CN104704418A - 镜装置的制造方法 - Google Patents

镜装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104704418A
CN104704418A CN201380049445.2A CN201380049445A CN104704418A CN 104704418 A CN104704418 A CN 104704418A CN 201380049445 A CN201380049445 A CN 201380049445A CN 104704418 A CN104704418 A CN 104704418A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
execution unit
mirror
unit body
slit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380049445.2A
Other languages
English (en)
Inventor
三崎登纪子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUMITOMO PRECISION INDUSTRY Co Ltd
Original Assignee
SUMITOMO PRECISION INDUSTRY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUMITOMO PRECISION INDUSTRY Co Ltd filed Critical SUMITOMO PRECISION INDUSTRY Co Ltd
Publication of CN104704418A publication Critical patent/CN104704418A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
    • B81C1/00142—Bridges
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches

Abstract

在对执行部件本体部分(251)的外周部分(255)的SiO2膜(240)进行蚀刻时，让SiO2膜(240)以比压电元件(4)更探向外侧的状态残留在执行部件本体部分(251)的表面上。当形成覆盖执行部件本体部分(251)和镜部分(252)的第三抗蚀剂掩膜(330)后再进行蚀刻时，第三抗蚀剂掩膜(330)具有让镜部分(252)的外周部分(256)露出来的第二狭缝(332)和让执行部件本体部分(251)的外周部分(256)和执行部件本体部分(251)的SiO2膜(240)露出来且宽度比第二狭缝(332)宽的第一狭缝(331)。

Description

镜装置的制造方法
技术领域
这里所公开的技术涉及一种镜装置的制造方法。
背景技术
到目前为止,利用执行部件让镜倾斜的镜装置已为众人所知晓。例如专利文献1中公开有这样的镜装置。该镜装置的执行部件是压电驱动式的,具有执行部件本体和叠层在该执行部件本体上的压电元件。
这样的镜装置是通过在例如SOI基板等基板上形成其它层或者蚀刻该基板而形成的。在例如专利文献1所公开的镜装置的制造方法中，先在SOI基板上形成绝缘膜(例如氧化膜)，然后再在该绝缘膜上形成构成压电元件的下部电极层、压电体层以及上部电极层。接着，通过形成规定形状的掩膜来进行蚀刻而让上部电极层和压电体层变成压电元件的形状。之后，用抗蚀剂掩膜覆盖包括压电元件的成为执行部件本体之部分和成为镜之部分，通过进行蚀刻除去成为执行部件本体之部分的外周部分和成为镜之部分的外周部分。这样来形成执行部件本体和镜。
专利文献1：日本公开特许公报特开2011-227216号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
为形成抗蚀剂掩膜，要将抗蚀剂涂布在基板等上并进行曝光、显影。这里，因为在上述压电驱动式镜装置中，压电元件叠层在成为执行部件本体之部分上，所以成为执行部件本体之部分的抗蚀剂从基板算起的高度要比成为镜之部分从基板算起的高度高出一个压电元件那么多。如果像这样在抗蚀剂中存在从基板算起的高度较高的部分和较低的部分，则难以设定光刻条件。也就是说，如果不在抗蚀剂较厚的区域增大曝光能量或者加长曝光时间、显影时间，抗蚀剂就不会完全溶解，而会残留下无用的抗蚀剂。另一方面，如果在抗蚀剂较薄的区域光刻条件过强，抗蚀剂的溶解量就会超出需要。也就是说，如果抗蚀剂中存在从基板算起的高度较高的部分和较低的部分，则难以形成希望形状的抗蚀剂掩膜。特别是在抗蚀剂掩膜中形成狭缝一样的细缝隙的情况下该问题会更大。如果不能形成希望形状的抗蚀剂掩膜，则不能精度良好地形成成为执行部件本体之部分和成为镜之部分。
这里所公开的技术正是为解决上述问题而完成的。其目的在于：精度良好地形成基板中成为执行部件本体之部分和成为镜之部分这两部分。
－用以解决技术问题的技术方案－
这里所公开的技术是一种镜装置的制造方法，该镜装置包括镜和执行部件，该执行部件具有执行部件本体，对该镜进行驱动，在该执行部件本体的表面上叠层有压电元件。该制造方法包括准备工序、第一除去工序、第二除去工序以及第三除去工序。在该准备工序中准备基板，在该基板的表面上形成有绝缘膜，在成为上述执行部件本体之部分的该绝缘膜上叠层有上述压电元件；在该第一除去工序中，让上述基板中包括成为上述执行部件本体之部分的第一区域的上述绝缘膜残留下来，通过进行蚀刻将包括成为上述镜之部分的第二区域的绝缘膜除去；在该第二除去工序中，通过进行蚀刻将上述基板的上述第一区域中的至少成为执行部件本体之部分的外周部分的上述绝缘膜除去；在该第三除去工序中，形成覆盖上述基板中成为上述执行部件本体之部分和成为上述镜之部分的抗蚀剂掩膜，通过进行蚀刻除去上述基板中成为上述执行部件本体之部分的外周部分和成为上述镜之部分的外周部分。在上述第二除去工序中，让上述绝缘膜以比上述压电元件更向外侧探出来的状态残留在成为上述执行部件本体之部分的表面上；上述第三除去工序中的上述抗蚀剂掩膜具有第二狭缝和第一狭缝，该第二狭缝让上述基板中成为上述镜之部分的外周部分露出来，该第一狭缝让上述基板中成为上述执行部件本体之部分的外周部分和成为该执行部件本体之部分的上述绝缘膜露出来且该第一狭缝的宽度比该第二狭缝宽。
根据上述结构，成为执行部件本体之部分的抗蚀剂掩膜从基板算起的高度比成为镜之部分的抗蚀剂掩膜从基板算起的高度高出一个压电元件那么多。因此，抗蚀剂掩膜中让成为上述执行部件本体之部分的外周部分露出来的第一狭缝比让成为上述镜之部分的外周部分露出来的第二狭缝深。这样一来，如果光刻条件过弱，则不能形成贯通抗蚀剂掩膜的第一狭缝。另一方面，如果光刻条件过强，则不能精度良好地形成第二狭缝。二者难以两立。
相对于此，根据上述结构，使第一狭缝比第二狭缝宽度宽。这样一来，即使不让光刻条件太强，例如即使按照第二狭缝设定光刻条件，也能够形成贯通抗蚀剂掩膜的第一狭缝。而且，因为可以不让光刻条件较强，所以也能够精度良好地形成第二狭缝。
这里，加宽狭缝的宽度与在以后的蚀刻中扩大被蚀刻的区域是相关联的。也就是说，第一狭缝不仅让基板中成为上述执行部件本体之部分的外周部分露出来，还让成为该执行部件本体之部分中的一部分也露出来。但是，在成为执行部件本体之部分中的从第一狭缝露出来的那一部分设置有绝缘膜。因为该绝缘膜具有抗蚀剂掩膜的作用，所以能够抑制该从第一狭缝露出来的那一部分被蚀刻。因此，能够精度良好地仅对成为执行部件本体之部分的外周部分进行蚀刻。此时，因为能够精度良好地形成第二狭缝，所以针对成为镜之部分而言，能够精度良好地仅对其外周部分进行蚀刻。
－发明的效果－
根据上述镜装置的制造方法，能够精度良好地形成抗蚀剂掩膜。其结果是，能够精度良好地形成基板中成为执行部件本体之部分和成为镜之部分这两部分。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的镜装置的俯视图。
图2是沿图1中的II-II线剖开的剖视图。
图3是镜装置的剖视图，(A)是沿图1中的A-A线剖开的剖视图，(B)是沿图1中的B-B线剖开的剖视图。
图4是波长选择开关的简图。
图5是表面形成有SiO2膜且在该SiO2膜上叠层有压电元件的SOI基板的剖视图。
图6是SOI基板的俯视图。
图7是第一遮掩工序中的SOI基板的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。
