JP2002250870A

JP2002250870A - 微細構造体の製造方法

Info

Publication number: JP2002250870A
Application number: JP2001048923A
Authority: JP
Inventors: Shunji Uejima; 俊司上島; Nobuo Shimizu; 信雄清水; Shinichi Yotsuya; 真一四谷; Kazuhiro Hara; 和弘原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-06
Anticipated expiration: 2021-02-23
Also published as: JP3972587B2

Abstract

(57)【要約】【課題】異なる基板上に形成された２つの微細構造層
を重ねて、ミクロンあるいはそれ以下のオーダの微細構
造体を製造する製造方法において、膜厚および位置精度
の管理ができる製造方法を提供する。【解決手段】第１および第２の基板２０および９６に
個別に形成されたアクチュエータ層６０とプリズム層４
２を対面するように重ね、その間に第１の樹脂材７１を
挟んで支持層４１を製造する際に、対面する基板２０お
よび９６の間にギャップ材７２を含む第２の樹脂材７３
を塗布して基板２０および９６の間隔を精度良く保持
し、かつ精度良くアライメントできるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミクロンあるいは
サブミクロンのマイクロ光学素子を備えた光スイッチン
グデバイス等のマイクロマシンを製造するのに適した微
細構造体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタなどの画像表示装置のライ
トバルブとして光をオンオフ制御できる画像表示デバイ
スとしては、液晶を用いたものが知られている。しかし
ながら、この液晶を用いた画像表示デバイスは、高速応
答特性が悪く、たかだか数ミリ秒程度の応答速度でしか
動作しない。このため、高速応答を要求されるような高
解像度の画像を表示する装置、さらには、光通信、光演
算、ホログラムメモリー等の光記録装置、光プリンター
を、液晶を用いたスイッチングデバイスで実現するのは
難しい。

【０００３】そこで、上記のような用途に対応できる高
速動作可能なスイッチングデバイスあるいは画像表示デ
バイスが求められており、ミクロンオーダあるいはさら
に小さなサブミクロンオーダの微細構造（マイクロスト
ラクチャ）を備えたスイッチングデバイスの開発が鋭意
進められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】その１つが本願出願人
が出願中の、光を全反射して伝達可能な導光部の全反射
面に対しスイッチング部の抽出面を接触させてエバネセ
ント光を抽出し、光学素子の１波長程度あるいはそれ以
下の微小な動きによって、高速で光を変調制御可能な光
スイッチングデバイスである。

【０００５】図１に、エバネセント光によるスイッチン
グを行う画像表示デバイス（光スイッチングデバイス）
を用いた画像表示装置の一例としてプロジェクタ１８０
の概略を示してある。このプロジェクタ１８０は、白色
光源１８１と、この白色光源１８１からの光を３原色に
分解して画像表示ユニット（光スイッチングユニット）
５５の導光板（光ガイド）１に入射させる回転色フィル
タ１８２と、各色の光を変調して出射する画像表示ユニ
ット５５と、出射された光１８５を投映する投写用レン
ズ１８６とを備えている。そして、各色毎の変調された
光１８５がスクリーン１８９に投写され、時間的に混色
されることにより多諧調のマルチカラーの画像が出力さ
れる。プロジェクタ１８０は、さらに、画像表示ユニッ
ト５５および回転色フィルタ１８２を制御してカラー画
像を表示する制御回路１８４を備えている。画像表示ユ
ニット５５は、光ガイド１と以下に詳述する画像表示デ
バイス（光スイッチングデバイス）５０とにより構成さ
れており、この制御回路１８４からカラー画像を表示す
るためのデータφなどは画像表示デバイス５０に供給さ
れる。

【０００６】このように、図１に示したプロジェクタ１
８０は、光を全反射しながら伝達する光ガイド１に投影
用の光を供給する光源１８１と共に光ガイド１から出射
された光を投写するレンズ１８５を備えた光を入出力す
る手段と、光ガイド１に供給された投映用の光を変調す
る画像表示デバイス５０とを備えており、画像表示デバ
イス５０により光ガイド１から漏出するエバネセント光
を制御して画像が表示される。

【０００７】図２に、エバネセント波（エバネセント
光）を利用して光を変調する画像表示デバイス（エバネ
セント光スイッチングデバイス）５０の概要を示してあ
る。画像表示デバイス５０は複数の光スイッチング素子
（光スイッチング機構）１０が２次元に配列されたスイ
ッチングデバイスであり、個々の光スイッチング素子１
０は、単体では導入された光２を全反射して伝達可能な
導光板（光ガイド）１に接近および離反して光を変調可
能な光学素子（スイッチング部）３と、この光学素子３
を駆動するアクチュエータ６とを備えている。そして、
光学素子３の層およびアクチュエータ６の層が、アクチ
ュエータ６を駆動する駆動回路およびデジタル記憶回路
（記憶ユニット）が作りこまれた半導体基板２０の上に
積層され、１つの画像表示デバイス５０として集積化さ
れている。

【０００８】図２を参照してエバネセント光を利用した
本例の画像表示デバイス５０についてさらに詳しく説明
しておく。個々の光スイッチング素子１０をベースに説
明すると、図２の左側に示した光スイッチング素子１０
ａはオン状態であり、右側に示した光スイッチング素子
１０ｂがオフ状態である。光学素子３は、導波路として
の機能を果たす導光板１の面（全反射面）１ａに密着す
る面（接触面または抽出面）３ａと、この面３ａが全反
射面１ａに密着したときに漏れ出たエバネセント波を抽
出するＶ字型のプリズム（マイクロプリズム４）と、こ
のプリズム４の底面で導光板１に対しほほ垂直な方向に
反射するための反射膜４６と、Ｖ字型のプリズム４を支
持するサポート構造５とを備えている。

【０００９】このアクチュエータ６は、光学素子３を静
電駆動するタイプであり、そのために、光学素子３のサ
ポート構造５と機械的に連結されて光学素子３と共に動
く上電極（第１の電極）７と、この上電極７と対峙した
位置で半導体基板２０に固定された下電極（第２の電
極）８を備えている。さらに、上電極７はアンカープレ
ート９から上方に伸びた支柱１１により支持されてい
る。

【００１０】図２に示したように、導光板１には光源か
ら照明光２が全反射面１aで全反射する角度で供給され
ており、その内部の全ての界面、すなわち、光学素子部
（光スイッチング部）３に面した側１ａと、上方の面
（出射面）において光が繰り返し全反射し、導光板１の
内部が光線で満たされる。したがって、この状態で巨視
的には照明光２は導光板１の内部に閉じ込められ、その
中を損失なく伝播している。一方、微視的には、導光板
１の全反射している面１ａの付近では、導光板１から光
の波長程度のごく僅かな距離だけ、照明光２が一度漏出
し、進路を変えて再び導光板１の内部に戻るという現象
が起きている。このように面１ａから漏出した光を一般
にエバネッセント波と呼ぶ。このエバネッセント波は、
全反射面１ａに光の波長程度またはそれ以下の距離で他
の光学部材を接近させることにより取り出すことができ
る。本例の光スイッチング素子１０は、この現象を利用
して導光板１を伝達する光を高速で変調、すなわち、ス
イッチング（オンオフ）することを目的としてデザイン
されている。

