(57)【要約】【課題】金属薄膜体を用いた揺動素子の性能向上に関する。【解決手段】梁部と、梁部によって揺動可能に支持される揺動部とを備える揺動素子。梁部及び揺動部は実質的に同等の膜厚を有する金属薄膜体で構成され、梁部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部と、揺動部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部とが実質的に同等の形状を有する。【選択図】図１
2014063152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁部と、前記梁部によって揺動可能に支持される揺動部とを備え、
前記梁部及び前記揺動部は実質的に同等の膜厚を有する金属薄膜体で構成され、前記梁部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部と、前記揺動部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部とが実質的に同等の形状を有することを特徴とする揺動素子。
【請求項２】
前記梁部の断面において前記梁部の厚さ方向と直交する方向で対向する一対の角部の形状と、前記揺動部の断面において前記揺動部の厚さ方向と直交する方向で対向する一対の角部の形状とが実質的に同等の形状であることを特徴とする、請求項１に記載の揺動素子。
【請求項３】
前記梁部及び前記揺動部の金属薄膜面に垂直な断面が、矩形形状を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の揺動素子。
【請求項４】
前記梁部の幅寸法と前記揺動部の幅寸法とが異なることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の揺動素子。
【請求項５】
前記梁部及び前記揺動部は一体的な金属薄膜体によって構成されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の揺動素子。
【請求項６】
前記梁部及び前記揺動部は金属ガラスからなる金属薄膜体によって構成されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の揺動素子。
【請求項７】
前記揺動部はミラー面を有するミラー部であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の揺動素子。
【請求項８】
前記揺動部は、ミラー面を有するミラー部と、前記ミラー部を取り囲むように設けられたジンバル部とを有し、
前記梁部は、前記ミラー部と前記ジンバル部とをつなぐ内側梁部と、前記ジンバル部の外側に設けられる固定部と前記ジンバル部とをつなぐ外側梁部と、を含むことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の揺動素子。
【請求項９】
前記揺動部及び前記梁部のうち前記ミラー面の裏側には、前記ミラー部から前記内側梁部を介して前記ジンバル部にわたって配線パターンが設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の揺動素子。
【請求項１０】
前記梁部及び前記揺動部の端部には、厚さ方向に突出した突出部が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の揺動素子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の揺動素子を備えたことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の揺動素子を備えたことを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
金属薄膜体の製造方法であって、
金属薄膜体の形状に対応する凹凸パターンを備える冶具上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上に金属薄膜を形成する工程と、
前記冶具から前記金属薄膜を分離する工程と、を有し、
前記分離する工程が、前記冶具上の前記犠牲層と前記金属薄膜とを備える積層体から、前記犠牲層を少なくとも部分的に除去する工程を含む
ことを特徴とする、金属薄膜体の製造方法。
【請求項１４】
金属薄膜体の製造方法であって、
前記金属薄膜体の形状に対応する凹凸パターンを備える冶具上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上に非晶質の金属薄膜を形成する工程と、
前記冶具から前記非晶質の金属薄膜を分離する工程と、を有し、
前記分離する工程が、前記冶具上の前記犠牲層と前記非晶質の金属薄膜とを備える積層体から、前記犠牲層を少なくとも部分的に除去する工程を含む
ことを特徴とする、金属薄膜体の製造方法。
【請求項１５】
前記凹凸パターンの段差が、前記金属薄膜体の膜厚の２倍以上であることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の金属薄膜体の製造方法。
【請求項１６】
前記凹凸パターンを構成する凹部と凸部との材質が同一であることを特徴とする、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の金属薄膜体の製造方法。
【請求項１７】
前記犠牲層を少なくとも部分的に除去する工程においては、前記犠牲層を溶解させる処理液を用いて前記犠牲層を少なくとも部分的に除去することを特徴とする、請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の金属薄膜体の製造方法。
【請求項１８】
前記犠牲層を少なくとも部分的に除去する工程は、前記冶具の表面を洗浄する工程を兼ねることを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の金属薄膜体の製造方法。
【請求項１９】
金属薄膜体を備え揺動可能なミラー部と、該ミラー部に光を投射する投射部と、を備える光走査装置の製造方法であって、
前記ミラー部を請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の金属薄膜体の製造方法を用いて製造する工程を含むことを特徴とする、光走査装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動素子、アクチュエータ装置、光走査装置、並びに金属薄膜体及び光走査装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属薄膜の構造体を形成する方法として、基板上に金属薄膜を成膜し、フォトリソグラフィにより金属薄膜上にレジストを形成した後に、エッチングにより金属膜の不要な部分を除去する方法がある。また、フォトリソグラフィにより逆テーパー型のエッジを持つレジストパターンを基板上に形成した後に、スパッタ法により金属薄膜を成膜し、フォトレジストとレジスト上に形成された金属薄膜とを取り去る、いわゆるリフトオフ法も知られている。
【０００３】
一方で、フォトリソグラフィを行うには高価な装置が必要である。また、フォトレジストは有機物であるため、フォトレジストのパターニング後に金属薄膜をスパッタ成膜する際にガスが発生し、このガスは金属薄膜の膜質に悪影響を与えうる。さらに、スパッタ成膜中の温度上昇及びプラズマの影響により、フォトレジストの変質が起こり、フォトレジストからの金属薄膜の剥離が困難となりうる。
【０００４】
そこで、フォトリソグラフィを用いずに金属薄膜の構造体を形成する方法が開発されている。例えば特許文献１には、基板上にメタルマスクを配置してから金属膜を成膜することで、メタルマスクの開口部に対応する形状を有する金属薄膜の構造体を形成する方法が開示されている。また特許文献２には、凹凸パターンが形成された基板上に剥離層を形成し、剥離層上に金属薄膜を形成して、凸部表面上の金属薄膜を別の基板へと転写する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６１１９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６７７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法で形成できる形状には制約がある。例えばドーナツ状の構造体は、対応するメタルマスクを一体形成できないため、作製することが困難である。また特許文献２の方法では金属薄膜と基板との接着力が低いため、例えばより大きい金属薄膜を作製する場合、又はより厚い金属薄膜を作製する場合に、金属薄膜の成膜応力のために転写前に剥離が発生する可能性がある。いずれにしても、従来では、所望の形状で金属薄膜体からなる揺動素子を製作することが難しかった。
