JP2009083018A - マイクロ構造体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板から離隔して空隙を介して基板に対向する離隔対向部位を、基板上の犠牲層形成領域の凹凸態様に拘らず、所定の形状で形成するのに適したマイクロ構造体製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のマイクロ構造体製造方法は、例えば、複数の金属犠牲層３３，３５からなる積層構造を有する金属犠牲部をめっき法により基板１０’上に形成する工程と、金属犠牲部上に広がって基板１０’から離隔する部位を有し且つ基板１０’に支持される構造部１４を形成する工程と、金属犠牲部を除去する工程とを含む。
【選択図】図９

Description

本発明は、マイクロマシニング技術により形成される微小な構造を有するマイクロ構造体の製造方法に関し、特に、基板から離隔した部位を有する構造部を伴うマイクロ構造体の製造方法に関する。

近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により形成される微小構造を有するマイクロ構造体の応用化が図られている。そのようなマイクロ構造体としては、例えば、可動キャパシタ電極を可動部として有する可変キャパシタ素子や、所定の可動部を有するスイッチング素子を挙げることができる。これらマイクロ構造体の有する可動部は、一般に、基板から離隔して空隙を介して基板に対向する部位（離隔対向部位）を有し且つ基板に支持されている。可動部を伴うマイクロ構造体については、例えば、下記の特許文献１，２に記載されている。

特開２００１−３４７５００号公報 特開２００６−１２８９１２号公報

可動部を伴うマイクロ構造体の従来の形成過程においては、例えば、基板上に単層の膜体として犠牲層を形成する工程と、当該犠牲層上に広がって基板から離隔する部位を有し且つ基板に支持される構造部（可動部）を形成する工程と、犠牲層をエッチング除去する工程とが含まれる。犠牲層としては、酸化シリコン膜や、ＰＳＧ膜、樹脂膜が採用されることが多い。酸化シリコン犠牲層およびＰＳＧ犠牲層は、ＣＶＤ法やスパッタリング法によって形成される。樹脂犠牲層は、スピンコーティング法を経て形成される。

しかしながら、酸化シリコン膜による犠牲層およびＰＳＧ膜による犠牲層は、下地面の凹凸形状に追随した形状でコンフォーマルに形成されるので、基板上の犠牲層形成領域に例えば配線パターンが設けられているために凹凸が存在する場合、この配線パターンを覆うようにして形成された酸化シリコン犠牲層およびＰＳＧ犠牲層の成長端側表面には、配線パターンの存在に起因して凹凸が生じてしまう。このような凹凸が生じると、当該犠牲層上に更に積層形成されるべき上述の離隔対向部位を有する構造部を適切に形成できない場合がある。加えて、酸化シリコン犠牲層およびＰＳＧ犠牲層は、厚膜化が困難な傾向にある。酸化シリコン膜およびＰＳＧ膜の成長に長時間を要するからであり、また、酸化シリコン膜およびＰＳＧ膜の内部応力が大きいからである。上述の可動部ないし構造部の設計寸法に応じて、犠牲層を充分に厚く形成しなければならない場合がある。

樹脂膜による犠牲層は、基板上の犠牲層形成領域に例えば配線パターンが設けられているために凹凸が存在する場合であっても、成長端側表面は平坦となる。しかしながら、樹脂犠牲層は比較的柔らかいので、上述の離隔対向部位を内部応力の大きな材料によって樹脂犠牲層上に形成すると、樹脂犠牲層が当該離隔対向部位の内部応力に抗することができずに変形し、その結果、当該離隔対向部位は不当に変形して形成される場合がある。

また、従来の手法により形成される犠牲層の表面は、平坦であるか、或は、基板上の犠牲層形成領域の凹凸形状の存在に起因して凹凸が生じるか、であった。すなわち、従来の犠牲層形成手法によると、犠牲層表面において凹凸形状を積極的に精度よく形成するのは困難であった。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであり、基板から離隔して空隙を介して基板に対向する離隔対向部位を、基板上の犠牲層形成領域の凹凸態様に拘らず、所定の形状で形成するのに適したマイクロ構造体製造方法を提供することを、目的とする。

本発明の第１の側面により提供されるマイクロ構造体製造方法は、めっき法により、基板上に第１の金属犠牲層を形成する工程と、めっき法により、第１の金属犠牲層の上位に第２の金属犠牲層を形成する工程と、第２の金属犠牲層上に広がって基板から離隔する部位を有し且つ基板に支持される構造部を形成する工程と、第１および第２の金属犠牲層（金属犠牲部）を除去する除去工程とを含む。この除去工程を経ることによって、基板から離隔して空隙を介して基板に対向する離隔対向部位が形成されることとなる。

基板上の犠牲層形成領域に例えば配線パターンが設けられているために凹凸が存在する場合、本方法によると、まず、めっき法により、当該凹凸形状の凹部を充填するように第１の金属犠牲層を形成することが可能である。このような第１の金属犠牲層の形成により、第２の金属犠牲層の下地面が平坦化されることとなる。そして、当該第１の金属犠牲層の上位に第２の金属犠牲層を一様の厚さの膜体として形成すると、当該第２の金属犠牲層の成長端側表面は平坦となる。このような第２の金属犠牲層形成手法に代えて、第１の金属犠牲層の上位に第２の金属犠牲層を所定のパターンで形成すると、第１および第２の金属犠牲層からなる金属犠牲部の表面は、所定の凹凸形状を有することとなる。このようにして、本方法によると、基板上の犠牲層形成領域に例えば配線パターンが設けられているために凹凸が存在する場合において、金属犠牲部の表面を平坦とすることも可能であり、また、金属犠牲部の表面に所定の凹凸形状を形成することも可能である。表面が平坦な金属犠牲部の上には、平坦な離隔対向部位を形成することができる。表面に所定の凹凸形状を有する金属犠牲部の上には、当該凹凸形状に対応する凹凸形状を少なくとも基板側に伴う離隔対向部位を形成することができる。

