JP4919750B2 - マイクロ構造体製造方法およびマイクロ構造体 - Google Patents

Description

本発明は、マイクロマシニング技術により製造される例えばマイクロミラー素子、加速度センサ、角速度センサ、振動素子など、マイクロ構造体に関する。

近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により製造されるマイクロ構造体が注目され、微小構造を有する素子の応用化が図られている。マイクロ構造体には、例えばマイクロミラー素子や、加速度センサ、角速度センサなど、微小な可動部または振動部を有するマイクロ可動素子が含まれる。マイクロミラー素子は、例えば光ディスク技術や光通信技術の分野において、光反射機能を担う素子として利用される。加速度センサおよび角速度センサは、例えばロボットの姿勢制御やカメラの手ぶれ防止などの用途で、利用される。これらマイクロ可動素子は、一般に、固定部と、当該固定部に対して相対変位可能な可動部と、当該固定部および可動部を連結する連結部とを備える。このようなマイクロ構造体については、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。

特開２００３−１９７００号公報 特開２００４−３４１３６４号公報 特開２００６−７２２５２号公報

図３５および図３６は、従来のマイクロ構造体の一例であるマイクロ構造体８０を表す。図３５は、マイクロ構造体８０の平面図であり、図３６は、図３５の線XXXVI−XXXVIに沿った断面図である。

マイクロ構造体８０は、第１構造部８１と、第２構造部８２と、当該第１構造部８１および第２構造部８２を連結する連結部８３とを有する。このような主要構造を有するマイクロ構造体８０がマイクロ可動素子として構成される場合、例えば、第１構造部８１は可動部に相当し、第２構造部８２は固定部に相当し、これら可動部および固定部が連結部８３に連結されることとなる。

図３７および図３８は、マイクロ構造体８０の形成過程を表す。図３７および図３８においては、上述の第１構造部８１、第２構造部８２、および連結部８３の各々一部の形成過程を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施される材料基板（ウエハ）における複数の断面を、モデル化して連続断面として表したものである。

マイクロ構造体８０の製造においては、まず、図３７（ａ）に示すような材料基板９０を用意する。材料基板９０は、いわゆるＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウエハであり、シリコン層９１と、シリコン層９２と、これらの間の絶縁層９３とからなる積層構造を有する。絶縁層９３の厚さは１μｍ程度である。

次に、図３７（ｂ）に示すように、シリコン層９１に対して所定のマスクを介して異方性ドライエッチング処理を施すことにより、シリコン層９１において成形されるべき部位（第１構造部８１，第２構造部８２の一部，連結部８３）を形成する。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置が使用され、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。

次に、図３７（ｃ）および図３７（ｄ）に示すように、材料基板９０のシリコン層９１側に、接合材９５を介してサブキャリア９４を接合する。接合材９５は、例えば、レジスト、グリス、またはシール材である。本工程では、加熱および加圧しつつ、材料基板９０とサブキャリア９４を接合する。このようにサブキャリア９４を接合する目的は、次の加工工程において材料基板９０やエッチング装置が破損することを防止する点にある。エッチング装置の真空チャンバ内でシリコン層９２に対してエッチング処理を施す次の加工工程では、既にエッチング加工が施されているシリコン層９１に加えてシリコン層９２もエッチング加工を受けることにより材料基板９０の機械的強度は相当程度に低下する。サブキャリア９４は、このような材料基板９０の補強材として機能し、材料基板９０の破損を防止する。また、真空チャンバ内で材料基板９０が破損すると、破片が生じて当該破片によりエッチング装置自体が破損する場合があるが、材料基板９０の破損を防止するサブキャリア９４は、装置の破損防止にも資することとなる。

マイクロ構造体８０の製造においては、次に、図３８（ａ）に示すように、シリコン層９２に対して所定のマスクを介して異方性ドライエッチング処理を施すことにより、シリコン層９２において成形されるべき部位（第２構造部８２の一部）を形成する。本工程では、図３７（ｂ）を参照して上述した工程と同様に、真空チャンバを有する所定のエッチング装置が使用され、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。

次に、図３８（ｂ）に示すように、材料基板９０とサブキャリア９４を分離する。この工程は、エッチング装置の真空チャンバ外で行われる。この後、図３８（ｃ）に示すように、絶縁層９３に対して等方性エッチング処理を施すことにより、絶縁層９３において露出する箇所を除去する。以上のような過程を経て、マイクロ構造体８０は形成される。

しかしながら、マイクロ構造体８０の形成過程においては、図３８（ａ）を参照して上述した工程以後に連結部８３が破損しやすい。

図３７（ｂ）を参照して上述した工程では、シリコン層９１の部分的エッチング除去により、絶縁層９３はシリコン層９１側に部分的に露出する。そして、図３８（ａ）の工程の途中から又は当該工程を終えると、絶縁層９３はシリコン層９２側にも部分的に露出し、絶縁層９３においてシリコン層９１にもシリコン層９２にも接合していない部位Ｓ（両面露出部位）が生ずることとなる。相当程度に薄い絶縁層９３における部位Ｓは、脆弱であり、破断しやすい。

真空チャンバ内で行われる図３８（ａ）の工程中、および、当該工程終了後に真空チャンバ外で図３８（ｂ）に示すように材料基板９０とサブキャリア９４が分離されるまでの間、絶縁層９３に対してシリコン層９１側は一定の圧力（例えば所定の真空度）が維持される。これに対し、絶縁層９３に対してシリコン層９２側は、図３８（ａ）の工程中には真空チャンバ内に設定される所定の真空度に維持されるが、真空チャンバの真空が破られた後には昇圧して常圧となる。そのため、図３８（ａ）の工程中および当該工程後の所定期間の少なくとも一方において、絶縁層９３の部位Ｓの両面に作用する圧力に大きな差が生ずる。この大きな圧力差は、部位Ｓの破断を引き起こす一原因となる。

更には、上述の接合材９５として気化しやすいものを採用すると、図３８（ａ）に示すように材料基板９０とサブキャリア９４が接合された状態において、絶縁層９３に対してシリコン層９１側の空隙内に当該接合材９５の構成材料が気化して当該空隙内が昇圧することにより、絶縁層９３ないし部位Ｓの破断が一層生じやすくなる場合がある。

絶縁層９３における部位Ｓ（両面露出部位）のいずれかの箇所にて例えば図３９（ａ）に示すように破断Ｚが生ずると、多くの場合、この破断Ｚは、例えば図３９（ｂ）に示すように、部位Ｓにて広がり、更に、絶縁層９３において連結部８３が接合している部位を横断して広がる。破断Ｚが、絶縁層９３において連結部８３が接合している部位を横断するとき、連結部８３には衝撃が作用し、細くて脆弱な連結部８３は破損してしまう。

このように、従来の技術は、第１構造部と、第２構造部と、当該第１および第２構造部を連結する連結部とを備えるマイクロ構造体を製造するうえで、困難性を有する。

本発明は、以上のような事情のもとで考え出されたものであり、第１構造部および第２構造部を連結する部位を備えるマイクロ構造体を製造するのに適した方法、並びに、そのような方法により製造されたマイクロ構造体を提供することを、目的とする。

本発明の第１の側面によると、第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法が提供される。この製造方法は、第１加工工程および第２加工工程を含む。第１加工工程では、第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部と、中間層に接しつつ分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部と、中間層に接しつつ第１構造部構成部または第２構造部構成部から分離ギャップ内に延出する防護部とを、第１加工層において成形する。第２加工工程では、第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、中間層において、少なくとも、第１加工層側の分離ギャップに露出する部位と、連結部が接する部位とを、第２加工層側に露出させる。本発明において、第１構造部構成部とは、第１構造部の少なくとも一部を構成する部位であり、第２構造部構成部とは、第２構造部の少なくとも一部を構成する部位である。

本方法の第１加工工程では、上述のように、中間層に接しつつ分離ギャップを横断して第１および第２構造部構成部を連結する連結部とともに、中間層に接しつつ第１構造部構成部または第２構造部構成部から分離ギャップ内に延出する防護部が、第１加工層において成形される。そのため、中間層において第１加工層側の分離ギャップにも第２加工層側にも露出する部位（両面露出部位）が、第２加工工程を経ることによって生じた状態において、中間層に接する連結部の破損が抑制される。中間層における両面露出部位のいずれかの箇所にて局所的に破断が生じたとしても、中間層に接する防護部の存在が、その破断の広がりを阻む場合があるからである。分離ギャップ内に延出する防護部が中間層において接する部位を、広がりつつある破断が横断するとき、当該防護部に衝撃が伝わり、破断が更に広がるのに要するエネルギの少なくとも一部を当該防護部が吸収する。このように機能し得る防護部が存在することに起因して、中間層に接しつつ分離ギャップを横断する連結部の破損確率が低減される。防護部が連結部に近接して設けられるほど、連結部破損確率は低減される傾向にある。また、より多くの防護部が設けられるほど、連結部破損確率は低減される傾向にある。このように、本方法においては、連結部の破損確率が低減される。したがって、本方法は、第１構造部および第２構造部を連結する連結部を備えるマイクロ構造体を製造するのに適するのである。

