(57)【要約】【課題】  保護対象箇所を充分に保護しつつウエットエッチングを行うのに適した方法、および、当該方法を利用して製造することのできるマイクロ可動素子を、提供する。【解決手段】  本発明のウエットエッチング方法は、被加工構造体の保護対象箇所に沿って延びる溝部を被加工構造体に形成する工程と、保護対象箇所および溝部を覆い且つ当該溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を被加工構造体上に形成する工程と、被加工構造体に対してエッチング液を作用させる工程とを含む。本発明のマイクロ可動素子Ｘ１は、ベース基板と、ベース基板に接合している固定部１１と、固定部１１から延出してベース基板に沿って延びる可動部１２と、ベース基板とは反対の側において可動部１２上および固定部１１上にわたって設けられた圧電駆動部１５とを備える。可動部１２および／または固定部１１には、圧電駆動部１５に沿って延びる溝部１７が設けられている。【選択図】  図１
2006261515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工構造体の保護対象箇所に沿って延びる溝部を前記被加工構造体に形成する工程と、
前記保護対象箇所および前記溝部を覆い且つ前記溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を前記被加工構造体上に形成する工程と、
前記被加工構造体に対してエッチング液を作用させる工程と、を含むウエットエッチング方法。
【請求項２】
ベース基板と、当該ベース基板に接合している固定部と、当該固定部に固定された固定端を有して前記ベース基板に沿って延びる可動部と、前記ベース基板とは反対の側において前記可動部上および前記固定部上にわたって設けられ、且つ、前記可動部および前記固定部に接する第１電極膜、第２電極膜、並びに当該第１および第２電極膜の間の圧電膜からなる積層構造を有する、圧電駆動部と、を備えるマイクロ可動素子を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とからなる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って製造するための方法であって、
前記第１層上に圧電駆動部を形成する工程と、
第１マスクパターンを介して前記第１層に対して当該第１層の厚さ方向の途中までエッチング処理を施すことにより、前記圧電駆動部に沿って延びる溝部を前記第１層に形成する溝形成工程と、
前記圧電駆動部および前記溝部を覆い且つ前記溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を形成する保護膜形成工程と、
第２マスクパターンを介して前記第１層に対して前記中間層に至るまでエッチング処理を施すことにより、可動部および固定部を形成する工程と、
前記中間層において前記可動部および前記第２層の間に介在する箇所をウエットエッチングにより除去する工程と、を含むマイクロ可動素子製造方法。
【請求項３】
前記溝形成工程では、前記圧電駆動部に沿って並列して延びる複数条の溝部を前記第１層に形成し、前記保護膜形成工程では、前記圧電駆動部および前記複数条の溝部を覆い且つ各溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を形成する、請求項２に記載のマイクロ可動素子製造方法。
【請求項４】
前記溝部は、前記第１層において前記圧電駆動部が接合する箇所を取り囲む、請求項２または３に記載のマイクロ可動素子製造方法。
【請求項５】
前記溝部は、屈曲して延び方向が変化するコーナ部を有し、当該コーナ部の内角は９０度より大きい、請求項２から４のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子製造方法。
【請求項６】
前記溝部は、湾曲して延び方向が変化するコーナ部を有する、請求項２から５のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子製造方法。
【請求項７】
前記エッチング液耐性保護膜は、主成分としてポリイミドを含む、請求項２から６のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子製造方法。
【請求項８】
ベース基板と、
前記ベース基板に接合している固定部と、
前記固定部に固定された固定端を有して前記ベース基板に沿って延びる可動部と、
前記ベース基板とは反対の側において前記可動部上および前記固定部上にわたって設けられ、且つ、前記可動部および前記固定部に接する第１電極膜、第２電極膜、並びに当該第１および第２電極膜の間の圧電膜からなる積層構造を有する圧電駆動部と、を備え、
前記可動部および／または前記固定部には、前記圧電駆動部に沿って延びる溝部が設けられている、マイクロ可動素子。
【請求項９】
前記可動部における前記ベース基板とは反対の側に設けられた可動コンタクト部と、前記可動コンタクト部に対向する部位を各々が有し且つ各々が前記固定部に接合している一対の固定コンタクト電極とを更に備える、請求項８に記載のマイクロ可動素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工構造体に対してエッチング液を作用させて行うウエットエッチング方法、可動部を有する微小な素子を製造するための方法、およびマイクロ可動素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話など無線通信機器の技術分野では、高機能を実現するために搭載される部品の増加などに伴い、高周波回路ないしＲＦ回路の小型化に対する要求が高まっている。このような要求に応えるべく、回路を構成する様々な部品について、ＭＥＭＳ（micro-electromechanical systems）技術の利用による微小化が進められている。
【０００３】
そのような部品の一つとして、ＭＥＭＳスイッチが知られている。ＭＥＭＳスイッチは、ＭＥＭＳ技術により各部位が微小に形成されたスイッチング素子であり、機械的に開閉してスイッチングを実行するための少なくとも一対のコンタクトや、当該コンタクト対の機械的開閉動作を達成するための駆動機構などを有する。ＭＥＭＳスイッチは、特にＧＨｚオーダーの高周波信号のスイッチングにおいて、ＰＩＮダイオードやＭＥＳＦＥＴなどよりなるスイッチング素子よりも、開状態にて高い絶縁性を示し且つ閉状態にて低い挿入損失を示す傾向にある。これは、コンタクト対間の機械的開離により開状態が達成されることや、機械的スイッチであるために寄生容量が少ないことに、起因する。ＭＥＭＳスイッチについては、例えば、下記の特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９‐１７３００号公報
【特許文献２】特開２００１‐１４３５９５号公報
【０００５】
