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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-06
(45)【発行日】2024-03-14
(54)【発明の名称】ＭＥＭＳデバイスの製造方法及びＭＥＭＳデバイス
(51)【国際特許分類】
B81C 1/00 20060101AFI20240307BHJP
G02B 26/10 20060101ALI20240307BHJP
G02B 26/08 20060101ALI20240307BHJP
B81B 7/02 20060101ALI20240307BHJP
B81B 3/00 20060101ALI20240307BHJP
【ＦＩ】
B81C1/00
G02B26/10 104Z
G02B26/08 E
B81B7/02
B81B3/00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020103309
(22)【出願日】2020-06-15
(65)【公開番号】P2021194740
(43)【公開日】2021-12-27
【審査請求日】2023-05-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000002303
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000800
【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 健
【審査官】永井 友子
(56)【参考文献】
【文献】特許第３８９５５０７（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１６－１１５８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－００９９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２６０６４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ８１Ｃ １／００
Ｇ０２Ｂ ２６／１０
Ｇ０２Ｂ ２６／０８
Ｂ８１Ｂ ７／０２
Ｂ８１Ｂ ３／００
Ｈ１０Ｎ ３０／２０
Ｈ１０Ｎ ３０／０８２
Ｈ１０Ｎ ３０／８７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上側表面、下側表面及び前記上側表面と前記下側表面との間の段差の表面である傾斜面を有する基板部と、前記上側表面と前記下側表面との間で延在する配線と、を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、前記基板部上に、前記配線の材料として、前記段差より小さい厚さを有する金属膜を成膜する第１工程と、
前記金属膜の表面上にフォトレジストを塗布する第２工程と、
前記傾斜面上の傾斜マスク部と、前記傾斜面から前記上側表面及び前記下側表面にそれぞれ延在する上側及び下側延在マスク部とからなる段差マスク部のライン幅が、前記傾斜マスク部から前記上側表面及び前記下側表面上をそれぞれ延在する上側表面マスク部及び下側表面マスク部のライン幅より広くなるように、前記フォトレジストのパターニングを行ってエッチングマスクを形成する第３工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記金属膜をエッチングして、前記配線を形成する第４工程と、
を備え、
前記フォトレジストは、ポジ型であり、
前記傾斜面は、ＰＺＴの圧電膜の結晶が露出して、前記傾斜面の長手方向に沿って配列された複数の半円柱状側面を有し、
前記半円柱状側面は、前記第３工程においての露光工程における、前記半円柱状側面からの散乱光の集光位置が、前記段差マスク部の前記下側延在マスク部の側縁に位置する形状を有することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項2】
請求項１記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記段差マスク部と前記下側表面マスク部との境界は、前記傾斜面の下端からライン方向に前記段差の１．６倍以上の長さ、離れていることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項3】
請求項２記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記段差マスク部と前記下側表面マスク部との境界は、前記傾斜面の下端から前記ライン方向に前記段差の１．６倍と、前記パターニングにおけるアライメントのずれとして予め設定してある設定値との和の長さ以上、離れていることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記段差マスク部のライン幅の両端は、前記下側表面マスク部のライン幅の両端からライン幅方向の外側に前記段差の０．６倍以上の長さ、離れていることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項5】
請求項４記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記段差マスク部のライン幅の両端は、前記下側表面マスク部のライン幅の両端から前記ライン幅方向の外側に前記段差の０．６倍と、前記パターニングにおけるアライメントのずれとして予め設定してある設定値との和の長さ以上、離れていることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記基板部は、前記上側表面及び前記下側表面の下に共通の基板を有し、前記上側表面の下には、さらに、前記基板の上に積層されて圧電膜層を含む積層部を有していることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項7】
