JP2004149887A

JP2004149887A - 積層構造物の製造方法

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Publication number: JP2004149887A
Application number: JP2002318472A
Authority: JP
Inventors: Jun Aketo; 純明渡; Nobuaki Asai; 伸明浅井; Yoshiharu Yamada; 祥治山田
Original assignee: Brother Industries Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Brother Industries Ltd; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP3907049B2

Abstract

【課題】ＡＤ法の有する特徴に着目し、カンチレバーデバイスのような複雑な工程を経て作業している積層構造物を少ない工程数で製造可能な積層構造物の製造方法を提供する。
【解決手段】基礎部３のうち弾性変形部３１は、アクチュエータ５を象って形成され、しかも、その側面は噴射ノズル７４から噴射される機能性微粒子の噴射方向に沿って切り込まれている。そのため、弾性変形部３１上には、回りこみのないアクチュエータ５が形成される。また、固定部３０上ではパターニングされたアクチュエータ５をステンシルマスク９を乗せて機能性微粒子を吹き付けるだけで形成している。したがって、従来上部電極層５２上に酸化膜でマスクして、一度積層した電極層５２等をエッチングする従来の方法に比べ、簡単かつ少ない工程数でカンチレバーデバイス１を作製することができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎部上に機能性膜を成膜した積層構造物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カンチレバーデバイスのような振動子においてシリコン製の基礎部の表面に板状の圧電アクチュエータを積層した積層構造物は、基礎部の表面に圧電アクチュエータを貼り付けて作製されていた。
【０００３】
しかし、カンチレバーデバイスの小型化、ひいては圧電アクチュエータの小型化及び高密度化が進むにつれ、上述した方法ではハンドリングが難しいため、その製造が難しくなっていた。
そのため、圧電アクチュエータを構成する上部電極層／圧電層（ＰＺＴ）／下部電極層を基礎部の表面上に化学反応等により成膜するゾルゲル法、スパッタリング法、水熱合成法等が現在行われている。尚、ゾルゲル法については非特許文献１に記載され、スパッタリング法については特許文献１に記載され、水熱合成法については特許文献２に記載されている。
【０００４】
ここでゾルゲル法を用いてカンチレバーデバイス２００を作製する例について図９を用いて簡単に説明する。
（１）アクチュエータ２１０を構成する下部電極層２１１・圧電層（ＰＺＴ）２１２・上部電極層２１３の各層を、酸化膜２２１でマスクコーティングされたシリコン製の基礎部２２０上に順に全面コーティングする（図９（ａ））
（２）上部電極層２１３の上に窒化シリコン膜からなる第１エッチングマスク２３１を積層する（図９（ｂ））。
【０００５】
（３）上部電極層２１３及び圧電層（ＰＺＴ）２１２を第１エッチングマスク２３１に沿ってエッチングし除去する（図９（ｃ））。
（４）露出した下部電極層２１１上に第２エッチングマスク（図示していない）を形成し、エッチングにより下部電極層２１１の不要部分を除去する（図９（ｄ））。ここでは電線を引き出す部分以外の下部電極層２１１を除去している。
【０００６】
（５）基礎部２００の上面に積層された酸化膜２２１のパターニングを行う（図９（ｅ））。
（６）酸化膜のパターニングに沿って基礎部２００上面のシリコンをエッチングする（図９（ｆ））。
【０００７】
（７）基礎部２００の下面の酸化膜２２１を除去し、エッチングのための開口部を形成する（図２（ｇ））。
（８）基礎部２００の下面をエッチングし、弾性変形部２４０を形成する（図２（ｈ））。
【０００８】