一方、基板上の犠牲層形成領域が平坦である場合、本方法によると、まず、めっき法により、第１の金属犠牲層を一様の厚さの膜体として形成することが可能である。次に、当該第１の金属犠牲層の上位に第２の金属犠牲層を所定のパターンで形成すると、第１および第２の金属犠牲層からなる金属犠牲部の表面は、所定の凹凸形状を有することとなる。このようにして、本方法によると、基板上の犠牲層形成領域が平坦である場合において、金属犠牲部の表面に所定の凹凸形状を形成することが可能である。表面に所定の凹凸形状を有する金属犠牲部の上には、当該凹凸形状に対応する凹凸形状を少なくとも基板側に伴う離隔対向部位を形成することができる。

また、本方法において形成される金属犠牲層は、材料成長速度の速いめっき法によって形成されるものである。そのため、本方法における金属犠牲層ないし金属犠牲部については、厚膜化を図りやすい。

加えて、本方法によって形成される金属犠牲層ないし金属犠牲部は金属よりなるため、充分に堅い。そのため、金属犠牲部上に積層形成される離隔対向部位が不当に変形することは抑制される。

以上のように、本発明の第１の側面に係る方法は、基板上の犠牲層形成領域の凹凸態様に拘らず、基板から離隔して空隙を介して基板に対向する離隔対向部位を所定の形状で形成するのに適するのである。

本発明の第２の側面により提供されるマイクロ構造体製造方法は、複数の金属犠牲層からなる積層構造を有する金属犠牲部をめっき法により基板上に形成する工程と、金属犠牲部上に広がって基板から離隔する部位を有し且つ基板に支持される構造部を形成する工程と、金属犠牲部を除去する除去工程とを含む。

基板上の犠牲層形成領域に例えば配線パターンが設けられているために凹凸が存在する場合、本方法によると、まず、めっき法により、当該凹凸形状の凹部を充填するように一段目の金属犠牲層を形成することが可能である。このような金属犠牲層の形成により、二段目の金属犠牲層の下地面が平坦化されることとなる。そして、一段目金属犠牲層の上位に所定数の金属犠牲層を各々一様の厚さの膜体として形成すると、最上段の金属犠牲層の成長端側表面は平坦となる。一様の厚さの膜体として最上段の金属犠牲層を形成するのに代えて、最上段の金属犠牲層を所定のパターンで形成すると、当該複数の金属犠牲層からなる金属犠牲部の表面は、所定の凹凸形状を有することとなる。このようにして、本方法によると、基板上の犠牲層形成領域に例えば配線パターンが設けられているために凹凸が存在する場合において、金属犠牲部の表面を平坦とすることも可能であり、また、金属犠牲部の表面に所定の凹凸形状を形成することも可能である。表面が平坦な金属犠牲部の上には、平坦な離隔対向部位を形成することができる。表面に所定の凹凸形状を有する金属犠牲部の上には、当該凹凸形状に対応する凹凸形状を少なくとも基板側に伴う離隔対向部位を形成することができる。

一方、基板上の犠牲層形成領域が平坦である場合、本方法によると、まず、めっき法により、一段目の金属犠牲層を一様の厚さの膜体として形成することが可能である。次に、当該一段目金属犠牲層の上位に所定数の金属犠牲層を各々一様の厚さの膜体として形成する。次に、最上段の金属犠牲層を所定のパターンで形成すると、当該複数の金属犠牲層からなる金属犠牲部の表面は、所定の凹凸形状を有することとなる。このようにして、本方法によると、基板上の犠牲層形成領域が平坦である場合において、金属犠牲部の表面に所定の凹凸形状を形成することが可能である。表面に所定の凹凸形状を有する金属犠牲部の上には、当該凹凸形状に対応する凹凸形状を少なくとも基板側に伴う離隔対向部位を形成することができる。

また、本方法において形成される金属犠牲層は、材料成長速度の速いめっき法によって形成されるものである。そのため、本方法における金属犠牲層ないし金属犠牲部については、厚膜化を図りやすい。

加えて、本方法によって形成される金属犠牲層ないし金属犠牲部は金属よりなるため、充分に堅い。そのため、金属犠牲部上に積層形成される離隔対向部位が不当に変形することは抑制される。

以上のように、本発明の第２の側面に係る方法は、基板上の犠牲層形成領域の凹凸態様に拘らず、基板から離隔して空隙を介して基板に対向する離隔対向部位を所定の形状で形成するのに適するのである。

本発明の第１および第２の側面において、好ましくは、金属犠牲層は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、およびＰｔからなる群より選択される金属または当該金属を含む合金よりなる。

好ましくは、めっき法は、電気めっき法および／または無電解めっき法である。電気めっき法ではＣｕまたはＮｉを堆積成長させるのが好ましい。無電解めっき法では、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、またはＡｕを堆積成長させるのが好ましい。