【００１１】たとえば、図２の光スイッチング素子１０
ａでは、光学素子３が導光板１の全反射面１ａに接触し
た第１の位置にあるので、光学素子３の面３ａによりエ
バネセント波を抽出することができる。このため、光学
素子３のマイクロプリズム４で抽出した光２は反射膜４
６で角度が変えられて出射光２ａとなる。そして、この
出射光２ａが図１に示すプロジェクタ１８０の投映用の
光１８５として利用される。一方、光スイッチング素子
１０ｂでは、電極７および８の間に働く静電力により光
学素子３が導光板１から離れた第２の位置に動かされ
る。したがって、光学素子３によってエバネセント波は
抽出されず、光２は導光板１の内部から出ない。

【００１２】エバネセント波を用いた光スイッチング素
子は単独でも光をスイッチングできる装置として機能す
るが、図２に示したように、これらを１次元あるいは２
次元方向、さらには３次元に並べて配置することができ
る構成になっている。特に、２次元にマトリクスあるい
はアレイ状に並べて配置することにより、液晶あるいは
ＤＭＤと同様に平面的な画像を表示可能な映像デバイス
あるいは画像表示ユニット５５を提供することができ
る。そして、エバネセント光を用いた画像表示デバイス
５０では、スイッチング部である光学素子３の移動距離
がサブミクロンオーダとなるので、液晶より１桁あるい
はそれ以上応答速度の速い光変調装置として利用でき、
これを用いた高速動作が可能なプロジェクタ１８０ある
いは直視型の画像表示装置を提供することが可能とな
る。さらに、エバネセント光を用いた光スイッチング素
子１０は、サブミクロンオーダの動きで光をほぼ１００
パーセントオンオフすることが可能であり、非常にコン
トラストの高い画像を表現することができる。このた
め、時間的な分解能を高くすることが容易であり、高コ
ントラストの画像表示装置を提供できる。

【００１３】さらに、この光スイッチングデバイス５０
では、駆動回路などが作り込まれた半導体集積基板２０
にアレイ状に配置されたアクチュエータ６および光学素
子３が積層された構成の画像表示デバイス５０を１チッ
プで提供することが可能である。すなわち、半導体基板
２０の上にアクチュエータ６および光学素子３といった
マイクロストラクチャが構築されたマイクロマシンある
いは集積化デバイスである画像表示デバイス５０と光ガ
イド１とを組み立てることにより画像表示ユニット５５
を供給でき、これを組み込むことにより動作速度が速く
高解像で、さらに、高コントラストの画像を表示できる
プロジェクタを提供できる。

【００１４】また、アクチュエータ６は、図２の上下１
対の電極を備えたものに限定されず、上電極７および下
電極８に加え、これらの間で動く中間電極を備えたも
の、さらに、電極対を使用した静電アクチュエータの代
わりに、ピエゾ素子などの他の電気信号により駆動力を
供給可能な機構を用いてアクチュエータを構成すること
も可能でありアクチュエータとしてはいくつかのものが
考えられている。したがって、以下、本明細書では、簡
単のため上下電極の静電駆動タイプのアクチュエータに
基づき説明するが、アクチュエータの構成はこれに限定
されるものではない。

【００１５】このようなスイッチングデバイスは、フォ
トリソ技術などにより各層を、例えば、駆動性能の高い
アクチュエータ層と、光学性能の高い光学素子層を備え
たハイブリッドな微細構造体を製造することができる。

【００１６】しかしながら、各々の層の製造プロセスが
異なるので、それぞれの層を異なった装置あるいは異な
ったタイミングで製造し、後に型転写や基板接合といっ
た手法により、各々の層（アクチュエータ層と光学素子
層）を組み合わせ、光スイッチングデバイスなどの微細
構造体を製造することが検討されている。各々の製造プ
ロセスを分離することにより、製造プロセスを最適化し
やすく、品質管理も容易になるというメリットもある
が、その反面、２つの異なる基板上に製造されるパーツ
（構造層）を組み合わせるときは、位置を精度良く一致
させる必要があるという問題もある。例えば、アクチュ
エータの層と光学素子の層を別々で製造して重ね合わせ
る場合を考えると、これらの構造層は、各々の１０μｍ
から１０数μｍ程度の非常に小さな部品であるが、これ
らが一対一に対応して積層されていないとスイッチング
素子として作用しない、あるいは所望の動作（作用）が
得られ難い。すなわち、上述した光スイッチングデバイ
スでは、アクチュエータの動きに追従して光学素子が所
望の位置で光をオンオフするため、これらの位置合わせ
（組み合わせ）が悪いと、コントラストの低下、画面の
輝度低下が生じるなど画像品質の低下の要因となる。

【００１７】このように、各パーツの位置合わせ（アラ
イメント）は、微小なズレがそのデバイス（微細構造
体）の品質を左右する。一方、微細構造体では、各々の
サイズが非常に小さいため、１つのウェハ（基板）上
に、複数のデバイスを製造できることがメリットの１つ
でもあるが、それ故に、ウェハ全体にわたり、ばらつき
のない均一な位置精度が要求される。さらに、別々に製
造された構造層を貼り合わせるときに形成される構造層
の間の層も、微細構造体、たとえば、スイッチングデバ
イスの構造の１つとなる。したがって、構造層を貼り付
ける層の膜厚を管理することも精度の良い微細構造体を
製造するために必要となる。このように、各々の構造層
を組み合わせる製造方法では、間に挟まれる構造の膜
厚、およびこれらのアライメントは、重要なファクター
である。

【００１８】さらに、位置合わせ、あるいは膜厚管理に
不具合があると、それらの層およびフォトリソグラフィ
技術で半導体回路および構造層まで製造した高価な基板
が無駄になるので、経済的なロスも大きい。

【００１９】そこで、本発明においては、微細構造を備
えた各層を組み合わせて微細構造体を製造するのに適し
た製造方法を提供することを目的としている。さらに、
全体的に均一な所望の厚みの層を形成し、同時に貼り合
わせる上下の層の位置合わせを精度良く簡単に行え、信
頼性の高い、高品質な微細構造体を、歩留り良く得られ
る製造方法を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
個別の基板に形成された構造層を対面するように、間に
新たな構造層を挟んで組み合わせる製造方法において、
これらの対面する基板の間にギャップ材を含んだ樹脂層
を挟み込むことで、基板全体にわたり新たに形成される
構造層を同じ厚みに管理でき、さらに、ギャップ剤が上
下の基板の間に介在することにより、それらの相対位置
を合わせるアライメントの調整を容易に、精度良くでき
るようにしている。

【００２１】すなわち、本発明は、第１の構造層を備え
た第１の基板と第２の構造層を備えた第２の基板とを第
１および第２の構造層が対面するように組み合わせ、チ
ップ化される微細構造体の一部となる第３の構造層を形
成する工程を有する微細構造体の製造方法であって、第
３の構造層を形成する工程は、第１および第２の構造層
に挟まれるように第３の構造層となる第１の樹脂層を塗
布すると共に、第１および第２の構造層に挟まれず、第
１および第２の基板に挟まれるように、ギャップ材を含
んだ第２の樹脂層を塗布する工程と、第１および第２の
構造層の相対的位置が所望の状態になるように第１およ
び第２の基板のアライメントを調整する工程と、第１の
樹脂層を硬化させる工程とを備えていることを特徴とし
ている。

