(57)【要約】【課題】薄膜で形成した立体構造体であって、自重が軽く、かつ、剛性の得られる構造体を提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に順に積み重ねられた複数の単位構造部材１１〜１４を有する。単位構造部材１１〜１３は、支持部５１と、平面部５２とを含む。支持部５１および平面部５２は、連続した薄膜により一体に構成されている。積み重ねられた単位構造部材１１〜１４は、互いが接触する部分において、薄膜同士が固着している。【選択図】図１
2004074340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に順に積み重ねられた複数の単位構造部材を有し、
前記単位構造部材は、支持部と、前記支持部によって支持された平面部とを含み、該支持部および平面部は、連続した薄膜により一体に構成され、
積み重ねられた前記単位構造部材は、互いが接触する部分において、前記薄膜同士が固着していることを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜立体構造体において、
前記単位構造部材を構成する薄膜は、周縁に段差が形成されていることを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の薄膜立体構造体において、
上段に位置する前記単位構造部材の前記支持部が、すぐ下の段の前記単位構造部材の平面部に搭載された形状であることを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項４】
請求項３に記載の薄膜立体構造体において、
積み重ねられた前記単位構造部材は、上段に位置する前記単位構造部材ほど、前記支持部の数が少ないことを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項５】
請求項１に記載の薄膜立体構造体において、前記単位構造部材を構成する薄膜は、３層膜であり、該３層膜のうち最上層の膜と最下層の膜とは、同じ材質であることを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項６】
基板と、該基板上に順に積み重ねられた複数の単位構造部材を有し、
前記単位構造部材は、中空の開口を有する支持部と、前記開口を覆う平面部と、前記支持部の前記中空の開口を充填する充填材とを含み、前記支持部および前記平面部は、それぞれ薄膜によって形成され、
積み重ねられた前記単位構造部材は、上段に位置する前記単位構成部材の前記支持部が、すぐ下の段の前記単位構造部材の前記平面部に搭載された形状であることを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項７】
請求項６に記載の薄膜立体構造体において、上段に位置する前記単位構造部材の前記支持部を構成する前記薄膜と、それを搭載する下の段の前記単位構造部材の前記平面部を構成する前記薄膜とが、固着していることを特徴とする薄膜立体構造体。
【請求項８】
基板上に犠牲層を形成し、該犠牲層に開口を設ける第１の工程と、
前記犠牲層の上面、ならびに、前記開口の底面および側面に、連続した薄膜を形成し、該薄膜を所望の大きさにパターニングする第２の工程と、
前記薄膜の上に、犠牲層を形成し、該犠牲層に開口を設ける第３の工程と、
前記犠牲層の上面、ならびに、前記開口の底面および側面に、連続した薄膜を形成し、該薄膜を所望の大きさにパターニングする第４の工程と、
