JP2021033305A - ミラー装置、該ミラー装置を備える走査型レーザ装置、走査型ディスプレイ、及びミラー装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来よりも高解像度を実現することができるミラー装置を提供する。【解決手段】ミラー装置１Ａは、枠体１０Ａと、枠体１０Ａの内側に設けられ、両端部が枠体１０Ａに接続された軸部材２０Ａと、軸部材２０Ａに固定され、軸部材２０Ａの軸周りに揺動可能に設けられた反射部材３０Ａと、を備える。反射部材３０Ａは、軸部材２０Ａの軸方向に沿って設けられた基部３１Ａと、基部３１Ａに設けられた反射部３２Ａとを有する。基部は、軸部材２０Ａの軸方向に沿って設けられた主面３１１Ａａを有する上壁部３１１Ａと、反射部３２Ａとは反対側に上壁部３１１Ａから延在した複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・とを含む三次元凹凸構造を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ミラー装置、該ミラー装置を備える走査型レーザ装置、走査型ディスプレイ、及びミラー装置の製造方法に関する。
従来、マイクロミラーなどのミラー装置を備える走査型レーザ装置がある。マイクロミラーは、スキャナとも呼ばれ、その構造が簡単で小型であることから、モバイルディスプレイなどのモバイル機器に適用されている。
近年、例えばウェアラブルデバイスとして、ヘッドマウント型ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）／ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）／ＭＲ（Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）ディスプレイが注目されており、その研究・開発が盛んに進められている。よりリアリティの高いＶＲ／ＡＲ／ＭＲを作り出すためには、ディスプレイに用いられる映像投影システムとして小型、軽量、且つ高解像度の走査型レーザ装置が必要であることから、小型、軽量、高解像度を実現可能なマイクロミラーに注目が集まっている。
走査型レーザ装置の解像度を決定するのは、マイクロミラーの性能であり、マイクロミラーの動作周波数、回転角（光学走査角）及び直径によって上記解像度が変化する。マイクロミラーは、小型のミラーがねじりバネで支持された構造を有しているが、上記動作周波数、回転角及び直径の３つのパラメータは、一般にトレードオフの関係にある。例えば、ミラーの直径を保ったまま動作周波数を増大させると、ミラーの動的変形を抑えるためのミラー厚の増加を招く。その結果、ミラー厚の増加に伴う動作周波数の低下を抑えるためにトーションバーの直径が増加し、ひいてはトーションバーの許容破壊回転角の低下を招く。よって、上記パラメータの全てを向上させることは難しく、走査型レーザ装置の解像度を向上することは容易ではない。
一方、走査型レーザ装置の高解像度化に対する要求は、液晶ディスプレイのような他の表示装置に対する高解像度化と共に増大している。例えば、ＨＤＴＶと同等の高精細を実現する場合、水平解像度１９２０、垂直解像度１０８０、水平走査周波数３６ｋＨｚ、光学走査角と直径の積で９０度・ｍｍが必要とされる。
これまで、本発明者らは、様々な手法を用いて高解像度化への取り組みを行っている。例えば、走査型レーザディスプレイに用いられるミラー装置として、枠部にトーションバーを介して揺動可能に支持されたミラープレートを有するマイクロミラーが開示されている（例えば、非特許文献１）。このマイクロミラーは直径４２０μｍを有し、動作周波数２４．５ｋＨｚ、光学走査角５．１４度を実現している。
Ｃｈｕ Ｈｏａｎｇ Ｍａｎｈ外，Ｖａｃｕｕｍ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｂ−ｄｒｉｖｅ ｍｉｃｒｏ ｄｉｓｐｌａｙ ｍｉｒｒｏｒｓ，Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．１９（２００９），１０５０１８（８ｐｐ）
しかしながら、従来の構成では、更なる高解像度を実現するのに十分ではなかった。
本発明の目的は、従来よりも高解像度を実現することができるミラー装置、該ミラー装置を備える走査型レーザ装置、走査型ディスプレイ、及びミラー装置の製造方法を提供することにある。
本発明の第１態様によれば、ミラー装置は、
枠体と、
前記枠体の内側に設けられ、前記枠体に接続された軸部材と、
前記軸部材に固定され、前記軸部材の軸周りに揺動可能に設けられた反射部材と、
を備え、
前記反射部材は、前記軸部材の軸方向に沿って設けられた基部と、前記基部に設けられた反射部と、
を有し、
前記基部は、前記軸部材の軸方向に沿って設けられた主面を有する底壁部と、前記反射部とは反対側に前記底壁部から延在した複数の側壁部とを含む三次元凹凸構造を有する。
前記側壁部の厚さに対する高さの比は、２０以上１０００００以下であるのが好ましい。
前記基部が、ＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層で構成されているのが好ましい。
前記複数の側壁部は、前記軸部材の軸方向に関して間隔を空けて配置された複数のフィンで構成されていてもよい。
前記基部は、前記底壁部と、前記基部の平面視で第１の方向に延在する一対の第１側壁部の複数で構成される第１側壁部群と、前記一対の第１側壁部を連結する第１上壁部の複数で構成される第１上壁部群と、を含んでもよい。
また、前記基部が、前記基部の平面視で前記第１側壁部群を囲繞するように配置された一対の第２側壁部と、前記一対の第２側壁部を連結し、且つ前記第１上壁部群と接続された第２上壁部と、を更に含んでもよい。
前記第１上壁部及び前記第２上壁部の少なくとも一方に、貫通孔が設けられ、
前記底壁部、前記一対の第１側壁部及び前記第１上壁部が、第１中空部を画定しており、
前記底壁部、前記一対の第２側壁部及び前記第２上壁部が、前記第２中空部を画定していてもよい。
また、前記基部は、前記底壁部と、前記基部の平面視で第１の方向に延在する一対の第１側壁部の複数で構成される第１側壁部群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在し、且つ一対の第１側壁部を連結する一対の第３側壁部の複数で構成される第３側壁部群と、を含んでもよい。
前記第１側壁部群及び前記第３側壁部群が、前記基部の平面視で格子状に配置されていてもよい。
前記基部は、前記基部３１の平面視で、隣接する２つの前記第１側壁部と、隣接する２つの前記第３側壁部とで画定される第３上壁部の複数で構成される第３上壁部群を更に有し、
前記第３上壁部に１又は複数の貫通孔が設けられ、
前記底壁部、前記一対の第１側壁部、前記一対の第３側壁部及び前記第３上壁部が、第３中空部を画定していてもよい。
また、前記基部は、前記底壁部と、前記基部の平面視で第１の方向に延在する一対の第１側壁部の複数で構成される第１側壁部群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する一対の第３側壁部の複数で構成される第３側壁部群と、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれとも交差する第３の方向に延在する一対の第４側壁部の複数で構成される第４側壁部群と、を含んでもよい。
前記第１側壁部群、前記第３側壁部群及び前記第４側壁部群が、前記基部の平面視でトラス状構造を構成してもよい。
前記基部が、前記基部３１の平面視で、前記第１側壁部群、前記第３側壁部群及び前記第４側壁部群で画定される第４上壁部を更に含み、
前記第４上壁部に１又は複数の貫通孔が設けられ、
前記底壁部、前記一対の第１側壁部及び前記第４上壁部の第１部分が、第４中空部の第１部分を画定し、
前記底壁部、前記一対の第３側壁部及び前記第４上壁部の第２部分が、前記第４中空部の第２部分を画定し、
前記底壁部、前記一対の第４側壁部及び前記第４上壁部の第３部分が、前記第４中空部の第３部分を画定していてもよい。
前記基部は、前記第１側壁部群を構成する一対の第１側壁部のうちの一方と、他の一対の第１側壁部のうちの一方との間の空隙部に、隣接する前記第１側壁部同士を連結する第５側壁部群を更に備えていてもよい。
また、前記第１側壁部群び前記第５側壁部群が、前記基部の平面視でトラス状構造を構成していてもよい。
前記ミラー装置が、前記枠体及び前記軸部材のいずれかに設けられた一対の櫛歯部を更に備えてもよい。
前記基部は、金属酸化物で構成されていてもよく、また、前記金属酸化物が、Ａｌ２Ｏ３であってもよい。
本発明の第２態様によれば、走査型レーザ装置が、レーザ光源と、前記のミラー装置と、前記ミラー装置を駆動する駆動機構と、を備える。
本発明の第３態様によれば、前記走査型レーザ装置を備える走査型ディスプレイが提供されてもよい。
本発明の第４態様によれば、ミラー装置の製造方法は、
ＳＯＩウエハのデバイス層に異方性深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施し、前記ＳＯＩウエハの主面に対して垂直な方向に延在する凹凸部を形成する工程（Ａ１）と、
ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部に第１層を共形堆積する工程（Ｂ１）と、
異方性のエッチングにより、前記凹凸部の上面に形成された第１層に貫通孔又は貫通溝を形成する工程（Ｃ１）と、
異方性のエッチングにより、前記ＳＯＩウエハのハンドル層上に形成された第１層をパターン成形する工程（Ｄ１）と、
異方性のエッチングにより前記ＳＯＩウエハの前記ハンドル層を除去して、前記ＳＯＩウエハの酸化物層を露出させる工程（Ｅ１）と、
異方性ＲＩＥにより前記酸化物層を除去して前記凹凸部の下面を露出させる工程（Ｆ１）と、
ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記第１層及び前記凹凸部の下面に第２層を共形堆積する工程（Ｇ１）と、
異方性のエッチングにより前記貫通孔又は貫通溝に形成された前記第２層を除去して、前記第１層に再度貫通孔又は貫通溝を形成する工程（Ｈ１）と、
ＳＯＩウエハの前記ハンドル層側から前記第２層に金属を堆積して、前記第２層上に反射部を形成する工程（Ｉ１）と、
等方性ＲＩＥにより、前記貫通孔又は貫通溝を介して前記デバイス層の前記凹凸部を除去する工程（Ｊ１）と、
を有する。
本発明の第５態様によれば、ミラー装置の製造方法は、
ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、ＳＯＩウエハのデバイス層に第１層を堆積すると共に、前記ＳＯＩウエハのハンドル層に第２層を堆積する工程（Ａ２）と、
異方性のエッチングにより、前記第１層をパターン成形して、前記デバイス上に、直線状に並べて配置された複数の円状凹部を上面に有する線状凸部の複数と、該複数の線状凸部間に前記デバイス層が露出するように複数の線状凹部を形成する工程（Ｂ２）と、
異方性のエッチングにより、前記ハンドル層上に前記第２層をパターン成形する工程（Ｃ２）と、
前記線状凹部に所定間隔でマスキングを施し、前記マスキングを施していない露出した前記デバイス層に異方性深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施して、前記ＳＯＩウエハの主面に対して垂直な方向に延在する複数の第１溝部を含む凹凸前駆体を形成する工程（Ｄ２）と、
ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸前駆体に第３層を共形堆積する工程（Ｅ２）と、
異方性のエッチングにより、前記凹凸前駆体のうちの前記マスキングを施した部分の上面に堆積した前記第３層の一部を除去する工程（Ｆ２）と、
前記第３層の一部の除去によって露出した前記凹凸前駆体に異方性深掘りＲＩＥを施し、前記凹凸前駆体のうち前記第３層の一部の除去によって露出した部分を除去して、前記ＳＯＩウエハの主面に対して垂直な方向に延在する複数の第２溝部を含む凹凸部を形成する工程（Ｇ２）と、
ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部に第４層を共形堆積する工程（Ｈ２）と、
異方性のエッチングにより前記ＳＯＩウエハの前記ハンドル層を除去して、前記ＳＯＩウエハの酸化物層を露出させる工程（Ｉ２）と、
異方性ＲＩＥにより前記酸化物層を除去して前記凹凸部の下面を露出させる工程（Ｊ２）と、
ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部の下面に第５層を共形堆積する工程（Ｋ１）と、
異方性のエッチングにより、前記第１層の前記複数の円状凹部に対応する位置に貫通孔又は貫通溝を形成する工程（Ｌ２）と、
ＳＯＩウエハの前記ハンドル層側から前記第５層に金属を堆積して、前記第５層上に反射部を形成する工程（Ｍ２）と、
等方性ＲＩＥにより、前記貫通孔又は貫通溝を介して前記凹凸部を除去する工程（Ｎ２）と、
を有する。
