(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、可動部と、前記フレームと前記可動部とを連結して前記可動部の回転動作の軸心を規定する連結部と、前記可動部を駆動するための第１駆動電極および第２駆動電極とを備え、前記可動部は、前記軸心と交差する方向に延びるアーム部を有し、前記第１および第２駆動電極は、並列する複数の電極歯からなる櫛歯電極であるマイクロ可動素子であって、
前記第１駆動電極と電気的に接続している第１導体部と、前記第２駆動電極と電気的に接続している第２導体部と、当該第１および第２導体部の間に介在する中間絶縁部とからなる部分積層構造部を含み、
前記第１導体部は、前記第２導体部に対向する対向面と、側面と、当該対向面および側面の境界をなすエッジ部とを有し、
前記第２導体部は、前記エッジ部を超えて前記第１導体部よりも延出する延出面を有し、
前記第１導体部の前記エッジ部の少なくとも一部は絶縁膜で覆われており、
前記第１駆動電極の前記複数の電極歯は、前記アーム部の延び方向に相互に離隔して当該アーム部から延出し、当該複数の電極歯のうち、前記軸心に近い側の一部の電極歯は絶縁膜で覆われているとともに、当該複数の電極歯のうち、前記軸心から遠い側の一部の電極歯は絶縁膜で覆われていない、マイクロ可動素子。
【請求項２】
前記絶縁膜は、パリレン膜、酸化シリコン膜、または窒化シリコン膜である、請求項１に記載のマイクロ可動素子。
【請求項３】
マイクロミラー素子として構成された請求項１または２に記載のマイクロ可動素子を備える、光スイッチング装置。
【請求項４】
可動部と、当該可動部を駆動するための第１駆動電極および第２駆動電極とを備え、前記第１駆動電極と電気的に接続している第１導体部と、前記第２駆動電極と電気的に接続している第２導体部と、当該第１および第２導体部の間に介在する中間絶縁部とからなる部分積層構造部を含み、前記第１導体部は、前記第２導体部に対向する対向面と、側面と、当該対向面および側面の境界をなすエッジ部とを有し、前記第２導体部は、前記エッジ部を超えて前記第１導体部よりも延出する延出面を有し、前記第１導体部の前記エッジ部の少なくとも一部は絶縁膜で覆われており、前記第１および第２駆動電極の少なくとも一部は絶縁膜で覆われていない、マイクロ可動素子を製造するための方法であって、
前記可動部ならびに前記第１および前記第２駆動電極を備え且つ前記部分積層構造部を含む素子の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記部分積層構造部における前記第１導体部の前記エッジ部の少なくとも一部に絶縁膜を残しつつ、前記絶縁膜形成工程にて形成した絶縁膜に対して除去処理を施す除去工程と、を含み、
前記除去工程は、前記部分積層構造部に対してフォトレジストを前記対向面および前記延出面に垂直な方向からスプレー塗布することにより、前記部分積層構造部に、当該部分積層構造部の段差部における厚みがその余の部分における厚みより大となるようにレジストマスクを形成する工程と、
エッチングにより、前記段差部におけるレジストマスクおよびこれに覆われる絶縁膜が残存するように、前記絶縁膜の一部および前記レジストマスクの一部を除去する工程と、
前記段差部に残存していたレジストマスクを除去する工程と、
を含む、マイクロ可動素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシニング技術により製造される例えばマイクロミラー素子、加速度センサ、角速度センサなどのマイクロ可動素子、マイクロミラー素子を含んで構成される光スイッチング装置、およびマイクロ可動素子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により製造されるマイクロ構造体が注目され、微小構造を有する素子の応用化が図られている。マイクロ構造体には、例えばマイクロミラー素子や、加速度センサ、角速度センサなど、微小な可動部または振動部を有するマイクロ可動素子が含まれる。マイクロミラー素子は、例えば光ディスク技術や光通信技術の分野において、光反射機能を担う素子として利用される。加速度センサおよび角速度センサは、例えばロボットの姿勢制御やカメラの手ぶれ防止などの用途で、利用される。このようなマイクロ可動素子については、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１９７００号公報
【特許文献２】特開２００４−３４１３６４号公報
【特許文献３】特開２００６−７２２５２号公報
【０００４】
図３１は、従来のマイクロ可動素子Ｙの部分断面図である。マイクロ可動素子Ｙは、図外の可動部と、当該可動部を駆動するための駆動力（静電引力）を発生させるための駆動電極３０１，３０２とを備え、マイクロミラー素子や、加速度センサ、角速度センサなどとして構成されたものである。また、マイクロ可動素子Ｙは、導体部３１１と、導体部３１２と、中間絶縁部３１３とからなる部分積層構造部３１０を一部に含む。導体部３１１，３１２は、所定の機能を担う素子として構成されたマイクロ可動素子Ｙにおいて導電路の一部をなし、導体部３１１は駆動電極３０１と電気的に接続しており、導体部３１２は駆動電極３０２と電気的に接続しており、素子駆動時（駆動電極３０１，３０２間に電圧が印加される時）において各々に異なる電位が付与され得る部位である。すなわち、素子駆動時においては、マイクロ可動素子Ｙの導体部３１１，３１２間には有意な電位差が生じる。
【０００５】
図３２は、マイクロ可動素子Ｙの製造方法における一部の工程を、図３１に相当する部分断面の変化として表す。マイクロ可動素子Ｙの製造においては、まず、図３２（ａ）に示すような材料基板４００が用意される。材料基板４００は、シリコン層４０１，４０２と、シリコン層４０１，４０２間の中間絶縁層４０３とからなる積層構造を有するＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウエハである。シリコン層４０１，４０２は、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。中間絶縁層４０３は酸化シリコンよりなる。シリコン層４０１の厚さは例えば５０〜１００μｍであり、シリコン層４０２の厚さは例えば１００〜６００μｍであり、中間絶縁層４０３の厚さは例えば０.３〜７μｍである。
【０００６】
次に、図３２（ｂ）に示すように、シリコン層４０１がエッチング加工されて、シリコン層４０１において成形されるべき部位（駆動電極３０１および導体部３１１を含む）が形成される。具体的には、シリコン層４０１上に所定のレジストパターン（図示略）が形成された後、当該レジストパターンがマスクとして利用されて、シリコン層４０１に対し、ＤＲＩＥ法による異方性エッチング処理が施される。ＤＲＩＥ法では、ＳＦ6ガスを用いて行われるエッチングとＣ4Ｆ8ガスを用いて行われる側壁保護とが交互になされるＢｏｓｃｈプロセスにおいて、異方性の高いエッチング処理を行うことができる。
【０００７】
次に、図３２（ｃ）に示すように、シリコン層４０２がエッチング加工されて、シリコン層４０２において成形されるべき部位（駆動電極３０２および導体部３１２を含む）が形成される。具体的には、シリコン層４０２上に所定のレジストパターン（図示略）が形成された後、当該レジストパターンがマスクとして利用されて、シリコン層４０２に対し、ＤＲＩＥ法による異方性エッチング処理が施される。
【０００８】
次に、シリコン層４０１，４０２上のレジストパターン（図示略）が必要に応じて除去された後、図３２（ｄ）に示すように、ウエットエッチング法により中間絶縁層４０３に対して等方性エッチング処理が施されることによって、中間絶縁部３１３が形成される。本工程におけるエッチング液としては、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムからなるバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用することができる。以上のような工程を含む方法により、図３１に示す部分構造を有するマイクロ可動素子Ｙが製造される。
【０００９】
図３３は、図３１の部分拡大図である。図３４は、図３２に示すような方法で作製された従来の所定のマイクロ可動素子の局所的なＳＥＭ写真であり、図３１に示す部分積層構造部３１０の側面形状を表す。図３３に示すように、また、図３３に対応する図３４に表れているように、導体部３１１は、比較的先鋭で且つ露出するエッジ部３１１ａを有する。エッジ部３１１ａが露出しているのは、図３２（ｄ）を参照して上述したウエットエッチング工程において、露出する中間絶縁層４０３がエッチング除去されるのに加え、導体部３１１，３１２間に介在する中間絶縁層４０３も部分的に侵食を受けるからである（即ち、いわゆるアンダーカット３１４が生ずるからである）。
【００１０】
所定の機能を担う素子として構成されたマイクロ可動素子Ｙの駆動時においては、駆動電極３０１，３０２間に所定の電圧が印加される。そのため、駆動電極３０１と電気的に接続している導体部３１１と、駆動電極３０２と電気的に接続している導体部３１２との間には、電位差が生じ得る。導体部３１１，３１２間に電位差が生じると、図３５（ａ）に示すように、導体部３１１に近接して広がる導体部３１２と、導体部３１１における露出したエッジ部３１１ａとの間において、意図しない放電が生ずる場合がある。エッジ部３１１ａが先鋭であるほど、この放電は生じやすい。このような放電が生ずると、図３５（ｂ）に示すように、放電の際に生ずる熱によってエッジ部３１１ａが溶出して導電路３１１ｂが形成されることが多い。導電路３１１ｂが形成された状態にあっては、素子駆動時に導体部３１１，３１２間に電位差が生じた場合に導電路３１１ｂを電流が流れる、いわゆる電流リークが生じる。このような電流リークが生じると、駆動電極３０１，３０２間に適切な電位差が生じない。そのため、当該電流リークは、所定の機能を担う素子として構成されたマイクロ可動素子Ｙを適切に駆動することの障害となる。
【００１１】
図３６は、図３１における線XXXVI−XXXVIに沿った部分拡大矢視図である。図３７は、図３２に示すような方法で作製された従来の所定のマイクロ可動素子の局所的なＳＥＭ写真であり、図３６に対応する側面形状を表す。図３６に示すように、また、図３６に対応する図３７に表れているように、導体部３１１の側面３１１ｃには、荒れ領域３１１ｃ’が生じている。図３２（ｂ）を参照して上述した工程においては、ＤＲＩＥ法により、シリコン層４０１に対するエッチング加工が行われるところ、ＤＲＩＥ法でのエッチング加工によると、成形される導体部３１１の側面３１１ｃには、意図しない荒れ領域３１１ｃ’が不可避的に生じてしまう。
【００１２】
