CN105637405B - 电子器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在从第一硅层(210)侧对SOI基板(200)进行蚀刻的第一蚀刻工序中,将第一结构体中的由第一硅层(210)所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的预结构。在将最终掩模(390)形成在SOI基板(200)的第二硅层(230)侧的掩模形成工序中,将与第一结构体的最终形状对应的第一掩模(391)形成为布置在预结构内。在从第二硅层(230)侧对SOI基板(200)进行蚀刻的第二蚀刻工序中,通过利用第一掩模(391)对第二硅层(230)和预结构进行蚀刻,从而形成第一结构体的最终形状。

Description

电子器件的制造方法
技术领域
在此公开的技术涉及一种电子器件的制造方法。
背景技术
迄今为止,已知道有一种电子器件,其具备由包括多个层的基板形成的结构体。例如,在专利文献1中公开了一种MEMS(微机电系统)反射镜。该MEMS镜具备镜板、弹簧、可动梳齿、固定梳齿等,该MEMS镜由包括多个硅层的基板形成。
就专利文献1中的MEMS镜来说,首先加工SOI(Silicon-on-Insulator;绝缘体上硅)基板来形成镜板、弹簧和可动梳齿等。随后,在SOI基板上接合其它基板,并加工该其它基板来形成固定梳齿。再经过其它一些工序,从而制造出MEMS镜。
专利文献1:日本公开专利公报特开2010-107628号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
就利用包括多个层的基板来制造结构体的情况来说,该结构体的制造方法不限于专利文献1中的方法。例如,也有这样的情况:从包括多个层的基板的一面加工该基板后,再从另一面加工该基板。在这样的制造方法中,存在分别从两面加工基板来形成一个结构体的情况。在这样的情况下,一旦从一面加工的部分的位置和从另一面加工的部分的位置之间相互偏离了,就无法准确地形成该结构体。
在此公开的技术是鉴于上述问题而完成的,其目的在于:即使是从基板的两面分别加工该基板来形成结构体,也高精度地形成结构体。
-用以解决技术问题的技术方案-
在此公开的技术是以电子器件的制造方法为对象,在该电子器件的制造方法中,对至少包括第一层和第二层的基板进行蚀刻来形成结构体。该电子器件的制造方法是这样的:包括从所述第一层侧对所述基板进行蚀刻的第一蚀刻工序、在所述基板的所述第二层侧形成掩模的掩模形成工序、以及利用所述掩模从所述第二层侧对所述基板进行蚀刻的第二蚀刻工序,在所述第一蚀刻工序中,将所述结构体中的由所述第一层所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的预结构,在所述掩模形成工序中,将与所述最终形状对应的掩模形成为布置在所述基板的所述第二层侧而且从所述基板的厚度方向看去时布置在所述预结构内,在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述掩模对所述第二层和所述预结构进行蚀刻,从而形成所述最终形状。
在此,所述掩模形成工序不是一定要在第一蚀刻工序之后进行,也可以在第一蚀刻工序之前进行。此外,“最终形状”是指进行了第二蚀刻工序后的结构体的形状,即使在第二蚀刻工序后对该结构体进行了某种处理或加工,“最终形状”也不是指进行了该处理或加工后的形状。此外,“利用掩模进行蚀刻”不限于使用该掩模本身来进行蚀刻这样的情况,也包括使用该掩模来形成其它掩模,并使用该其它掩模来进行蚀刻这样的情况。
-发明的效果-
根据所述电子器件的制造方法,能够高精度地形成结构体
附图说明
图1是镜器件的俯视图。
图2是镜器件的剖视示意图。
图3是SOI基板的剖视图。
图4是示出在SOI基板上形成SiO2膜的工序的图。
图5(A)~(C)是示出在镜预结构上形成镜面层的工序的图,图5(A)示出使用第一抗蚀剂掩模来对SiO2膜的一部分进行蚀刻的工序,图5(B)示出形成Au/Ti/Pt膜的工序,图5(C)示出除去SiO2膜上的Au/Ti/Pt膜的工序。
图6(A)~(C)是示出第一蚀刻工序的图,图6(A)示出形成第二抗蚀剂掩模的工序,图6(B)示出对第一硅层进行蚀刻的工序,图6(C)示出从第一硅层侧对氧化膜层进行蚀刻的工序。
图7是示出在SOI基板上接合玻璃基板的工序的图。
图8是示出在第二硅层上形成SiO2膜的工序的图。
图9示出在第二硅层上形成第二对准标记的工序的图。
图10(A)、(B)是示出形成氧化膜掩模的工序的图,图10(A)示出形成第四抗蚀剂掩模的工序,图10(B)示出对SiO2膜进行蚀刻的工序。
图11(A)~(C)是示出形成第五抗蚀剂掩模的工序的图,图11(A)示出布置光掩模的工序,图11(B)示出形成第五抗蚀剂掩模的工序,图11(C)示出成形氧化膜掩模的工序。
图12(A)、(B)是示出使用最终掩模进行蚀刻的工序的图,图12(A)示出对第二硅层进行蚀刻的工序,图12(B)示出对氧化膜层进行蚀刻的工序。
图13(A)、(B)示出将预结构形成为最终形状的工序的图,图13(A)示出将第四抗蚀剂掩模剥离的工序,图13(B)示出对第一硅层和第二硅层中的不需要的部分进行蚀刻的工序。
图14是示出将氧化膜层中的不需要的部分和氧化膜掩模除去的工序的图。
图15是示出进行引线键合的工序的图,并且图15示出形成电极和镜面层的工序。
图16(A)~(C)是用来说明位置偏离地形成最终掩模的状况的图,图16(A)示出偏离地布置光掩模的状态,图16(B)示出偏离地形成第四抗蚀剂掩模的状态,图16(C)示出偏离地形成最终掩模的状态。
图17(A)、(B)是示出使用偏离了的最终掩模来进行蚀刻的状况的图,图17(A)示出对第二硅层和氧化膜层进行了蚀刻的状态,图17(B)示出第一硅层和第二硅层中的不需要的部分被蚀刻后的状态。
图18是示出进行了第一变形例所涉及的制造方法中的第一蚀刻工序后的SOI基板的、沿图1中的A-A线剖开的剖视图。
图19是示出形成了最终掩模的SOI基板的剖视图。
图20是剖视图,其示出即将除去第二硅层和氧化膜层中的不需要的部分、以及预结构中的不需要的部分之前的SOI基板。
图21示出制成的镜器件的剖视图。
图22示出进行了第二变形例所涉及的制造方法中的第一蚀刻工序后的SOI基板的、沿图1中的A-A线剖开的剖视图。
图23示出形成了最终掩模的SOI基板的剖视图。
图24是剖视图,其示出即将除去第二硅层和氧化膜层中的不需要的部分、以及预结构中的不需要的部分之前的SOI基板。
具体实施方式
以下,根据附图详细地说明示例性实施方式。
图1示出镜器件100的俯视图,图2示出镜器件100的剖视示意图。需要说明的是,在图2中,以剖视图的方式示意地示例出镜器件100的一部分结构体。因此,在图2中,没有正确地示出结构体的形状、位置关系。
[镜器件的结构]
镜器件100具备:框状基部1;反射镜2;框体3;将反射镜2和框体3连结起来的第一铰链4;将框体3和基部1连结起来的第二铰链5;驱动框体3相对于反射镜2移动的第一内侧驱动电极6A和第二内侧驱动电极6B;驱动基部1相对于框体3移动的第一外侧驱动电极~第四外侧驱动电极7A~7D;对反射镜2的倾动进行控制的控制部(省略图示)。镜器件100使反射镜2绕着相互正交的主轴X和副轴Y倾动。镜器件100是电子器件的一个例子。
如图2所示,该镜器件100是使用SOI(Silicon on Insulator)基板200制造而成的。SOI基板200是由硅形成的第一硅层210、由SiO2(二氧化硅)形成的氧化膜层220、以及由硅形成的第二硅层230按第一硅层210、氧化膜层220、第二硅层230的顺序层叠起来而构成的。需要说明的是,在图1中,对由第二硅层230构成的、能够在俯视时目视辨认出来的部分标注了影线。需要说明的是,在反射镜2的上表面上设有后述镜面层22,但在图1中对反射镜2标注了影线。
基部1形成为大致长方形的框状。在基部1的大致中央处形成有大致正方形的开口。将与基部1的长边平行地延伸且通过反射镜2的重心G的轴设为X轴,将与基部1的短边平行地延伸且通过反射镜2的重心G的轴设为Y轴。大部分的基部1是由第一硅层210、氧化膜层220以及第二硅层230所形成的。
框体3形成为大致正方形的框状。框体3布置在基部1的大致中央处的开口内。在框体3的大致中央处形成有大致正方形的开口。框体3具有与X轴平行地延伸的第一边部31和第三边部33、以及与Y轴平行地延伸的第二边部32和第四边部34。第一边部31上的两端部以外的部分(以下也称为“中间部分”)和第三边部33上的两端部以外的部分(以下也称为“中间部分”)是由第一硅层210所形成的。第一边部31上的两端部和第三边部33上的两端部、以及第二边部32和第四边部34是由第一硅层210、氧化膜层220和第二硅层230所形成的。
