JP6588773B2 - 微細機械装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、微細な可動部を備える微細機械装置およびその製造方法に関するものである。

近年、スイッチやセンサにおいて機械的な動作で機能を発揮する微細機械装置を用いるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）が重要視されている。ＭＥＭＳは、既に圧力センサや加速度センサとして使用され、ＬＳＩとともに重要な部品となってきている。ＭＥＭＳは、薄膜形成技術，フォトリソグラフィー技術，および各種のエッチング技術を用いた微細加工により、微細な可動構造体を備える立体的な構造を有している。

例えば、静電容量式の圧力センサでは、図８Ａに示すように、圧力によって変位する微細なダイアフラム（可動部）４０１を、基板４０２の上に離間して支持部４０３で支持して配置している。基板４０２とダイアフラム４０１との間には空隙４０４が存在し、空隙４０４に面した箇所のそれぞれに電極（不図示）を対向して配置し、容量を形成する。

被測定媒体の圧力は、図８Ｂに示すように、ダイアフラム４０１の容量を形成する面とは反対側の面に印加され、この圧力印加でダイアフラム４０１が変形する。この変化に対応して上記電極間の距離が変化し、この変化に対応して電極間の容量が変化してセンサ出力となる。空隙４０４が真空ならば、この圧力センサは絶対圧を計測することができる。

このような微細機械装置では、変形した可動部の一部が基板に接合し、弾性力による反発では可動部が元に戻らなくなる場合がある（特許文献１，２，３，４，５，６参照）。この現象はスティッキングや固着などと呼ばれ、微細機械装置において問題となっている。

例えば、静電容量式の隔膜真空計のように大気圧より小さな圧力を計測する圧力センサは、搬送・取り付け時やメンテナンス時に大気に曝されるため、計測範囲以上の過大な圧力が印加される状況が頻繁に発生する。このように過大な圧力が印加されると、受圧したダイアフラム４０１は、図８Ｃに示すように、実使用範囲を超えて大きく撓み、ダイアフラム４０１の一部が、基板４０２に接触（着底）してしまう。

ダイアフラム４０１の厚みおよび変形領域の大きさ、また、ダイアフラム４０１の材料などの設計パラメータによって、上述した着底の状態は異なるが、多くの場合、着底によりスティッキングが発生する。スティッキングが発生すると、圧力を除去してもダイアフラム４０１が復帰せず、あたかも圧力が印加されているかのような出力を出してしまい、測定のエラーを招くことになる。特に、隔膜真空計の場合、基板と可動部との間が真空状態に維持されるので、よりスティッキングが発生し易い傾向にある。

また、ダイアフラムの着底時には上述したスティッキング現象以外にも下記のような計測電圧に起因するプルイン現象も発生することが知られている。一般に静電容量式の圧力センサのようにある距離をおいて平行に対向する２枚の電極間に電圧が掛かると距離の二乗に反比例する引力（電圧起因の引力）が発生する。この為、圧力が印加されたときにより変形したダイアフラムが基板に極めて近い距離まで近づくと、ダイアフラムと基板との間の距離が極端に狭くなるので、電圧起因の引力が大きくなり、強く引きつけられて着底する（プルイン）。

ここで、着底した途端に電極間は短絡するので電圧起因の引力は働かなくなり、ダイアフラムが基板より離脱する。ところが、離脱した直後は再び電圧起因の引力が加わるために強く引きつけられて、再び着底する。電極間の距離が極めて小さい場合には、このような着底と離脱とが繰り返されるものとなる。

静電容量式の圧力センサの場合、容量を計測する為に電圧を印加する必要があり、これに伴う電圧起因の引力の影響を受けてプルイン現象が起き、結果として上述した着底と離脱とが繰り返され、センサの出力はダイアフラムが受けた圧力とは無関係に不安定となってしまう。このプルイン現象は、小型で電極間の距離が小さく、さらに基材や電極上の接触部表面がなめらかなＭＥＭＳセンサで顕著に起きる。

特表平１０−５１２６７５号公報 特開平１１−３４０４７７号公報 特開２０００−０４０８３０号公報 特開２０００−１９６１０６号公報 特開２００２−２９９６４０号公報 特開２００７−０７８４３９号公報