金属犠牲層がＣｕまたはＣｕ合金よりなる場合、除去工程では、アンモニア銅錯塩を含むエッチング液を金属犠牲層に作用させるのが好ましい。この場合、エッチング液は、アンモニア銅錯塩、塩化アンモニウム、およびアンモニアを含む水溶液であるのが好ましい。このようなエッチング液は、Ｃｕ犠牲層またはＣｕ合金犠牲層に対するエッチング速度が高く、他材料に対する侵食性が低く、粘性が低いために基板と離隔対向部位との間への浸透性が高い、という特長がある。

図１から図３は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ構造体Ｘ１を表す。図１は、マイクロ構造体Ｘ１の平面図である。図２および図３は、図１の線II−IIおよび線III−IIIに沿った拡大断面図である。

マイクロ構造体Ｘ１は、可変フィルタ素子として構成されている。具体的には、マイクロ構造体Ｘ１は、基板１０と、信号線１１と、二本のグラウンド線１２と、四本のシャントインダクタ１３と、五つの可動キャパシタ電極１４と、二つの駆動電極１５と、二つの電極パッド１６とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する、周波数可変の共振器フィルタとして構成されている。図４は、共振器フィルタたるマイクロ構造体Ｘ１のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図である。

基板１０は石英またはガラスよりなる。信号線１１、グラウンド線１２、シャントインダクタ１３、可動キャパシタ電極１４、駆動電極１５、および電極パッド１６は、基板１０上に設けられている。

信号線１１は、その両端に端子部１１ａ（入射端）および端子部１１ｂ（出射端）を有して当該端子部１１ａ，１１ｂ間を電気信号が通過する導体パターンであり、高周波フィルタたる本素子においてインダクタ成分を含む。端子部１１ａ，１１ｂを介して、本素子は図外の回路ないし他の素子と接続されることとなる。このような信号線１１は、インピーダンスが例えば５０Ωの分布定数線路であり、例えばＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｗ，Ｍｏなどの低抵抗金属よりなる。信号線１１の厚さは例えば０．５〜２０μｍである。このような信号線１１上には、図２および図３に示すように、誘電体ドット１７が設けられている。誘電体ドット１７は、例えばＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＳｉｘＮｙ，ＳｉＯＣなどの誘電体材料よりなり、信号線１１と可動キャパシタ電極１４とが短絡することを防止するのに資するとともに、信号線１１および可動キャパシタ電極１４により構成されるキャパシタの静電容量を増大するのに資する。当該静電容量の増大は、本素子について広い周波数可変域を確保するうえで好ましい。

各グラウンド線１２は、信号線１１に沿って延び且つグラウンド接続されている導体パターンである。このようなグラウンド線１２は、信号線１１と協働して、容量固定キャパシタを構成する。また、信号線１１および各グラウンド線１２は、シャントインダクタ１３を介して接続されている。グラウンド線１２およびシャントインダクタ１３は、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇなどの低抵抗金属よりなる。グラウンド線１２およびシャントインダクタ１３の厚さは例えば０．５〜２０μｍである。

各可動キャパシタ電極１４は、図２に示すように、グラウンド線１２間を架橋する（従ってグラウンド接続されている）。可動キャパシタ電極１４は、グラウンド線１２間において、基板１０から離隔して空隙を介して基板１０に対向する離隔対向部位１４Ａを有し、且つ、離隔対向部位１４Ａの一部として信号線１１に対向する厚肉部１４ａを有する。このような可動キャパシタ電極１４の両端部の、グラウンド線１２に対する充分な接合を確保するため、アンカー部１８が設けられている。具体的には、可動キャパシタ電極１４の各端部は、図外で部分的にグラウンド線１２に対して接合しているアンカー部１８とグラウンド線１２とに挟まれている。このような可動キャパシタ電極１４は、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌなどの低抵抗金属よりなり、上述の信号線１１と協働して容量可変キャパシタを構成する。上述の信号線１１と可動キャパシタ電極１４の間のギャップＧ１は、例えば０．１〜１０μｍである。

各駆動電極１５は、可動キャパシタ電極１４との間に静電引力を発生させて可動キャパシタ電極１４を変位させるためのものであり、信号線１１およびグラウンド線１２の間に配されて可動キャパシタ電極１４の一部に対向する。駆動電極１５は、所定の金属薄膜（高周波信号の漏れ防止の観点から比較的高抵抗のＳｉＣｒ薄膜が望ましい）よりなる。上述の可動キャパシタ電極１４と駆動電極１５との間においていわゆるプルイン現象が生ずるのを回避すべく、可動キャパシタ電極１４と駆動電極１５の間のギャップＧ２は、上述のギャップＧ１の３倍以上に設定される。

各電極パッド１６は、駆動電圧印加用の端子であり、グラウンド線１２とは空隙を介して分離されている。電極パッド１６および駆動電極１５は、図２に示すように基板１０およびグラウンド線１２の間を通過する配線１９よって接続されている。配線１９とグラウンド線１２は、これらの間に介在する絶縁膜２０によって電気的に分離されている。絶縁膜２０は例えばＳｉＯ₂よりなる。

