JP3491941B2 - マイクロ構造体の製造方法 - Google Patents
マイクロ構造体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロメカニクス技
術を用いて作製するマイクロ構造体、特に犠牲層を用い
て形成されるマイクロ構造体の作製法に関するものであ
る。
術を用いて作製するマイクロ構造体、特に犠牲層を用い
て形成されるマイクロ構造体の作製法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型の可動機構を有する微小機械
がマイクロメカニクス技術により検討されている。特
に、半導体集積回路形成技術（半導体フォトリソグラフ
ィプロセス）を用いて形成するマイクロ構造体は、基板
上に複数の小型で作製再現性の高い微小な機械部品を作
製することが可能である。このため、アレイ化、低コス
ト化が比較的容易となり、かつ小型化により従来の機械
式構造体に比べて高速応答性が期待できる。
がマイクロメカニクス技術により検討されている。特
に、半導体集積回路形成技術（半導体フォトリソグラフ
ィプロセス）を用いて形成するマイクロ構造体は、基板
上に複数の小型で作製再現性の高い微小な機械部品を作
製することが可能である。このため、アレイ化、低コス
ト化が比較的容易となり、かつ小型化により従来の機械
式構造体に比べて高速応答性が期待できる。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】基板上にマイクロ
構造体を作製する典型的な方法としては以下の４つがあ
る。第１の方法としては、ポリシリコン膜よりなるワブ
ルマイクロモーター(M. Mehregany et al., “Operatio
n of microfabricated harmonic and oridinary side-d
rive motors ”. Proceedings IEEE Micro Electro Mec
hanical Systems Workshop 1990. p.1-8) や、リニアマ
イクロアクチュエータ（P. Cheung et al.,“Modeling
and position-detection of a polysilicon linear mic
roactuator”, Micromechanical Sensors, Actuators,
and Systems ASME 1991, DS C-Vol.32, p.269-278)等を
形成する作製方法であり、これはＳｉ基板上に犠牲層と
なるシリコン酸化膜と薄膜形成したマイクロ構造体とな
るポリシリコン、ＳＯＩ（Sion Insulator) 又はＳＩＭ
ＯＸ（Separation by ion implantation of oxygen,B.
Diem et al., “SOI(SIMOX) as a Substrate for Surfa
ce Micromachining of Single Crystalline Silicon Se
nsors and Actuators”, The 7th International Confe
rence on Solid-State Sensors and Actuators, Transd
ucers '93, June 7-10, 1993. p.233-236) のシリコン
膜を所望の形状にパターニングした後にフッ酸水溶液に
てシリコン酸化膜を除去するシリコン酸化膜を犠牲層と
して用いる方法である。
構造体を作製する典型的な方法としては以下の４つがあ
る。第１の方法としては、ポリシリコン膜よりなるワブ
ルマイクロモーター(M. Mehregany et al., “Operatio
n of microfabricated harmonic and oridinary side-d
rive motors ”. Proceedings IEEE Micro Electro Mec
hanical Systems Workshop 1990. p.1-8) や、リニアマ
イクロアクチュエータ（P. Cheung et al.,“Modeling
and position-detection of a polysilicon linear mic
roactuator”, Micromechanical Sensors, Actuators,
and Systems ASME 1991, DS C-Vol.32, p.269-278)等を
形成する作製方法であり、これはＳｉ基板上に犠牲層と
なるシリコン酸化膜と薄膜形成したマイクロ構造体とな
るポリシリコン、ＳＯＩ（Sion Insulator) 又はＳＩＭ
ＯＸ（Separation by ion implantation of oxygen,B.
Diem et al., “SOI(SIMOX) as a Substrate for Surfa
ce Micromachining of Single Crystalline Silicon Se
nsors and Actuators”, The 7th International Confe
rence on Solid-State Sensors and Actuators, Transd
ucers '93, June 7-10, 1993. p.233-236) のシリコン
膜を所望の形状にパターニングした後にフッ酸水溶液に
てシリコン酸化膜を除去するシリコン酸化膜を犠牲層と
して用いる方法である。
【０００４】しかしながら第１の方法ではシリコン酸化
膜をフッ酸水溶液にてエッチング除去するために、構造
体としてフッ酸に食刻されないフッ酸腐蝕耐性材料を用
いる必要があり、マイクロ構造体上にＡｌ電極等の電極
を配線することができない。さらに、ポリシリコンをマ
イクロ構造体として用いる場合には膜応力による反りが
生じないようにポリシリコンの膜応力を制御する必要が
ある。ＳＯＩ基板を用いる場合、バルクＳｉの薄膜下の
シリコン酸化膜除去してしまうために、構造体を支える
シリコン酸化膜がエッチバックされ構造体が梁形状とな
り基板と構造体との電気的接続が困難となる。
膜をフッ酸水溶液にてエッチング除去するために、構造
体としてフッ酸に食刻されないフッ酸腐蝕耐性材料を用
いる必要があり、マイクロ構造体上にＡｌ電極等の電極
を配線することができない。さらに、ポリシリコンをマ
イクロ構造体として用いる場合には膜応力による反りが
生じないようにポリシリコンの膜応力を制御する必要が
ある。ＳＯＩ基板を用いる場合、バルクＳｉの薄膜下の
シリコン酸化膜除去してしまうために、構造体を支える
シリコン酸化膜がエッチバックされ構造体が梁形状とな
り基板と構造体との電気的接続が困難となる。
【０００５】第２の方法は、アルミニウム（Ａｌ）薄膜
のマイクロミラーよりなる空間光変調器（L.J. Hornbec
k、特開平２−８８１２）を形成する作製方法であり、基
板上に犠牲層となるフォトレジスト塗布し、Ａｌ薄膜を
薄膜形成し所望の形状にパターニングした後に酸素プラ
ズマを用いたドライエッチングによりフォトレジストを
除去しＡｌ薄膜からなるマイクロ構造体を形成する方法
である。
のマイクロミラーよりなる空間光変調器（L.J. Hornbec
k、特開平２−８８１２）を形成する作製方法であり、基
板上に犠牲層となるフォトレジスト塗布し、Ａｌ薄膜を
薄膜形成し所望の形状にパターニングした後に酸素プラ
ズマを用いたドライエッチングによりフォトレジストを
除去しＡｌ薄膜からなるマイクロ構造体を形成する方法
である。
【０００６】この方法では、フォトレジストを犠牲層と
して用いることにより基板の表面粗さに依存することな
く、様々な種類の基板上にマイクロ構造体を形成するこ
とが可能である。これにより、反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によるドライエッチングにより犠牲層の除去
が可能であり、ウエットエッチングにより犠牲層を除去
する際に生じるマイクロ構造体と基板との貼り付き（St
icking) を回避できる。しかしながら、作製工程中でフ
ォトレジストが熱的損傷を起こさない低温での構造体薄
膜形成を行う必要があり、構造体材料の制約が大きい。
さらに、マイクロ構造体を真空蒸着、スパッタリング等
の薄膜形成プロセスにより薄膜形成するために、作製し
たマイクロ構造体が膜応力による反りを生じないよう膜
の応力を制御する必要がある。
して用いることにより基板の表面粗さに依存することな
く、様々な種類の基板上にマイクロ構造体を形成するこ
とが可能である。これにより、反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によるドライエッチングにより犠牲層の除去
が可能であり、ウエットエッチングにより犠牲層を除去
する際に生じるマイクロ構造体と基板との貼り付き（St
icking) を回避できる。しかしながら、作製工程中でフ
ォトレジストが熱的損傷を起こさない低温での構造体薄
膜形成を行う必要があり、構造体材料の制約が大きい。
さらに、マイクロ構造体を真空蒸着、スパッタリング等
の薄膜形成プロセスにより薄膜形成するために、作製し
たマイクロ構造体が膜応力による反りを生じないよう膜
の応力を制御する必要がある。
【０００７】第３の方法はバルクであるＳｉ基板上にマ
イクロ構造体のパターンを形成した後に、ガラス基板に
前記パターンの一部を陽極接合法により接合し、接合し
たＳｉ基板を裏面よりエッチングしマイクロ構造体のみ
をガラス基板上に残すことにより形成する方法である。
この方法を用いＳｉ基板を薄膜化したバルクＳｉ薄膜か
らなるリニアアクチュエータ(Y. Gianchandani et al.,
“ Micron-Size, HighA spect Ratio Bulk Silicon mic
romechanical Devices”, Proceedings IEEE Electro M
echanical Systems Workshop. 1992. p.208-213)及びシ
リコン窒化膜よりなるＡＦＭ(Atomic Force Microscop
e) 用のカンチレバー（T.R. Albrecht etal., United S
