(57)【要約】【課題】  製造工程に工夫を凝らし、余分な工程に依存することなく、所定の共振周波数を確保するようにした共振振動デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】  エッチング後のシリコン基板のハーフ部位の厚さを測定し、この測定厚さに基づき反射ミラーの共振振動による周波数を所望の共振周波数にするように圧電素子の圧電膜の膜厚を調整するように決定し、このように決定された圧電膜の調整膜厚となるように圧電素子を形成する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、この支持体から振動可能に延出する梁と、この梁の振動に伴い共振振動するように前記梁に支持される振動素子とからなる構成を、基板を用いて一体に形成し、前記梁を振動させるように駆動する圧電素子を両電極間に圧電膜を介装する構成でもって前記梁に形成する共振振動デバイスの製造方法において、
前記基板の厚さを測定する厚さ測定工程と、
この厚さ測定工程において測定された前記基板の厚さに基づき前記振動素子の共振振動による周波数を所望の共振周波数にするように前記圧電膜の形成条件を決定する圧電膜形成条件決定工程と、
当該圧電膜形成条件決定工程で決定された前記圧電膜の形成条件に基づいて、前記圧電素子を形成する圧電素子形成工程とを備えることを特徴とする共振振動デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記厚さ測定工程では、前記基板のうち前記梁の形成部位の厚さを前記基板の厚さとして測定することを特徴とする請求項１に記載の共振振動デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記圧電膜形成条件決定工程において決定される圧電膜の形成条件が、前記所望の共振周波数に対応する前記圧電膜の膜厚であることを特徴とする請求項１或いは２に記載の共振振動デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記厚さ測定工程において、前記基板のうち前記梁の形成部位の厚さに加え、基板のうち前記振動素子の形成部位の厚さをも測定し、
前記圧電膜形成条件決定工程において、前記梁の形成部位の厚さに前記振動素子の形成部位の厚さをも加味して、前記振動素子の共振振動による周波数を前記所望の共振周波数にするように前記圧電膜の膜厚を決定することを特徴とする請求項３に記載の共振振動デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記厚さ測定工程において、前記基板のうち前記梁の形成部位の厚さに加え、当該梁の形成部位の幅及び長さ並びに前記基板のうち前記振動素子の形成部位の幅及び長さをも測定し、
前記圧電膜形成条件決定工程において、前記梁の形成部位の厚さに当該梁の形成部位の幅及び長さ並びに前記基板のうち前記振動素子の形成部位の幅及び長さをも加味して、前記振動素子の共振振動による周波数を前記所望の共振周波数にするように前記圧電膜の膜厚を決定することを特徴とする請求項３に記載の共振振動デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記圧電素子形成工程では、
前記圧電膜形成条件である前記圧電膜の膜厚に基づいて当該圧電膜の形成時間を決定する圧電膜形成時間決定工程を備え、
前記圧電素子の前記圧電膜の形成を、前記圧電膜の形成時間でもって行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の共振振動デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記圧電素子形成工程では、前記圧電膜の形成をスパッタリング法或いはＡＤ法を用いて行うことを特徴とする請求項６に記載の共振振動デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、梁の振動を利用する光スキャナその他の共振振動デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の共振振動デバイスの製造方法においては、例えば、下記特許文献１に開示されたガルバノ装置の製造方法がある。この製造方法では、反射ミラー及びトーションバーの双方が、トーションバーでもって反射ミラーを揺動可能に支持するようにシリコン基板に形成され、然る後、反射ミラーの共振周波数が設定値から外れる場合に、反射ミラー及びトーションバーにエッチングを施して、反射ミラーの共振周波数が設定共振周波数に合わせ込まれるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２２８９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記ガルバノ装置の製造方法によれば、上述のように、反射ミラー及びトーションバーの双方がシリコン基板に形成された後に反射ミラーの共振周波数がエッチングにより設定値に合わせ込まれる。
【０００４】
従って、このようなエッチングによる合わせ込みの工程が、余分な付加的工程となって、ガルバノ装置の製造工程の増加を招く要因となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、製造工程に工夫を凝らし、余分な工程に依存することなく、所定の共振周波数を確保するようにした共振振動デバイスの製造方法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】