【００２２】ギャップ材は、ほぼ均一なサイズに揃った
粒状のものなので、これらにより、第１および第２の基
板の間隔を制御することができる。さらに、ギャップ材
を第２の樹脂層に含めて塗布することにより、対面する
第１および第２の基板の間の所望の場所、すなわち、第
１および第２の基板の内、微細構造体としてチップ化さ
れない所にギャップ材を置くことが可能であり、第３の
構造層に影響することなく、第３の構造層の厚みを管理
できる。さらに、ギャップ材は粒状の固形物なので、こ
れらを挟んで第１および第２の基板を重ねることによ
り、所望の隙間が開いた状態で、第１および第２の基板
を相対的に容易に移動することが可能であり、アライメ
ントの調整も容易となり、精度良くアライメントでき
る。したがって、本発明の製造方法により、構造層が作
り込まれた基板を精度良く重ねて、それらの間に精度の
高い第３の構造層を形成でき、これらの構造層が積層さ
れた、高品質な微細構造体を、歩留り良く製造できる。
そして、本発明の製造方法により、位置合わせ不良、膜
厚管理不良に伴うデバイスの歩留まりの低下を防止でき
るので、微細構造体を経済的に量産できる。

【００２３】また、第１または第２の構造層は、微細構
造体の一部となる場合に限らず、第１または第２の基板
に形成された転写型であっても良く、この場合は、本発
明の製造方法により、第３の構造層、あるいは第３の構
造層と第１または第２の構造層が組み合わさった微細構
造体が製造される。

【００２４】第１および第２の基板の隙間を効率良く管
理するためには、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層は、
第１および第２の基板の少なくとも３箇所に挟まれるよ
うに塗布することが望ましい。また、塗布する工程で
は、第１および第２の構造層を所望に位置に合わせるた
めのアライメントマークを避けて塗布することが望まし
い。このため、塗布する第１および第２の樹脂、ギャッ
プ材の流動性（粘性）などを考慮し、塗布量および塗布
位置を決めることが望ましい。

【００２５】第３の構造層を形成する工程では、塗布す
る工程に続いて、または同時に、第１および第２の構造
層の外側で第１および第２の基板に挟まれ、第１および
第２の構造層を囲うように第３の樹脂層を塗布する工程
を設けることが望ましい。これにより、第１および第２
の基板を第３の構造層となる第１の樹脂層を挟んだ状態
で、第１の樹脂層を第３の樹脂層により外界からシール
できる。したがって、減圧環境や不活性ガスの環境で第
３の樹脂層を形成した後に、外気に晒される場所に移動
することが可能であり、製造工程がフレキシブルにな
り、また、製造途中のワークのハンドリング性が向上す
る。

【００２６】第１の樹脂層を硬化させる工程の前に、第
２の樹脂層を硬化させる仮留め工程を設けることが望ま
しい。これにより、アライメントを調整した後に、短時
間で第２の樹脂層を硬化し、位置決め、および厚みが決
定された状態で第１の樹脂層を硬化することができる。
また、第１の樹脂層と、第２の樹脂層の硬化方法が異な
る場合でも対処が容易である。たとえば、仮留め工程
で、第２の樹脂層はＵＶ硬化（光硬化）し、その後に、
第１の樹脂層を硬化する工程で、第１の樹脂層を熱硬化
することが可能である。この製造方法であると、第１お
よび／または第２の構造層に、アルミニウムなどの金属
層を含んでいる場合でも、第１の樹脂層を硬化し、第３
の構造層を備えた微細構造体を容易に製造できる。

【００２７】第２の樹脂層に含まれるギャップ材は、フ
ィラーなどの多角形の粒状物であっても良いが、ギャッ
プを高精度で管理し、さらに、第１および第２の基板を
相対的に移動し易くするという点では、液晶パネルなど
に用いられるような、所定の公差の直径の球状の部材で
あることが望ましい。

【００２８】第１および第２の基板の間隔にあわせたサ
イズのギャップ材を用いることも可能であるが、常に所
望のギャップを管理するのに適したサイズのギャップ材
があるわけではない。したがって、逆に、第２の樹脂層
を塗布する第１および／または第２の基板の領域に、ギ
ャップ材のサイズにあわせた構造を形成することが望ま
しい。これにより、第３の構造層の厚みを、ギャップ材
のサイズに囚われず、それ以下あるいはそれ以上の厚み
でも、一定の厚みに、ギャップ全体を管理できる。

【００２９】さらに、アライメントを調整する前に、ギ
ャップ材を含んだ第２の樹脂層を加温する工程を設ける
ことが望ましい。これにより、第２の樹脂層の流動性が
向上するので、アライメントの際に基板同士を相対的に
動かしやすくなる。第１の樹脂層も同様に加温すること
により、流動性が増すので、基板同士を動かすときの抵
抗力が小さくなり、アライメントがし易くなる。

【００３０】第３の構造層の形成により、複数の微細構
造体が集合したチップエリアが複数個、第１および／ま
たは第２の基板により形成され、チップ単位でダイジン
グする工程を有し、塗布する工程では、ダイジングによ
り切り捨てられる、第１および第２の基板の領域に、第
２の樹脂層を塗布することが望ましい。ダイジングする
過程で第２の樹脂層は自動的に除去され、切り捨てられ
る。したがって、最終的に得られるチップ化された微細
構造体には、第２の樹脂層は含まれず、この第２の樹脂
層を除去するプロセスを新たに設ける必要もなく取扱い
も容易である。

【００３１】また、これら第１および第２の基板は、本
発明の製造方法で製造される微細構造体の一部となるも
のであっても良く、微細構造体が基板を含まないもので
あっても本発明の製造方法により製造できる。微細構造
体として不要な基板、たとえば、第２の基板は、第２の
構造層を剥離層を挟んで第２の基板に形成することによ
り、第３の構造層を形成した後に、第２の基板を剥離す
る工程を設けることで、第２の基板を含まない微細構造
体を製造し、提供できる。

【００３２】また、第２の基板の少なくとも一部は、チ
ップ化される微細構造体の一部であっても良い。すなわ
ち、第２の基板自体を加工して、第２の構造層とするこ
とも可能であり、本発明では、第２の構造層を、樹脂材
に限らず無機材の構造層とした微細構造体を得る製造方
法としても適用できる。

【００３３】さらに、上述したように、適当な形状が加
工された型転写用の基板を、第２の基板として用いるこ
とも可能であり、この場合は、第３の構造層を形成した
後に、この型転写基板である第２の基板を剥離する工程
を設ける。