図１７および図１８は、従来のＭＥＭＳスイッチの一例であるマイクロスイッチング素子Ｘ２を表す。図１７は、マイクロスイッチング素子Ｘ２の部分平面図であり、図１８は、図１７の線XVIII−XVIIIに沿った断面図である。マイクロスイッチング素子Ｘ２は、基板Ｓ２と、固定部５１と、可動部５２と、可動コンタクト部５３と、一対の固定コンタクト電極５４と、駆動電極５５，５６とを備える。固定部５１は、基板Ｓ２と接合しており、可動部５２は、固定部５１から基板Ｓ２に沿って延出している。可動コンタクト部５３は、可動部５２における基板Ｓ２の側に設けられており、駆動電極５５は、固定部５１上および可動部５２上にわたって設けられている。一対の固定コンタクト電極５４は、各々の一端が可動コンタクト部５３に対向するように、基板Ｓ２上にパターン形成されている。駆動電極５６は、基板Ｓ２上において駆動電極５５に対応する位置に配されており、グラウンド接続されている。また、基板Ｓ２上には、固定コンタクト電極５４または駆動電極５６に対して電気的に接続する所定の配線パターン（図示略）が形成されている。
【０００６】
このような構成のマイクロスイッチング素子Ｘ２において駆動電極５５に所定の電位を付与すると、駆動電極５５，５６の間には静電引力が発生する。その結果、可動部５２は、可動コンタクト部５３が両固定コンタクト電極５４に当接する位置まで弾性変形する。このようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ２の閉状態が達成される。閉状態においては、可動コンタクト部５３により一対の固定コンタクト電極５４が電気的に橋渡しされ、電流が固定コンタクト電極対５４間を通過することが許容される。
【０００７】
一方、閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ２において、駆動電極５５，５６間に作用する静電引力を消滅させると、可動部５２はその自然状態に復帰し、可動コンタクト部５３は、固定コンタクト電極５４から離隔する。このようにして、図１８に示すような、マイクロスイッチング素子Ｘ２の開状態が達成される。開状態では、一対の固定コンタクト電極５４が電気的に分離され、固定コンタクト電極対５４間を電流が通過することは阻まれる。
【０００８】
図１９および図２０は、マイクロスイッチング素子Ｘ２の製造方法を表す。マイクロスイッチング素子Ｘ２の製造においては、まず、図１９（ａ）に示すように、基板Ｓ２上に各固定コンタクト電極５４および駆動電極５６をパターン形成する。具体的には、所定の導電材料を基板Ｓ２上に成膜した後、フォトリソ法により当該導電膜上に所定のレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして導電膜に対してエッチング処理を施す。次に、図１９（ｂ）に示すように犠牲層５７を形成する。具体的には、例えばスパッタリング法により、一対の固定コンタクト電極５４および駆動電極５６を覆いつつ所定材料を基板Ｓ２上に堆積ないし成長させる。次に、所定のマスクを使用して行うエッチング処理により、図１９（ｃ）に示すように、犠牲層５７において一対の固定コンタクト電極５４に対応する箇所に一つの凹部５７ａを形成する。次に、凹部５７ａ内に所定材料を成膜することにより、図１９（ｄ）に示すように可動コンタクト部５３を形成する。
【０００９】
次に、図２０（ａ）に示すように、例えばスパッタリング法により材料膜５８を形成する。次に、図２０（ｂ）に示すように、材料膜５８上に駆動電極５５をパターン形成する。具体的には、所定の導電材料を材料膜５８上に成膜した後、フォトリソ法により当該導電膜上に所定のレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして導電膜に対してエッチング処理を施す。次に、図２０（ｃ）に示すように、材料膜５８をパターニングすることにより、固定部５１の一部と可動部５２とを構成する膜体５９を形成する。具体的には、フォトリソ法により材料膜５８上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして材料膜５８に対してエッチング処理を施す。次に、図２０（ｄ）に示すように固定部５１および可動部５２を形成する。具体的には、可動部５２の下方にアンダーカットが入りつつ、犠牲層５７の一部が固定部５１の一部として残存形成されるように、エッチングマスクとして機能する膜体５９を介して犠牲層５７に対してウエットエッチング処理を施す。
【００１０】
スイッチング素子において一般的に求められる特性の一つとして、閉状態において挿入損失が低いことが挙げられる。また、スイッチング素子の挿入損失の低減を図るうえでは、一対の固定コンタクト電極の電気抵抗が低いことが望まれる。
【００１１】
しかしながら、上述のマイクロスイッチング素子Ｘ２においては、固定コンタクト電極５４を厚く設定するのが困難であり、実際上、固定コンタクト電極５４は、厚くとも２μｍ程度である。マイクロスイッチング素子Ｘ２の製造過程において一旦形成される犠牲層５７の図中上面（成長端面）の平坦性を、確保する必要があるからである。
【００１２】
図１９（ｂ）を参照して上述したように、犠牲層５７は、一対の固定コンタクト電極５４を覆いつつ所定材料が基板Ｓ２上に堆積ないし成長することによって形成される。そのため、犠牲層５７の成長端面には、固定コンタクト電極５４の厚さに応じた段差（図示せず）が生ずることとなる。固定コンタクト電極５４が厚いほど当該段差は大きく、段差が大きいほど、適切な位置に可動コンタクト部５３を形成することや、適切な形状で可動部５２を形成することが、困難となる傾向にある。また、固定コンタクト電極５４が一定以上に厚い場合には、基板Ｓ２上に積層形成される犠牲層５７は、固定コンタクト電極５４の当該厚さに起因して、破断する場合がある。犠牲層５７が破断していると、当該犠牲層５７上において、可動コンタクト部５３や可動部５２を適切に形成することができない。したがって、マイクロスイッチング素子Ｘ２においては、犠牲層５７の成長端面において不当な段差が生じないように、固定コンタクト電極５４を充分に薄く設定する必要がある。そのため、マイクロスイッチング素子Ｘ２では、固定コンタクト電極５４について充分な低抵抗を実現するのが困難な場合があり、その結果、低い挿入損失を実現することができない場合がある。
【００１３】
図２１から図２５は、本願出願人の以前の日本国特許出願（特願２００５−０２３３８８号）にて実質的に開示されているマイクロスイッチング素子Ｘ３を表す。マイクロスイッチング素子Ｘ３は、挿入損失の低減を図るのに適し且つ適切に製造することのできるマイクロスイッチング素子、を提供することを目的とする発明に係るものであり、マイクロスイッチング素子Ｘ３を実質的に開示する以前の出願は本願の出願日以前には公開されていない。図２１は、マイクロスイッチング素子Ｘ３の平面図であり、図２２は、マイクロスイッチング素子Ｘ３の一部省略平面図である。図２３から図２５は、図２１の線XXIII−XXIII、線XXIV−XXIV、および線XXV−XXVに沿った断面図である。
【００１４】
マイクロスイッチング素子Ｘ３は、ベース基板Ｓ３と、固定部６１と、可動部６２と、可動コンタクト部６３と、一対の固定コンタクト電極６４（図２２において省略）と、圧電駆動部６５とを備える。
【００１５】