主な製造工程は以上の通りだが、実際には、エッチングマスクを形成するごとに、レジスト塗布、露光、現像によるパターニング、酸化膜からなるエッチングマスクの堆積と除去などの実行程が必要で、実際には２０行程以上になる。このように複雑な工程をとらなければならない理由は、上部電極と下部電極のショートを回避するためである。
【０００９】
しかし、このように従来の方法では工程数が多く、このことがコスト高を招く要因になっていた。また、圧電層（ＰＺＴ）２１２等の成膜、エッチング等、各プロセスを処理するために要する時間もかかるため、このこともコスト高を招く要因になっていた。これらの問題点は、水熱合成法、スパッタリング法でも同様であった。
【００１０】
尚、エッチング等の処理を省くため、基礎部を先に形成して電極層及び圧電層を成膜する方法も考えられるが、その場合、電極層を成膜する部分以外にも電極となる導電膜が成膜されてしまい（いわゆる回り込み：例えば、図９（ｈ）の弾性変形部２４０の側面等）、この回り込みが発生した部分でショート等の不具合が生じるので、そのような方法を採用することができなかった。
【００１１】
ところで圧電層等の成膜方法としては、ゾルゲル法等の他に、ＡＤ（エアロゾルデポジション）法があり、従来より検討が行われている。
ＡＤ法とは、機能性微粒子をキャリアガスを使って噴霧状にし、ノズルから高速で噴出した機能性微粒子を基礎部に衝突させてその表面に圧電層等を成膜する技術である。このＡＤ法に関しては、非特許文献２及び特許文献３に詳細に記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−１５６０９９号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７２３９号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２８２２３号公報
【非特許文献１】
Ａ．Ｓｃｈｒｏｔｈ等，「ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＯＦＳＯＬ−ＧＥＬＤＥＰＯＳＩＴＥＤＴＨＩＮＰＺＴＦＩＬＭＡＣＴＵＡＴＩＯＮＯＦ１ＤＡＮＤ２ＤＳＣＡＮＮＥＲＳ」，ＩＥＥＥ，１９９８，Ｐ４０２−４０６
【非特許文献２】
明渡純，「超微粒子ビームによる成膜法と微細加工への展開」，応用物理学会誌，応用物理学会，第６８巻，第１号、Ｐ．４４−４７
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来より紹介されているＡＤ法は、平板状の基材の上に成膜するもののみであり、カンチレバーデバイスのような複雑な形をしている積層構造物を作製する場合、上述したゾルゲル法に変えて、ＡＤ法を単に適用しただけでは、非常に多くの工程が必要であるという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明では、ＡＤ法の有する特徴に着目し、カンチレバーデバイスのような振動子に形成する積層構造物を少ない工程数で製造可能な積層構造物の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、機能性微粒子を基礎部の表面に衝突させて堆積することによって、基礎部の表面に機能性膜を成膜することを特徴とする積層構造物の製造方法において、機能性膜パターンエッジ形状の少なくとも一部は基礎部形状と一致し、前記基礎部当該箇所の形状加工後に前記機能性微粒子の堆積を行うことを特徴とする。
【００１６】
ＡＤ法では、機能性微粒子が基礎部表面に衝突する際、その運動エネルギーが基礎部−微粒子間あるいは微粒子−微粒子間の結合エネルギーに直接変換されるため、機能性微粒子を溶融することなく、基礎部表面に機能性膜が成膜される。基礎部表面に垂直に衝突するとき、最も効率よく運動エネルギーが結合エネルギーに変換され、垂直からずれるにしたがって、効率は低下していく。機能性微粒子が基礎部側面と平行に吹き付けられた場合は、その運動エネルギーが基礎部−微粒子間の結合エネルギーに変換される効率が低く、なおかつ、微粒子の運動エネルギーが基礎部に付着した微粒子を除去する効果も合わせ持っていることから、基礎部側面には機能性微粒子は堆積しない。そのため、本発明の製造方法のように、機能性膜パターンエッジ形状の少なくとも一部が基礎部形状と一致するよう基礎部を予め形成しておけば、その形状に沿って機能性膜が成膜される一方で、回り込みが発生しないのである。
