(57)【要約】【課題】  被支持部の支持基体に対する姿勢又は位置を、精度良く所望の姿勢又は位置にする。【解決手段】  薄膜構造体は、支持基体１２ｂと、被支持部３１と、被支持部３１を支持基体１２ｂ上に支持する支持部と、支持基体１２ｂに設けられたストッパ４１とを備える。支持部の一部３５がストッパ４１の当接部に押し付けられて当接することで、被支持部３１の支持基体１２ｂに対する姿勢が保持される。この薄膜構造体を製造するに際し、支持部の支持基体１２ｂに対する固定箇所とストッパ４１の当接部との相対位置と、被支持部３１の支持基体１２ｂに対する姿勢との関係を求める。この関係に基づいて、被支持部３１の支持基体１２ｂに対する姿勢が所望の姿勢となるべき前記相対位置を求める。求めた相対位置となるように、ストッパ４１の当接部、支持部及び被支持部３１を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基体と、薄膜で構成された被支持部と、薄膜で構成され前記被支持部を前記支持基体上に支持する支持部と、前記支持基体に設けられ薄膜で構成されたストッパと、を備えた薄膜構造体であって、
前記支持部の所定箇所が前記支持基体に固定されるとともに、前記支持部の他の所定箇所が前記被支持部に固定され、
前記支持部は、前記支持部の一部又は前記被支持部の一部が前記ストッパの当接部に押し付けられるように付勢力を発生し、
前記支持部の一部又は前記被支持部の一部が前記ストッパの前記当接部に当接することで、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置が保持される薄膜構造体を、製造する製造方法であって、
前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所と前記ストッパの前記当接部との相対位置と、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置との関係を求める関係取得段階と、
前記関係取得段階で求めた関係に基づいて、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置が所望の姿勢又は位置となるべき前記相対位置を求める位置取得段階と、
前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所と前記ストッパの前記当接部との前記相対位置が前記位置取得段階で求めた相対位置となるように、前記ストッパの前記当接部、前記支持部及び前記被支持部を形成する形成段階と、
を備えたことを特徴とする薄膜構造体の製造方法。
【請求項２】
前記関係取得段階は、前記相対位置と前記支持基体の主平面に対して前記被支持部の主平面のなす角度との関係を求める段階を含み、
前記位置取得段階は、前記関係取得段階で求めた関係に基づいて、前記支持基体の主平面に対して前記被支持部の主平面のなす角度が所望の角度となるべき前記相対位置を求める段階を、含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項３】
前記所望の角度が９０゜であることを特徴とする請求項２記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項４】
前記関係取得段階は、前記被支持部、前記支持部及び前記ストッパの組が複数同一基板上に形成された試料であって、前記複数の組のうちの２つ以上の組では互いに実質的に前記相対位置のみが異なる試料を、製造する試料製造段階と、前記試料の前記２つ以上の組の各々について、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置の関する測定値を得る測定段階と、を含み、
前記基板上に前記基板とは別に前記各組毎に前記支持基体が設けられるか、あるいは、前記基板を前記支持基体とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項５】
前記２つ以上の組の前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するか、あるいは、前記２つ以上の組の前記ストッパの前記当接部が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するように、前記２つ以上の組が配列され、
前記２つ以上の組の各々の前記相対位置が、一方の側に配置された組から他方の側に配置された組にかけて漸次に変化するように設定されたことを特徴とする請求項４記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項６】
前記形成段階と前記試料製造段階とは、途中の工程まで同一ロットとなるようにバッチ処理により行われることを特徴とする請求項４又は５記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項７】
前記形成段階は、所定の膜をパターニングするパターニング段階を含み、
前記パターニング段階は、前記所定の膜のパターンを転写するレチクルを、前記位置取得段階で求めた相対位置に応じてシフトさせて、露光する段階を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項８】
前記所定の膜は、前記ストッパの前記当接部を構成する膜であることを特徴とする請求項７記載の薄膜構造体の製造方法。
【請求項９】
それぞれ薄膜で構成された支持部及びストッパの組が複数同一基板上に形成された試料であって、
前記基板上に前記基板とは別に前記各組毎に支持基体が設けられるか、あるいは、前記基板を支持基体とし、
前記各組の前記支持部の所定箇所が前記支持基体に固定されるとともに、前記各組の前記支持部の他の所定箇所が当該組の前記被支持部に固定されて、前記各組の前記支持部が当該組の前記被支持部を前記支持基体上に支持し、
前記各組の前記支持部は、当該組の前記支持部の一部又は当該組の前記被支持部の一部が当該組の前記ストッパの当接部に押し付けられるように付勢力を発生し、
前記各組の前記支持部の一部又は前記各組の前記被支持部の一部が当該組の前記ストッパの前記当接部に当接することで、当該組の前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置が保持され、
前記複数の組のうちの２つ以上の組では、互いに実質的に前記相対位置のみが異なることを特徴とする試料。
【請求項１０】
前記２つ以上の組の前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するか、あるいは、前記２つ以上の組の前記ストッパの前記当接部が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するように、前記２つ以上の組が配列され、
前記２つ以上の組の各々の前記相対位置が、一方の側に配置された組から他方の側に配置された組にかけて漸次に変化するように設定されたことを特徴とする請求項９記載の試料。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれかに記載の製造方法により製造された薄膜構造体を備えた光学装置であって、前記被支持部が光学素子部を含むことを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical System）などで用いられる薄膜構造体の製造方法、この製造方法に用いられる試料、及び、前記薄膜構造体を用いた光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、支持基体と、薄膜で構成された被支持部と、薄膜で構成され前記被支持部を前記支持基体上に支持する支持部と、前記支持基体に設けられ薄膜で構成されたストッパと、を備えた薄膜構造体が、開示されている。この薄膜構造体では、前記支持部の所定箇所が前記支持基体に固定されるとともに、前記支持部の他の所定箇所が前記被支持部に固定されている。前記支持部は、前記支持部の一部が前記ストッパの当接部に押し付けられるように付勢力を発生している。前記支持部の一部が前記ストッパの当接部に当接することで、前記被支持部の主平面が前記支持基体の主平面に対して垂直をなすように、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢が保持されている。
