(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳデバイスにおいて、パッシベーション膜を通過して来る水分による圧電膜層の劣化を抑制する。【解決手段】ＭＥＭＳデバイスは、支持体層（活性層２３及び熱酸化シリコン膜２８）と、１対の電極層（下部電極層３１及び上部電極層３３）及び圧電膜層３２を含み、支持体層の上面側に積層された電気構造部３７と、電気構造部３７の上面側に配設される乾燥剤（フォトレジスト４８）と、電気構造部３７と乾燥剤とを覆うパッシベーション膜５１とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体層と、
１対の電極層及び該１対の電極層に挟まれた圧電膜層を含み、前記支持体層の上面側に積層された電気構造部と、
前記電気構造部の上面側に配設される乾燥剤と、
前記電気構造部と前記乾燥剤とを覆うように形成されたパッシベーション膜とを備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
フォトレジスト層が前記電気構造部の上面側に形成され、
前記乾燥剤は、前記フォトレジスト層に含められていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
請求項２記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記パッシベーション膜の材料は、前記乾燥剤の水分吸収による膨張に応じて弾性的に変形する撥水性有機材料であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
支持体層の上面側に、下側から順に下部電極層、圧電膜層及び上部電極層を含む電気層部を形成する電気層部形成工程と、
前記電気層部に対する上面側からのエッチングにより電気構造部を作製する電気構造部作製工程と、
前記電気構造部を覆う層間絶縁膜層を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記層間絶縁膜層の表面に、乾燥剤を含むフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、
前記フォトレジスト層に対する露光及び現像処理により前記電気構造部の上面側以外のフォトレジスト層を除去するフォトレジスト層処理工程と、
前記電気構造部と前記乾燥剤とを覆うパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜成膜工程とを、順番に含むことを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動素子と被駆動素子とを備えるＭＥＭＳデバイスが知られている。ＭＥＭＳデバイスの一般的な駆動素子は、印加電圧に応じて伸縮する圧電膜層を利用する。圧電膜層は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）から成り、一般的に、高湿度に弱く、高湿度環境下では、機械的特性及び電気特性の劣化が進む。
【０００３】
特許文献１は、ＭＥＭＳデバイスにおける圧電膜層とその両面の電極層とをパッシベーション膜により覆うことを開示する。パッシベーション膜の一般的な目的は、それが覆う電気素子の機能低下の防止のためであり、一般的なパッシベーション膜は、酸化膜で構成されている。
【０００４】
特許文献２は、ＭＥＭＳデバイスではないものの、半導体素子を高湿度から保護するために、半導体素子を気密封止パッケージ内に封止することを開示する。特許文献２は、また、半導体素子が光学特性を有する場合には、該半導体を封止する気密封止パッケージのリッドを、ガラス等の透明材料とすることも開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５７７９４７２号公報
【特許文献２】特許第２７９４９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パッシベーション膜を、撥水性のＳｉＯ２やＳｉ３Ｎ４の膜にしても、水分の透過を完全に防止するものではないので、水分による圧電膜の劣化は着実に進んでしまう。なお、水分透過量を低減するために、パッシベーション膜を厚くすることは、駆動素子の動きを阻害してしまい、駆動素子の機能低下の原因になる。
