JP2002328316A - マイクロミラー素子およびその製造方法 - Google Patents
マイクロミラー素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トーションバーの設計仕様に多様性をもたせ
ることができるとともに、トーションバーの各部を所望
の寸法に正確に仕上げることができるマイクロミラー素
子およびマイクロミラー素子の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 マイクロミラー素子の製造において、基
板１１０′上に、フレーム１１３およびミラー形成部１
１１へと加工される箇所をマスクするための第１のマス
クパターン１０を形成する工程と、基板１１０′上に、
架橋部１１２へと加工される箇所をマスクするための第
２のマスクパターン２０を形成する工程と、第１および
第２のマスクパターン１０，２０をマスクとして、基板
１１０′に対して第１のエッチング処理を行う工程と、
第２のマスクパターン２０を選択的に除去する工程と、
第１のマスクパターン１０をマスクとして、基板１１
０′に対して第２のエッチング処理を行う工程と、第１
のマスクパターン１０を除去する工程と、を含めること
とした。
ることができるとともに、トーションバーの各部を所望
の寸法に正確に仕上げることができるマイクロミラー素
子およびマイクロミラー素子の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 マイクロミラー素子の製造において、基
板１１０′上に、フレーム１１３およびミラー形成部１
１１へと加工される箇所をマスクするための第１のマス
クパターン１０を形成する工程と、基板１１０′上に、
架橋部１１２へと加工される箇所をマスクするための第
２のマスクパターン２０を形成する工程と、第１および
第２のマスクパターン１０，２０をマスクとして、基板
１１０′に対して第１のエッチング処理を行う工程と、
第２のマスクパターン２０を選択的に除去する工程と、
第１のマスクパターン１０をマスクとして、基板１１
０′に対して第２のエッチング処理を行う工程と、第１
のマスクパターン１０を除去する工程と、を含めること
とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクへのデ
ータの記録・再生処理を行う光ディスク装置や、複数の
光ファイバ間の光路の切り換えを行う光スイッチング装
置などの、光学装置に組み込まれる素子であって、光の
進路方向を変更するのに用いられるマイクロミラー素子
およびその製造方法に関する。
ータの記録・再生処理を行う光ディスク装置や、複数の
光ファイバ間の光路の切り換えを行う光スイッチング装
置などの、光学装置に組み込まれる素子であって、光の
進路方向を変更するのに用いられるマイクロミラー素子
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロミラー素子は、光を反射するた
めのミラー面を備え、ミラー面の揺動により光の反射方
向を変化させる素子であり、静電気力を利用してミラー
面を揺動する静電駆動型のものが広く使用されている。
静電駆動型のマイクロミラー素子としては種々の構造が
提案されているが、これらは、その製造方法に基づいて
大きく２つに類別することができる。基板上において、
各構成部位に対応する材料薄膜を所望のパターンに加工
し、これを順次積層することにより、支持体、ミラー
面、電極部など、素子を構成する各部位や、後に除去さ
れる犠牲層を形成する、いわゆる表面マイクロマシン技
術によって製造されるマイクロミラー素子と、材料基板
自体をエッチングすることにより支持体やミラー形成部
を所望の形状に成形し、必要に応じてミラー面や電極を
薄膜形成する、いわゆるバルクマイクロマシン技術によ
って製造されるマイクロミラー素子である。表面マイク
ロマシン技術によって製造される静電駆動型マイクロミ
ラー素子は、例えば、特開平７−２８７１７７号公報に
開示されている。一方、バルクマイクロマシン技術によ
って製造される静電駆動型マイクロミラー素子は、例え
ば、特開平９−１４６０３２号公報、特開平９−１４６
０３４号公報、特開平１０−６２７０９号公報、および
特開２０００−１３４４３号公報に開示されている。
めのミラー面を備え、ミラー面の揺動により光の反射方
向を変化させる素子であり、静電気力を利用してミラー
面を揺動する静電駆動型のものが広く使用されている。
静電駆動型のマイクロミラー素子としては種々の構造が
提案されているが、これらは、その製造方法に基づいて
大きく２つに類別することができる。基板上において、
各構成部位に対応する材料薄膜を所望のパターンに加工
し、これを順次積層することにより、支持体、ミラー
面、電極部など、素子を構成する各部位や、後に除去さ
れる犠牲層を形成する、いわゆる表面マイクロマシン技
術によって製造されるマイクロミラー素子と、材料基板
自体をエッチングすることにより支持体やミラー形成部
を所望の形状に成形し、必要に応じてミラー面や電極を
薄膜形成する、いわゆるバルクマイクロマシン技術によ
って製造されるマイクロミラー素子である。表面マイク
ロマシン技術によって製造される静電駆動型マイクロミ
ラー素子は、例えば、特開平７−２８７１７７号公報に
開示されている。一方、バルクマイクロマシン技術によ
って製造される静電駆動型マイクロミラー素子は、例え
ば、特開平９−１４６０３２号公報、特開平９−１４６
０３４号公報、特開平１０−６２７０９号公報、および
特開２０００−１３４４３号公報に開示されている。
【０００３】マイクロミラー素子に要求される技術的事
項の一つとして、光反射を担うミラー面の平面度が高い
ことを挙げることができるが、表面マイクロマシン技術
によると、最終的に形成されるミラー面が薄いため、ミ
ラー面が湾曲し易く、高平面度が保証されるのは、ミラ
ー面のサイズにおいて一辺の長さが数１０μｍ程度のも
のに限られる。これに対して、バルクマイクロマシン技
術によると、相対的に分厚い材料基板自体を削り込んで
ミラー形成部を構成し、このミラー形成部上にミラー面
を設けるため、より広面積のミラー面であっても、その
剛性を確保でき、よって、充分に高い光学的平面度を有
するミラー面を構成することができる。従って、特に数
１００μｍ角程度以上の面積のミラー面が必要とされる
マイクロミラー素子の製造においては、バルクマイクロ
マシン技術が広く採用されている。
項の一つとして、光反射を担うミラー面の平面度が高い
ことを挙げることができるが、表面マイクロマシン技術
によると、最終的に形成されるミラー面が薄いため、ミ
ラー面が湾曲し易く、高平面度が保証されるのは、ミラ
ー面のサイズにおいて一辺の長さが数１０μｍ程度のも
のに限られる。これに対して、バルクマイクロマシン技
術によると、相対的に分厚い材料基板自体を削り込んで
ミラー形成部を構成し、このミラー形成部上にミラー面
を設けるため、より広面積のミラー面であっても、その
剛性を確保でき、よって、充分に高い光学的平面度を有
するミラー面を構成することができる。従って、特に数
１００μｍ角程度以上の面積のミラー面が必要とされる
マイクロミラー素子の製造においては、バルクマイクロ
マシン技術が広く採用されている。
【０００４】バルクマイクロマシン技術によって形成さ
れた従来のマイクロミラー素子の一例を図１１に示す。
同図に示すマイクロミラー素子３００は、いわゆる静電
駆動方式のものであり、ミラー基板３１０と電極基板３
２０とが積層されたものである。ミラー基板３１０は、
図１２に示すように、表面にミラー面３１１ａが形成さ
れたミラー形成部３１１が、一対のトーションバー３１
２を介してフレーム３１３に支持された構造を有してい
る。ミラー形成部３１１の裏面には、一対の電極３１４
ａ，３１４ｂが設けられている。電極基板３２０には、
図１１に示すように、ミラー形成部３１１の電極３１４
ａ，３１４ｂに対向する一対の電極３２１ａ，３２１ｂ
が設けられている。
れた従来のマイクロミラー素子の一例を図１１に示す。
同図に示すマイクロミラー素子３００は、いわゆる静電
駆動方式のものであり、ミラー基板３１０と電極基板３
２０とが積層されたものである。ミラー基板３１０は、
図１２に示すように、表面にミラー面３１１ａが形成さ
れたミラー形成部３１１が、一対のトーションバー３１
２を介してフレーム３１３に支持された構造を有してい
る。ミラー形成部３１１の裏面には、一対の電極３１４
ａ，３１４ｂが設けられている。電極基板３２０には、
図１１に示すように、ミラー形成部３１１の電極３１４
ａ，３１４ｂに対向する一対の電極３２１ａ，３２１ｂ
が設けられている。
【０００５】このような構成によれば、例えばミラー形
成部３１１の電極３１４ａ，３１４ｂを正極に帯電させ
た状態において、電極基板３２０の電極３２１ａを負極
にすると、これらの間には静電力が発生し、ミラー形成
部３１１は、一対のトーションバー３１２を捩じりなが
ら矢印Ｎ３方向に揺動ないし回転する。また、これに代
えて、電極３２１ｂを負極にすると、ミラー形成部３１
１は上記とは反対方向に回転することとなる。このよう
に、ミラー形成部３１１を回転させると、ミラー面３１
１ａに向けて進行してくる光の反射方向を所定の方向に
切り換えることができる。
成部３１１の電極３１４ａ，３１４ｂを正極に帯電させ
た状態において、電極基板３２０の電極３２１ａを負極
にすると、これらの間には静電力が発生し、ミラー形成
部３１１は、一対のトーションバー３１２を捩じりなが
ら矢印Ｎ３方向に揺動ないし回転する。また、これに代
えて、電極３２１ｂを負極にすると、ミラー形成部３１
１は上記とは反対方向に回転することとなる。このよう
に、ミラー形成部３１１を回転させると、ミラー面３１
１ａに向けて進行してくる光の反射方向を所定の方向に
切り換えることができる。
【０００６】従来において、上記したミラー基板３１０
を製造するには、その原材料となる適当な基板（図示
略）に対してその片面側からウエットエッチングを行
い、上記基板に一対の空隙部３１５を上記基板に設ける
工程を行なっていた。一対の空隙部３１５は、図１２に
示すように、互いに向かい合った恰好のコ字状を有して
おり、上記基板の厚み方向に貫通している。このような
手段によれば、ミラー基板３１０の各部の外形をエッチ
ング処理のみによってかたち取ることができる。
を製造するには、その原材料となる適当な基板（図示
略）に対してその片面側からウエットエッチングを行
い、上記基板に一対の空隙部３１５を上記基板に設ける
工程を行なっていた。一対の空隙部３１５は、図１２に
示すように、互いに向かい合った恰好のコ字状を有して
おり、上記基板の厚み方向に貫通している。このような
手段によれば、ミラー基板３１０の各部の外形をエッチ
ング処理のみによってかたち取ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術においては、次のように未だ改善すべき点があ
った。
来の技術においては、次のように未だ改善すべき点があ
った。
【０００８】すなわち、マイクロミラー素子３００のミ
ラー形成部３１１に揺動動作を行なわせる場合、このミ
ラー形成部３１１の揺動角度は、電極間に発生する静電
力と各トーションバー３１２の捩じり抵抗とが釣り合う
角度となる。したがって、マイクロミラー素子３００の
光の反射方向を正確に規定するためには、マイクロミラ
ー素子３００の製造に際して、各トーションバー３１２
の捩じり抵抗が予め設計された値となるように、各トー
ションバー３１２を正確な寸法に形成する必要がある。
ラー形成部３１１に揺動動作を行なわせる場合、このミ
ラー形成部３１１の揺動角度は、電極間に発生する静電
力と各トーションバー３１２の捩じり抵抗とが釣り合う
角度となる。したがって、マイクロミラー素子３００の
光の反射方向を正確に規定するためには、マイクロミラ
ー素子３００の製造に際して、各トーションバー３１２
の捩じり抵抗が予め設計された値となるように、各トー
ションバー３１２を正確な寸法に形成する必要がある。
【０００９】ところが、従来の技術においては、各トー
ションバー３１２の厚みｔ１は、ミラー形成部３１１の
厚みｔ２と同一となってしまうのが一般的であった。例
えば、特開平９−１４６０３２号公報、特開平９−１４
６０３４号公報、及び、特開平１０−６２７０９号公報
にも、ミラー形成部３１１とは異なる厚みでトーション
バー３１２を形成する方法については開示されていな
い。このため、従来においては、ミラー形成部３１１の
厚みｔ２とは独立して、トーションバー３１２の厚みｔ
１を適切に変更することによって、ミラー形成部３１１
に対して各トーションバー３１２が所望の捩じり抵抗を
もつようにすること、即ち、トーションバー３１２の設
計に多様性をもたせて対処するといったことが困難なも
のとなっていた。
ションバー３１２の厚みｔ１は、ミラー形成部３１１の
厚みｔ２と同一となってしまうのが一般的であった。例
えば、特開平９−１４６０３２号公報、特開平９−１４
６０３４号公報、及び、特開平１０−６２７０９号公報
にも、ミラー形成部３１１とは異なる厚みでトーション
バー３１２を形成する方法については開示されていな
い。このため、従来においては、ミラー形成部３１１の
厚みｔ２とは独立して、トーションバー３１２の厚みｔ