【０００７】
本発明は、金属薄膜体を用いた揺動素子の性能向上に関するものである。また、本発明は、様々な形状の金属薄膜構造体を作製することも可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の揺動素子は、以下の特徴を有する。すなわち、
梁部と、前記梁部によって揺動可能に支持される揺動部とを備え、
前記梁部及び前記揺動部は実質的に同等の膜厚を有する金属薄膜体で構成され、前記梁部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部と、前記揺動部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部とが実質的に同等の形状を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の金属薄膜体の製造方法は以下の特徴を有する。すなわち、
金属薄膜体の形状に対応する凹凸パターンを備える冶具上に犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層上に金属薄膜を形成する工程と、
前記冶具から前記金属薄膜を分離する工程と、を有し、
前記分離する工程が、前記冶具上の前記犠牲層と前記金属薄膜とを備える積層体から、前記犠牲層を少なくとも部分的に除去する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、金属薄膜体を用いた振動素子の性能向上に有効である。また、様々な形状の金属薄膜構造体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る製造方法における各工程を表す模式図。
【図２】実施形態１に係る製造方法の途中における成膜冶具の模式断面図。
【図３】実施形態２で用いる成膜冶具の模式図。
【図４】実施形態２で用いる成膜冶具の分解図。
【図５】実施形態２で用いる成膜冶具の別の例の模式図。
【図６】実施形態２で用いる成膜冶具の別の例の模式図。
【図７】実施形態２で作製した素子の模式断面図。
【図８】実施形態３に係る光走査装置の模式図。
【図９】実施形態３に係る光走査装置の製造方法を示す模式図。
【図１０】実施形態３に係る光走査装置に用いる素子の断面形状を示す図。
【図１１】スパッタ成膜における開口部と形成される膜の形状との関係を示す図。
【図１２】膜厚の制御方法を説明する図。
【図１３】実施形態４に係る光走査装置の模式図。
【図１４】実施形態４に係る光走査装置の模式図。
【図１５】実施形態４で用いる成膜冶具の模式図。
【図１６】実施形態４に係る光走査装置の製造方法を示す模式図。
【図１７】実施形態４に係る光走査装置の製造方法を示す模式図。
【図１８】実施形態４に係る光走査装置の製造方法を示す模式図。
【図１９】実施形態４に係る光走査装置の製造方法を示す模式図。
【図２０】実施形態２に係る製造方法を説明する図。
【図２１】実施形態２の実施例で用いた成膜冶具を示す図。
【図２２】実施形態２の実施例における製造途中の成膜冶具を示す図。
【図２３】実施形態２の実施例における製造途中の金属薄膜の形状を示す図。
【図２４】実施形態２の実施例で作製された金属薄膜体を示す図。
【図２５】比較例１で作製された構造体の形状を示す図。
【図２６】比較例２で作製された構造体の形状を示す図。
【図２７】実施形態２並びに比較例１及び２に係る製造方法を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
［実施形態１］
以下、実施形態１に係る金属薄膜体の製造方法について説明する。図１は、実施形態１に係る製造方法の各工程を表す模式図である。
【００１４】
図１（ａ）は、本実施形態で用いる成膜冶具１を示す。成膜冶具１は、作製する金属薄膜体の形状に対応する凹凸パターンを有する。具体的には、成膜冶具１はリング形状の金属薄膜体を作製するための成膜冶具であり、作製する金属薄膜体と同様のリング形状を有する凸部分と、凹部分と、を有する。もっとも、凹部分が作製する金属薄膜体の形状に対応していてもよい。
【００１５】
成膜冶具１の材料としては特に限定されない。後の犠牲層を除去する工程において損傷を受けない材料であることは、成膜冶具１を再利用しうる点で好ましい。このような成膜冶具１の材料としては、犠牲層を除去するために用いる条件に応じて任意のものを選択することができる。酸を用いて犠牲層を除去する場合の、成膜冶具の材料の好ましい例としては、ステンレス鋼が挙げられる。ステンレス鋼として具体的には、冶具の材質としてはＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４２０Ｊ２、及びＳＵＳ６３０等、並びにこれらの改良材料等が挙げられるが、これらには限定されない。本実施形態においては、成膜冶具１の材料としてＳＵＳ３０４を用いるものとする。
【００１６】
均一な薄膜が得やすい点で、成膜冶具１の凹部分を構成する材料と凸部分を構成する材料とが同一であることは好ましい。
【００１７】
本実施形態に係る製造方法においてはまず、図１（ｂ）に示すように、成膜冶具１上に犠牲層２を形成する。犠牲層２の形成方法は特に限定されず、例えば真空蒸着法及びスパッタリング法などが挙げられる。
【００１８】
犠牲層２の材料としては、後の犠牲層を除去する工程において除去可能な材料であれば特に限定されない。金属薄膜３を成膜する際に、成膜応力のために剥離が発生することを防ぐ観点からは、犠牲層２は成膜冶具１及び金属薄膜３に対して良好な接着性を有することが好ましい。また、犠牲層２は金属薄膜３の性質に対して悪影響を与えないことが好ましい。このような観点から、犠牲層２としては金属薄膜を用いることが好ましい。
【００１９】
次に、図１（ｃ）に示すように、犠牲層２上に金属薄膜３を形成する。犠牲層上に金属薄膜を形成する工程により、成膜冶具１の凹凸パターンを構成する凸部上又は凹部上に、凸部又は凹部の形状に対応する、所望形状の金属薄膜体が形成される。
【００２０】
金属薄膜３の材料としては、金属材料であれば特に限定されない。本実施形態においてはＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ系金属ガラスを用いるが、他の組成の金属ガラスを含む非晶質金属、あるいは微結晶金属をも含む金属を使用することができる。
【００２１】
本実施形態において使用可能な金属ガラスとしては、以下のような組成の金属ガラスが挙げられる。以下の組成において、Ｌｎはランタノイドを表し、（Ａ１，Ａ２，…）はＡ１、Ａ２、…の少なくとも１つを含むことを表す。
【００２２】
Ａｌ含有組成：Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｅ−Ｆｅ、Ａｌ−Ｎｉ−Ｙ
【００２３】
Ａｕ含有組成：Ａｕ−Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｇｅ−Ｓｉ
【００２４】
Ｃａ含有組成：Ｃａ−Ａｇ、Ｃａ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｍｇ、Ｃａ−Ｍｇ−Ｃｕ、Ｃａ−Ｍｇ−Ｚｎ
【００２５】
Ｃｅ含有組成：Ｃｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ
【００２６】
Ｃｏ含有組成：Ｃｏ−（Ａｌ，Ｇａ）−（Ｐ，Ｂ，Ｓｉ）、Ｃｏ−（Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ）−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｔａ−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｔａ−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｔａ−Ｂ
【００２７】
Ｃｕ含有組成：Ｃｕ−（Ｚｒ，Ｈｆ）−Ｔｉ、Ｃｕ−（Ｚｒ，Ｈｆ）−Ｔｉ−（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）、Ｃｕ−（Ｚｒ，Ｈｆ）−Ｔｉ−（Ｙ，Ｂｅ）、Ｃｕ−Ｈｆ−Ｔｉ、Ｃｕ−Ｐｄ−Ｚｒ−Ａｇ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｒ、Ｃｕ−Ｚｒ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｒ−Ａｌ−Ａｇ、Ｃｕ−Ｚｒ−Ａｌ−Ｎｂ、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ、Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ−Ｃｏ