【０００３】
また、特許文献１には、前記薄膜構造体を用いた光スイッチも開示されている。この光スイッチでは、アクチュエータの可動部の一部が前記支持基体として用いられ、前記被支持部がミラーを含み、前記アクチュエータによりミラーが光路に対して進出及び退出することで、光路を切り替えるようになっている。
【特許文献１】国際公開第０３／０６０５９２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の薄膜構造体では、ストッパの当接部の位置に応じて、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢、すなわち、前記被支持部の主平面と前記支持基体の主平面とのなす角度が変化する。
【０００５】
ところが、前記ストッパの当接部が予め設計した設計位置に位置するように前記薄膜構造体を製造しても、前記角度を精度良く所望の角度（例えば、９０゜）にすることは困難であった。これは、実際の製造条件等の影響で、前記設計位置が前記角度を厳密に所望の角度（例えば、９０゜）にするために必ずしも適切であるとは限らないためである。したがって、この薄膜構造体を用いた種々の光学装置やその他の装置では、不都合が生ずる。例えば、前記薄膜構造体を光スイッチに用いる場合には、光の反射方向が所望の方向からずれてしまい、適切に光路を切り替えることができなくなるおそれがある。
【０００６】
以上の説明では、ストッパの当接部の位置に応じて被支持部の支持基体に対する姿勢が変化する例を挙げたが、前述した事情は、ストッパの当接部の位置に応じて被支持部の支持基体に対する位置が平行移動等により変化するような薄膜構造体についても、同様である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被支持部の支持基体に対する姿勢又は位置を精度良く所望の姿勢又は位置にすることができる薄膜構造体の製造方法、この製造方法に用いられる試料、及び、この製造方法により製造された薄膜構造体を用いた光学装置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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による薄膜構造体の製造方法は、支持基体と、薄膜で構成された被支持部と、薄膜で構成され前記被支持部を前記支持基体上に支持する支持部と、前記支持基体に設けられ薄膜で構成されたストッパと、を備えた薄膜構造体を製造する方法である。前記薄膜構造体は、前記支持部の所定箇所が前記支持基体に固定されるとともに、前記支持部の他の所定箇所が前記被支持部に固定され、前記支持部は、前記支持部の一部又は前記被支持部の一部が前記ストッパの当接部に押し付けられるように付勢力を発生し、前記支持部の一部又は前記被支持部の一部が前記ストッパの前記当接部に当接することで、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置が保持されるものである。この第１の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所と前記ストッパの前記当接部との相対位置と、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置との関係を求める関係取得段階と、前記関係取得段階で求めた関係に基づいて、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置が所望の姿勢又は位置となるべき前記相対位置を求める位置取得段階と、前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所と前記ストッパの前記当接部との前記相対位置が前記位置取得段階で求めた相対位置となるように、前記ストッパの前記当接部、前記支持部及び前記被支持部を形成する形成段階と、を備えたものである。
【０００９】
本発明の第２の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第１の態様において、前記関係取得段階は、前記相対位置と前記支持基体の主平面に対して前記被支持部の主平面のなす角度との関係を求める段階を含み、前記位置取得段階は、前記関係取得段階で求めた関係に基づいて、前記支持基体の主平面に対して前記被支持部の主平面のなす角度が所望の角度となるべき前記相対位置を求める段階を、含むものである。
【００１０】
本発明の第３の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第２の態様において、前記所望の角度が９０゜であるものである。
【００１１】
本発明の第４の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第１乃至第３の態様において、前記関係取得段階は、前記被支持部、前記支持部及び前記ストッパの組が複数同一基板上に形成された試料であって、前記複数の組のうちの２つ以上の組では互いに実質的に前記相対位置のみが異なる試料を、製造する試料製造段階と、前記試料の前記２つ以上の組の各々について、前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置の関する測定値を得る測定段階と、を含み、前記基板上に前記基板とは別に前記各組毎に前記支持基体が設けられるか、あるいは、前記基板を前記支持基体とするものである。
【００１２】
本発明の第５の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第４の態様において、前記２つ以上の組の前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するか、あるいは、前記２つ以上の組の前記ストッパの前記当接部が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するように、前記２つ以上の組が配列され、前記２つ以上の組の各々の前記相対位置が、一方の側に配置された組から他方の側に配置された組にかけて漸次に変化するように設定されたものである。
【００１３】
本発明の第６の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第４又は第５の態様において、前記形成段階と前記試料製造段階とは、途中の工程まで同一ロットとなるようにバッチ処理により行われるものである。
【００１４】
本発明の第７の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第１乃至第６のいずれかの態様において、前記形成段階は、所定の膜をパターニングするパターニング段階を含み、前記パターニング段階は、前記所定の膜のパターンを転写するレチクルを、前記位置取得段階で求めた相対位置に応じてシフトさせて、露光する段階を含むものである。
【００１５】
本発明の第８の態様による薄膜構造体の製造方法は、前記第７の態様において、前記所定の膜は、前記ストッパの前記当接部を構成する膜であるものである。
【００１６】