【０００７】
ＭＥＭＳデバイスを高湿度から保護するために、気密封止パッケージ内に封止することはコスト高の原因になる。
【０００８】
また、受光のみを行う半導体素子に対し、該半導体素子を封止する気密封止パッケージのリッドを、ガラス等の透明材料とすることは特に問題はない。しかしながら、光を出射するＭＥＭＳデバイス（例：光偏向器）に対し、該ＭＥＭＳデバイスを封止する気密封止パッケージのリッドを、ガラス等の透明材料とすると、ガラスの反射率が有限であるために、光偏向器から出射する反射光がガラスを透過する際に迷光になってしまう。したがって、光偏向器から反射光を走査光として使用するイメージスキャナでは、迷光により輝点がスクリーン上で重なり、画質が低下する問題が起きる。
【０００９】
本発明の目的は、水分による圧電膜層の劣化を適切に抑制することができるＭＥＭＳデバイス及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＭＥＭＳデバイスは、
支持体層と、
１対の電極層及び該１対の電極層に挟まれた圧電膜層を含み、前記支持体層の上面側に積層された電気構造部と、
前記電気構造部の上面側に配設される乾燥剤と、
前記電気構造部と前記乾燥剤とを覆うように形成されたパッシベーション膜とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、乾燥剤が、パッシベーション膜を通過して来た水分を吸収するので、電気構造部は良好な乾燥状態に保持され、電気構造部の圧電膜層の劣化が抑制される。
【００１２】
本発明のＭＥＭＳデバイスにおいて、フォトレジスト層が前記電気構造部の上面側に形成され、前記乾燥剤は、前記フォトレジスト層に含められていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、乾燥剤は、フォトレジスト層に含められているので、フォトリソグラフィの技術を使って、乾燥剤を電気構造部の上面側に円滑に配設することができる。
【００１４】
本発明のＭＥＭＳデバイスにおいて、前記パッシベーション膜の材料は、前記乾燥剤の水分吸収による膨張に応じて弾性的に変形する撥水性有機材料であることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、パッシベーション膜は、乾燥剤の水分吸収による膨張に応じて弾性的に変形するので、乾燥剤の水分吸収にもかかわらず、亀裂等の損傷が防止される。これにより、パッシベーション膜は、長期にわたり良好な撥水性を維持することができる。
【００１６】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、
支持体層の上面側に、下側から順に下部電極層、圧電膜層及び上部電極層を含む電気層部を形成する電気層部形成工程と、
前記電気層部に対する上面側からのエッチングにより電気構造部を作製する電気構造部作製工程と、
前記電気構造部を覆う層間絶縁膜層を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記層間絶縁膜層の表面に、乾燥剤を含むフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、
前記フォトレジスト層に対する露光及び現像処理により前記電気構造部の上面側以外のフォトレジスト層を除去するフォトレジスト層処理工程と、
前記電気構造部と前記乾燥剤とを覆うパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜成膜工程とを、順番に含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の製造方法によれば、乾燥剤が、パッシベーション膜を通過して来た水分を吸収して、水分に因る圧電膜層の劣化を抑制するＭＥＭＳデバイスを製造することができる。また、フォトレジスト層形成工程と、フォトレジスト層処理工程とにより、乾燥剤を電気構造部の上面側に円滑に配設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光偏向器の正面を斜めから見た斜視図。