ＤＲＩＥ法によるエッチング処理は、ＳＦ6ガスを用いて行われるエッチングとＣ4Ｆ8ガスを用いて行われる側壁保護とが交互に多数回繰り返されるサイクルエッチングであるために、シリコン層４０１において加工が施される各所にて、各サイクルのエッチング過程でＳＦ6ガスが作用してエッチングが進行する程度や、各サイクルの側壁保護過程でＣ4Ｆ8ガスが作用して側壁が保護される程度は、厳密には均一でない。また、ＤＲＩＥ法によるエッチング処理の際にマスクとして用いられる、シリコン層４０１上のレジストパターン（図示略）の輪郭形状は、当初から微小な凹凸ないし荒れを伴い、且つ、当該レジストパターンはエッチング処理の経過に伴って劣化して、レジストパターン輪郭形状における荒れは変化ないし拡大する。これらを理由に、導体部３１１の側面３１１ｃに、意図しない荒れ領域３１１ｃ’が不可避的に生じるものと考えられる。
【００１３】
荒れ領域３１１ｃ’には、図３８（ａ）に示すように、導体部３１１の本体から剥がれやすい微小なシリコン片３１１ｄが存在する場合がある。素子駆動時において導体部３１１，３１２間に電位差が生じると、シリコン片３１１ｄに静電引力が作用して、当該シリコン片３１１ｄが図３８（ｂ）に示すように移動することがある。このシリコン片移動により、素子駆動時の導体部３１１，３１２間に一瞬の電流リークが発生することになる。また、素子駆動時において導体部３１１，３１２間に電位差が生じると、シリコン片３１１ｄに静電引力が作用して、図３８（ｃ）に示すように当該シリコン片３１１ｄが変位して導体部３１１，３１２間を架橋することがある。シリコン片３１１ｄによって導体部３１１，３１２が架橋された状態にあっては、素子駆動時に導体部３１１，３１２間に電位差が生じた場合に当該シリコン片３１１ｄを電流が流れる、電流リークが生じる。これら電流リークは、所定の機能を担う素子として構成されたマイクロ可動素子Ｙを適切に駆動することの障害となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のような電流リークの発生を抑制する手法としては、図３９に示すように、電流の通過を阻止するための薄い絶縁膜３１５によってマイクロ可動素子Ｙの全体を被覆することが考えられる。しかしながら、このようなコンフォーマルコーティングによると、マイクロ可動素子Ｙにおいて駆動電極３０１，３０２もその全体が絶縁膜３１５で覆われることとなり、駆動電極３０１，３０２間に発生させるべき駆動力の制御が阻害されやすい。素子駆動時において、絶縁膜３１５にいわゆるチャージングが生じるからである。すなわち、素子駆動時に駆動電極３０１，３０２間に所定の電圧が印加されると、当該駆動電極３０１，３０２間に生じる電界の作用により、駆動電極３０１，３０２表面を被覆する誘電体たる絶縁膜３１５に電荷が蓄積されるのである。しかも、駆動電極３０１，３０２間への電圧印加時間に応じて、絶縁膜３１５に蓄積される電荷量は変化する場合がある。このようなチャージングが、駆動電極３０１，３０２表面に存在する絶縁膜３１５に生じると、駆動電極３０１，３０２間に発生する静電引力（駆動力）が不安定となり、当該駆動力の制御が阻害されやすいのである。駆動力の制御が阻害されると、可動部の変位量についての制御が阻害され、ひいてはマイクロ可動素子Ｙの担う機能が阻害されることとなる。
【００１５】
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、電流リークの発生を抑制するのに適し且つ駆動電極間に発生する駆動力の高精度制御に適したマイクロ可動素子、そのようなマイクロ可動素子を備える光スイッチング装置、およびそのようなマイクロ可動素子を製造するための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】
【００１６】
本発明の第１の側面によると、可動部と、当該可動部を駆動するための（即ち、駆動力として静電引力を発生させるための）第１駆動電極および第２駆動電極とを備えるマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、第１駆動電極と電気的に接続している第１導体部と、第２駆動電極と電気的に接続している第２導体部と、当該第１および第２導体部の間に介在する中間絶縁部とからなる部分積層構造部を含む。第１導体部は、第２導体部に対向する対向面と、側面と、当該対向面および側面の境界をなすエッジ部とを有する。第２導体部は、エッジ部を超えて第１導体部よりも延出する延出面を有する。第１導体部のエッジ部の少なくとも一部は絶縁膜で覆われている。第１および第２駆動電極の少なくとも一部は絶縁膜で覆われていない。本マイクロ可動素子は、マイクロミラー素子や、加速度センサ、角速度センサなど、可動部を備えるマイクロ構造体として構成されたものであり、第１および第２駆動電極に電気的に接続している第１および第２導体部は、所定の機能を担う素子として構成された本マイクロ可動素子において導電路の一部をなし、素子駆動時において各々に異なる電位が付与され得る部位である。すなわち、素子駆動時において、本マイクロ可動素子の第１導体部と第２導体部の間には電位差が生じる場合がある。
【００１７】
第１の側面に係るマイクロ可動素子において、第１導体部のエッジ部の少なくとも一部を覆う絶縁膜は、第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合に、第１導体部のエッジ部と第２導体部ないしその延出面との間で放電が生ずるのを抑制するのに資する。このような絶縁膜によると、放電の際に生ずる熱によってエッジ部が溶出して第１および第２導体部を架橋する導電路が形成されることを抑制することができ、従って、素子駆動時に第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合にそのような導電路を電流が流れること（電流リーク）を抑制することができる。
【００１８】
また、本マイクロ可動素子における絶縁膜は、第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合に、第１導体部のエッジ部近傍の側面から、第１導体部を構成する材料の小片が剥れることを抑制するのに資する。このような絶縁膜によると、当該小片の移動や、当該小片が第１および第２導体部を架橋することに起因して生ずる、第１および第２導体部の間の電流リークを、抑制することができる。
【００１９】
加えて、本マイクロ可動素子においては、駆動力としての静電引力を発生させるための第１および第２駆動電極の少なくとも一部は絶縁膜で覆われていない。すなわち、第１および第２駆動電極は、絶縁膜によってコンフォーマルコーティングされていない。そのため、従来のマイクロ可動素子Ｙに関して上述したチャージングの発生については、本マイクロ可動素子では抑制または解消することができる。このような本マイクロ可動素子においては、第１および第２駆動電極にて安定した駆動力を発生させやすい。したがって、本マイクロ可動素子は駆動力の高精度制御に適する。
【００２０】
以上のように、本発明の第１の側面に係るマイクロ可動素子は、電流リークの発生を抑制するのに適し、且つ、駆動電極間に発生する駆動力の高精度制御に適するのである。
【００２１】
本発明の第１の側面において、好ましくは、第１および第２駆動電極は、並列する複数の電極歯からなる櫛歯電極である。駆動力の高精度制御の観点から、駆動電極対として櫛歯電極対を採用するのが好ましい。
【００２２】
好ましくは、本マイクロ可動素子は、フレームと、当該フレームおよび可動部を連結して当該可動部の回転動作の軸心を規定する連結部と、を更に備え、可動部は、軸心と交差する方向に延びるアーム部を有し、第１駆動電極の複数の電極歯は、アーム部の延び方向に相互に離隔して当該アーム部から延出し、当該複数の電極歯のうち、軸心の側の一部の電極歯は、絶縁膜で覆われている。絶縁膜で被覆されてもチャージングが生じにくい駆動電極の一部については、本構成のように、絶縁膜で被覆されてもよい。
【００２３】
好ましくは、第１および第２駆動電極は絶縁膜で覆われていない。駆動電極を被覆する絶縁膜の存在に起因するチャージングの問題を解消するためには、第１および第２駆動電極の全表面が絶縁膜で覆われていないのがよい。
【００２４】
好ましくは、絶縁膜は、パリレン膜、酸化シリコン膜、または窒化シリコン膜である。これらは、コンフォーマル性に優れた絶縁膜である。パリレン膜は、特にコンフォーマル性に優れる。
【００２５】
本発明の第２の側面によると光スイッチング装置が提供される。この光スイッチング装置は、マイクロミラー素子として構成された第１の側面に係るマイクロ可動素子を備える。本光スイッチング装置は、例えば、空間光結合型の光スイッチング装置や波長選択型の光スイッチングである。
【００２６】
本発明の第３の側面によるとマイクロ可動素子製造方法が提供される。この方法は、第１導体層と、第２導体層と、当該第１および第２導体層の間の絶縁層とからなる積層構造を含む材料基板に対して加工を施すことによって、第１の側面に係るマイクロ可動素子を製造するためのものである。本方法は、絶縁膜形成工程および除去工程を含む。絶縁膜形成工程では、可動部ならびに第１および第２駆動電極を備え且つ部分積層構造部を含む素子の表面に絶縁膜を形成する。除去工程では、部分積層構造部における第１導体部のエッジ部の少なくとも一部に絶縁膜を残しつつ、絶縁膜形成工程にて形成した絶縁膜に対して除去処理を施す。本方法によると、本発明の第１の側面に係るマイクロ可動素子を適切に製造することが可能である。
【００２７】
本発明の第３の側面における一の好ましい実施の形態では、除去工程は、第１導体層の側から材料基板に対して異方性ドライエッチング処理を施す第１エッチング工程と、第２導体層の側から材料基板に対して異方性ドライエッチング処理を施す第２エッチング工程とを含む。この場合、好ましくは、第１エッチング工程におけるエッチング条件と第２エッチング工程におけるエッチング条件とは異なる。エッチング条件としては、エッチング処理時間、エッチング装置のチャンバ内のガス圧、および投入電力などが挙げられる。
【００２８】
本発明の第３の側面に係る他の好ましい実施の形態では、除去工程において、第１および第２駆動電極を被覆する絶縁膜において除去したい箇所に対してレーザを照射する。この場合、好ましくは、レーザの照射方向は、材料基板の厚さ方向に対して傾斜している。レーザとしては、エキシマレーザを採用するのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１から図７は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ１を表す。図１は、マイクロ可動素子Ｘ１の平面図であり、図２は、マイクロ可動素子Ｘ１の一部省略平面図であり、図３から図５は、各々、図１の線III−III、線IV−IV、および線V−Vに沿った断面図である。図６および図７は、各々、図１の線VI−VIおよび線VII−VIIに沿った拡大断面図である。
【００３０】