固定部６１は、図２３から図２５に示すように、境界層６１’を介してベース基板Ｓ３に接合している。また、固定部６１は、単結晶シリコンなどのシリコン材料よりなる。境界層６１’は酸化シリコンよりなる。可動部６２は、例えば図２２に示すように固定部６１に固定された固定端６２ａを有し、図２５に示すようにベース基板Ｓ３に沿って延び、且つ、スリット６６を介して固定部６１に囲まれている。また、可動部６２は、胴部６２Ａおよびヘッド部６２Ｂを有する。可動部６２は、単結晶シリコンなどのシリコン材料よりなる。
【００１６】
可動コンタクト部６３は、図２２によく表れているように、可動部６２のヘッド部６２Ｂ上に設けられている。一対の固定コンタクト電極６４の各々は、図２３および図２５に示すように、固定部６１上に立設されており、且つ、可動コンタクト部６３に対向する接触部６４ａを有する。また、各固定コンタクト電極６４は、所定の配線（図示略）を介してスイッチング対象の所定の回路に接続されている。可動コンタクト部６３および一対の固定コンタクト電極６４は、好ましくは、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、またはＲｕから選択される貴金属、或は、当該貴金属を含む合金からなる。
【００１７】
圧電駆動部６５は、電極膜６５ａ，６５ｂと、これらの間の圧電膜６５ｃとからなる。電極膜６５ａ，６５ｂは、各々、例えば、Ｔｉ下地層およびＡｕ主層からなる積層構造を有する。電極膜６５ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。圧電膜６５ｃは、電界が加えられることにより歪みが生じる性質（逆圧電効果）を示す圧電材料からなる。そのような圧電材料としては、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体）、ＭｎがドープされたＺｎＯ、ＺｎＯ、またはＡｌＮを採用することができる。電極膜６５ａ，６５ｂの厚さは例えば０.５５μｍであり、圧電膜６５ｃの厚さは例えば１.５μｍである。
【００１８】
このような構成のマイクロスイッチング素子Ｘ３において、電極膜６５ａに正の所定電位を付与すると、電極膜６５ａおよび電極膜６５ｂの間には電界が生じ、圧電膜６５ｃ内には面内方向に収縮力が生じる。可動部６２により直接的に支持されている電極膜６５ａから遠いほど、即ち電極膜６５ｂに近いほど、圧電膜６５ｃ内の圧電材料は面内方向に収縮しやすい。そのため、上述の収縮力に起因する面内方向収縮量については、圧電膜６５ｃ内の電極膜６５ａ側から電極膜６５ｂ側にかけて次第に大きくなり、可動部６２は、可動コンタクト部６３が一対の固定コンタクト電極６４ないし接触部６４ａに当接する位置まで弾性変形することとなる。これにより、マイクロスイッチング素子Ｘ３の閉状態が達成される。閉状態においては、可動コンタクト部６３により一対の固定コンタクト電極６４が電気的に橋渡しされ、電流が固定コンタクト電極対６４間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。
【００１９】
閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ３において、圧電駆動部６５に対する電位付与を停止することによって電極膜６５ａおよび電極膜６５ｂの間の電界を消滅させると、圧電膜６５ｃおよび可動部６２はその自然状態に復帰し、可動コンタクト部６３は、両固定コンタクト電極６４から離隔する。これにより、マイクロスイッチング素子Ｘ３の開状態が達成される。開状態では、一対の固定コンタクト電極６４が電気的に分離され、電流が固定コンタクト電極対６４間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。
【００２０】
図２６から図２９は、マイクロスイッチング素子Ｘ３の製造方法を、図２１の線XXIII−XXIIIに沿った断面の一部の変化、および、図２１の線XXIV−XXIVに沿った断面の一部の変化として表す。マイクロスイッチング素子Ｘ３の製造においては、まず、図２６（ａ）に示すような基板７０を用意する。基板７０は、ＳＯＩ（silicon on insulator）基板であり、第１層７１、第２層７２、および、これらの間の中間層７３よりなる積層構造を有する。例えば、第１層７１の厚さは１０μｍであり、第２層７２の厚さは４００μｍであり、中間層７３の厚さは２μｍである。第１層７１は、例えば単結晶シリコンよりなり、上述の固定部６１および可動部６２へと加工される部位である。第２層７２は、例えば単結晶シリコンよりなり、上述の基板Ｓ３へと加工される部位である。中間層７３は、酸化シリコンよりなり、上述の境界層６１’へと加工される部位である。
【００２１】
次に、図２６（ｂ）に示すように、基板７０の第１層７１上に圧電駆動部６５を形成する。圧電駆動部６５の形成においては、まず、第１層７１上に電極膜６５ａ用の第１導電膜を形成する。次に、第１導電膜上に圧電膜６５ｃ用の圧電材料膜を形成する。次に、圧電材料膜上に電極膜６５ｂ用の第２導電膜を形成する。その後、各膜を、所定のマスクを使用して行うエッチング処理により、パターニングする。第１および第２導電膜は、例えば、スパッタリング法により、Ｔｉを成膜し、続いてその上にＡｕを成膜することによって形成することができる。圧電材料膜は、例えばスパッタリング法により、所定の圧電材料を成膜することによって形成することができる。
【００２２】
次に、図２６（ｃ）に示すように、第１層７１上に可動コンタクト部６３を形成する。例えば、まず、スパッタリング法により、第１層７１上にＣｒを成膜し、続いてその上にＡｕを成膜する。次に、フォトリソ法により当該導体多層膜上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、当該導体多層膜に対してエッチング処理を施す。このようにして、第１層７１上に、可動コンタクト部６３をパターン形成することができる。
【００２３】
次に、図２６（ｄ）に示すように、圧電駆動部６５を覆うための保護膜８１を形成する。例えば、所定のマスクを使用して行うスパッタリング法によりＳｉを成膜することによって保護膜８１を形成することができる。圧電駆動部６５の特に圧電膜６５ｃは、後出の犠牲層８２の除去と中間層７３の一部の除去とを目的として行うウエットエッチング処理にて使用すべきエッチング液により浸食される傾向がある。保護膜８１は、このような圧電駆動部６５ないし圧電膜６５ｃを保護するためのものであり、当該エッチング液に対する耐性を有する。
【００２４】
次に、図２７（ａ）に示すように、第１層７１にエッチング処理を施すことによってスリット６６を形成する。具体的には、フォトリソ法により第１層７１上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、第１層７１に対してエッチング処理を施す。本工程にて、第１層７１において固定部６１および可動部６２が残存形成されることとなる。
【００２５】
次に、図２７（ｂ）に示すように、スリット６６を塞ぐように、基板７０の第１層７１側に犠牲層８２を形成する。犠牲層材料としては酸化シリコンを採用することができる。また、犠牲層８２を形成するための手法としては、例えばプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法を採用することができる。本工程では、スリット６６の側壁の一部にも犠牲層材料が堆積され、スリット６６は塞がれる。