【００２８】
Ｆｅ含有組成：（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｂ−Ｓｉ−Ｎｂ、Ｆｅ−（Ａｌ，Ｇａ）−（Ｐ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉ，Ｇｅ）、Ｆｅ−（Ｃｒ，Ｍｏ）−（Ｃ，Ｂ）−Ｌｎ、Ｆｅ−（Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ）−（Ｃ，Ｂ）、Ｆｅ−（Ｎｂ，Ｍｏ）−（Ａｌ，Ｇａ）−（Ｐ，Ｂ，Ｓｉ）、Ｆｅ−（Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ）−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｎｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｌｎ−Ｂ、Ｆｅ−Ｇａ−（Ｃｒ，Ｍｏ）−（Ｐ，Ｃ，Ｂ）、Ｆｅ−Ｇａ−（Ｐ，Ｂ）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｎｂ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｙ−Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｂ
【００２９】
Ｈｆ含有組成：Ｈｆ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ、Ｈｆ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐｄ、Ｈｆ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐｔ
【００３０】
Ｌａ含有組成：Ｌａ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ、Ｌａ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｃｏ、Ｌａ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｐ、Ｌａ−Ｎｉ−Ａｌ
【００３１】
Ｍｇ含有組成：Ｍｇ−Ｃｕ−Ｇｄ、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｙ、Ｍｇ−Ｃｕ−Ｙ−Ａｇ−Ｐｄ
【００３２】
Ｎｄ含有組成：Ｎｄ−Ａｌ−Ｆｅ−Ｃｏ
【００３３】
Ｎｉ含有組成：Ｎｉ−（Ｎｂ，Ｃｒ，Ｍｏ）−（Ｐ，Ｂ）、Ｎｉ−（Ｎｂ，Ｔａ）−Ｚｒ−Ｔｉ、Ｎｉ−（Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ）−Ｂ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｔｉ−Ｚｒ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｎｂ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ｎｂ−Ｔｉ−Ｚｒ−Ｃｏ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｚｒ−Ａｌ
【００３４】
Ｐｄ含有組成：Ｐｄ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ、Ｐｄ−Ｃｕ−Ｓｉ、Ｐｄ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ、Ｐｄ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ、Ｐｄ−Ｎｉ−Ｐ、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｃｕ−Ｐ、Ｐｄ−Ｓｉ、Ｐｄ−Ｓｉ−Ｃｕ
【００３５】
Ｐｔ含有組成：Ｐｔ−Ｃｕ−Ｃｏ−Ｐ、Ｐｔ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ、Ｐｔ−Ｃｕ−Ｐ、Ｐｔ−Ｎｉ−Ｐ
【００３６】
Ｒｕ含有組成：Ｒｕ−Ｚｒ−Ａｌ、Ｒｕ−Ｚｒ−Ｍｏ
【００３７】
Ｔｉ含有組成：（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ）−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｃｕ−（Ｚｒ，Ｈｆ）−（Ｃｏ，Ｎｉ）、Ｔｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ、Ｔｉ−Ｃｕ−Ｚｒ−Ｐｄ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｂ−Ｓｉ−Ｓｎ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ−Ｓｎ、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｈｆ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｃｕ、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｆｅ
【００３８】
Ｚｒ含有組成：Ｚｒ−Ｃｕ−Ａｇ−Ａｌ−Ｐｄ、Ｚｒ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｐｄ、Ｚｒ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｇ−Ａｌ、Ｚｒ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ、Ｚｒ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｔａ、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｔｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｌ、Ｚｒ−Ｔｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂｅ
【００３９】
次に、成膜冶具１から金属薄膜３を分離するが、このとき図１（ｄ）に示すように、成膜冶具１上の犠牲層２と金属薄膜３とを備える積層体から、犠牲層２を少なくとも部分的に除去する。犠牲層２を少なくとも部分的に除去することにより成膜冶具１から金属薄膜３を容易に分離することが可能となる。好ましくは、犠牲層２の全体が成膜冶具１及び金属薄膜３から除去される。
【００４０】
犠牲層２を除去する方法としては、犠牲層２の材料に適したエッチング条件を用いることができる。エッチャントは、成膜冶具１と金属薄膜３との間に入り込み、犠牲層２を除去する。エッチング条件は、金属薄膜３を損傷させず、犠牲層２を除去可能であれば、特に限定されない。例えば、ウェットエッチングの条件下で、犠牲層２を溶解させる処理液、すなわち犠牲層２の溶解液を用いて犠牲層２を少なくとも部分的に除去することができる。また、ドライエッチングの条件下で、反応性ガスを用いて犠牲層２を少なくとも部分的に除去することもできる。
【００４１】
処理液を用いる場合、成膜冶具１上の犠牲層２と金属薄膜３とを備える積層体を、又は積層体のうち少なくとも犠牲層２を含む部分を、処理液に浸漬すればよい。処理液としては、金属薄膜３を損傷させず、犠牲層２を溶解可能であれば特に限定されず、金属薄膜３及び犠牲層２の材料に応じて適宜選択することができる。例えば、本実施形態では成膜冶具１の材料としてステンレス鋼のＳＵＳ３０４を用い、犠牲層２にはＣｕを、金属薄膜体３には非晶質の金属薄膜として金属ガラスのＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉを用いている。この場合には犠牲層２の溶解液としては、硝酸、濃過塩素酸、酸化クロムと硫酸との混合物、又は濃水酸化カリウムなどを用いることが出来る。
【００４２】