【０００６】
上記課題の解決にあたり、本発明に係る共振振動デバイスの製造方法では、請求項１の記載によれば、支持体（１０）と、この支持体から振動可能に延出する梁（２０）と、この梁の振動に伴い共振振動するように梁に支持される振動素子（３０）とからなる構成を、基板（１００）を用いて一体に形成し、梁を振動させるように駆動する圧電素子（４０）を両電極（４１、４３）間に圧電膜（４２）を介装する構成でもって梁に形成する。
【０００７】
当該共振振動デバイスの製造方法において、基板の厚さを測定する厚さ測定工程（Ｓ５１）と、この厚さ測定工程において測定された基板の厚さに基づき振動素子の共振振動による周波数を所望の共振周波数にするように圧電膜の形成条件を決定する圧電膜形成条件決定工程（Ｓ５２〜Ｓ５５）と、圧電膜形成条件決定工程で決定された圧電膜の形成条件に基づいて、圧電素子を形成する圧電素子形成工程（Ｓ５６〜Ｓ５９ａ）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このように、基板の測定厚さに基づき振動素子の共振振動による周波数を所望の共振周波数にするように圧電膜の形成条件を決定し、当該圧電膜の形成条件に基づいて圧電素子を形成する。
【０００９】
これにより、共振振動デバイスの製造過程において、振動素子の所望の共振周波数を精度よく確保することができる。その結果、共振振動デバイスの製造後において、振動素子の共振周波数を上記所望の値に再調整する工程が不要となり、当該共振振動デバイスの製造工程を簡素化し得る。
【００１０】
また、本発明では、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の共振振動デバイスの製造方法において、厚さ測定工程では、基板のうち上記梁の形成部位の厚さを基板の厚さとして測定することを特徴とする。
【００１１】
これにより、請求項１に記載の発明の作用効果をより一層精度よく達成し得る。
【００１２】
また、本発明では、請求項３の記載によれば、請求項１或いは２に記載の共振振動デバイスの製造方法において、圧電膜形成条件決定工程において決定される圧電膜の形成条件が、上記所望の共振周波数に対応する圧電膜の膜厚であることを特徴とする。
【００１３】
このように、圧電膜の形成条件を上記所望の共振周波数に対応する圧電膜の膜厚とすることで、請求項１或いは２に記載の発明の作用効果をより一層向上させ得る。
【００１４】
また、本発明では、請求項４の記載によれば、請求項３に記載の共振振動デバイスの製造方法において、厚さ測定工程にて、基板のうち上記梁の形成部位の厚さに加え、基板のうち上記振動素子の形成部位の厚さをも測定し、圧電膜形成条件決定工程において、上記梁の形成部位の厚さに上記振動素子の形成部位の厚さをも加味して、振動素子の共振振動による周波数を上記所望の共振周波数にするように圧電膜の膜厚を決定することを特徴とする。
【００１５】
このように、上記梁の形成部位の厚さに、上記振動素子の形成部位の厚さをも加味して、振動素子の上記所望の共振周波数を得るように圧電膜の膜厚を決定することで、圧電素子の圧電膜の形成がより一層精度よくなされ得る。その結果、請求項３に記載の発明の作用効果がより一層精度よく向上され得る。
【００１６】
また、本発明では、請求項５の記載によれば、請求項３に記載の共振振動デバイスの製造方法において、厚さ測定工程にて、基板のうち上記梁の形成部位の厚さに加え、当該梁の形成部位の幅及び長さ並びに基板のうち上記振動素子の形成部位の幅及び長さをも測定し、圧電膜形成条件決定工程において、上記梁の形成部位の厚さに当該梁の形成部位の幅及び長さ並びに基板のうち上記振動素子の形成部位の幅及び長さをも加味して、振動素子の共振振動による周波数を上記所望の共振周波数にするように圧電膜の膜厚を決定することを特徴とする。
【００１７】
このように、上記梁の形成部位の厚さに、当該梁の形成部位の幅及び長さ並びに基板のうち上記振動素子の形成部位の幅及び長さをも加味して、振動素子の上記所望の共振周波数を得るように圧電膜の膜厚を決定することで、圧電素子の圧電膜の形成がより一層精度よくなされ得る。その結果、請求項３に記載の発明の作用効果がより一層精度よく向上され得る。
【００１８】
また、本発明では、請求項６の記載によれば、請求項３〜５のいずれか１つに記載の共振振動デバイスの製造方法において、圧電素子形成工程では、上記圧電膜形成条件である圧電膜の膜厚に基づいて当該圧電膜の形成時間を決定する圧電膜形成時間決定工程（Ｓ５６）を備え、圧電素子の圧電膜の形成を、上記圧電膜の形成時間でもって行うことを特徴とする。
【００１９】
このように、圧電膜の膜厚に基づいて決定した当該圧電膜の形成時間でもって、圧電素子の圧電膜の形成を行うので、請求項３〜５のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層具体的に向上され得る。
【００２０】
また、本発明では、請求項７の記載によれば、請求項６に記載の共振振動デバイスの製造方法において、圧電素子形成工程では、圧電膜の形成をスパッタリング法或いはＡＤ法を用いて行うことを特徴とする。
【００２１】
これにより、精度の高い膜厚調整を行うことができ、その結果、請求項６に記載の発明の作用効果をより一層向上し得る。  
