference between the maximum swell amount and the minimum swell amount is the maximum in the entire cycle of the R portion 31.
  • Tb and Bb indicate the maximum swell amount and the minimum swell amount in the period in which the difference between the maximum swell amount and the minimum swell amount is the maximum among the cycles included in the central division in the trisection. There is a relationship of the difference of Tb-Bb ⁇ the difference of Ta-Ba.
  • FIG. 9 is a graph of the relationship between the swell amount of the R portion 31 and the H limit runout angle.
  • the "H limit runout angle” is the maximum runout angle of the mirror portion 11 around the rotation axis 22y when the torsion bar 12 is broken.
  • the optical deflector 10 In order to prevent the torsion bar 12 from breaking, the optical deflector 10 must be used with the runout angle of the mirror portion 11 around the rotation axis 22y set to less than the H limit runout angle.
  • runout angles of the mirror unit 11 There are two types of runout angles of the mirror unit 11: a runout angle around the rotation axis 22y and a runout angle around the rotation axis 22x.
  • H runout angle the runout angle around the rotation axis 22y
  • V runout angle the runout angle around the rotation axis 22x
  • H runout angle and V runout angle are both defined as 0 °.
  • each of these runout angles is a mechanical runout angle.
  • each numerical value on the vertical axis means a relative value of the H limit swing angle.
  • the amount of undulation of the curved surface of the R portion 31 should be set within 600 nm.
  • each R portion 31 is formed by a cylindrical curved surface dented inward as a connecting edge between each element.
  • the predetermined portion of the R portion 31 is formed so that the unevenness with respect to the curved surface of the cylinder is 600 nm or less.
  • Both ends of the predetermined portion are set outside both ends of the central divided portion when the cylindrical curved surface is divided into three equal parts.
  • the central divided portion corresponds to the central curved portion of the three curved portions in the reference length direction (horizontal axis direction).
  • the cylindrical curved surface includes the ideal side surface of the cylinder (side surface with zero unevenness). Further, with respect to the ideal side surface of the cylinder, the side surface that fits in the unevenness within a predetermined first threshold value, or the amount of ridge or sedimentation per unit length of the side surface that fits in the unevenness within a predetermined first threshold value and is in an arbitrary direction of the side surface. A curved surface within the second threshold is also included.
  • the reason for setting both ends of the predetermined part to the outside of both ends of the central divided part is as follows. That is, since the axial direction of the torsion bar 12 is ⁇ 100> of the crystal orientation of the silicon single crystal layer, the cleavage direction in the R portion 31 exists in the central divided portion when the cylindrical curved surface is divided into three equal parts. Because.
  • FIG. 10 is a process chart of a method for manufacturing the optical deflector 10 in which the amount of swell of the R portion 31 is within 600 nm, and is an example particularly related to the SOI processing process.
  • an SOI wafer 25 (SOI wafer 25a in FIG. 2A or SOI wafer 25b in FIG. 2B) is prepared.
  • the element forming layer 42 is formed on the surface 40 of the SOI wafer 25.
  • the element forming layer 42 is the electrode layer 42a, the piezoelectric film layer 42b, and the electrode layer 42c in FIG.
  • STEP3 corresponds to the coating process.
  • the spin rotation 45 is operated while dropping the photosensitizer 44 from the nozzle 43 on the SOI wafer 25 with the surface 40.
  • the photosensitizer 44 spreads uniformly on the surface of the element forming layer 42.
  • AZ4620 viscosity: 400 cSt
  • the spin rotation 45 is 1000 rpm to 2000 rpm.
  • the film thickness of the resist film layer formed on the surface of the device forming layer 42 was larger than 10 ⁇ m.
  • the rotation speed of the spin rotation 45 is increased to reduce the film thickness of the resist film layer 48, the film thickness unevenness increases this time.
  • the photosensitizer 44 (viscosity: 70 cSt).
  • the spin rotation 45 is 500 rpm to 1000 rpm.
  • the resist film layer 48 having a uniform film thickness is formed on the surface side of the element forming layer 42.
  • the film thickness of the resist film layer 48 is 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the film thickness is less than 5 ⁇ m, it will not be possible to cover the stepped structure of the unevenness of the MEMS. Further, if the film thickness exceeds 10 ⁇ m, the photosensitive agent 44 cannot be uniformly applied to the surface of the element forming layer 42, and it becomes unsatisfactory that the amount of undulation of the curved surface of the R portion 31 is within 600 nm. ..
  • the photomask 50 is coated on the SOI wafer 25 with the resist film layer 48.
  • the photomask 50 has a pattern 52 according to the number and arrangement of the optical deflectors 10 manufactured from one SOI wafer 25.
  • ultraviolet light 51 is further irradiated from the surface side of the photomask 50.
  • the region of the pattern 52 of the photomask 50 in the resist film layer 48 is exposed by the ultraviolet light 51.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the optical deflector 10 manufactured after STEP 5 and further through an etching process.
  • the SOI wafer 25 has a SiO2 layer 28a, a support layer 28b, a SiO2 layer 28c, an active layer 28d, and a SiO2 layer 28e laminated from the back surface side to the front surface side.
