(57)【要約】【課題】犠牲層エッチングを行わずに微小構造体及びマイクロマシンを作製する。【解決手段】基板１０１上に剥離層１０２を形成し、剥離層１０２上に可動電極となる層１０３を形成する。剥離層１０２を境界に、可動電極となる層１０３を基板から剥離する。別の基板１０５に固定電極となる層１０６を形成する。可動電極となる層１０３と固定電極となる層１０６が向かい合うように、部分的に設けられたスペーサ層１０３を挟んで、可動電極となる層１０３を基板１０５に固定する。これにより、犠牲層エッチングを行わずに、層１０３と層１０６の間に空間部分１０９が形成される。【選択図】図１
2007331095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の仮基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１の層を形成し、
前記第１の層を、前記剥離層の一部が露出するように加工し、
前記第１の層上に、接着層を介して第２の仮基板を貼り合わせ、
前記第１の層を、前記第１の仮基板から前記第２の仮基板へ移し、
第１の本基板に、選択的にスペーサ層を形成し、
前記第１の層と前記第１の本基板とを、前記スペーサ層を挟んで向かい合うように接着し、
前記第２の仮基板と前記第１の層とを分離させることを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項２】
第１の仮基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１の層を形成し、
前記第１の層を、前記剥離層の一部が露出するように加工し、
前記第１の層上に、接着層を介して第２の仮基板を貼り合わせ、
前記第１の層を、前記第１の仮基板から前記第２の仮基板へ移し、
第１の本基板に選択的に第１のスペーサ層を形成し、
第２の本基板に、選択的に第２のスペーサ層を形成し、
前記第１の層と前記第１の本基板とを、前記第１のスペーサ層を挟んで向かい合うように接着し、
前記第２の仮基板と前記第１の層とを分離させ、
前記第１の層と前記第２の本基板とを、前記第２のスペーサ層を挟んで向かい合うように接着することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２の本基板に、第３の層が設けられていることを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の本基板に、第２の層が設けられていることを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項５】
第１の仮基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１の層を形成し、
前記第１の層を、前記剥離層の一部が露出するように加工し、
前記第１の層上に、接着層を介して第２の仮基板を貼り合わせ、
前記第１の層を、前記第１の仮基板から前記第２の仮基板へ移し、
第１の本基板上に半導体素子を有する層を形成し、
前記半導体素子を有する層に、選択的にスペーサ層を形成し、
前記第１の層と前記第１の本基板とを、前記スペーサ層を挟んで向かい合うように接着し、
前記第２の仮基板と前記第１の層とを分離させることを特徴とするマイクロマシンの作製方法。
【請求項６】
第１の仮基板上に剥離層を形成し、
前記剥離層上に第１の層を形成し、
前記第１の層を、前記剥離層の一部が露出するように加工し、
前記第１の層上に、接着層を介して第２の仮基板を貼り合わせ、
前記第１の層を、前記第１の仮基板から前記第２の仮基板へ移し、
前記半導体素子を有する層に、選択的に第１のスペーサ層を形成し、
第２の本基板に、選択的に第２のスペーサ層を形成し、
前記第１の層と前記第１の本基板とを、前記第１のスペーサ層を挟んで向かい合うように接着し、
前記第２の仮基板と前記第１の層とを分離させ、
前記第１の層と前記第２の本基板とを、前記第２のスペーサ層を挟んで向かい合うように接着することを特徴とする微小構造体の作製方法。
【請求項７】
第１の本基板上に選択的に設けられた第１のスペーサ層と、前記第１のスペーサ層上に設けられた第１の層とを有し、
前記第１の層には、前記第１のスペーサ層上に設けられた固定されている部分と、前記スペーサがないところに設けられた可動する部分とがあり、前記固定されている部分と前記可動する部分とは、少なくとも一部が物理的に接続しており、
前記第１の層は、前記第１の本基板と前記可動する部分との間に空間があることを特徴とする微小構造体。
【請求項８】
第１の本基板上に選択的に設けられた第１のスペーサ層と、前記第１のスペーサ層上に設けられた第１の層と、前記第１の層に選択的に設けられた第２のスペーサ層と、前記第２のスペーサ層上に設けられた第２の本基板とを有し、
前記第１の層には、前記第１のスペーサ層上に設けられた固定されている部分と、前記第１のスペーサ層がないところに設けられた可動する部分とがあり、前記固定されている部分と前記可動する部分とは、少なくとも一部が物理的に接続しており、
前記第１の層は、前記第１の本基板と前記可動する部分との間及び前記第２の本基板と前記可動する部分との間に空間があり、
前記可動する部分は、前記第１の本基板に対して垂直な方向又は平行な方向に変位することを特徴とする微小構造体。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２の本基板は、前記第１の層に向かい合う様に設けられた第３の層を有することを特徴とする微小構造体。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか一において、
前記第１の本基板は、前記第１の層に向かい合うように設けられた第２の層を有することを特徴とする微小構造体。
【請求項１１】
請求項７乃至請求項１０において、
前記第１のスペーサ層は、有機材料で形成されていることを特徴とする微小構造体。
【請求項１２】
請求項７又は請求項１１において、
前記第１の層は、導電性を有する材料で形成されていることを特徴とする微小構造体。
【請求項１３】
請求項７乃至請求項１２のいずれか一において、
前記第１のスペーサ層は、前記第１の層とは異なる材料を用いて形成されていることを特徴とする微小構造体。
【請求項１４】
請求項７乃至請求項１３のいずれか一において、
前記可動する部分が変位することによって、機械的な変化を電気的な変化に変換する、又は電気的な変化を機械的な変化に変換することを特徴とする微小構造体。
【請求項１５】
第１の本基板上に設けられた電気回路及び前記電気回路と電気的に接続された微小構造体を有し、
前記電気回路は、前記第１の本基板上に選択的に設けられた第１のスペーサ層及び前記第１のスペーサ層上に設けられた第１の層を有し、
前記第１の層には、前記第１のスペーサ層上に設けられた固定されている部分と、前記第１のスペーサ層がないところに設けられた可動する部分とがあり、前記固定されている部分と前記可動する部分とは、少なくとも一部が物理的に接続しており、
前記第１の層は、前記第１の本基板と前記可動する部分との間に空間があり、
前記可動する部分は、前記第１の本基板に対して垂直な方向に変位することを特徴とするマイクロマシン。
【請求項１６】
第１の本基板上に設けられた電気回路及び前記電気回路と電気的に接続された微小構造体を有し、
前記電気回路は半導体素子を有し、
前記微小構造体は、前記第１の本基板上に選択的に設けられた第１のスペーサ層と、前記第１のスペーサ層上に設けられた第１の層と、前記第１の層に選択的に設けられた第２のスペーサ層と、前記第２のスペーサ層上に設けられた第２の本基板とを有し、
前記第１の層には、前記第１のスペーサ層上に設けられた固定されている部分と、前記第１のスペーサ層がないところに設けられた可動する部分とがあり、前記固定されている部分と前記可動する部分とは、少なくとも一部が物理的に接続しており、
前記第１の層は、前記第１の本基板と前記可動する部分との間及び前記第２の本基板と前記可動する部分との間に空間があり、
前記可動する部分は、前記第１の本基板に対して垂直な方向に変位することを特徴とするマイクロマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシンを構成する微小構造体およびマイクロマシンおよび半導体装置に関する。また、微小構造体、微小構造体を有するマイクロマシンの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシンは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＭＳＴ（Ｍｉｃｒｏ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）とも呼ばれ、微小な機械的微小構造体と、電気回路とを融合した総合的なシステムを指す。上記微小構造体は一般的な半導体素子と異なり、三次元的な立体構造を有し、一部が可動する場合が多い。そして当該マイクロマシンは、センサやアクチュエータ、インダクタまたは可変容量等の受動素子、スイッチ等、様々な機能を有することができる。また、上記電気回路は一般的に半導体素子によって構成され、前記微小構造体の動作を制御することや、微小構造体から出力される微小な信号を受信して処理することができる。
【０００３】
さらに、マイクロマシンは作製方法によって分類することができ、シリコン基板の結晶異方性を利用して微小構造体を作製するバルクマイクロマシンと、様々な基板上に薄膜を積層して立体的な微小構造体を作製する表面マイクロマシンとがある（特許文献１参照）。とりわけ表面マイクロマシンは、微小構造体および電気回路を同一基板上に形成することができるため、特に米国において非常に研究が進められている。
【特許文献１】特許第３５９０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マイクロマシンを構成する微小構造体は、基板上に固定された部分、一部が基板に固定されて可動する部分（構造層）、およびそれらの間に設けられた空間部分を有するような三次元的な立体構造で構成される。微小構造体が空間部分を有するためには、いったん空間部分の形を作るための層（犠牲層と呼ぶ）を形成し、最後にその犠牲層を除去する犠牲層エッチングと呼ばれる工程を必要とする。これは、一般的な半導体素子を作製する工程とは異なるため、電気回路を構成する半導体素子と微小構造体とは、別の基板上に別の工程を経て作製されることが多い。そしてそれらを別々に作製した後に、基板同士を貼り合わせたり、一つのパッケージに入れて接続することによって一体にし、マイクロマシンを作製することが多い。
【０００５】
微小構造体の作製において犠牲層エッチングは重要な工程であるが、多くの問題を有する律速点でもある。まず、犠牲層エッチングにおいて最もよく挙げられる課題は、非常に長い時間を要するという点である。例えば２〜３μｍ厚の犠牲層を除去するのに数時間から十数時間を要することもある。これは、犠牲層を除去することによって微小構造体の空間を形作るため、面積が大きく、膜厚が厚い大量の犠牲層をエッチングによって除去しなければならないからである。さらに、当該犠牲層が構造層の下に存在するという複雑な形状ゆえに、等方性エッチングを適用して犠牲層エッチングを行うためである。
【０００６】
また、犠牲層エッチングを行うための等方性のエッチングとしては、ウエットエッチングを適用することが多い。しかし、液体を用いた犠牲層エッチングは、エッチング終了後の乾燥時に毛管現象によって構造層と基板とが付着し、微小構造体が座屈（スティッキングとも記載する）するという問題が生じる。
【０００７】
また、基板面内や基板間で、構造層の下に存在している犠牲層のエッチングできた部分とできなかった部分とが生じ、歩留まりを低下させるという問題がある。さらに、犠牲層エッチングを経ることによって、基板上に作製される微小構造体の空間部分の大きさ、すなわち、基板と構造層との間の距離等にばらつきが生じるという問題がある。犠牲層エッチングに至る各工程で、基板上の被加工物には短時間のエッチングでは影響が出ないような微小なばらつきが存在している。長時間を要する犠牲層エッチングによってそのばらつきが顕在化し、空間部分の大きさのばらつきに大きな影響を及ぼしている。
【０００８】
また、犠牲層の膜厚は一定の範囲内に限定される。例えば、犠牲層が厚すぎると、犠牲層エッチングに長い時間を要し、逆に犠牲層が薄すぎると、エッチング剤が拡散せずに犠牲層エッチングが進行せず、また構造層が基板と貼り付きやすくなるといった問題が生じるためである。さらに、犠牲層を形成する面積も一定の範囲内に限定されることが多い。これは、貼り付きを生じさせないためであり、また犠牲層エッチングに要する時間をできる限り短くしたいためである。
【０００９】
また、犠牲層エッチングは長時間にわたって行われるため、エッチングによって除去しない他の層に悪影響を及ぼすおそれがある。例えば、犠牲層エッチングを行っている間に、エッチング剤によって構造層や配線層が少しずつ除去されていくといった問題が生じる。このような問題を少しでも回避するため、薄膜の積層関係や使用する材料を非常に考慮する必要がある。これは、積層関係や使用する材料に大きな限定を加えることになる。さらに、マイクロマシンの作製工程を複雑にする原因となり、例えば異なる機能を有する微小構造体を同一基板上に同時に作製することが非常に難しくなることもある。
【００１０】
犠牲層エッチングは他の部分に悪影響を与えるため、犠牲層エッチングを要する微小構造体は、半導体素子等の他のものと同一基板上に同時に形成することも非常に困難である。さらに、半導体素子の歩留まりの原因と、微小構造体の歩留まりの原因とは異なる。これらを同一基板上に形成した場合、完成品の歩留まりは各々の歩留まりの積となるため、歩留まりを非常に低下させることになる。
【００１１】
また、微小構造体はある程度の厚みを持った薄膜の成膜と加工を繰り返し、複数の層を積層して作製する。このような工程において、下の層によって生じる段差部分の上に成膜された薄膜は、平坦な部分と比較して膜厚が不均一となり、その部分からの破壊が起こりやすく、微小構造体の強度を低下させることになる。
【００１２】
このように、犠牲層エッチングという工程を有する微小構造体の作製、および当該微小構造体を有するマイクロマシンの作製は多くの課題を有している。
【００１３】
本発明は、上記のように犠牲層エッチングという工程に起因して生じる、作製に長時間を要する問題、および不良が高い頻度で発生するという問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
まず、マイクロマシン、およびマイクロマシンを構成する微小構造体を説明する。まず、マイクロマシンは、選択的に形成された空間部分を有して三次元的な立体構造を有する微小構造体と、その微小構造体を制御する、または微小構造体からの出力を検知するための電気回路を有する。電気回路は半導体素子で構成される。微小構造体は、空間部分を挟んで向かい合う二つの電極を有する。そのうち一つは、一部が基板に固定されていて可動することのできる可動電極（本明細書では第１の導電層とも記す）であり、もう一つは、基板に固定されていて可動することのない固定電極（本明細書では第２の導電層とも記す）である。また、可動することができる第１の導電層は単層で形成されていることもあるが、第１の導電層の上下に絶縁層や半導体層等を積層することで可動する部分を構成することも可能である。本明細書では、この第１の導電層や絶縁層を単層または積層により形成した可動する層を構造層と記載する。
【００１５】
また一般的には、上記微小構造体が有する空間部分は、初めに犠牲層を形成することによって空間の形状を形成し、最後に犠牲層を除去することによって空間部分となる。この犠牲層の除去はエッチングによって行われ、本明細書ではその工程を犠牲層エッチングと記載する。
【００１６】
上記微小構造体は、構造層が空間部分内を可動することができる場合が多い。ここで構造層の動作は、ある１点または１点以上が基板に接続されて支持された状態で、上下（基板面と垂直な方向）、左右（基板面と平行な方向）に移動すること、または、ある軸を中心に回転することを含んでいる。
【００１７】
上記の課題を解決するため、本発明は、犠牲層の形成、および犠牲層エッチングの工程を経ずに微小構造体を作製することを特徴とする。すなわち、第１の基板（第１の仮基板とも記す）上に第１の層を形成し、第２の基板（第１の本基板とも記す）上に第２の層を形成する。そして、第１の基板から第１の層を剥離し、当該第１の層をスペーサ層を介して第２の基板上に貼り合わせる。スペーサ層を介して第１の層および第２の層を貼り合わせることによって、第２の基板上に形成された第２の層と、その上に貼り合わされた第１の層との間に空間部分を形成することができ、第１の層が可動する微小構造体を形成することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る微小構造体の一つは、第１の本基板上に、スペーサ層と第１の層とを有し、表面と第１の層との間にはスペーサ層が選択的に設けられ、構造層は、前記スペーサ層によって前記表面に固定されている部分と、表面と離れて向かい合っている部分を有することを特徴とする。スペーサ層は第１の層と表面とが非接触部分を有するように設けられており、これにより、第１の層は第１の本基板に固定されつつ、可動することが可能になる。
【００１９】
本発明に係る微小構造体は、第１の本基板上に、第１のスペーサ層、第１の層、第２のスペーサ層、および保護基板（第２の本基板とも記す）を有する。前記保護基板は前記表面と向かい合って設けられている。前記表面と構造層との間には第１のスペーサ層が設けられている。前記構造層と前記保護基板との間には第２のスペーサ層が設けられている。前記構造層は前記第１のスペーサ層により前記表面に固定されるとともに、前記第２のスペーサ層により前記保護基板に固定されている部分と、前記表面および前記保護基板と離れて向かい合っている部分とを有することを特徴とする。第１および第２のスペーサ層は、第１の層が、第１の本基板、保護基板、他の層等と接触しないように、第１の層を固定するためのものである。
【００２０】
本発明に係る微小構造体において、第１の層は、第１の領域、第２の領域、および第３の領域を有している。第１の領域は、第１の本基板と第１の層の間に設けられた第１のスペーサ層により表面に固定されている。第２の領域は、第１の領域とは切り離され、表面と離れて向かい合っている。第３の領域はバネとして機能し、第１の領域と第２の領域とを接続している。表面と第２の領域および第３の領域との間には、それぞれ、空間部分が設けられ、前記第２の領域は前記表面と離れて向かい合っている。また、保護基板（第２の本基板）を設けた場合は、第１の層は、第１の領域において第２のスペーサ層により保護基板に固定される。
【００２１】
本発明に係る微小構造体は、第１の本基板の一部または全部に密着して設けられた第２の層を設けることができる。第２の層は導電性を有する層を含んだ層として設けることができる。また、さらに、第３の層を有していてもよい。第３の層は、保護基板（第２の本基板）の第１の層と向かい合う面の一部または全部に密着して設けられる。第３の層は導電性を有する層を含んだ層として設けることができる。
【００２２】
また、本発明に係る微小構造体は一対の基板（第１の本基板と第２の本基板）の間に構造層を設けることができる。本発明に係る微小構造体の１つは、対向する一対の基板と、対向する基板の間に、第１の層、第１のスペーサ層および第２のスペーサ層を有する。また、一対の基板の間に、第２の層を形成することができる。さらに第３の層を形成することができる。
【００２３】
第１および第２のスペーサ層は、第１の層が一対の基板（第１の本基板と第２の本基板）、第２の層や第３の層など他の層と接触しないように、第１の層を一対の基板に固定するためのものである。第１のスペーサ層は一方の基板と第１の層の間に設けられ、一方の基板に選択的に形成され、第２のスペーサ層は他方の基板と第１の層の間に設けられ、他方の基板に選択的に形成されている。第１の層は、一部が可動し、他の一部が前記第１のスペーサ層により前記一方の基板に固定され、かつ第２のスペーサ層により他方の基板に固定されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る微小構造体は、第１の層の可動する部分が変位することによって、機械的な変化を電気的な変化に変換する、又は電気的な変化を機械的な変化に変換することを特徴とする。本明細書において、機械的な変化とは第１の層の可動する部分が加速度、圧力、又は静電引力等の様々な外力を受けて基板面と垂直な方向又は平行な方向に変位することである。電気的な変化とは、電圧の変化、電流量の変化、抵抗値の変化、又は容量の変化等の電磁気学的物理量の変化のことをいう。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができる。すなわち、犠牲層エッチングと同様の工程を、剥離および貼り合わせによって行うため、非常に短時間でその工程を行うことができる。また、微小構造体がウエットエッチングのように液体のエッチング剤に触れることがなく、毛管現象による構造層と基板との貼り付きを生じないように作製することができる。このように本発明を適用することによって、作製に要する時間を短縮し、犠牲層エッチングというプロセスによって生じる様々な不良の発生を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されない。本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解されるからである。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容のみに限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて本発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の微小構造体を作製する方法について説明する。
【００２８】
初めに、図１を用いて、本発明の微小構造体を作製する方法、および当該方法を実施するにあたって重要である剥離の方法について説明する。ここで、図は基板断面図を示している。
【００２９】
本発明の微小構造体は、まず図１（Ａ）に示すように、第１の基板１０１（第１の仮基板とも記す）上に剥離層１０２および第１の層１０３を形成して、第１の層を有する基板１０４を作製する。次に、図１（Ｂ）に示すように、第２の基板１０５（第１の本基板とも記す）上に第２の層１０６を形成して、第２の層を有する基板１０７を作製する。
【００３０】
そして、図１（Ｃ）に示すように、剥離層１０２を境界として第１の層を有する基板１０４から第１の層１０３を剥離する。図１（Ｄ）に示すように、当該第１の層１０３を第２の層を有する基板１０７上にスペーサ層１０８を介して貼り合わせる。ここでスペーサ層１０８は、第１の層１０３または第２の層１０６上に、選択的に形成される。
【００３１】
このように、スペーサ層１０８を介して第１の層１０３を第２の層を有する基板１０７上に貼り合わせることによって、図１（Ｅ）に示すように、第２の基板１０５上に形成された第２の層１０６と、その上に貼り合わされた第１の層１０３との間に空間部分１０９が形成される。換言すると、スペーサ層１０８によって、第１の層１０３に、第２の層１０６と接触しない、密着しない部分が形成され、第１の層１０３を動かすことができる。この場合は、第１の層１０３が第２の基板１０５と垂直な方向に可動する層（＝構造層）となる微小構造体１１０を作製することができる。
【００３２】
第１の基板１０１から第１の層１０３を剥がし取るための境界を作る剥離層１０２は、積層時に物理的に密着性が低い積層関係を有する複数の膜、または加熱やレーザ光照射、紫外線照射等、何らかの処理により質が変化して脆弱化するような膜、もしくは積層された膜同士の密着性を低下することができる膜を用いる。
【００３３】
そして、その密着性の低下した膜の界面から、第１の基板１０１と第１の層１０３とを剥離することができる。例えば、貴金属のように酸化し難い金属膜と酸化膜（例えば珪素の酸化膜）とは密着性が低いことが知られている。これを利用し、第１の基板１０１上に剥離層１０２として金属膜および珪素の酸化膜を積層し、その上に第１の層１０３を形成することによって、金属膜と珪素の酸化膜との界面で第１の基板１０１から第１の層１０３を剥離することができる。
【００３４】
第１の基板１０１上に形成する剥離層１０２の材料、および第１の基板１０１から第１の層１０３を剥離する方法としては、下記（１）〜（４）のような例を挙げることができる。
【００３５】
（１）第１の基板１０１上に剥離層１０２として、単層もしくは積層の金属酸化膜を設ける。そして、加熱やレーザ光照射等により剥離層１０２である金属酸化膜を脆弱化させ、第１の基板１０１と第１の層１０３とを剥離する。ここで、第１の基板１０１としてガラス基板や石英基板のように光透過性基板を用いた場合、基板裏面からレーザ照射を行うことができる。加熱やレーザ照射により金属酸化膜が脆弱化するのは、当該金属酸化膜が結晶化されるためであると考えられる。
【００３６】
（２）第１の基板１０１上に剥離層１０２として水素を含む非晶質珪素膜を設ける。そして、加熱やレーザ光の照射により剥離層１０２を脆弱化させる、または剥離層１０２をエッチングにより除去することで、第１の基板１０１と第１の層１０３とを剥離する。
