JP2004261949A

JP2004261949A - Forming method of micro-structural body, micro-structural body and optical switch

Info

Publication number: JP2004261949A
Application number: JP2003057496A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Miura; 宏介三浦
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of a micro-structural body capable of decreasing surface roughness of a side surface of the micro-structural body, the micro-structural body and an optical switch. <P>SOLUTION: At first, a resist layer 16 is formed on an electrically conductive layer 9 formed on a surface of an Si substrate 8 and a cantilever 10. Continuously, the resist layer 16 is patterned by X ray lithography, and a recessed part 17 opened on an upper surface is formed on the substrate 8. Continuously, a metal film 11b of Au is formed on an inner wall surface 17a of the resist layer 16 forming the recessed part 17 by deposition, etc. Thereafter, a mirror base part 11a is formed in the recessed part 17 by plating, etc. and thereafter, the resist layer 16 is removed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光スイッチに使用されるミラー等のような微細構造体を形成する微細構造体の形成方法、微細構造体及び光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光スイッチとしては、例えば、特許文献１に記載されているものがある。この文献に記載の光スイッチは、基板と、この基板上に形成され、基板表面に対して垂直方向に移動可能なミラーと、基板に形成されたファイバー配置溝とを有している。ミラーを形成する場合は、基板に形成された溝にシリコン等を埋め込んでミラーベースを形成し、このミラーベースの表面にＡｕ等の金属を蒸着して反射膜を形成する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１９１２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような光スイッチにおいて、ミラーの光反射率を高くするためには、ミラーの反射面の表面粗さを小さくする必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のミラーは、ミラーベースの側面に反射膜（金属膜）を成膜したものであるため、ミラーベースの側面の表面粗さに反射膜の表面粗さが加わる。このため、ミラーの反射面の表面粗さを小さくすることは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、微細構造体の側面の表面粗さを小さくすることができる微細構造体の形成方法、微細構造体及び光スイッチを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、構造体ベース部の側面に金属膜を有する微細構造体を基板の上部に形成する微細構造体の形成方法において、基板の上部に、上面に開口する凹部を有するようにレジスト層を形成する工程と、凹部を形成するレジスト層の内壁面に金属膜を形成する工程と、レジスト層の内壁面に金属膜を形成した後、凹部内に構造体ベース部を形成する工程と、レジスト層を除去する工程とを含むことを特徴とするものである。
【０００７】
以上のような微細構造体の形成方法では、基板上部の凹部を形成するレジスト層の内壁面に先ず金属膜を形成し、その後で凹部内に構造体ベース部を形成することにより、微細構造体の側面の表面粗さはレジスト層の内壁面の表面粗さのみで決まることになる。このため、構造体ベース部の側面に金属膜を成膜する場合のように構造体ベース部及び金属膜の表面粗さに影響されることは無いので、微細構造体の側面の表面粗さが小さくなる。また、構造体ベース部及び金属膜の表面粗さを抑える必要がなくなるため、微細構造体の製作が容易に行える。更に、先に金属膜を作ってから構造体ベース部を形成するので、構造体ベース部の材料の選択肢が広がる。
【０００８】
