JP2003015064A - マイクロミラー素子 - Google Patents

マイクロミラー素子

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JP2003015064A
JP2003015064A JP2001203152A JP2001203152A JP2003015064A JP 2003015064 A JP2003015064 A JP 2003015064A JP 2001203152 A JP2001203152 A JP 2001203152A JP 2001203152 A JP2001203152 A JP 2001203152A JP 2003015064 A JP2003015064 A JP 2003015064A
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mirror forming
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Osamu Tsuboi
修 壷井
Tomoshi Ueda
知史 上田
Yoshihiro Mizuno
義博 水野
Ippei Sawaki
一平 佐脇
Hisao Okuda
久雄 奥田
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Fujitsu Media Devices Ltd
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Media Devices Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 捩れ連結部の捩り抵抗が低く設定されつつミ
ラー面の法線まわりの回転などのミラー形成部の不適切
な動作が抑制されたマイクロミラー素子を提供するこ
と。 【解決手段】 マイクロミラー素子１００において、フ
レーム１１３と、ミラー平面１１４を有するミラー形成
部１１１と、フレーム１１３およびミラー形成部１１１
を連結するように延びるとともに、ミラー形成部１１１
をフレーム１１３に対して回転させるための回転軸心Ｘ
１を規定し、さらにミラー平面１１４に対して平行で回
転軸心Ｘ１に対して横切方向に幅を有する捩れ連結部１
１２と、を備え、捩れ連結部１１２の幅は、ミラー形成
部１１１に接続される部分では相対的に広く、フレーム
１１３に至るまでの少なくとも途中までは、ミラー形成
部１１１から遠ざかるにつれて徐々に狭くなることとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対し
てデータの記録・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
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、当該ミラー面の揺動により光の反
射方向を変化させることができる。ミラー面を揺動する
ために静電気力を利用する静電駆動型のマイクロミラー
素子が、多くの光学装置で採用されている。静電駆動型
マイクロミラー素子としては、様々な構造が知られてい
るところ、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。いわゆる表面マイクロマシ
ニング技術によって製造されるマイクロミラー素子と、
いわゆるバルクマイクロマシニング技術によって製造さ
れるマイクロミラー素子である。
【０００３】表面マイクロマシニング技術では、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、このようなパターンを順次積層すること
により、支持体、ミラー面および電極部など、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。こ
のような表面マイクロマシニング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。
【０００４】一方、バルクマイクロマシニング技術で
は、材料基板自体をエッチングすることにより支持体や
ミラー形成部など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。このようなバルクマイ
クロマシニング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９−１４６０３４号公報、特開平１０−６
２７０９号公報、特開２００１−１３４４３号公報に開
示されている。
【０００５】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。表面マイクロマシニング技
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のもの
に限られる。これに対して、バルクマイクロマシニング
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、その結果、充分に高い光学的平面度
を有するミラー面を形成することが可能となる。したが
って、特に一辺の長さが数１００μｍ以上のミラー面が
必要とされるマイクロミラー素子の製造においては、バ
ルクマイクロマシニング技術が広く採用されている。
【０００６】図１０は、バルクマイクロマシニング技術
によって作製された従来の静電駆動型マイクロミラー素
子４００を表す。マイクロミラー素子４００は、ミラー
基板４１０とベース基板４２０とが積層された構造を有
する。ミラー基板４１０は、図１１に示すように、ミラ
ー形成部４１１と、フレーム４１４と、これらを連結す
る一対のトーションバー４１２とを含む。ミラー形成部
４１１の表面には、ミラー面４１１ａが設けられてい
る。ミラー形成部４１１の裏面には、一対の電極４１４
ａ，４１４ｂが設けられている。ベース基板４２０に
は、図１０に示すように、ミラー形成部４１１の電極４
１４ａに対向する電極４２１ａ、および、電極４１４ｂ
に対向する電極４２１ｂが設けられている。
【０００７】このような構成によれば、例えばミラー形
成部４１１の電極４１４ａ，４１４ｂを正に帯電させた
状態において、ベース基板４２０の電極４２１ａを負極
にすると、電極４１４ａと電極４２１ａの間には静電引
力が発生し、ミラー形成部４１１は、一対のトーション
バー４１２を捩りながら矢印Ｍ３方向に揺動ないし回転
する。ミラー形成部４１１は、電極間の静電引力と各ト
ーションバー４１２の捩り抵抗力の総和とが釣合う角度