【図２】光偏向器を図１の縦方向Ｙに見た側面図。
【図３】光偏向器をＭＥＭＳ技術で製造するときの工程を順番に順に示す図。
【図４】図３の工程に続く工程を順番に示す図。
【図５】図４の工程に続く工程を順番に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以降の実施形態では、ＭＥＭＳデバイスの一例として光偏向器１に説明する。図１は光偏向器１の正面を斜めから見た斜視図、図２は光偏向器１を図１の縦方向Ｙに見た側面図である。該光偏向器１は、図３以降に後述するように、ＭＥＭＳの製造技術を用いて製造される。
【００２０】
なお、図１では、後述する内側アクチュエータ６ａ〜６ｄ及び外側アクチュエータ７ａ，７ｂの各部位（カンチレバー）の圧電膜層に印加する電圧がどの電極パッド８ａ，８ｂから供給されるかを明示するために、内部配線（図示せず）で接続関係にある圧電膜層と電極パッド８ａ，８ｂとについて、各圧電膜層が存在する領域と、電極パッド８ａ，８ｂの表面とに同一の模様を付けている。該模様は、光偏向器１の構造とは無関係である。
【００２１】
光偏向器１は、中心に回動自在に配置されるミラー部２、ミラー部２を外側から包囲する内側矩形枠３、及び内側矩形枠３を外側から包囲する外側矩形枠４を備えている。光偏向器１は、光偏向器１の外に配設されたレーザ装置１０から入射光Ｌａをミラー部２（詳細にはミラー部２のミラー面２ａ）に入射され、ミラー部２において反射して、反射光Ｌｂを出射する。
【００２２】
光偏向器１の構成を説明する便宜上、光偏向器１について、相互に直交する横方向Ｘ、縦方向Ｙ及び厚み方向Ｚを定義する。横方向Ｘ及び縦方向Ｙは、それぞれ外側矩形枠４の長辺及び短辺に対して平行な方向とする。厚み方向Ｚは、外側矩形枠４の厚み方向とする。
【００２３】
ここで、光偏向器１の正面側とは、厚み方向Ｚにおいて、光偏向器１にレーザ装置１０からの入射光Ｌａが入射する側（＝反射光Ｌｂが出射する側）をいい、光偏向器１の背面側とは、厚み方向Ｚにおいて正面側とは反対側をいうものとする。横方向Ｘ及び縦方向Ｙの正の向きは、光偏向器１の正面視でそれぞれ右側及び上側とする。厚み方向Ｚの正の向きは、光偏向器１の背面側から正面側の向きとする。
【００２４】
１対のトーションバー（弾性梁）５ａ，５ｂは、縦方向Ｙにミラー部２の一側（光偏向器１の正面視で上側）及び他側（光偏向器１の正面視で下側）に配設され、ミラー部２と内側矩形枠３とを結合している。以下、トーションバー５ａ，５ｂについて特に区別しないときは、「トーションバー５」と総称する。
【００２５】
内側アクチュエータ６ａ，６ｂは、縦方向Ｙにはミラー部２に対して共に一側に、また、横方向Ｘにはトーションバー５ａに対してそれぞれ一側（光偏向器１の正面視で左側）及び他側（光偏向器１の正面視で右側）に配設されている。内側アクチュエータ６ｃ，６ｄは、縦方向Ｙにはミラー部２に対して共に他側に、また、横方向Ｘにはトーションバー５ｂに対してそれぞれ一側及び他側に配設されている。
【００２６】
以下、内側アクチュエータ６ａ〜６ｄについて特に区別しないときは、「内側アクチュエータ６」と総称する。内側アクチュエータ６は、横方向Ｘに延在して、トーションバー５と内側矩形枠３とを結合している。内側アクチュエータ６は、ユニモルフカンチレバーとして構成されている圧電アクチュエータである。
【００２７】
外側アクチュエータ７ａ，７ｂは、横方向Ｘに内側矩形枠３の一側及び他側にそれぞれ配設されるとともに、内側矩形枠３と外側矩形枠４との間に介在して、内側矩形枠３と外側矩形枠４とを結合している。外側アクチュエータ７ａ，７ｂについて特に区別しないときは、「外側アクチュエータ７」と総称する。外側アクチュエータ７は、複数のユニモルフ圧電カンチレバーをミアンダライン（蛇腹状ライン）に沿って直列に結合したものとなっている。
【００２８】