tates Patent Number 5,221,415)等が形成できる。
イクロ構造体のパターンを形成した後に、ガラス基板に
前記パターンの一部を陽極接合法により接合し、接合し
たＳｉ基板を裏面よりエッチングしマイクロ構造体のみ
をガラス基板上に残すことにより形成する方法である。
この方法を用いＳｉ基板を薄膜化したバルクＳｉ薄膜か
らなるリニアアクチュエータ(Y. Gianchandani et al.,
“ Micron-Size, HighA spect Ratio Bulk Silicon mic
romechanical Devices”, Proceedings IEEE Electro M
echanical Systems Workshop. 1992. p.208-213)及びシ
リコン窒化膜よりなるＡＦＭ(Atomic Force Microscop
e) 用のカンチレバー（T.R. Albrecht etal., United S
tates Patent Number 5,221,415)等が形成できる。
【０００８】この方法では、犠牲層を用いる必要がな
く、フッ酸耐性のない材料にてマイクロ構造体を形成す
ることが可能である。しかしながら、ガラスと陽極接合
を行う必要から、材料としては酸化物を形成する導電性
のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｉ等または、薄膜においてのみ
陽極接合可能なシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等の材
料に限定される。また、陽極接合時の接合温度が３００
℃以上あり、熱応力の歪みによる基板の破損を回避する
には、ガラスはＳｉ基板とほぼ等しい熱膨張係数をもっ
ている必要がある。このために使用できるガラスはパイ
レックスガラス、商品名は＃７７４０ Corning等のガラ
スに限定される。さらに、あらかじめマイクロ構造体に
空隙を形成しておくために形成したマイクロ構造体上に
電極のパターンを配線することができない。また、基板
としては可動イオンを含むガラスを用いる必要から、回
路を集積可能なＳｉ，ＧａＡｓ等の基板を用いることが
できない。さらに、陽極接合にてガラスと導電性材料を
接合する場合、ガラス及び導電性材料の表面粗さが５０
０Ａ以下に抑える必要がある。ＳＰ５，２２１，４１５
ではシリコン窒化膜とガラスを陽極接合するに際して４
７５℃に温度で接合するために電極はマイクロ構造体を
形成した後に基板面に全面に真空蒸着することとなりカ
ンチレバー上にパターン形成ができない。
く、フッ酸耐性のない材料にてマイクロ構造体を形成す
ることが可能である。しかしながら、ガラスと陽極接合
を行う必要から、材料としては酸化物を形成する導電性
のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｉ等または、薄膜においてのみ
陽極接合可能なシリコン窒化膜、シリコン酸化膜等の材
料に限定される。また、陽極接合時の接合温度が３００
℃以上あり、熱応力の歪みによる基板の破損を回避する
には、ガラスはＳｉ基板とほぼ等しい熱膨張係数をもっ
ている必要がある。このために使用できるガラスはパイ
レックスガラス、商品名は＃７７４０ Corning等のガラ
スに限定される。さらに、あらかじめマイクロ構造体に
空隙を形成しておくために形成したマイクロ構造体上に
電極のパターンを配線することができない。また、基板
としては可動イオンを含むガラスを用いる必要から、回
路を集積可能なＳｉ，ＧａＡｓ等の基板を用いることが
できない。さらに、陽極接合にてガラスと導電性材料を
接合する場合、ガラス及び導電性材料の表面粗さが５０
０Ａ以下に抑える必要がある。ＳＰ５，２２１，４１５
ではシリコン窒化膜とガラスを陽極接合するに際して４
７５℃に温度で接合するために電極はマイクロ構造体を
形成した後に基板面に全面に真空蒸着することとなりカ
ンチレバー上にパターン形成ができない。
【０００９】本発明は上記問題点に鑑み、下記のことを
実現できるマイクロ構造体の形成法及びそれを用いたマ
イクロ構造体を提供することを目的とする。 （１）マイクロ構造体及び基板の材料が制限されること
なく、（２）マイクロ構造体上に電極パターンを形成
し、基板との電気的接続が可能なマイクロ構造体の形成
法及びマイクロ構造体。
実現できるマイクロ構造体の形成法及びそれを用いたマ
イクロ構造体を提供することを目的とする。 （１）マイクロ構造体及び基板の材料が制限されること
なく、（２）マイクロ構造体上に電極パターンを形成
し、基板との電気的接続が可能なマイクロ構造体の形成
法及びマイクロ構造体。
【００１０】 本願は下記の発明を包含する。 [ １ ] 基板と、該基板上に配置された支持部と、下面を
該基板に向け、均一な空隙をあけた吊り下げ構造にて支
持された薄膜構造体とを有するマイクロ構造体の製造方
法であって， （ａ）第 1 基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成する工
程， （ｂ）所望の形状パターンの構造体が形成された第 2 基
板を準備し、該接着層を介して第 1 基板と接着する工
程， （ｃ）第 2 基板の背面を該構造体を残してエッチング除
去し薄膜構造体を形成する工程， （ｄ）該薄膜構造体の下部を除く接着層を除去する工程 （ｅ）該薄膜構造体と第 1 基板とを接続する支持部を形
成する工程， （ｆ）該薄膜構造体の下部の接着層を除去する工程をこ
の順で有することを特徴とするマイクロ構造体の製造方
法。 [ ２ ] 基板と、該基板上に配置された支持部と、下面を
該基板に向け、均一な空隙をあけた吊り下げ構造にて支
持された薄膜構造体とを有するマイクロ構造体の製造方
法であって， （ａ）第 1 基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成する工
程， （ｂ）第 2 基板を準備し、該接着層を介して第 1 基板と接
着する工程， （ｃ）第 2 基板の背面をエッチング除去し薄膜化したの
ち、該薄膜化された第 2 基板を所望の形状にパターン形
成することにより、薄膜構造体を形成する工程， （ｄ）該薄膜構造体の下部を除く接着層を除去する工程 （ｅ）該薄膜構造体と第 1 基板とを接続する支持部を形
成する工程， （ｆ）該薄膜構造体の下部の接着層を除去する工程をこ
の順で有することを特徴とするマイクロ構造体の製造方
法。 [ ３ ] 前記（ａ）の接着層を形成する工程が樹脂分子を
溶媒にて稀釈した溶液を薄膜塗布することにより行うこ
とを特徴とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体
の製造方法。 [ ４ ] 前記（ａ）の接着層を形成する工程がラングミュ
アブロジット法にて形成することを特徴とする [ １ ] また
は [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [ ５ ] 前記樹脂膜がフォトレジストからなることを特徴
とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方
法。 [ ６ ] 前記フォトレジストが環化ゴムを含有することを
特徴とする [ ５ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [ ７ ] 前記第１基板および第２基板上に溝が形成してあ
ることを特徴とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構
造体の製造方法。 [ ８ ] 前記（ｂ）の接着する工程が第１及び第２基板の
裏面より圧力を加える工程を有することを特徴とする
[ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [ ９ ] 前記圧力を加える工程が、第１基板と第２基板に
電圧を印加することにより行うことを特徴とする請求項
８に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [1 ０ ] 前記（ｄ）または（ｆ）の接着層を除去する工
程が，酸素を用いたドライエッチングにより行うことを
特徴とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製
造方法。 [ １１ ] 前記ドライエッチングがプラズマエッチングに
より行うことを特徴とする [ １０ ] に記載のマイクロ構造
体の製造方法。 [ １２ ] 前記（ｄ）または（ｆ）の接着層を除去する工
程が，接着層を加熱し分解することを特徴とする [ １ ] ま
たは [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 本発明
は、第１基板及び／又は第２基板上に接着層を形成する
工程と、該接着層を介して第１の基板と第２の基板を接
着する工程と、第２の基板からなる薄膜構造体を形成す
る工程と、前記接着層の一部を除去する工程と、前記薄
膜構造体と第１の基板とを接続するための支持層を形成
する工程と、接着層を除去する工程を有することを特徴
とするマイクロ構造体の形成法であり、前記接着層が樹
脂薄膜よりなり、前記第１基板及び／又は第２基板上に
溝を形成しておいてもよい。
該基板に向け、均一な空隙をあけた吊り下げ構造にて支
持された薄膜構造体とを有するマイクロ構造体の製造方
法であって， （ａ）第 1 基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成する工
程， （ｂ）所望の形状パターンの構造体が形成された第 2 基
板を準備し、該接着層を介して第 1 基板と接着する工
程， （ｃ）第 2 基板の背面を該構造体を残してエッチング除
去し薄膜構造体を形成する工程， （ｄ）該薄膜構造体の下部を除く接着層を除去する工程 （ｅ）該薄膜構造体と第 1 基板とを接続する支持部を形
成する工程， （ｆ）該薄膜構造体の下部の接着層を除去する工程をこ
の順で有することを特徴とするマイクロ構造体の製造方
法。 [ ２ ] 基板と、該基板上に配置された支持部と、下面を
該基板に向け、均一な空隙をあけた吊り下げ構造にて支