この場合、基板の上部にレジスト層を形成した後、Ｘ線リソグラフィによりレジスト層をパターンニングして凹部を形成するのが好ましい。Ｘ線リソグラフィを用いると、凹部（レジスト層の内壁）を数百μｍ程度の高さまで精度良く加工することが可能となる。これにより、レジスト層の内壁面が全体的に十分に滑らかになるため、結果として微細構造体の側面の表面粗さをより小さくすることができる。
【０００９】
また、本発明の微細構造体は、上記の微細構造体の形成方法によって形成されたことを特徴としている。これにより、側面の表面粗さの小さい微細構造体を得ることができる。
【００１０】
更に、本発明は、基板と、基板に設けられた可動部材と、可動部材に固定され、光路上を通る光を反射させるミラーとを備えた光スイッチにおいて、ミラーは、基板の上部に可動部材を形成した後で、上記の微細構造体の形成方法によって形成されたものであることを特徴としている。
【００１１】
上述した微細構造体の形成方法を用いてミラーを形成することにより、ミラーの光反射面（側面）の表面粗さが小さくなるため、ミラーの光反射率を向上させることができる。従って、ミラーでの反射による光損失を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明に係る微細構造体の形成方法が適用される光スイッチを示す垂直方向断面図である。
【００１４】
光スイッチ１は、プラットホーム２を有し、このプラットホーム２には光導波路等の光路３が設けられている。また、プラットホーム２には、溝部４が光路３を分断するように形成されている。プラットホーム２の上面には、Ｎｉ等からなる電極５が設けられ、この電極５上には、ＳｉＯ_２等からなる絶縁層６が設けられている。
【００１５】
プラットホーム２の上部には、マイクロアクチュエータ７が載置・固定されている。マイクロアクチュエータ７はＳｉ基板８を有し、このＳｉ基板８には凹部８ａが形成されている。Ｓｉ基板８には、Ｔｉ等からなる導電層９を介して、Ｎｉ等からなる片持ち梁（可動部材）１０が設けられている。片持ち梁１０は、その基端部が絶縁層６に固着されていると共に、先端部が溝部４の位置まで延びている。
【００１６】
片持ち梁１０の先端部には、光路３を通る光を反射させる直方体状のミラー（微細構造体）１１が固定されている。ミラー１１は、Ｎｉ等で形成されたミラーベース部１１ａを有し、このミラーベース部１１ａの両側面には、Ａｕ等の金属膜（反射膜）１１ｂが設けられている。なお、金属膜１１ｂは、ミラーベース部１１ａと片持ち梁１０との間にも存在することがある。ミラー１１の寸法は、例えば３０μｍ×３００μｍ×２００μｍであり、金属膜１１ｂの膜厚は１μｍ以下である。
【００１７】
片持ち梁１０と電極５とは、電圧源１２を介して電気的に接続されている。そして、この電圧源１２により片持ち梁１０と電極５との間に所定の電圧を印加することで、両者間に静電気力を発生させ、ミラー１１を上下動させる。
【００１８】
以上のような本実施形態に係る光スイッチ１において、初期状態では、図１に示すように、片持ち梁１０の先端側が、Ｓｉ基板８の凹部８ａ内に入り込むように上方に反っている。この状態では、光路３を通る光は、溝部４をそのままスルーして、反対側の光路３に導かれる。一方、電圧源１２により片持ち梁１０と電極５との間に所定の電圧を印加すると、両者間に生じる静電気力によって片持ち梁１０の先端側が電極５に引き寄せられ、これに伴ってミラー１１が下降して溝部４内に入り込む（図１中の二点鎖線）。この状態では、光路３を通る光はミラー１１で反射される。
【００１９】
次に、図２を参照して、ミラー１１の形成方法を含むマイクロアクチュエータ７の製作方法の一例について説明する。
【００２０】
図２において、まずＳｉ基板８の表面に、エッチングマスクとなるＳｉＯ_２膜１４を形成する（図２（ａ）参照）。そして、Ｓｉ基板８の表面にＴｉをスパッタし、導電層９を形成する（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
続いて、フォトリソグラフィとＮｉめっきによって、導電層９上に片持ち梁１０を形成する（図２（ｃ）参照）。次に、片持ち梁１０及び導電層９の上にＸ線リソグラフィ用のレジストを塗布し、レジスト層１６を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００２２】
そして、Ｘ線リソグラフィによってレジスト層１６をパターンニングし、片持ち梁１０の先端側の上部に、上面に開口したミラー形成用の凹部１７を形成する（図２（ｅ）参照）。このとき、片持ち梁１０の上面が凹部１７の底面を構成している。なお、凹部１７の深さは約２００μｍ程度であり、凹部１７の幅寸法は約３０μｍ程度である。
【００２３】
レジスト層１６のパターンニングに際し、リソグラフィとして、波長の短いＸ線を照射するＸ線リソグラフィを用いることによって、凹部１７の側面（レジスト層１６の内壁面）１７ａが垂直度良く加工されるようになる。このため、レジスト層１６の内壁面が滑らかになる。
【００２４】
続いて、蒸着やスパッタ、無電解めっき等により、レジスト層１６の内壁面（凹部１７の側面）１７ａにＡｕの金属膜（反射膜）１１ｂをコーティングする（図２（ｆ）参照）。このとき、レジスト層１６の上面及び凹部１７の底面にも金属膜１１ｂが形成される。金属膜１１ｂの膜厚は、例えば１μｍ以下とする。そして、めっき等によって凹部１７内にＮｉ等を埋め込み、ミラーベース部１１ａを形成する（図２（ｇ）参照）。
【００２５】