従って、本発明の製造方法を用いると、基礎部を上述のように形成して後は機能性微粒子を衝突させるだけで、エッチングマスクを積層したり除去したり、一度積層した層をエッチングするなどの処理を要せず、非常に簡単かつ少ない工程で積層構造物を作製することができる。
【００１７】
次に、請求項２記載の発明は、請求項１記載の積層構造物の製造方法において、前記機能性微粒子を噴出するノズルと、前記基礎部との間隔を１ｍｍ以上離し、前記ノズルから前記機能性微粒子を基礎部に向けて噴射することによって、前記機能性微粒子の堆積を行うことを特徴とする。
【００１８】
基礎部に衝突する機能性微粒子の運動エネルギーは、機能性微粒子の流速とノズルと基礎部との間の距離とをパラメータとして変化する（粒子質量を一定とする）。基礎部−ノズル間距離の上限値は粒子の結合が行われるところがその値であり、流速が大となれば上限値も大きくなる。
【００１９】
積層構造物は、真空のチャンバー内で形成されるが、噴射したガスはチャンバー内を拡散し、機能性微粒子のみが基礎部に衝突するようになる。ノズルと基礎部との間隔が１ｍｍ以内では、機能性微粒子を搬送するキャリアガスが基礎部に強く当るため、基礎部に高い応力を加え破損する恐れがある。この状態は流速に関わらず、１ｍｍが境界値となっている。
【００２０】
したがって、本件発明のように、ノズルと基礎部との間隔を１ｍｍ以上離すと、
機能性微粒子が成膜に適した状態で、基礎部上に堆積することができる。
次に、請求項３記載の発明は、請求項１，２いずれか記載の積層構造物の製造方法において、前記機能性微粒子には、圧電材料からなる微粒子を用いることを特徴とする。この圧電材料からなる微粒子を用いると、圧電材料からなる機能性膜を備えた積層構造物を作製できる。
【００２１】
次に、請求項４記載の発明は、請求項１，２いずれか記載の積層構造物の製造方法において、前記機能性微粒子には、金属あるいは導電性セラミックその他の導電材料からなる微粒子を用いることを特徴とする。この導電材料からなる微粒子を用いると、導電材料からなる機能性膜を備えた積層構造物を作製できる。
【００２２】
次に、請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれか記載の積層構造物の製造方法において、異なる種類の前記機能性微粒子を前記基礎部に対し交互に衝突させ、多層状の前記機能性膜を成膜することを特徴とする。この製造方法を用いると、多層状の機能性膜を備えた積層構造物を作製できる。
【００２３】
次に、請求項６記載の発明は、請求項５記載の積層構造物の製造方法において、
前記各機能性微粒子を基礎部に衝突させる吹付範囲を前記機能性微粒子の種類毎に変えて、多層上の前記機能性膜を成膜することを特徴とする。この製造方法のように、吹付範囲を変えることで、パターニングができる。
【００２４】
次に、請求項７記載の発明は、請求項５，６いずれか記載の積層構造物の製造方法において、導電材料からなる前記機能性微粒子と、圧電材料からなる前記機能性微粒子とを前記基礎部に交互に衝突させ、導電層および圧電層を有する多層状の前記機能性膜を成膜することを特徴とする。この製造方法を用いると、導電材料からなる機能性膜と圧電材料からなる機能性膜とが交互に積層された機能性膜を備える積層構造物を作製できる。
【００２５】
次に、請求項８記載の発明は、請求項１〜７いずれか記載の積層構造物の製造方法において、不連続な前記機能性膜を形成可能な段差部が形成された基礎部を用いて前記積層構造物を製造することを特徴とする。この製造方法のように、基礎部に段差部を設ければ、段差部により機能性膜が分断される。従って、本発明の製造方法を用いれば、機能性膜を機能させる部分と機能させない部分を明確に分けることができる。
【００２６】
次に、請求項９記載の発明は、請求項１〜８いずれか記載の積層構造物の製造方法において、前記基礎部のうち成膜を行わない非成膜範囲にはステンシルマスクを被せた後、前記機能性微粒子を前記基礎部に衝突させ、パターニングされた前記機能性膜を成膜することを特徴とする。この製造方法では、ステンシルマスクを被せるだけの簡単な方法でまわりこみがほとんどないパターニングができる。