他の例として、成膜冶具１の材料としてステンレス鋼のＳＵＳ３０４を用い、犠牲層２にはＡｌを、金属薄膜体３に金属ガラスのＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉを用いることができる。この場合には犠牲層２の溶解液としては、酸化クロムと硫酸の混合物、又は濃水酸化カリウムなどを用いることができる。
【００４３】
さらに他の例として、成膜冶具１の材料としてステンレス鋼のＳＵＳ３０４を用い、犠牲層２にはＳｉを、金属薄膜体３に金属のＮｉ、Ｆｅ、又はＣｒを用いることができる。この場合には犠牲層２の溶解液としては、水酸化カリウムなどを用いることができる。
【００４４】
さらに他の例として、成膜冶具１の材料としてステンレス鋼のＳＵＳ３０４を用い、犠牲層２にはＡｇを、金属薄膜体３に金属のＳｉを用いることができる。この場合には犠牲層２の溶解液としては、硝酸、濃過塩素酸、又は酸化クロムと硫酸との混合物などを用いることができる。
【００４５】
以上のように、使用する材料によって適宜溶解液を選択することで、犠牲層を溶解して独立した金属薄膜体を得ることができる。また、適宜溶解液を選択することで、成膜冶具１に悪影響を与えることなく、成膜冶具１に付着した金属薄膜など取り去って洗浄できるために、成膜冶具１を繰返し使用することができる。
【００４６】
以上のように、所定形状の金属薄膜体を効率よく製造にするにあたり、以下の操作が行われる。すなわち、得たい金属薄膜体の形状に対応する凹凸パターンを備える成膜冶具１上に犠牲層２を形成する。次に、形成された犠牲層２上に金属薄膜３を形成する。さらに、成膜冶具１上の犠牲層２と金属薄膜３とを備える積層体から、犠牲層２を少なくとも部分的に除去し、金属薄膜３を成膜冶具１から物理的に剥離する。こうして、図１（ｅ）に示すように、成膜冶具１から金属薄膜３が選択的に分離される。これにより、成膜冶具１を繰り返し使って所定形状の金属薄膜３を効率的に量産することができる。
【００４７】
以下で、成膜冶具１についてさらに詳しく説明する。図２は、図１（ｃ）における成膜冶具１、犠牲層２、及び金属薄膜３で構成される積層体の断面形状を表す。また、ｈは成膜冶具１が有する凹凸パターンの段差、すなわち凸部分と凹部分との高低差を表す。ここで、段差ｈは、金属薄膜３の膜厚の２倍以上であることが好ましい。この場合、図２に示すように、凸部上に形成される金属薄膜と、凹部上に形成される金属薄膜とが、より確実に分断されうる。このため、凸部上又は凹部上に形成される所望形状の金属薄膜体を、金属薄膜３のうち所望形状を構成しない部分から、容易に分離することができる。また、所望形状の金属薄膜体が凸部上に形成されることは好ましく、この場合犠牲層２を除去する工程において、凹凸パターンの段差からエッチャントが犠牲層２へと入り込むために、犠牲層２の除去がより容易となる。このため、成膜冶具１からの金属薄膜体の分離がより容易となる。所望形状の金属薄膜体が凹部上に形成される場合、凹部が成膜冶具１の周縁端部に接していることが好ましい。この場合、周縁端部からエッチャントが犠牲層２へと入り込みながらサイドエッチングされるために、犠牲層２の除去がより容易となる。
【００４８】
本実施形態に係る製造方法によれば、形成途中での金属薄膜の剥離を抑えながらも、様々な形状の金属薄膜体を製造することができる。例えば、図１（ｅ）に示す金属薄膜体は、ドーナツ形状を有する。従来のようにメタルマスクを用いる場合、ドーナツ形状の内側を覆う内側マスクと、外側を覆う外側マスクとを用いる必要がある。しかしながら、内側マスクと外側マスクとを接続することができず、内側マスクと外側マスクとの相対的位置を固定できないため、メタルマスクを用いて所望の形状を有する薄膜体を製造することは困難であった。一方で本実施形態に係る製造方法によれば、ドーナツ形状の金属薄膜体を精度良く簡便に作製することができる。このように、本実施形態に係る製造方法は、ドーナツ形状の金属薄膜体、あるいは穴を有する金属薄膜体を製造するために好適である。
【００４９】
［実施形態２］
図３は、実施形態２に係る金属薄膜体の製造方法において用いられる成膜冶具の模式図である。実施形態２で用いられる成膜冶具は、成膜部材４と、スペーサ部材５と、台座６と、により構成される。図４は、成膜部材４、スペーサ部材５、及び台座６のそれぞれの構造を示す。成膜部材４上には、実施形態１と同様に犠牲層及び金属薄膜が成膜され、犠牲層を除去することにより金属薄膜体が得られる。スペーサ部材５は成膜部材４とは異なる部品であり、成膜部材４の隙間を埋める。台座６は、成膜部材４及びスペーサ部材５を支持する。成膜部材４、スペーサ部材５、及び台座６は、互いに固定されていてもよいし、互いに取り外し可能であってもよい。
【００５０】
図３に示される成膜冶具上に、実施形態１と同様に犠牲層及び金属薄膜を成膜すると、成膜部材４の上面形状に対応する形状を有する金属薄膜が得られる。このため、実施形態１と同様に犠牲層を除去することにより、成膜部材４の上面形状に対応する形状を有する金属薄膜が得られる。
【００５１】
図２０を参照して、実施形態２に係る金属薄膜体の製造方法についてさらに説明する。図２０（ａ）は、成膜部材４及びスペーサ部材５の模式断面図である。実施形態１と同様に犠牲層２及び金属薄膜３を成膜することにより、図２０（ｂ）に示す構造が得られる。ここでは、スパッタ成膜により犠牲層２及び金属薄膜３を形成するものとする。スペーサ部材５の存在により、成膜部材４の側面に膜が形成されることを防止できる。次に、図２０（ｃ）に示すように、スペーサ部材５を成膜部材４から取り外す。さらに、図２０（ｄ）に示すように、例えば酸溶液又はアルカリ溶液のような処理液３７を用いて犠牲層２を除去することにより、図２０（ｅ）に示すように、金属薄膜３が分離される。図２０（ｃ）に示すように、犠牲層２を除去する前にスペーサ部材５を成膜部材４から取り外すことにより、処理液３７が犠牲層２の内部に侵入しやすくなる。図２０（ｅ）に示すように、分離された金属薄膜３は端部にバリのような突出部を有するかもしれない。しかしながら、通常、このバリは非常に小さく薄い膜であることから、ガラス板のような平坦板３８を金属薄膜３に押しつけることによりバリを除去することができる。こうして、図２０（ｆ）に示すような金属薄膜３を得ることができる。
【００５２】
スペーサ部材５の上面と成膜部材４の上面との段差が十分に大きいこと、例えば段差が金属薄膜の膜厚の２倍以上であることは、成膜部材４上に形成される金属薄膜と、スペーサ部材５上に形成される金属薄膜とがより確実に分断されうるために好ましい。
【００５３】
図３に示される成膜冶具においては、スペーサ部材５の上面よりも成膜部材４の上面の方が高い。すなわち、スペーサ部材５の上面が成膜冶具の凹部を構成し、成膜部材４の上面が成膜冶具の凸部を構成する。このような構成は、スパッタリングにより犠牲層２及び金属薄膜３を成膜する場合に、均一な膜厚を有する層を形成しやすい点で好ましい。しかしながら図５に示すように、スペーサ部材５の高さを変更し、成膜部材４の上面をスペーサ部材５の上面よりも高くしてもよい。この場合、金属薄膜をスパッタ成膜する際に、スペーサ部材５によって金属成分の成膜部材４への入射角度が制限されるため、スペーサ部材５との距離等に依存して成膜部材４上での成膜速度が変化する。特に、スペーサ部材５の形状、及び成膜部材４とスペーサ部材５との段差等を調整することにより、形成される金属薄膜の膜厚分布を制御することができる。
【００５４】
さらには図６に示すように、スペーサ部材５の高さを変更し、成膜部材４の上面をスペーサ部材５の上面とほぼ同一の高さとすることもできる。この場合、レジスト等の有機膜を、スピンコート法等により成膜することが容易となる。このような構成は、金属薄膜に対して、さらに他の膜を積層する場合に有利である。
【００５５】
金属薄膜体、又は金属薄膜体を含む構造体を形成する各工程において、上述のように成膜部材４の上面とスペーサ部材５の上面との位置関係を変更してもよい。以上の図４〜図６に示したスペーサ部材５を高さの異なるものに付け替えることにより、成膜部材４とスペーサ部材５との段差を利用したパターニングと、一般的なフォトリソグラフィ及び成膜を用いたパターニングと、を融合することが容易となる。
【００５６】
図７は、このような融合によって、金属薄膜体の上面、下面、又は上下面の両方に配線パターンを形成して得られる構造体の模式図を表す。図７（ａ）は、配線パターンを設けない場合の金属薄膜３を示す。図７（ｂ）は、金属薄膜３の上面に配線パターンを設けて得られる構造体を示す。図７（ｂ）に示す構造体は、金属薄膜３上に絶縁層８を形成し、さらに絶縁層８上に配線層７を形成することにより得られる。具体的には、成膜部材４上に犠牲層２、金属薄膜３、絶縁層８及び配線層７を形成し犠牲層２を除去することにより、図７（ｂ）に示す構造体を得ることができる。絶縁層８の形成方法は任意であるが、成膜部材４の上面がスペーサ部材５の上面とほぼ同一の高さとなるようにスペーサ部材５の高さを変更してから、フォトリソグラフィ法により絶縁層８を形成することが、操作が容易な点で好ましい。配線層７も、同様にフォトリソグラフィ法により形成することができる。