前記第３および第４の工程を、所望の回数繰り返した後、前記犠牲層を全て除去することにより、基板上に順に積み重ねられた複数の薄膜の単位構造部材からなる薄膜立体構造体を製造することを特徴とする薄膜立体構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項８の薄膜立体構造体の製造方法において、前記犠牲層として、レジスト層を用いることを特徴とする薄膜立体構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜により形成された立体の構造体、および、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マイクロマシニング技術を用いて、基板上に形成した薄膜をフォトリソグラフィとエッチング等により加工することにより、微細な立体の構造体を形成できることが知られている。例えば、Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　Ａｃｔｕａｔｏｒｓ　Ａ，３３（１９９２）２４９−２５６、”Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　Ｈｉｎｇｅｓ”には、基板上に薄膜によりプレートとヒンジ構造を形成し、プレートを基板に対して垂直に起こし、ヒンジにより支えることにより、基板に垂直な構造体を形成することが開示されている。上記文献では、プレートを、ミラーとして用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、薄膜で形成したプレートを、薄膜で形成したヒンジで支える構造は、比較的容易に高さのある薄膜構造体を形成することが可能であるが、剛性が小さく、力が加わると容易に変形したり、倒れたりする。また、ある程度剛性があり、しかも、高さのある立体構造体を成膜とその加工により形成しようとすると、厚膜を成膜して所望のパターンに加工し、厚膜の厚さを立体構造体の高さとすることが考えられるが、膜厚が厚くなるにつれ膜にクラックが生じやすくなるため、高さを高くするのが難しい。しかも、立体構造体全体の重量が大きくなるという問題が生じる。また、成膜に長時間を要するという問題もある。また、クラックの問題を解消するために、薄膜を多層に積層して厚膜を形成することが考えられるが、立体構造体の重量が大きくなるという問題と、成膜に長時間を要するという問題は、解決できない。
【０００４】
本発明は、薄膜で形成した立体構造体であって、自重が軽く、かつ、剛性の得られる構造体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、以下のような薄膜立体構造体が提供される。
【０００６】
すなわち、基板と、該基板上に順に積み重ねられた複数の単位構造部材を有し、
前記単位構造部材は、支持部と、前記支持部によって支持された平面部とを含み、該支持部および平面部は、連続した薄膜により一体に構成され、
積み重ねられた前記単位構造部材は、互いが接触する部分において、前記薄膜同士が固着していることを特徴とする薄膜立体構造体である。
【０００７】
上記薄膜立体構造体において、前記単位構造部材を構成する薄膜は、周縁に段差が形成されている構成にすることが可能である。
【０００８】
また、上記薄膜立体構造体において、上段に位置する前記単位構造部材の前記支持部が、すぐ下の段の前記単位構造部材の平面部に搭載された形状にすることが可能である。
【０００９】
また、上記薄膜立体構造体において、積み重ねられた前記単位構造部材は、上段に位置する前記単位構造部材ほど、前記支持部の数が少ない構成にすることができる。
【００１０】
上記薄膜立体構造体において、前記単位構造部材を構成する薄膜は、３層膜であり、該３層膜のうち最上層の膜と最下層の膜とは、同じ材質にすることが可能である。
【００１１】
また、本発明によれば、以下のような薄膜立体構造体が提供される。
【００１２】
すなわち、基板と、該基板上に順に積み重ねられた複数の単位構造部材を有し、
前記単位構造部材は、中空の開口を有する支持部と、前記開口を覆う平面部と、前記支持部の前記中空の開口を充填する充填材とを含み、前記支持部および前記平面部は、それぞれ薄膜によって形成され、
上段に位置する前記単位構成部材の前記支持部が、すぐ下の段の前記単位構造部材の前記平面部に搭載された形状であることを特徴とする薄膜立体構造体である。
【００１３】
上記薄膜立体構造体において、上段に位置する前記単位構造部材の前記支持部を構成する前記薄膜と、それを搭載する下の段の前記単位構造部材の前記平面部を構成する前記薄膜とが、固着している構成にすることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、以下のような薄膜構造体の製造方法が提供される。