電極パッド８ａ，８ｂは、外側矩形枠４の横方向Ｘの一側及び他側の短辺部の表面にそれぞれ形成され、光偏向器１の表面に沿って形成された配線（図示せず）や光偏向器１内に埋め込まれている配線層（図示せず。典型的にはグランド配線）を介して内側アクチュエータ６等における電気構造部の電極に接続されている。以下、電極パッド８ａ，８ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド８」と総称する。
【００２９】
光偏向器１は、車両前照灯や映像装置等の光走査器（光スキャナ）に装備されるときは、光走査器の構成要素としてレーザ装置１０と共に組み込まれる。レーザ装置１０からの入射光Ｌａは、ミラー部２の回動角に関係なく、一定の光路でミラー部２に入射する。ミラー部２は、入射光Ｌａをミラー部２の回動角に応じた向きに反射して、反射光Ｌｂを出射する。光偏向器１が装備された光走査装置では、反射光Ｌｂは、走査光として所定の照射領域を走査する。
【００３０】
光偏向器１を図１の縦方向Ｙに見た図２において、外側矩形枠４は、厚み方向Ｚに正面側の支持体層１１と背面側の支持体層１２との積層構造になっている。内側矩形枠３の支持層は、支持体層１１のみとなっている。支持体層１１，１２と、ＳＯＩ基板２４等（図３等）の各層との対応関係は、図５で後述する。
【００３１】
内側アクチュエータ６は、厚み方向Ｚに、電気構造部１５と、電気構造部１５が積層されている支持体層１１とから成る。外側アクチュエータ７は、厚み方向Ｚに、電気構造部１６と、電気構造部１６が積層されている支持体層１１とから成る。電極パッド８は、厚み方向Ｚに外側矩形枠４の上面に積層される電気構造部１９から成る。
【００３２】
光偏向器１による反射光Ｌｂの走査について説明する。ミラー部２は、内側アクチュエータ６の作動によりトーションバー５の軸線（第１回転軸線）の回りに往復回動する。ミラー部２は、外側アクチュエータ７の作動により、第１回転軸線に直交しかつミラー部２のミラー面２ａに対して平行な第２回転軸線の回りに往復回動する。ミラー部２が真正面を向いている時は、第１及び第２回転軸線は、それぞれ縦方向Ｙ及び横方向Ｘにほぼ平行となるとともに、ミラー面２ａの法線が厚み方向Ｚに平行になる。
【００３３】
例えば、第１回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の周波数は１５ｋＨｚであり、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の周波数は６０Ｈｚである。
【００３４】
光偏向器１が車両前照灯に装備される場合、典型的な車両前照灯では、反射光Ｌｂは、第１回転軸線の回りのミラー部２の往復回動により車両前方の走査領域を左右方向に走査する。また、反射光Ｌｂは、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動により車両前方の走査領域を走行路面の前後方向に走査する。
【００３５】
図３〜図５は、光偏向器１をＭＥＭＳ技術で製造するときの工程を順番に示している。図３は、ＳＴＥＰ（工程）１からＳＴＥＰ４までを示す。図４は、図３のＳＴＥＰ５からＳＴＥＰ８までを示す。図５は、ＳＴＥＰ９〜１２までの工程を示す。
【００３６】
図３〜図５では、１つの光偏向器１に相当する部分のみしか示されていないが、実際の製造では、ＳＴＥＰ１〜１２の工程は、１枚のウエハから作製する複数の光偏向器１に対して共通に実施される。
【００３７】
ＳＴＥＰ１では、熱酸化炉（拡散炉）においてＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板２４の表面及び裏面を酸化する。なお、以下の製造工程において、表面側とは、製造過程において厚み方向Ｚに新しい層を積層する側をいい、裏面側とは表面側とは反対側をいうものと定義する。また、適宜、裏面側に対する表面側を上と呼び、表面側に対する裏面側を下と呼ぶことにする。製造工程の表面側及び背面側は、光偏向器１の正面側及び背面側に対応する。
【００３８】
ＳＯＩ基板２４は、厚み方向Ｚに下から順番にハンドリング層２１、中間酸化膜層２２及び活性層２３の積層から成る。ハンドリング層２１及び活性層２３はＳｉ（ケイ素）から成り、中間酸化膜層２２はＳｉＯ２（二酸化ケイ素）から成る。