本発明の第２の側面によると、第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法が提供される。この製造方法は、第１加工工程および第２加工工程を含む。第１加工工程では、第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部と、中間層に接しつつ分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部と、中間層に接しつつ第１構造部構成部から分離ギャップ内に延出する第１の防護部と、中間層に接しつつ第２構造部構成部から分離ギャップ内に延出する第２の防護部とを、当該第１加工層において成形する。第２加工工程では、第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、中間層において、少なくとも、第１加工層側の分離ギャップに露出する部位と、連結部が接する部位とを、当該第２加工層側に露出させる。

本方法の第１加工工程では、上述のように、中間層に接しつつ分離ギャップを横断して第１および第２構造部構成部を連結する連結部とともに、中間層に接しつつ第１構造部構成部から分離ギャップ内に延出する第１の防護部と、中間層に接しつつ第２構造部構成部から分離ギャップ内に延出する第２の防護部とが、第１加工層において成形される。そのため、中間層において第１加工層側の分離ギャップにも第２加工層側にも露出する部位（両面露出部位）が、第２加工工程を経ることによって生じた状態において、中間層に接する連結部の破損は抑制される。本発明の第１の側面に係る方法に関して上述したのと同様に、第２の側面に係る本方法においても、防護部が存在することに起因して、連結部の破損確率が低減されるのである。したがって、本方法も、第１構造部および第２構造部を連結する連結部を備えるマイクロ構造体を製造するのに適する。

本発明の第１および第２の側面における第２加工工程では、第１加工層側の防護部が中間層において接する部位を、第２加工層側に露出させてもよい。

本発明の第１および第２の側面の好ましい実施の形態における第２加工工程では、更に、第２加工層において、追加の第１構造部構成部および／または追加の第２構造部構成部、並びに、中間層に接しつつ追加の第１構造部構成部または追加の第２構造部構成部から延出する防護部を、成形する。このようにして第２加工工程で形成される、中間層に接する防護部も、中間層に接する連結部の破損を抑制するのに資する。

本発明の第１および第２の側面の他の好ましい実施の形態における第２加工工程では、更に、第２加工層において、追加の第１構造部構成部および追加の第２構造部構成部、中間層に接しつつ追加の第１構造部構成部から延出する第１の防護部、並びに、中間層に接しつつ追加の第２構造部構成部から延出する第２の防護部を、成形する。このようにして第２加工工程で形成される、中間層に接する防護部も、中間層に接する連結部の破損を抑制するのに資する。

本発明の第３の側面によると、第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法が提供される。この製造方法は、第１加工工程および第２加工工程を含む。第１加工工程では、第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、並びに、中間層に接しつつ分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部を、当該第１加工層において成形する。第２加工工程では、第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、追加の第１構造部構成部および／または追加の第２構造部構成部と、中間層に接しつつ追加の第１構造部構成部または追加の第２構造部構成部から延出する防護部とを、当該第２加工層において成形しつつ、中間層において、第１加工層側の分離ギャップに露出する部位と、連結部が接する部位とを、当該第２加工層側に露出させる。

本方法の第２加工工程では、上述のように、中間層に接しつつ追加の第１構造部構成部または追加の第２構造部構成部から延出する防護部が、第２加工層において成形される。この防護部について、中間層において第１加工層側の分離ギャップに露出する部位の一部の第２加工層側に接するように形成することにより、中間層において第１加工層側の分離ギャップにも第２加工層側にも露出する部位（両面露出部位）が生じた状態において、中間層に接する連結部の破損を抑制することができる。本発明の第１の側面に係る方法に関して上述したのと同様に、第３の側面に係る本方法においても、防護部が存在することに起因して、連結部の破損確率が低減されるのである。したがって、本方法も、第１構造部および第２構造部を連結する連結部を備えるマイクロ構造体を製造するのに適する。

本発明の第４の側面によると、第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法が提供される。この製造方法は、第１加工工程および第２加工工程を含む。第１加工工程では、第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、並びに、中間層に接しつつ分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部を、当該第１加工層において成形する。第２加工工程では、第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、追加の第１構造部構成部および追加の第２構造部構成部と、中間層に接しつつ追加の第１構造部構成部から延出する第１の防護部と、中間層に接しつつ追加の第２構造部構成部から延出する第２の防護部とを、当該第２加工層において成形しつつ、中間層において、第１加工層側の分離ギャップに露出する部位と、連結部が接する部位とを、当該第２加工層側に露出させる。

本方法の第２加工工程では、上述のように、中間層に接しつつ追加の第１構造部構成部から延出する第１の防護部と、中間層に接しつつ追加の第２構造部構成部から延出する第２の防護部とが、第２加工層において成形される。これら防護部について、中間層において第１加工層側の分離ギャップに露出する部位の一部の第２加工層側に接するように形成することにより、中間層において第１加工層側の分離ギャップにも第２加工層側にも露出する部位（両面露出部位）が生じた状態において、中間層に接する連結部の破損を抑制することができる。本発明の第１の側面に係る方法に関して上述したのと同様に、第４の側面に係る本方法においても、防護部が存在することに起因して、連結部の破損確率が低減されるのである。したがって、本方法も、第１構造部および第２構造部を連結する連結部を備えるマイクロ構造体を製造するのに適する。

本発明の第１から第４の側面の各製造方法は、好ましくは、第１加工工程の後であって第２加工工程の前に、材料基板における第１加工層の側に支持基板を接合する工程を含み、且つ、当該材料基板および支持基板を分離する工程を第２加工工程の後に含む。当該接合工程を経ることにより、その後の第２加工工程を適切に行うことができる場合がある。

本発明の第１から第４の側面における接合工程では、好ましくは、材料基板における第１加工層の側に、樹脂組成物などの接着材料を介して支持基板を接合する。このような構成は、接合工程を適切に行ううえで好適である。

本発明の第５の側面によると、第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを少なくとも含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより製造されたマイクロ構造体が提供される。このマイクロ構造体は、第１構造部と、第２構造部と、連結部と、防護部とを備える。第２構造部は、第１構造部に対してギャップを介して対向する部位を有する。連結部は、第１加工層において中間層に接する箇所に形成されたものであり、且つ、ギャップを横断して第１構造部および第２構造部を連結する。防護部は、第１加工層または第２加工層において中間層に接する箇所に形成されたものであり、且つ、第１構造部から第２構造部側に延出するか或は第２構造部から第１構造部側に延出する。

本マイクロ構造体は、本発明の第１または第３の側面に係る方法により製造されるものである。このようなマイクロ構造体によると、その製造過程において、第１または第３の側面に係る方法に関して上述したのと同様の技術的効果を享受することができる。

本発明の第６の側面によると、第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを少なくとも含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより製造されたマイクロ構造体が提供される。このマイクロ構造体は、第１構造部と、第２構造部と、連結部と、第１の防護部と、第２の防護部とを備える。第２構造部は、第１構造部に対してギャップを介して対向する部位を有する。連結部は、第１加工層において中間層に接する箇所に形成されたものであり、且つ、ギャップを横断して第１構造部および第２構造部を連結する。第１の防護部は、第１加工層または第２加工層において中間層に接する箇所に形成されたものであり、且つ、第１構造部から第２構造部側に延出する。第２の防護部は、第１加工層または第２加工層において中間層に接する箇所に形成されたものであり、且つ、第２構造部から第１構造部側に延出する。

本マイクロ構造体は、本発明の第２または第４の側面に係る方法により製造されるものである。このようなマイクロ構造体によると、その製造過程において、第２または第４の側面に係る方法に関して上述したのと同様の技術的効果を享受することができる。

本発明の第５および第６の側面において、連結部は、第１構造部および第２構造部より薄肉であってもよい。連結部が薄いほど、当該連結部の捩り剛性や曲げ剛性を低減することができる。また、防護部も、第１構造部および第２構造部より薄肉であってもよい。

好ましくは、防護部は、連結部よりも厚肉である。防護部が厚いほど、上述の連結部破損確率を低減するうえで好ましい。好ましくは、防護部は、連結部よりも幅太である。防護部が太いほど、上述の連結部破損確率を低減するうえで好ましい。