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであるが、この実施形態に限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の各実施形態を図面により説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明が適用される光スキャナの第１実施形態を示している。この光スキャナは、マイクロマシニング技術により、図１にて示す構成を有するように製造されている。当該光スキャナは、板状の環状枠体１０と、二組の両梁２０と、円板状反射ミラー３０と、二組の両圧電素子４０とを備えている。なお、図１において図示左斜め上側及び図示右斜め下側が当該光スキャナの左側及び右側に相当する。また、図１において図示右斜め上側及び図示斜め下側が当該光スキャナの前側及び後側に相当する。
【００２４】
環状枠体１０は、環状外枠１０ａ及び環状内枠１０ｂを有している。環状外枠１０ａは、左右両側辺部１１及び前後両側辺部１２でもって、四角形状となるように一体的に形成されている。
【００２５】
環状内枠１０ｂは、図１にて示すごとく、左右両中央側厚肉部１３及び前後両側のコ字状薄肉部１４を有するように、環状外枠１０ａとその内側にて一体的に形成されている。左右両中央側厚肉部１３は、外枠１０ａの左右両側辺部１１の各長手方向中央からその内方に向け互いに対向するように延出している。なお、当該左右両中央側厚肉部１３は環状外枠１０ａと同一の厚さを有する。
【００２６】
前後両側薄肉部１４は、図１にて示すごとく、両側辺部１４ａ及び接続部１４ｂでもってコ字状に形成されている。ここで、これら前後両側薄肉部１４は、環状外枠１０ａの裏面から表面側へ当該外枠１０ａよりも薄い厚さにて形成されている。なお、前側薄肉部１４は、その両側辺部１４ａにて、左右両中央側厚肉部１３を介し、後側薄肉部１４の両側辺部１４ａに対向している。
【００２７】
二組の両梁２０は、前後両側薄肉部１４の各接続部１４ｂの長手方向中央から一体的に内方へ互いに対向するように延出している。当該二組の両梁２０のうち、前側両梁２０は、前側薄肉部１４の接続部１４ｂの長手方向中央から一体的に延出している。一方、後側両梁２０は、後側薄肉部１４の接続部１４ｂの長手方向中央から前側両梁２０に向け一体的に延出している。
【００２８】
ここで、前側両梁２０の左側梁及び右側梁は、それぞれ、後側両梁２０の左側梁及び右側梁と同軸的に位置している。また、二組の両梁２０は、薄肉部１４と同一の厚さを有しており、当該二組の両梁２０は、共に、同一の幅及び同一の長さを有する。
【００２９】
反射ミラー３０は、前後両側連結体５０によって二組の両梁２０に一体的に連結支持されている。この連結支持構成につき詳細に説明すると、前後両側連結体５０は、反射ミラー３０に対しその前後方向において対称的な構成を有するもので、当該前後両側連結体５０は、それぞれ、頭部５１の長手方向中央からコ字状脚部５２を延出させて形成されている。
【００３０】
ここで、前側連結体５０は、その頭部５１にて、反射ミラー３０からその前後方向軸に沿い前方へ延出しており、当該前側連結体５０のコ字状脚部５２はその両先端部にて前側両梁２０に連結支持されている。一方、後側連結体５０は、その頭部５１にて、反射ミラー３０からその前後方向に沿い後方へ延出しており、当該後側連結体５０のコ字状脚部５２は、その両先端部にて後側両梁２０に連結支持されている。
【００３１】
これにより、反射ミラー３０は、上述のように、両連結体５０を介し二組の両梁２０により一体的に連結支持されている。なお、反射ミラー３０は、前後両側連結体５０と共に、外枠１０ａと同一の厚さを有する。
【００３２】
二組の両圧電素子４０のうち、前側両圧電素子４０は、図１にて示すごとく、前側薄肉部１４の接続部１４ｂの中央上から前側両梁２０上にかけて形成されており、一方、後側両圧電素子４０は、図１及び図２にて示すごとく、後側薄肉部１４の接続部１４ｂの中央上から後側両梁２０上にかけて形成されている。
【００３３】
二組の両圧電素子４０は、それぞれ、同一構成を有する圧電素子でもって構成されている。そこで、当該二組の圧電素子４０のうち、後側両圧電素子４０の一方である右側圧電素子４０を例にとりその構成につき図２に基づいて説明する。
【００３４】
この右側圧電素子４０は、図２にて示すごとく、下側電極４１、圧電膜４２及び上側電極４３でもって構成されている。当該右側圧電素子４０において、下側電極４１は、後側薄肉部１４の接続部１４ｂの中央上から後側両梁２０の一方である右側梁２０上にかけて形成されている。圧電膜４２は、下側電極４１上に積層状に形成されている。上側電極４３は、圧電膜４２を介し下側電極４１に対向するように、圧電膜４２上に積層状に形成されている。
【００３５】
後側両圧電素子４０の他方である左側圧電素子４０及び前側両圧電素子４０も、それぞれ、上述した後側両圧電素子４０の一方と同様に、下側電極４１、圧電膜４２及び上側電極４３でもって構成されている。後側両圧電素子４０の他方である左側圧電素子４０においては、下側電極４１、圧電膜４２及び上側電極４３が、後側薄肉部１４の接続部１４ｂの中央上から後側両梁２０の他方である左側梁２０上にかけて順次積層して形成されている。
【００３６】
前側両圧電素子４０の一方である左側圧電素子４０においては、下側電極４１、圧電膜４２及び上側電極４３が、前側薄肉部１４の接続部１４ｂの中央上から前側両梁２０の一方である左側梁２０上にかけて順次積層して形成されている。また、前側両圧電素子４０の他方である右側圧電素子４０においては、下側電極４１、圧電膜４２及び上側電極４３が、前側薄肉部１４の接続部１４ｂの中央上から前側両梁２０の他方である右側梁２０上にかけて順次積層して形成されている。