【００３９】
ＳＴＥＰ１の熱酸化炉におけるＳＯＩ基板２４の両面の酸化により、ＳＯＩ基板２４の裏面には、熱酸化シリコン膜２７が形成され、ＳＯＩ基板２４の表面には、熱酸化シリコン膜２８が形成される。熱酸化シリコン膜２７，２８の厚みは、例えば０.１〜１．０μｍとする。
【００４０】
ＳＴＥＰ２では、ＳＴＥＰ１までの中間品の熱酸化シリコン膜２８の表面に、下部電極層３１、圧電膜層３２及び上部電極層３３を順次形成する。下部電極層３１、圧電膜層３２及び上部電極層３３は、電気層部を構成する。
【００４１】
下部電極層３１は、詳細には上下２層の金属薄膜から成る。下層の金属薄膜にはＴｉ（チタン）が用いられ、上層の金属薄膜にはＰｔ（白金）が用いられている。各金属薄膜は、例えば、スパッタ法や電子ビーム蒸着法等により成膜する。
【００４２】
圧電膜層３２には、圧電膜材料として、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられる。圧電膜層３２の厚みは、例えば１〜１０μm程度とする。圧電膜層３２は、例えば、反応性アーク放電を利用したイオンプレーティング法により成膜される。
【００４３】
反応性アーク放電を利用した具体的なイオンプレーティング法については、例えば、本願出願人の出願に係る特開２００１−２３４３３１号公報、特開２００２−１７７７６５号公報又は特開２００３−８１６９４号公報に記載された手法を参照されたい。
【００４４】
このアーク放電プラズマを利用した反応性イオンプレーティング法は、プラズマガンで真空容器内に発生させた高密度酸素プラズマ中で原料金属を加熱蒸発させ、真空容器内又は半導体基板上において各金属蒸気と酸素とが反応することにより、半導体基板上に圧電膜を形成するものである。
【００４５】
圧電膜の下地として、例えば化学溶液堆積法（ＣＳＤ（Chemical Solution Deposition）法）によりシード層を形成することで、より優れた圧電特性を有する圧電膜を形成することができる。なお、圧電膜は、例えばスパッタ法、ゾルゲル法等により成膜してもよい。
【００４６】
上部電極層３３の材料としては、例えばＰｔ、Ａｕ（金）、及びＩｒ（イリジウム）のうちから選ばれる。上部電極層３３は、例えば、スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により成膜する。上部電極層３３の厚みは、例えば１０〜２００ｎｍ程度とする。
【００４７】
ＳＴＥＰ３では、ＳＴＥＰ２までの中間品（中間製造品）に対し、表面側からのエッチングによりアクチュエータ素子３６ａ，３６ｂの電気構造部３７ａ，３７ｂを作製する。アクチュエータ素子３６ａ，３６ｂは、上側部分の電気構造部３７ａ，３７ｂと、下側部分の支持体層１１（図２）としての活性層２３及び熱酸化シリコン膜２８とから成る。
【００４８】
製造工程の図では、説明の簡潔化のために、内側アクチュエータ６ａ及び外側アクチュエータ７ａは、アクチュエータ素子３６ａとしてまとめて示している。内側アクチュエータ６ｂ及び外側アクチュエータ７ｂは、アクチュエータ素子３６ｂとしてまとめて示している。以降、アクチュエータ素子３６ａ，３６ｂについて特に区別しないときは、「アクチュエータ素子３６」と総称する。電気構造部３７ａ，３７ｂについて特に区別しないときは、「電気構造部３７」と総称する。
【００４９】
ＳＴＥＰ４では、ＳＴＥＰ３までの中間品に対し、表面側に層間絶縁膜４０を成膜する。層間絶縁膜４０はＳｉＯ２から成る。これにより、電気構造部３７は、側面側及び上面側は層間絶縁膜４０により被膜される。なお、電気構造部３７の裏面は、絶縁材料の熱酸化シリコン膜２８に密着しているので、層間絶縁膜４０により被膜することなく、絶縁状態になっている。
【００５０】
ＳＴＥＰ５では、ＳＴＥＰ４までの中間品に対し、層間絶縁膜４０においてアクチュエータ素子３６の領域以外の領域をエッチングにより除去する。これにより、熱酸化シリコン膜２８の上面は、アクチュエータ素子３６以外の領域において露出状態になる。
【００５１】