【００３７】
（３）剥離層１０２を設けずに、第１の基板１０１上に、第１の層１０３を設ける。そして、第１の基板１０１を裏面から研磨して薄くするもしくは除去する、またはエッチングにより基板を除去することにより第１の層１０３を得る。例えば、第１の基板１０１として石英基板を用いた場合、ＨＦ溶液や蒸気、ＣＨＦ3、またはＣ4Ｆ8とＨ2との混合ガス等を用いたエッチングで基板を除去することができる。また、第１の基板１０１としてシリコン基板を用いた場合には、ＮＦ3、ＢｒＦ3、ＣｌＦ3等のフッ化ハロゲンガスによるエッチングで基板を除去することができる。
【００３８】
（４）第１の基板１０１上に剥離層１０２として金属および金属酸化膜を積層して設ける。そして、加熱やレーザ照射等により金属酸化膜を脆弱化させ、その後、剥離層１０２の一部をエッチングにより除去し、脆弱化された金属酸化膜と金属の界面において物理的に剥離する。剥離層１０２のエッチングは、例えば、剥離層１０２をタングステン（Ｗ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属を用いて形成した場合、アンモニア過水等の溶液、またはＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ4、ＳＦ6もしくはＮＦ3などを代表とするフッ素系ガスにＯ2を組み合わせて用いることができる。また、剥離層１０２をアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の金属を用いて形成した場合、酸性溶液、またはＣｌ2ガスを用いることができる。
【００３９】
ここで、金属酸化膜を脆弱化させる工程、または剥離層１０２をエッチングする工程を経ずに物理的に剥離することもできる。また、物理的に剥離する方法は、例えば、第１の基板１０１端部に切り込みを入れ、第１の基板１０１と第１の層１０３との間に剥離するためのきっかけを作り、そこから第１の層１０３を剥がし取ることができる。
【００４０】
上記に示した工程により、犠牲層エッチングという工程を経ることなく、微小構造体１１０を作製することができる。このように作製された微小構造体１１０は、例えば、外部から力を受けると構造層が力を受けた方向に可動するため、その動きを検知することによってセンサとして機能させることができる。
【００４１】
本実施の形態で説明した本発明の微小構造体を作製する方法を適用することによって、犠牲層エッチングを行わずに微小構造体１１０を作製することができるため、上記発明が解決しようとする課題で説明したような、犠牲層エッチングに起因する問題を回避することができる。以下に、本発明は次の有用な効果（ａ）〜（ｅ）を示す。
【００４２】
（ａ）代表的には、本発明を適用することにより犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができる。すなわち、犠牲層エッチングと同様の工程を、剥離および貼り合わせによって行うため、非常に短時間でその工程を行うことができる。
【００４３】
（ｂ）このように、犠牲層エッチングを剥離および貼り合わせによって代替することで、ウエットエッチングを行うときのように微小構造体が液体のエッチング剤に触れることがないため、毛管現象による構造層と基板との貼り付きを生じないように、微小構造体１１０を作製することができる。
【００４４】
（ｃ）剥離および貼り合わせにより微小構造体１１０を作製するため、空間部分１０９に犠牲層やエッチング時の副生成物が残留するといった問題を生じさせることなく微小構造体１１０を作製することができる。すなわち、ある基板、または基板の一部では犠牲層エッチングができているにも関わらず、他の基板、または基板内の他の部分では犠牲層エッチングが終了しなかった、という問題を回避することができる。さらに本発明の方法は、第１の基板１０１から剥離した第１の層１０３を、第２の層１０６を有する第２の基板１０５に貼り合わせるため、基板上に作製されるすべての微小構造体１１０の空間部分１０９を均一に形成することができる。
【００４５】
（ｄ）長時間の犠牲層エッチングに起因する、基板面内のエッチングレートのばらつきがないので、大きな基板を用いて微小構造体、マイクロマシンを作製することが可能である。このように大きな基板を用いることによって、一度に多くの製品を作製することができ、製品の価格を下げることができるようになる。
【００４６】
（ｅ）長時間を要する犠牲層エッチング工程を不要とするため、他の層に悪影響を与えることがない。例えば、犠牲層エッチングによる構造層の膜減りが起こらないので、構造層の膜厚を均一に形成することができる。また、剥離層エッチングを行う場合に、当該エッチングによって時に影響が懸念される材料を使用することがあったとしても、剥離層エッチングを行わない第２の基板１０５上に当該材料を形成することによって、その影響を回避することが可能である。
【００４７】
（実施の形態２）
図２〜図４を用いて、本実施の形態では、実施の形態１で説明した微小構造体の作製方法をより具体的に説明する。なお、図面は右側が基板上面図を示し、左側が上面図の鎖線ＯＰにおける断面図を示す。
【００４８】
初めに、図２を用いて、第１の層を有する一方の基板の加工方法を説明する。
【００４９】
図２（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第１の基板２０１（第１の仮基板とも記す）上に剥離層２０２を形成する。ここで、第１の基板２０１は、シリコン基板のような半導体性を有する基板の他、ガラスや石英、プラスチック等の絶縁性を有する基板、または金属のように導電性を有する基板等、様々な基板を用いることができる。
【００５０】
また、剥離層２０２は、上記（１）〜（４）の例に示したように、金属や珪素などの元素や化合物を用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法等を適用して成膜する。剥離層２０２は、第１の基板２０１の全面に成膜しても良いが、基板の一部分に選択的に形成することも可能である。剥離層２０２を基板の一部に選択的に形成する場合、成膜された剥離層２０２上にフォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、エッチングを行うことで加工することができる。
【００５１】
次に、図２（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、剥離層２０２上に、構造層となる第１の層２０３を形成する。第１の層２０３は珪素やその化合物、金属元素やその化合物等様々な材料を用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法等の成膜方法を適用して成膜することができる。ここで、第１の層２０３は単一材料で単層構造でも良く、複数の材料を用いて積層構造にすることも可能である。第１の層２０３を積層構造で形成する場合、複数の層を連続して成膜することもできるが、成膜と加工とを繰り返して形成することも可能である。
【００５２】
本実施の形態では図２（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第１の層２０３は、２種類の膜を連続して成膜する積層構造の例を示す。第１の層２０３の構造は本例に限定されることなく、例えば金属や密度の高い材料の成膜と加工を行い、電極やマス（重り）を有することができる。
【００５３】
次に、図２（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、構造層の形状を決定するように第１の層２０３を加工する。第１の層２０３の加工は、フォトリソグラフィ法を用いて第１の層２０３上にレジストマスクを形成し、エッチングを行うことで、図２（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第１の層２０３に孔２０４をあけることができる。第１の層２０３に孔２０４をあけるためのエッチングは、第１の層２０３を構成する材料にあわせて、ウエットエッチングやドライエッチングを用いることができ、その両方を組み合わせて行うことも可能である。
【００５４】
また、第１の層２０３の加工は、図２（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第１の層２０３のみならず、剥離層２０２まで到達するように加工することができる。しかしながら、第１の層２０３のみに孔２０４をあけるように加工することも可能である。
【００５５】
上記の工程により、第１の層を有する基板２０５を形成することができる。
【００５６】
次に、図３を用いて、第２の層を有する基板の加工について説明する。図３（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第２の基板２０６（第１の本基板とも記す）上に、第２の層２０７を形成する。第２の基板２０６は、第１の基板２０１と同様、半導体性を有する基板、絶縁性を有する基板、導電性を有する基板等、様々な基板を用いることができる。
【００５７】
第２の層２０７は、第１の層２０３と同様、珪素やその化合物、金属元素やその化合物等様々な材料を用い、ＣＶＤ法やスパッタリング法等の成膜方法を適用して成膜することができる。また、第２の層２０７は第１の層２０３と同様、単層構造または積層構造で形成するができる。積層構造で形成する場合には、複数の層を連続して成膜することもできるが、成膜と加工とを繰り返して形成することも可能である。例えば第２の基板２０６が特殊な機能性を有する基板であるような場合には、第２の層２０７を形成せずに次の工程に進むことも可能である。
【００５８】
本実施の形態では図３（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第２の層２０７は第１の層２０３と同様、２種類の膜を連続して成膜する積層構造の例を示す。しかしながら、第２の層２０７の構造は本例に限定されることなく、例えば金属膜等を成膜して加工することにより、電極や配線等を形成することができる。
【００５９】
次に、図３（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第２の層２０７上にスペーサ層２０８を形成する。スペーサ層２０８は、第１の層を有する基板２０５と第２の層２０７が形成される第２の基板２０６とを、スペースを保ちながら接着するための層である。そのため、本明細書では接着層とも記載することがある。スペーサ層２０８は、絶縁性を有する無機化合物や有機化合物等を用い、単層もしくは積層構造で形成することができる。さらには、ポリイミドやエポキシ等の有機化合物を主原料とする永久性の厚膜レジストを使用することも可能である。
【００６０】
スペーサ層２０８は、第２の層２０７上に選択的に形成する。したがって、厚膜レジストのように感光性の材料を用いることで、成膜、露光、および現像のみで容易にスペーサ層２０８を形成することができる。また、感光性でない材料を用いる場合でも、成膜後にフォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、エッチングを行うことで加工することができる。さらには、スクリーン印刷法や、インクジェットに代表される液滴吐出法等を用いてスペーサ層２０８を形成することも可能である。
【００６１】
本実施の形態では、第２の層２０７上にスペーサ層２０８を形成する例を示したが、第１の層を有する基板２０５上にスペーサ層２０８を形成することもできる。
【００６２】
上記の工程により、第２の層を有する基板２０９を形成することができる。
【００６３】
次に、図４を用いて、第１の層を有する基板２０５、および第２の層を有する基板２０９を用いて微小構造体を作製する方法の例を説明する。
【００６４】
図４（Ａ）に示すように、上記工程にて形成した第１の層を有する基板２０５、および第２の層を有する基板２０９を、スペーサ層２０８を介して第１の層２０３と第２の層２０７とが向かい合うように貼り合わせる。これらの基板を貼り合わせるため、スペーサ層２０８は接着性を有する。スペーサ層２０８により、第１の層２０３は第２の層２０７と接触しないで第２の基板２０６に固定される。
【００６５】
そして、図４（Ｂ）に示すように、剥離層２０２を界面として（図４（Ｂ）矢印で示す部分）、その界面から第１の基板２０１を剥離し、第１の基板２０１を取り外す。第１の層２０３を第１の基板２０１から分離する方法は、上記（１）〜（４）の例に示した方法を用いて行うことができる。ここで、第１の層２０３に、剥離層２０２が残留していても良い。また、残留した剥離層２０２を除去する工程を加えても良い。また、取り外した第１の基板２０１は、繰り返して使用することが可能である。
【００６６】
上記の工程により、第１の基板２０１を取り外すことで、犠牲層エッチングという工程を経ることなく、第２の基板２０６板上に第２の層２０７、スペーサ層２０８、および第１の層２０３を積層させることができる。そして、図４（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、第２の基板２０６と第１の層２０３との間に空間部分を有し、第１の層２０３が可動する層（構造層）となる微小構造体を形成することができる。
【００６７】
形成された微小構造体は、第１の層２０３が構造層（または、可動層、可動電極とも記載する。）となり、第２の層２０７が、第２の基板２０６板上に固定された固定層（または、固定電極とも記載する。）となる。そして、構造層（第１の層２０３）はスペーサ層２０８および第２の層２０７を介して第２の基板２０６に固定されている。そして、基板垂直方向、もしくは基板と平行な方向、またはそれらを組み合わせ基板とある角度を有するような方向に可動することができる。この第１の層２０３は、可動する部分にＳ字型を複数連ねた形状の部分を有し、この部分でスペーサ層２０８により固定される部分と連結されている。
【００６８】
すなわち、図３８（Ａ）（Ｂ）に示すように構造層（第１の層２０３）は、基板に固定される第１の領域２１０と、可動する第２の領域２１１、およびバネとして機能する第３の領域２１２を有している。構造層の第１の領域と第２の基板２０６の間にはスペーサ層２０８が設けられ、第１の領域２１０は、スペーサ層２０８により第２の基板２０６に固定されている。第２の層を有する基板２０９の表面と第２の領域２１１および第３の領域２１２との間には、それぞれ、空間部分が設けられ、第２の領域２１１は第２の層を有する基板２０９の表面と離れて向かい合っている。第２の領域２１１は、第１の領域２１０とは切り離され、第２の基板２０６と離れて向かい合っており、可動部分となる。第３の領域２１２は固定されている第１の領域２１０と可動する第２の領域２１１とを連結している。第３の領域２１２は、蛇行する様に折り曲げた形状、Ｓを複数連ねた形状に加工する。このように加工することにより、第３の領域２１２は、バネとして機能することができる。
【００６９】
ここで、第２の層を有する基板２０９と第１の層２０３との間の距離は、スペーサ層２０８の厚さによって決定される。また、第１の層２０３の可動することのできる部分と、スペーサ層２０８によって固定されている部分との距離は、図２（Ｂ１）（Ｂ２）を用いて説明した第１の層２０３の加工によって決定される。したがって、第２の基板２０６と第１の層２０３との間に形成される空間部分や、第１の層２０３の間に形成される穴の大きさは、スペーサ層２０８の厚さや第１の層２０３の加工によって任意に調節することができる。
【００７０】
本実施の形態で説明した微小構造体を作製する方法は、単純な例を示しているが、第１の層２０３、第２の層２０７、およびスペーサ層２０８を積層構造とすることや、任意の形状に加工して形成することにより、様々な機能を有する微小構造体を作製することが可能である。
【００７１】
このように作製された微小構造体は、例えば、外部から力を受けると構造層が力を受けた方向に可動するため、その動きを検知することによってセンサとして機能させることができる。また、第１の層２０３および第２の層２０７に向かい合う電極を形成し、静電引力で可動させることによりアクチュエータとして機能させることも可能である。そして、このアクチュエータを利用して、スイッチや容量が可変のコンデンサ等を作製することもできる。
【００７２】
本実施の形態で説明した本発明の微小構造体を作製する方法を適用することによって、犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができるため、上記発明が解決しようとする課題で説明したような、犠牲層エッチングに起因する問題を回避することができる。すなわち、実施形態１と同じ効果（ａ）〜（ｅ）を得ることができる。
【００７３】
さらに、本実施形態によれば、次の効果（ｆ）〜（ｉ）を有することができる。
（ｆ）本発明の方法は、基板と第１の層との間の空間部分の距離が、スペーサ層の厚さによって決定され、第１の層において、基板に固定されている部分と可動できる部分との間の空間の距離は第１のエッチングによって決めることができる。したがって、微小構造体が有する空間部分の大きさは、犠牲層エッチングに起因する犠牲層の厚さや面積によって限定されることなく任意に設計することができる。
【００７４】
（ｇ）本発明は剥離および貼り合わせによって微小構造体を作製するので、大きさを限定することなく、任意の大きさの微小構造体を作製することができる。例えば、数ｍｍから十数ｍｍ角のように大きな微小構造体の作製を行うことも可能である。
【００７５】
（ｈ）上記のように、本発明は第１の層と第２の層との二つの層を貼り合わせて微小構造体を作製するため、使用する材料の自由度および構造の自由度が高くなる。具体的には、図２（Ｂ１）、（Ｂ２）に示す第１のエッチングによる第１の層の加工により構造層の形状を決定するため、形状の自由度が高い微小構造体を作製することができる。また、犠牲層エッチングを考慮しなくて良いので積層関係のバリエーションが広くなり、異なる機能を有する微小構造体を同時に作製することが容易になる。例えば、センサと受動素子とを同時に形成することが可能である。
【００７６】
（ｉ）また、本発明は犠牲層を形成せず、さらに、第１の層と第２の層とを別々に形成して貼り合わせを行うため、犠牲層のように厚い膜によって生じる段差部分がなく、その段差乗り越え部分から生じる破壊が起こらない。したがって、強度の高い微小構造体を作製することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【００７８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した方法を応用し、微小構造体を作製する例を図５〜図９用いて説明する。ここで、図面は断面図を示している。
【００７９】
図５（Ａ）に示すように、第１の基板３０１（第１の仮基板とも記す）上に第１の剥離層３０２および第１の層３０３を形成して第１の層を有する基板３０４を作製する。図５（Ｂ）に示すように、第１の剥離層３０２を境界として第１の層を有する基板３０４から第１の層３０３を剥離する。
【００８０】
次に、第２の基板３０５（第１の本基板とも記す）に第１のスペーサ層３０６を選択的に形成し、第３の基板３０７（第２の本基板とも記す）に第２のスペーサ層３０８を選択的に形成する。第１のスペーサ層３０６を有する第２の基板３０５、および第２のスペーサ層３０８を有する第３の基板３０７を、第１の層３０３を挟み込むように接着する（図５（Ｃ）参照）。
【００８１】
このように、第１のスペーサ層３０６および第２のスペーサ層３０８を介して第１の層３０３を挟み込むように、第２の基板３０５と第３の基板３０７とを貼り合わせることによって、第２の基板３０５と第１の層３０３との間、および第３の基板３０７と第１の層３０３との間に空間部分３０９が形成される。このようにして、第２の基板３０５と第３の基板３０７で封止され、第１の層３０３が可動する層（＝構造層）となる微小構造体３１０を作製することができる（図５（Ｄ）参照）。
【００８２】
ここで、第１の基板３０１は、基板上に薄膜を形成するため、高い温度での成膜やエッチング剤を用いた加工に耐えられるような基板、例えば、ガラス、石英、金属、半導体、等の基板を用いることが好ましい。なお、成膜条件や加工条件を満たす場合には、プラスチックのような有機樹脂材料で形成された基板を用いることも可能である。また、第２の基板３０５（第１の本基板とも記す）、および第３の基板３０７（第２の本基板とも記す）は、空間部分を介して第１の層３０３を保護する、パッケージとしての役割を有するので、薄くて柔らかく、安価な基板、例えば、プラスチックフィルムのような基板を用いることができる。なお、第１の基板３０１と同様、ガラスや石英等の基板を用いることもできる。
【００８３】
第１の基板３０１上に形成する第１の剥離層３０２の材料や形成方法、および第１の層を有する基板３０４から第１の層３０３を剥離する方法は、上記実施の形態１、２で説明した方法を適用することができる。
【００８４】
第１の層３０３には、可動することにより機能を発揮する層となるように材料を選択し、加工を行う。例えば、可動することによって歪みが生じ、電気抵抗等の膜の特性が変化するような材料を用い、可動によって歪みを大きくできる構造に加工することができる。
【００８５】
第１のスペーサ層３０６、第２のスペーサ層３０８には、前記実施の形態２のスペーサ層と同様に、絶縁性を有する無機化合物や有機化合物等を用い、単層もしくは積層構造で形成することができる。また、アクリルやエポキシ、ポリイミド等を主原料とする永久性の厚膜レジストを使用することも可能である。
【００８６】
上記工程により、第１の層３０３が空間部分３０９を可動することにより機能する微小構造体３１０を作製することができる。例えば、第１の層３０３（構造層）を、歪みによって電気抵抗が変化するように形成することで、加速度や圧力等の外力を受けて構造層が可動したことを電気的に検知し、センサとして機能する微小構造体３１０を作製することができる。
【００８７】
図６を用いて、図５の作製例を応用した微小構造体の他の作製例について、説明する。図６（Ａ）に示すように、第１の基板３０１（第１の仮基板とも記す）上に第１の剥離層３０２および第１の層３０３を形成して第１の層を有する基板３０４を作製する。図６（Ｂ）に示すように、第１の剥離層３０２を境界として第１の層を有する基板３０４から第１の層３０３を剥離する。
【００８８】
次に、図６（Ｃ）に示すように、第２の基板３１１（第１の本基板とも記す）上に第２の層３１２を形成して第２の層を有する基板３１３を作製する。同様に図６（Ｄ）に示すように、第３の基板３１４（第２の本基板とも記す）上に第３の層３１５を形成して第３の層を有する基板３１６を作製する。
【００８９】
そして、第２の層を有する基板３１３に第１のスペーサ層３１７を選択的に形成し、第３の層を有する基板３１６上に第２のスペーサ層３１８を選択的に形成する。第１のスペーサ層３１７を有する第２の層を有する基板３１３、および第２のスペーサ層３１８を有する第３の層を有する基板３１６を、第２の層３１２と第３の層３１５とが向かい合い、第１の層３０３を挟み込むように接着する。
【００９０】
このように、第１のスペーサ層３１７および第２のスペーサ層３１８を介して第１の層３０３を挟み込み、第２の層３１２と第３の層３１５とが向かい合うように第２の層を有する基板３１３と第３の層を有する基板３１６とを貼り合わせることによって、第２の層３１２と第１の層３０３との間、および第３の層３１５と第１の層３０３との間に空間部分３１９が形成される。このようにして、第２の基板３１１と第３の基板３１４とで封止され、第１の層３０３が可動する層（＝構造層）となる微小構造体３２０を作製することができる。
【００９１】
ここで、第２の基板３１１、および第３の基板３１４は、基板上に薄膜を形成するため、高い温度の成膜やエッチング剤を用いた加工に耐えられるような基板、例えば、ガラス、石英、金属、半導体、等の基板を用いることが好ましい。なお、成膜条件や加工条件を満たす場合には、プラスチックのような有機樹脂材料で形成された基板を用いることも可能である。とりわけ、薄くて軽量の基板を第２の基板３１１および第３の基板３１４に適用することで小型の微小構造体を作製することが可能となる。
【００９２】
第１の層３０３、第２の層３１２、および第３の層３１５は、図６（Ｅ）に示すように、空間部分３１９を介して向かい合うことによって機能を発揮するように各々の材料を選択し、加工を行う。例えば、第１の層３０３、第２の層３１２、または第３の層３１５のうち少なくとも２つの層に導電性を有する材料を用いて形成すれば、向かい合う二つの導電層を容量とすることができる。
【００９３】
上記工程により、空間部分を第１の層３０３が可動し、第１の層３０３、第２の層３１２、および第３の層３１５が協働して機能する微小構造体３２０を形成することができる。例えば、第１の層３０３、第２の層３１２、および第３の層３１５に導電性を有する材料を用いて形成した場合、加速度や圧力等の外力を受けて構造層が可動したときに、第２の層３１２と第１の層３０３、および第３の層３１５と第１の層３０３との間の各々の距離が変化するため、その変化を静電容量の変化として検出することでセンサとして機能する微小構造体３２０を作製することができる。
【００９４】