マイクロ可動素子Ｘ１は、揺動部１０と、フレーム２０と、捩れ連結部３０と、櫛歯電極４１，４２と、絶縁膜５０とを備えてマイクロミラー素子として構成されたものであり、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、いわゆるＳＯＩ（silicon on insulator）基板である材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の中間絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより所定の導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ１における絶縁膜５０を除く上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図の明確化の観点より、図１においては、第１シリコン層に由来して中間絶縁層より紙面手前方向に突き出る部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図２は、マイクロ可動素子Ｘ１において第２シリコン層に由来する構造を表す。
【００３１】
揺動部１０は、ミラー支持部１１と、アーム部１２と、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂとを有する。
【００３２】
ミラー支持部１１は、第１シリコン層に由来する部位であり、その表面には、光反射機能を有するミラー面１１ａが設けられている。ミラー面１１ａは、例えば、第１シリコン層上に成膜されたＣｒ層およびその上のＡｕ層よりなる積層構造を有する。ミラー支持部１１について図１に示す長さＬ１は、例えば２０〜３００μｍである。
【００３３】
アーム部１２は、主に第１シリコン層に由来する部位であり、ミラー支持部１１から延出する。アーム部１２について図１に示す長さＬ２は、例えば１０〜１００μｍである。
【００３４】
櫛歯電極１３Ａは、複数の電極歯１３ａからなる。複数の電極歯１３ａは、アーム部１２から各々が延出し、且つ、アーム部１２の延び方向に互いに離隔して並列する。櫛歯電極１３Ｂは、複数の電極歯１３ｂからなる。複数の電極歯１３ｂは、電極歯１３ａとは反対の側にアーム部１２から各々が延出し、且つ、アーム部１２の延び方向に互いに離隔して並列する。電極歯１３ａ，１３ｂは、主に第１シリコン層に由来する部位である。本実施形態では、図１に示すように、電極歯１３ａ，１３ｂの延び方向とアーム部１２の延び方向とは直交する。このような櫛歯電極１３Ａないし電極歯１３ａと櫛歯電極１３Ｂないし電極歯１３ｂとは、アーム部１２を介して電気的に接続されている。
【００３５】
フレーム２０は、第１層部２１と、第２層部２２と、これらの間に介在する絶縁層２３とからなる積層構造を有する。第１層部２１は第１シリコン層に由来する部位である。第２層部２２は、第２シリコン層に由来する部位であり、揺動部１０を囲む形状を有する。また、第２層部２２は、図２に示すように、主部２２Ａと、この主部２２Ａから空隙を介して離隔したランド部２２Ｂとを含む。図３に示すように、主部２２Ａの表面に外部接続用の電極パッド２４Ａが設けられており、図４および図６に示すように、ランド部２２Ｂの表面に外部接続用の電極パッド２４Ｂが設けられている。ランド部２２Ｂは、絶縁層２３を貫通する導電プラグ２５を介して第１層部２１と電気的に接続している。また、フレーム２０について図１に示す長さＬ３は、例えば５〜５０μｍである。
【００３６】
捩れ連結部３０は、一対のトーションバー３１からなる。各トーションバー３１は、主に第１シリコン層に由来する部位であり、揺動部１０のアーム部１２とフレーム２０の第１層部２１とに接続してこれらを連結する。トーションバー３１により、アーム部１２および第１層部２１は電気的に接続される。また、トーションバー３１は、素子厚さ方向Ｈにおいて、図３および図４に示すようにアーム部１２より薄肉であり、フレーム２０の第１層部２１よりも薄肉である。このような捩れ連結部３０ないし一対のトーションバー３１は、揺動部１０ないしミラー支持部１１の回転動作の軸心Ａ１を規定する。軸心Ａ１は、図１に示す矢印Ｄ方向と、即ちアーム部１２の延び方向と、直交する。したがって、アーム部１２の延び方向に直交する方向にアーム部１２から延出する上述の電極歯１３ａ，１３ｂの延び方向は、軸心Ａ１に対して平行である。このような軸心Ａ１は、好ましくは、揺動部１０の重心またはその近傍を通る。
【００３７】
本実施形態では、各トーションバー３１に代えて、第１シリコン層において成形されて並列する一組のトーションバーを設けてもよい。この場合、当該一組のトーションバーの間隔は、フレーム２０からアーム部１２に近付くにつれて漸増するのが好ましい。マイクロ可動素子Ｘ１では、一対のトーションバー３１に代えて、このように並列する２つのトーションバーを２組設けることにより、軸心Ａ１を規定してもよい。後述のマイクロ可動素子においても同様である。
【００３８】
櫛歯電極４１は、櫛歯電極１３Ａと協働して静電引力を発生するための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯４１ａからなる。複数の電極歯４１ａは、フレーム２０の第２層部２２から各々が延出し、且つ、アーム部１２の延び方向に互いに離隔して並列する。本実施形態では、図１に示すように、電極歯４１ａの延び方向とアーム部１２の延び方向とは直交し、電極歯４１ａの延び方向は軸心Ａ１に対して平行である。
【００３９】
このような櫛歯電極４１は、櫛歯電極１３Ａと共に駆動機構を構成する。櫛歯電極１３Ａ，４１は、揺動部１０の例えば非動作時には、図３および図５に示すように、互いに異なる高さに位置する。これとともに、櫛歯電極１３Ａ，４１は、揺動部１０の動作時において互いに当接しないように、それらの電極歯１３ａ，４１が位置ずれした態様で配されている。
【００４０】
櫛歯電極４２は、櫛歯電極１３Ｂと協働して静電引力を発生するための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯４２ａからなる。複数の電極歯４２ａは、フレーム２０の第２層部２２から各々が延出し、且つ、アーム部１２の延び方向に互いに離隔する。櫛歯電極４２ないし電極歯４２ａは、フレーム２０の第２層部２２の主部２２Ａを介して櫛歯電極４１ないし電極歯４１ａと電気的に接続されている。本実施形態では、図１に示すように、電極歯４２ａの延び方向とアーム部１２の延び方向とは直交し、電極歯４２ａの延び方向は軸心Ａ１に対して平行である。
【００４１】
このような櫛歯電極４２は、櫛歯電極１３Ｂと共に駆動機構を構成する。櫛歯電極１３Ｂ，４２は、揺動部１０の例えば非動作時には、図４および図５に示すように、互いに異なる高さに位置する。これとともに、櫛歯電極１３Ｂ，４２は、揺動部１０の動作時において互いに当接しないように、それらの電極歯１３ｂ，４２ａが位置ずれした態様で配されている。
【００４２】
マイクロ可動素子Ｘ１は、図６および図７に表れているように、本発明における部分積層構造部を含む。
【００４３】
図６に示す部分積層構造部は、フレーム２０の第１層部２１により構成される導体部２１ａと、第２層部２２の主部２２Ａにより構成される導体部２２ａと、中間絶縁層２３により構成される中間絶縁部２３ａとからなる積層構造を有する。導体部２１ａ（第１層部２１）は、捩れ連結部３０を構成するトーションバー３１、および、揺動部１０のアーム部１２を介して、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂと電気的に接続している。導体部２２ａ（第２層部２２の主部２２Ａ）は、櫛歯電極４１，４２と電気的に接続している。導体部２１ａおよび導体部２２ａは、電気的に分断されている。また、導体部２２ａは、導体部２１ａに対向する対向面Ｓ１と、側面Ｓ２と、これらの境界をなすエッジ部Ｅ１とを有する。導体部２１ａは、エッジ部Ｅ１を超えて導体部２２ａよりも延出する延出面Ｓ３を有する。絶縁膜５０は、導体部２２ａのエッジ部Ｅ１を覆うように設けられている。
【００４４】
図７に示す部分積層構造部は、フレーム２０の第１導部２１により構成される導体部２１ｂと、第２層部２２の主部２２Ａにより構成される導体部２２ｂと、中間絶縁層２３により構成される中間絶縁部２３ｂとからなる積層構造を有する。導体部２１ｂ（第１層部２１）は、捩れ連結部３０を構成するトーションバー３１、および、揺動部１０のアーム部１２を介して、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂと電気的に接続している。導体部２２ｂ（第２層部２２の主部２２Ａ）は、櫛歯電極４１，４２と電気的に接続している。導体部２１ｂおよび導体部２２ｂは、電気的に分断されている。また、導体部２１ｂは、導体部２２ｂに対向する対向面Ｓ４と、側面Ｓ５と、これらの境界をなすエッジ部Ｅ２とを有する。導体部２２ｂは、エッジ部Ｅ２を超えて導体部２１ｂよりも延出する延出面Ｓ６を有する。絶縁膜５０は、導体部２１ｂのエッジ部Ｅ２を覆うように設けられている。
【００４５】
絶縁膜５０は、図６や図７に示すように、マイクロ可動素子Ｘ１に含まれる部分積層構造部（本実施形態では、第１シリコン層に由来する部位と第２シリコン層に由来する部位との間で段差が生じている部分であって、当該第１シリコン層由来部位と当該第２シリコン層由来部位との間に電位差の生じ得る部分）におけるエッジ部を覆うように設けられたものであり、例えばパリレン、酸化シリコン、または窒化シリコンよりなる。絶縁膜５０の厚さは例えば１０〜５００ｎｍである。
【００４６】
図８から図１１は、マイクロ可動素子Ｘ１の製造方法の一例を表す。この方法は、バルクマイクロマシニング技術によりマイクロ可動素子Ｘ１を製造するための一手法である。図８から図１１においては、図１１（ｃ）に示すミラー支持部Ｍ、アーム部ＡＲ、フレームＦ１，Ｆ２、トーションバーＴ１，Ｔ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２の形成過程を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施される材料基板（多層構造を有するウエハ）における単一のマイクロ可動素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面として表したものである。ミラー支持部Ｍは、ミラー支持部１１の一部に相当する。アーム部ＡＲは、アーム部１２に相当し、アーム部１２の横断面を表す。フレームＦ１，Ｆ２は、各々、フレーム２０に相当し、フレーム２０の横断面を表す。トーションバーＴ１は、トーションバー３１に相当し、トーションバー３１の延び方向の断面を表す。トーションバーＴ２は、トーションバー３１に相当し、トーションバー３１の横断面を表す。櫛歯電極Ｅ１は、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂの一部に相当し、電極歯１３ａ，１３ｂの横断面を表す。櫛歯電極Ｅ２は、櫛歯電極４１，４２の一部に相当し、電極歯４１ａ，４２ａの横断面を表す。
【００４７】