【００１５】
すなわち、基板上に犠牲層を形成し、該犠牲層に開口を設ける第１の工程と、
前記犠牲層の上面、ならびに、前記開口の底面および側面に、連続した薄膜を形成し、該薄膜を所望の大きさにパターニングする第２の工程と、
前記薄膜の上に、犠牲層を形成し、該犠牲層に開口を設ける第３の工程と、
前記犠牲層の上面、ならびに、前記開口の底面および側面に、連続した薄膜を形成し、該薄膜を所望の大きさにパターニングする第４の工程と、
前記第３および第４の工程を、所望の回数繰り返した後、前記犠牲層を全て除去することにより、基板上に順に積み重ねられた複数の薄膜の単位構造部材からなる薄膜立体構造体を製造することを特徴とする薄膜立体構造体の製造方法である。
【００１６】
上記製造方法において、犠牲層として、レジスト層を用いることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の薄膜構造体１を図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。薄膜構造体１は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように４段の単位構造部材１１〜１４が積み重ねられて構成されている。１段目の単位構造部材１１は、Ｓｉ基板１０上に搭載されている。単位構造部材１１、１２，１３は、図１（ｃ）のように、いずれも複数の支持部５１と、平面部５２とを有している。平面部５２は、両端が支持部５１によって支えられている。１段目の単位構造部材１１は、４つの支持部５１と、これら間に支持された３つの平面部５２とを有する。２段目の単位構造部材１２は、１段目の単位構造部材１１の３つの平面部５２上にそれぞれ配置された３つの支持部５１と、３つの支持部５１の間に支持された２つの平面部５２とを有する。同様に、３段目の単位構造部材１３は、２段目の構造部材１２の２つの平面部５２の上にそれぞれ配置された２つの支持部５１と、その間に支持された１つの平面部５２とを有する。最上段の４段目の単位構造部材１４は、３段目の単位構造部材１３の１つの平面部５２上に配置された１つの支持部５１を有し、平面部５２は有していない。
【００１９】
単位構造部材１１〜１４は、それぞれＳｉＮ膜からなり、支持部５１と平面部５２は、連続したＳｉＮ膜によって一体に形成されている。支持部５１は、４つの側面と底面とを有し、これらが連続したＳｉＮ膜により形成されている。本実施の形態では、単位構造部材１１〜１４を構成するＳｉＮ膜の膜厚は、０．２μｍであり、１段の単位構造部材の高さは、４μｍである。よって、薄膜構造体１の全体の高さは、１６μｍである。
【００２０】
単位構造部材１１〜１４が互いに接する部分、すなわち支持部５１の底面と、それを搭載する平面部５２との間には、特別な接着層は配置されていないが、ＳｉＮ膜の成膜時に膜同士が固着する力により、固定されている。また、１段目の単位構造部材１１の支持部５１の底面は、成膜時にＳｉＮ膜がＳｉ基板１０に固着する力によって基板１０に固定されている。
【００２１】
単位構造部材１１〜１３において、複数の支持部５１の間隔は、その間の平面部５２が、ＳｉＮ膜の膜応力またはその上段の支持部５１から受ける重さによって撓みを生じない程度の間隔に定められている。しかも、支持部５１の間隔は、支持部５１を配置可能な面積の平面部５２が確保できる間隔となるように定められている。
【００２２】
また、いずれの単位構造部材１１〜１４も、ＳｉＮ膜の周縁部を２回屈曲させることによって形成した段差（折り返し）５３を有している。
【００２３】
薄膜構造体１は、支持部５１および平面部５２がいずれも薄膜（ＳｉＮ膜）で形成されているため、重量が軽く、薄膜（ＳｉＮ膜）で形成された支持部５１であっても平面部５２を十分に支持することが可能である。よって、１６μｍという高さの高い立体構造を十分に支持することができる。しかも、上段へ行くほど、支持部の数が減る（１段目：支持部５１が４つ→２段目：支持部５１が３つ→３段目：支持部５１が２つ→４段目（最上段）：支持部５１が１つ）というピラミッド構造をとっているため、上段に行くほど軽くなり、薄膜の支持部５１の負担を軽減している。