【００２７】
次に、請求項１０記載の発明は、請求項１〜９いずれか記載の積層構造物の製造方法により製造され、固定部と該固定部の一側面から延設された弾性変形部とを有する形状に形成された前記基礎部に、アクチュエータを構成する前記機能性膜を積層したことを特徴とする振動子の製造方法である。この製造方法を用いれば、固定部と弾性変形部とを有する振動子を簡単に製造することができる。また、請求項１１記載の発明のように、弾性変形部の遊端側にミラー部を備える振動子も同様に簡単に製造することができる。
【００２８】
次に、請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の振動子の製造方法で製造された振動子と、該振動子の機能性膜からなる前記アクチュエータを駆動するコントロール部と、前記ミラー部に光を照射する光照射部とを備え、前記コントロール部は、前記アクチュエータを駆動し、前記光照射部で照射した光を前記ミラー部で反射させることによって走査させることを特徴とする光走査装置である。
【００２９】
この光走査装置は、安価な振動子を上述した方法で製造することで、安価に製造することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明が適用された第１実施形態についてカンチレバーデバイスを例として説明する。
【００３１】
尚、以下の説明で参照する図面のうち、図１はカンチレバーデバイスの斜視図、図２は製造装置のブロック図、図３は機能性微粒子の噴射方法の説明図、図４はカンチレバーデバイスの製造工程の説明図で、（Ｉ）は図１に示した固定部のＡ−Ａ’断面図、（ＩＩ）は図１に示した弾性変形部と周辺部のＢ−Ｂ’断面図で示してある。
【００３２】
本実施形態で製造されるカンチレバーデバイス１は、図１に示すように、基礎部３と、アクチュエータ部５とからなる。
基礎部３は、主にシリコンで形成され、固定部３０と、弾性変形部３１と、周辺部３２とを有する。このうち固定部３０は直方体状に形成されており、弾性変形部３１は、固定部３０の一側面（以下「取付面」）の中央から該側面に垂直に延設されている。そして、周辺部３２は、取付面の右端から取付面に垂直に延設され、弾性変形部３１の遊端から所定距離離れた位置を回って取付面の左端に対し垂直に設けられたコ字状に形成されている。弾性変形部３１と周辺部３２とは所定距離離れて設けられており、以下弾性変形部３１と周辺部３２との間にある空間を中抜空間３３と呼ぶ。また基礎部３の上下両面全体には酸化膜３４がある（弾性変形部３１の下面を除く）。
【００３３】
アクチュエータ部５は、基礎部３のうち固定部３０の一部と弾性変形部３１に積層され、酸化膜３４の上に下部電極層５０、その上に圧電層５１、さらにその上に上部電極層５２が積層されている。
固定部３０に積層される各層のうち下部電極層５０は、固定部３０上面の中央及び左端部分に成膜され、圧電層５１及び上部電極層５２は、固定部３０上面の中央部分に成膜されている。
【００３４】
次に、本実施形態のカンチレバーデバイス１を製造する製造装置について図２を用いて説明する。
本実施形態の製造装置７は、キャリアガスタンク７０と、気化器７１と、チャンバ７２と、真空ポンプ７３とからなる。
【００３５】
キャリアガスタンク７０は、キャリアガスであるヘリウムガスが貯蔵されている。
尚、キャリアガスは、ヘリウムガスのほかに、アルゴンガス、窒素ガス等でもよい。
【００３６】
気化器７１は、導電材料あるいは圧電材料からなる機能性微粒子を投入すると、キャリアガスタンク７０から供給されたキャリアガスとともに機能性微粒子を攪拌してエアロゾル化し、そのエアロゾル化された機能性微粒子をチャンバ７２内に供給する装置である。
【００３７】
チャンバ７２は、噴射ノズル７４と、この噴射ノズル７４に対向する位置に設置されたスイーパ７５とを備えている。このチャンバ７２は、真空ポンプ７３により０．８ｔｏｒｒ以下の真空状態にされており、気化器７１でエアロゾル化された機能性微粒子は、気化器７１から供給されるとともに、このチャンバ７２と気化器７１側との気圧差によりに引き込まれることによって噴射ノズル７４から噴出される。またこの噴射ノズル７４は、図３（ｂ）に示すように、弾性変形部１１の幅方向に沿ったスリット状に形成され、少なくとも弾性変形部３１の幅よりも広い範囲に微粒子を噴出可能に形成されている。このような噴射ノズル７４を用いているのは、図３（ａ）に示すように、弾性変形部３１の幅よりも狭い範囲に微粒子を噴出するノズルを用いると、弾性変形部１１に上部電極層等を成膜するとき、先に成膜した部分と後で成膜した部分との境目部分αに吹き付けが重なる部分が生じ、膜の厚さが不均一となりアクチュエータ５の機能の安定性に悪影響を及ぼすからである。