反射镜2形成为大致圆形的板状。如图2所示,反射镜2具有:镜本体21;层叠在镜本体21的上表面上的镜面层22;层叠在镜本体21的下表面上的镜面层23。镜本体21是由第一硅层210所形成的。镜面层22、23是由Au/Ti/Pt膜所形成的。镜面层23具有使在镜本体21的上表面上产生的、由镜面层22所引起的膜应力平衡的功能。由此,能够提高镜本体21乃至镜面层22的平面度。
第一铰链4设置在夹着反射镜2的重心G相对置的位置上。具体而言,第一铰链4布置在反射镜2的周缘部上的、位于Y轴上的部位。第一铰链4的一端与反射镜2相连结,第一铰链4的另一端与框体3相连结。一个第一铰链4与框体3的第一边部31上的长度方向大致中央处相连结。另一个第一铰链4与框体3的第三边部33上的长度方向大致中央处相连结。第一铰链4在反射镜2与框体3的第一边部31之间或反射镜2与框体3的第三边部33之间弯曲着延伸。由此,第一铰链4构成为能够容易地变形。第一铰链4是由第一硅层210所形成的。
第二铰链5设置在夹着反射镜2的重心G相对置的位置上。具体而言,第二铰链5布置在框体3的周缘部上的、位于X轴上的部位。也就是说,在绕着反射镜2的重心G旋转的方向上,第一铰链4与第二铰链5每隔90度交替地布置着。第二铰链5的一端与框体3相连结,第二铰链5的另一端与基部1相连结。一个第二铰链5与框体3的第二边部32上的长度方向大致中央处相连结。另一个第二铰链5与框体3的第四边部34上的长度方向大致中央处相连结。第二铰链5在框体3的第二边部32与基部1之间或框体3的第四边部34与基部1之间弯曲着延伸。由此,第二铰链5构成为能够容易地变形。第二铰链5是由第一硅层210、氧化膜层220和第二硅层230所形成的。
在框体3的内侧上的两个位置设有第一内侧驱动电极6A和第二内侧驱动电极6B。具体而言,第一内侧驱动电极6A设在框体3的第二边部32、以及反射镜2上的与第二边部32相对置的部分上。第二内侧驱动电极6B设在框体3的第四边部34、以及反射镜2上的与第四边部34相对置的部分上。以下,在不区别各内侧驱动电极6时,单纯地称为“内侧驱动电极6”。由于第一内侧驱动电极6A和第二内侧驱动电极6B的结构相同,因此以下对第一内侧驱动电极6A的结构进行说明。
第一内侧驱动电极6A具有内侧固定梳齿电极61和内侧可动梳齿电极62。内侧固定梳齿电极61设在框体3的第二边部32上。内侧可动梳齿电极62设在反射镜2上的与第二边部32相对置的部分上。内侧固定梳齿电极61是第一梳齿电极的一个例子,内侧可动梳齿电极62是第二梳齿电极的一个例子。
内侧固定梳齿电极61具有从第二边部32向反射镜2延伸的多根电极指63。多根电极指63与X轴方向平行地延伸,并且在Y轴方向上留有规定间隔地排列着。电极指63是由第二硅层230所形成的。
内侧可动梳齿电极62具有从反射镜2向外侧延伸的多根电极指64。多根电极指64与X轴方向平行地延伸,并且在Y轴方向上留有规定间隔地排列着。一部分电极指64设在从反射镜2起与Y轴平行地延伸的延长部65上。俯视时,各电极指64进入相邻的两个电极指63、63之间。也就是说,俯视时,各电极指63进入相邻的两个电极指64、64之间。但是,电极指64是由第一硅层210所形成的。因此,在电压未施加在第一内侧驱动电极6A上的状态下,电极指63与电极指64在镜器件100的厚度方向(与X轴和Y轴正交的方向)上错开,电极指63与电极指64不相互对置。
此外,由于电极指64是由第一硅层210所形成的,因此经由反射镜2和第一铰链4与框体3电导通。另一方面,由于电极指63设在框体3上,电极指63也与框体3电导通。但是,框体3上的、第一铰链4所连结的部分(也就是说第一边部31和第三边部33的中间部分)是由第一硅层210所形成的,而电极指63只从框体3的第二边部32和第四边部34上的第二硅层230延伸出来。也就是说,电极指63与电极指64隔着框体3的氧化膜层220相互绝缘。
在框体3的外侧上的四个位置设有第一外侧驱动电极~第四外侧驱动电极7A~7D。具体而言,第一外侧驱动电极7A和第二外侧驱动电极7B设在框体3的第二边部32的两端部上。第三外侧驱动电极7C和第四外侧驱动电极7D设在框体3的第四边部34的两端部上。以下,在不区别各外侧驱动电极7时,单纯地称为“外侧驱动电极7”。由于第一外侧驱动电极~第四外侧驱动电极7A~7D的结构相同,因此以下对第一外侧驱动电极7A的结构进行说明。
第一外侧驱动电极7A具有外侧固定梳齿电极71和外侧可动梳齿电极72。基部1上的、与第二边部32的端部相对置的位置上设有凹部,外侧固定梳齿电极71设在该凹部中。外侧可动梳齿电极72设在框体3的第二边部32上。外侧固定梳齿电极71是第一梳齿电极的一个例子,外侧可动梳齿电极72是第二梳齿电极的一个例子。
外侧固定梳齿电极71具有多根电极指73。基部1上的凹部形成为长方形。多根电极指73从凹部上的与X轴平行地延伸的两个边部起与Y轴平行地向凹部内侧延伸出来。各边部上的多根电极指73在X轴方向上留有规定间隔地排列着。电极指73是由第二硅层230所形成的。需要说明的是,电极指73中最接近框体3的电极指73(以下称为“端部的电极指73z”。)形成为宽度(X轴方向上的尺寸)比其它电极指73粗。由此,能够抑制端部的电极指73z弯曲。也就是说,俯视时,其它电极指73布置在对应的两个电极指74、74之间。相对于此,俯视时,端部的电极指73z只与一根电极指74相邻,并未夹在两个电极指74、74之间。因此,当在电极指73与电极指74之间产生静电引力时(在后详述),就其它电极指73而言,在其两侧会产生静电引力,相对于此,就端部的电极指73z而言,只有在电极指74存在的一侧会产生静电引力。也就是说,其它电极指73受两个电极指74、74相互拉扯,从而不会向任一个电极指74弯曲,但端部的电极指73z只会被拉往电极指74存在的那一侧。于是,通过使端部的电极指73z形成为比其它电极指73粗,能够抑制端部的电极指73z弯曲。
外侧可动梳齿电极72具有多根电极指74。在框体3的第二边部32上设有与X轴平行地向框体3的外侧延伸的延长部75。多根电极指74从延长部75起与Y轴平行地向两侧延伸,并且在X轴方向上留有规定间隔地排列着。俯视时,各电极指74进入相邻的两个电极指73、73之间。也就是说,俯视时,各电极指73进入相邻的两个电极指74、74之间。但是,电极指74是由第一硅层210所形成的。因此,在电压未施加在第一外侧驱动电极7上的状态下,电极指73与电极指74在镜器件100的厚度方向上错开,电极指73与电极指74不相互对置。
在此,电极指73是由基部1的第二硅层230所形成的,而电极指74是由框体3的第一硅层210所形成的。因此,电极指73与电极指74隔着氧化膜层220相互绝缘。
此外,在框体3的第二边部32和第四边部34上设有内侧固定梳齿电极61和外侧可动梳齿电极72。但是,内侧固定梳齿电极61是由第二硅层230所形成的,而外侧可动梳齿电极72是由第一硅层210所形成的,因此内侧固定梳齿电极61与外侧可动梳齿电极72隔着框体3的氧化膜层220相互绝缘。
基部1中的由第二硅层230所构成的部分被绝缘槽240分割为相互电绝缘的几个区域。具体而言,该部分具有:经由一个第二铰链5与第一内侧驱动电极6A中的内侧固定梳齿电极61电导通的第一区域241;经由另一个第二铰链5与第二内侧驱动电极6B中的内侧固定梳齿电极61电导通的第二区域242;与第一外侧驱动电极7A中的外侧固定梳齿电极71以及第四外侧驱动电极7D中的外侧固定梳齿电极71电导通的第三区域243;与第二外侧驱动电极7B中的外侧固定梳齿电极71以及第三外侧驱动电极7C中的外侧固定梳齿电极71电导通的第四区域244;以及位于最外侧的框状第五区域245。
在第一区域241中设有第一驱动电极251。第一驱动电极251经由第二铰链5与第一内侧驱动电极6A中的内侧固定梳齿电极61电导通。此外,在第二区域242中设有第二驱动电极252。第二驱动电极252经由第二铰链5与第二内侧驱动电极6B中的内侧固定梳齿电极61电导通。
在第三区域243中设有第三驱动电极253。第三驱动电极253与第一外侧驱动电极7A中的外侧固定梳齿电极71以及第四外侧驱动电极7D中的外侧固定梳齿电极71电导通。此外,在第四区域244中设有第四驱动电极254。第四驱动电极254与第二外侧驱动电极7B中的外侧固定梳齿电极71以及第三外侧驱动电极7C中的外侧固定梳齿电极71电导通。
在第五区域245的四个角落中位于对角线上的两个角落部上形成有开口部245a、245a。开口部245a贯穿第二硅层230以及氧化膜层220。在经由开口部245a露出的第一硅层210上设有共用电极255。此外,在第五区域245的四个角落中未设有开口部245a、245a的两个角落部上设有虚设电极256、256。虚设电极256设在第二硅层230的表面上。
[镜器件的动作]