１を適切に変更することによって、ミラー形成部３１１
に対して各トーションバー３１２が所望の捩じり抵抗を
もつようにすること、即ち、トーションバー３１２の設
計に多様性をもたせて対処するといったことが困難なも
のとなっていた。
【００１０】本発明は、このような事情のもとで考え出
されたものであって、トーションバーの各部を所望の寸
法に正確に仕上げることによって、トーションバーの設
計仕様に多様性をもたせることができるマイクロミラー
素子の製造方法およびこれによって製造されるマイクロ
ミラー素子を提供することを課題としている。
されたものであって、トーションバーの各部を所望の寸
法に正確に仕上げることによって、トーションバーの設
計仕様に多様性をもたせることができるマイクロミラー
素子の製造方法およびこれによって製造されるマイクロ
ミラー素子を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
ると、フレームと、ミラー形成部と、当該フレームおよ
びミラー形成部を連結する架橋部と、を備えるマイクロ
ミラー素子の製造方法が提供される。この製造方法は、
基板上に、フレームおよびミラー形成部へと加工される
箇所をマスクするための第１のマスクパターンを形成す
る工程と、基板上に、架橋部へと加工される箇所をマス
クするための第２のマスクパターンを形成する工程と、
第１および第２のマスクパターンをマスクとして、基板
に対して第１のエッチング処理を行う工程と、第２のエ
ッチングマスクを選択的に除去する工程と、第１のマス
クパターンをマスクとして、基板に対して第２のエッチ
ング処理を行う工程と、第１のマスクパターンを除去す
る工程と、を含むことを特徴とする。
ると、フレームと、ミラー形成部と、当該フレームおよ
びミラー形成部を連結する架橋部と、を備えるマイクロ
ミラー素子の製造方法が提供される。この製造方法は、
基板上に、フレームおよびミラー形成部へと加工される
箇所をマスクするための第１のマスクパターンを形成す
る工程と、基板上に、架橋部へと加工される箇所をマス
クするための第２のマスクパターンを形成する工程と、
第１および第２のマスクパターンをマスクとして、基板
に対して第１のエッチング処理を行う工程と、第２のエ
ッチングマスクを選択的に除去する工程と、第１のマス
クパターンをマスクとして、基板に対して第２のエッチ
ング処理を行う工程と、第１のマスクパターンを除去す
る工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】このような構成によると、バルクマイクロ
マシン技術によるマイクロミラー素子の製造において、
基板における、第１および第２のマスクパターンでマス
クされない箇所を、第２のマスクパターンでマスクして
いた箇所よりも深くエッチングすることができる。その
結果、第１のマスクパターンによりマスクされていたフ
レームとミラー形成部との間を、架橋部を残して貫通加
工すること、即ち、フレームとミラー形成部との間に架
橋部と空隙部とを形成することが可能となるとともに、
当該架橋部を、フレームおよびミラー形成部よりも薄肉
に成形することが可能となる。この架橋部には、ミラー
形成部がフレームに対して揺動する際の回転軸心に又は
その近傍に位置するトーションバーが含まれるが、支持
梁を含ませてもよい。ここで、支持梁とは、マイクロミ
ラー素子の製造工程中の機械的ストレスをトーションバ
ーに集中することを防止するために形成される、フレー
ムとミラー形成部とを連結する部位であって、後の工程
において切断除去される一時的な架橋部をいう。
マシン技術によるマイクロミラー素子の製造において、
基板における、第１および第２のマスクパターンでマス
クされない箇所を、第２のマスクパターンでマスクして
いた箇所よりも深くエッチングすることができる。その
結果、第１のマスクパターンによりマスクされていたフ
レームとミラー形成部との間を、架橋部を残して貫通加
工すること、即ち、フレームとミラー形成部との間に架
橋部と空隙部とを形成することが可能となるとともに、
当該架橋部を、フレームおよびミラー形成部よりも薄肉
に成形することが可能となる。この架橋部には、ミラー
形成部がフレームに対して揺動する際の回転軸心に又は
その近傍に位置するトーションバーが含まれるが、支持
梁を含ませてもよい。ここで、支持梁とは、マイクロミ
ラー素子の製造工程中の機械的ストレスをトーションバ
ーに集中することを防止するために形成される、フレー
ムとミラー形成部とを連結する部位であって、後の工程
において切断除去される一時的な架橋部をいう。
【００１３】マイクロミラー素子において、トーション
バーの厚みをミラー形成部よりも小さな厚みにすること
ができ、且つ、このトーションバーの厚みを、エッチン
グ深さによって所望の寸法に規定することができるの
で、本発明によれば、トーションバーの捩じり剛性を所
望の値にするための要素として、トーションバーの幅に
加えて、その厚みをも要素とすることができ、したがっ
てトーションバーが所望の捩じり剛性をもつように設計
するときのトーションバーの寸法および形状に多様性を
もたせることができる。そのため、マイクロミラー素子
の設計において、ミラー形成部の揺動駆動に関して、き
め細かな対応が可能となる。
バーの厚みをミラー形成部よりも小さな厚みにすること
ができ、且つ、このトーションバーの厚みを、エッチン
グ深さによって所望の寸法に規定することができるの
で、本発明によれば、トーションバーの捩じり剛性を所
望の値にするための要素として、トーションバーの幅に
加えて、その厚みをも要素とすることができ、したがっ
てトーションバーが所望の捩じり剛性をもつように設計
するときのトーションバーの寸法および形状に多様性を
もたせることができる。そのため、マイクロミラー素子
の設計において、ミラー形成部の揺動駆動に関して、き
め細かな対応が可能となる。
【００１４】架橋部を残しつつフレームとミラー形成部
との間に空隙部を形成する手段としては、第１および第
２のマスクパターンをマスクとする第１のエッチング処
理により、最終的に成形される架橋部の厚みに略相当す
る深さまで基板構成材料を除去し、第１のマスクパター
ンのみをマスクとする第２のエッチング処理により、フ
レームとミラー形成部とが架橋部のみにより連結される
ように基板構成材料を除去することによって、架橋部と
空隙部とを同時に完成させる方法がある。これに代え
て、第１のエッチング処理により、基板において第１お
よび第２のマスクパターンがマスクしていない箇所の基
板構成材料を全て除去することによって、まず空隙部を
形成し、第２のエッチング処理により、前記架橋部が成
形されるまで基板構成材料を除去することによって、架
橋部を完成させる方法を採用してもよい。
との間に空隙部を形成する手段としては、第１および第
２のマスクパターンをマスクとする第１のエッチング処
理により、最終的に成形される架橋部の厚みに略相当す
る深さまで基板構成材料を除去し、第１のマスクパター
ンのみをマスクとする第２のエッチング処理により、フ
レームとミラー形成部とが架橋部のみにより連結される
ように基板構成材料を除去することによって、架橋部と
空隙部とを同時に完成させる方法がある。これに代え
て、第１のエッチング処理により、基板において第１お
よび第２のマスクパターンがマスクしていない箇所の基
板構成材料を全て除去することによって、まず空隙部を
形成し、第２のエッチング処理により、前記架橋部が成
形されるまで基板構成材料を除去することによって、架
橋部を完成させる方法を採用してもよい。
【００１５】本発明の好ましい実施の形態では、第１お
よび第２のエッチング処理のいずれか一方または両方
を、ドライエッチング法により行う。ドライエッチング
としては、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）
法を採用するのが好ましい。Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法による
と、エッチング速度が高いためマイクロミラー素子の製
造効率を高めることができる。
よび第２のエッチング処理のいずれか一方または両方
を、ドライエッチング法により行う。ドライエッチング
としては、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）
法を採用するのが好ましい。Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法による
と、エッチング速度が高いためマイクロミラー素子の製
造効率を高めることができる。
【００１６】本発明の第２の側面によると、マイクロミ
ラー素子が提供される。このマイクロミラー素子は、フ
レームと、ミラー形成部と、フレームとミラー形成部と
を連結する薄肉のトーションバーと、を備え、フレー
ム、ミラー形成部、及び、トーションバーは、同一の導
電材料を含んで一体的に成形されていることを特徴とす
る。
ラー素子が提供される。このマイクロミラー素子は、フ
レームと、ミラー形成部と、フレームとミラー形成部と
を連結する薄肉のトーションバーと、を備え、フレー
ム、ミラー形成部、及び、トーションバーは、同一の導
電材料を含んで一体的に成形されていることを特徴とす
る。
【００１７】このような構成によると、トーションバー
が薄肉であることによって、トーションバーについて良
好な捩じり剛性が達成され得るとともに、フレーム、ミ
ラー形成部、及び、トーションバーが同一導電材料を含
んで一体的に成形されていることよって、トーションバ
ー表面において別途配線を形成する必要がない。
が薄肉であることによって、トーションバーについて良
好な捩じり剛性が達成され得るとともに、フレーム、ミ
ラー形成部、及び、トーションバーが同一導電材料を含
んで一体的に成形されていることよって、トーションバ
ー表面において別途配線を形成する必要がない。
【００１８】従来のマイクロミラー素子においては、揺
動するミラー形成部に対してその駆動力となる電位を与
えるために、ミラー形成部に電極を設けるとともに、当
該電極と外部端子とを導通させるための配線をトーショ
ンバーの表面に形成しなければならなかった。しかしな
がら、良好な捩じり剛性を有するようにトーションバー
を薄肉ないし小幅に成形する場合には、そのようなトー
ションバー表面への配線形成は困難なものとなる。これ
に対し、本発明の第２の側面に係るマイクロミラー素子
は、トーションバー自体が導電性を有するため、トーシ
ョンバー上に別途配線を形成する必要はなく、従って、
薄肉形成によって良好な捩じり剛性を達成する場合にお
いても、ミラー形成部に対して適切に電位を付与するこ
とが可能である。
動するミラー形成部に対してその駆動力となる電位を与
えるために、ミラー形成部に電極を設けるとともに、当
該電極と外部端子とを導通させるための配線をトーショ
ンバーの表面に形成しなければならなかった。しかしな
がら、良好な捩じり剛性を有するようにトーションバー
を薄肉ないし小幅に成形する場合には、そのようなトー
ションバー表面への配線形成は困難なものとなる。これ
に対し、本発明の第２の側面に係るマイクロミラー素子
は、トーションバー自体が導電性を有するため、トーシ
ョンバー上に別途配線を形成する必要はなく、従って、
薄肉形成によって良好な捩じり剛性を達成する場合にお
いても、ミラー形成部に対して適切に電位を付与するこ
とが可能である。
【００１９】好ましい実施の形態では、トーションバー
は、フレームに接続する第１の基部とミラー形成部に接
続する第２の基部とを有し、第１の基部は、フレームに
接近するにつれて漸次的に分厚くなっており、第２の基
部は、ミラー形成部に接近するにつれて漸次的に分厚く
なっている。
は、フレームに接続する第１の基部とミラー形成部に接
続する第２の基部とを有し、第１の基部は、フレームに
接近するにつれて漸次的に分厚くなっており、第２の基
部は、ミラー形成部に接近するにつれて漸次的に分厚く
なっている。
【００２０】このような構成により、トーションバーの
捩じれ剛性について、更に良好に設計することができ
る。具体的には、トーションバーにおける、フレーム付
近およびミラー形成部付近の基部に対して生じやすい応
力集中を適切に低減することによって、トーションバー
全体の捩じれ剛性を良好に設計することができるのであ
る。例えば上記本発明の第１の側面に係るマイクロミラ
ー素子の製造方法において、第２のエッチング処理をド
ライエッチング法、より好ましくはＤｅｅｐ ＲＩＥ法
で行うことによって、このような形状のトーションバー
を成形することが可能となる。
捩じれ剛性について、更に良好に設計することができ
る。具体的には、トーションバーにおける、フレーム付
近およびミラー形成部付近の基部に対して生じやすい応
力集中を適切に低減することによって、トーションバー
全体の捩じれ剛性を良好に設計することができるのであ
る。例えば上記本発明の第１の側面に係るマイクロミラ
ー素子の製造方法において、第２のエッチング処理をド
ライエッチング法、より好ましくはＤｅｅｐ ＲＩＥ法
で行うことによって、このような形状のトーションバー
を成形することが可能となる。
【００２１】好ましい実施の形態では、ミラー形成部に
第１櫛歯電極部を設け、フレームには、第１櫛歯電極部
との間に静電力を生じさせることによってミラー形成部