【００３７】
このように構成した当該光スキャナにおいては、前側両圧電素子４０が前側両梁２０を捻れ振動するように駆動し、後側両圧電素子４０が後側両梁２０を前側両梁２０の捻れ振動方向とは逆方向に捻れ振動するように駆動すると、反射ミラー３０が、両連結体５０を介し前後の各両梁２０により所定の共振周波数でもって揺動的に振動される。これに伴い、反射ミラー３０がその反射面に入射する光を走査する。
【００３８】
次に、以上のように構成した光スキャナの製造方法について説明する。当該光スキャナの製造にあたり、シリコン基板１００（図５（ａ）参照）を準備する。当該シリコン基板１００は、多数準備されるシリコン基板の１つであるが、これら多数のシリコン基板の厚さは、約９０（μｍ）〜１１０（μｍ）の範囲以内においてばらついているものとする。
【００３９】
また、当該光スキャナの製造にあたり、この光スキャナの設計仕様が予め設定される。この設計仕様の１つである反射ミラー３０の所定の共振周波数は、次のようにして設定される。
【００４０】
当該光スキャナに所望の特性を与えるためには、シリコン基板１００の厚さはばらつくことなく一定であると仮定した上で、シリコン基板１００のうち前後両側梁２０及び内枠１０ｂの前後両側薄肉部１４を形成する部位の厚さが、例えば、シリコン基板１００の厚さの２分の１の厚さ（以下、ハーフ厚さともいう）に加工されることが望ましいとされる。
【００４１】
また、当該光スキャナにおいて、反射ミラー３０の所定の共振周波数を設定するにあたり、次の式（１）が用いられる。
【００４２】
Ｆｏ＝（１／２π）・（Ｋ／Ｉ）１／２  ・・・（１）
この式（１）において、Ｆｏは反射ミラー３０の所定の共振周波数である。また、Ｋは、シリコン基板１００のうち両梁２０の形成部位の弾性係数であり、また、Ｉは、シリコン基板１００のうち反射ミラー３０の形成部位の慣性モーメントである。
【００４３】
また、弾性係数Ｋ及び慣性モーメントＩは、それぞれ、次の式（２）及び式（３）で与えられる。
【００４４】
Ｋ＝２・κ・ａ・ｂ３・Ｇ／Ｌ  ・・・（２）
Ｉ＝Ｍ・Ｄ２／１２  ・・・（３）
但し、式（２）において、ａ、ｂ及びＬは、それぞれ、梁２０の幅、厚さ及び長さである。κは梁２０の断面係数である。また、Ｇはシリコン基板１００のねじれ剛性である。式（３）において、Ｄは反射ミラー３０の直径である。また、Ｍは、反射ミラー３０の質量であって、次の式（４）でもって与えられる。
【００４５】
Ｍ＝Ｄ２・ｔ・ρ    ・・・（４）
但し、式（４）において、ｔは反射ミラー３０の厚さである。ρはシリコン基板１００の密度である。
【００４６】
以上より、上記所定の共振周波数Ｆｏは、式（１）を用いて、予め設定される。本第１実施形態では、式（１）において、梁２０の厚さｂが上記所定の共振周波数Ｆｏに著しい影響を与えることを考慮して、式（１）の右辺において、当該梁２０の厚さｂを除きＫに含まれる寸法及びＩが上記所定の共振周波数Ｆｏに与える影響は無視してある。
【００４７】
なお、当該光スキャナの構成上、式（１）をそのまま適用することはできないが、上述した慣性モーメントＩ及び弾性係数Ｋを適切に見積もれば、式（１）の適用が可能となる。但し、このような式（１）を用いたモデルの計算は非常に複雑であるため、共振周波数は、通常、シミュレータを使用して算出される。
【００４８】
以下、当該光スキャナの製造工程について順次説明する。なお、図５（ａ）〜（ｇ）は、当該光スキャナの製造過程における断面構造の変化を、図１の図示Ａ−Ａ線に沿う断面で示す。
１．酸化膜形成工程
まず、酸化膜形成工程Ｓ１０（図３参照）において、図５（ａ）にて示すごとく、表面側酸化膜１１０をシリコン基板１００の表面１０１に形成するとともに、裏面側酸化膜１１０を当該シリコン基板１００の裏面１０２に形成する。
２．パターニング工程
次に、パターニング工程Ｓ２０において、両レジスト膜を用いて両酸化膜１１０に対しフォトリソグラフィ処理及びエッチング処理を施した後、両酸化膜１１０からレジストを除去する。これにより、両酸化膜１１０が、両酸化パターン膜１１０ａとして形成される（図５（ｂ）参照）。
【００４９】
ここで、図５（ｂ）において、各符号１１１は、表面側酸化パターン膜１１０ａのうち図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。また、各符号１１２、１１３は、裏面側酸化パターン膜１１０ａのうち図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す。なお、符号１１１、１１２で示す各断面は、当該光スキャナの枠体１０の後側部の断面に対応し、符号１１３で示す断面は、当該光スキャナの後側両梁２０の断面に対応する。
３．エッチング工程
ついで、エッチング工程Ｓ３０において、シリコン基板１００に対し両酸化パターン膜１１０ａを介し異方性のウェットエッチング処理を施す。
【００５０】
このウェットエッチング処理では、シリコン基板１００がその表面側から表面側酸化パターン膜１１０ａを介しウェットエッチングされる。即ち、シリコン基板１００のうち表面側酸化パターン膜１１０ａに対する対応部以外の部位が、シリコン基板１００の表面側からウェットエッチングされる。
【００５１】
また、当該シリコン基板１００がその裏面側から裏面側酸化パターン膜１１０ａを介しウェットエッチングされる。即ち、シリコン基板１００のうち裏面側酸化パターン膜１１０ａに対する対応部以外の部位が、シリコン基板１００の裏面側からウェットエッチングされる。