【００２６】
次に、図２７（ｃ）に示すように、犠牲層８２において可動コンタクト部６３に対応する箇所に２つの凹部８２ａを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層８２上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、犠牲層８２に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。各凹部８２ａは、固定コンタクト電極６４の接触部６４ａを形成するためのものである。
【００２７】
次に、図２８（ａ）に示すように、犠牲層８２をパターニングして開口部８２ｂを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層８２上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、犠牲層８２に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。開口部８２ｂは、固定部６１において固定コンタクト電極６４が接合する領域を露出させるためのものである。
【００２８】
次に、図２８（ａ）に示す被加工構造体において犠牲層８２が設けられている側の表面に通電用の下地膜（図示略）を形成した後、図２８（ｂ）に示すようにレジストパターン８３を形成する。下地膜は、例えば、スパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＣｒを成膜し、続いてその上に厚さ５００ｎｍのＡｕを成膜することによって形成することができる。レジストパターン８３は、一対の固定コンタクト電極６４に対応する開口部８３ａを有する。
【００２９】
次に、図２８（ｃ）に示すように、一対の固定コンタクト電極６４を形成する。具体的には、開口部８３ａにて露出する下地膜上に、電気めっき法により例えばＡｕを成長させる。
【００３０】
次に、図２９（ａ）に示すように、レジストパターン８３をエッチング除去する。この後、上述の下地膜において露出している部分をエッチング除去する。これらエッチング除去においては、各々、所定のエッチング液を使用して行うウエットエッチングを採用することができる。
【００３１】
次に、図２９（ｂ）に示すように、犠牲層８２および中間層７３の一部を除去する。具体的には、犠牲層８２および中間層７３に対してウエットエッチング処理を施す。エッチング液としては、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を採用することができる。本エッチング処理では、まず犠牲層８２が除去され、その後、スリット６６に臨む箇所から中間層７３の一部が除去される。このエッチング処理は、可動部６２の全体と第２層７２との間に適切に空隙が形成された後に停止する。図２９（ｂ）に表れている空隙Ｇは、スリット６６において固定コンタクト電極６４に沿う箇所から浸入したエッチング液が中間層７３に作用して形成されたものである。このようにして、中間層７３において境界層６１’を残存形成することができる。また、第２層７２は、ベース基板Ｓ３を構成することとなる。
【００３２】
次に、必要に応じて、固定コンタクト電極６４の下面に付着している上述の下地膜の一部（例えばＣｒ膜）をウエットエッチングにより除去した後に素子全体を乾燥する。この後、図２９（ｃ）に示すように、保護膜８１を除去する。除去手法としては、例えば、エッチングガスとしてＳＦ6ガスを使用して行うＲＩＥ（reactive ion etching）を採用することができる。
【００３３】
以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ３を製造することができる。上述の方法では、可動コンタクト部６３に対向する接触部６４ａを有する固定コンタクト電極６４について、図２８（ｃ）を参照して上述したように、めっき法によって犠牲層８２上に厚く形成することができる。そのため、一対の固定コンタクト電極６４については、充分な厚さを設定することが可能なのである。このようなマイクロスイッチング素子Ｘ３は、閉状態における挿入損失の低減を図るうえで好適である。加えて、マイクロスイッチング素子Ｘ３においては、固定コンタクト電極６４の接触部６４ａの下表面（即ち可動コンタクト部６３と接触し得る面）は、めっき成長端面でないので平坦性が高く、従って、可動コンタクト部６３と接触部６４ａとの間のエアギャップについて高い寸法精度で形成することができる。高い寸法精度のエアギャップは、閉状態における挿入損失を低減するうえで好適であり、且つ、開状態におけるアイソレーション特性を高めるうえでも好適である。
【００３４】
しかしながら、マイクロスイッチング素子Ｘ３の上述の製造方法では、図２９（ｂ）を参照して上述した工程において、エッチング液によって圧電駆動部６５が浸食される場合がある。図２９（ｂ）を参照して上述したウエットエッチング処理は数時間を要するところ、このような長時間にわたるウエットエッチング処理の間に第１層７１と保護膜８１との接合界面をエッチング液が徐々に進行し、当該エッチング液が圧電駆動部６５に到達してしまう場合がある。このような場合、圧電駆動部６５（特に圧電膜６５ｃ）が当該エッチング液により浸食されてしまうのである。圧電駆動部６５ないし圧電膜６５ｃの浸食は、圧電駆動部６５による可動部６２の駆動を阻害するので好ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
本発明は、以上のような事情の下で考え出されたものであり、保護対象箇所を充分に保護しつつウエットエッチングを行うのに適した方法、保護対象箇所を充分に保護しつつ行うのに適したウエットエッチング工程を含むマイクロ可動素子製造方法、およびマイクロ可動素子、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明の第１の側面によるとウエットエッチング方法が提供される。本ウエットエッチング方法は、被加工構造体の保護対象箇所に沿って延びる溝部を被加工構造体に形成する工程と、保護対象箇所および溝部を覆い且つ前記溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を被加工構造体上に形成する工程と、被加工構造体に対してエッチング液を作用させる工程と、を含む。
【００３７】
本方法のエッチング液作用工程では、被加工構造体とエッチング液耐性保護膜との接合界面をエッチング液が進行する場合に当該エッチング液が溝部を横断するためには、エッチング液は、溝部の内面に沿った非一直線的な経路や、エッチング液耐性保護膜において溝部に入り込む部位の表面に沿った非一直線的な経路を、進まなければならない。そのため、本方法のエッチング液作用工程では、保護対象箇所に沿って設けられた溝部をエッチング液耐性保護膜が覆い且つ当該溝部にエッチング液耐性保護膜の一部が入り込む構造は、エッチング液が被加工構造体とエッチング液耐性保護膜との接合界面を進行して保護対象箇所に接近または到達するのを抑制する機能を発揮する。したがって、本方法は、保護対象箇所を充分に保護しつつウエットエッチングを行うのに適しているのである。