【００５７】
図７（ｃ）は、金属薄膜の下面に配線パターンを設けて得られる構造体を示す。図７（ｃ）に示す構造体は、成膜部材４上に犠牲層２、配線層７、絶縁層８、及び金属薄膜３を形成し、犠牲層２を除去することにより作製することができる。この場合、以下のように構造体を形成することができる。すなわち、成膜部材４の上面がスペーサ部材５の上面とほぼ同一の高さである状態で成膜部材４上に犠牲層２、配線層７、及び絶縁層８を形成することができる。そして、スペーサ部材５の上面と成膜部材４の上面との間に段差が生じるようにスペーサ部材５の高さを変更してから、金属薄膜３を形成することができる。このように本実施形態においては、犠牲層２上に直接金属薄膜３を形成してもよいし、犠牲層２上に他の層（例えば配線層７及び絶縁層８）を介して金属薄膜３を形成してもよい。
【００５８】
図７（ｄ）は、金属薄膜の上面及び下面に配線パターンを設けて得られる構造体を示す。図７（ｄ）に示す構造体は、図７（ｂ）及び（ｃ）の場合と同様に、成膜部材４上に犠牲層２、配線層７、絶縁層８、金属薄膜３、絶縁層８及び配線層７を形成し、犠牲層２を除去することにより作製することができる。
【００５９】
図７には一組の配線層７及び絶縁層８を金属薄膜に設けて得られる構造体を示したが、設けられる配線層及び絶縁層は１層には限られず、２層以上の配線層及び絶縁層を設けてもよい。また、その他の層を金属薄膜に積層させてもよい。
【００６０】
図８を参照して実施形態３で説明するように、金属薄膜３は、揺動可能な揺動部を備える揺動素子でありうる。本実施形態に従って作製された揺動素子の一例（以下、本実施形態に係る揺動素子と呼ぶ）は、梁部１０と、梁部１０によって揺動可能に支持される揺動部（光を反射するミラー面を有するミラー部９）を備えている。
【００６１】
本実施形態に係る揺動素子においては、梁部の断面形状と、揺動部の断面形状とが、共通の形状的特徴を有している。したがって、揺動素子の微細化が容易であり、寸法安定性が向上し、又は安定駆動性等の性能が向上しうる。ここで、「共通の形状的特徴」を有しているとは、梁部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部（エッジ部分）と、揺動部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部（エッジ部分）とが実質的に同等の形状を有することを示す。梁部の断面及び揺動部の断面とは、梁部及び揺動部の金属薄膜面に垂直な断面のことを指す。
【００６２】
例えば、梁部及び揺動部の揺動素子面に垂直な断面は、後述する図２３に示されるように、矩形形状（正方形又は長方形）を有する。すなわち、梁部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部（エッジ部分）と、揺動部の断面において厚さ方向に対向する一対の角部（エッジ部分）とが、ともに略直角形状を有する。梁部及び揺動部の断面が矩形形状を有することは、揺動素子面（梁部又は揺動部の上面又は下面）と、梁部又は揺動部の側面（エッジ面）とがなす角が、略直角であることを意味する。一実施形態においては、７５°以上１０５°以下の角度を略直角と呼ぶことができる。
【００６３】
梁部と揺動部との断面は同一の矩形形状を有してもよいが、梁部の方が揺動部よりも断面積が小さいことが多い。このように、梁部の幅寸法が揺動部よりも小さい場合（例えば、梁部と揺動部との幅寸法が異なる場合）であっても、本実施形態に係る揺動素子においては、梁部における一対の角部の形状と、揺動部における一対の角部の形状とが、実質的に同等である。すなわち、梁部及び揺動部の形状が構造的に異なっていても、梁部及び揺動部は特徴的な共通の矩形断面形状を有することとなる。このために、例えば、梁部及び揺動部の表面へと均一で精度の高い微細加工等を行うことが可能となり、また、電気回路等を高精度に付加することが可能となる。梁部や揺動部の構造を微細化すればするほど、この効果はより有利に顕在化する。
【００６４】
これに対し、従来から用いられているスパッタ成膜又はリフトオフ法を用いて構造体を製作すると、その膜厚は一定とはならず、断面は矩形形状とはならない。このことを、スパッタ成膜及びリフトオフ法をそれぞれ示す図２７（ａ）（ｃ）の模式図を参照して説明する。マスク４３又はレジスト４４の開口部中心では様々な方向からスパッタ粒子４５が入射する一方、マスク４３又はレジスト４４の開口部の端部では限られた方向からしかスパッタ粒子４５が入射しない。つまり、マスク４３又はレジスト４４の開口部に形成される構造体４２の膜厚は、中心部では厚くなる一方、端部に近づくにつれて薄くなるため、構造体の断面が曲面形状となる。スパッタ成膜及びリフトオフ法で得られた構造体の模式図を、図２７（ｂ）（ｄ）に示す。
【００６５】
これは、本実施形態のように、スペーサ部材の上面よりも成膜部材の上面の方が高い成膜治具を用いて構造体を製作する場合とは異なる。すなわち、本実施形態の場合、図２７（ｅ）の模式図に示すように、成膜部材上へのスパッタ粒子４５の入射は、成膜治具４６によって妨げられない。このために、本実施形態の場合、本実施形態で得られる構造体４２の模式図である図２７（ｆ）に示すように、均一な膜厚と、矩形の断面形状とが得られる。
【００６６】
このように、従来のスパッタ成膜又はリフトオフ法を用いて作製される構造体の断面形状は、マスクの開口部形状に依存する。このことは、所望の形状の構造体を作製する上で、設計上の制約となる。また、構造体の膜厚が不均一になることから、構造体の表面へと均一で精度の高い微細加工を行うことが困難となり、さらに、電気回路等を高精度に付加することが困難になる。以上のように、従来の成膜プロセスを用いる場合、構造体が微細化するほど、その後の処理が困難となる。
【００６７】
また、本実施形態に係る揺動素子においては、梁部と揺動部とが、実質的に同等の膜厚を有する金属薄膜体によって構成されている。このような揺動素子は、薄膜形成プロセスを用いた製作が可能であり、シリコン基板等から作製される揺動素子と比べて微細化の点で有利である。また、本実施形態に係る揺動素子は金属特有の特性を有するため、耐衝撃性等の揺動素子としての性能が向上しうる。
【００６８】
本実施形態に係る揺動素子は、梁部の断面において梁部の厚さ方向と直交する方向で対向する一対の角部の形状と、揺動部の断面において揺動部の厚さ方向と直交する方向で対向する一対の角部の形状とが実質的に同等の形状を有することが有利である。この場合、梁部及び揺動部の形状のばらつきが少ないため、安定駆動性等をより高めることができる。
【００６９】
上述したように、本実施形態に係る揺動素子の梁部及び揺動部を金属薄膜体によって形成する際には、薄膜形成プロセスを用いることができる。すなわち、梁部及び揺動部を一体的な金属薄膜体によって形成することが可能となる。これにより、梁部と揺動部とを接合させることが不要となる。また、梁部及び揺動部が一体的に形成されることにより、高耐久性を実現できる。
【００７０】
本実施形態に係る揺動素子においては、梁部及び揺動部を、金属ガラスからなる金属薄膜体によって形成するのがよい。金属ガラスからなる梁部及び揺動部は、良好な疲労限界と低ヤング率を兼ねた物性を有する。金属ガラスは、ガラス転移を示すアモルファス合金であり、結晶由来の塑性変形が発生しづらく、広い弾性領域を有している。金属ガラスは、一般的な合金と比較して、高強度、高疲労特性、高耐食性、低ヤング率といった特性を有する。
【００７１】
（実施形態２の実施例）
実施形態２に係る金属薄膜体の製造方法に従って、薄膜金属ガラスの超厚膜構造体を、金属薄膜体として製作した。図２１（ａ）は、本実施例で用いた成膜部材４を示す。また図２１（ｂ）は、本実施例で用いたスペーサ部材５を示す。成膜部材４は、ステンレス鋼で製作されており、上面は犠牲層２及び金属薄膜３が形成される平坦面である。成膜部材４には、得ようとする金属薄膜体の形状に平坦面の形状が対応するように、垂直な貫通穴が設けられている。成膜部材４の下面から、貫通穴にスペーサ部材５を挿入し、ネジにより固定することで、図２１（ｃ）に示す成膜冶具が得られた。図２１（ｄ）は、図２１（ｃ）に示す成膜冶具の拡大図である。スペーサ部材５の上面は、成膜部材４の上面よりも０．４ｍｍほど低くなっていた。
【００７２】