また、このように作製した微小構造体３２０によって、外部から第１の層３０３を電磁気的に切り離すことも可能である。例えば、第１の層３０３を、高い周波数の信号を伝送する導波路として形成し、第２の層３１２および第３の層３１５を接地電位（グランド電位）にすることで、低損失の伝送路を形成することができる。この場合、第１の層３０３は可動する必要はない。
【００９５】
さらに、図７を用いて、図５の作製例を応用した微小構造体の他の作製例について説明する。本発明の微小構造体は、図７（Ａ）に示すように、第１の基板３０１（第１の仮基板とも記す）上に第１の剥離層３０２および第１の層３０３を形成して第１の層を有する基板３０４を作製する。図７（Ｂ）に示すように、第１の剥離層３０２を境界として第１の層を有する基板３０４から第１の層３０３を剥離する。
【００９６】
次に、図７（Ｃ）に示すように、第２の基板３１１（第２の仮基板とも記す）上に第２の剥離層３２１を形成し、第２の剥離層３２１上に第２の層３２２を形成する。第２の層３２２上面から、第１の保護基板３２３（第１の本基板とも記す）を接着剤３２４を用いて貼り付ける。
【００９７】
第２の剥離層３２１を境界として第２の基板３１１から第２の層３２２を剥離して、第１の保護基板３２３側へ写し取ることで、第２の層を有する基板３２５を作製する（図７（Ｄ）参照）。
【００９８】
そして、第２の層を有する基板３２５に第１のスペーサ層３２６を選択的に形成し、第３の基板３２８（第２の本基板とも記す）上に第２のスペーサ層３２７を選択的に形成する。第２の層を有する基板３２５および第３の基板３２８を、第１の層３０３を挟み込むように接着する（図７（Ｅ）参照）。
【００９９】
このように、第１のスペーサ層３２６を介して第２の層を有する基板３２５と第１の層３０３の一方の面とを貼り合わせ、第２のスペーサ層３２７を介して第３の基板３２８と第１の層３０３の他方の面とを貼り合わせることにより、第２の層３２２と第１の層３０３との間、および第３の基板３２８と第１の層３０３との間に空間部分３２９が形成される。このようにして、第１の保護基板３２３および第３の基板３２８で封止され、第１の層３０３が可動する層（＝構造層）となる微小構造体３３０を形成することができる。
【０１００】
ここで、第１の保護基板３２３、および第３の基板３２８は、空間部分３２９を介して第１の層３０３を保護するパッケージとしての役割を有するので、薄くて柔らかく、安価な基板、例えば、プラスチックフィルムのような基板を用いることができる。なお、第１の基板３０１と同様、ガラスや石英等の基板を用いることも可能である。
【０１０１】
第１の層３０３および第２の層３２２は、図７（Ｅ）に示すように、空間部分３２９を介して向かい合うことによって機能を発揮するように各々の材料を選択し、加工を行う。例えば、各層に導電性を有する材料を用いて形成すれば、向かい合う二つの導電層を容量とすることができる。
【０１０２】
第２の剥離層３２１および第１のスペーサ層３２６、第２のスペーサ層３２７は、上記例と同様に形成することができ、第１の層を有する基板３０４から第１の層３０３を剥離する方法は、実施の形態１、２で説明した方法を適用することができる。
【０１０３】
さらに、図８を用いて、図７に示した作製例を変形した例を説明する。図８（Ａ）に示すように、第３の基板３３１（第２の本基板とも記す）上に第３の層３３２を形成することで第３の層を有する基板３３３を作製する。
【０１０４】
そして、図７（Ｅ）の第３の基板３２８の代わりに、第３の層を有する基板３３３を用い、この第３の層を有する基板３３３上に第２のスペーサ層３２７を選択的に形成する。
【０１０５】
第１のスペーサ層３２６を介して第２の層を有する基板３２５と第１の層３０３の一方の面とを貼り合わせ、第２のスペーサ層３２７を介して第３の層を有する基板３３３と第１の層３０３の他方の面とを、第３の層３３２が第１の層３０３と向かい合うように貼り合わせる。これによって、第２の層３２２と第１の層３０３との間、および第３の層３３２と第１の層３０３との間に空間部分３３４が形成される。このようにして、第１の保護基板３２３および第３の基板３３１で封止され、第１の層３０３が可動する層（＝構造層）となる微小構造体３３５を形成することができる。なお、他の工程、使用される材料、部材については、図５〜図７と同様とすることができる。
【０１０６】
第１の層３０３、第２の層３２２、および第３の層３３２は、図８（Ｂ）に示すように、空間部分３３４を介して向かい合うことによって機能を発揮するように、各々の材料を選択し、加工を行う。例えば、第１の層３０３、第２の層３２２、または第３の層３３２のうち少なくとも２つの層を導電性を有する材料を用いて形成すれば、向かい合う二つの導電層を容量とすることができる。
【０１０７】
さらに、図９を用いて、図７の作製方法の変形例を説明する。図９（Ａ）に示すように、第３の基板３３６（第３の仮基板とも記す）上に第３の剥離層３３７および第３の層３３８を形成し、第３の層３３８上面に、第２の保護基板３３９（第２の本基板とも記す）を接着剤３４０を用いて貼り付ける。
【０１０８】
図９（Ｂ）に示すように、第３の剥離層３３７を境界として第３の基板３３６から第３の層３３８を剥離して第２の保護基板３３９側へ写し取ることで、第３の層を有する基板３４１を作製する。
【０１０９】
第３の層を有する基板３４１上に第２のスペーサ層３４３を選択的に形成する。第１の層３０３を挟み込むように、第２の層を有する基板３２５と第２のスペーサ層３４３を有する第３の層を有する基板３４１を対向させて接着する（図９（Ｃ）参照）。
【０１１０】
このように、第１のスペーサ層３４２を介して第２の層を有する基板３２５と第１の層３０３の一方の面を貼り合わせ、第２のスペーサ層３４３を介して第３の層を有する基板３４１と第１の層３０３の他方の面とを、第３の層３３８が第１の層３０３と向かい合うように貼り合わせることによって、第２の層３２２と第１の層３０３との間、および第３の層３３８と第１の層３０３との間に空間部分３４４が形成される。このようにして、第１の保護基板３２３および第２の保護基板３３９で封止され、第１の層３０３が可動する層（＝構造層）となる微小構造体３４５を形成することができる。なお、他の工程、使用される材料、部材については、図５〜図７と同様とすることができる。
【０１１１】
第１の層３０３、第２の層３２２、および第３の層３３８は、図９（Ｃ）に示すように、空間部分３４４を介して向かい合うことによって機能を発揮するように各々の材料を選択し、加工を行う。例えば、第１の層３０３、第２の層３２２、または第３の層３３８のうち少なくとも２つの層に導電性を有する材料を用いて形成すれば、向かい合う二つの導電層を容量とすることができる。
【０１１２】
上記工程により、空間部分を第１の層３０３が可動し、第１の層３０３、第２の層３２２、および第３の層３３８が協働して機能する微小構造体３４５を形成することができる。例えば、第１の層３０３、第２の層３２２、および第３の層３３８に導電性を有する材料を用いて形成した場合、加速度や圧力等の外力を受けて構造層が可動したときに、第２の層３２２と第１の層３０３、および第３の層３３８と第１の層３０３との間の各々の距離が変化するため、その変化を静電容量の変化として検出することでセンサとして機能する微小構造体３４５を作製することができる。
【０１１３】
また、このように作製した微小構造体３４５によって、外部から第１の層３０３を電磁気的に切り離すことも可能である。例えば、第１の層３０３を、高い周波数の信号を伝送する導波路として形成し、第２の層３２２および第３の層３３２を接地電位（グランド電位）にすることで、低損失の伝送路を形成することができる。この場合、第１の層３０３は可動する必要はない。
【０１１４】
このように、本発明の微小構造体の作製方法を適用することによって、実施形態１、２と同様、次の効果を得ることができる。
（ａ）犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができる。すなわち、犠牲層エッチングと同様の工程を、剥離および貼り合わせによって行うため、非常に短時間でその工程を行うことができる。
【０１１５】
（ｂ）また、犠牲層エッチングを剥離および貼り合わせによって代替することで、ウエットエッチングを行うときのように微小構造体が液体のエッチング剤に触れることがなく、毛管現象による構造層と基板との張り付きを生じないように作製することができる。
【０１１６】
（ｅ）また、本発明は長時間を要する犠牲層エッチング工程を不要とするため、他の層に悪影響を与えることがない。例えば、犠牲層エッチング時に構造層の膜減りが起こらないので、構造層の膜厚を均一に形成することができる。また、剥離層エッチングを行う場合に、当該エッチングによって時に影響が懸念される材料を使用することがあったとしても、当該材料を剥離層エッチングを行わない第２の基板上または第３の基板上に形成することによってその影響を回避することが可能である。
【０１１７】
（ｆ）また、本発明の方法は、基板と第１の層との間の空間部分の距離が、スペーサ層の厚さによって決定され、第１の層において、基板に固定されている部分と可動できる部分との間の空間の距離は第１のエッチングによって決めることができる。したがって、微小構造体が有する空間部分の大きさは、犠牲層エッチングに起因する犠牲層の厚さや面積によって限定されることなく任意に設計することができる。
【０１１８】
（ｇ）同様に、本発明は剥離および貼り合わせによって微小構造体を作製するので、大きさを限定することなく、任意の大きさの微小構造体を作製することができる。例えば、数ｍｍから十数ｍｍ角のように大きな微小構造体の作製を行うことも可能である。
【０１１９】
（ｉ）また、本発明は犠牲層を形成せず、さらに、第１の層と第２の層とを別々に形成して貼り合わせを行うため、犠牲層のように厚い膜によって生じる段差部分がなく、その段差乗り越え部分から生じる破壊が起こらない。したがって、強度の高い微小構造体を作製することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１２１】
（実施の形態４）
図１０〜図１６を用いて、本実施の形態では、実施の形態１で説明した本発明の微小構造体の作製方法について、具体的に説明する。なお、図１０（Ａ１）、図１０（Ｂ１）、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ１）、図１３（Ｂ１）は上面図である。また、図１０（Ａ２）、図１０（Ｂ２）、図１１、図１２（Ａ）、図１３（Ａ２）、図１３（Ｂ２）、図１４（Ａ）〜図１６（Ｄ）は断面図である。
【０１２２】
初めに、図１０、図１１を用いて、第１の層を有する基板を作製する例を示す。
【０１２３】
まず、図１０（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第１の基板４０１（第１の仮基板とも記す）上に剥離層４０３を形成する。ここで第１の基板４０１は、例えばガラス基板や石英基板、プラスチック基板等を用いることができる。さらには、金属等の導電性を有する基板や、シリコン、ゲルマニウム、またはシリコンとゲルマニウムの化合物等の半導体性を有する基板を用いることも可能である。本実施の形態では、ガラス基板を用いて微小構造体を作製する例を示す。
【０１２４】
また上記で示した基板を用いる場合、準備した基板をそのまま用いることも可能であるが、基板表面に表面を保護する層（例えば絶縁性を有する層）を形成してから用いることもできる。このような保護層４０２は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコン等の絶縁性を有する膜を用いて形成することができる。本実施の形態では、第１の基板４０１上に保護層４０２として、厚さ１００ｎｍの酸化窒化シリコン層をＣＶＤ法によりを形成し、保護層４０２の上に剥離層４０３を形成する例を示す。
【０１２５】
そして、保護層４０２上に剥離層４０３を形成する。剥離層４０３には、例えば、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、鉛、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素でなる材料、これらの元素を主成分とする合金材料、またはこれらの元素の酸化物や窒化物等の化合物材料を用いることができる。これらの材料は、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等の公知の手段により成膜することができる。剥離層４０３は、単一の材料を用いて単層構造で形成することができ、また複数の材料を用いて積層構造で形成することも可能である。
【０１２６】
剥離層４０３を積層構造で形成する場合、例えば、１層目としてタングステン層、モリブデン層、またはタングステンとモリブデンの混合物を含む層のいずれか１層を形成し、２層目として、タングステン、モリブデン、または、タングステンとモリブデンの混合物の酸化物、窒化物、酸化窒化物、もしくは窒化酸化物を形成することができる。
【０１２７】
剥離層４０３として、タングステン等の金属を含む層と当該金属の酸化物を含む層との積層構造を形成する場合、金属を含む層上に酸化シリコンを含む層を形成することで、金属を含む層と酸化シリコンを含む層との界面に当該金属の酸化物を含む層が形成されることを利用しても良い。
【０１２８】
また、タングステン等の金属を含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、またはオゾン水等酸化力の強い溶液での処理等を行い、金属を含む層上に当該金属の酸化物を含む層を形成した後、その上層に窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層を形成することができる。これは、上記金属の窒化物、酸化窒化物、および窒化酸化物を含む層を形成する場合も同様である。本実施の形態では、剥離層４０３として、厚さ３０ｎｍのタングステン層をスパッタリング法により形成する例を示す。
【０１２９】
次に、剥離層４０３上に、下地層４０４を形成する。下地層４０４は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等を、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等の公知の手段により成膜することができる。下地層４０４を形成することで、外部からの不純物の侵入を防止することができる。本実施の形態では、下地層４０４として、厚さ５０ｎｍの窒化酸化シリコンからなる層と、膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコンからなる層をＣＶＤ法により積層させて形成する例を示す。
【０１３０】
次に、下地層４０４上に、微小構造体を駆動するときの可動電極となる第１の導電層４０５を形成する。第１の導電層４０５は、導電性を有する金属元素やそれらの化合物を用いて成膜し、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、エッチングを行うことで加工することができる。第１の導電層４０５の形状は、形成する構造層（第１の層４０７）の構造を考慮して決定される。本実施の形態では、第１の導電層４０５は、第１の層の形状を基に、その形状の各寸法からアライメントマージンを差し引いた形状に加工する例を示している。
【０１３１】
第１の導電層４０５は、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等の金属元素、またはこれらの金属元素を主成分として導電性を有する化合物を用い、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等の公知の手段を適用して成膜することができる。本実施の形態では、第１の導電層４０５として、厚さ４００ｎｍのチタンをスパッタリング法により形成する例を示す。
【０１３２】
また、第１の導電層４０５の加工は、ウエットエッチングやドライエッチング等のエッチングによって行うことができる。なかでも異方性のドライエッチングを適用することが多く、その例としては、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いることができる。このとき、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度、等）を適宜調節することで、加工性（エッチング速度や、加工する層の側面の形状、等）を高めることができる。エッチング用ガスとしては、例えば第１の導電層４０５がアルミニウムで形成されている場合、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、ＳｉＣｌ4等を用いることができる。また、第１の導電層４０５がタングステンやモリブデン等の金属で形成されている場合、ＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ4、ＳＦ6もしくはＮＦ3などを代表とするフッ素系ガスにＯ2を組み合わせて用いることができる。
【０１３３】
次に、第１の導電層４０５上に、第１の絶縁層４０６を形成する。なお、図１０（Ａ１）の上面図においては第１の絶縁層４０６は図示されていない。第１の絶縁層４０６は、第１の導電層４０５と共に構造層の骨格をなすものであり、作製する微小構造体の性能（例えば、構造層の重さ、バネ定数、または可動範囲、等）を考慮して、その材料、膜厚、積層構造等を決定する。第１の層４０７は、絶縁性を有する無機化合物や有機化合物等を単層もしくは積層により成膜し、形成することができる。例えば、第１の絶縁層４０６を形成する無機材料としては、酸化シリコン、窒化シリコンを用いることができる。また、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。本実施の形態では、第１の絶縁層４０６として、厚さ９００ｎｍの酸化窒化シリコンをＣＶＤ法により形成する例を示す。
【０１３４】
本実施の形態では、上記で形成した下地層４０４、第１の導電層４０５、および第１の絶縁層４０６の積層構造を第１の層４０７と記載する。第１の層４０７は微小構造体を形成する構造層となる。
【０１３５】
次に、図１０（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第１の層４０７の形状を決めるための第１のエッチングを行う。第１のエッチングによって、第１の層４０７の形状を決定するように、孔４０８を形成する。第１のエッチングによる孔４０８の形成は、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、レジストマスクを用いて、エッチングを行うことで加工することができる。本実施の形態では、第１の導電層４０５を加工した後に第１の絶縁層４０６を形成しているため、第１のエッチングは下地層４０４および第１の絶縁層４０６を加工する。本発明は、第１のエッチングにおいて第１の層４０７を形成するすべての層を加工することもできる。
【０１３６】
第１のエッチングは、ウエットエッチングやドライエッチング等のエッチングによって行うことができ、本実施の形態では異方性のドライエッチングを適用する。本実施の形態では、酸化窒化シリコンを用いて第１の絶縁層４０６を形成しているので、第１のエッチングを行うエッチング用ガスとして、ＣＨＦ3、ＨＦ、Ｃ2Ｆ6、ならびにＣ4Ｆ8およびＨ2等を用いることができる。また、上記のガスにＡｒ、Ｈｅ等を混合することにより、エッチング時に発生する化合物の堆積を抑制することができる。また第１の絶縁層４０６を複数の材料を用いて積層している場合、第１のエッチングではエッチング用ガスを切り替えることにより、複数の層を連続してエッチングすることが可能である。
【０１３７】
本実施の形態では、構造層のバネ定数を小さくして可動しやすくするため、第１のエッチングにおいて、構造層の支持梁となる第１の層４０７を蛇行する様に折り曲げた形状、Ｓ字を複数連ねた形状に加工する。また本実施の形態では、構造層を形成する第１の導電層４０５を、外部電源や信号線と電気的に接続するため、第１の導電層４０５が支持梁内を通るように加工した。第１の導電層４０５と第１の絶縁層４０６とを同時に第１のエッチングで加工することも可能である。
【０１３８】
図１０（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第１の層４０７を両持ち梁型に加工することで、構造層が基板垂直方向（上下方向）に可動する微小構造体を作製することができる。さらに、構造層のバネ定数を低くし、微小構造体の可動範囲を大きくするために、梁を長くすることや、片持ち梁形状に加工することも可能である。また、第１の層４０７を厚く成膜し、櫛歯型に加工することで横方向へ可動する構造層を有する微小構造体を作製することもできる。
【０１３９】
次に、図１１に示すように剥離層４０３の一部を除去するため剥離層のエッチングを行う。エッチングによって、第１の基板４０１から第１の層４０７を剥離しやすくすることができる。例えば、本実施の形態のように剥離層４０３をタングステンで形成した場合、剥離層４０３エッチングは、アンモニア過水を用いたウエットエッチングによって行うことができる。ここでアンモニア過水とは、アンモニア、過酸化水素水及び純水を混合した液体であり、例えば２８％のアンモニアと３１％の過酸化水素水と純水とを３：５：２で混合することで得られる。
【０１４０】
図１１に示すように剥離層のエッチングを行うことなく工程を進めることも可能である。また、剥離層のエッチングの代わりに、第１の基板４０１を加熱する、または裏面からレーザ光を照射することで剥離層４０３を脆弱化させ、第１の基板４０１から第１の層４０７を剥離しやすくする工程を行うことも可能である。
【０１４１】
上記工程により、第１の層を有する基板４０９を形成することができる。第１の層を有する基板４０９は上記例のみに限定されず、例えば、図１２（Ａ）に示すように、第１の層４０７内に重りとなる層を形成し、構造層の可動性を高めることができる。ここで重りとなる層は、金属のように密度の高い物質を用いて形成することができる。
【０１４２】
図１０（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、片方の梁のみに第１の導電層４０５が形成されていると、左右でバネ定数が異なるため、図１２（Ｂ）に示すように、両方の梁４１０に第１の導電層４０５を形成し、両持ち梁の左右の梁４１０のバランスを取るように加工することも可能である。
【０１４３】
次に、図１３（Ａ１）、（Ａ２）を用いて、第２の層を有する基板を作製する例を示す。
【０１４４】
まず、図１３（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第２の基板４１１（第１の本基板とも記す）上に第２の導電層４１３を形成する。ここで第２の基板４１１は、第１の基板４０１と同様に、ガラス基板や石英基板、プラスチック基板、さらには、金属等の導電性を有する基板や、シリコン、ゲルマニウム、またはシリコンとゲルマニウムの化合物等の半導体性を有する基板を用いることができる。本実施の形態では、第１の基板４０１と同様、ガラス基板を用いる例を示す。
【０１４５】
第１の基板４０１、または第２の基板４１１として使用する基板は、本実施の形態の例に限定されず、他の基板を用いることができる。例えば、高温で成膜および加工を行うプロセスを適用したい場合、第１の基板４０１もしくは第２の基板４１１のいずれか一方にシリコン等の半導体基板を適用し、もう一方にガラスや石英等の安価な基板を用いることも可能である。具体的には、一方の基板は半導体基板を用いて半導体素子で電子回路を形成し、他方の基板はガラス基板を用いて構造層（第１の層４０７）を形成する、等のように基板を使い分けることによって目的に応じた微小構造体を作製することも可能である。
【０１４６】
第２の基板４１１は、前記第１の基板４０１と同様、準備した基板をそのまま用いてもよく、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコン等の絶縁性を有する膜を用いて保護層を形成してから用いることもできる。本実施の形態では、第１の基板４０１と同様、第２の基板４１１上に保護層４１２として厚さ１００ｎｍの酸化窒化シリコン層をＣＶＤ法により形成し、保護層４１２の上に第２の導電層４１３を形成する例を示す。
【０１４７】
次に、図１３（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、保護層４１２上に、第２の導電層４１３を形成する。第２の導電層４１３は、第１の導電層４０５と共に構造層を駆動させるための導電層であり、基板上に固定された固定電極となる。第２の導電層４１３の形成は、次のように行うことができる。導電性を有する材料をスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等を用いて成膜する。成膜された材料上に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成する。レジストマスクを用いて成膜された材料をエッチングにより加工する。第２の導電層４１３の材料は、第１の導電層４０５と同様、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等の金属元素、またはこれらの金属元素を主成分とする導電性を有する化合物を用いることができる。本実施の形態では、第２の導電層４１３として、厚さ１００ｎｍのチタン、および４００ｎｍのアルミニウムをスパッタリング法により積層させて形成する例を示す。