次いで、ウェットエッチング、ドライエッチング、機械的研磨などによって、レジスト層１６の上面に形成された金属膜１１ｂを除去する（図２（ｈ）参照）。そして、溶剤等を用いてレジスト層１６を剥離する（図２（ｉ）参照）。
【００２６】
その後、フッ素系ガス、例えばＸｅＦ_２によってＳｉ基板８を表面側よりドライエッチングを行い、凹部８ａを形成する（図２（ｊ）参照）。これにより、片持ち梁１０の先端側が凹部８ａに入り込んで曲がるようになる。以上により、上述したマイクロアクチュエータ７が得られる。
【００２７】
次に、比較として、図３を参照して、従来におけるミラーの形成方法を含むマイクロアクチュエータの製作方法の一例について説明する。
【００２８】
まず、上述した本実施形態に係るマイクロアクチュエータ７の製作方法における図２（ａ）〜（ｅ）と同様の工程を実施する（図３（ａ）〜（ｅ）参照）。次に、Ｎｉめっき等により、ミラー２０のミラーベース部２０ａを形成する（図３（ｆ）参照）。次に、図２（ｉ）の工程と同様に、溶剤などによってレジスト層１６を除去する（図３（ｇ）参照）。そして、めっきや蒸着等によってミラーベース部２０ａの側面にＡｕの金属膜（反射膜）２０ｂを形成する（図３（ｈ）参照）。その後、図２（ｊ）の工程と同様に、ドライエッチングによってＳｉ基板８に凹部８ａを形成する（図３（ｉ）参照）。
【００２９】
このようなミラー２０の形成方法では、まず、ミラーベース部２０ａを作ってから、そのミラーベース部２０ａの側面に金属膜２０ｂを成膜するため、ミラーベース部２０ａの表面粗さに金属膜２０ｂの表面粗さが加わることになる。このため、最終的に得られるミラー２０の側面（光反射面）の表面粗さが大きくなり、結果的にミラーの光反射率を高めることが困難になる。
【００３０】
また、ミラーベース部２０ａの側面に金属膜２０ｂを形成する際、ミラーベース部２０ａ以外の部分へのＡｕの付着を防ぐためにマスクが必要となり、製作工程がその分増えてしまう。そして、ミラーベース部２０ａ以外の部分へＡｕが付着してしまった場合は、そのＡｕ膜を選択的に除去しなければならないため、更に工程が増えてしまう。
【００３１】
一方、本実施形態に係るミラー１１の形成方法では、片持ち梁１０の上部に形成された凹部１７の側面（レジスト層１６の内壁面）１７ａに金属膜１１ｂをコーティングし、その後で凹部１７内にミラーベース部１１ａを埋め込み形成するので、ミラー１１の側面（反射面）の表面粗さがレジスト層１６の内壁面１７ａの表面粗さのみで決まることになり、ミラーベース部１１ａ及び金属膜１１ｂの表面粗さに影響されることはない。このとき、凹部１７は、Ｘ線リソグラフィによって形成されているので、上述したようにレジスト層１６の内壁面１７ａの表面粗さは十分に小さくなる。これにより、結果的にミラー１１の側面（光反射面）の表面粗さが小さくなる。
【００３２】
例えば、図３に示すような従来の方法でミラーを形成した場合には、ミラーの光反射面の二乗平均粗さが０．０４μｍ以上であるのに対し、図２に示すような本実施形態の方法でミラーを形成した場合には、ミラーの光反射面の二乗平均粗さは０．０３μｍ以下であった。
【００３３】
このように、本実施形態に係るミラーの形成方法によれば、ミラー１１の光反射面の表面粗さが小さくなるため、ミラー１１の光反射率が高くなる。その結果、ミラー１１での反射による光損失を低減することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係るミラー１１の形成方法では、滑らかなレジスト層１６の内壁面１７ａに金属膜１１ｂをコーティングしてからミラーベース部１１ａを形成するので、金属膜１１ｂの表面粗さの増大を抑える必要がない。また、ミラーベース部１１ａの表面粗さを抑える必要もなく、ミラーベース部１１ａの材料の選択肢が広がる。これにより、高反射率な光反射面を有するミラー１１の製作を容易に行うことができる。また、ミラー１１以外の部分にＡｕが付着するのを防ぐためにマスクすることや、ミラー１１以外の部分に付いたＡｕ膜を選択的に取り除くことが不要となるため、製作工程が余計に増えることを回避することもできる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、Ｘ線リソグラフィによってレジスト層１６のパターンニングを行ったが、フォトリソグラフィなどを用いてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では、ミラー１１の金属膜（反射膜）１１ｂの材料をＡｕ等としたが、上記のミラーの形成方法を採用すれば、選択的な膜付けやエッチングが困難な材料を反射膜として使用することが容易になり、反射対象の光の波長に応じて最適な金属材料を選択することができる。
【００３７】
更に、上記実施形態の光デバイスは、光を反射させるミラーを有する光スイッチであるが、本発明は、ハーフミラーや波長選択フィルタ等のような反射以外の光学特性をもった微細構造体にも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上の凹部を形成するレジスト層の内壁面に先ず金属膜を形成し、その後で凹部内に構造体ベース部を形成するようにしたので、微細構造体の側面の表面粗さを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微細構造体の形成方法が適用される光スイッチを示す垂直方向断面図である。