以上のような構造を有するマイクロ構造体Ｘ１のなす可変キャパシタ素子は、図４に示すような、Ｋ₀₁インバータと、Ｋ₁₂インバータと、これらの間に配された共振回路部Ｒとからなる等価回路図で表すことができる。Ｋ₀₁インバータは、端子部１１ａ（入射端）側にて信号線１１に接続する一対のシャントインダクタ１３により構成される。Ｋ₁₂インバータは、端子部１１ｂ（出射端）側にて信号線１１に接続する一対のシャントインダクタ１３により構成される。共振回路部Ｒは、インダクタＬ（共振回路部Ｒ全体におけるインダクタ成分）および容量可変のキャパシタＣ（共振回路部Ｒ全体におけるキャパシタ成分）を含み、主に、基板１０と、信号線１１と、グラウンド線１２とから構成される。キャパシタＣは、基板１０上に形成された信号線１１およびグラウンド線１２により構成される上述の容量固定キャパシタと、信号線１１（不動キャパシタ電極）および可動キャパシタ電極１４により構成される上述の容量可変キャパシタとからなる。

このような可変キャパシタ素子たるマイクロ構造体Ｘ１において、図１に示す空間的長さＬは、図４に示す共振回路部Ｒの伝送路長（即ち、両インバータ間の伝送路長）が例えばλ／２（λ：抽出目的の特定高周波の、分布定数線路における波長）の整数倍となるように、設定されている。このような構成において、可変キャパシタ素子たるマイクロ構造体Ｘ１では、例えば端子部１１ａから入力された混合電気信号がフィルタリングされ、特定高周波数帯域の電気信号が抽出されて端子部１１ｂから出力される。

また、図４の等価回路図においては、共振回路部ＲがＫ₀₁インバータおよびＫ₁₂インバータの間に配されているところ、このような構成によると、入射端（Ｋ₀₁インバータ側端子）から電磁波ないし高周波電気信号を反射なく共振回路部Ｒに入射させ、また、出射端（Ｋ₁₂インバータ側端子）へと伝搬する電磁波を当該出射端から反射なく出射させることができる。Ｋ₀₁インバータは特性インピーダンスＫ₀₁を有し、Ｋ₁₂インバータは特性インピーダンスＫ₁₂を有し、各々、所定周波数帯域において長さλ／４の分布定数線路として機能するものである。

可変キャパシタ素子たるマイクロ構造体Ｘ１においては、駆動電極１５と可動キャパシタ電極１４の間に所定電圧（駆動電圧）を印加することによって、図４に示すキャパシタＣの静電容量を変化させることができる。駆動電極１５への電位の付与は、電極パッド１６および配線１９を介して実現することができる。駆動電極１５と可動キャパシタ電極１４の間に駆動電圧を印加すると、両電極間に所定の静電引力が発生し、可動キャパシタ電極１４が駆動電極１５側へ所定量引き込まれ、その結果、信号線１１と可動キャパシタ電極１４の間のギャップＧ１が小さくなる。ギャップＧ１が小さくなると、キャパシタＣの静電容量が増大し、可変キャパシタ素子たるマイクロ構造体Ｘ１の全体の伝送路長が等価的ないし実質的に増大し、通過が許容される周波数帯域が低周波側へシフトする。このような可変キャパシタ素子（マイクロ構造体Ｘ１）では、駆動電圧のオン・オフにより、図４に示すキャパシタＣの容量を有意に切り替えて、高周波領域における通過周波数帯域を適宜にスイッチング（例えば１８ＧＨｚと２２ＧＨｚの間のスイッチング）することが可能である。また、駆動電圧をアナログ的に制御することで、通過周波数帯域を連続的に変化させることも可能である。

図５から図９は、マイクロ構造体Ｘ１の製造方法を表す。図５から図９においては、マイクロ構造体Ｘ１の製造過程を断面の変化で表す。当該断面は、加工が施されるウエハにおける単一のマイクロ構造体形成区画の断面（図１の線V−Vに沿った断面）を含む。

マイクロ構造体Ｘ１の製造においては、まず、図５（ａ）に示すように、上述の駆動電極１５をウエハ１０’上に形成する。これとともに、本工程では、上述の配線１９をウエハ１０’上に形成する。例えば、スパッタリング法によって所定の金属材料をウエハ１０’上に成膜した後、所定のウェットエッチングまたはドライエッチングにより当該金属膜をパターニングすることによって、駆動電極１５および配線１９を形成することができる。本工程の後、上述の配線１９上に絶縁膜２０をパターン形成する。例えば、ＣＶＤ法によって少なくとも配線１９を覆うようにして所定の絶縁材料をウエハ１０’上に成膜した後、当該絶縁材膜をパターニングすることによって、配線１９を形成することができる。絶縁膜２０は、駆動電極１５を覆うように形成してもよい。

次に、図５（ｂ）に示すように、上述の信号線１１およびグラウンド線１２をウエハ１０’上に形成する。例えば、信号線１１およびグラウンド線１２に対応する開口部を有するレジストパターンをウエハ１０’上にパターン形成した後、めっき法（無電解めっき又は電気めっき）により当該開口部内に所定の金属材料を堆積成長させることによって、信号線１１およびグラウンド線１２を形成することができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、上述の誘電体ドット１７を信号線１１上に形成する。例えば、ウエハ１０’上において信号線１１、グラウンド線１２、および駆動電極１５を覆うようにして誘電体膜を形成した後、当該誘電体膜をパターンニングすることによって、誘電体ドット１７を形成することができる。