接着,对按上述方式构成的镜器件100的动作进行说明。
控制部通过对第一驱动电极~第四驱动电极251~254施加驱动电压来使反射镜2倾动。控制部通过对第一驱动电极251或第二驱动电极252施加驱动电压来使反射镜2绕Y轴倾动。另一方面,控制部通过对第三驱动电极253或第四驱动电极254施加驱动电压来使反射镜2绕X轴倾动。
详细而言,在施加驱动电压之前,内侧驱动电极6中的内侧固定梳齿电极61与内侧可动梳齿电极62在镜器件100的厚度方向上错开,外侧驱动电极7中的外侧固定梳齿电极71与外侧可动梳齿电极72在镜器件100的厚度方向上错开。在该状态下,如果对第一驱动电极251施加驱动电压,在第一内侧驱动电极6A中的内侧固定梳齿电极61与内侧可动梳齿电极62之间就会产生静电引力。通过该静电引力,内侧可动梳齿电极62被拉往内侧固定梳齿电极61。其结果是,反射镜2绕Y轴倾动而使第一内侧驱动电极6A的内侧可动梳齿电极62上升。另一方面,如果对第二驱动电极252施加驱动电压,在第二内侧驱动电极6B中的内侧固定梳齿电极61与内侧可动梳齿电极62之间就会产生静电引力。通过该静电引力,内侧可动梳齿电极62被拉往内侧固定梳齿电极61。其结果是,反射镜2绕Y轴倾动而使第二内侧驱动电极6B的内侧可动梳齿电极62上升。此外,如果对第三驱动电极253施加驱动电压,在第一外侧驱动电极7A中的外侧固定梳齿电极71与外侧可动梳齿电极72之间以及第四外侧驱动电极7D中的外侧固定梳齿电极71与外侧可动梳齿电极72之间就会产生静电引力。通过该静电引力,外侧可动梳齿电极72被拉往外侧固定梳齿电极71。其结果是,反射镜2绕X轴倾动而使第一外侧驱动电极7A中的外侧可动梳齿电极72以及第四外侧驱动电极7D中的外侧可动梳齿电极72上升。另一方面,如果对第四驱动电极254施加驱动电压,在第二外侧驱动电极7B中的外侧固定梳齿电极71与外侧可动梳齿电极72之间以及第三外侧驱动电极7C中的外侧固定梳齿电极71与外侧可动梳齿电极72之间就会产生静电引力。通过该静电引力,外侧可动梳齿电极72被拉往外侧固定梳齿电极71。其结果是,反射镜2绕X轴倾动而使第二外侧驱动电极7B中的外侧可动梳齿电极72以及第三外侧驱动电极7C中的外侧可动梳齿电极72上升。
能够通过对反射镜2照射光,并利用光电探测器等检测照射的光的反射光来检测反射镜2的倾动量。控制部通过将按上述方式检测出的反射镜2的倾动量反馈来调整向第一驱动电极~第四驱动电极251~254施加的驱动电压,由此控制反射镜2的倾动。
[镜器件的制造方法]
接着,对镜器件100的制造方法进行说明。
镜器件100包括:由第一硅层210和第二硅层230所形成的第一结构体;由第二硅层230所形成的、不包含第一硅层210的第二结构体;由第一硅层210所形成的、不包含第二硅层230的第三结构体。需要说明的是,在此,由于是以第一硅层210和第二硅层230的角度来分类各结构体,因此各结构体可以包含氧化膜层220,也可以不包含氧化膜层220。例如,本实施方式的第一结构体包含氧化膜层220。在本实施方式中,基部1、框体3中的一部分(第一边部31的两端部、第三边部33的两端部、第二边部32和第四边部34)以及第二铰链5为第一结构体。内侧固定梳齿电极61和外侧固定梳齿电极71为第二结构体。反射镜2、框体3中的一部分(第一边部31的中间部分以及第三边部33的中间部分)、第一铰链4、内侧可动梳齿电极62以及外侧可动梳齿电极72为第三结构体。
需要说明的是,在图2中,作为第一结构体的例子示出了基部1和第二铰链5,作为第二结构体的例子示出了内侧固定梳齿电极61,作为第三结构体的例子示出了反射镜2和内侧可动梳齿电极62。以下,对在图2中示例的各结构体进行说明,但未示例的结构体也按与相同分类的结构体相同的方式来形成。
首先,如图3所示,准备SOI基板200。图3示出SOI基板200的剖视图。在图3中,以虚线示出预定在SOI基板200上形成的镜器件100的各结构体,并对以虚线示出的各结构体标注了影线。如上所述,SOI基板200是由硅形成的第一硅层210、由SiO2(二氧化硅)形成的氧化膜层220、以及由硅形成的第二硅层230按第一硅层210、氧化膜层220、第二硅层230的顺序层叠起来而构成的。SOI基板200是基板的一个例子。第一硅层210是第一层的一个例子,第二硅层230是第二层的一个例子,氧化膜层220是第三层的一个例子。
接着,从第一硅层210侧对SOI基板200进行蚀刻(第一蚀刻工序)。在该工序中,对第一硅层210中的至少与内侧固定梳齿电极61相对置的部分进行蚀刻来除去该部分。而且,对第一硅层210中的基部1、反射镜2、第二铰链5和内侧可动梳齿电极62以外的部分进行蚀刻,以形成构成第一硅层210中的基部1、反射镜2、第二铰链5和内侧可动梳齿电极62的部分。
详细而言,首先,如图4所示,通过热氧化在SOI基板200的两面上形成SiO2膜260。
接着,形成镜本体21的背面上的镜面层23。
首先,如图5(A)所示,在SOI基板200的第一硅层210侧的SiO2膜260上形成第一抗蚀剂掩模310,并对SiO2膜260的一部分进行蚀刻。第一抗蚀剂掩模310使第一硅层210中的构成反射镜2的部分上的SiO2膜260露出。使用该第一抗蚀剂掩模310来对SiO2膜260进行蚀刻,从而除去与第一硅层210中的构成反射镜2的部分对应的SiO2膜260。
接着,将第一抗蚀剂掩模310剥离,并如图5(B)所示,通过溅射在第一硅层210中的构成反射镜2的部分的表面上形成Au/Ti/Pt膜610。此时,在SiO2膜260的表面上也会形成Au/Ti/Pt膜610。
然后,在与第一硅层210中的构成反射镜2的部分对应的Au/Ti/Pt膜610上形成抗蚀剂掩模(省略图示),并通过蚀刻来除去SiO2膜260上的Au/Ti/Pt膜610。由此,如图5(C)所示,利用Au/Ti/Pt膜610形成了镜面层23。需要说明的是,在第一硅层210中的构成反射镜2的部分以外的部分上残留有SiO2膜260。
随后,通过蚀刻来除去与第一硅层210中的供后述玻璃基板600接合的部分对应的SiO2膜260,这在图中省略不示出。
接着,在第一硅层210的表面上形成第二抗蚀剂掩模320。第二抗蚀剂掩模320具有覆盖住第一硅层210中的构成第一结构体和第三结构体的部分的形状。在图6(A)的例子中,第一硅层210中的构成基部1的部分、构成反射镜2的部分、构成第二铰链5的部分以及构成内侧可动梳齿电极62的部分被第二抗蚀剂掩模320覆盖住。第二抗蚀剂掩模320具有比其对应的结构体的最终形状还大的形状。以下,只要没有特别说明,最终形状和形状都是指从镜器件100的厚度方向来看结构体的情况下的形状,也就是说向镜器件100的厚度方向上投影而成的形状。
随后,使用第二抗蚀剂掩模320对氧化膜层260进行蚀刻,从而除去氧化膜层260中的从第二抗蚀剂掩模320露出的部分。对氧化膜层260的蚀刻是通过高密度等离子体源(APS:Advanced Physical Source(先进物理源))进行的(以下称为“APS蚀刻”)。
接着,如图6(B)所示,使用第二抗蚀剂掩模320来对第一硅层210进行蚀刻。对硅层的蚀刻是通过感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma:ICP)进行的(以下称为“ICP蚀刻”)。由此,在第一硅层210上形成:基部1中的由第一硅层210构成的部分的预结构(pre-structure)41;第二铰链5中的由第一硅层210构成的部分的预结构42;反射镜2的预结构43;以及内侧可动梳齿电极62的预结构44。在此,预结构是指具有比最终形状还大的形状的结构,预结构最终会被蚀刻而形成对应的最终形状。此外,第一硅层210中的与内侧固定梳齿电极61相对置的部分被蚀刻而形成凹部R。而且,在第一硅层210上形成第一对准标记211。
以下,将预结构41称为基部预结构41,将预结构42称为第二铰链预结构42,将预结构43称为镜预结构43,将预结构44称为可动梳齿预结构44。但是,在不区别各预结构时,有时候只单纯地称为预结构。基部预结构41和第二铰链预结构42是第一预结构的一个例子。镜预结构43和可动梳齿预结构44是第三预结构的一个例子。
接着,如图6(C)所示,使用第二抗蚀剂掩模320对氧化膜层220进行APS蚀刻,使氧化膜层220中的从第二抗蚀剂掩模320露出的部分变薄。此时,不是将氧化膜层220完全蚀刻掉,而是留下较薄的氧化膜层220。对氧化膜层220进行的该蚀刻结束后,将第二抗蚀剂掩模320剥离。需要说明的是,也可以省略使氧化膜层220变薄的该工序。
接着,如图7所示,将玻璃基板600阳极接合到第一硅层210的表面上。玻璃基板600接合到第一硅层210中的未设有SiO2膜260的部分上。