ＳＴＥＰ５では、また、層間絶縁膜４０におけるアクチュエータ素子３６の上面の領域に、コンタクトホール４４が穿設され、さらに、その後、パターニング処理によるパターン配線が、コンタクトホール４４の穿設後の中間品の上面に形成される。配線電極４５は、該パターン配線に含めて形成される。配線電極４５は、コンタクトホール４４を介して上部電極層３３に接続されているとともに、層間絶縁膜４０上の配線を介して対応する電極パッド８へ接続される。
【００５２】
ＳＴＥＰ６では、ＳＴＥＰ５までの中間品に対し、表面側からフォトレジスト４８が塗布される。フォトレジスト４８の材料として、感光性有機材料に乾燥材料（酸化カルシウムなど）を分散させたものが使用される。
【００５３】
ＳＴＥＰ６では、さらに、フォトレジスト４８に対し、フォトマスクを介して露光してから、現像剤より現像処理する。配線電極４５の直上のフォトレジスト４８の部分は、フォトマスクのマスク領域に設定されているため、現像処理後も残る。この結果、乾燥剤は、該乾燥剤を含みかつ電気構造部３７の上面側に形成されたフォトレジスト４８の層として、電気構造部３７の上面側に配設される。
【００５４】
ＳＴＥＰ６の現像剤として、水を含まないものが使用される。これにより、フォトレジスト４８は、乾燥剤の機能を現像処理後も維持することができる。このような現像剤として、例えば、ＳＵ−８（エポキシ系ネガフォトレジスト）や、ＯＭＲ（登録商標：東京応化のゴム系ネガフォトレジスト）が存在する。
【００５５】
ＳＵ−８及びＯＭＲ（登録商標）が選択された理由は、その乾燥剤としての機能に注目したからである。例えば、ＳＵ−８の吸水率は、０．５％（８５℃で相対湿度８５％の環境下に１２ｈさらした時の重量を絶対乾燥空気状態時の重量で割った％）と、十分に高い。なお、ＳＵ−８及びＯＭＲ（登録商標）は、酸化カルシウムを主成分としたものとなっている。
【００５６】
ＳＴＥＰ７では、ＳＴＥＰ６までの中間品に対し、その表面に、パッシベーション膜５１が成膜される。この結果、電気構造部３７は、上面側及び側面側はパッシベーション膜５１により覆われ、下面側は熱酸化シリコン膜２８により覆われる。パッシベーション膜５１の材料として、例えば、有機のパリレンや感光性ポリイミドが選択される。
【００５７】
有機のパリレンや感光性ポリイミドが選択された理由は、パッシベーション膜５１の材料として、撥水性の他に、ヤング率の低さに注目したからである。パッシベーション膜５１の撥水性材料として、一般的なものは無機材料（例：ｐｏｌｙ−Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｉ）である。しかしながら、これら無機の撥水性パッシベーション材料のヤング率は、通常、５０〜２００ＭＰａである。これに対し、有機のパッシベーション材料は、無機のパッシベーション材料に比してヤング率が低い。例えば、パリレンのヤング率（ＭＰａ）は、パリレンＮが２．４１３、パリレンＣが２．７５８、パリレンＤが２．６２０である。また、感光性ポリイミドのヤング率（ＧＰａ）は、日立化成（株）製のＨＤ７０００ｓｅｒｉｅｓでは２．６、ＨＤ４０００ｓｅｒｉｅｓでは３．５となっている。
【００５８】
ＳＴＥＰ８では、ＳＴＥＰ７までの中間品に対し、そのパッシベーション膜５１を、エッチングによりアクチュエータ素子３６の領域のみ残して、それ他の領域で除去する。パッシベーション膜５１が除去された領域では、熱酸化シリコン膜２８が露出する。
【００５９】
ＳＴＥＰ９では、ＳＴＥＰ８までの中間品に対し、熱酸化シリコン膜２８の露出領域を、外側矩形枠４の領域のみ残してエッチングで活性層２３の上面まで掘り下げる。これにより、熱酸化シリコン膜２８の厚みに相当する深さを有する溝５４が、外側矩形枠４とアクチュエータ素子３６との間、及びアクチュエータ素子３６ａとアクチュエータ素子３６ｂとの間に形成される。溝５４においては活性層２３の上面が露出する。
【００６０】
ＳＴＥＰ１０では、ＳＴＥＰ９までの中間品に対し、その上面の中心部の活性層２３の露出領域に金属層５７を成膜する。金属層５７の成膜範囲は、完成品としての光偏向器１のミラー面２ａの範囲である。金属層５７の表面はミラー部２のミラー面２ａを構成する。
【００６１】