本発明によれば、従来よりも高解像度を実現することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るミラー装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１のミラー装置の部分拡大側面図である。 図３は、本発明の第２実施形態に係るミラー装置の構成を概略的に示す斜視図である。 図４Ａは、図３のミラー装置の平面図である。 図４Ｂは、図４Ａの線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。 図５は、図３のミラー装置の部分拡大画像である。 図６Ａは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図６Ｂは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図６Ｃは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図７は、ミラー装置を製造する際に使用されるＡＬＤ法を説明するための模式図である。 図８Ａは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図８Ｂは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図８Ｃは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図９Ａは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図９Ｂは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図９Ｃは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１０Ａは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１０Ｂは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１０Ｃは、図３のミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１１Ａは、図３の基部の変形例を示す部分平面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａの線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。 図１１Ｃは、図１１Ａの線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。 図１２Ａは、図３の基部の他の変形例を示す部分平面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａの線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図である。 図１２Ｃは、図１２Ａの線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。 図１３Ａは、図３の基部の他の変形例を示す部分平面図である。 図１３Ｂは、図１３Ａの線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。 図１４Ａは、図３のミラー装置の変形例を示す平面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａの線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図である。 図１４Ｃは、図１４Ａの線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿う断面図である。 図１５Ａは、図１４のミラー装置の電子顕微鏡画像である。 図１５Ｂは、図１５Ａの部分断面画像である。 図１６Ａは、図１４のミラー装置の白色光干渉計による表面プロファイリングを行って得られた３次元マッピングを示す図である。 図１６Ｂは、図１６Ａの線ＶＩＩＩＩ−ＶＩＩＩＩに沿う断面に沿った高さ分布を示すグラフである。 図１７Ａは、本発明の第３実施形態に係るミラー装置の構成を概略的に示す平面図である。 図１７Ｂは、図１７Ａの線Ｘ−Ｘに沿う部分断面斜視図である。 図１８は、図１７Ｂにおける複数の第５側壁部の構成の一例を示す電子顕微鏡画像である。 図１９Ａは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１９Ｂは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１９Ｃは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図１９Ｄは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２０Ａは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２０Ｂは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２０Ｃは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２１Ａは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２１Ｂは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２１Ｃは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する工程図である。 図２２Ａは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２２Ｂは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２２Ｃは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２２Ｄは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２２Ｅは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２２Ｆは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２３Ａは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２３Ｂは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２３Ｃは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２３Ｄは、図１７Ａのミラー装置の製造方法の一例を説明する平面図である。 図２４は、図２２Ｅから図２３Ｂに至る工程の詳細を説明する図である。 図２５は、図１８の基部の構成の変形例を示す電子顕微鏡画像である。 図２６は、本発明の第４実施形態に係る走査型レーザ装置の構成の一例を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るミラー装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１のミラー装置の部分拡大側面図である。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴を分かりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の形状、寸法比率等は図示するものに限らないものとする。
各図中、Ｄ１方向は、ミラー装置の長さ方向を示す。Ｄ２方向は、ミラー装置の幅方向を示す。Ｄ３方向は、ミラー装置の高さ方向を示す。
図１に示すように、ミラー装置１Ａは、枠体１０Ａと、枠体１０Ａの内側に設けられ、枠体１０Ａに接続された軸部材２０Ａと、軸部材２０Ａに固定され、軸部材２０Ａの軸周りに揺動可能に設けられた反射部材３０Ａとを備える。
本実施形態の枠体１０Ａは、Ｄ１方向及びＤ２方向で規定される面内方向に沿って配置されており、ミラー装置１Ａの平面視で略矩形を有している。枠体１０Ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）層で構成されるか、シリコン層と酸化物層との積層体で構成されるか、又はゲルマニウム（Ｇｅ）層で構成されている。シリコン層は、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）で構成されており、酸化物層は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２等）で構成されている。
軸部材２０Ａは、対向する一対の枠部１０Ａａ，１０Ａｂのうちの枠部１０Ａａと反射部材３０Ａとを連結する第１軸部２０Ａａと、枠部１０Ａｂと反射部材３０Ａとを連結する第２軸部２０Ａｂとを有する。軸部材２０Ａは、例えば反射部材３０Ａの後述する基部３１Ａと一体で形成される。軸部材２０Ａは、例えば幅方向（Ｄ２方向）断面視で略矩形を有している。
軸部材２０Ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）層で構成されるか、シリコン層と酸化物層との積層体で構成されるか、又はゲルマニウム（Ｇｅ）層で構成されている。シリコン層は、例えば単結晶シリコン或いは多結晶シリコンで構成されており、酸化物層は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２等）で構成されている。
反射部材３０Ａは、図２に示すように、軸部材２０Ａの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた基部３１Ａと、基部に設けられた反射部３２Ａとを有する。この基部３１Ａは、軸部材２０Ａの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた主面３１１Ａａを有する上壁部３１１Ａと、反射部３２Ａとは反対側に上壁部３１１Ａから延在した複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・とを含む三次元凹凸構造を有する。なお、図１及び図２では、反射部材３０Ａの特徴を分かりやすくするために、上壁部３１１Ａを上側に位置させた状態を図示しているが、軸部材２０Ａを回転中心としてミラー装置１Ａを１８０度回転させた状態では、上壁部３１１Ａが底壁部を構成する。
基部３１Ａは、反射部３２Ａを支持する部材であり、軸部材２０Ａの捻じれによって生じた応力により、時計回り或いは反時計回りに揺動する。この基部３１Ａは、上述のように、軸部材２０Ａと一体で成形されている。基部３１Ａは、略直方体であり、例えば長さ（Ｄ１方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、幅（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、高さ（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下を有する。一例として、基部３１Ａの長さは２０００μｍ、幅は２０００μｍ、高さは６７９μｍである。
基部３１Ａは、ＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層で構成されているのが好ましい。ＡＬＤ層とは、原子層堆積により形成された層であり、ＭＬＤ層とは、分子層堆積により形成された層である。ＡＬＤ／ＭＬＤ層は、結晶状態等から物として特定することができ、また、ＣＶＤ、スピンコーティングの法などの他の方法で形成された層とは明確に区別することができる。基部３１ＡをＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層で構成することにより、側壁部３１２Ａの高アスペクト比を確実に実現することができる。
基部３１Ａは、金属酸化物及び金属窒化物のいずれかで構成されることができ、好ましくは金属酸化物で構成されている。金属酸化物は、特に制限はないが、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。金属窒化物は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ、或いはＳｉ３Ｎ４）である。
上壁部３１１Ａは、基部３１Ａの平面視で略矩形を有し、基部３１Ａの平面視で基部３１Ａの全体に亘って形成されている。上壁部３１１Ａは、例えば厚さ（Ｄ３方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一例として、上壁部３１１Ａの厚さは５０ｎｍである。上壁部３１１Ａの一方の主面３１１Ａａには反射部３２Ａが形成され、他方の主面３１１Ａｂには複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・が設けられている。
側壁部３１２Ａは、上壁部３１１Ａに対して垂直に配置されており、Ｄ１方向からの側面視で略矩形である（図１）。側壁部３１２Ａは、例えば長さ（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、幅（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下、厚さ（Ｄ１方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。特に、側壁部３１２Ａの厚さに対する高さの比（Ｄ１方向寸法に対するＤ３方向寸法のアスペクト比）は、２０以上１０００００以下、好ましくは１００以上１００００以下、更に好ましくは１０００以上１００００以下、特に好ましくは５０００以上７０００以下であり、特徴的な高アスペクト比を有する。一例として、側壁部３１２Ａの長さ（Ｄ２方向）は２０００μｍ、幅（Ｄ３方向）は６７９μｍ、厚さ（Ｄ１方向）は１００ｎｍである。このとき、側壁部３１２Ａのアスペクト比は、６７９／０．１＝６７９０である。
本実施形態では、複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・は、軸部材２０Ａの軸方向（Ｄ１方向）に関して間隔を空けて並べて配置されている。複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・間には、複数の空隙部３１３Ａ，３１３Ａ，・・・が設けられている。空隙部３１３Ａは、例えば幅（Ｄ１方向）５μｍ以上２００μｍ以下を有する。一例として、基部３１ＡがＡｌ２Ｏ３で構成されている場合、空隙部３１３Ａの幅（Ｄ１方向）は５７μｍである。
本実施形態では、複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・は、軸部材２０Ａの軸方向（Ｄ１方向）に並べて配置された複数のフィンで構成されている。すなわち、フィンとしての側壁部３１２Ａが、上記三次元凹凸構造のうちの凸部を構成し、２つの側壁部３１２Ａ，３１２Ａ間の空隙部３１３Ａが、上記三次元凹凸構造のうちの凹部を構成している。
反射部３２Ａは、上壁部３１１Ａの主面３１１Ａａ上に形成されており、主面３１１Ａａの全体に亘って形成されている。反射部３２Ａは、例えば厚さ（Ｄ３方向）５０ｎｍ以上５００ｎｍを有する。一例として、反射部３２Ａの厚さは２００ｎｍである。反射部３２Ａの厚さ方向への動的変形量（Ｄ３方向への最大撓み量δ）は、例えば７０ｎｍ以下である。
反射部３２Ａは、外部から照射されたレーザ光を反射する反射面３２Ａａを有している。反射面３２Ａａは、上壁部３１１Ａの主面３１１Ａａと平行な平面である。この反射部３２Ａは、例えば金属で構成されている。上記金属は、特に制限はないが、例えばアルミニウム（Ａｌ）である。
反射部３２Ａは、できる限り動的変形しないように、その厚さ（Ｄ３方向）が大きく、且つ直径（回転軸からの距離）が小さいことが好ましい。特に、動的変形は、直径の変化に対して５乗のオーダーで変化するため、直径の僅かな増加が大きな動的変形を引き起こすことになる。よって、反射部３２の直径は、ミラー装置１Ａにとって非常に重要なパラメータの１つである。