接着,形成用来从第二硅层230侧对SOI基板200进行蚀刻的最终掩模390(掩模形成工序)。最终掩模390是掩模的一个例子。首先,如图8所示,在第二硅层230的表面上形成SiO2膜620。具体而言,首先,通过背面研磨来加工第二硅层230,将第二硅层230减薄到希望的的厚度。接着,通过气相沉积(例如低压化学气相沉积)在第二硅层230的表面上形成SiO2膜620。
接着,如图9所示,在SiO2膜620和第二硅层230上形成第二对准标记231。详细而言,在SiO2膜620的表面上形成第三抗蚀剂掩模330。使用该第三抗蚀剂掩模330依次对SiO2膜620和第二硅层230进行蚀刻,从而在SiO2膜620和第二硅层230上形成第二对准标记231。随后,将第三抗蚀剂掩模330剥离。
接着,对SiO2膜620进行蚀刻来形成氧化膜掩模370,然后形成第五抗蚀剂掩模350。
首先,如图10(A)所示,在SiO2膜620的表面上形成第四抗蚀剂掩模340。在SiO2膜620的表面上涂布抗蚀剂后,利用第二对准标记231来布置规定的光掩模(例如镂空掩模(stencil mask)),并使该抗蚀剂曝光、显像,通过这样的方式形成第四抗蚀剂掩模340,这在后述第五抗蚀剂掩模350中详细地说明。光掩模是形成有开口的遮蔽部件,并且是能够与SOI基板200物理性分离的部件。在光掩模上规定了抗蚀剂掩模的位置关系。
接着,如图10(B)所示,使用第四抗蚀剂掩模340对SiO2膜620进行APS蚀刻,从而形成氧化膜掩模370。随后,将第四抗蚀剂掩模340剥离。
氧化膜掩模370具有覆盖住第二硅层230中的构成第一结构体和第二结构体的部分的形状。在图10(B)的例子中,第二硅层230中的构成基部1的部分、构成第二铰链5的部分以及构成内侧固定梳齿电极61的部分被氧化膜掩模370覆盖住。氧化膜掩模370具有比其对应的结构体的最终形状还大的形状。
需要说明的是,在基部1中的与绝缘槽240对应的部分以及与供共用电极255设置的开口部245a对应的部分上未设有氧化膜掩模370。
接着,在第二硅层230和氧化膜掩模370上形成第五抗蚀剂掩模350。首先,在第二硅层230和氧化膜掩模370之上涂布抗蚀剂351。随后,如图11(A)所示,在抗蚀剂351之上布置光掩模352。使用光掩模352来使抗蚀剂351曝光、显像,从而如图11(B)所示,形成第五抗蚀剂掩模350。
第五抗蚀剂掩模350设在与第一结构体、第二结构体和第三结构体对应的位置。也就是说,构成第一结构体和第二结构体的部分被所述氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350双重覆盖住。在图11(B)的例子中,在第二硅层230之上的与基部1对应的部分、与第二铰链5对应的部分以及与内侧固定梳齿电极61对应的部分处设有氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350。在第二硅层230之上的与反射镜2对应的部分以及与内侧可动梳齿电极62对应的部分处只设有第五抗蚀剂掩模350。在此,第五抗蚀剂掩模350具有与其对应的结构的最终形状相同的形状。因此,在第五抗蚀剂掩模350与氧化膜掩模370重叠的部分,氧化膜掩模370从第五抗蚀剂掩模350突出来。
接着,如图11(C)所示,通过蚀刻来除去因APS蚀刻而从第五抗蚀剂掩模350突出来的氧化膜掩模370。由此,在氧化膜掩模370与第五抗蚀剂掩模350重叠的部分,氧化膜掩模370形成为与第五抗蚀剂掩模350相同的形状。
这样一来,就形成包括氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350的最终掩模390。最终掩模390具有:与第一结构体的最终形状对应的第一掩模391;与第二结构体的最终形状对应的第二掩模392;与第三结构体的最终形状对应的第三掩模393。第一掩模391形成在第二硅层230的表面上的与基部1对应的部分以及与第二铰链5对应的部分处。第二掩模392形成在第二硅层230的表面上的与内侧固定梳齿电极61对应的部分处。第三掩模393形成在第二硅层230的表面上的与反射镜2对应的部分以及与内侧可动梳齿电极62对应的部分处。此外,第一掩模391和第二掩模392具有形成在第二硅层230之上的氧化膜掩模370、以及形成在该氧化膜掩模370之上的第五抗蚀剂掩模350。氧化膜掩模370是下层掩模的一个例子,第五抗蚀剂掩模350是上层掩模的一个例子。另一方面,第三掩模393不包括氧化膜掩模370,只包括第五抗蚀剂掩模350。需要说明的是,在基部1中的与绝缘槽240对应的部分以及与供共用电极255设置的开口部245a对应的部分上未设有氧化膜掩模370,只设有第五抗蚀剂掩模350。
接着,使用最终掩模390来对第二硅层230和氧化膜层220进行蚀刻(第二蚀刻工序)。具体而言,首先,如图12(A)所示,对第二硅层230进行ICP蚀刻。其结果是,形成基部1和第二铰链5中的由第二硅层230构成的部分。此外,还形成内侧固定梳齿电极61。而且,第二硅层230中的与反射镜2和内侧可动梳齿电极62相对置的部分残留下来。
在此,由于最终掩模390具有与各结构体的最终形状对应的形状,因此在该工序中形成的、基部1和第二铰链5中的由第二硅层230构成的部分、以及内侧固定梳齿电极61形成为最终形状。
接着,如图12(B)所示,对氧化膜层220进行APS蚀刻。其结果是,氧化膜层220中的从最终掩模390露出的部分被除去。这样一来,由第一硅层210所形成的预结构41~44中的比最终掩模390还向外突出的部分就会露出。随后,将最终掩模390中的第五抗蚀剂掩模350剥离。
接着,使用氧化膜掩模370对第一硅层210和第二硅层230进行蚀刻。详细而言,通过将第五抗蚀剂掩模350剥离,如图13(A)所示,残留下来的第二硅层230中的未被氧化膜掩模370覆盖住的部分、也就是说与镜预结构43和可动梳齿预结构44相对置的部分就会露出。此时,基部1中的与绝缘槽240对应的部分以及与供共用电极255设置的开口部245a对应的部分也露出。而且,如上所述,预结构41~44中的从氧化膜层220突出来的部分也露出。在该状态下,通过进行ICP蚀刻,从而如图13(B)所示,第二硅层230中的与镜预结构43和可动梳齿预结构44相对置的部分、基部1中的与绝缘槽240和开口部245a对应的部分、以及预结构41~44中的从氧化膜层220突出来的部分被蚀刻掉。此时,氧化膜层220作为用来对预结构41~44进行蚀刻的掩模发挥作用。
在此,在图12(B)的工序中使用最终掩模390对氧化膜层220进行蚀刻,从而氧化膜层220形成为与最终掩模390同样的形状。也就是说,由于氧化膜层220具有与各结构体的最终形状对应的形状,因此在该工序中被蚀刻的预结构41~44形成为对应的结构体的最终形状。具体而言,基部预结构41形成为基部1中的由第一硅层210构成的部分的最终形状。第二铰链预结构42形成为第二铰链5中的由第一硅层210构成的部分的最终形状。镜预结构43形成为反射镜2(镜本体21)的最终形状。可动梳齿预结构44形成为内侧可动梳齿电极62的最终形状。
需要说明的是,第二铰链5、反射镜2以及内侧可动梳齿电极62上的SiO2膜260以与预结构对应的形状残留着,并未形成为最终形状。
接着,如图14所示,通过APS蚀刻来除去氧化膜掩模370、位于绝缘槽240和开口部245a的底部的氧化膜层220、以及反射镜2和内侧可动梳齿电极62之上的氧化膜层220。
此时,第二铰链5、反射镜2和内侧可动梳齿电极62上的SiO2膜260也被除去而形成为最终形状。
需要说明的是,通过形成绝缘槽240,从而在基部1上形成有第一区域~第五区域241~245(在图14中只示出第一区域241、第三区域243和第五区域245)。
接着,形成电极和镜面层,并且通过引线键合将引线连接到该电极上。具体而言,如图15所示,使用光掩模(省略图示),通过溅射在规定的部位上形成Au/Ti/Pt膜,从而形成电极和镜面层22。在图15的例子中,形成第一驱动电极251、第三驱动电极253和共用电极255。此外,在镜本体21的靠第二硅层230侧的表面上形成有Au/Ti/Pt膜,从而形成镜面层22。随后,对第一驱动电极251、第三驱动电极253和共用电极255进行引线键合(参照图2)。
这样一来,就制成了镜器件100。
在如上所述从SOI基板200的两面进行加工这样的制造方法中,重要的是从SOI基板200的一面进行加工时的位置和从SOI基板200的另一面进行加工时的位置之间的对位。例如,在上述制造方法中,通过利用形成在SOI基板200的两面上的第一对准标记211和第二对准标记231来进行从SOI基板200的一面进行加工时的位置与从SOI基板200的另一面进行加工时的位置之间的对位。即使按上述方式进行对位,从SOI基板200的一面进行加工时的位置与从SOI基板200的另一面进行加工时的位置之间的对位仍有可能产生误差。例如,在从第一硅层210侧加工了SOI基板200后,当从第二硅层230侧加工第一硅层210时,最终掩模390的位置有可能发生偏离。在这样的情况下,就现有的制造方法来说,从第一硅层210侧加工成的结构体的位置与从第二硅层230侧加工成的结构体的位置会相互偏离。但是,根据上述制造方法,即使最终掩模390的位置偏离了,也能够准确地形成结构体。
