JP2006175564A - マイクロアクチュエータ装置等のデバイスの製造方法、並びに、光学装置及び光スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造途中で電気的な検査を可能にし、これによりコストダウンを図る。
【解決手段】 マイクロアクチュエータ装置は、マイクロアクチュエータと、これを駆動する駆動回路とを有する。駆動回路は、基板に搭載される。マイクロアクチュエータは、前記基板により支持されて基板に対して移動し得る可動部を有する。この装置を製造する場合、第１に、基板上に、駆動回路を形成するとともに、駆動回路における可動部の電気要素（コンデンサＣｍｎの可動電極２２ｄ及びコイルＬｍｎ）に対応する所定箇所間を電気的にバイパスしかつ所定の抵抗値を持つ検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを形成する。第２に、駆動回路の動作を検査する。第３に、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを駆動回路に対して電気的に無効にする。第４に、基板上に可動部を形成する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、マイクロアクチュエータ装置等のデバイスの製造方法、並びに、光学装置及び光スイッチ装置に関するものである。

マイクロマシニング技術の進展に伴い、種々の分野においてマイクロアクチュエータの重要性が高まっている。マイクロアクチュエータが用いられている分野の一例として、例えば、光通信等に利用され光路を切り替える光スイッチを挙げることができる。このような光スイッチの例として、下記の特許文献１、２に開示された光スイッチを挙げることができる。

マイクロアクチュエータは、基板と、該基板により支持されて前記基板に対して移動し得る可動部とを備えている。このようなマイクロアクチュエータでは、駆動力として、静電力やローレンツ力などの電気信号に応答する駆動力が用いられる場合がある。この場合、可動部には、静電力用可動電極やローレンツ力用電流路などの電気要素が設けられる。特許文献１，２には、そのような例が開示されている。

このようなマイクロアクチュエータでは、基板上に駆動回路を搭載した構成を採用して、この駆動回路から前記電気要素に駆動信号を供給することで動作させる場合がある。この場合は、アクチュエータと、該アクチュエータの可動部を支持する基板に搭載された駆動回路とを備えているので、ここでは、これらの全体からなるデバイスをアクチュエータ装置と呼ぶ。

このアクチュエータ装置は、従来は、以下に説明する製造方法によって製造されていた。

まず、半導体基板上に、ＬＳＩ製造プロセスなどの通常の半導体製造技術により駆動回路を形成する。このとき、駆動力として静電力を用いる場合は、静電力用固定電極も駆動回路と共に半導体基板上に形成する。駆動回路は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の絶縁膜で保護される。この絶縁膜によって、駆動回路と可動部の電気要素とが意図しない箇所でショートしないように、両者の間が電気的に絶縁されることになる。

次に、前記絶縁膜に、駆動回路の所定箇所に対してマイクロアクチュエータの可動部の電気要素を電気的に接続するためのコンタクトホールを形成する。

引き続いて、前記コンタクトホールにおいて可動部の電気要素が駆動回路の所定箇所に対して電気的に接続されるように、マイクロアクチュエータの可動部を形成する。

その後、半導体基板の切り出しを行い、切り出されたチップをパッケージに実装してマイクロアクチュエータ装置を完成させ、動作検査を行なう。
特開２００３−１５９６９８号公報 特開２００４−１１４２６１号公報

前記マイクロアクチュエータ装置では、動作検査が非常に重要な課題となっている。前記マイクロアクチュエータ装置の動作検査では、外部信号に対するマイクロアクチュエータの可動部の機械的な動作が検査対象となる。前記マイクロアクチュエータ装置の動作検査では、機械的動作の検査を含むため、通常のＬＳＩ等の電気的な検査と比較して、大掛かりな装置を必要としたり多くの時間を要したりするなどの問題があり、前記マイクロアクチュエータ装置のコストアップの一因となっている。特に、前記マイクロアクチュエータ装置が複数のマイクロアクチュエータを有してこれらがアレー化されたものである場合、個々のマイクロアクチュエータが全て良好に動作しなければならないため、その傾向が著しい。

また、前記マイクロアクチュエータ装置では、前記マイクロアクチュエータ装置の動作検査はパッケージへ実装した状態でなければ実施できず、不良素子も高価なパッケージに実装するため、これもコストアップの一因となっている。

ところで、前記マイクロアクチュエータ装置の不良の原因としては、駆動回路が原因である場合と、マイクロアクチュエータの可動部が原因である場合とがある。駆動回路に不良の原因がある場合は、パッケージへの実装や可動部の機械的な動作検査を省略することができれば、大きなコストダウン効果が得られる。

しかし、前記マイクロアクチュエータ装置の前述した従来の製造方法では、基板上に駆動回路を形成した後でかつマイクロアクチュエータの可動部を形成する前の状態で、駆動回路の電気的な検査を行うことは、不可能であった。