【００５２】
ここで、両酸化パターン膜１１０ａは、上述のごとく、互いにパターン形状を異にする。このため、シリコン基板１００のうち表面側酸化パターン膜１１０ａに対する対応部以外の部位が、当該シリコン基板１００の裏面側へウェットエッチングされる。本実施形態では、シリコン基板１００のうち表面側酸化パターン膜１１０ａに対する対応部以外の部位（以下、ハーフ部位ともいう）は、シリコン基板１００の２分の１の厚さ（ハーフ厚さともいう）になるようにウェットエッチングされる。これにより、シリコン基板１００は、エッチング基板１００ａ（図５（ｃ）参照）として形成される。
４．酸化膜パターン除去工程
然る後、酸化パターン膜除去工程Ｓ４０において、両酸化パターン膜１１０ａをエッチング基板１００ａから除去する。
５．圧電素子成形工程
次に、圧電素子形成工程Ｓ５０について説明する（図３及び図４参照）。まず、ハーフ部位厚さ測定工程Ｓ５１にて、エッチング基板１００ａのうち上記ハーフ部位の厚さ（ハーフ厚さ）を触針法により測定する。なお、当該触針法に限らず、半導体製造の検査工程で通常使用される水銀ランプを用いた膜厚測定器、或いはレーザ走査式膜厚測定器でもって上記ハーフ部位の厚さを測定するようにしてもよい。
【００５３】
ついで、膜厚設定工程Ｓ５２において、圧電素子４０の圧電膜４２の膜厚を設定する。この設定にあたり、本発明者等は、圧電膜の膜厚ｔと設定共振周波数Ｆｏとの関係を、シリコン基板の厚さのばらつきに応じて調べたところ、図６のグラフにて示す特性が得られた。以下、この特性は、圧電膜の膜厚−設定共振周波数特性という。
【００５４】
そこで、本第１実施形態では、当該圧電膜の膜厚−設定共振周波数特性に基づき、上述した設定共振周波数Ｆｏに応じて圧電膜４２の膜厚ｔ（以下、設定膜厚ｔともいう）を設定する。ちなみに、例えば、設定共振周波数Ｆｏが２６．０（ｋＨｚ）であれば、図６の圧電膜の膜厚−設定共振周波数特性によれば、設定膜厚ｔは、１．０（μｍ）である。
【００５５】
次に、圧電膜成膜前共振周波数決定工程Ｓ５３において、酸化パターン膜除去工程Ｓ４０の処理後圧電膜の成膜前における当該光スキャナの反射ミラー３０の共振周波数を決定する。
【００５６】
この決定にあたり、本発明者等は、両酸化パターン膜の除去後圧電膜の成膜前における当該光スキャナの反射ミラー３０の共振周波数（以下、成膜前共振周波数ｆ）と上記ハーフ部位の厚さ（ハーフ厚さ）との関係を調べたところ、図７のグラフにて示す特性が得られた。以下、この特性は、圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性という。
【００５７】
そこで、本第１実施形態では、当該圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性に基づき、ハーフ部位厚さ測定工程Ｓ５１にて測定済みのハーフ厚さに応じて成膜前共振周波数ｆを決定する。ちなみに、上記ハーフ部位の厚さが４５．０（μｍ）であれば、図７の圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性によれば、成膜前共振周波数ｆは、２５．０（ｋＨｚ）である。
【００５８】
以上のように圧電膜成膜前共振周波数決定工程Ｓ５３における処理を終了すると、次の膜厚調整量決定工程Ｓ５４において、圧電膜の膜厚の調整量を決定する。
【００５９】
この決定にあたり、本発明者等は、設定共振周波数Ｆｏと成膜前共振周波数ｆとの間のずれが、設定膜厚ｔに対しどのような過不足を生じさせるかについて調べてみた。具体的には、設定共振周波数Ｆｏと圧電膜成膜前共振周波数ｆとの間の周波数ずれ量ΔＦに起因する圧電膜の膜厚調整量Δｔを、シリコン基板の厚さのばらつきを考慮して調べてみた。
【００６０】
これによれば、圧電膜の膜厚調整量Δｔと周波数ずれ量ΔＦとの間の特性が、図８のグラフにて示すように得られた。ここで、以下、当該特性は、圧電膜の膜厚調整量−周波数ずれ量特性という。
【００６１】
そこで、本第１実施形態では、上述した設定共振周波数Ｆｏと圧電膜の成膜前共振周波数ｆとの間の周波数ずれ量ΔＦを算出し、この周波数ずれ量ΔＦを用いて、上記圧電膜の膜厚調整量−周波数ずれ量特性に基づき膜厚調整量Δｔを決定する。
【００６２】
ちなみに、例えば、設定共振周波数Ｆｏ及び成膜前共振周波数ｆが、それぞれ、２６．０（ｋＨｚ）及び２５．０（ｋＨｚ）であれば、周波数ずれ量ΔＦ＝２６．０−２５．０＝１．０（ｋＨｚ）である。よって、この周波数ずれ量ΔＦ＝１．０（ｋＨｚ）を用いて、図８の圧電膜の膜厚調整量−周波数ずれ量特性に基づき、圧電膜の膜厚調整量Δｔは、１．１（μｍ）である。
【００６３】
ついで、調整膜厚決定工程Ｓ５５において、圧電膜の調整膜厚を決定する。この決定にあたり、設定共振周波数Ｆｏ＞成膜前共振周波数ｆであれば、成膜前共振周波数ｆを設定共振周波数Ｆｏに一致させるには、膜厚調整量Δｔ＝Ｆｏ−ｆだけ、成膜前共振周波数ｆに加算調整する必要がある。従って、調整膜厚ｔｏを、ｔｏ＝ｔ＋Δｔと決定する。
【００６４】
また、設定共振周波数Ｆｏ＜成膜前共振周波数ｆであれば、成膜前共振周波数ｆを設定共振周波数Ｆｏに一致させるには、膜厚調整量Δｔ＝ｆ−Ｆｏだけ、成膜前共振周波数ｆから減算調整する必要がある。従って、調整膜厚ｔｏを、ｔｏ＝ｔ−Δｔと決定する。Ｆｏ＝ｆであれば、Δｔ＝０となり、ｔ＝ｔｏである。
【００６５】