详细而言,如图16(A)所示,一旦光掩模352的位置发生偏离,则如图16(B)所示,第五抗蚀剂掩模350的位置就会发生偏离。一旦第五抗蚀剂掩模350的位置发生偏离,则如图16(C)所示,最终形成的最终掩模390的位置也会发生偏离。其结果是,使用最终掩模390来形成的部分也会从本来的位置偏离。
特别是,就第一结构体即基部1和第二铰链5来说,由于由第一硅层210构成的部分已先形成,因此由第一硅层210构成的部分和由第二硅层230构成的部分之间的位置偏离就成为问题。
但是,在从第一硅层210侧加工SOI基板200时,第一结构体中的由第一硅层210构成的部分形成为比最终形状还大的预结构。而且,如图16(C)所示,最终掩模390中的第一掩模391形成为从镜器件100的厚度方向看去时布置在预结构内。也就是说,预结构的尺寸是考虑了可以设想到的最终掩模390的最大限度的位置偏离而设定的。也就是说,即使最终掩模390发生了可以设想到的最大限度的位置偏离,从镜器件100的厚度方向看去时,第一掩模391仍布置在预结构内。
需要说明的是,就布置光掩模352之前形成的氧化膜掩模370来说,也是考虑了可以设想到的光掩模352的最大限度的位置偏离而形成为比氧化膜掩模370的最终形状、也就是说最终掩模390的最终形状还大的形状。因此,即使光掩模352的位置偏离了,也能够防止形成在氧化膜掩模370上的第五抗蚀剂掩模350从氧化膜掩模370突出来。
然后,通过利用该第一掩模391来依次对第二硅层230和氧化膜层220进行蚀刻,从而如图17(A)所示,使第一结构体中的由第二硅层230构成的部分形成为最终形状,并且使氧化膜层220形成为与最终形状对应的形状。接着,通过利用氧化膜层220和第一掩模391中的氧化膜掩模370对预结构进行蚀刻,使第一结构体中的由第一硅层210构成的部分形成为最终形状。
如上所述,第一结构体中的由第一硅层210构成的部分和由第二硅层230构成的部分都是利用位置偏离了的最终掩模390来形成为最终形状。其结果是,虽然与最终掩模390的位置偏离了的量相应地,镜器件100整体中的第一结构体的位置发生偏离,但是由于能够防止第一结构体中的由第二硅层230构成的部分相对于第一结构体中的由第一硅层210构成的部分发生位置偏离,因此能够准确地形成第一结构体。
例如,一旦第一结构体即第二铰链5的形状变得不准确,第二铰链5的弹簧常数就会改变,从而反射镜2的驱动性能会变差。也就是说,通过准确地形成第二铰链5,能够提高支承反射镜2的第二铰链5的弹簧常数的精度,从而能够确保反射镜2的驱动性能。
在此,最终掩模390的位置发生偏离的主要原因之一为光掩模352的位置偏离。光掩模352的位置发生偏离这一情况意味着:不只是最终掩模390中的第一掩模391的位置发生偏离,最终掩模390中的第二掩模392的位置也发生偏离。
由于第二结构体不包含第一硅层210,因此当使用第二掩模392来蚀刻第二硅层230时,第一硅层210中的与第二结构体相对置的部分预先被除去而形成有凹部R。然而,一旦第二掩模392偏离到第一硅层210未被除去的部分,则使用第二掩模392来对第二硅层230进行蚀刻的结果是,会形成残留有第一硅层210的第二结构体。
相对于此,在上述制造方法中,如图16(C)所示,从镜器件100的厚度方向看去时,第二掩模392形成在预先形成于第一硅层210上的凹部R内。也就是说,凹部R是考虑了可以设想到的最终掩模390的最大限度的位置偏离而设定的,即使最终掩模390发生了可以设想到的最大限度的位置偏离,从镜器件100的厚度方向看去时,第二掩模392仍布置在凹部R内。
因此,通过利用该第二掩模392来对第二硅层230进行蚀刻,能够形成未残留有第一硅层210的第二结构体。也就是说,能够准确地形成第二结构体。
例如,一旦第二结构体即内侧固定梳齿电极61和外侧固定梳齿电极71的形状变得不准确,内侧固定梳齿电极61与内侧可动梳齿电极62之间的位置关系、以及外侧固定梳齿电极71与外侧可动梳齿电极72之间的位置关系就会出现偏差。其结果是,反射镜2的驱动性能会变差。相对于此,通过准确地形成内侧固定梳齿电极61和外侧固定梳齿电极71,能够确保反射镜2的驱动性能。
而且,根据上述制造方法,由第一硅层210所形成的、不包含第二硅层230的第三结构体也在从第二硅层230侧加工SOI基板200时形成为最终形状。由此,即使最终掩模390的位置偏离导致镜器件100整体中的第一结构体和第二结构体的位置发生了偏离,也能够维持第三结构体与第一结构体之间的位置关系、以及第三结构体与第二结构体之间的位置关系。也就是说,第三结构体是在从第二硅层230侧对SOI基板200进行加工时,通过使用最终掩模390进行蚀刻而被形成为最终形状的。一旦最终掩模390的位置发生偏离,第一掩模~第三掩模391~393的位置也一律地发生偏离。因此,在第一结构体和第二结构体形成在偏离了的位置上的情况下,第三结构体也同样地形成在偏离了的位置上。其结果是,第三结构体与第一结构体之间的位置关系、以及第三结构体与第二结构体之间的位置关系得以维持。而且,就第三结构体来说,与第一结构体同样地,通过在第一蚀刻工序中,将第一硅层210形成为比第三结构体的最终形状还大的预结构,并且在掩模形成工序中,将第三掩模393形成为从镜器件100的厚度方向看去时布置在预结构内,从而能够准确地形成第三结构体。
例如,就既是第一结构体也是第三结构体的框体3来说,由于第三结构体与第一结构体之间的位置关系得以维持,因此能够将框体3形成为准确的形状。此外,由于第一结构体即第二铰链5与第三结构体即反射镜2之间的位置关系得以维持,因此能够防止反射镜2的倾动轴的偏离。而且,由于第二结构体即内侧固定梳齿电极61与第三结构体即内侧可动梳齿电极62之间的位置关系得以维持,因此能够防止反射镜2的驱动性能变差。同样地,由于第二结构体即外侧固定梳齿电极71与第三结构体即外侧可动梳齿电极72之间的位置关系得以维持,因此能够防止反射镜2的驱动性能变差。
需要说明的是,镜器件100的制造方法不限于上述方法。
例如,在上述制造方法中,就所有的第一结构体来说,在从第一硅层210侧加工时,将由第一硅层210所构成的部分形成为预结构,然后在从第二硅层230侧加工时,形成由第二硅层230所构成的部分,并且将由第一硅层210所构成的部分从预结构形成为最终形状。此外,就所有的第三结构体来说,从第一硅层210侧形成预结构,然后从第二硅层230侧将预结构形成为最终形状。但是,没有必要按这样的方式来形成所有的第一结构体和第三结构体。可以是只有第一结构体和第三结构体中的、要求从一面加工的部分和从另一面加工的部分之间的位置精度的结构体按上述方法那样,从一面形成预结构,并从另一面将预结构形成为最终形状。例如,在镜器件100中,就第一结构体中的第二铰链5来说,一旦由第一硅层210所构成的部分的位置与由第二硅层230所构成的部分的位置之间相互偏离,则弹簧常数就会改变,因此要求这两个部分之间的位置精度。另一方面,就第一结构体中的基部1来说,虽然优选位置精度高,但即使由第一硅层210构成的部分的位置与由第二硅层230构成的部分的位置相互偏离了,也不会对镜器件100的性能造成太大的影响。此外,虽然第三结构体本身是由第一硅层210所形成,不包含第二硅层230,但是第三结构体中的内侧可动梳齿电极62和外侧可动梳齿电极72分别与由第二硅层230所形成的内侧固定梳齿电极61和外侧固定梳齿电极71协作来产生静电引力。因此,与例如反射镜2和第一铰链4等其它第三结构体相比,要求内侧可动梳齿电极62和外侧可动梳齿电极72具有较高的相对于由第二硅层230所构成的结构体的位置精度。如上所述,只有第一结构体和第三结构体中的要求具有高位置精度的结构体按照上述那样的从预结构到最终形状的次序来形成,其它部分则适当地以较容易的方法来制作即可。
以下,对变形例所涉及的制造方法进行说明。在以下的说明中,以与上述制造方法不同的部分为中心进行说明,对于同样的工序则省略其说明。图18~图24是沿图1中的A-A线剖开的镜器件100的剖视示意图。