まで揺動し、静止する。これに代えて、ミラー形成部４
１１の電極４１４ａ，４１４ｂを正に帯電させた状態で
電極４２１ｂを負極にすると、電極４１４ｂと電極４２
１ｂの間に静電引力が発生し、ミラー形成部４１１は、
矢印Ｍ３とは反対の方向に揺動し、静止する。このよう
なミラー形成部４１１の揺動駆動により、ミラー面４１
１ａによって反射される光の反射方向が切り換えられ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】静電駆動型マイクロミ
ラー素子において、ミラー形成部は、上述のように、電
極間の静電力と各トーションバーの捩り抵抗力の総和と
が釣合う角度まで揺動し、静止する。したがって、ミラ
ー形成部の揺動角度は、各トーションバーの有する捩り
抵抗と発生する静電力の大きさとにより、調節される。
一方、マイクロミラー素子は、数１００μｍもの寸法を
有する構造体であるため、トーションバーの捩り抵抗力
の総和は、静電力に対して、大きくなってしまう傾向が
ある。そのため、従来においては、静電力と捩り抵抗力
の総和とを適当な揺動角度にて釣合わせるためには、ト
ーションバーの捩り抵抗をできるだけ低く設定しつつ、
充分な静電力を発生させる程度にまで電極の面積を広く
確保する方策が採られてきた。具体的には、従来のマイ
クロミラー素子が有するトーションバーに対して低い捩
り抵抗を設定するためには、トーションバーは、通常、
その幅方向において一様に細くされている。例えば図１
１に示す従来のトーションバー４１２では、幅Ｌが一様
に狭く設定されている。
【０００９】しかしながら、トーションバーを幅方向に
おいて一様に細くすると、ミラー形成部に直接的に接合
するトーションバー端部の幅が狭くなり、ミラー形成部
が、ミラー面の法線まわりに回転し易くなる。例えば図
１２に示すミラー形成部４１１は、その法線Ｎ３まわり
に回転し易くなる。すると、駆動時のミラー形成部にお
いて、トーションバーにより規定される回転軸心まわり
の適性な回転とともに、ミラー面の法線まわりの回転が
併発する傾向にあり、マイクロミラー素子の高精度な制
御が阻害される場合がある。
【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、上述の従来の問題点を解消ないし
軽減することを課題とし、トーションバーの捩り抵抗が
低く設定されつつ、ミラー面の法線まわりの回転などの
ミラー形成部の不適切な動作が抑制された、マイクロミ
ラー素子を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
り提供されるマイクロミラー素子は、フレームと、ミラ
ー平面を有するミラー形成部と、フレームおよびミラー
形成部を連結するように延びるとともに、ミラー形成部
をフレームに対して回転させるための回転軸心を規定
し、さらにミラー平面に対して平行で回転軸心に対して
横切方向に幅を有する捩れ連結部と、を備え、捩れ連結
部の幅は、ミラー形成部に接続される部分では相対的に
広く、フレームに至るまでの少なくとも途中までは、ミ
ラー形成部から遠ざかるにつれて徐々に狭くなることを
特徴とする。
【００１２】このような構成によると、マイクロミラー
素子の捩れ連結部ないしトーションバーの捩り抵抗を低
く設定しつつ、ミラー形成部の不適切な動作を抑制する
ことができる。具体的には、捩れ連結部は、ミラー形成
部から離れた相対的に幅狭な部位を有しており、当該幅
狭部位、又は、形成されている場合には更に幅狭な部位
の存在により、捩れ連結部において、所望の低い捩り抵
抗が達成される。同時に、捩れ連結部は、幅狭部からミ
ラー形成部に至るまで徐々に幅が広げ、ミラー形成部に
接続した相対的に幅広な部位を有しており、当該幅広部
位は、ミラー形成部がミラー面の法線まわりに回転する
のを抑制する機能を呈する。
【００１３】好ましくは、更に、追加フレームと、追加
捩れ連結部を備え、当該追加捩れ連結部は、追加フレー
ムおよびフレームを連結するように延びるとともに、フ
レームおよびミラー形成部を追加フレームに対して回転
させるための追加回転軸心を規定する。このような構成
により、ミラー形成部の不適切な動作が抑制された２軸
型マイクロミラー素子が得られる。
【００１４】好ましくは、追加捩れ連結部は、ミラー平
面に対して平行で追加回転軸心に対して横切方向に幅を
有し、追加捩れ連結部の幅は、フレームに接続される部
分では相対的に広く、追加フレームに至るまでの少なく
とも途中までは、フレームから遠ざかるにつれて徐々に
狭くなる。このような構成によると、２軸型マイクロミ
ラー素子において、上述したのと同様の構造上の作用に
より、フレームと追加フレームとを連結する追加捩れ連
結部ないしトーションバーの捩り抵抗を低く設定しつ
つ、フレームの不適切な動作を抑制できるとともに、ミ
ラー形成部の不適切な動作を更に抑制することができ
る。
【００１５】本発明の第２の側面により提供されるマイ
クロミラー素子は、内側フレームおよび外側フレーム
と、ミラー平面を有するミラー形成部と、内側フレーム
およびミラー形成部を連結するように延びる内側捩れ連
結部と、内側フレームおよび外側フレームを連結するよ
うに延びるとともに、内側フレームおよびミラー形成部
を外側フレームに対して回転させるための回転軸心を規
定し、さらにミラー平面に対して平行で回転軸心に対し
て横切方向に幅を有する外側捩れ連結部と、を備え、外
側捩れ連結部の幅は、内側フレームに接続される部分で
は相対的に広く、外側フレームに至るまでの少なくとも
途中までは、内側フレームから遠ざかるにつれて徐々に
狭くなることを特徴とする。
【００１６】このような構成によると、２軸型マイクロ
ミラー素子において、第１の側面に関して上述したのと
同様の構造上の作用により、内側フレームと外側フレー
ムとを連結する外側捩れ連結部ないしトーションバーの
捩り抵抗を低く設定しつつ、内側フレームおよびミラー
形成部の不適切な動作を抑制することができる。
【００１７】本発明の第１の側面および第２の側面にお
いて、捩れ連結部、追加捩れ連結部、内側捩れ連結部、
および外側捩れ連結部は、一本のトーションバーにより
構成することもできるし、複数本のトーションバーによ
り構成することもできる。
【００１８】捩れ連結部、追加捩れ連結部、内側捩れ連
結部、または外側捩れ連結部が複数本のトーションバー
からなる場合であっても、上述と同様の作用により、こ
れらの捩り抵抗を低く設定しつつ、ミラー形成面の不適
切な動作を抑制することができる。ただし、この場合、
各捩れ連結部の幅は、ミラー平面に対して平行で各捩れ