【００３８】
また、チャンバー７２内の真空度は、チャンバー７２の排気口で測定している。真空度が粘流性の領域（１ｔｏｒｒ以上）で成膜を行うと、噴射した機能性微粒子に加え、ヘリウムガスも直接基礎部３に当たる。この圧力過剰な条件では、カンチレバーデバイス１にガスからの応力がかかり破損する原因になるため、ガス流の依存性を軽減する目的で、真空度を０．８ｔｏｒｒ以下の分子流の領域に真空度をもっていく必要がある。
【００３９】
機能性微粒子の粒径もカンチレバーデバイス１の破損に関わっており、噴射する機能性微粒子に粒径が大きなものが存在すると、その運動エネルギーによって、カンチレバーデバイス１に衝突した際、その衝突でカンチレバーデバイス１が破損しやすくなる。
【００４０】
粒子濃度も同様に、カンチレバーデバイス１へのダメージに関係しており、粒子濃度が１×１０^７個／ｃｍ^３以上では、破損がおきやすくなる。ここで、粒子濃度は、ヘリウムをキャリアガス、粒子材料をＰＺＴとし、ＰＡＬＡＳ社製ＰＣＳ−２０００で測定を行った。
【００４１】
噴射ノズル７４と基礎部３との距離が近すぎると、機能性微粒子の衝撃に加え、噴射したガスが直接基礎部３に当り力が加わるため、カンチレバーデバイス１が破損してしまう。１ｍｍ以上引き離せばこの問題は生じない。
そこで、本実施形態の成膜条件は、真空度が０．８ｔｏｒｒ以下、噴射する機能性微粒子の平均粒径は０．５μｍ以下、基礎部３−噴射ノズル７４間の距離は１ｍｍ以上で行った。また、噴射する機能性微粒子の濃度は、２×１０^２〜８×１０^６個／ｃｍ^３以下になるようにした。
【００４２】
一方、スイーパ７５は、噴射ノズル７４に対向する側に基礎部３を支持可能に形成されており、また、噴射ノズル７４のスリットに対し垂直なＸ方向（弾性変形部３１の長さ方向）及び平行なＹ方向（弾性変形部３１の幅方向）に移動可能に形成されている。
【００４３】
このように構成された製造装置３では、噴射ノズル４０から機能性微粒子とキャリアガスからなるエアロゾルを噴出させると、基礎部３に機能性微粒子が衝突して堆積し、また、その基礎部３をＸ方向に沿って移動させると、基礎部３上に機能性微粒子を構成する機能性材料からなる機能性膜、すなわち下部電極層５０や圧電層５１や上部電極層５２を構成する機能性膜が形成される。このように、機能性微粒子をエアロゾル化して基礎部３に向かって垂直に衝突され、基礎部３上に機能性膜を成膜する方法をエアロゾル・ディポジション法（以下「ＡＤ法」）と呼ぶ。
【００４４】
次に、本実施形態のカンチレバーデバイス１を製造する製造工程について図４を用いて説明する。尚、以下の説明において、例えば（Ｉ）図側の（ａ）と（ＩＩ）図側の（ａ）とを区別して説明するときは、（Ｉ―ａ）（ＩＩ―ａ）と記載し、（Ｉ）図及び（ＩＩ）図の両（ａ）図をまとめて説明するときは、単に（ａ）と記載する。
【００４５】
（１）平面状に形成されたシリコンウェハ９の上下両面に酸化膜３４を形成する。酸化膜３４は、固定部３０（図４（ＩＩ−ａ））及び弾性変形部３１と周辺部３２（図４（Ｉ−ａ））を象って形成する。
（２）酸化膜３４を施した部分以外の部分及び、弾性変形部３１の下部部分のシリコンをエッチングし、基礎部３を形成する（図４（ｂ））。このとき、弾性変形部３１（アクチュエータ５が形成される基礎部３の一部）の両側面は、機能性微粒子が吹き付けられる方向に沿って切り込まれる。そのため、基礎部３の形成後、機能性微粒子を基礎部３に吹き付けても、弾性変形部３１の側面には機能性微粒子が堆積せず、弾性変形部３１の上面にのみ機能性膜が形成され、弾性変形部３１の側面には機能性膜が成膜しないのである。すなわち、いわゆる回り込みが発生しないのである。
【００４６】
（３）固定部３０の右側部分（図４（ＩＩ−ｃ））の表面と周辺部１２（図４（Ｉ―ｃ）