本発明の第９の態様による試料は、それぞれ薄膜で構成された支持部及びストッパの組が複数同一基板上に形成された試料であって、前記基板上に前記基板とは別に前記各組毎に支持基体が設けられるか、あるいは、前記基板を支持基体とし、前記各組の前記支持部の所定箇所が前記支持基体に固定されるとともに、前記各組の前記支持部の他の所定箇所が当該組の前記被支持部に固定されて、前記各組の前記支持部が当該組の前記被支持部を前記支持基体上に支持し、前記各組の前記支持部は、当該組の前記支持部の一部又は当該組の前記被支持部の一部が当該組の前記ストッパの当接部に押し付けられるように付勢力を発生し、前記各組の前記支持部の一部又は前記各組の前記被支持部の一部が当該組の前記ストッパの前記当接部に当接することで、当該組の前記被支持部の前記支持基体に対する姿勢又は位置が保持され、前記複数の組のうちの２つ以上の組では、互いに実質的に前記相対位置のみが異なるものである。
【００１７】
本発明の第１０の態様による試料は、前記９の態様において、前記２つ以上の組の前記支持部の前記支持基体に対する固定箇所が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するか、あるいは、前記２つ以上の組の前記ストッパの前記当接部が前記付勢力の方向と略直交する同一直線上に位置するように、前記２つ以上の組が配列され、前記２つ以上の組の各々の前記相対位置が、一方の側に配置された組から他方の側に配置された組にかけて漸次に変化するように設定されたものである。
【００１８】
本発明の第１１の態様による光学装置は、第１乃至第８のいずれかの態様による製造方法により製造された薄膜構造体を備えた光学装置であって、前記被支持部が光学素子部を含むものである。
【００１９】
この第１１の態様による光学装置は、例えば、前記光学素子部をミラーとした光スイッチでもよいし、前記光学素子部をシャッタとした可変光減衰器でもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被支持部の支持基体に対する姿勢又は位置を精度良く所望の姿勢又は位置にすることができる薄膜構造体の製造方法、この製造方法に用いられる試料、及び、この製造方法により製造された薄膜構造体を用いた光学装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による薄膜構造体の製造方法、これに用いられる試料、及び光学装置について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態による光学装置としての光スイッチアレー１を用いた光学システム（本実施の形態では、光スイッチシステム）の一例を模式的に示す概略構成図である。説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する（後述する図についても同様である。）。図１において、Ｘ’軸及びＹ’軸は、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれＺ軸回りに４５゜回転した軸を示す。光スイッチアレー１の基板１１の主平面がＸＹ平面と平行となっている。なお、Ｚ軸方向の＋側を上側、Ｚ軸方向の−側を下側という場合がある。
【００２３】
この光学システムは、図１に示すように、光スイッチアレー１と、ｍ本の光入力用光ファイバ２と、ｍ本の光出力用光ファイバ３と、ｎ本の光出力用光ファイバ４と、光スイッチアレー１に対して後述するように磁界を発生する磁界発生部としての磁石５と、光路切替状態指令信号に応答して、当該光路切替状態指令信号が示す光路切換状態を実現するための制御信号を光スイッチアレー１に供給する制御部としての外部制御回路６と、を備えている。図１に示す例では、ｍ＝３、ｎ＝３となっているが、ｍ及びｎはそれぞれ任意の数でよい。
【００２４】
本実施の形態では、磁石５は、光スイッチアレー１の下側に配置された永久磁石であり、光スイッチアレー１に対して、Ｘ軸方向に沿ってその＋側へ向かう略均一な磁界を発生している。もっとも、磁界発生部として、磁石５に代えて、例えば、他の形状を有する永久磁石や、電磁石などを用いてもよい。
【００２５】
光スイッチアレー１は、図１に示すように、基板１１と、基板１１上に配置されたｍ×ｎ個の光学素子部としての光スイッチ用ミラー３１とを備えている。ｍ本の光入力用光ファイバ２は、基板１１に対するＹ’軸方向の一方の側からＹ’軸方向に入射光を導くように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ本の光出力用光ファイバ３は、ｍ本の光入力用光ファイバ２とそれぞれ対向するように基板１１に対する他方の側に配置され、光スイッチアレー１のいずれのミラー３１によっても反射されずにＹ’軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｎ本の光出力用光ファイバ４は、光スイッチアレー１のいずれかのミラー３１により反射されて−Ｘ’軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ×ｎ個のミラー３１は、ｍ本の光入力用光ファイバ２の出射光路と光出力用光ファイバ４の入射光路との交差点に対してそれぞれ、後述するマイクロアクチュエータにより進出及び退出可能にＺ軸方向に移動し得るように、２次元マトリクス状に基板１１上に配置されている。なお、本例では、ミラー３１の向きは、その法線がＸＹ平面と平行な面内においてＹ軸’と４５゜をなすＹ軸と平行となるように設定されている。もっとも、その角度は適宜変更することも可能であり、ミラー３１の角度を変更する場合には、その角度に応じて光出力用光ファイバ４の向きを設定すればよい。また、図１は光ビームを空間で交差させてスイッチを行う装置であり、ファイバー端には光ビームとの結合を改善する為に、レンズを挿入することもある。なお、この光スイッチシステムの光路切替原理自体は、従来の２次元光スイッチの光路切替原理と同様である。
【００２６】
次に、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチの構造について、説明する。
【００２７】
図２は、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチ（すなわち、１つのマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動される１つのミラー３１）を模式的に示す概略斜視図である。図３は、この光スイッチを模式的に示す概略断面図である。図３（ａ）はミラー３１が光路から退出した状態、図３（ｂ）はミラー３１が光路に進出した状態を示している。
【００２８】
光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチは、図２及び図３に示すように、シリコン基板やガラス基板等の基板１１上に設けられ基板１１と共にマイクロアクチュエータを構成する可動部としての可動板１２と、可動板１２に搭載されたミラー部１３とを有している。ミラー部１３は、光学素子部として、光学膜からなるミラー３１を含んでいる。
【００２９】
ここで、可動板１２について、図２及び図３の他に、図４及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は図２中の可動板１２を示す概略平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＭ−Ｍ断面図である。図５は、図２中の可動板１２を上から見たときのＡｌ膜２２のパターン形状を示す図である。理解を容易にするため、図５において、Ａｌ膜２２の部分にハッチングを付している。
【００３０】
可動板１２は、図４及び図５に示すように、可動板１２の平面形状の全体に渡る下側の窒化ケイ素膜（ＳｉＮ膜）２１及び上側のＳｉＮ膜２３と、これらの膜２１，２３の間において部分的に形成された中間のＡｌ膜２２とから構成されている。すなわち、可動板１２は、下から順にＳｉＮ膜２１，２３を積層した２層膜からなる部分と、下から順にＳｉＮ膜２１、Ａｌ膜２２及びＳｉＮ膜２３を積層した３層膜からなる部分とを、併有している。Ａｌ膜２２のパターン形状は図５に示す通りであるが、これについては後述する。可動板１２は、ＳｉＮ膜２１，２３とＡｌ膜２２との熱膨張係数の差によって生じる内部応力、並びに、成膜時に生じた内部応力により、図３（ｂ）に示すように基板１１に対して上向き（＋Ｚ方向）に湾曲するように、予め定められた膜厚及び成膜条件によって形成されている。