【０１４８】
本実施の形態では、第２の導電層４１３として、微小構造体を駆動させるために使用する固定電極４１３ａと、可動電極（第１の導電層４０５）および固定電極と電源や信号線に接続する配線４１３ｂとを形成する。図１３（Ａ１）、（Ａ２）に示す配線４１３ｂは、第１の導電層４０５と電気的に接続される配線である。これらの配線は、基板内または基板外のいずれかに接続されるが、説明の都合上、固定電極４１３ａ、配線４１３ｂは紙面の範囲内で記載している。
【０１４９】
本実施の形態では、上記で形成した保護層４１２、第２の導電層４１３の積層構造を第２の層４１４と記載する。上記工程により、第２の層を有する基板４１５を形成することができる。
【０１５０】
次に、図１３（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第２の層を有する基板４１５上に、選択的に第１のスペーサ層４１６を形成する。第１のスペーサ層４１６は、実施の形態１乃至３と同様、絶縁性を有する無機化合物や有機化合物等を用い、単層もしくは積層構造で形成することができる。例えば、第１のスペーサ層４１６を形成する無機材料としては、酸化シリコン、窒化シリコンを用いることができる。また、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。さらには、ポリイミドやエポキシ等の有機化合物を主原料とする永久性の厚膜レジストを使用することも可能である。
【０１５１】
選択的領域に第１のスペーサ層４１６を形成する方法としては、スクリーン印刷法や、インクジェットに代表される液滴吐出法等を適用することも可能である。これらの方法は、特に溶媒によって粘度を調節することのできる有機材料を用いる場合に有効であることが多い。また、レジストのように感光性の材料を用いることで、成膜、露光、および現像のみで第１のスペーサ層４１６を形成することもできる。
【０１５２】
次に、図１４〜図１５を用いて、第１の層を有する基板４０９から第１の層４０７を剥離し、第２の層を有する基板４１５に貼り合わせる例を説明する。なお、図面は第１の層を有する基板４０９および第２の層を有する基板４１５の上面図の鎖線ＯＰにおける断面図を示している。
【０１５３】
図１４（Ａ）に示すように、第１の層を有する基板４０９上面に第３の基板４１８（第２の仮基板とも記す）を貼り合わせる。第３の基板４１８は、第１の基板４０１から第１の層４０７を剥離するための支持基板であるため、ガラス基板やプラスチック基板以外に、フィルムのように薄くて柔らかい基板を使用することができる。
【０１５４】
また、第３の基板４１８と第１の層を有する基板４０９との貼り合わせには、接着性が弱く、容易に取りはずすことができる接着剤４１７を利用することができる。ここで、容易に取りはずすことができる接着剤４１７の代表例としては、熱可塑性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂とは、加熱処理により接着力が低下する層となり、例えば、加熱によって軟化する材料、加熱により膨張するマイクロカプセルや発泡剤を混入した材料、熱硬化性樹脂に熱溶融性や熱分解性を付与した材料、水の侵入による界面強度劣化やそれに伴って吸水性樹脂が膨張する材料を用いて形成される。また、接着剤４１７は紫外線照射を行うことによって、接着力が低下する樹脂を用いることもできる。さらに、第１の層４０７において構造層となる部分には接着剤が付着しないよう、第３の基板４１８上に接着剤４１７を選択的に形成することも可能である。
【０１５５】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、基板４０９から第１の層４０７を剥離する。本実施の形態では、剥離層４０３としてタングステンを成膜し、その上に下地層４０４として窒化酸化シリコンを形成しているので、剥離層４０３と下地層４０４との間には酸化タングステンの層が形成され、当該酸化タングステンの層と下地層４０４との界面で密着性が低下している。さらに剥離層４０３エッチングによって剥離層４０３の一部を除去しているので、剥離は第１の層４０７を第３の層へ物理的に写し取る方法を適用する。このとき、さらに剥離層４０３の密着性を低下させるために、基板裏面からレーザ光の照射を行うことも可能である。
【０１５６】
物理的に写し取る方法（転写方法）として、具体的には、剥離層４０３エッチングを行った第１の層を有する基板４０９上に、第３の基板４１８を貼り合わせ、当該第３の基板４１８を第１の基板４０１から引きはがすことで第１の層４０７を第３の基板４１８側へ写し取ることができる。このとき、第１の層４０７に剥離層４０３が付着している場合があるので、第１の層４０７から剥離層４０３を除去する工程を追加することも可能である。
【０１５７】
次に、図１４（Ｃ）に示すように、第３の基板４１８に貼り合わされている第１の層４０７を、第２の層を有する基板４１５上面から貼り合わせる。図１４（Ｃ）では、第１の層４０７が第１の基板４０１と接着していた側に、第１のスペーサ層４１６を介して、第２の層を有する基板４１５と貼り合わせる例を示している。
【０１５８】
次に、図１５（Ａ）に示すように、加熱等の処理により接着剤４１７の接着力を低下させ、第１の層４０７と第３の基板４１８とを分離する。例えば、接着剤４１７として熱可塑性樹脂を用いた場合には、１２０度程度の加熱処理によって第３の基板４１８を分離することができる。このとき、接着剤４１７は第３の基板４１８側に付着しており、第１の層４０７には残留しない。
【０１５９】
第１の層４０７と第３の基板４１８を分離することにより、図１５（Ｂ）に示すような微小構造体４２０が形成される。微小構造体４２０には、第２の基板４１１上に第２の層４１４、第１のスペーサ層４１６、および第１の層４０７が積層され、第１のスペーサ層４１６が存在しない部分には、第１の層４０７と第２の層との間に空間部分４２１が形成される。また、第１の層４０７はその空間部分４２１の上に存在する。また、第１の層４０７は、第１のスペーサ層４１６と接着している部分が第２の基板４１１に支持され、第２の層を有する基板４１５と離れて設けられる部分が可動することができる構造層となる。
【０１６０】
次に、第１の層４０７内の第１の導電層４０５と、配線を形成する第２の導電層４１３とを電気的に接続するため、図１５（Ｂ）に示すように、配線を形成する領域上に導電性ペースト４１９を滴下する。そして、図１５（Ｃ）に示すように、導電性ペースト４１９によって第１の層４０７と第２の層４１４との間隙を埋めることにより、第１の導電層４０５を、第２の導電層４１３で形成した配線４１３ｂと電気的に接続することができる。
【０１６１】
ここで導電性ペースト４１９とは、粒径が数μｍから数十μｍの導電性粒子を有機樹脂に溶解又は分解させたものを指す。導電性粒子としては、銀、銅、アルミニウム、金、ニッケル、白金、パラジウム、タンタル、モリブデン、およびチタン、等の金属粒子、ハロゲン化銀の微粒子、または分散性ナノ粒子等を用いることができる。また、導電性ペーストに含まれる有機樹脂は、金属粒子バインダー、溶媒、分散剤及び被覆材として機能する有機樹脂から選ばれた一つまたは複数を用いることができる。代表的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂等の有機樹脂が挙げられる。また、導電層の形成にあたり、ペーストを滴下した後に焼成することが好ましい。例えば、ペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子（例えば粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電層を得ることができる。
【０１６２】
また、微小構造体４２０を保護するため、図１５（Ｄ）に示すように、第１の層４０７上に第２のスペーサ層４２２を形成して、第１の層を有する基板４０９と第４の基板４２３（第２の本基板とも記す）を貼り合わせることができる。第２のスペーサ層４２２は、第１のスペーサ層４１６と同様、絶縁性を有する無機化合物や有機化合物等を用い、単層もしくは積層構造で形成することができる。また、第２のスペーサ層４２２は、第４の基板４２３上に形成し、第１の層を有する基板４０９と第４の基板４２３とを貼り合わせることも可能である。そして、第４の基板４２３は、空間部分４２４を介して第１の層４０７を保護するパッケージとしての役割を有するので、薄くて柔らかく、安価な基板、例えば、プラスチックフィルムのような基板を用いることができる。しかし、第１の基板４０１と同様、ガラスや石英等の基板を用いることも可能である。
【０１６３】
上記の工程でえられた微小構造体４２０の第１の層の上面図を、図１０（Ｂ１）に示す。第１の層４０７（構造層）は、第１の領域４２５、第２の領域４２６、および第３の領域４２７を有している。第１の領域４２５は第１のスペーサ層４１６および第２のスペーサ層４２２により固定されている領域である。第２の層を有する基板４１５の表面と第１の領域４２５との間には第１のスペーサ層４１６が設けられ、第１の領域４２５を第２の基板４１１に固定している。また、第１の領域４２５と第４の基板４２３（保護基板）との間には第２のスペーサ層４２２が設けられ、第１の領域４２５は第４の基板４２３に固定されている。第２の層を有する基板４１５の表面と第２の領域４２６および第３の領域４２７との間、および第２の領域４２６および第３の領域４２７と第４の基板４２３との間には、それぞれ、空間部分が設けられている。第２の領域４２６は第２の層を有する基板４１５の表面および第４の基板４２３と離れて向かい合っており、可動する領域である。第３の領域４２７はバネとして機能し、固定された第１の領域４２５と可動する第２の領域４２６とを連結している。
【０１６４】
次に、上記とは異なり、接着剤４１７および第３の基板４１８を使用せずに第１の層４０７を第２の層を有する基板４１５に貼り合わせる方法について、図１６を用いて説明する。
【０１６５】
図１６（Ａ）に示すように、第１の層を有する基板４０９と第２の層を有する基板４１５とが、第１のスペーサ層４１６を介して層同士が向かい合うように貼り合わせる。次に、図１６（Ｂ）に示すように、第１の層を有する基板４０９から、第１の基板４０１を剥離する。ここでは、第１の基板４０１と共に、保護層４０２も剥離している。次に、第１の導電層４０５と第２の導電層４１３とを接続するために、図１６（Ｃ）に示すように、配線４１３ｂを形成した部分の上から導電性ペースト４１９を滴下する。そして、図１６（Ｄ）に示すように、第２のスペーサ層４２２を形成し、第４の基板４２３（第２の本基板とも記す）を貼り合わせることにより、微小構造体４２０を保護することも可能である。
【０１６６】
上記、図１４及び図１５を用いて説明した貼り合わせの方法は、第１の基板４０１から第１の層４０７を剥離した後に、第１の層４０７と第２の層を有する基板４１５とを貼り合わせている。また、図１６を用いて説明した貼り合わせの方法は、第１の層を有する基板４０９と第２の層を有する基板４１５とを貼り合わせた後に、第１の基板４０１を第１の層４０７から剥離している。このように、上記２例は工程の順序が異なっている。そして、この工程の違いによって、第１の層４０７が有する二つの面のうちどちらの面が第２の層４１４と向かい合うかが異なる。すなわち、前者の工程を経た場合には、第１の層４０７が第１の基板４０１と接していた方の面が、第２の層４１４と向かい合う面となり、後者の工程を経た場合には、他方の面が第２の層４１４と向かい合う面となる。したがって、どちらの方法を採用するかによって、第１の層４０７の積層関係が逆転する場合もある。
【０１６７】
このように作製された微小構造体は、例えば、外部から力を受けると構造層が力を受けた方向に可動するため、その動きを検知することによってセンサとして機能させることができる。また、第１の層４０７および第２の層４１４に向かい合う電極を形成し、静電引力で可動させることによりアクチュエータとして機能させることも可能である。そして、このアクチュエータを利用して、スイッチや容量が可変のコンデンサ等を作製することもできる。
【０１６８】
本実施の形態で説明した本発明の微小構造体を作製する方法を適用することによって、犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができるため、実施形態１乃至３と同様、犠牲層エッチングに起因する問題を回避することができる。以下、本実施形態による効果のいくつかを示す。
【０１６９】
（ａ）代表的には、犠牲層エッチングと同様の工程を、剥離および貼り合わせによって行うため、非常に短時間でその工程を行うことができる。
【０１７０】
（ｂ）犠牲層エッチングを剥離および貼り合わせによって代替することで、ウエットエッチングを行うときのように微小構造体が液体のエッチング剤に触れることがなく、毛管現象による構造層と基板との貼り付きを生じないように作製することができる。
【０１７１】
（ｃ）本発明の方法は、剥離および貼り合わせにより微小構造体を作製するため、空間部分に犠牲層やエッチング時の副生成物が残留するといった問題を生じさせることなく微小構造体を作製することができる。すなわち、ある基板、または基板の一部では犠牲層エッチングができているにも関わらず、他の基板、または基板内の他の部分では犠牲層エッチングが終了しなかった、という問題を回避することができる。さらに本発明の方法は、第１の基板４０１から剥離した第１の層４０７を、第２の層を有する第２の基板４１１に貼り合わせるため、基板上に作製されるすべての微小構造体の空間部分を均一に形成することができる。
【０１７２】
（ｅ）また、本発明は長時間を要する犠牲層エッチング工程を不要とするため、他の層に悪影響を与えることがない。例えば、犠牲層エッチング時に構造層の膜減りが起こらないので、構造層の膜厚を均一に形成することができる。また、剥離層４０３エッチングを行う場合に、当該エッチングによって時に影響が懸念される材料を使用することがあったとしても、当該材料を剥離層４０３エッチングを行わない第２の基板４１１上に形成することによってその影響を回避することが可能である。
【０１７３】
（ｆ）また、本発明の方法は、基板と第１の層４０７との間の空間部分の距離が、第１のスペーサ層４１６の厚さによって決定され、第１の層４０７において、基板に固定されている部分と可動できる部分との間の空間の距離は第１のエッチングによって決めることができる。したがって、微小構造体が有する空間部分の大きさは、犠牲層エッチングに起因する犠牲層の厚さや面積によって限定されることなく任意に設計することができる。
【０１７４】
（ｇ）同様に、本発明は剥離および貼り合わせによって微小構造体を作製するので、大きさを限定することなく、任意の大きさの微小構造体を作製することができる。例えば、数ｍｍから十数ｍｍ角のように大きな微小構造体の作製を行うことも可能である。
【０１７５】
（ｉ）また、本発明は犠牲層を形成せず、さらに、第１の層４０７と第２の層とを別々に形成して貼り合わせを行うため、犠牲層のように厚い膜によって生じる段差部分がなく、その段差乗り越え部分から生じる破壊が起こらない。したがって、強度の高い微小構造体を作製することができる。
【０１７６】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０１７７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した微小構造体の作製方法を、図１７〜図２０を用いて具体的に説明する。なお、図面において図面は右側が基板上面図、左側が上面図の鎖線ＯＰにおける断面図を示す。
【０１７８】
初めに、図１７を用いて、第１の基板の加工方法を説明する。
【０１７９】
まず、図１７（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第１の基板４０１（第１の仮基板とも記す）上に保護層４０２、剥離層４０３、下地層４０４、第１の導電層４０５、および第１の絶縁層４０６を順次形成する。ここまでの工程は、上記実施の形態４で説明したものと同様の方法を適用することができる。
【０１８０】
ここで第１の導電層４０５は、微小構造体の可動電極を形成する部分４０５ａと、可動電極を他の導電層と電気的に接続する配線を形成する部分４０５ｂとを有する。また、上記実施の形態４と同様に、第１の層を折れ曲がった支持梁を有する両持ち梁構造とするため、第１の導電層４０５は配線と可動電極との間に設けられている支持梁内を支持梁の形状に沿って設けられている。
【０１８１】
次に、図１７（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第１の導電層４０５の配線部分４０５ｂの上にある第１の絶縁層４０６に、第１の導電層が露出するようにコンタクトホールを設け、第１の絶縁層４０６上およびコンタクトホール上に第３の導電層５０１を形成する。
【０１８２】
コンタクトホールは、フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、エッチングを行うことで形成することができる。例えば、第１の絶縁層に酸化窒化珪素を用いて形成し、異方性のドライエッチングを適用してコンタクトホールを形成する場合、エッチング用ガスとして、ＣＨＦ3、ＨＦ、Ｃ2Ｆ6、ならびにＣ4Ｆ8およびＨ2等を用いることができる。また、上記のガスにＡｒ、Ｈｅ等を混合することにより、エッチング時に発生する化合物の堆積を抑制することができる。
【０１８３】
第３の導電層５０１は、第１の導電層４０５と同様、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等の導電性を有する金属元素、またはこれらの金属元素を主成分として導電性を有する化合物を用いる。このような導電性の材料をスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法等の公知の手段を適用して成膜する。フォトリソグラフィ法を用いてレジストマスクを形成し、成膜された導電性の材料にエッチングを行うことで所定の形状に加工することで、第３の導電層５０１を形成することができる。本実施の形態では、第３の導電層５０１として、厚さ４００ｎｍのアルミニウムをスパッタリング法により形成する例を示す。
【０１８４】
上記工程により、第１の導電層４０５と電気的に接続した第３の導電層５０１が、最上層に設けられる。ここで、上記工程により形成された下地層４０４、第１の導電層４０５、第１の絶縁層４０６、第３の導電層５０１を第１の層５０２と記載する。
【０１８５】
次に、図１７（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、孔４０８を形成して第１の層５０２の形状を決めるための第１のエッチングを行う。そして、図１７（Ｄ）に示すように剥離層の一部を除去する剥離層エッチングを行う。第１のエッチング、および剥離層エッチングは、上記実施の形態４と同様の方法を適用して行うことができる。
【０１８６】
第１のエッチングでは、構造層のバネ定数を小さくして可動しやすくするため、構造層の支持梁となる第１の層５０２をＳ字が複数連なった、蛇行するように折り曲げた形状に加工する。また、構造層を形成する第１の導電層４０５を、外部電源や信号線と電気的に接続するため、第１の導電層４０５が支持梁内を通るように加工した。しかしながら、第１の導電層４０５と第１の絶縁層４０６とを同時に第１のエッチングで加工することも可能である。
【０１８７】
上記工程により、第１の層を有する基板５０３を形成することができる。
【０１８８】
次に、図１８を用いて、第２の層を有する基板を作製する例を示す。
【０１８９】
まず、図１８（Ａ１）、（Ａ２）に示すように、第２の基板４１１（第１の本基板とも記す）上に保護層４１２、および第２の導電層４１３を形成する。ここまでの工程は、上記実施の形態４で説明したものと同様の方法を適用することができる。
【０１９０】
本実施の形態では、第２の導電層４１３として、微小構造体を駆動させるために使用する固定電極４１３ａと、可動電極（第１の導電層）および固定電極と電源や信号線に接続する配線４１３ｂとを形成する。図１８（Ａ１）、（Ａ２）に示す配線４１３ｂは、第３の導電層５０１と電気的に接続される配線である。これらの配線４１３ｂは、基板内または基板外のいずれかに接続される配線である。
【０１９１】
保護層４１２、第２の導電層４１３の積層体を第２の層４１４ということとする。上記工程により、第２の層を有する基板４１５を形成することができる。
【０１９２】
次に、図１８（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第２の層を有する基板４１５上に、選択的に第１のスペーサ層５０４を形成する。第１のスペーサ層５０４は、基板面と垂直方向のみに導電性を有する接着剤（ここでは異方性導電接着剤と記載）を用いる。第１のスペーサ層５０４を形成する方法は、スクリーン印刷法や液滴吐出法等、上記実施の形態４と同様の方法を適用して行うことができる。
【０１９３】
次に、第１の層５０２と第２の層４１４とを貼り合わせる方法について、図１９を用いて説明する。図１９（Ａ）に示すように、第１の層を有する基板５０３と第２の層を有する基板４１５とが、第１のスペーサ層５０４を介して層同士が向かい合うように貼り合わせる。このように、異方性導電接着剤（第１のスペーサ層５０４）を介して、第１の層５０２と第２の層４１４とが向かい合うように貼り合わせることで、第２の導電層４１３の配線４１３ｂと第３の導電層５０１の配線部分とが電気的に接続される。
【０１９４】
次に、図１９（Ｂ）に示すように、第１の層を有する基板５０３から第１の基板４０１を剥離する。第１の基板４０１と共に保護層４０２も剥離している。そして、図１９（Ｃ）に示すように、第２のスペーサ層５０５を形成し、第４の基板５０６（第２の本基板とも記す）を貼り合わせることにより、微小構造体５０８を保護することも可能である。５０７は空間部分である。第１の層５０２と第１の基板４０１を剥離する方法、第２のスペーサ層５０５を形成して第４の基板５０６を貼り合わせる方法は、上記実施の形態４と同様の方法を適用して行うことができる。
【０１９５】
このように作製された微小構造体５０８は、例えば、外部から力を受けると構造層が力を受けた方向に可動するため、その動きを検知することによってセンサとして機能させることができる。また、第１の層５０２および第２の層４１４に向かい合う電極を形成し、静電引力で可動させることによりアクチュエータとして機能させることも可能である。そして、このアクチュエータを利用して、スイッチや容量が可変のコンデンサ等を作製することもできる。
【０１９６】
このように、任意の機能を有する微小構造体を作製するためには、それらの用途に合わせて第１の層を加工する。例えば、本例で図１７（Ｃ１）、（Ｃ２）に示すように、第１の層５０２を両持ち梁型に加工することで、構造層が基板垂直方向（上下方向）に可動する微小構造体を作製することができる。さらに、構造層のバネ定数を低くし、微小構造体の可動範囲を大きくするために、梁を長くすることや、片持ち梁形状に加工することも可能である。また、第１の層５０２を厚く成膜し、櫛歯型に加工することで横方向へ可動する構造層を有する微小構造体を作製することもできる。
【０１９７】
例えば、水平方向へ可動する構造層を有する微小構造体を作製する場合、図２０（Ａ１）、（Ａ２）に示すように第１の層５１４を形成することができる。第１の層５１４は、保護層５１０および剥離層５１１が形成された第１の基板５０９（第１の仮基板とも記す）上に、下地層５１２、第１の導電層５１３が形成されている。第１の導電層５１３は、上記実施の形態４と同様の方法を適用して形成することができるが、めっき等の方法により短時間で厚い層を形成するような方法を適用しても良い。
【０１９８】
次に、図２０（Ｂ１）、（Ｂ２）に示すように、第１のエッチングを行い、開口部５１６を形成し、可動電極５１４ａと配線５１４ｂとを形成する。開口部５１６により、可動電極５１４ａと配線５１４ｂは、その他の部分から絶縁するために物理的に切り離される。以上で、第１の層を有する基板５１５が形成される。ここで、第１のエッチング後に剥離層エッチング等、剥離層を脆弱化させる工程を有してもよい。
【０１９９】
第２の層を有する基板５３５を形成する。第２の層を有する基板５３５を形成する方法は、図１８で示した第２の層を有する基板４１５と同様に形成することができる。第２の基板５３１（第２の本基板とも記す）上に積層構造の第２の層５３４が形成される。第２の層５３４は保護層５３２と第２の導電層５３３の積層体でなる。
【０２００】
次に、図２０（Ｃ）に示すように、第１の層を有する基板５１５と第２の層を有する基板５３５とを、第１のスペーサ層５１８（異方性導電接着剤）を介して貼り合わせる。これにより、第１の層５１４の配線５１４ｂと第２の層５３４の第２の導電層５３３が電気的に接続される。次に、第１の基板５０９を第１の層５１４から剥離し、第１の基板５０９を取り除く。ここでは、第１の基板５０９と共に保護層５１０および剥離層５１１も剥離している。
【０２０１】
そして、図２０（Ｄ）に示すように、第２のスペーサ層５１９（異方性導電接着剤）を介して第１の層５１４上に保護基板５２０（第２の本基板とも記す）を貼り合わせ、微小構造体５２１を保護する。保護基板５２０を設けることにより、第１の層５１４と第２の層５３４との間、および第１の層５１４と保護基板５２０との間に空間部分５２３が形成される。
【０２０２】