連結部が規定する回転軸心の横切方向において最も端に
存在する２つのトーションバーにより規定される。そし
て、この場合、各捩れ連結部には、最も端に存在する２
つのトーションバーの間に介在する空隙部および存在す
る場合には更なるトーションバーも含まれる。
【００１９】各捩れ連結部が複数本のトーションバーを
含む場合には、これらトーションバーは、好ましくは、
異なる２種類以上の電位伝達経路に分離されている。こ
のような構成により、ミラー形成部駆動回路の配線の自
由度を高くすることができる。
【００２０】本発明において、好ましくは、捩れ連結
部、追加捩れ連結部、内側捩れ連結部、または外側捩れ
連結部の幅は、対応する各フレーム、即ち、フレーム、
追加フレーム、内側フレーム、または外側フレームに至
るまで漸減し続ける。このような構成では、各捩れ連結
部、即ち、一本のトーションバーまたは複数本のトーシ
ョンバーにわたって占められる領域において、ミラー形
成部から最も遠い箇所が最も幅狭となっており、ミラー
形成部と最も近い箇所がが最も幅広となっている。これ
によって、各捩れ連結部において低い捩り抵抗を達成し
つつ、ミラー形成面の不適切な動作を良好に抑制するこ
とが可能となる。本発明では、これに代えて、各捩れ連
結部の幅を、途中まで漸減した以降は、対応する各フレ
ームに至るまで漸増させてもよい。
【００２１】好ましい実施の形態において、捩れ連結
部、追加捩れ連結部、内側捩れ連結部、または外側捩れ
連結部、或いは、これらに含まれる複数本のトーション
バーの各々は、矩形、円、楕円からなる群より選択され
るの断面外郭形状を有する。各捩れ連結部またはトーシ
ョンバーは、中空構造を有していてもよい。また、各捩
れ連結部またはトーションバーは、分枝構造を有してい
てもよい。これらの構成を採用することによって、各捩
れ連結部について、捩り剛性や曲げ剛性などを調節する
ことができる。
【００２２】好ましい実施の形態において、捩れ連結
部、追加捩れ連結部、内側捩れ連結部、または外側捩れ
連結部、或いは、これらに含まれる複数本のトーション
バーの各々は、曲率を有して広がる第１の基端部および
／または第２の基端部を有する。このような構成による
と、各捩れ連結部またはトーションバーにおいて、ミラ
ー形成部または各フレームに対する支持強度を向上する
ことができる。
【００２３】本発明において、ミラー形成部を揺動する
ためには、静電力や電磁力を利用することができる。好
ましい実施の形態では、ミラー形成部は第１櫛歯電極部
を有し、フレームまたは内側フレームは、第１櫛歯電極
部との間に静電力を生じさせることによりミラー形成部
を変位させるための第２櫛歯電極部を有する。また、２
軸型では、フレームまたは内側フレームは第３櫛歯電極
部を有し、追加フレームまたは外側フレームは、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フレ
ームまたは内側フレームとミラー形成部とを変位させる
ための第４櫛歯電極部を有するのが好ましい。このよう
に、本発明に係るマイクロミラー素子は櫛歯電極型に構
成することができる。
【００２４】これに代えて、ミラー形成部に対面するベ
ース部を更に備えて、当該ベース部に、ミラー形成部に
対面する第１平板電極を設け、ミラー形成部には、第１
平板電極に対面する第２平板電極を設けることによっ
て、本発明のマイクロミラー素子を平板電極型として構
成してもよい。ただし、ミラー形成部の少なくとも一部
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平板電極を設けなくともよい。
【００２５】これに代えて、ミラー形成部に第１電磁コ
イルを設け、ベース部に第２電磁コイルまたは永久磁石
を設けるか、或いは、ミラー形成部に永久磁石を設け、
ベース部に電磁コイルを設けることによって、本発明の
マイクロミラー素子を電磁駆動型として構成してもよ
い。
【００２６】好ましい実施の形態では、フレーム、追加
フレーム、内側フレーム、または外側フレームの少なく
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している。このような構成によ
り、導体層によるミラー形成部駆動回路において、導体
層による配線の自由度を高くすることができる。また、
好ましくは、各フレームは、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ことにより、マイク
ロミラー素子の構造において適切に絶縁設定されてい
る。
【００２７】
【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。
【００２８】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の組立て状態にお
ける、線II−IIに沿った断面図である。本実施形態のマ
イクロミラー素子１００は、ミラー基板１１０とベース
基板１２０とが積層した構造を有する。
【００２９】ミラー基板１１０は、図１に示すように、
ミラー形成部１１１と、このミラー形成部１１１を囲む
フレーム１１３と、当該フレーム１１３およびミラー形
成部１１１とを繋ぐ一対の捩れ連結部１１２とを有す
る。ミラー基板１１０は、例えば、ＰやＡｓなどのｎ型
不純物やＢなどのｐ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から、バルクマシ
ニング技術によって成形されたものである。具体的に
は、板状の導電性シリコン基板に対して、ミラー形成部
１１１、フレーム１１３、および一対の捩れ連結部１１
２に対応する箇所を覆うエッチングマスクを用いて、Ｄ
ｅｅｐ ＲＩＥ法によるＳｉエッチングや、ＫＯＨなど
のウエットＳｉエッチングなどの手段により、複数の空
隙部１１０ａを設ける。その結果、複数の空隙部１１０
ａによって、ミラー形成部１１１、フレーム１１３、お
よび一対の捩れ連結部１１２がかたち取られることとな
る。本実施形態では、ミラー形成部１１１とフレーム１
１３との間の各空隙部１１０ａの幅は、例えば１０〜２
００μｍであり、ミラー形成部１１１およびフレーム１
１３の厚みは、例えば１０〜２００μｍである。
【００３０】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、且つ、
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および電極１１５ａ，１
１５ｂは、金属膜を蒸着するなどして形成されている。
ただし、不純物のドープによってミラー基板１１０の導