請求項６記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳの光偏向器であることを特徴とする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、光偏向器（Micro Electro Mechanical Systems）等のＭＥＭＳデバイスの製造方法及びＭＥＭＳデバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
ＭＥＭＳデバイスとして製造される光偏向器は、圧電アクチュエータに駆動電圧を供給するため、配線が表面側に形成される。光偏向器の表面側は、圧電膜層等の積層のために、段差が生じているので、配線は、段差の傾斜面の表面に傾斜線部を有することになる。
【0003】
一方、ＭＥＭＳデバイスの配線は、半導体素子と同様に、フォトリソグラフィを使用して、製作される。
【0004】
特許文献１は、半導体デバイスの配線を形成する際、配線の導電性薄膜がサイドエッチングによりライン幅がくびれて減少し、断線し易くなることに対処する方法を開示する。該方法では、くびれて幅狭になり易い箇所は、該箇所に対するフォトマスクのパターニング線を曲線又は折れ線にして、くびれが生じても、所望のライン幅が確保されるようにしている。
【0005】
特許文献２は、表面が配線により凹凸になることを防止する半導体デバイスを開示する。該半導体デバイスによれば、表面に溝を形成し、配線を該溝内に少なくとも部分的に埋設し、表面が平滑化されるようにしている。その場合、配線は、溝内に出入りする際、溝の段差を通ることになって、断線を起こし易くなる。この対策として、特許文献２では、配線において、段差を含む所定の線部のライン幅をその前後の線部のライン幅より幅広にする。
【0006】
特許文献３は、表面側に段差を有し、配線が段差の傾斜面を通って延在する半導体デバイスを開示する。該半導体デバイスでは、配線は、肩部、すなわち傾斜面を上り切った上側表面における傾斜面側の端部において太くして（ライン幅又は配線厚さを大きくして）、断線を防止している。
【0007】
なお、ライン幅を全体にわたり、幅広にすることは、断線対策としては、有効である。しかし、このことは、配線と基板との間の容量を増大させ、クロストークを増大させてしまう。したがって、ＭＥＭＳデバイスの表面側のライン幅は、断線を防止できる範囲で、極力、幅狭であることが望ましい。また、クロストーク抑制のために、基板をアースに接続することは、構成の複雑化及びコストの増大になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開昭６２－２８０８９０号公報
【文献】特許第３８９５５０７公報
【文献】特開２００９－２５３０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明者は、フォトリソグラフィを利用して、ＭＥＭＳデバイスを製造するときに、ＭＥＭＳデバイスの表面側の傾斜面で散乱光が発生し、該散乱光によるフォトレジストの二次露光のために、エッチング時に傾斜面及びその近傍においてライン幅が縮小し、これが断線につながる可能性が高いという知見を得た。
【0010】
特許文献１～３は、フォトリソグラフィ時の傾斜面からの散乱光に対処するパターニングについて開示するものではない。
【0011】
すなわち、特許文献１は、パターニングは正常であるにも関わらず、オーバエッチング及びサイドエッチングに因るライン幅の縮小に対処するものである。そして、特許文献１の配線は、傾斜面の線部だけを幅狭にするものではなく、配線全長にわたり幅広とする。これは、クロストークの増大につながってしまう。
【0012】
特許文献２のＭＥＭＳデバイスの配線は、溝の側壁としての段差の表面上で幅広になっている。しかしながら、溝は、ＭＥＭＳデバイスの表面の平滑化のために、隆起の原因になる配線を少なくとも部分的に埋設するために、形成されているものである。すなわち、溝の深さが配線の厚さより大きかったり、溝の幅がライン幅より大き過ぎると、溝の場所が周囲よりへこんでしまったりし、ＭＥＭＳデバイスの表面の平滑化を阻害してしまう。換言すると、溝の幅は、ほぼライン幅に等しい。このような溝の段差では、フォトレジストの二次露光につながる散乱光は生じない。
【0013】
特許文献３は、配線において、肩部、すなわち上側表面の傾斜面側の端部における線部を幅広にするものである。配線において傾斜面における線部を幅広にするものではない。
【0014】
本発明の目的は、クロストークの原因になるライン幅の増大を抑えつつ、配線に関して信頼性の高いＭＥＭＳデバイスの製造方法及びＭＥＭＳデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、
上側表面、下側表面及び前記上側表面と前記下側表面との間の段差の表面である傾斜面を有する基板部と、前記上側表面と前記下側表面との間で延在する配線と、を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記基板部上に、前記配線の材料として、前記段差より小さい厚さを有する金属膜を成膜する第１工程と、
前記金属膜の表面上にフォトレジストを塗布する第２工程と、