ＳＴＥＰ１１では、ＳＴＥＰ１０までの中間品に対し、活性層２３の表面露出領域を中間酸化膜層２２の上面までエッチングにより掘り下げる。これにより、ミラー部２とアクチュエータ素子３６との間及び外側矩形枠４とアクチュエータ素子３６との間に溝６０が形成される。溝６０において、中間酸化膜層２２の上面が露出する。
【００６２】
ＳＴＥＰ１２では、ＳＴＥＰ１１までの中間品に対し、ＳＯＩ基板２４の露出表面側から中間酸化膜層２２をエッチングし、次に、裏面側から外側矩形枠４以外の領域において厚み方向Ｚに活性層２３の下面までエッチングにより掘り上げる。
【００６３】
この結果、ＳＴＥＰ１２までの中間品は、裏面側において、外側矩形枠４の領域以外の領域において変位許容空間６３が形成される。また、変位許容空間６３の完成に伴い、ミラー部２、アクチュエータ素子３６及び外側矩形枠４は、間隙６５により相互に分離した状態になる。この分離により、ミラー部２やアクチュエータ素子３６等の変位素子は個々に変位可能な状態になる。変位許容空間６３は、これら変位素子が裏面側への変位の際の外側矩形枠４等との衝突を回避する役割を果たす。
【００６４】
ＳＴＥＰ１２までの中間品において、活性層２３及び熱酸化シリコン膜２８は、支持体層１１（図２）を構成する。ハンドリング層２１、中間酸化膜層２２及び熱酸化シリコン膜２７は、支持体層１２（図２）を構成する。内側アクチュエータ６の電気構造部１５及び外側アクチュエータ７の電気構造部１６は、下部電極層３１、圧電膜層３２及び上部電極層３３の電気層（電流が流れる層）部を含む。
【００６５】
前述したように、ＳＴＥＰ１〜１２は、１枚のウエハとしてのＳＯＩ基板２４に対して実施されるものである。したがって、共通のウエハを使って、該ウエハの縦横の複数の区画に作製された光偏向器１を個々に分離するために、ＳＴＥＰ１２の終了後、ＳＴＥＰ１２までの中間品に対してダイシングが実施される。
【００６６】
こうして、完成した光偏向器１は、パッケージにマウントされて、使用開始される。使用中、わずかながら水分が撥水性のパッシベーション膜５１を介してパッシベーション膜５１の内面側に進入する。しかしながら、パッシベーション膜５１の内面側にあって乾燥剤を含む層としてのフォトレジスト４８は、パッシベーション膜５１を透過してきた水分を吸収する。これにより、アクチュエータ素子３６の電気構造部３７は、長期にわたり乾燥状態に保持され、水分に因る劣化が抑制される。
【００６７】
パッシベーション膜５１は、フォトレジスト４８の被膜としてフォトレジスト４８の下面側の熱酸化シリコン膜２８と共働して、フォトレジスト４８を覆っている。一方、乾燥剤層のフォトレジスト４８は、水分吸収により膨張し、パッシベーション膜５１は内面側から変形力（主に膨張力）を受ける。しかしながら、パッシベーション膜５１は、ヤング率が十分に低い材料が選択されているので、自身が弾性的に変形して、フォトレジスト４８の水分吸収及び膨張を許容する。
【００６８】
また、パッシベーション膜５１は、弾性的に変形して、亀裂等の損傷が起きることが回避される。この結果、パッシベーション膜５１は、撥水性を長期にわたり保持して、内面側への水分の透過を抑制する。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、該実施形態に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内で種々に変形した態様で実施することができる。
【００７０】
例えば、実施形態では、光偏向器１がＭＥＭＳデバイスの一例として説明されているが、本発明は、圧電膜層等の電気構造部を装備するＭＥＭＳデバイス（例：インクジェットプリンタのヘッド）であれば、光偏向器１以外のＭＥＭＳデバイスにも適用可能になっている。
【００７１】
実施形態の光偏向器１は、ミラー部２を第１及び第２回転軸線の２つの回転軸線の回りに往復揺動させるタイプになっている。しかしながら、本発明のＭＥＭＳデバイスの実施形態としての光偏向器は、ミラー部を１つの回転軸線のみの回りに往復回動させるタイプのものであってもよい。
【００７２】
実施形態の光偏向器１では、ミラー部２の２つの回転軸線である第１及び第２回転軸線は、相互に直交な関係を有するが、第１及び第２回転軸線は、直角以外の交角で交差するものであってよい。