ちなみに、例えば、上述のように、設定共振周波数Ｆｏ及び成膜前共振周波数ｆが、それぞれ、２６．０（ｋＨｚ）及び２５．０（ｋＨｚ）であれば、Ｆｏ＞ｆであり、ΔＦ＝２６．０−２５．０＝１．０（ｋＨｚ）である。従って、上述のように設定膜厚ｔ＝１．０（μｍ）及び膜厚調整量Δｔ＝１．１（μｍ）であれば、Ｆｏ＝ｆとするには、ｔ＝１．０（μｍ）に対し、Δｔ＝１．１（μｍ）だけ加算調整する必要がある。従って、調整膜厚ｔｏは、２．１（μｍ）と決定される。
【００６６】
次に、スパッタリング時間決定工程Ｓ５６において、圧電膜を成膜するに要するスパッタリング時間Ｔｓを決定する。この決定にあたり、図９のグラフにて示すようなスパッタリング時間Ｔｓと調整膜厚ｔｏとの関係を表す特性（以下、スパッタリング時間−調整膜厚特性という）が用いられる。しかして、当該スパッタリング時間−調整膜厚特性に基づき調整膜厚ｔｏに応じてスパッタリング時間Ｔｓを決定する。なお、図９のグラフのうち近似的直線部分を利用すれば、スパッタリング時間Ｔｓは、調整膜厚ｔｏを用いて比例的な値として決定される。
【００６７】
以上のようにしてハーフ部位厚さ工程Ｓ５１〜スパッタリング時間決定工程Ｓ５６の処理が終了すると、次の下側電極膜成膜工程Ｓ５７において、下側電極膜１２０をエッチング基板１００ａの表面全体に亘り成膜する（図５（ｄ）参照）。
【００６８】
ついで、圧電体膜成膜工程Ｓ５８において、圧電体膜１３０を下側電極膜１２０上にその全体に亘り次のようにして成膜する（図５（ｅ）参照）。
【００６９】
即ち、圧電材料を用いて、上述のように決定したスパッタリング時間Ｔｓの間、下側電極膜１２０上にスパッタリングを施して圧電体膜１３０を成膜する。ここで、当該スパッタリングは、ターゲットとエッチング基板１００ａとの間の距離を一定に維持しつつ、上記スパッタリング時間Ｔｓの間なされる。これにより、当該圧電体膜１３０の膜厚が、調整膜厚ｔｏとなる。
【００７０】
その後、上側電極膜成膜工程Ｓ５９において、金（Ａｕ）のスパッタリング処理でもって、上側電極膜１４０を圧電体膜１３０上に成膜する（図５（ｆ）参照）。
【００７１】
このように成膜を終えた後、除去工程Ｓ５９ａにおいて、上側電極膜１４０、圧電体膜１３０及び下側電極膜１２０のうち各梁２０の表面に対する各対応部以外の部位を除去する（図５（ｇ）参照）。これに伴い、上側電極膜１４０、圧電体膜１３０及び下側電極膜１２０が、各対応梁２０上に、上側電極４３、圧電膜４２及び下側電極４１として形成される。これにより、各圧電素子４０が、各対応梁２０上に形成されて、当該光スキャナの製造が終了する。
６．共振周波数検査工程
次に、共振周波数検査工程Ｓ６０（図３参照）において、上述のように製造された当該光スキャナを駆動して、反射ミラー３０の共振周波数を検査する。この検査において、上述のように製造した光スキャナの共振周波数が、設定共振周波数Ｆｏに等しいことで、当該光スキャナは良品とされる。これにより、光スキャナの製造工程が終了する。
【００７２】
以上説明したように、本第１実施形態では、設定膜厚ｔを圧電膜の膜厚−設定共振周波数特性（図６参照）に基づき設定共振周波数Ｆｏに応じて設定し、圧電膜の成膜前の共振周波数ｆを、シリコン基板１００のエッチング後に測定したハーフ部位の厚さに応じて圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性（図７参照）に基づき決定し、圧電膜の膜厚調整量Δｔを、圧電膜の膜厚調整量−周波数ずれ量特性（図８参照）に基づき、周波数ずれ量に応じて決定し、調整膜厚ｔｏを、設定膜厚ｔ及び膜厚調整量Δｔに応じて決定し、かつスパッタリング時間Ｔｓを、スパッタリング時間−調整膜厚特性（図９参照）に基づき調整膜厚ｔｏに応じて決定する。然る後、圧電素子形成工程において、上述のように、スパッタリング時間Ｔｓの間のスパッタリングでもって、調整膜厚ｔｏを有する圧電膜を形成する。
【００７３】
このように圧電膜の膜厚を調整膜厚ｔｏとすることで、シリコン基板の厚さにばらつきがあっても、圧電素子形成工程において、当該光スキャナの共振周波数を設定共振周波数Ｆｏに精度よく調整し得る。このため、共振周波数検査工程での検査後において再度設定共振周波数Ｆｏを確保するためにシリコン基板のエッチングを行う必要がなくなる。その結果、当該光スキャナの製造工程に対する余分な追加工程を不要としつつ、当該光スキャナの共振周波数を精度よく設定共振周波数Ｆｏに調整し得る。
【００７４】
また、上述のように圧電素子形成工程において圧電膜の膜厚調整を行うことで、設定共振周波数Ｆｏを確保するので、当該光スキャナの製造は、通常のばらつきのある厚さを有する安価な汎用のシリコン基板を用いて行っても、十分である。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べた式（１）の右辺において梁２０の厚さｂ以外の寸法、反射ミラー３０の厚さをも考慮して、当該光スキャナが製造される。
【００７５】
このため、本第２実施形態では、上記第１実施形態にて述べた圧電素子形成工程Ｓ５０において、次のように処理される。
【００７６】
まず、上述したハーフ部位厚さ測定工程Ｓ５１において、エッチング基板１００ａのハーフ部位の厚さに加えて、当該エッチング基板１００ａのうち反射ミラー３０の形成部位の厚さ（以下、ミラー形成部位厚さともいう）をも測定する。ここで、上記第１実施形態にて述べたように反射ミラー３０の厚さは、シリコン基板１００の厚さに等しい。
【００７７】