マイクロ可動素子Ｘ１の製造においては、まず、図８（ａ）に示すような材料基板１００を用意する。材料基板１００は、シリコン層１０１，１０２と、当該シリコン層１０１，１０２間の絶縁層１０３とからなる積層構造を有するＳＯＩ基板である。シリコン層１０１，１０２は、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。不純物としては、Ｂなどのｐ型不純物や、ＰおよびＳｂなどのｎ型不純物を採用することができる。絶縁層１０３は例えば酸化シリコンよりなる。シリコン層１０１の厚さは例えば１０〜１００μｍであり、シリコン層１０２の厚さは例えば５０〜５００μｍであり、絶縁層１０３の厚さは例えば０．３〜３μｍである。また、材料基板１００の所定箇所には、上述の導電プラグ２５が埋め込み形成されている。導電プラグ２５は、例えば、シリコン層１０１および絶縁層１０３を貫通するプラグ形成用凹部を形成した後、当該凹部に導電材料を充填することによって、形成することができる。
【００４８】
次に、図８（ｂ）に示すように、シリコン層１０１上にミラー面１１ａを形成し、また、シリコン層１０２上に電極パッド２４Ａ，２４Ｂを形成する。ミラー面１１ａの形成においては、まず、スパッタリング法により、シリコン層１０１に対して例えばＣｒ（５０ｎｍ）およびこれに続いてＡｕ（２００ｎｍ）を成膜する。次に、所定のマスクを介してこれら金属膜に対してエッチング処理を順次行うことにより、ミラー面１１ａをパターン形成する。Ａｕに対するエッチング液としては、例えば、ヨウ化カリウム−ヨウ素水溶液を使用することができる。Ｃｒに対するエッチング液としては、例えば硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液と過塩素酸の混合液を使用することができる。電極パッド２４Ａ，２４Ｂの形成においては、スパッタリング法によってシリコン層１０２表面に所定の導電材料を成膜した後、所定のマスクを介して当該導電材料膜に対してエッチング処理を行う。
【００４９】
次に、図８（ｃ）に示すように、シリコン層１０１上には酸化膜パターン１１０およびレジストパターン１１１を形成し、シリコン層１０２上に酸化膜パターン１１２を形成する。酸化膜パターン１１０は、揺動部１０（ミラー支持部Ｍ，アーム部ＡＲ，櫛歯電極Ｅ１）およびフレーム２０（フレームＦ１，Ｆ２）に対応するパターン形状を有する。このような酸化膜パターン１１０は例えばＣＶＤ法によって形成される。レジストパターン１１１は、両トーションバー３１（トーションバーＴ１，Ｔ２）に対応するパターン形状を有する。このようなレジストパターン１１１は、シリコン層１０１上にフォトレジストをスピンコーティングにより成膜し、所定のマスクを利用して当該フォトレジストに対して露光を施し、所定の現像液を使用して当該フォトレジストを現像することによって、形成することができる。また、酸化膜パターン１１２は、フレーム２０（フレームＦ１，Ｆ２）および櫛歯電極４１，４２（櫛歯電極Ｅ２）に対応するパターン形状を有する。
【００５０】
次に、図８（ｄ）に示すように、酸化膜パターン１１０およびレジストパターン１１１をマスクとして利用して、ＤＲＩＥ（deep reactive ion etching）により、シリコン層１０１に対し所定の深さまでエッチング処理を行う。所定の深さとは、トーションバーＴ１，Ｔ２の厚さに相当する深さであり、例えば５μｍである。ＤＲＩＥでは、ＳＦ6ガスを用いて行うエッチングとＣ4Ｆ8ガスを用いて行う側壁保護とを交互に繰り返すＢｏｓｃｈプロセスにおいて、良好な異方性エッチング加工を行うことができる。後出のＤＲＩＥについても、このようなＢｏｓｃｈプロセスを採用することができる。本エッチング処理を経ることによって酸化膜パターン１１０およびレジストパターン１１１に生ずる劣化については、図の簡潔化の観点から図示しない。
【００５１】
次に、図９（ａ）に示すように、剥離液を作用させることにより、レジストパターン１１１を剥離する。剥離液としては、例えばＡＺリムーバ７００（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製）を使用することができる。
【００５２】
次に、図９（ｂ）に示すように、酸化膜パターン１１０をマスクとして利用して、ＤＲＩＥにより、トーションバーＴ１，Ｔ２を残存形成しつつシリコン層１０１に対して絶縁層１０３に至るまでエッチング処理を行う。本エッチング処理により、揺動部１０（ミラー支持部Ｍ，アーム部ＡＲ，櫛歯電極Ｅ１）、両トーションバー３１（トーションバーＴ１，Ｔ２）、および、フレーム２０（フレームＦ１，Ｆ２）の一部が、成形される。本エッチング処理を経ることによって酸化膜パターン１１０に生ずる劣化については、図の簡潔化の観点から図示しない。
【００５３】
次に、図９（ｃ）に示すように、酸化膜パターン１１２をマスクとして利用して、ＤＲＩＥによりシリコン層１０２に対して絶縁層１０３に至るまでエッチング処理を行う。本エッチング処理により、フレーム２０（フレームＦ１，Ｆ２）の一部および櫛歯電極４１，４２（櫛歯電極Ｅ２）が成形される。本エッチング処理を経ることによって酸化膜パターン１１２に生ずる劣化については、図の簡潔化の観点から図示しない。
【００５４】
次に、図９（ｄ）に示すように、絶縁層１０３において露出している箇所および酸化膜パターン１１０，１１２を除去する。除去手法としては、例えばドライエッチングやウエットエッチングを採用することができる。ドライエッチングを採用する場合、エッチングガスとしては、例えば、ＣＦ4やＣＨＦ3などを採用することができる。ウエットエッチングを採用する場合、エッチング液としては、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムからなるバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用することができる。本工程では、マイクロ可動素子Ｘ１に含まれる上述の部分積層構造部において、シリコン層１０１，１０２に由来する部位の間にいわゆるアンダーカットが生じやすい。
【００５５】
次に、図１０（ａ）に示すように絶縁膜５０を形成する。具体的には、所定の薄膜形成技術によって所定の絶縁材料を成膜することよって絶縁膜５０を形成することができる。例えば、絶縁膜５０の構成材料としてパリレンを採用する場合、ＣＶＤ法によって適切に絶縁膜５０を形成することができる。具体的には、ＣＶＤ法によって、パラキシリレンモノマを素子表面で重合し、高分子のパラキシリレン樹脂よりなる絶縁膜５０を形成することができる。このようなパリレン膜たる絶縁膜５０は、分子量の小さなモノマのガスが物体表面で重合されて生ずるものであるので、物体表面の微細な凹凸形状に追従した形状で、膜厚が薄く且つ均一のコーティング膜（コンフォーマルコーティング膜）となる。例えば、絶縁膜５０の構成材料として酸化シリコンを採用する場合、酸素プラズマ処理を実施することによって適切に絶縁膜５０を形成することができる。
【００５６】
次に、図１０（ｂ）に示すように一方向からフォトレジストをスプレー塗布することによって、レジストマスク１１３を形成する。本工程では、部分積層構造部の段差部分にはレジストマスク１１３が厚く形成される傾向にある。スプレー方式によりレジストマスクを形成することのできるフォトレジストとして、例えば、ＡＺ６１１２（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製）を使用することができる。
【００５７】
次に、図１０（ｃ）に示すように他方向からフォトレジストをスプレー塗布することによって、レジストマスク１１４を形成する。本工程では、部分積層構造部の段差部分にはレジストマスク１１４が厚く形成される傾向にある。
【００５８】
次に、図１１（ａ）に示すように一方向から酸素プラズマなどによるＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を施すことによって、一部のレジストマスク１１３をエッチング除去するとともに、一部の絶縁膜５０をエッチング除去する。本工程では、図１０（ｂ）を参照して上述した工程で部分積層構造部の段差部分に充分に厚く形成されたレジストマスク１１３の一部が残存するように、エッチング処理を行う。
【００５９】
次に、図１１（ｂ）に示すように他方向からＲＩＥを施すことによって、一部のレジストマスク１１４をエッチング除去するとともに、一部の絶縁膜５０をエッチング除去する。本工程では、図１０（ｃ）を参照して上述した工程で部分積層構造部の段差部分に充分に厚く形成されたレジストマスク１１４の一部が残存するように、エッチング処理を行う。また、本工程におけるエッチング条件については、必要に応じて、前工程におけるエッチング条件と異ならせる。例えば、本工程では、エッチング処理時間や、エッチング装置のチャンバ内のガス圧、投入電力等について、前工程とは異なる条件を採用することによって、エッチングレートや異方性を調整し、本工程に適した所望のエッチング処理が可能になる。
【００６０】
次に、図１１（ｃ）に示すように、残存するレジストマスク１１３，１１４を除去する。このようにして、マイクロ可動素子Ｘ１に含まれる部分積層構造部において絶縁膜５０を残存形成することができる。
【００６１】
以上の一連の工程を経ることにより、ミラー支持部Ｍ、アーム部ＡＲ、フレームＦ１，Ｆ２、トーションバーＴ１，Ｔ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２を成形し、且つ、絶縁膜５０を形成して、マイクロ可動素子Ｘ１を製造することができる。
【００６２】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２に対して必要に応じて所定の電位を付与することにより、揺動部１０ないしミラー支持部１１を軸心Ａ１まわりに回転変位させることができる。櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂに対する電位付与は、電極パッド２４Ｂ、フレーム２０の第２層部２２のランド部２２Ｂ、導電プラグ２５、フレーム２０の第１層部２１、捩れ連結部３０を構成する両トーションバー３１、およびアーム部１２を介して、実現することができる。櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂは、例えばグラウンド接続される。一方、櫛歯電極４１，４２に対する電位付与は、電極パッド２４Ａ、および、フレーム２０の第２層部２２の主部２２Ａを介して、実現することができる。
【００６３】
櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２の各々に所定の電位を付与することにより櫛歯電極１３Ａ，４１間および櫛歯電極１３Ｂ，４２間に所望の静電引力を発生させると、櫛歯電極１３Ａは櫛歯電極４１に引き込まれ、且つ、櫛歯電極１３Ｂは櫛歯電極４２に引き込まれる。そのため、揺動部１０ないしミラー支持部１１は、軸心Ａ１まわりに揺動動作し、当該静電引力と各トーションバー３１の捩り抵抗力の総和とが釣り合う角度まで回転変位する。釣り合い状態においては、櫛歯電極１３Ａ，４１は、例えば図１２に示す配向をとり、櫛歯電極１３Ｂ，４２も同様の配向をとる。このような揺動動作における回転変位量は、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２への付与電位を調整することにより、調節することができる。また、櫛歯電極１３Ａ，４１間の静電引力および櫛歯電極１３Ｂ，４２間の静電引力を消滅させると、各トーションバー３１はその自然状態に復帰し、揺動部１０ないしミラー支持部１１は、図３および図４に表れているような配向をとる。以上のような揺動部１０ないしミラー支持部１１の揺動駆動により、ミラー支持部１１上に設けられたミラー面１１ａにて反射される光の反射方向を適宜切り換えることができる。