持された薄膜構造体とを有するマイクロ構造体の製造方
法であって， （ａ）第 1 基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成する工
程， （ｂ）第 2 基板を準備し、該接着層を介して第 1 基板と接
着する工程， （ｃ）第 2 基板の背面をエッチング除去し薄膜化したの
ち、該薄膜化された第 2 基板を所望の形状にパターン形
成することにより、薄膜構造体を形成する工程， （ｄ）該薄膜構造体の下部を除く接着層を除去する工程 （ｅ）該薄膜構造体と第 1 基板とを接続する支持部を形
成する工程， （ｆ）該薄膜構造体の下部の接着層を除去する工程をこ
の順で有することを特徴とするマイクロ構造体の製造方
法。 [ ３ ] 前記（ａ）の接着層を形成する工程が樹脂分子を
溶媒にて稀釈した溶液を薄膜塗布することにより行うこ
とを特徴とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体
の製造方法。 [ ４ ] 前記（ａ）の接着層を形成する工程がラングミュ
アブロジット法にて形成することを特徴とする [ １ ] また
は [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [ ５ ] 前記樹脂膜がフォトレジストからなることを特徴
とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方
法。 [ ６ ] 前記フォトレジストが環化ゴムを含有することを
特徴とする [ ５ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [ ７ ] 前記第１基板および第２基板上に溝が形成してあ
ることを特徴とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構
造体の製造方法。 [ ８ ] 前記（ｂ）の接着する工程が第１及び第２基板の
裏面より圧力を加える工程を有することを特徴とする
[ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [ ９ ] 前記圧力を加える工程が、第１基板と第２基板に
電圧を印加することにより行うことを特徴とする請求項
８に記載のマイクロ構造体の製造方法。 [1 ０ ] 前記（ｄ）または（ｆ）の接着層を除去する工
程が，酸素を用いたドライエッチングにより行うことを
特徴とする [ １ ] または [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製
造方法。 [ １１ ] 前記ドライエッチングがプラズマエッチングに
より行うことを特徴とする [ １０ ] に記載のマイクロ構造
体の製造方法。 [ １２ ] 前記（ｄ）または（ｆ）の接着層を除去する工
程が，接着層を加熱し分解することを特徴とする [ １ ] ま
たは [ ２ ] に記載のマイクロ構造体の製造方法。 本発明
は、第１基板及び／又は第２基板上に接着層を形成する
工程と、該接着層を介して第１の基板と第２の基板を接
着する工程と、第２の基板からなる薄膜構造体を形成す
る工程と、前記接着層の一部を除去する工程と、前記薄
膜構造体と第１の基板とを接続するための支持層を形成
する工程と、接着層を除去する工程を有することを特徴
とするマイクロ構造体の形成法であり、前記接着層が樹
脂薄膜よりなり、前記第１基板及び／又は第２基板上に
溝を形成しておいてもよい。
【００１１】さらに、上記形成法により作製されたマイ
クロ構造体は、第１基板と、支持層からなる支持部と、
該支持部により前記基板と空隙を介して支持された第２
基板を薄膜化してなるビームとからなり、前記ビームを
空隙を介して支持するに際して前記支持部が第１基板と
前記ビームの上面を接続して支持することを特徴とす
る。
クロ構造体は、第１基板と、支持層からなる支持部と、
該支持部により前記基板と空隙を介して支持された第２
基板を薄膜化してなるビームとからなり、前記ビームを
空隙を介して支持するに際して前記支持部が第１基板と
前記ビームの上面を接続して支持することを特徴とす
る。
【００１２】接着層を形成する工程としては、接着方法
として行われる通常の方法が使用でき、例えば樹脂分子
を有機溶媒にて稀釈した液をスピンナー法、ディッピン
グ法、スプレー法等により塗布する方法、又はラングミ
ュアブロジット（ＬＢ）法により成膜する方法等の樹脂
薄膜形成法を用いて行う。塗布方法では樹脂薄膜は基板
上の表面凹凸が存在しても、平坦性よく塗布することが
可能であり、これにより第２基板と接着する工程にて基
板表面粗さに依存せずに良好な面接着が可能となる。樹
脂材料としては、回路を集積化したＳｉ基板上の接着層
を形成する場合Ｎａイオン等の不純物の少ないフォトレ
ジストが好ましい。さらに好ましくは、密着力及び機械
的な強度に優れたゴムを含有するゴム系フォトレジスト
である。特に好ましくは密着力及び機械的な強度に特に
優れたゴムを含有するゴム系フォトレジストである。
として行われる通常の方法が使用でき、例えば樹脂分子
を有機溶媒にて稀釈した液をスピンナー法、ディッピン
グ法、スプレー法等により塗布する方法、又はラングミ
ュアブロジット（ＬＢ）法により成膜する方法等の樹脂
薄膜形成法を用いて行う。塗布方法では樹脂薄膜は基板
上の表面凹凸が存在しても、平坦性よく塗布することが
可能であり、これにより第２基板と接着する工程にて基
板表面粗さに依存せずに良好な面接着が可能となる。樹
脂材料としては、回路を集積化したＳｉ基板上の接着層
を形成する場合Ｎａイオン等の不純物の少ないフォトレ
ジストが好ましい。さらに好ましくは、密着力及び機械
的な強度に優れたゴムを含有するゴム系フォトレジスト
である。特に好ましくは密着力及び機械的な強度に特に
優れたゴムを含有するゴム系フォトレジストである。
【００１３】本発明で使用できるゴムとしては、例えば
「微細加工とレジスト」（野々垣三郎著、高分子学会編
集、共立出版発行、１９９１年）１１頁１３行から１２
頁第３行記載の環化ゴムが好ましく、また東京応化工業
（株）製の高解像度ネガ型フォトレジストとしてＯＭＲ
−８３等ゴムを含有するフォトレジストが好ましく使用
できる。
「微細加工とレジスト」（野々垣三郎著、高分子学会編
集、共立出版発行、１９９１年）１１頁１３行から１２
頁第３行記載の環化ゴムが好ましく、また東京応化工業
（株）製の高解像度ネガ型フォトレジストとしてＯＭＲ
−８３等ゴムを含有するフォトレジストが好ましく使用
できる。
【００１４】ラングミュアブロジット法を用いる場合に
は、単分子累積膜、すなわち疎水基あるいは親水器から
なるＬＢ膜（ラングミュア・ブロジット膜）を第１基板
面上に単層以上累積成膜することにより、疎水基同士、
あるいは親水基同士からなる接着面を相対向させ成膜を
行う。ＬＢ法では、樹脂膜厚をナノメーターの精度で成
膜制御することが可能であり、これにより樹脂薄膜を除
去し形成した空隙の間隔をナノメーター精度で制御する
ことが可能となる。
は、単分子累積膜、すなわち疎水基あるいは親水器から
なるＬＢ膜（ラングミュア・ブロジット膜）を第１基板
面上に単層以上累積成膜することにより、疎水基同士、
あるいは親水基同士からなる接着面を相対向させ成膜を
行う。ＬＢ法では、樹脂膜厚をナノメーターの精度で成
膜制御することが可能であり、これにより樹脂薄膜を除
去し形成した空隙の間隔をナノメーター精度で制御する
ことが可能となる。
【００１５】第１基板と第２基板を接着する工程として
は、薄膜塗布した接着層を介して第１基板と第２基板を
裏面より圧力をかけて押し当てた後に、加熱処理するこ
とにより接着層の膜中に含まれる有機溶媒を蒸発させ、
樹脂を硬化すると共に各基板との接着力を強くすること
により行う方法が好ましい。第１及び／又は第２基板に
溝を形成することで加熱処理時に発生する有機溶媒の蒸
気を前記溝を通じて逃がすことができる。第１基板と第
２基板が導電体であるならば、基板間に電圧を印加し発
生する静電力を用いて圧力を加え接着することも可能で
ある。
は、薄膜塗布した接着層を介して第１基板と第２基板を
裏面より圧力をかけて押し当てた後に、加熱処理するこ
とにより接着層の膜中に含まれる有機溶媒を蒸発させ、
樹脂を硬化すると共に各基板との接着力を強くすること
により行う方法が好ましい。第１及び／又は第２基板に
溝を形成することで加熱処理時に発生する有機溶媒の蒸
気を前記溝を通じて逃がすことができる。第１基板と第
２基板が導電体であるならば、基板間に電圧を印加し発
生する静電力を用いて圧力を加え接着することも可能で
ある。
【００１６】ＬＢ累積膜を用いて第１基板と第２基板を
接着する場合には、第１基板又は／及び第２基板上に形
成したＬＢ膜の接着面と第２基板の接着面を重ね合わせ
て、第１及び第２基板に電圧を印加し、発生する静電力
によって接合させる。接着するに際して、第１及び第２
基板共にＬＢ膜を成膜した場合には、接着面は疎水基同
士、あるいは親水基同士とし、第１基板又は第２基板の
何れか一方にＬＢ膜を成膜する場合にはＬＢ膜の接着面
が疎水基（又は親水基）であれば他方の基板の接着面は
疎水性（又は親水性）となる。ＬＢ累積膜が熱分解しな
い温度で加熱しながら電圧を印加し接着を行うことによ
り、より強固な接着を行うことができる。
接着する場合には、第１基板又は／及び第２基板上に形
成したＬＢ膜の接着面と第２基板の接着面を重ね合わせ
て、第１及び第２基板に電圧を印加し、発生する静電力
によって接合させる。接着するに際して、第１及び第２
基板共にＬＢ膜を成膜した場合には、接着面は疎水基同
士、あるいは親水基同士とし、第１基板又は第２基板の
何れか一方にＬＢ膜を成膜する場合にはＬＢ膜の接着面
が疎水基（又は親水基）であれば他方の基板の接着面は
疎水性（又は親水性）となる。ＬＢ累積膜が熱分解しな
い温度で加熱しながら電圧を印加し接着を行うことによ
り、より強固な接着を行うことができる。
【００１７】第２基板を接着層との接着後に薄膜構造体
を形成するために、第２基板を薄膜にする。薄膜にすに
するには基板材料に適したエッチング液を用いたウエッ
トエッチング、反応性ガスを用いたドライエッチング、
又は研磨砥粒を用いてラッピングする方法を用いて裏面