【００７３】
実施形態の光偏向器１では、図１に図示した入射光Ｌａ及び反射光Ｌｂの光路は、共に直線で描かれている。しかしながら、入射光Ｌａ及び反射光Ｌｂの光路の途中にプリズム等の光学系を配設し、光路を光偏向器１の配置環境に応じて曲折させることもできる。
【００７４】
実施形態の光偏向器１は、内側矩形枠３及び外側矩形枠４の２つの矩形枠を備えている。これは、光偏向器１がミラー部２からの反射光Ｌｂを二次元で走査する二次元走査型の光偏向器であるからである。一次元走査型の光偏向器では、ミラー部２の支持部としての矩形枠は、１つとなる。
【００７５】
実施形態では、電気構造部３７は、１対の電極層としての下部電極層３１及び上部電極層３３と、該１対の電極層に挟まれた圧電膜層としての圧電膜層３２との３層構造となっている。しかしながら、本発明の電気構造部３７は、アクチュエータ素子３６の作動時に電流が流れるすべての層を指し、三層構造だけでなく、四層構造以上の積層構造も含むものとする。
【００７６】
実施形態では、乾燥剤は、フォトレジスト４８に含められて、パッシベーション膜５１の内面側に電気構造部３７と共に配設されている。しかしながら、本発明の乾燥剤は、フォトレジスト４８の成膜とは別の方法を使って、パッシベーション膜５１の内面側に電気構造部３７と共に封入することもできる。ただし、乾燥剤を、フォトレジスト４８を使って配設するときは、フォトリソグラフィの確立された技術（露光及び現像処理）を使って、電気構造部３７の上面側の適切な位置に円滑に配設することができる。
【００７７】
実施形態では、パッシベーション膜５１の材料として有機のパリレンや感光性ポリイミドが使用されている。これに対し、本発明のパッシベーション膜の材料は、封入する乾燥剤の水分吸収による膨張を許容するヤング率を有する撥水性有機材料であれば、パリレンや感光性ポリイミド以外の材料を使用することができる。乾燥剤の水分吸収による変形を許容するヤング率は、乾燥剤の体積及び表面積に応じて変化するので、パッシベーション膜が適用されるＭＥＭＳデバイスの状況に応じて、パッシベーション膜のヤング率は、調整される。したがって、パッシベーション膜５１の材料は、使用環境に応じて、パリレンや感光性ポリイミドよりもヤング率の低い材料でも十分であることもある。
【００７８】
実施形態のＳＴＥＰ２は、本発明の電気層部形成工程に対応している。本発明の電気層部形成工程において形成される電気層部は、下側から順に下部電極層、圧電膜層及び上部電極層を含むならば、それ以外の層（例：密着性改善層）が適宜追加されていてもよい。
【００７９】
実施形態のＳＴＥＰ３は、本発明の電気構造部作製工程に対応している。実施形態では、ＳＴＥＰ２の次は、ＳＴＥＰ３となっている。本発明では、電気層部形成工程と電気構造部作製工程との間に所定の加工工程や輪郭形成のための前工程を追加することもできる。
【００８０】
実施形態のＳＴＥＰ６は、本発明のフォトレジスト層形成工程及びフォトレジスト層処理工程に対応している。一般的な半導体製造方法等では、フォトレジスト層処理工程の後、フォトエッチング工程があるが、本発明では、フォトエッチング工程は省略される。
【００８１】
実施形態のＳＴＥＰ７は、本発明のパッシベーション膜成膜工程に対応している。実施形態では、ＳＴＥＰ６の実施後、直ちにＳＴＥＰ７を実施しているが、本発明では、フォトレジスト層処理工程とパッシベーション膜成膜工程との間に、フォトレジスト層処理工程の後処理工程やパッシベーション膜成膜工程の前処理工程を適宜、追加することもできる。
【符号の説明】
【００８２】
１・・・光偏向器（ＭＥＭＳデバイス）、１１・・・支持体層、１５，１６，３７ａ，３７ｂ・・・電気構造部、３１・・・下部電極層（１対の電極層）、３２・・・圧電膜層、３３・・・上部電極層（１対の電極層）、３６ａ，３６ｂ・・・アクチュエータ素子。
【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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