【００３１】
可動板１２は、図２及び図４（ａ）に示すように、ミラー部１３を搭載するための搭載部（すなわち、ミラー部１３用の支持基体）としての長方形状のミラー部搭載板１２ｂと、ミラー部搭載板１２ｂの端部に接続された２本の帯状の支持板１２ｃとを含む。支持板１２ｃは、それぞれの端部に脚部１２ａ及び脚部１２ｄを有している。脚部１２ａ及び１２ｄは、いずれも基板１１に固定されており、可動板１２は、脚部１２ａ及び１２ｄを固定端として、図３（ｂ）に示すように、ミラー部搭載板１２ｂ側が持ち上がるようになっている。
【００３２】
可動板１２には、図２及び図４（ａ）に示すように、可動板１２のミラー部１３を搭載している部分を取り囲むように、凸部２４が設けられている。凸部２４は、図４（ｂ）に示すように、可動板１２を構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。この凸部２４は、可動板１２の支持板１２ｃの一部の領域にも設けられている。このように凸部２４を設けることにより、段差が生じるため、可動板１２のうち、凸部２４で囲まれた領域及び凸部２４が設けられた領域は、内部応力による湾曲が抑制され、平面性を維持することができる。このため、可動板１２は、図３（ａ）のように内部応力による湾曲によりミラー部１３を上側の位置に持ち上げた状態であっても、ミラー部１３を搭載している部分は平面であるため、搭載されているミラー部１３の形状を一定に保つことができる。これにより、ミラー部１３のミラー３１の向きを精度良く一定に維持することができる。
【００３３】
また、凸部２４の一部２４ａ，２４ｂは、図４（ａ）に示すように、可動板１２のうちミラー部搭載板１２ｂの中央部に向かって延びている。これにより、凸部２４で囲まれたミラー部搭載板１２ｂの中央部の面積が大きい場合であっても、中央部の領域の平面性を維持することができる。また、凸部２４の一部２４ｂは、後述する薄膜立体構造体からなるストッパ４１の１段目を兼用している。
【００３４】
このように、可動板１２は、凸部２４が設けられている領域は湾曲が抑制されるが、支持板１２ｃの脚部１２ｄに近い領域は、凸部２４が設けられていない。これにより、凸部２４が設けられていない支持板１２ｃの領域の湾曲によって、可動板１２は、脚部１２ａ，１２ｄを固定端として、図３（ｂ）のように、ミラー部搭載板１２ｂ側が持ち上がるようになっている。
【００３５】
ここで、可動板１２のＡｌ膜２２の形状について、図５を参照して説明する。本実施の形態では、ローレンツ力と静電力の両方を用いて可動板１２を駆動するために、図５に示すような形状に、Ａｌ膜２２をパターニングしている。
【００３６】
Ａｌ膜２２のうちパターン２２ａは、２つの脚部１２ｄのうちの一方から、可動板１２の外周の縁に沿って延びて可動板１２の先端まで到達した後、可動板１２の反対側の縁に沿って他方の脚部１２ｄに達するパターンである。このパターン２２ａは、ローレンツ力により可動板１２を駆動する際に、ローレンツ力を生じさせるための電流を流す配線として用いられる。パターン２２ａは、脚部１２ｄにおいて基板１１に設けられた配線（図示せず）と接続され、脚部１２ｄを介して基板１１からローレンツ力用駆動信号としての電流が供給される。パターン２２ａのうち、可動板１２の先端の一辺１２ｅに沿ってＹ軸方向に延びた直線部分が、磁界内に配置されて通電によりローレンツ力を生じる電流路（ローレンツ力用電流路）を構成している。図１に示す磁石５によってローレンツ力用電流路がＸ軸方向の磁界内に置かれている。したがって、パターン２２ａに電流を供給すると、ローレンツ力用電流路に、その電流の向きに応じて、＋Ｚ方向又は−Ｚ方向のローレンツ力が生ずる。
【００３７】
また、Ａｌ膜２２のうちパターン２２ｂは、２つの脚部１２ａのそれぞれから、可動板１２の内側の縁に沿って可動板１２の先端部まで延び、先端部に配置された長方形状のパターン２２ｄに接続されている。パターン２２ｄもＡｌ膜２２のうちのパターンである。パターン２２ｂは、脚部１２ａにおいて基板１１に設けられた配線（図示せず）と接続され、基板１１内に設けられた固定電極（図示せず）との間に電圧（静電力用電圧）が印加される。これにより、パターン２２ｂ及び２２ｄと基板１１の固定電極との間に静電力が生じ、この静電力により可動板１２は基板１１に引き寄せられる。
【００３８】
本実施の形態では、前記静電力用電圧及びローレンツ力用電流を制御することで、ミラー３１が上側位置（基板１１と反対側）に保持された状態（図３（ｂ））及びミラー３１が下側（基板１１側）に保持された状態（図３（ａ））にすることができる。本実施の形態では、外部制御回路６によってこのような制御が行われるようになっている。図３において、Ｋは、ミラー３１の進出位置に対する入射光の光路の断面を示している。
【００３９】
図３（ｂ）に示すように、前記静電力及び前記ローレンツ力が印加されていない状態では、凸部２４が設けられていない支持板１２ｃの領域の膜の応力によって＋Ｚ方向に湾曲した状態に復帰し、ミラー３１が上側に保持される。これにより、ミラー３１が光路Ｋに進出して、当該光路Ｋに入射した光を反射させる。この状態から、光路に入射した光をミラー３１で反射させずにそのまま通過させる状態（図３（ａ））に切り替える場合には、例えば、まず、前記ローレンツ力を印加して、凸部２４が設けられていない支持板１２ｃの領域の膜の応力に抗してミラー３１を下方へ移動させ、ミラー３１が基板１１側に保持された後、前記静電力を印加してその保持を維持し、前記ローレンツ力の印加を停止させればよい。
【００４０】
次に、ミラー部１３の構造について、図２及び図３の他に、図６及び図７を参照して説明する。
【００４１】
図６は、図２中のミラー部１３を示す概略斜視図である。図７（ａ）は、図２中のミラー部１３を示す概略断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＡ矢視図である。
【００４２】
本実施の形態では、ミラー部１３は、図２、図３、図６及び図７に示すように、被支持部としての光学膜からなるミラー３１の他に、支持基体としてのミラー部搭載板１２ｂ上にミラー３１を支持し薄膜で構成された支持部を備えている。この支持部は、２本の支持梁（第１の膜部材）３２と、２つの接続部３４と、２本の支持梁（第２の膜部材）３３と、ミラー３１を直接的に支持する支持バー３５とを有している。ミラー３１の接続部３１ｂが支持バー３５に固定されている。支持梁３２と支持梁３３は、例えば、帯状に形成され、いずれも長手方向に円弧状に湾曲している。また、接続部３４と支持バー３５とミラー３１には、剛性を高めるために、縁に段差（折り返し）が形成されている。２本の支持梁３２の一方の端部は、脚部３２ｃにより可動板１２のミラー部搭載板１２ｂに固定されている。２本の支持梁３２の先端には、それぞれ接続部３４を介して支持梁３３の上端が接続されている。２本の支持梁３３は下向きに垂れ下がり、それらの先端は、支持バー３５の両端を支持している。支持バー３５には、ミラー３１が搭載されている。これにより、ミラー３１を搭載した支持バー３５は、２本の支持梁３３によって吊り下げられた構成となっている。
【００４３】
湾曲した支持梁３２は、図７（ａ）に示すようにＳｉＮ膜３２ａとＡｌ膜３２ｂとを積層した２層膜である。一方、支持梁３３は、Ａｌ膜３３ａとＳｉＮ膜３３ｂとを積層した２層膜である。支持梁３２，３３は、いずれも、Ａｌ膜とＳｉＮ膜との熱膨張係数の差異によって生じる応力並びに成膜時に生じる応力によって円弧状に湾曲している。このとき、図６及び図７（ａ）に示すように、支持梁３２は、ミラー部搭載板１２ｂに突出する様に湾曲しているのに対して、支持梁３３は、支持梁３２とは逆向きに湾曲している。このような湾曲を実現するために、支持梁３２は、ミラー部搭載板１２ｂ側からＳｉＮ膜３２ａ、Ａｌ膜３２ｂの順に積層され、支持梁３３は、ミラー部搭載板１２ｂ側からＡｌ膜３３ａ、ＳｉＮ膜３３ｂの順に積層されている。