を変位させるための第３櫛歯電極部を設けることによっ
て、マイクロミラー素子を櫛歯電極型として構成する。
より好ましい実施の形態では、第１櫛歯電極は、ミラー
形成部の肉厚以内に設けられており、第２の櫛歯電極
は、フレームの肉厚以内に設けられている。これに代え
て、ミラー形成部の第２の面に対面するベース部材を備
え、当該ベース部材に、第２の面に対面するように平板
状電極を設けることによって、マイクロミラー素子を平
行平板電極型として構成してもよい。平行平板型として
構成する場合には、ミラー形成部の第２の面には、ベー
ス部材の平板状電極に対面するように平板状電極を設け
る。ただし、ミラー形成部の第２の面の少なくとも１部
自体が導電性材料により構成されている場合には、必ず
しも第２の面に対して平板状電極を設けなくともよい。
第１櫛歯電極部を設け、フレームには、第１櫛歯電極部
との間に静電力を生じさせることによってミラー形成部
を変位させるための第３櫛歯電極部を設けることによっ
て、マイクロミラー素子を櫛歯電極型として構成する。
より好ましい実施の形態では、第１櫛歯電極は、ミラー
形成部の肉厚以内に設けられており、第２の櫛歯電極
は、フレームの肉厚以内に設けられている。これに代え
て、ミラー形成部の第２の面に対面するベース部材を備
え、当該ベース部材に、第２の面に対面するように平板
状電極を設けることによって、マイクロミラー素子を平
行平板電極型として構成してもよい。平行平板型として
構成する場合には、ミラー形成部の第２の面には、ベー
ス部材の平板状電極に対面するように平板状電極を設け
る。ただし、ミラー形成部の第２の面の少なくとも１部
自体が導電性材料により構成されている場合には、必ず
しも第２の面に対して平板状電極を設けなくともよい。
【００２２】好ましい実施の形態では、フレームは、ト
ーションバーを介してミラー形成部に連結された内フレ
ーム部と、当該内フレーム部から離隔する外フレーム部
と、当該内フレーム部および外フレーム部を連結する追
加トーションバーを備え、追加トーションバーは、トー
ションバーの延設方向に対して非平行に延設されてい
る。こうすることによって、マイクロミラー素子を２軸
型として構成してもよい。２軸型であって、櫛歯電極型
として構成する場合には、上述の櫛歯電極の構成に加え
て、内フレーム部には第２櫛歯電極部が設けられ、外フ
レーム部には、第２櫛歯電極部との間に静電力を生じさ
せることによって内フレーム部を変位させるための第４
櫛歯電極部を設ける。
ーションバーを介してミラー形成部に連結された内フレ
ーム部と、当該内フレーム部から離隔する外フレーム部
と、当該内フレーム部および外フレーム部を連結する追
加トーションバーを備え、追加トーションバーは、トー
ションバーの延設方向に対して非平行に延設されてい
る。こうすることによって、マイクロミラー素子を２軸
型として構成してもよい。２軸型であって、櫛歯電極型
として構成する場合には、上述の櫛歯電極の構成に加え
て、内フレーム部には第２櫛歯電極部が設けられ、外フ
レーム部には、第２櫛歯電極部との間に静電力を生じさ
せることによって内フレーム部を変位させるための第４
櫛歯電極部を設ける。
【００２３】好ましい実施の形態では、フレーム、ミラ
ー部、及び、トーションバーの少なくとも一部は、複数
の導体層と、当該導体層間の絶縁層とからなる多層構造
を有している。このような構成により、導体層による配
線形成の自由度が高くなり、マイクロミラー素子につい
て、多様に設計することが可能となる。また、好ましく
は、フレームおよびミラー形成部が、絶縁膜または空隙
により相互に絶縁された複数の区画を有することによ
り、マイクロミラー素子の内部構造において適切に絶縁
設計されている。
ー部、及び、トーションバーの少なくとも一部は、複数
の導体層と、当該導体層間の絶縁層とからなる多層構造
を有している。このような構成により、導体層による配
線形成の自由度が高くなり、マイクロミラー素子につい
て、多様に設計することが可能となる。また、好ましく
は、フレームおよびミラー形成部が、絶縁膜または空隙
により相互に絶縁された複数の区画を有することによ
り、マイクロミラー素子の内部構造において適切に絶縁
設計されている。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２５】図１は、本発明の第１の実施形態に係るマ
イクロミラー素子１００の分解斜視図であり、図２は、
図１に示すマイクロミラー素子１００の組み立て状態の
断面図である。本実施形態のマイクロミラー素子１００
は、いわゆる静電駆動方式のものであり、ミラー基板１
１０と電極基板１２０とが積層された構造を有してい
る。ミラー基板１１０は、例えば、ｎ型不純物をドープ
することによって導電性を付与されたシリコン製の基板
を用いて、後述する製造方法により製造されたものであ
る。ミラー基板１００は、その厚み方向に貫通する所定
形状の一対の空隙部１１０ａが設けられていることによ
り、これら一対の空隙部１１０ａによって外周形状がか
たち取られた略矩形のミラー形成部１１１と、このミラ
ー形成部１１１を一対の空隙部１１０ａを介して囲んで
いるフレーム１１３と、このフレーム１１３とミラー形
成部１１１とを繋ぐ一対のトーションバー１１２とを有
している。このように本実施形態では、マイクロミラー
素子１００は、一対のトーションバー１１２を備えた１
軸型として構成されている。
イクロミラー素子１００の分解斜視図であり、図２は、
図１に示すマイクロミラー素子１００の組み立て状態の
断面図である。本実施形態のマイクロミラー素子１００
は、いわゆる静電駆動方式のものであり、ミラー基板１
１０と電極基板１２０とが積層された構造を有してい
る。ミラー基板１１０は、例えば、ｎ型不純物をドープ
することによって導電性を付与されたシリコン製の基板
を用いて、後述する製造方法により製造されたものであ
る。ミラー基板１００は、その厚み方向に貫通する所定
形状の一対の空隙部１１０ａが設けられていることによ
り、これら一対の空隙部１１０ａによって外周形状がか
たち取られた略矩形のミラー形成部１１１と、このミラ
ー形成部１１１を一対の空隙部１１０ａを介して囲んで
いるフレーム１１３と、このフレーム１１３とミラー形
成部１１１とを繋ぐ一対のトーションバー１１２とを有
している。このように本実施形態では、マイクロミラー
素子１００は、一対のトーションバー１１２を備えた１
軸型として構成されている。
【００２６】図２によく表れているように、ミラー形成
部１１１の表面には、ミラー面１１４が設けられ、かつ
その裏面には、一対の電極１１５ａ，１１５ｂが設けら
れている。これらミラー面１１４や電極１１５ａ，１１
５ｂは、金属膜を蒸着するなどして形成されている。各
空隙部１１０ａの幅は、例えば１０〜２００μｍ程度で
あり、ミラー形成部１１１の厚みは、例えば１０〜２０
０μｍ程度である。ただし、ミラー基板１１０の導電性
を充分に高く構成した場合には、電極１１５ａ，１１５
ｂは、設けなくともよい。
部１１１の表面には、ミラー面１１４が設けられ、かつ
その裏面には、一対の電極１１５ａ，１１５ｂが設けら
れている。これらミラー面１１４や電極１１５ａ，１１
５ｂは、金属膜を蒸着するなどして形成されている。各
空隙部１１０ａの幅は、例えば１０〜２００μｍ程度で
あり、ミラー形成部１１１の厚みは、例えば１０〜２０
０μｍ程度である。ただし、ミラー基板１１０の導電性
を充分に高く構成した場合には、電極１１５ａ，１１５
ｂは、設けなくともよい。
【００２７】各トーションバー１１２は、フレーム１１
３の長手方向に延びる内方側面の中央付近と、ミラー形
成部１１１の長手方向に延びる側面の中央付近とに一体
的に接続している。トーションバー１１２の全体的な厚
みは、図１におけるＩ部破断拡大斜視図によく示されて
いるように、ミラー形成部１１１の厚みよりも小さくさ
れており、トーションバー１１２が、ミラー基板１１０
ないしミラー形成部１１１の上面から退避するように形
成されている。また、トーションバー１１２の両端部付
近、即ち、ミラー形成部１１１およびフレーム１１３に
接続する基部は、ミラー形成部１１１およびフレーム１
１３に近接するにつれて、部材厚が次第に厚肉となるよ
うに形成されている。
３の長手方向に延びる内方側面の中央付近と、ミラー形
成部１１１の長手方向に延びる側面の中央付近とに一体
的に接続している。トーションバー１１２の全体的な厚
みは、図１におけるＩ部破断拡大斜視図によく示されて
いるように、ミラー形成部１１１の厚みよりも小さくさ
れており、トーションバー１１２が、ミラー基板１１０
ないしミラー形成部１１１の上面から退避するように形
成されている。また、トーションバー１１２の両端部付
近、即ち、ミラー形成部１１１およびフレーム１１３に
接続する基部は、ミラー形成部１１１およびフレーム１
１３に近接するにつれて、部材厚が次第に厚肉となるよ
うに形成されている。
【００２８】ミラー基板１１０は、フレーム１１３の裏
面が電極基板１２０の外周縁の凸状段部１２１の上向き
面に接合されていることにより、電極基板１２０の上に
積層されている。電極基板１２０は、ミラー形成部１１
１の一対の電極１１５ａ，１１５ｂに対して適当な間隔
を隔てて対向する一対の電極１２２ａ，１２２ｂを具備
している。すなわち、本実施形態に係るマイクロミラー
素子１００は、いわゆる平行平板型として構成されてい
る。
面が電極基板１２０の外周縁の凸状段部１２１の上向き
面に接合されていることにより、電極基板１２０の上に
積層されている。電極基板１２０は、ミラー形成部１１
１の一対の電極１１５ａ，１１５ｂに対して適当な間隔
を隔てて対向する一対の電極１２２ａ，１２２ｂを具備
している。すなわち、本実施形態に係るマイクロミラー
素子１００は、いわゆる平行平板型として構成されてい
る。
【００２９】このような構成によれば、例えばミラー形
成部１１１の電極１１５ａ，１１５ｂを正極に帯電させ
た状態において、電極基板１２０の電極１２２ａを負極
にすると、これらの間には静電力が発生し、ミラー形成
部１１１は、一対のトーションバー１１２を捩じりなが
ら矢印Ｎ１方向に揺動する。また、これに代えて、電極
１２２ｂを負極にすると、ミラー形成部１１１は上記と
は反対方向に揺動することとなる。このように、ミラー
形成部１１１を揺動させると、ミラー面１１４に向けて
進行してくる光の反射方向を所定の方向に切り換えるこ
とができる。ミラー形成部１１１の電極１１５ａ，１１
５ｂへの電位付与は、導電材料で構成されたフレーム１
１３、トーションバー１１２、及び、ミラー形成部１１
１を介して行い。電極基板１２０の電極１２２ａ、１２
２ｂへの電位付与は、絶縁材料で構成された電極基板１
２０に適切に形成された配線（図示略）を介して行う。
成部１１１の電極１１５ａ，１１５ｂを正極に帯電させ
た状態において、電極基板１２０の電極１２２ａを負極
にすると、これらの間には静電力が発生し、ミラー形成
部１１１は、一対のトーションバー１１２を捩じりなが
ら矢印Ｎ１方向に揺動する。また、これに代えて、電極
１２２ｂを負極にすると、ミラー形成部１１１は上記と
は反対方向に揺動することとなる。このように、ミラー
形成部１１１を揺動させると、ミラー面１１４に向けて
進行してくる光の反射方向を所定の方向に切り換えるこ
とができる。ミラー形成部１１１の電極１１５ａ，１１
５ｂへの電位付与は、導電材料で構成されたフレーム１
１３、トーションバー１１２、及び、ミラー形成部１１
１を介して行い。電極基板１２０の電極１２２ａ、１２
２ｂへの電位付与は、絶縁材料で構成された電極基板１
２０に適切に形成された配線（図示略）を介して行う。
【００３０】次に、上記構成のマイクロミラー素子１０
０の製造方法について、図３および図４を参照して説明
する。図３は、本発明に係るマイクロミラー素子１００
のミラー基板１１０の製造工程の斜視図であり、図４
は、図３に示す一連の工程を、断面図で表したものであ
る。図４（ａ）は図３（ａ）の線ＩＶ−ＩＶに沿った断
面図であり、図４（ｂ）〜（ｆ）は、図４（ａ）と同一
箇所の断面図である。
０の製造方法について、図３および図４を参照して説明
する。図３は、本発明に係るマイクロミラー素子１００
のミラー基板１１０の製造工程の斜視図であり、図４
は、図３に示す一連の工程を、断面図で表したものであ
る。図４（ａ）は図３（ａ）の線ＩＶ−ＩＶに沿った断
面図であり、図４（ｂ）〜（ｆ）は、図４（ａ）と同一
箇所の断面図である。
【００３１】まず、図３（ａ）および図４（ａ）に示す
ように、ミラー基板１１０の原材料となる基板１１０’
の表面（片面）に、第１のマスクパターン１０を形成す
る。基板１１０’としては、シリコンウエハを用いるこ
とができる。第１のマスクパターン１０は、基板１１
０’の表面に第１のエッチングマスクを成膜した後、基
板１１０’において最終的にミラー形成部１１１および
フレーム１１３が形成される箇所をマスクするように、
第１のエッチングマスクをパターン化して形成される。
ように、ミラー基板１１０の原材料となる基板１１０’
の表面（片面）に、第１のマスクパターン１０を形成す
る。基板１１０’としては、シリコンウエハを用いるこ
とができる。第１のマスクパターン１０は、基板１１
０’の表面に第１のエッチングマスクを成膜した後、基
板１１０’において最終的にミラー形成部１１１および
フレーム１１３が形成される箇所をマスクするように、