  • the element forming layer 42 has an electrode layer 42a, a piezoelectric film layer 42b, and an electrode layer 42c laminated in this order from the SOI wafer 25 side.
  • the mirror portion 11 has a metal layer 54 that covers the surface of the SiO2 layer 28e.
  • the surface of the metal layer 54 serves as a reflection surface for light incident on the mirror portion 11 from a light source (not shown).
  • the active layer 28d forms a common substrate layer of the mirror portion 11, the inner piezoelectric actuator 13, and the outer piezoelectric actuator 15.
  • FIG. 12A is an SEM observation image of observing the cross section of the resist film layer 48 in which the thickness of the resist film layer 48 exceeds the specified 10 ⁇ m and the amount of undulation of the curved curved surface of the R portion 31 manufactured with the thickness.
  • FIG. 12B is an SEM observation image of observing the cross section of the resist film layer 48 in which the thickness of the resist film layer 48 is within the specified 10 ⁇ m and the amount of undulation of the curved curved surface of the R portion 31 manufactured with the thickness. ..
  • the light deflector 10 of the embodiment is a two-axis type, that is, an optical deflector that scans the scanning light from the mirror portion in two dimensions.
  • the optical deflector of the present invention may be a uniaxial type, that is, an optical deflector that scans the scanning light from the mirror portion in one dimension.
  • the optical deflector 10 of the embodiment exceeds the coupling portion with the inner piezoelectric actuator 13 as the piezoelectric actuator in the Y-axis direction, reaches the inner circumference of the movable frame portion 14 (movable frame), and is coupled to the inner circumference. doing.
  • the torsion bar does not have to be coupled to the movable frame portion 14 as the support portion.
  • the photosensitive agent 44 as the resist film layer 48 as the photoresist film uses AZ6130 (viscosity: 70 cSt).
  • the photosensitive agent for forming the photoresist film of the present invention is a photosensitive agent as long as the surface side of the substrate before the exposure step can be coated with a photoresist film having a uniform thickness of 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. The type does not matter.