次に、図６（ａ）に示すように、ウエハ１０’上の全面にわたってシード層３１を形成する。シード層３１は、めっき法において金属材料が堆積成長するための基端となるものであって、例えば、Ｃｒ層およびその上のＣｕ層からなる。

次に、図６（ｂ）に示すようにレジストパターン３２を形成する。レジストパターン３２は、一段目金属犠牲層形成用の開口部３２ａを有する。具体的には、レジストパターン３２は、上述の複数の可動キャパシタ電極１４を形成する領域に対応する位置に開口部３２ａを有する。レジストパターン３２の形成においては、ウエハ１０’上にフォトレジストをスピンコーティングにより成膜し、当該フォトレジスト膜を所定温度でベーキングし、所定のマスクを利用して当該フォトレジストに対して露光を施し、所定の現像液を使用して当該フォトレジストを現像する（後出のレジストパターンも、このようなスピンコーティング、ベーキング、露光、および現像を経て形成される）。

次に、図６（ｃ）に示すように金属犠牲層３３を形成する。具体的には、レジストパターン３２の開口部３２ａ内にめっき法により金属材料を堆積成長させることによって、金属犠牲層３３を形成することができる。めっき法としては、電気めっき法または無電解めっき法を採用する。或は、途中まで電気めっき法を採用して途中から無電解めっき法を採用してもよいし、途中まで無電解めっき法を採用して途中から電気めっき法を採用してもよい。金属犠牲層３３は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、およびＰｔからなる群より選択される金属または当該金属を含む合金よりなる。電気めっき法を採用する場合、堆積成長させる金属材料はＣｕまたはＮｉであるのが好ましい。無電解めっき法を採用する場合、堆積成長させる金属材料は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、またはＡｕであるのが好ましい。本工程で形成される金属犠牲層３３の厚さは、例えば、信号線１１の厚さと同じであるのが好ましい。

次に、図７（ａ）に示すようにレジストパターン３２を除去する。所定の剥離液を作用させることによってレジストパターン３２を除去することができる。

次に、図７（ｂ）に示すようにレジストパターン３４を形成する。レジストパターン３４は、二段目金属犠牲層形成用の開口部３４ａを有する。

次に、図７（ｃ）に示すように金属犠牲層３５を形成する。具体的には、レジストパターン３４の開口部３４ａ内にめっき法により金属材料を堆積成長させることによって、金属犠牲層３５を形成することができる。めっき法としては、電気めっき法または無電解めっき法を採用する。或は、途中まで電気めっき法を採用して途中から無電解めっき法を採用してもよいし、途中まで無電解めっき法を採用して途中から電気めっき法を採用してもよい。金属犠牲層３５は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、およびＰｔからなる群より選択される金属または当該金属を含む合金よりなる。電気めっき法を採用する場合、堆積成長させる金属材料はＣｕまたはＮｉであるのが好ましい。無電解めっき法を採用する場合、堆積成長させる金属材料は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、またはＡｕであるのが好ましい。本工程で形成される金属犠牲層３５の厚さによって、信号線１１と上述の可動キャパシタ電極１４との間のギャップＧ１が規定される。また、金属犠牲層３３，３５の総厚さによって、駆動電極１５と可動キャパシタ電極１４との間のギャップＧ２が規定される。

次に、図８（ａ）に示すようにレジストパターン３４を除去する。本図以降の工程図では、図面の簡潔化の観点から、シード層３１を省略する。また、本工程では、シード層３１において外部に露出している箇所を除去してもよい。シード層３１の除去手法としては、イオンミリング法を採用することができる。

次に、図８（ｂ）に示すように、金属犠牲層３５およびグラウンド線１２を覆うようにしてウエハ１０’上に例えばスパッタリング法によってシートバネ層１４’を形成する。

次に、図８（ｃ）に示すようにレジストパターン３６を形成する。レジストパターン３６は、厚肉部１４ａ形成用の開口部３６ａおよびアンカー部１８形成用の開口部３６ｂを有する。

次に、図９（ａ）に示すように厚肉部１４ａおよびアンカー部１８を形成する。レジストパターン３６の開口部３６ａ，３６ｂ内にめっき法により金属材料を堆積成長させることによって、厚肉部１４ａおよびアンカー部１８を形成することができる。本工程では、シートバネ層１４’をめっき法用のシード層として利用することが可能である。

次に、図９（ｂ）に示すように、レジストパターン３６を除去した後、可動キャパシタ電極１４の上述の離隔対向部位１４Ａをシートバネ層１４’からパターン形成する。離隔対向部位１４Ａのパターン形成においては、シートバネ層１４’上に所定のレジストパターンを形成した後、例えばイオンミリング法によってシートバネ層１４’を所定の形状にパターニングする。

次に、図９（ｃ）に示すように金属犠牲層３３，３５を除去する。具体的には、金属犠牲層３３，３５を構成する金属材料種に応じた所定のエッチング液を作用させるウェットエッチングを行う。金属犠牲層３３，３５がＣｕまたはＣｕ合金よりなる場合、エッチング液は、アンモニア銅錯塩、塩化アンモニウム、およびアンモニアを含む水溶液であるのが好ましい。金属犠牲層３３，３５がＮｉまたはＮｉ合金よりなる場合、エッチング液としては、塩化鉄（III）水溶液を使用することができる。金属犠牲層３３，３５がＡｕまたはＡｕ合金よりなる場合、エッチング液としては、ヨウ化アンモニウム、ヨウ素、およびメタノールを含む水溶液を使用することができる。