好ましくは、第１構造部は可動部であり、第２構造部は固定部である。このような構成によると、本発明に係るマイクロ構造体をマイクロ可動素子として構成することができる。本発明の第５および第６の側面に係るマイクロ構造体は、好ましくは、可動部に固定された第１櫛歯電極と、固定部に固定されて第１櫛歯電極と対向可能な第２櫛歯電極とを更に備える。

好ましい実施の形態では、第１櫛歯電極および第２櫛歯電極は、協働して当該第１および第２櫛歯電極の間に静電引力を発生させ得る駆動力発生手段を構成する。このような構成によると、当該静電引力を駆動力として利用して、固定部に対して可動部を相対変位させることができる。

他の好ましい実施の形態では、第１櫛歯電極および第２櫛歯電極は、当該第１および第２櫛歯電極の間の静電容量の変化を検知するための検知手段を構成する。このような構成によると、当該静電容量の変化を基に、第１櫛歯電極に対する第２櫛歯電極の相対変位量、即ち、固定部に対する可動部の相対変位量について知ることが可能となる。

本発明の第５および第６の側面において、連結部は、可動部を固定部に対して一時的に固定するための支持部であってもよい。この支持部は、切断されるまでは、可動部を固定部に連結しておく機能または可動部と固定部の連結を補強する機能を担うものであり、且つ、マイクロ可動素子の使用前に切断されるものである。

図１から図６は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロミラー素子Ｘ１を表す。図１は、マイクロミラー素子Ｘ１の平面図であり、図２は、マイクロミラー素子Ｘ１の他の平面図である。図３から図６は、各々、図１の線III−III、線IV−IV、線V−V、および線VI−VIに沿った断面図である。

マイクロミラー素子Ｘ１は、可動部１と、フレーム２と、一対の連結部３と、複数の防護部４と、櫛歯電極５，６，７，８とを備え、ＭＥＭＳ技術などのマイクロマシニング技術によって、いわゆるＳＯＩ（silicon on insulator）基板である材料基板に対して加工を施すことにより製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより所定の導電性が付与されている。マイクロミラー素子Ｘ１における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図の明確化の観点より、図１においては、第１シリコン層に由来して絶縁層より紙面手前方向に突き出る箇所について斜線ハッチングを付して表し、図２においては、第２シリコン層に由来して絶縁層より紙面手前方向に突き出る箇所について、斜線ハッチングを付して表す。

可動部１は、第１シリコン層に由来する部位であり、その表面には、光反射機能を有するミラー面１’が設けられている。

フレーム２は、図１に示すように可動部１を囲む形状を有し、また、図３から図６に示すように、第１層部２ａと、第２層部２ｂと、これらの間の絶縁層２ｃとからなる積層構造を有する。第１層部２ａは第１シリコン層に由来する部位であり、第２層部２ｂは第２シリコン層に由来する部位である。

一対の連結部３の各々は、第１シリコン層に由来する部位であり、図１、図２、および図７に示すように、可動部１とフレーム２の間のギャップＧを横断して当該可動部１とフレーム２を連結する。各連結部３は、可動部１に接続し且つフレーム２の第１層部２ａに接続し、各連結部３により、可動部１と第１層部２ａとは電気的に接続される。また、本実施形態の各連結部３は、図８に示すように、素子厚さ方向Ｈにおいて可動部１およびフレーム２の第１層部２ａよりも薄肉である。このような一対の連結部３は、フレーム２に対する可動部１の回転変移ないし回転動作の回転軸心Ａを規定する。

複数の防護部４の各々は、第１シリコン層に由来する部位であり、図１および図７に示すように、可動部１またはフレーム２の第１層部２ａからギャップＧ内に延出する。本実施形態では、各連結部３に近接する箇所に、可動部１から延出する二つの防護部４と、第１層部２ａから延出する二つの防護部４とが設けられている。本実施形態の各防護部４は、図８に示すように、素子厚さ方向Ｈにおいて可動部１およびフレーム２の第１層部２ａと同じ厚さを有する。また、各防護部４は、連結部３よりも幅太である。

櫛歯電極５は、第１シリコン層に由来する複数の電極歯５ａからなり、可動部１に固定されている。各電極歯５ａは、図１、図２、および図６に示すように可動部１から延出し、複数の電極歯５ａは、図１、図２、および図４に示すように相互に平行である。

櫛歯電極６は、第１シリコン層に由来する複数の電極歯６ａからなり、可動部１における櫛歯電極５とは反対側の箇所に固定されている。各電極歯６ａは、図１、図２、および図６に示すように、可動部１から延出し、複数の電極歯６ａは、図１、図２、および図５に示すように相互に平行である。このような櫛歯電極６は、可動部１を介して櫛歯電極５と電気的に接続されている。

櫛歯電極７は、第２シリコン層に由来する複数の電極歯７ａからなり、図２に示すように、フレーム２の第２層部２ｂに固定されている。各電極歯７ａは第２層部２ｂから延出し、複数の電極歯７ａは、図１、図２、および図４に示すように相互に平行である。このような櫛歯電極７は、上述の櫛歯電極５と協働して静電引力（駆動力）を発生するための部位であり、一対の櫛歯電極５，７は、マイクロミラー素子Ｘ１の一のアクチュエータを構成する。

櫛歯電極８は、第２シリコン層に由来する複数の電極歯８ａからなり、図２に示すように、フレーム２の第２層部２ｂに固定されている。各電極歯８ａは第２層部２ｂから延出し、複数の電極歯８ａは、図１、図２、および図５に示すように相互に平行である。このような櫛歯電極８は、上述の櫛歯電極６と協働して静電引力（駆動力）を発生するための部位であり、一対の櫛歯電極６，８は、マイクロミラー素子Ｘ１の一のアクチュエータを構成する。また、フレーム２の第２層部２ｂにおいて櫛歯電極８が接合する部位と、第２層部２ｂにおいて櫛歯電極７が接合する部位とは、電気的に分離されており、従って、これら櫛歯電極７，８は電気的に分離されている。

マイクロミラー素子Ｘ１においては、櫛歯電極５〜８の各々に対して必要に応じて所定の電位を付与することにより、可動部１を回転軸心Ａまわりに回転動作させることができる。櫛歯電極５，６に対する電位付与は、フレーム２の第１層部２ａ、各連結部３、および可動部１を介して、実現することができる。櫛歯電極５，６は、例えばグラウンド接続される。一方、櫛歯電極７に対する電位付与は、フレーム２の第２層部２ｂの一部を介して実現することができ、櫛歯電極８に対する電位付与は、第２層部２ｂの他の一部を介して実現することができる。櫛歯電極７，８は上述のように電気的に分離されているため、櫛歯電極７，８に対する電位付与は独立して行うことができる。

櫛歯電極５，７の各々に所定の電位を付与することにより櫛歯電極５，７間に所望の静電引力を発生させると、櫛歯電極５は櫛歯電極７に引き込まれる。そのため、可動部１は、回転軸心Ａまわりに回転動作し、当該静電引力と、捩れ変形した各連結部３の捩り抵抗力の総和とが、釣り合う角度まで回転変位する。このような回転動作における回転変位量は、櫛歯電極５，７への付与電位を調整することにより、調節することができる。櫛歯電極５，７間の静電引力を消滅させると、各連結部３は、その捩り応力を解放して自然状態に復帰する。

また、櫛歯電極６，８の各々に所定の電位を付与することにより櫛歯電極６，８間に所望の静電引力を発生させると、櫛歯電極６は櫛歯電極８に引き込まれる。そのため、可動部１は、回転軸心Ａまわりに、前述の回転動作とは逆方向に回転動作し、当該静電引力と、各連結部３の捩り抵抗力の総和とが、釣り合う角度まで回転変位する。このような回転動作における回転変位量は、櫛歯電極６，８への付与電位を調整することにより、調節することができる。櫛歯電極６，８間の静電引力を消滅させると、各連結部３は、その捩り応力を解放して自然状態に復帰する。

マイクロミラー素子Ｘ１においては、以上のような可動部１の揺動駆動により、可動部１上に設けられたミラー面１’にて反射される光の反射方向を適宜切り換えることができる。

図９から図１１は、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法を表す。この方法は、マイクロマシニング技術によりマイクロミラー素子Ｘ１を製造するための一手法である。図９から図１１においては、図１１（ｃ）に示す可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、防護部Ｐ１，Ｐ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２の形成過程を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施されるウエハにおける単一のマイクロミラー素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面として表したものである。可動部Ｍは、可動部１の一部に相当する。フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３は、各々、フレーム２に相当し、フレーム２の所定箇所の横断面を表す。連結部Ｃ１は、連結部３に相当し、連結部３の延び方向の断面を表す。連結部Ｃ２は、連結部３に相当し、連結部３の横断面を表す。防護部Ｐ１，Ｐ２は、各々、防護部４に相当し、防護部４の横断面を表す。櫛歯電極Ｅ１は、櫛歯電極５，６に相当し、櫛歯電極５，６の部分的な横断面を表す。櫛歯電極Ｅ２は、櫛歯電極７，８に相当し、櫛歯電極７，８の部分的な横断面を表す。