  • the R parts 31aa and 31ba of the embodiment correspond to the first R part of the present invention.
  • the R parts 31ab and 31bb correspond to the second R part of the present invention.
  • the entire surface 40 of the SOI 25 is covered with a resist film layer 48 having a film thickness of 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Therefore, not only the R portions 31aa, 31ba, 31ab, 31bb, but also the other R portions 31ac, 31bc, 31ad, 31bd, and the amount of swelling of the R portion of the connecting portion of the cantilever 19 connected by the meander pattern. , Within 600 nm. In the present invention, the R portion whose swell amount is within 600 nm may be only the R portions 31ab and 31bb.
  • the entire surface 40 of the SOI 25 is covered with a resist film layer 48 having a film thickness of 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Therefore, the difference between the maximum swell amount and the minimum swell amount of each cycle included in the total length of the roughness curve of the R part is not limited to each period included in the extraction length range of the roughness curve of the R part. Can be 600 nm or less.

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Abstract

トーションバー１２の結合部に設けられたＲ部の劈開を抑制することができる光偏向器を提供する。光偏向器１０は、ミラー部１１、１対のトーションバー１２、内側圧電アクチュエータ１３及び可動枠部１４を備える。トーションバー１２の軸方向を結晶方位を＜１００＞としている。トーションバー１２と内側圧電アクチュエータ１３との結合縁部には、Ｒ部３１ａｂ，３１ｂｂが、＜１１０＞に向けられて、かつ内側にへこむ湾曲面で形成されている。該湾曲面から導出される粗さ曲線についてのうねり量は、６００ｎｍ以内にされる

Description

光偏向器及び製造方法
　本発明は、ＭＥＭＳの光偏向器及びその製造方法に関する。
　圧電方式のＭＥＭＳの光偏向器が知られている（例:特許文献１）。
　特許文献１の光偏向器では、ミラー部とトーションバーとの結合部の破損を防止するために、ミラー部とトーションバーとの間の結合縁は、内側にへこむＲ部で形成されている。
特開２０１７－１５１４７６号公報
　圧電方式の一般的なＭＥＭＳの光偏向器は、基板としてＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェハが使用される。一般的なＳＯＩウェハは、主面の面指数が（１００）又は（１１０）になっている。
　一方、トーションバーの軸線の回りのミラー部の往復回動の周波数を高くするとき、トーションバーのねじり方向の剛性を高くすることが好ましい。そのため、トーションバーの軸方向の結晶方位を＜１００＞に合わせて、光偏向器が製造される。
　しかしながら、トーションバーの軸方向の結晶方位を＜１００＞にしたとき、Ｒ部の湾曲線上に、法線方向がシリコン単結晶の劈開方向である＜１１０＞になる箇所が生じる。劈開方向は、亀裂が発生及び拡大し易い方向であるので、該箇所が亀裂して、トーションバーが破損し易くなる。
　本発明の目的は、トーションバーの結合縁部に設けられたＲ部の劈開を抑制することができる光偏向器及びその製造方法を提供することである。
　本発明の光偏向器は、
　所定の回転軸線の回りに往復回動可能であるミラー部と、
　前記ミラー部の前記回転軸線に沿って前記ミラー部の両側から延在している１対のトーションバーと、
　前記ミラー部及び前記１対のトーションバーを包囲する枠部と、
　各トーションバーと前記枠部との間に介在して、各トーションバーを前記回転軸線の回りにねじり振動させて、前記ミラー部を前記回転軸線の回りに往復回動させる複数の圧電式アクチュエータと、
　各トーションバーと前記ミラー部との結合縁部に、内側にへこむ円柱曲面で形成された第１Ｒ部と、
　前記ミラー部に臨む側の各圧電アクチュエータと各トーションバーとの間の結合縁部に、内側にへこむ円柱曲面で形成された第２Ｒ部と、