【図２】図１に示すミラーの形成方法を含むマイクロアクチュエータの製作方法の一例を示す図である。
【図３】従来におけるミラーの形成方法を含むマイクロアクチュエータの製作方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…光スイッチ、８…Ｓｉ基板、１０…片持ち梁（可動部材）、１１…ミラー（微細構造体）、１１ａ…ミラーベース部（構造体ベース部）、１１ｂ…金属膜、１６…レジスト層、１７…凹部、１７ａ…内壁面。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a microstructure for forming a microstructure such as a mirror used in an optical switch, a microstructure, and an optical switch.
[0002]
[Prior art]
As an optical switch, for example, there is an optical switch described in Patent Document 1. The optical switch described in this document has a substrate, a mirror formed on the substrate and movable in a direction perpendicular to the surface of the substrate, and a fiber arrangement groove formed in the substrate. When a mirror is formed, silicon or the like is buried in a groove formed in the substrate to form a mirror base, and a metal such as Au is deposited on the surface of the mirror base to form a reflection film.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-119129
[Problems to be solved by the invention]
In the optical switch as described above, it is necessary to reduce the surface roughness of the reflection surface of the mirror in order to increase the light reflectance of the mirror. However, since the mirror described in Patent Document 1 has a reflective film (metal film) formed on the side surface of the mirror base, the surface roughness of the reflective film is added to the surface roughness of the side surface of the mirror base. For this reason, it has been difficult to reduce the surface roughness of the reflection surface of the mirror.
[0005]
An object of the present invention is to provide a method for forming a microstructure, a microstructure, and an optical switch that can reduce the surface roughness of the side surface of the microstructure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a method for forming a fine structure having a metal film on a side surface of a structure base portion on a top of a substrate, wherein the resist layer is formed on the top of the substrate so as to have a concave portion opened on the top surface. Forming a metal film on the inner wall surface of the resist layer forming the concave portion, forming a metal film on the inner wall surface of the resist layer, and then forming a structure base portion in the concave portion, Removing the layer.