第１のエッチングマスクをパターン化して形成される。
【００３２】次に、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示す
ように、基板１１０’上に、第２のマスクパターン２０
を形成する。第２のマスクパターン２０は、基板１１
０’上に第２のエッチングマスクを成膜した後、基板１
１０’において最終的にトーションバー１１２が形成さ
れる箇所をマスクするように、第２のエッチングマスク
をパターン化して形成される。後に行われるエッチング
パターン除去工程において、同一条件で基板表面から除
去されないように、第２のエッチングマスクは、第１の
エッチングマスクとは異なるエッチング特性を示すレジ
スト材料から選択する。
ように、基板１１０’上に、第２のマスクパターン２０
を形成する。第２のマスクパターン２０は、基板１１
０’上に第２のエッチングマスクを成膜した後、基板１
１０’において最終的にトーションバー１１２が形成さ
れる箇所をマスクするように、第２のエッチングマスク
をパターン化して形成される。後に行われるエッチング
パターン除去工程において、同一条件で基板表面から除
去されないように、第２のエッチングマスクは、第１の
エッチングマスクとは異なるエッチング特性を示すレジ
スト材料から選択する。
【００３３】次に、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示す
ように、第１および第２のマスクパターン１０，２０を
マスクとして、基板１１０’に対して第１のエッチング
処理を施す。このエッチングは、例えばＤｅｅｐ ＲＩ
Ｅ法により行う。ただし、ＩＣＰ（Inductively Couple
d Plasma）エッチング法を採用してもよい。ＤｅｅｐＲ
ＩＥ法およびＩＣＰエッチング法は、半導体製造プロセ
スで多用されているドライエッチング法の一つであり、
異方性を有し、深溝を形成するのに好適である。この第
１のエッチング処理は、一定深さＬ１を達成するまで行
う。この深さＬ１は、最終的に形成されるトーションバ
ー１１２の厚みに相当する。よって、本実施形態では、
第１のエッチング処理によりトーションバー１１２の厚
みを調整することができる。
ように、第１および第２のマスクパターン１０，２０を
マスクとして、基板１１０’に対して第１のエッチング
処理を施す。このエッチングは、例えばＤｅｅｐ ＲＩ
Ｅ法により行う。ただし、ＩＣＰ（Inductively Couple
d Plasma）エッチング法を採用してもよい。ＤｅｅｐＲ
ＩＥ法およびＩＣＰエッチング法は、半導体製造プロセ
スで多用されているドライエッチング法の一つであり、
異方性を有し、深溝を形成するのに好適である。この第
１のエッチング処理は、一定深さＬ１を達成するまで行
う。この深さＬ１は、最終的に形成されるトーションバ
ー１１２の厚みに相当する。よって、本実施形態では、
第１のエッチング処理によりトーションバー１１２の厚
みを調整することができる。
【００３４】次に、図３（ｄ）および図４（ｄ）に示す
ように、第２のマスクパターン２０を、トーションバー
形成予定箇所から除去する。このとき、第１のマスクパ
ターン１０を基板１１０’上に残しつつ、第２のマスク
パターン２０のみを除去するように、除去条件を適宜決
定する。
ように、第２のマスクパターン２０を、トーションバー
形成予定箇所から除去する。このとき、第１のマスクパ
ターン１０を基板１１０’上に残しつつ、第２のマスク
パターン２０のみを除去するように、除去条件を適宜決
定する。
【００３５】次に、図３（ｅ）および図４（ｅ）に示す
ように、第１のマスクパターン１０をマスクとして、一
定深さＬ１まで既に基板材料が除去されている基板１１
０’に対して第２のエッチング処理を施す。このエッチ
ングは、第１のエッチング処理のエッチング手段と同一
であってもよいし、異なるものでもよい。この第２のエ
ッチング処理によって、ミラー形成部１１１が空隙部１
１０ａを介してフレーム１１３から離隔し、これらミラ
ー形成部１１１とフレーム１１３とが一対のトーション
バー１１２によって架橋された形態が完成する。
ように、第１のマスクパターン１０をマスクとして、一
定深さＬ１まで既に基板材料が除去されている基板１１
０’に対して第２のエッチング処理を施す。このエッチ
ングは、第１のエッチング処理のエッチング手段と同一
であってもよいし、異なるものでもよい。この第２のエ
ッチング処理によって、ミラー形成部１１１が空隙部１
１０ａを介してフレーム１１３から離隔し、これらミラ
ー形成部１１１とフレーム１１３とが一対のトーション
バー１１２によって架橋された形態が完成する。
【００３６】次に、図３（ｆ）および図４（ｆ）に示す
ように、第１のマスクパターン１０を基板１１０’から
除去する。
ように、第１のマスクパターン１０を基板１１０’から
除去する。
【００３７】上記した一連の工程によれば、図１および
図２に示したマイクロミラー素子１００のミラー基板１
１０の各部の外形をかたち取ることができる。ミラー面
１１４や一対の電極１１５ａ，１１５ｂは、上記した一
連の工程を行なう前に基板１１０に予め設けられている
が、図３および図４においては描写を省略している。た
だし、ミラー面１１４や一対の電極１１５ａ，１１５ｂ
の形成工程は、上記した一連の工程の後に行ってもよ
い。このようにして、ミラー基板１１０を製造し、公知
のエッチング技術および成膜技術によって材料基板から
別途作製した電極基板１２０に対して、当該ミラー基板
１１０を積層固定することによって、マイクロミラー素
子１００が製造される。
図２に示したマイクロミラー素子１００のミラー基板１
１０の各部の外形をかたち取ることができる。ミラー面
１１４や一対の電極１１５ａ，１１５ｂは、上記した一
連の工程を行なう前に基板１１０に予め設けられている
が、図３および図４においては描写を省略している。た
だし、ミラー面１１４や一対の電極１１５ａ，１１５ｂ
の形成工程は、上記した一連の工程の後に行ってもよ
い。このようにして、ミラー基板１１０を製造し、公知
のエッチング技術および成膜技術によって材料基板から
別途作製した電極基板１２０に対して、当該ミラー基板
１１０を積層固定することによって、マイクロミラー素
子１００が製造される。
【００３８】本実施形態によれば、トーションバー１１
２を、ミラー形成部１１１上面から退避した箇所に設け
ることができるとともに、トーションバー１１２の幅お
よび厚みを所望の寸法に正確に規定することができる。
したがって、図１および図２に示すマイクロミラー素子
１００において、電極１１５ａ，１２２ａ間、または電
極１１５ｂ，１２２ｂ間に静電力を発生させることによ
ってミラー形成部１１１を各トーションバー１１２の軸
心周りに回転させるときには、各トーションバー１１２
に良好な捩じり抵抗力を発揮させて、ミラー形成部１１
１を所定の傾斜角度で正確に停止させることが可能とな
る。また、各トーションバー１１２は、ミラー形成部１
１１の厚みとは異なる厚みにすることができるために、
各トーションバー１１２の捩じり剛性を所定の値に設定
する場合には、各トーションバー１１２の幅と厚みのそ
れぞれの寸法値を適宜選択することにより、きめ細かく
対応することも可能となる。更に、本実施形態において
は、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法によりエッチング処理を行うた
め、トーションバー１１２を形成するに際して、図４
（ｅ）および図４（ｆ）によく表われているように、各
トーションバー１１２の両端部を、ミラー形成部１１１
およびフレーム１１３に接近するにしたがって連続的に
厚みが増すように成形することができる。
２を、ミラー形成部１１１上面から退避した箇所に設け
ることができるとともに、トーションバー１１２の幅お
よび厚みを所望の寸法に正確に規定することができる。
したがって、図１および図２に示すマイクロミラー素子
１００において、電極１１５ａ，１２２ａ間、または電
極１１５ｂ，１２２ｂ間に静電力を発生させることによ
ってミラー形成部１１１を各トーションバー１１２の軸
心周りに回転させるときには、各トーションバー１１２
に良好な捩じり抵抗力を発揮させて、ミラー形成部１１
１を所定の傾斜角度で正確に停止させることが可能とな
る。また、各トーションバー１１２は、ミラー形成部１
１１の厚みとは異なる厚みにすることができるために、
各トーションバー１１２の捩じり剛性を所定の値に設定
する場合には、各トーションバー１１２の幅と厚みのそ
れぞれの寸法値を適宜選択することにより、きめ細かく
対応することも可能となる。更に、本実施形態において
は、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法によりエッチング処理を行うた
め、トーションバー１１２を形成するに際して、図４
（ｅ）および図４（ｆ）によく表われているように、各
トーションバー１１２の両端部を、ミラー形成部１１１
およびフレーム１１３に接近するにしたがって連続的に
厚みが増すように成形することができる。
【００３９】本実施形態のマイクロミラー素子１００の
ミラー基板１１０では、ミラー形成部１１１、トーショ
ンバー１１２、フレーム１１３が導電性材料により一体
的に構成されており、トーションバー１１２を介してミ
ラー形成部１１１の電極１１５ａ，１１５ｂに対して適
切に電位を付与することができるため、従来のマイクロ
ミラー素子とは異なり、ミラー基板１１０の電極１１５
ａ，１１５ｂに電位を付与するための配線を、トーショ
ンバー１１２上に別途形成する必要はない。
ミラー基板１１０では、ミラー形成部１１１、トーショ
ンバー１１２、フレーム１１３が導電性材料により一体
的に構成されており、トーションバー１１２を介してミ
ラー形成部１１１の電極１１５ａ，１１５ｂに対して適
切に電位を付与することができるため、従来のマイクロ
ミラー素子とは異なり、ミラー基板１１０の電極１１５
ａ，１１５ｂに電位を付与するための配線を、トーショ
ンバー１１２上に別途形成する必要はない。
【００４０】図５および図６は、本発明の第２の実施形
態に係るマイクロミラー素子２００を表す。図５（ａ）
はマイクロミラー素子２００の上面図であり、図５
（ｂ）は下面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、各々、
図５の線Ａ−Ａ、線Ｂ−Ｂ、線Ｃ−Ｃに沿った断面図で
ある。
態に係るマイクロミラー素子２００を表す。図５（ａ）
はマイクロミラー素子２００の上面図であり、図５
（ｂ）は下面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、各々、
図５の線Ａ−Ａ、線Ｂ−Ｂ、線Ｃ−Ｃに沿った断面図で
ある。
【００４１】図５に示されているように、本実施形態に
おけるマイクロミラー素子２００は、ミラー形成部２１
０、これを囲む内フレーム２２０、内フレーム２２０を
囲む外フレーム２３０、ミラー形成部２１０と内フレー
ム２２０とを連結する一対のトーションバー２４０、内
フレーム２２０と外フレーム２３０とを連結する一対の
トーションバー２５０とを備える。一対のトーションバ
ー２５０は、一対のトーションバー２４０の延設方向に
対して略直角に延設されている。本実施形態のマイクロ
ミラー素子２００は、後述するミラー面２１１および絶
縁層２６０を除いて導電性材料により一体的に構成され
ている。導電性材料としては、Ｓｉ等の半導体にＰやＡ
ｓなどのｎ型不純物やＢなどのｐ型不純物をドープした
ものを用いる。ただし、これに代えて、Ｗ等の金属を用
いてもよい。
おけるマイクロミラー素子２００は、ミラー形成部２１
０、これを囲む内フレーム２２０、内フレーム２２０を
囲む外フレーム２３０、ミラー形成部２１０と内フレー
ム２２０とを連結する一対のトーションバー２４０、内
フレーム２２０と外フレーム２３０とを連結する一対の
トーションバー２５０とを備える。一対のトーションバ
ー２５０は、一対のトーションバー２４０の延設方向に
対して略直角に延設されている。本実施形態のマイクロ
ミラー素子２００は、後述するミラー面２１１および絶
縁層２６０を除いて導電性材料により一体的に構成され
ている。導電性材料としては、Ｓｉ等の半導体にＰやＡ
ｓなどのｎ型不純物やＢなどのｐ型不純物をドープした
ものを用いる。ただし、これに代えて、Ｗ等の金属を用
いてもよい。
【００４２】ミラー形成部２１０は、図５（ａ）によく
表れているように、その上面にミラー面２１１が薄膜形
成されている。また、ミラー形成部２１０の相対向する
２つの側面には、第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂが延
出成形されている。
表れているように、その上面にミラー面２１１が薄膜形
成されている。また、ミラー形成部２１０の相対向する
２つの側面には、第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂが延
出成形されている。
【００４３】内フレーム２２０は、図５（ｂ）および図
６によく表れているように、内フレーム主部２２１と、
一対の電極基台２２２と、これらの間の絶縁層２６０と
からなる積層構造を有する。一対の電極基台２２２に
は、内方に延出する第２櫛歯電極２２２ａ、２２２ｂが