を備える光偏向器であって、
　前記ミラー部、前記トーションバー及び前記圧電式アクチュエータの基板層は、共通のシリコン単結晶層から成り、
　前記シリコン単結晶層の主面の面指数は、（１００）及び（１１０）の一方であり、
　前記トーションバーの軸方向は、前記シリコン単結晶層の結晶方位の＜１００＞であり、
　前記第１Ｒ部及び前記第２Ｒ部のうちの少なくとも一方の所定部分は、前記円柱曲面に対する凹凸が６００ｎｍ以下となるように、形成されている。
　本発明によれば、第１Ｒ部及び第２Ｒ部のうちの少なくとも一方の所定部分が、凹凸が円柱曲面に対して６００ｎｍ以内にされる。これにより、少なくとも一方の劈開を抑制することができる。
　好ましくは、本発明の光偏向器において、前記所定部分の両端は、前記円柱曲面を３等分割したときの中央の分割部分の両端の外側に設定されている。
　トーションバーの軸方向は、シリコン単結晶層の結晶方位の＜１００＞であるので、第１Ｒ部及び第２Ｒ部における劈開方向は、円柱曲面を３等分割したときの中央の分割部分内に存在する。この構成によれば、第１Ｒ部及び第２Ｒ部の少なくとも一方において劈開方向を含む範囲の劈開の抑制を保証することができる。
　好ましくは、本発明の光偏向器において、
前記少なくとも一方を、前記主面に対して平行な平面で切ったときの輪郭線をうねり曲線とし、
　前記うねり曲線に対して最小二乗法による平均線が設定され、
　前記うねり曲線で隣接する山頂と山頂との間の区間が周期とされ、
　前記うねり曲線上の各位置における前記平均線からの距離がうねり量とされ、
　前記所定部分に含まれる全部の周期について、各周期の最大うねり量と最小うねり量との差分が６００ｎｍ以下である。
　この構成によれば、所定部分のうねり量を抑制して、第１Ｒ部及び第２Ｒ部の劈開を抑制することができる。
　好ましくは、本発明の光偏向器において、前記平面は、前記少なくとも一方の表面である。
　第１Ｒ部及び第２Ｒ部の表面は、光偏向器の表面から浅い場所に存在する。この構成よれば、第１Ｒ部及び第２Ｒ部の輪郭線を検出し易くすることができる。
　好ましくは、本発明の光偏向器において、前記少なくとも一方は、前記第２Ｒ部である。
　トーションバーは、回転軸線の回りのねじり力を圧電アクチュエータから受けて、ミラー部に伝達する。したがって、光偏向器の作動中は、第１Ｒ部より第２Ｒ部の方が強いねじり力がかかる。
　この構成によれば、第２Ｒ部より第１Ｒ部を優先して、凹凸を抑制することにより、トーションバーの寿命を伸ばすことができる。
　本発明の製造方法は、
　主面の面指数が（１００）及び（１１０）の一方であるシリコン単結晶の活性層を含む基板の表面を、膜厚が５μｍ以上で１０μｍ以下であるフォトレジスト膜で被覆する被覆工程と、
　前記光偏向器の前記ミラー部、前記トーションバー、前記圧電アクチュエータ、前記第１Ｒ部及び前記第２Ｒ部の輪郭を含む輪郭パターンを含むフォトマスクを介して前記被覆工程の後の前記基板の表面側を露光する露光工程と、
　前記基板の表面側をエッチングして前記活性層に、前記光偏向器の前記ミラー部、前記トーションバー、前記圧電アクチュエータ、前記第１Ｒ部及び前記第２Ｒ部の輪郭を形成する輪郭形成工程と、
を有する。
　本発明の製造方法によれば、第１Ｒ部及び第２Ｒ部の湾曲面のうねり量が６００ｎｍ以内に保証して、トーションバーの結合部のＲ部の劈開を抑制することができる。
ＭＥＭＳの光偏向器の正面図である。 光偏向器の製造に使用するＳＯＩウェハの正面図である。 光偏向器の製造に使用する別のＳＯＩウェハの正面図である。 トーションバーを含む範囲の拡大図である。 シミュレーションによるトーションバーの表面応力の分布イメージである。 シミュレーションによるトーションバーの断面応力の分布メージである。 Ｒ部のうねり量に対する対策の施されていない光偏向器における破壊を観察した顕微鏡観察図である。 図６の破断面を所定方向から観察したである。 Ｒ部の湾曲面に表面粗さについてのＪＩＳ規格を適用したときのうねり量の説明図である。 Ｒ部のうねり量とＨ限界振れ角との関係を示すグラフである。 光偏向器の製造方法の工程図である。 図１０の製造方法で製造された光偏向器の横断面図である。 膜厚が規定の１０μｍより大きいレジスト膜層の断面と該レジスト膜層でＲ部を形成したときのうねり量とを観察したＳＥＭ観察像である。 膜厚が規定の１０μｍ以内のレジスト膜層の断面と該レジスト膜層でＲ部を形成したときのうねり量とを観察したＳＥＭ観察像である。
　以下に、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。以下の説明において、実質的に同一又は等価な要素及び部分については、共通の参照符号を使用している。また、構造が同一で、配置位置のみが異なる要素又は部分については、数字が同一で、添字のアルファベットのみが異なる参照符号を使用している。さらに、数字が同一で、添字のアルファベットのみが異なる参照符号の要素又は部分について、個々に区別しないときは、添字のアルファベットを省略して、数字のみの符号で総称する。
　［ＭＥＭＳ光偏向器］
　図１は、ＭＥＭＳの光偏向器１０の正面図（表側から見た図）である。光偏向器１０は、主要な要素として、ミラー部１１、トーションバー１２ａ，１２ｂ、内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂ、可動枠部１４、外側圧電アクチュエータ１５ａ，１５ｂ及び固定枠部１６を備えている。