【００３８】
本発明の第２の側面によると、ベース基板と、当該ベース基板に接合している固定部と、当該固定部に固定された固定端を有してベース基板に沿って延びる可動部と、ベース基板とは反対の側において可動部上および固定部上にわたって設けられ、且つ、可動部および固定部に接する第１電極膜、第２電極膜、並びに当該第１および第２電極膜の間の圧電膜からなる積層構造を有する、圧電駆動部（保護対象箇所）と、を備えるマイクロ可動素子を、第１層と、第２層と、当該第１および第２層の間の中間層とからなる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って製造するための方法が提供される。本方法は、第１層上に圧電駆動部を形成する工程と、第１マスクパターンを介して第１層に対して当該第１層の厚さ方向の途中までエッチング処理を施すことにより、圧電駆動部に沿って延びる溝部を第１層に形成する溝形成工程と、圧電駆動部および溝部を覆い且つ前記溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を形成する保護膜形成工程と、第２マスクパターンを介して第１層に対して中間層に至るまでエッチング処理を施すことにより、可動部および固定部を形成する工程と、中間層において可動部および第２層の間に介在する箇所をウエットエッチングにより除去する工程（ウエットエッチング工程）と、を含む。
【００３９】
本方法のウエットエッチング工程では、可動部とエッチング液耐性保護膜との接合界面をエッチング液が進行する場合に当該エッチング液が溝部を横断するためには、エッチング液は、溝部の内面に沿った非一直線的な経路や、エッチング液耐性保護膜において溝部に入り込む部位の表面に沿った非一直線的な経路を、進まなければならない。そのため、本方法のウエットエッチング工程では、圧電駆動部に沿って設けられた溝部をエッチング液耐性保護膜が覆い且つ当該溝部にエッチング液耐性保護膜の一部が入り込む構造は、エッチング液が可動部とエッチング液耐性保護膜との接合界面を進行して圧電駆動部に接近または到達するのを抑制する機能を発揮する。このように、本方法は、圧電駆動部（保護対象箇所）を充分に保護しつつ行うのに適したウエットエッチング工程を含む。したがって、本方法は、上述の構成を有するマイクロ可動素子を製造するうえで好適である。
【００４０】
好ましくは、溝形成工程では、圧電駆動部に沿って並列して延びる複数条の溝部を第１層に形成し、保護膜形成工程では、圧電駆動部および複数条の溝部を覆い且つ各溝部に一部が入り込むエッチング液耐性保護膜を形成する。このような構成は、エッチング液が可動部とエッチング液耐性保護膜との接合界面を進行して圧電駆動部に接近または到達するのを抑制するうえで、好適である。
【００４１】
好ましくは、溝部は、第１層において圧電駆動部が接合する箇所を取り囲む。このような構成は、可動部とエッチング液耐性保護膜との接合界面を進行するエッチング液から圧電駆動部を保護するうえで、好適である。
【００４２】
好ましくは、溝部は、屈曲して延び方向が変化するコーナ部を有し、当該コーナ部の内角は９０°より大きい。或は、溝部は、湾曲して延び方向が変化するコーナ部を有するのが好ましい。溝部がコーナ部を有する場合、これらのコーナ部の方が、内角が９０°以下であるように屈曲して延び方向が変化するコーナ部よりも、エッチング液の横断を抑制する能力に優れる。
【００４３】
好ましくは、エッチング液耐性保護膜は、主成分としてポリイミドを含む。主成分としてポリイミドを含むエッチング液耐性保護膜は、耐熱性にも優れる傾向にあり、エッチング液耐性保護膜に耐熱性が求められる場合に好適である。
【００４４】
本発明の第３の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。本マイクロ可動素子は、ベース基板と、ベース基板に接合している固定部と、固定部に固定された固定端を有してベース基板に沿って延びる可動部と、ベース基板とは反対の側において可動部上および固定部上にわたって設けられ、且つ、可動部および固定部に接する第１電極膜、第２電極膜、並びに当該第１および第２電極膜の間の圧電膜からなる積層構造を有する圧電駆動部とを備える。可動部および／または固定部には、圧電駆動部に沿って延びる溝部が設けられている。本マイクロ可動素子は、本発明の第２の側面の方法により製造されるものである。
【００４５】
本発明の第３の側面のマイクロ可動素子は、可動部におけるベース基板とは反対の側に設けられた可動コンタクト部と、可動コンタクト部に対向する部位を各々が有し且つ各々が固定部に接合している一対の固定コンタクト電極とを更に備えてもよい。可動部上の可動コンタクト部により固定コンタクト電極対間が電気的に橋渡しされる閉状態と、固定コンタクト電極対から可動コンタクト部が離隔している開状態とが、選択的に実現されるマイクロスイッチング素子として、本マイクロ可動素子を構成してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１から図５は、本発明に係るマイクロ可動素子の一形態であるマイクロスイッチング素子Ｘ１を表す。図１は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の平面図であり、図２は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の一部省略平面図である。図３および図５は、各々、図１の線III−IIIおよび線V−Vに沿った断面図である。図４は、図１の線IV−IVに沿った拡大断面図である。
【００４７】
マイクロスイッチング素子Ｘ１は、ベース基板Ｓ１と、固定部１１と、可動部１２と、可動コンタクト部１３と、一対の固定コンタクト電極１４（図２において省略）と、圧電駆動部１５とを備える。
【００４８】
固定部１１は、図３から図５に示すように、境界層１１’を介してベース基板Ｓ１に接合している。また、固定部１１は、単結晶シリコンなどのシリコン材料よりなる。固定部１１を構成するシリコン材料は、１０００Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有するのが好ましく、また、Ｎ型であるのが好ましい。境界層１１’は例えば酸化シリコンよりなる。
【００４９】
可動部１２は、例えば図２に示すように固定部１１に固定された固定端１２ａを有し、図５に示すようにベース基板Ｓ１に沿って延び、且つ、スリット１６を介して固定部１１に囲まれている。また、可動部１２は、胴部１２Ａおよびヘッド部１２Ｂを有する。可動部１２について、図３および図４に示す厚さＴ１は例えば５μｍ以上である。胴部１２Ａについて、図２に示す長さＬ１は例えば４００μｍであり、長さＬ２は例えば３０μｍである。ヘッド部１２Ｂについて、図２に示す長さＬ３は例えば１００μｍであり、長さＬ４は例えば３０μｍである。スリット１６の幅は例えば２μｍである。可動部１２は、例えば単結晶シリコンよりなる。可動部１２が単結晶シリコンよりなる場合、可動部１２において不当な内部応力が発生しにくい。従来のＭＥＭＳスイッチでは、可動部の形成手法として薄膜形成技術が利用されることがあるが、この場合、形成された可動部には内部応力が発生しやすく、当該内部応力に起因して可動部が不当に変形してしまうという不具合が生じやすい。可動部の不当な変形は、ＭＥＭＳスイッチの諸特性の劣化を誘発してしまうので、好ましくない。