電性を充分に高く構成した場合には、電極１１５ａ，１
１５ｂは、設けなくともよい。
【００３１】図１によく表れているように、各捩れ連結
部１１２は、ミラー形成部１１１の長手方向に延びる側
面の中央付近と、フレーム１１３の長手方向に延びる内
側面の中央付近とに一体的に接続している。これによっ
て、本実施形態のマイクロミラー素子１００は、一対の
捩れ連結部１１２により回転軸心Ｘ１が規定された１軸
型として構成されている。本実施形態では、各捩れ連結
部１１２は、２本のトーションバー１１２ａからなり、
当該２本のトーションバー１１２ａは、捩れ連結部１１
２の幅、即ち図中Ｙ方向の長さを規定する。捩れ連結部
１１２の幅は、例えば、ミラー形成部１１１に接続する
箇所で３０〜３００μｍであり、ミラー形成部１１１か
らフレーム１１３にかけて徐々に狭くなっており、フレ
ーム１１３に接続する箇所では１〜３０μｍである。
【００３２】マイクロミラー素子１００は、組立て状態
においては、図２に示されるように、ミラー形成部１１
１のフレーム１１３の下面がベース基板１２０の凸状段
部１２１の上面に接合される。ベース基板１２０は、ミ
ラー形成部１１１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、いわゆる平板電極型とし
て構成されている。
【００３３】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、ベース基板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、一対の捩れ連結部１１２を捩りながら矢
印Ｎ１方向に揺動する。また、これに代えて、電極１２
２ｂ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を揺動させることによって、ミラー面１１４に
向かって進行して当該ミラー面１１４で反射される光の
反射方向を所定の方向に切り換えることができる。この
ようなミラー形成部１１１の揺動時において、捩れ連結
部１１２が相対的に幅狭な部位を有しているため、捩れ
連結部１１２の捩り抵抗は、低減されている。同時に、
捩れ連結部１１２が相対的に幅広な部位でミラー形成部
１１４に接続しているため、ミラー形成部１１１がその
法線Ｎ１まわりに回転してしまうのを良好に抑制するこ
とができる。
【００３４】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、捩れ連結部１１２、及び、ミラー形成部１１１を
介して行い。ベース基板１２０の電極１２２ａ、１２２
ｂへの電位付与は、絶縁材料で構成されたベース基板１
２０に適当に設けられた配線（図示略）を介して行う。
本実施形態のマイクロミラー素子１００のミラー基板１
１０では、ミラー形成部１１１、捩れ連結部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、捩れ連結部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１１５ａ，１１５ｂに電位
を付与するための配線を、捩れ連結部１１２上に別途形
成する必要はない。
【００３５】マイクロミラー素子１００のミラー形成部
１１１を駆動するためには、平板電極に代えて櫛歯電極
を設けてもよい。また、平板電極や櫛歯電極などによる
静電力に代えて、電磁コイルや永久磁石などによる電磁
力を利用することもできる。具体的には、ミラー形成部
１１１の電極１１５ａ，１１５ｂを電磁コイルに置き換
え、ベース基板の電極１２２ａ，１２２ｂを電磁コイル
または永久磁石に置き換える。或いは、ミラー形成部１
１１の電極１１５ａ，１１５ｂを永久磁石に置き換え、
ベース基板の電極１２２ａ，１２２ｂを電磁コイルに置
きかえる。これらの構成では、電磁コイルへの通電状態
を調節することによって、ミラー形成部１１１を駆動す
ることができる。
【００３６】図３および図４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３（ａ）
はマイクロミラー素子２００の上面図であり、図３
（ｂ）は下面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、各々、
図３の線Ａ−Ａ、線Ｂ−Ｂ、線Ｃ−Ｃに沿った断面図で
ある。
【００３７】図３に示すように、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２１０、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捩れ連結部２４０、内フレーム２２
０と外フレーム２３０とを連結する一対の捩れ連結部２
５０とを備える。一対の捩れ連結部２４０は、内フレー
ム２２０に対するミラー形成部２１０の回転運動の回転
軸心Ｘ２を規定する。一対の捩れ連結部２５０は、外フ
レーム２３０に対する内フレーム２２０の回転運動の回
転軸心Ｘ３を規定する。本実施形態では、回転軸心Ｘ２
と回転軸心Ｘ３は、直交している。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Ａｓ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。
【００３８】ミラー形成部２１０は、図３（ａ）に示す
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。
【００３９】内フレーム２２０は、図３（ｂ）および図
４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し、内フレーム主部２２１と電極
基台２２２は電気的に分断されている。一対の電極基台
２２２には、内方に延出する第２櫛歯電極２２２ａ、２
２２ｂが一体的に成形されており、内フレーム主部２２
１には、外方に延出する第３櫛歯電極２２１ａ、２２１
ｂが一体的に成形されている。第２櫛歯電極２２２ａ，
２２２ｂは、図４（ａ）に示すように、ミラー形成部２
１０の第１櫛歯電極２１０ａ，２１０ｂの下方に位置し
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２
２２ａ，２２２ｂの歯とが当接しないように、図４
（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。
【００４０】一対の捩れ連結部２４０は、図３に示され
ているように、各々、２本のトーションバー２４１を含
む。２本のトーションバー２４１によって規定される捩