　以下、説明の便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸から成る３軸座標系を定義する。Ｘ軸及びＹ軸は、光偏向器１０の正面視で横方向及び縦方向とする。Ｚ軸は、光偏向器１０の厚み方向とする。Ｏは、円形のミラー部１１の中心である。
　ミラー部１１は、中心Ｏにおいて直交する回転軸線２２ｘ，２２ｙの回りに往復回動可能になっている。回転軸線２２ｘ，２２ｙは、ミラー部１１が真正面を向いたとき、それぞれＸ軸及びＹ軸に平行になる。
　１対のトーションバー１２ａ，１２ｂは、ミラー部１１の両側から回転軸線２２ｙに沿って延び出ている。１対の内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂは、Ｘ軸方向に相互に結合して、全体で縦長の楕円輪を形状を有している。該楕円輪は、ミラー部１１及びトーションバー１２を包囲している。
　可動枠部１４は、１対の内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂが形成する楕円輪より大きい楕円輪の形状を有している。該楕円輪は、１対の内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂの楕円輪を包囲している。各内側圧電アクチュエータ１３は、中心Ｏを通るＸ軸方向の直線上において可動枠部１４の内周に結合している。
　各外側圧電アクチュエータ１５は、可動枠部１４と固定枠部１６との間に介在する。各外側圧電アクチュエータ１５は、縦方向をＹ軸に揃えた複数のカンチレバー１９を備えている。Ｘ軸方向に隣り同士のカンチレバー１９は、Ｙ軸方向の一方及び他方のいずれかの端部において相互に結合している。Ｘ軸方向のカンチレバー１９の配列順で、結合箇所は、Ｙ軸方向の一方と他方とを交互に入れ替わる。こうして、各外側圧電アクチュエータ１５における複数のカンチレバー１９の全体は、ミアンダパターンの結合体を構成する。
　外側圧電アクチュエータ１５は、不図示の駆動電圧供給部からの駆動電圧により駆動され、可動枠部１４を、中心Ｏを通るＸ軸方向の回転軸線（≠回転軸線２２ｘ）の回りに非共振周波数で往復回動させる。これにより、ミラー部１１は、回転軸線２２ｘの回りに非共振周波数で往復回動する。
　内側圧電アクチュエータ１３は、不図示の駆動電圧供給部からの別の駆動電圧により駆動され、トーションバー１２を回転軸線２２ｙの回りに共振周波数でねじれ振動させる。これにより、ミラー部１１は、回転軸線２２ｙの回りに共振周波数で往復回動する。
　［ＳＯＩウェハ］
　図２Ａ及び図２Ｂは、光偏向器１０の製造に使用するＳＯＩウェハ２５ａ，２５ｂの正面図である。各ＳＯＩウェハ２５の正面は、各ＳＯＩウェハ２５の表面側の主面になっている。
　図２Ａ及び図２Ｂに図示してある座標軸は、ＳＯＩウェハ２５のシリコン単結晶から形成される活性層２８ｄ（図１１）内の方位を示している。オリフラ２６は、ＳＯＩウェハ２５の活性層２８ｄ（シリコン単結晶層）の結晶方位を示す。
　各ＳＯＩウェハ２５からは、複数の光偏向器１０が切り出される。図２Ａ及び図２Ｂにおいて、光偏向器１０の外形が矩形の波線で示されている。該矩形の長辺及び短辺は、図１の光偏向器１０の正面図の固定枠部１６の横辺（長辺）及び縦辺（短辺）に対応している。
　オリフラ２６ａは、＜１００＞の方向にある。したがって、ＳＯＩウェハ２５ａの主面の面指数は、（１００）である。一方、オリフラ２６ｂは、＜１１０＞の方向にある。したがって、支持層２８ｂの主面の面指数は、（１１０）である。
　後述の図１１で説明するように、光偏向器１０の基板層は、ＳＯＩウェハ２５の活性層２８ｄから構成される。図２の波線の矩形は、各光偏向器１０の外形を示している。したがって、トーションバー１２の軸方向（＝延在方向）は、ＳＯＩウェハ２５ａ，２５ｂ共に、＜１００＞となる。これは、回転軸線２２ｙの回りのミラー部１１の共振周波数を高くするには、トーションバー１２の軸方向を＜１００＞に合わせることが有利だからである。トーションバー１２の軸方向を＜１００＞に合わせると、トーションバー１２のねじり剛性が高くなる。
　したがって、ＳＯＩウェハ２５ａでは、トーションバー１２の軸方向は、オリフラ２６ａに対して直交する方向となる。また、ＳＯＩウェハ２５ｂでは、トーションバー１２の軸方向は、オリフラ２６ｂに対して４５°の方向になる。
　［Ｒ部］
　図３は、図２においてトーションバー１２を含む範囲の拡大図である。該中心部には、可動枠部１４と、可動枠部１４が内側に包囲するミラー部１１、トーションバー１２及び内側圧電アクチュエータ１３とが含まれる。図３には、Ｘ軸－Ｙ軸－Ｚ軸の３軸座標系と、結晶方位の方向とが示されている。Ｘ軸及びＹ軸は、＜１００＞に一致する。Ｘ軸及びＹ軸に対して４５°の方向は、＜１１０＞に一致する。
　各トーションバー１２は、中心Ｏ側においてミラー部１１の周縁部に結合し、中心Ｏとは反対側において可動枠部１４に結合している。各内側圧電アクチュエータ１３は、半楕円輪の形状の両端部においてトーションバー１２ａ，１２ｂのそれぞれに結合し、該形状の外周の中央部において可動枠部１４の内周に結合している。
　各トーションバー１２が、ミラー部１１、内側圧電アクチュエータ１３、及び可動枠部１４に結合する結合縁部は、強度を高めるために、Ｒ部３１が形成される。Ｒ部３１は、内側にへこむ湾曲面で形成されている。