【００３４】上述した光スイッチングデバイスのような
マイクロマシンを本発明の微細構造体の製造方法で製造
する場合は、第１の構造層がアクチュエータとして機能
する部分を備えていれば良い。たとえば、静電アクチュ
エータを採用することが可能である。そして、第２およ
び第３の構造層で、アクチュエータにより駆動される素
子を構成することにより、マイクロマシンを製造でき
る。さらに、素子を光学素子とすることにより光スイッ
チングデバイスを製造できる。そして、本発明の微細構
造体の製造方法によれば、マイクロマシンや、上記の図
２に示したようなスイッチングデバイスを、低コスト
で、精度良く製造できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下では、図２に示した光スイッ
チングデバイス５０を本発明の製造方法によって製造す
る過程を示しながら、本発明についてさらに詳しく説明
する。図３に、光スイッチング素子１０を半導体基板２
０の上にアレイ状に並べて形成し、光スイッチングデバ
イス（画像デバイス）５０を製造する一連の流れをフロ
ーチャートで示してある。また、図４〜図９にその各プ
ロセスを模式的に示してある。本例のプロセスは、半導
体基板２０の上にアクチュエータ６を形成し、別の基板
に光学素子３の一部を形成し、これらを組み合わせる。
すなわち、微細構造体の構造層を別々の基板に製造して
から接合あるいは貼り合わせて微細構造体を製造する方
法である。

【００３６】先ず、図３のステップ１１１で、図４に示
すように、ＣＭＯＳ回路が構成されている半導体基板
（第１の基板）２０の上面に第１の構造層となるアクチ
ュエータ層６０を形成する。本例のアクチュエータ６
は、静電駆動型であり、電極８と、ばねを兼ねた上電極
７がアルミニウム製である。そして、アモルファスシリ
コンを犠牲層９９としてフォトリソグラフィー技術によ
り製造されている。

【００３７】次に、ステップ１１２で、図５に示すよう
に、第２の基板であるガラス基板９６の上に、第２の構
造層であるプリズム層４２を形成する。このプリズム層
４２は、光学素子３のマイクロプリズム４となる。この
過程では、このガラス基板９６の表面に無機材のシラン
（ＳｉＨ₄）を５８０℃程度の条件下でプラズマＣＶＤ
法により蒸着し、アモルファスシリコンの剥離層９７を
形成する。さらに、プラズマＣＶＤ法により、ＴＥＯＳ
（テトラエポキシドシラン）をプラズマソースとして基
板温度３００℃の低温な条件下で蒸着し、酸化シリコン
のプリズム層（第２の構造層）４２を形成する。そし
て、フォトリソ技術によりウェットエッチングで断面が
三角形の形状の角度を備えたＶ溝（Ｖ字型）のプリズム
層４２を加工する。型転写、あるいはグレイマスクを用
いたエッチング技術によりＶ字型の形状を成形すること
も可能である。さらに、このＶ字型のプリズム層４２の
形状に沿って表面４２ａにＡｌ−Ｎｄ材をスパッタリン
グして、Ｖ字型の反射膜４６を形成する。このようにし
てガラス基板９６にＶ字型のプリズム層４２が形成され
る。

【００３８】次に、ステップ１１３で、図６および図７
に示すように、第１の基板である半導体基板２０に、第
２の基板であるガラス基板９６を、第１の構造層である
アクチュエータ層６０と、第２の構造層であるプリズム
層４２とが向かい合うように貼り合わせて、これらの基
板２０および９６の間に、第３の構造層となる支持層４
１を形成する。この支持層４１が光学素子３の一部であ
る樹脂製のサポート構造５となり、アクチュエータ６で
プリズム層４２を支持する。本例では、まず、図６に示
すように、第２の構造層の界面（接続面）となる反射膜
４６の表面と、第１の構造層の界面となるアクチュエー
タ層６０の表面をカップリング材で表面処理する。その
後に、アクチュエータ層６０の表面に、支持層４１とな
る第１の樹脂材７１であるエポキシ（ＥＰ）材を適当な
量を複数の点に分けて塗布する。また、スピンコーティ
ングにより均一な膜厚となるように塗布しておいても良
い。さらに、本例では、詳しくは後述するが、基板２０
の外周などの第３の構造層となる支持層４１が形成され
ない領域７９に、球状のギャップ材７２を含んだ第２の
樹脂材７３を塗布する。

【００３９】次に、図７に示したように、第２の基板９
６の上にＶ字型に加工されたプリズム層４２と、第１の
基板２０の上のアクチュエータ層６０の上に塗布された
ＥＰ材７１とが対面するように、ガラス基板９６と半導
体基板２０を組み合わせる。このときに、詳しくは図１
０以降で後述するが、支持層４１を形成するためのＥＰ
材７１が塗布された領域から外れた領域７９で、第２の
樹脂層７３が第１の基板２０および第２の基板９６によ
り挟まれるようになっている。この第２の樹脂層７３
は、所定の公差を備えた、２〜３μｍ程度の粒径となる
球状のギャップ材７２を含んだものである。したがっ
て、このギャップ材７２を含んだ第２の樹脂層７３が第
１の基板２０と第２の基板９６の間に介在するので、こ
れらの基板２０および９６の間隔Ｇが所望の値に保持で
き、その間に挟まれたＥＰ材７１により製造される支持
層４１の膜厚あるいは形状を均一にできる。

【００４０】さらに、ギャップ材７２が第１および第２
の基板２０および９６の間に存在し、ギャップ材７２が
粒状で基板２０および９６に点でほぼ接するので、第１
および第２の基板２０および９６は相対的に動かしやす
い。また、動かしても、それらの基板の間のギャップＧ
はギャップ材７２により規定されているので、厚みが変
化することもない。したがって、上下の基板２０および
９６の水平方向の相対位置を容易に調整でき、アライメ
ントマークを見ながら、所望の位置にこれらの基板２０
および９６をあわせ、各アクチュエータ層６、支持層４
１およびプリズム層４２が所望の状態となるように積層
することができる。

【００４１】そして、所望の位置を維持した状態で、１
８０〜３３０℃の条件下で熱処理し、支持層４１を形成
する。この結果、アクチュエータ層６０とプリズム層４
２に挟まれたＥＰ材７１は、Ｖ字型の支持層（第３の構
造層）４１に成形され、これによってプリズム層４２を
アクチュエータ層６０に接合（接着）させることができ
る。

【００４２】この段階で、図７に示すように、アクチュ
エータ６により光学素子３を駆動するスイッチング素子
としての構造（光スイッチングデバイス）を半導体基板
２０の上に構築することができる。さらに、本例では、
プリズム層４２を支持している第２の基板９６を取外
す。このため、プリズム層４２と、ガラス基板９６との
間に形成しておいたアモルファスシリコンの剥離層９７
に、ＵＶ系のレーザを、例えば、３０８ｎｍ、２３０ｍ
Ｊ／ｃｍ²の条件下で照射する。これにより、酸化シリ
コンのプリズム層４２から半導体基板２０の側の構成を
半導体基板２０に残して、ガラス基板９６を分離（剥
離）することができる。

【００４３】次に、図３で示すステップ１１４で、図８
に示すシリコン基板２０の上に積層された、アクチュエ
ータ層６０、支持層４１およびプリズム層４２を、光ス
イッチング素子１０の単位になるように画素分離を行
う。そのため、プリズム層４２の表面４２ａに、カップ
リング処理をし、ここでは図示しないがフォトレジスト
材をスピンコーティングし、プリベーキングし、画素パ
ターンを形成し、さらに、ポストベーキングする。この
現像されたパターニングに沿って、酸化シリコンのプリ
ズム層４２をＣ₄Ｆ₈+Ａｒ+Ｈ₂で、Ａｌ−Ｎｄの反射膜
４６をＣｌ₂およびＢＣｌ₃で、ＥＰ材の支持層４１をＯ
₂でＲＩＥ加工する。このＯ₂でＲＩＥ加工される過程
で、画像パターニングを形成したフォトレジストも除去
できる。