一体的に成形されており、内フレーム主部２２１には、
外方に延出する第３櫛歯電極２２１ａ、２２１ｂが一体
的に成形されている。第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂ
は、ミラー形成部２１０の第１櫛歯電極２１０ａ，２１
０ｂの直下に位置しているが、ミラー形成部２１０の揺
動動作時において、第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂの
歯と第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂの歯とが当接しな
いように、図６（ｃ）によく表れているように互いの歯
が位置ずれするように配されている。また、図６（ｂ）
に示すように、一対のトーションバー２４０は、各々、
ミラー形成部２１０よりも薄肉であり、内フレーム２２
０の内フレーム主部２２１に接続している。
６によく表れているように、内フレーム主部２２１と、
一対の電極基台２２２と、これらの間の絶縁層２６０と
からなる積層構造を有する。一対の電極基台２２２に
は、内方に延出する第２櫛歯電極２２２ａ、２２２ｂが
一体的に成形されており、内フレーム主部２２１には、
外方に延出する第３櫛歯電極２２１ａ、２２１ｂが一体
的に成形されている。第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂ
は、ミラー形成部２１０の第１櫛歯電極２１０ａ，２１
０ｂの直下に位置しているが、ミラー形成部２１０の揺
動動作時において、第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂの
歯と第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂの歯とが当接しな
いように、図６（ｃ）によく表れているように互いの歯
が位置ずれするように配されている。また、図６（ｂ）
に示すように、一対のトーションバー２４０は、各々、
ミラー形成部２１０よりも薄肉であり、内フレーム２２
０の内フレーム主部２２１に接続している。
【００４４】外フレーム２３０は、図６によく表れてい
るように、第１外フレーム部２３１と、第２外フレーム
部２３２と、これらの間の絶縁層２６０とからなる積層
構造を有する。第２外フレーム部２３２には、図５
（ｂ）によく表れているように、空隙を介して第１アイ
ランド２３３、第２アイランド２３４、第３アイランド
２３５、及び、第４アイランド２３６が設けられてい
る。図６（ｂ）および図６（ｃ）によく表れているよう
に、第１アイランド２３３および第３アイランド２３５
には、各々、内方に延出する第４櫛歯電極２３２ａ、２
３２ｂが一体的に成形されている。第４櫛歯電極２３２
ａ，２３２ｂは、内フレーム主部２２１の第３櫛歯電極
２２１ａ，２２１ｂの直下に位置しているが、内フレー
ム２２０の揺動動作時において、第３櫛歯電極２２１
ａ，２２１ｂの歯と第４櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂの
歯とが当接しないように、互いの歯が位置ずれするよう
に配されている。また、図６（ａ）に示されているよう
に、一対のトーションバー２５０は、第１トーションバ
ー部２５１と第２トーションバー部２５２と、これらの
間の絶縁層２６０とからなる積層構造を有している。第
１トーションバー部２５１は、内フレーム主部２２１お
よび第１外フレーム部２３１と接続し、第２トーション
バー部２５２は、電極基台２２２および第２外フレーム
部２３２と接続している。
るように、第１外フレーム部２３１と、第２外フレーム
部２３２と、これらの間の絶縁層２６０とからなる積層
構造を有する。第２外フレーム部２３２には、図５
（ｂ）によく表れているように、空隙を介して第１アイ
ランド２３３、第２アイランド２３４、第３アイランド
２３５、及び、第４アイランド２３６が設けられてい
る。図６（ｂ）および図６（ｃ）によく表れているよう
に、第１アイランド２３３および第３アイランド２３５
には、各々、内方に延出する第４櫛歯電極２３２ａ、２
３２ｂが一体的に成形されている。第４櫛歯電極２３２
ａ，２３２ｂは、内フレーム主部２２１の第３櫛歯電極
２２１ａ，２２１ｂの直下に位置しているが、内フレー
ム２２０の揺動動作時において、第３櫛歯電極２２１
ａ，２２１ｂの歯と第４櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂの
歯とが当接しないように、互いの歯が位置ずれするよう
に配されている。また、図６（ａ）に示されているよう
に、一対のトーションバー２５０は、第１トーションバ
ー部２５１と第２トーションバー部２５２と、これらの
間の絶縁層２６０とからなる積層構造を有している。第
１トーションバー部２５１は、内フレーム主部２２１お
よび第１外フレーム部２３１と接続し、第２トーション
バー部２５２は、電極基台２２２および第２外フレーム
部２３２と接続している。
【００４５】本実施形態では、第１外フレーム部２３１
に電位を付与すると、図５（ａ）を参照するとよく理解
できるように、同一の導電材料により一体的に成形され
ている一対の第１トーションバー部２５１、内フレーム
主部２２１、一対のトーションバー２４０、およびミラ
ー形成部２１０を介して、第１櫛歯電極２１０ａ、２１
０ｂと第３櫛歯電極２２１ａ、２２１ｂとが同電位とな
る。この状態において、第２櫛歯電極２２２ａ，２２２
ｂに所望の電位を付与し、第１櫛歯電極２１０ａ，２１
０ｂと第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂとの間に静電力
を発生させることによって、ミラー形成部２１０を一対
のトーションバー２４０の軸心周りに揺動させることが
できる。また、第４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂに所望
の電位を付与し、第３櫛歯電極２２１ａ，２２１ｂと第
４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂとの間に静電力を発生さ
せることによって、内フレーム２２０およびミラー形成
部２１０を一対のトーションバー２５０の軸心周りに揺
動させることができる。
に電位を付与すると、図５（ａ）を参照するとよく理解
できるように、同一の導電材料により一体的に成形され
ている一対の第１トーションバー部２５１、内フレーム
主部２２１、一対のトーションバー２４０、およびミラ
ー形成部２１０を介して、第１櫛歯電極２１０ａ、２１
０ｂと第３櫛歯電極２２１ａ、２２１ｂとが同電位とな
る。この状態において、第２櫛歯電極２２２ａ，２２２
ｂに所望の電位を付与し、第１櫛歯電極２１０ａ，２１
０ｂと第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂとの間に静電力
を発生させることによって、ミラー形成部２１０を一対
のトーションバー２４０の軸心周りに揺動させることが
できる。また、第４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂに所望
の電位を付与し、第３櫛歯電極２２１ａ，２２１ｂと第
４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂとの間に静電力を発生さ
せることによって、内フレーム２２０およびミラー形成
部２１０を一対のトーションバー２５０の軸心周りに揺
動させることができる。
【００４６】第２櫛歯電極２２２ａへの電位付与は、図
６（ａ）を参照するとよく理解できるように、同一の導
電材料で一体的に成形されている第２外フレーム部２３
２の第４アイランド２３６、これに接続する第２トーシ
ョンバー部２５２、および電極基台２２２を介して行
う。同様に、第２櫛歯電極２２２ｂへの電位付与は、第
２アイランド２３４、これに接続する第２トーションバ
ー部２５２、および電極基台２２２を介して行う。一
方、第４櫛歯電極２３２ａへの電位付与は、図６（ｂ）
を参照するとよく理解できるように、第２外フレーム部
２３２の第１アイランド２３３を介して行い、第４櫛歯
電極２３２ｂへの電位付与は、第３アイランド２３５を
介して行う。第２外フレーム部２３２における４つのア
イランドが電気的に独立しているので、第２櫛歯電極２
２２ａ，２２２ｂおよび第４櫛歯電極への電位付与は、
選択的に行うことができる。その結果、ミラー形成部２
１０ないしミラー面２１１を所望の方向へ傾斜させるこ
とができる。
６（ａ）を参照するとよく理解できるように、同一の導
電材料で一体的に成形されている第２外フレーム部２３
２の第４アイランド２３６、これに接続する第２トーシ
ョンバー部２５２、および電極基台２２２を介して行
う。同様に、第２櫛歯電極２２２ｂへの電位付与は、第
２アイランド２３４、これに接続する第２トーションバ
ー部２５２、および電極基台２２２を介して行う。一
方、第４櫛歯電極２３２ａへの電位付与は、図６（ｂ）
を参照するとよく理解できるように、第２外フレーム部
２３２の第１アイランド２３３を介して行い、第４櫛歯
電極２３２ｂへの電位付与は、第３アイランド２３５を
介して行う。第２外フレーム部２３２における４つのア
イランドが電気的に独立しているので、第２櫛歯電極２
２２ａ，２２２ｂおよび第４櫛歯電極への電位付与は、
選択的に行うことができる。その結果、ミラー形成部２
１０ないしミラー面２１１を所望の方向へ傾斜させるこ
とができる。
【００４７】次に図７および図８を参照して、上記構成
のマイクロミラー素子２００の製造方法を説明する。図
７は、図５に示すマイクロミラー素子２００の製造方法
の一部の工程を、図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表し
たものである。図８は、図７に続く工程を、同じく図５
の線Ｅ−Ｅの実線箇所に沿った断面図で表したものであ
る。
のマイクロミラー素子２００の製造方法を説明する。図
７は、図５に示すマイクロミラー素子２００の製造方法
の一部の工程を、図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表し
たものである。図８は、図７に続く工程を、同じく図５
の線Ｅ−Ｅの実線箇所に沿った断面図で表したものであ
る。
【００４８】図７（ａ）に示すように、マイクロミラー
素子２００の製造においては、まず、Ａｓなどのｎ型の
不純物をドープをすることによって導電性を付与したシ
リコンウエハ２００’を２枚用意する。ウエハの抵抗率
は０．０１〜０．１Ω・cmの範囲とするのが望ましい。
また、導電性の付与に際しては、Ｂなどのｐ型の不純物
を用いてもよい。２枚のウエハ２００’には、各々、熱
酸化法により、表面に５００ｎｍの二酸化ケイ素膜２６
０を成長させる。
素子２００の製造においては、まず、Ａｓなどのｎ型の
不純物をドープをすることによって導電性を付与したシ
リコンウエハ２００’を２枚用意する。ウエハの抵抗率
は０．０１〜０．１Ω・cmの範囲とするのが望ましい。
また、導電性の付与に際しては、Ｂなどのｐ型の不純物
を用いてもよい。２枚のウエハ２００’には、各々、熱
酸化法により、表面に５００ｎｍの二酸化ケイ素膜２６
０を成長させる。
【００４９】次いで、図７（ｂ）に示すように、二酸化
ケイ素膜２６０同士を合わせて、１１００℃程度の窒素
アニール処理を行うことによって、２枚のウエハ２０
０’を貼り合わせる。その後、ウエハ表面を研磨して、
ウエハ２００’の厚みを各々１００μｍに調整する。こ
のようにして、まず、Ｓｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉの構成で、
１００μｍ／１μｍ／１００μｍの厚み構造を有するＳ
ＯＩ（Silicon on Insulator）ウエハ２０１’を形成す
る。
ケイ素膜２６０同士を合わせて、１１００℃程度の窒素
アニール処理を行うことによって、２枚のウエハ２０
０’を貼り合わせる。その後、ウエハ表面を研磨して、
ウエハ２００’の厚みを各々１００μｍに調整する。こ
のようにして、まず、Ｓｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉの構成で、
１００μｍ／１μｍ／１００μｍの厚み構造を有するＳ
ＯＩ（Silicon on Insulator）ウエハ２０１’を形成す
る。
【００５０】次いで、図７（ｃ）に示すように、ＳＯＩ
ウエハ２０１’の上面に、第１のエッチングマスクとし
ての二酸化ケイ素膜３０’を成膜する。膜厚は、１００
〜１０００ｎｍの範囲とする。このとき、下面にも二酸
化ケイ素膜を成膜してもよい。ただし、エッチングマス
クの成膜においては、後に行うＤｅｅｐ ＲＩＥ法によ
るＳｉエッチングの際に、マスク材として機能できる成
膜材料、即ち、Ｓｉよりもエッチング速度が遅い成膜材
料であれば、ＳｉＯ2に限らず、他の材料を使用しても
よい。成膜手段としては、熱酸化法を採用してもよい
し、ＣＶＤ法を採用してもよい。
ウエハ２０１’の上面に、第１のエッチングマスクとし
ての二酸化ケイ素膜３０’を成膜する。膜厚は、１００
〜１０００ｎｍの範囲とする。このとき、下面にも二酸
化ケイ素膜を成膜してもよい。ただし、エッチングマス
クの成膜においては、後に行うＤｅｅｐ ＲＩＥ法によ