れ連結部２４０の幅は、ミラー形成部２１０に接続する
箇所で３０〜３００μｍであり、ミラー形成部２１０か
ら内フレーム２２０にかけて徐々に狭くなり、内フレー
ム２２０に接続する箇所では１〜３０μｍである。トー
ションバー２４１は、図４（ｂ）に示すように、ミラー
形成部２１０および内フレーム２２０よりも薄肉であ
り、ミラー形成部２１０と内フレーム２２０の内フレー
ム主部２２１とを架橋している。
【００４１】外フレーム２３０は、図４（ａ）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
る積層構造を有し、第１外フレーム部２３１と第２外フ
レーム部２３２は電気的に分断されている。第２外フレ
ーム部２３２には、図３（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４（ｂ）および図４
（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、２３２ｂが一体的に成形され
ている。第４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂは、各々、内
フレーム主部２２１の第３櫛歯電極２２１ａ，２２１ｂ
の下方に位置しているが、内フレーム２２０の揺動動作
時において、第３櫛歯電極２２１ａ，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。
【００４２】一対の捩れ連結部２５０は、に示されてい
るように、各々、１本のトーションバー２５１と２本の
トーションバー２５２を含む。両端に配設された２本の
トーションバー２５２によって規定される捩れ連結部２
５０の幅は、内フレーム２２０に接続する箇所で３０〜
３００μｍであり、内フレーム２２０から外フレーム２
３０にかけて徐々に狭くなり、外フレーム２３０に接続
する箇所では１〜３０μｍである。トーションバー２５
１，２５２は、図４（ａ）に示すように、内フレーム２
２０および外フレーム２３０よりも薄肉である。トーシ
ョンバー２５１は、内フレーム２２０の内フレーム主部
２２１と外フレーム２３０の第１外フレーム部２３１と
を架橋している。トーションバー２５２は、内フレーム
２２０の電極基台２２２と外フレーム２３０の第２外フ
レーム部２３２とを架橋している。
【００４３】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３（ａ）を参照するとよく理解
できるように、第１外フレーム部２３１と同一の導電材
料により一体的に成形されている、２本のトーションバ
ー２５１、内フレーム主部２２１、一対の捩れ連結部２
４０ないし計４本のトーションバー２４１、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または第
２櫛歯電極２２２ｂに所望の電位を付与し、第１櫛歯電
極２１０ａと第２櫛歯電極２２２ａとの間、または、第
１櫛歯電極２１０ｂと第２櫛歯電極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、回転軸心Ｘ２まわりに揺動させることができる。ま
た、第４櫛歯電極２３２ａまたは第４櫛歯電極２３２ｂ
に所望の電位を付与し、第３櫛歯電極２２１ａと第４櫛
歯電極２３２ａとの間、または、第３櫛歯電極２２１ｂ
と第４櫛歯電極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２１
０を、回転軸心Ｘ３まわりに揺動させることができる。
【００４４】第２櫛歯電極２２２ａへの電位付与は、図
４（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、これに接続するトーション
バー２５２、およびこれに接続する電極基台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、これに接続するトーション
バー２５２、およびこれに接続する電極基台２２２を介
して行う。一方、第４櫛歯電極２３２ａへの電位付与
は、図４（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２３３，２３４，２３５，２３
６が電気的に独立しているので、第２櫛歯電極２２２
ａ，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２１０
を所望の方向へ傾斜させることが可能となる。このよう
なミラー形成部２１０の揺動時において、捩れ連結部２
４０，２５０が相対的に幅狭な部位を有しているため、
捩れ連結部２４０，２５０の捩り抵抗は、低減されてい
る。同時に、捩れ連結部２４０が相対的に幅広な部位で
ミラー形成部２１０に接続し、且つ、捩れ連結部２５０
が相対的に幅広な部位で内フレーム２２０に接続してい
るため、ミラー形成部２１０がその法線（図示せず）ま
わりに回転してしまうのを良好に抑制することができ
る。
【００４５】次に図５および図６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
５は、図３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３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。図６は、図５に続く工程を、
同じく図３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。
【００４６】図５（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枚用意し、各ウエハ２００’
上に、熱酸化法により、表面に５００ｎｍの二酸化ケイ
素膜２６０を成長させる。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、ウエ
ハの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。
【００４７】次いで、図５（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’を積層する。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。する
と、Ｓｉ／ＳｉＯ2／Ｓｉの構成で、１００μｍ／１μ
ｍ／１００μｍの厚み構造を有するＳＯＩ（Silicon on
Insulator）ウエハ２０１’が得られる。