【００４４】これにより、図９に示すように、第２の構
造層４２および第３の構造層４１からなる光学素子３が
画素分離され、これら第２および第３の構造層に渡り垂
直に隙間Ｓが形成される。さらに、この隙間Ｓを介し
て、ＸｅＦ₂によりシリコンの犠牲層９９の一部を除去
する。この結果、アレイ状に配置された光スイッチング
デバイス５５を得ることができる。

【００４５】そして、ステップ１１５で、複数の光スイ
ッチング素子１０を１セットとした、図１および図２に
示したような光スイッチングデバイス５０の単位に、ダ
イジングしチップ化する。この段階で、図６において塗
布したギャップ材７２入りの接着材７３も切り捨てられ
る。

【００４６】そして、図３のステップ１１６で各チップ
（光スイッチングデバイス）５０の残っているシリコン
の犠牲層９９をＸｅＦ₂により除去する。この結果、チ
ップ化された光スイッチングデバイス（微細構造体）５
０が完成する。

【００４７】さらに、図１０〜図１７を参照しながら、
各層が所望の相対的な位置の状態となるように、図３の
ステップ１１３における第３の構造層を形成するプロセ
スについて詳しく説明する。

【００４８】先ず、図１０のステップ１２０で、第１お
よび第２の樹脂層を塗布する。図１１に示すように、樹
脂層７１および７３となる材料をそれぞれ調合する。ま
ず、第３の構造層（支持層）４１に用いる第１の樹脂材
７１に、本例では、エポキシ系で、ＵＶ硬化および熱硬
化可能なエポキシ系（ＥＰ材）のものを用いる。また、
第２の樹脂層７３としては、同じＥＰ材を用い、これに
対して０．５〜５重量％程度のギャップ材７２を添加し
混合させる。また、添加するギャップ材７２は、例え
ば、液晶パネルのギャップ材として開発された積水化学
工業（株）製のミクロパールＳＰ−２０３などがあり、
たとえば、平均粒子粒が３．００μｍ±０．０５μｍ程
度のものを利用できる。ミクロパールなどのギャップ材
は、圧縮強度および耐熱性も高い。したがって、ギヤッ
プ材７２は、２つの基板の間に挟まれると、自身のサイ
ズで厚みを規制する役割を担うことができる。これに加
え、粒子状で点で基板に接するので、基板２０および９
６を支持しながら転動したり、摩擦係数が小さい状態で
これらの基板２０および９６を支持できる。

【００４９】次に、第１の基板２０を上から見た様子を
模式的に示した図１２に示すように、このように準備さ
れた２種類の樹脂材７１および７３を塗布する。まず、
図５に示す加工された基板９６の表面形状４２ａを測定
し、図７に示す支持層４１を形成するのに必要な第１の
樹脂７１の量（体積）を求める。そして、第１の樹脂材
７１を、基板２０のアクチュエータ層６０が形成された
領域に複数に塗布する。本例では、０．１〜５０ｍｇ程
度の第１の樹脂材７１をシリンジで計測し塗布する。ま
た、ギャップ材７２を含んだ第２の樹脂材７３を、アク
チュエータ層６０の形成されていない領域７９に塗布す
る。この際、基板２０に付されているアライメントマー
クＭを避けて、さらに、加圧した際にもマークＭまで広
がらない様に、適当な場所を選んで複数点塗布する。基
板２０の全面にわたり、適切な隙間Ｇを保持するため
に、少なくとも３箇所以上の場所にギャップ材入りの第
２の樹脂材７３を塗布することが望ましい。さらに、ギ
ャップ材７２を含んだ第２の樹脂材７３も、シリンジで
計測しながら１６μｇ程度になるように塗布することに
より、加圧されたときに所望の範囲外まで第２の樹脂材
７３が広がることを防止する。

【００５０】この第２の樹脂材７３が塗布された領域７
９は、チップ化されない、後にダイジングされる（ステ
ップ１０５）際に、切り捨てられる部分であり、アクチ
ュエータ層６０とプリズム層４２に挟まれない位置であ
り、第１および第２の基板の両基板２０および９６に挟
まれる位置である。

【００５１】さらに、本例では、第１の基板２０の外周
部２０ｃに沿っても、適当な素材の第３の樹脂（第１ま
たは第２の樹脂と同じもので良い。）７５を塗布する。
この樹脂材７５は、第１および第２の基板の間をシール
（封止）するためのものであり、加圧されたときに外周
部２０ｃに沿って広がり、外周部２０ｃを密閉できるよ
うにする。この第３の樹脂層７５により、基板２０およ
び９６を貼りあわせた後は、内側の樹脂材７１および７
３が大気と隔離されるようになる。

【００５２】次に、図１０に戻りステップ１２１で、２
つの基板２０および９６を対面するように組み合わせ
る。先ず、図１３に示すように、樹脂材７１、７３およ
び７５が塗布された第１の基板２０と、プリズム層４２
が形成されている第２の基板９６を接合する治具１００
にセットする。この治具１００は、上下に、それぞれ基
板を支持するホルダー１０２および１０３を備えてお
り、これらのホルダー１０２および１０３により、それ
ぞれの基板２０および９６を、それぞれに形成された構
造層６０および４２が対面するように上下に保持する。
また、本図以降では、第１の基板２０の上に形成されて
いるアクチュエータ６０の形状を省略して示すことにす
る。

【００５３】樹脂が塗布される片側の基板、本例では下
側の基板２０を保持するホルダー１０３には、ヒータ１
０５が配置されており、このヒータ１０５を温度調整ユ
ニット１０６により制御することにより、基板２０の温
度を調整できるようになっている。本例の製造方法で
は、第２の基板９６を貼り合わせる前に、このヒータ１
０５で、基板２０を４５℃程度に加熱し、その状態で５
分間維持する。これにより、基板２０に塗布された樹脂
の温度を上げ、粘土を下げて、それらの流動性を向上さ
せることができる。

【００５４】次に、図１４に示すように、第１の基板２
０および第２の基板９６を治具１００を含めてチャンバ
ー１０１に収め、チャンバー１０１の内部を約０．２Ｔ
ｏｒｒ以下に減圧し、この状態を５分間維持する。これ
により、塗布された樹脂、特に第１の樹脂７１からガス
を抜くことができ、成形した際に気泡が残ったり、製造
した後にガスが発生して障害となるような事態を防止で
きる。さらに、本例では、基板２０を加熱することによ
り樹脂も加熱しており、ガス抜きを容易に行えるように
なっている。

【００５５】そして、図１５に示すように、Ｖ字型のプ
リズム層４２が形成された第２の基板９６を、第１の基
板２０に重ね、第１の基板２０と第２の基板９６の貼り
合せを行う。このとき、チャンバー内が０．２Ｔｏｒｒ
以下に減圧されており、点塗布された樹脂が広がる際の
阻害要因となる空気がなく、薄膜の形成が容易となる。
また、画素分離工程でフォトリソグラフィを行う際に問
題となるボンドの発生を抑制し、平滑な面を形成でき
る。この状態で５分間程度維持し、基板間の第１および
第２の樹脂材７１および７３を馴染ませる。