【００２４】
また、薄膜構造体１は、周縁に段差５３が形成されているので、０．２μｍという薄い膜で構成されているにも関わらず変形しにくく、薄膜構造体１の剛性を高めている。また、薄膜（ＳｉＮ膜）に内部応力が存在している場合であっても、段差５３によって、内部応力による変形を防止することができ、構造を保持できるという利点もある。
【００２５】
このように、第１の実施の形態によれば、自重が軽く、かつ、剛性のある薄膜構造体を実現することができる。
【００２６】
つぎに、図２（ａ）〜（ｆ）を用いて、薄膜構造体１の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、基板１０としてＳｉ基板を用意し、厚さ１．９μｍの第１のレジスト層２１をスピンコートと加熱の工程により形成する。この第１のレジスト層２１の単位構造部材１１の支持部５１となる位置に、フォトリソグラフィーの手法により開口２１ａを設ける（図２（ａ））。
【００２８】
つぎに、第１のレジスト層２１上に、厚さ１．９μｍの第２のレジスト層２２をスピンコートと加熱の工程により形成し、フォトリソグラフィーの手法により、単位構造部材１１を形成すべき領域を残して周囲を除去する。同時に、単位構造部材１１の支持部５１となる位置に開口２２ａを設ける。これにより、第２のレジスト層２２のアイランドを形成する（図２（ｂ））。これらレジスト層２１，２２は、最終的には除去される層（犠牲層）である。
【００２９】
第２のレジスト層２２の上に厚さ０．２μｍのＳｉＮ膜を成膜する。この成膜の工程では、第２のレジスト層２２の上面のみならず、開口２２ａ，２１ａの側面及び底面にも連続したＳｉＮ膜が形成されるように成膜する。成膜したＳｉＮ膜をフォトリソグラフィーとエッチングの手法により、単位構造部材１１の形状にパターニングする（図２（ｃ））。第２のレジスト層２２のアイランドが形成されているため、ＳｉＮ膜の周縁部は、アイランドの縁で折れ曲がり、段差（折り返し）５３の形状となる。
【００３０】
つぎに、図２（ｃ）の構造の基板１０の全体に、スピンコートと加熱の工程により、厚さ１．９μｍの第３のレジスト層２３を形成し、フォトリソグラフィーの手法により、単位構造部材１１の上部のレジスト層２３を除去する。これにより、図２（ｄ）のように、単位構造部材１１で覆われた第２のレジスト層２２のアイランドが埋め込まれ、平坦化することができる。
【００３１】
この後は、図２（ａ）〜（ｄ）と同様の工程で、２段目の単位構造部材１２を形成する。具体的には、第４のレジスト層２４を形成し、開口２４ａを形成する（図２（ｅ））。さらに、第５のレジスト層２５を形成し、パターニングによりアイランド形状とする。ＳｉＮ膜を形成し、単位構造部材１２の形状にパターニングする。この後、第６のレジスト層２６により埋め込み、平坦化する（図２（ｆ））。同様の工程により、３段目および４段目（最上段）の単位構造部材１３，１４を形成したのち、最後に犠牲層であるレジスト層２１〜２６等をアッシングにより除去する。これにより、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した構造の薄膜構造体１が完成する。
【００３２】
本実施の形態では、レジスト層を犠牲層として用いているため、塗布（スピンコート）工程と加熱により、厚さの厚い犠牲層を短時間に、しかも容易な手法で形成することができる。このため、単位構造部材１１〜１４の一つ一つの高さを、高くすることができるため、高さのある薄膜構造体１を少ない段数で、かつ、比較的簡単な工程で、効率よく製造することができる。
【００３３】
なお、薄膜構造体１の高さについては、犠牲層（レジスト層）の厚さにより可変できる。例えば、厚さ１０μｍのレジスト層も形成可能である。
【００３４】
また、本実施の形態では、単位構造部材１１〜１４を、同じ材質のＳｉＮ膜により形成したが、ＳｉＮ膜の代わりにＳｉＯ膜等の誘電体膜やＡｌ膜等の金属膜を用いることも可能である。また、単位構造部材１１〜１４を１段ずつ別々の材料により構成することも可能である。また、単位構造部材１１〜１４は、それぞれ１層の膜により構成するのではなく、複数の膜の積層体によって形成することができる。したがって、単位構造部材１１〜１４を、別の薄膜構造体を形成する工程によって、別の薄膜構造体の成膜およびパターニングの際に同時に成膜およびパターニングし、薄膜構造体１と別の薄膜構造体とを同時に形成することも可能である。