を削り行えばよい。第２基板としてＳｉを用いる場合、
エッチング液としては水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）、
水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアル
カリ水溶液、又はフッ酸、硝酸混合水溶液等を用い、反
応性ガスとしてはＣＦ4 ，ＳＦ5 ，ＮＦ3 等のプラズマ
ガスを用いて行う。第２基板にＳｉ等のバルクの基板を
用いれば、マイクロ構造体は反ることがなく、犠牲層上
に薄膜形成してマイクロ構造体を作製する際に問題とな
った膜応力による反りの問題を回避できる。
を形成するために、第２基板を薄膜にする。薄膜にすに
するには基板材料に適したエッチング液を用いたウエッ
トエッチング、反応性ガスを用いたドライエッチング、
又は研磨砥粒を用いてラッピングする方法を用いて裏面
を削り行えばよい。第２基板としてＳｉを用いる場合、
エッチング液としては水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ）、
水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアル
カリ水溶液、又はフッ酸、硝酸混合水溶液等を用い、反
応性ガスとしてはＣＦ4 ，ＳＦ5 ，ＮＦ3 等のプラズマ
ガスを用いて行う。第２基板にＳｉ等のバルクの基板を
用いれば、マイクロ構造体は反ることがなく、犠牲層上
に薄膜形成してマイクロ構造体を作製する際に問題とな
った膜応力による反りの問題を回避できる。
【００１８】薄膜構造体を形成する工程では、薄膜にし
た第２基板を半導体フォトリソグラフィプロセスにより
パターニング形成する、又はあらかじめ第２基板の接着
面に構造体のパターンを形成しておき第２基板を裏面よ
り除去することにより形成する。前記あらかじめ形成さ
れた構造体のパターンの段差部分を前記溝として用いる
ことも可能である。
た第２基板を半導体フォトリソグラフィプロセスにより
パターニング形成する、又はあらかじめ第２基板の接着
面に構造体のパターンを形成しておき第２基板を裏面よ
り除去することにより形成する。前記あらかじめ形成さ
れた構造体のパターンの段差部分を前記溝として用いる
ことも可能である。
【００１９】支持層は第１基板と薄膜構造体を機械的に
接続するものであり、接着層を除去する前に形成するこ
とにより薄膜構造体の上面と第１基板面上に形成してあ
り、薄膜構造体を上から釣り下げる構造となっている。
支持層として金属薄膜（Ａｌ等）を用いることにより、
電気的に薄膜構造体と第１基板を接続することができ
る。
接続するものであり、接着層を除去する前に形成するこ
とにより薄膜構造体の上面と第１基板面上に形成してあ
り、薄膜構造体を上から釣り下げる構造となっている。
支持層として金属薄膜（Ａｌ等）を用いることにより、
電気的に薄膜構造体と第１基板を接続することができ
る。
【００２０】接着層を除去する工程では、通常実施され
ている方法が使用でき、例えば樹脂薄膜を溶解する溶液
に浸すことによりウエットエッチング除去する方法、酸
素プラズマ、酸素ラジカルを用いたアッシングによるド
ライエッチングする方法、又は接着層としてＬＢ膜を用
いる場合には加熱しＬＢ膜を分解し蒸発させて除去する
方法等により行う。他の加熱の方法としてはＣＯ2 レー
ザー等のレーザー交照射によって熱分解してもよい。接
着層が樹脂からなることにより、ドライエッチングする
ことが可能であり、ウエットエッチングによる犠牲層除
去の際に問題となるStickingを回避する。
ている方法が使用でき、例えば樹脂薄膜を溶解する溶液
に浸すことによりウエットエッチング除去する方法、酸
素プラズマ、酸素ラジカルを用いたアッシングによるド
ライエッチングする方法、又は接着層としてＬＢ膜を用
いる場合には加熱しＬＢ膜を分解し蒸発させて除去する
方法等により行う。他の加熱の方法としてはＣＯ2 レー
ザー等のレーザー交照射によって熱分解してもよい。接
着層が樹脂からなることにより、ドライエッチングする
ことが可能であり、ウエットエッチングによる犠牲層除
去の際に問題となるStickingを回避する。
【００２１】
【作用】上述のように構成された本発明のマイクロ構造
体の形成法では、第１及び／又は第２基板上に形成した
樹脂薄膜よりなる接着層により第１基板と第２基板を接
着した後に、裏面から薄膜にした第２基板にて薄膜構造
体を形成し、支持層により第１基板と薄膜構造体を機械
的に接続し、接着層を除去することにより行う。樹脂薄
膜により接着し第２基板を裏面から薄膜にすることによ
り、第１基板、第２基板、及び第２基板上に形成した薄
膜構造体の材料が制限されることなく、また接着層を除
去する前工程にて薄膜構造体上に電極等を形成できる。
接着層は樹脂薄膜よりなることにより溶媒、アッシン
グ、加熱等により除去でき、電極をエッチングすること
がない。そして、接着層をドライエッチング、又は加熱
により熱分解することで除去することによりStickingを
回避できる。
体の形成法では、第１及び／又は第２基板上に形成した
樹脂薄膜よりなる接着層により第１基板と第２基板を接
着した後に、裏面から薄膜にした第２基板にて薄膜構造
体を形成し、支持層により第１基板と薄膜構造体を機械
的に接続し、接着層を除去することにより行う。樹脂薄
膜により接着し第２基板を裏面から薄膜にすることによ
り、第１基板、第２基板、及び第２基板上に形成した薄
膜構造体の材料が制限されることなく、また接着層を除
去する前工程にて薄膜構造体上に電極等を形成できる。
接着層は樹脂薄膜よりなることにより溶媒、アッシン
グ、加熱等により除去でき、電極をエッチングすること
がない。そして、接着層をドライエッチング、又は加熱
により熱分解することで除去することによりStickingを
回避できる。
【００２２】本発明の方法で製造することができるマイ
クロ構造体としては、例えば静電気アクチュエータ、Ａ
ＦＭ、ＳＴＭ（Sanning Tunneling Microscope）等のト
ンネル電流、ファンデルワールス力、磁力、静電力等を
検出するマイクロスコープシステムに用いるカンチレバ
ー、エアブリッジ構造型の配線等を精度良く製造するこ
とができ、特に本発明の方法により、基板と、該基板に
形成した固定電極及び駆動電極と、該駆動電極上部に金
属薄膜よりなる支持部により、空隙を介して支持したビ
ームと、該ビーム上に形成した可動電極とからなる静電
アクチュエータにおいて、前記支持部が前記可動電極と
前記固定電極を電気的に接続すると共に機械的に前記ビ
ームをビーム上面より支持し、前記駆動電極と前記可動
電極に電圧を印加することによりビームが変位すること
を特徴とする静電アクチュエータ等のマイクロ構造体を
製造することができる。
クロ構造体としては、例えば静電気アクチュエータ、Ａ
ＦＭ、ＳＴＭ（Sanning Tunneling Microscope）等のト
ンネル電流、ファンデルワールス力、磁力、静電力等を
検出するマイクロスコープシステムに用いるカンチレバ
ー、エアブリッジ構造型の配線等を精度良く製造するこ
とができ、特に本発明の方法により、基板と、該基板に
形成した固定電極及び駆動電極と、該駆動電極上部に金
属薄膜よりなる支持部により、空隙を介して支持したビ
ームと、該ビーム上に形成した可動電極とからなる静電
アクチュエータにおいて、前記支持部が前記可動電極と
前記固定電極を電気的に接続すると共に機械的に前記ビ
ームをビーム上面より支持し、前記駆動電極と前記可動
電極に電圧を印加することによりビームが変位すること
を特徴とする静電アクチュエータ等のマイクロ構造体を
製造することができる。
【００２３】
【実施例】次に本発明にかかるマイクロ構造体の形成法
の実施例について図１乃至図６の図面を参照して詳細に
説明する。また、合わせて本発明のマイクロ構造体につ
いても説明する。
の実施例について図１乃至図６の図面を参照して詳細に
説明する。また、合わせて本発明のマイクロ構造体につ
いても説明する。
【００２４】第１実施例
図１、及び図２は本発明のマイクロ構造体の形成法の第
１実施例を説明するための作製工程図であり、図３はそ
れを用いて作製したマイクロ構造体の斜視図である。本
発明のマイクロ構造体は図３より以下の構造をもつ。１
は第１基板となるガラス基板、２は第２基板を薄膜化し
て形成したＳｉからなるビームであり、３はＡｌ薄膜よ
りなる支持部となっている。ビーム２は空隙を介して支
持部３により前記ビーム上面より釣り下げられた構造と
なり、支持部３がビーム２と基板１とをエア・ブリッジ
（Air Bridge) 構造にて機械的に接続している。
１実施例を説明するための作製工程図であり、図３はそ
れを用いて作製したマイクロ構造体の斜視図である。本
発明のマイクロ構造体は図３より以下の構造をもつ。１
は第１基板となるガラス基板、２は第２基板を薄膜化し
て形成したＳｉからなるビームであり、３はＡｌ薄膜よ
りなる支持部となっている。ビーム２は空隙を介して支
持部３により前記ビーム上面より釣り下げられた構造と
なり、支持部３がビーム２と基板１とをエア・ブリッジ
（Air Bridge) 構造にて機械的に接続している。
【００２５】図１，２を用いて図３に示すマイクロ構造
体のＡ−Ａ断面図における本発明の形成法について説明
する。第２基板としてバルクＳｉからなるＳｉ基板４を
用いて、前記基板上にフォトレジスト１０１を塗布し露
光、現像を行うフォトリソグラフィプロセスを用いてフ
ォトレジストのパターニングを施す（図１（Ａ））。フ
ォトレジストをマスクとしてＳｉ基板４をＳＦ6 とＣＣ
ｌ2 Ｆ2 の混合ガスを用いて反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によりエッチングし、Ｓｉ基板４上にビーム
パターン５を形成する。フォトレジスト１０１をレジス
ト剥離液を用いて剥離し図１（Ｂ）に示す第２基板を作
製する。ビームパターン５の段差は５μｍとした。
体のＡ−Ａ断面図における本発明の形成法について説明
する。第２基板としてバルクＳｉからなるＳｉ基板４を
用いて、前記基板上にフォトレジスト１０１を塗布し露
光、現像を行うフォトリソグラフィプロセスを用いてフ