【００５０】
可動コンタクト部１３は、図２によく表れているように、可動部１２におけるヘッド部１２Ｂ上に設けられている。一対の固定コンタクト電極１４の各々は、図３および図５に示すように、固定部１１上に立設されており、且つ、可動コンタクト部１３に対向する接触部１４ａを有する。固定コンタクト電極１４の厚さＴ２は、例えば５μｍ以上である。また、各固定コンタクト電極１４は、所定の配線（図示略）を介してスイッチング対象の所定の回路に接続されている。可動コンタクト部１３および一対の固定コンタクト電極１４は、好ましくは、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、またはＲｕから選択される貴金属、或は、当該貴金属を含む合金からなる。
【００５１】
圧電駆動部１５は、電極膜１５ａ，１５ｂと、これらの間の圧電膜１５ｃとからなり、可動部１２上および固定部１１上にわたって設けられている。電極膜１５ａ，１５ｂは、各々、例えば、Ｔｉ下地層およびＰｔ主層からなる積層構造を有する。電極膜１５ｂは、所定の配線（図示略）を介してグラウンド接続されている。圧電膜１５ｃは、電界が加えられることにより歪みが生じる性質（逆圧電効果）を示す圧電材料からなる。そのような圧電材料としては、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体）、ＭｎがドープされたＺｎＯ、ＺｎＯ、またはＡｌＮを採用することができる。電極膜１５ａ，１５ｂの厚さは例えば０.５５μｍであり、圧電膜１５ｃの厚さは例えば１.５μｍである。
【００５２】
固定部１１および可動部１２には、図１，２，４，５に示すように、溝部１７が設けられている。図の簡潔化の観点から、図１，２，５においては溝部１７を太線で表す。溝部１７は、圧電駆動部１５に沿って延び、直角に屈曲するコーナ１７ａを有する。溝部１７の深さは、固定部１１および可動部１２の厚さより小さい限りにおいて、例えば３〜１５μｍである。溝部１７の幅は例えば１〜５μｍである。
【００５３】
このような構成のマイクロスイッチング素子Ｘ１において、電極膜１５ａに正の所定電位を付与すると、電極膜１５ａおよび電極膜１５ｂの間には電界が生じ、圧電膜１５ｃ内には面内方向に収縮力が生じる。可動部１２により直接的に支持されている電極膜１５ａから遠いほど、即ち電極膜１５ｂに近いほど、圧電膜１５ｃ内の圧電材料は面内方向に収縮しやすい。そのため、上述の収縮力に起因する面内方向収縮量については、圧電膜１５ｃ内の電極膜１５ａ側から電極膜１５ｂ側にかけて次第に大きくなり、可動部１２は、可動コンタクト部１３が一対の固定コンタクト電極１４ないし接触部１４ａに当接する位置まで弾性変形することとなる。これにより、マイクロスイッチング素子Ｘ１の閉状態が達成される。閉状態においては、可動コンタクト部１３により一対の固定コンタクト電極１４が電気的に橋渡しされ、電流が固定コンタクト電極対１４間を通過することが許容される。このようにして、例えば高周波信号のオン状態を達成することができる。
【００５４】
閉状態にあるマイクロスイッチング素子Ｘ１において、圧電駆動部１５に対する電位付与を停止することによって電極膜１５ａおよび電極膜１５ｂの間の電界を消滅させると、圧電膜１５ｃおよび可動部１２はその自然状態に復帰し、可動コンタクト部１３は、両固定コンタクト電極１４から離隔する。これにより、マイクロスイッチング素子Ｘ１の開状態が達成される。開状態では、一対の固定コンタクト電極１４が電気的に分離され、電流が固定コンタクト電極対１４間を通過することは阻まれる。このようにして、例えば高周波信号のオフ状態を達成することができる。
【００５５】
図６から図１３は、マイクロスイッチング素子Ｘ１の製造方法を、図１の線III−IIIに沿った断面の一部の変化、および、図１の線IV−IVに沿った拡大断面の変化として表す。マイクロスイッチング素子Ｘ１の製造においては、まず、図６（ａ）に示すような基板２０を用意する。基板２０は、ＳＯＩ（silicon on insulator）基板であり、第１層２１、第２層２２、および、これらの間の中間層２３よりなる積層構造を有する。本実施形態では、例えば、第１層２１の厚さは１０μｍであり、第２層２２の厚さは４００μｍであり、中間層２３の厚さは２μｍである。第１層２１は、例えば単結晶シリコンよりなり、上述の固定部１１および可動部１２へと加工される部位である。第２層２２は、例えば単結晶シリコンよりなり、上述の基板Ｓ１へと加工される部位である。中間層２３は、本実施形態では絶縁性の物質よりなり、上述の境界層１１’へと加工される部位である。そのような絶縁物質としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどを採用することができる。
【００５６】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板２０の第１層２１上に圧電駆動部１５を形成する。圧電駆動部１５の形成においては、まず、第１層２１上に電極膜１５ａ用の第１導電膜を形成する。次に、第１導電膜上に圧電膜１５ｃ用の圧電材料膜を形成する。次に、圧電材料膜上に電極膜１５ｂ用の第２導電膜を形成する。その後、各膜を、所定のマスクを使用して行うエッチング処理により、パターニングする。第１および第２導電膜は、例えば、スパッタリング法により、例えばＴｉを成膜し、続いてその上に例えばＰｔを成膜することによって形成することができる。Ｔｉ膜の厚さは例えば５０ｎｍであり、Ｐｔ膜の厚さは例えば５００ｎｍである。圧電材料膜は、例えばスパッタリング法により、所定の圧電材料を成膜することによって形成することができる。
【００５７】
次に、図７（ａ）に示すように、第１層２１上に可動コンタクト部１３を形成する。例えば、まず、スパッタリング法により、第１層２１上に例えばＣｒを成膜し、続いてその上に例えばＡｕを成膜する。Ｃｒ膜の厚さは例えば５０ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは例えば５００ｎｍである。次に、フォトリソ法により当該導体多層膜上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、当該導体多層膜に対してエッチング処理を施す。このようにして、第１層２１上に、可動コンタクト部１３をパターン形成することができる。
【００５８】
次に、図７（ｂ）に示すように、フォトリソ法により、圧電駆動部１５および可動コンタクト部１３を覆いつつレジストパターン３１を第１層２１上に形成する。レジストパターン３１は、圧電駆動部１５に沿って延びる上述の溝部１７に対応する開口部３１ａを有する。
【００５９】
次に、図８（ａ）に示すように溝部１７を形成する。具体的には、レジストパターン３１をマスクとして、第１層２１に対して当該第１層２１の厚さ方向の途中まで異方性エッチング処理を施す。エッチング手法としては、ＤＲＩＥ（deep reactive ion etching）を採用することができる。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。