るＳｉエッチングの際に、マスク材として機能できる成
膜材料、即ち、Ｓｉよりもエッチング速度が遅い成膜材
料であれば、ＳｉＯ2に限らず、他の材料を使用しても
よい。成膜手段としては、熱酸化法を採用してもよい
し、ＣＶＤ法を採用してもよい。
【００５１】次いで、図７（ｄ）に示すように、二酸化
ケイ素膜３０’をエッチングして、第１のマスクパター
ン３０を形成する。このエッチングには、図９（ａ）に
示す構成の第１のマスク４０を用いる。第１のマスク４
０は、マイクロミラー素子２００におけるミラー形成部
２１０、一対の第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂ、内フ
レーム主部２２１、一対の第３櫛歯電極２２１ａ，２２
１ｂ、第１外フレーム部２３１の平面視形態に相当す
る。従って、第１のマスクパターン３０も、第１のマス
ク４０と同一の形状となる。また、このエッチングは、
ＨＦを含む溶液によるウェットエッチング法で行っても
よいし、ＣＨＦ3やＣ4Ｆ8等のガスによるドライエッチ
ング法で行ってもよい。
ケイ素膜３０’をエッチングして、第１のマスクパター
ン３０を形成する。このエッチングには、図９（ａ）に
示す構成の第１のマスク４０を用いる。第１のマスク４
０は、マイクロミラー素子２００におけるミラー形成部
２１０、一対の第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂ、内フ
レーム主部２２１、一対の第３櫛歯電極２２１ａ，２２
１ｂ、第１外フレーム部２３１の平面視形態に相当す
る。従って、第１のマスクパターン３０も、第１のマス
ク４０と同一の形状となる。また、このエッチングは、
ＨＦを含む溶液によるウェットエッチング法で行っても
よいし、ＣＨＦ3やＣ4Ｆ8等のガスによるドライエッチ
ング法で行ってもよい。
【００５２】次いで、ＳＯＩウエハ２０１’上に膜厚
０．５〜５０μｍの範囲で第２のエッチングマスクとし
てのフォトレジスト膜を成膜する。ただし、第２のエッ
チングマスクとしては、フォトレジスト膜に代えて、Ｓ
ｉ3Ｎ4膜を成膜してもよい。成膜手段としては、熱酸化
法を採用してもよいし、ＣＶＤ法を採用してもよい。そ
して、これをエッチングして、図７（ｅ）に示すように
第２のマスクパターン５０を形成する。このエッチング
には、図９（ｂ）に示す構成の第２のマスク６０を用い
る。第２のマスク６０は、マイクロミラー素子２００に
おける一対のトーションバー２４０、一対の第１トーシ
ョンバー部２５１、及び、支持梁２７０の平面視形態に
相当する。従って、第４のマスクパターン５１も、第４
のマスク６１と同一の形状となる。支持梁とは、上述し
たように、マイクロミラー素子の製造工程中の機械的ス
トレスをトーションバーに集中することを防止するため
に設けられ、後の工程において切断除去される一時的な
架橋部であり、本実施形態においては、内フレーム２２
０とミラー形成部２１０、及び、外フレーム２３０と内
フレーム２２０を連結する部位である。また、このエッ
チングは、フォトエッチングに代えて、可能であれば、
ＨＦを含む溶液によるウェットエッチング法で行っても
よいし、ＣＨＦ3やＣ4Ｆ8等のガスによるドライエッチ
ング法で行ってもよいが、第１のマスクパターン３０を
エッチングしない条件で行う。
０．５〜５０μｍの範囲で第２のエッチングマスクとし
てのフォトレジスト膜を成膜する。ただし、第２のエッ
チングマスクとしては、フォトレジスト膜に代えて、Ｓ
ｉ3Ｎ4膜を成膜してもよい。成膜手段としては、熱酸化
法を採用してもよいし、ＣＶＤ法を採用してもよい。そ
して、これをエッチングして、図７（ｅ）に示すように
第２のマスクパターン５０を形成する。このエッチング
には、図９（ｂ）に示す構成の第２のマスク６０を用い
る。第２のマスク６０は、マイクロミラー素子２００に
おける一対のトーションバー２４０、一対の第１トーシ
ョンバー部２５１、及び、支持梁２７０の平面視形態に
相当する。従って、第４のマスクパターン５１も、第４
のマスク６１と同一の形状となる。支持梁とは、上述し
たように、マイクロミラー素子の製造工程中の機械的ス
トレスをトーションバーに集中することを防止するため
に設けられ、後の工程において切断除去される一時的な
架橋部であり、本実施形態においては、内フレーム２２
０とミラー形成部２１０、及び、外フレーム２３０と内
フレーム２２０を連結する部位である。また、このエッ
チングは、フォトエッチングに代えて、可能であれば、
ＨＦを含む溶液によるウェットエッチング法で行っても
よいし、ＣＨＦ3やＣ4Ｆ8等のガスによるドライエッチ
ング法で行ってもよいが、第１のマスクパターン３０を
エッチングしない条件で行う。
【００５３】次いで、図７（ｆ）に示すように、第１の
マスクパターン３０および第２のマスクパターン５０を
マスクとして、ウエハ２０１’に対して第１のエッチン
グ処理を行う。このエッチングは、ＳＦ6ガス及びＣ4Ｆ
8ガスを用いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、所望の深さ、
５μｍまで行う。ただし、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法に代え
て、ＫＯＨ溶液などによるウェットエッチング法を採用
してもよい。
マスクパターン３０および第２のマスクパターン５０を
マスクとして、ウエハ２０１’に対して第１のエッチン
グ処理を行う。このエッチングは、ＳＦ6ガス及びＣ4Ｆ
8ガスを用いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、所望の深さ、
５μｍまで行う。ただし、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法に代え
て、ＫＯＨ溶液などによるウェットエッチング法を採用
してもよい。
【００５４】次いで、図７（ｇ）に示すように、第２の
マスクパターン５０のみを、有機溶剤あるいは酸素プラ
ズマにさらして除去する。このときの有機溶剤として
は、第２のマスクパターン５０の構成材料に応じて、例
えば、トリプロピレングリコールメチルエーテル、アミ
ノエチルエタノールアミン、リン酸水溶液、及び、モノ
エタノールアミンとジメチルスルホキシドの混合液など
を使用することができるが、第１のマスクパターン３０
を有意に除去しない溶剤を選択する必要がある。例え
ば、ＳｉＯ2により第１のマスクパターン３０を構成
し、Ｓｉ3Ｎ4により第２のマスクパターン５０を構成し
た場合には、リン酸水溶液によって、第１のマスクパタ
ーン３０を残しつつ、第２のマスクパターン５０のみを
選択的に除去することができる。
マスクパターン５０のみを、有機溶剤あるいは酸素プラ
ズマにさらして除去する。このときの有機溶剤として
は、第２のマスクパターン５０の構成材料に応じて、例
えば、トリプロピレングリコールメチルエーテル、アミ
ノエチルエタノールアミン、リン酸水溶液、及び、モノ
エタノールアミンとジメチルスルホキシドの混合液など
を使用することができるが、第１のマスクパターン３０
を有意に除去しない溶剤を選択する必要がある。例え
ば、ＳｉＯ2により第１のマスクパターン３０を構成
し、Ｓｉ3Ｎ4により第２のマスクパターン５０を構成し
た場合には、リン酸水溶液によって、第１のマスクパタ
ーン３０を残しつつ、第２のマスクパターン５０のみを
選択的に除去することができる。
【００５５】次いで、図７（ｈ）に示すように、第１の
マスクパターン３０のみをマスクとして第２のエッチン
グ処理を行う。第２のエッチング処理は、ＳＦ6ガス及
びＣ4Ｆ8ガスを用いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、ウエ
ハを構成する材料の表面から９５μｍの深さまで行う。
必要であれば、製造プロセス誤差を吸収するために、更
に深さ１μｍのオーバーエッチングを行う。
マスクパターン３０のみをマスクとして第２のエッチン
グ処理を行う。第２のエッチング処理は、ＳＦ6ガス及
びＣ4Ｆ8ガスを用いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、ウエ
ハを構成する材料の表面から９５μｍの深さまで行う。
必要であれば、製造プロセス誤差を吸収するために、更
に深さ１μｍのオーバーエッチングを行う。
【００５６】以上の工程により、絶縁層２６０の上位
に、マイクロミラー素子２００におけるミラー形成部２
１０、一対の第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂ、内フレ
ーム主部２２１、一対の第３櫛歯電極２２１ａ，２２１
ｂ、第１外フレーム部２３１、一対のトーションバー２
４０、一対の第１トーションバー部２５１、及び、支持
梁２７０に相当する部位が形成される。また、本実施形
態のように第２のエッチング処理をＤｅｅｐ ＲＩＥ法
により行うと、図７（ｈ）に示すように、第２トーショ
ンバー部２５２の付け根部分は厚さ変化が直角でなく、
曲率を有する形状を得ることが可能である。
に、マイクロミラー素子２００におけるミラー形成部２
１０、一対の第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂ、内フレ
ーム主部２２１、一対の第３櫛歯電極２２１ａ，２２１
ｂ、第１外フレーム部２３１、一対のトーションバー２
４０、一対の第１トーションバー部２５１、及び、支持
梁２７０に相当する部位が形成される。また、本実施形
態のように第２のエッチング処理をＤｅｅｐ ＲＩＥ法
により行うと、図７（ｈ）に示すように、第２トーショ
ンバー部２５２の付け根部分は厚さ変化が直角でなく、
曲率を有する形状を得ることが可能である。
【００５７】次いで、以降の工程において絶縁層２６０
の上位の構造が破損することを防止すべく、液状ガラス
を塗布し、これをアニールすることによって、図８
（ａ）に示すように犠牲膜７０を形成する。ただし、こ
のような保護手段に代えて、ＡＺやＴＳＣＲなどのレジ
スト材料を塗布形成してもよいし、紫外線硬化型接着フ
ィルムシートなどのような接着力を制御できるフィルム
を張りつけることによって保護してもよい。
の上位の構造が破損することを防止すべく、液状ガラス
を塗布し、これをアニールすることによって、図８
（ａ）に示すように犠牲膜７０を形成する。ただし、こ
のような保護手段に代えて、ＡＺやＴＳＣＲなどのレジ
スト材料を塗布形成してもよいし、紫外線硬化型接着フ
ィルムシートなどのような接着力を制御できるフィルム
を張りつけることによって保護してもよい。
【００５８】犠牲膜７０を形成した後、図７を参照して
説明したのと略同様の方法により、絶縁層２６０の下位
を加工する。まず、ウエハ２０１’の下面に対して、第
３のエッチングマスクとしての二酸化ケイ素膜を、１０
０〜１０００ｎｍの範囲の膜厚で成膜し、これをエッチ
ングして、図８（ｂ）に示すように、第３のマスクパタ
ーン３１をを成膜する。このエッチングには、図１０
（ａ）に示す構成の第３のマスク４１を用いる。第３の
マスク４１は、マイクロミラー素子２００における一対
の電極基台２２２、第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂ、
第２外フレーム部２３２の第１〜４アイランド２３３，
２３４，２３５，２３６、及び、第４櫛歯電極２３２
ａ，２３２ｂの平面視形態に相当する。従って、第３の
マスクパターン３１も、第３のマスク４１と同一の形状
となる。
説明したのと略同様の方法により、絶縁層２６０の下位
を加工する。まず、ウエハ２０１’の下面に対して、第
３のエッチングマスクとしての二酸化ケイ素膜を、１０
０〜１０００ｎｍの範囲の膜厚で成膜し、これをエッチ
ングして、図８（ｂ）に示すように、第３のマスクパタ
ーン３１をを成膜する。このエッチングには、図１０
（ａ）に示す構成の第３のマスク４１を用いる。第３の
マスク４１は、マイクロミラー素子２００における一対
の電極基台２２２、第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂ、
第２外フレーム部２３２の第１〜４アイランド２３３，
２３４，２３５，２３６、及び、第４櫛歯電極２３２
ａ，２３２ｂの平面視形態に相当する。従って、第３の
マスクパターン３１も、第３のマスク４１と同一の形状
となる。
【００５９】次いで、ウエハ２０１’上に膜厚０．５〜
５０μｍの範囲で第４のエッチングマスクとしてのフォ
トレジスト膜を成膜し、これをエッチングして、同じく
図８（ｂ）に示すように第４のマスクパターン５１を形
成する。また、このエッチングは、第３のマスクパター
ン３１を除去しない条件で行う。
５０μｍの範囲で第４のエッチングマスクとしてのフォ
トレジスト膜を成膜し、これをエッチングして、同じく
図８（ｂ）に示すように第４のマスクパターン５１を形
成する。また、このエッチングは、第３のマスクパター
ン３１を除去しない条件で行う。
【００６０】次いで、図８（ｃ）に示すように、第３の
マスクパターン３１および第４のマスクパターン５１を
マスクとして、ウエハ２０１’に対して第１のエッチン
グ処理を行う。このエッチングは、ＳＦ6ガス及びＣ4Ｆ
8ガスを用いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、所望の深さ、