　詳細には、Ｒ部３１ａａ，３１ｂａは、各トーションバー１２とミラー部１１との結合縁部を構成する。Ｒ部３１ａｂ，３１ｂｂは、各トーションバー１２と内側圧電アクチュエータ１３とのミラー部１１側の結合縁部を構成する。Ｒ部３１ａｃ，３１ｂｃは、各トーションバー１２と内側圧電アクチュエータ１３との可動枠部１４側の結合縁部を構成する。Ｒ部３１ａｄ，３１ｂｄは、各トーションバー１２と可動枠部１４の内周側との結合縁部を構成する。
　Ｒ部３１は、角部（コーナ部）の補強のために、形成されているものの、この光偏向器１０では、問題点が生じる。すなわち、図２Ａ及び図２Ｂで前述したように、トーションバー１２の軸方向を活性層２８ｄの＜１００＞に合わせるために、トーションバー１２の各結合縁部に形成されたＲ部３１の湾曲面は、＜１１０＞の劈開方向を向く面素、換言すれば、法線が＜１１０＞の方向になる面素を含むことになる。この結果、該湾曲面には、該面素の箇所から劈開が進み易くなる。
　図４は、シミュレーションによるトーションバー１２の表面応力の分布イメージである。図５は、シミュレーションによるトーションバー１２の断面応力の分布イメージである。白っぽい領域ほど、応力が高いことを意味している。
　図４及び図５から、Ｒ部３１ａａ，３１ｂａ，３１ａｂ，３１ｂｂ（図３）に対応する部分の応力が、他の部分に比してひときわ高くなっていることが分かる。
　図６は、Ｒ部３１の後述のうねり量に対する対策の施されていない光偏向器１０におけるトーションバー１２の破壊を観察した顕微鏡観察図である。図７は、図６の破断面３７を所定方向から観察したＳＥＭ観察像である。
　図６では、Ｒ部３１の破壊のため、トーションバー１２ｂがミラー部１１と内側圧電アクチュエータ１３との間で破損している。図７では、破断面３７と共にその近傍の表面３５（正面側の面）と湾曲面３６（湾曲曲面）とが映し出されている。
　［うねり量］
　図８は、Ｒ部３１に表面粗さについてのＪＩＳ規格を適用したときのうねり量についての説明図である。ＪＩＳ規格とは、具体的には、「ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－１９９４」であるが、それに準ずる基準を含むものとする。
　「ＪＩＳ　Ｂ　０６０１－１９９４」では、表面粗さについて、測定断面曲線、断面曲線、基準長さ、粗さ曲線、山、谷、山頂、谷底、及び平均線が定義されている。図８の各語句は、それらの定義に準拠している。
　測定断面曲線は、Ｒ部３１の湾曲面をＸ－Ｙ平面に平行な所定の断面（例：Ｚ軸の厚みの中心を通る断面）で切ったときの輪郭線である。ここで輪郭線の両端は、Ｒ部３１の輪郭が＜１００＞に平行になった位置とした。該測定断面曲線は、基準長さの方向（図８の横軸）に３等分割される。基準長さの方向への各分割区分の長さをＬとする。
　ここで、上述のＪＩＳ規格とは、別途、「うねり曲線」、「周期」及び「うねり量」を定義する。
　うねり曲線とは、Ｒ部３１をＳＯＩウェハ２５の主面に対して平行な平面で切ったときの輪郭線を言うものとする。前述のＪＩＳ規格では、測定断面曲線に対して最小二乗法による平均線が設定される。次のうねり量の計算では、うねり曲線に対して最小二乗法による平均線が設定される。そして、うねり曲線上の各位置における該平均線からの距離をうねり量と定義する。
　周期とは、図８において、粗さ曲線をうねり曲線に置き換えたとき、山頂と山頂との間の区間を言うものとする。また、上記平面とは、Ｒ部３１の表面である。Ｒ部３１の表面は、光偏向器の１０の表面から浅い位置にあり、Ｒ部３１の輪郭線を測定し易い。
　図８において、Ｔａ，Ｂａは、Ｒ部３１の全体の周期のうち、最大うねり量と最小うねり量との差分が最大となる周期における最大うねり量及び最小うねり量を示している。Ｔｂ，Ｂｂは、３等分割における中央の区分に含まれる周期のうち、最大うねり量と最小うねり量との差分が最大となる周期における最大うねり量及び最小うねり量を示している。Ｔｂ－Ｂｂの差分≦Ｔａ－Ｂａの差分の関係がある。
　図９は、Ｒ部３１のうねり量とＨ限界振れ角との関係のグラフである。ここで、「Ｈ限界振れ角」とは、トーションバー１２が破断したときの回転軸線２２ｙの回りのミラー部１１の最大振れ角である。トーションバー１２の破断を防止するためには、光偏向器１０は、回転軸線２２ｙの回りのミラー部１１の振れ角をＨ限界振れ角未満にして、使用されなければならない。
　なお、ミラー部１１の振れ角には、回転軸線２２ｙの回りの振れ角と、回転軸線２２ｘの回りの振れ角との２種類がある。両者を区別するときは、回転軸線２２ｙの回りの振れ角は、「Ｈ振れ角」と言い、回転軸線２２ｘの回りの振れ角は、「Ｖ振れ角」と言うことにする。ミラー部１１が真正面を向いたとき、Ｈ振れ角及びＶ振れ角は、共に０°と定義する。またこの各々の振れ角は、機械的振れ角である。
　図９において、縦軸の各数値は、Ｈ限界振れ角の相対値を意味する。Ｈ限界振れ角＝１．０は、光偏向器１０を車載製品として使用するときにＨ限界振れ角についての最大許容値を意味する。光偏向器１０を実際に製品として販売するときは、２０％下のＨ限界振れ角＝０．８以上を保証する必要がある。そのためには、Ｒ部３１の湾曲面のうねり量は、６００ｎｍ以内に設定すればよいことが、図９から分かる。
　［劈開の抑制］
　光偏向器１０において、Ｒ部３１の劈開を抑制する構造について説明する。Ｒ部３１（特に、Ｒ部３１ａａ，３１ｂａとＲ部３１ａｂ，３１ｂｂとの内の少なくとも一方）の所定部分に含まれる全部の周期について、各周期の最大うねり量と最小うねり量との差分が６００ｎｍ以下にされる。これにより、Ｒ部３１が、結晶方位の＜１１０＞の方向に法線を向ける部位を有していても、該部位からの劈開を有効に防止することができる。なお、少なくとも一方は、典型的には、Ｒ部３１ａｂ，３１ｂｂである。