ォトレジストのパターニングを施す（図１（Ａ））。フ
ォトレジストをマスクとしてＳｉ基板４をＳＦ6 とＣＣ
ｌ2 Ｆ2 の混合ガスを用いて反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）によりエッチングし、Ｓｉ基板４上にビーム
パターン５を形成する。フォトレジスト１０１をレジス
ト剥離液を用いて剥離し図１（Ｂ）に示す第２基板を作
製する。ビームパターン５の段差は５μｍとした。
【００２６】次に、第１基板であるガラス基板１（商品
名、＃７０５９ Corning）に、ポリメタクリル酸メチル
（ＰＭＭＡ）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解し
た溶液を有機薄膜塗布法の１つであるスピナー法により
塗布しＰＭＭＡの樹脂薄膜からなる接着層６を形成する
（図１（Ｃ））。前記ガラス基板はＳｉに比べて熱膨張
係数が１．４倍程大きい。図２（Ｂ）の第２基板と図１
（Ｃ）の接着層６を形成した第１基板を図１（Ｄ）に示
すように各基板の裏面より圧力を加えて接着する。接着
圧力は第２基板のガラス面側から観察しながらビームパ
ターン５が十分に接着層と接着するように適当な圧力を
加えた。第１基板と第２基板を接着層を介して接着した
後に、１５０℃に加熱し接着層を硬化した。硬化後の接
着層の膜厚を２μｍとした。
名、＃７０５９ Corning）に、ポリメタクリル酸メチル
（ＰＭＭＡ）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解し
た溶液を有機薄膜塗布法の１つであるスピナー法により
塗布しＰＭＭＡの樹脂薄膜からなる接着層６を形成する
（図１（Ｃ））。前記ガラス基板はＳｉに比べて熱膨張
係数が１．４倍程大きい。図２（Ｂ）の第２基板と図１
（Ｃ）の接着層６を形成した第１基板を図１（Ｄ）に示
すように各基板の裏面より圧力を加えて接着する。接着
圧力は第２基板のガラス面側から観察しながらビームパ
ターン５が十分に接着層と接着するように適当な圧力を
加えた。第１基板と第２基板を接着層を介して接着した
後に、１５０℃に加熱し接着層を硬化した。硬化後の接
着層の膜厚を２μｍとした。
【００２７】この後、Ｓｉ基板４を１００℃に加熱した
ＫＯＨ３０ｗｔ％水溶液にてウエットエッチングし、第
２基板を図１（Ｅ）に示すように薄膜にした。次に、Ｓ
Ｆ6ガスによるＲＩＥにて第２基板をさらにエッチング
して膜厚１μｍのＳｉのビーム２を形成した（図１
（Ｆ））。続いて、酸素ガスによるＲＩＥによりＰＭＭ
Ａをビームと同一のパターンでエッチングした（図１
（Ｇ））。以上のようにして形成したＳｉビーム上に支
持層となるＡｌ薄膜７を真空蒸着法の一つであるＡｌタ
ーゲットを用いたスパッタリング法により１μｍ成膜し
た。前記Ａｌ膜上にフォトリソグラフィプロセスにより
フォトレジストを塗布、露光、現像（図２（Ｉ））し、
Ａｌ膜７を燐酸、硝酸、及び酢酸からなるＡｌのエッチ
ャントを用いてパターニングし図２（Ｊ）の支持部３の
パターンを形成した。最後にＰＭＭＡを東京応化工業
（株）のＯＭＲ用剥離液−５０２（商品名）に浸漬し除
去を行うことにより、図２（Ｋ）の２μｍの空隙８を有
する１μｍの膜厚のＳｉビームをＡｌ薄膜で支持した図
３に示したマイクロ構造体を形成した。前記剥離液は有
機溶液よりなりＡｌ電極がエッチングされることはな
い。
ＫＯＨ３０ｗｔ％水溶液にてウエットエッチングし、第
２基板を図１（Ｅ）に示すように薄膜にした。次に、Ｓ
Ｆ6ガスによるＲＩＥにて第２基板をさらにエッチング
して膜厚１μｍのＳｉのビーム２を形成した（図１
（Ｆ））。続いて、酸素ガスによるＲＩＥによりＰＭＭ
Ａをビームと同一のパターンでエッチングした（図１
（Ｇ））。以上のようにして形成したＳｉビーム上に支
持層となるＡｌ薄膜７を真空蒸着法の一つであるＡｌタ
ーゲットを用いたスパッタリング法により１μｍ成膜し
た。前記Ａｌ膜上にフォトリソグラフィプロセスにより
フォトレジストを塗布、露光、現像（図２（Ｉ））し、
Ａｌ膜７を燐酸、硝酸、及び酢酸からなるＡｌのエッチ
ャントを用いてパターニングし図２（Ｊ）の支持部３の
パターンを形成した。最後にＰＭＭＡを東京応化工業
（株）のＯＭＲ用剥離液−５０２（商品名）に浸漬し除
去を行うことにより、図２（Ｋ）の２μｍの空隙８を有
する１μｍの膜厚のＳｉビームをＡｌ薄膜で支持した図
３に示したマイクロ構造体を形成した。前記剥離液は有
機溶液よりなりＡｌ電極がエッチングされることはな
い。
【００２８】本発明の形成法では、バルクのＳｉ基板４
を図１（Ｂ）に示したように、初めにビーム形状の薄膜
構造体のパターンが形成してある。バルクＳｉを薄膜化
して作製することにより、本質的に内部応力をもたない
反りのないビームを作製することができた。また、ビー
ムのパターンにより、Ｓｉ基板４上に溝が形成され、図
１（Ｄ）での工程にて樹脂薄膜を加熱処理し硬化する際
に発生する溶媒の蒸気を前記溝を通じて逃がすことがで
きる。溝のない場合には、塗布する際の樹脂を溶解した
溶液中に含まれる溶媒の含有量を調節しないと加熱処理
の際の溶媒蒸気により接着層と第２基板との間の気泡が
残る場合がある。溝を形成することにより気泡の発生を
防止する効果がある。また、樹脂薄膜を接着層として用
いることにより、第１基板としては第２基板と熱膨張係
数の異なる材料を用いることが可能となった。本発明で
示したように樹脂薄膜は第１基板と第２基板を接着する
接着層であると共にマイクロ構造体を形成するための犠
牲層の役割を担っている。
を図１（Ｂ）に示したように、初めにビーム形状の薄膜
構造体のパターンが形成してある。バルクＳｉを薄膜化
して作製することにより、本質的に内部応力をもたない
反りのないビームを作製することができた。また、ビー
ムのパターンにより、Ｓｉ基板４上に溝が形成され、図
１（Ｄ）での工程にて樹脂薄膜を加熱処理し硬化する際
に発生する溶媒の蒸気を前記溝を通じて逃がすことがで
きる。溝のない場合には、塗布する際の樹脂を溶解した
溶液中に含まれる溶媒の含有量を調節しないと加熱処理
の際の溶媒蒸気により接着層と第２基板との間の気泡が
残る場合がある。溝を形成することにより気泡の発生を
防止する効果がある。また、樹脂薄膜を接着層として用
いることにより、第１基板としては第２基板と熱膨張係
数の異なる材料を用いることが可能となった。本発明で
示したように樹脂薄膜は第１基板と第２基板を接着する
接着層であると共にマイクロ構造体を形成するための犠
牲層の役割を担っている。
【００２９】支持部にＡｌ薄膜よりなる金属薄膜を用い
たが、シリコン酸化膜等の絶縁膜を用いれば同様の工程
により電気的に絶縁のあるマイクロ構造体を基板上に形
成することも可能であることは言うまでもない。
たが、シリコン酸化膜等の絶縁膜を用いれば同様の工程
により電気的に絶縁のあるマイクロ構造体を基板上に形
成することも可能であることは言うまでもない。
【００３０】第２実施例
図４、及び図５は本発明のマイクロ構造体の形成法の第
２実施例を説明するための作製工程図であり、図６はそ
れを用いて作製したマイクロ構造体の斜視図である。本
発明のマイクロ構造体は図６より以下の構造をもつ。１
０はＳｉ基板、１４はシリコン酸化膜よりなる絶縁層、
１５及び１６は絶縁層１４上に薄膜形成した駆動電極及
び固定電極、ビーム１２はトーション・バーを有し空隙
を介して支持部１３，１３’によりビーム上面より支持
され、さらにビーム１２上には可動電極１７が形成して
ある。支持部１３は電気導電体よりなり可動電極１７と
固定電極１６を電気的に接続している。本発明のマイク
ロ構造体は駆動電極１５とビーム１２上の可動電極と電
気的に接続した固定電極１６に電圧を印加することで静
電アクチュエータとして変位することが可能である。
２実施例を説明するための作製工程図であり、図６はそ
れを用いて作製したマイクロ構造体の斜視図である。本
発明のマイクロ構造体は図６より以下の構造をもつ。１
０はＳｉ基板、１４はシリコン酸化膜よりなる絶縁層、
１５及び１６は絶縁層１４上に薄膜形成した駆動電極及
び固定電極、ビーム１２はトーション・バーを有し空隙
を介して支持部１３，１３’によりビーム上面より支持
され、さらにビーム１２上には可動電極１７が形成して
ある。支持部１３は電気導電体よりなり可動電極１７と
固定電極１６を電気的に接続している。本発明のマイク
ロ構造体は駆動電極１５とビーム１２上の可動電極と電
気的に接続した固定電極１６に電圧を印加することで静
電アクチュエータとして変位することが可能である。
【００３１】これにより静電アクチュエータは、ビーム
１２が空隙を介して支持部１３，１３’により前記ビー
ム上面より釣り下げる構造となり、支持部１３，１３’
はビーム１２と絶縁層１４及び固定電極１６とをエア・
ブリッジ（Air Bridge) 構造にて機械的かつ電気的に接
続する構造となる。駆動電極と可動電極に電圧を印加す
ることでトーション・バーがねじり回転しビームが変位
する。
１２が空隙を介して支持部１３，１３’により前記ビー
ム上面より釣り下げる構造となり、支持部１３，１３’
はビーム１２と絶縁層１４及び固定電極１６とをエア・
ブリッジ（Air Bridge) 構造にて機械的かつ電気的に接
続する構造となる。駆動電極と可動電極に電圧を印加す
ることでトーション・バーがねじり回転しビームが変位
する。
【００３２】図４，５を用いて図６に示すマイクロ構造
体のＢ−Ｂ断面図における本発明の形成法の第２実施例
を説明する。第２基板として最終的にはビームの構造材
料となるシリコン窒化膜１９を減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶ
Ｄ）によりジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）とアンモ
ニア（ＮＨ3 ）の混合ガスにて８５０℃で１μｍ成膜し
たＳｉ基板１８を用いる（図４（Ａ））。前記シリコン
窒化膜１９上にフォトレジストの接着層２０をスピナー
法により塗布する（図４（Ｂ））。フォトレジストには
東京応化（株）製のゴム系レジストであるＯＭＲ８３
（商品名）を用いた。接着するもう一方の第１基板には
絶縁層１４と固定電極１６（不図示）及び駆動電極１５