【００４８】次いで、図５（ｃ）に示すように、ＳＯＩ
ウエハ２０１’の上面に、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、１００〜１０
００ｎｍ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。
【００４９】次いで、図５（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７（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、および第１外フレーム部２３１の平面視形状に相
当する。したがって、第１のマスクパターン３０は、Ｓ
ＯＩウエハ２０１’上において、第１のマスク４０と同
一の形状で形成される。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。
【００５０】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５（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７（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
おける一対の捩れ連結部２４０ないし計４本のトーショ
ンバー２４１、一対のトーションバー２５１、及び、支
持梁２７０の平面視形状に相当する。したがって、第２
のマスクパターン５０も、第２のマスク６０と同一の形
状となる。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捩れ連結部に集中すること
を防止するために設けられ、後の工程において切断除去
される一時的な連結部である。本実施形態においては、
内フレーム２２０とミラー形成部２１０とを連結する４
本の支持梁２７０、及び、外フレーム２３０と内フレー
ム２２０を連結する４本の支持梁２７０が設けられる。
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。
【００５１】次いで、図５（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。
【００５２】次いで、図５（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。ただし、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。
【００５３】次いで、図５（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。
【００５４】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、一対の捩れ連結部２４０
ないし計４本のトーションバー２４１、一対のトーショ
ンバー２５１、及び、計８本の支持梁２７０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５（ｈ）に示すよ
うに、トーションバー２４１およびトーションバー２５
１の付け根ないし基端部は、厚が一様でなく、曲率を有
する形状となる。
【００５５】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６
（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。
【００５６】犠牲膜７０を形成した後、図５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６（ｂ）に示すように、第３のマスクパタ
ーン３１を成膜する。このエッチングには、図８（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１〜
４アイランド２３３，２３４，２３５，２３６を含む第
２外フレーム部２３２、および、第４櫛歯電極２３２
ａ，２３２ｂの平面視形態に相当する。したがって、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。
【００５７】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、第３のマスクパターン３１を除
去しない条件で、これをエッチングして、同じく図６
（ｂ）に示すように、第４のマスクパターン５１を形成
する。このエッチングには、図８（ｂ）に示す構成の第
４のマスク６１を用いる。第４のマスク６１は、計４本
のトーションバー２５２の平面視形状に相当する。した
がって、第４のマスクパターン５１も、第４のマスク６
１と同一の形状となる。
【００５８】次いで、図６（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。
【００５９】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６（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。
【００６０】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、第４櫛歯電極２３２ａ，２３２ｂ、
および４本のトーションバー２５２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Ｄｅｅ
ｐ ＲＩＥ法により行うと、トーションバー２５２の基
端部は、厚が一様でなく、曲率を有する形状となる
【００６１】次いで、図６（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。
【００６２】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。
【００６３】以上の実施形態では、基板材料に対して架
橋部を残しつつ空隙部を形成する手段として、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、その後、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、２つの部材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採用している。ただ
し、本発明では、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。