前記マイクロアクチュエータ装置は、基板と該基板に搭載された回路とを有し前記回路が第１の回路部と第２の回路部とから構成されたデバイスの一種である。前記マイクロアクチュエータ装置では、前記駆動回路が前記第１の回路部に相当し、前記可動部の電気要素が前記第２の回路部に相当する。

前記マイクロアクチュエータ装置に関して前述した事情は、機械的な動作を行うデバイスであるか否かに拘わらず、前述したようなデバイスのうちの前記マイクロアクチュエータ装置以外の種々のデバイスについても、大なり小なり同様である。

本発明は、製造途中で電気的な検査を行うことができ、これによりコストダウンを図ることができる、マイクロアクチュエータ装置の製造方法及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような製造方法により製造されたマイクロアクチュエータ装置を利用することで、コストダウンを図ることができる光学装置及び光スイッチを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の第１の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、１つ以上のマイクロアクチュエータと、前記１つ以上のマイクロアクチュエータを駆動する駆動回路とを有するマイクロアクチュエータ装置であって、前記駆動回路が基板に搭載され、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの各々が、前記基板により支持されて前記基板に対して移動し得るとともに電気要素を含む可動部を有するマイクロアクチュエータ装置を、製造する製造方法であって、（i）前記基板上に、前記駆動回路を形成するとともに、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの各々に対応して、前記駆動回路における当該マイクロアクチュエータの前記可動部の前記電気要素に対応する箇所間を電気的にバイパスしかつ所定の抵抗値を持つ検査用パターンを形成する第１の工程と、（ii）前記第１の工程の後に、前記駆動回路の動作を検査する第２の工程と、（iii）前記第２の工程の後に、前記検査用パターンを前記駆動回路に対して電気的に無効にする第３の工程と、（iv）前記第３の工程の後に、前記基板上に前記可動部を形成する第４の工程と、を備えたものである。

本発明の第２の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、前記第１の態様において、前記検査用パターンがアルミニウム又はポリシリコンで構成されたものである。

本発明の第３の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、前記第１又は第２の態様において、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、前記駆動回路は、前記１つ以上のマイクロアクチュエータに対応して設けられた選択スイッチと、当該選択スイッチのうち、外部からの入力信号に応じて当該入力信号に応じた選択スイッチを選択するデコーダと、を含むものである。

本発明の第４の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの少なくとも１つのマイクロアクチュエータに対応して設けられた前記検査用パターンの抵抗値が、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの他の少なくとも１つのマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値と異なるものである。

本発明の第５の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、前記１つ以上のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値が、互いに異なるものである。

本発明の第６の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの同じ列のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに同一であり、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの異なる列のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに異なるものである。

本発明の第７の態様によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法は、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの同じ行のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに同一であり、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの異なる行のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに異なるものである。

本発明の第８の態様による光学装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様による製造方法により製造されたマイクロアクチュエータ装置と、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの可動部にそれぞれ搭載された被駆動体とを備え、前記各被駆動体が光学素子であるものである。

本発明の第９の態様による光スイッチは、前記第１乃至第７のいずれかの態様による製造方法により製造されたマイクロアクチュエータ装置と、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの可動部にそれぞれ搭載された被駆動体とを備え、前記各被駆動体がミラーであるものである。

本発明の第１０の態様によるデバイスの製造方法は、基板と該基板に搭載された回路とを有するデバイスであって、前記回路が、第１の回路部と第２の回路部とから構成されたデバイスを、製造するデバイスの製造方法であって、（i）前記基板上に、前記第１の回路部を形成するとともに、前記回路における前記第２の回路部に対応する箇所間を電気的にバイパスしかつ所定の抵抗値を持つ検査用パターンを形成する第１の工程と、（ii）前記第１の工程の後に、前記第１の回路部の動作を検査する第２の工程と、（iii）前記第２の工程の後に、前記検査用パターンを前記第１の回路部に対して電気的に無効にする第３の工程と、（iv）前記第３の工程の後に、前記基板上に前記第２の回路部を形成する第４の工程と、を備えたものである。

本発明によるマイクロアクチュエータ装置の製造方法及びデバイスの製造方法では、予め検査用パターンを形成するため、製造途中で電気的な検査を行うことができ、これによりコストダウンを図ることができる。また、本発明による光学装置及び光スイッチでは、このような製造方法により製造されたマイクロアクチュエータ装置を利用しているので、コストダウンを図ることができる。