）の表面とにステンシルマスク９を乗せて覆い、導電材料からなる機能性微粒子を噴射する（図４中矢印）。すると、ステンシルマスク９で覆われていない部分、すなわち弾性変形部３１および固定部３０の中央及び左側には、下部電極層５０（図１参照）が成膜される。このように本実施形態では、基礎部３の上に単に乗せるステンシルマスク９を用いても、弾性変形部３１上にはエッジがはっきりして、回りこみのない、機能性膜を形成することができるのである。
【００４７】
（４）固定部３０の中央部分を除く左右両側（図４（ＩＩ−ｄ））と、周辺部１２（図４（Ｉ―ｄ））とをステンシルマスク９で覆い、圧電材料からなる機能性微粒子のエアロゾルを噴射する。すると、ステンシルマスク９で覆われなかった部分、すなわち弾性変形部３１と固定部３０の中央には、圧電層５２（図１参照）が成膜されるのである。このとき、弾性変形部３１の上に積層される圧電層５２は、弾性変形部３１の形状のため、弾性変形部３１の側面には成膜されない。
【００４８】
（５）圧電層５２より狭い範囲の中央部分を除く左右両側（図４（ＩＩ−ｅ））と、周辺部３２（図４（Ｉ―ｅ））とをステンシルマスク９で覆い、圧電材料からなる微粒子のエアロゾルを噴射する。すると、ステンシルマスク９で覆われなかった部分、すなわち弾性変形部３１と固定部３０の中央には、上部電極層５２が成膜される。
【００４９】
このように（１）〜（５）の製造工程を経ると、図４（ｆ）に示すように、基礎部３の表面上に下部電極層５０、圧電層５１、上部電極層５２からなるアクチュエータ３が形成された本実施形態のカンチレバーデバイス１が製造されるのである。
【００５０】
このカンチレバーデバイス１は、上部電極層５２と下部電極層５０とに互いに極性の異なる電圧をかけると、圧電層５１の例えば上面が伸びる一方で下面が縮み、その結果圧電層５１が曲がり、これに伴って弾性変形部５２が曲がって動作するのである。
【００５１】
以上説明した製造方法によりカンチレバーデバイス１を作製すると以下のような効果がある。
本実施形態のように、アクチュエータ１を構成する機能性膜（圧電層５１等）パターンエッジ形状の少なくとも一部が基礎部３形状と一致するよう基礎部３を予め形成しておけば（弾性変形部３１）、その形状に沿って機能性膜が成膜される一方で、回り込みが発生しないのである。
【００５２】
従って、本実施形態の製造方法を用いると、基礎部３を上述のように形成して後は機能性微粒子を衝突させるだけで、従来の方法のように、エッチングマスクを機能性膜の上に積層したり除去したり、一度積層した機能性膜をエッチングするなどの処理を要せず、非常に簡単かつ少ない工程で積層構造物であるカンチレバーデバイス１を作製することができる。
【００５３】
また、本実施形態によると、従来エッチングが必要だった部分（弾性変形部３１）のエッチングが必要なくなり、デバイスとして寸法精度があまり求められない固定部３０上のアクチュエータ５についてのみステンシルマスク９をすれば、固定部３０上にアクチュエータ５をパターニングできるので、酸化膜等のマスクではなく、ステンシルマスク９を被せるだけの簡単な方法でアクチュエータ５をパターニングができる。
［第２実施形態］
次に、本件発明の第２実施形態について説明する。
【００５４】
この第２実施形態では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。形状等一部異なるところがあるが、説明簡単のため同じ符号を用いて説明する。
尚、以下の説明で利用する図面のうち、図５は積層構造物であるカンチレバーデバイスの斜視図、図６は本実施形態のカンチレバーデバイス１の製造方法の説明図で、矢印Ｃの方向から見た側面図である。
【００５５】
本実施形態で作成されるカンチレバーデバイス１は、第１実施形態の基礎部３が備える周辺部３２を有さない点と、アクチュエータ５の各層５０、５１、５２をステンシルマスク９を用いずに作製する点が異なるだけで、他は同じである。
次に、本実施形態のカンチレバーデバイス１を製造する製造工程について図６を用いて説明する。
【００５６】
（１）平面状に形成されたシリコンウェハの上下両面に酸化膜３４を形成する。酸化膜３４は、弾性変形部３１（図６（Ｉ−ａ））及び固定部３０（図６（ＩＩ−ａ））を象って形成する。