を有するＳｉ基板１０を用いた。絶縁層１４は酸化ガス
を用いてＳｉ基板１０を熱酸化した１μｍの厚みのシリ
コン酸化膜であり、駆動電極１５、固定電極１６は前記
絶縁層上に電子ビーム蒸着法によりＣｒを５ｎｍ、Ａｕ
を２００ｎｍ連続して成膜し、フォトリソグラフィプロ
セスにより図６に示す電極パターンにパターニングした
ものである。第１基板に第２基板と同様のフォトレジス
トの接着層２１を塗布する（図４（Ｃ））。フォトレジ
ストを塗布した後に、第１基板及び第２基板を５０℃に
て１０分間の前処理を施しフォトレジスト中に含まれる
溶媒の含有量を調節し接着の際の溶媒蒸気によりフォト
レジストの間に気泡が残ることを防止した。図４（Ｂ）
の第２基板と図４（Ｃ）の第１基板を図４（Ｄ）に示す
ように接着する。接着に際しＳｉ基板１８及びＳｉ基板
１０に電圧を１００Ｖ印加し、このとき発生する静電力
による圧力を印加して行った（不図示）。電圧を印加し
第１基板と第２基板をフォトレジストからなる接着層を
介して接着した後に、１２０℃に加熱しフォトレジスト
を硬化した。硬化後、接着層２０，２１は一体化し、こ
れにより接着層２２の膜厚は２μｍとなった。
体のＢ−Ｂ断面図における本発明の形成法の第２実施例
を説明する。第２基板として最終的にはビームの構造材
料となるシリコン窒化膜１９を減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶ
Ｄ）によりジクロルシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）とアンモ
ニア（ＮＨ3 ）の混合ガスにて８５０℃で１μｍ成膜し
たＳｉ基板１８を用いる（図４（Ａ））。前記シリコン
窒化膜１９上にフォトレジストの接着層２０をスピナー
法により塗布する（図４（Ｂ））。フォトレジストには
東京応化（株）製のゴム系レジストであるＯＭＲ８３
（商品名）を用いた。接着するもう一方の第１基板には
絶縁層１４と固定電極１６（不図示）及び駆動電極１５
を有するＳｉ基板１０を用いた。絶縁層１４は酸化ガス
を用いてＳｉ基板１０を熱酸化した１μｍの厚みのシリ
コン酸化膜であり、駆動電極１５、固定電極１６は前記
絶縁層上に電子ビーム蒸着法によりＣｒを５ｎｍ、Ａｕ
を２００ｎｍ連続して成膜し、フォトリソグラフィプロ
セスにより図６に示す電極パターンにパターニングした
ものである。第１基板に第２基板と同様のフォトレジス
トの接着層２１を塗布する（図４（Ｃ））。フォトレジ
ストを塗布した後に、第１基板及び第２基板を５０℃に
て１０分間の前処理を施しフォトレジスト中に含まれる
溶媒の含有量を調節し接着の際の溶媒蒸気によりフォト
レジストの間に気泡が残ることを防止した。図４（Ｂ）
の第２基板と図４（Ｃ）の第１基板を図４（Ｄ）に示す
ように接着する。接着に際しＳｉ基板１８及びＳｉ基板
１０に電圧を１００Ｖ印加し、このとき発生する静電力
による圧力を印加して行った（不図示）。電圧を印加し
第１基板と第２基板をフォトレジストからなる接着層を
介して接着した後に、１２０℃に加熱しフォトレジスト
を硬化した。硬化後、接着層２０，２１は一体化し、こ
れにより接着層２２の膜厚は２μｍとなった。
【００３３】次に、Ｓｉ基板１８を１００℃に加熱した
ＫＯＨ３０ｗｔ％水溶液にてウエットエッチングし、図
４（Ｅ）に示すようにシリコン窒化膜１９のみを残し
た。シリコン窒化膜１９はＳｉに比べてエッチング速度
が極めて遅く殆どエッチングされることはない。続い
て、固定電極１５を形成したと同様にＣｒとＡｕの金属
膜１００を成膜し、フォトレジスト１０２を塗布しフォ
トリソグラフィプロセスによりパターニングした（図４
（Ｆ））。フォトレジスト１０２をマスクとしてヨウ素
とヨウ化カリウムの水溶液により金属膜１００をエッチ
ングし可動電極１７を形成した。次に、フォトレジスト
１０３を図４（Ｆ）と同様にパターニングし（図４
（Ｇ））、フォトレジスト１０３をマスクとしてシリコ
ン窒化膜１９をＣＦ4 ガスによるＲＩＥによりエッチン
グし、その後エッチングガスを酸素ガスに変えてフォト
レジスト１０３を酸素ガスによるＲＩＥにてアッシング
し、ビームパターン２４を形成した（図４（Ｈ））。以
上のようにして形成したシリコン窒化膜のビームと可動
電極１７上に支持層となるＡｌ薄膜２５を１μｍ成膜し
た。前記Ａｌ膜上にフォトリソグラフィプロセスにより
フォトレジスト１０４を塗布、露光、現像（図２
（Ｉ））し、Ａｌ膜２５をＢＣｌ3 とＣｌ2 との混合エ
ッチングガスによりＲＩＥによるパターニングし、支持
部１３，１３’を形成した（図４（Ｋ））。
ＫＯＨ３０ｗｔ％水溶液にてウエットエッチングし、図
４（Ｅ）に示すようにシリコン窒化膜１９のみを残し
た。シリコン窒化膜１９はＳｉに比べてエッチング速度
が極めて遅く殆どエッチングされることはない。続い
て、固定電極１５を形成したと同様にＣｒとＡｕの金属
膜１００を成膜し、フォトレジスト１０２を塗布しフォ
トリソグラフィプロセスによりパターニングした（図４
（Ｆ））。フォトレジスト１０２をマスクとしてヨウ素
とヨウ化カリウムの水溶液により金属膜１００をエッチ
ングし可動電極１７を形成した。次に、フォトレジスト
１０３を図４（Ｆ）と同様にパターニングし（図４
（Ｇ））、フォトレジスト１０３をマスクとしてシリコ
ン窒化膜１９をＣＦ4 ガスによるＲＩＥによりエッチン
グし、その後エッチングガスを酸素ガスに変えてフォト
レジスト１０３を酸素ガスによるＲＩＥにてアッシング
し、ビームパターン２４を形成した（図４（Ｈ））。以
上のようにして形成したシリコン窒化膜のビームと可動
電極１７上に支持層となるＡｌ薄膜２５を１μｍ成膜し
た。前記Ａｌ膜上にフォトリソグラフィプロセスにより
フォトレジスト１０４を塗布、露光、現像（図２
（Ｉ））し、Ａｌ膜２５をＢＣｌ3 とＣｌ2 との混合エ
ッチングガスによりＲＩＥによるパターニングし、支持
部１３，１３’を形成した（図４（Ｋ））。
【００３４】ＲＩＥを用いて酸素プラズマによりフォト
レジスト１０４及びビームパターン２４下部のフォトレ
ジストをエッチング除去し空隙２６を形成した。このと
きのエッチング条件は酸素５０ｃｃｍ以上、エッチング
時のガス圧力２０Ｐａ以上とし、サイドエッチを大きく
取る条件を採用した。以上の形成法を用いての図４
（Ｉ）の２μｍの空隙２６をもつ１μｍの膜厚をシリコ
ン窒化膜のビーム１２をＡｌ薄膜で支持した図６に示し
たマイクロ構造体を形成した。ドライエッチングにより
各電極がエッチングされることなく、かつウエットエッ
チングによる犠牲層除去の際に問題となるStickingを回
避することができた。
レジスト１０４及びビームパターン２４下部のフォトレ
ジストをエッチング除去し空隙２６を形成した。このと
きのエッチング条件は酸素５０ｃｃｍ以上、エッチング
時のガス圧力２０Ｐａ以上とし、サイドエッチを大きく
取る条件を採用した。以上の形成法を用いての図４
（Ｉ）の２μｍの空隙２６をもつ１μｍの膜厚をシリコ
ン窒化膜のビーム１２をＡｌ薄膜で支持した図６に示し
たマイクロ構造体を形成した。ドライエッチングにより
各電極がエッチングされることなく、かつウエットエッ
チングによる犠牲層除去の際に問題となるStickingを回
避することができた。
【００３５】本発明の形成法では、Ｓｉ基板１０上に形
成したシリコン窒化膜をバルクＳｉを除去して薄膜化し
てビームを形成できた。さらに、ビーム上に駆動電極を
形成でき、かつ第１基板上に形成した固定電極と支持部
を通じて電気的に接続することができた。また、可動電
極と駆動電極の間に電圧を印加することによりビームの
自由端は第１基板方向にトーション・バーのねじり回転
に応じて変位した。
成したシリコン窒化膜をバルクＳｉを除去して薄膜化し
てビームを形成できた。さらに、ビーム上に駆動電極を
形成でき、かつ第１基板上に形成した固定電極と支持部
を通じて電気的に接続することができた。また、可動電
極と駆動電極の間に電圧を印加することによりビームの
自由端は第１基板方向にトーション・バーのねじり回転
に応じて変位した。
【００３６】樹脂薄膜を第１基板上に塗布することによ
り、駆動電極及び固定電極等により生じる基板上の凹凸
に対し平滑に塗布することが可能であり、接着面の平坦
性を保つと共に良好な基板同士の接着が可能となった。
さらに、接着層としてフォトレジストを用いたことによ
り、第１基板であるＳｉ基板１０上に集積回路を形成し
た基板を用いても同様にマイクロ構造体を形成できるこ
とは言うまでもない。フォトレジストは可動イオンの含
有量が極めて少なく、ＭＯＳトランジスタ等の電子デバ
イスへの可動イオン侵入による動作不良を起こさない。
り、駆動電極及び固定電極等により生じる基板上の凹凸
に対し平滑に塗布することが可能であり、接着面の平坦
性を保つと共に良好な基板同士の接着が可能となった。
さらに、接着層としてフォトレジストを用いたことによ
り、第１基板であるＳｉ基板１０上に集積回路を形成し
た基板を用いても同様にマイクロ構造体を形成できるこ
とは言うまでもない。フォトレジストは可動イオンの含
有量が極めて少なく、ＭＯＳトランジスタ等の電子デバ
イスへの可動イオン侵入による動作不良を起こさない。
【００３７】基板が導電体であるＳｉを用いたことによ
り電圧を印加し第１基板と第２基板を接着することが可
能であり、接着時に要する印加圧力を容易に制御するこ
とが可能となった。
り電圧を印加し第１基板と第２基板を接着することが可
能であり、接着時に要する印加圧力を容易に制御するこ
とが可能となった。
【００３８】以上のように本発明のマイクロ構造体の形
成法により、８５０℃の高温にて形成したシリコン窒化
膜からなる絶縁体上にＡｌ電極を形成し、Stickingする
ことなく基板上の電極と空隙を介して電気的接続を行う
ことが可能となった。
成法により、８５０℃の高温にて形成したシリコン窒化
膜からなる絶縁体上にＡｌ電極を形成し、Stickingする
ことなく基板上の電極と空隙を介して電気的接続を行う
ことが可能となった。
【００３９】ここでは、絶縁体としてシリコン窒化膜を
用いたが、第２基板にシリコン酸化膜が形成されたＳｉ
基板を用いれば、図４，５に示すと同様の作製工程によ
りシリコン酸化膜からなるビームを形成することが可能