　上記の対策を換言すると、各Ｒ部３１は、各要素間の結合縁部として内側にへこむ円柱曲面で形成されている。Ｒ部３１の所定部分は、円柱曲面に対する凹凸が６００ｎｍ以下となるように、形成されている。
　所定部分の両端（例：図８の抽出長さの両端に相当）は、円柱曲面を３等分割したときの中央の分割部分の両端の外側に設定されている。中央の分割部分は、図８の粗さ曲線において、基準長さの方向（横軸方向）に３つある曲線部分のうち、中央の曲線部分に相当する。
　円柱曲面とは、円柱の理想の側面（凹凸０の側面）を含む。さらに、円柱の理想の側面に対し、所定の第１閾値以内の凹凸で収まる側面や、所定の第１閾値以内の凹凸で収まりかつ側面の任意方向の単位長さ当たりの***量又は沈降量が第２閾値以内となる曲面も包含するとする。
　所定部分の両端を中央の分割部分の両端の外側に設定した理由は、次のとおりである。すなわち、トーションバー１２の軸方向は、シリコン単結晶層の結晶方位の＜１００＞であるので、Ｒ部３１における劈開方向は、円柱曲面を３等分割したときの中央の分割部分内に存在するからである。
　［製造方法］
　図１０は、Ｒ部３１のうねり量が６００ｎｍ以内にする光偏向器１０の製造方法の工程図であり、特にＳＯＩ加工工程に関しての一例である。
　ＳＴＥＰ１では、ＳＯＩウェハ２５（図２ＡのＳＯＩウェハ２５ａ又は図２ＢのＳＯＩウェハ２５ｂ）が用意される。
　次のＳＴＥＰ２では、ＳＯＩウェハ２５の表面４０に素子形成層４２が形成される。素子形成層４２は、具体的には、図１１の電極層４２ａ、圧電膜層４２ｂ及び電極層４２ｃである。
　ＳＴＥＰ３は、被覆工程に相当する。ＳＴＥＰ３では、表面４０付きのＳＯＩウェハ２５に対し、ノズル４３から感光剤４４を滴下しつつ、スピン回転４５の操作を行う。これにより、感光剤４４は、素子形成層４２の表面に均一に広がる。
　従来の感光剤の塗布工程では、感光剤としてＡＺ４６２０(粘度:４００ｃＳｔ)が使用される。また、スピン回転４５は、１０００ｒｐｍ～２０００ｒｐｍである。これより素子形成層４２の表面に形成されるレジスト膜層の膜厚は、１０μｍより大きくなっていた。スピン回転４５の回転速度を上げて、レジスト膜層４８の膜厚を薄くしようとすると、今度は、膜厚ムラが増大する。
　これに対し、ＳＴＥＰ３では、感光剤４４としてＡＺ６１３０使用(粘度:７０ｃＳｔ)が使用される。また、スピン回転４５は、５００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍである。これより、ＳＴＥＰ４では、膜厚が均一化されたレジスト膜層４８が、素子形成層４２の表面側に形成される。これにより、レジスト膜層４８の膜厚は、５μｍ以上でかつ１０μｍ以下になる。
　なお、膜厚が５μｍ未満であると、ＭＥＭＳの凹凸の段差分構造をカバーできなくなる。また、膜厚が１０μｍを上回ると、素子形成層４２の表面に均一に感光剤４４を塗布することができず、Ｒ部３１の湾曲面のうねり量が、６００ｎｍ以内であることを満足できなくなる。
　ＳＴＥＰ５では、フォトマスク５０がレジスト膜層４８付きのＳＯＩウェハ２５に被覆される。フォトマスク５０は、１つのＳＯＩウェハ２５から製造する光偏向器１０の個数及び配置に応じたパターン５２を有している。
　ＳＴＥＰ５では、本発明の露光工程として、さらに、フォトマスク５０の表面側から紫外光５１が照射される。レジスト膜層４８のうち、フォトマスク５０のパターン５２の領域は、紫外光５１により露光される。
　図１１は、ＳＴＥＰ５の後、さらに、エッチング工程を経て製造された光偏向器１０の横断面図である。ＳＯＩウェハ２５は、裏面側から表面側に、ＳｉＯ２層２８ａ、支持層２８ｂ、ＳｉＯ２層２８ｃ、活性層２８ｄ及びＳｉＯ２層２８ｅを積層して有している。素子形成層４２は、ＳＯＩウェハ２５側から順番に電極層４２ａ、圧電膜層４２ｂ及び電極層４２ｃを積層して有している。
　ミラー部１１は、ＳｉＯ２層２８ｅの表面を被覆する金属層５４を有している。金属層５４の表面は、不図示の光源からミラー部１１に入射する光に対する反射面となる。活性層２８ｄは、ミラー部１１、内側圧電アクチュエータ１３及び外側圧電アクチュエータ１５の共通の基板層を形成している。
　図１２Ａは、レジスト膜層４８の膜厚を規定の１０μｍを超えているレジスト膜層４８の断面及び該膜厚で製造したＲ部３１の湾曲曲面のうねり量とを観察したＳＥＭ観察像である。図１２Ｂは、レジスト膜層４８の膜厚を規定の１０μｍ以内になっているレジスト膜層４８の断面及び該膜厚で製造したＲ部３１の湾曲曲面のうねり量を観察したＳＥＭ観察像である。
　図１２Ａと図１２ＢのＴＥＭ観察像の対比から、レジスト膜層４８の膜厚を規定の１０μｍ未満にすると、該膜厚で製造したＲ部３１の湾曲曲面を所望の６００ｎｍ以内に抑えられることが理解できる。
　［変形例及び補足］
　実施形態の光偏向器１０は、２軸式、すなわちミラー部からの走査光が二次元で走査する光偏向器になっている。本発明の光偏向器は、１軸式、すなわちミラー部からの走査光が一次元で走査する光偏向器であってもよい。
　実施形態の光偏向器１０は、Ｙ軸方向に圧電式アクチュエータとしての内側圧電アクチュエータ１３との結合部を超えて、可動枠部１４（可動枠）の内周に達して、該内周に結合している。本発明の光偏向器では、トーションバーは、支持部としての可動枠部１４には、結合していなくてもよい。