图8是第一蚀刻工序中的SOI基板的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。
图9是第二遮掩工序中的SOI基板的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。
图10是第二蚀刻工序中的SOI基板的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。
图11是第三遮掩工序中的SOI基板的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。
图12是第三蚀刻工序中的SOI基板的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。
图13是执行部件的SiO2膜的放大剖视图。
图14是第二实施方式所涉及的镜装置的俯视图。
图15是沿图14中的XV-XV线剖开的剖视图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明示例性质的实施方式。
(第一实施方式)
－镜装置的结构－
图1是镜装置100的俯视图，图2是沿图1中的II-II线剖开的剖视图，图3(A)是沿图1中的A-A线剖开的剖视图，图3(B)是沿图1中的B-B线剖开的剖视图。此外，图2中，为简化图示，将压电体层42描绘得较薄。
镜装置100包括框状基础(base)部2、两百个执行部件1、1、…、一百个镜110、110、…、一百个梁部件120、120、…、连结各执行部件1和镜110的第一铰链6、连结各镜110和各梁部件120的第二铰链7以及控制执行部件1、1、…的控制部130。由一个镜110、两个执行部件1、1和一个梁部件120构成一套镜单元。也就是说，各镜110由两个执行部件1、1和一个梁部件120支承，由两个执行部件1、1驱动。其结果是，镜110绕彼此正交的主轴X和副轴Y转动。
如图2所示，该镜装置100用SOI(绝缘层上的硅：Silicon on Insulator)基板200制造出来。按照由单晶硅形成的第一硅层210、由SiO2形成的氧化膜层220以及由单晶硅形成的第二硅层230这样的顺序依次叠层它们，即构成SOI基板200。
基础部2形成为近似长方形的框状。基础部2的大部分由第一硅层210、氧化膜层220以及第二硅层230形成。
镜110呈近似长方形的板状。镜110具有由第一硅层210形成的镜本体111和叠层在镜本体111的表面上的镜面层112。100个镜110、110、…沿着主轴X方向排列。
第一铰链6的一端与执行部件1的顶端相连结，另一端与镜110的端缘相连结。第一铰链6在执行部件1的顶端和镜110的一条边之间像蛇爬行一样地蜿蜒延伸。这样一来，第一铰链6构成为能够容易变形。一个镜110上连结有两个第一铰链6、6。也就是说，两个执行部件1、1经由第一铰链6、6连接在一个镜110上，两个第一铰链6、6连结在相对于镜110的一条边的中点对称的位置处。第一铰链6由第一硅层210形成。
第二铰链7的一端连结在镜110的、与连接有第一铰链6的一条边相对的一条边上。另一方面，第二铰链7的另一端与梁部件120相连结。第二铰链7在镜110的一条边和梁部件120之间像蛇爬行一样地蜿蜒延伸。这样一来，第二铰链7构成为能够容易变形。第二铰链7连结在镜110的一条边的中点处。第二铰链7由第一硅层210形成。
各执行部件1包括上述基础部2、与该基础部2相连结的执行部件本体3、以及形成在执行部件本体3的表面上的压电元件4。两百个执行部件1、1、…沿着与主轴X方向平行的方向排列。
执行部件本体3的基端与基础部2相连结，由基础部2悬臂状地支承着。执行部件本体3呈俯视时为长方形的板状，沿着副轴Y方向延伸。而且，第一铰链6连结在执行部件本体3的顶端上。执行部件本体3由第一硅层210形成。执行部件本体3与基础部2中由第一硅层210形成的部分形成为一体。
压电元件4形成在执行部件本体3的表面(与叠层有镜110的镜面层112的那个面在同一侧的面)上。压电元件4具有下部电极41、上部电极43以及被夹在上述两个电极之间的压电体层42。下部电极41、压电体层42以及上部电极43按照这样的顺序叠层在执行部件本体3的表面上。压电元件4由与SOI基板200不同的部件形成。详细而言，下部电极41由Pt/Ti膜形成；压电体层42由锆钛酸铅(PZT)形成；上部电极43由Au/Ti膜形成。
压电体层42不仅与执行部件本体3形成为一体，还与跨越基础部2的表面延伸、后述梁部件120的压电元件5的压电体层52形成为一体。也就是说，执行部件1、1、…的压电体层42、42、…以及梁部件120、120、…的压电体层52、52、…连结为一体。
上部电极43形成在与执行部件本体3相对应的区域。上部电极43经由布线图案与设置在压电体层42中基础部2上的部分的上部端子43a电连接。对各个上部电极43设置有一个上部端子43a。
下部电极41的形状与压电体层42的形状大致相同。也就是说，下部电极41不仅与执行部件本体3形成为一体，还与跨越基础部2的表面延伸、后述的梁部件120的压电元件5的下部电极51形成为一体。下部电极41未露出到外部。在基础部2设置有与下部电极41电连接的下部端子41a。所有下部电极41、41、…都连接在一个下部端子41a上。
梁部件120包括与上述基础部2相连结的梁本体121、形成在梁本体121的表面上的压电元件5。100个梁部件120、120、…沿着与主轴X方向平行的方向排列。此外，梁部件120具有压电元件5，但是该梁部件120不对镜110进行驱动，而是支承镜110。
梁部件120夹着主轴X设置在与执行部件1、1相反的一侧。梁本体121的基端与基础部2相连结，由基础部2悬臂状地支承着。梁本体121呈俯视时为长方形的板状，沿着副轴Y方向延伸。第二铰链7与梁本体121的顶端相连结。梁本体121由第一硅层210形成。梁本体121与基础部2中由第一硅层210形成的部分形成为一体。
压电元件5的结构与上述压电元件4的结构相同。也就是说，压电元件5具有下部电极51、上部电极53以及被上述两电极夹住的压电体层52。不过，压电元件5跨越梁本体121的大致整个表面而设，宽度比压电元件4宽。与上部电极53电连接的上部端子53a设置在基础部2。所有上部电极53、53、…都连接在一个上部端子53a上。
－镜装置的工作情况－
接下来，说明这样构成的镜装置100是如何工作的。控制部130将电压施加给上部端子43a、上部端子53a以及下部端子41a。压电体层42根据该电压收缩或伸张，执行部件本体3朝着上方或下方弯曲，并且压电体层52收缩或伸张，梁本体121朝着上方或下方弯曲。
更详细而言，控制部既向各执行部件1的下部电极41和上部电极43施加偏置电压，也向梁部件120的下部电极51和上部电极53施加偏置电压。这样一来，执行部件1就会让压电元件4朝着内侧弯曲，梁部件120也会让压电元件5朝着内侧弯曲。设定执行部件1的偏置电压和梁部件120的偏置电压，以保证执行部件1的顶端和梁部件120的顶端的高度(Z方向上的位置)相同。也就是说，在已向执行部件1和梁部件120施加了偏置电压的状态(以下称为“基准状态”)下镜110处于与XY平面平行的状态。此外，梁部件120的压电元件5是为了让梁部件120偏置成为基准状态而被施加电压的，并不用它来驱动镜110。
通过从该状态增减向各执行部件1的下部电极41和上部电极43施加的电压，让各执行部件1弯曲而让镜110转动。具体而言，通过对两个执行部件1、1双方都增加或都减少所施加的电压，就能够让两个执行部件1、1双方朝着相同的方向弯曲，从而能够让镜110绕主轴X转动。此时，通过对两个执行部件1、1双方都增加或都减少所施加的电压，则能够切换镜110绕主轴X转动的转动方向。通过增加对一个执行部件1施加的电压并减少对另一个执行部件1施加的电压，则能够让两个执行部件1、1朝着彼此相反的方向弯曲，从而能够让镜110绕副轴Y转动。此时，通过切换让所施加的电压增加的执行部件1和让所施加的电压减少的执行部件1，则能够切换镜110绕副轴Y转动的转动方向。
控制部130能够由CPU那样的运算装置构成。控制部130参照存储在能够从运算装置进行访问的存储装置中的参数决定让镜110转动到所希望的转动角的驱动电压的电压值。参数表示镜110在各驱动电压下的转动角，该参数有时是以表形式存储起来的，有时是用近似曲线系数的形式存储起来的。
该镜装置100可以被安装在例如波长选择开关108中使用。图4示出波长选择开关108的简图。