また、反射部材３０Ａの回転角度は、回転によって発生する応力による軸部材２０の破損が生じない範囲に制限される。一定のトルクと動作共振周波数の下では、光学走査角は、反射部材３０Ａの慣性モーメントに反比例する。よって、光学走査角を大きくするためには、反射部材３０Ａの慣性モーメントを小さくする必要がある。回転軸周りの慣性モーメントは、一般に、質量とその回転半径の二乗とに比例することから、反射部材３０Ａの幅（Ｄ２方向）を小さくすれば光学走査角を大きくすることができる。しかし、動作共振周波数４０ｋＨｚで、ＨＤＴＶと同等の水平解像度１９２０を実現するためには、慣性モーメントの増大を極力抑えつつ、反射部３２の直径（Ｄ３方向）を増大させる必要がある。
そこで、ミラー装置１Ａの条件の一例として、例えば動作周波数４０ｋＨｚ以上、光学走査角６０度以上（回転角１５度以上）、反射部３２Ａの直径（Ｄ２方向）２ｍｍ以上、動的変形７０ｎｍ以下を想定する。反射部３２Ａの厚さ方向（Ｄ３方向）の変形量を７０ｎｍ未満とする場合（図２）、ミラー装置１Ａの性能を示す上記条件下で、反射部３２Ａを支持する側壁部３１２の幅及び隣接する２つの側壁部３１２Ａ，３１２Ａの間隔が決定される。例えば、基部３１Ａを構成する材料がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）であり、上壁部３１１Ａが基部３１Ａの強度に影響を与えない程に薄いとした場合、反射部３２Ａの厚み（Ｄ３方向）１μｍ、側壁部３１２Ａの幅（Ｄ３方向）６７９μｍ、側壁部３１２Ａの厚さ（Ｄ２方向）８４ｎｍ、及び隣接する２つの側壁部３１２Ａ，３１２Ａの空隙部３１３Ａの幅５７μｍとすることができる。これにより、反射部材３０Ａが大径化且つ軽量化されて、反射部材３０Ａの慣性モーメントの増大が抑制される。更に、反射部３２Ａの厚さ方向（Ｄ３方向）の動的変形量が十分に抑制されて、反射部材３０Ａの揺動時に反射部３２Ａの反射面３２Ａａの平面状態が維持され、反射光の干渉やスポットパターンの変形を抑制することができる。
基部３１Ａを構成する材料は、アルミナ以外の他の材料であってもよい。その場合にも、ミラー装置１Ａの上記条件を満たすように、当該材料の密度等の物性値に基づいて、反射部３２Ａの厚み、側壁部３１２Ａの幅及び厚さ、並びに隣接する２つの側壁部３１２Ａ，３１２Ａの空隙部３１３Ａの幅を決定することができる。
図１のミラー装置１Ａは、例えば以下の方法により製造することができる。シリコンウエハ（ＳＯＩウエハ等）のシリコン層を深掘りエッチングし、該深掘りエッチングにて形成された凹凸部にＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層を堆積する。次いで、凸部の上面の一部にエッチングにて貫通溝を形成し、その後貫通溝を介してシリコン層の一部を犠牲層としてエッチングする。これらの一連の工程を繰り返すことでミラー装置１Ａを得ることができる。また、後述する製造方法によっても、ミラー装置１Ａを製造することができる。
上述したように、本実施形態によれば、基部３１Ａが、軸部材２０Ａの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた主面を有する上壁部３１１Ａ（底壁部）と、反射部３２Ａとは反対側に上壁部３１１Ａから延在した複数の側壁部３１２Ａ，３１２Ａ，・・・とを含む三次元凹凸構造を有するので、従来よりも動作周波数、光学走査角及び反射部材の直径を増大しつつ、反射部３２Ａの動的変形を抑制することができ、走査型レーザ装置の解像度を向上することができる。
図３は、本発明の第２実施形態に係るミラー装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図４Ａは、図３のミラー装置の平面図、図４Ｂは、図４Ａの線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。図５は、図４Ａの部分拡大平面図である。
図３及び図４Ａに示すように、ミラー装置１Ｂは、枠体１０Ｂと、枠体１０Ｂの内側に設けられ、枠体１０Ｂに接続された軸部材２０Ｂと、軸部材２０Ｂに固定され、軸部材２０Ｂの軸周りに揺動可能に設けられた反射部材３０Ｂと、枠体１０Ｂに設けられた一対の櫛歯部４０Ｂａ，４０Ｂｂとを備える。
本実施形態の枠体１０Ｂは、Ｄ１方向及びＤ２方向で規定される面内方向に沿って配置されており、ミラー装置１Ｂの平面視で略矩形を有している。枠体１０Ｂは、長さ（Ｄ１方向）２００μｍ以上１００００μｍ以下、幅（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下を有する。一例として、枠体１０Ｂの長さは４４００μｍ、幅は２６００μｍである。枠体１０Ｂは、例えばシリコン（Ｓｉ）層で構成されるか、シリコン層と酸化物層との積層体で構成されるか、又はゲルマニウム（Ｇｅ）層で構成されている。シリコン層は、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）で構成されており、酸化物層は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２等）で構成されている。
軸部材２０Ｂは、対向する一対の枠部１０Ｂａ，１０Ｂｂのうちの枠部１０Ｂａと反射部材３０Ｂとを連結する第１軸部２０Ｂａと、枠部１０Ｂｂと反射部材３０Ｂとを連結する第２軸部２０Ｂｂと、反射部材３０Ｂの中心を通って第１軸部２０Ｂａ及び第２軸部２０Ｂｂと接続される第３軸部２０Ｂｃとを有する。軸部材２０Ｂは、幅方向（Ｄ２方向）断面で略正方形を有している。軸部材２０Ｂは、例えば長さ（Ｄ１方向）２００μｍ以上１２０００μｍ以下、幅（Ｄ２方向）５μｍ以上３００μｍ以下を有する。一例として、軸部材２０Ｂの長さは４４００μｍ、幅は２４μｍである。
軸部材２０Ｂは、反射部材３０Ｂの後述する基部３１Ｂと一体で形成される。但し、これに限らず、軸部材２０Ｂは、その骨組として、軸部材２０Ｂの軸中心に配置された他の棒状部材を更に有していてもよい。これにより、軸部材２０Ｂの回転に対する剛性が増大し、より大きな光学走査角を安定的に得ることができる。また、第３軸部２０Ｂｃの幅は、第１軸部２０Ｂａ及び第２軸部２０Ｂｂの幅よりも大きいが、これらの幅が同じであってもよい。
軸部材２０Ｂは、例えばシリコン（Ｓｉ）層で構成されるか、シリコン層と酸化物層との積層体で構成されるか、又はゲルマニウム（Ｇｅ）層で構成されている。シリコン層は、例えば単結晶シリコン或いは多結晶シリコンで構成されており、酸化物層は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２等）で構成されている。
反射部材３０Ｂは、図４Ｂに示すように、軸部材２０Ｂの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた基部３１Ｂと、基部３１Ｂに設けられた反射部３２Ｂとを有する。この基部３１Ｂは、軸部材２０Ｂの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた主面３１１Ｂａを有する底壁部３１１Ｂと、反射部３２Ｂとは反対側に底壁部３１１Ｂから延在した複数の側壁部３１２Ｂ，３１５Ｂとを含む三次元凹凸構造を有する。
複数の側壁部３１２Ｂ，３１２Ｂ，・・・は、軸部材２０Ｂの軸方向（Ｄ１方向）に関して間隔を空けて並べて配置されている。複数の側壁部３１２Ｂ，３１２Ｂの間には、複数の空隙部３１３Ｂ，３１３Ｂ，・・・が設けられている。
具体的には、本実施形態の基部３１Ｂは、底壁部３１１Ｂと、基部３１Ｂの平面視で第１の方向（Ｄ２方向）に延在する一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＢＢと、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂを連結する第１上壁部３１４Ｂの複数で構成される第１上壁部群３１４ＢＢとを含む。また、本実施形態では、基部３１Ｂが、基部３１Ｂの平面視で第１側壁部群３１２ＢＢを囲繞するように配置された一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂと、一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂを連結し、且つ第１上壁部群３１４ＢＢと接続された第２上壁部３１６Ｂとを更に含んでいる。
すなわち、本実施形態では、第１中空部３１７Ｂを画定する底壁部３１１Ｂ、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂ及び第１上壁部３１４Ｂが、上記三次元凹凸構造のうちの凸部を構成している。また、第２中空部３１８Ｂを画定する底壁部３１１Ｂ、一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂ及び第２上壁部３１６Ｂが、上記三次元凹凸構造のうちの他の凸部を構成している。そして、隣接する２つの第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂ間の空隙部３１３Ｂが、上記三次元凹凸構造のうちの凹部を構成している。
基部３１Ｂは、反射部３２Ｂを支持する部材であり、軸部材２０Ｂの捻じれによって生じた応力により、時計回り或いは反時計回りに揺動する。この基部３１Ｂは、上述のように、軸部材２０Ｂと一体で成形されている。基部３１Ｂは、略円盤形状であり、直径１００μｍ以上５０００μｍ以下、高さ（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下を有する。一例として、基部３１Ｂの直径は２０００μｍ、高さは９０μｍである。
基部３１Ｂは、ＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層で構成されているのが好ましい。これにより、側壁部３１２Ｂの高アスペクト比を確実に実現することができる。
本実施形態の基部３１Ｂは、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤのドライプロセスによって形成されるが、これに限らず、上記の高アスペクト比が得られることを条件として、ＬＰ−ＣＶＤ等の他のドライプロセスによって形成されてもよい。
基部３１Ｂは、金属酸化物及び金属窒化物のいずれかで構成されることができ、好ましくは金属酸化物で構成されている。金属酸化物は、特に制限はないが、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。金属窒化物は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ、或いはＳｉ３Ｎ４）である。
底壁部３１１Ｂは、基部３１Ｂの平面視で略円形を有し、基部３１Ｂの平面視で基部３１Ｂの全体に亘って形成されている。底壁部３１１Ｂは、厚さ（Ｄ３方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一例として、底壁部３１１Ｂの厚さは、１００ｎｍである。底壁部３１１Ｂの一方の主面３１１Ｂａには反射部３２Ｂが形成され、他方の主面３１１Ｂｂには複数の側壁部３１２Ｂ，３１２Ｂ，・・・が設けられている。
一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂは、底壁部３１１Ｂに対して垂直に配置されており、Ｄ１方向からの側面視で略矩形である。一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの各々は、例えば長さ（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、幅（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下、厚さ（Ｄ１方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの各々の厚さに対する高さの比（Ｄ１方向寸法に対するＤ３方向寸法のアスペクト比）は、２０以上１０００００以下、好ましくは１００以上１００００以下、更に好ましくは５００以上５０００以下、特に好ましくは８００以上１２００以下であり、特徴的な高アスペクト比を有する。一例として、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの各々の長さは２０００μｍ、幅は９０μｍ、厚さは１００ｎｍである。この場合、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの各々のアスペクト比は、９００である。
第１上壁部３１４Ｂは、Ｄ３方向からの平面視で長尺状である（図５）。第１上壁部３１４Ｂは、例えば幅（Ｄ１方向）３０μｍ以上７０μｍ以下、厚さ（Ｄ３方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一例として、第１上壁部３１４Ｂの幅は６５μｍ、厚さは１００ｎｍである。第１上壁部３１４Ｂの幅が十分に広い場合、第１上壁部３１４Ｂに後述する貫通孔を確実に形成することができる。
一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂは、Ｄ３方向からの平面視で略円環状である。一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂの各々は、例えば、幅（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下、厚さ（Ｄ１方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂは、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂと同様の高アスペクト比を有する。一例として、一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂの幅は９０μｍ、厚さは１００ｎｍ、アスペクト比は９００である。円環状の一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂが、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの複数と連結されることにより、基部３１Ｂの剛性が向上する。