以下、本発明によるマイクロアクチュエータ装置等のデバイスの製造方法、並びに、光学装置及び光スイッチについて、図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態による光学装置としての光スイッチ装置である光スイッチアレー１を備えた光学システム（本実施の形態では、光スイッチシステム）の一例を模式的に示す概略構成図である。説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する（後述する図についても同様である。）。光スイッチアレー１の基板１１の面がＸＹ平面と平行となっている。また、Ｚ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｚ方向又は＋Ｚ側、その反対の向きを−Ｚ方向又は−Ｚ側と呼び、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についても同様とする。なお、Ｚ軸方向の＋側を上側、Ｚ軸方向の−側を下側という場合がある。また、Ｘ軸方向の並びを行、Ｙ軸方向の並びを列という。もっとも、本発明では、列方向と行方向とは必ずしも直交している必要はない。

この光スイッチシステムは、図１に示すように、光スイッチアレー１と、ｍ本の光入力用光ファイバ２と、ｍ本の光出力用光ファイバ３と、ｎ本の光出力用光ファイバ４と、光スイッチアレー１に対して後述するように磁界を発生する磁界発生部としての磁石５と、光路切替状態指令信号に応答して、当該光路切替状態指令信号が示す光路切換状態を実現するための制御信号を光スイッチアレー１に供給する制御部としての外部制御回路６と、を備えている。図１に示す例では、ｍ＝３、ｎ＝３となっているが、ｍ及びｎはそれぞれ任意の数でよい。

本実施の形態では、磁石５は、図１に示すように、光スイッチアレー１の下側に配置され、光スイッチアレー１に対して磁力線５ａで示す磁界を発生している。すなわち、磁石５は、光スイッチアレー１に対して、Ｙ軸方向に沿ってその＋側へ向かう略均一な磁界を発生している。

光スイッチアレー１は、図１に示すように、基板１１と、基板１１上に配置されたｍ×ｎ個のミラー３１とを備えている。ｍ本の光入力用光ファイバ２は、基板１１に対するＸ軸方向の一方の側からＸ軸方向に入射光を導くように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ本の光出力用光ファイバ３は、ｍ本の光入力用光ファイバ２とそれぞれ対向するように基板１１に対する他方の側に配置され、光スイッチアレー１のいずれのミラー３１によっても反射されずにＸ軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｎ本の光出力用光ファイバ４は、光スイッチアレー１のいずれかのミラー３１により反射されてＹ軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ×ｎ個のミラー３１は、ｍ本の光入力用光ファイバ２の出射光路と光出力用光ファイバ４の入射光路との交差点に対してそれぞれ、後述するマイクロアクチュエータにより進出及び退出可能にＺ軸方向に移動し得るように、２次元マトリクス状に基板１１上に配置されている。なお、本例では、ミラー３１の向きは、その法線がＸＹ平面と平行な面内においてＸ軸と４５゜をなすように設定されている。この光スイッチシステムの光路切替原理自体は、従来の２次元光スイッチの光路切替原理と同様である。

なお、光スイッチアレー１等は実際にはパッケージに収容されるが、図１では、その図示は省略している。

図２は、図１中の光スイッチアレー１を模式的に示す概略平面図である。光スイッチアレー１は、基板１１（図２では図示せず）と、該基板１１上に２次元状に配置されたｍ×ｎ個の可動板１２と、各可動板１２に搭載されたミラー３１とを備えている。図１及び図２並びに後述する図では、説明を簡単にするため、９個の光スイッチを３行３列に配置しているが、光スイッチの数は何ら限定されるものではない。光スイッチアレー１のうちのミラー３１以外の部分が、マイクロアクチュエータ装置であるマイクロアクチュエータアレーを構成している。

次に、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチの構造について、図３乃至図７を参照して説明する。

図３は、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチを模式的に示す概略平面図である。図４は、図３中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。ただし、図４は可動板１２の断面のみを示している。図５は、図３中の可動板１２を上から見たときのＡｌ膜２２のパターン形状を示す図である。理解を容易にするため、図５において、Ａｌ膜２２の部分にハッチングで示している。図６及び図７はそれぞれ、図３及び図５中のＢ−Ｂ’線に沿った断面を＋Ｘ側から−Ｘ軸方向に見た概略断面図である。ただし、図６及び図７には、−Ｘ軸方向に見たミラー３１も併せて示している。図６はミラー３１が上側に保持されて光路に進出した状態、図７はミラー３１が下側に保持されて光路から退出した状態を示している。なお、図６及び図７では、図面表記の便宜上、後述する凸部２４の図示を省略してそれによる段差がないものとして示している。

光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチは、図２及び図３に示すように、シリコン基板等の基板１１上に設けられ基板１１と共に１つのマイクロアクチュエータを構成する可動部としての１つの可動板１２と、可動板１２に搭載された被駆動体である光学素子としてのミラー３１とを有している。