　実施形態では、フォトレジスト膜としてのレジスト膜層４８としての感光剤４４は、ＡＺ６１３０使用(粘度:７０ｃＳｔ)が採用されている。本発明のフォトレジスト膜を形成する感光剤は、５μｍ以上で１０μｍ以下である均一な膜厚のフォトレジスト膜で露光工程前の基板の表面側を被覆することができるのであれば、感光剤の種類は問わない。
　実施形態のＲ部３１ａａ，３１ｂａは、本発明の第１Ｒ部に対応する。Ｒ部３１ａｂ，３１ｂｂは、本発明の第２Ｒ部に対応する。実施形態では、図１０のＳＴＥＰ４で説明したように、ＳＯＩ２５の表面４０の全体が５μｍ以上でかつ１０μｍ以下の膜厚のレジスト膜層４８で被覆される。このため、Ｒ部３１ａａ，３１ｂａ，３１ａｂ，３１ｂｂだけでなく、その他のＲ部３１ａｃ，３１ｂｃ，３１ａｄ，３１ｂｄ、さらには、ミアンダパターンで結合しているカンチレバー１９の連結部のＲ部のうねり量も、６００ｎｍ以内にされている。本発明では、うねり量を６００ｎｍ以内にされるＲ部は、Ｒ部３１ａｂ，３１ｂｂのみでも可とする。
　実施形態では、図１０のＳＴＥＰ４で説明したように、ＳＯＩ２５の表面４０の全体が５μｍ以上でかつ１０μｍ以下の膜厚のレジスト膜層４８で被覆される。このため、R部の粗さ曲線の抽出長さの範囲に含まれる各周期に限定することなく、R部の粗さ曲線の全長に含まれる各周期の最大うねり量と最小うねり量との差分を６００ｎｍ以下にすることもできる。
１０・・・光偏向器、１１・・・ミラー部、１２・・・トーションバー、１３・・・内側圧電アクチュエータ、１４・・・可動枠部、２２ｘ，２２ｙ・・・回転軸線、２５・・・ＳＯＩウェハ、２８ｄ・・・活性層、３１・・・Ｒ部、３６・・・湾曲面、４０・・・表面、４２・・・素子形成層、４４・・感光剤、４５・・・スピン回転、４８・・・レジスト膜層、５２・・・パターン。

Claims (6)

  1. 　所定の回転軸線の回りに往復回動可能であるミラー部と、
    　前記ミラー部の前記回転軸線に沿って前記ミラー部の両側から延在している１対のトーションバーと、
    　前記ミラー部及び前記１対のトーションバーを包囲する枠部と、
    　各トーションバーと前記枠部との間に介在して、各トーションバーを前記回転軸線の回りにねじり振動させて、前記ミラー部を前記回転軸線の回りに往復回動させる複数の圧電式アクチュエータと、
    　各トーションバーと前記ミラー部との結合縁部に、内側にへこむ円柱曲面で形成された第１Ｒ部と、
    　前記ミラー部に臨む側の各圧電アクチュエータと各トーションバーとの間の結合縁部に、内側にへこむ円柱曲面で形成された第２Ｒ部と、
    を備える光偏向器であって、
    　前記ミラー部、前記トーションバー及び前記圧電式アクチュエータの基板層は、共通のシリコン単結晶層から成り、
    　前記シリコン単結晶層の主面の面指数は、（１００）及び（１１０）の一方であり、
    　前記トーションバーの軸方向は、前記シリコン単結晶層の結晶方位の＜１００＞であり、
    　前記第１Ｒ部及び前記第２Ｒ部のうちの少なくとも一方の所定部分は、前記円柱曲面に対する凹凸が６００ｎｍ以下となるように、形成されていることを特徴とする光偏向器。
  2. 　請求項１に記載の光偏向器において、
    　前記所定部分の両端は、前記円柱曲面を３等分割したときの中央の分割部分の両端の外側に設定されていることを特徴とする光偏向器。
  3. 　請求項１又は２に記載の光偏向器において、
    　前記少なくとも一方を、前記主面に対して平行な平面で切ったときの輪郭線をうねり曲線とし、
    　前記うねり曲線に対して最小二乗法による平均線が設定され、
    　前記うねり曲線で隣接する山頂と山頂との間の区間が周期とされ、
    　前記うねり曲線上の各位置における前記平均線からの距離がうねり量とされ、
    　前記所定部分に含まれる全部の周期について、各周期の最大うねり量と最小うねり量との差分が６００ｎｍ以下であることを特徴とする光偏向器。
  4. 　請求項３に記載の光偏向器において、
    　前記平面は、前記少なくとも一方の表面であることを特徴とする光偏向器。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の光偏向器において、
    　前記少なくとも一方は、前記第２Ｒ部であることを特徴とする光偏向器。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の光偏向器の製造方法であって、
    　主面の面指数が（１００）及び（１１０）の一方であるシリコン単結晶の活性層を含む基板の表面を、膜厚が５μｍ以上で１０μｍ以下であるフォトレジスト膜で被覆する被覆工程と、
    　前記光偏向器の前記ミラー部、前記トーションバー、前記圧電アクチュエータ、前記第１Ｒ部及び前記第２Ｒ部の輪郭を含む輪郭パターンを含むフォトマスクを介して前記被覆工程の後の前記基板の表面側を露光する露光工程と、
    　前記基板の表面側をエッチングして前記活性層に、前記光偏向器の前記ミラー部、前記トーションバー、前記圧電アクチュエータ、前記第１Ｒ部及び前記第２Ｒ部の輪郭を形成する輪郭形成工程と、
    を有することを特徴とする製造方法。
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