ここで、第２のスペーサ層５１９（異方性導電接着剤）を介して第１の層を有する基板５１５と第２の層を有する基板５３５とを貼り合わせる方法、第１の層５１４から第１の基板５０９を剥離する方法、および保護基板５２０を貼り合わせる方法については、上記実施の形態４等に記載した方法を適用して形成することができる。このように作製された微小構造体５２１の構造層は、第１の層５０２を櫛歯型に加工することで第２の基板５３１に対して平行方向へ可動することができる。例えば、外部から力を受けると構造層が第２の基板５３１に対して平行方向に可動するため、その動きを検知することによってセンサとして機能させることができる。また、可動電極５１４ａおよび第１の導電層５１３に向かい合う電極を形成し、静電引力で可動させることによりアクチュエータとして機能させることができる。そして、このアクチュエータを利用して、スイッチや容量が可変のコンデンサ等を作製することもできる。
【０２０３】
本実施の形態で説明した微小構造体を作製する方法を適用することによって、犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができる。すなわち、本実施形態を実施することにより、実施形態１、２で説明した効果（ａ）〜（ｉ）を得ることができる。犠牲層エッチングと同様の工程を、剥離および貼り合わせによって行うため、非常に短時間でその工程を行うことができる。また、微小構造体がウエットエッチングのように液体のエッチング剤に触れることがなく、毛管現象による構造層と基板との貼り付きを生じないように作製することができる。このように本発明を適用することによって、微小構造体の作製に要する時間を短縮し、不良の発生を低減することができる。
【０２０４】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０２０５】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至５で説明した方法で作製できる微小構造体について、機能および形状の例を説明する。
【０２０６】
図２１（Ａ）には、スイッチとして機能する微小構造体（マイクロスイッチとも記載する）の断面図を示す。微小構造体は、第２の基板６０１（第１の本基板とも記す）上に形成された第２の層６０２、スペーサ層６０３、およびスペーサ層６０３によって第２の基板６０１上に貼り合わせられた第１の層６０４を有する。第１の層６０４および第２の層６０２は、任意の材料を用いて単層構造又は積層構造として形成することができる。本例では、第１の層６０４は第１の導電層６１１、６１２および第１の絶縁層６０６を有し、第２の層６０２は、第２の導電層６０７、第２の絶縁層６０８、および第３の導電層６０９を有する例を示す。
【０２０７】
図２１（Ｂ）に、当該微小構造体が有する第１の層６０４の上面図を示す。第１の層６０４により、蛇状に折れ曲がった４本の梁６１０（ビームとも記載する）によって支持された構造層が形成される。梁６１０は第１の絶縁層６０６によって形成される。そして、構造層は、静電引力によって微小構造体を可動させる電極（図２１（Ｂ）内では構造層の第１の導電層６１１を指す、引き下げ電極とも記載する）、および接触や静電容量の変化によって信号を伝える電極（図２１（Ｂ）内では構造層の第２の導電層６１２を指す）を有する。また、図２１（Ａ）に示す、第２の導電層６０７が、引き下げ電極（第１の導電層６１１）と対になる電極として機能する。
【０２０８】
第１の導電層６１１と第２の導電層６０７とが対になって形成される上下の引き下げ電極間に電圧を印加すると、構造層が静電引力によって第２の基板６０１側（下方向）に引き下げられる。そして、第１の導電層６０５によって形成される信号を伝える電極（第２の導電層６１２）が、第３の導電層６０９と接触する、または第１の導電層６０５と第３の導電層６０９間の距離が変わることによって静電容量が変化することにより、マイクロスイッチはスイッチとして機能する。
【０２０９】
前記実施の形態でも示したように、構造層を支持するビーム６１０を細くすることによって、バネ定数を低くすることができるため、構造層を引き下げる時の駆動電圧を小さくすることができる。また、ビーム６１０を蛇状に折り曲げた構造にすることで、微小構造体が占める面積を小さくすることができる。
【０２１０】
このようなマイクロスイッチは、半導体素子とは異なり、導電層の接触により信号を伝達し、信号を伝達しない時は導電層が離れているので、信号伝達時の損失が少なく、信号を伝達しない時の絶縁性が優れたスイッチとなる。
【０２１１】
次に、図２１（Ｃ）には、動きセンサとして機能する微小構造体（センサとも記載する）の断面図を示す。微小構造体は、第２の基板６１３（第１の本基板とも記す）上に形成された第２の層６１４、第１のスペーサ層６１５、第１の層６１６、第２のスペーサ層６１７、および第３の層を有する基板６１８を有する。第１の層６１６は、第１のスペーサ層６１５によって第２の基板６１３上に貼り合わせられている。第２のスペーサ層６１７によって、第３の層を有する基板６１８は第１の層６１６に貼り合わせられている。第３の層を有する基板６１８は基板６１８ａ（第２の本基板とも記す）上に単層構造の第３の層６１９を有する。
【０２１２】
第１の層６１６、第２の層６１４、および第３の層６１９は、任意の材料を用いた積層構造として形成することができる。本例ではそれぞれ、第１の層６１６は第１の導電層６２０を有し、第２の層６１４は第２の導電層６２１を有し、および第３の層６１９は第３の導電層６２２を有する。また、第１の層６１６、第２の層６１４、および第３の層６１９は、さらに、絶縁層等を重ねた積層構造を有していても良い（図２１（Ｃ）内には示していない）。
【０２１３】
また、図２１（Ｄ）に、当該微小構造体が有する第１の層６１６の上面図を示す。第１の層は、折りたたまれた梁６２３（ビームとも記載する）を有する。構造層を支える梁が折り返された先、すなわち構造層のすぐ横（図２１（Ｄ）中丸で囲んだ部分）で基板に支持された微小構造体を形成する。このような、構造層を支持する梁６２３が基板に固定されている部分をアンカー６２４と記載する。アンカー６２４は、第１のスペーサ層６１５および第２のスペーサ層６１７によって、固定されている。このような形状を有する第１の層６１６によって形成された微小構造体は、外部から基板面と垂直な方向に与えられた力によって、力と同方向に可動することができる。そして、この構造層の動きを検知することによってセンサとして機能することができる。
【０２１４】
このように、折りたたまれたビーム６２３によって構造層を支持することで、基板面と平行方向の振動を低減し、基板面と垂直方向の動きを捕らえやすくすることができる。また、折り返したビームの太さや積層構造を変えることで、微小構造体のバネ定数を複数段階に変化させることができる。複数のバネ（通常２〜３個のバネ）によって支持されるモデルで表される梁構造にすることができ、例えば、始動時は柔らかいバネで支持し、可動範囲が大きくなる程硬いバネで支持するように微小構造体の動きを制御することができる。
【０２１５】
このようなセンサは、第１の層６１６と第２の層６１４との間の静電容量の変化、および第１の層６１６と第３の層６１９との間の静電容量の変化から、第１の層６１６の可動量を検出することができる。また、第１の層６１６のビーム６２３に、歪みによって電気特性が変化する材料を用いれば、その電気特性から第１の層６１６の可動量を検出することも可能である。そして、このようなセンサは、検出対象となる外力（物理量）の分解能に応じて検出精度を高めることができる。
【０２１６】
次に、図２２（Ａ）には、可変容量として機能する、片持ち梁構造の微小構造体（バラクタとも記載する）の断面図を示す。微小構造体は、第２の基板６２５（第１の本基板とも記す）上に形成された第２の層６２６、第１のスペーサ層６２７、第１のスペーサ層６２７によって第２の基板６２５上に貼り合わせられた第１の層６２８、第２のスペーサ層６２９、および第２のスペーサ層６２９によって第１の層６２８に貼り合わせられた保護基板６３０（第２の本基板とも記す）を有する。
【０２１７】
第１の層６２８および第２の層６２６は、任意の材料を用いて単層構造又は積層構造として形成することができる。本例では、第１の層６２８は第１の導電層６３１を有し、第２の層６２６は第２の導電層６３２を有する。また、第１の層６２８および第２の層６２６は、絶縁層等を重ねた積層構造を有していても良く、ここでは、第１の層６２８は第１の導電層６３１を挟むように第１の絶縁層６３３と第２の絶縁層６３４を有する例を示す。
【０２１８】
また、図２２（Ｂ）に、当該微小構造体が有する第１の層６２８の上面図を示す。第１の層６３９（構造層）は、二つの支持梁６３５（ビームとも記載する）によって可動部分が支えられた片持ち梁形状を有する。
【０２１９】
すなわち、第１の層６２８（構造層）は、第１の領域、第２の領域、および第３の領域を有している。第１の領域は第１のスペーサ層６２７および第２のスペーサ層６２９により固定されている領域である。第２の基板６２５の表面と第１の領域との間には第１のスペーサ層６２７が設けられ、第１の領域を第２の基板６２５に固定している。また、第１の領域と保護基板６３０との間には第２のスペーサ層６２９が設けられ、第１の領域は保護基板６３０に固定されている。第２の基板６２５の表面と第２の領域および第３の領域との間、および第２の領域および第３の領域と保護基板６３０との間には、それぞれ、空間部分が設けられている。第２の領域は第２の基板６２５の表面および保護基板６３０と離れて向かい合っており、可動する領域である。第３の領域はバネとして機能し、固定された第１の領域と可動する第２の領域とを連結している。
【０２２０】
そして、構造層は静電引力によって微小構造体を可動させる電極６３１ａ（図２２内では支持梁の横の電極、引き下げ電極とも記載する）、および容量を構成する電極６３１ｂ（図内では片持ち梁の先の電極）を有する。これらの電極は、第１の導電層６３１によって形成される。また、第２の導電層６３２の一方（図２２（Ａ）の左側）が、引き下げ電極６３１ａと対になる電極として機能し、他方（図２２（Ａ）右側）が電極６３１ｂと対になって容量を構成する。
【０２２１】
第１の導電層６３１と第２の導電層６３２とが対になって形成される上下の引き下げ電極間に電圧を印加すると構造層が静電引力によって第２の基板６２５側（下方向）に引き下げられる。そして、第１の導電層６３１と第２の導電層６３２とによって形成される容量電極間の距離が変わることによって静電容量が変化するため、図２２（Ａ）、（Ｂ）に示す微小構造体は可変容量として機能することができる。
【０２２２】
このように片持ち梁構造にすることで、微小構造体のバネ定数を低くし、構造体を可動させるための電圧を低くすることができる。また、図２２（Ｂ）に示すように、微小構造体を支持する梁６３５を二つに分けることで、さらにバネ定数を低くすることができる。
【０２２３】
上記３例のように、第１の層をエッチングによってある形状に加工した後に、第２の基板に貼り合わせることで、様々な形状の微小構造体を形成することができる。しかしながら、第１の層の形状をエッチングによって加工せず、そのまま第２の基板に貼り合わせることによっても微小構造体を作製することが可能である。このように、第１の層をエッチングによって加工せず、第２の層に貼り合わせることによって作製した微小構造体の例を示す。
【０２２４】
まず、図２２（Ｃ）に、高い周波数の信号を伝達するための導波路として機能する微小構造体の断面図を示す。微小構造体は、第２の基板６３６（第１の本基板とも記す）上に形成された第２の層６３７、第１のスペーサ層６３８、第１のスペーサ層６３８によって第２の基板６３６上に貼り合わせられた第１の層６３９、第２のスペーサ層６４０、および、第２のスペーサ層６４０により第１の層６３９に貼り合わせられた第３の層を有する基板６４１を有する。第３の層を有する基板６４１は、基板６４１ａ（第２の本基板とも記す）に第３の層６４１ｂが形成されている。
【０２２５】
第１の層６３９、第２の層６３７および第３の層６４１ｂは、任意の材料を用いて積層構造を有することができる。本例では、第１の層６３９は第１の導電層６４３及び第１の絶縁層６４５を有し、第２の層６３７は第２の導電層６４２を有し、第３の層６４１ｂは第３の導電層６４４を有する。また、これらの層は絶縁層等を重ねた積層構造を有していても良く、ここでは、第１の層６３９が第１の絶縁層６４５を有する例を示す。
【０２２６】
第１の層６３９は、平行に形成された３本の導電層６４３ａ〜６４３ｃを有する。両端の２本の導電層６４３ａ、６４３ｃ、および第２の導電層６４２、ならびに第３の導電層６４４を接地電位（グランド電位、アース、基準電位とも記載する）にし、第１の導電層６４３の中心の１本の導電層６４３ｂを信号線とすることで、高周波の信号を伝達するための導波路を形成することができる。
【０２２７】
上記のように作製することで、第１のエッチングによって第１の層を加工すること無しに、導波路として機能する微小構造体を形成することができる。また、当該導波路は、信号線を空間で分離し、周囲をグランド電位でシールドすることで、外部からのノイズを受けにくく、伝達時の損失を少なくすることができる。
【０２２８】
また、図２２（Ｄ）には、圧電素子としての微小構造体の断面図を示す。微小構造体は、第１の保護基板６４６（第１の本基板とも記す）、第１のスペーサ層６４７によって第１の保護基板６４６上に貼り合わせられた第１の層６４８、第２のスペーサ層６４９、および第２のスペーサ層６４９により第１の層６４８に貼り合わせられた第２の保護基板６５０（第２の本基板とも記す）を有する。
【０２２９】
第１の層６４８は、任意の材料を用いて積層構造を有することができ、第１の導電層６５１、第２の導電層６５２、および第１の導電層６５１と第２の導電層６５２に挟まれた圧電層６５３を有する。また、圧電層６５３は、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＰＺＴ等の圧電性を有する材料を用いて形成される。また、第１の層６４８を圧電層と導電層とを複数回積層して形成してもよい。さらに、第１の保護基板６４６および第２の保護基板６５０上に、任意の材料を用いて積層構造を有する第２の層および第３の層を形成してもよい。
【０２３０】
このように、第１の導電層６５１と第２の導電層６５２によって圧電層６５３を挟んだ圧電素子は、複数の周波数帯域を有する交流信号から、特定の周波数の信号のみを取り出すフィルタ、圧力や加速度を受けて可動することにより電圧を発生させるセンサ、または電圧を印加することにより可動するアクチュエータ、等として機能する微小構造体となる。
【０２３１】
具体的には、複数の圧電素子を並列または直列に接続することによって、複数の周波数帯域を有する交流信号から、特定の周波数の信号のみを取り出すフィルタを形成することができる。また、第１の層６４８を可動する構造に形成すれば、外部から圧力や加速度等の力を受けて第１の層が可動することにより、第１の導電層６５１と第２の導電層６５２との間に電位差が生じるため、これを検知することによりセンサとして機能させることができる。さらに、第１の導電層６５１と第２の導電層６５２との間に電圧を印加することで、第１の層６４８を可動させることができ、この動きを利用したマイクロポンプのようなアクチュエータを形成することができる。
【０２３２】
本実施の形態で示したように、本発明の微小構造体を作製する方法は、第１の層を第１のエッチングによって加工することで、様々な形状を有する微小構造体を作製することができる。また、本発明の微小構造体を作製する方法は、任意の材料を用いて積層構造を有する第１の層、第２の層、または第３の層を形成することで、様々な機能を有する微小構造体を作製することができる。
【０２３３】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０２３４】
（実施の形態７）
本発明のマイクロマシンは、電気回路および微小構造体を有し、電気回路は複数の半導体素子によって構成され、微小構造体は構造層と構造層に隣接する空間部分を有することを特徴とする。電気回路は微小構造体に電気的に接続され、微小構造体の動作を制御する、または微小構造体から出力される微小な信号を受信して処理する。本実施の形態では、微小構造体、および電子回路を構成する半導体素子を同一基板上に作製する方法について、図面を用いて説明する。
【０２３５】
本発明のマイクロマシンの作製方法は、まず、図２３（Ａ）に示すように、第１の基板７０１（第１の仮基板とも記す）上に剥離層７０２、および第１の層７０３を形成する。第１の層７０３は、任意の材料を用いて積層構造に形成することができ、微小構造体の構造層を構成する。第１の層７０３を積層で形成する場合、複数の層を連続して成膜することも可能であるが、成膜と加工を繰り返して積層することも可能である。成膜した層の加工は、フォトリソグラフィ法によるレジストマスクの形成、およびエッチングによって行うことができる。
【０２３６】
次に、図２３（Ｂ）に示すように、第１のエッチングによって第１の層７０３を加工することで、構造層の形状を形作る。第１のエッチングは、上記第１の層７０３を形成する層の加工と同様、フォトリソグラフィ法によるレジストマスクの形成、およびエッチングによって行うことができる。第１の層７０３が複数の異なる材料の積層で形成されている場合、第１のエッチングによる第１の層７０３の加工にドライエッチングを適用することで、エッチングガスを切り替えながら連続的に積層された層を加工することが可能である。
【０２３７】
次に、図２３（Ｃ）に示すように、第１の基板７０１から第１の層７０３を剥離する。第１の層７０３の剥離は、密着性の低い（または低くすることができる）剥離層７０２と第１の層７０３との界面から行うことができる。剥離層７０２の形成方法、および第１の層の剥離方法は、上記実施の形態１などで説明した方法を適用することができる。
【０２３８】
次に、本発明のマイクロマシンの作製方法は、図２４（Ａ）に示すように、第２の基板７０４（第１の本基板とも記す）上に第２の層７０５を形成する。本発明のマイクロマシンが有する電気回路は、第２の層７０５に半導体素子を形成することによって作製する。したがって、第２の層７０５は、半導体素子を有する層７０６、および、第１の層と対になって微小構造体を形成する層７０７を有する。
【０２３９】
また、半導体素子を有する層を複数積層されていてもよい。図２４（Ｂ）は、第２の基板７０４上に半導体素子を有する層７０６を２層積層する例を示す。このように半導体素子を有する層７０６を積層する場合、第２の基板７０４上に直接積層させて形成してもよく、別の基板に作製した半導体素子を有する層７０６を、上記実施の形態で説明した剥離プロセスを用いて複数層を第２の基板７０４に積層させることも可能である。
【０２４０】
次に、図２４（Ｃ）に示すように、第２の層７０５が形成された第２の基板上の選択的領域にスペーサ層７０８を形成する。スペーサ層７０８は、実施の形態２等で説明したように、絶縁性を有する無機化合物や有機化合物等を用い、単層もしくは積層構造で形成することができる。選択的領域にスペーサ層を形成する方法としては、スクリーン印刷法や、インクジェットに代表される液滴吐出法等を適用することも可能である。これらの方法は、特に溶媒によって粘度を調節することのできる有機材料を用いる場合に有効であることが多い。また、レジストのように感光性の材料を用いることで、成膜、露光、および現像のみでスペーサ層を形成することもできる。
【０２４１】
そして、本発明のマイクロマシンの作製方法は、図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上記工程で作製した第１の層７０３、および第２の層７０５が形成された第２の基板７０４を、スペーサ層７０８を介して貼り合わせる。このように、第１の層７０３と第２の層７０５とをスペーサ層７０８を介して貼り合わせることによって、電気回路および微小構造体を有するマイクロマシンを作製することができる。
【０２４２】
次に、第２の層が有する半導体素子を有する層の作製方法について図面を用いて説明する。図面において、図２６（Ａ１）、図２６（Ｂ１）、図２７（Ａ）、図２８（Ａ）、及び図２９（Ａ）には上面図を示し、上面図の鎖線Ｏ−Ｐにおける断面図を図２６（Ａ２）、図２６（Ｂ２）、図２７（Ｂ）、図２８（Ｂ）、及び図２９（Ｂ）に示す。
【０２４３】
本発明のマイクロマシンが有する微小構造体、および半導体素子は、ガラス基板や、石英基板、プラスチック基板等、絶縁性を有する基板上に作製することができる。また、金属等の導電性を有する基板や、シリコン、ゲルマニウム、またはシリコンとゲルマニウムの化合物等の半導体性を有する基板を用いることも可能である。上記のような基板を用いる場合、基板をそのまま用いることも可能であるが、基板表面に絶縁性を有する層を形成してから用いることもできる。
【０２４４】
例えば、プラスチックのように薄くて柔らかい基板に微小構造体および半導体素子を形成することで、柔軟性が高く、薄型なマイクロマシンを作製することができる。またガラス基板を用いて微小構造体および半導体素子を作製した場合、基板を裏面から研磨して薄くすることによって、薄型なマイクロマシンを形成することも可能である。
【０２４５】
本実施の形態では、絶縁性の表面を有する基板７０９上に下地となる層（下地層７１０）を形成する（図２６（Ａ２）参照）。下地層７１０は酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸化窒化シリコン等の絶縁性を有する膜を用いて形成することができる。また、下地層７１０は上記に挙げた材料を用いて単層で形成してもよく、複数の材料を積層して形成することも可能である。本実施の形態では下地層を２層に積層する例を示す。
【０２４６】
下地層７１０の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ及びＨ2を反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜を１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成することができる。本実施の形態では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形成する。次いで下地層７１０のニ層目に、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化シリコン膜を５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成することができ、本実施の形態では膜厚１００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形成する。
【０２４７】
次に、下地層７１０上に、半導体素子を構成するゲート電極７１１（第１の導電層）を形成する。ゲート電極７１１は、モリブデンやタングステン等、導電性を有する金属や化合物をスパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて成膜し、フォトリソグラフィ法およびエッチングにより加工する（図２６（Ａ１）参照）。
【０２４８】
ゲート電極７１１の加工はエッチング（特に異方性のドライエッチング）によって行う。異方性のドライエッチングの例としては、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いることができる。このとき、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板７０９側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することで、加工性を高めることができる。なお、第１の導電層、および第２の導電層ならびにゲート電極を加工するエッチング用ガスとしては、ＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ4、ＳＦ6もしくはＮＦ3などを代表とするフッ素系ガスにＯ２を組み合わせて用いることができる。
【０２４９】
また、上記エッチング条件を調節することで、ゲート電極７１１がテーパー角を有する台形状等、任意の形状に加工することも可能である（図２６（Ａ１）参照）。ここでテーパー角とは、基板と層断面との角度が鈍角になる角のことであり、テーパー角を有する層の断面は台形状となる。また、このようなエッチングによる加工性を向上させるため、ゲート電極を形成する層を、異なる材料を用いて積層させることもできる。このように、ゲート電極がテーパー角を有する形状に形成することで、段差上に成膜される層を均一に成膜することができる。
【０２５０】
次に、ゲート電極７１１上に、第１の絶縁層７１２（ゲート絶縁層）を形成する。第１の絶縁層７１２は、上記説明した下地層７１０と同様、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコンを含む材料を、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等を用いて成膜することができる。例えば第１の絶縁層７１２は、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成することができる。しかしながら、当該第１の絶縁層７１２は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０２５１】