在第一变形例的制造方法中,如图18所示,从第一硅层210侧对SOI基板200进行蚀刻时,在第一硅层210上形成:第二铰链5中的由第一硅层210构成的部分的预结构45;内侧可动梳齿电极62的预结构46;以及内侧可动梳齿电极62的预结构(省略图示)。需要说明的是,基部1中的与第二铰链5的预结构45相对置的部分也形成为预结构47,框体3中的与第二铰链5的预结构45相对置的部分也形成为预结构48。另一方面,下述部分在该工序中形成为最终形状,即:框体3中的只由第一硅层210所构成的部分(第一边部31的中间部分和第三边部33的中间部分);反射镜2;第一铰链4;基部1中的不与第二铰链5的预结构45相对置并且由第一硅层210构成的部分。基于与其它结构体之间的关系,框体3中包括形成为预结构的部分和形成为最终形状的部分。而且,框体3中还包括在从第一硅层210侧对SOI基板200进行蚀刻的工序中不被加工,全都在从第二硅层230侧对SOI基板200进行蚀刻的工序中形成的部分。
需要说明的是,在变形例所涉及的制造方法中,不进行在图6(C)中示出的、使氧化膜层220变薄的工序。
接着,从第二硅层230侧对SOI基板200进行蚀刻时,首先,形成如图19所示的最终掩模390。最终掩模390具有:与第一结构体对应的第一掩模391;与第二结构体对应的第二掩模392;与第三结构体对应的第三掩模393。第一掩模391具有氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350,第一掩模391形成为与基部1的最终形状和第二铰链5的最终形状对应的形状。第二掩模392具有氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350,第二掩模392形成为与内侧固定梳齿电极61的最终形状对应的形状。第三掩模393不包括氧化膜掩模370,只包括第五抗蚀剂掩模350。第三掩模393至少覆盖住第一结构体的最终形状的部分,但不覆盖住第一结构体的预结构中的从最终形状突出来的部分。
使用该最终掩模390对第二硅层230和氧化膜层220进行蚀刻。首先,对从最终掩模390露出的第二硅层230进行ICP蚀刻。接着,对因ICP蚀刻而露出的氧化膜层220进行APS蚀刻。由此,预结构中的从最终形状突出来的部分就会往第二硅层230侧露出。接着,如图20所示,将最终掩模390中的第五抗蚀剂掩模350剥离。通过将第五抗蚀剂掩模350剥离,第二硅层230中的不构成第二结构体(内侧固定梳齿电极61)和第三结构体(基部1、框体3以及第二铰链5)的部分就会露出。然后,使用氧化膜掩模370对第二硅层230和第一硅层210进行蚀刻。其结果是,第二硅层230中的构成第二结构体和第三结构体的部分以外的部分被除去,第一硅层210的预结构45~48形成为对应的结构体的最终形状。需要说明的是,在该阶段中,第二铰链5、反射镜2和框体3上的SiO2膜260以与预结构对应的形状残留着。
接着,通过APS蚀刻来除去:氧化膜掩模370;第一结构体(反射镜2、第一铰链4、框体3和内侧可动梳齿电极62)之上的氧化膜层220;反射镜2、第二铰链5和框体3上的SiO2膜260中的、从反射镜2、第二铰链5和框体3的最终形状突出来的部分。
随后,与上述制造方法同样,形成电极和镜面层,并且通过引线键合将引线连接到该电极上,从而制成镜器件100。
根据该制造方法,第一结构体中的第二铰链5以及第三结构体中的内侧可动梳齿电极62和外侧可动梳齿电极72从第一硅层210侧形成为预结构45、46,并且从第二硅层230侧形成为最终形状。由此,就能够以由第一硅层210所构成的部分与由第二硅层230所构成的部分不相互偏离的方式形成第二铰链5。此外,内侧可动梳齿电极62形成为具有较高的相对于内侧固定梳齿电极61的位置精度,外侧可动梳齿电极72形成为具有较高的相对于外侧固定梳齿电极71的位置精度。
此外,就第三结构体中的、要求的位置精度比内侧可动梳齿电极62和外侧可动梳齿电极72低的反射镜2、框体3和第一铰链4来说,在从第一硅层210侧形成该反射镜2、该框体3和该第一铰链4时,就将该反射镜2、该框体3和该第一铰链4形成为最终形状。但是,就由第一硅层210所构成的部分来说,通过从第一硅层210侧进行蚀刻,能够容易地提高形状精度。也就是说,在如上述那样将玻璃基板600接合在SOI基板200的第一硅层210侧的结构中,当从第二硅层230侧对SOI基板200进行蚀刻时,热量容易蓄积在SOI基板200与玻璃基板600之间,这是容易发生过蚀刻的环境。因此,只从形状精度的观点来看的话,优选如第一变形例所涉及的反射镜2和第一铰链4那样,从第一硅层210侧对由第一硅层210所构成的部分进行蚀刻。因此,在比起由第一硅层210所构成的部分的相对于由第二硅层230所构成的部分的位置精度,更重视由第一硅层210所构成的部分本身的形状精度的情况下,优选如第一变形例所涉及的制造方法那样,从第一硅层210侧对由第一硅层210所构成的部分进行蚀刻来将由第一硅层210所构成的部分形成为最终形状。
反之,在比起由第一硅层210所构成的部分本身的形状精度,更重视由第一硅层210所构成的部分的相对于由第二硅层230所构成的部分的位置精度的情况下,优选采用以下第二变形例所涉及的制造方法。
在第二变形例所涉及的制造方法中,如图22所示,从第一硅层210侧对SOI基板200进行蚀刻时,在第一硅层210上形成:第二铰链5中的由第一硅层210构成的部分的预结构45;内侧可动梳齿电极62的预结构46;内侧可动梳齿电极62的预结构(省略图示);以及第一铰链4的预结构49。需要说明的是,基部1中的与第二铰链5的预结构45相对置的部分也形成为预结构47,框体3中的与第二铰链5的预结构45相对置的部分也形成为预结构48。另一方面,下述部分在该工序中形成为最终形状,即:框体3中的只由第一硅层210所构成的部分(第一边部31的中间部分和第三边部33的中间部分);反射镜2;第一铰链4;基部1中的不与第二铰链5的预结构45相对置并且由第一硅层210构成的部分。在第一变形例中,将第一铰链4形成为最终形状。相对于此,在第二变形例中,将第一铰链4形成为预结构49。
接着,从第二硅层230侧对SOI基板200进行蚀刻时,首先,形成如图23所示的最终掩模390。。最终掩模390具有:与第一结构体对应的第一掩模391;与第二结构体对应的第二掩模392;与第三结构体对应的第三掩模393。第一掩模391具有氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350,第一掩模391形成为与基部1的最终形状和第二铰链5的最终形状对应的形状。第二掩模392具有氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350,第二掩模392形成为与内侧固定梳齿电极61的最终形状对应的形状。第三掩模393不包括氧化膜掩模370,只包括第五抗蚀剂掩模350。第三掩模393至少覆盖住第一结构体的最终形状,但不覆盖住第一结构体的预结构中的从最终形状突出来的部分。在第一变形例中,第三掩模393也覆盖住反射镜2与第一铰链4之间的空间。相对于此,在第二变形例中,第三掩模393使反射镜2与第一铰链4之间的空间露出。
使用该最终掩模390对第二硅层230和氧化膜层220进行蚀刻。首先,对从最终掩模390露出的第二硅层230进行ICP蚀刻。接着,对因ICP蚀刻而露出的氧化膜层220进行APS蚀刻。由此,预结构中的从最终形状突出来的部分就会往第二硅层230侧露出。此时,第二硅层230沿着第一铰链4的外形被蚀刻,这与第一变形例不同。接着,如图24所示,将最终掩模390中的第五抗蚀剂掩模350剥离。通过将第五抗蚀剂掩模350剥离,第二硅层230中的不构成第二结构体(内侧固定梳齿电极61)和第三结构体(基部1、框体3以及第二铰链5)的部分就会露出。然后,使用氧化膜掩模370对第二硅层230和第一硅层210进行蚀刻。其结果是,第二硅层230中的构成第二结构体和第三结构体的部分以外的部分被除去,并且第一硅层210的预结构45~49形成为对应的结构体的最终形状。需要说明的是,在该阶段中,反射镜2、第一铰链4、第二铰链5和框体3上的SiO2膜260以与预结构对应的形状残留着。
接着,通过APS蚀刻来除去:氧化膜掩模370;第一结构体(反射镜2、第一铰链4、框体3和内侧可动梳齿电极62)之上的氧化膜层220;反射镜2、第一铰链4、第二铰链5和框体3上的SiO2膜260中的、从反射镜2、第二铰链5和框体3的最终形状突出来的部分。
随后,与上述制造方法同样,形成电极和镜面层,并且通过引线键合将引线连接到该电极上,从而制成镜器件100。
根据该制造方法,第一结构体中的第二铰链5以及第三结构体中的第一铰链4、内侧可动梳齿电极62和外侧可动梳齿电极72从第一硅层210侧形成为预结构45、46、49,并且从第二硅层230侧形成为最终形状。由此,就能够以由第一硅层210所构成的部分与由第二硅层230所构成的部分不相互偏离的方式形成第二铰链5。此外,内侧可动梳齿电极62形成为具有较高的相对于内侧固定梳齿电极61的位置精度,外侧可动梳齿电极72形成为具有较高的相对于外侧固定梳齿电极71的位置精度。而且,第一铰链4形成为具有较高的相对于由第二硅层230所构成的结构体(例如基部1)的位置精度。