（２）酸化膜３４を施した部分以外の部分及び、弾性変形部３１の下部部分のシリコンウェハをエッチングし、基礎部３を形成する（図６（ｂ））。
【００５７】
（３）基礎部３全体に導電材料からなる機能性微粒子のエアロゾルを噴射ノズル７４から噴射し、スイーパ７５をＸ方向に動かす。すると基礎部３の噴射ノズル７４に対向する上面全体に下部電極層５０が成膜される（図６（ｃ））。
（４）固定部３０の右側約１／３の部分に、噴射ノズル７４から吹きだされるエアロゾルが当たらない位置でスイーパ７５をＸ方向に動かし、圧電材料からなる微粒子のエアロゾルを噴射する。すると、圧電材料からなる機能性微粒子のエアロゾルが当たった部分の下部電極層５０上には、圧電層５１が成膜される（図６（ｄ））。
【００５８】
（５）固定部３０の右側２／３の部分に、噴射ノズル７４から吹きだされるエアロゾルが当たらない位置でスイーパ７５をＸ方向に動かし、導電材料からなる微粒子のエアロゾルを噴射する。すると、導電材料からなる機能性微粒子のエアロゾルが当たった部分の圧電層５１上には、上部電極層５２が成膜される（図６（ｅ））。
【００５９】
このように（１）〜（５）の製造工程を経ると、図６（ｆ）に示すように、固定部３０上ではパターニングされた下部電極層５０、圧電層５１、上部電極層５２が積層された、弾性変形部３１上では弾性変形部３１の側面にこれらの層が成膜されない、いわゆる回り込みのないカンチレバーデバイス１が作製されるのである。
【００６０】
以上説明した製造方法によりカンチレバーデバイス１を作成すると第１実施形態で述べた効果のほかに以下のような効果がある。
各機能性微粒子を基礎部３に衝突させる吹付範囲を機能性微粒子の種類毎に変えることで、多層上の機能性膜を、ステンシルマスクを用いなくてもパターニングできる。
【００６１】
尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
例えば、尚、図４に示したように、すべての層をＡＤ法で作製することが望ましいが、これらのうち少なくとも１層をＡＤ法で作製すれば、工程数の低減につながる。
【００６２】
基礎部３が導電体である場合は、圧電層５１と上部電極層５２のみをＡＤ法で作製すれば、カンチレバーデバイス１が作製できる。
また、弾性変形部３１の先端にアクチュエータとして働かない部分を作製するには、図７に示すように、成膜したとき不連続な機能性膜を形成可能な段差部βを基礎部３に形成すればよい。このように段差部βを設けることで、例えば、機能性膜が有効に機能する必要がない部分（図中左側）に機能性膜が成膜されても、段差部βによりアクチュエータ５が分断されるので、必要な部分（図中右側）だけを機能させることができる。
【００６３】
尚、図８に示すように、弾性変形部３１の遊端側に、鏡９９を取付ける鏡取付部３９を形成してもよい。この鏡取付部３９に鏡９９を取付けたカンチレバーデバイス１を用いれば、図８に示すような光走査装置１００を構成できる。
この光操作装置１００は、制御装置１１０と、カンチレバーデバイス１を制御するためのドライバ装置１２０と、光照射装置１３０と、光照射装置１３０を制御するためのドライバ装置１４０とを備えており、制御装置１１０により各ドライバ装置１２０，１４０を介して、カンチレバーデバイス１と光照射装置１３０とを制御することができる。
【００６４】
具体的には、光照射装置１３０により鏡に向かって光を照射させ、カンチレバーデバイス１で弾性変形部３１を駆動すると、光照射装置１３０から照射された光で走査することができる。
尚、本実施形態では、固定部３０の一側面に弾性変形部３１を備える片持ちのカンチレバーデバイスについて記載したが、固定部３０を挟んだ両側に弾性変形部３１を備える両持ち梁のデバイスあるいは、その他振動子を作製する場合にも本実施形態で説明した製造方法により製造してもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】カンチレバーデバイスの斜視図である。
【図２】製造装置のブロック図である。
【図３】機能性微粒子の噴射方法の説明図である。
【図４】カンチレバーデバイスの製造工程の説明図で、（Ｉ）は図１のＡ−Ａ’断面図、（ＩＩ）は図１のＢ−Ｂ’断面図で示している。
【図５】カンチレバーデバイスの斜視図である。
【図６】カンチレバーデバイスの製造工程の説明図である。