第２上壁部３１６Ｂは、Ｄ３方向からの平面視で略円環状である（図４）。第２上壁部３１６Ｂは、例えば幅３０μｍ以上７０μｍ以下、厚さ（Ｄ３方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一例として、第２上壁部３１６Ｂの幅は６５μｍ、厚さは１００ｎｍである。第２上壁部３１６Ｂの幅が十分に広い場合、後述する貫通孔を確実に形成することができる。
第１上壁部３１６Ｂａ及び第２上壁部３１６Ｂの各々には、図５に示すように、複数の貫通孔３１９，３１９，・・・が設けられている。本実施形態では、複数の貫通孔３１９，３１９は、第１上壁部３１４Ｂの長手方向（Ｄ２方向）に沿って等間隔に形成されている。また、複数の貫通孔３１９，３１９，・・・が、第２上壁部３１６Ｂの周方向に沿って等間隔に形成されている。貫通孔３１９は、例えば内径１０μｍ以上５０μｍ以下を有する。一例として、貫通孔３１９の内径は、３０μｍである。第１上壁部３１６Ｂａ及び第２上壁部３１６Ｂの少なくとも一方に、１又は複数の貫通孔３１９が設けられてもよい。
本実施形態では、底壁部３１１Ｂ、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂ及び第１上壁部３１４Ｂが、第１中空部３１７Ｂを画定している。また、底壁部３１１Ｂ、一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂ及び第２上壁部３１６Ｂが、第２中空部３１８Ｂを画定している。第１上壁部３１４Ｂに十分な開口面積を有する貫通孔３１９を形成することで、後述する等方性のエッチングにより、第１中空部３１７Ｂを確実に形成することができる。また、第２上壁部３１６Ｂに十分な開口面積を有する貫通孔３１９を形成することで、後述する等方性のエッチングにより、第２中空部３１８Ｂを確実に形成することができる。
反射部３２Ｂは、底壁部３１１Ｂの主面３１１Ｂａ上に形成されており、主面３１１Ｂａの全体に亘って形成されている。反射部３２Ｂは、例えば厚さ（Ｄ３方向）０．０５μｍ以上１μｍを有する。一例として、反射部３２Ｂの厚さは０．２μｍである。反射部３２Ｂの厚さ方向への動的変形量（Ｄ３方向への最大撓み量）は、極力小さいことが好ましく、例えば７０ｎｍ以下である。
反射部３２Ｂは、外部から照射されたレーザ光を反射する反射面３２Ｂａを有している。反射面３２Ｂａは、底壁部３１１Ｂの主面３１１Ｂａと平行な平面である。この反射部３２Ｂは、例えば金属で構成されている。上記金属は、特に制限はないが、例えば実質的にアルミニウム（Ａｌ）である。
一対の櫛歯部４０Ｂａ，４０Ｂｂは、対向する他の一対の枠部１０Ｂｃ，１０Ｂｄに設けられており、ミラー装置１Ｂの平面視で軸方向（Ｄ１方向）に対して垂直な方向（Ｄ２方向）に延在している。一対の櫛歯部４０Ｂａ，４０Ｂｂを構成する一の櫛指は、例えば長さ（Ｄ２方向）１００μｍ以上５００μｍ以下、幅（Ｄ１方向）１０μｍ以上４０μｍ以下を有する。一例として、櫛指の長さは３００μｍ、幅は２５μｍである。一対の櫛歯部４０Ｂａ，４０Ｂｂの近傍（例えば下方）には他の一対の櫛歯部が設けられており、例えば電磁駆動方式により枠体１０Ｂが揺動する。この枠体１０Ｂの揺動により、反射部材３０が、枠体１０Ｂに対して逆位相で振動する。
第１実施形態で示した上記条件を考慮すると、基部３１Ｂを構成する材料がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である場合、反射部３２Ｂの厚み（Ｄ３方向）を０．２μｍ、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂ及び一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂの幅（Ｄ３方向）を９０μｍ、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂ及び一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂの厚さ（Ｄ１方向）１００ｎｍ、並びに隣接する２つの第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの空隙部３１３Ｂの幅を４０μｍとすることができる。反射部材３０Ｂが大径化且つ軽量化されて、反射部材３０Ｂの慣性モーメントの増大が抑制され、更に、反射部３２Ｂの厚さ方向（Ｄ３方向）の動的変形が十分に抑制される。よって反射部材３０Ｂの揺動時に反射部３２Ｂの反射面３２Ｂａの平面状態が維持され、反射光の干渉やスポットパターンの変形を抑制することができる。
基部３１Ｂを構成する材料は、アルミナ以外の他の材料であってもよい。その場合にも、ミラー装置１Ｂの上記条件を満たすように、当該材料の密度等の物性値に基づいて、反射部３２Ｂの厚み、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂ、一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂの幅及び厚さ、並びに隣接する２つの第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの空隙部３１３Ｂの幅を決定することができる。
次に、図３のミラー装置１Ｂの製造方法の一例を、図６Ａ〜図１０Ｃを参照しながら説明する。本実施形態に係るミラー装置１Ｂの製造方法は、以下の工程（Ａ１）〜工程（Ｊ１）を有する。
先ず、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１上に所定形状のマスクＭ１を形成し（図６Ａ）、その後、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１に異方性の深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施し、ＳＯＩウエハ１００の主面に対して垂直な方向に延在する凹凸部１０１ａを形成する（図６Ｂ、工程（Ａ１））。
本発明の三次元凹凸構造は、高アスペクト比を有する薄層で構成されるため、犠牲層（ターゲット層）であるデバイス層１０１のエッチング速度が大きいことが好ましく、デバイス層１０１と後述のＡＬＤ層とのエッチングの速度比が１００００：１以上であることが好ましい。例えば、エッチングガスが六フッ化硫黄（ＳＦ６）である場合、エッチングの速度比は７００００である。
本工程により、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１にスリット状の複数の溝部１０１ｂ，１０１ｂ，・・・が形成される。また、凹凸部１０１ａに加えて、凹凸部１０１ａの両側に一対の櫛歯部２０２ａ，２０２ｂを形成してもよい。
次に、ＡＬＤにより、凹凸部１０１ａに第１層２０１Ａを共形堆積する（図６Ｃ、工程（Ｂ１））。ＡＬＤでは、深掘りエッチングによって露出した表面を、覆われていない領域が生じることなく被覆することができ、高アスペクト比の溝部１０１ｂを有する凹凸部１０１ａの表面に、第１層２０１Ａを均一に堆積させることができる。また、最終的に得られる三次元凹凸構造の剛性の観点から、ウェットプロセスと比較して、ＡＬＤ等のドライプロセスで第１層２０１Ａを形成することが好ましい。
具体的には、図７に示すように、デバイス層１０１の凹凸部１０１ａの表面に、真空雰囲気下で成膜原料（プリカーサ）を吸着させる。成膜材料としては、例えばメチルアルミニウム（ＴＭＡ）が挙げられる。パージを行った後に反応活性種を供給し、成膜材料と反応活性種とを反応させる。反応活性種としては、例えば水蒸気（Ｈ２Ｏ）が挙げられる。その後、再度パージを行って、１層或いは複数層の原子層を形成する。これにより、第１層２０１Ａを１原子層単位で積層することができ、例えば第１層２０１Ａを酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）で構成する場合、１オングストローム単位の厚さで積層することができる。
このサイクルを多数回行うことでこれらの層を積層し、凹凸部１０１ａの底面１０１ａａ、側面１０１ａｂ及び上面１０１ａｃに、第１層２０１Ａを成膜する。また、ＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２上に、第１層２０１Ｂを成膜する。第１層２０１Ａ，２０１Ｂは、例えば酸化アルミニウムで構成される。成膜後、第１層２０１Ａに必要に応じてアニール処理を施すのが好ましい。
上記側壁部の高アスペクト比を実現するためには、選択比（選択性）が高いことが好ましい。選択比は、層構造を構成する材料のエッチング速度に対する、犠牲層を構成する材料のエッチング速度の比（速度比）で表され、１００００以上であることが好ましい。例えば、犠牲層がシリコン、三次元凹凸構造が酸化アルミニウムである場合、酸化アルミニウムに対するシリコンの選択比は、７００００である。上記材料の組み合わせによれば、非常に高い選択性が得られ、高アスペクト比（例えば、８０００）を実現することが可能となる。
本実施形態ではＡＬＤで第１層２０１Ａ，２０１Ｂを共形堆積するが、これに限らず、ＭＬＤにより、凹凸部１０１ａに第１層２０１Ａ，２０１Ｂを共形堆積してもよい。ＭＬＤでは、１層或いは複数層の分子層を形成し、このサイクルを多数回行うことでこれらの層を積層し、第１層２０１Ａ，２０１Ｂを成膜する。或いは、凹凸部１０１ａにＡＬＤ層とＭＬＤ層の双方を積層させて、凹凸部１０１ａにこれらの双方を共形堆積してもよい。
また、本実施形態ではＡＬＤ及び／又はＭＬＤのプロセスによって第１層２０１Ａ，２０１Ｂを形成するが、これに限らず、上記の高アスペクト比が得られることを条件として、ＬＰ−ＣＶＤ等の他のプロセスによって第１層２０１Ａ，２０１Ｂを形成してもよい。
次に、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１上に、所定のレジストパターンを有するフィルムレジスト等のマスクＭ２を形成し（図８Ａ）、高速原子ビーム（ＦＡＢ）等を用いた異方性のエッチングにより、凹凸部１０１ａの上面１０１ａｃに形成された第１層２０１Ａに貫通孔２０３を形成する（図８Ｂ、工程（Ｃ１））。
その後、ＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２上に、所定形状のマスクＭ３を形成し、高速原子ビーム（ＦＡＢ）等を用いた異方性のエッチングにより、ハンドル層１０２上に形成された第１層２０１Ｂをパターン成形する（図８Ｃ、工程（Ｄ１））。
次いで、異方性のエッチングによりＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２を除去して、ＳＯＩウエハ１００の酸化物層１０３を露出させる（図９Ａ、工程（Ｅ１））。このとき、ハンドル層１０２に異方性の深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施し、一対の櫛歯部２０２ａ，２０２ｂの対極となる一対の櫛歯部２０４ａ，２０４ｂを形成してもよい。
その後、異方性のＲＩＥによりＳＯＩウエハ１００の酸化物層１０３を除去して、凹凸部１０１ａの下面１０１ａｄを露出させる（図９Ｂ、工程（Ｆ１））。このとき、櫛歯部２０２ａの直下から櫛歯部２０２ｂの直下までの全体に亘って酸化物層１０３を除去してもよいし、凹凸部１０１ａの直下に位置する酸化物層１０３のみを除去してもよい。
次に、ＡＬＤにより、第１層２０１Ａ及び凹凸部１０１ａの下面１０１ａｄに第２層２０５Ａを共形堆積する（図９Ｃ、工程（Ｇ１））。また、本工程により、貫通孔２０３に第２層２０５Ｂが成膜される。
本実施形態ではＡＬＤで第２層２０５Ａ，２０５Ｂを共形堆積するが、これに限らず、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、第２層２０５Ａ，２０５Ｂを共形堆積してもよい。また、ＬＰ−ＣＶＤ等の他のプロセスによって第２層２０５Ａ，２０５Ｂを形成してもよい。
そして、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１上に、ステンシル等のマスクＭ４を配置し（図１０Ａ）、異方性のエッチングにより貫通孔２０３に形成された第２層２０５Ｂを除去して、第１層２０１Ａに再度貫通孔２０３を形成する（図１０Ａ、工程（Ｈ１））。
次いで、ＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２側から第２層２０５Ａに金属を堆積して、第２層２０５Ａ上に第３層２０６を形成する（図１０Ｂ、工程（Ｉ１））。第３層２０６は、例えばアルミニウムで構成される。第３層２０６は、例えば蒸着法によって第２層２０５Ａ上に成膜される。この第３層２０６により、反射部３２Ｂが形成される（図４Ｂ参照）。
その後、等方性ＲＩＥにより、貫通孔２０３を介してデバイス層１０１の凹凸部１０１ａを除去する（図１０Ｃ、工程（Ｊ１））。例えばエッチングガスが六フッ化硫黄（ＳＦ６）である場合、ＳＦ６から生じたＦ原子が、凹凸部１０１ａを構成するシリコン（Ｓｉ）と反応して蒸気圧の高いＳｉＦ４となり、貫通孔２０３を通って外部に排出される。これにより、第１層２０１Ａと第２層２０５Ａとで画定される中空部２０７が形成される。すなわち、本工程により、底壁部３１１Ｂと、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＢＢと、第１上壁部３１４Ｂの複数で構成される第１上壁部群３１４ＢＢとを含む基部３１Ｂが形成され（図４Ｂ参照）、これによりミラー装置１Ｂを得る。
尚、上記工程（Ｃ１）において（図８Ａ，図８Ｂ）、高速原子ビーム（ＦＡＢ）等を用いた異方性のエッチングにより、第１層２０１Ａのうちの、凹凸部１０１ａの上面１０１ａｃに形成された部分を除去し、上面１０１ａｃの全体が露出するように、上面１０１ａｃの延在方向に沿う貫通溝を形成してもよい。これにより、第１層２０１Ａのうちの、凹凸部１０１ａの両側面１０１ａｂ，１０１ａｂに形成された部分が互いに分離される。そして、その後の異方性のエッチングにより、貫通溝に形成された第２層を除去して、再度貫通溝を形成し（工程（Ｉ１））、等方性ＲＩＥにより貫通溝を介して凹凸部１０１ａを除去する（工程（Ｊ１））。これにより、複数の側壁部（例えば、複数のフィン）を有するミラー装置１Ａを得ることができる（図１）。
上述したように、本実施形態によれば、基部３１Ｂが、底壁部３１１Ｂと、一対の第１側壁部３１２Ｂａ，３１２Ｂｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＢＢと、第１上壁部３１４Ｂの複数で構成される第１上壁部群３１４ＢＢとを含むので、従来よりも動作周波数、光学走査角及び反射部材３０Ｂの直径を増大しつつ、反射部材３０Ｂの動的変形を更に抑制することができ、走査型レーザ装置の解像度を更に向上することができる。