である。絶縁体としてはＡｌ 2 Ｏ3 ，ＡｌＮ等の様々な
材料を用いることが可能であり、また、絶縁体に限らず
Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ等の金属薄膜に置き換えることも可能
である。第２基板上に形成したビームの材料となる薄膜
の厚みは重要ではなく、例えば接着し、第２基板を除去
した後にエッチングにより薄膜化し、所望の膜厚を得る
ことも可能となる。第２基板としてＳｉ基板を用いたが
熔融石英等のガラス基板を用いてもよく、この場合には
図４の作製工程にてシリコン窒化膜の代わりにＬＰＣＶ
Ｄによりポリシリコンを用いることによりフッ酸水溶液
により前記ガラス基板を除去する以外は同様の工程を経
て、ポリシリコンからなるビームを形成することが可能
である。すなわち、本発明の形成法により絶縁体、金
属、半導体等の様々の材料からなるマイクロ構造体をSt
ickingを回避して形成することができる。
用いたが、第２基板にシリコン酸化膜が形成されたＳｉ
基板を用いれば、図４，５に示すと同様の作製工程によ
りシリコン酸化膜からなるビームを形成することが可能
である。絶縁体としてはＡｌ 2 Ｏ3 ，ＡｌＮ等の様々な
材料を用いることが可能であり、また、絶縁体に限らず
Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｕ等の金属薄膜に置き換えることも可能
である。第２基板上に形成したビームの材料となる薄膜
の厚みは重要ではなく、例えば接着し、第２基板を除去
した後にエッチングにより薄膜化し、所望の膜厚を得る
ことも可能となる。第２基板としてＳｉ基板を用いたが
熔融石英等のガラス基板を用いてもよく、この場合には
図４の作製工程にてシリコン窒化膜の代わりにＬＰＣＶ
Ｄによりポリシリコンを用いることによりフッ酸水溶液
により前記ガラス基板を除去する以外は同様の工程を経
て、ポリシリコンからなるビームを形成することが可能
である。すなわち、本発明の形成法により絶縁体、金
属、半導体等の様々の材料からなるマイクロ構造体をSt
ickingを回避して形成することができる。
【００４０】第１実施例と同様に、樹脂薄膜は第１基板
と第２基板を接着する接着層であると共にマイクロ構造
体を形成するための犠牲層の役割を担っている。
と第２基板を接着する接着層であると共にマイクロ構造
体を形成するための犠牲層の役割を担っている。
【００４１】第３実施例
ＬＢ膜を接着層として用いた本発明のマイクロ構造体の
形成法の第３実施例を図７を用いて説明する。同図にお
いて、３１は第１基板となるＳｉ基板、３２はＳｉ基板
３１に接着するための第２基板となるＳｉ基板、３３は
Ｓｉ基板３１の表面にＬＢ法を用いて成膜したＬＢ膜、
３４，３５，３６はさらに層状に累積したＬＢ膜であ
る。ＬＢ膜３５とＬＢ膜３６の間は同様にＬＢ膜が多層
累積しており、図では省略（図中破線部）してある。Ｌ
Ｂ膜の全層の厚みは８０ｎｍとなるように積層してあ
る。４１，４３，４５，４７はＬＢ膜の疎水基、４０，
４２，４４，４６はＬＢ膜の親水基であり、疎水基同
士、あるいは親水基同士からなる接着面を相対向させ成
膜を行った。５３はＳｉ基板３１とＳｉ基板３２との間
に電圧を印加するための電源であり、リード線５４，５
５により針状電極５１，５２と電気的に接続してある。
５０は電気的に導電性を有するプラテンである。
形成法の第３実施例を図７を用いて説明する。同図にお
いて、３１は第１基板となるＳｉ基板、３２はＳｉ基板
３１に接着するための第２基板となるＳｉ基板、３３は
Ｓｉ基板３１の表面にＬＢ法を用いて成膜したＬＢ膜、
３４，３５，３６はさらに層状に累積したＬＢ膜であ
る。ＬＢ膜３５とＬＢ膜３６の間は同様にＬＢ膜が多層
累積しており、図では省略（図中破線部）してある。Ｌ
Ｂ膜の全層の厚みは８０ｎｍとなるように積層してあ
る。４１，４３，４５，４７はＬＢ膜の疎水基、４０，
４２，４４，４６はＬＢ膜の親水基であり、疎水基同
士、あるいは親水基同士からなる接着面を相対向させ成
膜を行った。５３はＳｉ基板３１とＳｉ基板３２との間
に電圧を印加するための電源であり、リード線５４，５
５により針状電極５１，５２と電気的に接続してある。
５０は電気的に導電性を有するプラテンである。
【００４２】ＬＢ膜３３，３４，３５，３６としてステ
アリン酸を用いた。Ｓｉ基板３１に成膜したＬＢ膜の接
着面にＳｉ基板３２を重ね合わせる。その後、電源５３
によってＳｉ基板３１とＳｉ基板３２との間に６Ｖの電
圧を３０分間印加し、該電圧によって生ずる静電力によ
ってＳｉ基板３２とＬＢ膜３６が接近し、Ｓｉ基板３２
の疎水面とＬＢ膜の疎水基４７が接着した。
アリン酸を用いた。Ｓｉ基板３１に成膜したＬＢ膜の接
着面にＳｉ基板３２を重ね合わせる。その後、電源５３
によってＳｉ基板３１とＳｉ基板３２との間に６Ｖの電
圧を３０分間印加し、該電圧によって生ずる静電力によ
ってＳｉ基板３２とＬＢ膜３６が接近し、Ｓｉ基板３２
の疎水面とＬＢ膜の疎水基４７が接着した。
【００４３】次に、このようにして接着した基板を、第
１実施例の図１（Ｅ）から図２（Ｊ）までの工程を用い
て同様にＡｌ膜からなる支持部とＳｉビームからなるマ
イクロ構造体パターンを形成した。第１実施例とは異な
り、ビームパターンのないＳｉ基板を第１基板として用
い、接着層としてＬＢ累積膜を用いている。
１実施例の図１（Ｅ）から図２（Ｊ）までの工程を用い
て同様にＡｌ膜からなる支持部とＳｉビームからなるマ
イクロ構造体パターンを形成した。第１実施例とは異な
り、ビームパターンのないＳｉ基板を第１基板として用
い、接着層としてＬＢ累積膜を用いている。
【００４４】接着層を除去する工程として、ＬＢ膜を接
着層として用いてある以外は同様の形状を有する図１
（Ｊ）に示す基板を加熱し、ＬＢ累積膜を分解し、蒸発
させた。この分解及び蒸発によってＬＢ累積膜からなる
接着層は消失し除去される。加熱温度３５０℃にて１時
間加熱したところ、ＬＢ累積膜は除去され、Ｓｉビーム
をＡｌ膜の支持部により支持されたＳｉビームを形成す
ることができた。空隙の間隔はＬＢ累積膜の膜厚みと同
様に８０ｎｍであった。
着層として用いてある以外は同様の形状を有する図１
（Ｊ）に示す基板を加熱し、ＬＢ累積膜を分解し、蒸発
させた。この分解及び蒸発によってＬＢ累積膜からなる
接着層は消失し除去される。加熱温度３５０℃にて１時
間加熱したところ、ＬＢ累積膜は除去され、Ｓｉビーム
をＡｌ膜の支持部により支持されたＳｉビームを形成す
ることができた。空隙の間隔はＬＢ累積膜の膜厚みと同
様に８０ｎｍであった。
【００４５】本発明の第３実施例の方法では、ＬＢ膜を
用いることにより、樹脂薄膜を除去し形成した空隙の間
隔をナノメーター精度で制御されたマイクロ構造体を形
成することができた。また、加熱により接着層を除去す
ることにより、ウエットエッチングによる犠牲層除去の
際に問題となるStickingを回避することができた。
用いることにより、樹脂薄膜を除去し形成した空隙の間
隔をナノメーター精度で制御されたマイクロ構造体を形
成することができた。また、加熱により接着層を除去す
ることにより、ウエットエッチングによる犠牲層除去の
際に問題となるStickingを回避することができた。
【００４６】なお、本実施例では第１基板のみにＬＢ累
積膜を成膜したが、第１及び第２基板ともにＬＢ膜を成
膜してもよく、この場合にはＬＢ膜面は疎水基同士、あ
るいは親水基同士とする。接着層を除去する他の方法と
してはＣＯ2 レーザー等のレーザー光照射によって熱分
解しても可能である。本発明の方法を用いることによ
り、空隙間隔をＬＢ累積膜の膜厚により制御し加熱にて
除去するために、数十ｎｍ程度の極めて狭い空隙間隔を
有するマイクロ構造体を作製することが可能となった。
積膜を成膜したが、第１及び第２基板ともにＬＢ膜を成
膜してもよく、この場合にはＬＢ膜面は疎水基同士、あ
るいは親水基同士とする。接着層を除去する他の方法と
してはＣＯ2 レーザー等のレーザー光照射によって熱分
解しても可能である。本発明の方法を用いることによ
り、空隙間隔をＬＢ累積膜の膜厚により制御し加熱にて
除去するために、数十ｎｍ程度の極めて狭い空隙間隔を
有するマイクロ構造体を作製することが可能となった。
【００４７】ＬＢ累積膜としてステアリン酸を用いた
が、アラキジン酸、強誘電性ＬＢ膜（例として、ジアセ
チレン系、あるいはベンゼン誘導体系）、あるいはポリ
イミドＬＢ膜等の他のＬＢ膜を用いても、本発明の意図
を変えるものではないことは言うまでもない。また、基
板としてＳｉを用いたがガラス、金属、金属膜が形成さ
れたガラス基板等の他の基板を用いても可能であること
は言うまでもない。
が、アラキジン酸、強誘電性ＬＢ膜（例として、ジアセ
チレン系、あるいはベンゼン誘導体系）、あるいはポリ
イミドＬＢ膜等の他のＬＢ膜を用いても、本発明の意図
を変えるものではないことは言うまでもない。また、基
板としてＳｉを用いたがガラス、金属、金属膜が形成さ
れたガラス基板等の他の基板を用いても可能であること
は言うまでもない。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
構造体の形成法によれば、第１基板と第２基板の接着を
樹脂薄膜よりなる接着層にて行い、裏面から薄膜にした
第２基板にて薄膜構造体を形成し、支持層により第１基
板と薄膜構造体を機械的に接続し、接着層を除去するこ
とにより、絶縁体、金属、半導体等の様々の材料からな
るマイクロ構造体を形成することができ、マイクロ構造
体上に電極パターンを形成し、基板との電気的接続が可
能なマイクロ構造体が形成できた。
構造体の形成法によれば、第１基板と第２基板の接着を
樹脂薄膜よりなる接着層にて行い、裏面から薄膜にした
第２基板にて薄膜構造体を形成し、支持層により第１基
板と薄膜構造体を機械的に接続し、接着層を除去するこ
とにより、絶縁体、金属、半導体等の様々の材料からな
るマイクロ構造体を形成することができ、マイクロ構造
体上に電極パターンを形成し、基板との電気的接続が可
能なマイクロ構造体が形成できた。
【００４９】さらに、ビームとしてバルク材料を用いる
ことが可能であり、反りのないビームを形成することが
できた。
ことが可能であり、反りのないビームを形成することが