マイクロミラー素子Ｘ１の製造においては、まず、図９（ａ）に示すような材料基板１０を用意する。材料基板１０は、シリコン層１１，１２と、当該シリコン層１１，１２間の絶縁層１３とからなる積層構造を有するＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウエハである。シリコン層１１，１２は、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。不純物としては、Ｂなどのｐ型不純物や、ＰおよびＳｂなどのｎ型不純物を採用することができる。絶縁層１３は例えば酸化シリコンよりなる。シリコン層１１の厚さは例えば５〜１００μｍであり、シリコン層１２の厚さは例えば１００〜５００μｍであり、絶縁層１３の厚さは例えば０.２〜２μｍである。また、シリコン層１１，１２および絶縁層１３は、本発明における第１および第２加工層ならびに中間層である。

次に、図９（ｂ）に示すように、シリコン層１１上にミラー面１’を形成する。具体的には、まず、スパッタリング法により、シリコン層１１に対して例えばＣｒ（５０ｎｍ）およびこれに続いて例えばＡｕ（２００ｎｍ）を成膜する。次に、所定のマスクを介してこれら金属膜に対してエッチング処理を順次行う。このようにして、シリコン層１１上にミラー面１’をパターン形成することができる。Ａｕに対するエッチング液としては、例えば、ヨウ化カリウム−ヨウ素水溶液を使用することができる。Ｃｒに対するエッチング液としては、例えば硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を使用することができる。

次に、図９（ｃ）に示すように、シリコン層１１上に酸化膜パターン２１およびレジストパターン２２を形成し、また、シリコン層１２上に酸化膜パターン２３を形成する。酸化膜パターン２１は、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、防護部Ｐ１，Ｐ２、および櫛歯電極Ｅ１に対応するパターン形状を有する。レジストパターン２２は、連結部Ｃ１，Ｃ２に対応するパターン形状を有する。酸化膜パターン２３は、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３および櫛歯電極Ｅ２に対応するパターン形状を有する。

酸化膜パターン２１の形成においては、まず、例えばＣＶＤ法により、シリコン層１１の表面に、厚さが例えば１μｍとなるまで例えば二酸化ケイ素を成膜する。次に、シリコン層１１上の当該酸化膜について、所定のレジストパターンをマスクとしたエッチングによりパターニングする。酸化膜パターン２３および後出の酸化膜パターンについても、酸化物材料の成膜、酸化膜上のレジストパターンの形成、およびその後のエッチング処理を経て形成することができる。一方、レジストパターン２２の形成においては、まず、シリコン層１１上に液状のフォトレジストをスピンコーティングにより成膜する。次に、露光処理およびその後の現像処理を経て、当該フォトレジスト膜をパターニングする。フォトレジストとしては、例えば、ＡＺＰ４２１０（ＡＺエレクトロニック製）やＡＺ１５００（ＡＺエレクトロニック製）を使用することができる。後出のレジストパターンについても、このようなフォトレジストの成膜ならびにその後の露光処理および現象処理を経て、形成することができる。

マイクロミラー素子Ｘ１の製造においては、次に、図９（ｄ）に示すように、酸化膜パターン２１およびレジストパターン２２をマスクとして、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）により、シリコン層１１に対して所定の深さまで異方性ドライエッチング処理を行う。所定の深さとは、連結部Ｃ１，Ｃ２の厚さに相当し、例えば５μｍである。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてＤＲＩＥを実行する。また、ＤＲＩＥでは、エッチングと側壁保護とを交互に行うＢｏｓｃｈプロセスにおいて、良好な異方性エッチング処理を行うことができる。本工程および後出のＤＲＩＥについては、このようなＢｏｓｃｈプロセスを採用することができる。

次に、図１０（ａ）に示すように、剥離液を作用させることにより、レジストパターン２２を剥離する。剥離液としては、例えばＡＺリムーバ７００（ＡＺエレクトロニック製）を使用することができる。後出のレジストパターンを剥離する際にも、この剥離液を使用することができる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、酸化膜パターン２１をマスクとして、ＤＲＩＥにより、薄肉で絶縁層１３に接する連結部Ｃ１，Ｃ２を残存形成しつつ、シリコン層１１に対して絶縁層１３に至るまで異方性エッチング処理を行う。本工程でも、図９（ｄ）を参照して上述した工程と同様に、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。本工程にて、連結部Ｃ１，Ｃ２に加え、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の一部（第１層部２ａ）、防護部Ｐ１，Ｐ２、および櫛歯電極Ｅ１が成形される。

本工程で形成された可動部１およびフレーム２の第１層部２ａは、絶縁層１３が部分的に露出する分離ギャップＧ’を介して相対向する。各連結部３は、絶縁層１３に接しつつ分離ギャップＧ’を横断して可動部１および第１層部２ａを連結する。各防護部４は、絶縁層１３に接しつつ可動部１または第１層部２ａから分離ギャップＧ’内に延出する。

次に、図１０（ｃ）および図１１（ａ）に示すように、材料基板１０のシリコン層１１側に、接合材２５を介してサブキャリア２４を接合する。サブキャリア２４は、例えば、シリコン基板、石英基板、メタル基板である。接合材２５は、例えば、レジスト、伝熱グリス、シール材、またはテープである。レジストとしては、例えばレジストＡＺＰ４２１０（ＡＺエレクトロニック製）が挙げられる。本工程では、加熱および加圧しつつ、材料基板１０とサブキャリア２４を接合する。このようにサブキャリア２４を接合する目的は、次の加工工程において材料基板１０やエッチング装置が破損することを防止する点にある。エッチング装置の真空チャンバ内でシリコン層１２に対してエッチング処理を施す次の加工工程では、既にエッチング加工が施されているシリコン層１１に加えてシリコン層１２もエッチング加工を受けることにより材料基板１０の機械的強度は相当程度に低下する。サブキャリア２４は、このような材料基板１０の補強材として機能し、材料基板１０の破損を防止する。また、仮に真空チャンバ内で材料基板１０が破損すると、破片が生じて当該破片によりエッチング装置自体が破損する場合があるが、材料基板１０の破損を防止するサブキャリア２４は、装置の破損防止にも資することとなる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、酸化膜パターン２３をマスクとして、ＤＲＩＥにより、シリコン層１２に対して絶縁層１３に至るまで異方性エッチング処理を行う。本工程でも、図９（ｄ）を参照して上述した工程と同様に、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。本工程にて、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の一部（第２層部２ｂ）および櫛歯電極Ｅ２が成形される。また、本工程を経ることにより、シリコン層１２側にも絶縁層１３が部分的に露出することとなる。当該露出部位には、シリコン層１１側の分離ギャップＧ’にも露出する部位Ｓ（両面露出部位）、連結部Ｃ１，Ｃ２（各連結部３）が接する部位、および防護部Ｐ１，Ｐ２（各防護部４）が接する部位が含まれる。

本工程の後、材料基板１０とサブキャリア２４を分離する。接合材２５としてレジストを用いる場合には、所定の剥離液を接合材２５に作用させることにより、材料基板１０とサブキャリア２４を分離することができる。

次に、図１１（ｃ）に示すように、絶縁層１３において露出している箇所、および酸化膜パターン２１，２３を、エッチング除去する。エッチング手法としては、ドライエッチングまたはウエットエッチングを採用することができる。ドライエッチングを採用する場合、エッチングガスとしては、例えば、ＣＦ₄やＣＨＦ₃などを採用することができる。ウエットエッチングを採用する場合、エッチング液としては、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムからなるバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用することができる。

以上の一連の工程を経ることにより、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、防護部Ｐ１，Ｐ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２を成形してマイクロミラー素子Ｘ１を製造することができる。図９（ｃ）から図１０（ｂ）までを参照して上述した各工程、即ち、シリコン層１１に対して加工を施すための各工程は、本発明における第１加工工程をなす。図９（ｃ）および図１１（ｂ）を参照して上述した各工程、即ち、シリコン層１２に対して加工を施すための各工程は、本発明における第２加工工程をなす。