【００４４】
このように支持梁３３を支持梁３２に対して逆向きに湾曲させることにより、図７（ａ）のように、ミラー３１が支持される位置を、ミラー部搭載板１２ｂに近い低い位置にすることができるとともに、水平方向については、支持梁３２の脚部３２ｃに近い位置にミラー３１を支持することができる。また、温度変化により支持梁３２，３３の湾曲状態が変化してもミラー３１の位置が大きく変化しにくい。これにより、ミラー３１が振動しにくく、ミラー３１の位置を安定させることができる。
【００４５】
さらに、可動板１２のミラー部搭載板１２ｂ上には、図２及び図６に示すように、支持バー３５の片面側（脚部３２ｃが配置されている側とは逆の側）に、薄膜で構成された２つのストッパ４１が搭載されている。本実施の形態では、ストッパ４１は、後述する構造を持つ薄膜立体構造体で構成されているが、このような構造に限定されるものではない。ストッパ４１は、支持バー３５の両脇を図６中の−Ｙ方向に押して支える位置に配置されている。このようにストッパ４１が支持バー３５を図６の−Ｙ方向に支えることにより、温度変化により支持梁３２，３３の湾曲状態が変化しても、ミラー３１の位置及び向き（姿勢）を安定して一定に維持することができる。
【００４６】
次に、ストッパ４１の構造について、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。図８（ａ）は図６中のストッパ４１を示す概略平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＢ−Ｂ’矢視図、図８（ｃ）は図８（ａ）中のＣ−Ｃ’矢視図である。
【００４７】
本実施の形態では、ストッパ４１は、４段の単位構造部材５１〜５４を積み重ねた構造である。１段目の単位構造部材５１は、可動板１２のミラー部搭載板１２ｂの凸部２４の一部２４ｂと兼用されており、可動板１２と一体に構成されている。単位構造部材５２，５３は、図８（ｃ）に示すように、複数の支持脚６１と、平面部６２とを有している。平面部６２は、両端が支持脚６１によって支えられている。２段目の単位構造部材５２は、１段目の単位構造部材５１上に配置された３つの支持脚６１と、３つの支持脚６１の間に支持された２つの平面部６２とを有する。３段目の単位構造部材５３は、２段目の単位構造部材５２の２つの平面部６２の上にそれぞれ配置された２つの支持脚６１と、その間に支持された１つの平面部６２とを有する。最上段の４段目の単位構造部材５４は、３段目の単位構造部材５３の１つの平面部６２上に配置された１つの支持脚６１を有し、平面部６２は有していない。最上段の単位構造部材５４は、最下段の単位構造部材５１の幅よりも−Ｙ方向に突出する当接部５４ａを有している。この当接部５４ａが、図６に示すように支持バー３５と当接して−Ｙ方向に押し、支持バー３５を支持している。本実施の形態では、支持バー３５をストッパ４１の当接部５４ａに押し付ける付勢力は、支持梁３２，３３の内部応力によるものである。
【００４８】
単位構造部材５２，５３は、それぞれ連続した一つの膜によって、支持脚６１と平面部６２とが一体に形成されている。また、単位構造部材５４は、連続した一つの膜によって支持脚６１と当接部５４ａとが一体に形成されている。支持脚６１は、４つの側面と底面とを有し、これらが連続した膜により形成されている。本実施の形態では、２段目から４段目の単位構造部材５２〜５４を構成する膜の厚さは、１μｍ以下、例えば、０．２μｍ程度である。また、単位構造部材５１〜５４の高さは、例えば、それぞれ４μｍである。よって、ストッパ４１の全体の高さは、１６μｍである。
【００４９】
２段目から４段目の単位構造部材５２〜５４が互いに接する部分、すなわち支持脚６１の底面と、それを搭載する平面部６２との間には、特別な接着層は配置されていないが、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、２段目の単位構造部材５２の支持脚６１のうちの底面は、成膜時に、１段目の単位構造部材５１を構成する薄膜の可動板１２に固着し、これにより単位構造部材５１に固定されている。
【００５０】
２段目及び３段目の単位構造部材５２〜５３において、複数の支持脚６１の間隔は、平面部６２がそれ自身の膜応力やその上段の支持脚６１から受ける重さによって撓みを生じない程度の間隔であって、かつ、支持脚６１を配置可能な面積の平面部６２が確保できる間隔となるように定められている。
【００５１】
また、２段目から４段目の単位構造部材５２〜５４は、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）６３を有している。これにより、薄い膜で構成されているにも拘わらず変形しにくく、ストッパ４１の剛性を高めている。また、単位構造部材５２〜５４を構成する膜に内部応力が存在している場合であっても、変形が生じるのを段差６３によって防止することができ、立体構造を保持できる。
【００５２】
このように、本実施の形態のストッパ４１は、高さがあり、剛性があり、しかも、自重が軽い立体構造体を提供できる。したがって、このストッパ４１の構造としてこのような構造を採用することにより、可動板１２に負担を与えることなく、温度変化に対してミラー部１３の位置及び向きを維持することができる。
【００５３】
単位構造部材５１〜５４は、可動板１２及びミラー部１３の構成部材とは、全く別の工程で形成することはもちろん可能である。しかしながら、単位構造部材５１を可動板１２の一部とするのと同様に、可動板１２やミラー部１３を構成する部材の成膜時に単位構造部材５２〜５４を同時に形成することにより、製造工程を大幅に簡略化することができる。本実施の形態では、２段目の単位構造部材５２は、支持梁３３及び支持梁３２を構成する膜を成膜する際に同時に形成した３層膜によって構成する。３段目の単位構造部材５３は、ミラー３１を構成する膜を成膜する際に同時に形成された薄膜によって構成する。単位構造部材５４は、ミラー部１３とは別に、ＳｉＮ膜により形成する。
【００５４】
前述したミラー部１３用の支持基体としてのミラー部搭載板１２ｂ、被支持部としてのミラー３１、ミラー部１３におけるミラー３１以外の構成要素３２〜３５からなる支持部、及び、ストッパ４１によって構成された薄膜構造体が、本発明の一実施の形態による薄膜構造体に相当している。
【００５５】
本実施の形態では、図面には示していないが、光スイッチアレー１において、前述した単位素子としての光スイッチが複数、基板１１上に２次元マトリクスに配置されている。もっとも、本発明では、基板１１上に単一の光スイッチのみを搭載した光学装置としてもよい。
【００５６】
以上説明した光スイッチアレー１は、前記特許文献１の図２６、図３６〜図４０に開示された光スイッチを基板上に２次元に配置したものと同様の構造を有している。ただし、本実施の形態による光スイッチアレー１では、以下に説明する製造方法により製造されたものである点で、特許文献１に開示されたものとは異なる。
【００５７】
次に、本発明の一実施の形態による薄膜構造体製造方法を含む、前述した光スイッチアレー１の製造方法の一例について、図９を参照して説明する。図９は、図１中の光スイッチアレー１の製造方法の一例を示す概略フローチャートである。
【００５８】
まず、複数のウエハ１００に対して、ストッパ４１の最上段の単位構造部材５４（したがって、ストッパ４１の当接部５４ａ）の形成工程の前まで（後述する図１３（ｃ）に示す状態となるまで）、バッチ処理を行う（ステップＳ１）。後の説明の理解を容易にするため、ウエハ１００の１チップ分（１つの光スイッチアレー１分）の形成領域（以下、「チップ領域」という。）Ｒを、図１０に模式的に示す。図面には示していないが、各チップ領域Ｒ中には、１つの光スイッチアレー１を構成する単位素子（１つの光スイッチ）の形成領域がそれぞれ複数含まれる。なお、最終製品において、ウエハ１００は前述した基板１１となる。