【００３５】
また、本実施の形態では、単位構造部材１１〜１４に段差５３を設けているため、単位構造部材１１〜１４の変形を防ぎ、剛性を得ることができる。また、単位構造部材１１〜１４を構成する膜に内部応力が存在する場合であっても、変形を防いで立体構造を得ることができるので、自由に成膜条件を選ぶことができる。また、高温な基板加熱が必要がないため、上述のようにレジスト層を犠牲層として使用することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
つぎに、第２の実施の形態の薄膜構造体２について図３を用いて説明する。
【００３７】
図３は、薄膜構造体２の断面形状を示すものであり、上面形状は、図１（ａ）とほぼ同様であるため、図示を省略している。第２の実施の形態の薄膜構造体２は、第１の実施の形態の薄膜構造体１と同様に、支持部５１と平面部５２とを有する単位構造部材１１〜１３と、支持部５１のみを有する最上段の単位構造部材１４とを含む。第２の実施の形態の薄膜構造体２が、第１の実施の形態の薄膜構造体１と異なる点は、単位構造部材１１〜１４が、周縁部に段差を備えていない点と、単位構造部材１１〜１４が、それぞれ３層膜によって構成されている点である。これら以外の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
単位構造部材１１〜１４を構成する３層膜は、基板側から順に膜３１，膜３２，膜３３が積層された構成である。このように３層膜にしているのは、各膜３１，３２，３３の内部応力を打ち消し合わせ、残留応力がほとんどない３層膜により単位構造部材１１〜１４を構成するためである。内部応力を打ち消し合わせるために、最下層の膜３１と最上層の膜３３が同じ材質で構成され、同程度の膜厚であることが望ましい。第２の実施の形態では、最下層の膜３１と第上層の膜３３を同じ膜厚のＳｉＮ膜とし、これらに挟まれた膜３２をＡｌ膜としている。
【００３９】
このように、第２の実施の形態の薄膜構造体２は、単位構造部材１１〜１４を、内部応力を打ち消し合った３層膜により構成しているため、第１の実施の形態のように段差５３を形成しなくても、剛性を保つことが可能である。
【００４０】
第２実施の形態の薄膜構造体２は、段差５３を形成しない構造であるため、製造時にアイランド状のレジスト層を形成しなくてよいという利点がある。
【００４１】
（第３の実施の形態）
つぎに、第３の実施の形態の薄膜構造体３を図４を用いて説明する。
【００４２】
第３の実施の形態の薄膜構造体３は、図４に示すように、単位構造部材４１，４２を有している。１段目の単位構造部材４１は、円形の平面部４４と、平面部４４を支持する３本の支持部４３とを有する。３本の支持部４３は、円形の平面部４４の中心を中心として１２０°のおきに、すなわち正三角形の頂点の位置に配置されている。このように、薄膜構造体３の支持部４３は、第１の実施の形態の薄膜構造体１のように支持部５１が一直線上に並んでおらず、支持部４３が二次元的に配置されている。
【００４３】
２段目の単位構造部材４２は、１段目の単位構造部材４１と同じ大きさおよび形状である。２段目の単位構造部材４２の支持部４３は、１段目の単位構造部材４１の平面部４４によって支持されるように、１段目の単位構造部材４１の支持部４３から６０°ずつずれた角度に配置されている。
【００４４】
なお、図４の薄膜構造体３も、第１の実施の形態の薄膜構造体１と同様に、ＳｉＮ等の薄膜によって、支持部４３と平面部４４とが一体に形成されている。また、薄膜の周縁部には、段差（折り返し）５３が設けられ、単位構造部材４１，４２の変形を防ぎ、薄膜構造体３の剛性を保っている。
【００４５】
図４の薄膜構造体３は、第１の実施の形態の薄膜構造体と同様の製造手順により、製造することができる。
【００４６】
また、図４では、単位構造部材４１，４２が２段重ねられた薄膜構造体３を示しているが、同様に単位構造部材を３段以上積層することも可能である。