本方法の第１加工工程では、絶縁層１３に接しつつ分離ギャップＧ’を横断して可動部１およびフレーム２の第１層部２ａを連結する各連結部３とともに、絶縁層１３に接しつつ可動部１または第１層部２ａから分離ギャップＧ’内に延出する各防護部４が、シリコン層１１において成形される。そのため、絶縁層１３おける上述の部位Ｓ（両面露出部位）が、第２加工工程を経ることによって生じた状態において、絶縁層１３に接する連結部３の破損が抑制される。図１２（ａ）に示すように絶縁層１３の部位Ｓにおいて局所的に破断Ｚが生じたとしても、図１２（ｂ）に示すように、絶縁層１３に接する各防護部４の存在が、連結部３に向けての当該破断Ｚの広がりを阻むからである。

分離ギャップＧ’内に延出する防護部４が絶縁層１３において接する部位を、広がりつつある破断Ｚが横断するとき、当該防護部４に衝撃が伝わり、破断Ｚが更に広がるのに要するエネルギの少なくとも一部を当該防護部４が吸収する。このように機能し得る防護部４が存在することに起因して、絶縁層１３に接しつつ分離ギャップＧ’を横断する連結部３の破損確率が低減される。防護部４が連結部に近接して設けられるほど、連結部破損確率は低減される傾向にある。また、より多くの防護部４が設けられるほど、連結部破損確率は低減される傾向にある。

このように、本方法においては、連結部３の破損確率は低減される。したがって、本方法は、可動部（第１構造部）およびフレーム（第２構造部）を連結する連結部を備えるマイクロミラー素子（マイクロ構造体）を製造するのに適するのである。

マイクロミラー素子Ｘ１では、図１３（ａ）に示すように、各連結部３は、素子厚さ方向Ｈにおいて、可動部１、フレーム２の第１層部２ａ、および防護部４と同じ厚さを有してもよい。このような厚肉の連結部３は、例えば、厚肉の防護部４と同様にして形成することができる。

各防護部４は、図１３（ｂ）に示すように、素子厚さ方向Ｈにおいて、薄肉の連結部３と同じ厚さを有してもよい。このような薄肉の防護部４は、薄肉の連結部３と同様にして形成することができる。

マイクロミラー素子Ｘ１では、各防護部４は、図１４（ａ）に示すような形状を有してもよい。本変形例では、可動部１から延出する各防護部４、および、フレーム２から延出する各防護部４は、先端ほど細い形状を有する。

各防護部４は、図１４（ｂ）に示すような形状を有してもよい。本変形例では、可動部１から延出する各防護部４、および、フレーム２から延出する各防護部４は、先端ほ太い形状を有する。

各防護部４は、図１４（ｃ）に示すような形状を有してもよい。本変形例では、可動部１から延出する各防護部４は、丸みをおびた側面４ａを有する。

マイクロミラー素子Ｘ１では、各連結部３ごとに、図７に示すような四つの防護部４に代えて図１４（ｄ）に示すような六つの防護部４を設けてもよい。また、各連結部３ごとに、図１４（ｅ）に示すような六つの防護部４を設けてもよい。

マイクロミラー素子Ｘ１では、図１５および図１６に示すような防護部４’を、例えば一部の防護部４の代わりに、設けてもよい。防護部４’は、フレーム２の第１層部２ａよりも薄肉であり、当該第１層部２ａからギャップＧ内に延出し、且つ、フレーム２に沿って延びる。

例えば以上の変形例のように、防護部４の形状、数、および配置態様等については、必要に応じて変更可能である。

マイクロミラー素子Ｘ１では、連結部３は、図７に示すような形状に代えて図１７（ａ）に示すような形状を有してもよい。図１７（ａ）に示す連結部３は、フレーム２側から可動部１側にかけて次第に間隔が広くなる２本の離隔したバーからなる。また、連結部３は、図１７（ｂ）に示すような形状や、図１７（ｃ）に示すような形状を有してもよい。例えばこれら変形例のように、連結部３の形状については、必要に応じて変更可能である。

マイクロミラー素子Ｘ１には、図１８および図１９に示すように、支持部３’と当該支持部３’近傍の一組の防護部４とを更に設けてもよい。支持部３’は、連結部３による可動部１とフレーム２の間の連結を補強するためのものであり、マイクロミラー素子Ｘ１が使用される前に、切断または除去される。支持部３’を切断または除去するための手段としては、例えば、Ｎｄ:ＹＡＧレーザの照射を採用することができる。

また、上述の櫛歯電極５〜８はアクチュエータ（駆動手段）を構成する部位であるが、本発明においては、一対の櫛歯電極５，７および一対の櫛歯電極６，８の少なくとも一方について、櫛歯電極間の静電容量の変化を検知するための検知手段をなすように設けてもよい。このような構成を採用すると、当該静電容量の変化を基に、フレーム２に対する可動部１の相対変位量について知ることが可能となる。

本発明においては、一列に配された複数のマイクロミラー素子Ｘ１が単一の材料基板内に作り込まれてもよい。このように一次元アレイ状に配された複数のマイクロミラー素子Ｘ１の可動部１の回転軸心Ａは、例えば、全て平行である。

本発明においては、複数列をなすように配された複数のマイクロミラー素子Ｘ１が単一の材料基板内に作り込まれてもよい。このように２次元アレイ状に配された複数のマイクロミラー素子Ｘ１の可動部１の回転軸心Ａは、例えば、全て平行である。

本発明においては、マイクロミラー素子Ｘ１は、上述のフレーム２を囲む形状を有する外フレームと、当該外フレームとフレーム２を連結する一対の連結部とを更に備えてもよい。この追加の一対の連結部は、好ましくは、外フレームに対するフレーム２およびこれに伴う可動部１の回転変移ないし回転動作の回転軸心を規定するように設けられている。このような回転軸心と上述の回転軸心Ａとは直交するのが好ましい。

本発明においては、マイクロミラー素子Ｘ１にて片方の連結部３を有しない構成を具備するマイクロ構造体であってもよい。このようなマイクロ構造体では、一つの連結部３を介してフレーム２に連結されている可動部１は、当該連結部３の延び方向に交差するいずれの方向にも振動可能である。

図２０は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロミラー素子Ｘ２の平面図である。図２１は、マイクロミラー素子Ｘ２の部分拡大図である。図２２は、図２１の線XXII−XXIIに沿った断面図である。

マイクロミラー素子Ｘ２は、可動部１と、フレーム２と、一対の連結部３と、複数の防護部４Ａと、櫛歯電極５，６，７，８とを備える。マイクロミラー素子Ｘ２は、防護部４に代えて防護部４Ａを備える点以外はマイクロミラーＸ１と同一の構成を有し、マイクロミラー素子Ｘ１と同様にして駆動することができる。

複数の防護部４Ａの各々は、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部１またはフレーム２の第１層部２ａからギャップＧ内に延出する。各連結部３に近接する箇所に、可動部１から延出する二つの防護部４Ａと、第１層部２ａから延出する二つの防護部４Ａとが設けられている。また、各防護部４Ａは、図２２に示すように、素子厚さ方向Ｈにおいて可動部１およびフレーム２の第１層部２ａよりも薄肉である。

図２３から図２５は、マイクロミラー素子Ｘ２の製造方法を表す。この方法は、マイクロマシニング技術によりマイクロミラー素子Ｘ２を製造するための一手法である。図２３から図２５においては、図２５（ｃ）に示す可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、防護部Ｐ１，Ｐ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２の形成過程を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施されるウエハにおける単一のマイクロミラー素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面として表したものである。防護部Ｐ１，Ｐ２は、各々、防護部４Ａに相当し、防護部４Ａの横断面を表す。可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、および櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２については、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して上述したのと同様である。

マイクロミラー素子Ｘ２の製造においては、まず、図２３（ａ）に示すように材料基板１０上にミラー面１’を形成する。材料基板１０については、第１の実施形態におけるのと同様であり、シリコン層１１，１２および絶縁層１３からなる積層構造を有する。

次に、図２３（ｂ）に示すように、シリコン層１１上に酸化膜パターン３１、レジストパターン２２、および窒化膜パターン３２を形成し、また、シリコン層１２上に酸化膜パターン２３を形成する。酸化膜パターン３１は、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、および櫛歯電極Ｅ１に対応するパターン形状を有する。レジストパターン２２は、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して上述したように、連結部Ｃ１，Ｃ２に対応するパターン形状を有する。窒化膜パターン３２は、防護部Ｐ１，Ｐ２に対応するパターン形状を有する。酸化膜パターン２３は、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して上述したように、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３および櫛歯電極Ｅ２に対応するパターン形状を有する。窒化膜パターン３２の形成においては、まず、例えばＣＶＤ法により、シリコン層１１の表面に、厚さが例えば５００ｎｍとなるまで窒化ケイ素膜を成膜する。次に、シリコン層１１上の当該窒化膜について、所定のレジストパターンをマスクとしたエッチングによりパターニングする。このパターニングには、例えば、ＣＦ₄ガスをエッチングガスとして用いて行うドライエッチングを採用することができる。