５μｍまで行う。ただし、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法に代え
て、ＫＯＨ溶液などによるウェットエッチング法を採用
してもよい。
マスクパターン３１および第４のマスクパターン５１を
マスクとして、ウエハ２０１’に対して第１のエッチン
グ処理を行う。このエッチングは、ＳＦ6ガス及びＣ4Ｆ
8ガスを用いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、所望の深さ、
５μｍまで行う。ただし、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法に代え
て、ＫＯＨ溶液などによるウェットエッチング法を採用
してもよい。
【００６１】次いで、第４のマスクパターン５１のみ
を、有機溶剤あるいは酸素プラズマにさらして除去した
後、図８（ｄ）に示すように、第３のマスクパターン３
１のみをマスクとして第２のエッチング処理を行う。第
２のエッチング処理は、ＳＦ6ガス及びＣ4Ｆ8ガスを用
いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、ウエハを構成する材料
の表面から９５μｍの深さまで行う。必要であれば、製
造プロセス誤差を吸収するために、更に深さ１μｍのオ
ーバーエッチングを行う。
を、有機溶剤あるいは酸素プラズマにさらして除去した
後、図８（ｄ）に示すように、第３のマスクパターン３
１のみをマスクとして第２のエッチング処理を行う。第
２のエッチング処理は、ＳＦ6ガス及びＣ4Ｆ8ガスを用
いたＤｅｅｐ ＲＩＥ法により、ウエハを構成する材料
の表面から９５μｍの深さまで行う。必要であれば、製
造プロセス誤差を吸収するために、更に深さ１μｍのオ
ーバーエッチングを行う。
【００６２】以上の工程により、絶縁層２６０の下位に
おいて、マイクロミラー素子２００の一対の電極基台２
２２、第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂ、第２外フレー
ム部２３２、第４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂ、および
第２トーションバー部２５２に相当する部位が形成され
る。また、本実施形態のように第２のエッチング処理を
Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法により行うと、上述したように、各
トーションバーの付け根部分は厚さ変化が直角でなく、
曲率を有する形状を得ることが可能である。
おいて、マイクロミラー素子２００の一対の電極基台２
２２、第２櫛歯電極２２２ａ，２２２ｂ、第２外フレー
ム部２３２、第４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂ、および
第２トーションバー部２５２に相当する部位が形成され
る。また、本実施形態のように第２のエッチング処理を
Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法により行うと、上述したように、各
トーションバーの付け根部分は厚さ変化が直角でなく、
曲率を有する形状を得ることが可能である。
【００６３】次いで、図８（ｅ）に示すように、ウエハ
２０１’表面の第１のマスクパターン３０および第３の
マスクパターン３１、並びに所定箇所の絶縁層２６０を
ウェットエッチング法などにより除去した後、ウエハか
らチップに切り出すことにより、支持梁２７０を伴った
マイクロミラー素子２００を完成させる。支持梁２７０
は、この後の適切な段階で除去される。除去に際して
は、支持梁２７０に対して、レーザによって溶断・ブロ
ーしてもよいし、電流を流してジュール熱により溶断し
てもよい。
２０１’表面の第１のマスクパターン３０および第３の
マスクパターン３１、並びに所定箇所の絶縁層２６０を
ウェットエッチング法などにより除去した後、ウエハか
らチップに切り出すことにより、支持梁２７０を伴った
マイクロミラー素子２００を完成させる。支持梁２７０
は、この後の適切な段階で除去される。除去に際して
は、支持梁２７０に対して、レーザによって溶断・ブロ
ーしてもよいし、電流を流してジュール熱により溶断し
てもよい。
【００６４】ミラー形成部２１０のミラー面２１１は、
以上の一連の工程の前に、ミラー形成部２１０が形成さ
れる箇所において、所定形状で形成する。ただし、本実
施形態に関しては、ミラー面２１１の形成工程は図示し
ない。ミラー面２１０の形成においては、ミラー形成部
２１０ないしその形成予定箇所に、例えば、チタンを５
０ｎｍ成膜した後、その上に金を５００ｎｍ成膜し、こ
れらをエッチングする。こような構成によると、ミラー
面２１１は、光学反射膜として機能するだけでなく、ウ
エハ材料との導通をとることが可能となり、必要な場合
には、ボンディングワイヤ接続することができることと
なる。
以上の一連の工程の前に、ミラー形成部２１０が形成さ
れる箇所において、所定形状で形成する。ただし、本実
施形態に関しては、ミラー面２１１の形成工程は図示し
ない。ミラー面２１０の形成においては、ミラー形成部
２１０ないしその形成予定箇所に、例えば、チタンを５
０ｎｍ成膜した後、その上に金を５００ｎｍ成膜し、こ
れらをエッチングする。こような構成によると、ミラー
面２１１は、光学反射膜として機能するだけでなく、ウ
エハ材料との導通をとることが可能となり、必要な場合
には、ボンディングワイヤ接続することができることと
なる。
【００６５】以上の実施形態では、架橋部を残しつつフ
レームとミラー形成部との間に空隙部を形成する手段と
して、第１のエッチング処理により、最終的に成形され
る架橋部の厚みに略相当する深さまで基板構成材料を除
去し、第１のマスクパターンのみをマスクとする第２の
エッチング処理により、フレームとミラー形成部とが架
橋部のみにより連結されるように基板構成材料を除去す
ることによって、架橋部と空隙部とを同時に完成させる
方法を示したが、これに代えて、第１のエッチング処理
により、基板において第１および第２のマスクパターン
がマスクしていない箇所の基板構成材料を全て除去する
ことによって、まず空隙部を形成し、第２のエッチング
処理により、前記架橋部が成形されるまで基板構成材料
を除去することによって、架橋部を完成させる方法を採
用してもよい。
レームとミラー形成部との間に空隙部を形成する手段と
して、第１のエッチング処理により、最終的に成形され
る架橋部の厚みに略相当する深さまで基板構成材料を除
去し、第１のマスクパターンのみをマスクとする第２の
エッチング処理により、フレームとミラー形成部とが架
橋部のみにより連結されるように基板構成材料を除去す
ることによって、架橋部と空隙部とを同時に完成させる
方法を示したが、これに代えて、第１のエッチング処理
により、基板において第１および第２のマスクパターン
がマスクしていない箇所の基板構成材料を全て除去する
ことによって、まず空隙部を形成し、第２のエッチング
処理により、前記架橋部が成形されるまで基板構成材料
を除去することによって、架橋部を完成させる方法を採
用してもよい。
【００６６】（付記）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。
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。
【００６７】（付記１） フレームと、ミラー形成部
と、当該フレームおよびミラー形成部を連結するトーシ
ョンバーを含む架橋部と、を備えるマイクロミラー素子
を製造するための方法であって、基板上に、前記フレー
ムおよび前記ミラー形成部へと加工される箇所をマスク
するための第１のマスクパターンを形成する工程と、前
記基板上に、前記架橋部へと加工される箇所をマスクす
るための第２のマスクパターンを形成する工程と、前記
第１および第２のマスクパターンをマスクとして、前記
基板に対して第１のエッチング処理を行う工程と、前記
第２のマスクパターンを選択的に除去する工程と、前記
第１のマスクパターンをマスクとして、前記基板に対し
て第２のエッチング処理を行う工程と、前記第１のマス
クパターンを除去する工程と、を含むことを特徴とす
る、マイクロミラー素子の製造方法。 （付記２） 前記架橋部は、前記トーションバーに加え
て支持梁を含む、付記１に記載のマイクロミラー素子の
製造方法。 （付記３） 前記第１のエッチング処理により、前記基
板の厚み方向の途中の深さまで基板構成材料を除去し、
前記第２のエッチング処理により、前記フレームと前記
ミラー形成部とが前記架橋部のみにより連結されるよう
に基板構成材料を除去する、付記１または２に記載のマ
イクロミラー素子の製造方法。 （付記４） 前記第１のエッチング処理により、前記基
板において前記第１および第２のマスクパターンがマス
クしていない箇所の基板構成材料を全て除去し、前記第
２のエッチング処理により、前記架橋部が成形されるま
で基板構成材料を除去する、付記１または２に記載のマ
イクロミラー素子の製造方法。 （付記５） 前記各工程を、前記基板の表面側と裏面側
とから各々について行う、付記１から４のいずれか１つ
に記載のマイクロミラー素子の製造方法。 （付記６） 前記第１及び／又は第２のエッチング処理
は、ドライエッチング法により行う、付記１から５のい
ずれか１つに記載のマイクロミラー素子の製造方法。 （付記７） 前記第１および／または第２のエッチング
処理は、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法により行う、付記６に記載
のマイクロミラー素子の製造方法。 （付記８） フレームと、ミラー形成部と、前記フレー
ムと前記ミラー形成部とを連結する薄肉のトーションバ
ーと、を備え、前記フレーム、前記ミラー形成部、及
び、前記トーションバーは、同一の導電材料を含んで一
体的に成形されていることを特徴とする、マイクロミラ
ー素子。 （付記９） 前記トーションバーは、前記フレームに接
続する第１の基部を有し、当該第１の基部は、前記フレ
ームに接近するにつれて漸次的に分厚くなっている、付
記８に記載のマイクロミラー素子。 （付記１０） 前記トーションバーは、前記ミラー形成
部に接続する第２の基部を有し、当該第２の基部は、前
記ミラー形成部に接近するにつれて漸次的に分厚くなっ
ている、付記８または９に記載のマイクロミラー素子。 （付記１１） 前記ミラー形成部には第１櫛歯電極部が
設けられ、前記フレームには、前記第１櫛歯電極部との
間に静電力を生じさせることによって前記ミラー形成部
を変位させるための第２櫛歯電極部が設けられている、
付記８から１０のいずれか１つに記載のマイクロミラー
素子。 （付記１２） 前記第１櫛歯電極は、前記ミラー形成部
の肉厚以内に設けられており、前記第２の櫛歯電極は、
前記フレームの肉厚以内に設けられている、付記１１に
記載のマイクロミラー素子。 （付記１３） 更に、前記ミラー形成部に対面するベー
ス部材を備え、当該ベース部材には、前記ミラー形成部
に対面するように平板状電極が設けられている、付記８
から１２のいずれか１つに記載のマイクロミラー素子。 （付記１４） 前記ミラー形成部の第２の面には、前記
平板状電極に対面するように平板状電極が設けられてい
る、付記１３に記載のマイクロミラー素子。 （付記１５） 前記フレームは、前記トーションバーを
介して前記ミラー形成部に連結された内フレーム部と、
当該内フレーム部から離隔する外フレーム部と、当該内
フレーム部および外フレーム部を連結する追加トーショ
ンバーを備え、前記追加トーションバーは、前記トーシ
ョンバーの延設方向に対して交差する方向に延設されて
いる、付記８から１４のいずれか１つに記載のマイクロ
ミラー素子。 （付記１６） 前記内フレーム部には第３櫛歯電極部が
設けられ、前記外フレーム部には、前記第３櫛歯電極部
との間に静電力を生じさせることによって前記内フレー
ム部を変位させるための第４櫛歯電極部が設けられてい
る、付記１５に記載のマイクロミラー素子。 （付記１７） 前記フレームの少なくとも一部は、複数
の導体層と、当該導体層間の絶縁層とからなる多層構造
を有する、付記８から１６のいずれか１つに記載のマイ
クロミラー素子。 （付記１８） 前記ミラー形成部の少なくとも一部は、
複数の導体層と、当該導体層間の絶縁層とからなる多層
構造を有する、付記８から１７のいずれか１つに記載の
マイクロミラー素子。 （付記１９） 前記トーションバーまたは前記追加トー
ションバーの少なくとも一部は、複数の導体層と、当該
導体層間の絶縁層とからなる多層構造を有する、付記８
から１８のいずれか１つに記載のマイクロミラー素子。 （付記２０） 前記フレームまたは前記ミラー形成部
は、絶縁膜または空隙により相互に絶縁された複数の区
画を有する、付記８から１９のいずれか１つに記載のマ
イクロミラー素子。
と、当該フレームおよびミラー形成部を連結するトーシ
ョンバーを含む架橋部と、を備えるマイクロミラー素子
を製造するための方法であって、基板上に、前記フレー
ムおよび前記ミラー形成部へと加工される箇所をマスク
するための第１のマスクパターンを形成する工程と、前
記基板上に、前記架橋部へと加工される箇所をマスクす