本実施例においては、金属薄膜３の材料として、Ｃｕ基薄膜金属ガラスであるＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ金属ガラスを用いた。Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ金属ガラスは、高強度であり高疲労特性を有し、原材料が低価格である。ここでは、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉの各構成元素を用いてアーク溶解により合金ターゲットを製作し、この合金ターゲットを用いたスパッタ成膜によりＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ金属ガラス薄膜を形成した。この方法で形成したＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ金属ガラスについて熱機械試験機（Ｒｉｇａｋｕ，ＴＡ−６０）を用いて常温で引張試験を行ったところ、縦弾性率Ｅ＝６２．３ＧＰａ、引張強度σ＝０．９ＧＰａであった。また、ＥＤＸ（島津製作所，μＥＤＸ−１２００）により、このＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ金属ガラスの組成がＣｕ６４Ｚｒ２８Ｔｉ８であることを確認した。さらに、ＤＳＣ（ＵＬＶＡＣ，ＤＳＣ９４００）により、このＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ金属ガラスのガラス転移点Ｔｇが７３４Ｋであり、結晶化温度Ｔｘが７６８であることを確認した。
【００７３】
図２１（ｃ）に示す成膜冶具の上面に、犠牲層２（Ｃｕ）を６μｍの厚さとなるようにスパッタ成膜し、さらに金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉを３０μｍの厚さとなるようにスパッタ成膜した。そして、成膜部材４からスペーサ部材５を分離した。スペーサ部材５を分離した後の成膜部材４を、図２２に示す。
【００７４】
図２３は、走査型白色干渉計（Ｎｅｗ  ｖｉｅｗ  ５０３２，Ｚｙｇｏ）により測定した、図２２に示す構造体の断面形状を表す。図２３（ａ）は、図２２におけるＡ−Ａ’の断面形状を表す。また図２３（ｂ）は、図２２におけるＢ−Ｂ’の断面形状を表す。それぞれ幅は異なるが、均一な膜厚と矩形形状とを有している。図２３（ｃ）及び図２３（ｄ）は、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）のそれぞれの拡大図である。
【００７５】
次に、成膜部材４を硝酸（３０ｗｔ％）に１２時間浸漬することにより、犠牲層２（Ｃｕ）を除去した。そして、ガラス板を押しつけることにより、金属薄膜体の端部に発生したバリを除去した。こうして、金属薄膜体である、薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ超厚膜構造体が完成した。
【００７６】
図２４に、得られた薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ超厚膜構造体を示す。図２４（ａ）は、得られた金属薄膜体のスパッタ成膜面側（表側）を示し、図２４（ｂ）は得られた金属薄膜体の成膜部材４側（裏側）を示す。また、図２４（ｃ）は図２４（ｂ）の領域Ｃについての拡大図を示す。さらに、触針式表面形状測定器（ＵＬＶＡＣ，Ｄｅｋｔａｋ１５０）で測定した、図２４（ｃ）におけるＤ−Ｄ’の表面形状を、図２４（ｄ）に示す。図２４（ｃ）のＤ−Ｄ’は、金属薄膜体の端部を示す。図２４（ｄ）に示すように、得られた金属薄膜体は、裏側に幅２２．８μｍ、高さ７．４μｍのバリを有している。しかしながら、金属薄膜体の最小断面（幅０．２ｍｍ、厚み３０μｍの矩形形状）と比較しても、バリの大きさは断面に対して１．４％程度であり、非常に軽微であるといえる。このように、膜厚が均一であり、良好な矩形形状を持つ、薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ超厚膜構造体の製作に成功した。
【００７７】
（比較例１）
実施形態２の実施例と比較するために、図２７（ａ）に示すように、従来技術に従ってメタルマスクを用いて金属薄膜パターンを形成した。具体的には、Ｓｉ基板４１上に厚さ５０μｍのメタルマスク４３を設置し、スパッタ成膜装置の冷却板にネジを介して基板４１とメタルマスク４３とを固定した。そして、スパッタ成膜により、Ｓｉ基板４１上に、膜厚１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）密着層、薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ層、及び膜圧２００ｎｍの金（Ａｕ）酸化防止膜を順次形成した。その後、メタルマスクを除去することにより、Ｓｉ基板上に形成された薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉの厚膜構造体４２を完成させた。
【００７８】
本比較例においては、メタルマスクを二重にして用いた。メタルマスクを二重にした理由は、スパッタ成膜で膜が上側のメタルマスクに堆積し、膜応力により上側のメタルマスクが変形しても、下側のメタルマスクを基板に密着したままとするためである。このため、Ｓｉ基板上に形成された膜構造体の断面形状を維持しながら膜の堆積を行うことができる。メタルマスクの材料としては、高剛性、加工性、及び入手性を考慮して、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【００７９】
図２７（ｂ）は、メタルマスクを用いて形成された厚膜パターンの模式図である。図２５（ａ）は、実施例と同様に走査型白色干渉計を用いて測定した、メタルマスクを用いて形成した１.０ｍｍ幅の厚膜パターンの断面形状を表す。この幅は、図２２のＡ−Ａ’の幅に対応するものである。グラフ中央に見える平坦部の左右両端部分は、やや大きな半径の曲率で側面に繋がっており、肩の部分がダレた、すなわち斜めの形状となっている。図２３（ａ）に示した実施例における断面形状と比較すると、平坦部の幅が狭く、左右の両側面も垂直ではなく傾きを持っている。
【００８０】
図２５（ｂ）は、実施例と同様に走査型白色干渉計を用いて測定した、メタルマスクを用いて形成した０．２ｍｍ幅の厚膜パターンの断面形状を表す。この幅は、図２２のＢ−Ｂ’の幅に対応するものである。図２５（ｂ）に示すように、平坦部と呼べる部分は無いに等しく、断面は両側面を滑らかにつなげたような輪郭を有している。両側面も、１．０ｍｍ幅の場合と同様に傾きを持っている。また、１．０ｍｍ幅の部分では、最も膜厚が大きい部分における膜厚は４７μｍである一方、０．２ｍｍ幅の部分では、最も膜厚が大きい部分における膜厚は３８μｍである。このように、図２５（ａ）と図２５（ｂ）とを比べると、１．０ｍｍ幅の部分と０．２ｍｍ幅の部分とは、同一の基板上で同時に形成されたにも関わらず、膜厚が異なることが分かる。
【００８１】
（比較例２）
実施形態２の実施例と比較するために、図２７（ｃ）に示すように、従来技術に従ってレジストを用いたリフトオフにより金属薄膜パターンを形成した。具体的には、Ｓｉ基板４１上に、密着性向上のためにスパッタ成膜により１００ｎｍのクロム（Ｃｒ）膜（不図示）を形成した。そして、フォトリソグラフィ技術により、クロム膜上にフォトレジスト４４（ＫＭＰＲ１０３５，日本化薬株式会社製）を厚さが１００μｍとなるように堆積し、開口部を形成した。そして、膜厚１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）密着層、薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ層、及び膜圧２００ｎｍの金（Ａｕ）酸化防止膜を、スパッタ成膜により順次形成した。スパッタ成膜の際には、試料の温度上昇を抑制するために、試料を水冷式の冷却板に固定した。その後、Ｒｅｍｏｖｅｒ  ＰＧ、Ｒｅｍｏｖｅｒ  Ｋ、及びＮｅｕｔｒａｌｉｚｅｒ  Ｋ（日本化薬株式会社製）を用いることで、ＫＭＰＲ１０３５とクロム（Ｃｒ）密着層を除去した。このようにしてリフトオフを行い、薄膜金属ガラスＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ厚膜構造体４２を完成させた。なお、剥離に使用する剥離液（Ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅｒ  Ｋ）がＣｕ−Ｚｒ−Ｔｉ層の表面を腐食させるため、金（Ａｕ）酸化防止膜を用いた。
【００８２】