波长选择开关108包括一根输入用光纤181、三根输出用光纤182-184、设置在光纤181-184上的准直器185、由衍射格栅形成的分光器186、透镜187以及镜装置100。此外，虽然该例中输出用光纤仅为三根，但并不限于此。
多个不同波长的光信号经输入用光纤181输入该波长选择开关108中，
该光信号由准直器185变成平行光。已成为平行光的光信号由分光器186分为规定数量的具有特定波长的光信号。被分出来的光信号由透镜187聚光后向镜装置100入射。被分出来的特定波长的个数和镜装置100中的镜110的个数相对应。也就是说，被分出来的特定波长的光信号分别向各自所对应的镜110入射。该光信号被各镜110反射后，再次通过透镜187朝着分光器186入射。分光器186将多个不同波长的光信号合成，然后向输出用光纤182-184输出。这里，镜装置100通过让各镜110绕主轴X转动来调节光信号的反射角度，切换向哪一个输出用光纤182-184输入所对应的光信号。更详细而言，当为了切换输入光信号的输出用光纤182-184而改变各镜110的绕主轴X的转动角时，在已让镜110绕副轴Y转动的状态下改变绕主轴X的转动角，之后再恢复到绕副轴Y转动。在这样改变绕主轴X的转动角之际，防止了来自镜110的反射光被输入到并不希望的输出用光纤去。
－镜装置的制造方法－
接下来，说明镜装置100的制造方法。图5到图12中示出用于说明镜装置100的制造工序的SOI基板200。图5是表面上形成有SiO2膜240且在该SiO2膜240上叠层有压电元件4的SOI基板200的剖视图。图6是SOI基板的俯视图。图7到图12是制造工序中的SOI基板200的剖视图，(A)是相当于沿图1中的A-A线剖开的剖面的剖视图，(B)是相当于沿图1中的B-B线剖开的剖面的剖视图。不过，图7到图12中省略图示SOI基板200的氧化膜层220和第二硅层230。此外，因为执行部件1和梁部件120在同一个工序中形成，所以在以下说明中省略对梁部件120做说明。
首先，在准备工序中准备基板，该基板的具体情况如下：在该基板的表面上形成有绝缘膜，在成为上述执行部件本体之部分的上述绝缘膜上形成有上述压电元件。该准备工序包括基板准备工序、膜形成工序以及压电元件形成工序。
在基板准备工序中，准备SOI基板200。SOI基板200是基板之一例。
之后，在膜形成工序中，在SOI基板200的第一硅层210的表面上依次形成SiO2膜240、Pt/Ti膜、PZT膜以及Au/Ti膜。详细而言，首先，对SOI基板200的整个面进行热氧化来形成作为绝缘膜的SiO2膜240。之后，通过进行溅射而在已形成有SiO2膜240的第一硅层210的表面上依次形成Pt/Ti膜、PZT膜以及Au/Ti膜。此外，在形成Au/Ti膜以前，要通过进行湿蚀刻将PZT膜中设置有下部电极41的下部端子41a的部分除去。这样一来，在该被除去的部分，Au/Ti膜就叠层在Pt/Ti膜上且二者电连接。SiO2膜240是绝缘膜之一例。
之后，在压电元件形成工序中，依次蚀刻Au/Ti膜、PZT膜以及Pt/Ti膜，如图5所示地那样形成压电元件4。详细而言，首先，对Au/Ti膜进行干蚀刻，形成上部端子43a、上部端子53a、下部端子41a以及上部电极43。接下来，对PZT膜和Pt/Ti膜进行干蚀来形成压电体层42和下部电极41。
就这样，如图5所示，在SOI基板200中成为执行部件本体3的部分(以下，称为“执行部件本体部分”)251的SiO2膜240上就形成了压电元件4。
接下来，在第一除去工序中，除去SOI基板200的第二区域200b的SiO2膜240。这里，如图6所示，SOI基板200具有第一区域200a和第二区域200b。该第一区域200a包括成为执行部件本体部分251和梁本体121的部分(以下称为“梁本体部分”)257；该第二区域200b包括成为镜110的部分(以下称为“镜部分”)252、成为第一铰链6的部分(以下称为“第一铰链部分”)253以及成为第二铰链7的部分(以下成为“第二铰链部分”)254。第一区域200a除了包括执行部件本体部分251和梁本体部分257以外，还包括执行部件本体部分251的外周部分255和梁本体部分257的外周部分258；第二区域200b除了包括镜部分252、第一铰链部分253以及二铰链部分254以外，还包括它们的外周部分256。第一除去工序包括第一遮掩(masking)工序和第一蚀刻工序
首先，如图7所示，在第一遮掩工序中，形成覆盖第一区域200a且让第二区域200b露出来的第一抗蚀剂掩膜310。具体而言，通过进行旋转涂布而将正型抗蚀材料涂布在SOI基板200的表面上，再对抗蚀剂进行曝光和显影来形成规定图案的第一抗蚀剂掩膜310。第一抗蚀剂掩膜310覆盖第一区域200a且让第二区域200b露出来。
之后，在第一蚀刻工序中，使用各向同性的氟酸(HF)进行湿蚀刻来除去第二区域200b的SiO2膜240。其结果是，如图8(B)所示，第二区域200b的SiO2膜240被除去。另一方面，如图8(A)所示，在第一区域200a残留有SiO2膜240。之后除去第一抗蚀剂掩膜310。此外，还可以进行各向同性的干蚀刻。
接下来，在第二除去工序中，在第一区域200a，除去执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240。第二除去工序包括第二遮掩工序和第二蚀刻工序。
首先，在第二遮掩工序中，形成覆盖第一区域200a中的执行部件本体部分251和第二区域200b的整个面的第二抗蚀剂掩膜320。详细而言，第二抗蚀剂掩膜320是正型抗蚀剂掩膜，如图9(A)所示，在第一区域200a中，第二抗蚀剂掩膜320覆盖执行部件本体部分251且让执行部件本体部分251的外周部分255，亦即相邻执行部件本体部分251、251之间的部分露出来。因为在执行部件本体部分251叠层有压电元件4，所以第二抗蚀剂掩膜320也覆盖压电元件4。此时，第二抗蚀剂掩膜320将压电元件4的侧面也完全覆盖起来，将执行部件本体部分251中的SiO2膜240也覆盖起来。而且，图9(B)所示，第二抗蚀剂掩膜320覆盖第二区域200b的整个面。
之后，在第二蚀刻工序中，在第一区域200a，利用各向异性干蚀刻除去执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240。其结果是，如图10(A)所示，执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240被除去了。这里，因为第二抗蚀剂掩膜320将执行部件本体部分251上的SiO2膜240也覆盖起来，所以执行部件本体部分251的SiO2膜240以从压电元件4探出来的状态残留下来。之后，除去第二抗蚀剂掩膜320。
接下来，在第三除去工序中，蚀刻第一硅层210来形成执行部件本体3、镜110、第一铰链6和第二铰链7。第三除去工序包括第三遮掩工序和第三蚀刻工序。
首先，在第三遮掩工序中，形成覆盖执行部件本体部分251、镜部分252、第一铰链部分253以及第二铰链部分254的第三抗蚀剂掩膜330。第三抗蚀剂掩膜330是抗蚀剂掩膜之一例。
详细而言，通过进行旋转涂布而将正型抗蚀材料涂布在SOI基板200的表面上，再对抗蚀剂进行曝光和显影来形成规定图案的第三抗蚀剂掩膜330。如图11(A)所示，在第一区域200a，在第三抗蚀剂掩膜330上形成有第一狭缝331、331、…，该第一狭缝331、331、…让SOI基板200中执行部件本体部分251的外周部分255露出来。在该第一狭缝331处，执行部件本体部分251的SiO2膜240也露出来。也就是说，第三抗蚀剂掩膜330让执行部件本体部分251中SiO2膜240的外周缘部露出来且将除此以外的部分(压电元件4、以及SiO2膜240中靠近压电元件4的部分)覆盖起来。另一方面，如图11(B)所示，在第二区域200b，在第三抗蚀剂掩膜330上形成有让SOI基板200中镜部分252的外周部分256、第一铰链部分253的外周部分256以及第二铰链部分254的外周部分256露出来的第二狭缝332、332。此外，图11(B)中并没有出现第一铰链部分253、第二铰链部分254及其外周部分256。也就是说，俯视时由第二狭缝332形成镜部分252、第一铰链部分253或第二铰链部分254的边。在第二区域200b，第三抗蚀剂掩膜330将镜部分252、第一铰链部分253以及第二铰链部分254全面覆盖起来，仅让外周部分256露出来。