【００６４】
マイクロ可動素子Ｘ１において、部分積層構造部に設けられる絶縁膜５０は、第１導体部（図６に示す部分積層構造部では導体部２２ａ，図７に示す部分積層構造部では２１ｂ）および第２導体部（図６に示す部分積層構造部では導体部２１ａ，図７に示す部分積層構造部では２２ｂ）の間に電位差が生じた場合に、第１導体部のエッジ部（図６に示す部分積層構造部ではエッジ部Ｅ１，図７に示す部分積層構造部ではエッジ部Ｅ２）と第２導体部ないしその延出面（図６に示す部分積層構造部では延出面Ｓ３，図７に示す部分積層構造部では延出面Ｓ６）との間で放電が生ずるのを抑制するのに資する。このような絶縁膜５０によると、放電の際に生ずる熱によってエッジ部が溶出して第１および第２導体部を架橋する導電路が形成されることを抑制することができ、従って、素子駆動時に第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合にそのような導電路を電流が流れること（電流リーク）を抑制することができる。
【００６５】
また、マイクロ可動素子Ｘ１における絶縁膜５０は、第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合に、第１導体部のエッジ部近傍の側面から、第１導体部を構成する材料の小片が剥れることを抑制するのに資する。このような絶縁膜５０によると、当該小片の移動や、当該小片が第１および第２導体部を架橋することに起因して生ずる、第１および第２導体部の間の電流リークを、抑制することができる。
【００６６】
加えて、マイクロ可動素子Ｘ１においては、駆動力としての静電引力を発生させるための櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２は絶縁膜で覆われていない。そのため、従来のマイクロ可動素子Ｙに関して上述したようなチャージングは、マイクロ可動素子Ｘ１では生じない。このようなマイクロ可動素子Ｘ１においては、駆動電極たる櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２にて安定した駆動力を発生させやすい。したがって、マイクロ可動素子Ｘ１は駆動力の高精度制御に適する。
【００６７】
以上のように、マイクロ可動素子Ｘ１は、電流リークの発生を抑制するのに適し、且つ、駆動電極間に発生する駆動力の高精度制御に適する。
【００６８】
図１３から図１６は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ２を表す。図１３は、マイクロ可動素子Ｘ２の断面図であり、上述のマイクロ可動素子Ｘ１にとっての図３に相当する。図１４は、マイクロ可動素子Ｘ２の別の断面図であり、上述のマイクロ可動素子Ｘ１にとっての図４に相当する。図１５は、マイクロ可動素子Ｘ２の別の断面図であり、マイクロ可動素子Ｘ１にとっての図６に相当する。図１６は、マイクロ可動素子Ｘ２の別の断面図であり、マイクロ可動素子Ｘ１にとっての図７に相当する。
【００６９】
マイクロ可動素子Ｘ２は、マイクロ可動素子Ｘ１と同様の揺動部１０、フレーム２０、捩れ連結部３０、および櫛歯電極４１，４２を備えるマイクロミラー素子であり、絶縁膜５０の形成領域がマイクロ可動素子Ｘ１と異なる。マイクロ可動素子Ｘ２において、絶縁膜５０は、ミラー支持部１１のミラー面１１ａ形成側の面、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２、および、フレーム２０の第２層部２２表面の電極パッド２４Ａ，２４Ｂを覆わない。
【００７０】
このような構成のマイクロ可動素子Ｘ２の製造においては、まず、マイクロ可動素子Ｘ１の製造に関して図８（ａ）から図１０（ａ）までを参照して上述した一連の工程を経る。
【００７１】
次に、図１７（ａ）に示すように、材料基板１００のシリコン層１０１側へのレーザ照射によって絶縁膜５０を部分的に除去する。具体的には、絶縁膜５０を除去したい領域に対し、所定の開口部を有するマスク（図示略）を介してレーザを照射することによって、当該照射箇所における絶縁膜５０を除去する。図１８は、本工程におけるレーザ照射領域を破線で囲んで示した素子平面図である。レーザ照射は、単一のマイクロ可動素子形成区画において、一括して行ってもよいし、複数回に分けて行ってもよい。レーザとしては、エキシマレーザを採用するのが好ましい。図１７（ａ）において傾斜した矢印で示すように、少なくとも櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２（櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２）に対するレーザ照射は、材料基板１００の厚さ方向に対して傾斜させるのが好ましい。櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２の側面を被覆する絶縁膜５０を適切に除去するためである。
【００７２】
次に、図１７（ｂ）に示すように、材料基板１００のシリコン層１０２側へのレーザ照射によって絶縁膜５０を部分的に除去する。具体的には、絶縁膜５０を除去したい領域に対し、所定の開口部を有するマスク（図示略）を介してレーザを照射することによって、当該照射箇所における絶縁膜５０を除去する。図１７（ｂ）において傾斜した矢印で示すように、少なくとも櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２（櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２）に対するレーザ照射は、材料基板１００の厚さ方向に対して傾斜させるのが好ましい。櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２の側面を被覆する絶縁膜５０を適切に除去するためである。
【００７３】
以上の一連の工程を経ることにより、ミラー支持部Ｍ、アーム部ＡＲ、フレームＦ１，Ｆ２、トーションバーＴ１，Ｔ２、および一組の櫛歯電極Ｅ１，Ｅ２を成形し、且つ、絶縁膜５０を残存形成して、マイクロ可動素子Ｘ２を製造することができる。
【００７４】
このようなマイクロ可動素子Ｘ２は、マイクロ可動素子Ｘ１と同様にして揺動駆動することができる。
【００７５】
また、マイクロ可動素子Ｘ２は、部分積層構造部のエッジ部を覆う絶縁膜５０を有するとともに、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２が絶縁膜５０で覆われていない。したがって、マイクロ可動素子Ｘ２は、マイクロ可動素子Ｘ１に関して上述したのと同様の理由で、素子駆動時において、電流リークの発生を抑制するのに適し、且つ、駆動電極間に発生する駆動力の高精度制御に適する。
【００７６】
図１９および図２０は、本発明の第３の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ３を表す。図１９は、マイクロ可動素子Ｘ３の断面図であり、上述のマイクロ可動素子Ｘ１にとっての図３に相当し、また、上述のマイクロ可動素子Ｘ２にとっての図１３に相当する。図２０は、マイクロ可動素子Ｘ３の別の断面図であり、上述のマイクロ可動素子Ｘ１にとっての図４に相当し、また、上述のマイクロ可動素子Ｘ２にとっての図１４に相当する。
【００７７】
マイクロ可動素子Ｘ３は、マイクロ可動素子Ｘ１，Ｘ２と同様の揺動部１０、フレーム２０、捩れ連結部３０、および櫛歯電極４１，４２を備えるマイクロミラー素子であり、絶縁膜５０の形成領域がマイクロ可動素子Ｘ１，Ｘ２と異なる。マイクロ可動素子Ｘ３において、絶縁膜５０は、ミラー支持部１１のミラー面１１ａ形成側の面、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２の一部、および、フレーム２０の第２層部２２表面の電極パッド２４Ａ，２４Ｂを覆わない。また、マイクロ可動素子Ｘ３においては、櫛歯電極１３Ａの複数の電極歯１３ａのうち、軸心Ａ１の側の一部の電極歯１３ａは絶縁膜５０で覆われており、櫛歯電極１３Ｂの複数の電極歯１３ｂのうち、軸心Ａ１の側の一部の電極歯１３ｂは絶縁膜５０で覆われており、櫛歯電極４１の複数の電極歯４１ａのうち、軸心Ａ１の側の一部の電極歯４１ａは絶縁膜５０で覆われており、櫛歯電極４２の複数の電極歯４２ａのうち、軸心Ａ１の側の一部の電極歯４２ａは絶縁膜５０で覆われている。
【００７８】
このような構成のマイクロ可動素子Ｘ３は、図１７（ａ）および図１７（ｂ）を参照して上述したレーザ照射工程における照射領域を図１８に示す領域から図２１に示す領域（破線で囲んだ領域）に変更する点以外はマイクロ可動素子Ｘ２と同様にして、製造することができる。
【００７９】
このようにして製造されるマイクロ可動素子Ｘ３は、マイクロ可動素子Ｘ１と同様にして、例えば図２２に示すように駆動することができる。
【００８０】
また、マイクロ可動素子Ｘ３は、部分積層構造部のエッジ部を覆う絶縁膜５０を有するとともに、櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２の一部が絶縁膜５０で覆われていない。したがって、マイクロ可動素子Ｘ３は、マイクロ可動素子Ｘ１に関して上述したのと同様の理由で、素子駆動時において、電流リークの発生を抑制するのに適し、且つ、駆動電極間に発生する駆動力の高精度制御に適する。櫛歯電極１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２の電極歯１３ａ，１４ａ，４１ａ，４２ａにおいて、軸心Ａ１に近接配置されているものほど、駆動時における対向電極歯との実質的重なり合いの程度が小さい。そのような電極歯が絶縁膜５０で被覆されていても、当該絶縁膜５０にて生じるチャージングの程度は相当程度に小さい場合が多い。このような場合、マイクロ可動素子Ｘ３のように、単一の櫛歯電極内における一部の電極歯を絶縁膜で覆ってもよい。
【００８１】
図２３から図２８は、本発明の第４の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ４を表す。図２３は、マイクロ可動素子Ｘ４の平面図である。図２４は、マイクロ可動素子Ｘ４の一部省略平面図である。図２５および図２６は、各々、図２３の線XXV−XXVおよび線XXVI−XXVIに沿った断面図である。図２７および図２８は、各々、図２３の線XXVII−XXVIIおよびXXVIII−XXVIIIに沿った拡大断面図である。
【００８２】