図１１Ａは、図３の基部３１Ｂの変形例を示す部分平面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図、図１１Ｃは、図１１Ａの線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。図３のミラー装置１Ｂと同一の構成については、同一の番号を付してその説明を省略する。また、図１１Ａの基部の各構成要素の材料は、図３の基部３１Ｂの各構成要素の材料と基本的に同じであるので、その説明を省略する。
図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、基部３１Ｃは、基部３１Ｃの平面視でマトリックス状に配置された複数の第１シェル状構造Ｓ１，Ｓ１，・・・と、基部３１Ｃの平面視でマトリックス状に配置され、隣接する第１シェル状構造Ｓ１，Ｓ１，・・・を連結する複数の第２シェル状構造Ｓ２，Ｓ２，・・・とを有する。第１シェル状構造Ｓ１は、略四角柱状の空隙部Ｇ１を画定し、第２シェル状構造Ｓ２は、略多角柱状の空隙部Ｇ２を画定している。そして、複数の第１シェル状構造Ｓ１，Ｓ１，・・・と複数の第２シェル状構造Ｓ２，Ｓ２，・・・とが連結されて、１つのシェル状構造体をなしている。
第１シェル状構造Ｓ１は、第１の方向（Ｄ１方向）に並べて設けられた複数の第１側壁部３１２Ｃ，３１２Ｃと、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ２方向）に並べて設けられた第３側壁部３１３Ｃ，３１３Ｃとを有している。また、第２シェル状構造Ｓ２は、第１の方向（Ｄ１方向）に並べて設けられた第１側壁部３１４Ｃ，３１４Ｃと、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ２方向）に並べて設けられた第３側壁部３１５Ｃ，３１５Ｃとを有している。すなわち、本変形例の基部３１Ｃは、反射部３２Ｂとは反対側に底壁部３１１Ｂから延在した第１側壁部３１２Ｃ，３１４Ｃ，第３側壁部３１３Ｃ，３１５Ｃ（複数の側壁部）を含む三次元凹凸構造を有する。
具体的には、基部３１Ｃは、底壁部３１１Ｃと、基部３１Ｃの平面視で第１の方向（Ｄ２方向）に延在する一対の第１側壁部３１２Ｃａ，３１２Ｃｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＣＣと、上記第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ１方向）に延在し、且つ一対の第１側壁部３１２Ｃａ，３１２Ｃｂを連結する一対の第３側壁部３１３Ｃａ，３１３Ｃｂの複数で構成される第３側壁部群３１３ＣＣと、を含んでいる。本変形例では、第１側壁部群３１２ＣＣ及び第３側壁部群３１３ＣＣが、基部３１Ｃの平面視で格子状に配置されている。
また、基部３１Ｃは、基部３１Ｃの平面視で第１の方向（Ｄ２方向）に延在する一対の第１側壁部３１４Ｃａ，３１４Ｃｂの複数で構成される第１側壁部群３１４ＣＣと、上記第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ１方向）に延在する一対の第３側壁部３１５Ｃａ，３１５Ｃｂの複数で構成される第３側壁部群３１５ＣＣと、を含んでいる。本変形例では、第１側壁部群３１４ＣＣ及び第３側壁部群３１５ＣＣが、基部３１Ｃの平面視で格子状に配置されている。
基部３１は、基部３１Ｃの平面視で、隣接する２つの第１側壁部３１２Ｃａ，３１２Ｃｂと、隣接する２つの第３側壁部３１５Ｃａ，３１５Ｃｂとで画定される第３上壁部３１６Ｃの複数で構成される第３上壁部群３１６ＣＣを含んでいる。底壁部３１１Ｃ、隣接する第１側壁部３１２Ｃａ，３１２Ｃｂ、隣接する第３側壁部３１５Ｃａ，３１５Ｃｂ、及び第３上壁部３１６Ｃで囲まれる領域は、中実の凸部３１７Ｃを構成している。
第３上壁部３１６Ｃには、不図示の１又は複数の貫通孔が設けられてもよい。その場合、底壁部３１１Ｃ、隣接する第１側壁部３１２Ｃａ，３１２Ｃｂ、隣接する第３側壁部３１５Ｃａ，３１５Ｃｂ、及び第３上壁部３１６Ｃで囲まれる領域が、第３中空部を構成する。これにより、反射部材３０Ｃを更に軽量化することができる。
また、基部３１は、基部３１Ｃの平面視で、隣接する２つの第１側壁部３１４Ｃａ，３１４Ｃｂと、隣接する２つの第３側壁部３１３Ｃａ，３１３Ｃｂとで画定される第３上壁部３１８Ｃの複数で構成される第３上壁部群３１８ＣＣを含んでいる（図１１Ｃ）。底壁部３１１Ｃ、隣接する第１側壁部３１４Ｃａ，３１４Ｃｂ、隣接する第３側壁部３１３Ｃａ，３１３Ｃｂ、及び第３上壁部３１８Ｃで囲まれる領域は、中実の凸部３１９Ｃを構成している。
第３上壁部３１８Ｃには、不図示の１又は複数の貫通孔が設けられてもよい。その場合、底壁部３１１Ｃ、隣接する第１側壁部３１４Ｃａ，３１４Ｃｂ、隣接する第３側壁部３１３Ｃａ，３１３Ｃｂ、及び第３上壁部３１８Ｃで囲まれる領域が、他の第３中空部を構成する。これにより、反射部材３０Ｃを更に軽量化することができる。
本変形例では、例えば、上述のミラー装置の製造方法において、工程（Ａ）〜工程（Ｊ）を１サイクルとし、１回目のサイクルで複数の第１シェル状構造Ｓ１，Ｓ１，・・・を形成し、２回目のサイクルで複数の第２シェル状構造Ｓ２，Ｓ２，・・・を形成する。これにより、基部３１Ｃを有するミラー装置を製造することができる。
本変形例によれば、基部３１Ｃが、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ１方向）に延在する一対の第３側壁部３１３Ｃａ，３１３Ｃｂの複数で構成される第３側壁部群３１３ＣＣと、第２の方向（Ｄ１方向）に延在する一対の第３側壁部３１５Ｃａ，３１５Ｃｂの複数で構成される第３側壁部群３１５ＣＣとを含むので、Ｄ３方向の応力に対する基部３１Ｃの剛性を更に向上することができ、且つ、Ｄ１方向及びＤ２方向で規定される面内方向からの応力に対する基部３１Ｃの剛性を向上することができる。
図１２Ａは、図３の基部３１Ｂの他の変形例を示す部分平面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａの線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図、図１２Ｃは、図１２Ａの線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。図１２Ａの基部の各構成要素の材料は、図３の基部３１Ｂの各構成要素の材料と基本的に同じであるので、その説明を省略する。
図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、基部３１Ｄは、基部３１Ｄの平面視でマトリックス状に配置された複数の第３シェル状構造Ｓ３，Ｓ３，・・・を有する。第３シェル状構造Ｓ３は、略三角柱状の空隙部Ｇ３を画定している。
具体的には、基部３１Ｄは、底壁部３１１Ｄと、基部３１Ｄの平面視で第１の方向（Ｄ２方向）に延在する一対の第１側壁部３１２Ｄａ，３１２Ｄｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＤＤと、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ４方向）に延在する一対の第３側壁部３１３Ｄａ，３１３Ｄｂの複数で構成される第３側壁部群３１３ＤＤと、第１の方向及び第２の方向のいずれとも交差する第３の方向（Ｄ５方向）に延在する一対の第４側壁部３１４Ｄａ，３１４Ｄｂの複数で構成される第４側壁部群３１４ＤＤと、を含んでいる。
第１側壁部群３１２ＤＤ、第３側壁部群３１３ＤＤ及び第４側壁部群３１４ＤＤは、基部３１Ｄの平面視でトラス状構造を構成している。すなわち、一対の第１側壁部３１２Ｄａ，３１２Ｄｂのいずれかと、一対の第３側壁部３１３Ｄａ，３１３Ｄｂのいずれかと、一対の第４側壁部３１４Ｄａ，３１４Ｄｂのいずれかとが、基部３１Ｄの平面視で三角形状の３辺を構成している。
本変形例では、隣接する一対の第１側壁部３１２Ｄａ，３１２Ｄｂのいずれかと、一対の第３側壁部３１３Ｄａ，３１３Ｄｂのいずれかと、一対の第４側壁部３１４Ｄａ，３１４Ｄｂのいずれかとが、互いに連結されている。また、三角形状の３辺を構成する上記第１側壁部、第２側壁部及び第３側壁部は、基部３１Ｄの平面視で互いに６０度で交わるように配置されており、略正三角柱状の第３シェル状構造Ｓ３を構成している。そして、この第３シェル状構造Ｓ３を単位ユニットとして、基部３１Ｄの平面視で複数の第３シェル状構造Ｓ３，Ｓ３，・・・がマトリックス状に配置されている。このように、複数の第３シェル状構造Ｓ３，Ｓ３，・・・が、シェル状構造アレイをなしている。
また、基部３１Ｄは、基部３１Ｄの平面視で第１側壁部群３１２ＤＤ、第３側壁部群３１３ＤＤ及び第４側壁部群３１４ＤＤで画定される第４上壁部３１５Ｄを含んでいる。第４上壁部３１５Ｄは、第１側壁部群３１２ＤＤ、第３側壁部群３１３ＤＤ及び第４側壁部群３１４ＤＤを連結している。
本変形例によれば、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ４方向）に延在する一対の第３側壁部３１３Ｄａ，３１３Ｄｂの複数で構成される第３側壁部群３１３ＤＤと、第１の方向及び第２の方向のいずれとも交差する第３の方向（Ｄ５方向）に延在する一対の第４側壁部３１４Ｄａ，３１４Ｄｂの複数で構成される第４側壁部群３１４ＤＤとを含むので、Ｄ３方向の応力に対する基部３１Ｄの剛性を更に向上することができ、且つ、Ｄ１方向及びＤ２方向で規定される面内方向からの応力に対する基部３１Ｄの剛性を更に向上することができる。
図１３Ａは、図３の基部３１Ｂの他の変形例を示す部分平面図であり、図１３Ｂは、図１３Ａの線ＶＩ−ＶＩに沿う断面図である。図１３Ａの基部の各構成要素の材料は、図３の基部３１Ｂの各構成要素の材料と基本的に同じであるので、その説明を省略する。
図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、基部３１Ｅは、単位ユニットである第３シェル状構造Ｓ４の複数と、他の単位ユニットである第３シェル状構造Ｓ５の複数とを有する。複数の第３シェル状構造Ｓ４，Ｓ４，・・・は、基部３１Ｅの平面視でマトリックス状に配置されており、複数の第３シェル状構造Ｓ５，Ｓ５，・・・も、基部３１Ｃの平面視でマトリックス状に配置されている。そして、複数の第３シェル状構造Ｓ４，Ｓ４，・・・と複数の第３シェル状構造Ｓ５，Ｓ５，・・・とが連結されて、１つのシェル状構造体をなしている。
第３シェル状構造Ｓ４は、略三角柱状の空隙部Ｇ４を画定し、第３シェル状構造Ｓ５は、略多角柱状の空隙部Ｇ２を画定している。本変形例では、基部３１Ｅの平面視で、第３シェル状構造Ｓ４の面積が、第３シェル状構造Ｓ５の面積よりも小さいが、これに限らず、第３シェル状構造Ｓ５の面積と同じであってよい。
本変形例によれば、複数の第３シェル状構造Ｓ４，Ｓ４，・・・と複数の第３シェル状構造Ｓ５，Ｓ５，・・・とが連結されて、１つのシェル状構造体をなしているので、Ｄ３方向の応力に対する基部３１Ｅの剛性を更に向上することができ、且つ、Ｄ１方向及びＤ２方向で規定される面内方向からの応力に対する基部３１Ｅの剛性を更に向上することができる。
図１４Ａは、図３のミラー装置１Ｂの変形例を示す平面図であり、図１４Ｂは、図１４Ａの線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿う断面図、図１４Ｃは、図１４Ａの線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿う断面図である。また、図１５Ａは、図１４のミラー装置の電子顕微鏡画像であり、図１５Ｂは、図１５Ａの部分断面画像である。本変形例のミラー装置の各構成要素の材料及び機能は、図３のミラー装置１Ｂの各構成要素の材料及び機能と基本的に同じであるので、その説明を省略する。
図１４Ａに示すように、ミラー装置１Ｆは、枠体１０Ｆと、枠体１０Ｆの内側に設けられ、枠体１０Ｆに接続された軸部材２０Ｆと、軸部材２０Ｆに固定され、軸部材２０Ｆの軸周りに揺動可能に設けられた反射部材３０Ｆと、軸部材２０Ｆに設けられた一対の櫛歯部４０Ｆａ，４０Ｆｂとを備える。
枠体１０Ｆは、Ｄ１方向とＤ２方向で規定される面内方向に沿って配置されており、ミラー装置１Ｆの平面視で略矩形を有している。枠体１０Ｆは、長さ（Ｄ１方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、幅（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下を有する。一例として、枠体１０Ｆの長さは４０００μｍ、幅は３０００μｍである。
軸部材２０Ｆは、対向する一対の枠部１０Ｆａ，１０Ｆｂのうちの枠部１０Ｆａと反射部材３０Ｆとを連結する第１軸部２０Ｆａと、枠部１０Ｆｂと反射部材３０Ｆとを連結する第２軸部２０Ｆｂとを有する。軸部材２０Ｆは、例えば反射部材３０Ｆの後述する基部３１Ｆと一体で形成される。軸部材２０Ｆは、例えば幅方向（Ｄ２方向）断面視で略矩形を有している。
反射部材３０Ｆは、図１４Ｂ及び図１４Ｃに示すように、軸部材２０Ｆの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた基部３１Ｆと、基部に設けられた反射部３２Ｆとを有する。この基部３１Ｆは、軸部材２０Ｆの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた主面３１１Ｆａを有する底壁部３１１Ｆと、反射部３２Ｆとは反対側に底壁部３１１Ｆから延在した第１側壁部３１２Ｆ，第２側壁部３１３Ｆ，第２側壁部３１４Ｆ（複数の側壁部）とを含む三次元凹凸構造を有する。
基部３１Ｆは、略直方体であり、例えば長さ（Ｄ１方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、幅（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、高さ（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下を有する。一例として、基部３１Ｆの長さは２０００μｍ、幅は２０００μｍ、高さは６７９μｍである。
基部３１Ｆは、底壁部３１１Ｆと、基部３１Ｆの平面視で第１の方向（Ｄ２方向）に延在する一対の第１側壁部３１２Ｆａ，３１２Ｆｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＦＦと、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ４方向）に延在する一対の第３側壁部３１３Ｆａ，３１３Ｆｂの複数で構成される第３側壁部群３１３ＦＦと、第１の方向及び第２の方向のいずれとも交差する第３の方向（Ｄ５方向）に延在する一対の第４側壁部３１４Ｆａ，３１４Ｆｂの複数で構成される第４側壁部群３１４ＦＦと、第１側壁部群３１２ＦＦと、を含んでいる。