【００６０】
次に、レジストパターン３１を除去した後、図８（ｂ）に示すように、圧電駆動部１５および溝部１７を覆い且つ一部が溝部１７に入り込む保護膜３２を形成する。具体的には、感光性ポリイミドを基板２０の第１層２１側に成膜した後、フォトリソ法により感光性ポリイミドをパターニングすることによって、保護膜３２を形成することができる。保護膜３２の厚さは例えば２μｍである。圧電駆動部１５の特に圧電膜１５ｃは、後出の犠牲層３４の除去と中間層２３の一部の除去とを目的として行うウエットエッチング処理にて使用すべきエッチング液により浸食される傾向がある。保護膜３２は、このような圧電駆動部１５ないし圧電膜１５ｃを保護するためのものであり、当該エッチング液に対する耐性を有する。
【００６１】
次に、図９（ａ）に示すように、フォトリソ法により第１層２１上にレジストパターン３３を形成する。レジストパターン３３は、上述のスリット１６に対応する開口部３３ａを有する。
【００６２】
次に、図９（ｂ）に示すようにスリット１６を形成する。具体的には、レジストパターン３３をマスクとして、第１層２１に対して中間層２３に至るまで異方性エッチング処理を施す。エッチング手法としては、ＤＲＩＥを採用することができる。本工程にて、第１層２１において固定部１１および可動部１２が残存形成されることとなる。
【００６３】
次に、レジストパターン３３を除去した後、図１０（ａ）に示すように、スリット１６を塞ぐように、基板２０の第１層２１側に犠牲層３４を形成する。犠牲層３４の厚さは例えば４μｍである。犠牲層材料としては例えば酸化シリコンを採用することができる。犠牲層３４を形成するための手法としては、プラズマＣＶＤ法を採用することができる。プラズマＣＶＤ法を採用する場合、基板２０は例えば２００〜３００℃に加熱されるところ、本実施形態において保護膜３２を構成する感光性ポリイミドは、このような高温条件下で劣化しない程度の耐熱性を有する。また、本工程では、スリット１６の側壁の一部にも犠牲層材料が堆積されるため、スリット１６は塞がれるのである。
【００６４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、犠牲層３４において可動コンタクト部１３に対応する箇所に２つの凹部３４ａを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層３４上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、犠牲層３４に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。各凹部３４ａは、固定コンタクト電極１４の接触部１４ａを形成するためのものであり、例えば３μｍの深さを有する。
【００６５】
次に、図１１（ａ）に示すように、犠牲層３４をパターニングして開口部３４ｂを形成する。具体的には、フォトリソ法により犠牲層３４上に所定のレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをマスクとして、犠牲層３４に対してエッチング処理を施す。エッチング手法としては、ウエットエッチングを採用することができる。開口部３４ｂは、固定部１１において固定コンタクト電極１４が接合する領域を露出させるためのものである。
【００６６】
次に、図１１（ａ）に示す被加工構造体において犠牲層３４が設けられている側の表面に通電用の下地膜（図示略）を形成した後、図１１（ｂ）に示すようにレジストパターン３５を形成する。下地膜は、例えば、スパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＣｒを成膜し、続いてその上に厚さ５００ｎｍのＡｕを成膜することによって形成することができる。レジストパターン３５は、一対の固定コンタクト電極１４に対応する開口部３５ａを有する。
【００６７】
次に、図１２（ａ）に示すように、一対の固定コンタクト電極１４を形成する。具体的には、開口部３５ａにて露出する下地膜上に、電気めっき法により例えばＡｕを成長させる。
【００６８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジストパターン３５をエッチング除去する。この後、下地膜において露出している部分をエッチング除去する。これらエッチング除去においては、各々、所定のエッチング液を使用して行うウエットエッチングを採用することができる。
【００６９】
次に、図１３（ａ）に示すように、犠牲層３４および中間層２３の一部を除去する。具体的には、犠牲層３４および中間層２３に対してウエットエッチング処理を施す。エッチング液としては、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）を採用することができる。本エッチング処理では、まず犠牲層３４が除去され、その後、スリット１６に臨む箇所から中間層２３の一部が除去される。このエッチング処理は、可動部２０の全体と第２層２２との間に適切に空隙が形成された後に停止する。図１３（ａ）に表れている空隙Ｇは、スリット１６において固定コンタクト電極１４に沿う箇所から浸入したエッチング液が中間層２３に作用して形成されたものである。このようにして、中間層２３において境界層１１’を残存形成することができる。また、第２層２２は、ベース基板Ｓ１を構成することとなる。
【００７０】
次に、必要に応じて、固定コンタクト電極１４の下面に付着している上述の下地膜の一部（例えばＣｒ膜）をウエットエッチングにより除去した後、超臨界乾燥法により素子全体を乾燥する。この後、図１３（ｂ）に示すように、保護膜３２を除去する。除去手法としては、例えば、エッチングガスとしてＯ2ガスを使用して行うＲＩＥを採用することができる。
【００７１】
以上のようにして、マイクロスイッチング素子Ｘ１を製造することができる。上述の方法では、可動コンタクト部１３に対向する接触部１４ａを有する固定コンタクト電極１４について、図１２（ａ）を参照して上述した工程において、めっき法によって犠牲層３４上に厚く形成することができる。そのため、一対の固定コンタクト電極１４については、充分な厚さを設定することが可能なのである。このようなマイクロスイッチング素子Ｘ１は、閉状態における挿入損失の低減を図るうえで好適である。
【００７２】
マイクロスイッチング素子Ｘ１においては、固定コンタクト電極１４の接触部１４ａの下表面（即ち可動コンタクト部１３と接触し得る面）は、めっき成長端面でないので平坦性が高く、従って、可動コンタクト部１３と接触部１４ａとの間のエアギャップについて高い寸法精度で形成することができる。高い寸法精度のエアギャップは、閉状態における挿入損失を低減するうえで好適であり、且つ、開状態におけるアイソレーション特性を高めるうえでも好適である。
【００７３】