マイクロ可動素子Ｘ４は、可動機能部６０と、内フレーム７１と、外フレーム７４と、一対のトーションバー８１と、一対のトーションバー８２と、櫛歯電極９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８と、絶縁膜５０とを備えてマイクロミラー素子として構成されたものであり、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩ基板である材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の中間絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより所定の導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ４における絶縁膜５０を除く上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図の明確化の観点より、図２３においては、第１シリコン層に由来して中間絶縁層より紙面手前方向に突き出る部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図２４は、マイクロ可動素子Ｘ４において第２シリコン層に由来する構造を表す。
【００８３】
可動機能部６０は、第１シリコン層に由来する部位であり、その表面には、光反射機能を有するミラー面６１が設けられている。ミラー面６１は、例えば、第１シリコン層上に成膜されたＣｒ層およびその上のＡｕ層よりなる積層構造を有する。
【００８４】
内フレーム７０は、図２５に示すように、第１層部７１と、第２層部７２と、これらの間に介在する絶縁層７３とからなる積層構造を有する。第１層部７１は第１シリコン層に由来する部位であり、図２３に示すように可動機能部６０を囲む形状を有する。第２層部７２は、第２シリコン層に由来する部位である。
【００８５】
外フレーム７４は、図２３に示すように、内フレーム７０を囲む形状を有し、且つ、図２５および図２６に示すように、第１層部７５と、第２層部７６と、これらの間に介在する絶縁層７７とからなる積層構造を有する。第１層部７５は第１シリコン層に由来する部位である。第２層部７６は、第２シリコン層に由来する部位である。第２層部７６は、図２４に示すように、空隙を介して互いに離隔するランド部７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ，７６Ｅを含む。ランド部７６Ａ〜７６Ｅ表面には、各々、外部接続用の電極パッド７８Ａ，７８Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄ，７８Ｅが設けられている。ランド部７６Ａは、絶縁層７７を貫通する導電プラグ７９を介して第１層部７５と電気的に接続している。
【００８６】
一対のトーションバー８１は、図２６によく表れているように、各々、可動機能部６０よりも薄肉であり、可動機能部６０と内フレーム７０の第１層部７１とに接続している。この一対のトーションバー８１は、可動機能部６０の回転動作の軸心Ａ２を規定する。
【００８７】
一対のトーションバー８２は、各々、図２５に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部８２ａと、第２シリコン層に由来する第２層部８２ｂと、これらの間に介在する絶縁層８２ｃとからなる積層構造を有する。第１層部８２ａと第２層部８２ｂとは、絶縁層８２ｃによって電気的に分断されている。各トーションバー８２の第１層部８２ａは、内フレーム７０の第１層部７１と外フレーム部７４の第１層部７５とに接続する。一方のトーションバー８２の第２層部８２ｂは、内フレーム７０の一方の第２層部７２と外フレーム部７４の第２層部７６のランド部７６Ｂとに接続する。他方のトーションバー８２の第２層部８２ｂは、内フレーム７０の他方の第２層部７２と外フレーム部７４の第２層部７６のランド部７６Ｃとに接続する。このような一対のトーションバー８２は、内フレーム７０およびこれに伴う可動機能部６０の回転動作の軸心Ａ３を規定する。
【００８８】
櫛歯電極９１は、第１シリコン層に由来する部位であり、可動機能部６０から延出する複数の電極歯９１ａからなる。電極歯９１ａは、軸心Ａ２の方向に互いに離隔して並列する。櫛歯電極９２は、第１シリコン層に由来する部位であり、櫛歯電極９１の電極歯９１ａとは反対の側に可動機能部６０から延出する複数の電極歯９２ａからなる。電極歯９２ａは、軸心Ａ２の方向に互いに離隔して並列する。
【００８９】
櫛歯電極９３は、櫛歯電極９１と協働して静電引力を発生するための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯９３ａからなる。複数の電極歯９３ａは、内フレーム７０の一方の第２層部７２から素子内方に各々が延出し、且つ、軸心Ａ２の方向に互いに離隔して並列する。このような櫛歯電極９３は、櫛歯電極９１と共に駆動機構を構成し得る。櫛歯電極９１，９３は、可動機能部６０の例えば非動作時には、図２５に示すように、互いに異なる高さに位置する。これとともに、櫛歯電極９１，９３は、可動機能部６０の動作時において互いに当接しないように、それらの電極歯９１ａ，９３ａが位置ずれした態様で配されている。
【００９０】
櫛歯電極９４は、櫛歯電極９２と協働して静電引力を発生するための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯９４ａからなる。複数の電極歯９４ａは、内フレーム７０の他方の第２層部７２から素子内方に各々が延出し、且つ、軸心Ａ２の方向に互いに離隔して並列する。このような櫛歯電極９４は、櫛歯電極９２と共に駆動機構を構成し得る。櫛歯電極９２，９４は、可動機能部６０の例えば非動作時には、図２５に示すように、互いに異なる高さに位置する。これとともに、櫛歯電極９２，９４は、可動機能部６０の動作時において互いに当接しないように、それらの電極歯９２ａ，９４ａが位置ずれした態様で配されている。
【００９１】
櫛歯電極９５は、第１シリコン層に由来する部位であり、内フレーム７０の第１層部７１から素子外方に延出する複数の電極歯９５ａからなる。電極歯９５ａは、軸心Ａ３の方向に互いに離隔して並列する。櫛歯電極９６は、第１シリコン層に由来する部位であり、櫛歯電極９５の電極歯９５ａとは反対の側に内フレーム７０の第１層部７１から延出する複数の電極歯９６ａからなる。電極歯９６ａは、軸心Ａ３の方向に互いに離隔して並列する。
【００９２】
櫛歯電極９７は、櫛歯電極９５と協働して静電引力を発生するための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯９７ａからなる。複数の電極歯９７ａは、外フレーム７４の第２層部７６のランド部７６Ｄから素子内方に各々が延出し、且つ、軸心Ａ３の方向に互いに離隔して並列する。このような櫛歯電極９７は、櫛歯電極９５と共に駆動機構を構成する。櫛歯電極９５，９７は、内フレーム７０の例えば非動作時には、図２６に示すように、互いに異なる高さに位置する。これとともに、櫛歯電極９５，９７は、素子動作時において互いに当接しないように、それらの電極歯９５ａ，９７ａが位置ずれした態様で配されている。
【００９３】
櫛歯電極９８は、櫛歯電極９６と協働して静電引力を発生するための部位であり、第２シリコン層に由来する複数の電極歯９８ａからなる。複数の電極歯９８ａは、外フレーム７４の第２層部７６のランド部７６Ｅから素子内方に各々が延出し、且つ、軸心Ａ３の方向に互いに離隔して並列する。このような櫛歯電極９８は、櫛歯電極９６と共に駆動機構を構成する。櫛歯電極９６，９８は、内フレーム７０の例えば非動作時には、図２６に示すように、互いに異なる高さに位置する。これとともに、櫛歯電極９６，９８は、素子動作時において互いに当接しないように、それらの電極歯９６ａ，９８ａが位置ずれした態様で配されている。
【００９４】
マイクロ可動素子Ｘ４において、絶縁膜５０は、可動機能部６０のミラー面６１形成側の面、櫛歯電極９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８、および、外フレーム７４の第２層部７６表面の電極パッド７８Ａ〜７８Ｅを覆わない。図の簡潔化の観点より、図２７および図２８以外において絶縁膜５０の図示を省略する。
【００９５】
マイクロ可動素子Ｘ４は、例えば図２７および図２８に表れているように、本発明における部分積層構造部を含む。
【００９６】
図２７に示す部分積層構造部は、外フレーム７４の第１層部７５により構成される導体部７５ａと、第２層部７６のランド部７６Ｂにより構成される導体部７６ａと、中間絶縁層７７により構成される中間絶縁部７７ａとからなる積層構造を有する。導体部７５ａ（第１層部７５）は、トーションバー８２の第１層部８２ａ、内フレーム７０の第１層部７１、トーションバー８１、および可動機能部６０を介して、櫛歯電極９１と電気的に接続している。導体部７６ａ（第２層部７６のランド部７６Ｂ）は、トーションバー８２の第２層部８２ｂおよび内フレーム７０の第２層部７２を介して、櫛歯電極９３と電気的に接続している。導体部７５ａおよび導体部７６ａは、電気的に分断されている。また、導体部７６ａは、導体部７５ａに対向する対向面Ｓ７と、側面Ｓ８と、これらの境界をなすエッジ部Ｅ３とを有する。導体部７５ａは、エッジ部Ｅ３を超えて導体部７６ａよりも延出する延出面Ｓ９を有する。絶縁膜５０は、導体部７６ａのエッジ部Ｅ３を覆うように設けられている。
【００９７】
図２８に示す部分積層構造部は、外フレーム７４の第１層部７５により構成される導体部７５ｂと、第２層部７６のランド部７６Ｄにより構成される導体部７６ｂと、中間絶縁層７７により構成される中間絶縁部７７ｂとからなる積層構造を有する。導体部７５ｂ（第１層部７５）は、トーションバー８２の第１層部８２ａおよび内フレーム７０の第１層部７１を介して、櫛歯電極９５と電気的に接続している。導体部７６ｂ（第２層部７６のランド部７６Ｄ）は櫛歯電極９７と電気的に接続している。導体部７５ｂおよび導体部７６ｂは、電気的に分断されている。また、導体部７６ｂは、導体部７５ｂに対向する対向面Ｓ１０と、側面Ｓ１１と、これらの境界をなすエッジ部Ｅ４とを有する。導体部７５ｂは、エッジ部Ｅ４を超えて導体部７６ｂよりも延出する延出面Ｓ１２を有する。絶縁膜５０は、導体部７６ｂのエッジ部Ｅ４を覆うように設けられている。
【００９８】
絶縁膜５０は、図２７や図２８に示すように、マイクロ可動素子Ｘ４に含まれる部分積層構造部（本実施形態では、第１シリコン層に由来する部位と第２シリコン層に由来する部位との間で段差が生じている部分であって、当該第１シリコン層由来部位と当該第２シリコン層由来部位との間に電位差の生じ得る部分）におけるエッジ部を覆うように設けられたものであり、例えばパリレン、酸化シリコン、または窒化シリコンよりなる。絶縁膜５０の厚さは例えば１０〜５００ｎｍである。