この後、ウエハ１０’を切断して個片を得る。以上のようにして、図１に示すマイクロ構造体Ｘ１を製造することができる。本方法によると、多数のマイクロ構造体形成区画を有するウエハ１０’を用いることによって、マイクロ構造体Ｘ１を適切に大量生産することができる。

本方法においては、金属犠牲層３３，３５が形成されるより前に、ウエハ１０’上ないし基板１０上の犠牲層形成領域に信号線１１が設けられ、そのために犠牲層形成領域に凹凸が存在する。しかしながら、本方法によると、まず、図６（ｃ）に示すように、めっき法により、当該凹凸形状の凹部を充填するように金属犠牲層３３を形成することが可能である。このような金属犠牲層３３の形成により、金属犠牲層３５の下地面が平坦化されることとなる。そして、図７（ｃ）に示すように、金属犠牲層３３の上位に金属犠牲層３５を一様の厚さの膜体として形成することにより、金属犠牲層３５の成長端側表面は平坦となる。このようにして、本方法によると、基板１０上の犠牲層形成領域に凹凸が存在する場合においても、金属犠牲部（金属犠牲層３３，３５）の表面を平坦とすることが可能である（本実施形態では二層構造の金属犠牲部が採用されるが、本発明では三層以上の多層構造を有する金属犠牲部を採用してもよい）。したがって、本方法によると、表面が平坦な金属犠牲部の上において、少なくとも基板１０側が平坦な離隔対向部位１４Ａを形成することができる。

また、本方法において形成される金属犠牲層３３，３５は、材料成長速度の速いめっき法によって形成されるものである。そのため、本方法における金属犠牲層３３，３５ないし金属犠牲部については、厚膜化を図りやすい。

加えて、本方法によって形成される金属犠牲層３３，３５ないし金属犠牲部は金属よりなるため、充分に堅い。そのため、金属犠牲部上に積層形成される離隔対向部位１４Ａが不当に変形することは抑制される。

図１０および図１１は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロ構造体Ｘ２を表す。図１０は、マイクロ構造体Ｘ２の平面図である。図１１は、図１０の線XI−XIに沿った拡大断面図である。

マイクロ構造体Ｘ２は、基板１０と、信号線１１と、二本のグラウンド線１２と、四本のシャントインダクタ１３と、五つの可動キャパシタ電極２１と、二つの駆動電極１５と、二つの電極パッド１６とを備え、特定の高周波数帯域にある電磁波ないし電気信号の通過を許容する、周波数可変の共振器フィルタとして構成されている。マイクロ構造体Ｘ２は、可動キャパシタ電極１４に代えて可動キャパシタ電極２１を備える点において、第１の実施形態たる上述のマイクロ構造体Ｘ１と異なる。

可動キャパシタ電極２１は、図１１に示すように、グラウンド線１２間を架橋し、グラウンド線１２間において、基板１０から離隔して空隙を介して基板１０に対向する離隔対向部位２１Ａを有し、且つ、離隔対向部位２１Ａの一部として信号線１１に対向する厚肉部２１ａを有する。離隔対向部位２１Ａは、図１１に示すような凹凸形状２１ｂを有する。凹凸形状２１ｂにおける凹凸の程度や個数を変更することによって、可動キャパシタ電極２１ないし離隔対向部位２１Ａの弾性を調整することが可能である。また、可動キャパシタ電極２１の両端部は、グラウンド線１２とアンカー部１８に挟まれている。このような可動キャパシタ電極２１は、例えばＡｕ，Ｃｕ，Ａｌなどの低抵抗金属よりなり、信号線１１と協働して容量可変キャパシタを構成する。

以上のような構造を有するマイクロ構造体Ｘ２が構成する可変キャパシタ素子は、図４に示すような等価回路図で表すことができる。この等価回路図におけるキャパシタＣは、基板１０上に形成された信号線１１およびグラウンド線１２により構成される容量固定キャパシタと、信号線１１（不動キャパシタ電極）および可動キャパシタ電極２１により構成される上述の容量可変キャパシタとからなる。等価回路図の他の構成については、マイクロ構造体Ｘ１が構成する可変キャパシタ素子に関して上述したのと同様である。

可変キャパシタ素子たるマイクロ構造体Ｘ２においては、駆動電極１５と可動キャパシタ電極２１の間に所定電圧（駆動電圧）を印加することによって、図４に示すキャパシタＣの静電容量を変化させることができる。駆動電極１５への電位の付与は、電極パッド１６および配線１９を介して実現することができる。駆動電極１５と可動キャパシタ電極２１の間に駆動電圧を印加すると、両電極間に所定の静電引力が発生し、可動キャパシタ電極２１が駆動電極１５側へ所定量引き込まれ、その結果、信号線１１と可動キャパシタ電極２１の間のギャップＧ１が小さくなる。このギャップＧ１が小さくなると、キャパシタＣの静電容量が増大し、可変キャパシタ素子たるマイクロ構造体Ｘ２の全体の伝送路長が等価的ないし実質的に増大し、通過が許容される周波数帯域が低周波側へシフトする。このような可変キャパシタ素子（マイクロ構造体Ｘ２）では、駆動電圧のオン・オフにより、図４に示すキャパシタＣの容量を有意に切り替えて、高周波領域における通過周波数帯域を適宜にスイッチング（例えば１８ＧＨｚと２２ＧＨｚの間のスイッチング）することが可能である。また、駆動電圧をアナログ的に制御することで、通過周波数帯域を連続的に変化させることも可能である。