之后，在第三蚀刻工序中，通过进行各向异性干蚀刻来除去第一硅层210中执行部件本体部分251的外周部分255、镜部分252的外周部分256、第一铰链部分253的外周部分256以及第二铰链部分254的外周部分256。这里，选择性地对硅进行蚀刻。
详细而言，在第一狭缝331处，除了执行部件本体部分251的外周部分255露出来以外，执行部件本体部分251的SiO2膜240也露出来了。然而，该SiO2膜240不太被蚀刻。在第二蚀刻工序中，因为SiO2膜240残存在执行部件本体部分251的整个面上，不存在于外周部分255上，所以仅有外周部分255被蚀刻。也就是说，SiO2膜240起到了蚀刻外周部分255之际的掩膜的作用。
另一方面，镜部分252等的外周部分256在第二狭缝332处露出来，外周部分256被蚀刻。
其结果是，如图12所示，第一硅层210中执行部件本体部分251的外周部分255、镜部分252的外周部分256、第一铰链部分253的外周部分256以及第二铰链部分254的外周部分256被除去了。之后再除去第三抗蚀剂掩膜330。
之后，通过进行干蚀刻而将第二硅层230中执行部件本体部分251、镜部分252、第一铰链部分253、第二铰链部分254以及梁本体部分257的背面一侧的部分除去。紧接着它，通过进行湿蚀刻将该背面一侧的部分的氧化膜层220除去。这样一来，便形成了执行部件本体3、3、…、镜本体111、111、…、梁本体121、121、…、第一铰链6、6、…以及第二铰链7、7、…。
在镜110的表面上形成Au/Ti膜。Au/Ti膜构成镜110的镜面层112。此外，还可以在镜110的背面形成Au/Ti膜。在该情况下，背面的Au/Ti膜具有平衡重的作用。
这样就将镜装置100制造出来了。
在该制造方法下，如图11所示，在第三遮掩工序中，在形成于执行部件本体部分251的第三抗蚀剂掩膜330和形成于镜部分252的第三抗蚀剂掩膜330之间产生了高度差。详细而言，在第三遮掩工序中，因为通过进行旋转涂布来涂布抗蚀剂，所以抗蚀剂本身的厚度大致均匀。但是，就抗蚀剂的整体厚度，亦即从第一硅层210表面到抗蚀剂表面的高度而言，则会因为在执行部件本体部分251叠层有压电元件4，而导致执行部件本体部分251的第三抗蚀剂掩膜330的厚度比镜部分252的第三抗蚀剂掩膜330的厚度厚。其结果是，第一狭缝331的深度比第二狭缝332深。如果狭缝变深，那么当对抗蚀剂进行曝光显影时，就会出现以下不良现象。即，抗蚀剂不会完全溶解，而不能形成贯通抗蚀剂的狭缝。这一现象在狭缝宽度较窄时尤其是一个问题。作为其措施，能够想到增大曝光能量，加长曝光时间、显影时间来增强光刻条件，但是若如此则存在以下可能性。即，厚度较薄的、镜部分252的第三抗蚀剂掩膜330会过度地溶解，而不能精度良好地形成第二狭缝332。
相对于此，第一狭缝331的宽度比第二狭缝332的宽度宽。这里,狭缝的宽度指的是狭缝底的宽度。加宽了第一狭缝331的宽度以后,即使增强光刻条件,也能够形成贯通第三抗蚀剂掩膜330的第一狭缝331。而且,因为尚未增强光刻条件,所以也能够精度良好地形成第二狭缝332。具体而言,能够使第二狭缝332的宽度与镜部分252的外周部分256的宽度大致相等。
如果狭缝的宽度宽到超出需要,则有蚀刻希望部分以外的部分的可能性。第一狭缝331宽度较宽的结果是,其宽度比位于该第一狭缝331内的外周部分255的宽度还要宽。其结果是,执行部件本体部分251的外周缘部在第一狭缝331处露出来,在之后的第三蚀刻工序中暴露于蚀刻种中。但是,在该外周缘部的表面上形成有SiO2膜240。该SiO2膜240保护执行部件本体部分251中在第一狭缝331处露出来的部分不被蚀刻。也就是说,SiO2膜240具有掩膜的作用。其结果是,尽管第一狭缝331比外周部分255的宽度宽,也能够抑制外周部分255以外的部分被蚀刻。
通过这样精度良好地形成第三抗蚀剂掩膜330,就能够精度良好地形成执行部件本体部分251和镜部分252这两部分。
此外，在利用上述制造方法制造出的镜装置100的执行部件1中,SiO2膜240比压电元件4更往外探出来。而且,SiO2膜240的探出来的部分呈阶梯状。具体而言,如图13所示,在SiO2膜240的外周缘部,形成有比叠层有压电元件4的部分还低的第一台阶240a和位于该第一台阶240a外且比第一台阶低的第二台阶240b。
在压电元件形成工序中蚀刻PZT膜和Pt/Ti膜而形成压电体层42和下部电极41之际,稍微蚀刻一下SiO2膜240,即形成第一台阶240a。
在第三蚀刻工序中对外周部分255进行蚀刻之际,稍微蚀刻一下从第三抗蚀剂掩膜330探出来的部分,即形成了第二台阶240b。
－实施方式的效果－
因此,本实施方式的制造方法,是一种对包括镜110、和具有在表面上叠层有压电元件4的执行部件本体3且对该镜110进行驱动的执行部件1的镜装置100的制造方法。该制造方法包括准备工序、第一除去工序、第二除去工序以及第三除去工序。在该准备工序中准备SOI基板200，在该SOI基板200的表面上形成有SiO2膜240，在上述执行部件本体部分251的该SiO2膜240上叠层有上述压电元件4。在该第一除去工序中，让上述SOI基板200中包括上述执行部件本体部分251的第一区域200a的上述SiO2膜240残留下来，通过进行蚀刻将包括上述镜部分252的第二区域200b的SiO2膜240除去。在该第二除去工序中，通过进行蚀刻将上述SOI基板200的上述第一区域200a中的至少执行部件本体部分251的外周部分255的上述SiO2膜240除去。在该第三除去工序中，形成覆盖上述SOI基板200中上述执行部件本体部分251和上述镜部分252的第三抗蚀剂掩膜330，通过进行蚀刻除去上述SOI基板200中上述执行部件本体部分251的外周部分255和上述镜部分252的外周部分256。在上述第二除去工序中，让上述SiO2膜240以比上述压电元件4更向外侧探出来的状态残留在上述执行部件本体部分251的表面上。上述第三除去工序中的上述第三抗蚀剂掩膜330具有第二狭缝332和第一狭缝331。该第二狭缝332让上述SOI基板200中上述镜部分252的外周部分256露出来，该第一狭缝331让上述SOI基板200中上述执行部件本体部分251的外周部分256和该执行部件本体部分251的上述SiO2膜240露出来且宽度比该第二狭缝332宽。
根据上述结构，因为在执行部件本体部分251叠层有压电元件4，所以从SOI基板200算起的执行部件本体部分251的第三抗蚀剂掩膜330的高度比从SOI基板200算起的镜部分252的第三抗蚀剂掩膜330的高度高。因此，形成在执行部件本体部分251及其周围的第三抗蚀剂掩膜330上的第一狭缝331比形成在镜部分252及其周围的第三抗蚀剂掩膜330上的第二狭缝332深。
相对于此，根据上述结构，使第一狭缝331的宽度形成得比第二狭缝332宽。这样一来，就既能够形成贯通第三抗蚀剂掩膜330的第一狭缝331，又能够精度良好地形成第二狭缝332。
这里，通过使第一狭缝331形成得较宽，那么，执行部件本体部分251中的第三抗蚀剂掩膜330就不仅让外周部分255露出来，也让执行部件本体部分251的一部分(执行部件本体部分251的外周缘部)露出来。也就是说，执行部件本体部分251中的第三抗蚀剂掩膜330让比预定除去的部分更宽的区域露出来。但是，因为在执行部件本体部分251的露出来部分的表面上设置有SiO2膜240，所以该露出来部分会受SiO2膜240保护而免于被蚀刻。因此，即使是让第一狭缝331形成得较宽的结构，也能够精度良好地形成执行部件本体部分251。另一方面，因为第二狭缝332的宽度形成得与镜部分252的外周部分256的宽度大致相等，所以能够精度良好地形成镜部分252。
上述执行部件本体3经第一铰链6与上述镜110相连结，上述第一铰链6包含在上述第二区域200b中。
也就是说，因为第一铰链6包含在上述第二区域200b中，所以第一铰链部分253的第三抗蚀剂掩膜330较薄。因此，如果光刻条件强，第一铰链部分253的第三抗蚀剂掩膜330就有可能被过分地蚀刻。第一铰链6的形状对第一铰链6刚性的影响很大，甚至会对镜110工作如何造成很大的影响。也就是说，优选精度良好地形成第一铰链6。相对于此，如果是上述制造方法，无需增强光刻条件，即能够精度良好地形成第一铰链部分253的第三抗蚀剂掩膜330，因此能够精度良好地形成第一铰链部分253。其结果是，能够精度良好地形成第一铰链6。
在上述镜装置100中，上述镜110、110、…沿着规定的排列方向(主轴X方向)排列着设置有多个，上述执行部件本体3、3、…沿着与上述排列方向平行的方向排列着设置有多个，上述第一狭缝让成为上述执行部件本体之部分的外周部分中相邻的成为该执行部件本体之部分彼此间的部分露出来；上述第二狭缝让成为上述镜之部分的外周部分中相邻的成为该镜的部分彼此间的部分露出来。