【００５６】さらに、図１６に示すように、貼り合わさ
れた状態の第１および第２の基板２０および９６、すな
わちワーク５９を、チャンバー内１０１で、下方から加
圧機１０７により０．３ＭＰ程度で加圧する。この状態
を１０分間程度、維持し、第１の樹脂材７１を全体的に
広げ、樹脂製の支持層４１を形成する。後にも説明する
が、この際に、基板２０の領域７９に塗布された第２の
樹脂７３のそれぞれのギャップ材７２により、２つの基
板に挟まれる間隔（本図では上下方向）Ｇを均一に保つ
ことができる。したがって、基板全体にわたり均一な厚
みに管理された支持層（第３の構造層）４１が形成でき
る。

【００５７】また、基板２０の周囲２０ｃに沿って塗布
された第３の樹脂材７５が第１の基板２０および第２の
基板９６の周囲２０ｃにシール層を形成する。したがっ
て、チャンバー１０１からワーク５９を出しても第１の
樹脂層７１により形成された第３の構造層である支持層
４１は外気に晒されない状態となる。

【００５８】次に、図１０のステップ１２２に示すよう
に、アライメントの調整を行う。このため、貼り合わさ
れた第１および第２の基板２０および９６を、チャンバ
ー１０１から取り出し、ＵＶ露光機能の付いたアライメ
ント装置（アライナー）にセットする。このＵＶ露光装
置は半導体プロセスのマスク合わせなどにも用いられる
もので、例えば、カール・ズース・ジャパン（株）社製
のボンドアライナＢＡ６などを用いることができる。露
光装置は、基板間のアライメントができるステージを備
えており、１μｍオーダで上下に重ねられた２枚の基板
のアライメント調整が可能であり、その後、ＵＶ露光
（照射）することにより、２枚の基板を仮留めすること
ができる。

【００５９】本例の製造方法では、このアライナーに、
貼り合わされた基板２０および９６をセットし、基板２
０に付されているアライメントマークＭをガイド（基
準）にあわせてアライメントの調整をするが、このと
き、それぞれの樹脂材は流動的な状態に維持されてい
る。さらに、図１７に一部を拡大して模式的に示すよう
に、上下の基板２０および９６の間には、支持層４１と
なる樹脂材７１の他に、球状のギャップ材７２が含まれ
た樹脂材（樹脂層）７３が挟み込まれており、たとえ
ば、基板９６を基板２０に対してギャップ材７２で支持
されている。ギャップ材７２は、粒状なので基板９６は
ほぼ点で支持された状態になっており、この点でも動か
しやすい状態である。そして、ギャップ材７２により常
に上下（垂直）方向の位置（ギャップＧ）が規定されて
いるので、基板２０および９６の位置を相対的に動かし
ても、上下の基板２０および９６は、全体的に均一に傾
くことなく動き、所望のギャップＧが維持できる。さら
に、本例のギャップ材７２は、特に球状であり、これら
ギャップ材７２に接している基板２０および９６の間を
ベアリングのように転がり、さらに、動かしやすく、動
いてもギャップＧは変化しない。したがって、ワーク５
９（支持層４１）の膜厚が管理された状態を維持しなが
ら、これら基板２０および９６のアライメント（水平方
向）の調整がスムーズにできる。

【００６０】そして、所望の相対位置となるようにアラ
イメントの調整がされると、図１０のステップ１２３
で、第２の樹脂層がＵＶ露光され硬化され、上下の基板
２０および９６がアライメントされた状態で仮留めされ
る。このとき、もう一方の樹脂材７１は、アルミニウム
製の反射膜４６が形成されているので、ＵＶが樹脂材７
１に当らず硬化されない。しかしながら、第２の樹脂材
７０が硬化されることで、ワーク（貼り合わされた基板
２０および９６）５９は十分に精度良く固定される。

【００６１】次に、図１０のステップ１２４で、アライ
メント装置から図１６に示したワーク５９を取り出し、
オーブン（不図示）に入れ熱硬化処理する。本例では、
１２０℃、６０分の条件下で加熱し、樹脂製の支持層４
１を硬化させ、アクチュエータ層６０とプリズム層４２
の間に、Ｖ字型の第３の構造層４１が形成される。上述
したように、本例のワーク５９では、第２の構造層であ
るプリズム層４２に反射型の層であるアルミニウム層４
６が含まれているために第３の構造層となる第１の樹脂
層をＵＶ硬化できない。そのために、熱硬化処理を採用
しているが、チャンバー１０１の減圧下で第１の樹脂７
１を塗布したときに周囲に第３の樹脂層７５を形成する
ことによりチャンバー１０１からオーブンに移動する過
程でワーク５９が外気に出されても第１の樹脂層７１が
外気に触れないようにし、さらに、ＵＶで第２の樹脂７
３を硬化して仮留めすることによってオーブンに移動し
ても位置精度が劣化しないようにしている。

【００６２】この段階で、第３の構造層となる支持層４
１が形成され、その後、先の図３で説明したように、第
２の基板９６を剥離し、画素分離し、チップ化（ダイジ
ング）し、犠牲層９９を取除くと、図２に示したような
光スイッチングデバイス５５を製造できる。

【００６３】本例の微細構造体は、光スイッチング素子
１０がアレイ状に配置された光スイッチングデバイスで
あり、それを１チップとして供給することができる。そ
して、それぞれのデバイスのサイズが非常に小さいた
め、１つのウェハ（基板）上に、複数のデバイス（チッ
プ）を製造できることもメリットの１つであり、本例の
製造方法であれば、上述したようにギャップ材７２を介
して、ウェハ全体を均一に所望の厚みに管理でき、アラ
イメントも確保できる。このため、多数のチップを１回
の製造工程で精度良く製造することが可能であり、微細
構造体の大量生産に向いた製造方法となっている。そし
て、信頼性の高く、高品質な微細構造体が得られるの
で、位置合わせ不良、膜厚不良を防止でき、デバイスの
歩留まりを大幅に向上できる。このため、半導体回路に
加えてフォトリソグラフィー技術でアクチュエータ層ま
で製造した高価な基板２０を無駄にすることなく、低コ
ストで微細構造体を提供できる。

【００６４】さらに、本発明は、図１８（ａ）〜（ｄ）
に模式的に示すように、型転写を用いる微細構造体の製
造方法においても、同様に適用できる。先ず、図１８
（ａ）に示すように、所望のＶ字型（Ｖ溝）８２が加工
された転写型（転写基板）８１を第２の基板として用意
する。図１８（ｂ）に示すように、第１の基板であるア
クチュエータ層６０が形成された半導体基板２０の側
に、図４と同様に、第３の構造層４１となるエポキシ系
などの樹脂材７１を塗布し、基板の周囲などにギャップ
材７２の入った樹脂材７３を塗布する。これら樹脂材７
１および７３を挟むように、基板２０および８１を対面
するように組み合わせる。そして、樹脂を馴染ませなが
ら、図１８（ｃ）に示すように、上方あるいは下方から
適当な力で加圧する。このとき、本例の製造方法では、
粒子状のギャップ材７２により、全体的に基板２０およ
び８１の平行度を保つことができ、基板８１および２０
の間のギャップＧを所望の厚みに維持でき、さらに、下
方のアクチュエータ層６０と、転写型８１のＶ溝との相
対的位置が所望の状態となるようにアライメントの調整
ができることは上述したとおりである。