また、第１の絶縁層７１２の材料として、高誘電率を有する金属酸化物、例えば、ハフニウム酸化物やチタン酸化物等を用いることもできる。このような高誘電率材料を用いて第１の絶縁層を形成することにより、半導体素子を低い電圧で駆動することができ、低消費電力のマイクロマシンを作製することができる。
【０２５２】
また、第１の絶縁層７１２は高密度プラズマ処理によって成膜することができる。高密度プラズマ処理とは、プラズマ密度が１×１０11ｃｍ-3以上、好ましくは１×１０11ｃｍ-3から９×１０15ｃｍ-3以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）といった高周波を用いたプラズマ処理である。このような条件でプラズマを発生させると、低電子温度が０．２ｅＶから２ｅＶとなる。このように低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、プラズマダメージが少なく、欠陥の少ない膜を形成することができる。
【０２５３】
このようなプラズマ処理を可能とする成膜室に基板を配置し、プラズマ発生用の電極、所謂アンテナと被形成体との距離を２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下として成膜処理を行う。このような高密度プラズマ処理は、低温プロセス（基板温度４００℃以下）の実現が可能となる。そのため、耐熱性の低いガラスやプラスチックを基板として利用することができる。
【０２５４】
このような絶縁膜の成膜雰囲気は窒素雰囲気、又は酸素雰囲気とすることができる。窒素雰囲気とは、代表的には、窒素と希ガスとの混合雰囲気、又は窒素と水素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも１つを用いることができる。また酸素雰囲気とは、代表的には、酸素と希ガスとの混合雰囲気、酸素と水素と希ガスとの混合雰囲気、又は一酸化二窒素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも１つを用いることができる。
【０２５５】
高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜は、他の被膜に与えるダメージが少なく、緻密なものとなり、形成された絶縁膜と接触する界面状態を改善することができる。例えば高密度プラズマ処理を用いて第１の絶縁層を形成すると、絶縁層上に形成する半導体層との界面状態を改善することができる。その結果、半導体素子の電気特性を向上させることができる。さらに、このように絶縁膜を微小構造体層上に成膜することによって、微小構造体を形成する層等に与えるダメージを少なくすることができ、構造層の強度を保つことができる。また、第１の絶縁層のみではなく、下地層や他の絶縁膜を成膜する場合にも、高密度プラズマ処理を用いることができる。
【０２５６】
次に、第１の絶縁層７１２の上に、半導体素子を構成する第１の半導体層７１３を成膜する（図２６（Ａ１）参照）。第１の半導体層７１３は、珪素を有する材料から形成することができる。珪素を有する材料には、珪素、ゲルマニウムを０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度に有するシリコンゲルマニウム等がある。本発明は、非晶質半導体層を形成し、加熱処理により結晶化された結晶性の半導体層を形成する。加熱処理とは、加熱炉、レーザ照射、もしくはレーザ光の代わりにランプから発する光の照射（ランプアニールとも記載）等があり、それらを組み合わせて用いることもできる。
【０２５７】
非晶質半導体層を結晶化して結晶性を有する半導体層を形成するための加熱処理にレーザ照射を用いる場合、連続発振型のレーザビーム（ＣＷレーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を用いることができる。レーザビームとしては、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、Ｙ2Ｏ3レーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイヤレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。このようなレーザビームの基本波、及び当該基本波の第２高調波から第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
【０２５８】
なお連続発振の基本波のレーザビームと連続発振の高調波のレーザビームとを照射するようにしてもよいし、連続発振の基本波のレーザビームとパルス発振の高調波のレーザビームとを照射するようにしてもよい。複数のレーザビームを照射することにより、エネルギーを補うことができる。
【０２５９】
またパルス発振型のレーザビームであって、半導体層がレーザビームによって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザビームを照射できるような発振周波数でレーザレーザビームを発振させるレーザを用いることもできる。このような周波数でレーザビームを発振させることで、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。具体的なレーザビームの発振周波数は１０ＭＨｚ以上であって、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を使用する。
【０２６０】
その他の加熱処理として加熱炉を用いる場合には、非晶質半導体層を４００〜５５０℃で２〜２０時間かけて加熱する。このとき、徐々に高温となるように温度を４００〜５５０℃の範囲で多段階に設定するとよい。最初の４００℃程度の低温加熱工程により、非晶質半導体層の水素等が出てくるため、結晶化の際の膜荒れを低減することができる。さらに、結晶化を促進させる金属元素、例えばＮｉを非晶質半導体層上に形成すると、加熱温度を低減することができ好ましい。金属元素としては、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属を用いることもできる。さらに加熱処理に加えて、上記のようなレーザを用いて照射を行って結晶性半導体層を形成してもよい。
【０２６１】
また、結晶化を助長させる金属元素はマイクロマシンの汚染源となるため、結晶化した後に除去することも可能である。この場合、加熱処理又はレーザビーム照射による結晶化の後、半導体層上にゲッタリングシンクとなる層を形成し、加熱することにより、金属元素をゲッタリングシンクへ移動させることができる。ゲッタリングシンクには、多結晶半導体層や不純物が添加された半導体層を用いることができる。例えば、半導体層上にアルゴン等の不活性元素が添加された多結晶半導体層を形成し、これをゲッタリングシンクとして適用することができる。不活性元素を添加することによって、多結晶半導体層にひずみを生じさせることができ、ひずみにより効率的に金属元素を捕獲することができる。またリン等の元素を添加した半導体層を形成することによって、金属元素を捕獲することもできる。
【０２６２】
また、第１の半導体層は、非晶質シリコンの中に微小な結晶粒を有するシリコン層であっても良い。例えば、ＣＶＤ法を用いてシリコンの成膜条件を適宜選択することにより、数十ｎｍ〜数μｍの半径を有する結晶粒を形成することができる。また、上記第１の絶縁層の成膜に高密度プラズマ処理を用いる方法を説明したが、上記のように結晶化した半導体層に高密度プラズマ処理を施してもよい。高密度プラズマ処理によって、半導体層表面の改質を行うことができる。その結果、界面状態を改善でき、半導体素子の電気特性を向上させることができる。
【０２６３】
続いて、上記で成膜した第１の半導体層７１３上に、Ｎ型を付与する不純物元素またはＰ型を付与する不純物元素が添加された非晶質構造を有する第２の半導体層７１４を形成する。Ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用い、Ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）を用いることができる。当該不純物を有する半導体には、１×１０20〜１×１０21／ｃｍ3の濃度範囲で不純物元素が添加されることが望ましい。本実施の形態では、Ｎ型を付与する不純物元素が添加された非晶質半導体を第２の半導体層７１４として形成する例を示す。
【０２６４】
次に、上記で形成した第１の半導体層７１３および第２の半導体層７１４を任意の形状に加工することで、半導体素子を形成する半導体層７１５を形成する（図２６（Ａ１）、（Ａ２）参照）。半導体層７１５の加工は、上記と同様、フォトリソグラフィ法およびエッチングによって行うことができる。
【０２６５】
次に、第２の半導体層７１４上に、第２の導電層７１６を形成する（図２６（Ｂ１）、（Ｂ２）参照）。第２の導電層７１６は、導電性を有するアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）等の金属元素または化合物等を用いて成膜し、加工することで形成することができる。
【０２６６】
第２の導電層７１６は、半導体素子のソース電極、またはドレイン電極を接続する導電層となるため、マイクロマシンを構成するための電気的な接続関係を構成するように加工することができる。このとき第２の導電層７１６は、半導体素子のチャネル領域となる部分上には形成しない。そして、当該第２の導電層７１６をマスクとして、第２の半導体層７１４、および第１の半導体層７１３の一部をエッチングにより除去することで、半導体素子のチャネル領域７１７を形成する（図２６（Ｂ１）、（Ｂ２）参照）。本実施の形態では上記の工程により、半導体素子として、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタが形成される（図２６（Ｂ１）、（Ｂ２）参照）。
【０２６７】
続いて、Ｎ型半導体素子、および微小構造体となる部分を覆うように、第２の絶縁層７１８を形成する（図２７（Ａ）参照）。第２の絶縁層７１８は、絶縁性を有する無機化合物や、有機化合物等により形成することができる。当該第２の絶縁層７１８は、上記の絶縁性を有する材料を用いて単層で形成してもよく、２層以上に積層させて形成しても良い。この第２の絶縁層７１８は、第２の導電層７１６と上層に形成する導電層とを絶縁して寄生容量を低減する。
【０２６８】
第２の絶縁層７１８を形成する無機材料としては、酸化珪素、窒化珪素を用いることができる。また、有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とはシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン樹脂の置換基としては、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）、またはフルオロ基を用いることができる。また、ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。
【０２６９】
次に、上記第２の絶縁層７１８をエッチングし、コンタクトホール７１９を形成する（図２７（Ａ）、（Ｂ）参照）。このときのエッチング処理は、ドライエッチング処理またはウエットエッチング処理を適用することができる。本実施の形態では、異方性のドライエッチングにより第１のコンタクトホールを形成する例を示す。
【０２７０】
次に、第２の絶縁層７１８およびコンタクトホール７１９上に、第３の導電層７２０を形成する。（図２７（Ｂ）参照）第３の導電層７２０は、上記第２の導電層７１６と同様、導電性を有する金属元素やそれらの化合物等を用いて形成し、加工することができる。第３の導電層７２０は、半導体素子のソース電極およびドレイン電極との電気的接続は可能であるが、ゲート電極との接続はできないため、ゲート電極に達するコンタクトホールを形成し、当該第３の導電層７２０と同じ工程で形成された電極を設けて、ゲート電極との接続を行うことができる。
【０２７１】
上記工程により、半導体素子を有する層を形成することができる。また、上記方法とは異なり、半導体層を形成した後に、選択的領域に不純物元素を添加することにより半導体素子を形成することもできる。以下、そのように半導体素子を形成する方法を説明する。
【０２７２】
図２６及び図２７を用いて説明した作製例のように、基板７０９上に下地層７１０、第１の導電層７１１（ゲート電極）、第１の絶縁層７１２（ゲート絶縁層）を形成した後、半導体層７２１を形成する（図２８参照）。半導体層７２１は、上記例と同様、珪素を有する材料から形成することができる。本発明は、非晶質半導体層を形成し、加熱処理またはレーザ照射により結晶化された結晶性の半導体層を形成し、所定の形状に加工する。
【０２７３】
次に、半導体層７２１に不純物元素を選択的に添加してＮ型不純物領域７２２ｎ、および（または）Ｐ型不純物領域７２２ｐを形成する（図２８参照）。不純物領域は、フォトリソグラフィ法により選択的にレジストマスクを形成し、不純物元素を添加することで形成することができる。不純物元素を添加する方法は、イオンドープ法またはイオン注入法で行うことができる。Ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用い、Ｐ型を付与する不純物元素としては、ボロン（Ｂ）を用いることができる。Ｎ型不純物領域７２２ｎには、１×１０20〜１×１０21／ｃｍ3の濃度範囲でＮ型を付与する不純物元素が添加されることが望ましい。また、半導体層７２１に選択的に不純物領域７２２ｎ、７２２ｐを形成することで、チャネル形成領域７２２ｃも形成される。
【０２７４】
不純物領域７２２ｎ、７２２ｐを形成した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、赤外線の照射、またはレーザ光の照射を行う。特に、室温〜３００℃の雰囲気中において、表面または裏面からエキシマレーザを用いて不純物元素を活性化させると、効果的な活性化を行うことができる。このような活性化によって、同時に第１の絶縁層へのプラズマダメージや第１の絶縁層と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することも可能である。またＹＡＧレーザの第２高調波を照射して活性化させてもよく、ＹＡＧレーザはメンテナンスが少ないため好ましい活性化手段である。
【０２７５】
また、半導体層７２１および構造層を覆うように、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコンなどの絶縁膜からなるパッシベーション膜を形成し、水素化を行うことも可能である。水素化とは、不純物元素添加によって生じた半導体層７２１のダングリングボンドを、パッシベーション膜に含まれる水素により終端することである。また同時に、上述の不純物領域の活性化処理を行うこともできる。上記水素化は例えば、半導体層上に、プラズマＣＶＤ法を用いて酸化窒化シリコン膜を１００ｎｍの厚さに形成し、その後、クリーンオーブンを用いて、３００〜５５０℃で１〜１２時間加熱し、半導体層の水素化を行うことができる。また、窒素雰囲気中で４１０℃、１時間加熱することも可能である。
【０２７６】
上記の工程により、半導体素子として、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタ及びＰチャネル型の薄膜トランジスタが形成される（図２８参照）。本実施の形態では、Ｎ型半導体素子およびＰ型半導体素子を形成しているが、いずれか一方のみを用いて電気回路を形成することもできる。このようにＮ型半導体素子、またはＰ型半導体素子のいずれか一方のみで電気回路を形成することによって、フォトリソグラフィに使用するレチクル（フォトマスク）の枚数を削減し、作製工程を減らすことができる。
【０２７７】
続いて、半導体素子上に第２の絶縁層７２３を形成する（図２８（Ｂ）参照）。第２の絶縁層７２３は、第２の絶縁層７１８と同様、絶縁性を有する無機化合物や、有機化合物等により形成することができる。第２の絶縁層は、上記の絶縁性を有する材料を用いて単層で形成してもよく、２層以上に積層させて形成しても良い。
【０２７８】
次に、第２の絶縁層７２３をエッチングし、コンタクトホール７２４を形成する（図２８（Ａ）参照）。このときの、エッチング処理は、ドライエッチング処理またはウエットエッチング処理を適用することができる。本実施の形態では、異方性のドライエッチングによりコンタクトホール７２４を形成する例を示す。
【０２７９】
次に、第２の絶縁層７２３、およびコンタクトホール７２４上に、第３の導電層７２５を形成する。第３の導電層７２５は、上記例で説明した第３の導電層７２０と同様、導電性を有する金属元素やそれらの化合物等を用いて形成し、加工することができる。第３の導電層は、半導体素子と接続してソース電極や、ドレイン電極を形成するほか、微小構造体および半導体素子を電気的に接続する。（図２８（Ｂ）参照）。
【０２８０】
上記工程により、半導体素子を有する層を形成することができる。また、図２８に示す方法とは異なり、半導体層を形成した後に第１の導電層（ゲート電極）を形成し、第１の導電層をマスクとして半導体層に不純物元素を添加することにより半導体素子を形成することもできる。図２９を用いて、そのような作製例を説明する。
【０２８１】
この場合は、基板７０９上に下地層７１０を形成し、下地層７１０上に半導体層７２６を形成する。半導体層７２６は、上記例と同様、珪素を有する材料から形成することができる。本発明は、非晶質半導体層を形成し、加熱処理またはレーザ照射により結晶化された結晶性の半導体層を形成し、所定の形状に加工する。
【０２８２】
次に、半導体層７２６上に第１の絶縁層７２７（ゲート絶縁膜）を形成する。第１の絶縁層７２７は、上記例と同様、酸化シリコン、窒化シリコン等のシリコンを含む材料を、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法等を用いて成膜することができる。また、第１の絶縁層７２７は高密度プラズマ処理によって成膜することができる。高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜は、他の被膜に与えるダメージが少なく、緻密なものとなり、形成された絶縁膜と接触する界面状態を改善することができる。第１の絶縁層７２７上に第１の導電層７２８（ゲート電極）を形成する。第１の導電層７２８は、上記例の第１の導電層７１１と同様、導電性を有する金属元素やそれらの化合物等を用いて形成し、加工することができる。
【０２８３】
次に、上記例と同様、半導体層７２６に不純物元素を選択的に添加してＮ型不純物領域７２９ｎ、Ｐ型不純物領域７２９ｐを形成する。また、不純物元素を選択的に添加することによりチャネル形成領域７２９ｃも形成される。ここで、チャネル長が短い半導体素子を作製する場合には、オフ電流値（半導体素子がオフ動作時に流れるドレイン電流）を十分低くすることが重要になる。このようなオフ電流値を低減するため、低濃度ドレイン（ＬＤＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域を有する半導体素子を作製することが好ましい。Ｎチャネル型のトランジスタに、チャネル形成領域７２９ｃと高濃度純物領域（Ｎ型不純物領域７２９ｎ）との間に、低濃度不純物領域を設けることが好ましい。
【０２８４】
低濃度不純物領域を形成する方法は、例えば、第１の導電層７２８をマスクにして不純物元素を選択的に添加し、Ｎ型の低濃度不純物領域を形成し、その後、第１の導電層７２８上に絶縁層を形成し、当該絶縁層に異方性エッチングを施すことにより、第１の導電層７２８の側面にサイドウォールと呼ばれる絶縁層を形成し、半導体層７２６のＮ型の低濃度不純物領域となる領域と重なるようにする。そして第１の導電層７２８及びサイドウォールをマスクとして、Ｎ型の低濃度不純物領域を有する半導体層７２６にＮ型の不純物元素を添加し、上記Ｎ型の低濃度不純物領域よりも不純物元素の濃度が高い高濃度不純物領域を形成することができる。以上により、ＬＤＤ領域を有するＮ型半導体素子を形成することができる。
【０２８５】
また、ホットキャリアの注入による劣化によってオン電流値（半導体素子がオン動作時に流れるドレイン電流）が低下するのを防ぐため、ゲート絶縁膜を介して、ＬＤＤ領域をゲート電極と重ねて配置させた、ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ−ｄｒａｉｎ  Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ＬＤＤ）構造を有する半導体素子を作製することが好ましい。このような構造とすることで、ドレイン近傍の高電界が緩和されてホットキャリア注入を防ぎ、半導体素子の劣化を防止することができる。
【０２８６】
続いて、半導体素子上に第２の絶縁層７３０を形成する（図２９（Ｂ）参照）。第２の絶縁層７３０は、上記例の第２の絶縁層７１８と同様、絶縁性を有する無機化合物や、有機化合物等により形成することができる。第２の絶縁層は、上記の絶縁性を有する材料を用いて単層で形成してもよく、２層以上に積層させて形成しても良い。
【０２８７】
次に、第２の絶縁層７３０をエッチングし、コンタクトホール７３１を形成する。このときの、エッチング処理は、ドライエッチング処理またはウエットエッチング処理を適用することができる。本実施の形態では、異方性のドライエッチングにより第１のコンタクトホールを形成する例を示す。
【０２８８】
次に、第２の絶縁層７３０、および第１のコンタクトホール７３１上に、第２の導電層７３２を形成する。第２の導電層７３２は、上記例で説明した第３の導電層７２５と同様、導電性を有する金属元素やそれらの化合物等を用いて形成し、加工することができる。第２の導電層７３２は、半導体素子と接続してソース電極や、ドレイン電極を形成するほか、微小構造体および半導体素子を電気的に接続する。（図２９（Ｂ）参照）。
【０２８９】
上記工程により、半導体素子を有する層を形成することができる。
【０２９０】
ここで、上記図２６乃至図２９に示した作製例において、第１の導電層、第２の導電層、および第３の導電層が角を有するパターンの場合、当該角部を、丸みを帯びた形状に加工することが好ましい。そうすることによって、層の角部が剥がれ落ちることによって生じるごみの発生を抑えたり、基板上に存在するごみを効率よく洗浄することができる。これは、第１の導電層、第２の導電層、およびゲート電極等、金属や金属化合物を用いて形成されている場合や、厚さが厚い層を加工する場合に適用することが好ましい。また、これらの導電層は、半導体層や下地層に比較して厚い層であるため、断面がテーパー角を有するように加工することによっても、層の角部が剥がれ落ちることによって生じるごみの発生を抑えたり、基板上に存在するごみを効率よく洗浄することができる。
【０２９１】
そして、上記のように作成した半導体素子を有する層の上に、必要に応じて、さらに微小構造体を形成する層を積層させても良い。例えば、第２の絶縁層および第３の導電層上に、第３の絶縁層および第４の導電層を形成することが可能である。しかしながら、第３の絶縁層を、微小構造体を形成する層として使用することも可能である。
【０２９２】
このようにして、基板上に半導体素子を有する第２の層を形成することができる。
【０２９３】
本発明の作製方法は犠牲層エッチングを行わないため、微小構造体の他、半導体素子等の他の素子を同時に形成することも可能である。とりわけ、第２の層（貼り合わせ時に剥離しない方の層）を形成する第２の基板上に半導体素子を作製することで、犠牲層エッチング等の工程を経て特性が低下することなく、従来の特性の半導体素子を有するマイクロマシンを作製することができる。
【０２９４】
上記本発明のマイクロマシンの作製方法を適用することによって、実施の形態１などで説明した微小構造体の作製方法と同様の効果（ａ）乃至（ｉ）を得ることができることができる。いくつかの効果を下記に示す。
【０２９５】
（ａ）犠牲層エッチングを行わずに微小構造体を作製することができる。すなわち、犠牲層エッチングと同様の工程を、剥離および貼り合わせによって行うため、非常に短時間でその工程を行うことができる。
【０２９６】
（ｂ）犠牲層エッチングを剥離および貼り合わせによって代替することで、ウエットエッチングを行うときのように微小構造体が液体のエッチング剤に触れることがなく、毛管現象による構造層と基板との張り付きを生じないように作製することができる。
【０２９７】
（ｉ）本発明は犠牲層を形成せず、さらに、第１の層と第２の層とを別々に形成して貼り合わせを行うため、犠牲層のように厚い膜によって生じる段差部分がなく、その段差乗り越え部分から生じる破壊が起こらない。したがって、強度の高い微小構造体を作製することができる。
【０２９８】
なお、本実施の形態は上記実施の形態に記載の微小構造体と自由に組み合わせることで、マイクロマシンを作製することができる。すなわち、電子回路を構成する半導体素子を作製する工程と同一の工程で、微小構造体を構成するいずれかの構造層を作製することで、微小構造体と電子回路でなるマイクロマシンを作製することができる。
【０２９９】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明のマイクロマシンの構成およびその機能についての一例を示す。本発明のマイクロマシンは、三次元的な立体構造を有する微小構造体、および半導体素子を有して前記微小構造体を制御する電気回路を有することを特徴とする。