也就是说，在多个镜110、110、…并列排列且多个执行部件本体3、3、…并列排列着的镜装置100中，在相邻镜110、110之间、以及相邻执行部件本体3、3之间形成有间隙。为通过进行蚀刻形成该间隙需要在抗蚀剂掩膜上形成与该间隙相对应的狭缝。在上述结构中，第一狭缝331是为了在相邻的执行部件本体3、3之间形成间隙的狭缝，第二狭缝332是为了形成相邻的镜110、110之间的间隙的狭缝。而且，在多个镜110、110、…并列排列且多个执行部件本体3、3、…并列排列着的镜装置100中，从实现镜装置100的小型化的角度出发，优选相邻的镜110、110、之间的间隙、相邻的执行部件本体3、3之间的间隙较窄。在将镜装置100用在上述波长选择开关108中的情况下，为减少光损失，优选镜110、110、…之间的间隙较窄。在上述情况下，第三抗蚀剂掩膜330的第一狭缝331和第二狭缝332的宽度变窄。在第一狭缝331的宽度较窄的情况下，如果不增强光刻条件，则会更难以让第一狭缝331贯通第三抗蚀剂掩膜330。而且，如果第二狭缝332的宽度较窄，则更难以精度良好地形成第二狭缝332。如果不能适当地形成镜110或执行部件本体3中，这样包括多个镜110、110、…和执行部件本体3、3、…的镜装置100，就不能作为一个镜装置100整体来使用。也就是说，镜110和执行部件本体3的加工精度会对镜装置100的合格率造成很大的影响。
因此，通过采用上述制造方法作为这样的镜装置100的制造方法，则能够使镜装置100小型化，减少光的损耗。或者，能够收到提高镜装置100的合格率等效果。
上述第一狭缝331的宽度比设置在相邻的上述执行部件本体部分251、251中的各个部分上的上述SiO2膜240、240彼此间的间隔宽。
根据上述结构，因为在执行部件本体部分251的外周缘部设置有SiO2膜240，所以在相邻的执行部件本体部分251、251之间的部分，相邻的SiO2膜240、240之间的部分成为执行部件本体部分251的外周部分255。也就是说，第一狭缝331的宽度比相邻的执行部件本体部分251、251之间的外周部分255的宽度宽。但是，如上所述，因为在执行部件本体部分251的外周缘部设置有SiO2膜240，所以能够保护执行部件本体部分251不被蚀刻，外周部分255被蚀刻。
上述第一狭缝331的宽度比相邻的上述镜部分252、252彼此间的间隔宽。
根据上述结构，第一狭缝331比第二狭缝332宽。第二狭缝332的宽度与相邻的上述镜部分252、252彼此间的间隙大致相等。结果是，第一狭缝331比相邻的上述镜部分252、252彼此之间的间隔宽。也就是说，通过让第一狭缝331比相邻的上述镜部分252、252彼此间的间隔宽，则能够精度良好地形成第三抗蚀剂掩膜330，进而能够精度良好地形成执行部件本体部分251和镜部分252。
而且，上述第一狭缝331的深度比上述第二狭缝332的深度深。
在第一蚀刻工序中，通过使用氟酸(HF)进行湿蚀刻来除去第二区域200b的SiO2膜240，则能够抑制镜部分252、第一铰链部分253以及第二铰链部分254被蚀刻。在镜110的表面上形成有镜面层112，但镜本体111的表面粗糙度会对镜110的反射率造成影响。也就是说，通过抑制镜部分252被蚀刻，能够减小镜部分252的表面粗糙度，从而能够提高镜110的反射率。第一铰链6和第二铰链7的形状对第一铰链6和第二铰链7的刚性影响很大，甚至会影响镜110的工作情况。也就是说，通过抑制对第一铰链部分253和第二铰链部分254的蚀刻，则能够精度良好地形成第一铰链6和第二铰链7。
另一方面，在第二蚀刻工序中，通过进行干蚀刻来除去执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240，便能够精度良好地将外周部分255加工出来。也就是说，需要以一定的宽度朝着深度方向加工外周部分255。因此，通过采用各向异性的干蚀刻，则能够精度良好地加工外周部分255。
这样一来，通过分工序来除去第二区域200b的SiO2膜240和除去执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240,便能够对它们分别进行合适的蚀刻。
通过在除去执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240以前，就除去第二区域200b的SiO2膜240，则能够防止产生第一硅层210不露出来的部分。也就是说，因为第二区域200b的SiO2膜240和外周部分255的SiO2膜240相连，所以当在不同的工序中对它们进行蚀刻之际会产生微小的重复被蚀刻的区域。但是，如果先对外周部分255的SiO2膜240进行蚀刻，之后再对第二区域200b的SiO2膜240进行蚀刻，某些物质就会残留在重复被蚀刻的部分而产生第一硅层210不露出来的部分。相对于此，如果先对第二区域200b的SiO2膜240进行蚀刻，之后再对外周部分255的SiO2膜240进行蚀刻，则能够防止产生该第一硅层210不露出来的部分。
通过分别进行蚀刻执行部件本体部分251的外周部分255的SiO2膜240之际的遮掩、和蚀刻外周部分255和外周部分256等第一硅层210之际的遮掩，则能够精度良好地形成外周部分255和外周部分256。也就是说，如果让蚀刻外周部分255的SiO2膜240之际的抗蚀剂掩膜与蚀刻外周部分255和外周部分256之际的抗蚀剂掩膜为同一个掩膜，则存在以下可能性。即，抗蚀剂掩膜会由于对SiO2膜240的蚀刻而被削减，在对外周部分255进行蚀刻之际不能将抗蚀剂掩膜维持成所希望形状，也就不能精度良好地让外周部分255和外周部分256形成为所希望的形状。相对于此，通过让二者的抗蚀剂掩膜彼此独立，则能够精度良好地形成外周部分255和外周部分256。
(第二实施方式)
接下来，参照图14和图15对第二实施方式做说明。在第二实施方式中，镜装置400的结构与第一实施方式不同。图14是镜装置400的俯视图，图15是镜装置400的沿图14中的XV-XV线剖开的剖视图。
镜装置400包括多个镜单元，多个镜单元沿着规定的X轴方向排成一排。
镜装置400用SOI(Silicon on Insulator)基板200制造出来(参照图15)。按照由单晶硅形成的第一硅层210、由SiO2形成的氧化膜层220以及由单晶硅形成的第二硅层230这样的顺序叠层它们，即形成SOI基板200。
镜装置400具有框状的基础部402、多个镜410、410、…、驱动镜410、410、…的多个执行部件401、401、…、连结镜410、410、…和执行部件401、401、…的多个第一铰链406、406、…、连结镜410、410、…和基础部402的多个第二铰链407、407、…、设置在镜410、410、…上的多个活动梳状电极408、设置在基础部402的多个固定梳状电极409、多个参考电极451以及控制部130。由一个镜410、一个执行部件401、一个活动梳状电极408以及一个固定梳状电极409构成一套镜单元。在每一个镜单元设置有一个第一铰链406和两个第二铰链407、407。在每一个镜单元设置一个参考电极451。对每几个镜单元设置一个共用的控制部130。此外，既可以对每个镜单元设置一个控制部130，还可以对所有的镜单元设置一个共用的控制部130。
省略了对基础部402整体的图示，基础部402形成为近似长方形的框状。基础部402由第一硅层210、氧化膜层220以及第二硅层230形成。
镜410呈大致为长方形的板状。镜410具有由第一硅层210形成的镜本体411和叠层在镜本体411的表面上的镜面层412。镜面层412由Au/Ti膜形成。此外，在镜本体411的背面也叠层有与镜面层412一样的镜面层413。镜面层413具有平衡产生在镜本体411的表面上、起因于镜面层412的膜应力的作用。这样一来，就能够提高镜本体411的平面度，进而提高镜面层412的平面度。
这里，将通过镜410的中心、沿着镜410和执行部件401排列的方向延伸的轴定为Y轴。Y轴平行于镜410的长边而延伸。将通过镜410的中心、平行于多个镜410、410、…的排列方向而延伸的轴定为X轴。X轴和Y轴正交。将与X轴和Y轴都正交的轴定为Z轴。此外，也有将Z轴方向说成上下方向的时候。在该情况下，将镜面层412一侧定为上，将镜面层413一侧定为下。