【００６５】そして、所望の位置合わせ等ができた段階
で、ＵＶ照射し、樹脂材７１および７３を硬化させ、転
写型８１を取外すと、図１８（ｄ）に示すように、半導
体基板２０の上にアクチュエータ層６０と、その上にＶ
字型の支持層４１が形成される。そして、図示しない
が、この表面にアルミニウムなどの反射膜４６を成膜す
る。さらに、型転写（平坦な基板を用いて）、上記と同
様のプロセスを繰り返し、図７で示すプリズム層４２を
形成し、光スイッチング素子１０の単位に画素分離など
を施し、さらにダイジングしてチップ化すことで、図２
に示したような光スイッチングデバイス５０を得ること
ができる。したがって、図１８で示す型転写８１を用い
る製造方法においても、本発明を適用することで、２つ
の基板の間に形成する構造層を均一に製造でき、さら
に、この構造層と他の層との相対的位置を、簡単に調整
できる。このため、精度の良い、信頼性の高い光スイッ
チングデバイス５０を容易に低コストで製造できる。

【００６６】なお、上述した樹脂材は例示であり、それ
らに限定されない。たとえば、紫外線硬化型のエポキシ
系接着材である協立化学産業（株）社製の”ワールドロ
ックＮｏ．ＸＯＣ−０３Ｈ２”、ビスフェノール型のエ
ポキシ樹脂である（株）スリーボンド社製の”Ｔｈｒｅ
ｅＢｏｎｄ２０８８Ｆ”などがある。変性脂環式ポリ
アミン・ポリアミドアミンを主成分とする樹脂はアウト
ガスの放出が少なく点が優れているが、ポットライフ
（寿命）が短く、常温で１日程度であり、取扱いが面倒
である。

【００６７】さらに、ギャップ材を含有した樹脂として
は、上記に限らず、酸化アルミナ（セラミック）を含む
東亜合成（株）社製の”アロンセラミックＤ，Ｎ，
Ｗ，Ｄ−４，Ｄ−５．Ｎ４”がある。これは、アウトガ
スが出ない点は優れている。ＬＥＤ用エポキシ樹脂のデ
クスター（株）製の”ＨＬ４２１０Ｊ２”もある。これ
はポットライフは長く、熱をかけるまで硬化しない点で
優れている。さらに、エポキシ系樹脂で、導電性フィラ
（Ａｇなど）を含有している藤倉化成（株）社製の”ド
ータイトＸＡ−９７４”がある。このように、球状のギ
ャップ材に限らず、多角形のものであっても、適当な公
差の範囲の粒径を備えていれば、十分に本発明に適用で
きる。

【００６８】また、本例の製造方法では、図７で示すギ
ャップ材７２のサイズにあわせて、基板２０または９６
の形状を加工することが望ましい。特に、ギャップ材７
２を含んだ第２の樹脂材７３が塗布される領域は、構造
層に影響しないため、任意に加工できる。例えば、図１
９に示すように、第２の基板９６の側に、段差９６ｄを
設けている。この段差９６ｄにより、用いるギャップ材
７２のサイズ（粒径）以下にも、樹脂材７１による第３
の構造層を均一に製造できる。この場合でも、ギャップ
材７２によりアライメントの調整が容易にできることは
上述したとおりである。

【００６９】なお、本発明の微細構造体の製造方法は、
上述したエバネセント光を利用した光スイッチングデバ
イス５０に適用する例に限定されるものではない。例え
ば、図２０に、本発明に係わる微細構造体の製造方法を
適用可能なマイクロマシンである光スイッチ装置２５６
を示してある。本例の光スイッチ装置２５６は、図２０
（ａ）で示す状態では、遮光物２５４が光信号２５７の
伝達に障害とならないエリアに退避しており、出射側光
ファイバー２５１から出射された光信号２５７が空間２
５８を経て受光側光ファイバー２５２に受光され、光信
号２５７が伝達される。一方、図２０（ｂ）では、遮光
物２５４が空間２５８に現れており、この遮光物２５４
で光信号２５７を遮断する事により、光信号２５７は受
光側光ファイバー２５２に伝達されない状態となる。し
たがって、本例のマイクロマシンは、伝送される光信号
２５７を空間２５８で遮光物２５４を用いてスイッチン
グすることができる光スイッチ装置２５６である。

【００７０】マイクロマシン光スイッチ装置２５６の構
造は、本発明の製造方法の第３の構造層となる遮光部２
５４が、第１の構造層となるピエゾアクチュエータ２５
０に積層されており、このピエゾアクチュエータ２５０
が、それを駆動するための回路２１１が作りこまれたシ
リコン基板（第１の基板）２１０に積層されている。駆
動回路２１１はスイッチ２１２によりピエゾアクチェー
タ２５０に対する電源供給を制御する。さらに、このシ
リコン基板２１０の表面から第１の構造層で成形される
ポスト２０２が伸びており、さらに、重ねてピエゾアク
チェータ２５０および第３の構造層で形成される光ファ
イバー固定台２５３が積層されている。

【００７１】このような構造のマイクロマシンは、ま
ず、第１の微細構造である駆動部のピエゾアクチュエー
タ２５０と、ポスト２０２がフォトリソグラフィ工程に
より基板２１０の上に製造される。そして、第３の構造
物層である遮光物２５４および光ファイバー固定台２５
３が第２の構造層を備えた型転写基板を第２の基板とし
て製造される。同時に、固定台２５３には型転写により
光ファイバーを固定する為の光ファイバ固定Ｖ溝２５５
が形成される。転写型である第２の基板を重ねる際に、
図６などで説明したように、遮光物２５４および固定台
２５３を形成する樹脂材（接着材）７１に加えて、適当
な場所にギャップ材７２を含んだ樹脂材７３を塗布し、
これにより転写型との隙間を制御し、さらに、転写型の
アライメントを調整することができる。その結果、出射
側光ファイバー２５１及び受光側光ファイバー２５２が
所定の位置に精度よく固定でき、遮光部２５４で精度良
く光をオンオフできる光スイッチングデバイスを提供で
きる。

【００７２】さらに、上記は光スイッチングデバイスを
例に説明しているが、光以外の媒体を操作するマイクロ
スイッチングデバイスや、他の用途のマイクロマシンに
対しても本発明の製造方法を提供することが可能であ
り、製品精度が高いマイクロマシンを歩留まり良く、低
コストで量産することが可能となる。

【００７３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、光学素子を有する光スイッチングデバイスなどのミ
クロンあるいはサブミクロンさらにそれ以下のオーダの
構造を有する微細構造体を製造する際に、異なる基板上
に形成された２つの微細構造層を重ね、ギャップ材を含
んだ樹脂層を塗布することにより、それらの間に形成す
る第３の構造層の厚みを管理しながら、同時にそれぞれ
の構造層の相対位置を精度良く接合した状態で製造する
方法を開示している。したがって、本発明により、信頼
性の高い、高品質な微細構造体を、低コストで、簡単に
製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エバネセント光を利用した映像表示デバイスを
用いたプロジェクタの概要示す図である。