次に、図２３（ｃ）に示すように、酸化膜パターン３１、レジストパターン２２、および窒化膜パターン３２をマスクとして、ＤＲＩＥにより、シリコン層１１に対して所定の深さまで異方性ドライエッチング処理を行う。所定の深さとは、連結部Ｃ１，Ｃ２の厚さに相当し、例えば５μｍである。この後、図２１（ｄ）に示すように、剥離液を作用させることにより、レジストパターン２２を剥離する。

次に、図２４（ａ）に示すように、酸化膜パターン３１および窒化膜パターン３２をマスクとして、ＤＲＩＥにより、シリコン層１１に対して所定の深さまで異方性ドライエッチング処理を行う。所定の深さとは、防護部Ｐ１，Ｐ２の厚さと連結部Ｃ１，Ｃ２の厚さとの差に相当し、例えば５〜５０μｍである。この後、図２４（ｂ）に示すように、窒化膜パターン３２を除去する。熱リン酸を作用させることにより、窒化膜パターン３２をエッチング除去することができる。

次に、図２４（ｃ）に示すように、酸化膜パターン３１をマスクとして、ＤＲＩＥにより、絶縁層１３に接する連結部Ｃ１，Ｃ２および防護部Ｐ１，Ｐ２を残存形成しつつ、シリコン層１１に対して絶縁層１３に至るまで異方性エッチング処理を行う。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。本工程にて、連結部Ｃ１，Ｃ２および防護部Ｐ１，Ｐ２に加え、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の一部（第１層部２ａ）、および櫛歯電極Ｅ１が成形される。

本工程で形成された可動部１およびフレーム２の第１層部２ａは、絶縁層１３が部分的に露出する分離ギャップＧ’を介して相対向する。各連結部３は、絶縁層１３に接しつつ分離ギャップＧ’を横断して可動部１および第１層部２ａを連結する。各防護部４Ａは、絶縁層１３に接しつつ可動部１または第１層部２ａから分離ギャップＧ’内に延出する。

次に、図２５（ａ）に示すように、材料基板１０のシリコン層１１側に、接合材２５を介してサブキャリア２４を接合した後、図２５（ｂ）に示すように、酸化膜パターン２３をマスクとして、ＤＲＩＥにより、シリコン層１２に対して絶縁層１３に至るまで異方性エッチング処理を行う。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。本工程にて、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の一部（第２層部２ｂ）および櫛歯電極Ｅ２が成形される。また、本工程を経ることにより、シリコン層１２側にも絶縁層１３が部分的に露出することとなる。当該露出部位には、シリコン層１１側の分離ギャップＧ’にも露出する部位Ｓ（両面露出部位）、連結部Ｃ１，Ｃ２（各連結部３）が接する部位、および防護部Ｐ１，Ｐ２（各防護部４Ａ）が接する部位が含まれる。本工程の後、材料基板１０とサブキャリア２４を分離する。

次に、図２５（ｃ）に示すように、絶縁層１３において露出している箇所、および酸化膜パターン２３，３１を、エッチング除去する。エッチング手法としては、ドライエッチングまたはウエットエッチングを採用することができる。

以上の一連の工程を経ることにより、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、防護部Ｐ１，Ｐ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２を成形してマイクロミラー素子Ｘ２を製造することができる。図２３（ｂ）から図２４（ｃ）までを参照して上述した各工程、即ち、シリコン層１１に対して加工を施すための各工程は、本発明における第１加工工程をなす。図２３（ｂ）および図２５（ｂ）を参照して上述した各工程、即ち、シリコン層１２に対して加工を施すための各工程は、本発明における第２加工工程をなす。

本方法の第１加工工程では、絶縁層１３に接しつつ分離ギャップＧ’を横断して可動部１およびフレーム２の第１層部２ａを連結する各連結部３とともに、絶縁層１３に接しつつ可動部１または第１層部２ａから分離ギャップＧ’内に延出する各防護部４Ａが、シリコン層１１において成形される。そのため、絶縁層１３おける上述の部位Ｓ（両面露出部位）が、第２加工工程を経ることによって生じた状態において、絶縁層１３に接する連結部３の破損が抑制される。マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して図１２を参照して上述したのと同様に、マイクロミラー素子Ｘ２の製造方法においても、防護部が存在することに起因して、連結部３の破損確率が低減されるのである。したがって、本方法も、可動部（第１構造部）およびフレーム（第２構造部）を連結する連結部を備えるマイクロミラー素子（マイクロ構造体）を製造するのに適する。

図２６から図２８は、本発明の第３の実施形態に係るマイクロミラー素子Ｘ３を表す。図２６は、マイクロミラー素子Ｘ３の平面図であり、図２７は、マイクロミラー素子Ｘ３の他の平面図である。図２８は、図２６の線XXVIII−XXVIIIに沿った断面図である。

マイクロミラー素子Ｘ３は、可動部１Ａと、フレーム２と、一対の連結部３と、複数の防護部４Ｂと、櫛歯電極５，６，７，８とを備える。マイクロミラー素子Ｘ３は、可動部１に代えて可動部１Ａを備え且つ防護部４に代えて防護部４Ｂを備える点以外はマイクロミラーＸ１と同一の構成を有し、マイクロミラー素子Ｘ１と同様にして駆動することができる。

可動部１Ａは、第１層部１ａおよび第２層部１ｂを有し、第１層部１ａ上には、光反射機能を有するミラー面１’が設けられている。第１層部１ａは、第１シリコン層に由来する部位であり、第２層部１ｂは、第２シリコン層に由来する部位である。第１層部１ａおよび第２層部１ｂは、図２８に示すように、絶縁層１ｃを介して接合されている。マイクロミラー素子Ｘ３の櫛歯電極５，６は、このような可動部１Ａの第１層部１ａに固定されている。

複数の防護部４Ｂの各々は、第２シリコン層に由来する部位であり、図２７および図２８に示すように、可動部１Ａの第２層部１ｂからフレーム２側に延出するか、或は、フレーム２の第２層部２ｂから可動部１Ａ側に延出する。各連結部３に近接する箇所に、第２層部１ｂから延出する二つの防護部４と、第２層部２ｂから延出する二つの防護部４とが設けられている。また、各防護部４は、例えば図３０に示すように、素子厚さ方向Ｈにおいて、可動部１Ａの第２層部１ｂおよびフレーム２の第２層部２ｂよりも薄肉である。

図３１から図３３は、マイクロミラー素子Ｘ３の製造方法を表す。この方法は、マイクロマシニング技術によりマイクロミラー素子Ｘ３を製造するための一手法である。図３１から図３３においては、図３３（ｃ）に示す可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、防護部Ｐ１，Ｐ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２の形成過程を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施されるウエハにおける単一のマイクロミラー素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面として表したものである。防護部Ｐ１，Ｐ２は、各々、防護部４Ｂに相当し、防護部４Ｂの横断面を表す。可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、および櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２については、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して上述したのと同様である。

マイクロミラー素子Ｘ３の製造においては、まず、図３１（ａ）に示すように材料基板１０上にミラー面１’を形成する。材料基板１０については、第１の実施形態におけるのと同様であり、シリコン層１１，１２および絶縁層１３からなる積層構造を有する。

次に、図３１（ｂ）に示すように、シリコン層１１上に酸化膜パターン３１およびレジストパターン２２を形成し、また、シリコン層１２上に酸化膜パターン２３およびレジストパターン３３を形成する。酸化膜パターン３１は、マイクロミラー素子Ｘ２の製造方法に関して上述したように、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、および櫛歯電極Ｅ１に対応するパターン形状を有する。レジストパターン２２は、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して上述したように、連結部Ｃ１，Ｃ２に対応するパターン形状を有する。酸化膜パターン２３は、マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して上述したように、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３および櫛歯電極Ｅ２に対応するパターン形状を有する。レジストパターン３３は、防護部Ｐ１，Ｐ２に対応するパターン形状を有する。

次に、図３１（ｃ）に示すように、酸化膜パターン３１およびレジストパターン２２をマスクとして、ＤＲＩＥにより、シリコン層１１に対して所定の深さまで異方性ドライエッチング処理を行う。所定の深さとは、連結部Ｃ１，Ｃ２の厚さに相当し、例えば５μｍである。この後、図３１（ｄ）に示すように、剥離液を作用させることにより、レジストパターン２２を剥離する。