【図７】段差部が形成された弾性変形部の一部拡大図である。
【図８】光走査装置のブロック図である。
【図９】従来の振動子の製造工程を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１‥カンチレバーデバイス、３‥基礎部、５‥アクチュエータ、３０‥固定部、３１‥弾性変形部、３２‥周辺部、３３…中抜空間、３４…酸化膜、５０‥下部電極層、５１‥圧電層、５２‥上部電極層、７‥製造装置、７０‥キャリアガスタンク、７１‥気化器、７２‥チャンバ、７３‥真空ポンプ、７４‥噴出ノズル、７５‥スイーパ、９‥ステンシルマスク

Claims

機能性微粒子を基礎部の表面に衝突させて堆積することによって、前記基礎部の表面に機能性膜を成膜することを特徴とする積層構造物の製造方法において、
機能性膜パターンエッジ形状の少なくとも一部は基礎部形状と一致し、基礎部当該箇所の形状加工後に機能性微粒子の堆積を行うことを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１記載の積層構造物の製造方法において、
前記機能性微粒子を噴出するノズルと、前記基礎部との間隔を１ｍｍ以上離し、
前記ノズルから前記機能性微粒子を基礎部に向けて噴射することによって、
前記機能性微粒子の堆積を行うことを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１，２いずれか記載の積層構造物の製造方法において、
前記機能性微粒子には、圧電材料からなる微粒子を用いることを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１，２いずれか記載の積層構造物の製造方法において、
前記機能性微粒子には、金属あるいは導電性セラミックその他の導電材料からなる微粒子を用いることを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１〜４いずれか記載の積層構造物の製造方法において、
異なる種類の前記機能性微粒子を前記基礎部に対し交互に衝突させ、多層状の前記機能性膜を成膜することを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項５記載の積層構造物の製造方法において、
前記各機能性微粒子を基礎部に衝突させる吹付範囲を前記機能性微粒子の種類毎に変えて、多層状の前記機能性膜を成膜することを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項５，６いずれか記載の積層構造物の製造方法において
導電材料からなる前記機能性微粒子と、圧電材料からなる前記機能性微粒子とを前記基礎部に交互に衝突させ、導電層および圧電層を有する多層状の前記機能性膜を成膜することを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１〜７いずれか記載の積層構造物の製造方法において、
不連続な前記機能性膜を形成可能な段差部が形成された基礎部を用いて前記積層構造物を製造することを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１〜８いずれか記載の積層構造物の製造方法において、
前記基礎部のうち成膜を行わない非成膜範囲にはステンシルマスクを被せた後、前記機能性微粒子を前記基礎部に衝突させ、パターニングされた前記機能性膜を成膜することを特徴とする積層構造物の製造方法。
請求項１〜９いずれか記載の積層構造物の製造方法により製造され、
固定部と該固定部の一側面から延設された弾性変形部とを有する形状に形成された前記基礎部に、アクチュエータを構成する前記機能性膜を積層したことを特徴とする振動子の製造方法。
請求項１０記載の振動子の製造方法において、
前記弾性変形部の遊端側にミラー部を備えることを特徴とする振動子の製造方法。
請求項１１記載の振動子の製造方法で製造された振動子と、
該振動子の機能性膜からなる前記アクチュエータを駆動するコントロール部と、
前記ミラー部に光を照射する光照射部と
を備え、
前記コントロール部は、前記アクチュエータを駆動し、前記光照射部で照射した光を前記ミラー部で反射させることによって走査させることを特徴とする光走査装置。