【００４７】
（第４の実施の形態）
つぎに、第４の実施の形態の薄膜構造体４を図５を用いて説明する。
【００４８】
第４の実施の形態の薄膜構造体４は、第１の実施の形態の薄膜構造体１の変形例である。第４の実施の形態の薄膜構造体４は、４段の単位構成部材６１，６２，６３，６４の全てにおいて、支持部５１の数が一つである。支持部５１の内部にはレジスト６５が充填されている。支持部５１の上部には、レジスト６５の蓋の役目をすると共に、上段の支持部５１を支える平面部６６がかぶせられている。
【００４９】
支持部５１の形状は、第１の実施の形態の支持部５１と同様であり、４つの側面と底面とが一つの膜により一体に形成されている。支持部５１を構成する膜の周縁部には、段差（折り返し）５３が形成されている。平面部６６を構成する膜の周縁部にも段差（折り返し）５３が形成されている。支持部５１の段差５３と、平面部６６の段差５３を構成する膜は、成膜時に生じる固着力により、密着している。
【００５０】
図５の薄膜構造体４は、すべての段において支持部５１の数が１つであり、単位構造部材６１〜６４が上方に直線状に積まれているため、狭い面積に高さの高い立体構造を形成することが可能である。
【００５１】
また、支持部５１の内側にはレジスト６５が充填されているため、支持部５１の内側が中空の場合と比較して支持強度が増している。これにより、図５のような直線状に積まれた構造であっても、強度を得ることができる。
【００５２】
支持部５１の内側に充填されているレジストは、犠牲層の一部であるため、第１の実施の形態と同様の工程で作成することが可能である。
【００５３】
なお、図５の薄膜構造体４の構成において、支持部５１の内部が充填されていない構成にすることも可能である。この構成は、支持部５１の一部に開口を設け、内部のレジストを犠牲層とともに除去することにより実現できる。
【００５４】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態として、光スイッチについて説明する。この光スイッチは、図６（ａ），（ｂ）に示した薄膜構造体５を用いている。
【００５５】
本実施の形態の光スイッチは、図６（ａ），（ｂ）に示した薄膜構造体５をミラーのストッパーとして用いるものである。薄膜構造体５は、第１の実施の形態の図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の薄膜構造体１とほぼ同様の構成であるが、最上段の単位構造部材１４に、最下段の単位構造部材１１の幅よりも突出する突起部７１を設けている点が薄膜構造体１とは異なる。この突起部７１が、図７のようにミラー１０１と接することにより、薄膜構造体５がミラー１０１を支える。
【００５６】
ミラー１０１は、可動板１０２の上に搭載されている。ミラー１０１は、可動板１０２上に形成した薄膜を垂直に起こしたものであり、同じく薄膜プロセスにより形成されたヒンジ１０３により支持されている。ヒンジ１０３のみでは、ミラー１０１を可動板１０２上に垂直に支持することは困難であるため、本実施の形態では、２つの薄膜構造体５をストッパーとしてミラー１０１の両脇に配置している。薄膜構造体５の突起部７１は、ミラー１０１と接触してミラー１０１を支え、ミラー１０１が倒れるのを防いでいる。本実施の形態の薄膜構造体５は、高さと剛性があるため、ミラー１０１をしっかりと支えることができる。薄膜構造体５は、ミラー１０１およびヒンジ１０３の製造工程と同様に、成膜とフォトリソグラフィの手法により形成することができる。薄膜構造体５の単位構造部材１１〜１４のうちのいくつかを、ミラー１０１やヒンジ１０３を構成する薄膜で形成することも可能である。
【００５７】
可動板１０２は、図８のように基板３０に搭載されている。可動板１０２は、窒化シリコン膜とＡｌ膜との２層構造により形成され、内部応力により、上向きに湾曲する性質を有する。可動板１０２は、一方の端部に設けられた脚部１０２ｃにより基板３０に固定されている。また、基板３０には、図示していないが、内部に電極が形成され、表面は絶縁膜で覆われている。よって、可動板１０２のＡｌ膜と、基板３０内部の電極との間に電圧を印加することにより、可動板１０２は静電力により基板３０に引き寄せられ、図９（ａ）のように基板３０に密着する。一方、可動板１０２のＡｌ膜と基板３０の内部の電極との間に電圧を印加していない状態では、可動板１０２は、窒化シリコン膜とＡｌ膜の応力により図９（ｂ）のように湾曲する。