次に、図３２（ａ）に示すように、酸化膜パターン３１をマスクとして、ＤＲＩＥにより、薄肉で絶縁層１３に接する連結部Ｃ１，Ｃ２を残存形成しつつ、シリコン層１１に対して絶縁層１３に至るまで異方性エッチング処理を行う。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。本工程にて、連結部Ｃ１，Ｃ２に加え、可動部Ｍの一部（第１層部１ａ）、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の一部（第１層部２ａ）、および櫛歯電極Ｅ１が成形される。

本工程で形成された可動部１Ａの第１層部１ａおよびフレーム２の第１層部２ａは、絶縁層１３が部分的に露出する分離ギャップＧ’を介して相対向する。各連結部３は、絶縁層１３に接しつつ分離ギャップＧ’を横断して可動部１Ａおよび第１層部２ａを連結する。

次に、図３２（ｂ）に示すように、材料基板１０のシリコン層１１側に、接合材２５を介してサブキャリア２４を接合した後、図３２（ｃ）に示すように、酸化膜パターン２３およびレジストパターン３３をマスクとして、ＤＲＩＥにより、シリコン層１２に対して所定の深さまで異方性ドライエッチング処理を行う。所定の深さとは、防護部Ｐ１，Ｐ２の厚さに相当し、例えば５〜５５μｍである。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。この後、図３３（ａ）に示すように、剥離液を作用させることにより、レジストパターン３３を剥離する。

次に、図３３（ｂ）に示すように、酸化膜パターン２３をマスクとして、ＤＲＩＥにより、絶縁層１３に接する防護部Ｐ１，Ｐ２を残存形成しつつ、シリコン層１２に対して絶縁層１３に至るまで異方性ドライエッチング処理を行う。本工程では、真空チャンバを有する所定のエッチング装置を使用し、所定の真空条件下において当該真空チャンバ内にてドライエッチング処理を行う。本工程にて、防護部Ｐ１，Ｐ２に加え、可動部Ｍの一部（第２層部１ｂ）、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の一部（第２層部２ｂ）、および櫛歯電極Ｅ２が成形される。また、本工程を経ることにより、シリコン層１２側にも絶縁層１３が部分的に露出することとなる。当該露出部位には、シリコン層１１側の分離ギャップＧ’にも露出する部位Ｓ（両面露出部位）および連結部Ｃ１，Ｃ２（各連結部３）が接する部位が含まれる。本工程の後、材料基板１０とサブキャリア２４を分離する。

次に、図３３（ｃ）に示すように、絶縁層１３において露出している箇所、および酸化膜パターン２３，３１を、エッチング除去する。エッチング手法としては、ドライエッチングまたはウエットエッチングを採用することができる。

以上の一連の工程を経ることにより、可動部Ｍ、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３、連結部Ｃ１，Ｃ２、防護部Ｐ１，Ｐ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２を成形してマイクロミラー素子Ｘ３を製造することができる。図３１（ｂ）から図３２（ａ）までを参照して上述した各工程、即ち、シリコン層１１に対して加工を施すための各工程は、本発明における第１加工工程をなす。図３１（ｂ）と図３２（ｃ）から図３３（ｂ）までとを参照して上述した各工程、即ち、シリコン層１２に対して加工を施すための各工程は、本発明における第２加工工程をなす。

本方法の第２加工工程では、絶縁層１３に接しつつ可動部１Ａの第１層部１ｂまたはフレーム２の第２層部２ｂから延出する防護部４Ｂが、シリコン層１２において成形される。この防護部４Ｂは、絶縁層１３においてシリコン層１１側の分離ギャップＧ’に露出する部位のシリコン層１２側に接する。そのため、絶縁層１３おける上述の部位Ｓ（両面露出部位）が、第２加工工程を経ることによって生じた状態において、絶縁層１３に接する連結部３の破損が抑制される。マイクロミラー素子Ｘ１の製造方法に関して図１２を参照して上述したのと同様に、マイクロミラー素子Ｘ３の製造方法においても、防護部が存在することに起因して、連結部３の破損確率が低減されるのである。したがって、本方法も、可動部（第１構造部）およびフレーム（第２構造部）を連結する連結部を備えるマイクロミラー素子（マイクロ構造体）を製造するのに適する。

マイクロミラー素子Ｘ３では、図３４（ａ）に示すように、各防護部４Ｂは、素子厚さ方向Ｈにおいて、可動部１Ａの第２層部１ｂおよびフレーム２の第２層部２ｂと同じ厚さを有してもよい。このような厚肉の防護部４Ｂは、例えば、これら厚肉の第２層部１ｂ，２ｂと同様にして形成することができる。

マイクロミラー素子Ｘ３には、図３４（ｂ）および図３４（ｃ）に示すように、各防護部４Ｂに加えて防護部４Ｃを設けてもよい。各防護部４Ｃは、可動部１Ａの第１層部１ａまたはフレーム２の第１層部２ａから延出する。可動部１Ａの第２層部１ｂから延出する防護部４Ｂには、可動部１Ａの第１層部１ａから延出する防護部４Ｃが絶縁層を介して接合している。フレーム２の第２層部２ｂから延出する防護部４Ｂには、フレーム２の第１層部２ａから延出する防護部４Ｃが絶縁層を介して接合している。図３４（ｂ）に示す防護部４Ｃは、素子厚さ方向Ｈにおいて、第１層部１ａ，２ａと同じ厚さを有する。図３４（ｃ）に示す防護部４Ｃは、素子厚さ方向Ｈにおいて、第１層部１ａ，２ａよりも薄肉であり且つ連結部３よりも厚肉である。

以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。

（付記１）第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部、並びに、前記中間層に接しつつ前記第１構造部構成部または前記第２構造部構成部から前記分離ギャップ内に延出する防護部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる第２加工工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記２）第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部、前記中間層に接しつつ前記第１構造部構成部から前記分離ギャップ内に延出する第１の防護部、並びに、前記中間層に接しつつ前記第２構造部構成部から前記分離ギャップ内に延出する第２の防護部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる第２加工工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記３）前記第２加工工程では、前記中間層において前記防護部が接する部位も露出させる、付記１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記４）前記第２加工工程では、更に、前記第２加工層において、追加の第１構造部構成部および／または追加の第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記追加の第１構造部構成部または前記追加の第２構造部構成部から延出する防護部を、成形する、請求項１から３のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記５）前記第２加工工程では、更に、前記第２加工層において、追加の第１構造部構成部および追加の第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記追加の第１構造部構成部から延出する第１の防護部、並びに、前記中間層に接しつつ前記追加の第２構造部構成部から延出する第２の防護部を、成形する、請求項１から３のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記６）第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、追加の第１構造部構成部および／または追加の第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記追加の第１構造部構成部または前記追加の第２構造部構成部から延出する防護部を、当該第２加工層において成形しつつ、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる、第２加工工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記７）第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、追加の第１構造部構成部および追加の第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記追加の第１構造部構成部から延出する第１の防護部、並びに、前記中間層に接しつつ前記追加の第２構造部構成部から延出する第２の防護部を、当該第２加工層において成形しつつ、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる、第２加工工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記８）前記第１加工工程の後であって前記第２加工工程の前に、前記材料基板における前記第１加工層の側に支持基板を接合する工程を含み、且つ、当該材料基板および支持基板を分離する工程を前記第２加工工程の後に含む、請求項１から７のいずれか一つに記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記９）前記接合工程では、前記材料基板における前記第１加工層の側に接着材料を介して前記支持基板を接合する、付記８に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記１０）第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを少なくとも含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより製造されたマイクロ構造体であって、
第１構造部と、
前記第１構造部に対してギャップを介して対向する部位を有する第２構造部と、
前記第１加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記ギャップを横断して前記第１構造部および前記第２構造部を連結する、連結部と、
前記第１加工層または前記第２加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記第１構造部から前記第２構造部側に延出するか或は前記第２構造部から前記第１構造部側に延出する、防護部と、を備えるマイクロ構造体。
（付記１１）第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを少なくとも含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより製造されたマイクロ構造体であって、
第１構造部と、
前記第１構造部に対してギャップを介して対向する部位を有する第２構造部と、
前記第１加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記ギャップを横断して前記第１構造部および前記第２構造部を連結する、連結部と、
前記第１加工層または前記第２加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記第１構造部から前記第２構造部側に延出する第１の防護部と、
前記第１加工層または前記第２加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記第２構造部から前記第１構造部側に延出する第２の防護部と、を備えるマイクロ構造体。
（付記１２）前記連結部は、前記第１構造部および前記第２構造部よりも薄肉である、付記１０または１１に記載のマイクロ構造体。
（付記１３）前記防護部は、前記第１構造部および前記第２構造部よりも薄肉である、付記１０から１２のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
（付記１４）前記防護部は、前記連結部よりも厚肉である、付記１０から１３のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
（付記１５）前記防護部は、前記連結部よりも幅太である、付記１０から１４のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
（付記１６）前記第１構造部は可動部であり、前記第２構造部は固定部である、付記１０から１５のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
（付記１７）前記可動部に固定された第１櫛歯電極と、前記固定部に固定されて前記第１櫛歯電極と対向可能な第２櫛歯電極とを更に備える、付記１６に記載のマイクロ構造体。
（付記１８）前記第１櫛歯電極および第２櫛歯電極は、協働して当該第１および第２櫛歯電極の間に静電引力を発生させ得る駆動力発生手段を構成する、付記１７に記載のマイクロ構造体。
（付記１９）前記第１櫛歯電極および第２櫛歯電極は、当該第１および第２櫛歯電極の間の静電容量の変化を検知するための検知手段を構成する、付記１７に記載のマイクロ構造体。
（付記２０）前記連結部は、前記可動部を前記固定部に対して一時的に固定するための支持部である、付記１６から１９のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。