【００９９】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、櫛歯電極９１，９２，９３，９４に対して必要に応じて所定の電位を付与することにより、可動機能部６０を軸心Ａ２まわりに回転変位させることができる。櫛歯電極９１，９２に対する電位付与は、電極パッド７８Ａ、外フレーム７４の第２層部７６のランド部７６Ａ、導電プラグ７９、外フレーム７４の第１層部７５、両トーションバー８２の第１層部８２ａ、内フレーム７０の第１層部７１、両トーションバー８１、および可動機能部６０を介して、実現することができる。櫛歯電極９１，９２は、例えばグラウンド接続される。櫛歯電極９３に対する電位付与は、電極パッド７８Ｂ、外フレーム７５の第２層部７６のランド部７６Ｂ、一方のトーションバー８２の第２層部８２ｂ、内フレーム７０の一方の第２層部７２を介して、実現することができる。櫛歯電極９４に対する電位付与は、電極パッド７８Ｃ、外フレーム７５の第２層部７６のランド部７６Ｃ、他方のトーションバー８２の第２層部８２ｂ、内フレーム７０の他方の第２層部７２を介して、実現することができる。
【０１００】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、櫛歯電極９５，９６，９７，９８に対して必要に応じて所定の電位を付与することにより、内フレーム７０およびこれに伴う可動機能部６０を軸心Ａ３まわりに回転変位させることができる。櫛歯電極９５，９６に対する電位付与は、電極パッド７８Ａ、外フレーム７４の第２層部７６のランド部７６Ａ、導電プラグ７９、外フレーム７４の第１層部７５、両トーションバー８２の第１層部８２ａ、および内フレーム７０の第１層部７１を介して、実現することができる。櫛歯電極９５，９６は、例えばグラウンド接続される。櫛歯電極９７に対する電位付与は、電極パッド７８Ｄ、外フレーム７５の第２層部７６のランド部７６Ｄを介して、実現することができる。櫛歯電極９８に対する電位付与は、電極パッド７８Ｅ、外フレーム７５の第２層部７６のランド部７６Ｅを介して、実現することができる。
【０１０１】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、これら軸心Ａ２，Ａ３まわりの回転変位による可動機能部６０および内フレーム７０の揺動駆動により、可動機能部６０上に設けられたミラー面６１にて反射される光の反射方向を適宜切り換えることができる。
【０１０２】
マイクロ可動素子Ｘ４は、加速度センサや角速度センサなどのセンシングデバイスとしても構成することができる。センシングデバイスとしてのマイクロ可動素子Ｘ４においては、可動機能部６０上のミラー面６１は設ける必要はない。
【０１０３】
センシングデバイスとしてのマイクロ可動素子Ｘ４の駆動時には、例えば、可動部（可動機能部６０、内フレーム７０、櫛歯電極９１〜９６）は、所定の振動数ないし周期で軸心Ａ３まわりに揺動動作される。この揺動動作は、櫛歯電極９５，９７間への電圧印加と、櫛歯電極９６，９８間への電圧印加とを、交互に繰り返すことによって実現される。本実施形態では、例えば、櫛歯電極９５，９６をグラウンド接続したうえで、櫛歯電極９７への所定電位の付与と櫛歯電極９８への所定電位の付与とを交互に繰り返すことによって、可動部を揺動動作させることができる。
【０１０４】
例えば上述のようにして可動部を揺動動作ないし振動させている状態において、マイクロ可動素子Ｘ４ないし可動機能部６０に所定の角速度や加速度が作用すると、可動機能部６０が櫛歯電極９１，９２を伴って軸心Ａ２まわりに所定程度に回転変位して、櫛歯電極９１，９３の相対的配置が変化して当該櫛歯電極９１，９３間の静電容量が変化するとともに、櫛歯電極９２，９４の相対的配置が変化して当該櫛歯電極９２，９４間の静電容量が変化する。これら静電容量変化に基づいて（例えば、二つの静電容量の差に基づいて）、可動機能部６０の回転変位量を検出することができる。その検出結果に基づき、マイクロ可動素子Ｘ４ないし可動機能部６０に作用する角速度や加速度を算出することが可能である。
【０１０５】
マイクロ可動素子Ｘ４において、部分積層構造部に設けられる絶縁膜５０は、第１導体部（図２７に示す部分積層構造部では導体部７６ａ，図２８に示す部分積層構造部では７６ｂ）および第２導体部（図２７に示す部分積層構造部では導体部７５ａ，図２８に示す部分積層構造部では７５ｂ）の間に電位差が生じた場合に、第１導体部のエッジ部（図２７に示す部分積層構造部ではエッジ部Ｅ３，図２８に示す部分積層構造部ではエッジ部Ｅ４）と第２導体部ないしその延出面（図２７に示す部分積層構造部では延出面Ｓ９，図２８に示す部分積層構造部では延出面Ｓ１２）との間で放電が生ずるのを抑制するのに資する。このような絶縁膜５０によると、放電の際に生ずる熱によってエッジ部が溶出して第１および第２導体部を架橋する導電路が形成されることを抑制することができ、従って、素子駆動時に第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合にそのような導電路を電流が流れること（電流リーク）を抑制することができる。
【０１０６】
また、マイクロ可動素子Ｘ４における絶縁膜５０は、第１および第２導体部の間に電位差が生じた場合に、第１導体部のエッジ部近傍の側面から、第１導体部を構成する材料の小片が剥れることを抑制するのに資する。このような絶縁膜５０によると、当該小片の移動や、当該小片が第１および第２導体部を架橋することに起因して生ずる、第１および第２導体部の間の電流リークを、抑制することができる。
【０１０７】
加えて、マイクロ可動素子Ｘ４においては、駆動力としての静電引力を発生させるための櫛歯電極９１〜９８は絶縁膜で覆われていない。そのため、従来のマイクロ可動素子Ｙに関して上述したようなチャージングは、マイクロ可動素子Ｘ４では生じない。このようなマイクロ可動素子Ｘ４においては、駆動電極たる櫛歯電極９１〜９８にて安定した駆動力を発生させやすい。したがって、マイクロ可動素子Ｘ４は駆動力の高精度制御に適する。
【０１０８】
以上のように、マイクロ可動素子Ｘ４は、電流リークの発生を抑制するのに適し、且つ、駆動電極間に発生する駆動力の高精度制御に適する。
【０１０９】
以上のようなマイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ４は、光スイッチング装置を構成するためのマイクロミラー素子として採用することができる。
【０１１０】
図２９は、第５の実施形態に係る空間光結合型の光スイッチング装置５００の概略構成を表す。光スイッチング装置５００は、一対のマイクロミラーアレイユニット５０１，５０２と、入力ファイバアレイ５０３と、出力ファイバアレイ５０４と、複数のマイクロレンズ５０５，５０６とを備える。入力ファイバアレイ５０３は所定数の入力ファイバ５０３ａからなり、マイクロミラーアレイユニット５０１には、各入力ファイバ５０３ａに対応するマイクロミラー素子５０１ａが複数配設されている。出力ファイバアレイ５０４は所定数の出力ファイバ５０４ａからなり、マイクロミラーアレイユニット５０２には、各出力ファイバ５０４ａに対応するマイクロミラー素子５０２ａが複数配設されている。マイクロミラー素子５０１ａ，５０２ａは、各々、光を反射するためのミラー面を有して当該ミラー面の向きを制御できるように構成されており、上述のマイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ４のいずれかによって構成される。複数のマイクロレンズ５０５は、各々、入力ファイバ５０３ａの端部に対向するように配置されている。また、複数のマイクロレンズ５０６は、各々、出力ファイバ５０５ａの端部に対向するように配置されている。
【０１１１】
光スイッチング装置５００において、入力ファイバ５０３ａから出射される光Ｌ１は、対応するマイクロレンズ５０５を通過することによって、相互に平行光とされ、マイクロミラーアレイユニット５０１へ向かう。光Ｌ１は、対応するマイクロミラー素子５０１ａで反射し、マイクロミラーアレイユニット５０２へと偏向される。このとき、マイクロミラー素子５０１ａのミラー面は、光Ｌ１を所望のマイクロミラー素子５０２ａに入射させるように、予め所定の方向を向いている。次に、光Ｌ１は、マイクロミラー素子５０２ａで反射し、出力ファイバアレイ５０４へと偏向される。このとき、マイクロミラー素子５０２ａのミラー面は、所望の出力ファイバ５０４ａに光Ｌ１を入射させるように、予め所定の方向を向いている。
【０１１２】
このように、光スイッチング装置５００によると、各入力ファイバ５０３ａから出射した光Ｌは、マイクロミラーアレイユニット５０１，５０２における偏向によって、所望の出力ファイバ５０４ａに到達する。すなわち、入力ファイバ５０３ａと出力ファイバ５０４ａは一対一で接続される。そして、マイクロミラー素子５０１ａ，５０２ａにおける偏向角度を適宜変更することによって、光Ｌ１が到達する出力ファイバ５０４ａが切換えられる。
【０１１３】
光ファイバを媒体として伝送された光信号の伝送経路を或るファイバから他のファイバへと切換えるための光スイッチング装置に求められる特性としては、切換え動作における、大容量性、高速性、高信頼性などが挙げられる。これらの観点より、光スイッチング装置に組み込まれるスイッチング素子としては、マイクロマシニング技術によって作製されるマイクロミラー素子が好ましい。マイクロミラー素子によると、光スイッチング装置における入力側の光伝送路と出力側の光伝送路との間で、光信号を電気信号に変換せずに光信号のままでスイッチング処理を行うことができ、上述の特性を得るうえで好適だからである。
【０１１４】
図３０は、第６の実施形態に係る波長選択型の光スイッチング装置６００の概略構成を表す。光スイッチング装置６００は、マイクロミラーアレイユニット６０１と、一本の入力ファイバ６０２と、三本の出力ファイバ６０３と、複数のマイクロレンズ６０４ａ，６０４ｂと、分光器６０５と、集光レンズ６０６とを備える。マイクロミラーアレイユニット６０１は、複数のマイクロミラー素子６０１ａを有し、当該複数のマイクロミラー素子６０１ａは、マイクロミラーアレイユニット６０１において例えば一列に配設されている。各マイクロミラー素子６０１ａは、光を反射するためのミラー面を有して当該ミラー面の向きを制御できるように構成されており、上述のマイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ４のいずれかによって構成される。マイクロレンズ６０４ａは、入力ファイバ６０２の端部に対向するように配置されている。マイクロレンズ６０４ｂは、出力ファイバ６０３の端部に対向するように配置されている。分光器６０５は、波長によって反射光の回折の程度が異なる反射型回折格子である。
【０１１５】
光スイッチング装置６００において、入力ファイバ６０２から出射される光Ｌ２（複数の波長が混在している）は、マイクロレンズ６０４ａを通過することによって、平行光とされる。この光Ｌ２は、分光器６０５にて反射する（このとき、波長ごとに異なる角度で反射する）。当該反射光は、集光レンズ６０６を通過する。その際、波長ごとに、マイクロミラーアレイユニット６０１において対応するマイクロミラー素子６０１ａへ集光される。各波長の光は、対応するマイクロミラー素子６０１ａで所定方向に反射される。このとき、マイクロミラー素子６０１ａのミラー面は、対応する波長の光を所望の出力ファイバ６０３に到達させるように、予め所定の方向を向いている。マイクロミラー素子６０１ａにて反射した光は、その後、集光レンズ６０６、分光器６０５、およびマイクロレンズ６０４ｂを経由して、選択された所定の出力ファイバ６０３に入射する。このようにして、光スイッチング装置６００によると、光Ｌ２から所望の波長の光を選択することができる。