ついで、上述した膜厚設定工程Ｓ５２では、上記第１実施形態にて述べたと同様に、圧電膜の膜厚ｔが、図６の圧電膜の膜厚−設定共振周波数特性に基づき、上記設定共振周波数Ｆｏを用いて決定される。
【００７８】
この決定後、上述した圧電膜成膜前共振周波数決定工程Ｓ５３において、酸化パターン膜除去工程Ｓ４０の処理後圧電膜の成膜前における当該光スキャナの反射ミラー３０の共振周波数が、圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性（図７参照）に、圧電膜の成膜前共振周波数と上記ミラー形成部位厚さとの間の関係を表す特性（図１０参照）を加味して決定される。
【００７９】
ここで、上述した圧電膜の成膜前共振周波数と上記ミラー形成部位厚さとの間の関係を表す特性（以下、圧電膜成膜前共振周波数−ミラー形成部位厚さ特性という）は、図１０のグラフにて示される。
【００８０】
しかして、本第２実施形態では、当該圧電膜成膜前共振周波数−ミラー形成部位厚さ特性に基づき上記ミラー形成部位の測定厚さに応じて成膜前共振周波数を求める。そして、例えば、当該成膜前共振周波数の一定割合を、上記圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性から求められる成膜前共振周波数に加算することで、本第２実施形態における成膜前共振周波数を決定する。このように決定した成膜前共振周波数をもとに、上記第１実施形態にて述べた膜厚調整量決定工程Ｓ５４及びスパッタリング時間決定工程Ｓ５６の各処理を行う。
【００８１】
これにより、本第２実施形態では、反射ミラー３０の厚さをも梁２０の厚さに加味して設定共振周波数Ｆｏを確保することとなり、その結果、上記第１実施形態よりも当該設定共振周波数Ｆｏをさらに精度よく確保するように、光スキャナが製造される。
（第３実施形態）
以下、本第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた式（１）の右辺において梁２０の厚さｂ以外の寸法、当該梁２０の幅及び長さ並びに反射ミラー３０の幅或いは長さ（直径）をも考慮して、当該光スキャナが製造される。
【００８２】
このため、本第３実施形態では、上記第１実施形態にて述べた圧電素子形成工程Ｓ５０において、次のように処理される。
【００８３】
まず、上述したハーフ部位厚さ測定工程Ｓ５１において、エッチング基板１００ａのハーフ部位の厚さに加えて、当該エッチング基板１００ａのうち梁２０の形成部位の幅及び長さ（以下、梁形成部位幅及び梁形成部位長さともいう）並びに当該エッチング基板１００ａのうち反射ミラー３０の形成部位の直径（以下、ミラー形成部位直径ともいう）をも測定する。
【００８４】
ついで、上述した膜厚設定工程Ｓ５２では、上記第１実施形態にて述べたと同様に、圧電膜の膜厚ｔが、図６の圧電膜の膜厚−設定共振周波数特性に基づき、上記設定共振周波数Ｆｏを用いて決定される。
【００８５】
この決定後、上述した圧電膜成膜前共振周波数決定工程Ｓ５３において、酸化パターン膜除去工程Ｓ４０の処理後圧電膜の成膜前における当該光スキャナの反射ミラー３０の共振周波数が、圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性（図７参照）に、成膜前共振周波数−梁形成部位幅特性（図１１参照）、成膜前共振周波数−梁形成部位長さ特性（図１２参照）及び成膜前共振周波数−ミラー形成部位直径特性（図１３参照）を加味して決定される。
【００８６】
ここで、成膜前共振周波数−梁形成部位幅特性は、図１１のグラフで示すごとく、上述した圧電膜の成膜前共振周波数と上記梁形成部位幅との関係を表す。成膜前共振周波数−梁形成部位長さ特性は、図１２のグラフで示すごとく、上述した圧電膜の成膜前共振周波数と上記梁形成部位長さとの関係を表す。また、成膜前共振周波数−ミラー形成部位直径特性は、図１３のグラフで示すごとく、上述した圧電膜の成膜前共振周波数と上記ミラー形成部位直径との間の関係を表す。
【００８７】
しかして、本第３実施形態では、上記第２実施形態にて述べた梁形成部位の幅、長さ、直径をも考慮して求めたと同様に、成膜前共振周波数−梁形成部位幅特性に基づき上記梁形成部位の測定幅に応じて成膜前共振周波数を求め、成膜前共振周波数−梁形成部位長さ特性に基づき上記梁形成部位の測定長さに応じて成膜前共振周波数を求め、また、成膜前共振周波数−ミラー形成部位直径特性に基づき上記ミラー形成部位の測定直径に応じて成膜前共振周波数を求める。そして、上記梁形成部位幅、上記梁形成部位長さ及び上記ミラー形成部位直径の上記設定共振周波数Ｆｏに対する影響度合いを考慮して、上記圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性から求められる成膜前共振周波数を調整し、この調整成膜前共振周波数を本第３実施形態における成膜前共振周波数として決定する。このように決定した成膜前共振周波数をもとに、上記第１実施形態にて述べた膜厚調整量決定工程Ｓ５４及びスパッタリング時間決定工程Ｓ５６の各処理を行う。
【００８８】
これにより、本第３実施形態では、梁２０の幅及び長さ並びに反射ミラー３０の直径をも梁２０の厚さに加味して設定共振周波数Ｆｏを確保することとなり、その結果、上記第１実施形態よりも当該設定共振周波数Ｆｏをさらに精度よく確保するように、光スキャナが製造される。
【００８９】