执行部件401从基础部402悬臂状地延伸，其顶端经第一铰链406与镜410相连结。执行部件401弯曲而让镜410倾斜。详细而言，执行部件401具有执行部件本体403和压电元件404，该执行部件本体403的基端部与基础部402相连结且从基础部402悬臂状地突出；该压电元件404叠层在执行部件本体403的表面上。
执行部件本体403呈俯视时为长方形的板状。执行部件本体403由第一硅层210形成。执行部件本体403沿着Y轴方向延伸。执行部件本体403的顶端部经第一铰链406与镜410的一短边即第一短边410a相连结。
压电元件404设置在执行部件本体403的表面一侧(与镜410的镜面层412相同的一侧)。在执行部件本体403的表面上叠层有SiO2层240，压电元件404叠层在SiO2层240上。压电元件404的基本结构与第一实施方式中的压电元件4相同。也就是说，压电元件404具有下部电极441、上部电极443以及夹在上述两电极之间的压电体层442。下部电极441由Pt/Ti膜形成；压电体层442由锆钛酸铅(PZT)形成；上部电极443由Au/Ti膜形成。SiO2层240比压电元件404探出得更往外。
在基础部402设置有与下部电极441电连接的驱动用端子441a。电压经上部电极443和驱动用端子441a施加给压电元件404。
如果对压电元件404施加电压，执行部件401就会这样工作，即执行部件本体403中的叠层有压电元件404的表面伸缩，执行部件本体403沿上下方向弯曲。
第一铰链406构成为：连结两个部件亦即执行部件401和镜410，能够弹性变形。第一铰链406由第一硅层210形成。第一铰链406具有沿Y轴方向排列的多个环状部和连结该环状部的连结部。环状部的形状为X轴方向上的长度比Y轴方向上的长度长。
详细而言，第一铰链406具有并列设置、呈相对于Y轴而言线对称之形状的两个蛇行部。两个蛇行部的靠近部分彼此相连结。其结果是，形成有多个环状部。两个蛇行部的两端部也彼此相连结。在各蛇行部，三个凸部和两个凹部彼此交替排列，该三个凸部在X轴方向上朝着与另一蛇行部相反的一侧凸出，该两个凹部在X轴方向上朝着另一蛇行部一侧凹陷。一蛇行部的两个凹部和另一蛇行部的两个凹部彼此相连结。
第二铰链407构成为：连结两个部件即镜410和基础部402，能够弹性变形。对每一个镜410设置有两个第二铰链407。第二铰链407的一端与镜410的第二短边410b相连结，第二铰链407的另一端与基础部402相连结。第二铰链407在镜410和基础部402之间像蛇爬行一样地蜿蜒延伸。第二铰链407由第一硅层210形成。
活动梳状电极408经臂(arm)部480悬臂状地设置在镜410的第二短边410b上。臂部480在两个第二铰链407之间沿Y轴方向延伸。活动梳状电极408具有三个电极手指(electrode fingers)481、481、…。电极手指481比第二铰链407离镜410更远。三个电极手指481、481、…相互平行着沿Y轴方向延伸。活动梳状电极408和臂部480由第一硅层210形成。此外，电极手指481的个数并不限于三个。
另一方面,在基础部402形成有供活动梳状电极408进入的凹部402a。在凹部402a设置有固定梳状电极409。固定梳状电极409具有两个电极手指491、491。两个电极手指491、491彼此平行地沿Y轴方向延伸。各电极手指491进入活动梳状电极408的电极手指481之间。也就是说，活动梳状电极408的电极手指481和固定梳状电极409的电极手指491彼此相对。固定梳状电极409由第一硅层210形成。不过，固定梳状电极409与活动梳状电极408被电绝缘。此外，电极手指491的个数并不限于两个。
在基础部402设置有检测活动梳状电极408和固定梳状电极409的静电电容的第一检测端子431和第二检测端子432。
第一检测端子431设置在基础部402的第一硅层210中与活动梳状电极408电导通之部分的表面上。第一检测端子431仅设置有一个，由多个活动梳状电极408、408、…共用。此外，还可以对每个镜单元设置一个第一检测端子431。
第二检测端子432设置在电极部433的表面上。电极部433由基础部402的第一硅层210形成，在基础部402的氧化膜层220上从其周围的部分独立出来而被电绝缘。电极部433上连结有固定梳状电极409。对每一个固定梳状电极409设置有一个第二检测端子432和一个电极部433。
在基础部402设置有参考电极451。参考电极451具有相当于活动梳状电极408的电极手指481的第一电极手指452和相当于固定梳状电极409的电极手指491的第二电极手指453。第一电极手指452和第二电极手指453的结构与电极手指481和电极手指491相同。也就是说，第一电极手指452设置有三个，第二电极手指453设置有两个。第二电极手指453进入第一电极手指452之间。也就是说，第一电极手指452和第二电极手指453彼此相对。
参考电极451的静电电容经第一检测端子431和第三检测端子434被检测出来。
第一电极手指452与基础部402的第一硅层210中设置有第一检测端子431的部分电导通。
第三检测端子434设置在电极部435的表面上。电极部435的结构和电极部433相同。也就是说，电极部435由基础部402的第一硅层210形成，在基础部402的氧化膜层220上从其周围的部分独立出来而被电绝缘。电极部435中连结有第二电极手指453。
此外，在镜410、执行部件401、第一铰链406、第二铰链407、活动梳状电极408、固定梳状电极409以及参考电极451的下方，氧化膜层220和第二硅层230已被除去。
在相邻的固定梳状电极409、409之间设置有隔壁402b。也就是说，相邻的凹部402a、402a被隔壁402b隔离开。隔壁402b由第一硅层210、氧化膜层220以及第二硅层230形成。
－镜装置的工作情况－
接下来，说明这样构成的镜装置400是如何工作的。
因为压电元件404以膜叠层起来的方式形成在执行部件本体403上，所以存在在未对压电元件404施加电压的状态下执行部件401产生翘曲(以下称为“初始翘曲”)的情况。镜410因该初始翘曲而倾斜。每个执行部件401的初始翘曲都有偏差。因此，镜410的倾斜情况也分别不同。
于是，在让镜装置400工作之际，首先，通过对压电元件404施加偏置电压来调整初始翘曲，由此使镜410、410、…均匀地倾斜。详细而言，控制部130对上部电极443和下部电极441施加偏置电压。在偏置电压的极性与进行极化处理时电压的极性相同的情况下，压电体层442根据偏置电压而收缩，执行部件本体403的压电元件404一侧的表面伴随于此而收缩。其结果是，执行部件本体403的翘曲状态发生变化。
执行部件本体403的翘曲状态发生变化，执行部件本体403的顶端就会发生位移。镜410的第一短边410a也同样会伴随于此而发生位移。因为镜410的第二短边410b经第二铰链407与基础部402相连结，所以该第二短边410b几乎不发生位移。其结果是，镜410倾斜，以使第一短边410a一侧以第二铰链407为支点发生位移。
镜410倾斜，活动梳状电极408也会伴随于此而倾斜。详细而言，控制部130根据后述的活动梳状电极408和固定梳状电极409之间的静电电容调整偏置电压而让镜410、410、…均匀地倾斜。
就这样，在初始状态下，对压电元件404施加偏置电压，镜410、410、…的倾斜被调整得很均匀。
控制部130从该状态对所希望的镜装置100施加驱动电压，对镜410分别进行控制。与施加了偏置电压时一样，镜410根据驱动电压而倾斜。也就是说，镜410绕平行于X轴且实质上通过第二铰链407的A轴倾斜。此时，第一铰链406弯曲成凸状，第二铰链407弯曲成凹状。
－镜的倾斜量的检测－
如果让执行部件401工作，镜410就会倾斜，活动梳状电极408也会伴随于此而倾斜。因为活动梳状电极408夹着第二铰链407位于与镜410相反的一侧，所以例如如果让镜410倾斜而让第一短边410a上升，活动梳状电极408就会倾斜而让电极手指481下降。其结果是，活动梳状电极408的电极手指481和固定梳状电极409的电极手指491相对之部分的面积发生变化，活动梳状电极408和固定梳状电极409之间的静电电容就会发生变化。
控制部130经第一检测端子431和第二检测端子432检测活动梳状电极408和固定梳状电极409之间的静电电容。控制部130通过根据静电电容的变化量来调整对压电元件404施加的电压，来控制镜410的倾斜量。
此时，参考电极451的静电电容也是经第一检测端子431和第三检测端子434由控制部130进行检测的。控制部130通过参照参考电极451的静电电容就能够准确地求出活动梳状电极408和固定梳状电极409之间的静电电容的变化量。