前記傾斜面上の傾斜マスク部と、前記傾斜面から前記上側表面及び前記下側表面にそれぞれ延在する上側及び下側延在マスク部とからなる段差マスク部のライン幅が、前記傾斜マスク部から前記上側表面及び前記下側表面上をそれぞれ延在する上側表面マスク部及び下側表面マスク部のライン幅より広くなるように、前記フォトレジストのパターニングを行ってエッチングマスクを形成する第３工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記金属膜をエッチングして、前記配線を形成する第４工程と、
を備える。
上側表面、下側表面及び前記上側表面と前記下側表面との間の段差の表面である傾斜面を有する基板部と、前記上側表面と前記下側表面との間で延在する配線と、を備えたＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記基板部上に、前記配線の材料として、前記段差より小さい厚さを有する金属膜を成膜する第１工程と、
前記金属膜の表面上にフォトレジストを塗布する第２工程と、
前記傾斜面上の傾斜マスク部と、前記傾斜面から前記上側表面及び前記下側表面にそれぞれ延在する上側及び下側延在マスク部とからなる段差マスク部のライン幅が、前記傾斜マスク部から前記上側表面及び前記下側表面上をそれぞれ延在する上側表面マスク部及び下側表面マスク部のライン幅より広くなるように、前記フォトレジストのパターニングを行ってエッチングマスクを形成する第３工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記金属膜をエッチングして、前記配線を形成する第４工程と、
を備える。
【0016】
本発明によれば、第３工程におけるエッチングマスクは、段差マスク部のライン幅が、下側表面マスク部及び上側表面マスク部のライン幅より広くされる。これにより、第４工程の金属膜のエッチングでは、フォトレジストが傾斜面からの散乱光により二次露光されても、配線の金属膜は、十分なライン幅が確保され、傾斜面及びその近傍表面上の配線の断線を防止することができる。
【0017】
本発明によれば、配線幅の増大は、傾斜面の範囲に限定されるので、基板をアースに接続するアース線の設置を省略することができる。
【0018】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記段差マスク部と前記下側表面マスク部との境界は、前記傾斜面の下端からライン方向に前記段差の１．６倍以上の長さ、離れている。
前記段差マスク部と前記下側表面マスク部との境界は、前記傾斜面の下端からライン方向に前記段差の１．６倍以上の長さ、離れている。
【0019】
この構成によれば、幅広の配線範囲をライン方向に適切に設定することができる。
【0020】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記段差マスク部と前記下側表面マスク部との境界は、前記傾斜面の下端から前記ライン方向に前記段差の１．６倍と、前記パターニングにおけるアライメントのずれとして予め設定してある設定値との和の長さ以上、離れている。
前記段差マスク部と前記下側表面マスク部との境界は、前記傾斜面の下端から前記ライン方向に前記段差の１．６倍と、前記パターニングにおけるアライメントのずれとして予め設定してある設定値との和の長さ以上、離れている。
【0021】
この構成によれば、パターニングにおけるアライメントのずれも考慮して、幅広の配線範囲をライン方向に適切に設定することができる。
【0022】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記段差マスク部のライン幅の両端は、前記下側表面マスク部のライン幅の両端からライン幅方向の外側に前記段差の０．６倍以上の長さ、離れている。
前記段差マスク部のライン幅の両端は、前記下側表面マスク部のライン幅の両端からライン幅方向の外側に前記段差の０．６倍以上の長さ、離れている。
【0023】
この構成によれば、幅広の配線範囲のライン幅を適切に設定することができる。
【0024】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記段差マスク部のライン幅の両端は、前記下側表面マスク部のライン幅の両端から前記ライン幅方向の外側に前記段差の０．６倍と、前記パターニングにおけるアライメントのずれとして予め設定してある設定値との和の長さ以上、離れている。
前記段差マスク部のライン幅の両端は、前記下側表面マスク部のライン幅の両端から前記ライン幅方向の外側に前記段差の０．６倍と、前記パターニングにおけるアライメントのずれとして予め設定してある設定値との和の長さ以上、離れている。
【0025】
この構成によれば、パターニングにおけるアライメントのずれも考慮して、幅広の配線範囲のライン幅を適切に設定することができる。
【0026】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記フォトレジストは、ポジ型であり、
前記傾斜面は、ＰＺＴの圧電膜の結晶が露出して、前記傾斜面の長手方向に沿って配列された複数の半円柱状側面を有し、
前記半円柱状側面は、前記第３工程においての露光工程における、前記半円柱状側面からの散乱光の集光位置が、前記段差マスク部の前記下側延在マスク部の側縁に位置する形状を有する。
前記フォトレジストは、ポジ型であり、
前記傾斜面は、ＰＺＴの圧電膜の結晶が露出して、前記傾斜面の長手方向に沿って配列された複数の半円柱状側面を有し、
前記半円柱状側面は、前記第３工程においての露光工程における、前記半円柱状側面からの散乱光の集光位置が、前記段差マスク部の前記下側延在マスク部の側縁に位置する形状を有する。
【0027】
この構成によれば、傾斜面の半円柱状側面部からの散乱光を利用して、配線にくびれ部を形成し、下側表面からの配線の剥がれを防止することができる。
【0028】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記基板部は、前記上側表面及び前記下側表面の下に共通の基板を有し、前記上側表面の下には、さらに、前記基板の上に積層されて圧電膜層を含む積層部を有している。
前記基板部は、前記上側表面及び前記下側表面の下に共通の基板を有し、前記上側表面の下には、さらに、前記基板の上に積層されて圧電膜層を含む積層部を有している。
【0029】
この構成によれば、圧電膜層を備えるＭＥＭＳデバイスの製造方法として適切に実施することができる。
【0030】
好ましくは、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳの光偏向器である。
前記ＭＥＭＳデバイスは、ＭＥＭＳの光偏向器である。
【0031】
この構成によれば、ＭＥＭＳデバイスの光偏向器の製造方法として適切に実施することができる。
【0032】
本発明のＭＥＭＳデバイスは、
上側表面、下側表面及び前記上側表面と前記下側表面との間の段差の表面である傾斜面を有する基板部と、前記上側表面と前記下側表面との間で延在する配線と、を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
前記配線は、
前記傾斜面上の傾斜延在部と、前記傾斜面から前記上側表面及び前記下側表面にそれぞれ延在する上側及び下側延在部とからなる段差線部と、
前記段差線部から延び出してそれぞれ前記上側表面及び前記下側表面上に延在する上側表面線部及び下側表面線部と、
を備え、
前記配線は、全長にわたり前記段差より小さい厚さを有し、
前記配線のライン幅は、前記段差線部において前記上側表面線部及び前記下側表面線部より広い。
上側表面、下側表面及び前記上側表面と前記下側表面との間の段差の表面である傾斜面を有する基板部と、前記上側表面と前記下側表面との間で延在する配線と、を備えたＭＥＭＳデバイスであって、
前記配線は、
前記傾斜面上の傾斜延在部と、前記傾斜面から前記上側表面及び前記下側表面にそれぞれ延在する上側及び下側延在部とからなる段差線部と、
前記段差線部から延び出してそれぞれ前記上側表面及び前記下側表面上に延在する上側表面線部及び下側表面線部と、
を備え、
前記配線は、全長にわたり前記段差より小さい厚さを有し、
前記配線のライン幅は、前記段差線部において前記上側表面線部及び前記下側表面線部より広い。
【0033】
本発明のＭＥＭＳデバイスによれば、クロストークを抑制しつつ、配線の断線を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】光偏向器の正面図である。
【図3A】傾斜面における配線構造の模式図である。
【図3B】第１比較例としての配線構造の模式図である。
【図3C】第２比較例としての配線構造の模式図である。
【図3D】第３比較例としての配線構造の模式図である。
【図4】ＭＥＭＳデバイスにおけるクロストークの説明図である。
【図5A】光偏向器の製造方法を工程順に示す概略説明図である。
【図6A】多層板の断面における散乱光の到達範囲の解析図である。
【図6B】傾斜面に因る配線の幅方向の散乱光の到達範囲を説明する平面図である。
【図7】傾斜面の電子顕微鏡写真である。
【図8】半円柱状側面からの散乱光により生成されたくびれ部を有する配線構造を示す図である。
【図9A】所定の試作品において散乱光により配線にくびれ部が実際に形成されることを調べたときの電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本発明は、実施形態に限定されないことは、言うまでもない。本発明は、その技術的思想の範囲内で種々に変形して実施可能である。図面全体を通して、同一の構成要素に対しては、同一の符号を付けている。
【0036】
（ＭＥＭＳデバイス）
図１は、光偏向器１０の正面図である。ここで、構成を説明する便宜上、３軸座標系を定義する。光偏向器１０の周輪郭は、光偏向器１０の正面視で矩形となっている。Ｘ軸及びＹ軸は、それぞれ光偏向器１０の長辺及び短辺に平行である。Ｚ軸は、光偏向器１０の厚さ方向に平行である。
図１は、光偏向器１０の正面図である。ここで、構成を説明する便宜上、３軸座標系を定義する。光偏向器１０の周輪郭は、光偏向器１０の正面視で矩形となっている。Ｘ軸及びＹ軸は、それぞれ光偏向器１０の長辺及び短辺に平行である。Ｚ軸は、光偏向器１０の厚さ方向に平行である。
【0037】
【0038】
ＭＥＭＳの光偏向器１０は、ミラー部１１、トーションバー１２ａ，１２ｂ、内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂ、可動枠１４、外側アクチュエータ１５ａ，１５ｂ及び固定枠１６を備える。
【0039】
ミラー部１１は、光偏向器１０の中心に位置し、この例では、円形になっている。入射ビームＢｉは、不図示の光源からミラー部１１の中心Ｏに入射する。ミラー部１１は、内側圧電アクチュエータ１３（内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂの総称）及び外側アクチュエータ１５（外側アクチュエータ１５ａ，１５ｂの総称）の作動により中心Ｏで直交する第１回転軸２２ｙ及び第２回転軸２２ｘの２軸の回りに往復揺動する。これにより、入射ビームＢｉは、ミラー部１１において反射して、走査ビームＢｓとなって、ミラー部１１から出射する。走査ビームＢｓは、その照射領域においてラスタースキャンする。
【0040】
内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂは、Ｘ軸方向にミラー部１１の両側に配置され、第１回転軸２２ｙ上で相互に結合して、環状体を形成する。該環状体は、Ｙ軸方向の両側が半円で、中間が直線の輪郭を有し、ミラー部１１を包囲している。
【0041】
可動枠１４は、内側圧電アクチュエータ１３（内側圧電アクチュエータ１３ａ，１３ｂの総称)と同一の形状を有し、内側圧電アクチュエータ１３を包囲する。
【0042】
トーションバー１２ａ，１２ｂは、ミラー部１１からＹ軸方向にそれぞれ反対方向へ突出し、第１回転軸２２ｙに沿って延在する。各トーションバー１２（トーションバー１２ａ，１２ｂの総称）は、先端において可動枠１４の内周に結合し、中間部において内側圧電アクチュエータ１３に結合している。
【0043】
外側アクチュエータ１５ａ，１５ｂは、可動枠１４に対してＸ軸方向の各側に配置され、可動枠１４と固定枠１６との間に介在している。外側アクチュエータ１５（外側アクチュエータ１５ａ，１５ｂの総称）は、ミアンダパターンの配列で直列に結合した複数のカンチレバー１８から構成されている。各連結部２４は、Ｘ軸方向に隣り合っているカンチレバー１８同士を相互に連結している。
【0044】
各カンチレバー１８は、専用の圧電膜層６０（図５Ａ）を有し、該圧電膜層６０に駆動電圧が印加されて、Ｚ軸方向に湾曲する。Ｘ軸方向に隣り合うカンチレバー１８同士は、相互に逆位相の駆動電圧が印加される。これにより、各カンチレバー１８の両端間のＺ軸方向の変位量が加算され、可動枠１４をＸ軸に平行な回転軸の回りに大きな振れ角で往復回動させる。
【0045】
電極パッド２０ａ，２０ｂは、固定枠１６の短辺部に形成される。光偏向器１０は、不図示のパッケージに封入されて、使用される。その際、各電極パッド２０（電極パッド２０ａ，２０ｂの総称）は、パッケージ側の対応電極に不図示のボンディングワイヤにより接続される。各電極パッド２０は、光偏向器１０内の配線２５（図２）を介して内側圧電アクチュエータ１３及び可動枠１４に接続されて、駆動電圧を供給する。
【0046】
光偏向器１０の作用について簡単に説明する。内側圧電アクチュエータ１３は、トーションバー１２を介してミラー部１１を第１回転軸２２ｙの回りに共振周波数（例えば、約１．６ｋＨｚ）で往復回動させる。外側アクチュエータ１５は、可動枠１４をＸ軸に平行な回転軸の回りに非共振周波数（例えば、６０Ｈｚ）往復回動させる。これにより、ミラー部１１は、それぞれ第２回転軸２２ｘ及び第１回転軸２２ｙの回りに往復回動する。光偏向器１０の作動中、ミラー部１１が真正面を向いた時には、第２回転軸２２ｘ及び第１回転軸２２ｙは、それぞれＸ軸及びＹ軸に平行となる。
【0047】
なお、内側圧電アクチュエータ１３及び外側アクチュエータ１５は、共に、ユニポーラ型の圧電アクチュエータである。
【0048】
【0049】
図２では、内部配線としての配線２５の延在状態を分かり易くするために、Ｚ軸方向（積層方向）に表面側の被覆層をはぎ取って、配線２５を露出状態で示している。
【0050】
カンチレバー１８は、連結部２４より隆起している。この結果、連結部２４の表面としての下側表面２９は、カンチレバー１８の表面としての上側表面３０より低くなっている。そして、段差としての傾斜面３２が下側表面２９と上側表面３０との間に形成される。
【0051】
【0052】
図３Ａにおいて、配線２５は、下側表面２９、傾斜面３２及び上側表面３０の各表面をそれぞれ延在する下側表面線部３５、段差線部３６及び上側表面線部３７を有している。換言すると、下側表面線部３５及び上側表面線部３７は、段差線部３６の上側及び下側の端から下側表面２９及び上側表面３０に延び出している。
【0053】
段差線部３６は、下側表面線部３５から上側表面線部３７へ順番に下側延在部３６ａ、傾斜延在部３６ｂ及び上側延在部３６ｃを有している。図３Ａは、段差線部３６の拡大部分を含んでいる。
【0054】
段差線部３６における下側延在部３６ａ、傾斜延在部３６ｂ及び上側延在部３６ｃの範囲を明確にするために、図３Ａには、境界線３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを記載している。境界線３８ａは、下側表面線部３５と下側延在部３６ａとを仕切る線である。境界線３８ｂは、傾斜面３２の下端に沿って延在し、下側延在部３６ａと傾斜延在部３６ｂとを仕切る。境界線３８ｃは、傾斜面３２の上端に沿って延在し、傾斜延在部３６ｂと上側延在部３６ｃとを仕切る。段差線部３６は、上側延在部３６ｃと上側表面線部３７とを仕切る。
【0055】
下側表面線部３５及び上側表面線部３７のライン幅Ｗは、標準値Ｗｓとされる。これに対し、段差線部３６のライン幅Ｗは、標準値Ｗｓ以上の拡大値Ｗｂ(Ｗｂ≧Ｗｓ又はＷｂ＞Ｗｓ＞)とされる。標準値Ｗｓは、水平な平面上の配線２５の断線を回避しつつ、配線２５に因るクロストークをー２０ｄＢ以下（後述の（表１）参照）に保持する値として設定される。Ｗｂは、傾斜面３２における配線２５の断線を防止する値としてＷｓ以上の値に設定される。
【0056】
図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ第１比較例及び第２比較例の配線構造図である。第１比較例では、ライン幅は、全体にわたり等幅のＷｓとされている。第２比較例では、ライン幅は、上側表面３０の表面の傾斜面３２側の端部の延在部分において幅広のＷｂとされ、その他の延在部分は標準のＷｓとされる。第１比較例（図３Ｂ）は、従来の一般的なＭＥＭＳデバイスにおける配線構造である。第２比較例（図３Ｃ）は、例えば、特許文献３に開示されている配線構造である。
【0057】
図３Ｃの配線構造には、さらに、アース線４２が追加されている。アース線４２については、特許文献３には開示されていない。アース線４２は、半導体デバイス又はＭＥＭＳデバイスの基板４５をアースに接続し、クロストークを防止する役割がある。
【0058】
（クロストーク）
図４は、ＭＥＭＳデバイス４４におけるクロストークの説明図である。ＭＥＭＳデバイス４４は、基板４５と、基板４５の表面に積層された入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７とを備える。入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７は、基板４５の表面を相互に平行に延在している。基板４５は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）５０と、ＳＯＩ５０の表面側及び裏面側に形成された酸化膜層５１ａ，５１ｂとを備える。
図４は、ＭＥＭＳデバイス４４におけるクロストークの説明図である。ＭＥＭＳデバイス４４は、基板４５と、基板４５の表面に積層された入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７とを備える。入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７は、基板４５の表面を相互に平行に延在している。基板４５は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）５０と、ＳＯＩ５０の表面側及び裏面側に形成された酸化膜層５１ａ，５１ｂとを備える。
【0059】
入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７は、基板４５の酸化膜層５１ａを間に挟んでＳＯＩ５０と対向している。この結果、入力側アルミ配線４６－出力側アルミ配線４７間には、基板４５を経由するクロストーク回路５３が生成される。クロストーク回路５３は、コンデンサ５４ａ、抵抗５５及びコンデンサ５４ｂの直列回路から構成される。クロストーク回路５３において、入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７の直下の酸化膜層５１ａの箇所は、コンデンサ５４ａ，５４ｂとして作用し、ＳＯＩ５０は、抵抗５５として作用する。
【0060】
コンデンサ５４ａ，５４ｂの容量は、入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７のライン幅Ｗに比例する。また、抵抗５５で消費される電力は、入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７を流れる電流Ｉｃｔに比例する。クロストークを減少させるためには、可及的にライン幅Ｗを小さくすることが望ましい。
【0061】
図３Ｂのように、傾斜面３２における配線２５の断線を防止するために、配線２５の長さ全体にわたり、配線２５のライン幅を一律に幅広にすることは、傾斜面３２における断線対策としては優れるが、クロストークを増大させてしまう。逆に一律に幅狭にすることは、クロストーク対策には優れるが、断線が生じ易くしてしまう。また、図３Ｃのように、基板４５をアース線４２で電圧＝０Ｖにすることは、ＭＥＭＳデバイス４４の構造を複雑にし、コストを増大させる。
【0062】
次の（表１）は、入力側アルミ配線４６の信号の周波数、並びに入力側アルミ配線４６及び出力側アルミ配線４７のライン幅Ｗと、クロストーク量との関係を示している。クロストーク量は、入力側アルミ配線４６ａの信号電力÷入力側アルミ配線４６ｂの信号電力とする。
【0063】
【表1】
【0064】
上記（表１）より、２００００Ｈｚにおけるクロストーク量をー２０ｄＢ以下に抑えるのであれば、ライン幅Ｗ≦１０μｍにする必要があることが理解される。
【0065】
（製造方法）
図５Ａ及び図５Ｂは、光偏向器１０の製造方法の概略説明図である。該製造方法では、工程がＳＴＥＰの番号順に実施される。図５Ａ及び図５Ｂの各断面図は、例えば、図２の傾斜面３２の範囲の断面となっている。
図５Ａ及び図５Ｂは、光偏向器１０の製造方法の概略説明図である。該製造方法では、工程がＳＴＥＰの番号順に実施される。図５Ａ及び図５Ｂの各断面図は、例えば、図２の傾斜面３２の範囲の断面となっている。
【0066】
ＳＴＥＰ１では、多層板５８が用意される。多層板５８は、基板４５と、基板４５の表面に積層される積層部５７とを備える。多層板５８は、本発明の基板部に相当する。積層部５７は、下から順に下側電極層５９、圧電膜層６０及び上側電極層６１を備える。圧電膜層６０の材料は、例えばＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）である。
【0067】
ＳＴＥＰ２では、エッチングにより下側表面２９、上側表面３０及び傾斜面３２が形成される。傾斜面３２は、下側表面２９と上側表面３０との間の段差を構成する。
【0068】
ＳＴＥＰ３では、多層板５８の表面側に層間絶縁膜６３と金属膜としてのアルミ膜層６５とを順番に成膜する。
【0069】
ＳＴＥＰ４では、ポジ型のフォトレジスト６６が、アルミ膜層６５の上に成膜される。フォトレジスト６６の表面は、同一の高さに揃えられる。
【0070】
ＳＴＥＰ５では、フォトマスク６９が、多層板５８の表面に対して平行に多層板５８に対向してアライメントされる。そして、フォトマスク６９の露光パターン７０を介して多層板５８の表面をＵＶ光（紫外光）７１で露光する。また、露光パターン７０は、配線２５の形成に必要な遮光及び露光のパターニングを備える。該パターニングには、配線２５のライン幅を決めるパターニング線が含まれる。
【0071】
ＳＴＥＰ６では、フォトレジスト６６を現像する。これにより、フォトレジスト６６のうちＳＴＥＰ５で露光された領域は除去され、露光されなかった領域はエッチングマスクとなる。ＳＴＥＰ６では、さらに、このエッチングマスクを用いて、多層板５８の表面側からアルミ膜層６５をエッチングする。この結果、配線２５が、傾斜面３２を通って、下側表面２９－上側表面３０間に形成される。
【0072】
図５ＢのＳＴＥＰ６ｂは、従来技術のＳＴＥＰ６の現像後のエッチングマスク６７（現像後のフォトレジスト６６）の問題点を指摘している。ＳＴＥＰ６ｂの図は、断面図ではなく、平面図である。また、参考のために、散乱光７５もＳＴＥＰ５における図示している。