本変形例では、図１２の変形例と同様、第１側壁部群３１２ＦＦ、第３側壁部群３１３ＦＦ及び第４側壁部群３１４ＦＦは、基部３１Ｆの平面視でトラス状構造を構成している。すなわち、一対の第１側壁部３１２Ｆａ，３１２Ｆｂのいずれかと、一対の第３側壁部３１３Ｆａ，３１３Ｆｂのいずれかと、一対の第４側壁部３１４Ｆａ，３１４Ｆｂのいずれかとが、基部３１Ｆの平面視で三角形状の３辺を構成している。
また、隣接する一対の第１側壁部３１２Ｆａ，３１２Ｆｂのいずれかと、一対の第３側壁部３１３Ｆａ，３１３Ｆｂのいずれかと、一対の第４側壁部３１４Ｆａ，３１４Ｆｂのいずれかとが、互いに連結されている。本変形例では、三角形状の３辺を構成する上記第１側壁部、第２側壁部及び第３側壁部が、基部３１Ｆの平面視で互いに６０度で交わるように配置されており、略正三角柱状の第３シェル状構造Ｓ３を構成している。そして、この第３シェル状構造Ｓ３を単位ユニットとして、基部３１Ｆの平面視で複数の第３シェル状構造Ｓ３，Ｓ３，・・・がマトリックス状に配置されている。このように、複数の第３シェル状構造Ｓ３，Ｓ３，・・・が、シェル状構造アレイをなしている。また、第３シェル状構造Ｓ３は、略正三角柱状の空隙部Ｇ３を画定している。
また、基部３１Ｆは、基部３１Ｆの平面視で、第１側壁部群３１２ＦＦ、第３側壁部群３１３ＦＦ及び第４側壁部群３１４ＦＦで画定される第４上壁部３１５Ｆを含んでいる。この第４上壁部３１５Ｆは、一対の第１側壁部３１２Ｆａ，３１２Ｆｂの間に位置する第１部分３１５Ｆａと、一対の第３側壁部３１３Ｆａ，３１３Ｆｂの間に位置する第２部分３１５Ｆｂと、一対の第４側壁部３１４Ｆａ，３１４Ｆｂの間に位置する第３部分３１５Ｆｃと、第４上壁部３１５Ｆの第１部分３１５Ｆａ、第２部分３１５Ｆｂ及び第３部分３１５Ｆｃが交差する第４部分３１５Ｆｄとで構成される（図１４Ａ〜図１４Ｃ）。
第４上壁部３１５Ｆには、複数の貫通孔３１９，３１９，・・・が設けられている。例えば、第４上壁部３１５Ｆの第１部分３１５Ｆａ、第２部分３１５Ｆｂ、第３部分３１５Ｆｃ及び第４部分３１５Ｆｄの各々に、貫通孔３１９が設けられている。
更に本変形例では、基部３１Ｆは、第１部分３１７Ｆａ、第２部分３１７Ｆｂ、第３部分３１７Ｆｃ及び第４部分３１７Ｆｄで構成される第４中空部３１７Ｆを有する（図１４Ｂ、図１４Ｃ、図１５Ｂ）。底壁部３１１Ｆ、一対の第１側壁部３１２Ｆａ，３１２Ｆｂ及び第４上壁部３１５Ｆの第１部分３１５Ｆａが、第４中空部３１７Ｆの第１部分３１７Ｆａを画定している。同様にして、底壁部３１１Ｆ、一対の第３側壁部３１３Ｆａ，３１３Ｆｂ及び第４上壁部３１５Ｆの第２部分３１５Ｆｂが、第４中空部３１７Ｆの第２部分３１７Ｆｂを画定している。また、底壁部３１１Ｆ、一対の第４側壁部３１４Ｆａ，３１４Ｆｂ及び第４上壁部３１５Ｆの第３部分３１５Ｆｃが、第４中空部３１７Ｆの第３部分３１７Ｆｃを画定している。更に、第４上壁部３１５Ｆの第１部分３１５Ｆａ、第２部分３１５Ｆｂ及び第３部分３１５Ｆｃが交差する第４部分３１５Ｆｄの直下には、第４中空部３１７Ｆの第４部分３１７Ｆｄが設けられている（図１５Ａ及び図１５Ｂ）。第４部分３１７Ｆｄは、第１部分３１７Ｆａ、第２部分３１７Ｆｂ及び第３部分３１７Ｆｃを互いに連通している。すなわち、第４中空部３１７Ｆの第１部分３１７Ｆａ、第２部分３１７Ｆｂ、第３部分３１７Ｆｃ及び第４部分３１７Ｆｄが一体的に形成されている。このように基部３１Ｆに第４中空部３１７Ｆが設けられることにより、反射部材３０Ｃを更に軽量化することができる。
図１６Ａは、図１４のミラー装置１Ｆの白色光干渉計による表面プロファイリングを行って得られた３次元マッピングを示す図である。図１６Ｂは、図１６Ａの線ＶＩＩＩＩ−ＶＩＩＩＩに沿う断面に沿った高さ分布を示すグラフである。
図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、ミラー装置１Ｆの反射部材３０Ｆでは、軸部材２０Ｆ（位置１０００μｍ）を中心として、軸部材２０Ｆから幅方向（Ｄ２方向）に沿って離れるに従って高さ方向の変位が増大している。軸部材２０Ｆ（位置１０００μｍ）の高さは約−０．８μｍ、反射部材３０Ｆの外縁（位置０μｍ或いは２０００μｍ）の高さは約０．５μｍであることから、反射部材３０Ｆの表面変位は、約１．３μｍである。この結果から、反射部材３０Ｆにはフラット面が形成されており、厚さ方向の動的変形量を小さくできることが分かる。
本変形例によれば、第１の方向と交差する第２の方向（Ｄ４方向）に延在する一対の第３側壁部３１３Ｆａ，３１３Ｆｂの複数で構成される第３側壁部群３１３ＦＦと、第１の方向及び第２の方向のいずれとも交差する第３の方向（Ｄ５方向）に延在する一対の第４側壁部３１４Ｆａ，３１４Ｆｂの複数で構成される第４側壁部群３１４ＦＦとを含むので、Ｄ３方向の応力に対する基部３１Ｆの剛性を更に向上することができ、且つ、Ｄ１方向及びＤ２方向で規定される面内方向からの応力に対する基部３１Ｆの剛性を向上することができる。また、基部３１Ｆが第４中空部３１７Ｆを有するので、反射部材３０Ｆを更に軽量化することができる。
図１７Ａは、本発明の第３実施形態に係るミラー装置の構成を概略的に示す平面図であり、図１７Ｂは、図１７Ａの線Ｘ−Ｘに沿う部分断面斜視図である。
図１７Ａに示すように、ミラー装置１Ｇは、枠体１０Ｇと、枠体１０Ｇの内側に設けられ、枠体１０Ｇに接続された軸部材２０Ｇと、軸部材２０Ｇに固定され、軸部材２０Ｇの軸周りに揺動可能に設けられた反射部材３０Ｇと、枠体１０Ｇに設けられた一対の櫛歯部４０Ｇａ，４０Ｇｂとを備える。枠体１０Ｇ、軸部材２０Ｇ及び一対の櫛歯部４０Ｇａ，４０Ｇｂの構成は、図４のミラー装置１Ｂにおける枠体１０Ｂ、軸部材２０Ｂ及び一対の櫛歯部４０Ｂａ，４０Ｂｂの構成と同じであるので、その説明を省略する。
反射部材３０Ｇは、図１７Ｂに示すように、軸部材２０Ｇの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた基部３１Ｇと、基部３１Ｇに設けられた反射部３２Ｇとを有する。この基部３１Ｇは、軸部材２０Ｇの軸方向（Ｄ１方向）に沿って設けられた主面３１１Ｇａを有する底壁部３１１Ｇと、反射部３２Ｇとは反対側に底壁部３１１Ｇから延在した複数の側壁部３１２Ｇ，３１５Ｇとを含む三次元凹凸構造を有する。
具体的には、本実施形態の基部３１Ｇは、底壁部３１１Ｇと、基部３１Ｇの平面視で第１の方向（Ｄ２方向）に延在する一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＧＧと、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂを連結する第１上壁部３１４Ｇの複数で構成される第１上壁部群３１４ＧＧとを含む。第１上壁部３１４Ｇａには、図１７Ｂに示すように、第１上壁部３１４Ｇの長手方向（Ｄ２方向）に沿って等間隔に形成され複数の貫通孔３１９，３１９，・・・が設けられている。また、本実施形態では、基部３１Ｇは、不図示の一対の第２側壁部と、第２上壁部と、該第２上壁部に設けられた不図示の複数の貫通孔とを更に含んでいる。一対の第２側壁部、第２上壁部及び貫通孔の構成は、図４Ｂにおける一対の第２側壁部３１５Ｂａ，３１５Ｂｂ、第２上壁部３１６Ｂ及び貫通孔３１９の構成と同じであるので、その説明を省略する。
複数の側壁部３１２Ｇ，３１２Ｇ，・・・は、軸部材２０Ｇの軸方向（Ｄ１方向）に関して間隔を空けて並べて配置されている。また本実施形態では、基部３１Ｇは、第１側壁部群３１２ＧＧを構成する一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂのうちの一方と、他の一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂのうちの一方との間の空隙部３１３Ｇに、隣接する第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂ同士を連結する第５側壁部群３３１ＧＧを更に有している。
第５側壁部群３３１ＧＧは、第５側壁部３３１Ｇの複数で構成されており、複数の第５側壁部３３１Ｇの各々が、隣接する第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂ同士を連結している。第５側壁部３３１Ｇは、隣接する第１側壁部３１２Ｇａと第１側壁部３１２Ｇｂとを連結すると共に、底壁部３１１Ｇにも連結されている。
本実施形態では、第１中空部３１７Ｇを画定する底壁部３１１Ｇ、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂ及び第１上壁部３１４Ｇと、第５側壁部３３１Ｇとが、上記三次元凹凸構造のうちの凸部を構成している。また、底壁部３１１Ｇと、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂのうちの一方と、隣接する２つの第５側壁部３３１Ｇ，３３１Ｇとで画定される空隙部３１３Ｇａが、上記三次元凹凸構造のうちの凹部を構成している。
基部３１Ｇは、反射部３２Ｇを支持する部材であり、軸部材２０Ｇの捻じれによって生じた応力により、時計回り或いは反時計回りに揺動する。この基部３１Ｇは、上述のように、軸部材２０Ｇと一体で成形されている。基部３１Ｇは、略円盤形状であり、直径１００μｍ以上５０００μｍ以下、高さ（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下を有する。一例として、基部３１Ｇの直径は２０００μｍ、高さは２００μｍである。
基部３１Ｇは、ＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層で構成されているのが好ましい。これにより、側壁部３１２Ｇの高アスペクト比を確実に実現することができる。
本実施形態の基部３１Ｇは、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤのドライプロセスによって形成されるが、これに限らず、上記の高アスペクト比が得られることを条件として、ＬＰ−ＣＶＤ等の他のドライプロセスによって形成されてもよい。
基部３１Ｇは、金属酸化物及び金属窒化物のいずれかで構成されることができ、好ましくは金属酸化物で構成されている。金属酸化物は、特に制限はないが、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。金属窒化物は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ、或いはＳｉ３Ｎ４）である。
底壁部３１１Ｇは、基部３１Ｇの平面視で略円形を有し、基部３１Ｇの平面視で基部３１Ｇの全体に亘って形成されている。底壁部３１１Ｇは、厚さ（Ｄ３方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一例として、底壁部３１１Ｇの厚さは、１００ｎｍである。底壁部３１１Ｇの一方の主面３１１Ｇａには反射部３２Ｇが形成され、他方の主面３１１Ｇｂには複数の側壁部３１２Ｇ，３１２Ｇ，・・・が設けられている。
一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂは、底壁部３１１Ｇに対して垂直に配置されており、Ｄ１方向からの側面視で略矩形である。一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの各々は、例えば長さ（Ｄ２方向）１００μｍ以上５０００μｍ以下、幅（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下、厚さ（Ｄ１方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの各々の厚さに対する高さの比（Ｄ１方向寸法に対するＤ３方向寸法のアスペクト比）は、２０以上１０００００以下、好ましくは１００以上１００００以下、更に好ましくは５００以上１００００以下、特に好ましくは８００以上１００００以下であり、特徴的な高アスペクト比を有する。一例として、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの各々の長さは２０００μｍ、幅は２００μｍ、厚さは１００ｎｍである。この場合、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの各々のアスペクト比は、２０００である。
第１上壁部３１４Ｇは、Ｄ３方向からの平面視で長尺状である（図１７Ｂ）。第１上壁部３１４Ｇは、例えば幅（Ｄ１方向）３０μｍ以上７０μｍ以下、厚さ（Ｄ３方向）２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。一例として、第１上壁部３１４Ｇの幅は６５μｍ、厚さは１００ｎｍである。第１上壁部３１４Ｇの幅が十分に広い場合、第１上壁部３１４Ｇに複数の貫通孔３１９を確実に形成することができる。
図１８は、図１７Ｂにおける複数の第５側壁部３３１Ｇ，３３１Ｇ，・・・の構成の一例を示す電子顕微鏡画像である。図１８に示すように、複数の第５側壁部３３１Ｇ，３３１Ｇ，・・・は、隣接する第１側壁部３１２Ｇａと第１側壁部３１２Ｇｂを壁で支持する壁式構造をなしている。第５側壁部３３１Ｇは、基部３１Ｇの平面視で、第１側壁部３１２Ｇａ及び第１側壁部３１２Ｇｂの延在方向（Ｄ１方向）と交わる方向に延在している。第１側壁部群３１２ＧＧ及び第５側壁部群３３１ＧＧは、基部３１Ｇの平面視で三角形状を構成単位とするトラス状構造を構成しているのが好ましい。また、第１側壁部群３１２ＧＧ及び第５側壁部群３３１ＧＧは、反射部材３０Ｂの平面視において台形形状を構成単位とする構造形式を構成していてもよい。
第５側壁部３３１Ｇは、例えば、幅（Ｄ３方向）１０μｍ以上２０００μｍ以下、厚さ２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下を有する。第５側壁部３３１Ｇは、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂと同様の高アスペクト比を有する。一例として、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの幅は２００μｍ、厚さは１００ｎｍ、アスペクト比は２０００である。隣接する第１側壁部３１２Ｇａと第１側壁部３１２Ｇｂが第５側壁部３３１Ｇによって連結されることにより、基部３１Ｇの剛性、特に基部３１Ｇの面内方向における剛性が更に向上する。