【０３００】
図３０にマイクロマシンの概念図を示す。マイクロマシン８０１は、微小構造体８０２、および半導体素子によって構成される電気回路８０３を有する。
【０３０１】
マイクロマシン８０１を構成する微小構造体８０２は、基板と構造層との間に形成された空間を有し、構造層はその空間の内部を可動することができることが多い。このような微小構造体は、物理量を検知するセンサや、電気回路８０３からの信号を変位に変換するアクチュエータとして機能することができる。また、図３０に示すように、マイクロマシン８０１は複数の微小構造体（図中、第１の微小構造体８０６、および第２の微小構造体８０７、等）を有することができる。
【０３０２】
また、マイクロマシン８０１を構成する電気回路８０３は、外部の制御装置との通信を行うためのインターフェース回路８０４、微小構造体を制御するための信号を処理する制御回路８０５を有する。その他にも、電気回路は微小構造体からの出力信号を増幅する増幅回路や、外部の制御装置からの制御信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄコンバータ、デジタルからアナログに変換するＤ／Ａコンバータ、微小構造体の制御プログラムを記憶するメモリ、当該メモリを制御するメモリ制御回路等を有することができる。
【０３０３】
次に、図３１を用いて、上記の構成を有するマイクロマシンの機能の例を説明する。例えば、図３１（Ａ）に示すように、本発明のマイクロマシン８０１は微小構造体８０２および電気回路８０３を有する。そして、マイクロマシン８０１を制御するための外部の制御装置８０８とケーブル８０９（伝送線）で接続されており、外部の制御装置８０８からマイクロマシン８０１に制御信号や駆動電源を供給する構成を有することができる。ここで、制御信号を送受信するための伝送線と、電源を供給する伝送線とは同一であっても別々であっても良い。
【０３０４】
例えば、微小構造体８０２がある物理量や物質の濃度等を検知する機能を有する場合、マイクロマシン８０１は微小構造体８０２が検知した情報を電気回路８０３で処理し、外部の制御装置８０８に伝達するセンサとして機能することができる。この場合、電気回路８０３は、上記に説明したような制御回路、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、メモリ、およびメモリ制御回路等を有することができる。
【０３０５】
また、図３１（Ｂ）に示すように、本発明のマイクロマシン８０１は、無線で外部の制御装置と通信を行う無線通信回路８１０、ならびにその他の回路から構成される電気回路８０３、および微小構造体８０２を有することもできる。ここで無線通信回路８１０は、電磁波を送受信するためのアンテナ８１１や、アンテナで受信した電磁波から電気回路８０３および微小構造体８０２の駆動電力を生成する電源回路、アンテナ８１１が受信した電磁波から信号を復調する復調回路等を有することができる。また、電磁波から駆動電源を生成する電源回路の他に、電池、または光や熱等によって発電を行う発電回路等の電源を有することも可能である。
【０３０６】
このように、マイクロマシンが無線通信回路８１０を有し、電磁波を用いて無線で外部の制御装置８０８と通信を行うことにより、マイクロマシン８０１は伝送ケーブルに制限されることなく、機能が発揮できる範囲の自由度を広くすることができる。また、上記のように無線通信を行うことによって、どこにでも存在できる利用者にとって身近なマイクロマシンを実現することが可能となる。この場合、マイクロマシン８０１を制御する外部の制御装置８０８も、マイクロマシン８０１と通信を行うための無線通信回路やアンテナ８１２等を有することになる。
【０３０７】
また図３１（Ｃ）に示すように、マイクロマシン８０１は無線通信を行う半導体装置（例えばＲＦＩＤやＩＣタグ等）を構成することも可能である。すなわち、無線通信回路８１０を構成するコンデンサやインダクタ等の受動素子、スイッチ、または高周波信号を伝達するための導波路等を微小構造体によって形成した半導体装置（＝マイクロマシン）を作製することができる。
【０３０８】
この場合、マイクロマシン８０１は無線通信回路８１０、復調回路８１３、信号処理回路８１４等を有する電気回路８０３を有し、当該無線通信回路８１０や復調回路８１３等は、微小構造体によって構成される受動素子やスイッチ等を有する。
【０３０９】
微小構造体を用いて受動素子を形成することで、従来よりも良好な特性を得ることができるため、これらを用いて無線通信回路を構成することで、感度の高い無線通信を行うことができる。さらには、従来よりも高い周波数帯域や、広い周波数帯域での通信が可能な半導体装置を提供することができる。
【０３１０】
本明細書において説明した微小構造体は一例であり、目的に応じた形状を目的に応じた工程で形成し、様々な駆動方法により所定の機能を備えた微小構造体を作製することができる。例えば、基板上面からの力を受けて構造層が変位することを検出するセンサとして使用することも可能であり、二つの電極間の静電容量を変化させる可変容量として使用することもできる。このように、同じ微小構造体が異なる駆動方法によって異なる機能を持つことも可能である。
【０３１１】
このように、本発明のマイクロマシンが有する微小構造体は、センサやアクチュエータのみならず、受動素子や導波路等、電気回路の一部分を構成することも可能である。例えば、高周波領域を使って無線通信を行う場合、受動素子（容量、インダクタ、抵抗等）は重要な構成要素であるが、一般的な半導体素子（ＣＭＯＳ、ＢｉＣＭＯＳ等）を形成する工程では、損失が小さく高速動作する受動素子を形成することが難しかった。しかしながら上記に示した工程を適用し、受動素子を微小構造体で形成することで、良好な特性を得ることができる。
【０３１２】
従来、ミリメートル単位以下といった微小なものを扱う場合、まず微小な対象物の構造を拡大し、人間やコンピュータがその情報を得て情報処理および動作の決定を行い、そして、その動作を縮小して微小な対象物に伝えるというプロセスを必要としていた。しかしながら、本実施の形態に示すマイクロマシンは、人間やコンピュータが上位概念的な命令を伝えるだけで、微小なものを扱うことが可能になる。すなわち、人間やコンピュータが目的を決定して命令を伝えると、当該マイクロマシンはセンサ等を用いて対象物の情報を得て情報処理を行い、可動することができるようになる。
【０３１３】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。
【０３１４】
（実施の形態９）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した微小構造体を利用して作製される半導体装置および電子機器の形態例を示す。はじめに、非接触でデータのやりとりが可能である半導体装置に関して図３２〜図３４を参照して以下に説明する。
【０３１５】
半導体装置８０は、半導体装置外部に設けられたリーダ／ライタと非接触でデータを交信する機能を有する。リーダ／ライタは半導体装置８０に信号を送り、当該半導体装置８０は送られてきた信号に応じた信号を返す。リーダ／ライタは半導体装置から送信された信号を受信することによって、半導体装置のデータを読み取ることが可能となる。
【０３１６】
半導体装置８０は、高周波回路８１、電源回路８２、リセット回路８３、クロック発生回路８４、データ復調回路８５、データ変調回路８６、他の回路の制御を行う制御回路８７、記憶回路８８およびアンテナ８９を有している（図３２（Ａ））。
【０３１７】
高周波回路８１はアンテナ８９より信号を受信して、データ変調回路８６より受信した信号をアンテナ８９から出力する回路であり、電源回路８２は受信信号から電源電位を生成する回路である。また、リセット回路８３はリセット信号を生成する回路であり、クロック発生回路８４はアンテナ８９から入力された受信信号を基に各種クロック信号を生成する回路である。そして、データ復調回路８５は受信信号を復調して制御回路８７に出力する回路であり、データ変調回路８６は制御回路８７から受信した信号を変調する回路である。
【０３１８】
また、制御回路８７としては、例えばコード抽出回路７１、コード判定回路７２、ＣＲＣ判定回路７３および出力ユニット回路７４が設けられている。なお、コード抽出回路７１は制御回路８７に送られてきた命令に含まれる複数のコードをそれぞれ抽出する回路であり、コード判定回路７２は抽出されたコードとリファレンスに相当するコードとを比較して命令の内容を判定する回路である。ＣＲＣ判定回路７３は判定されたコードに基づいて送信エラー等の有無を検出する回路であり、出力ユニット回路７４によってその検出結果が出力される。
【０３１９】
また、記憶回路８８は１つに限定されず、複数設けてもよく、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭまたはＦｅＲＡＭ等や有機化合物層を記憶素子部に用いたものを用いることができる。
【０３２０】
次に、本発明の非接触でデータの交信が可能な半導体装置の動作の一例について説明する。まず、アンテナ８９により無線信号が受信される。無線信号は高周波回路８１を介して電源回路８２に送られ、高電源電位（以下、ＶＤＤと記す）および低電源電位（以下、ＶＳＳと記す）が生成される。そしてＶＤＤは半導体装置８０が有する各回路に供給される。なお、半導体装置８０を構成する複数の回路においては、ＶＳＳは共通であり、ＶＳＳはＧＮＤとすることができる。
【０３２１】
また、高周波回路８１を介してデータ復調回路８５に送られた信号は復調される（以下、復調信号）。さらに、高周波回路８１を介してリセット回路８３およびクロック発生回路８４を通った信号及び復調信号は制御回路８７に送られる。制御回路８７に送られた信号は、コード抽出回路７１、コード判定回路７２およびＣＲＣ判定回路７３等によって解析される。そして、解析された信号にしたがって、記憶回路８８内に記憶されている半導体装置の情報が出力される。出力された半導体装置の情報は出力ユニット回路７４を通って符号化される。さらに、符号化された半導体装置８０の情報はデータ変調回路８６を通って、アンテナ８９により無線信号に載せて送信される。
【０３２２】
このように、リーダ／ライタから半導体装置８０に信号を送り、当該半導体装置８０から送られてきた信号をリーダ／ライタで受信することによって、半導体装置のデータを読み取ることが可能となる。
【０３２３】
上記のような無線通信機能を有する半導体装置８０は、スイッチ、インダクタ、コンデンサ、抵抗素子、等、様々な機能を有する半導体素子によって構成される。このような半導体装置を構成する素子を、上記実施の形態で説明した微小構造体を適用して作製することができる。また、スイッチ、インダクタ、コンデンサの他にも、導波路として機能する微小構造体を用いることができる。さらに、インダクタ、コンデンサは、インダクタンスやキャパシタンスを任意に変化させることのできる可変インダクタや可変コンデンサとすることができる。
【０３２４】
また、上記のように無線通信が可能な半導体装置が微小構造体を有することで新たな機能を追加させることもできる。例えば、センサとして機能する微小構造体を有することで、外部の物理量を検知する半導体装置を作製することができる。外部の物理量とは、温度や圧力、加速度、変位のような物理量である。とりわけ、本発明の微小構造体は、力学的物理量を構造の変化によって検知することができる。
【０３２５】
このような半導体装置の構成例を図３２（Ｂ）に示す。半導体装置８０は、上記で説明した構成に加え、センサ制御回路９０およびセンサ素子９１を有する。センサ素子９１は本発明の微小構造体によって構成され、外部の物理量に応じて変化することでセンサとして機能する。また、センサ制御回路９０は、センサ素子９１と制御回路８７との情報伝達のためのインターフェースとして機能する。このような構成の半導体装置８０は、記憶回路８８に記憶されている情報と、センサ素子９１が検知した情報とを、リーダ／ライタに送信する。また、センサ素子９１が検知した情報を記憶回路８８に記憶させることも可能である。
【０３２６】
ここで、半導体装置８０は、リーダ／ライタからの電磁波により各回路への電力供給を行うパッシブタイプにすることができる。また、電池やバッテリーを搭載し、そこから電力供給を行うアクティブタイプにすることもできる。さらには、微小構造体を用いた発電装置やバッテリ（蓄電装置）を有する半導体装置を作製することも可能である。発電装置を構成する微小構造体としては、圧電素子、熱電素子、またはマイクロモーター等を利用した微小構造体を挙げることができる。これらの発電装置は、外部から加えられたエネルギーを電力に変換する。そして、発電装置によって得られた電力を半導体装置の駆動に用いることができる。
【０３２７】
また、上記実施の形態で示したように、半導体装置を構成する半導体素子および本発明の微小構造体を、プラスチックのような柔らかくて薄い基板上に作製することも可能である。このように薄くて柔らかい基板上に作製することによって、半導体装置を曲げることが可能となり、曲面を有する物体に貼り付けて設けることができる。
【０３２８】
次に、上記で構成および動作の一例を示した、非接触でデータのやりとりが可能な半導体装置の使用形態例について説明する。図３３（Ａ）に示すように、表示部３２１０を有する携帯端末３２２０には、リーダ／ライタ３２３０が設けられ、品物３２４０の側面には半導体装置３２００が貼り付けられている。携帯端末３２２０の使用者が半導体装置３２００にリーダ／ライタ３２３０を近づけると、携帯端末３２２０の表示部３２１０には、原材料や原産地（国）、生産工程における検査結果や流通過程の履歴、更に、商品の使用方法や取り扱い説明等、品物３２４０に関する様々な情報が表示される。
【０３２９】
また、半導体装置３２００は、品物３２４０の生産過程や流通過程において管理を行うために利用することができる。
【０３３０】
例えば、図３３（Ｂ）に示すように、品物３２４０に半導体装置３２００を設け、リーダ／ライタ３２３０が設けられているベルトコンベアにより搬送する。検査のように重要な工程や管理が必要な工程の直後に、上記のように品物３２４０に設けられた半導体装置３２００とリーダ／ライタ３２３０とが通信を行うことで品物３２４０の管理を行うことができる。
【０３３１】
このように、物品を管理するシステムに半導体装置を活用することで、情報の取得を簡単に行うことができ、高機能化と高付加価値化を実現する。また、上記実施の形態で示したように、曲面を有する物体に貼り付けた場合であっても、半導体装置に含まれる半導体素子の損傷を防止し、信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【０３３２】
さらに、本発明の半導体装置は、非接触でデータの送信と受信ができるという機能を活用することにより、物品の管理やシステムの運用に用いることができる。まず、図３４（Ａ）〜（Ｄ）に、半導体装置を用いて物品を管理する例を示す。
【０３３３】
図３４（Ａ）に示すように、例えば、鍵１１１０のように個人の大切な所有物に半導体装置１１２０を設けることができる。鍵以外にも、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等）、書籍類等に半導体装置を設けることによって重要なものを管理し、容易に複製できないように管理を行うことができる。
【０３３４】
また、図３４（Ｂ）に示すように、シャーレ１１１１のような容器に半導体装置１１２０を設けることができる。そのほかにも、試薬瓶やフラスコ、試験管等の実験道具に半導体装置１１２０を設けることができ、例えば、同一形状の容器を用いて複数のサンプルを用いた実験を行うような場合、容器ごとに個別情報を管理することができる。
【０３３５】
図３４（Ｃ）に示すように、鞄１１１２に半導体装置１１２０を設けることができる。そのほかにも靴、眼鏡等の装身具に半導体装置１１２０を設けることができ、例えば、高価な商品を店頭に陳列して販売する場合、商品の在庫状況や万引き防止の管理を行うことができる。
【０３３６】
図３４（Ｄ）に示すように、薬品の瓶１１１３に半導体装置１１２０を設けることができる。そのほかにも、包み紙等の包装用容器類に半導体装置１１２０を設けることができ、例えば、家庭や病院において各患者が服用すべき薬の管理、誤飲、誤投与の防止に役立てることができる。
【０３３７】
そのほか、記録媒体（ディスクやビデオテープ等）、乗物類（自転車等）、食品類、衣類、生活用品類、電子機器（液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置、携帯端末等）等に半導体装置を設けることで様々な物品の管理を行うことができる。このように、半導体装置は、物品の管理に利用するため、上記のような様々な形状の物品の表面に貼り付けたり、物品の製造過程でその中に埋め込んだりして、固定することができる。
【０３３８】
次に、非接触で通信を行うことができる半導体装置を用いてシステムを運用する例を示す。例えば、図３４（Ｅ）に示すように、半導体装置１１２０を身分証明証１１１４の内部に設け、かつ、建物や部屋の入り口などにリーダ／ライタ１１２１を設ける。そして、身分証明証１１１４を所有した人物が通過した時に、リーダ／ライタ１１２１は、各人が所有する身分証明証１１１４内の認証番号を読み取り、その読み取った認証番号に関する情報をコンピュータ１１２２に伝える。コンピュータ１１２２は、リーダ／ライタ１１２１から供給された情報に基づき、通過した人物が入室又は退室が許可されているか否かを判断する。このように、半導体装置を用いることにより、利便性を向上させた入退室管理システムを提供することができる。
【０３３９】
ここでは入退室管理するシステムの例を挙げて図示したが、そのほかにも、半導体装置１１２０を用いて、物流・在庫管理システム、認証システム、流通システム、生産履歴システム、書籍管理システム等を運用することにより、システムの高機能化、多機能化、高付加価値化を図ることができる。
【０３４０】
上述した非接触データのやりとりが可能である半導体装置における信号の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式またはマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が使用用途を考慮して適宜選択すればよく、伝送方式に伴って最適なアンテナを設ければよい。
【０３４１】
例えば、半導体装置における信号の伝送方式として、電磁結合方式または電磁誘導方式（例えば１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合には、磁界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状（例えば、ループアンテナ）、らせん状（例えば、スパイラルアンテナ）に形成する。
【０３４２】
また、半導体装置における信号の伝送方式として、マイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長さ等の形状を適宜設定する。例えば、アンテナとして機能する導電膜を線状（例えば、ダイポールアンテナ）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ）またはリボン型の形状等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
【０３４３】
アンテナとして機能する導電膜は、ＣＶＤ法、スパッタ法、スクリーン印刷やグラビア印刷等の印刷法、液滴吐出法、ディスペンサ法、メッキ法等を用いて、導電性材料により形成する。上記導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）から選択された元素、又はこれらの元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いる。また、導電膜は単層構造又は積層構造で形成することができる。
【０３４４】
例えば、スクリーン印刷法を用いてアンテナとして機能する導電膜を形成する場合には、粒径が数ｎｍから数十μｍの導電体粒子を有機樹脂に溶解または分散させた導電性のペーストを選択的に印刷することによって設けることができる。例えば、導電性のペーストの材料として、銀を主成分とする微粒子（例えば粒径１ｎｍ以上１００ｎｍ以下）を用いる場合、１５０〜３００℃の温度範囲で焼成することにより硬化させて導電膜を得ることができる。また、はんだや鉛フリーのはんだを主成分とする導電性のペーストを用いてもよく、この場合は粒径２０μｍ以下の微粒子を用いることが好ましい。はんだや鉛フリーはんだは、低コストであるといった利点を有している。
【０３４５】
また、上述した材料以外にも、セラミックやフェライト等をアンテナに適用してもよいし、他にもマイクロ波帯において誘電率および透磁率が負となる材料（メタマテリアル）をアンテナに適用することも可能である。
【０３４６】
また、電磁結合方式または電磁誘導方式を適用する場合であって、アンテナを備えた半導体装置を金属に接して設ける場合には、当該半導体装置と金属との間に透磁率を備えた磁性材料を設けることが好ましい。アンテナを備えた半導体装置を金属に接して設ける場合には、磁界の変化に伴い金属に渦電流が流れ、当該渦電流により発生する反磁界によって、磁界の変化が弱められて通信距離が低下する。そのため、半導体装置と金属との間に透磁率を備えた材料を設けることにより金属の渦電流を抑制し通信距離の低下を抑制することができる。なお、磁性材料としては、高い透磁率を有し高周波損失の少ないフェライトや金属薄膜を用いることができる。
【０３４７】
また、アンテナを設ける場合には、１枚の基板上にトランジスタ等の半導体素子とアンテナとして機能する導電膜を直接作り込んで設けてもよいし、半導体素子とアンテナとして機能する導電膜を別々の基板上に設けた後に、電気的に接続するように貼り合わせることによって設けてもよい。
【０３４８】
なお、上述した半導体装置に封止処理を行うことも可能である。例えば、半導体集積回路や半導体装置を第１のシート材（フィルム、基板ともよぶ）と第２のシート材を用いて封止処理を行うことができる。封止に用いる第１のシート材、第２のシート材としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなるフィルム、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルム等を利用することができる。
【０３４９】
また、封止処理は、熱圧着により加熱処理と加圧処理が行われる。熱圧着を行う際には、フィルムの最表面に設けられた接着層、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。ここで、第１のシート材と第２のシート材の表面には接着層が設けられていてもよいし、接着層が設けられていなくてもよい。接着層は、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂系接着剤、樹脂添加剤等の接着剤を含む層に相当する。
【０３５０】
また、封止後に内部への水分等の侵入を防ぐために封止するシート材にシリカコートを行うことが好ましい。その例として、接着層とポリエステル等のフィルムとシリカコートを積層させたシート材を利用することができる。
【０３５１】
また、フィルムに加熱処理を行う際には、第１のシート材と第２のシート材の熱膨張係数が同じものを用いることが好ましい。これは、加熱処理後のシート材の収縮率を同一にすることで、半導体装置が変形し、半導体素子に異常な応力が加わることを防止する。
【０３５２】
また、第１のシート材、第２のシート材として、静電気等を防止する帯電防止対策を施したフィルム（以下、帯電防止フィルムと記す）を用いることもできる。帯電防止フィルムとしては、帯電防止可能な材料を樹脂中に分散させたフィルム、及び帯電防止可能な材料が貼り付けられたフィルム等が挙げられる。帯電防止可能な材料としては、金属、インジウムと錫の酸化物、両性界面活性剤や陽イオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤等の界面活性剤を用いることができる。他にも、側鎖にカルボキシル基および４級アンモニウム塩基をもつ架橋性共重合体高分子を含む樹脂材料等を用いることができる。
【０３５３】
帯電防止可能な材料が設けられたフィルムは、片面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよいし、両面に帯電防止可能な材料を設けたフィルムであってもよい。なお、帯電防止可能な材料はフィルムの全面、あるいは一部に設けてあればよい。帯電防止フィルムで封止を行うことによって、商品として取り扱う際に、外部からの静電気等によって半導体素子に悪影響が及ぶことを抑制することができる。
【０３５４】
また、封止処理は、第１のシート材または第２のシート材のいずれか一方を用いてどちらか一方の面の封止を選択的に行ってもよい。他にも、第１のシート材や第２のシート材の代わりにガラス基板を用いて封止を行ってもよい。このような封止によって、外部から半導体素子へ混入する不純物元素や水分等を抑制することができる。
【０３５５】