従来の微細機械装置では、上述したような電圧に起因するプルイン現象とスティッキング現象を防止するために、可動部もしくは基板の少なくとも一方の向かい合う面に、突起などの微細な構造を形成して接触面積を減らして接触力を抑制するようにしている。具体的には、よく知られた半導体装置の製造技術を用い、微細機械装置を構成しているシリコンなどの半導体や石英などの基材に、微小な突起を形成している。例えば、公知のリソグラフィー技術およびエッチング技術によるパターニングで、半導体や石英などの基材に数μｍ程度の大きさの突起を形成するようにしている。なお、本明細書でいう基材とは、基板および可動部を総称する部材のことを言う。

しかしながら、隔膜真空計では、使用する環境に対応させて耐酸性や耐熱性を持たせるために、サファイアなどの結晶材料やアルミナセラミックスなどの材料が用いられる。このような高い絶縁性を有する材料では、シリコンやガラスなどの場合と比較してスティッキングがより発生しやすい。

すなわち、初期には帯電していない絶縁抵抗の大きな基板および可動部が繰り返し接触することにより、接触帯電が起きて表面に静電気が発生する。これらの静電気は基材の絶縁抵抗が大きく、且つ接触する雰囲気も真空中で逃げ場がないために接触を繰り返す度に蓄積され、基板と可動部との間に静電引力を発生させてスティッキングを生じると考えられる。

特に、ダイアフラムが薄い構造になると、数μｍ程度の大きさの突起では有効な対策とはならない。このような接触帯電の発生を抑えるためには、接触する面積自体をさらに減らすことが有効な対策である。このため、例えばサブμｍ以下のサイズの微小凹凸を形成することが考えられるが、サファイアやアルミナセラミックスなどの材料は、高い機械的強度や高い耐食性，耐薬品性を有している反面、シリコンやガラスなどの材料よりも加工がしにくく、サブμｍ以下のサイズの微細加工は極めて困難である。

なお、表面を安定化させる表面被膜によりスティッキングを防止する技術もあるが、この場合、表面被覆に有機材料が使われることが多く、高温環境で用いられる場合や、ダイアフラムと基板との間の空間を真空にする構成では使用できない。

また、サブμｍ以下の凹凸構造を形成する従来技術は、一般的に２通り考えられる。
１つはサンドブラスト等の表面を機械的に荒らす手法であるが、粗さをコントロールすることが難しい上に基材の破壊起点を形成することになり、可動部を備える圧力センサに採用するにはリスクが大きい。

もう１つは半導体製造プロセスで用いられているステッパや電子線描画露光装置を利用する方法である。しかし、真空計の使用用途や条件によっては、例えば可動部の厚みが厚く計測する圧力のレンジが高いセンサなどのように数ｎｍ〜数１００ｎｍの凹凸は不要なものもあることを考慮すると、工程や装置について凹凸が不要なものと共通化できる割合が低下し、製造コストや生産管理という点で不利になる。

また、ステッパや電子線描画露光装置を利用して、局所的に数ｎｍ〜数１００ｎｍの凹凸をサファイアやアルミナセラミックスなどの基材に形成したとしても、電圧に起因する引力を抑制することは困難である。すなわち、数ｎｍ〜数１００ｎｍの表面粗さでは、高さも高々数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度にしかならず、プルイン現象を防ぐことができない。

このようなことから、特に、サファイアやアルミナセラミックスなどのような高い絶縁性の基材を用いた微細機械装置では、有効なスティッキング防止策を取りづらい状況にあった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、高い絶縁性の基材を用いた微細機械装置において有効なスティッキング防止策を得ることを目的とする。

本発明に係る微細機械装置の製造方法は、基板の上に支持部によって支持されて可動領域で基板と離間して配置され、可動領域で基板の方向に変位可能とされた可動部を備える微細機械装置の製造方法であって、可動領域で向かい合う基板および可動部の少なくとも一方の面に、基板または可動部の他方の面に向かい合う平坦な上面を備える第１凸部を形成する第１工程と、第１凸部の周囲に隣接してこの第１凸部の上面よりも低い平坦な上面を備える第２凸部を形成する第２工程とを備え、第２工程は、ポジ型のレジストを使用しての近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して第２凸部を形成し、この第２凸部を形成する際の露光時に回折光が干渉し強め合う領域をポジ型のレジスト内に発生させることによって第１凸部の上面および第２凸部の上面に凹部を形成することを特徴とする。