できた。
【００５０】また、樹脂薄膜は第１基板と第２基板を接
着する接着層であると共にマイクロ構造体を形成するた
めの犠牲層の役割を担っていることから、樹脂薄膜を除
去する方法として酸素ガスによるドライエッッチング
や、熱分解により蒸発する方法を用いることが可能とな
り、犠牲層除去の際に問題となるStickingを回避するこ
とができた。
着する接着層であると共にマイクロ構造体を形成するた
めの犠牲層の役割を担っていることから、樹脂薄膜を除
去する方法として酸素ガスによるドライエッッチング
や、熱分解により蒸発する方法を用いることが可能とな
り、犠牲層除去の際に問題となるStickingを回避するこ
とができた。
【００５１】また、樹脂薄膜は基板上に形成した電極パ
ターン等による凹凸に左右されずに平坦面を形成するこ
とができ、基板の表面粗さに依存せず良好な接着が可能
となった。
ターン等による凹凸に左右されずに平坦面を形成するこ
とができ、基板の表面粗さに依存せず良好な接着が可能
となった。
【００５２】さらに、発明の方法により、比較的低温プ
ロセスにてマイクロ構造体を形成でき、熱膨張係数の異
なる基板を用いてもマイクロ構造体を形成することが可
能となった。
ロセスにてマイクロ構造体を形成でき、熱膨張係数の異
なる基板を用いてもマイクロ構造体を形成することが可
能となった。
【図１】本発明のマイクロ構造体の形成法の第１実施例
の作製工程を示す図である。
の作製工程を示す図である。
【図２】本発明のマイクロ構造体の形成法の第１実施例
の作製工程を示す図である。
の作製工程を示す図である。
【図３】第１実施例のマイクロ構造体の形成法を用いて
作製したマイクロ構造体を説明する斜視図である。
作製したマイクロ構造体を説明する斜視図である。
【図４】本発明のマイクロ構造体の形成法の第２実施例
の作製工程を示す図である。
の作製工程を示す図である。
【図５】本発明のマイクロ構造体の形成法の第２実施例
の作製工程を示す図である。
の作製工程を示す図である。
【図６】第２実施例のマイクロ構造体の形成法を用いて
作製したマイクロ構造体である静電アクチュエータを説
明する斜視図である。
作製したマイクロ構造体である静電アクチュエータを説
明する斜視図である。
【図７】本発明の構造体の形成方法の第３実施例のＬＢ
膜にて接着する工程を説明する図である。
膜にて接着する工程を説明する図である。
１ ガラス基板
２，１２ ビーム
３，１３，１３’ 支持部
４ Ｓｉ 基板
５，２４ ビームパターン
６，２０，２１，２２ 接着層
７ Ａｌ層
８，２６ 空隙
１０ Ｓｉ基板
１１ トーション・バー
１４ 絶縁層
１５ 駆動電極
１６ 固定電極
１７ 可動電極
１８ Ｓｉ基板
１９ シリコン窒化膜
２５ Ａｌ膜
３１，３２ Ｓｉ基板
３３，３４，３５，３６ ＬＢ膜
４１，４３，４５，４７ ＬＢ膜の疎水基
４０，４２，４４，４６ ＬＢ膜の親水基
５０ プラテン
５１，５２ 針状電極
５３ 電源
５４，５５ リード部
１００ 金属膜
１０１，１０２，１０３，１０４ フォトレジスト
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B81C 1/00
B81B 3/00
B32B 15/08
C23F 1/00
C23F 4/00
G02B 26/08
H02N 1/00
H01L 21/30
Claims (12)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に配置された支持部
と、下面を該基板に向け、均一な空隙をあけた吊り下げ
構造にて支持された薄膜構造体とを有するマイクロ構造
体の製造方法であって，（ａ） 第1基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成する工
程，（ｂ） 所望の形状パターンの構造体が形成された第2基
板を準備し、該接着層を介して第1基板と接着する工
程，（ｃ） 第2基板の背面を該構造体を残してエッチング除
去し薄膜構造体を形成する工程，（ｄ） 該薄膜構造体の下部を除く接着層を除去する工程（ｅ） 該薄膜構造体と第1基板とを接続する支持部を形
成する工程，（ｆ） 該薄膜構造体の下部の接着層を除去する工程をこ
の順で有することを特徴とするマイクロ構造体の製造方
法。 - 【請求項２】 基板と、該基板上に配置された支持部
と、下面を該基板に向け、均一な空隙をあけた吊り下げ
構造にて支持された薄膜構造体とを有するマイクロ構造
体の製造方法であって，（ａ） 第1基板上に樹脂膜よりなる接着層を形成する工
程，（ｂ） 第2基板を準備し、該接着層を介して第1基板と接
着する工程，（ｃ） 第2基板の背面をエッチング除去し薄膜化したの
ち、該薄膜化された第2基板を所望の形状にパターン形
成することにより、薄膜構造体を形成する工程，（ｄ） 該薄膜構造体の下部を除く接着層を除去する工程（ｅ） 該薄膜構造体と第1基板とを接続する支持部を形
成する工程，（ｆ） 該薄膜構造体の下部の接着層を除去する工程をこ
の順で有することを特徴とするマイクロ構造体の製造方
法。 - 【請求項３】 前記（ａ）の接着層を形成する工程が樹
脂分子を溶媒にて稀釈した溶液を薄膜塗布することによ
り行うことを特徴とする請求項１または２に記載のマイ
クロ構造体の製造方法。 - 【請求項４】 前記（ａ）の接着層を形成する工程がラ
ングミュアブロジット法にて形成することを特徴とする
請求項１または２に記載のマイクロ構造体の製造方法。 - 【請求項５】 前記樹脂膜がフォトレジストからなるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ構造
体の製造方法。 - 【請求項６】 前記フォトレジストが環化ゴムを含有す
ることを特徴とする請求項５に記載のマイクロ構造体の
製造方法。 - 【請求項７】 前記第１基板および第２基板上に溝が形
成してあることを特徴とする請求項１または２に記載の
マイクロ構造体の製造方法。 - 【請求項８】 前記（ｂ）の接着する工程が第１及び第
２基板の裏面より圧力を加える工程を有することを特徴
とする請求項１または２に記載のマイクロ構造体の製造
方法。 - 【請求項９】 前記圧力を加える工程が、第１基板と第
２基板に電圧を印加することにより行うことを特徴とす
る請求項８に記載のマイクロ構造体の製造方法。 - 【請求項１０】 前記（ｄ）または（ｆ）の接着層を除
去する工程が，酸素を用いたドライエッチングにより行
うことを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロ
構造体の製造方法。 - 【請求項１１】 前記ドライエッチングがプラズマエッ
チングにより行うことを特徴とする請求項１０に記載の
マイクロ構造体の製造方法。 - 【請求項１２】 前記（ｄ）または（ｆ）の接着層を除
去する工程が，接着層を加熱し分解することを特徴とす
る請求項１または２に記載のマイクロ構造体の製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00900494A JP3491941B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | マイクロ構造体の製造方法 |
| US08/378,610 US5658698A (en) | 1994-01-31 | 1995-01-26 | Microstructure, process for manufacturing thereof and devices incorporating the same |
| DE69512282T DE69512282T2 (de) | 1994-01-31 | 1995-01-27 | Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Element |
| EP95300521A EP0665590B1 (en) | 1994-01-31 | 1995-01-27 | Process for manufacturing a microstructure |
| US08/844,971 US6020215A (en) | 1994-01-31 | 1997-04-28 | Process for manufacturing microstructure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00900494A JP3491941B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | マイクロ構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07220994A JPH07220994A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3491941B2 true JP3491941B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=11708522
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00900494A Expired - Fee Related JP3491941B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | マイクロ構造体の製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3491941B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5547634B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2014-07-16 | 国立大学法人東北大学 | 機能デバイス及びその製造方法 |
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1994
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