なお、本実施の形態は、上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。つまり、上記実施の形態で示した材料や形成方法は、本実施の形態でも組み合わせて利用することができるし、本実施の形態で示した材料や形成方法も上記実施の形態でも組み合わせて利用することができる。
【０３５６】
次に、本発明の微小構造体を用いて作製される半導体装置（電子機器）、とりわけ表示装置について図３５〜図３７を参照して説明する。上記実施の形態で説明した本発明の微小構造体は、表示装置に用いることができ、本実施の形態では、スイッチング機能を有する微小構造体により表示装置の画素部を構成する例を示す。
【０３５７】
図３５に示すように、表示装置５００１は、画像を表示する画素部５００２および画素部５００２を制御する駆動回路５００３を有する。画素部５００２は微小構造体５００４を有する画素がマトリックス状に並べられている。また、画素部は微小構造体を有する画素が一列に並べられていてもよい。駆動回路５００３は、画素部５００２に順次信号を伝達するための、公知のドライバ回路を適用することができる。そして、画素部５００２が有する微小構造体５００４は、画素の選択／非選択状態に応じて可動し、画像を表示する。このような構成を適用することにより、液晶表示装置、電気泳動表示装置、またはＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ）と呼ばれる光の回折を利用した表示装置等を作製することができる。
【０３５８】
例えば、上記構成を適用して電気泳動表示装置を構成する場合、微小構造体によって形成されるスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより、各画素の電気泳動粒子の動きを制御し、画像を表示させることができる。
【０３５９】
また、上記構成を適用して回折を利用する表示装置を作製する場合について説明する。当該表示装置は、光の回折効果を利用して光の向きや色などを制御することを特徴とする。表示装置の画素部は、微小構造体により形成される極小の光回折素子を並べて形成し、これにレーザ光を当てることで投影を行なう。したがって、微小構造体は可視光を反射する材料を用いて形成する。また、梁構造を有する回折格子は、電気信号で独立して動かすことができ、動かす量を調節することで光回折量を変化させ、各回折格子の変形の差異により画像の明暗を作り出すことができる。当該表示装置の代表例はＧＬＶと呼ばれるプロジェクター型ディスプレイで、画素部は可視光を反射する材料を用いて作られた細長い梁構造の微小構造体が一列に並べられた構造を有する。この一列に並べられた梁構造の微小構造体は、基板上に設けられた導電層（固定電極）と構造層（可動電極）との間に電圧を印加することで上下に可動し、光回折素子として機能する。このように、一列に並べられた微小構造体は、一つおきに可動させることによって矩形状溝を有するラミナー型回折格子となるため、微小構造体を並べる周期に対する微小構造体の幅で回折効率を決めることができる。そしてこの画素部に光源から光を当て、微小構造体に印加する電圧を変化させることにより微小構造体の可動量を制御することで光回折量を変化させ、画像の明暗を作り出すことができる。当該表示装置をカラーで表示する場合、光源には赤、緑、青の３つのレーザ光を用いる。ここでレーザは色純度の高いものを用いることが好ましい。そして、画素部からの回折光のみを選択的に透過させるフィルタを用いて回折光のみを取り出し、その光をレンズで集光してスクリーンに映像を投射する。
【０３６０】
このように、光の回折を利用する表示装置は、高精細、高コントラスト、広色域を表示することができ、映像の立体感や質感などを細部まで表現することができる。このような表示装置は、フロントプロジェクタやプロジェクションテレビ向けとして利用することができる。
【０３６１】
次に、上記で説明した構成を有する表示装置を有する半導体装置（電子機器）の例を示す。図３６（Ａ）には、表示装置８００２や表示装置８００２を駆動するための駆動回路等を有するテレビジョン８００１を示す。図３６（Ｂ）には、表示装置８００２や電子制御回路、入出力インターフェース等を有する情報端末機器８００３を示す。図３６（Ｃ）には、表示装置８００２や画像処理回路等を有するビデオカメラ８００４を示す。図３６（Ｄ）には、表示装置８００２や無線通信回路等を有する携帯電話機８００５を示す。図３６（Ｅ）には、表示装置８００２や駆動回路、無線通信回路等を有する携帯型のテレビジョン８００６を示す。
【０３６２】
このような、テレビジョン８００１、情報端末機器８００３、ビデオカメラ８００４、携帯電話機８００５、携帯型のテレビジョン８００６等の半導体装置は、上記で示した微小構造体を有する半導体装置を、表示装置８００２や駆動回路、電子制御回路、無線通信回路、記憶装置などに適用することによって作製することができる。なお、半導体装置が有する表示装置８００２は、携帯電話機や携帯型のテレビジョンなどの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに本発明を適用することができる。なお、本発明に係る半導体装置（電子機器）は、図３６（Ａ）〜（Ｅ）に限定されず、表示装置や駆動回路部等に複数の微小構造体や半導体素子を含むものに適用される。
【０３６３】
また、表示装置を有する半導体装置（電子機器）は、薄くて柔らかい基板上に作製することによって、可撓性を有する状態とすることができる。以下に、可撓性を有する基板上に作製された微小構造体を含む半導体装置（電子機器）の具体例に関して図３７を参照して説明する。
【０３６４】
図３７（Ａ）は、表示装置４００２、支持台４００３を有する大型のディスプレイ４００１を示す。表示装置４００２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のディスプレイ４００１を実現できる。また、表示装置４００２を湾曲させることも可能であり、支持台４００３から取り外し、湾曲した壁に沿って取り付けることも可能である。このように、可撓性を有するディスプレイ４００１は、フラットな面はもちろん湾曲した部分にも設けることが可能となるため、様々な用途に用いることができる。
【０３６５】
図３７（Ｂ）は、表示装置４００２を有する巻き取り可能なディスプレイ４００４を示す。ディスプレイ４００４の表示装置４００２は、可撓性を有する基板を用いて形成されているため、ディスプレイ４００４を折り畳んだり、巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。そのため、ディスプレイ４００４が大型である場合でも容易に持ち運ぶことができる。
【０３６６】
図３７（Ｃ）は、表示装置４００２、キーボード４００９、タッチパッド４０１０、外部接続ポート４０１１、電源プラグ、バッテリー等を有するシート型のコンピュータ４００５である。表示装置４００２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、軽量で薄型のコンピュータ４００５を実現できる。また、コンピュータ４００５の本体部分に収納スペース４０１２を設けることによって表示装置４００２を巻き取って収納することが可能である。さらに、キーボード４００９も可撓性を有するように設けることによって、表示装置４００２と同様、収納スペース４０１２に巻き取って収納することができる。このような構造のシート型コンピュータ４００５を形成することで、持ち運びが便利になり、使用しない場合にも場所をとらずに収納することが可能となる。
【０３６７】
図３７（Ｄ）は、表示装置４００２、操作部であるキーボード４０１３、スピーカー４０１４等、および２０〜８０インチの大型ディスプレイ４００８である。表示装置４００２は可撓性を有する基板を用いて形成されており、キーボード４０１３を取り外し、折り畳んだり巻き取ったりして持ち運ぶことが可能である。また、キーボード４０１３と表示装置４００２との通信は無線で行う構成とすることもできる。したがって、湾曲した壁に沿ってディスプレイ４００８を取り付け、キーボード４０１３で無線で操作することができる。
【０３６８】
図３７（Ｅ）は、表示装置４００２、操作キー４０１５等を有する電子ブック４００６である。表示装置４００２は文字等の静止画像はもちろん動画も表示することが可能となっている。また、電子ブック４００６にはモデムが内蔵されていても良い。表示装置４００２は可撓性基板を用いて形成されており、折り曲げたり巻き取ったりすることができるため、場所をとらずに運搬や収納することができる。
【０３６９】
図３７（Ｆ）は、表示装置４００２、接続端子４０１６、情報処理回路、記憶装置等を有するＩＣカード４００７を示す。表示装置４００２は、可撓性基板を用いて軽量、薄型のシート状になっているため、カードの表面に張り付けて使用することができる。そして、ＩＣカード４００７が外部との通信により取得した情報を表示することが可能となっている。また、ＩＣカード４００７は接続端子４０１６を有さず、非接触で外部とデータの受信が行える構成とすることもできる。その場合、ＩＣカード４００７はアンテナや無線通信回路等を有する。
【０３７０】
本実施形態のように、上記実施の形態で示した本発明の微小構造体を有する表示装置を用いることによって、ディスプレイや無線通信機器等の様々な機能を有する半導体装置（電子機器）を作製することができる。このように、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の半導体装置や電子機器に適用することが可能である。また、本実施の形態は他の実施の形態と組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０３７１】
【図１】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図３】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図４】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図５】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図６】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図７】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図８】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図９】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１０】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１１】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１２】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１３】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１４】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１５】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１６】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１７】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１８】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図１９】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２０】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２１】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２２】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２３】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２４】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２５】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【図２６】本発明の半導体素子を有する層を作製する方法を説明する図。
【図２７】本発明の半導体素子を有する層を作製する方法を説明する図。
【図２８】本発明の半導体素子を有する層を作製する方法を説明する図。
【図２９】本発明の半導体素子を有する層を作製する方法を説明する図。
【図３０】本発明のマイクロマシンを説明する図。
【図３１】本発明のマイクロマシンを説明する図。
【図３２】本発明の半導体装置の実施態様を説明する図。
【図３３】本発明の半導体装置の実施態様を説明する図。
【図３４】本発明の半導体装置の実施態様を説明する図。
【図３５】本発明の半導体装置の実施態様を説明する図。
【図３６】本発明の半導体装置の実施態様を説明する図。
【図３７】本発明の半導体装置の実施態様を説明する図。
【図３８】本発明の微小構造体を作製する方法を説明する図。
【符号の説明】
【０３７２】
７１      コード抽出回路
７２      コード判定回路
７３      ＣＲＣ判定回路
７４      出力ユニット回路
８０      半導体装置
８１      高周波回路
８２      電源回路
８３      リセット回路
８４      クロック発生回路
８５      データ復調回路
８６      データ変調回路
８７      制御回路
８８      記憶回路
８９      アンテナ
９０      センサ制御回路
９１      センサ素子
１０１      第１の基板
１０２      剥離層
１０３      第１の層
１０４      第１の層を有する基板
１０５      第２の基板
１０６      第２の層
１０７      第２の層を有する基板
１０８      スペーサ層
１０９      空間部分
１１０      微小構造体
２０１      第１の基板
２０２      剥離層
２０３      第１の層
２０４      孔
２０５      第１の層を有する基板
２０６      第２の基板
２０７      第２の層
２０８      スペーサ層
２０９      第２の層を有する基板
３０１      第１の基板
３０２      第１の剥離層
３０３      第１の層
３０４      第１の層を有する基板
３０５      第２の基板
３０６      第１のスペーサ層
３０７      第３の基板
３０８      第２のスペーサ層
３０９      空間部分
３１０      微小構造体
３１１      第２の基板
３１２      第２の層
３１３      第２の層を有する基板
３１４      第３の基板
３１５      第３の層
３１６      第３の層を有する基板
３１７      第１のスペーサ層
３１８      第２のスペーサ層
３１９      空間部分
３２０      微小構造体
３２１      第２の剥離層
３２２      第２の層
３２３      第１の保護基板
３２４      接着剤
３２５      第２の層を有する基板
３２６      第１のスペーサ層
３２７      第２のスペーサ層
３２８      第３の基板
３２９      空間部分
３３０      微小構造体
３３１      第３の基板
３３２      第３の層
３３３      第３の層を有する基板
３３４      空間部分
３３５      微小構造体
３３６      第３の基板
３３７      第３の剥離層
３３８      第３の層
３３９      第２の保護基板
３４０      接着剤
３４１      第３の層を有する基板
３４２      第１のスペーサ層
３４３      第２のスペーサ層
３４４      空間部分
３４５      微小構造体
４０１      第１の基板
４０２      保護層
４０３      剥離層
４０４      下地層
４０５      第１の導電層
４０６      第１の絶縁層
４０７      第１の層
４０８      孔
４０９      第１の層を有する基板
４１０      梁
４１１      第２の基板
４１２      保護層
４１３      第２の導電層
４１３ａ    固定電極
４１３ｂ    配線
４１４      第２の層
４１５      第２の層を有する基板
４１６      第１のスペーサ層
４１７      接着剤
４１８      第３の基板
４１９      導電性ペースト
４２０      微小構造体
４２１      空間部分
４２２      第２のスペーサ層
４２３      第４の基板
４２４      空間部分
５０１      第３の導電層
５０２      第１の層
５０３      第１の層を有する基板
５０４      第１のスペーサ層
５０５      第２のスペーサ層
５０６      第４の基板
５０８      微小構造体
５０９      第１の基板
５１０      保護層
５１１      剥離層
５１２      下地層
５１３      第１の導電層
５１４      第１の層
５１４ａ    可動電極
５１４ｂ    配線
５１５      第１の層を有する基板
５１６      開口部
５３５      第２の層を有する基板
５１８      第１のスペーサ層
５１９      第２のスペーサ層
５２０      保護基板
５２１      微小構造体
５２２      層
５２３      空間部分
５３１      第２の基板
５３２      保護層
５３３      第２の導電層
５３４      第２の層
５３５      第２の層を有する基板
６０１      第２の基板
６０２      第２の層
６０３      スペーサ層
６０４      第１の層
６０５      第１の導電層
６０６      第１の絶縁層
６０７      第２の導電層
６０８      第２の絶縁層
６０９      第３の導電層
６１０      梁（ビーム）
６１１      第１の導電層
６１２      第２の導電層
６１３      第２の基板
６３１ａ    電極
６３１ｂ    電極
６１４      第２の層
６１５      第１のスペーサ層
６１６      第１の層
６１７      第２のスペーサ層
６１８      第３の層を有する基板
６１８ａ    基板
６１９      第３の層
６２０      第１の導電層
６２１      第２の導電層
６２２      第３の導電層
６２３      梁（ビーム）
６２４      アンカー
６２５      第２の基板
６２６      第２の層
６２７      第１のスペーサ層
６２８      第１の層
６２９      第２のスペーサ層
６３０      保護基板
６３１      第１の導電層
６３２      第２の導電層
６３３      第１の絶縁層
６３４      第２の絶縁層
６３５      支持梁
６３６      第２の基板
６３７      第２の層
６３８      第１のスペーサ層
６３９      第１の層
６４０      第２のスペーサ層
６４１      第３の層を有する基板
６４１ａ    基板
６４１ｂ    第３の層
６４２      第２の導電層
６４３      第１の導電層
６４３ａ    導電層
６４３ｂ    導電層
６４３ｃ    導電層
６４４      第３の導電層
６４５      第１の絶縁層
６４６      第１の保護基板
６４７      第１のスペーサ層
６４８      第１の層
６４９      第２のスペーサ層
６５０      第２の保護基板
６５１      第１の導電層
６５２      第２の導電層
６５３      圧電層
７０１      第１の基板
７０２      剥離層
７０３      第１の層
７０４      第２の基板
７０５      第２の層
７０６      半導体素子を有する層
７０７      微小構造体を形成する層
７０８      スペーサ層
７０９      基板
７１０      下地層
７１１      ゲート電極（第１の導電層）
７１２      第１の絶縁層
７１３      第１の半導体層
７１４      第２の半導体層
７１５      半導体層
７１６      第２の導電層
７１７      チャネル領域
７１８      第２の絶縁層
７１９      コンタクトホール
７２０      第３の導電層
７２１      半導体層
７２３      第２の絶縁層
７２４      コンタクトホール
７２５      第３の導電層
７２６      半導体層
７２７      第１の絶縁層（ゲート絶縁膜）
７２８      第１の導電層
７３０      第２の絶縁層
７３１      コンタクトホール
７３２      第２の導電層
８０１      マイクロマシン
８０２      微小構造体
８０３      電気回路
８０４      インターフェース回路
８０５      制御回路
８０６      第１の微小構造体
８０７      第２の微小構造体
８０８      制御装置
８０９      ケーブル
８１０      無線通信回路
８１１      アンテナ
８１２      アンテナ
８１３      復調回路
８１４      信号処理回路
１１１０    鍵
１１１１    シャーレ
１１１２    鞄
１１１３    薬品の瓶
１１１４    身分証明証
１１２０    半導体装置
１１２１    リーダ／ライタ
１１２２    コンピュータ
３２００    半導体装置
３２１０    表示部
３２２０    携帯端末
３２３０    リーダ／ライタ
３２４０    品物
４００１    ディスプレイ
４００２    表示装置
４００３    支持台
４００４    ディスプレイ
４００５    コンピュータ
４００７    ＩＣカード
４００８    ディスプレイ
４００９    キーボード
４０１０    タッチパッド
４０１１    外部接続ポート
４０１２    収納スペース
４０１３    キーボード
４０１５    操作キー
４０１６    接続端子
５００１    表示装置
５００２    画素部
５００３    駆動回路
５００４    微小構造体
８００１    テレビジョン
８００２    表示装置
８００３    情報端末機器
８００４    ビデオカメラ
８００５    携帯電話機
８００６    テレビジョン
【図１】
2007331095.tif 000003
【図２】
2007331095.tif 000004
【図３】
2007331095.tif 000005
【図４】
2007331095.tif 000006
【図５】
2007331095.tif 000007
【図６】
2007331095.tif 000008
【図７】
2007331095.tif 000009
【図８】
2007331095.tif 000010
【図９】
2007331095.tif 000011
【図１０】
2007331095.tif 000012
【図１１】
2007331095.tif 000013
【図１２】
2007331095.tif 000014
【図１３】
2007331095.tif 000015
【図１４】
2007331095.tif 000016
【図１５】
2007331095.tif 000017
【図１６】
2007331095.tif 000018
【図１７】
2007331095.tif 000019
【図１８】
2007331095.tif 000020
【図１９】
2007331095.tif 000021
【図２０】
2007331095.tif 000022
【図２１】
2007331095.tif 000023
【図２２】
2007331095.tif 000024
【図２３】
2007331095.tif 000025
【図２４】
2007331095.tif 000026
【図２５】
2007331095.tif 000027
【図２６】
2007331095.tif 000028
【図２７】
2007331095.tif 000029
【図２８】
2007331095.tif 000030
【図２９】
2007331095.tif 000031
【図３０】
2007331095.tif 000032
【図３１】
2007331095.tif 000033
【図３２】
2007331095.tif 000034
【図３３】
2007331095.tif 000035
【図３４】
2007331095.tif 000036
【図３５】
2007331095.tif 000037
【図３６】
2007331095.tif 000038
【図３７】
2007331095.tif 000039
【図３８】
2007331095.tif 000040