【００５８】
また、本実施の形態の光スイッチは、図９（ａ），（ｂ）のように、切り換えるべき光を伝搬する２本の光導波路２４３，２４４が設けられた光導波路基板４０を有している。２本の光導波路２４３、２４４は、交差しており、交差する位置には、光導波路基板４０に溝２４６が形成されている。基板３０と光導波路基板４０とを位置合わせして重ねることにより、光スイッチが構成される。可動板１０２のＡｌ膜と基板３０内部の電極との間に電圧を印加している状態では、図９（ａ）のように可動板１０２が静電力により基板３０に引き寄せられ、ミラー１０１は、光導波路２４３、２４４より下側に位置する。よって、光導波路２４３および２４４を伝搬する光は、そのまま直進する。一方、可動板１０２のＡｌ膜と基板３０内部の電極との間に電圧を印加していない状態では、図９（ｂ）のように可動板１０２が、窒化シリコン膜とＡｌ膜の応力により湾曲し、ミラー１０１は、光導波路基板４０の溝２４６に挿入され、光導波路２４３、２４４を横切るように位置する。よって、例えば、光導波路２４３を伝搬する光は、ミラー１０１で反射されて、光導波路２４４に入射し、伝搬する。これにより、光の伝搬方向をスイッチングすることができる。
【００５９】
本実施の形態の薄膜構造体５は、高さが有り、剛性も大きいが、４枚の薄膜で構成されているため、軽量である。このため、可動板１０２に搭載しても、可動板１０２の動きを妨げないため、光スイッチのミラーのストッパーとして適している。
【００６０】
【発明の効果】
上述してきたように、本発明によれば、薄膜で形成した立体構造体であって、自重が軽く、かつ、剛性の得られる構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態の薄膜構造体１の上面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図、側面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｆ）は、第１の実施の形態の薄膜構造体１の製造工程を示す断面図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態の薄膜構造体２の断面図である。
【図４】図４は、第３の実施の形態の薄膜構造体３の斜視図である。
【図５】図５は、第４の実施の形態の薄膜構造体４の断面図である。
【図６】図６（ａ）は、第５の実施の形態の薄膜構造体５の上面図、図６（ｂ）は、薄膜構造体５の側面図である。
【図７】図７は、第５の実施の形態の光スイッチの可動板１０２上のミラー１０１と薄膜構造体５の斜視図である。
【図８】図８は、第５の実施の形態の光スイッチの、可動板１０２が固定された基板３０の斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、第５の実施の形態の光スイッチの、ミラー１０１が光を反射していない状態の断面図、図９（ｂ）は、光スイッチの、ミラー１０１が光を反射して伝搬方向を変更している状態の断面図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，５…薄膜構造体、１０…基板、１１，１２，１３，１４…単位構造部材、２１，２２，２３，２４，２５，２６…レジスト層、３０…基板、４０…光導波路基板、４３…支持部、４４…平面部、５１…支持部、５２…平面部、５３…段差、６１，６２，６３，６４…単位構造部材、６６…平面部、７１…突起部、１０１…ミラー、１０２…可動板、１０３…ヒンジ、２４３，２４４…光導波路、２４６…溝。
【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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