なお、本発明の実施にあたり、上記実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記第３実施形態において、上記第２実施形態にて述べた反射ミラー３０の厚さをもさらに考慮して成膜前共振周波数を決定することで、上記第２実施形態よりもさらに精度よく設定共振周波数Ｆｏを確保するように光スキャナの製造がなされる。
（２）上記第３実施形態において、反射ミラー３０が円板状ではなく長方形板状のものである場合には、成膜前共振周波数−ミラー形成部位直径特性（図１３参照）において、ミラー形成部位直径をミラー形成部位幅とし、成膜前共振周波数とミラー形成部位長さとの間の関係を表す特性（図１４参照）を採用する。ここで、当該特性は、成膜前共振周波数−ミラー形成部位長さ特性という。
【００９０】
しかして、成膜前共振周波数−ミラー形成部位直径特性に代えて、圧電膜成膜前共振周波数−ミラー形成部位幅特性及び成膜前共振周波数−ミラー形成部位長さ特性に基づき上記ミラー形成部位の測定幅及び測定長さに応じてそれぞれ成膜前共振周波数を求める。そして、上記ミラー形成部位直径に代えて、上記ミラー形成部位の幅及び長さの上記設定共振周波数Ｆｏに対する影響度合いを考慮して、上記圧電膜成膜前共振周波数−ハーフ厚さ特性から求められる成膜前共振周波数を調整し、この調整成膜前共振周波数を本第３実施形態における成膜前共振周波数として決定する。このように決定した成膜前共振周波数をもとに、上記第１実施形態にて述べた膜厚調整量決定工程Ｓ５４及びスパッタリング時間決定工程Ｓ５６の各処理を行う。これにより、上記第３実施形態よりも設定共振周波数Ｆｏをさらに精度よく確保するように、光スキャナが製造される。
（３）下側電極膜成膜工程Ｓ５７の処理後において、ハーフ部位厚さ測定工程Ｓ５１〜スパッタリング時間決定工程Ｓ５６の処理を行ってもよい。
（４）下側電極膜成膜工程Ｓ５７の処理後に、圧電膜成膜前共振周波数決定工程Ｓ５３の処理を行い、この処理で得られる成膜前共振周波数と設定共振周波数Ｆｏとの間の周波数ずれ量ΔＦに基づき膜厚調整量Δｔを決定して、この膜厚調整量Δｔに基づきスパッタリング時間Ｔｓを決定するようにしてもよい。
（５）圧電素子の圧電膜の成膜は、スパッタリングによる成膜方法に代えて、ＡＤ法等による成膜方法で行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明が適用される光スキャナスの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１にてＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】上記第１実施形態の製造工程を示す図である。
【図４】図３の圧電素子形成工程を示す詳細工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ、上記第１実施形態の製造過程における断面構造の変化を、図１のＡ−Ａ線に沿う断面で示す概略断面図である。
【図６】上記第１実施形態における圧電膜の膜厚と設定共振周波数との間の関係を示すグラフである。
【図７】上記第１実施形態における圧電膜成膜前共振周波数とハーフ厚さとの間の関係を示すグラフである。
【図８】上記第１実施形態における圧電膜の膜厚調整量と圧電膜成膜前周波数ずれ量との間の関係を示すグラフである。
【図９】上記第１実施形態におけるスパッタリング時間と調整膜厚との間の関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態における圧電膜の成膜前共振周波数とミラー形成部位厚さとの間の関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第３実施形態における圧電膜の成膜前共振周波数と梁形成部位幅との間の関係を示すグラフである。
【図１２】上記第３実施形態における圧電膜の成膜前共振周波数と梁形成部位長さとの間の関係を示すグラフである。
【図１３】上記第３実施形態における圧電膜の成膜前共振周波数とミラー形成部位直径との間の関係を示すグラフである。
【図１４】上記第３実施形態の変形例における圧電膜の成膜前共振周波数とミラー形成部位長さとの間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９２】
１０…枠体、２０…梁、３０…反射ミラー、４０…圧電素子、４１、４３…電極、
４２…圧電膜、１００…シリコン基板、Ｓ５１…厚さ測定工程、
Ｓ５２…膜厚設定工程、Ｓ５３…圧電膜成膜前共振周波数決定工程、
Ｓ５４…膜厚調整量決定工程、Ｓ５５…調整膜厚決定工程、
Ｓ５６…スパッタリング時間決定工程、Ｓ５７…下側電極膜成膜工程、
Ｓ５８…圧電体膜成膜工程、Ｓ５９…上側電極膜成膜工程、Ｓ５９ａ…除去工程。
【図１】
2006100745.tif 000003
【図２】
2006100745.tif 000004
【図３】
2006100745.tif 000005
【図４】
2006100745.tif 000006
【図５】
2006100745.tif 000007
【図６】
2006100745.tif 000008
【図７】
2006100745.tif 000009
【図８】
2006100745.tif 000010
【図９】
2006100745.tif 000011
【図１０】
2006100745.tif 000012
【図１１】
2006100745.tif 000013
【図１２】
2006100745.tif 000014
【図１３】
2006100745.tif 000015
【図１４】
2006100745.tif 000016