此外，在这样的结构下，只要镜410自水平面(例如基础部402的表面)算起的倾斜角度相同，无论镜410朝着下方倾斜，还是朝着上方倾斜，静电电容的检测结果都相同。因此，设定偏置电压和驱动电压，以便当在上述镜装置400的工作过程中驱动镜410时，镜410不会跨越水平面而倾斜。也就是说存在以下情况，(i)执行部件401由于初始翘曲而朝着水平面的上侧弯曲，利用偏置电压进一步朝着上方调整翘曲，利用驱动电压让执行部件401进一步朝着上方弯曲的情况、(ii)执行部件401由于初始翘曲而朝着水平面的下侧弯曲，利用偏置电压让执行部件401朝着水平面的上侧翘曲，利用驱动电压让执行部件401进一步朝着上方弯曲的情况、(iii)执行部件401由于初始翘曲而朝着水平面的下侧弯曲，利用偏置电压在水平面下侧的范围内朝着上方调整执行部件401，利用驱动电压让执行部件401在水平面下侧的范围内进一步朝着上方弯曲的情况(也就是说，不会出现执行部件401比水平面更朝着上侧弯曲的情况)。此外，这样的执行部件401的工作情况是一例。
－镜装置的制造方法－
结构如上所述的镜装置400，虽然结构与第一实施方式中的镜装置1不同，但是能够用与第一实施方式一样的制造方法制造出来。也就是说，镜装置400是通过进行蚀刻SOI基板200或者在SOI基板200的表面上形成膜而制造出来的。此时，通过进行上述准备工序、第一除去工序、第二除去工序以及第三除去工序，就能够精度良好地形成成为执行部件本体403之部分和成为镜410之部分。
(其它实施方式)
还可以在上述实施方式中采用以下结构。
在上述实施方式中，以SOI基板200为基板之例、以SiO2膜240为绝缘膜之例做了说明，但并不限于此。例如还能够列举出的基板有：导体基板(包括半导体基板)、绝缘体基板。能够列举出的导体基板例如有：单晶硅基板、多晶硅基板、SiC基板等。能够列举出的绝缘体基板例如有SiO2基板(例如玻璃基板)等。能够列举出的绝缘膜例如有氧化膜等。
上述镜装置100中的执行部件1、镜110、梁部件120、第一铰链6以及第二铰链7的个数都是示例，并不限于此。执行部件1和镜110还可以分别为一个。
一套镜单元的结构也并不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中镜110由执行部件1和梁部件120支承，但还可以是镜仅由执行部件1支承这样的结构。也就是说，镜110的一端部由执行部件1支承，另一端部由基础部2支承的结构。还可以设置执行部件来取代梁部件120。也就是说，还可以是由执行部件从两侧支承镜110的结构。在上述实施方式中，对一个镜110设置了两个执行部件1、1，但执行部件1的个数并不限于此。例如，还可以针对一个镜110设置一个执行部件1。设置有第一铰链6和第二铰链7，但是它们的形状、个数都可以改变，省略不用也是可以的。
在上述实施方式中，未设置夹着间隙与执行部件本体3相对的相对电极，然而是可以设置相对电极的。通过检测该相对电极和执行部件本体3之间的静电电容，则能够推测出执行部件本体3的弯曲程度。
在上述制造方法中，采用的是干蚀刻、湿蚀刻、热氧化等，但并不限于此。也就是说，只要能够制造出上述执行部件，对蚀刻的种类并没有特别的限制。形成膜的方法也并不限于此。例如，还可以采用减压化学气相沉积(CVD)、等离子体化学气相沉积(CVD)、溅射等代替热氧化。
在上述实施方式中，由正型抗蚀剂形成了抗蚀剂掩膜，但是由负型抗蚀剂形成抗蚀剂掩膜也是可以的。
上述实施方式中所说明的材质和形状不过是一例而已，并不限于此。例如下部电极41可以由Ir/TiW膜形成，上部电极43可以由Au/Pt/Ti膜形成。
如上所述，作为本发明所公开的技术示例对实施方式做了说明。因此，提供了附图和详细说明。
因此，附图和详细说明中所记载的技术特征中，不仅包括解决技术问题一定需要的技术特征，为示例上述技术还可能包括不是解决技术问题一定需要的技术特征。因此，不应该因为那些并非一定需要的技术特征被记载在附图和详细说明中就认为那些并非一定需要的技术特征是一定需要的技术特征。
上述实施方式用于示例本发明中的技术，可以在专利保护范围或者其等同保护范围内做各种各样的变更、置换、追加以及省略等。
－产业实用性－
综上所述，这里所公开的技术对于镜装置的制造方法很有用。
－符号说明－
100、400  镜装置
110、410  镜
200       SOI基板(基板)
200a      第一区域
200b      第二区域
210       第一硅层
240       SiO2膜(绝缘膜)
251       成为执行部件本体之部分
252       成为镜之部分
255       外周部分
256       外周部分
330       第三抗蚀剂掩膜
331       第一狭缝
332       第二狭缝
1、401    执行部件
3、403    执行部件本体
4、404    压电元件
6、406    第一铰链
7、407    第二铰链

Claims (6)

1.一种镜装置的制造方法，该镜装置包括镜和执行部件，该执行部件具有执行部件本体，该执行部件对该镜进行驱动，在该执行部件本体的表面上叠层有压电元件，其特征在于：
该制造方法包括准备工序、第一除去工序、第二除去工序以及第三除去工序，
在该准备工序中准备基板，在该基板的表面上形成有绝缘膜，在成为上述执行部件本体之部分的该绝缘膜上叠层有上述压电元件，
在该第一除去工序中，让上述基板中包括成为上述执行部件本体之部分的第一区域的上述绝缘膜残留下来，通过进行蚀刻将包括成为上述镜之部分的第二区域的绝缘膜除去，
在该第二除去工序中，通过进行蚀刻将上述基板的上述第一区域中的至少成为执行部件本体之部分的外周部分的上述绝缘膜除去，
在该第三除去工序中，形成覆盖上述基板中成为上述执行部件本体之部分和成为上述镜之部分的抗蚀剂掩膜，通过进行蚀刻除去上述基板中成为上述执行部件本体之部分的外周部分和成为上述镜之部分的外周部分；
在上述第二除去工序中，让上述绝缘膜以比上述压电元件更向外侧探出来的状态残留在成为上述执行部件本体之部分的表面上，
上述第三除去工序中的上述抗蚀剂掩膜具有第二狭缝和第一狭缝，该第二狭缝让上述基板中成为上述镜之部分的外周部分露出来，该第一狭缝让上述基板中成为上述执行部件本体之部分的外周部分和成为该执行部件本体之部分的上述绝缘膜露出来且该第一狭缝的宽度比该第二狭缝宽。
2.根据权利要求1所述的镜装置的制造方法，其特征在于：
上述执行部件本体经铰链与上述镜相连结，
上述铰链包含在上述第二区域内。
3.根据权利要求1所述的镜装置的制造方法，其特征在于：
在上述镜装置中，
上述镜沿着规定的排列方向排列着设置有多个，
上述执行部件本体沿着与上述排列方向平行的方向排列着设置有多个，
上述第一狭缝让成为上述执行部件本体之部分的外周部分中相邻的成为该执行部件本体之部分彼此间的部分露出来，
上述第二狭缝让成为上述镜之部分的外周部分中相邻的成为该镜之部分彼此间的部分露出来。
4.根据权利要求3所述的镜装置的制造方法，其特征在于：
上述第一狭缝的宽度比设置在相邻的成为上述执行部件本体之部分的各个部分上的上述绝缘膜彼此间的间隔宽。
5.根据权利要求3所述的镜装置的制造方法，其特征在于：
上述第一狭缝的宽度比相邻的成为上述镜之部分彼此间的间隔宽。
6.根据权利要求3所述的镜装置的制造方法，其特征在于：
上述第一狭缝的深度比上述第二狭缝的深度深。
CN201380049445.2A 2012-09-28 2013-09-19 镜装置的制造方法 Pending CN104704418A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012217747 2012-09-28
JP2012-217747 2012-09-28
PCT/JP2013/005533 WO2014050035A1 (ja) 2012-09-28 2013-09-19 ミラーデバイスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104704418A true CN104704418A (zh) 2015-06-10

Family

ID=50387477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380049445.2A Pending CN104704418A (zh) 2012-09-28 2013-09-19 镜装置的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9268128B2 (zh)