【図２】エバネセント光を利用した映像表示デバイス
（スイッチングデバイス）の概要を示す図である。

【図３】図２に示すスイッチングデバイスの製造プロセ
スの概略を示すフローチャートである。

【図４】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示す図であり、第１の基板上にアクチュエータ層
を形成した状態を示す図である。

【図５】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示す図であり、第２の基板上にプリズム層を形成
する様子を示す図である。

【図６】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示す図であり、図４に示した第１の基板上に、第
１の樹脂およびギャップ材入りの第２の樹脂を塗布した
様子を示す図である。

【図７】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示す図であり、第１および第２の基板を対面さ
せ、組み合わせ、第３の構造層を形成する様子を示す図
である。

【図８】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示す図であり、光スイッチング素子の単位に画素
分離する様子を示す図である。

【図９】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示す図であり、チップ化し、犠牲層を除去し、光
スイッチングデバイスが得られらた様子を示す図であ
る。

【図１０】本発明に係る第３の構造層を形成するプロセ
スを、さらに詳しく説明したフローチャートである。

【図１１】図１０に示す第１および第２の樹脂層の準備
プロセスを模式的に示す図である。

【図１２】図１０に示す第１および第２の樹脂層を、第
１の基板上に塗布した様子を平面的に示す図である。

【図１３】図１０に示す第１および第２の基板を貼り合
せるプロセスを、各々の基板が治具にセットされた様子
を模式に示す図である。

【図１４】図１３に示す各々の基板が治具にセットさ
れ、基板上の樹脂を加温し馴染ませている様子を模式に
示す図である。

【図１５】図１３に示す各々の基板が治具にセットさ
れ、貼り合わされた様子を模式的に示す図である。

【図１６】図１５に示す貼合わされた基板を加圧する様
子を模式的に示す図である。

【図１７】図１６に示した貼合わされた状態の一部を拡
大し、模式的に示す図である。

【図１８】さらに異なる本発明を適用した製造方法であ
って、型転写を用いたプロセスを模式的に示す図であ
る。

【図１９】異なる形状の基板に本発明に係るギャップ材
を含む樹脂材が塗布された様子を模式的に示す図であ
る。

【図２０】本発明の微細構造体の製造方法に係るマイク
ロマシン光スイッチング装置の構造および動作の概要を
示す図である。

【符号の説明】

１光ガイド２照明光３光学素子（光学素子層）４マイクロプリズム（第２の構造体）５ V型のサポート構造（第３の構造体）６アクチュエータ部、６０アクチュエータ層
（第１の構造層）７上電極およびばね構造８下電極１０光スイッチング素子２０半導体基板（第１の基板）４１支持層（第３の構造層）４２プリズム層（第２の構造層）５０光スイッチングデバイス５５光スイッチングユニット（画像表示装置）７１第１の樹脂材７２ギャップ材７３第２の樹脂材７５第３の樹脂材（シール材）８１転写型（第２の基板）９６ガラス基板（第２の基板）９７剥離層９９犠牲層１００治具１０５温調装置１８０プロジェクタ装置

フロントページの続き (72)発明者四谷真一長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者原和弘長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2H041 AA11 AB12 AB40 AC06 AZ08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の構造層を備えた第１の基板と第２
の構造層を備えた第２の基板とを前記第１および第２の
構造層が対面するように組み合わせ、チップ化される微
細構造体の一部となる第３の構造層を形成する工程を有
する微細構造体の製造方法であって、前記第３の構造層を形成する工程は、前記第１および第
２の構造層に挟まれるように前記第３の構造層となる第
１の樹脂層を塗布すると共に、前記第１および第２の構
造層に挟まれず、前記第１および第２の基板に挟まれる
ように、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層を塗布する工
程と、前記第１および第２の構造層の相対的位置が所望の状態
になるように前記第１および第２の基板のアライメント
を調整する工程と、前記第１の樹脂層を硬化させる工程とを備えている微細
構造体の製造方法。
【請求項２】請求項１において、前記塗布する工程で
は、前記第２の樹脂層を前記第１および第２の基板の少
なくとも３箇所に挟まれるように塗布する微細構造体の
製造方法。
【請求項３】請求項１において、前記塗布する工程で
は、前記第１および第２の構造層を所望の位置に合わせ
るためのアライメントマークを避けて塗布する微細構造
体の製造方法。
【請求項４】請求項１おいて、前記第３の構造層を形
成する工程では、前記塗布する工程に続いて、または同
時に、前記第１および第２の構造層の外側で前記第１お
よび第２の基板に挟まれ、前記第１および第２の構造層
を囲うように第３の樹脂層を塗布する工程を備えている
微細構造体の製造方法。
【請求項５】請求項１において、前記第１の樹脂層を
硬化させる工程の前に、前記第２の樹脂層を硬化させる
仮留め工程を備えている微細構造体の製造方法。
【請求項６】請求項５において、前記仮留め工程で
は、前記第２の樹脂層は紫外線硬化し、前記第１の樹脂
層を硬化する工程では、前記第１の樹脂層を熱硬化する
微細構造体の製造方法。
【請求項７】請求項６において、前記第１および／ま
たは第２の構造層が金属層を含んでいる微細構造体の製
造方法。
【請求項８】請求項１において、前記ギャップ材は、
所定の公差の直径の球状の部材である微細構造体の製造
方法。
【請求項９】請求項１において、前記第２の樹脂層を
塗布する第１および／または第２の基板の領域に、前記
ギャップ材のサイズにあわせた構造が形成されている微
細構造体の製造方法。
【請求項１０】請求項１において、前記塗布する工程
の後、前記アライメントを調整する前に、前記第２の樹
脂層を加温する工程を備えている微細構造体の製造方
法。
【請求項１１】請求項１において、前記第３の構造層
の形成により、複数の微細構造体が集合したチップエリ
アが複数個、前記第１および／または第２の基板により
形成され、前記チップ単位でダイジングする工程を有
し、前記塗布する工程では、ダイジングにより切り捨てられ
る、前記第１および第２の基板の領域に、前記第２の樹
脂層を塗布する微細構造体の製造方法。
【請求項１２】請求項１において、前記第２の構造層
は、剥離層を挟んで前記第２の基板に形成されており、前記第３の構造層を形成した後に、前記第２の基板を剥
離する工程を有する微細構造体の製造方法。
【請求項１３】請求項１において、前記第２の基板の
少なくとも１部は、前記チップ化される微細構造体の一
部である微細構造体の製造方法。
【請求項１４】請求項１において、前記第２の基板
は、型転写用の基板であり、前記硬化する工程の後に、
前記第２の基板を剥離する工程を有する微細構造体の製
造方法。
【請求項１５】請求項１において、前記第１の構造層
はアクチュエータとして機能する部分を備えている微細
構造体の製造方法。
【請求項１６】請求項１５において、前記第１の構造
層は静電アクチュエータである微細構造体の製造方法。
【請求項１７】請求項１５において、前記第２および
第３の構造層は、前記アクチュエータにより駆動される
素子となる微細構造体の製造方法。
【請求項１８】請求項１７において、前記素子は、複
数の光学素子である微細構造体の製造方法。