また、本発明に係る微細機械装置は、基板の上に支持部によって支持されて可動領域で基板と離間して配置され、可動領域で基板の方向に変位可能とされた可動部と、可動領域で向かい合う基板および可動部の少なくとも一方の面に形成され、基板または可動部の他方の面に向かい合う平坦な上面を備える第１凸部と、第１凸部の周囲に隣接して形成され、この第１凸部の上面よりも低い平坦な上面を備える第２凸部とを備え、第２凸部は、ポジ型のレジストを使用しての近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して形成され、第１凸部の上面および第２凸部の上面は、第２凸部を形成する際の露光時に回折光が干渉し強め合う領域をポジ型のレジスト内に発生させることによって形成された凹部を備えることを特徴とする。

本発明では、可動領域で向かい合う基板および可動部の少なくとも一方の面に、基板または可動部の他方の面に向かい合う平坦な上面を備える第１凸部を形成する。例えば、基板側の面を一方の面、可動部側の面を他方の面として、一方の面（基板側の面）に他方の面（可動部側の面）に向かい合う平坦な面を備える第１凸部を形成する。そして、この第１凸部の周囲に隣接して、第１凸部の上面よりも低い平坦な上面を備える第２凸部を形成する。この第２凸部は、ポジ型のレジストを使用しての近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して形成する。本発明では、この第２凸部を形成する際の露光時に、回折光が干渉し強め合う領域をポジ型のレジスト内に意図的に発生させて、第１凸部の上面および第２凸部の上面に凹部を形成する。例えば、第１凸部の上面に凹部を１つ、第２凸部の上面に凹部を複数形成する。

本発明では、第２凸部を形成する際の露光時に回折光が干渉し強め合う領域をポジ型のレジスト内に発生させることにより、突起（第１凸部および第２凸部）の上面に局所的に微小な凹部を形成することが可能である。例えば、数μｍ程度の大きさの突起の上面にサブμｍ以下のサイズの凹部を形成することが可能である。この結果、接触面積が低減し、静電引力だけでなく、分子間力などの他の引力に対しても、スティッキングの確率や程度を減らすことが可能となる。また、突起の上面に形成される凹部の角部は丸みを帯びた形となり、破壊起点をなくすことが可能となる。また、数μｍ程度の大きさの突起の上面に数ｎｍ〜数１００ｎｍの微細な凹凸を破壊起点なしに形成することも可能であり、スティッキング現象と合わせて、プルイン現象を防ぐことも可能となる。さらに、ステッパや電子線描画露光装置を利用する場合に比べると、工程や装置について凹凸が不要なものと共通化できる割合が高くなるので、製造コストや生産管理という点で優位になる。

本発明によれば、第１凸部の周囲に隣接してこの第１凸部の上面よりも低い平坦な上面を備える第２凸部を形成する際の露光時に、回折光が干渉し強め合う領域をポジ型のレジスト内に発生させることによって、第１凸部の上面および第２凸部の上面に凹部を形成するようにしたので、高い絶縁性の基材を用いた微細機械装置において有効なスティッキング防止策を得ることが可能となる。

図１Ａは、本発明の実施の形態における微細機械装置の構成例を示す断面図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態における微細機械装置の一部構成例を示す断面図である。 図２は、この微細機械装置における基板側の面に形成された突起の平面図である。 図３Ａは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第１工程）の状態を示す断面図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第１工程）の状態を示す断面図である。 図３Ｃは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第１工程）の状態を示す断面図である。 図３Ｄは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第１工程）の状態を示す断面図である。 図４Ａは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第２工程）の状態を示す断面図である。 図４Ｂは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第２工程）の状態を示す断面図である。 図４Ｃは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第２工程）の状態を示す断面図である。 図４Ｄは、本発明の実施の形態における微細機械装置の製造方法を説明するための途中工程（第２工程）の状態を示す断面図である。 図５は、第２工程で形成した突起の上面を斜光照明を使用して電子顕微鏡で観察した結果を示す写真である。 図６は、本発明の実施の形態における微細機械装置の他の構成例を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態における微細機械装置の他の構成例を示す断面図である。 図８Ａは、圧力センサの一部構成を示す断面斜視図である。 図８Ｂは、圧力センサの一部構成を示す断面斜視図である。 図８Ｃは、圧力センサの一部構成を示す断面斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１Ａは、本発明の実施の形態における微細機械装置の構成例を示す断面図である。また、図１Ｂは、本発明の実施の形態における微細機械装置の一部構成例を示す断面図である。図１Ｂは、図１Ａの一部を拡大して示している。

この微細機械装置１００（１００Ａ）は、基板１０１の上に支持部１０２によって支持されて可動領域１２１で基板１０１と離間して配置され、可動領域１２１で基板１０１の方向に変位可能とされた可動部１０３を備える。可動部１０３は、支持部１０２に固定されている。

この微細機械装置１００Ａは、例えば、可動部１０３がダイアフラムである圧力センサである。例えば、基板１０１および可動部１０３は、サファイアから構成され、図示していないが、可動部１０３および基板１０１の間の空隙１０４における向かい合う面の各々には、電極が形成されている。

この微細機械装置１００Ａでは、受圧した可動部１０３が基板１０１の方向に変位することにより、各々の電極の間隔が変化し、容量が変化する。この容量変化により可動部１０３が受圧した圧力を測定する。電極形成領域が真空とされていれば、絶対圧力が測定可能な圧力センサとして用いることができる。

この微細機械装置１００Ａにおいて、可動領域１２１で向かい合う基板１０１側の面１０１ａには、複数の突起１０５が形成されている。この突起１０５は、平面視円形とされた小径部１０５−１と大径部１０５−２とからなる段差構造の突起であり、小径部１０５−１の周囲に隣接して小径部１０５−１の上面１０５ａよりも低い平坦な上面１０５ｂを備える大径部１０５−２が形成されている。

この例において、小径部１０５−１の直径φ１は３μｍ程度、大径部１０５−２の直径φ２は９μｍ程度、隣り合う突起１０５の間隔Ｌは０．５ｍｍ程度とされている。また、小径部１０５−１と大径部１０５−２との高さの差（段差）ｈは０．２μｍ程度とされている。

この突起１０５において、小径部１０５−１が本発明でいう第１凸部に相当し、大径部１０５−２が第２凸部に相当する。以下、小径部１０５−１を第１凸部と呼び、大径部１０５−２を第２凸部と呼ぶ。この突起１０５は、近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して形成されている。この突起１０５の形成過程については後述する。

図２に突起１０５の平面図を示す。本実施の形態において、第１凸部１０５−１の上面１０５ａおよび第２凸部１０５−２の上面１０５ｂには、凹部１０６が形成されている。この例では、第１凸部１０５−１の上面１０５ａの中央に凹部１０６が１つ、第２凸部１０５−２の上面１０５ｂに凹部１０６が複数形成されている。また、これらの凹部１０６の平面視の径および深さはサブμｍ以下とされており、第１凸部１０５−１の上面１０５ａに形成されている凹部１０６の径は第２凸部１０５−２の上面１０５ｂに形成されている凹部１０６の径よりも若干大きい。

以下、この微細機械装置１００Ａの製造方法について、図３Ａ〜図３Ｄおよび図４Ａ〜図４Ｄを用いて説明する。図３Ａ〜図３Ｄおよび図４Ａ〜図４Ｄは、この微細機械装置１００Ａの製造方法を説明するための途中工程の状態を示す断面図である。

〔第１工程：第１凸部の形成〕
先ず、図３Ａ〜図３Ｄに示すように、基板１０１に対して１回目の近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して、基板１０１の面１０１ａに平坦な上面１０５ａを備える第１凸部１０５−１を形成する。

なお、図３Ａにおいて、１はガラス、２はガラス１の下面に形成された円形のクロムマスク（近接露光マスク）、３は基板１０１の面１０１ａに感光層として形成されたポジ型のレジストである。

この第１凸部１０５−１の形成過程について具体的に説明する。まず、基板１０１の面１０１ａに感光層としてポジ型のレジスト３を形成する（図３Ａ）。

次に、ポジ型のレジスト３の上面にクロムマスク２の下面を近接させた状態とし、ガラス１の上方から光（紫外線）を照射し、ポジ型のレジスト３に対する露光を行う（図３Ｂ）。

すると、ポジ型のレジスト３には、光の照射を受けた露光部分３−１と、クロムマスク２の影になって光の照射を受けなかった非露光部分３−２とが形成される。この後、現像すると、非露光部分３−２が残る（図３Ｃ）。

次に、気相あるいは液相でエッチングを実施することにより、非露光部分３−２で覆われていない基板１０１の面１０１ａを削る。その後、非露光部分３−２を除去することによって、基板１０１の面１０１ａに平坦な上面１０５ａを備える第１凸部１０５−１を得る（図３Ｄ）。

〔第２工程：第２凸部の形成〕
次に、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、基板１０１に対して２回目の近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して、基板１０１の面１０１ａに形成されている第１凸部１０５−１の周囲に隣接して、この第１凸部１０５−１の上面１０５ａよりも低い平坦な上面１０５ｂを備える第２凸部１０５−２を形成する。

なお、図４Ａにおいて、１０はガラス、２０はガラス１０の下面に形成されたクロムマスク（近接露光マスク）、３０は第１凸部１０５−１を含む基板１０１の面１０１ａに感光層として形成されたポジ型のレジストである。この例において、クロムマスク２０の径は、第１凸部１０５−１の径φ１よりも大きく、第１凸部１０５−１の周囲に隣接して形成する第２凸部１０５−２の径φ２に合わせた径とされている。また、ポジ型のレジスト３０の厚みｄは１μｍ程度とされている。

この第２凸部１０５−２の形成過程について具体的に説明する。まず、第１凸部１０５−１が形成されている基板１０１の面１０１ａに感光層としてポジ型のレジスト３０を形成する（図４Ａ）。

次に、ポジ型のレジスト３０の上面にクロムマスク２０の下面を近接させた状態とし、マスク板２の上方から光（紫外線）を照射し、ポジ型のレジスト３０に対する露光を行う（図４Ｂ）。この例では、クロムマスク２の下面をポジ型のレジスト３０の上面から数〜１０数μｍ程度離して、露光を行う。

すると、ポジ型のレジスト３０には、光の照射を受けた露光部分３０−１と、クロムマスク２０の影になって光の照射を受けなかった非露光部分３０−２とが形成されるが、この露光時に、第１凸部１０５−１の壁面（第１凸部１０５−１を構成する面）、レジスト３０、クロムマスク２０、基板１０１の界面などで光の回折が発生し、非露光部分３０−２内に回折光が干渉し強め合う領域が発生する。図４Ｂでは、この回折光が干渉し強め合う領域を点線で囲み干渉領域ＳＡとして示している。

本実施の形態のように、第１凸部１０５−１およびクロムマスク２０の輪郭が円形の場合、このクロムマスク２０の輪郭で囲まれた領域に斑点状に干渉領域ＳＡが発生する。これにより、特にアライメントを必要とせず自動的に、サブμｍ以下のサイズでレジスト厚が薄いあるいは干渉により影響を受けた領域が、ダメージ領域として非露光部分３０−２に斑点状に発生する。この後、現像すると、非露光部分３０−２が残る（図４Ｃ）。なお、図４Ｃでは、非露光部分３０−２に発生するダメージ領域をＳＢとして示している。

次に、気相あるいは液相でエッチングを実施することにより、非露光部分３−２で覆われていない基板１０１の面１０１ａを削る。この際、非露光部分３０−２に発生しているダメージ領域ＳＢ内では中心からレジストが決壊し、レジスト除去後に微小な窪みが形成される。この窪みが、図４Ｄを用いて後で説明する凹部１０６となる。

その後、非露光部分３０−２を除去することによって、第１凸部１０５−１の周囲に隣接した位置に、第１凸部１０５−１の上面１０５ａよりも低い平坦な上面１０５ｂを備える第２凸部１０５−２を得る（図４Ｄ）。すなわち、第１の凸部１０５−１と第２の凸部１０５−２とからなる段差構造の突起１０５を得る。

この突起１０５において、第１凸部１０５−１の上面１０５ａおよび第２凸部１０５−２の上面１０５ｂには、先のエッチングに際する非露光部分３０−２におけるダメージ領域ＳＢ内のレジストの決壊により、微小な凹部１０６が形成されている。この例では、平面視の径および深さがサブμｍ以下の凹部１０６が、第１凸部１０５−１の上面１０５ａの中央に１つ、第２凸部１０５−２の上面１０５ｂに複数形成される。この凹部１０６は、角部がシャープではなく、丸みを帯びた形となる。

図５にこの突起１０５における凹部１０６の形成例を示す。図５は、突起１０５の上面を斜光照明を使用して光学顕微鏡で観察した結果を示す写真である。この写真からも、突起１０５の上面に、その中央に凹部が１つ、この中央の凹部を囲むように複数の凹部が形成されていることが分かる。この凹部は突起１０５の上面に周期的に斑点状に形成される。

なお、図５に示した凹部１０６の形成例において、レジスト材料および露光条件は例えば下記のような条件とした。
レジスト材料：ポジレジスト、OFPR-800LB（東京応化工業(株)）、膜厚１〜３μｍ。
露光条件：高圧水銀ランプ（主波長 約３６５〜４３６ｎｍ）使用。
露光モード：ハードコンタクトおよびソフトコンタクト。
露光量：３０〜８０mJ/cm^2
また、エッチング条件は、ドライエッチングとし、例えば下記のような条件とした。
エッチングガス：ＢＣＬ３あるいはＣＬ２。
ガス流量：１０sccm
電力：アンテナ７５Ｗ、バイアス５Ｗ。

このようにして、本実施の形態によれば、第１凸部１０５−１の周囲に隣接してこの第１凸部１０５−１の上面よりも低い平坦な上面１０５ｂを備える第２凸部１０５−２を形成する際の露光時に、回折光が干渉し強め合う領域を干渉領域ＳＡとしてポジ型のレジスト３０内に発生させることにより、数μｍ程度の大きさの突起１０５（第１凸部１０５−１および第２凸部１０５−２）の上面に局所的にサブμｍ以下のサイズの凹部１０６を形成することができる。

この結果、接触面積が低減し、静電引力だけでなく、分子間力などの他の引力に対しても、スティッキングの確率や程度を減らすことができるようになる。また、突起１０５の上面に形成される凹部１０６の角部は丸みを帯びた形となり、破壊起点をなくすことが可能となる。また、数μｍ程度の大きさの突起１０５の上面に数ｎｍ〜数１００ｎｍの微細な凹凸を破壊起点なしに形成することも可能であり、スティッキング現象と合わせて、プルイン現象も防ぐことが可能となる。さらに、ステッパや電子線描画露光装置を利用する場合に比べると、工程や装置について凹凸が不要なものと共通化できる割合が高くなるので、製造コストや生産管理という点で優位になる。

なお、上述した実施の形態では、可動領域１２１で向かい合う基板１０１側の面１０１ａに微小な凹部１０６を備える第１凸部１０５−１と第２凸部１０５−２とからなる段差構造の突起１０５を形成するようにしたが、図６に示す微細機械装置１００（１００Ｂ）のように、可動領域１２１で向かい合う可動部１０３側の面１０３ａに同様の突起１０５を形成するようにしてもよい。また、図７に示す微細機械装置１００（１００Ｃ）のように、可動領域１２１で向かい合う基板１０１側の面１０１ａと可動部１０３側の面１０３ａの両方に同様の突起１０５を形成するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、突起１０５を数μｍ程度の大きさとしたが、数１０μｍ程度（１〜数１０μｍ）としてもよい。また、凹部１０６のサイズもサブμｍ以下としたが、突起１０５の大きさ以下であればよく、サブμｍよりも大きくしてもよく、例えば数μｍ以下のサイズとしてもよい。なお、実際の凹部１０６の平面視サイズは、サブ〜３μｍ程度となる。

また、上述した実施の形態では、第１凸部１０５−１の周囲に隣接して、この第１凸部１０５−１の上面よりも低い平坦な上面１０５ｂを備える第２凸部１０５−２を形成するようにしたが、第２凸部１０５−２と同様にして、第２凸部１０５−２と同様の凸部を第２凸部１０５−２の下段にさらに設けるようにしてもよい。

すなわち、本発明において、凸部は第１凸部と第２凸部とだけに限られるものではなく、３段以上の多段（例えば、第１凸部も含めて合計４〜５段）としてもよい。また、本発明において、凸部を３段以上の多段とする場合、少なくとも第１凸部と第２凸部には凹部を形成するようにするが、他の凸部には必ずしも凹部を形成するようにしなくてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１凸部１０５−１の周囲に隣接してこの第１凸部１０５−１の上面よりも低い平坦な上面１０５ｂを備える第２凸部１０５−２を形成する際の露光時に、回折光が干渉し強め合う領域を干渉領域ＳＡとしてポジ型のレジスト３０内に発生させることによって、第１凸部１０５−１の上面１０５ａおよび第２凸部１０５−２の上面１０５ｂに微小な凹部１０６を形成するようにしているので、サファイアやアルミナセラミックスなどのような高い絶縁性の基材を用いた微細機械装置１００において有効なスティッキング防止策を得ることが可能となる。

例えば、微細なダイアフラムを用いた静電容量式の隔膜真空計は、製造装置に実装され、更に、この製造装置が生産現場に設置されて稼働状態となる。製造装置に実装される段階、装置のメンテナンス中などは、上記真空計が大気に曝されることになり、真空計の使用から見れば、異常な高圧下に配置されることになり、スティッキングが発生しやすい状態となる。例えば、メンテナンス中にスティッキングが発生し、これが復帰しなければ、真空計により正常な測定が実施できず、製造プロセスに悪影響が生じる。これに対し、本発明によれば、スティッキングが発生しにくくなり、また、スティッキングから復帰しやすい状態となるので、上述したような問題発生が抑制できるようになる。また、計測動作中、プルイン現象が生じることも防がれる。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０…ガラス、２０…クロムマスク、３０…ポジ型のレジスト、３０−１…露光部分、３０−２…非露光部分、１００（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ）…微細機械装置、１０１…基板、１０１ａ…面（基板側の面）、１０２…支持部、１０３…可動部、１０３ａ…面（可動部側の面）、１０４…空隙、１０５…突起、１０５−１…小径部（第１凸部）、１０５−２…大径部（第２凸部）、１０５ａ…上面（第１凸部の上面）、１０５ｂ…上面（第２凸部の上面）、１０６…凹部、１２１…可動領域、ＳＡ…干渉領域、ＳＢ…ダメージ領域。

Claims (3)

1. 基板の上に支持部によって支持されて可動領域で前記基板と離間して配置され、前記可動領域で前記基板の方向に変位可能とされた可動部を備える微細機械装置の製造方法であって、
   前記可動領域で向かい合う前記基板および前記可動部の少なくとも一方の面に、前記基板または前記可動部の他方の面に向かい合う平坦な上面を備える第１凸部を形成する第１工程と、
   前記第１凸部の周囲に隣接して前記第１凸部の上面よりも低い平坦な上面を備える第２凸部を形成する第２工程とを備え、
   前記第２工程は、
   ポジ型のレジストを使用しての近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して前記第２凸部を形成し、前記第２凸部を形成する際の露光時に回折光が干渉し強め合う領域を前記ポジ型のレジスト内に発生させることによって前記第１凸部の上面および前記第２凸部の上面に凹部を形成する
   ことを特徴とする微細機械装置の製造方法。
2. 請求項１に記載された微細機械装置の製造方法において、
   前記第１凸部の上面に前記凹部を１つ、
   前記第２凸部の上面に前記凹部を複数形成する
   ことを特徴とする微細機械装置の製造方法。
3. 基板の上に支持部によって支持されて可動領域で前記基板と離間して配置され、前記可動領域で前記基板の方向に変位可能とされた可動部と、
   前記可動領域で向かい合う前記基板および前記可動部の少なくとも一方の面に形成され、前記基板または前記可動部の他方の面に向かい合う平坦な上面を備える第１凸部と、
   前記第１凸部の周囲に隣接して形成され、前記第１凸部の上面よりも低い平坦な上面を備える第２凸部とを備え、
   前記第２凸部は、
   ポジ型のレジストを使用しての近接露光マスクによるフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して形成され、
   前記第１凸部の上面および前記第２凸部の上面は、
   前記第２凸部を形成する際の露光時に回折光が干渉し強め合う領域を前記ポジ型のレジスト内に発生させることによって形成された凹部を備え、
   前記第１凸部の上面に、１つの第１の凹部が形成され、
   前記第２凸部の上面に、前記第１の凹部を囲むように、６つの第２の凹部が周期的に形成されている
   ことを特徴とする微細機械装置。