[0007]
In the method of forming a fine structure as described above, a metal film is first formed on the inner wall surface of a resist layer forming a concave portion on the substrate, and then a structure base portion is formed in the concave portion. Is determined only by the surface roughness of the inner wall surface of the resist layer. Therefore, unlike the case where a metal film is formed on the side surface of the structure base, the surface roughness of the fine structure is not affected by the surface roughness of the structure base and the metal film. Become smaller. Further, since it is not necessary to suppress the surface roughness of the structure base portion and the metal film, it is possible to easily manufacture a fine structure. Further, since the structure base portion is formed after the metal film is formed first, the choice of the material of the structure base portion is widened.
[0008]
In this case, it is preferable that after forming a resist layer on the substrate, the resist layer is patterned by X-ray lithography to form a concave portion. When X-ray lithography is used, it is possible to accurately process the concave portion (the inner wall of the resist layer) to a height of about several hundred μm. As a result, the entire inner wall surface of the resist layer becomes sufficiently smooth, and as a result, the surface roughness of the side surface of the fine structure can be further reduced.
[0009]
Further, a microstructure of the present invention is characterized by being formed by the above method for forming a microstructure. As a result, a microstructure having a small surface roughness on the side surface can be obtained.
[0010]
Further, the present invention relates to an optical switch including a substrate, a movable member provided on the substrate, and a mirror fixed to the movable member and reflecting light passing through an optical path, wherein the mirror has a movable member on an upper portion of the substrate. Is formed by the above-described method for forming a fine structure after the formation.
[0011]
By forming a mirror using the above-described method for forming a microstructure, the surface roughness of the light reflecting surface (side surface) of the mirror is reduced, so that the light reflectance of the mirror can be improved. Therefore, light loss due to reflection at the mirror can be reduced.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are used for the same elements, and redundant description will be omitted.
[0013]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an optical switch to which a method for forming a microstructure according to the present invention is applied.
[0014]
The optical switch 1 has a platform 2 on which an optical path 3 such as an optical waveguide is provided. A groove 4 is formed in the platform 2 so as to divide the optical path 3. An electrode 5 made of Ni or the like is provided on the upper surface of the platform 2, and an insulating layer 6 made of SiO ₂ or the like is provided on the electrode 5.
[0015]
A microactuator 7 is mounted and fixed on the upper part of the platform 2. The microactuator 7 has a Si substrate 8, on which a recess 8 a is formed. A cantilever (movable member) 10 made of Ni or the like is provided on a Si substrate 8 via a conductive layer 9 made of Ti or the like. The cantilever 10 has a proximal end fixed to the insulating layer 6 and a distal end extending to the position of the groove 4.
[0016]
A rectangular parallelepiped mirror (fine structure) 11 that reflects light passing through the optical path 3 is fixed to the tip of the cantilever 10. The mirror 11 has a mirror base 11a formed of Ni or the like, and a metal film (reflection film) 11b of Au or the like is provided on both side surfaces of the mirror base 11a. Note that the metal film 11b may also exist between the mirror base 11a and the cantilever 10. The dimensions of the mirror 11 are, for example, 30 μm × 300 μm × 200 μm, and the thickness of the metal film 11b is 1 μm or less.
[0017]
The cantilever 10 and the electrode 5 are electrically connected via a voltage source 12. By applying a predetermined voltage between the cantilever 10 and the electrode 5 by the voltage source 12, an electrostatic force is generated between the two and the mirror 11 is moved up and down.
[0018]
In the optical switch 1 according to the embodiment as described above, in the initial state, as shown in FIG. 1, the tip side of the cantilever 10 is warped upward so as to enter the recess 8 a of the Si substrate 8. In this state, light passing through the optical path 3 passes through the groove 4 as it is and is guided to the optical path 3 on the opposite side. On the other hand, when a predetermined voltage is applied between the cantilever 10 and the electrode 5 by the voltage source 12, the tip side of the cantilever 10 is attracted to the electrode 5 by the electrostatic force generated between the two, and the mirror 11 Descends into the groove 4 (two-dot chain line in FIG. 1). In this state, light passing through the optical path 3 is reflected by the mirror 11.
[0019]
Next, an example of a method of manufacturing the microactuator 7 including a method of forming the mirror 11 will be described with reference to FIG.