【００５９】
ここで、ステップＳ１のバッチ処理について、１つの単位素子に着目し、図１２（ａ）〜（ｃ）及び図１３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。支持梁３２，３３、接続部３４、支持バー３５、ミラー３１及びストッパ４１は、図１１に示すような配置及び形状にパターニングされる。ただし、図１１では、ストッパ４１については、単位構造部材５４（したがって、ストッパ４１の当接部５４ａ）以外の部分が形成され、単位構造部材５４が未だ形成されていない状態を模式的に示している。なお、図１２（ａ）〜（ｃ）及び図１３（ａ）〜（ｃ）は、図１１中のＤ−Ｄ’線に沿った断面において各製造工程の状態を模式的に示している。
【００６０】
まず、図１２（ａ）に示すように、可動板１２を駆動するために必要な配線（図示せず）が形成されたウエハ１００上に、犠牲層となるレジスト層１０１を形成し、脚部１２ａ，１２ｄとなる部分に開口（図示せず）を設ける。また、レジスト層１０１上に、可動板１２の凸部２４を設ける部分にレジストアイランド１０２を形成する。この上に、ＳｉＮ膜２１を成膜し、脚部１２ａ，１２ｂの開口の底部のＳｉＮ膜２１に孔を形成する。この上にＡｌ膜２２を成膜し、図５のパターン２２ａ，２２ｂ，２２ｄの形状にパターニングする。さらに、ＳｉＮ膜２３を成膜した後、ＳｉＮ膜２１，２３を可動板１２の形状にパターニングする。これにより、凸部２４の一部を１段目の単位構造部材５１とする可動板１２が形成される。なお、Ａｌ膜２２及びＳｉＮ膜２１，２３のパターニングはフォトリソグラフィー及びエッチングの手法により行う。
【００６１】
次に、全体にレジスト層１０３を形成し、支持梁３２の脚部３２ｃを形成すべき位置、及び、ストッパ４１の単位構造部材５２の支持脚６１を形成すべき位置に、開口１０３ａ及び開口１０３ｂをそれぞれフォトリソグラフィーにより形成する（図１２（ａ））。
【００６２】
次いで、接続部３４及び支持バー３５を形成すべき位置、並びに、ストッパ４１の単位構造部材５２を形成すべき位置に、それぞれ、レジストアイランド１０４及びレジストアイランド１０５を形成する（図１２（ｂ））。このようにレジストアイランド１０４，１０５を形成することにより、接続部３４、支持バー３５及び単位構造部材５２の縁に段差を形成することができ、これらの剛性を高めることができる。
【００６３】
その後、支持梁３３を構成するＡｌ膜３３ａを成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングの手法により、図１１の支持梁３３の形状、及び、単位構造部材５１の形状にパターニングする（図１２（ｃ））。
【００６４】
次に、ＳｉＮ膜とＡｌ膜３２ｂとを順に成膜する（図１３（ａ））。成膜したＡｌ膜３２ｂを、図１１の支持梁３２の形状、及び、単位構造部材５２の形状にパターニングする。その後、前記ＳｉＮ膜を、支持梁３２、接続部３４、支持梁３３、支持バー３５及び単位構造部材５２の形状にパターニングする（図１３（ｂ））。これにより、支持梁３３のＳｉＮ膜３３ｂと、接続部３４と、支持バー３５とが、一度に形成される。また、図１２（ｃ）と図１３（ａ）の工程により、Ａｌ膜、ＳｉＮ膜、Ａｌ膜を順に積層した３層構造の単位構造部材５２を形成することができる。
【００６５】
次いで、全面にレジスト層１０６を形成し、ミラー３１の支持バー３５に対する接続部３１ｂとなる位置、及び、ストッパ４１の単位構造部材５３の支持脚６１となる位置に、それぞれ開口を形成する。この上に更に、レジスト層１０７を形成し、ミラー３１の縁３１ａの内側形状部分、及び、単位構造部材５３の形状部分を残して除去することにより、レジストアイランドを形成する。さらに、レジスト層１０７におけるミラー３１の接続部３１ｂとなる位置に開口を形成した後、全面にＡｌ膜を成膜して、ミラー３１の形状及び単位構造部材５３の形状にパターニングする（図１３（ｃ））。これにより、ミラー３１及び３段目の単位構造部材５３を形成することができる。これが、図１１の状態である。
【００６６】
図９中のステップＳ１では、以上説明した工程を、複数のウエハ１００に対してバッチ処理で行う。これにより、これらのウエハ１００は、この工程までは、同一のロットとなる。このようにして、各ウエハ１００の各チップ領域Ｒの各単位素子領域は、図１１及び図１３（ｃ）に示す状態となる。
【００６７】
再び図９を参照する。ステップＳ１の処理を経た同一ロットの複数のウエハ１００のうち、１枚のウエハ１００を試料用ウエハとし、残りのウエハ１００を製品用ウエハとする。
【００６８】
ステップＳ１の後、試料用ウエハ１００に対して、ストッパ４１の最上段の４段目の単位構造部材５４（したがって、ストッパ４１の当接部５４ａ）の形成工程を行う（ステップＳ２）。すなわち、１つの単位素子（光スイッチ）に着目して説明すると、試料用ウエハ１００の全面にレジスト層（図示せず）を形成した後、最上段の単位構造部材５４の支持脚６１を形成すべき位置に開口を形成し、この上に単位構造部材５１４の形状にレジストアイランド（図示せず）を形成する。その後、全面にＳｉＮ膜を形成し、単位構造部材５４の形状にパターニングする。これにより、最上段の単位構造部材５４が形成できる。
【００６９】
前記ステップＳ２において、前記レジスト層における開口の形成はフォトリソグラフィーにより行い、この工程は、開口のパターンを転写する第１のレチクル（図示せず）を用いて前記レジスト層を露光する工程を含む。同様に、前記レジストアイランドの形成もフォトリソグラフィーにより行い、第２のレチクル（図示せず）を用いて、対応するレジスト層を露光する工程を含む。さらに、前記ＳｉＮ膜を単位構造部材５４の形状にパターニングする工程は、フォトリソグラフィー及びエッチングにより行い、単位構造部材５４の膜のパターンを転写する第３のレチクル（図示せず）を用いてレジスト層を露光する工程を含む。
【００７０】
本実施の形態では、前記第１乃至第３のレチクルは１つのチップ領域Ｒをカバーするように構成し、これらのレチクルを用いた露光は、各チップ領域Ｒ毎に一括露光して行う。そして、前記第３のレチクルの転写パターンは、１つのチップ内の複数の単位素子について、当該単位素子における単位構造部材５４（したがって、当接部５４ａ）の、脚部３２ｃ（ミラー支持部のミラー部搭載板１２ｂに対する固定箇所）に対するＹ軸方向の相対位置が、互いに異なるように構成しておく。また、これに合わせて、前記第１のレチクルの転写パターンは、前記複数の単位素子について当該単位素子における開口のＹ軸方向の相対位置が互いに異なるように構成するとともに、前記第２のレチクルの転写パターンは、前記複数の単位素子について当該単位素子における前記レジストアイランドの領域のＹ軸方向の相対位置が互いに異なるように構成しておく。
【００７１】
前記ステップＳ２において、少なくとも１つのチップ領域Ｒについて、前記第１乃至第３のレチクルを用いて、複数の単位構造部材５４を前述したようにして形成する。ステップＳ２で形成された１つのチップ領域Ｒ内の複数の単位素子の単位構造部材５４の当接部５４ａの位置と、当該単位素子の脚部３２ｃの位置の設定の例を、図１４に模式的に示す。図１４において、破線で囲んだ部分が１つの単位素子に対応する部分である。この例では、１つのチップ領域Ｒ内において、Ｘ軸方向に沿って一列に並んだ複数（２つでもよいが、３つ以上が好ましい。）の単位素子に関して、＋Ｘ側の単位素子ほどその当接部５４ａと脚部３２ｃとの間のＹ軸方向の間隔が狭くなるように設定され（すなわち、Ｌ１＜Ｌ２＜・・・＜Ｌｎ）、これらの単位素子の脚部３２ｃはＸ軸と平行な同一直線上に位置している。このように、Ｘ軸方向に並んだ複数の単位素子について、一方の側に配置された単位素子から他方の側に配置された単位素子にかけて当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置が漸次に変化するように設定し、これらの単位素子の脚部３２ｃをＸ軸と平行な同一直線上に配置すると、後述するステップＳ４で、当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置と、ミラー３１の角度との関係を求める際に、その関係を把握し易くなるので、好ましい。もっとも、本発明では、これに限定されるものではない。