本発明の第１の実施形態に係るマイクロミラー素子の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るマイクロミラー素子の他の平面図である。 図１の線III−IIIに沿った断面図である。 図１の線IV−IVに沿った断面図である。 図１の線V−Vに沿った断面図である。 図１の線VI−VIに沿った断面図である。 図１に示すマイクロミラー素子の部分拡大平面図である。 図７の線VIII−VIIIに沿った断面図である。 図１に示すマイクロミラー素子の製造方法における一部の工程を表す。 図９の後に続く工程を表す。 図１０の後に続く工程を表す。 本発明における防護部の機能を表す。 （ａ）および（ｂ）は、各々、図１に示すマイクロミラー素子の変形例の部分拡大断面図であり、図８に対応する。 （ａ）から（ｅ）は、各々、図１に示すマイクロミラー素子の変形例の部分拡大平面図であり、図７に対応する。 図１に示すマイクロミラー素子の一変形例の平面図である。 図１５の線XVI−XVIに沿った断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、各々、図１に示すマイクロミラー素子の変形例の部分拡大平面図であり、図７に対応する。 図１に示すマイクロミラー素子の一変形例の平面図である。 図１８の線XIX−XIXに沿った部分拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るマイクロミラー素子の平面図である。 図２０に示すマイクロミラー素子の部分拡大平面図である。 図２１の線XXII−XXIIに沿った断面図である。 図２０に示すマイクロミラー素子の製造方法における一部の工程を表す。 図２３の後に続く工程を表す。 図２４の後に続く工程を表す。 本発明の第３の実施形態に係るマイクロミラー素子の平面図である。 本発明の第３の実施形態に係るマイクロミラー素子の他の平面図である。 図２６の線XXVIII-XXVIIIに沿った断面図である。 図２６に示すマイクロミラー素子の部分拡大平面図である。 図２９の線XXX−XXXに沿った断面図である。 図２６に示すマイクロミラー素子の製造方法における一部の工程を表す。 図３１の後に続く工程を表す。 図３２の後に続く工程を表す。 （ａ）から（ｃ）は、各々、図２６に示すマイクロミラー素子の変形例の部分拡大断面図であり、図３０に対応する。 従来のマイクロ構造体の平面図である。 図３５の線XXXVI−XXXVIに沿った断面図である。 図３５に示すマイクロ構造体の形成過程における一部の工程を表す。 図３７の後に続く工程を表す。 連絡部が破損した場合を表す。

符号の説明

Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３ マイクロミラー素子
１，１Ａ，Ｍ 可動部
１ａ 第１層部
１ｂ 第２層部
２，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フレーム
２ａ 第１層部
２ｂ 第２層部
３，Ｃ１，Ｃ２ 連結部
４，４’，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，Ｐ１，Ｐ２ 防護部
５，６，７，８，Ｅ１，Ｅ２ 櫛歯電極
１０，９０ 材料基板
１１，１２，９１，９２ シリコン層
１３，９３ 絶縁層
８０ マイクロ構造体
８１ 第１構造部
８２ 第２構造部
８３ 連結部

Claims (10)

1. 第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
   前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部、並びに、前記中間層に接しつつ前記第１構造部構成部または前記第２構造部構成部から前記分離ギャップ内に延出する防護部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
   前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる第２加工工程と、を含み、
   前記第１加工工程の後であって前記第２加工工程の前に、前記材料基板における前記第１加工層の側に支持基板を接合する工程を含み、且つ、当該材料基板および支持基板を分離する工程を前記第２加工工程の後に含むマイクロ構造体製造方法。
2. 第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
   前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部、前記中間層に接しつつ前記第１構造部構成部から前記分離ギャップ内に延出する第１の防護部、並びに、前記中間層に接しつつ前記第２構造部構成部から前記分離ギャップ内に延出する第２の防護部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
   前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる第２加工工程と、を含み、
   前記第１加工工程の後であって前記第２加工工程の前に、前記材料基板における前記第１加工層の側に支持基板を接合する工程を含み、且つ、当該材料基板および支持基板を分離する工程を前記第２加工工程の後に含むマイクロ構造体製造方法。
3. 第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
   前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
   前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、追加の第１構造部構成部および／または追加の第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記追加の第１構造部構成部または前記追加の第２構造部構成部から延出する防護部を、当該第２加工層において成形しつつ、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる、第２加工工程と、を含み、
   前記第１加工工程の後であって前記第２加工工程の前に、前記材料基板における前記第１加工層の側に支持基板を接合する工程を含み、且つ、当該材料基板および支持基板を分離する工程を前記第２加工工程の後に含むマイクロ構造体製造方法。
4. 第１加工層と、第２加工層と、当該第１および第２加工層の間に介在する中間層とを含む積層構造を有する材料基板に対して加工を施すことにより、第１構造部、当該第１構造部に対向する部位を有する第２構造部、並びに、当該第１および第２構造部を連結する連結部、を備えるマイクロ構造体を製造するための方法であって、
   前記第１加工層に対してエッチング処理を施すことにより、前記中間層が部分的に露出する分離ギャップを介して相対向する第１構造部構成部および第２構造部構成部、並びに、前記中間層に接しつつ前記分離ギャップを横断して当該第１および第２構造部構成部を連結する連結部を、当該第１加工層において成形する第１加工工程と、
   前記第２加工層に対してエッチング処理を施すことにより、追加の第１構造部構成部および追加の第２構造部構成部、前記中間層に接しつつ前記追加の第１構造部構成部から延出する第１の防護部、並びに、前記中間層に接しつつ前記追加の第２構造部構成部から延出する第２の防護部を、当該第２加工層において成形しつつ、前記中間層において、前記第１加工層側の前記分離ギャップに露出する部位、および、前記連結部が接する部位を、当該第２加工層側に露出させる、第２加工工程と、を含み、
   前記第１加工工程の後であって前記第２加工工程の前に、前記材料基板における前記第１加工層の側に支持基板を接合する工程を含み、且つ、当該材料基板および支持基板を分離する工程を前記第２加工工程の後に含むマイクロ構造体製造方法。
5. 請求項１または３に記載の方法により製造されたマイクロ構造体であって、
   第１構造部と、
   前記第１構造部に対してギャップを介して対向する部位を有する第２構造部と、
   前記第１加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記ギャップを横断して前記第１構造部および前記第２構造部を連結する、連結部と、
   前記第１加工層または前記第２加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記第１構造部から前記第２構造部側に延出するか或は前記第２構造部から前記第１構造部側に延出する、防護部と、を備えるマイクロ構造体。
6. 請求項２または４に記載の方法により製造されたマイクロ構造体であって、
   第１構造部と、
   前記第１構造部に対してギャップを介して対向する部位を有する第２構造部と、
   前記第１加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記ギャップを横断して前記第１構造部および前記第２構造部を連結する、連結部と、
   前記第１加工層または前記第２加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記第１構造部から前記第２構造部側に延出する第１の防護部と、
   前記第１加工層または前記第２加工層において前記中間層に接する箇所に形成され、且つ、前記第２構造部から前記第１構造部側に延出する第２の防護部と、を備えるマイクロ構造体。
7. 前記防護部は、前記連結部よりも厚肉である、請求項５または６に記載のマイクロ構造体。
8. 前記第１構造部は可動部であり、前記第２構造部は固定部である、請求項５から７のいずれか一つに記載のマイクロ構造体。
9. 前記可動部に固定された第１櫛歯電極と、前記固定部に固定されて前記第１櫛歯電極と対向可能な第２櫛歯電極とを更に備える、請求項８に記載のマイクロ構造体。
10. 前記連結部は、前記可動部を前記固定部に対して一時的に固定するための支持部である、請求項８または９に記載のマイクロ構造体。

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