[0020]
2, an SiO ₂ film 14 serving as an etching mask is formed on the surface of the Si substrate 8 (see FIG. 2A). Then, Ti is sputtered on the surface of the Si substrate 8 to form the conductive layer 9 (see FIG. 2B).
[0021]
Subsequently, a cantilever 10 is formed on the conductive layer 9 by photolithography and Ni plating (see FIG. 2C). Next, a resist for X-ray lithography is applied on the cantilever 10 and the conductive layer 9 to form a resist layer 16 (see FIG. 2D).
[0022]
Then, the resist layer 16 is patterned by X-ray lithography, and a concave portion 17 for forming a mirror, which is opened on the upper surface, is formed on the upper end of the cantilever 10 (see FIG. 2E). At this time, the upper surface of the cantilever 10 forms the bottom surface of the concave portion 17. The depth of the recess 17 is about 200 μm, and the width of the recess 17 is about 30 μm.
[0023]
When patterning the resist layer 16, X-ray lithography that irradiates short-wavelength X-rays is used as lithography, so that the side surface 17 a (the inner wall surface of the resist layer 16) 17 a of the concave portion 17 can be processed with good verticality. . For this reason, the inner wall surface of the resist layer 16 becomes smooth.
[0024]
Subsequently, an Au metal film (reflection film) 11b is coated on the inner wall surface (side surface of the concave portion 17) 17a of the resist layer 16 by vapor deposition, sputtering, electroless plating, or the like (see FIG. 2F). At this time, the metal film 11b is also formed on the top surface of the resist layer 16 and the bottom surface of the concave portion 17. The thickness of the metal film 11b is, for example, 1 μm or less. Then, Ni or the like is buried in the concave portion 17 by plating or the like to form the mirror base portion 11a (see FIG. 2G).
[0025]
Next, the metal film 11b formed on the upper surface of the resist layer 16 is removed by wet etching, dry etching, mechanical polishing, or the like (see FIG. 2H). Then, the resist layer 16 is peeled off using a solvent or the like (see FIG. 2 (i)).
[0026]
After that, the Si substrate 8 is dry-etched from the surface side with a fluorine-based gas, for example, XeF ₂ to form a concave portion 8a (see FIG. 2 (j)). Thereby, the tip side of the cantilever 10 enters the concave portion 8a and bends. Thus, the above-described microactuator 7 is obtained.
[0027]
Next, for comparison, an example of a conventional method of manufacturing a microactuator including a method of forming a mirror will be described with reference to FIG.
[0028]
First, steps similar to those of FIGS. 2A to 2E in the method of manufacturing the microactuator 7 according to the above-described embodiment are performed (see FIGS. 3A to 3E). Next, the mirror base portion 20a of the mirror 20 is formed by Ni plating or the like (see FIG. 3F). Next, similarly to the step of FIG. 2I, the resist layer 16 is removed with a solvent or the like (see FIG. 3G). Then, an Au metal film (reflection film) 20b is formed on the side surface of the mirror base portion 20a by plating, vapor deposition, or the like (see FIG. 3H). Thereafter, similarly to the step of FIG. 2 (j), a concave portion 8a is formed in the Si substrate 8 by dry etching (see FIG. 3 (i)).
[0029]
In such a method of forming the mirror 20, the mirror base 20a is formed first, and then the metal film 20b is formed on the side surface of the mirror base 20a. Surface roughness is added. For this reason, the surface roughness of the side surface (light reflection surface) of the mirror 20 finally obtained becomes large, and as a result, it becomes difficult to increase the light reflectance of the mirror.
[0030]
Further, when the metal film 20b is formed on the side surface of the mirror base portion 20a, a mask is required to prevent Au from attaching to portions other than the mirror base portion 20a, and the number of manufacturing steps increases accordingly. If Au adheres to a portion other than the mirror base portion 20a, the Au film must be selectively removed, so that the number of steps is further increased.