也就是说,如第一变形例所涉及的制造方法那样,能够通过在从第一硅层210侧形成SOI基板200时,将由第一硅层210所构成的部分形成为最终形状,来提高该部分的形状精度。另一方面,如第二变形例所涉及的制造方法那样,能够通过在从第一硅层210侧形成SOI基板200时,将由第一硅层210所构成的部分形成为预结构,并且在从第二硅层230侧形成SOI基板200时,将预结构形成为最终形状,从而提高该部分的位置精度。
[效果]
因此,所述电子器件的制造方法包括从所述第一硅层210侧对所述SOI基板200进行蚀刻的第一蚀刻工序、在所述SOI基板200的所述第二硅层230侧形成最终掩模390的掩模形成工序、以及利用所述最终掩模390从所述第二硅层230侧对所述SOI基板200进行蚀刻的第二蚀刻工序。所述结构体具有例如第二铰链5等由所述第一硅层210和所述第二硅层230所形成的第一结构体。在所述第一蚀刻工序中,将所述第二铰链5中的由所述第一硅层210构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的第二铰链预结构42。在所述掩模形成工序中,将与所述第二铰链5的最终形状对应的第一掩模391形成为布置在所述SOI基板200的所述第二硅层230侧而且从所述SOI基板200的厚度方向看去时布置在所述第二铰链预结构42内。在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第一掩模391对所述第二硅层230和所述第二铰链预结构42进行蚀刻,从而形成所述第二铰链5的最终形状。
根据上述结构,在从SOI基板200的两面对该SOI基板200进行加工的情况下,当从第一硅层210侧进行加工时,不将由第一硅层210所构成的部分加工为最终形状,而是先形成为比最终形状还大的预结构,然后在从第二硅层230侧进行加工时,通过一起对第二硅层230和预结构进行加工来形成第一结构体。由于第一结构体的形状是在第二蚀刻工序中最终确定下来,因此即使在从第一硅层210侧对SOI基板200进行加工时的位置与从第二硅层230侧对SOI基板200进行加工时的位置相互偏离了,也能够准确地形成第一结构体。而且,从SOI基板200的厚度方向看去时将第一掩模391布置在预结构内,由此能够更准确地形成第一结构体。
此外,所述结构体具有例如内侧固定梳齿电极61等由所述第二硅层230所形成的、不包含所述第一硅层210的第二结构体。在所述第一蚀刻工序中,通过对所述第一硅层210中的与所述内侧固定梳齿电极61相对置的部分进行蚀刻而在该第一硅层210上形成凹部R。在所述掩模形成工序中,将与所述内侧固定梳齿电极61的最终形状对应的第二掩模392形成为布置在所述SOI基板200的所述第二硅层230侧而且从所述SOI基板200的厚度方向看去时布置在所述凹部R内。在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第二掩模392对所述第二硅层230进行蚀刻,从而形成所述内侧固定梳齿电极61的最终形状。
根据这样的结构,能够在第二硅层230中的、相对置的位置上的第一硅层210被除去了的部分上形成第二结构体。因此,能够形成未残留有第一硅层210的第二结构体。
在所述掩模形成工序中,使用规定了所述第一掩模391和所述第二掩模392之间的位置关系的光掩模352来形成该第一掩模391和该第二掩模392。
根据上述结构,在光掩模352的位置偏离了的情况下,第二掩模392的位置也与第一掩模391一起偏离。其结果是,能够维持第一结构体和第二结构体之间的位置关系。
此外,所述SOI基板200包括设在所述第一硅层210和所述第二硅层230之间的氧化膜层220。所述结构体具有例如反射镜2和内侧可动梳齿电极62等由所述第一硅层210所形成的、不包含所述第二硅层230的第三结构体。在所述第一蚀刻工序中,将所述反射镜2中的由所述第一硅层210所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的镜预结构43,并且将所述内侧可动梳齿电极62中的由所述第一硅层210所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的可动梳齿预结构44。在所述掩模形成工序中,将与所述反射镜2的最终形状对应的第三掩模393形成为布置在所述SOI基板200的所述第二硅层230侧而且从所述SOI基板200的厚度方向看去时布置在所述镜预结构43内,并且将与所述内侧可动梳齿电极62的最终形状对应的第三掩模393形成为布置在所述SOI基板200的所述第二硅层230侧而且从所述SOI基板200的厚度方向看去时布置在所述可动梳齿预结构44内。在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第三掩模393对所述第二硅层230和所述氧化膜层220进行蚀刻,从而将该氧化膜层220中的位于所述镜预结构43和所述可动梳齿预结构44之上的部分形成为与所述反射镜2和所述内侧可动梳齿电极62的最终形状对应的形状后,通过将所述第三掩模393剥离,并利用残留在所述镜预结构43和所述可动梳齿预结构44之上的所述氧化膜层220对所述镜预结构43和所述可动梳齿预结构44进行蚀刻,从而形成所述反射镜2和所述内侧可动梳齿电极62的最终形状。
根据这样的结构,即使是不包括第二硅层230的第三结构体,也能够通过从第二硅层230侧对SOI基板200进行加工的第二蚀刻工序来确定最终形状。就第三结构体来说,与第一结构体同样地,通过在第一蚀刻工序中,将第一硅层210形成为比第三结构体的最终形状还大的预结构,并且在掩模形成工序中,将第三掩模393形成为从镜器件100的厚度方向看去时布置在预结构内,从而能够准确地形成第三结构体。
此外,如上所述,对于在第一硅层210和第二硅层230之间夹设有其它层(氧化膜层220)的基板,有时候需要从该基板的两面分别进行加工。在这样的情况下,上述制造方法是有效的,能够准确地形成结构体。
此外,所述第一掩模391和所述第二掩模392具有形成在所述第二硅层230之上的氧化膜掩模370、以及形成在该氧化膜掩模370之上的第五抗蚀剂掩模350。在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第一掩模391和所述第二掩模392中的所述第五抗蚀剂掩模350、以及所述第三掩模393对所述第二硅层230和所述氧化膜层220进行蚀刻,从而形成所述第一结构体中的由所述第二硅层230和所述氧化膜层220所构成的部分的最终形状、以及第二结构体的最终形状,并且将所述第二硅层230和所述氧化膜层220中的位于所述第三结构体之上的部分形成为与所述第三结构体的最终形状对应的形状后,通过将所述第一掩模391和所述第二掩模392中的所述第五抗蚀剂掩模350、以及所述第三掩模393剥离,并利用所述第一掩模391和所述第二掩模392中的所述氧化膜掩模370、以及残留在所述第三结构体之上的所述氧化膜层220来对所述第二硅层230中的位于所述镜预结构43和所述可动梳齿预结构44之上的部分以及该镜预结构43和该可动梳齿预结构44进行蚀刻,从而形成所述第一结构体的最终形状以及所述第三结构体的最终形状。
根据所述结构,就包括第一硅层210、氧化膜层220和第二硅层230的基板来说,在第二蚀刻工序中,利用氧化膜层220作为掩模来形成第三结构体。而且,使第一掩模391和第二掩模392构成为具有氧化膜掩模370和第五抗蚀剂掩模350这样的两层结构,能够将氧化膜层220形成为希望的形状,从而将氧化膜层220作为掩模来利用。
在所述掩模形成工序中,使用规定了所述第一掩模391、所述第二掩模392和所述第三掩模393之间的位置关系的光掩模352来形成该第一掩模391、该第二掩模392和该第三掩模393。
根据这样的结构,在光掩模352的位置偏离了的情况下,第二掩模392、第三掩模393的位置也与第一掩模391一起偏离。其结果是,能够维持第一结构体与第三结构体之间的位置关系,并且能够维持第二结构体与第三结构体之间的位置关系。
<其它实施方式>
如上所述,作为在本申请中公开的技术的示例,对上述实施方式进行了说明。但是,本发明中的技术不局限于此,还能够应用在适当地进行了变更、替换、附加、省略等的实施方式。也能够将在上述实施方式中说明了的各构件组合成为新的实施方式。在附图和具体说明中记载的构件中,除了解决问题上必要的构件以外,还可以包含用于对上述技术举例的、在解决问题上非必要的构件。因此,不应该因为这些非必要的构件记载在附图或具体说明中,就直接认为这些非必要构件是必要的。
上述实施方式还可以采用下述结构。