図１２から図１４は、マイクロ構造体Ｘ２の製造方法における一部の工程を表す。図１２から図１４においては、マイクロ構造体Ｘ２の製造過程を断面の変化で表す。当該断面は、加工が施されるウエハにおける単一のマイクロ構造体形成区画の断面（図１０の線XII−XIIに沿った断面）を含む。

マイクロ構造体Ｘ２の製造においては、まず、マイクロ構造体Ｘ１の製造に関して図５（ａ）から図７（ｃ）までを参照して上述したのと同様に、ウエハ１０’上において、駆動電極１５および配線１９を形成し、信号線１１およびグラウンド線１２を形成し、誘電体ドット１７を形成し、シード層３１を形成し、レジストパターン３２を形成し、金属犠牲層３３を形成し、レジストパターン３２を除去し、レジストパターン３４を形成し、金属犠牲層３５を形成し、レジストパターン３４を除去して、図１２（ａ）に示すのと同様の状態に至る。

次に、図１２（ｂ）に示すように、所定の開口部３７ａを有するレジストパターン３７を形成した後、図１２（ｃ）に示すように金属犠牲層３８を形成する。具体的には、レジストパターン３７の開口部３７ａ内にめっき法により金属材料を堆積成長させることによって、金属犠牲層３８を形成することができる。めっき法としては、電気めっき法または無電解めっき法を採用する。或は、途中まで電気めっき法を採用して途中から無電解めっき法を採用してもよいし、途中まで無電解めっき法を採用して途中から電気めっき法を採用してもよい。金属犠牲層３７は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、およびＰｔからなる群より選択される金属または当該金属を含む合金よりなる。電気めっき法を採用する場合、堆積成長させる金属材料はＣｕまたはＮｉであるのが好ましい。無電解めっき法を採用する場合、堆積成長させる金属材料は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、またはＡｕであるのが好ましい。

次に、図１３（ａ）に示すようにレジストパターン３７を除去する。本図以降の工程図では、図面の簡潔化の観点から、シード層３１を省略する。また、本工程では、シード層３１において外部に露出している箇所を除去してもよい。

次に、図１３（ｂ）に示すように、例えばスパッタリング法により、金属犠牲層３３，３５，３８およびグラウンド線１２を覆うようにしてウエハ１０’上に、凹凸形状２１ｂを伴うシートバネ層２１’を形成する。

次に、図１３（ｃ）に示すようにレジストパターン３９を形成する。レジストパターン３９は、厚肉部２１ａ形成用の開口部３９ａおよびアンカー部１８形成用の開口部３９ｂを有する。

次に、図１４（ａ）に示すように厚肉部２１ａおよびアンカー部１８を形成する。レジストパターン３９の開口部３９ａ，３９ｂ内にめっき法により金属材料を堆積成長させることによって、厚肉部２１ａおよびアンカー部１８を形成することができる。本工程では、シートバネ層２１’をめっき法用のシード層として利用することが可能である。

次に、図１４（ｂ）に示すように、レジストパターン３９を除去した後、可動キャパシタ電極２１の上述の離隔対向部位２１Ａをシートバネ層２１’からパターン形成する。離隔対向部位２１Ａのパターン形成においては、シートバネ層２１’上に所定のレジストパターンを形成した後、例えばイオンミリング法によってシートバネ層２１’を所定の形状にパターニングする。

次に、図１４（ｃ）に示すように金属犠牲層３３，３５，３８を除去する。具体的には、金属犠牲層３３，３５，３８を構成する金属材料種に応じた所定のエッチング液を作用させるウェットエッチングを行う。金属犠牲層３３，３５，３８がＣｕまたはＣｕ合金よりなる場合、エッチング液は、アンモニア銅錯塩、塩化アンモニウム、およびアンモニアを含む水溶液であるのが好ましい。金属犠牲層３３，３５，３８がＮｉまたはＮｉ合金よりなる場合、エッチング液としては、塩化鉄（III）水溶液を使用することができる。金属犠牲層３３，３５，３８がＡｕまたはＡｕ合金よりなる場合、エッチング液としては、ヨウ化アンモニウム、ヨウ素、およびメタノールを含む水溶液を使用することができる。

この後、ウエハ１０’を切断して個片を得る。以上のようにして、マイクロ構造体Ｘ２を製造することができる。本方法によると、多数のマイクロ構造体形成区画を有するウエハ１０’を用いることによって、マイクロ構造体Ｘ２を適切に大量生産することができる。