[0031]
On the other hand, in the method for forming the mirror 11 according to the present embodiment, the metal film 11b is coated on the side surface (the inner wall surface of the resist layer 16) 17a of the concave portion 17 formed on the upper portion of the cantilever 10, and then the inside of the concave portion 17 is formed. Since the mirror base portion 11a is embedded in the mirror layer 11, the surface roughness of the side surface (reflection surface) of the mirror 11 is determined only by the surface roughness of the inner wall surface 17a of the resist layer 16, and the mirror base portion 11a and the metal film 11b are formed. Is not affected by the surface roughness of At this time, since the recess 17 is formed by X-ray lithography, the surface roughness of the inner wall surface 17a of the resist layer 16 becomes sufficiently small as described above. As a result, the surface roughness of the side surface (light reflecting surface) of the mirror 11 is reduced.
[0032]
For example, when a mirror is formed by a conventional method as shown in FIG. 3, the root mean square roughness of the light reflecting surface of the mirror is 0.04 μm or more, whereas the present embodiment as shown in FIG. When the mirror was formed by the above method, the root mean square roughness of the light reflecting surface of the mirror was 0.03 μm or less.
[0033]
As described above, according to the method for forming the mirror according to the present embodiment, the surface roughness of the light reflecting surface of the mirror 11 is reduced, so that the light reflectance of the mirror 11 is increased. As a result, light loss due to reflection at the mirror 11 can be reduced.
[0034]
Further, in the method of forming the mirror 11 according to the present embodiment, since the mirror base portion 11a is formed after coating the metal wall surface 17a of the smooth resist layer 16 with the metal film 11b, the surface roughness of the metal film 11b is increased. Need not be suppressed. Further, there is no need to suppress the surface roughness of the mirror base 11a, and the choice of the material of the mirror base 11a is expanded. Thereby, it is possible to easily manufacture the mirror 11 having the light reflecting surface with high reflectivity. Further, it is not necessary to perform masking to prevent Au from adhering to portions other than the mirror 11 or to selectively remove the Au film attached to portions other than the mirror 11, thereby further increasing the number of manufacturing processes. Can also be avoided.
[0035]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the resist layer 16 is patterned by X-ray lithography, but photolithography or the like may be used.
[0036]
In the above embodiment, the material of the metal film (reflection film) 11b of the mirror 11 is made of Au or the like. However, if the above-described mirror formation method is adopted, a material which is difficult to selectively form and etch is reflected. It can be easily used as a film, and an optimal metal material can be selected according to the wavelength of light to be reflected.
[0037]
Further, the optical device of the above embodiment is an optical switch having a mirror for reflecting light, but the present invention is also applicable to a fine structure having optical characteristics other than reflection, such as a half mirror and a wavelength selection filter. Applicable.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, the metal film is first formed on the inner wall surface of the resist layer forming the concave portion on the substrate, and then the structure base portion is formed in the concave portion. The roughness can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an optical switch to which a method for forming a microstructure according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a method of manufacturing a microactuator including the method of forming a mirror illustrated in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a conventional method of manufacturing a microactuator including a method of forming a mirror.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical switch, 8 ... Si substrate, 10 ... Cantilever (movable member), 11 ... Mirror (fine structure), 11a ... Mirror base part (structure base part), 11b ... Metal film, 16 ... Resist layer , 17 ... recess, 17a ... inner wall surface.

Claims

In a method for forming a fine structure in which a fine structure having a metal film on a side surface of a structure base portion is formed on an upper portion of a substrate,
A step of forming a resist layer on the upper portion of the substrate so as to have a concave portion opening on the upper surface,
Forming the metal film on the inner wall surface of the resist layer forming the concave portion,
After forming the metal film on the inner wall surface of the resist layer, forming the structure base portion in the concave portion,
Removing the resist layer.

2. The method according to claim 1, wherein, after forming the resist layer on the substrate, the concave portion is formed by patterning the resist layer by X-ray lithography.

A microstructure formed by the method for forming a microstructure according to claim 1.

A substrate, a movable member provided on the substrate, and an optical switch including a mirror fixed to the movable member and reflecting light passing through an optical path,
3. The optical switch according to claim 1, wherein the mirror is formed by the method for forming a microstructure according to claim 1 after forming the movable member on the substrate.