所述镜器件100是电子器件的一个例子,能够应用所述制造方法的电子器件不限于该镜器件100。此外,镜器件100的结构也只是示例,镜器件100的结构不限于此。而且,第一结构体、第二结构体和第三结构体也只是示例。
此外,在所述制造方法中,存在具体地特定出了蚀刻的种类、成膜的方法的情况,但不限于这些种类、方法。也就是说,只要能够实现所述制造方法,蚀刻的种类没有特别的限制,成膜的方法也没有限制。此外,抗蚀剂掩模可以是正性抗蚀剂,也可以是负性抗蚀剂。而且,在所述实施方式中说明的材质和形状只是一个例子,本发明不限于这些材质和形状。
此外,在所述制造方法中,使用SOI基板作为基板,但基板的种类不限于此。只要是具有两个以上的层的基板,就能够应用所述制造方法。
而且,只要能够制造电子器件,可以对所述制造方法的各工序的次序进行替换或省略任一个工序。
此外,在所述实施方式中,对使用第二对准标记231来布置光掩模352时的位置偏离导致的最终掩模390发生位置偏离这样的情况下的电子器件的制造进行了说明,但发生位置偏离的机理不限于此。例如,只要最终掩模390的形成方法改变,发生最终掩模390的位置偏离的机理也会改变。所述制造方法不受最终掩模390的形成方法、发生最终掩模390的位置偏离的机理的限制。所述制造方法对于从一面对基板进行加工时的位置与从另一面对基板进行加工时的位置之间的偏离广泛有效。
-产业实用性-
如以上说明那样,在此公开的技术对于从基板的两面对基板进行加工的电子器件的制造方法有用。
-符号说明-
100 镜器件(电子器件)
1 基部(第一结构体)
2 反射镜(第三结构体)
3 框体(第一结构体、第三结构体)
4 第一铰链(第三结构体)
5 第二铰链(第一结构体)
61 内侧固定梳齿电极(第二结构体)
62 内侧可动梳齿电极(第三结构体)
71 外侧固定梳齿电极(第二结构体)
72 外侧可动梳齿电极(第三结构体)
41 基部预结构(第一预结构)
42 第二铰链预结构(第一预结构)
43 镜预结构(第三预结构)
44 可动梳齿预结构(第三预结构)
200 SOI基板(基板)
210 第一硅层(第一层)
220 氧化膜层(第三层)
230 第二硅层(第二层)
340 氧化膜掩模(下层掩模)
350 第四抗蚀剂掩模(上层掩模)
390 最终掩模(掩模)
391 第一掩模
392 第二掩模
393 第三掩模
372 光掩模
R 凹部

Claims (10)

1.一种电子器件的制造方法,在所述电子器件的制造方法中,对至少包括第一层和第二层的基板进行蚀刻来形成结构体,所述电子器件的制造方法的特征在于:
所述电子器件的制造方法包括:
从所述第一层侧对所述基板进行蚀刻的第一蚀刻工序;
在所述基板的所述第二层侧形成掩模的掩模形成工序;以及
利用所述掩模从所述第二层侧对所述基板进行蚀刻的第二蚀刻工序,
在所述第一蚀刻工序中,将所述结构体中的由所述第一层所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的预结构,
在所述掩模形成工序中,将与所述最终形状对应的掩模形成为布置在所述基板的所述第二层侧而且从所述基板的厚度方向看去时布置在所述预结构内,
在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述掩模对所述第二层和所述预结构进行蚀刻,从而形成所述最终形状。
2.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述结构体具有由所述第一层和所述第二层所形成的第一结构体,
在所述第一蚀刻工序中,将所述第一结构体中的由所述第一层所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的第一预结构,
在所述掩模形成工序中,将与所述第一结构体的最终形状对应的第一掩模形成为布置在所述基板的所述第二层侧而且从所述基板的厚度方向看去时布置在所述第一预结构内,
在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第一掩模对所述第二层和所述第一预结构进行蚀刻,从而形成所述第一结构体的最终形状。
3.根据权利要求2所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述结构体具有由所述第二层所形成的、不包含所述第一层的第二结构体,
在所述第一蚀刻工序中,通过对所述第一层中的与所述第二结构体相对置的部分进行蚀刻而在该第一层上形成凹部,
在所述掩模形成工序中,将与所述第二结构体的最终形状对应的第二掩模形成为布置在所述基板的所述第二层侧而且从所述基板的厚度方向看去时布置在所述凹部内,
在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第二掩模对所述第二层进行蚀刻,从而形成所述第二结构体的最终形状。
4.根据权利要求3所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
在所述掩模形成工序中,使用规定了所述第一掩模和所述第二掩模之间的位置关系的光掩模来形成该第一掩模和该第二掩模。
5.根据权利要求2所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述电子器件具有基础部、能够相对于所述基础部移动的可动部、以及将所述可动部和所述基础部弹性地连结起来的连结部,
所述连结部是所述第一结构体。
6.根据权利要求1所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述结构体具有由所述第一层所形成的、不包含所述第二层的第三结构体,
在所述第一蚀刻工序中,将所述第三结构体中的由所述第一层所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的第三预结构,
所述掩模形成工序中,将与所述第三结构体的最终形状对应的第三掩模形成为布置在所述基板的所述第二层侧而且从所述基板的厚度方向看去时布置在所述第三预结构内,
在所述第二蚀刻工序中,通过利用所述第三掩模对所述第二层和所述第三预结构进行蚀刻,从而形成所述第三结构体的最终形状。
7.根据权利要求6所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述基板包括设在所述第一层和所述第二层之间的第三层,
在所述第二蚀刻工序中,
通过利用所述第三掩模对所述第二层和所述第三层进行蚀刻,从而将该第三层中的位于所述第三预结构之上的部分形成为与所述第三结构体的最终形状对应的形状后,
通过将所述第三掩模剥离,并利用残留在所述第三预结构之上的所述第三层对所述第三预结构进行蚀刻,从而形成所述第三结构体的最终形状。
8.根据权利要求7所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述结构体具有由所述第一层和所述第二层所形成的第一结构体,
在所述第一蚀刻工序中,将所述第一结构体中的由所述第一层所构成的部分形成为具有比最终形状还大的形状的第一预结构,
在所述掩模形成工序中,将与所述第一结构体的最终形状对应的第一掩模形成为布置在所述基板的所述第二层侧而且从所述基板的厚度方向看去时布置在所述第一预结构内,
所述第一掩模具有形成在所述第二层之上的下层掩模、以及形成在该下层掩模之上的上层掩模,
在所述第二蚀刻工序中,
通过利用所述第一掩模中的所述上层掩模、以及所述第三掩模对所述第二层和所述第三层进行蚀刻,从而形成所述第一结构体中的由所述第二层和所述第三层所构成的部分的最终形状,并且将所述第二层和所述第三层中的位于所述第三预结构之上的部分形成为与所述第三结构体的最终形状对应的形状后,
通过将所述第一掩模中的所述上层掩模、以及所述第三掩模剥离,并利用所述第一掩模中的所述下层掩模、以及残留在所述第三结构体之上的所述第三层来对所述第二层中的位于所述第三预结构之上的部分以及该第三预结构进行蚀刻,从而形成所述第一结构体的最终形状以及所述第三结构体的最终形状。
9.根据权利要求8所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
在所述掩模形成工序中,使用规定了所述第一掩模和所述第三掩模之间的位置关系的光掩模来形成该第一掩模和该第三掩模。
10.根据权利要求6所述的电子器件的制造方法,其特征在于:
所述电子器件具有第一梳齿电极和第二梳齿电极,所述第一梳齿电极包括多根电极指,所述第二梳齿电极包括与所述第一梳齿电极的所述电极指交替地排列的多根电极指,
所述第一梳齿电极是由所述第二层所形成的、不包含所述第一层的第二结构体,
所述第二梳齿电极是所述第三结构体。
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