図２７（ｄ）は、リフトオフを用いて形成された厚膜構造体の模式図である。図２６（ａ）及び（ｂ）は、実施例と同様に走査型白色干渉計を用いて測定した、リフトオフを用いて形成した１.０ｍｍ幅及び０．２ｍｍ幅の厚膜構造体の断面形状を表す。図２３（ａ）及び（ｂ）に示した実施例における断面形状と比較すると、平坦部が少なく、平坦部と側面をつなぐ曲率も大きくなっている。また、図２６の（ａ）及び（ｂ）を比較すると、最も膜厚が大きい部分における膜厚に差異が見られる。
【００８３】
以上のように、本件実施例に従って作製した構造体は、従来技術であるメタルマスク又はレジストのリフトオフを用いて作製した構造体と比べて、幅にかかわらず膜厚がほぼ同一で、良好な略矩形形状の断面を有していることが分かる。
【００８４】
［実施形態３］
実施形態２に係る成膜冶具と成膜方法とを用いた、光走査装置の製造方法について以下で説明する。図８は、実施形態３に係る光走査装置を示す。実施形態３に係る光走査装置は、実施形態２に係る成膜方法によって形成された、揺動可能なミラー部を備える金属ガラス薄膜と、ミラー部に対して光を投射する光投射部とを備える。図８（ａ）は光走査装置の斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の裏側からの斜視図である。また図８（ｃ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００８５】
ミラー部９、梁部１０、及び固定部１１は、金属ガラス１２（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）の薄膜として一体形成されている。ミラー部９の裏には、接着剤１３により磁石１４が固定されている。磁石１４が、電磁コイル１５からの交流磁場を受けて揺動することにより、ミラー部９が動く。このように、ミラー部９、梁部１０、固定部１１、磁石１４、及び電磁コイル１５は、アクチュエータ装置として機能する。また、ミラー部９に対してはレーザー発振器１７からレーザー１６が投射される。ミラー部９はレーザー１６を反射するため、ミラー部９の動きに従って、反射されたレーザー１６で対象物を走査することができる。
【００８６】
図８に示す光走査装置の製作方法を図９を用いて具体的に説明する。まず初めに、図９（ａ）に示す成膜部材４を用意する。本実施形態においては、耐食性を考慮して、成膜部材４の材料としてＳＵＳ３０４を選択する。次に図９（ｂ）に示すように、成膜部材４の表面に、スパッタ成膜により犠牲層３０を形成する。本実施形態においては、犠牲層３０の材料として銅（Ｃｕ）を用いる。
【００８７】
その次に図９（ｃ）に示すように、スペーサ部材５を成膜部材４に挿入し、台座６を取り付ける。取り付けにより得られる構造が、図９（ｄ）に示される。その後、図９（ｅ）に示すように、金属ガラス１２（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）をスパッタ成膜する。そして、犠牲層３０を硝酸により除去すると、図９（ｆ）に示す、金属ガラス１２（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）の薄膜が得られる。この薄膜のミラー部となる中心部に、接着剤１３により磁石１４を固定し、電磁コイル１５とレーザー発振器１７とを設置することにより、図８（ａ）に示す光走査装置が得られる。
【００８８】
図８に示す光走査装置に用いられる、金属ガラス薄膜の断面形状について説明する。図１０（ａ）は、図９（ｅ）に示す構造の上面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ’における断面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のＣ−Ｃ’における断面図である。Ｂ−Ｂ’は、金属ガラス薄膜のミラー部９を横切る断面であり、Ｃ−Ｃ’は、金属ガラス薄膜の梁部１０を横切る断面である。図１０（ｂ）（ｃ）に示すように、金属ガラス薄膜は、ミラー部９及び梁部１０において曲面の表面を有する。すなわち、ミラー部９及び梁部１０はＲ形状を有する。また、梁部１０における膜厚は、ミラー部９における膜厚よりも小さい。
【００８９】
本実施形態において、スパッタ成膜は、真空中に不活性ガス（主にアルゴンガス）を導入しながら成膜部材４と成膜ターゲット（金属ガラス１２の材料）との間に高電圧を印加することにより行われる。より具体的には、イオン化したアルゴン原子を成膜ターゲットに衝突させ、はじき飛ばされたターゲット物質を中性粒子として成膜部材４上に堆積させる。
【００９０】
このとき、中性粒子は成膜部材４に対して様々な角度で衝突する。ここで、図１１に示すスペーサ部材３２を用いる場合、開口部１８内へと進入する中性粒子３３の数は限られる（すなわち進入確率は低下する）とともに、中性粒子３３の進入角度も限られる。より具体的には、開口部１８の中心に堆積する中性粒子３３の数はより多い一方で、開口部１８の端部に堆積する中性粒子３３の数はより少ない。このため、成膜部材３４上には、Ｒ形状を有する薄膜が得られる。
【００９１】
このように図１１（ｂ）（ｃ）において、スペーサ部材５で形成された開口部１８により進入角度を規制されながら、金属ガラス１２は成膜部材４へと堆積する。よって、開口部１８内で成膜部材４上に形成される金属ガラス薄膜は、スペーサ部材５に近いほど薄くなり、中心部に近いほど厚くなる。また、開口部１８内で成膜部材４上に形成される金属ガラス薄膜の膜厚は、開口部１８の幅と、スペーサ部材５の高さに依存する。具体的には、開口部１８の幅が狭いほど、金属ガラス１２が成膜部材４へ到達しにくくなるので、形成される金属ガラス薄膜は薄くなる。結果として、梁部１０における膜厚は、ミラー部９における膜厚よりも小さくなる。
【００９２】
また、スペーサ部材の高さ３５、すなわち成膜部材４の表面とスペーサ部材５の表面との間の距離が大きいほど、金属ガラス１２が成膜部材４へ到達しにくくなるので、形成される金属ガラス薄膜は薄くなる。
【００９３】
開口部１８の幅が変化しても、開口部１８のアスペクト比（スペーサ部材の高さ３５／開口部１８の幅）が同じであれば、同様の膜厚の金属薄膜が得られる。これは、アスペクト比が一定である場合、開口部１８の中心に堆積する金属ガラス１２の入射角度範囲が同じだからである。ここで、開口部１８が段差形状を有する場合は、開口部１８に面するスペーサ部材５の各点についての（成膜部材４からの高さ／開口部１８の幅）のうち、もっとも大きいものを、開口部１８のアスペクト比とする。
【００９４】
このように、本実施形態の方法によれば、形成する薄膜の幅に応じて、スペーサ部材５の高さを調節すること、具体的にはより薄い薄膜を形成するためにはスペーサ部材５をより高くすることにより、所望の厚さを有する金属薄膜を得ることが可能となる。こうして、光走査装置の性能を決定する梁部及びミラー部の形状を意図的に変化させることができる。
【００９５】
金属ガラス薄膜の膜厚制御方法の例を以下に説明する。図１２（ａ）は、金属ガラス薄膜の厚みがミラー部９と梁部１０とで等しくなるように、スペーサ部材５の開口部のアスペクト比が調整されている、成膜冶具の構成を示す。図９（ｄ）で示す成膜冶具との違いは、梁部１０周辺において、スペーサ部材５が段差を有していることにある。このようにスペーサ部材５への切り込みを設けることにより、梁部１０周辺における開口部１８のアスペクト比を小さくすることができる。
【００９６】
図１２（ａ）に示す成膜冶具に金属ガラス１２（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）を成膜すると、図１２（ｂ）に示す状態が得られる。図１２（ｂ）に示す構造の正面図を図１２（ｃ）に示す。また、図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）のＤ−Ｄ’における断面図であり、図１２（ｅ）は、図１２（ｃ）のＥ−Ｅ’における断面図である。Ｄ−Ｄ’は、金属ガラス薄膜のミラー部９を横切る断面であり、Ｅ−Ｅ’は、金属ガラス薄膜の梁部１０を横切る断面である。
【００９７】
図１２（ｅ）に示すように、スペーサ部材５は切り込みを有している。このため、図１２（ｅ）に示す開口部１８のアスペクト比は、図１０（ｃ）に示す開口部１８のアスペクト比よりも小さく、図１２（ｄ）に示す開口部１８のアスペクト比と同等である。このような成膜冶具を用いることにより、梁部１０の膜厚が、ミラー部９の膜厚と同等となる。
【００９８】
ただし、開口部のアスペクト比が同じであっても、スパッタ成膜の条件又はスペーサ部材の他の部分からの影響により、膜厚に若干の誤差が生じる可能性がある。この場合にはスペーサ部材５の高さを調整し、膜厚を増減させればよい。
【００９９】
［実施形態４］
実施形態２に係る成膜冶具と成膜方法とを用いた、光走査装置の製造方法について以下で説明する。図１３，１４は、実施形態４に係る光走査装置を示す。図１３（ａ）は光走査装置の斜視図であり、この光走査装置は、素子、交流電源１９、２つの磁石１４、及びレーザー発振器１７を備える。素子は、ミラー部９、外側梁部２０、内側梁部２１、固定部１１、及びジンバル部２２を備える。素子は固定部１１を介して支持体（不図示）に固定され、２つの磁石１４はＳ極とＮ極が相対するように素子を挟むように固定されている。
【０１００】
実施形態４に係る光走査装置の駆動方法について詳細に説明する。実施形態４に係る光走査装置においては、ミラー部９をθ方向及びφ方向に揺動させることにより、レーザー発振器１７から照射されたレーザー１６が２つの方向への光走査を行う。
【０１０１】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示される素子の裏側を示す図である。また図１４（ｃ）は、図１３（ｂ）に示される素子の層構造を示す図である。図１４（ｃ）に示すように、素子は、母材２４、絶縁層２３、及びコイルパターン２５をこの順に備える。母材２４はレーザー発振器１７に近い面に位置し、コイルパターン２５はレーザー発振器１７から遠い面に位置する。
【０１０２】
コイルパターン２５は、ジンバル部２２に形成されたコイルと、ミラー部９に形成されたコイルとを含む。コイルパターン２５を構成する回路の一端には電極２６が接続されている。また、コイルパターン２５を構成する回路の一端は、ミラー部９に位置する絶縁層２３のスルーホール３６を介して、母材２４へと接続されている。すなわち、電極２６と母材２４とは、コイルパターン２５を介して電気的に接続されている。
【０１０３】
電極２６は、固定部１１に固定されている。また電極２６と母材２４との間には交流電源１９が接続されている。交流電源１９を用いてコイルパターンへと交流電流を印加することにより、コイルに交流磁場が発生する。
【０１０４】
コイルパターン２５は、外側梁部２０の一方（図１４（ｃ）では、左側の外側梁部２０）と、内側梁部２１の一方（図１４（ｃ）では、下側の内側梁部２１）とを通る。本実施形態においては、外側梁部２０の他方（図１４（ｃ）では、右側の外側梁部２０）と、内側梁部２１の他方（図１４（ｃ）では、上側の内側梁部２１）とには、電流が流れないダミーのコイルパターンが配置されている。梁部の一方にしかコイルパターンが存在しない場合、駆動時に発生する応力が各梁部で異なるために、意図しないミラー部９の振動が発生する可能性がある。本実施形態のようにダミーのコイルパターンを用いることにより、このような意図しないミラー部９の振動を防ぐことができる。
【０１０５】
交流電源１９は、第１の周波数及び第２の周波数を有する交流電流を印加することができる。具体的には、ミラー部９がθ方向に共振運動する第１の周波数の電流と、ミラー部９がφ方向に共振運動する第２の周波数の電流と、を重ね合わせた電流を、交流電源１９は印加する。このような周波数は、ミラー部９がθ方向又はφ方向に共振運動するような振動モードと共振周波数を予め調べておくことにより、決定できる。このような交流電流を用いることにより、ジンバル部２２のコイルパターンで発生するローレンツ力は、共振運動によりミラー部９がφ方向に揺動するように増幅されるため、ミラー部９はφ方向に揺動する。また、ミラー部９のコイルパターンで発生するローレンツ力は、共振運動によりミラー部９がθ方向に揺動するように増幅されるため、ミラー部９はθ方向に揺動する。本実施形態においては、２つの共振振動について、θ方向とφ方向との両方にローレンツ力が発生するように、図１３（ｂ）に示すように２つの磁石１４を配置する。もっとも、θ方向とφ方向との駆動のそれぞれに合わせて、外部磁場（磁石のセット）を設定してもよい。
【０１０６】
図１４（ｄ）は、図１３（ｂ）のＦ−Ｆ’における断面図である。図１４（ｄ）を参照して、素子の膜構造を説明する。素子は、母材２４である金属ガラス（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）１２の膜と、密着層（Ｃｒ）２７と、絶縁層（ＰｅｒＭＸ３０２０（２８，デュポンＭＲＣ社製））２３と、コイルパターン２５とが積層された構造を有する。コイルパターン２５は、密着層（Ｃｒ）２７と、導電層（Ａｕ）２９とが積層された構造を有する。そして、金属ガラス（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）１２の表面が、レーザー１６を反射する反射面となる。
【０１０７】
本実施形態に係る、図１３，１４に示す素子の製作方法を、図１５〜図１９を参照して説明する。図１５（ａ）は、素子の製作に使用する成膜冶具を示す。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）に示した成膜冶具の分解図を示す。本実施形態で用いる成膜冶具は、成膜部材４、スペーサ部材５、及び台座６で構成される。成膜部材４、スペーサ部材５、及び台座６を組み合わせた状態において、スペーサ部材５の上面は、成膜部材４の上面よりも低い。この成膜部材４の上面の上に、素子が形成される。本実施形態においては、成膜部材４、スペーサ部材５、及び台座６の材料として、耐食性と鏡面性とが付与されたＳＵＳ３０４を用いる。
【０１０８】
図１６〜図１９を参照して、本実施形態に係る素子の製作方法を説明する。図１６（ａ）は、図１５に示した成膜冶具の斜視図、及び斜視図のＧ−Ｇ’における断面図である。図１６（ｂ）、図１７（ｃ）（ｄ）、図１８（ｅ）（ｆ）、及び図１９（ｇ）は、各製作工程における成膜冶具の斜視図、及び各斜視図のＧ−Ｇ’における断面図である。
【０１０９】
まず初めに、図１６（ｂ）に示すように、成膜冶具４，５，６上に、犠牲層（Ｃｕ）３０と、母材２４である金属ガラス（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）１２の膜と、密着層（Ｃｒ）２７とを順次形成する。具体的には、これらの層はスパッタ成膜により形成することができる。
【０１１０】
次に図１７（ｃ）に示すように、密着層（Ｃｒ）２７の上に絶縁層２３を形成する。具体的には、一般的なフォトリソグラフィプロセス（露光、現像、及びベーク）により絶縁層２３を形成することができる。絶縁層２３の材料としては、フィルムレジスト（ＰｅｒＭＸ３０２０（２８，デュポンＭＲＣ社製））を用いることができる。絶縁層２３は、図１７（ｃ）に示すように、ミラー部９の中心にスルーホールを有するように形成される。
【０１１１】
次に、絶縁層２３の上にコイルパターン２５を形成する。コイルパターンの形成には、一般的なフォトリソグラフィプロセスを用いることができる。すなわち、まず図１７（ｄ）に示すように、マスク材料としてＣＭ１２５（３１，デュポンＭＲＣ社製）を用いて、絶縁層２３と同様の方法で、フォトリソグラフィプロセスを用いてマスクパターンを形成する。次に図１８（ｅ）に示すように、密着層（Ｃｒ）２７と、導電層（Ａｕ）２９とをスパッタ成膜などにより成膜する。そして、ＣＭ１２５（３１）を除去することにより、図１８（ｆ）に示すようにコイルパターン２５が形成される。
【０１１２】
そして、２０ｗｔ％の硝酸を用いて犠牲層（Ｃｕ）３０を除去することにより、図１９（ｇ）に示す素子が得られる。
【０１１３】
素子の固定部１１を冶具により支持体（不図示）に固定し、交流電源１９を電極２６と母材２４とに接続し、磁石１４を支持体（不図示）に固定し、レーザー発振器１７を設置することにより、本実施形態に係る光走査装置が得られる。
【符号の説明】
【０１１４】
１  成膜冶具
２  犠牲層
３  金属薄膜
４  成膜部材
５  スペーサ部材
６  台座
７  配線層
８  絶縁層
９  ミラー部
１０  梁部
１１  固定部
１２  金属ガラス（Ｃｕ−Ｚｒ−Ｔｉ）
１３  接着剤
１４  磁石
１５  電磁コイル
１６  レーザー
１７  レーザー発振器
１８  開口部
１９  交流電源
２０  外側梁部
２１  内側梁部
２２  ジンバル部
２３  絶縁層
２４  母材
２５  コイルパターン
２６  電極
２７  密着層（Ｃｒ）
２８  ＰｅｒＭＸ３０２０
２９  導電層（Ａｕ）
３０  犠牲層（Ｃｕ）
３１  ＣＭ１２５
３２  スペーサ部材
３３  中性粒子
３４  成膜部材
３５  スペーサ部材の高さ
３６  スルーホール
３７  処理液
３８  平坦板
４１  基板
４２  構造体
４３  メタルマスク
４４  レジスト
４５  スパッタ粒子
４６  成膜治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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