【００７２】
再び図９を参照すると、ステップＳ２の後の試料用ウエハ１００について、アッシングにより、全ての犠牲層のレジスト層１０１〜１０７等を除去する（ステップＳ３）。これにより、試料用ウエハ１００が試料として完成する。この試料では、全ての犠牲層が除去されることにより、支持梁３２及び支持梁３３が湾曲して立ち上がり、図６及び図７に示すように、各単位素子のミラー３１が略々垂直に立ち上がり、ミラー３１を支持するとともに、支持バー３５がストッパ４１の最上段の単位構造部材５４の当接部５４ａに接触し、ミラー３１がミラー部搭載板１２ｂに対してほぼ垂直に位置決めされる。このときのミラー３１のミラー部搭載板１２ｂに対する角度（したがって、基板に対する角度）は、当該単位素子における当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置に依存する。また、可動板１２は、脚部１２ａ，１２ｄを固定端として、基板１１から立ち上がる（図３（ｂ））。
【００７３】
その後、ステップＳ３を経て得た試料について、前述した複数の単位素子の基板１１の主平面を基準とした（あるいは、当該単位素子におけるミラー部搭載板１２ｂの主平面を基準とした）ミラー３１の角度を測定することで、当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置とミラー３１の角度との関係を求める（ステップＳ４）。基板１１の主平面を基準としたミラー３１の角度とミラー部搭載板１２ｂの主平面を基準としたミラー３１の角度とは、実質的に等しいので、いずれの主平面を基準としたミラー３１の角度を測定してもよい。ミラー３１の角度は、例えば、走査型電子顕微鏡等で適宜の方向から撮った写真から求めることができる。また、例えば、光ビームをミラー３１に照射し、ミラー３１からの反射光を受光することで、当該反射光の角度に基づいてミラー３１の角度を測定してもよい。
【００７４】
前述した方法により実際に作製した試料から求めた当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置との関係の一例を、図１５に示す。この例では、当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置として、図１１において、支持バー３５の＋Ｙ側の縁から＋Ｙ方向へ１μｍ離れた位置を基準位置（０μｍ）とした当接部５４ａのＹ軸方向位置を採用し、これを図１５の横軸とした。また、図１５の縦軸のミラー３１の角度は、基板１１の主平面を基準とした。図１５に示す例では、当接部５４ａの各位置について、それぞれ３つの単位素子のミラー３１の角度をプロットしている。図１５の結果から、ミラー３１の角度は、当接部５４ａの位置に対してほぼ直線的に変化していることがわかり、その傾きは１．７ｄｅｇ／μｍであった。したがって、例えば、０．１μｍ単位でシフト露光すれば、０．１７ｄｅｇ単位でミラー３１の角度を制御でき、０．０１μｍ単位でシフト露光すれば、０．０１７ｄｅｇ単位でミラー３１の角度を制御することが可能となる。
【００７５】
図１５の結果を得たときの試料は、基本的に、前述した構造を持つとともに前述した方法で作製したものとした。また、各部の寸法は、図１１において、ミラー３１のＹ軸方向の長さを約７０μｍ、ミラー３１のＸ軸方向の長さを約５０μｍ、支持梁３２のＹ軸方向の長さを約７０μｍ、支持梁３３のＹ軸方向の長さを約３０μｍ、接続部３４のＸ軸方向の長さを約３０μｍ、支持梁３２，３３及び接続部３４の幅をそれぞれ約１０μｍとした。
【００７６】
再び図９を参照すると、ステップＳ５の後に、ステップＳ５で得た関係に基づいて、ミラー３１のミラー部搭載板１２ｂに対する姿勢が所望の姿勢となるべき、ストッパ４１の当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置を求め、この相対位置を実現するのに必要な、後述するステップＳ６で用いる露光シフト量を決定する（ステップＳ５）。図１５の例では、ミラー３１の角度が９０゜となる姿勢を所望の姿勢とする場合、この相対位置として、前述した基準位置から＋Ｙ軸方向に０．７３μｍ離れた位置が求まる。
【００７７】
その後、ステップＳ１の処理を経た製品用ウエハ１００に対して、ストッパ４１の最上段の４段目の単位構造部材５４（したがって、ストッパ４１の当接部５４ａ）の形成工程を行う（ステップＳ６）。このとき、ステップＳ５で求めた露光シフト量を用いることで、ステップＳ５で求めた当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置が実現されるように、単位構造部材５４を形成する。当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置以外については、ステップＳ６の処理はステップＳ２の処理と同じ条件で行う。
【００７８】
ステップＳ６の処理について、１つの単位素子（光スイッチ）に着目して説明すると、試料用ウエハ１００の全面にレジスト層（図示せず）を形成した後、最上段の単位構造部材５４の支持脚６１を形成すべき位置に開口を形成し、この上に単位構造部材５１４の形状にレジストアイランド（図示せず）を形成する。その後、全面にＳｉＮ膜を形成し、単位構造部材５４の形状にパターニングする。これにより、最上段の単位構造部材５４が形成できる。
【００７９】
前記ステップＳ６において、前記レジスト層における開口の形成はフォトリソグラフィーにより行い、この工程は、開口のパターンを転写する第４のレチクル（図示せず）を用いて前記レジスト層を露光する工程を含む。同様に、前記レジストアイランドの形成もフォトリソグラフィーにより行い、第５のレチクル（図示せず）を用いて、対応するレジスト層を露光する工程を含む。さらに、前記ＳｉＮ膜を単位構造部材５４の形状にパターニングする工程は、フォトリソグラフィー及びエッチングにより行い、単位構造部材５４の膜のパターンを転写する第６のレチクル（図示せず）を用いてレジスト層を露光する工程を含む。
【００８０】
本実施の形態では、前記第４乃至第６のレチクルは１つのチップ領域Ｒをカバーするように構成し、これらのレチクルを用いた露光は、各チップ領域Ｒ毎に一括露光して行う。そして、前記第６のレチクルの転写パターンは、ステップＳ２で用いた第３のレチクルとは異なり、１つのチップ内の複数の単位素子について、当該単位素子における単位構造部材５４（したがって、当接部５４ａ）の、脚部３２ｃ（ミラー支持部のミラー部搭載板１２ｂに対する固定箇所）に対するＹ軸方向の相対位置が、互いに同一になるように構成しておく。また、これに合わせて、前記第４のレチクルの転写パターンは、前記複数の単位素子について当該単位素子における開口のＹ軸方向の相対位置が互いに同一になるように構成するとともに、前記第５のレチクルの転写パターンは、前記複数の単位素子について当該単位素子における前記レジストアイランドの領域のＹ軸方向の相対位置が互いに同一になるように構成しておく。
【００８１】
そして、ステップＳ６では、全てのチップ領域Ｒについて、前記第４乃至第６のレチクルを用いて各露光工程を行う際に、前記ステップＳ５で求めた露光シフト量だけ当該レチクルをＹ軸方向にシフトさせることで、複数の単位構造部材５４を前述したようにして形成する。