【００６４】図９（ａ）〜（ｉ）は、本発明に係る他の
捩れ連結部の平面図（左）および断面図（右）である。
各捩れ連結部は、第１の実施形態において捩れ連結部１
１２の代わりに設けられる場合には、それらの平面図に
おいて、その左端でミラー形成部１１１と接続し、その
右端でフレーム１１３と接続する。一方、第２の実施形
態において捩れ連結部２４０の代わりに設けられる場合
には、その左端でミラー形成部２１０と接続し、その右
端で内フレーム２２０と接続する。また、第２の実施形
態において捩れ連結部２５０の代わりに設けられる場合
には、その左端で内フレーム２２０と接続し、その右端
で外フレーム２３０と接続する。
【００６５】図９（ａ）に示す捩れ連結部３１０は、１
本のトーションバーからなり、その幅は、左端から右端
にかけて徐々に狭くなっている。左端の最広部の幅は３
０〜３００μｍであり、右端の最狭部の幅は１〜３０μ
ｍである。
【００６６】図９（ｂ）に示す捩れ連結部３２０は、１
本のトーションバーからなり、左端から遠ざかるにつれ
て徐々に幅狭となる部位と、左端から遠ざかるにつれて
徐々に幅広となる部位とを有する。左端および右端の最
広部の幅は３０〜３００μｍであり、中央の最狭部の幅
は１〜３０μｍである。
【００６７】図９（ｃ）に示す捩れ連結部３３０は、２
本のトーションバー３３１，３３２からなる。２本のト
ーションバー３３１，３３２によって規定される捩れ連
結部３３０の幅は、左端から右端にかけて徐々に狭くな
っている。左端の最広部の幅は３０〜３００μｍであ
り、右端の最狭部の幅は１〜３０μｍである。トーショ
ンバー３３１，３３２は、マイクロミラー素子の厚み方
向において位置ずれしている。例えば、上述の第２の実
施形態のマイクロミラー素子２００において、捩れ連結
部２５０に代えて捩れ連結部３３０を設ける場合には、
トーションバー３３１は、内フレーム主部２２１と第１
外フレーム部２３１とを連結し、トーションバー３３２
は、電極基台２２２と第２外フレーム部２３２とを連結
する。
【００６８】図９（ｄ）に示す捩れ連結部３４０は、Ｘ
字状の分枝構造を有する１本のトーションバーからな
り、左端から遠ざかるにつれて徐々に幅狭となる部位
と、左端から遠ざかるにつれて徐々に幅広となる部位と
を有する。左端および右端の最広部の幅は３０〜３００
μｍであり、中央の最狭部の幅は１〜３０μｍである。
【００６９】図９（ｅ）に示す捩れ連結部３５０は、３
本のトーションバー３５１，３５２，３５３からなる。
両端に位置するトーションバー３５１，３５３によって
規定される捩れ連結部３５０の幅は、左端から右端にか
けて徐々に狭くなっている。左端の最広部の幅は３０〜
３００μｍであり、右端の最狭部の幅は１〜３０μｍで
ある。
【００７０】図９（ｆ）に示す捩れ連結部３６０は、２
本のトーションバー３６１，３６２からなる。２本のト
ーションバー３６１，３６２によって規定される捩れ連
結部３６０の幅は、左端から右端にかけて徐々に狭くな
っている。トーションバー３６１，３６２の両基端部
は、曲率を有して幅方向に広がっている。
【００７１】図９（ｇ）に示す捩れ連結部３７０は、２
本のトーションバー３７１，３７２からなる。２本のト
ーションバー３７１，３７２によって規定される捩れ連
結部３７０の幅は、左端から右端にかけて徐々に狭くな
っている。左端の最広部の幅は３０〜３００μｍであ
り、右端の最狭部の幅は１〜３０μｍである。トーショ
ンバー３７１，３７２は、中空構造を有する。
【００７２】図９（ｈ）に示す捩れ連結部３８０は、２
本のトーションバー３８１，３８２からなる。２本のト
ーションバー３８１，３８２によって規定される捩れ連
結部３８０の幅は、左端から右端にかけて徐々に狭くな
っている。左端の最広部の幅は３０〜３００μｍであ
り、右端の最狭部の幅は１〜３０μｍである。トーショ
ンバー３８１，３８２は、一様な楕円断面を有する。
【００７３】図９（ｉ）に示す捩れ連結部３９０は、Ｙ
字状の分枝構造を有する１本のトーションバーからな
り、左端から遠ざかるにつれて徐々に幅狭となる部位
と、一様な幅を有する部位とを有する。左端の最広部の
幅は３０〜３００μｍであり、一様な幅を有する部位の
幅は１〜３０μｍである。
【００７４】
【発明の効果】本発明によると、捩れ連結部が、ミラー
形成部または内フレームに接続する相対的に幅広な部位
と、当該幅広部位から徐々に狭くなる部位を有すること
によって、捩れ連結部において所望の低い捩り抵抗を設
定するとともに、ミラー形成部がミラー面の法線まわり
に回転するのを抑制できる。その結果、マイクロミラー
素子を良好に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】図１に示すマイクロミラー素子の組立て状態に
おける、線II−IIに沿った断面図である。
【図３】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。
【図４】図３に示すマイクロミラー素子の断面図であ
る。
【図５】図３に示すマイクロミラー素子の製造方法の一
部を、図３の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表したものであ
る。
【図６】図３に示すマイクロミラー素子の製造方法の一
部を、図３の線Ｅ−Ｅに沿った断面図で表したものであ
る。
【図７】図５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。
【図８】図６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。
【図９】本発明に係る他の捩れ連結部の平面図および断
面図である。
【図１０】従来のマイクロミラー素子の断面図である。
【図１１】図１０に示すマイクロミラー素子の有するミ
ラー基板の斜視図である。
【符号の説明】
１００，２００，４００ マイクロミラー素子 １１０，４１０ ミラー基板 １１１，４１１ ミラー形成部 １１２ 捩れ連結部 １１２ａ トーションバー ４１２ トーションバー １１３，４１３ フレーム １２０，４２０ ベース基板 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 捩れ連結部 ２４１，２５１，２５２ 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 奥田 久雄 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 AA12 AB14 AC04 AC06 AZ05 AZ08 5D118 AA13 BA01 DC07 EA01

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレームと、 ミラー平面を有するミラー形成部と、 前記フレームおよび前記ミラー形成部を連結するように
    延びるとともに、前記ミラー形成部を前記フレームに対
    して回転させるための回転軸心を規定し、さらに前記ミ
    ラー平面に対して平行で前記回転軸心に対して横切方向
    に幅を有する捩れ連結部と、を備え、 前記捩れ連結部の幅は、前記ミラー形成部に接続される
    部分では相対的に広く、前記フレームに至るまでの少な
    くとも途中までは、前記ミラー形成部から遠ざかるにつ
    れて徐々に狭くなることを特徴とする、マイクロミラー
    素子。
  2. 【請求項２】 更に、追加フレームと、 前記追加フレームおよび前記フレームを連結するように
    延びるとともに、前記フレームおよび前記ミラー形成部
    を前記追加フレームに対して回転させるための追加回転
    軸心を規定する追加捩れ連結部と、を備える、請求項１
    に記載のマイクロミラー素子。
  3. 【請求項３】 前記追加捩れ連結部は、前記ミラー平面
    に対して平行で前記追加回転軸心に対して横切方向に幅
    を有し、前記追加捩れ連結部の幅は、前記フレームに接
    続される部分では相対的に広く、前記追加フレームに至
    るまでの少なくとも途中までは、前記フレームから遠ざ
    かるにつれて徐々に狭くなる、請求項２に記載のマイク
    ロミラー素子。
  4. 【請求項４】 内側フレームおよび外側フレームと、 ミラー平面を有するミラー形成部と、 前記内側フレームおよび前記ミラー形成部を連結するよ
    うに延びる内側捩れ連結部と、 前記内側フレームおよび前記外側フレームを連結するよ
    うに延びるとともに、前記内側フレームおよび前記ミラ
    ー形成部を前記外側フレームに対して回転させるための
    回転軸心を規定し、さらに前記ミラー平面に対して平行
    で前記回転軸心に対して横切方向に幅を有する外側捩れ
    連結部と、を備え、 前記外側捩れ連結部の幅は、前記内側フレームに接続さ
    れる部分では相対的に広く、前記外側フレームに至るま
    での少なくとも途中までは、前記内側フレームから遠ざ
    かるにつれて徐々に狭くなることを特徴とする、マイク
    ロミラー素子。
  5. 【請求項５】 前記各捩れ連結部は複数のトーションバ
    ーを含む、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。
  6. 【請求項６】 前記各捩れ連結部に含まれる前記複数の
    トーションバーは、異なる２種類以上の電位伝達経路に
    電気的に分離されている、請求項５に記載のマイクロミ
    ラー素子。
  7. 【請求項７】 前記各捩れ連結部の幅は、対応する各フ
    レームに至るまで漸減し続ける、請求項１から６のいず
    れか１つに記載のマイクロミラー素子。
  8. 【請求項８】 前記各捩れ連結部の幅は、途中まで漸減
    した以降は、対応する各フレームに至るまで漸増する、
    請求項１から６のいずれか１つに記載のマイクロミラー
    素子。
  9. 【請求項９】 前記各捩れ連結部または前記トーション
    バーは、矩形、円、楕円からなる群より選択されるの断
    面外郭形状を有する、請求項１から８のいずれか１つに
    記載のマイクロミラー素子。
  10. 【請求項１０】 前記各捩れ連結部または前記トーショ
    ンバーは、中空構造を有する、請求項１から９のいずれ
    か１つに記載のマイクロミラー素子。
  11. 【請求項１１】 前記各捩れ連結部または前記トーショ
    ンバーは、分枝構造を有する、請求項１から１０のいず
    れか１つに記載のマイクロミラー素子。
  12. 【請求項１２】 前記各捩れ連結部または前記トーショ
    ンバーは、第１の基端部および当該第１の基端部とは反
    対の第２の基端部を有し、前記第１の基端部および／ま
    たは前記第２の基端部は、曲率を有して広がっている、
    請求項１から１１のいずれか１つに記載のマイクロミラ
    ー素子。
  13. 【請求項１３】 前記ミラー形成部は第１櫛歯電極部を
    有し、前記フレームまたは前記内側フレームは、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櫛歯電極部を有
    する、請求項１から１２のいずれか１つに記載のマイク
    ロミラー素子。
  14. 【請求項１４】 更に、前記ミラー形成部に対面するベ
    ース部を更に備え、当該ベース部に、前記ミラー形成部
    に対面する第１平板電極が設けられており、前記ミラー
    形成部には、前記第１平板電極に対面する第２平板電極
    が設けられている、請求項１から１２のいずれか１つに
    記載のマイクロミラー素子。
  15. 【請求項１５】 更に、前記ミラー形成部に対面するベ
    ース部を備え、前記ミラー形成部には第１電磁コイルが
    設けられ、前記ベース部には、前記第１電磁コイルに対
    向する第２電磁コイルまたは永久磁石が設けられてい
    る、請求項１から１２のいずれか１つに記載のマイクロ
    ミラー素子。
  16. 【請求項１６】 更に、前記ミラー形成部に対面するベ
    ース部を備え、前記ミラー形成部には永久磁石が設けら
    れ、前記ベース部には、前記永久磁石に対向する電磁コ
    イルが設けられている、請求項１から１２のいずれか１
    つに記載のマイクロミラー素子。
  17. 【請求項１７】 前記フレームまたは前記内側フレーム
    は第３櫛歯電極部を有し、前記追加フレームまたは前記
    外側フレームは、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フレームまたは前記内側フ
    レームと前記ミラー形成部とを変位させるための第４櫛
    歯電極部を有する、請求項２から１６のいずれか１つに
    記載のマイクロミラー素子。
  18. 【請求項１８】 前記各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、請求項１から１７のいずれか１つに記載
    のマイクロミラー素子。
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