図１３（ａ）を参照して上述した工程では、可動部１２と保護膜３２との接合界面をエッチング液が進行する場合に当該エッチング液が溝部１７を横断するためには、エッチング液は、溝部１７の内面に沿った非一直線的な経路や、保護膜３２において溝部１７に入り込む部位の表面に沿った非一直線的な経路を、進まなければならない。そのため、図１３（ａ）を参照して上述した工程では、圧電駆動部１５に沿って設けられた溝部１７を保護膜３２が覆い且つ溝部１７に保護膜３２の一部が入り込む構造は、エッチング液が可動部１２と保護膜３２との接合界面を進行して圧電駆動部１５に接近または到達するのを抑制する機能を発揮する。したがって、上述の方法によると、圧電駆動部１５を充分に保護しつつ、図１３（ａ）を参照して上述したウエットエッチング処理を実行することが可能であり、マイクロスイッチング素子Ｘ１を適切に製造することが可能なのである。
【００７４】
マイクロスイッチング素子Ｘ１においては、溝部１７に代えて、図１４に示すような二連の溝部１８Ａ、図１５に示すような溝部１８Ｂ、または図１６に示すような溝部１８Ｃを採用してもよい。図の簡潔化の観点から、図１４から図１６においては、溝部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを太線で表す。
【００７５】
図１４に示す二連の溝部１８Ａは、並列して圧電駆動部１５に沿って延びる。溝部１７に代えて溝部１８Ａを採用する場合、図７（ｂ）を参照して上述した工程では、レジストパターン３１の代わりに、二連の溝部１８Ａに対応する開口部を有するレジストパターンを形成する。図８（ａ）を参照して上述した工程では、当該代替レジストパターンをマスクとして、第１層２１に対して当該第１層２１の厚さ方向の途中まで異方性エッチング処理を施す。そして、図８（ｂ）を参照して上述した工程では、圧電駆動部１５および二連の溝部１８Ａを覆うように保護膜３２を形成する。二連の溝部１８Ａを保護膜３２が覆い且つ各溝部１８Ａに保護膜３２の一部が入り込む構造は、溝部１７を保護膜３２が覆い且つ溝部１７に保護膜３２の一部が入り込む構造よりも、図１３（ａ）を参照して上述した工程においてエッチング液が可動部１２と保護膜３２との接合界面を進行して圧電駆動部１５に接近または到達するのを抑制する機能に、優れる。
【００７６】
図１５に示す溝部１８Ｂは、内角（圧電駆動部１５の側の角度）が９０°より大きいコーナ１８ｂを有する。溝部１７に代えて溝部１８Ｂを採用する場合、図７（ｂ）を参照して上述した工程では、レジストパターン３１の代わりに、溝部１８Ｂに対応する開口部を有するレジストパターンを形成する。図８（ａ）を参照して上述した工程では、当該代替レジストパターンをマスクとして、第１層２１に対して当該第１層２１の厚さ方向の途中まで異方性エッチング処理を施す。そして、図８（ｂ）を参照して上述した工程では、圧電駆動部１５および溝部１８Ｂを覆うように保護膜３２を形成する。内角が９０°より大きいコーナ１８ｂは、溝部１７における内角が９０°のコーナ部よりも、図１３（ａ）を参照して上述した工程においてエッチング液の横断を抑制する能力に優れることが判っている。
【００７７】
図１６に示す溝部１８Ｃは、湾曲して延び方向が変化するコーナ１８ｃを有する。溝部１７に代えて溝部１８Ｃを採用する場合、図７（ｂ）を参照して上述した工程では、レジストパターン３１の代わりに、溝部１８Ｃに対応する開口部を有するレジストパターンを形成する。図８（ａ）を参照して上述した工程では、当該代替レジストパターンをマスクとして、第１層２１に対して当該第１層２１の厚さ方向の途中まで異方性エッチング処理を施す。そして、図８（ｂ）を参照して上述した工程では、圧電駆動部１５および溝部１８Ｃを覆うように保護膜３２を形成する。湾曲して延び方向が変化するコーナ１８ｃは、溝部１７における内角が９０°のコーナ部よりも、図１３（ａ）を参照して上述した工程においてエッチング液の横断を抑制する能力に優れることが判っている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図２】図１に示すマイクロスイッチング素子の一部省略平面図である。
【図３】図１の線III−IIIに沿った断面図である。
【図４】図１の線IV−IVに沿った拡大断面図である。
【図５】図１の線V−Vに沿った断面図である。
【図６】図１に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図７】図６の後に続く工程を表す。
【図８】図７の後に続く工程を表す。
【図９】図８の後に続く工程を表す。
【図１０】図９の後に続く工程を表す。
【図１１】図１０の後に続く工程を表す。
【図１２】図１１の後に続く工程を表す。
【図１３】図１２の後に続く工程を表す。
【図１４】図１に示すマイクロスイッチング素子の変形例の一部省略平面図である。
【図１５】図１に示すマイクロスイッチング素子の他の変形例の一部省略平面図である。
【図１６】図１に示すマイクロスイッチング素子の他の変形例の一部省略平面図である。
【図１７】ＭＥＭＳ技術を利用して製造された従来のマイクロスイッチング素子の部分平面図である。
【図１８】図１７の線XVIII‐XVIIIに沿った断面図である。
【図１９】図１７に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図２０】図１９の後に続く工程を表す。
【図２１】以前の出願に係るマイクロスイッチング素子の平面図である。
【図２２】図２１に示すマイクロスイッチング素子の一部省略平面図である。
【図２３】図２１の線XXIII−XXIIIに沿った断面図である。
【図２４】図２１の線XXIV−XXIVに沿った断面図である。
【図２５】図２１の線XXV−XXVに沿った断面図である。
【図２６】図２１に示すマイクロスイッチング素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図２７】図２６の後に続く工程を表す。
【図２８】図２７の後に続く工程を表す。
【図２９】図２８の後に続く工程を表す。
【符号の説明】
【００７９】
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３      マイクロスイッチング素子
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３      ベース基板
１１，５１，６１      固定部
１２，５２，６２      可動部
１３，５３，６３      可動コンタクト部
１４，５４，６４      固定コンタクト電極
１５，６５      圧電駆動部
１５ａ，１５ｂ，６５ａ，６５ｂ      電極膜
１５ｃ，６５ｃ      圧電膜
１６，６６      スリット
１７，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ      溝部
１７ａ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ      コーナ
３１，３３，３５      レジストパターン
３２，８１      保護膜
３４，８２      犠牲層
【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２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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