【０１１６】
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【０１１７】
（付記１）可動部と、当該可動部を駆動するための第１駆動電極および第２駆動電極とを備えるマイクロ可動素子であって、
前記第１駆動電極と電気的に接続している第１導体部と、前記第２駆動電極と電気的に接続している第２導体部と、当該第１および第２導体部の間に介在する中間絶縁部とからなる部分積層構造部を含み、
前記第１導体部は、前記第２導体部に対向する対向面と、側面と、当該対向面および側面の境界をなすエッジ部とを有し、
前記第２導体部は、前記エッジ部を超えて前記第１導体部よりも延出する延出面を有し、
前記第１導体部の前記エッジ部の少なくとも一部は絶縁膜で覆われており、
前記第１および第２駆動電極の少なくとも一部は絶縁膜で覆われていない、マイクロ可動素子。
（付記２）前記第１駆動電極と電気的に接続している第３導体部と、前記第２駆動電極と電気的に接続している第４導体部と、当該第３および第４導体部の間に介在する中間絶縁部とからなる部分積層構造部を含み、
前記第４導体部は、前記第３導体部に対向する対向面と、側面と、当該対向面および側面の境界をなすエッジ部とを有し、
前記第３導体部は、前記エッジ部を超えて前記第４導体部よりも延出する延出面を有し、
前記第４導体部の前記エッジ部の少なくとも一部は絶縁膜で覆われている、付記１に記載のマイクロ可動素子。
（付記３）前記第１および第２駆動電極は、並列する複数の電極歯からなる櫛歯電極である、付記１または２に記載のマイクロ可動素子。
（付記４）フレームと、当該フレームおよび前記可動部を連結して当該可動部の回転動作の軸心を規定する連結部と、を更に備え、
前記可動部は、前記軸心と交差する方向に延びるアーム部を有し、
前記第１駆動電極の前記複数の電極歯は、前記アーム部の延び方向に相互に離隔して当該アーム部から延出し、当該複数の電極歯のうち、前記軸心の側の一部の電極歯は、絶縁膜で覆われている、付記３に記載のマイクロ可動素子。
（付記５）前記第１および第２駆動電極は絶縁膜で覆われていない、付記１から３のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記６）前記絶縁膜は、パリレン膜、酸化シリコン膜、または窒化シリコン膜である、付記１から５のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記７）マイクロミラー素子、加速度センサ、または角速度センサとして構成されている、付記１から６のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記８）マイクロミラー素子として構成された付記１から７のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子を備える、光スイッチング装置。
（付記９）第１導体層と、第２導体層と、当該第１および第２導体層の間の絶縁層とからなる積層構造を含む材料基板に対して加工を施すことによって、付記１から７のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子を製造するための方法であって、
前記可動部ならびに前記第１および前記第２駆動電極を備え且つ前記部分積層構造部を含む素子の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記部分積層構造部における前記第１導体部の前記エッジ部の少なくとも一部に絶縁膜を残しつつ、前記絶縁膜形成工程にて形成した絶縁膜に対して除去処理を施す除去工程と、を含むマイクロ可動素子製造方法。
（付記１０）前記除去工程は、前記第１導体層の側から前記材料基板に対して異方性ドライエッチング処理を施す第１エッチング工程と、前記第２導体層の側から前記材料基板に対して異方性ドライエッチング処理を施す第２エッチング工程とを含む、付記９に記載のマイクロ可動素子製造方法。
（付記１１）前記第１エッチング工程におけるエッチング条件と前記第２エッチング工程におけるエッチング条件とは異なる、付記１０に記載のマイクロ可動素子製造方法。
（付記１２）前記除去工程では、前記第１および第２駆動電極を被覆する絶縁膜において除去したい箇所に対してレーザを照射する、付記９に記載のマイクロ可動素子製造方法。（図１７）
（付記１３）前記レーザの照射方向は、前記材料基板の厚さ方向に対して傾斜している、付記１２に記載のマイクロ可動素子製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図２】図１に示すマイクロ可動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の線VI−VIに沿った拡大断面図である。
【図７】図１の線VII−VIIに沿った拡大断面図である。
【図８】第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の製造方法における一部の工程を表す。
【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】駆動時における図１の線III−IIIに沿った断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の別の断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の別の断面図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の別の断面図である。
【図１７】第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図１８】第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の製造方法におけるレーザ照射工程での櫛歯電極付近の照射領域を示すための平面図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係るマイクロ可動素子の断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係るマイクロ可動素子の別の断面図である。
【図２１】第３の実施形態に係るマイクロ可動素子の製造方法におけるレーザ照射工程での櫛歯電極付近の照射領域を示すための平面図である。
【図２２】駆動時における図１９に示すマイクロ可動素子を表す。
【図２３】本発明の第４の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図２４】図２３に示すマイクロ可動素子の一部省略平面図である。
【図２５】図２３の線XXV−XXVに沿った断面図である。
【図２６】図２３の線XXVI−XXVIに沿った断面図である。
【図２７】図２３の線XXVII−XXVIIに沿った断面図である。
【図２８】図２３の線XXVIII−XXVIIIに沿った拡大断面図である。
【図２９】第５の実施形態に係る光スイッチング装置の概略構成を表す。
【図３０】第６の実施形態に係る光スイッチング装置の概略構成を表す。
【図３１】従来のマイクロ可動素子の部分断面図である。
【図３２】図３１に示すマイクロ可動素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図３３】図３１の部分拡大図である。
【図３４】従来のマイクロ可動素子の一部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図３５】図３１に示すマイクロ可動素子において放電に起因して生じ得る問題を表す。
【図３６】図３１の線XXXVI−XXXVIに沿った部分拡大矢視図である。
【図３７】従来のマイクロ可動素子の他の一部の走査型電子顕微鏡写真である。
【図３８】図３１に示すマイクロ可動素子においてシリコン片に起因して生じ得る問題を表す。
【図３９】コンフォーマルコーティングされた図３１のマイクロ可動素子を表す。
【符号の説明】
【０１１９】
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｙ      マイクロ可動素子
１０      揺動部
１１      ミラー支持部
１１ａ      ミラー面
１２      アーム部
１３Ａ，１３Ｂ，４１，４２，９１〜９８      櫛歯電極
１３ａ，１３ｂ，４１ａ，４２ａ，９１ａ〜９８ａ      電極歯
２０      フレーム
２０Ａ      主部
２０Ｂ，７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ，７６Ｄ，７６Ｅ      ランド部
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ      導体部
２３ａ，２３ｂ，７７ａ，７７ｂ      中間絶縁部
３０      捩れ連結部
３１，８１，８２      トーションバー
５０      絶縁膜
６０      可動機能部
７１      内フレーム
７２      外フレーム
１００      材料基板
１０１，１０２      シリコン層
１０３      絶縁層
５００，６００      光スイッチング装置
Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ１０      対向面
Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ１１      側面
Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１２      延出面
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４      エッジ部
【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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【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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３８】
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【図３９】
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【図３４】
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【図３７】
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