次に、図１７Ａのミラー装置１Ｇの製造方法の一例を、図１９Ａ〜図２１Ｃ及び図２２Ａ〜図２４を参照しながら説明する。本実施形態に係るミラー装置１Ｇの製造方法は、以下の工程（Ａ２）〜工程（Ｎ２）を有する。
先ず、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１に第１層３０１Ａを堆積すると共に、ＳＯＩウエハのハンドル層に第２層３０１Ｂを堆積する（図２２Ａ、工程（Ａ２））。第１層３０１Ａの厚さは、例えば６０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下であり、本実施形態の具体例としては１８０ｎｍである。第２層３０１Ｂの厚さは、例えば６０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下であり、本実施形態の具体例としては１８０ｎｍである。ＡＬＤ及びＭＬＤの具体的な方法は、上記第２実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
次に、高速原子ビーム（ＦＡＢ）又はイオンミリング等を用いた異方性のエッチングにより、第１層３０１Ａをパターン成形して、デバイス層１０１上に、直線状に並べて配置された複数の円状凹部３０１Ａａを上面に有する線状凸部３０１Ａｂの複数と、該複数の線状凸部３０１Ａｂ間にデバイス層１０１が露出するように複数の線状凹部３０１Ａｃを形成する（図１９Ａ、工程（Ｂ２））。また、異方性のエッチングにより、ハンドル層１０２上に第２層３０１Ｂをパターン成形する（図１９Ａ、工程（Ｃ２））。
第１層３０１Ａのパターン成形としては、例えば図２２Ｂに示すように、第１層３０１Ａ上に、複数の円状凹部３０１Ａａが直線状に並ぶように当該複数の円状凹部３０１Ａａを形成し、更に、直線状に並んだ複数の円状凹部３０１Ａａを所定間隔で形成する。これにより、複数の円状凹部３０１Ａａが第１層３０１Ａ上にマトリックス上に形成される。複数の円状凹部３０１Ａａの厚さは、例えば４０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であり、本実施形態の具体例としては１２０ｎｍである。次いで、図２２Ｃに示すように、直線状に並んだ複数の円状凹部３０１Ａａを含む直線状部位を構成単位とし、隣接する上記構成単位の間の部分を除去してデバイス層１０１を露出させることにより、複数の線状凹部３０１Ａｃ及び複数の線状凸部３０１Ａｂを形成する。複数の線状凸部３０１Ａｂの厚さは、第１層３０１Ａの厚さと同様であり、例えば１８０ｎｍである。
次いで、線状凹部３０１Ａｃに所定間隔でマスキングを施し、該マスキングを施していない露出したデバイス層１０１に異方性深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施して、ＳＯＩウエハ１００の主面に対して垂直な方向に延在する複数の第１溝部１０１Ａａを含む凹凸前駆体１０１ＡＡを形成する（図２２Ｄ〜図２２Ｅ、工程（Ｄ２））。
凹凸前駆体１０１ＡＡの形成としては、例えば台形形状等の複数の孔がマトリックス状に配置されたレジストパターンを有するフィルムレジスト等のマスクＭ５を形成し（図２２Ｄ）、その後異方性深掘りＲＩＥを施す。これにより、ＳＯＩウエハ１００の平面視において、複数の線状凹部３０１Ａｃに対応する位置に、複数の第１溝部１０１Ａａがマトリックス状に形成される（図２２Ｅ）。
次に、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、凹凸前駆体１０１ＡＡに第３層３０１Ｃを共形堆積し（工程（Ｅ２））、その後、異方性のエッチングにより、凹凸前駆体１０１ＡＡのうちのマスキングを施した部分の上面に堆積した第３層３０１Ｃの一部を除去する（図２２Ｆ、工程（Ｆ２））。そして、第３層３０１Ｃの一部の除去によって露出した凹凸前駆体１０１ＡＡに異方性深掘りＲＩＥを施し、凹凸前駆体１０１ＡＡのうち第３層３０１Ｃの一部の除去によって露出した部分を除去して、ＳＯＩウエハ１００の主面に対して垂直な方向に延在する複数の第２溝部１０１Ｂａを含む凹凸部１０１ＢＡを形成する（図２３Ａ、工程（Ｇ２））。そして、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、凹凸部１０１ＢＡに第４層３０１Ｄを共形堆積する（図２３Ｂ、工程（Ｈ２））。
具体的には、図２４に示すように、第３層３０１Ｃの共形堆積（例えばＡｌ２Ｏ３堆積）によって凹凸前駆体１０１ＡＡの底面、側面及び上面の全体に亘って第３層３０１Ｃが形成される。第３層３０１Ｃの厚さは、例えば４０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であり、本実施形態の具体例としては１３０ｎｍである。
そして、次工程で凹凸前駆体１０１ＡＡ（Ｓｉ層）をエッチングするために、Ａｒイオン等による高速原子ビーム（ＦＡＢ）等を用いた異方性のエッチングにより、凹凸前駆体１０１ＡＡの上面に形成された第３層３０１Ｃ（Ａｌ２Ｏ３層）を除去する。このとき、原子ビームの進行方向に対してＳＯＩウエハ１００を傾けた状態で、凹凸前駆体１０１ＡＡの上面に形成された第３層３０１Ｃに原子ビームを照射するのが好ましい。原子ビームの進行方向に対するＳＯＩウエハ１００を傾き角度θは、例えば１５〜８０度であり、本実施形態の一例としては６０度である。
原子又はイオンビームの照射方法としては、特に制限されないが、例えばＳＯＩウエハ１００の面内方向における中心位置を通り且つ面内方向に関して傾きを有する軸線を中心として当該ＳＯＩウエハ１００を回転させながら、ＳＯＩウエハ１００の側方から当該ＳＯＩウエハ１００に原子ビームを照射する。これにより、凹凸前駆体１０１ＡＡの上面に形成された第３層３０１Ｃを除去する際に、ＳＯＩウエハ１００を原子又はイオンビームの進行方向に対して垂直に配置した場合と比較して、底壁部３１１Ｇを構成することとなる第３層３０１Ｃ（図１７Ｂ参照）に原子又はイオンビームが到達し難くなって該第３層３０１Ｃにおけるエッチングレートが制御され、その結果底壁部３１１Ｇの薄肉化や損傷が生じるのを抑制することができる。この異方性のエッチングにより、凹凸前駆体１０１ＡＡの底面及び側面に第３層３０１Ｃが形成された状態となる。
その後、凹凸前駆体１０１ＡＡの除去後に第４層３０１Ｄを共形堆積することにより、第３層３０１Ｃ上に第４層３０１Ｄが形成されると共に、凹凸前駆体１０１ＡＡの除去によって露出した面、すなわち第３層３０１Ｃが形成されていなかった側面及び底面にも第４層３０１Ｄが形成される。第４層３０１Ｄの厚さは、例えば４０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下であり、本実施形態の具体例としては１３０ｎｍである。これにより線状凹部３０１Ａｃの直下に、第３層３０１Ｃ及び第４層３０１Ｄを含む凹凸部１０１ＢＡが形成される（図１９Ｂ）。
その後、異方性のエッチングによりデバイス層１０１上の第１層３０１Ａをパターン成形して、複数の線状凸部３０１Ａｂ及び複数の線状凹部３０１Ａｃ以外の部分で、デバイス層１０１の一部を露出させ（図１９Ｃ）、露出したデバイス層１０１に異方性の深掘りＲＩＥを施す（図１９Ｄ）。本工程により、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１に、反射部材３０Ｇの外郭となる部分が形成される。このとき、反射部材３０Ｇの外郭となる部分の両側に一対の櫛歯部４０２ａ，４０２ｂを形成してもよい。
次に、異方性のエッチングによりＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２を除去して、ＳＯＩウエハ１００の酸化物層１０３を露出させる（図２０Ａ、工程（Ｈ２））。このとき、ハンドル層１０２に異方性の深掘りＲＩＥを施し、一対の櫛歯部４０２ａ，４０２ｂの対極となる一対の櫛歯部４０４ａ，４０４ｂを形成してもよい。
次いで、異方性ＲＩＥにより酸化物層１０３を除去して凹凸部１０１ＢＡの下面１０１Ｂｂを露出させる（図２０Ｂ、工程（Ｊ２））。このとき、櫛歯部４０２ａの直下から櫛歯部４０２ｂの直下までの全体に亘って酸化物層１０３を除去してもよいし、凹凸部１０１ＢＡの直下に位置する酸化物層１０３のみを除去してもよい。そして、ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、凹凸部１０１ＢＡの下面１０１Ｂｂに第５層３０１Ｅを共形堆積する（図２０Ｃ、工程（Ｋ１））。また、本工程により、第１層３０１Ａ〜第４層３０１Ｄ上にも第５層３０１Ｅが形成される。
その後、ＳＯＩウエハ１００のデバイス層１０１上に、ステンシル等の不図示のマスクを配置し、異方性のエッチングにより、第１層３０１Ａの複数の円状凹部３０１Ａａに対応する位置に貫通孔３０１Ａｄを形成する（図２１Ａ、工程（Ｌ２））。これにより、図２３Ｃに示すように、貫通孔３０１Ａｄ内部のデバイス層１０１が露出する。また、本工程において、ＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２側にステンシル等のマスクＭ６を配置し、デバイス層１０１の下面に形成された第５層３０１Ｅ及びハンドル層１０２の下面に形成された第５層３０１Ｅを除去してもよい。これにより電極を配置するための接続面が形成され、該電極を介して一対の櫛歯部４０２ａ，４０２ｂ及び一対の櫛歯部４０４ａ，４０４ｂに電力を供給することが可能となる。
次いで、ＳＯＩウエハ１００のハンドル層１０２側から第５層３０１Ｅに金属を堆積して、第５層３０１Ｅ上に第６層３０２を形成する（図２１Ｂ、工程（Ｍ２）。第６層３０２は、例えばアルミニウムで構成される。第６層３０２は、例えばハンドル層１０２側にマスクＭ７を配置し、スパッタリング等によって第５層３０１Ｅ上に成膜される。この第６層３０２により、反射部３２Ｇが形成される（図１７Ｂ参照）。
そして、等方性ＲＩＥにより、貫通孔３０１Ａｄを介して凹凸部１０１ＢＡを除去する（図２１Ｃ、工程（Ｎ２）。これにより、図２３Ｄに示すように、第１層３０１Ａ及び第３層３０１Ｃ〜第５層３０１Ｅで画定される中空部３０３が形成される。等方性ＲＩＥの具体的な方法は、上記第２実施形態と同様であるのでその説明を省略する。本工程により、底壁部３１１Ｇと、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＧＧと、複数の第５側壁部３３１Ｇで構成される第５側壁部群３３１ＧＧと、第１上壁部３１４Ｇの複数で構成される第１上壁部群３１４ＧＧとを含む基部３１Ｇが形成され（図１７Ｂ参照）、これによりミラー装置１Ｇを得る。
尚、上記工程（Ｂ２）において（図１９Ａ）、高速原子ビーム（ＦＡＢ）等を用いた異方性のエッチングにより、第１層３０１Ａをパターン成形して、複数の円状凹部３０１Ａａの代わりに、線状凸部３０１Ａｂの上面に該線状凸部３０１Ａｂの延在方向に沿う線状凹部を形成してもよい。この場合、第１層３０１Ａの複数の線状凹部に対応する位置に貫通溝を形成し（工程（Ｌ２））、等方性ＲＩＥにより、上記貫通溝を介して凹凸部１０１ＢＡを除去する（工程（Ｎ２）。これにより、底壁部３１１Ｇと、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＧＧと、複数の第５側壁部３３１Ｇで構成される第５側壁部群３３１ＧＧとを含む基部３１を形成することができる。
上述したように、本実施形態によれば、基部３１Ｇが、底壁部３１１Ｇと、一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂの複数で構成される第１側壁部群３１２ＧＧと、複数の第５側壁部３３１Ｇで構成される第５側壁部群３３１ＧＧと、第１上壁部３１４Ｇの複数で構成される第１上壁部群３１４ＧＧとを含むので、第５側壁部群３３１ＧＧの配設によって、従来よりも動作周波数、光学走査角及び反射部材３０Ｇの直径をより増大しつつ、重量増大をできる限り抑えながら反射部材３０Ｇの動的変形をより一層抑制することができ、走査型レーザ装置の解像度を格段に向上することができる。
本実施形態では、基部３１Ｇの平面視において、側壁部３１２Ｇが軸部材２０Ｇの幅方向（Ｄ２方向）に沿って直線形状を有しているが（図１８）、これに限られない。例えば、図２５に示すように、側壁部３１２Ｇが軸部材２０Ｇの幅方向に沿って連続的或いは不連続的な波形状を有していてもよい。また、側壁部３１２Ｇは、貫通孔３１９の側方に位置する部位に湾曲形状を有していてもよいし、或いは、側壁部３１２Ｇ（一対の第１側壁部３１２Ｇａ，３１２Ｇｂ）の上記湾曲形状の部位に第５側壁部３３１Ｇが連結されてもよい。本構成によっても反射部材３０Ｇの動的変形をより一層抑制することができる。
図２６は、本発明の第４実施形態に係る走査型レーザ装置の構成の一例を示す模式図である。本実施形態では、走査型レーザ装置を走査型レーザ表示装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
図１７に示すように、走査型レーザ装置２は、レーザ光源３と、ミラー装置１Ｂと、ミラー装置１Ｂを駆動する駆動機構４とを備える。この走査型レーザ装置２は、例えば走査型レーザ表示装置（走査型ディスプレイ）に設けられ、走査型レーザ装置２からのレーザ光Ｌを走査して、スクリーンパネルＰ上に画像を表示する。また、走査型レーザ装置２は、装置内の各構成要素を統括的に制御する制御部５を備える。
レーザ光源３は、ＲＧＢ３原色に対応する３つの発光素子を有し、これら発光素子からのレーザ光をミラー装置１Ｂの反射部材３０Ｂに照射する。レーザ光は、特に制限はないが、例えば平行レーザビームである。３つのレーザ光は、例えば光導波路等で合波され、ミラー装置１Ｂに出力される。
ミラー装置１Ｂは、１軸又は２軸で設けられる。２軸の場合、ミラー装置は、例えば回転可能に設けられた枠体と、枠体の第１回転軸に直交する第２回転軸を有する反射部材とを含む。これにより、レーザ光が水平方向及び垂直方向に走査される。或いは、走査型レーザ装置内に２つの１軸のミラー装置を設け、それらの２つの回転軸が直交するように配置されてもよい。また、ミラー装置１Ｂに限らず、走査型レーザ装置２に、ミラー装置１Ａ〜１Ｆのいずれか又は複数が設けられてもよい。
駆動機構４は、櫛歯アクチュエータを用いた電磁駆動方式、静電駆動方式或いは圧電駆動方式により、ミラー装置１Ｂの反射部材３０Ｂを１軸又は２軸で揺動させる。駆動機構４は、反射部材３０Ｂの光学走査角を大きくするために、反射部材３０Ｂを機械共振させることで動作共振周波数を得ることができる。ミラー装置１Ｂの反射部材３０Ｂは従来よりも大径且つ軽量であり、且つ反射部３２Ｂの厚さ方向（Ｄ３方向）の動的変形量が小さいため、動作共振周波数を従来よりも増大させることができる。
このように本実施形態によれば、従来よりも高解像度を実現することができる走査型レーザ装置２が提供される。