本方法においては、金属犠牲層３３，３５，３８が形成されるより前に、ウエハ１０’上ないし基板１０上の犠牲層形成領域に信号線１１が設けられ、そのために犠牲層形成領域に凹凸が存在する。しかしながら、本方法によると、まず、めっき法により、当該凹凸形状の凹部を充填するように一段目の金属犠牲層３３を形成することが可能である。このような金属犠牲層３３の形成により、二段目の金属犠牲層３５の下地面が平坦化されることとなる。そして、金属犠牲層３３の上位に金属犠牲層３５を一様の厚さの膜体として形成することにより、金属犠牲層３５の成長端側表面は平坦となる。そして、最上段の金属犠牲層３８を所定のパターンで形成することにより、金属犠牲層３３，３５，３８からなる金属犠牲部の表面は、所定の凹凸形状を有することとなる。このようにして、本方法によると、基板１０上の犠牲層形成領域に凹凸が存在する場合においても、金属犠牲部（金属犠牲層３３，３５，３８）の表面に所望の凹凸形状を形成することが可能である（本実施形態では三層構造の金属犠牲部が採用されるが、本発明では二層構造の金属犠牲部や四層以上の多層構造を有する金属犠牲部を採用してもよい）。表面に所定の凹凸形状を有する金属犠牲部の上には、当該凹凸形状に対応する凹凸形状２１ｂを伴う離隔対向部位２１Ａを形成することができる。

また、本方法において形成される金属犠牲層３３，３５，３８は、材料成長速度の速いめっき法によって形成されるものである。そのため、本方法における金属犠牲層３３，３５，３７ないし金属犠牲部については、厚膜化を図りやすい。

加えて、本方法によって形成される金属犠牲層３３，３５，３８ないし金属犠牲部は金属よりなるため、充分に堅い。そのため、金属犠牲部上に積層形成される離隔対向部位２１Ａが不当に変形することは抑制される。

以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。

（付記１）めっき法により、基板上に第１の金属犠牲層を形成する工程と、
めっき法により、前記第１の金属犠牲層の上位に第２の金属犠牲層を形成する工程と、
前記第２の金属犠牲層上に広がって前記基板から離隔する部位を有し且つ前記基板に支持される構造部を形成する工程と、
前記第１および第２の金属犠牲層を除去する除去工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記２）複数の金属犠牲層からなる積層構造を有する金属犠牲部をめっき法により基板上に形成する工程と、
前記金属犠牲部上に広がって前記基板から離隔する部位を有し且つ前記基板に支持される構造部を形成する工程と、
前記金属犠牲部を除去する除去工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
（付記３）前記金属犠牲層は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｕ、およびＰｔからなる群より選択される金属または当該金属を含む合金よりなる、付記１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記４）前記めっき法は、電気めっき法および／または無電解めっき法である、付記１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記５）前記電気めっき法ではＣｕまたはＮｉを堆積成長させる、付記４に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記６）前記無電解めっき法では、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、またはＡｕを堆積成長させる、付記４に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記７）前記金属犠牲層はＣｕまたはＣｕ合金よりなり、前記除去工程では、アンモニア銅錯塩を含むエッチング液を前記金属犠牲層に作用させる、付記１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
（付記８）前記エッチング液は、アンモニア銅錯塩、塩化アンモニウム、およびアンモニアを含む水溶液である、付記７に記載のマイクロ構造体製造方法。

本発明の第１の実施形態に係るマイクロ構造体の平面図である。 図１の線II−IIに沿った拡大断面図である。 図１の線III−IIIに沿った拡大断面図である。 図１に示すマイクロ構造体（可変フィルタ素子）のなす分布定数伝送線路を表す等価回路図である。 図１に示すマイクロ構造体の製造方法における一部の工程を表す。 図５の後に続く工程を表す。 図６の後に続く工程を表す。 図７の後に続く工程を表す。 図８の後に続く工程を表す。 本発明の第２の実施形態に係るマイクロ構造体の平面図である。 図１０の線XI−XIに沿った拡大断面図である。 図１０に示すマイクロ構造体（可変フィルタ素子）の製造方法における一部の工程を表す。 図１２の後に続く工程を表す。 図１３の後に続く工程を表す。

符号の説明

Ｘ１，Ｘ２ マイクロ構造体
１０ 基板
１０’ ウエハ
１１ 信号線
１２ グラウンド線
１４，２１ 可動キャパシタ電極
１４Ａ，２１Ａ 離隔対向部位
１４ａ，２１ａ 厚肉部
１５ 駆動電極
１７ 誘電体ドット
１８ アンカー部
２１ｂ 凹凸形状
３３，３５，３８ 金属犠牲層

Claims (6)

1. めっき法により、基板上に第１の金属犠牲層を形成する工程と、
   めっき法により、前記第１の金属犠牲層の上位に第２の金属犠牲層を形成する工程と、
   前記第２の金属犠牲層上に広がって前記基板から離隔する部位を有し且つ前記基板に支持される構造部を形成する工程と、
   前記第１および第２の金属犠牲層を除去する除去工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
2. 複数の金属犠牲層からなる積層構造を有する金属犠牲部をめっき法により基板上に形成する工程と、
   前記金属犠牲部上に広がって前記基板から離隔する部位を有し且つ前記基板に支持される構造部を形成する工程と、
   前記金属犠牲部を除去する除去工程と、を含むマイクロ構造体製造方法。
3. 前記めっき法は、電気めっき法および／または無電解めっき法である、請求項１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。
4. 前記電気めっき法ではＣｕまたはＮｉを堆積成長させる、請求項３に記載のマイクロ構造体製造方法。
5. 前記無電解めっき法では、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、またはＡｕを堆積成長させる、請求項３に記載のマイクロ構造体製造方法。
6. 前記金属犠牲層はＣｕまたはＣｕ合金よりなり、前記除去工程では、アンモニア銅錯塩を含むエッチング液を前記金属犠牲層に作用させる、請求項１または２に記載のマイクロ構造体製造方法。

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