【0073】
発明者の知見では、ＳＴＥＰ５において、ＵＶ光７１が傾斜面３２で反射し、散乱光７５となって周囲に発散し、一部の散乱光７５は、本来は遮光しなければならない配線２５の直上のフォトレジスト６６を露光してしまう。この結果、上側表面３０の傾斜面３２側の配線２５の相当部分のエッチングマスク６７に極端に細い狭窄部７４が形成されてしまう。該狭窄部７４は、その後のアルミ膜層６５のエッチングにおいて、図３Ｂの切断部４１の発生原因になる。
【0074】
このような散乱光７５の対処方法を以下に説明する。なお、ＳＴＥＰ６ｂの平面図において、Ａ６ａ－Ａ６ａ線は、ＳＴＥＰ６の断面の位置を示している。また、Ａ６ｂ－Ａ６ｂ線は、次の図６Ａの断面の位置を示している。Ｕ１，Ｕ２については、図６Ｂで説明する。
【0075】
（散乱光対策）
図６Ａは、多層板５８の断面における散乱光７５の到達範囲の解析図である。図６Ａは、図５ＢのＡ６ｂ－Ａ６ｂ断面でもある。図６Ａでは、エッチングマスク６７は、多層板５８の表面全体を覆っている。
図６Ａは、多層板５８の断面における散乱光７５の到達範囲の解析図である。図６Ａは、図５ＢのＡ６ｂ－Ａ６ｂ断面でもある。図６Ａでは、エッチングマスク６７は、多層板５８の表面全体を覆っている。
【0076】
図６Ａにおいて、各記号の定義は、次のとおりである。なお、Ｌａ１～Ｌａ４は、該断面における水平方向（横方向）の長さであり、Ｌｓは、該断面における垂直方向（縦方向）の長さである。
【0077】
Ｒｌ：散乱光７５が所定強度以上で到達できる距離。なお、Ｒｌの起点は、傾斜面３２の下端である。
Ｃｕ：傾斜面３２の上方向延長線
Ｌｓ：傾斜面３２の段差
Ｌａ１：Ｒｌの範囲内にあって、傾斜面３２の上端より上側表面３０側の長さ。Ｌａ１は、後述の設定値Ｌａ４を含めて設定ざれる。
Ｌａ２：傾斜面３２の長さ
Ｌａ３：＝Ｒｌ
Ｌａ４：パターニングにおける配線２５のライン方向のパターニングにおける配線２５のライン方向のアライメントのずれとして予め設定してある設定値。
Ｌｓ：垂直方向の傾斜面３２の長さ（段差）
Ｃｕ：傾斜面３２の上方向延長線
Ｌｓ：傾斜面３２の段差
Ｌａ１：Ｒｌの範囲内にあって、傾斜面３２の上端より上側表面３０側の長さ。Ｌａ１は、後述の設定値Ｌａ４を含めて設定ざれる。
Ｌａ２：傾斜面３２の長さ
Ｌａ３：＝Ｒｌ
Ｌａ４：パターニングにおける配線２５のライン方向のパターニングにおける配線２５のライン方向のアライメントのずれとして予め設定してある設定値。
Ｌｓ：垂直方向の傾斜面３２の長さ（段差）
【0078】
次の（式１）が成り立つ。
散乱光７５の強度＝Ｌａ２÷２・π・Ｒｌ・・・（式１）
散乱光７５の強度＝Ｌａ２÷２・π・Ｒｌ・・・（式１）
【0079】
Ｒｌを、ＵＶ光７１の強度に対してー２０ｄＢ（＝０．１）の散乱光７５の到達距離とすると、（式１）は、次の（式２）のようになる。
Ｒｌ＝Ｌａ２÷２・π÷０．１＝Ｌａ２×１．６・・・（式２）
Ｒｌ＝Ｌａ２÷２・π÷０．１＝Ｌａ２×１．６・・・（式２）
【0080】
傾斜面３２の傾斜角を４５～６０°とすると、Ｌａ２≒Ｌｓである。換言すると、散乱光７５に因る下側表面２９上の配線２５のライン幅の縮小にも関わらず、該ライン幅を標準値Ｗｓ以上に確保するためのエッチングマスク６７を形成するためには、境界線３８ａは、配線２５の延在方向に傾斜面３２の下端から下側表面２９の方へ配線２５に沿って１．６・Ｌｓ（＝Ｌａ３）以上離れた箇所に設定する必要がある。
【0081】
望ましくは、パターニングにおける配線２５のライン方向のアライメントのずれを考慮して、境界線３８ａは、配線２５のライン方向に傾斜面３２の下端から１．６・Ｌｓ（＝Ｌａ３）の長さとＬａ４との和の長さ以上離れた箇所に設定する必要がある。
【0082】
図６Ｂは、傾斜面３２に因る配線２５の幅方向の散乱光７５の到達範囲を説明する平面図である。図６Ｂにおいて、各記号の定義は、次のとおりである。
Ｕ１：傾斜面３２におけるエッチングマスク６７の一側の側縁を通る直線
７８：Ｕ１と境界線３８ｂとの交点
Ｒｗ：交点７８からの散乱光７５が所定強度以上で到達できる距離。
Ｕ２：境界線３８ｂ上で交点７８からＲｗ、内側の位置
Ｕ１：傾斜面３２におけるエッチングマスク６７の一側の側縁を通る直線
７８：Ｕ１と境界線３８ｂとの交点
Ｒｗ：交点７８からの散乱光７５が所定強度以上で到達できる距離。
Ｕ２：境界線３８ｂ上で交点７８からＲｗ、内側の位置
【0083】
次の（式３）が成り立つ。
散乱光７５の強度＝Ｌａ２２÷４・π・Ｒｗ２・・・（式３）
散乱光７５の強度＝Ｌａ２２÷４・π・Ｒｗ２・・・（式３）
【0084】
Ｒｗを、ＵＶ光７１の強度に対してー２０ｄＢ（＝０．１）の散乱光７５の到達距離とすると、（式３）は、次の（式４）のように変換される。
Ｒｗ＝√（（Ｌａ）２÷４・π÷０．１）＝Ｌａ２×０．６・・・（式４）
Ｒｗ＝√（（Ｌａ）２÷４・π÷０．１）＝Ｌａ２×０．６・・・（式４）
【0085】
傾斜面３２の傾斜角を４５～６０°とすると、Ｌａ２≒Ｌｓである。換言すると、散乱光７５に因る境界線３８ａ－境界線３８ｂ間のエッチングマスク６７のライン幅の減少にも関わらず下側表面２９上の配線２５のライン幅を標準値Ｗｓ以上にするためには、Ｕ１は、Ｕ２より境界線３８ｂに沿って外側に０．６・Ｌｓ（＝Ｌａ３）以上離れた箇所に設定する必要がある。
【0086】
さらに、パターニングにおける配線２５のライン幅方向のアライメントのずれを考慮すると、散乱光７５に因る境界線３８ａ－境界線３８ｂ間のエッチングマスク６７の幅の減少にも関わらず下側表面２９上の配線２５のライン幅を標準値Ｗｓ以上にするためには、Ｕ１は、Ｕ２より境界線３８ｂに沿って外側に０．６・Ｌｓ（＝Ｌａ３）とパターニングにおける配線２５のライン幅方向のアライメントのずれとして予め設定してある設定値（該ライン幅方向の設定値は、前述のライン方向の設定値Ｌａ４に等しくしてもよい。）との和の長さ以上離れた箇所に設定する必要がある。