EP (1) EP2902835A4 (zh)
JP (1) JP6186364B2 (zh)
CN (1) CN104704418A (zh)
WO (1) WO2014050035A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7464374B2 (ja) 2019-10-23 2024-04-09 浜松ホトニクス株式会社 ミラーデバイスの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050094931A1 (en) * 2002-01-21 2005-05-05 Kazuo Yokoyama Optical switch and production method therefor, information transmission device using it
WO2006011692A1 (en) * 2004-07-26 2006-02-02 M2N, Inc. Optical switching device using a micro piezoelectric actuator and method for fabricating same
US20070146859A1 (en) * 2005-12-26 2007-06-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Optical modulator
JP2009154264A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Stanley Electric Co Ltd Ｍｅｍｓモジュール
US20090225384A1 (en) * 2008-03-10 2009-09-10 Mochizuki Eiji Vibration elements

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009222900A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Ricoh Co Ltd 捩り梁、光走査装置および画像形成装置
JP5345102B2 (ja) 2010-04-19 2013-11-20 日本信号株式会社 光走査装置及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050094931A1 (en) * 2002-01-21 2005-05-05 Kazuo Yokoyama Optical switch and production method therefor, information transmission device using it
WO2006011692A1 (en) * 2004-07-26 2006-02-02 M2N, Inc. Optical switching device using a micro piezoelectric actuator and method for fabricating same
US20070146859A1 (en) * 2005-12-26 2007-06-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Optical modulator
JP2009154264A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Stanley Electric Co Ltd Ｍｅｍｓモジュール
US20090225384A1 (en) * 2008-03-10 2009-09-10 Mochizuki Eiji Vibration elements

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHENGKUO LEE ET AL.: "A 1-V Operated MEMS Variable Optical Attenuator Using Piezoelectric PZT Thin-Film Actuators", 《IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS》 *
HONG WEN JIANG ET AL.: "Fabrication of PZT actuated cantilevers on silicon-on-insulator wafers for a RF microswitch", 《MICROMACHINING AND MICROFABRICATION PROCESS TECHNOLOGY VIII》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US9268128B2 (en) 2016-02-23
WO2014050035A1 (ja) 2014-04-03
JPWO2014050035A1 (ja) 2016-08-22
EP2902835A4 (en) 2016-05-18
US20150248007A1 (en) 2015-09-03
EP2902835A1 (en) 2015-08-05
JP6186364B2 (ja) 2017-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5687802B2 (ja) 調整可能なマイクロメカニカルファブリー・ペローの干渉計およびその製造方法
EP2645148B1 (en) Optical deflector
US10411182B2 (en) Drive apparatus
US7872395B2 (en) Actuator with symmetric positioning
EP3037792A1 (en) Method for manufacturing optical interferometer
US11391629B2 (en) Interferometer and method for producing an interferometer
JP2015093340A (ja) 半導体装置の製造方法
CN104704418A (zh) 镜装置的制造方法
US9726492B2 (en) Angular velocity detection element
JP6225169B2 (ja) ミラーアレイ
JP6424405B2 (ja) 圧力センサ、触覚センサ、及び圧力センサの製造方法
US20170003500A1 (en) Drive apparatus
US20230047188A1 (en) Optical scanning device, distance measuring device, and method for manufacturing optical scanning device
JP5453791B2 (ja) 圧電体素子及びその製造方法、並びに該圧電体素子を用いた角速度センサ
US11187528B2 (en) Rotation rate sensor, method for manufacturing a rotation rate sensor
JP5726260B2 (ja) 磁気センサおよびその製造方法
JP6856127B2 (ja) 共振子及び共振装置
JP5982868B2 (ja) 超音波センサー、超音波アレイセンサーおよび超音波センサーの製造方法
JP2008213057A (ja) 振動子構造体及びその製造方法
CN104904027A (zh) 用于制造多层电极系统的方法和装置
JP5867057B2 (ja) Ｍｅｍｓデバイス
JP6130374B2 (ja) 半導体装置
JP2010048700A (ja) Ｍｅｍｓおよびｍｅｍｓ製造方法
JP2010221307A (ja) 電気装置
KR100465914B1 (ko) 미소 구동기 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150610

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication