JP2003029178A - Method for manufacturing optical switch - Google Patents
Method for manufacturing optical switchInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信用
の光スイッチの製造方法に関する技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technical field relating to a method of manufacturing an optical switch for optical fiber communication.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、インターネットの普及により光フ
ァイバネットワークの通信情報伝送量が爆発的に増大し
ている。この需要に対応するために、１本の光ファイバ
に異なる波長の信号を重畳して送受信する波長分割多重
（ＷＤＭ）方式の伝送技術がますます重要になってい
る。2. Description of the Related Art In recent years, the amount of communication information transmitted through optical fiber networks has increased explosively due to the spread of the Internet. In order to meet this demand, transmission technology of wavelength division multiplexing (WDM) system, in which signals of different wavelengths are superimposed on one optical fiber and transmitted and received, is becoming more and more important.
【０００３】現在導入されているＷＤＭシステムは、２
点間の通信を光合分波器を用いて波長分割多重で結合す
るpoint-to-point方式が主流である。増大する通信需要
を賄うために、中継基地で特定の固定波長を分岐又は挿
入する方式も都市部で導入されている。将来は、時々刻
々変化する通信需要や通信回線の故障等に柔軟に対応す
るために、任意の波長を光スイッチを用いて、分岐又は
挿入するシステムが検討されている。このため、上記光
スイッチとしては１入力２出力（１×２）の小規模のも
のから、１０００入力１０００出力（１０００×１００
０）の大規模なものまで必要とされている。There are two WDM systems currently introduced.
The point-to-point method, in which communication between points is combined by wavelength division multiplexing using an optical multiplexer / demultiplexer, is the mainstream. In order to cover the increasing communication demand, a method of branching or inserting a specific fixed wavelength at a relay station has also been introduced in urban areas. In the future, a system for branching or inserting an arbitrary wavelength by using an optical switch is being studied in order to flexibly cope with communication demands that change from moment to moment and failure of communication lines. For this reason, the above-mentioned optical switches are small-scale one-input / two-output (1 × 2) to 1000-input / 1,000-output (1000 × 100).
The large scale of 0) is required.
【０００４】小規模の光スイッチは、光ファイバや光導
波路或いは鏡を機械的に動かす方式のものである。可動
光ファイバ型には磁気或いは熱膨張により光ファイバを
動かすものがある。可動導波路型では光導波路を機械的
に動かすものがあり、２×２タイプの光スイッチ等が実
現されている。可動鏡型の光スイッチには、光ファイバ
の先に電磁力で動く鏡を形成したもの、或いはシリコン
基板に形成したＸ型の溝に光ファイバを固定しておき、
その交差部に電磁力や静電アクチュエータ等で鏡を出し
入れする方式のもの（例えば特開平１１−１１９１２３
号公報等参照）がある。The small-scale optical switch is of a type that mechanically moves an optical fiber, an optical waveguide or a mirror. Some of the movable optical fiber types move the optical fiber by magnetic or thermal expansion. There is a movable waveguide type that mechanically moves an optical waveguide, and a 2 × 2 type optical switch or the like has been realized. In the movable mirror type optical switch, a mirror that moves by electromagnetic force is formed at the tip of the optical fiber, or the optical fiber is fixed in an X-shaped groove formed on a silicon substrate.
A system in which a mirror is taken in and out at the intersection with an electromagnetic force or an electrostatic actuator (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-119123).
No.
【０００５】一方、１００入力１００出力（１００×１
００）のファイバ接続を行い得るような大規模な光スイ
ッチは現在研究が進められているが、商品化に至ってい
るものはないのが現状である。今後は、高速光通信の普
及に伴い、大規模の光スイッチの必要性が高まることが
予想され、かかる要求に応えるべく、高速及び高信頼性
加工が可能であるマイクロマシニング手法により作製さ
れる小型で低価格の光スイッチに大きな期待が寄せられ
ている。On the other hand, 100 inputs and 100 outputs (100 × 1
A large-scale optical switch capable of fiber connection of (00) is currently being researched, but the current situation is that none have been commercialized. In the future, with the spread of high-speed optical communication, the need for large-scale optical switches is expected to increase, and in order to meet such demand, high-speed and high-reliability processing is possible by using a micro-machining method, which is small in size. Therefore, there are great expectations for low-priced optical switches.
【０００６】マイクロマシニング手法により作製された
光スイッチの例として、”VerticalMirrors Fabricated
by Reactive Ion Etching for Fiber Optical Switchi
ngApplication”；the 10th Annual International wor
kshop on Micro ElectroMechanical Systems,1997,pp49
-54には、光路に対して可動マイクロミラーを平行移動
させることによって光スイッチングを行うこと、及び可
動マイクロミラーをＲＩＥ（Reactive Ion Etching）に
より形成することがそれぞれ開示されている。As an example of an optical switch manufactured by the micromachining method, "VerticalMirrors Fabricated
by Reactive Ion Etching for Fiber Optical Switchi
ngApplication ”； the 10th Annual International wor
kshop on Micro ElectroMechanical Systems, 1997, pp49
-54 discloses that optical switching is performed by moving a movable micromirror in parallel to an optical path, and that the movable micromirror is formed by RIE (Reactive Ion Etching).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
例のように可動マイクロミラーのミラー面をＲＩＥによ
り形成したのでは、加工時にラジカルやイオンが発生し
てそれによってミラー面が損傷を受け、また、その平坦
度が損なわれるという問題がある。また、ＲＩＥでは、
シリコン基板表面に対するミラー面の垂直度の精度が悪
く、ミラー面の損傷と併せて光スイッチの挿入損失を増
加させる原因となるという問題もある。However, if the mirror surface of the movable micromirror is formed by RIE as in the above example, radicals and ions are generated during processing, which damages the mirror surface. However, there is a problem that the flatness is impaired. In RIE,
There is also a problem that the accuracy of the perpendicularity of the mirror surface with respect to the surface of the silicon substrate is poor, which causes damage to the mirror surface and increases insertion loss of the optical switch.
【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ミラー面の平坦度及びシリコン基板
表面に対する垂直度の精度がともに高いマイクロミラー
を有する光スイッチの製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an optical switch having a micromirror having high precision in both flatness of a mirror surface and perpendicularity to a silicon substrate surface. To do.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、まず、ＲＩＥ
により可動マイクロミラー前駆体を形成し、その後、異
方性ウェットエッチングによりミラー面を形成してマイ
クロミラーとするようにしたものである。In the present invention, firstly, RIE is performed.
To form a movable micromirror precursor, and then form a mirror surface by anisotropic wet etching to form a micromirror.
【００１０】具体的には、本発明は、可動マイクロミラ
ーが基板本体に一体に形成されたミラー形成基板を有す
る光スイッチの製造方法であって、シリコン基板をＲＩ
Ｅすることにより可動マイクロミラー前駆体を形成する
ステップと、上記可動マイクロミラー前駆体が形成され
たシリコン基板を異方性ウェットエッチングすることに
より該可動マイクロミラー前駆体にミラー面を形成して
マイクロミラーとするステップと、を備えたことを特徴
とする。More specifically, the present invention is a method for manufacturing an optical switch having a mirror-formed substrate in which a movable micromirror is integrally formed on a substrate body, wherein a silicon substrate is RI.
Forming a movable micromirror precursor by E, and anisotropically wet-etching the silicon substrate on which the movable micromirror precursor has been formed to form a mirror surface on the movable micromirror precursor. And a step of forming a mirror.
【００１１】上記のようにすれば、ＲＩＥにより可動マ
イクロミラー前駆体が形成された後に異方性ウェットエ
ッチングによりミラー面が形成されるので、ミラー面の
平坦度及びシリコン基板表面に対する垂直度の精度がと
もに高いマイクロミラーを有する光スイッチが製造され
ることとなる。According to the above method, since the movable micromirror precursor is formed by RIE and the mirror surface is formed by anisotropic wet etching, the accuracy of the flatness of the mirror surface and the perpendicularity to the surface of the silicon substrate is high. An optical switch having a micro mirror having a high height will be manufactured.
【００１２】ところで、シリコン基板にＲＩＥによりマ
イクロミラー前駆体を形成し、次いで、ＲＩＥにより形
成されたマイクロミラー前駆体周りの凹部の側壁の露出
部分を熱酸化膜で被覆した後、シリコン基板表面の熱酸
化膜上にミラー面形成用のフォトレジストによるパター
ニングを施し、熱酸化膜の露出部分をエッチングするこ
とによりミラー面形成用の熱酸化膜によるパターニング
を施す場合、凹部の側壁の熱酸化膜上にフォトレジスト
が定着されないため、熱酸化膜のエッチング時に凹部の
側壁の露出部分を被覆する熱酸化膜もがエッチングされ
てしまうという事態が生じる。By the way, a micromirror precursor is formed on a silicon substrate by RIE, and then an exposed portion of the side wall of the concave portion around the micromirror precursor formed by RIE is covered with a thermal oxide film. When patterning with a photoresist for mirror surface formation on the thermal oxide film and patterning with a thermal oxide film for mirror surface formation by etching the exposed portion of the thermal oxide film, on the thermal oxide film on the sidewall of the recess Since the photoresist is not fixed, the thermal oxide film that covers the exposed portion of the sidewall of the recess is also etched when the thermal oxide film is etched.
【００１３】このような事態を回避する第１の方法は、
シリコン基板表面を熱酸化膜等の第１被膜で被覆するス
テップと、上記第１被膜で被覆したシリコン基板表面に
ミラー面形成用及びマイクロミラー形成用の第１被膜に
よるパターニングを施すステップと、上記第１被膜によ
るパターニングを施したシリコン基板表面を窒化膜等の
第２被膜で被覆するステップと、上記第２被膜で被覆し
たシリコン基板表面にマイクロミラー形成用の第２被膜
によるパターニングを施すステップと、上記マイクロミ
ラー形成用のパターニングを施したシリコン基板をＲＩ
Ｅすることによりマイクロミラー前駆体を形成するステ
ップと、上記ＲＩＥにより形成したマイクロミラー前駆
体周りの凹部の側壁の露出部分を熱酸化膜等の第３被膜
で被覆するステップと、上記シリコン基板表面の第２被
膜を除去するステップと、上記第２被膜が除去されて基
板表面に第１被膜によるミラー面形成用のパターニング
が現れたシリコン基板を異方性ウェットエッチングする
ことにより上記マイクロミラー前駆体にミラー面を形成
してマイクロミラーとするステップと、を備えたことを
特徴とする。The first method for avoiding such a situation is as follows.
Coating the surface of the silicon substrate with a first coating such as a thermal oxide film; patterning the surface of the silicon substrate coated with the first coating with a first coating for mirror surface formation and micromirror formation; Coating the surface of the silicon substrate patterned with the first coating with a second coating such as a nitride film; and patterning the surface of the silicon substrate coated with the second coating with the second coating for forming a micromirror. RI the patterned silicon substrate for forming the micromirror
Forming a micromirror precursor by E, coating the exposed portion of the side wall of the recess around the micromirror precursor formed by RIE with a third coating film such as a thermal oxide film, and the surface of the silicon substrate. Removing the second coating, and anisotropically wet-etching the silicon substrate on which the second coating has been removed and patterning for mirror surface formation by the first coating on the surface of the substrate appears by anisotropic wet etching. And a step of forming a mirror surface to form a micromirror.
【００１４】このような方法によれば、予めミラー面形
成用のパターニングが形成されるので、シリコン基板表
面の第１被膜のエッチングによりミラー面形成用のパタ
ーニングを施す際に凹部の側壁の露出部分を被覆する第
３被膜がエッチングされるという事態が回避される。According to such a method, since the patterning for forming the mirror surface is formed in advance, when the patterning for forming the mirror surface is performed by etching the first film on the surface of the silicon substrate, the exposed portion of the side wall of the recess is formed. The situation in which the third coating that covers is etched is avoided.
【００１５】第２の製造方法は、シリコン基板表面を熱
酸化膜等の第１被膜で被覆するステップと、上記第１被
膜で被覆したシリコン基板表面にマイクロミラー形成用
の第１被膜によるパターニングを施すステップと、上記
マイクロミラー形成用のパターニングを施したシリコン
基板をＲＩＥすることによりマイクロミラー前駆体を形
成するステップと、上記ＲＩＥにより形成したマイクロ
ミラー前駆体周りの凹部の側壁の露出部分を熱酸化膜等
の第２被膜で被覆するステップと、上記露出部分を第２
被膜で被覆したシリコン基板の凹部の開口を塞ぐステッ
プと、上記凹部の開口を塞いだシリコン基板の基板表面
の第１被膜をエッチングすることによりミラー面形成用
の第１被膜によるパターニングを施すステップと、上記
ミラー面形成用のパターニングを施したシリコン基板を
異方性ウェットエッチングすることにより該マイクロミ
ラー前駆体にミラー面を形成してマイクロミラーとする
ステップと、を備えたことを特徴とする。The second manufacturing method comprises a step of coating the surface of the silicon substrate with a first coating such as a thermal oxide film and a patterning of the surface of the silicon substrate coated with the first coating with the first coating for forming a micromirror. The step of applying, the step of forming the micromirror precursor by RIE of the patterned silicon substrate for forming the micromirror, and the step of heating the exposed portion of the side wall of the concave portion around the micromirror precursor formed by the RIE. Covering the exposed portion with a second film such as an oxide film.
Covering the opening of the recess of the silicon substrate covered with the coating, and patterning the first coating for forming the mirror surface by etching the first coating on the substrate surface of the silicon substrate covering the opening of the recess A step of forming a mirror surface on the micromirror precursor by anisotropically wet-etching the patterned silicon substrate for forming the mirror surface to form a micromirror.
【００１６】このような方法にすれば、凹部の開口が塞
がれることによって凹部の側壁の露出部分を被覆する第
２被膜が露出しないので、ミラー面形成用のパターニン
グを施す際にそれがエッチングされることが防止され
る。According to this method, since the opening of the recess is closed and the second coating film that covers the exposed portion of the sidewall of the recess is not exposed, it is etched when the patterning for forming the mirror surface is performed. Is prevented.
【００１７】ここで、凹部の開口を塞ぐ方法としては、
凹部に充填材を充填する方法、シリコン基板表面をフィ
ルムレジストで被覆する方法を挙げることができる。Here, as a method of closing the opening of the recess,
Examples thereof include a method of filling the concave portion with a filler and a method of coating the surface of the silicon substrate with a film resist.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ミラー面の平坦度及びシリコン基板表面に対する垂直度
の精度がともに高いマイクロミラーを有する光スイッチ
を製造することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to manufacture an optical switch having a micromirror in which both the flatness of the mirror surface and the verticality with respect to the silicon substrate surface are high.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】（光スイッチの構成）図１及び２
は、本発明の実施形態に係る光スイッチＡを示す。この
実施形態は２入力２出力（２×２）タイプの光スイッチ
Ａに適用したもので、この光スイッチＡは第１層Ａ１、
第２層Ａ２、第３層Ａ３及び第４層Ａ４が積層されて接
合一体化されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Structure of Optical Switch) FIGS. 1 and 2
Shows an optical switch A according to an embodiment of the present invention. This embodiment is applied to a 2-input 2-output (2 × 2) type optical switch A. The optical switch A includes a first layer A1,
The second layer A2, the third layer A3, and the fourth layer A4 are laminated and joined and integrated.
【００２０】第１層Ａ１は、例えば厚さ１５０μｍのＳ
ｉ（シリコン）からなる表面Ｓｉ層３１（上面Ｓｉ層）
と、同１μｍのＳｉＯ2（酸化膜）からなるＳｉＯ2層３
２（酸化膜層）と、同３μｍのＳｉからなる裏面Ｓｉ層
３３（下面Ｓｉ層）とを積層した３層構造の矩形板状の
シリコン基板としてのＳＯＩウエハ３０（Silicon OnIn
sulator）を加工したものである（図４（ａ）参照）。
このＳＯＩウエハ３０の表面Ｓｉ層３１は、表面（基板
表面）が｛１００｝面のいずれかで構成されていると共
に４つの側面が｛１１０｝面で構成されている。The first layer A1 is made of, for example, S having a thickness of 150 μm.
Surface Si layer 31 (upper surface Si layer) made of i (silicon)
And a SiO 2 layer 3 composed of the same 1 μm SiO 2 (oxide film)
SOI wafer 30 (Silicon OnIn) as a rectangular plate-shaped silicon substrate having a three-layer structure in which 2 (oxide film layer) and a back surface Si layer 33 (bottom surface Si layer) made of Si of 3 μm are stacked.
(a) is processed (see FIG. 4A).
The surface Si layer 31 of the SOI wafer 30 has a surface (substrate surface) formed by any of {100} planes and four side surfaces formed by {110} planes.
【００２１】ＳＯＩウエハ３０の基板表面（表面Ｓｉ層
３１表面）には、突出位置及び没入位置に移動可能な第
１〜第４の４つの可動マイクロミラー１ａ〜１ｄと、入
力側及び出力側光ファイバＦ１〜Ｆ４を保持するための
４条の入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ〜４ｄ
と、２つのレンズ保持凹部５ａ，５ｂとが形成され、こ
の各レンズ保持凹部５ａ，５ｂにそれぞれ第１層Ａ１と
は別体のマイクロレンズＬ１，Ｌ２が保持されている。
すなわち、第１層Ａ１はミラー形成基板を構成してい
る。On the substrate surface of the SOI wafer 30 (surface of the surface Si layer 31), first to fourth movable micromirrors 1a to 1d which can be moved to the projecting position and the immersing position, and the light on the input side and the output side are provided. Four input-side and output-side optical fiber holding V grooves 4a to 4d for holding the fibers F1 to F4
And two lens holding recesses 5a and 5b are formed, and microlenses L1 and L2, which are separate from the first layer A1, are held in the lens holding recesses 5a and 5b, respectively.
That is, the first layer A1 constitutes a mirror forming substrate.
【００２２】４つの可動マイクロミラー１ａ〜１ｄは、
第１層Ａ１の基板表面において図１及び２で左端の１つ
の隅角部近傍に形成されている。各可動マイクロミラー
１ａ〜１ｄは、上側から見て一片が所定長さ（例えば１
５０μｍ）の正方形状のもので、内側及び外側を向く縦
面を有する矩形の板体が対角線方向に沿って立設されて
おり、その内側を向く縦面が側面に対し４５°で傾斜す
るミラー面２とされている。そして、４つの可動マイク
ロミラー１ａ〜１ｄは、各々のミラー面２，２，…が同
じ向き（図１及び図２では右向き、図３では右下向き）
を向くように所定間隔（例えば２５０μｍ）をあけて配
列されている。これらの可動マイクロミラー１ａ〜１ｄ
は、ＳＯＩウエハ３０をＲＩＥ及び異方性ウエットエッ
チングすることで形成されており（図４（ｆ）及び
（ｉ）参照）、各ミラー面２は基板表面に対して垂直な
｛１００｝面により構成されている。The four movable micromirrors 1a-1d are
It is formed in the vicinity of one corner portion at the left end in FIGS. 1 and 2 on the substrate surface of the first layer A1. One piece of each movable micromirror 1a to 1d has a predetermined length (for example, 1
(50 μm) square-shaped, a rectangular plate body having vertical surfaces facing inward and outward is erected along the diagonal direction, and the vertical surface facing inward is inclined at 45 ° to the side surface. It is considered to be surface 2. The four movable micromirrors 1a to 1d have the same mirror surface 2, 2, ... (Right in FIGS. 1 and 2, right down in FIG. 3).
Are arranged at predetermined intervals (for example, 250 μm) so as to face. These movable micro mirrors 1a to 1d
Are formed by RIE and anisotropic wet etching of the SOI wafer 30 (see FIGS. 4F and 4I), and each mirror surface 2 is formed by a {100} plane perpendicular to the substrate surface. It is configured.
【００２３】各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄは、第１
層Ａ１の基板本体７（可動マイクロミラー１ａ〜１ｄ以
外の部分）に対し分離されて板ばね部１０（板ばね手
段）により昇降移動可能に弾性支持されている。すなわ
ち、図３に拡大して示すように、各可動マイクロミラー
１ａ〜１ｄ周りの基板本体７には可動マイクロミラー１
ａ〜１ｄよりも若干大きい正方形状のミラー収容孔８が
貫通形成され、このミラー収容孔８の周縁部と各可動マ
イクロミラー１ａ〜１ｄの下部との間には、可動マイク
ロミラー１ａ〜１ｄを突出位置及び没入位置間で垂直に
昇降移動させるための板ばね部１０が可動マイクロミラ
ー１ａ〜１ｄ及びミラー収容孔８周縁部に亘って一体に
設けられている。この板ばね部１０は、内端部が各可動
マイクロミラー１ａ〜１ｄ下部において各辺部の中央に
一体に連続する一方、中間部が可動マイクロミラー１ａ
〜１ｄ下部に沿ってその周りを略半周し、外端部がミラ
ー収容孔８の周縁部の隅部（各辺部の端部）に一体に連
続する４本の梁１１，１１，…からなるもので、この板
ばね部１０の梁１１，１１，…をトーションばねとして
機能させることにより、各可動マイクロミラー１ａ〜１
ｄを上昇した状態の突出位置と下降した状態の没入位置
との間を昇降移動可能に弾性支持している。なお、常時
には、板ばね部１０のばね力により各可動マイクロミラ
ー１ａ〜１ｄが上昇した状態、すなわち、突出位置で弾
性支持される。Each of the movable micromirrors 1a-1d has a first
The layer A1 is separated from the substrate body 7 (portions other than the movable micromirrors 1a to 1d) and elastically supported by a leaf spring portion 10 (leaf spring means) so as to be movable up and down. That is, as shown in an enlarged manner in FIG. 3, the movable micromirrors 1 are attached to the substrate body 7 around the movable micromirrors 1a to 1d.
A square mirror accommodation hole 8 that is slightly larger than a to 1d is formed so as to penetrate therethrough, and the movable micromirrors 1a to 1d are provided between the peripheral portion of the mirror accommodation hole 8 and the lower portion of each movable micromirror 1a to 1d. A leaf spring portion 10 for vertically moving vertically between the projecting position and the retracted position is integrally provided over the movable micromirrors 1a to 1d and the peripheral edge portion of the mirror housing hole 8. In the leaf spring portion 10, the inner end portion is integrally continuous with the center of each side portion under each movable micromirror 1a to 1d, while the intermediate portion is movable micromirror 1a.
˜1d From four beams 11, 11, ... Which circumscribe about a half along the lower part and whose outer ends are integrally continuous with the corners (ends of each side) of the peripheral edge of the mirror housing hole 8. By operating the beams 11, 11, ... Of the leaf spring portion 10 as torsion springs, the movable micromirrors 1a to 1a
The d is elastically supported so as to be movable up and down between a raised position and a lowered position. In addition, at all times, the movable micromirrors 1a to 1d are elastically supported at a protruding position, that is, at a protruding position by the spring force of the leaf spring portion 10.
【００２４】さらに、各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄ
の裏面には磁性体としてのパーマロイ１２がメッキによ
り一体に形成されている（図８（ｆ）参照）。Furthermore, each movable micromirror 1a-1d
A permalloy 12 as a magnetic material is integrally formed on the back surface of the plate by plating (see FIG. 8 (f)).
【００２５】４条の入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ
溝４ａ〜４ｄは、いずれも第１層Ａ１表面を断面Ｖ字状
に溝加工したものである。第１の入力側光ファイバ保持
Ｖ溝４ａは、第１層Ａ１の基板表面の図１及び２におけ
る下側部に第１及び第３可動マイクロミラー１ａ，１ｃ
の各中央部を通る線に沿うと共に各ミラー面２に対して
４５°の角度をなして延びるように、また、第２の入力
側光ファイバ保持Ｖ溝４ｂは、同様に第２及び第４可動
マイクロミラー１ｂ，１ｄの各中央部を通る線に沿うと
共に各ミラー面２に対して４５°の角度をなして延びる
ようにそれぞれ互いに平行に形成されている。一方、第
１の出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ｃは、第１層Ａ１の基
板表面の図１及び２における右側部に第３及び第４可動
マイクロミラー１ｃ，１ｄの各中央部を通る線に沿うと
共に各ミラー面２に対して４５°の角度をなし且つ第１
及び第２の入力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ，４ｂが延び
る方向に対して９０°の角度をなして延びるように、ま
た、第２の出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ｄは、同様に上
記第１及び第２可動マイクロミラー１ａ，１ｂの各中央
部を通る線に沿うと共に各ミラー面２に対して４５°の
角度をなし且つ第１及び第２の入力側光ファイバ保持Ｖ
溝４ａ，４ｂが延びる方向に対して９０°の角度をなし
て延びるようにそれぞれ互いに平行に設けられている。
なお、入力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ，４ｂと出力側光
ファイバ保持Ｖ溝４ｃ，４ｄとの各位置を逆にしてもよ
い。これらの入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ
〜４ｄは、ＳＯＩウエハ３０を異方性ウエットエッチン
グすることにより形成されており（図６（ｅ）参照）、
各溝面は｛１１１｝面により構成されている。4 input-side and output-side optical fiber holding V
Each of the grooves 4a to 4d is formed by processing the surface of the first layer A1 into a V-shaped cross section. The first input side optical fiber holding V-groove 4a is provided on the lower surface of the substrate surface of the first layer A1 in FIGS. 1 and 2 with the first and third movable micromirrors 1a and 1c.
Of the second input side optical fiber holding V-groove 4b in the same manner as the second input side optical fiber holding V-groove 4b. The movable micromirrors 1b and 1d are formed parallel to each other so as to extend along a line passing through the respective central portions thereof and extend at an angle of 45 ° with respect to each mirror surface 2. On the other hand, the first output-side optical fiber holding V-groove 4c is formed in a line passing through the central portions of the third and fourth movable micromirrors 1c and 1d on the right side of FIGS. 1 and 2 on the substrate surface of the first layer A1. Along and at an angle of 45 ° to each mirror surface 2 and
And the second input-side optical fiber holding V-grooves 4a and 4b extend at an angle of 90 ° with respect to the extending direction, and the second output-side optical fiber holding V-groove 4d similarly has the above-mentioned first position. The first and second input-side optical fiber holdings V are formed along the line passing through the central portions of the first and second movable micromirrors 1a and 1b and form an angle of 45 ° with respect to each mirror surface 2.
The grooves 4a and 4b are provided parallel to each other so as to extend at an angle of 90 ° with respect to the extending direction.
The positions of the input side optical fiber holding V grooves 4a and 4b and the output side optical fiber holding V grooves 4c and 4d may be reversed. These input side and output side optical fiber holding V grooves 4a
4d are formed by anisotropic wet etching of the SOI wafer 30 (see FIG. 6 (e)).
Each groove surface is constituted by a {111} surface.
【００２６】２つのレンズ保持凹部５ａ，５ｂはいずれ
も矩形状のもので、これらは入力側レンズ保持凹部５ａ
及び出力側レンズ保持凹部５ｂからなる。入力側レンズ
保持凹部５ａは、両入力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ，４
ｂと第１及び第２可動マイクロミラー１ａ，１ｂとの間
に、また、出力側レンズ保持凹部５ｂは、両出力側光フ
ァイバ保持Ｖ溝４ｃ，４ｄと第２及び第４可動マイクロ
ミラー１ｂ，１ｄとの間にそれぞれ形成されている。こ
れらのレンズ保持凹部５ａ，５ｂは、ＳＯＩウエハ３０
をＲＩＥすることにより形成されている（図６（ｂ）参
照）。Each of the two lens holding recesses 5a and 5b has a rectangular shape, and these are input side lens holding recesses 5a.
And an output side lens holding concave portion 5b. The input side lens holding concave portion 5a is provided with both input side optical fiber holding V grooves 4a, 4
b between the first and second movable micromirrors 1a and 1b, and the output side lens holding concave portion 5b has the output side optical fiber holding V grooves 4c and 4d and the second and fourth movable micromirrors 1b and 1b. And 1d. These lens holding recesses 5a and 5b are formed on the SOI wafer 30.
Are formed by RIE (see FIG. 6B).
【００２７】入力側レンズ保持凹部５ａに保持されてい
る入力側マイクロレンズＬ１及び出力側レンズ保持凹部
５ｂに保持されている出力側マイクロレンズＬ２は、そ
れぞれ平板レンズからなり、収束した光信号を平行光に
する、あるいは、平行光を収束させる機能を有する。The input-side microlens L1 held in the input-side lens-holding recess 5a and the output-side microlens L2 held in the output-side lens-holding recess 5b are each formed of a flat plate lens, and collimate converged optical signals. It has the function of converting light or converging parallel light.
【００２８】第２層Ａ２は、第１層Ａ１の下側に配置さ
れた支持用基板としてのガラス基板４０（図１０（ａ）
参照）からなり、スペーサとして機能する。この第２層
Ａ２を構成する支持用基板は、Ｓｉ基板（シリコン基
板）でもよい。この第２層Ａ２には、図１１にも示すよ
うに、第１層Ａ１における４つの可動マイクロミラー１
ａ〜１ｄの位置の全体に対応して正方形状の開口１５が
貫通して形成されている。また、図１１に示すように
（この図１１では基板裏面を示している）、第２層Ａ２
の基板裏面には開口１５に隣接して、電磁アクチュエー
タ２０ａ〜２０ｄの後述の端子２３ａ〜２３ｄを収容す
るための端子収容部１６ａ，１６ｂが段差状に凹設され
ている。The second layer A2 is a glass substrate 40 (FIG. 10 (a)) as a supporting substrate disposed below the first layer A1.
Reference) and functions as a spacer. The supporting substrate forming the second layer A2 may be a Si substrate (silicon substrate). As shown in FIG. 11, the four movable micromirrors 1 in the first layer A1 are arranged in the second layer A2.
Square-shaped openings 15 are formed penetratingly corresponding to the entire positions a to 1d. In addition, as shown in FIG. 11 (in FIG. 11, the back surface of the substrate is shown), the second layer A2
Adjacent to the opening 15 on the back surface of the substrate, terminal accommodating portions 16a and 16b for accommodating later-described terminals 23a to 23d of the electromagnetic actuators 20a to 20d are recessed in a stepped shape.
【００２９】第３層Ａ３は第２層Ａ２の下側に配置され
ている。この第３層Ａ３はＳｉウエハ４５（図１２
（ａ）参照）を加工してなるもので、その基板表面に
は、第１層Ａ１の各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄをそ
れぞれ個別に昇降駆動するための４つの電磁アクチュエ
ータ２０ａ〜２０ｄが設けられている。The third layer A3 is arranged below the second layer A2. The third layer A3 is formed on the Si wafer 45 (see FIG.
(See (a)) is processed, and four electromagnetic actuators 20a to 20d for individually moving up and down the movable micromirrors 1a to 1d of the first layer A1 are provided on the substrate surface. ing.
【００３０】各電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄは、
図１３及び１５に示すように、いずれもＳｉウエハ４５
上にＣｕメッキにより形成された２段の平面マイクロコ
イル２１，２２からなる。１段目のマイクロコイル２１
は矩形渦巻き状に形成され、そのうち、図１３に示すよ
うに、第１及び第３可動マイクロミラー１ａ，１ｃを昇
降駆動するための両マイクロコイル２１，２１の外端部
同士は同じ第１端子２３ａに、また、第２及び第４可動
マイクロミラー１ｂ，１ｄをそれぞれ昇降駆動するため
の両マイクロコイル２１，２１の外端部同士は同じ第２
端子２３ｂにそれぞれ接続されている。一方、２段目の
マイクロコイル２２は、１段目の各マイクロコイル２１
の上側にポリイミドからなる絶縁層２５（図１６参照）
を介して矩形渦巻き状に形成され、この２段目のマイク
ロコイル２２の渦巻き方向は１段目のマイクロコイル２
１とは逆向きに、つまり例えば上側からみて１段目のマ
イクロコイル２１は外周側から中心側に向かって時計回
り方向に進むのに対し、外周側から中心側に向かって反
時計回り方向に進むように設定されている。これら４つ
の２段目のマイクロコイル２２，２２，…のうち、図１
５に示すように、第１及び第２可動マイクロミラー１
ａ，１ｂを昇降駆動するための両マイクロコイル２２，
２２の外端部同士は同じ第３端子２３ｃに、また第３及
び第４可動マイクロミラー１ｃ，１ｄをそれぞれ昇降駆
動するための両マイクロコイル２２，２２の外端部同士
は同じ第４端子２３ｄにそれぞれ接続されている。そし
て、図１６に示すように、上下に対応する１段目及び２
段目のマイクロコイル２１，２２の内端部同士は上記絶
縁層２５を貫通する接続部２４により接続されており、
第１又は第２端子２３ａ，２３ｂと第３又は第４端子２
３ｃ，２３ｄとの間に給電することで、上下方向の磁界
を発生させるようになっている。Each electromagnetic actuator 20a-20d is
As shown in FIGS. 13 and 15, both are Si wafers 45.
It consists of two-stage planar microcoils 21 and 22 formed by Cu plating. First stage micro coil 21
Is formed in a rectangular spiral shape, and as shown in FIG. 13, the outer ends of both microcoils 21 and 21 for vertically moving the first and third movable micromirrors 1a and 1c have the same first terminal. 23a, and the outer ends of both microcoils 21 and 21 for vertically moving the second and fourth movable micromirrors 1b and 1d are the same as each other.
It is connected to each of the terminals 23b. On the other hand, the second-stage microcoils 22 are the respective first-stage microcoils 21.
Insulating layer 25 made of polyimide on the upper side (see FIG. 16)
The second-stage microcoil 22 is formed in a rectangular spiral shape through the
In the opposite direction to 1, that is, for example, the first-stage microcoil 21 when viewed from the upper side moves clockwise from the outer peripheral side toward the center side, whereas it moves counterclockwise from the outer peripheral side toward the center side. It is set to proceed. Of these four second-stage microcoils 22, 22, ...
As shown in FIG. 5, the first and second movable micromirrors 1
Both microcoils 22 for raising and lowering a and 1b,
The outer ends of 22 are the same third terminal 23c, and the outer ends of both microcoils 22, 22 for vertically moving the third and fourth movable micromirrors 1c, 1d are the same fourth terminal 23d. Respectively connected to. Then, as shown in FIG. 16, the first and second stages corresponding to the top and bottom
The inner ends of the microcoils 21 and 22 of the stage are connected to each other by a connecting portion 24 that penetrates the insulating layer 25.
First or second terminal 23a, 23b and third or fourth terminal 2
By supplying power between 3c and 23d, a vertical magnetic field is generated.
【００３１】第４層Ａ４は矩形板状の永久磁石からな
る。The fourth layer A4 is made of a rectangular plate-shaped permanent magnet.
【００３２】そして、以上の第１〜第４層Ａ１〜Ａ４
が、その第３層Ａ３の電磁アクチュエータ２０ａ〜２０
ｄの各端子２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを第２層Ａ
２裏面の端子収容部１６ａ，１６ｂに収容した状態で積
層されて接合一体化され、光スイッチＡが構成されてい
る。Then, the above-mentioned first to fourth layers A1 to A4
Are electromagnetic actuators 20a to 20 of the third layer A3.
The terminals 23a, 23b, 23c, and 23d of
The optical switch A is constructed by stacking the two in the state of being accommodated in the terminal accommodating portions 16a and 16b on the rear surface and joining and integrating them.
【００３３】（光スイッチの動作）次に、光スイッチＡ
の動作について図１及び２に基づいて説明する。(Operation of Optical Switch) Next, the optical switch A
The operation will be described with reference to FIGS.
【００３４】光スイッチＡを使用するときには、その第
１層Ａ１における入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝
４ａ〜４ｄにそれぞれ光ファイバＦ１〜Ｆ４を保持す
る。このとき、図１及び２に示すように、第１及び第２
の入力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ，４ｂに入力側光ファ
イバＦ１，Ｆ２の出力端部が、また、第１及び第２の出
力側光ファイバ保持Ｖ溝４ｃ，４ｄに出力側光ファイバ
Ｆ３，Ｆ４の入力端部がそれぞれファイバ外周面の２箇
所をそれぞれＶ溝の左右側面に当接させて位置決めされ
た状態で保持される。また、各可動マイクロミラー１ａ
〜１ｄは、板ばね部１０のばね力により弾性支持されて
突出位置にある。When the optical switch A is used, the optical fibers F1 to F4 are respectively held in the input side and output side optical fiber holding V grooves 4a to 4d in the first layer A1. At this time, as shown in FIGS. 1 and 2, the first and second
Of the input side optical fibers F1 and F2 in the input side optical fiber holding V grooves 4a and 4b, and the output side optical fiber F3 in the first and second output side optical fiber holding V grooves 4c and 4d. The input end of F4 is held in a state in which two positions on the outer peripheral surface of the fiber are respectively brought into contact with the left and right side surfaces of the V groove to be positioned. In addition, each movable micro mirror 1a
1 to 1d are elastically supported by the spring force of the leaf spring portion 10 and are in the projecting position.
【００３５】基本的には、光スイッチＡのＯＮ／ＯＦＦ
状態を切り換えるときには、第３層Ａ３の各電磁アクチ
ュエータ２０ａ〜２０ｄに対する給電が制御される。具
体的には、第３層Ａ３の各電磁アクチュエータ２０ａ〜
２０ｄに対し、１段目及び２段目の平面マイクロコイル
２１，２２に一方向の電流が流れるように給電されるこ
とにより、その電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄが作
動して、第１層Ａ１の対応する可動マイクロミラー１ａ
〜１ｄ下部のパーマロイ１２が電磁アクチュエータ２０
ａ〜２０ｄから吸引力を受け、このパーマロイ１２の吸
引により可動マイクロミラー１ａ〜１ｄが板ばね部１０
のばね力に抗して突出位置から没入位置に下降移動し、
各電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄに対する給電が停
止される。この可動マイクロミラー１ａ〜１ｄが没入位
置にあるときには、パーマロイ１２が第４層Ａ４の永久
磁石に吸引保持され、電磁アクチュエータ２０ａ〜２０
ｄへの給電が停止されても、可動マイクロミラー１ａ〜
１ｄは没入位置に保持（ラッチ）される。Basically, ON / OFF of the optical switch A
When switching the state, power supply to each of the electromagnetic actuators 20a to 20d of the third layer A3 is controlled. Specifically, each electromagnetic actuator 20a of the third layer A3.
The electromagnetic actuators 20a to 20d are actuated by supplying electric power to the 20d so that a current flows in one direction in the first-stage and second-stage planar microcoils 21 and 22. Movable micro mirror 1a
~ 1d Permalloy 12 is electromagnetic actuator 20
The movable micromirrors 1a to 1d receive the suction force from the a to 20d and the movable micromirrors 1a to 1d are sucked by the permalloy 12.
It moves downward from the protruding position to the retracted position against the spring force of
Power supply to each of the electromagnetic actuators 20a to 20d is stopped. When the movable micromirrors 1a to 1d are in the retracted position, the permalloy 12 is attracted and held by the permanent magnets of the fourth layer A4, and the electromagnetic actuators 20a to 20d.
Even if the power supply to d is stopped, the movable micromirrors 1a to
1d is held (latched) in the retracted position.
【００３６】一方、この没入位置に保持されている可動
マイクロミラー１ａ〜１ｄを突出位置に上昇移動させる
ときには、各電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄに対
し、１段目及び２段目の平面マイクロコイル２１，２２
に他方向の電流が流れるように給電される。すると、そ
の電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄの作動により、可
動マイクロミラー１ａ〜１ｄ下部のパーマロイ１２に対
する第４層Ａ４の永久磁石の吸引力が抑制され、このこ
とにより可動マイクロミラー１ａ〜１ｄが板ばね部１０
のばね力により没入位置から突出位置に上昇し、各電磁
アクチュエータ２０ａ〜２０ｄに対する給電が停止され
る。この可動マイクロミラー１ａ〜１ｄが突出位置にあ
るときには、電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄへの給
電を停止しても、可動マイクロミラー１ａ〜１ｄは板ば
ね部１０のばね力により突出位置に保持（ラッチ）され
る。On the other hand, when the movable micromirrors 1a to 1d held at the retracted position are moved upward to the projecting position, the planar microcoils 21 of the first and second stages are moved with respect to the electromagnetic actuators 20a to 20d. 22
Power is supplied so that the electric current flows in the other direction. Then, by the operation of the electromagnetic actuators 20a to 20d, the attractive force of the permanent magnet of the fourth layer A4 against the permalloy 12 below the movable micromirrors 1a to 1d is suppressed, which causes the movable micromirrors 1a to 1d to move in the leaf spring portion. 10
The spring force moves up from the retracted position to the protruding position, and power supply to the electromagnetic actuators 20a to 20d is stopped. When the movable micromirrors 1a to 1d are in the projecting position, the movable micromirrors 1a to 1d are held (latched) by the spring force of the plate spring portion 10 even if the power supply to the electromagnetic actuators 20a to 20d is stopped. To be done.
【００３７】そして、各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄ
が突出位置にあるときには、第１層Ａ１における各入力
側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ，４ｂに保持された２つの入
力側光ファイバＦ１，Ｆ２から入射された光信号が各可
動マイクロミラー１ａ〜１ｄのミラー面２で反射して、
各出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ｃ，４ｄに保持された２
つの出力側光ファイバＦ３，Ｆ４から出力されるＯＮ状
態となる。このとき、入力側マイクロレンズＬ１は、第
１の入力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａに保持されている光
ファイバＦ１から出た光信号を平行光にして、突出位置
にある第１又は第３可動マイクロミラー１ａ，１ｃのミ
ラー面２に、また、第２の入力側光ファイバ保持Ｖ溝４
ｂに保持されている光ファイバＦ２から出た光信号を平
行光にして、突出位置にある第２又は第４可動マイクロ
ミラー１ｂ，１ｄのミラー面２にそれぞれ入射させる一
方、出力側マイクロレンズＬ２は、第３又は第４可動マ
イクロミラー１ｃ，１ｄのミラー面２で反射した光信号
を収束させて、第１の出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ｃに
保持されている光ファイバＦ３に、また第１又は第２可
動マイクロミラー１ａ，１ｂのミラー面２で反射した光
信号を収束させて、第２の出力側光ファイバ保持Ｖ溝４
ｄに保持されている光ファイバＦ４にそれぞれ入力させ
る。Then, each movable micro mirror 1a-1d
Is in the protruding position, the optical signals incident from the two input side optical fibers F1 and F2 held in the respective input side optical fiber holding V grooves 4a and 4b in the first layer A1 are moved to the movable micromirrors 1a to 1d. Reflected by the mirror surface 2 of
2 held in each output side optical fiber holding V groove 4c, 4d
The two optical fibers F3 and F4 on the output side are turned on. At this time, the input-side microlens L1 collimates the optical signal emitted from the optical fiber F1 held in the first input-side optical fiber holding V groove 4a into parallel light to move the first or third movable lens in the protruding position. On the mirror surface 2 of the micromirrors 1a and 1c, and also on the second input side optical fiber holding V groove 4
The optical signal emitted from the optical fiber F2 held in b is collimated and made incident on the mirror surfaces 2 of the second or fourth movable micromirrors 1b and 1d at the protruding position, while the output-side microlens L2 Is for converging the optical signal reflected by the mirror surface 2 of the third or fourth movable micromirrors 1c and 1d, to the optical fiber F3 held in the first output side optical fiber holding V groove 4c, and The optical signal reflected by the mirror surface 2 of the first or second movable micromirror 1a, 1b is converged, and the second output side optical fiber holding V groove 4 is formed.
The light is input to each of the optical fibers F4 held in d.
【００３８】一方、各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄが
没入位置にあるときには、入力側光ファイバＦ１，Ｆ２
からの入射光信号が各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄの
ミラー面２で反射しないでミラー面２の上側を通過し、
出力側光ファイバＦ３，Ｆ４から出力されないＯＦＦ状
態になる。On the other hand, when the movable micromirrors 1a to 1d are in the retracted position, the input side optical fibers F1 and F2 are provided.
The incident light signal from the light passes through the upper side of the mirror surface 2 without being reflected by the mirror surface 2 of each of the movable micromirrors 1a to 1d,
The output optical fibers F3 and F4 are in an OFF state where they are not output.
【００３９】例えば、第１可動マイクロミラー１ａ及び
第４可動マイクロミラー１ｄが突出位置に、また第２可
動マイクロミラー１ｂが没入位置にそれぞれ位置付けら
れた状態では（第３可動マイクロミラー１ｃは第１入力
側光ファイバＦ１からの入射光信号の反射に寄与しない
ので、突出位置又は没入位置のいずれでもよい）、光ス
イッチＡに対し第１入力側光ファイバＦ１から入射され
た光信号は入力側マイクロレンズＬ１で平行光にされた
後に突出位置にある第１可動マイクロミラー１ａのミラ
ー面２で反射され、この反射光信号は、没入位置にある
第２可動マイクロミラー１ｂの上側を通って出力側マイ
クロレンズＬ２に入り、そのマイクロレンズＬ２で収束
された後に第２出力側光ファイバＦ４に入射されて、そ
の第２出力側光ファイバＦ４により光スイッチＡから出
力される。また、第２入力側光ファイバＦ２から入射さ
れた光信号は入力側マイクロレンズＬ１で平行光にされ
た後に第２可動マイクロミラー１ｂに向かうが、この第
２可動マイクロミラー１ｂは没入位置にあるので、その
ミラー面２では反射されず、そのミラー面２の上側を通
過して、第２可動マイクロミラー１ｂに隣接した突出位
置にある第４可動マイクロミラー１ｄのミラー面２で反
射される。そして、この反射光信号は出力側マイクロレ
ンズＬ２で収束された後に第１出力側光ファイバＦ３に
入射されて、その第１出力側光ファイバＦ３により光ス
イッチＡから出力される。For example, in a state where the first movable micromirror 1a and the fourth movable micromirror 1d are located at the projecting position and the second movable micromirror 1b is located at the retracted position (the third movable micromirror 1c is the first movable micromirror 1c). Since it does not contribute to the reflection of the incident optical signal from the input side optical fiber F1, it may be in the protruding position or the retracted position), the optical signal incident from the first input side optical fiber F1 to the optical switch A is the input side microfiber. After being collimated by the lens L1, it is reflected by the mirror surface 2 of the first movable micromirror 1a at the protruding position, and the reflected light signal passes through the upper side of the second movable micromirror 1b at the retracted position and is output. The light enters the microlens L2, is converged by the microlens L2, and then is incident on the second output-side optical fiber F4. Output from the optical switch A by Iba F4. The optical signal incident from the second input-side optical fiber F2 is collimated by the input-side microlens L1 and then travels toward the second movable micromirror 1b. The second movable micromirror 1b is in the retracted position. Therefore, the light is not reflected by the mirror surface 2, passes through the upper side of the mirror surface 2, and is reflected by the mirror surface 2 of the fourth movable micromirror 1d at the protruding position adjacent to the second movable micromirror 1b. Then, this reflected light signal is converged by the output side microlens L2, then enters the first output side optical fiber F3, and is output from the optical switch A by the first output side optical fiber F3.
【００４０】この状態から例えば第１及び第４可動マイ
クロミラー１ａ，１ｄを没入位置にラッチし、第２及び
第３可動マイクロミラー１ｂ，１ｃを突出位置にラッチ
すると、第１入力側光ファイバＦ１からの入射光信号は
第３可動マイクロミラー１ｃのミラー面２で反射された
後に第１出力側光ファイバＦ３から、また第２入力側光
ファイバＦ２からの入射光信号は第２可動マイクロミラ
ー１ｂのミラー面２で反射された後に第２出力側光ファ
イバＦ４からそれぞれ出力される。From this state, for example, when the first and fourth movable micromirrors 1a and 1d are latched in the retracted position and the second and third movable micromirrors 1b and 1c are latched in the protruding position, the first input side optical fiber F1 is obtained. Is reflected from the mirror surface 2 of the third movable micromirror 1c, and then the incident optical signal from the first output side optical fiber F3 and from the second input side optical fiber F2 is transmitted from the second movable micromirror 1b. After being reflected by the mirror surface 2 of the above, the light is output from the second output side optical fiber F4.
【００４１】さらに、例えば全ての可動マイクロミラー
１ａ〜１ｄを突出位置に位置付けたときには、第２入力
側光ファイバＦ２からの入射光信号が第２可動マイクロ
ミラー１ｂのミラー面２で反射された後に第２出力側光
ファイバＦ４から出力されるのみとなる（第１入力側光
ファイバＦ１からの入射光は第１可動マイクロミラー１
ａのミラー面２で反射されるが、突出位置にある第２可
動マイクロミラー１ｂに遮蔽されて第２出力側光ファイ
バＦ４へは入射されない）。Further, for example, when all the movable micromirrors 1a to 1d are positioned at the projecting positions, after the incident optical signal from the second input side optical fiber F2 is reflected by the mirror surface 2 of the second movable micromirror 1b. It is only output from the second output side optical fiber F4 (the incident light from the first input side optical fiber F1 is the first movable micromirror 1).
Although it is reflected by the mirror surface 2 of a, it is blocked by the second movable micromirror 1b at the protruding position and is not incident on the second output side optical fiber F4).
【００４２】さらにまた、全ての可動マイクロミラー１
ａ〜１ｄを没入位置にラッチしたときには、両入力側光
ファイバＦ１，Ｆ２からの入射光信号はいずれの可動マ
イクロミラー１ａ〜１ｄでも反射されず、それらを通過
するので、両出力側光ファイバＦ３，Ｆ４から出力され
る光信号がなくなる。Furthermore, all movable micro mirrors 1
When a to 1d are latched in the retracted position, the incident optical signals from both the input side optical fibers F1 and F2 are not reflected by any of the movable micromirrors 1a to 1d and pass through them, so that the both output side optical fibers F3. , F4 disappears.
【００４３】このようにして４つの可動マイクロミラー
１ａ〜１ｄの突出位置及び没入位置への切換えを組み合
わせることで、２入力２出力の光スイッチＡのＯＮ／Ｏ
ＦＦ状態を切り換えることができる。By combining the switching of the four movable micromirrors 1a to 1d to the projecting position and the retracted position in this manner, the 2-input 2-output optical switch A is turned ON / O.
The FF state can be switched.
【００４４】（光スイッチの製造方法）次に、光スイッ
チＡの製造方法について図４〜図１９に基づいて説明す
る。(Manufacturing Method of Optical Switch) Next, a manufacturing method of the optical switch A will be described with reference to FIGS.
【００４５】＜第１層形成工程＞
−準備ステップ−
図４（ａ）に示すように、厚さ１５０μｍのＳｉ（シリ
コン）からなる表面Ｓｉ層３１（上面Ｓｉ層）と、同１
μｍのＳｉＯ2（酸化膜）からなるＳｉＯ2層３２（酸化
膜層）と、同３μｍのＳｉからなる裏面Ｓｉ層３３（下
面Ｓｉ層）とを積層した３層構造であり、表面Ｓｉ層３
１は、表面（基板表面）が｛１００｝面のいずれかで構
成されていると共に４つの側面が｛１１０｝面で構成さ
れている矩形板状のシリコン基板としてのＳＯＩウエハ
３０を準備する。<First Layer Forming Step> -Preparation Step-As shown in FIG. 4A, a surface Si layer 31 (upper surface Si layer) made of Si (silicon) having a thickness of 150 μm
The surface Si layer 3 has a three-layer structure in which a SiO 2 layer 32 (oxide film layer) made of SiO 2 (oxide film) of 3 μm and a back surface Si layer 33 (bottom Si layer) made of Si of 3 μm are stacked.
In No. 1, a SOI wafer 30 is prepared as a rectangular plate-shaped silicon substrate having a surface (substrate surface) formed by any of {100} planes and four side surfaces formed by {110} planes.
【００４６】−可動マイクロミラーの形成ステップ−
第１層Ａ１の加工については、まず、図４及び図５に示
すように、第１層Ａ１の上面に可動マイクロミラー１ａ
〜１ｄを形成する。なお、図４は図５のIV−IV線断面位
置での加工状態を示す。-Formation Step of Movable Micromirror- Regarding the processing of the first layer A1, first, as shown in FIGS. 4 and 5, the movable micromirror 1a is formed on the upper surface of the first layer A1.
Form 1d. Note that FIG. 4 shows a processing state at a cross-sectional position along the line IV-IV in FIG.
【００４７】まず、図４（ａ）に示すように、３層構造
のＳＯＩウエハ３０をその上面Ｓｉ層３１が上側になる
ように配置し、図４（ｂ）に示すように、その上面Ｓｉ
層３１の基板表面（上面）及び基板裏面（下面）にそれ
ぞれ熱酸化膜（第１被膜）３４，３４を形成する。First, as shown in FIG. 4A, the SOI wafer 30 having a three-layer structure is arranged so that the upper surface Si layer 31 is on the upper side, and as shown in FIG.
Thermal oxide films (first coatings) 34, 34 are formed on the substrate front surface (upper surface) and substrate back surface (lower surface) of the layer 31, respectively.
【００４８】次に、ＳＯＩウエハ３０の基板表面の熱酸
化膜３４上にミラー面及び可動マイクロミラー形成用の
パターニングをフォトレジストにより施して熱酸化膜３
４の露出部分をフッ酸でエッチングすることにより、図
４（ｃ）に示すように、ＳＯＩウエハ３０の基板表面に
ミラー面及び可動マイクロミラー形成用の熱酸化膜３４
によるパターニングを施す。その後、フォトレジストは
リムーバーにより除去する。Next, patterning for forming a mirror surface and a movable micro-mirror is performed on the thermal oxide film 34 on the substrate surface of the SOI wafer 30 by using a photoresist, and the thermal oxide film 3 is formed.
By etching the exposed portion of 4 with hydrofluoric acid, a thermal oxide film 34 for forming a mirror surface and a movable micromirror is formed on the substrate surface of the SOI wafer 30, as shown in FIG. 4C.
Patterning is performed. After that, the photoresist is removed by a remover.
【００４９】次いで、図４（ｄ）に示すように、ミラー
面及び可動マイクロミラー形成用のパターニングを施し
たＳＯＩウエハ３０の基板表面全体を窒化膜（第２被
膜）３５で被覆し、その窒化膜３５をさらに酸化膜３７
で被覆する。Then, as shown in FIG. 4 (d), the entire surface of the substrate of the SOI surface 30 on which the mirror surface and the movable micromirror are patterned is covered with a nitride film (second film) 35, and the nitriding thereof is performed. The film 35 is replaced by an oxide film 37.
Cover with.
【００５０】次いで、ＳＯＩウエハ３０の基板表面の酸
化膜３７上に可動マイクロミラー形成用のパターニング
をフォトレジストにより施して酸化膜３７の露出部分を
フッ酸でエッチングし、さらに、露出した窒化膜３５を
熱リン酸でエッチングすることにより、図４（ｅｆ）に
示すように、ＳＯＩウエハ３０の基板表面に可動マイク
ロミラー形成用の酸化膜３７及び窒化膜３５によるパタ
ーニングを施す。Next, patterning for forming a movable micromirror is performed on the oxide film 37 on the substrate surface of the SOI wafer 30 with a photoresist, the exposed portion of the oxide film 37 is etched with hydrofluoric acid, and the exposed nitride film 35 is further formed. By etching with hot phosphoric acid, the substrate surface of the SOI wafer 30 is patterned with the oxide film 37 and the nitride film 35 for forming the movable micromirror, as shown in FIG. 4 (ef).
【００５１】次いで、図４（ｆ）に示すように、上面Ｓ
ｉ層３１に対しＲＩＥによりドライエッチングをＳｉＯ
2層３２に到達するまで行う。このとき、ＳＯＩウエハ
３０には、ＲＩＥにより可動マイクロミラー前駆体３８
と共にその周りに凹部３９が形成される。また、ＳＯＩ
ウエハ３０の基板表面の酸化膜３７をフッ酸により除去
する。この酸化膜３７の除去はＲＩＥの前に行ってもよ
い。Then, as shown in FIG. 4F, the upper surface S
Dry etching is performed on the i layer 31 by RIE to form SiO.
Repeat until the second layer 32 is reached. At this time, the movable micromirror precursor 38 is formed on the SOI wafer 30 by RIE.
At the same time, a recess 39 is formed around it. In addition, SOI
The oxide film 37 on the substrate surface of the wafer 30 is removed with hydrofluoric acid. The oxide film 37 may be removed before the RIE.
【００５２】次いで、図４（ｇ）に示すように、ＲＩＥ
により形成されたＳＯＩウエハの凹部３９の側壁の露出
部分を熱酸化膜３４で被覆する。Then, as shown in FIG.
The exposed portion of the side wall of the recess 39 of the SOI wafer formed by the above is covered with the thermal oxide film 34.
【００５３】次いで、図４（ｈ）に示すように、ＳＯＩ
ウエハ３０の基板表面の窒化膜３５を熱リン酸により除
去する。このとき、ＳＯＩウエハ３０の基板表面には、
ミラー面形成用の熱酸化膜３４によるパターニングが現
れる。なお、凹部３９の側壁の熱酸化膜３４は熱リン酸
によってはエッチングされない。Next, as shown in FIG.
The nitride film 35 on the substrate surface of the wafer 30 is removed by hot phosphoric acid. At this time, on the substrate surface of the SOI wafer 30,
The patterning by the thermal oxide film 34 for forming the mirror surface appears. The thermal oxide film 34 on the side wall of the recess 39 is not etched by hot phosphoric acid.
【００５４】続いて、図４（ｉ）に示すように、ＴＭＡ
Ｈ（Tetra Methyl Anmonium Hydroxide）溶液又はＫＯ
Ｈ（水酸化カリウム）溶液により上面Ｓｉ層３１に異方
性ウエットエッチングを行い、各可動マイクロミラー前
駆体３８にミラー面２を形成して可動マイクロミラー１
ａ〜１ｄとする。Then, as shown in FIG. 4 (i), TMA
H (Tetra Methyl Anmonium Hydroxide) solution or KO
Anisotropic wet etching is performed on the upper surface Si layer 31 with an H (potassium hydroxide) solution to form the mirror surface 2 on each movable micromirror precursor 38 to form the movable micromirror 1.
a to 1d.
【００５５】そして、図４（ｊ）に示すように、元の上
下面及び凹部３９の側壁の熱酸化膜３４，３４を除去す
る。Then, as shown in FIG. 4 (j), the thermal oxide films 34, 34 on the original upper and lower surfaces and the sidewalls of the recess 39 are removed.
【００５６】最後に、図４（ｋ）に示すように、上面全
体及び下面にそれぞれ熱酸化膜３４，３４を形成する。Finally, as shown in FIG. 4K, thermal oxide films 34, 34 are formed on the entire upper surface and lower surface, respectively.
【００５７】この方法では、ＲＩＥにより可動マイクロ
ミラー前駆体３８が形成された後に異方性ウェットエッ
チングによりミラー面２が形成されるので、ミラー面２
の平坦度及びＳＯＩウエハ３０に対する垂直度の精度が
ともに高い可動マイクロミラー１ａ〜１ｄを形成させる
ことができる。In this method, since the movable micromirror precursor 38 is formed by RIE and then the mirror surface 2 is formed by anisotropic wet etching, the mirror surface 2 is formed.
It is possible to form the movable micromirrors 1a to 1d having high flatness and high accuracy of the verticality with respect to the SOI wafer 30.
【００５８】また、予めミラー面形成用のパターニング
が施されるので、ＳＯＩウエハ３０の基板表面の熱酸化
膜３４のエッチングによりミラー面形成用のパターニン
グを施す際に凹部３９の側壁の露出部分を被覆する熱酸
化膜３４がエッチングされるという事態を回避すること
ができる。Further, since the patterning for forming the mirror surface is performed in advance, when the patterning for forming the mirror surface is performed by etching the thermal oxide film 34 on the substrate surface of the SOI wafer 30, the exposed portion of the side wall of the recess 39 is exposed. It is possible to avoid the situation where the thermal oxide film 34 that covers is etched.
【００５９】なお、第１被膜である熱酸化膜３４と第２
被膜である窒化膜３５とは、それぞれ異なるエッチング
液によりエッチングされ、熱酸化膜３４はフッ酸をエッ
チング液としてエッチングされるのに対して窒化膜３５
はフッ酸によってはエッチングされない一方、窒化膜３
５は熱リン酸をエッチング液としてエッチングされるの
に対して熱酸化膜３４は熱リン酸によってはエッチング
されない。The first oxide film 34 and the second oxide film
The nitride film 35, which is a film, is etched by different etching solutions, and the thermal oxide film 34 is etched by using hydrofluoric acid as an etching solution, while the nitride film 35 is etched.
Is not etched by hydrofluoric acid, while the nitride film 3
5 is etched using hot phosphoric acid as an etching solution, whereas the thermal oxide film 34 is not etched by hot phosphoric acid.
【００６０】−入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝並
びにレンズ保持凹部形成ステップ−図６及び図７に示す
ように、第１層Ａ１の上面に入力側及び出力側光ファイ
バ保持Ｖ溝４ａ〜４ｄ並びにレンズ保持凹部５ａ，５ｂ
を形成する。なお、図６は図７のＶI−ＶI線断面位置で
の加工状態を示す。-Step for forming V-grooves for holding optical fibers on input side and output side and concave portion for holding lens-As shown in FIGS. 6 and 7, V-grooves 4a for holding optical fibers on input side and output side are formed on the upper surface of the first layer A1. 4d and lens holding recesses 5a, 5b
To form. Note that FIG. 6 shows a processing state at a cross-sectional position along the line VI-VI in FIG. 7.
【００６１】まず、可動マイクロミラー１ａ〜１ｄを形
成した後のＳＯＩウエハ３０の基板表面の熱酸化膜３４
上に各レンズ保持凹部形成用のパターニングをフォトレ
ジストにより施して熱酸化膜３４の露出部分をフッ酸で
エッチングすることにより、図６（ａ）に示すように、
ＳＯＩウエハ３０の基板表面にレンズ保持凹部形成用の
熱酸化膜３４によるパターニングを施す。First, the thermal oxide film 34 on the substrate surface of the SOI wafer 30 after forming the movable micromirrors 1a to 1d.
By patterning a photoresist for forming each lens holding recess on the photoresist and etching the exposed portion of the thermal oxide film 34 with hydrofluoric acid, as shown in FIG. 6A,
The substrate surface of the SOI wafer 30 is patterned by the thermal oxide film 34 for forming the lens holding concave portion.
【００６２】次に、図６（ｂ）に示すように、上面Ｓｉ
層３１に対しＲＩＥによりドライエッチングをＳｉＯ2
層３２に到達するまで行う。Next, as shown in FIG. 6B, the upper surface Si
The layer 31 is dry-etched by RIE using SiO 2
Do this until layer 32 is reached.
【００６３】そして、図６（ｃ）に示すように、各レン
ズ保持凹部５ａ，５ｂの周囲側面に熱酸化膜３４を形成
し、ＳＯＩウエハ３０の基板表面の熱酸化膜３４上に入
力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝形成用のパターニン
グをフォトレジストにより施して熱酸化膜３４の露出部
分をフッ酸でエッチングすることにより、図６（ｄ）に
示すように、ＳＯＩウエハ３０の基板表面に入力側及び
出力側光ファイバ保持Ｖ溝形成用の熱酸化膜３４による
パターニングを施す。Then, as shown in FIG. 6C, a thermal oxide film 34 is formed on the peripheral side surfaces of the lens holding recesses 5a and 5b, and the thermal oxide film 34 on the substrate surface of the SOI wafer 30 is formed on the input side and the thermal oxide film 34. By patterning the V-groove for holding the output side optical fiber with a photoresist and etching the exposed portion of the thermal oxide film 34 with hydrofluoric acid, as shown in FIG. 6D, the substrate surface of the SOI wafer 30 is formed. Patterning is performed by the thermal oxide film 34 for forming the V-grooves for holding the optical fibers on the input and output sides.
【００６４】次に、図６（ｅ）に示すように、ＴＭＡＨ
溶液により上面Ｓｉ層３１に異方性ウエットエッチング
による｛１１１｝面のエッチングにより、入力側及び出
力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ〜４ｄを形成する。Next, as shown in FIG. 6E, TMAH
The input side and output side optical fiber holding V-grooves 4a to 4d are formed in the upper surface Si layer 31 by the solution by etching the {111} plane by anisotropic wet etching.
【００６５】以上のようにして、図７に示すように、第
１層Ａ１の上面に各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄに加
えて４条の入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝４ａ〜
４ｄ並びに２つのレンズ保持凹部５ａ，５ｂが形成され
る。As described above, as shown in FIG. 7, in addition to the movable micromirrors 1a to 1d, the four input side and output side optical fiber holding V grooves 4a to 4d are formed on the upper surface of the first layer A1.
4d and two lens holding recesses 5a and 5b are formed.
【００６６】＜第２層形成工程＞
−開口及び端子収容部形成ステップ−
第２層Ａ２については、図１０及び図１１に示すよう
に、開口１５及び端子収容部１６ａ，１６ｂを順に形成
する。なお、図１０は図１１のＸ−Ｘ線断面位置での加
工状態を示す。<Second Layer Forming Step> -Opening and Terminal Housing Forming Step-For the second layer A2, as shown in FIGS. 10 and 11, the opening 15 and the terminal housings 16a and 16b are formed in order. It should be noted that FIG. 10 shows a processing state at a cross-sectional position along the line XX in FIG.
【００６７】まず、図１０（ａ）に示すように、ガラス
基板４０の基板裏面にＣｒを蒸着して蒸着膜４１を形成
し、図１０（ｂ）に示すように、そのＣｒの蒸着膜４１
に対し開口１５の平面形状のパターニングを施した後、
図１０（ｃ）に示すように、ガラス部分をエッチングし
て開口１５を形成する。First, as shown in FIG. 10A, Cr is deposited on the back surface of the glass substrate 40 to form a vapor deposition film 41, and as shown in FIG. 10B, the Cr vapor deposition film 41 is formed.
After patterning the planar shape of the opening 15 with respect to
As shown in FIG. 10C, the glass portion is etched to form the opening 15.
【００６８】次に、図１０（ｄ）に示すように、ガラス
基板４０の基板裏面において端子収容部１６ａ，１６ｂ
となる部分にＣｒを蒸着して蒸着膜４１を形成し、図１
０（ｅ）に示すように、そのＣｒ蒸着膜４１に対し端子
収容部１６ａ，１６ｂの平面形状のパターニングを施し
た後、図１０（ｆ）に示すように、ガラスをエッチング
する。Next, as shown in FIG. 10D, the terminal accommodating portions 16a and 16b are formed on the rear surface of the glass substrate 40.
Cr is vapor-deposited on the portion to be formed to form the vapor-deposited film 41.
As shown in FIG. 0 (e), the Cr vapor deposition film 41 is patterned in the plane shape of the terminal accommodating portions 16a and 16b, and then the glass is etched as shown in FIG. 10 (f).
【００６９】以上のようにして、図１１に示すように、
第２層Ａ２の基板裏面に１つの開口１５及び２つの端子
収容部１６ａ，１６ｂが形成される（支持用基板をＳｉ
基板で形成するときにも、上記と同様にして、Ｓｉ基板
に対しパターニング及びエッチングにより第２層Ａ２の
基板裏面に開口及び端子収容部を形成する）。As described above, as shown in FIG.
One opening 15 and two terminal accommodating portions 16a and 16b are formed on the back surface of the substrate of the second layer A2 (the supporting substrate is made of Si.
Also when the substrate is formed, the opening and the terminal accommodating portion are formed on the back surface of the second layer A2 of the substrate by patterning and etching in the same manner as described above).
【００７０】＜第３層形成工程＞
−１段目の平面マイクロコイル形成ステップ−
第３層Ａ３については、まず、図１２及び図１３に示す
ように、電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄの各々の１
段目の各マイクロコイル２１を形成する。なお、図１２
は図１３のXII−XII線断面位置での加工状態を示す。<Third Layer Forming Step> -First Stage Micro Coil Forming Step-For the third layer A3, first, as shown in FIGS. 12 and 13, 1 of each of the electromagnetic actuators 20a to 20d is performed.
Each microcoil 21 of the stage is formed. Note that FIG.
Shows the processing state at the cross-sectional position along the line XII-XII in FIG.
【００７１】まず、図１２（ａ）に示すＳｉウエハ４５
の表面に対し、図１２（ｂ）に示すように、絶縁膜とし
ての紫外線感光性のポリイミド膜４６を成膜する。First, the Si wafer 45 shown in FIG.
As shown in FIG. 12B, an ultraviolet-sensitive polyimide film 46 as an insulating film is formed on the surface of the.
【００７２】次に、図１２（ｃ）に示すように、上記ポ
リイミド膜４６上に後工程での無電界メッキの核となる
Ｐｔ膜４７をスパッタリングにより成膜する。この成膜
は、導電性を有する膜としてではなく、導電性を有しな
い程度に薄く行う。Next, as shown in FIG. 12C, a Pt film 47, which serves as a nucleus for electroless plating in a later step, is formed on the polyimide film 46 by sputtering. This film formation is performed not as a film having conductivity but as thin as not having conductivity.
【００７３】次いで、図１２（ｄ）に示すように、この
Ｐｔ膜４７上にさらに所定膜厚（例えば１０μｍ）の紫
外線感光性のポリイミド膜４６を成膜する。Next, as shown in FIG. 12D, an ultraviolet-sensitive polyimide film 46 having a predetermined film thickness (for example, 10 μm) is further formed on the Pt film 47.
【００７４】続いて、図１２（ｅ）に示すように、表面
の感光性のポリイミド膜４６に紫外線を照射することに
より１段目の各マイクロコイル２１と第１及び第２端子
２３ａ，２３ｂとの各平面形状のパターニングを施し、
その後、図１２（ｆ）に示すように、Ｐｔ膜４７を核と
してＣｕの無電界メッキを、また、その後にそのＣｕメ
ッキを導電膜としてＣｕの電界メッキをそれぞれ行い、
Ｃｕメッキ膜４８を形成する。Subsequently, as shown in FIG. 12E, the photosensitive polyimide film 46 on the surface is irradiated with ultraviolet rays so that the microcoils 21 in the first stage and the first and second terminals 23a and 23b are connected to each other. Patterning each planar shape of
Thereafter, as shown in FIG. 12F, electroless plating of Cu is performed using the Pt film 47 as a nucleus, and thereafter, electrolytic plating of Cu is performed using the Cu plating as a conductive film.
A Cu plating film 48 is formed.
【００７５】以上のようにして、図１３に示すように、
第３層Ａ３の基板表面に、第１層Ａ１の各可動マイクロ
ミラー１ａ〜１ｄに対応する４つの１段目の平面マイク
ロコイル２１，２１，…がＣｕメッキにより形成され
る。また、第１及び第２端子２３ａ，２３ｂも同時に形
成される。As described above, as shown in FIG.
On the substrate surface of the third layer A3, four first-stage planar microcoils 21, 21, ... Corresponding to the movable micromirrors 1a to 1d of the first layer A1 are formed by Cu plating. The first and second terminals 23a and 23b are also formed at the same time.
【００７６】−２段目の平面マイクロコイル形成ステッ
プ−
引き続いて第３層Ａ３に図１４及び図１５に示すように
電磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄの各々の２段目の各
平面マイクロコイル２２を上記１段目の平面マイクロコ
イル２１と同様にして形成する。なお、図１４は図１５
のXIV−XIV線断面位置での加工状態を示す。-Step of Forming Planar Micro-Coil of Second Stage-Subsequently, as shown in FIGS. 14 and 15, the second-stage planar micro-coil 22 of each of the electromagnetic actuators 20a to 20d is formed on the third layer A3 as described above. It is formed in the same manner as the planar microcoil 21 of the step. 14 is shown in FIG.
The processing state at the XIV-XIV line sectional position of is shown.
【００７７】まず、図１４（ａ）に示すように、１段目
の平面マイクロコイル２１，２１，…が形成されたＳｉ
ウエハ４５の基板表面に絶縁層２５となる感光性ポリイ
ミド膜４６を成膜する。First, as shown in FIG. 14A, Si having the first-stage planar microcoils 21, 21 ,.
A photosensitive polyimide film 46 to be the insulating layer 25 is formed on the substrate surface of the wafer 45.
【００７８】次に、図１４（ｂ）に示すように、この感
光性ポリイミド膜４６に紫外線を照射することにより１
段目及び２段目のマイクロコイル２１，２２同士の接続
部２４の平面形状のパターニングを施す。Next, as shown in FIG. 14 (b), the photosensitive polyimide film 46 is irradiated with ultraviolet rays so that the
The planar shape of the connecting portion 24 between the microcoils 21 and 22 of the second and second stages is patterned.
【００７９】次いで、図１４（ｃ）に示すように、ポリ
イミド膜４６上に無電界メッキの核となるＰｔ膜４７を
スパッタリングにより成膜する。Next, as shown in FIG. 14C, a Pt film 47, which serves as a nucleus for electroless plating, is formed on the polyimide film 46 by sputtering.
【００８０】続いて、図１４（ｄ）に示すように、Ｐｔ
膜４７上に所定膜厚（例えば１０μｍ）の紫外線感光性
のポリイミド膜４６を成膜し、その感光性のポリイミド
膜４６に紫外線を照射することにより２段目の各マイク
ロコイル２２と第３及び第４端子２３ｃ，２３ｄとの平
面形状のパターニングを施す。Then, as shown in FIG. 14 (d), Pt
An ultraviolet-sensitive polyimide film 46 having a predetermined film thickness (for example, 10 μm) is formed on the film 47, and the photosensitive polyimide film 46 is irradiated with ultraviolet rays, whereby each microcoil 22 and the third Planar patterning with the fourth terminals 23c and 23d is performed.
【００８１】そして、図１４（ｅ）に示すように、Ｐｔ
膜４７を核としてＣｕの無電界メッキを、また、そのＣ
ｕメッキを導電膜としてＣｕの電界メッキをそれぞれ行
う。Then, as shown in FIG. 14 (e), Pt
The electroless plating of Cu using the film 47 as a nucleus, and the C
Cu electroplating is performed using u plating as a conductive film.
【００８２】以上のようにして、図１５に示すように、
第３層Ａ３の表面に、４つの２段目の平面マイクロコイ
ル２２，２２，…が１段目の平面マイクロコイル２１，
２１，…と絶縁層２５（ポリイミド膜４６）で絶縁され
て積層された状態で形成される。また、第３及び第４端
子２３ｃ，２３ｄも同時に形成される。As described above, as shown in FIG.
On the surface of the third layer A3, the four second-stage planar microcoils 22, 22, ...
, And the insulating layer 25 (polyimide film 46) are insulated and laminated. Also, the third and fourth terminals 23c and 23d are formed at the same time.
【００８３】−保護膜形成ステップ−
図１６及び図１７に示すように、２段の平面マイクロコ
イル２１，２２を保護するための保護膜を形成する。な
お、図１６は図１７のXVI−XVI線断面位置での加工状態
を示す。-Protective Film Forming Step-As shown in FIGS. 16 and 17, a protective film for protecting the two-stage planar microcoils 21 and 22 is formed. Note that FIG. 16 shows the processing state at the cross-sectional position along the line XVI-XVI in FIG.
【００８４】まず、図１６（ａ）に示すように、２段目
の各平面マイクロコイル２２が形成されたＳｉウエハ４
５の表面に感光性ポリイミド膜４６を成膜する。First, as shown in FIG. 16A, the Si wafer 4 on which the planar microcoils 22 of the second stage are formed
A photosensitive polyimide film 46 is formed on the surface of 5.
【００８５】次に、図１６（ｂ）に示すように、この感
光性ポリイミド膜４６に紫外線を照射することによりパ
ターニングを施して第１〜第４端子２３ａ〜２３ｄを露
出させる。Next, as shown in FIG. 16B, the photosensitive polyimide film 46 is irradiated with ultraviolet rays to be patterned to expose the first to fourth terminals 23a to 23d.
【００８６】以上のようにして、図１７に示すように、
第３層Ａ３の表面に、２段の平面マイクロコイル２１，
２２が保護膜で保護され、且つ、これら平面マイクロコ
イル２１，２２に接続された第１〜第４端子２３ａ〜２
３ｄがポリイミド膜４６からなる保護膜から露出した状
態に形成される。As described above, as shown in FIG.
On the surface of the third layer A3, the two-stage planar microcoil 21,
22 is protected by a protective film and is connected to the planar microcoils 21 and 22.
3d is formed so as to be exposed from the protective film made of the polyimide film 46.
【００８７】＜第１〜第３層の陽極接合工程＞以上のよ
うにして作製された第１〜第３層Ａ１〜Ａ３を接合して
一体化する。図１８に示すように、第２層Ａ２の基板表
面（端子収容部１６ａ，１６ｂのない面）と第１層Ａ１
の裏面とを、第１層Ａ１の４つの可動マイクロミラー１
ａ〜１ｄが第２層Ａ２の開口１５に臨むように位置合わ
せして陽極接合する。また、この第２層Ａ２の裏面（端
子収容部１６ａ，１６ｂのある面）と第３層Ａ３の表面
とを、第３層Ａ３の４つのマイクロコイル２１，２２が
第２層Ａ２の開口１５に臨みかつ第３層Ａ３の第１及び
第２端子２３ａ，２３ｂが第２層Ａ２の一方の端子収容
部１６ａに、また第３及び第４端子２３ｃ，２３ｄが他
方の端子収容部１６ｂにそれぞれ臨むように位置合わせ
して陽極接合する。この接合工程により、図１９に示す
ように、第１〜第３層Ａ１〜Ａ３が接合一体化される。
なお、第２層Ａ２の支持用基板としてＳｉ基板を用いる
場合には陽極接合を用いることができないので、その代
わり、ケイ酸ナトリウム水溶液を用いた水ガラス接合法
により接合する。<Anodic Bonding Step of First to Third Layers> The first to third layers A1 to A3 manufactured as described above are bonded and integrated. As shown in FIG. 18, the substrate surface of the second layer A2 (the surface without the terminal accommodating portions 16a and 16b) and the first layer A1.
Of the four movable micromirrors 1 of the first layer A1
The a to 1d are aligned so as to face the opening 15 of the second layer A2, and anodic bonding is performed. The four microcoils 21 and 22 of the third layer A3 form the openings 15 of the second layer A2 on the back surface of the second layer A2 (the surface on which the terminal accommodating portions 16a and 16b are provided) and the front surface of the third layer A3. And the first and second terminals 23a and 23b of the third layer A3 are in one terminal accommodating portion 16a of the second layer A2, and the third and fourth terminals 23c and 23d are in the other terminal accommodating portion 16b. Position and anodic-bond so that they face each other. By this joining step, as shown in FIG. 19, the first to third layers A1 to A3 are joined and integrated.
When a Si substrate is used as a supporting substrate for the second layer A2, anodic bonding cannot be used. Instead, the bonding is performed by a water glass bonding method using an aqueous solution of sodium silicate.
【００８８】＜第４層の接合工程＞このようにして接合
された第１〜第３層Ａ１〜Ａ３を第４層Ａ４（永久磁
石）の表面に接合して一体化することで、光スイッチＡ
の製造が完了する。<Fourth Layer Joining Step> By joining the first to third layers A1 to A3 thus joined to the surface of the fourth layer A4 (permanent magnet) and integrating them, an optical switch A
Is completed.
【００８９】（その他の実施形態）上記実施形態では、
シリコン基板であるＳＯＩウエハ３０に可動マイクロミ
ラー１ａ〜１ｄを一体形成した光スイッチＡとしたが、
特にこれに限定されるものではなく、シリコン基板にそ
の他の構成のマイクロミラーを一体形成した光スイッチ
であってもよい。(Other Embodiments) In the above embodiment,
The optical switch A has the movable micromirrors 1a to 1d integrally formed on the SOI wafer 30 which is a silicon substrate.
The optical switch is not particularly limited to this, and may be an optical switch in which a micromirror having another structure is integrally formed on a silicon substrate.
【００９０】また、上記実施形態では、可動マイクロミ
ラー形成ステップにおいて予めミラー面形成用のパター
ニングを施すことにより、シリコン基板表面の熱酸化膜
３４のエッチングでミラー面形成用のパターニングを施
す際に凹部３９の側壁の露出部分を被覆する熱酸化膜３
４がエッチングされるという事態を回避するようにした
が、特にこれに限定されるものではなく、例えば次に示
すようにしてもよい。Further, in the above embodiment, the patterning for forming the mirror surface is performed in advance in the movable micromirror forming step, so that the concave portion is formed when the patterning for forming the mirror surface is performed by etching the thermal oxide film 34 on the surface of the silicon substrate. Thermal oxide film 3 covering the exposed portion of the side wall of 39
Although the situation where 4 is etched is avoided, the present invention is not limited to this, and the following may be adopted, for example.
【００９１】すなわち、図４（ｂ）に示すようにＳＯＩ
ウエハ３０の基板表面及び基板裏面に熱酸化膜（第１被
膜）３４を形成した後、まず、ＳＯＩウエハ３０の基板
表面に可動マイクロミラー形成用のフォトレジストによ
るパターニングを施して熱酸化膜３４の露出部分をエッ
チングすることにより、図２０（ａ）に示すように、Ｓ
ＯＩウエハ３０の基板表面に可動マイクロミラー形成用
の熱酸化膜３４によるパターニングを施す。次に、図２
０（ｂ）に示すように、上面Ｓｉ層３１に対しＲＩＥに
よりドライエッチングをＳｉＯ2層３２に到達するまで
行う。このとき、ＳＯＩウエハ３０には、ＲＩＥにより
可動マイクロミラー前駆体３８と共にその周りに凹部３
９が形成される。次いで、図２０（ｃ）に示すように、
ＲＩＥにより形成されたＳＯＩウエハの凹部３９の側壁
の露出部分を熱酸化膜（第２被膜）３４で被覆すると共
に凹部３９にフォトレジスト等の充填材４２を充填し、
さらに、ＳＯＩウエハ３０の基板表面にミラー面形成用
のフォトレジストによるパターニングを施して熱酸化膜
３４の露出部分をエッチングすることによりＳＯＩウエ
ハ３０の基板表面にミラー面形成用の熱酸化膜３４によ
るパターニングを施す。この後、フォトレジスト及び充
填材はリムーバーにより除去する。続いて、図２０
（ｄ）に示すように、ＴＭＡＨ（Tetra Methyl Anmoniu
m Hydroxide）溶液又はＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液
により上面Ｓｉ層３１に異方性ウエットエッチングを行
い、各可動マイクロミラー前駆体３８にミラー面２を形
成して可動マイクロミラー１ａ〜１ｄとする。そして、
図２０（ｅ）に示すように、元の上下面及び凹部３９の
側壁の熱酸化膜３４，３４を除去する。最後に、図２０
（ｆ）に示すように、上面全体及び下面にそれぞれ熱酸
化膜３４，３４を形成する。That is, as shown in FIG.
After the thermal oxide film (first coating) 34 is formed on the substrate front surface and the substrate back surface of the wafer 30, first, the substrate surface of the SOI wafer 30 is patterned with a photoresist for forming a movable micromirror to form the thermal oxide film 34. By etching the exposed portion, as shown in FIG.
The substrate surface of the OI wafer 30 is patterned by the thermal oxide film 34 for forming the movable micromirror. Next, FIG.
As shown in FIG. 0 (b), the upper surface Si layer 31 is dry-etched by RIE until it reaches the SiO 2 layer 32. At this time, the SOI wafer 30 is recessed by the RIE along with the movable micromirror precursor 38 by RIE.
9 is formed. Then, as shown in FIG.
The exposed portion of the side wall of the recess 39 of the SOI wafer formed by RIE is covered with a thermal oxide film (second coating) 34, and the recess 39 is filled with a filler 42 such as a photoresist.
Furthermore, by patterning the substrate surface of the SOI wafer 30 with a photoresist for forming a mirror surface and etching the exposed portion of the thermal oxide film 34, the thermal oxide film 34 for forming the mirror surface is formed on the substrate surface of the SOI wafer 30. Pattern. After this, the photoresist and the filler are removed by a remover. Then, FIG.
As shown in (d), TMAH (Tetra Methyl Anmoniu
m Hydroxide) solution or KOH (potassium hydroxide) solution is used to perform anisotropic wet etching on the upper surface Si layer 31 to form the mirror surface 2 on each movable micromirror precursor 38 to form the movable micromirrors 1a to 1d. And
As shown in FIG. 20E, the thermal oxide films 34, 34 on the original upper and lower surfaces and the sidewalls of the recess 39 are removed. Finally, FIG.
As shown in (f), thermal oxide films 34, 34 are formed on the entire upper surface and the lower surface, respectively.
【００９２】あるいは、図４（ｂ）に示すようにＳＯＩ
ウエハ３０の基板表面及び基板裏面に熱酸化膜３４を形
成した後、まず、ＳＯＩウエハ３０の基板表面に可動マ
イクロミラー形成用のフォトレジストによるパターニン
グを施して熱酸化膜３４の露出部分をエッチングするこ
とにより、図２１（ａ）に示すように、ＳＯＩウエハ３
０の基板表面に可動マイクロミラー形成用の熱酸化膜３
４によるパターニングを施す。次に、図２０（ｂ）に示
すように、上面Ｓｉ層３１に対しＲＩＥによりドライエ
ッチングをＳｉＯ2層３２に到達するまで行う。このと
き、ＳＯＩウエハ３０には、ＲＩＥにより可動マイクロ
ミラー前駆体３８と共にその周りに凹部３９が形成され
る。次いで、図２０（ｃ）に示すように、ＲＩＥにより
形成された可動マイクロミラー前駆体３８周りの凹部３
９の側壁の露出部分を熱酸化膜３４で被覆した後、ＳＯ
Ｉウエハ３０の基板表面をフィルムレジスト４３で被覆
し、それにミラー面形成用のパターニングを形成して熱
酸化膜３４の露出部分をエッチングすることによりＳＯ
Ｉウエハ３０の基板表面にミラー面形成用の熱酸化膜３
４によるパターニングを施す。この後、フィルムレジス
ト４３はリムーバーにより除去する。続いて、図２１
（ｄ）に示すように、ＴＭＡＨ（Tetra MethylAnmonium
Hydroxide）溶液又はＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液に
より上面Ｓｉ層３１に異方性ウエットエッチングを行
い、各可動マイクロミラー前駆体３８にミラー面２を形
成して可動マイクロミラー１ａ〜１ｄとする。そして、
図２１（ｅ）に示すように、元の上下面及び凹部３９の
側壁の熱酸化膜３４，３４を除去する。最後に、図２１
（ｆ）に示すように、上面全体及び下面にそれぞれ熱酸
化膜３４，３４を形成する。Alternatively, as shown in FIG.
After the thermal oxide film 34 is formed on the front surface and the back surface of the substrate of the wafer 30, first, the substrate surface of the SOI wafer 30 is patterned with a photoresist for forming a movable micromirror to etch the exposed portion of the thermal oxide film 34. As a result, as shown in FIG.
Thermal oxide film 3 for forming a movable micromirror on the substrate surface of 0
The patterning by 4 is performed. Next, as shown in FIG. 20B, the upper surface Si layer 31 is dry-etched by RIE until the SiO 2 layer 32 is reached. At this time, the recesses 39 are formed on the SOI wafer 30 by RIE together with the movable micromirror precursor 38. Next, as shown in FIG. 20C, the recess 3 around the movable micromirror precursor 38 formed by RIE.
After the exposed portion of the side wall of 9 is covered with the thermal oxide film 34,
The substrate surface of the I-wafer 30 is covered with a film resist 43, patterning for forming a mirror surface is formed on the substrate surface, and the exposed portion of the thermal oxide film 34 is etched.
A thermal oxide film 3 for forming a mirror surface on the substrate surface of the I wafer 30.
The patterning by 4 is performed. After that, the film resist 43 is removed by a remover. Then, in FIG.
As shown in (d), TMAH (Tetra MethylAnmonium
Hydrolytic solution or KOH (potassium hydroxide) solution is used to perform anisotropic wet etching on the upper surface Si layer 31 to form the mirror surface 2 on each movable micromirror precursor 38 to form the movable micromirrors 1a to 1d. And
As shown in FIG. 21E, the thermal oxide films 34, 34 on the original upper and lower surfaces and the sidewalls of the recess 39 are removed. Finally, Figure 21
As shown in (f), thermal oxide films 34, 34 are formed on the entire upper surface and the lower surface, respectively.
【００９３】また、上記実施形態では、第１層Ａ１をＳ
ＯＩウエハ３０で構成し、そのＳＯＩウエハ３０の裏面
Ｓｉ層３３により各可動マイクロミラー１ａ〜１ｄ周囲
の板ばね部１０を形成し、各可動マイクロミラー１ａ〜
１ｄの下部にパーマロイ１２をメッキしたが、第１層Ａ
１をＳｉウエハのみで構成するときには、そのＳｉウエ
ハにパーマロイ１２をメッキして、そのパーマロイ１２
自体で板ばね部１０を形成することもできる。In the above embodiment, the first layer A1 is S
The backside Si layer 33 of the SOI wafer 30 forms the leaf spring portion 10 around each of the movable micromirrors 1a to 1d.
The lower part of 1d was plated with permalloy 12, but the first layer A
When 1 is composed of only a Si wafer, the Si wafer is plated with permalloy 12 and the permalloy 12
The leaf spring portion 10 can also be formed by itself.
【００９４】また、上記実施形態では、第３層Ａ３の電
磁アクチュエータ２０ａ〜２０ｄとして２段の平面マイ
クロコイル２１，２２を積層したものとしたが、１段の
平面マイクロコイルを用いてもよい。しかし、その場
合、マイクロコイルの内端部を渦巻き形状の外部に引き
出して端子に接続することが難しいので、上記実施形態
のように２段の平面マイクロコイル２１，２２の内端部
同士を接続し、各々の外端部を端子２３ａ〜２３ｄに接
続するようにするのが好ましい。また、平面マイクロコ
イル２１，２２の段数は４段以上の偶数段であってもよ
い。さらに、平面マイクロコイル２１，２２以外の電磁
アクチュエータを採用することもできる。Further, in the above embodiment, the electromagnetic actuators 20a to 20d of the third layer A3 are formed by stacking the two-stage planar microcoils 21 and 22. However, one-stage planar microcoils may be used. However, in that case, since it is difficult to draw the inner end of the microcoil to the outside of the spiral shape and connect it to the terminal, the inner ends of the two-stage planar microcoils 21 and 22 are connected to each other as in the above embodiment. However, it is preferable to connect the outer ends of the respective terminals to the terminals 23a to 23d. Further, the number of stages of the planar microcoils 21 and 22 may be an even number of stages of 4 or more. Furthermore, electromagnetic actuators other than the planar microcoils 21 and 22 can be adopted.
【００９５】また、上記実施形態は、２入力２出力（２
×２）の光スイッチＡについて例示したものであるが、
本発明は、３以上の入力及び３以上の出力を持つ大規模
の光スイッチに対しても適用することができるのはいう
までもない。Further, in the above-described embodiment, 2 inputs and 2 outputs (2
The optical switch A of × 2) is shown as an example.
It goes without saying that the present invention can be applied to a large-scale optical switch having three or more inputs and three or more outputs.
【図１】本発明の実施形態に係る光スイッチを示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing an optical switch according to an embodiment of the present invention.
【図２】光スイッチの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of an optical switch.
【図３】板ばね部を拡大して示す平面図である。FIG. 3 is an enlarged plan view showing a leaf spring portion.
【図４】光スイッチの第１層に可動マイクロミラーを形
成するステップを示すステップ図である。FIG. 4 is a step diagram showing a step of forming a movable micromirror on a first layer of an optical switch.
【図５】可動マイクロミラーが形成された第１層を示す
平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a first layer on which a movable micromirror is formed.
【図６】第１層に入力側及び出力側光ファイバ保持Ｖ溝
並びにレンズ保持凹部を形成するステップを示すステッ
プ図である。FIG. 6 is a step diagram showing a step of forming an input side and output side optical fiber holding V groove and a lens holding concave portion in the first layer.
【図７】可動マイクロミラー、入力側及び出力側光ファ
イバ保持Ｖ溝並びにレンズ保持凹部が形成された第１層
の基板表面を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a substrate surface of a first layer in which a movable micromirror, an input side and an output side optical fiber holding V groove and a lens holding concave portion are formed.
【図８】第１層に板ばね部を形成するステップを示すス
テップ図である。FIG. 8 is a step diagram showing a step of forming a leaf spring portion in the first layer.
【図９】可動マイクロミラー、入力側及び出力側光ファ
イバ保持Ｖ溝、レンズ保持凹部及び板ばね部が形成され
た第１層の基板表面を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing a substrate surface of a first layer on which a movable micromirror, an input-side and output-side optical fiber holding V groove, a lens holding concave portion, and a leaf spring portion are formed.
【図１０】光スイッチの第２層の開口及び端子収容部を
形成するステップを示すステップ図である。FIG. 10 is a step diagram showing a step of forming an opening and a terminal accommodating portion of the second layer of the optical switch.
【図１１】開口及び端子収容部が形成された第２層の基
板裏面を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a back surface of a second layer substrate on which openings and terminal accommodating portions are formed.
【図１２】光スイッチの第３層に１段目の平面マイクロ
コイルを形成するステップを示すステップ図である。FIG. 12 is a step diagram showing a step of forming a first-stage planar microcoil on the third layer of the optical switch.
【図１３】１段目の平面マイクロコイルが形成された第
３層の基板表面を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a substrate surface of a third layer on which a first-stage planar microcoil is formed.
【図１４】第３層の２段目の平面マイクロコイルを形成
するステップを示すステップ図である。FIG. 14 is a step diagram showing a step of forming a second-stage planar microcoil of the third layer.
【図１５】２段目の平面マイクロコイルが形成された第
３層の基板表面を示す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing a substrate surface of a third layer on which a second-stage planar microcoil is formed.
【図１６】第３層に平面マイクロコイルの保護膜を形成
するステップを示すステップ図である。FIG. 16 is a step diagram showing a step of forming a protective film for a planar microcoil on a third layer.
【図１７】平面マイクロコイルが保護膜で覆われた状態
の第３層の基板表面を示す平面図である。FIG. 17 is a plan view showing the substrate surface of the third layer in a state where the planar microcoil is covered with a protective film.
【図１８】光スイッチの第１〜３層の陽極接合工程を示
す図である。FIG. 18 is a diagram showing an anodic bonding process for the first to third layers of the optical switch.
【図１９】第１〜３層と第４層とが接合された光スイッ
チの断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of an optical switch in which first to third layers and a fourth layer are joined.
【図２０】その他の実施形態に係る光スイッチの第１層
に可動マイクロミラーを形成するステップを示すステッ
プ図である。FIG. 20 is a step diagram showing a step of forming a movable micromirror on a first layer of an optical switch according to another embodiment.
【図２１】その他の別の実施形態に係る光スイッチの第
１層に可動マイクロミラーを形成するステップを示すス
テップ図である。FIG. 21 is a step diagram showing a step of forming a movable micromirror on a first layer of an optical switch according to another embodiment.
１ａ〜１ｄ 可動マイクロミラー ２ ミラー面 ４ａ，４ｂ 入力側光ファイバ保持Ｖ溝 ４ｃ，４ｄ 出力側光ファイバ保持Ｖ溝 ５ａ，５ｂ レンズ保持凹部 ７ 基板本体 ８ ミラー収容孔 １０ 板ばね部 １１ 梁 １２ パーマロイ（磁性体） １５ 開口 １６ａ，１６ｂ 端子収容部 ２０ａ〜２０ｄ 電磁アクチュエータ ２１，２２ 平面マイクロコイル ２３ａ〜２３ｄ 端子 ３０ ＳＯＩウエハ（ミラー形成基板） ３１ 表面Ｓｉ層 ３２ ＳｉＯ2層 ３３ 裏面Ｓｉ層 ３４ 熱酸化膜 ３５ 窒化膜 ３６，４１ 蒸着膜 ３７ 酸化膜 ３８ 可動マイクロミラー前駆体 ３９ 凹部 ４０ ガラス基板 ４２ 充填材 ４３ フィルムレジスト ４５ Ｓｉウエハ ４６ ポリイミド膜 ４７ Ｐｔ膜 ４８ Ｃｕメッキ膜 Ａ 光スイッチ Ａ１〜４ 第１〜４層 Ｆ１，Ｆ２ 入力側光ファイバ Ｆ３，Ｆ４ 出力側光ファイバ Ｌ１，Ｌ２ マイクロレンズ1a to 1d Movable micro mirror 2 Mirror surfaces 4a and 4b Input side optical fiber holding V grooves 4c and 4d Output side optical fiber holding V grooves 5a and 5b Lens holding recess 7 Substrate body 8 Mirror accommodating hole 10 Leaf spring part 11 Beam 12 Permalloy (Magnetic Material) 15 Openings 16a, 16b Terminal Housings 20a to 20d Electromagnetic Actuators 21 and 22 Planar Microcoils 23a to 23d Terminals 30 SOI Wafer (Mirror Forming Substrate) 31 Surface Si Layer 32 SiO 2 Layer 33 Backside Si Layer 34 Thermal Oxidation Film 35 Nitride film 36, 41 Deposition film 37 Oxide film 38 Movable micromirror precursor 39 Recess 40 Glass substrate 42 Filler 43 Film resist 45 Si wafer 46 Polyimide film 47 Pt film 48 Cu plating film A Optical switch A1-4 First ~ 4 layers F1, F2 input side optical fiber F3, F4 output side optical fiber Fiber L1, L2 Micro lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 学 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 2H041 AA14 AA15 AA16 AB13 AC05 AZ02 AZ05 AZ08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Manabu Murayama 4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable Industrial Co., Ltd. Itami Works F-term (reference) 2H041 AA14 AA15 AA16 AB13 AC05 AZ02 AZ05 AZ08
Claims (5)
ーが基板本体に一体に形成されたミラー形成基板を有す
る光スイッチの製造方法であって、 シリコン基板をＲＩＥすることによりマイクロミラー前
駆体を形成するステップと、 上記マイクロミラー前駆体が形成されたシリコン基板を
異方性ウェットエッチングすることにより該マイクロミ
ラー前駆体にミラー面を形成してマイクロミラーとする
ステップと、を備えたことを特徴とする光スイッチの製
造方法。1. A method of manufacturing an optical switch having a mirror-formed substrate, wherein a micromirror for reflecting an optical signal is integrally formed on a substrate body, wherein a micromirror precursor is formed by RIE of a silicon substrate. And a step of forming a mirror surface on the micromirror precursor by anisotropic wet etching the silicon substrate on which the micromirror precursor is formed to form a micromirror. Optical switch manufacturing method.
ーが基板本体に一体に形成されたミラー形成基板を有す
る光スイッチの製造方法であって、 シリコン基板表面を第１被膜で被覆するステップと、 上記第１被膜で被覆したシリコン基板表面にミラー面形
成用及びマイクロミラー形成用の第１被膜によるパター
ニングを施すステップと、 上記第１被膜によるパターニングを施したシリコン基板
表面を第２被膜で被覆するステップと、 上記第２被膜で被覆したシリコン基板表面にマイクロミ
ラー形成用の第２被膜によるパターニングを施すステッ
プと、 上記マイクロミラー形成用のパターニングを施したシリ
コン基板をＲＩＥすることによりマイクロミラー前駆体
を形成するステップと、 上記ＲＩＥにより形成したマイクロミラー前駆体周りの
凹部の側壁の露出部分を第３被膜で被覆するステップ
と、 上記シリコン基板表面の第２被膜を除去するステップ
と、 上記第２被膜が除去されて基板表面に第１被膜によるミ
ラー面形成用のパターニングが現れたシリコン基板を異
方性ウェットエッチングすることにより上記マイクロミ
ラー前駆体にミラー面を形成してマイクロミラーとする
ステップと、を備えたことを特徴とする光スイッチの製
造方法。2. A method of manufacturing an optical switch having a mirror-formed substrate, wherein a micro-mirror for reflecting an optical signal is integrally formed on a substrate body, the method comprising: coating a silicon substrate surface with a first coating. Patterning the surface of the silicon substrate coated with the first coating with a first coating for forming mirror surfaces and forming micromirrors, and coating the surface of the silicon substrate patterned with the first coating with a second coating A step of patterning the surface of the silicon substrate coated with the second coating with a second coating for forming a micromirror, and a micromirror precursor by RIE of the patterned silicon substrate for forming the micromirror. Forming a micromirror precursor formed by RIE. Coating the exposed portion of the side wall of the concave portion with a third coating, removing the second coating on the silicon substrate surface, and removing the second coating to form a mirror surface on the substrate surface with the first coating. Forming a mirror surface on the micromirror precursor by anisotropic wet etching the silicon substrate on which the patterning for use has appeared, thereby forming a micromirror.
ーが基板本体に一体に形成されたミラー形成基板を有す
る光スイッチの製造方法であって、 シリコン基板表面を第１被膜で被覆するステップと、 上記第１被膜で被覆したシリコン基板表面にマイクロミ
ラー形成用の第１被膜によるパターニングを施すステッ
プと、 上記マイクロミラー形成用のパターニングを施したシリ
コン基板をＲＩＥすることによりマイクロミラー前駆体
を形成するステップと、 上記ＲＩＥにより形成したマイクロミラー前駆体周りの
凹部の側壁の露出部分を第２被膜で被覆するステップ
と、 上記露出部分を第２被膜で被覆したシリコン基板の凹部
の開口を塞ぐステップと、 上記凹部の開口を塞いだシリコン基板の基板表面の第１
被膜をエッチングすることによりミラー面形成用の第１
被膜によるパターニングを施すステップと、 上記ミラー面形成用のパターニングを施したシリコン基
板を異方性ウェットエッチングすることにより該マイク
ロミラー前駆体にミラー面を形成してマイクロミラーと
するステップと、を備えたことを特徴とする光スイッチ
の製造方法。3. A method of manufacturing an optical switch having a mirror-formed substrate, wherein a micro-mirror for reflecting an optical signal is integrally formed on a substrate body, the method comprising: coating a silicon substrate surface with a first coating. A step of patterning the surface of the silicon substrate coated with the first coating with the first coating for forming the micromirror, and a RIE of the patterned silicon substrate for forming the micromirror to form a micromirror precursor. A step of covering the exposed portion of the side wall of the concave portion around the micromirror precursor formed by RIE with a second coating, and a step of closing the opening of the concave portion of the silicon substrate having the exposed portion covered with the second coating. The first of the substrate surface of the silicon substrate that covers the opening of the recess
First for mirror surface formation by etching the film
Patterning with a coating film; and anisotropically wet etching the patterned silicon substrate for forming the mirror surface to form a mirror surface on the micromirror precursor to form a micromirror. An optical switch manufacturing method characterized by the above.
方法において、 上記凹部に充填材を充填することによりその開口を塞ぐ
ことを特徴とする光スイッチの製造方法。4. The method of manufacturing an optical switch according to claim 3, wherein the opening is closed by filling the concave portion with a filling material.
方法において、 上記シリコン基板表面をフィルムレジストで被覆するこ
とにより上記凹部の開口を塞ぐことを特徴とする光スイ
ッチの製造方法。5. The method of manufacturing an optical switch according to claim 3, wherein the opening of the recess is closed by coating the surface of the silicon substrate with a film resist.
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