【0087】
（別の実施形態）
図７は、傾斜面３２の電子顕微鏡写真である。傾斜面３２は、圧電膜層６０が露出するので、平面ではなく、圧電膜層６０のＰＺＴの各結晶の半円柱状の面である半円柱状側面８２が露出する。そして、傾斜面３２は、下側表面２９との境界線の延在方向に（傾斜面３２の長手方向に）配列された複数の半円柱状側面８２を有している。
図７は、傾斜面３２の電子顕微鏡写真である。傾斜面３２は、圧電膜層６０が露出するので、平面ではなく、圧電膜層６０のＰＺＴの各結晶の半円柱状の面である半円柱状側面８２が露出する。そして、傾斜面３２は、下側表面２９との境界線の延在方向に（傾斜面３２の長手方向に）配列された複数の半円柱状側面８２を有している。
【0088】
半円柱状側面８２に露出している半円柱状側面８２は、圧電膜層６０のＰＺＴの結晶として同一寸法で同一形状の側面となっている。半円柱状側面８２は、ＳＴＥＰ５においての露光工程における、半円柱状側面８２からの散乱光７５の集光位置が、エッチングマスク６７の段差マスク部の下側延在マスク部の側縁に位置する形状を有する。散乱光７５の集光位置を利用して、配線２５の段差線部３６の剥がれの防止に役立つくびれ部８５（図８）を下側延在部３６ａに形成することが可能である。
【0089】
図８は、半円柱状側面８２からの散乱光７５により生成されたくびれ部８５を有する配線構造を示す図である。
【0090】
半円柱状側面８２からの散乱光７５は、配線２５の段差線部３６の下側延在部３６ａの側縁の特定の部位に集光する。この結果、図８に図示するように、該箇所に溝８６が形成される。そして、幅方向の両側の溝８６の間は、くびれ部８５となって、ライン幅が減少する。くびれ部８５及び溝８６の意義について、次に説明する。
【0091】
図９Ａは、所定の試作品において散乱光７５により配線２５にくびれ部８５が実際に形成されることを調べたときの電子顕微鏡写真である。該試作品では残存の線幅５μｍを目標にして、線幅４０μｍのアルミニウムの配線２５を作成した。図９Ａからくびれ部８５が形成されていることが確認できた。
【0092】
図９Ｂは、多層板５８において図９Ａのくびれ部８５の箇所に対応する部分の断面図である。該断面図は、前述の図５ＢのＳＴＥＰ６の後、エッチングマスク６７を除去し、さらに、その後、表面を絶縁膜９１で被覆する工程があり、該工程における断面図に相当する。
【0093】
図９Ｂにおいて、くびれ部８５の両側の溝８６には、絶縁膜９１が入り込んでいる。絶縁膜９１は、配線２５の表面を被覆するとともに、溝８６に入り込んで、配線２５の側縁に固着し、絶縁膜９１は、配線２５を下側表面２９に強固に固着させる。この結果、光偏向器１０の稼働時に圧電膜層６０が動作した場合においても、配線２５が下側表面２９の表面から剥がれるのが防止される。これにより、光偏向器１０の信頼性が高まる。また、くびれ部８５の分だけアルミ配線の面積が減るため、クロストークの改善にも寄与する。
【0094】
（変形例及び補足説明）
本発明の第１工程及び第２工程は、実施形態のＳＴＥＰ３及びＳＴＥＰ４にそれぞれ対応する。本発明の第３工程は、実施形態のＳＴＥＰ５とＳＴＥＰ６の前半とに対応する。本発明の第４工程は、実施形態のＳＴＥＰ６の後半に対応する。
本発明の第１工程及び第２工程は、実施形態のＳＴＥＰ３及びＳＴＥＰ４にそれぞれ対応する。本発明の第３工程は、実施形態のＳＴＥＰ５とＳＴＥＰ６の前半とに対応する。本発明の第４工程は、実施形態のＳＴＥＰ６の後半に対応する。
【0095】
本発明の金属膜は、実施形態のアルミ膜層６５に対応する。本発明の金属膜の材料は、アルミニウムに限定されない。アルミニウムにＣｕやＮｄなどの他金属を６％未満で含有する他金属であってもよい。
【0096】
図５Ａ等の実施形態において、酸化膜層５１ａの膜厚は、３００ｎｍ以上で、望ましくは１０００ｎｍである。配線２５の膜厚は、５００ｎｍが望ましい。また、配線２５の膜厚が５００ｎｍである場合、配線太さ（径）は電流量１μＡ当たり１μｍ以上であることが望ましい。配線２５のライン幅は、電極パッド２０μｍ以下であることが好ましい。
【0097】
本発明の製造方法が適用される製造方法は、実施形態の光偏向器１０に限定されない。該製造方法は、ＭＥＭＳデバイスの圧電膜層の有無に関係なく、適用可能になっている。
【0098】
実施形態では、段差線部３６は、上側延在部３６ｃを備えている。本発明はでは、段差線部は、上側延在部３６ｃを備えていなくてもよい。
【0099】
実施形態の製造方法で製造される光偏向器１０は、配線２５のライン幅Ｗは、全長にわたり幅広の拡大値Ｗｂとされることなく、下側表面２９及びその近辺の延在部分のみが拡大値Ｗｂとなる。したがって、図３Ｄに図示したアース線４２を省略して、クロストークを抑制することができる。
【0100】
実施形態では、フォトリソグラフィでの露光用光は、ＵＶ光７１が使用されている。本発明では、ＵＶ光７１に代えて他の露光用光を使用してもよい。
【符号の説明】
【0101】
１０・・・光偏向器（ＭＥＭＳデバイス）、２５・・・配線、２９・・・下側表面、３０・・・上側表面、３２・・・傾斜面、３５・・・下側表面線部、３６・・・段差線部、３６ａ・・・下側延在部、３６ｂ・・・傾斜延在部、３６ｃ・・・上側延在部、３７・・・上側表面線部、５７・・・積層部、５８・・・多層板、５９・・・下側電極層、６０・・・圧電膜層、６１・・・上側電極層、６５・・・アルミ膜層、６６・・・フォトレジスト、６７・・・エッチングマスク、６９・・・フォトマスク、７１・・・ＵＶ光、７５・・・散乱光、８２・・・半円柱状側面、８５・・・くびれ部、８６・・・溝。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