【００８２】
なお、通常は、製品用ウエハ１００は２枚以上であるので、ステップＳ６はバッチ処理により行うことが好ましい。
【００８３】
次に、ステップＳ６の後の製品用ウエハ１００を切断して各チップに分離する（ステップＳ７）。
【００８４】
その後、ステップＳ７で分離されたチップについて、アッシングにより、全ての犠牲層のレジスト層１０１〜１０７等を除去する（ステップＳ８）。これにより、光スイッチアレー１が完成する。この光スイッチアレー１では、全ての犠牲層が除去されることにより、支持梁３２及び支持梁３３が湾曲して立ち上がり、図６及び図７に示すように、各単位素子のミラー３１が略々垂直に立ち上がり、ミラー３１を支持するとともに、支持バー３５がストッパ４１の最上段の単位構造部材５４の当接部５４ａに接触し、ミラー３１がミラー部搭載板１２ｂに対してほぼ垂直に位置決めされる。このときのミラー３１のミラー部搭載板１２ｂに対する角度（したがって、基板に対する角度）は、全ての単位素子について、精度良く所望の角度（例えば、９０゜）となる。また、可動板１２は、脚部１２ａ，１２ｄを固定端として、基板１１から立ち上がる（図３（ｂ））。
【００８５】
この製造方法により製造された本実施の形態による光スイッチアレー１では、ステップＳ１〜Ｓ３により前記試料を作製し、ステップＳ４で当該試料を用いて当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置との関係を求め、ステップＳ５で前記関係からミラー３１が所望の姿勢となるべき当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置を求め、ステップＳ１，Ｓ６によってこの相対位置が実現されるようにミラー支持部（支持梁３２，３３、接続部３４及び支持バー３５）が形成されるので、ミラー３１を精度良く所望の姿勢にすることができる。実際にこの製造方法により前記所望の角度を９０゜として光スイッチアレー１を製造し、この光スイッチアレー１のミラー３１の角度を測定した。そのミラー３１の角度は所望の角度９０゜とほぼ等しい９０．１゜であり、ミラー３１の姿勢を精度良く所望の姿勢にすることができることが確認された。
【００８６】
また、前記製造方法では、製品としての光スイッチアレー１において、前記第３乃至第６のレチクルをシフトして露光することにより、ミラー３１が所望の姿勢となるべき当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置を実現するので、前記第３乃至第６のレチクルを当該相対位置に応じて多数作製しておく場合に比べて、より容易かつ安価に光スイッチアレー１を製造することができる。
【００８７】
さらに、前記製造方法では、製品としての光スイッチアレー１と試料とは、ステップＳ１の段階まではバッチ処理が行われて同一ロットとなっているので、試料を用いて求めた前記関係が、製品としての光スイッチアレー１における前記関係をより精度良く反映することになる。よって、前記製造方法により製造した光スイッチアレー１では、ミラー３１をより精度良く所望の姿勢にすることができる。もっとも、本発明では、試料は、製品としての光スイッチアレー１とは、完全に別のロットとなるように製造してもよい。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００８９】
例えば、前述した実施の形態では、前記試料における当接部５４ａの基板１１上の位置を、製品としての光スイッチアレー１における当接部５４ａの基板１１上の位置に対して変えることで、複数の単位素子間で当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置を変えている。しかし、本発明では、逆に、前記試料における脚部３２ｃの基板１１上の位置を、製品としての光スイッチアレー１における脚部３２ｃの基板１１上の位置に対して変えることで、複数の単位素子間で当接部５４ａと脚部３２ｃとの相対位置を変えてもよい。
【００９０】
また、前記実施の形態では、試料において、図１４に示すように複数の単位素子の脚部３２ｃをＸ軸と平行な同一直線上に配置しているが、その代わりに、複数の単位素子の当接部５４ａをＸ軸と平行な同一直線上に配置し、一方の側に配置された単位素子から他方の側に配置された単位素子にかけて当接部５４ａと脚部３２ｃとのＹ軸方向の相対位置が漸次に変化するように設定してもよい。
【００９１】
さらに、、前述した実施の形態は本発明を光スイッチに適用した例であったが、本発明は、ミラー３１に代えて、光の反射率の低い遮光膜や、偏光特性を有する偏光膜や、光波長フィルタ特性を有する光学薄膜などを搭載することにより、光減衰器、偏光器、波長選択器等の種々の光学装置に適用することができる。
【００９２】
また、前述した実施の形態では、基板１１上に設けられた薄膜からなるミラー部搭載板１２ｂが支持基体とされ、単位素子毎に支持基体が設けられているが、本発明による薄膜構造体では、基板自体を支持基体としてもよい。この場合の試料は、基板上に基板とは別の支持基体を設けることなく、基板上に、薄膜構造体を構成する支持部及び被支持部の組が複数形成される。
【００９３】
さらに、前述した実施の形態は、本発明の薄膜構造体を、ミラー部搭載板１２ｂに搭載されたミラー部１３に適用した例であったが、本発明による薄膜構造体は、前述したような他の光学装置や、その他の種々の用途に用いることができる。
【００９４】
さらにまた、本発明の薄膜構造体は、前記実施の形態で採用されているような構造に限定されるものではない。例えば、前記実施の形態では、ストッパ４１の当接部５４ａには、支持部の一部を構成する支持バー３５が当接しているが、被支持部であるミラー５１を当接部５４ａに当接するように構成してもよい。また、前記実施の形態では、ストッパ４１の当接部５４ａの位置が変わることで被支持部であるミラー３１の姿勢が変わるが、本発明の薄膜構造体は、ストッパの当接部の位置が変わることで、被支持部の姿勢は変わらないが位置が変わるような構造を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施の形態による光スイッチアレーを用いた光学システムの一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】図１中の光スイッチアレーの単位素子としての１つの光スイッチを模式的に示す概略斜視図である。
【図３】図２に示す光スイッチを模式的に示す概略断面図である。
【図４】図２中の可動板を示す図である。
【図５】図２中の可動板を上から見たときのＡｌ膜のパターン形状を示す図である。
【図６】図２中のミラー部を示す概略斜視図である。
【図７】図２中のミラー部を示す図である。
【図８】図２中のストッパを示す図である。
【図９】図１中の光スイッチアレーの製造方法の一例を示す概略フローチャートである。
【図１０】ウエハのチップ領域を模式的に示す図である。
【図１１】犠牲層の除去前の状態における各部のパターン形状を示す概略平面図である。
【図１２】図１中の光スイッチアレーの製造方法の各工程を示す図である。
【図１３】図１２に示す工程に引き続く各工程を図である。
【図１４】試料におけるストッパの当接部と脚部との位置関係を模式的に示す図である。
【図１５】実際に作製した試料から求めたストッパの当接部と脚部との相対位置の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  光スイッチアレー
１１  基板
１２  可動板
１２ｂ  ミラー部搭載板（支持基体）
３１  ミラー（被支持部）
３２ｃ  脚部（固定箇所）
３２，３３  支持梁
３４  接続部
【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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