るための第２のマスクパターンを形成する工程と、前記
第１および第２のマスクパターンをマスクとして、前記
基板に対して第１のエッチング処理を行う工程と、前記
第２のマスクパターンを選択的に除去する工程と、前記
第１のマスクパターンをマスクとして、前記基板に対し
て第２のエッチング処理を行う工程と、前記第１のマス
クパターンを除去する工程と、を含むことを特徴とす
る、マイクロミラー素子の製造方法。 （付記２） 前記架橋部は、前記トーションバーに加え
て支持梁を含む、付記１に記載のマイクロミラー素子の
製造方法。 （付記３） 前記第１のエッチング処理により、前記基
板の厚み方向の途中の深さまで基板構成材料を除去し、
前記第２のエッチング処理により、前記フレームと前記
ミラー形成部とが前記架橋部のみにより連結されるよう
に基板構成材料を除去する、付記１または２に記載のマ
イクロミラー素子の製造方法。 （付記４） 前記第１のエッチング処理により、前記基
板において前記第１および第２のマスクパターンがマス
クしていない箇所の基板構成材料を全て除去し、前記第
２のエッチング処理により、前記架橋部が成形されるま
で基板構成材料を除去する、付記１または２に記載のマ
イクロミラー素子の製造方法。 （付記５） 前記各工程を、前記基板の表面側と裏面側
とから各々について行う、付記１から４のいずれか１つ
に記載のマイクロミラー素子の製造方法。 （付記６） 前記第１及び／又は第２のエッチング処理
は、ドライエッチング法により行う、付記１から５のい
ずれか１つに記載のマイクロミラー素子の製造方法。 （付記７） 前記第１および／または第２のエッチング
処理は、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法により行う、付記６に記載
のマイクロミラー素子の製造方法。 （付記８） フレームと、ミラー形成部と、前記フレー
ムと前記ミラー形成部とを連結する薄肉のトーションバ
ーと、を備え、前記フレーム、前記ミラー形成部、及
び、前記トーションバーは、同一の導電材料を含んで一
体的に成形されていることを特徴とする、マイクロミラ
ー素子。 （付記９） 前記トーションバーは、前記フレームに接
続する第１の基部を有し、当該第１の基部は、前記フレ
ームに接近するにつれて漸次的に分厚くなっている、付
記８に記載のマイクロミラー素子。 （付記１０） 前記トーションバーは、前記ミラー形成
部に接続する第２の基部を有し、当該第２の基部は、前
記ミラー形成部に接近するにつれて漸次的に分厚くなっ
ている、付記８または９に記載のマイクロミラー素子。 （付記１１） 前記ミラー形成部には第１櫛歯電極部が
設けられ、前記フレームには、前記第１櫛歯電極部との
間に静電力を生じさせることによって前記ミラー形成部
を変位させるための第２櫛歯電極部が設けられている、
付記８から１０のいずれか１つに記載のマイクロミラー
素子。 （付記１２） 前記第１櫛歯電極は、前記ミラー形成部
の肉厚以内に設けられており、前記第２の櫛歯電極は、
前記フレームの肉厚以内に設けられている、付記１１に
記載のマイクロミラー素子。 （付記１３） 更に、前記ミラー形成部に対面するベー
ス部材を備え、当該ベース部材には、前記ミラー形成部
に対面するように平板状電極が設けられている、付記８
から１２のいずれか１つに記載のマイクロミラー素子。 （付記１４） 前記ミラー形成部の第２の面には、前記
平板状電極に対面するように平板状電極が設けられてい
る、付記１３に記載のマイクロミラー素子。 （付記１５） 前記フレームは、前記トーションバーを
介して前記ミラー形成部に連結された内フレーム部と、
当該内フレーム部から離隔する外フレーム部と、当該内
フレーム部および外フレーム部を連結する追加トーショ
ンバーを備え、前記追加トーションバーは、前記トーシ
ョンバーの延設方向に対して交差する方向に延設されて
いる、付記８から１４のいずれか１つに記載のマイクロ
ミラー素子。 （付記１６） 前記内フレーム部には第３櫛歯電極部が
設けられ、前記外フレーム部には、前記第３櫛歯電極部
との間に静電力を生じさせることによって前記内フレー
ム部を変位させるための第４櫛歯電極部が設けられてい
る、付記１５に記載のマイクロミラー素子。 （付記１７） 前記フレームの少なくとも一部は、複数
の導体層と、当該導体層間の絶縁層とからなる多層構造
を有する、付記８から１６のいずれか１つに記載のマイ
クロミラー素子。 （付記１８） 前記ミラー形成部の少なくとも一部は、
複数の導体層と、当該導体層間の絶縁層とからなる多層
構造を有する、付記８から１７のいずれか１つに記載の
マイクロミラー素子。 （付記１９） 前記トーションバーまたは前記追加トー
ションバーの少なくとも一部は、複数の導体層と、当該
導体層間の絶縁層とからなる多層構造を有する、付記８
から１８のいずれか１つに記載のマイクロミラー素子。 （付記２０） 前記フレームまたは前記ミラー形成部
は、絶縁膜または空隙により相互に絶縁された複数の区
画を有する、付記８から１９のいずれか１つに記載のマ
イクロミラー素子。
【００６８】
【発明の効果】本発明によると、ミラー部と厚さの異な
るトーションバーを形成することができる。このよう
に、トーションバーの設計上の自由度を高めるこによ
り、ミラー形成部の回転ないし揺動動作に関し、より適
切に規定することが可能となる。また、トーションバー
をミラー部よりも薄肉に設計した場合において、トーシ
ョンバーと、ミラー形成部と、フレームとを同一の導電
性材料により一体的に構成することにより、ミラー形成
部への電位付与を、トーションバーを介して適切に行う
ことが可能となる。
るトーションバーを形成することができる。このよう
に、トーションバーの設計上の自由度を高めるこによ
り、ミラー形成部の回転ないし揺動動作に関し、より適
切に規定することが可能となる。また、トーションバー
をミラー部よりも薄肉に設計した場合において、トーシ
ョンバーと、ミラー形成部と、フレームとを同一の導電
性材料により一体的に構成することにより、ミラー形成
部への電位付与を、トーションバーを介して適切に行う
ことが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマイクロミラー
素子の分解斜視図である。
素子の分解斜視図である。
【図２】図１に示すマイクロミラー素子の組立て状態の
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明に係るマイクロミラー素子の製造方法の
一部の斜視図である。
一部の斜視図である。
【図４】図３に示す一連の工程を、図３の線ＩＶ−ＩＶ
に沿った断面図で表したものである。
に沿った断面図で表したものである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るマイクロミラー
素子の上面図および下面図である。
素子の上面図および下面図である。
【図６】図５に示すマイクロミラー素子の断面図であ
る。
る。
【図７】図５に示すマイクロミラー素子の製造方法の一
部を、図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表したものであ
る。
部を、図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表したものであ
る。
【図８】図５に示すマイクロミラー素子の製造方法の一
部を、図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表したものであ
る。
部を、図５の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表したものであ
る。
【図９】図７に示す製造工程で使用されるマスクパター
ン形成用マスクの平面図である。
ン形成用マスクの平面図である。
【図１０】図８に示す製造工程で使用されるマスクパタ
ーン形成用マスクの平面図である。
ーン形成用マスクの平面図である。
【図１１】従来のマイクロミラー素子の断面図である。
【図１２】図１１に示すミラー基板の斜視図である。
１００，２００，３００ マイクロミラー素子 １１０，３１０ ミラー基板 １１１，３１１ ミラー形成部 １１２，３１２ トーションバー １１３，３１３ フレーム １２０，３２０ 電極基板 ２１０ ミラー形成部 ２１０ａ，２１０ｂ 第１櫛歯電極 ２２０ 内フレーム ２２１ 内フレーム主部 ２２１ａ，２２１ｂ 第３櫛歯電極 ２２２ 電極基台 ２２２ａ，２２２ｂ 第２櫛歯電極 ２３０ 外フレーム ２３１ 第１外フレーム部 ２３２ 第２外フレーム部 ２３２ａ，２３２ｂ 第４櫛歯電極 ２４０，２５０ トーションバー ２６０ 絶縁層 ２７０ 支持梁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 知史 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 水野 義博 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 佐脇 一平 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山岸 文雄 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA11 AB14 AC06 AZ01 AZ08 5D118 AA06 BA01 DC07 EA00 EF03 EF07
Claims (10)
- 【請求項１】 フレームと、ミラー形成部と、当該フレ
ームおよびミラー形成部を連結するトーションバーを含
む架橋部と、を備えるマイクロミラー素子を製造するた
めの方法であって、 基板上に、前記フレームおよび前記ミラー形成部へと加
工される箇所をマスクするための第１のマスクパターン
を形成する工程と、 前記基板上に、前記架橋部へと加工される箇所をマスク
するための第２のマスクパターンを形成する工程と、 前記第１および第２のマスクパターンをマスクとして、
前記基板に対して第１のエッチング処理を行う工程と、 前記第２のマスクパターンを選択的に除去する工程と、 前記第１のマスクパターンをマスクとして、前記基板に
対して第２のエッチング処理を行う工程と、 前記第１のマスクパターンを除去する工程と、を含むこ
とを特徴とする、マイクロミラー素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記架橋部は、前記トーションバーに加
えて支持梁を含む、請求項１に記載のマイクロミラー素
子の製造方法。 - 【請求項３】 前記第１のエッチング処理により、前記
基板の厚み方向の途中の深さまで基板構成材料を除去
し、前記第２のエッチング処理により、前記フレームと
前記ミラー形成部とが前記架橋部のみにより連結される
ように基板構成材料を除去する、請求項１または２に記
載のマイクロミラー素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１のエッチング処理により、前記
基板において前記第１および第２のマスクパターンがマ
スクしていない箇所の基板構成材料を全て除去し、前記
第２のエッチング処理により、前記架橋部が成形される
まで基板構成材料を除去する、請求項１または２に記載
のマイクロミラー素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記第１及び／又は第２のエッチング処
理は、Ｄｅｅｐ ＲＩＥ法により行う、請求項１から４
のいずれか１つに記載のマイクロミラー素子の製造方
法。 - 【請求項６】 フレームと、ミラー形成部と、前記フレ
ームと前記ミラー形成部とを連結する薄肉のトーション
バーと、を備え、 前記フレーム、前記ミラー形成部、及び、前記トーショ
ンバーは、同一の導電材料を含んで一体的に成形されて
いることを特徴とする、マイクロミラー素子。 - 【請求項７】 前記トーションバーは、前記フレームに
接続する第１の基部と前記ミラー形成部に接続する第２
の基部とを有し、前記第１の基部は、前記フレームに接
近するにつれて漸次的に分厚くなっており、前記第２の
基部は、前記ミラー形成部に接近するにつれて漸次的に
分厚くなっている、請求項６に記載のマイクロミラー素
子。 - 【請求項８】 前記ミラー形成部には第１櫛歯電極部が
設けられ、前記フレームには、前記第１櫛歯電極部との
間に静電力を生じさせることにより前記ミラー形成部を
変位させるための第２櫛歯電極部が設けられている、請
求項６または７に記載のマイクロミラー素子。 - 【請求項９】 更に、前記ミラー形成部に対面するベー
ス部材を備え、当該ベース部材には、前記ミラー形成部
に対面するように平板状電極が設けられている、請求項
６または７に記載のマイクロミラー素子。 - 【請求項１０】 前記フレームは、前記トーションバー
を介して前記ミラー形成部に連結された内フレーム部
と、当該内フレーム部から離隔する外フレーム部と、前
記内フレーム部および前記外フレーム部を連結する追加
トーションバーとを備え、前記追加トーションバーは、
前記トーションバーの延設方向に対して交差する方向に
延設されている、請求項６から９のいずれか１つに記載
のマイクロミラー素子。
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