また本実施形態では、走査型レーザ装置２はミラー装置１Ｂを備えるが、これに限らず、ミラー装置１Ｇを備えてもよい。この場合にも、従来よりも更なる高解像度を実現することができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の走査型レーザ装置は、例えば、携帯電話、携帯型ディスプレイ、ウェアラブル機器、車両、眼科医療機器、などに搭載される走査型レーザ表示装置に適用することができる。また、走査型レーザ装置は、スクリーンや車両のフロントガラスへの走査の他に、網膜を走査する装置にも適用することもできる。更に、走査型レーザ装置は、走査型レーザ表示装置の他に、工業センシングや医療計測等に用いることができる。例えば車両の運転支援システムとして、車両と対象物との距離を測定する走査型レーザ測定装置に適用することができる。
１Ａ ミラー装置
１Ｂ ミラー装置
１Ｃ ミラー装置
１Ｄ ミラー装置
１Ｅ ミラー装置
１Ｆ ミラー装置
１Ｇ ミラー装置
２ 走査型レーザ装置
３ レーザ光源
４ 駆動機構
５ 制御部
１０Ａ 枠体
１０Ａａ 枠部
１０Ａｂ 枠部
１０Ｂ 枠体
１０Ｂａ 枠部
１０Ｂｂ 枠部
１０Ｂｃ 枠部
１０Ｂｄ 枠部
１０Ｆ 枠体
１０Ｆａ 枠部
１０Ｆｂ 枠部
１０Ｇ 枠体
２０ 軸部材
２０Ａ 軸部材
２０Ａａ 第１軸部
２０Ａｂ 第２軸部
２０Ｂ 軸部材
２０Ｂａ 第１軸部
２０Ｂｂ 第２軸部
２０Ｂｃ 第３軸部
２０Ｆ 軸部材
２０Ｆａ 第１軸部
２０Ｆｂ 第２軸部
２０Ｇ 軸部材
３０ 反射部材
３０Ａ 反射部材
３０Ｂ 反射部材
３０Ｃ 反射部材
３０Ｆ 反射部材
３０Ｇ 反射部材
３１ 基部
３１Ａ 基部
３１Ｂ 基部
３１Ｃ 基部
３１Ｄ 基部
３１Ｅ 基部
３１Ｆ 基部
３１Ｇ 基部
３２ 反射部
３２Ａ 反射部
３２Ａａ 反射面
３２Ｂ 反射部
３２Ｂａ 反射面
３２Ｆ 反射部
３２Ｇ 反射部
４０Ｂａ 櫛歯部
４０Ｂｂ 櫛歯部
４０Ｆａ 櫛歯部
４０Ｆｂ 櫛歯部
４０Ｇａ 櫛歯部
４０Ｇｂ 櫛歯部
１００ ＳＯＩウエハ
１０１ デバイス層
１０１ａ 凹凸部
１０１ａａ 底面
１０１ａｂ 側面
１０１ａｃ 上面
１０１ａｄ 下面
１０１ｂ 溝部
１０１Ａａ 第１溝部
１０１ＡＡ 凹凸前駆体
１０１Ｂａ 第２溝部
１０１ＢＡ 凹凸部
１０２ ハンドル層
１０３ 酸化物層
２０１Ａ 第１層
２０１Ｂ 第１層
２０２ａ 櫛歯部
２０２ｂ 櫛歯部
２０３ 貫通孔
２０４ａ 櫛歯部
２０４ｂ 櫛歯部
２０５Ａ 第２層
２０５Ｂ 第２層
２０６ 第３層
２０７ 中空部
３０１Ａ 第１層
３０１Ａａ 円状凹部
３０１Ａｂ 線状凸部
３０１Ａｃ 線状凹部
３０１Ａｄ 貫通孔
３０１Ｂ 第２層
３０１Ｃ 第３層
３０１Ｄ 第４層
３０１Ｅ 第５層
３０２ 第６層
３０３ 中空部
３１１Ａ 上壁部
３１１Ａａ 主面
３１１Ａｂ 主面
３１１Ｂ 底壁部
３１１Ｂａ 主面
３１１Ｂｂ 主面
３１１Ｃ 底壁部
３１１Ｄ 底壁部
３１１Ｆ 底壁部
３１１Ｆａ 主面
３１１Ｇ 底壁部
３１１Ｇａ 主面
３１１Ｇｂ 主面
３１２Ａ 側壁部
３１２Ｂ 側壁部
３１２ＢＢ 第１側壁部群
３１２Ｂａ 第１側壁部
３１２Ｂｂ 第１側壁部
３１２Ｃ 第１側壁部
３１２ＣＣ 第１側壁部群
３１２Ｃａ 第１側壁部
３１２Ｃｂ 第１側壁部
３１２ＤＤ 第１側壁部群
３１２Ｄａ 第１側壁部
３１２Ｄｂ 第１側壁部
３１２Ｆ 第１側壁部
３１２ＦＦ 第１側壁部群
３１２Ｆａ 第１側壁部
３１２Ｆｂ 第１側壁部
３１２Ｇ 側壁部
３１２ＧＧ 第１側壁部群
３１２Ｇａ 第１側壁部
３１２Ｇｂ 第１側壁部
３１３Ａ 空隙部
３１３Ｂ 空隙部
３１３Ｃ 第３側壁部
３１３ＣＣ 第３側壁部群
３１３Ｃａ 第３側壁部
３１３Ｃｂ 第３側壁部
３１３ＤＤ 第３側壁部群
３１３Ｄａ 第３側壁部
３１３Ｄｂ 第３側壁部
３１３Ｆ 第２側壁部
３１３ＦＦ 第３側壁部群
３１３Ｆａ 第３側壁部
３１３Ｆｂ 第３側壁部
３１３Ｇ 空隙部
３１３Ｇａ 空隙部
３１４ＢＢ 第１上壁部群
３１４Ｂ 第１上壁部
３１４Ｃ 第１側壁部
３１４ＣＣ 第１側壁部群
３１４Ｃａ 第１側壁部
３１４Ｃｂ 第１側壁部
３１４ＤＤ 第４側壁部群
３１４Ｄａ 第４側壁部
３１４Ｄｂ 第４側壁部
３１４Ｆ 第２側壁部
３１４ＦＦ 第４側壁部群
３１４Ｆａ 第４側壁部
３１４Ｆｂ 第４側壁部
３１４Ｇ 第１上壁部
３１４ＧＧ 第１上壁部群
３１４Ｇａ 第１上壁部
３１５Ｂ 側壁部
３１５Ｂａ 第２側壁部
３１５Ｂｂ 第２側壁部
３１５Ｃ 第３側壁部
３１５ＣＣ 第３側壁部群
３１５Ｃａ 第３側壁部
３１５Ｃｂ 第３側壁部
３１５Ｄ 第４上壁部
３１５Ｆ 第４上壁部
３１５Ｆａ 第１部分
３１５Ｆｂ 第２部分
３１５Ｆｃ 第３部分
３１５Ｆｄ 第４部分
３１５Ｇ 側壁部
３１６Ｂ 第２上壁部
３１６Ｂａ 第１上壁部
３１６Ｃ 第３上壁部
３１６ＣＣ 第３上壁部群
３１７Ｂ 第１中空部
３１７Ｃ 凸部
３１７Ｆ 第４中空部
３１７Ｆａ 第１部分
３１７Ｆｂ 第２部分
３１７Ｆｃ 第３部分
３１７Ｆｄ 第４部分
３１７Ｇ 第１中空部
３１８Ｂ 第２中空部
３１８Ｃ 第３上壁部
３１８ＣＣ 第３上壁部群
３１９ 貫通孔
３１９Ｃ 凸部
３３１Ｇ 第５側壁部
３３１ＧＧ 第５側壁部群
４０２ａ 櫛歯部
４０２ｂ 櫛歯部
４０４ａ 櫛歯部
４０４ｂ 櫛歯部

Claims (22)

  1. 枠体と、
    前記枠体の内側に設けられ、前記枠体に接続された軸部材と、
    前記軸部材に固定され、前記軸部材の軸周りに揺動可能に設けられた反射部材と、
    を備え、
    前記反射部材は、前記軸部材の軸方向に沿って設けられた基部と、前記基部に設けられた反射部と、を有し、
    前記基部は、前記軸部材の軸方向に沿って設けられた主面を有する底壁部と、前記反射部とは反対側に前記底壁部から延在した複数の側壁部とを含む三次元凹凸構造を有する、ミラー装置。
  2. 前記側壁部の厚さに対する高さの比が、２０以上１０００００以下である、請求項１に記載のミラー装置。
  3. 前記基部が、ＡＬＤ層及び／又はＭＬＤ層で構成されている、請求項１に記載のミラー装置。
  4. 前記複数の側壁部が、前記軸部材の軸方向に関して間隔を空けて配置された複数のフィンで構成されている、請求項１に記載のミラー装置。
  5. 前記基部が、前記底壁部と、前記基部の平面視で第１の方向に延在する一対の第１側壁部の複数で構成される第１側壁部群と、前記一対の第１側壁部を連結する第１上壁部の複数で構成される第１上壁部群と、を含む、請求項１に記載のミラー装置。
  6. 前記基部が、前記基部の平面視で前記第１側壁部群を囲繞するように配置された一対の第２側壁部と、前記一対の第２側壁部を連結し、且つ前記第１上壁部群と接続された第２上壁部と、を更に含む、請求項５に記載のミラー装置。
  7. 前記第１上壁部及び前記第２上壁部の少なくとも一方に、貫通孔が設けられ、
    前記底壁部、前記一対の第１側壁部及び前記第１上壁部が、第１中空部を画定しており、
    前記底壁部、前記一対の第２側壁部及び前記第２上壁部が、第２中空部を画定している、請求項６に記載のミラー装置。
  8. 前記基部が、前記底壁部と、前記基部の平面視で第１の方向に延在する一対の第１側壁部の複数で構成される第１側壁部群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在し、且つ一対の第１側壁部を連結する一対の第３側壁部の複数で構成される第３側壁部群と、を含む、請求項１に記載のミラー装置。
  9. 前記第１側壁部群及び前記第３側壁部群が、前記基部の平面視で格子状に配置されている、請求項８に記載のミラー装置。
  10. 前記基部が、前記基部の平面視で、隣接する２つの前記第１側壁部と、隣接する２つの前記第３側壁部とで画定される第３上壁部の複数で構成される第３上壁部群を更に有し、
    前記第３上壁部に１又は複数の貫通孔が設けられ、
    前記底壁部、前記一対の第１側壁部、前記一対の第３側壁部及び前記第３上壁部が、第３中空部を画定している、請求項９に記載のミラー装置。
  11. 前記基部が、前記底壁部と、前記基部の平面視で第１の方向に延在する一対の第１側壁部の複数で構成される第１側壁部群と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する一対の第３側壁部の複数で構成される第３側壁部群と、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれとも交差する第３の方向に延在する一対の第４側壁部の複数で構成される第４側壁部群と、を含む、請求項１に記載のミラー装置。
  12. 前記第１側壁部群、前記第３側壁部群及び前記第４側壁部群が、前記基部の平面視でトラス状構造を構成している、請求項１１に記載のミラー装置。
  13. 前記基部が、前記基部３１の平面視で、前記第１側壁部群、前記第３側壁部群及び前記第４側壁部群で画定される第４上壁部を更に含み、
    前記第４上壁部に１又は複数の貫通孔が設けられ、
    前記底壁部、前記一対の第１側壁部及び前記第４上壁部の第１部分が、第４中空部の第１部分を画定し、
    前記底壁部、前記一対の第３側壁部及び前記第４上壁部の第２部分が、前記第４中空部の第２部分を画定し、
    前記底壁部、前記一対の第４側壁部及び前記第４上壁部の第３部分が、前記第４中空部の第３部分を画定している、請求項１２に記載のミラー装置。
  14. 前記基部は、前記第１側壁部群を構成する一対の第１側壁部のうちの一方と、他の一対の第１側壁部のうちの一方との間の空隙部に、隣接する前記第１側壁部同士を連結する第５側壁部群を更に備える、請求項１に記載のミラー装置。
  15. 前記第１側壁部群び前記第５側壁部群が、前記基部の平面視でトラス状構造を構成している、請求項１４に記載のミラー装置。
  16. 前記枠体及び前記軸部材のいずれかに設けられた一対の櫛歯部を更に備える、請求項１に記載のミラー装置。
  17. 前記基部が、金属酸化物で構成されている、請求項１に記載のミラー装置。
  18. 前記金属酸化物が、Ａｌ２Ｏ３である、請求項１７に記載のミラー装置。
  19. レーザ光源と、請求項１に記載のミラー装置と、前記ミラー装置を駆動する駆動機構と、を備える、走査型レーザ装置。
  20. 請求項１９に記載の走査型レーザ装置を備える走査型ディスプレイ。
  21. ＳＯＩウエハのデバイス層に異方性深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施し、前記ＳＯＩウエハの主面に対して垂直な方向に延在する凹凸部を形成する工程（Ａ１）と、
    ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部に第１層を共形堆積する工程（Ｂ１）と、
    異方性のエッチングにより、前記凹凸部の上面に形成された第１層に貫通孔又は貫通溝を形成する工程（Ｃ１）と、
    異方性のエッチングにより、前記ＳＯＩウエハのハンドル層上に形成された第１層をパターン成形する工程（Ｄ１）と、
    異方性のエッチングにより前記ＳＯＩウエハの前記ハンドル層を除去して、前記ＳＯＩウエハの酸化物層を露出させる工程（Ｅ１）と、
    異方性ＲＩＥにより前記酸化物層を除去して前記凹凸部の下面を露出させる工程（Ｆ１）と、
    ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部の下面に第２層を共形堆積する工程（Ｇ１）と、
    異方性のエッチングにより前記貫通孔又は貫通溝に形成された前記第２層を除去して、前記第１層に再度貫通孔又は貫通溝を形成する工程（Ｈ１）と、
    ＳＯＩウエハの前記ハンドル層側から前記第２層に金属を堆積して、前記第２層上に反射部を形成する工程（Ｉ１）と、
    等方性ＲＩＥにより、前記貫通孔又は貫通溝を介して前記デバイス層の前記凹凸部を除去する工程（Ｊ１）と、
    を有する、ミラー装置の製造方法。
  22. ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、ＳＯＩウエハのデバイス層に第１層を堆積すると共に、前記ＳＯＩウエハのハンドル層に第２層を堆積する工程（Ａ２）と、
    異方性のエッチングにより、前記第１層をパターン成形して、前記デバイス上に、直線状に並べて配置された複数の円状凹部を上面に有する線状凸部の複数と、該複数の線状凸部間に前記デバイス層が露出するように複数の線状凹部を形成する工程（Ｂ２）と、
    異方性のエッチングにより、前記ハンドル層上に前記第２層をパターン成形する工程（Ｃ２）と、
    前記線状凹部に所定間隔でマスキングを施し、前記マスキングを施していない露出した前記デバイス層に異方性深掘りＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施して、前記ＳＯＩウエハの主面に対して垂直な方向に延在する複数の第１溝部を含む凹凸前駆体を形成する工程（Ｄ２）と、
    ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸前駆体に第３層を共形堆積する工程（Ｅ２）と、
    異方性のエッチングにより、前記凹凸前駆体のうちの前記マスキングを施した部分の上面に堆積した前記第３層の一部を除去する工程（Ｆ２）と、
    前記第３層の一部の除去によって露出した前記凹凸前駆体に異方性深掘りＲＩＥを施し、前記凹凸前駆体のうち前記第３層の一部の除去によって露出した部分を除去して、前記ＳＯＩウエハの主面に対して垂直な方向に延在する複数の第２溝部を含む凹凸部を形成する工程（Ｇ２）と、
    ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部に第４層を共形堆積する工程（Ｈ２）と、
    異方性のエッチングにより前記ＳＯＩウエハの前記ハンドル層を除去して、前記ＳＯＩウエハの酸化物層を露出させる工程（Ｉ２）と、
    異方性ＲＩＥにより前記酸化物層を除去して前記凹凸部の下面を露出させる工程（Ｊ２）と、
    ＡＬＤ及び／又はＭＬＤにより、前記凹凸部の下面に第５層を共形堆積する工程（Ｋ１）と、
    異方性のエッチングにより、前記第１層の前記複数の円状凹部に対応する位置に貫通孔又は貫通溝を形成する工程（Ｌ２）と、
    ＳＯＩウエハの前記ハンドル層側から前記第５層に金属を堆積して、前記第５層上に反射部を形成する工程（Ｍ２）と、
    等方性ＲＩＥにより、前記貫通孔又は貫通溝を介して前記凹凸部を除去する工程（Ｎ２）と、
    を有する、ミラー装置の製造方法。
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