可動板１２は、薄膜で構成され、図３乃至図７に示すように、可動板１２の平面形状の全体に渡る下側の窒化ケイ素膜（ＳｉＮ膜）２１及び上側のＳｉＮ膜２３と、これらの膜２１，２３の間において部分的に形成された中間のＡｌ膜２２とから構成されている。すなわち、可動板１２は、下から順にＳｉＮ膜２１，２３を積層した２層膜からなる部分と、下から順にＳｉＮ膜２１、Ａｌ膜２２及びＳｉＮ膜２３を積層した３層膜からなる部分とを、併有している。Ａｌ膜２２のパターン形状は図５に示す通りであるが、これについては後述する。可動板１２は、ＳｉＮ膜２１，２３とＡｌ膜２２との熱膨張係数の差によって生じる内部応力、並びに、成膜時に生じた内部応力により、図６に示すように基板１１に対して上向き（＋Ｚ方向）に湾曲するように、予め定められた膜厚及び成膜条件によって形成されている。

可動板１２は、図３に示すように、ミラー３１を搭載するための搭載部（すなわち、ミラー３１用の支持基体）としての長方形状のミラー搭載板１２ａと、ミラー搭載板１２ａの端部に接続された２本の帯状の支持板１２ｂとを含む。本実施の形態では、これらの２本の支持板１２ｂが、互いに機械的に並列接続された２本の梁部となっている。支持板１２ｂは、それぞれの端部に脚部１２ｃ及び脚部１２ｄを有している。脚部１２ｃ及び１２ｄはいずれも基板１１に固定されており、可動板１２は、脚部１２ｃ及び１２ｄを固定端として、図６に示すように、ミラー搭載板１２ａ側が持ち上がるようになっている。このように、本実施の形態では、可動板１２は、脚部１２ｃ及び１２ｄを固定端とする片持ち梁構造を持つ可動部となっている。本実施の形態では、基板１１及びこれに積層された後述する絶縁膜１３，１４，１５等が、固定部を構成している。

可動板１２には、図３に示すように、可動板１２のミラー３１を搭載している部分を含む領域を取り囲むように、凸部２４が設けられている。凸部２４は、図４に示すように、可動板１２を構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。このように凸部２４を設けることにより、段差が生じるため、可動板１２のうち、凸部２４で囲まれた領域及び凸部２４が設けられた領域は、内部応力による湾曲が抑制され、平面性を維持することができる。このため、可動板１２は、図６のように内部応力による湾曲によりミラー３１を上側の位置に持ち上げた状態であっても、ミラー３１を搭載している部分は平面であるため、搭載されているミラー３１の形状を一定に保つことができる。

このように、可動板１２は、凸部２４で囲まれた領域及び凸部２４が設けられた領域は湾曲が抑制されるが、支持板１２ｂの脚部１２ｄに近い領域は、凸部２４が設けられていない。これにより、凸部２４が設けられていない支持板１２ｂの領域の湾曲によって、可動板１２は、脚部１２ｃ，１２ｄを固定端として、図６のように、ミラー搭載板１２ａ側が持ち上がるようになっている。また、支持板１２ｂの脚部１２ｄに近い領域は、凸部２４が設けられていないことにより、弾性部としての板ばね部となっている。

ここで、可動板１２のＡｌ膜２２の形状について、図５を参照して説明する。本実施の形態では、駆動力としてローレンツ力と静電力の両方を用いて可動板１２を駆動するために、図５に示すような形状に、Ａｌ膜２２をパターニングしている。Ａｌ膜２２のうちパターン２２ａは、２つの脚部１２ｄのそれぞれから、可動板１２の外周の縁に沿って延びて可動板１２の先端側（＋Ｙ側）まで延び、可動板１２の先端の一辺１２ｅに沿ってＸ軸方向に延びた直線状のパターン２２ｃに接続されている。パターン２２ｃは、磁界内に配置されて通電により駆動力としてのローレンツ力を生じる電流経路（ローレンツ力用電流経路）である。以下、パターン２２ｃをローレンツ力電流経路２２ｃと呼ぶ場合がある。パターン２２ｃもＡｌ膜２２のうちのパターンである。パターン２２ａは、ローレンツ力電流経路２２ｃに電流を供給するための配線パターンである。パターン２２ａは、図６及び図７に示すように、＋Ｘ側の脚部１２ｄにおいて絶縁膜１５及びＳｉＮ膜２１のコンタクトホールを介してＡｌ膜等からなるローレンツ力用配線パターン４２ａに接続されるとともに、−Ｘ側の脚部１２ｄにおいて同様に別のローレンツ力用配線パターン４２ａ（図６及び図７では図示せず）と接続され、脚部１２ｄを介してローレンツ力用配線パターンからローレンツ力用駆動信号としての電流が供給される。図１に示す磁石５によって、ローレンツ力用電流経路２２ｃがＹ軸方向の磁界内に置かれている。したがって、パターン２２ａを介してローレンツ力電流経路２２ｃに電流を供給すると、ローレンツ力用電流経路２２ｃに、その電流の向きに応じて、＋Ｚ方向又は−Ｚ方向のローレンツ力が生ずる。

なお、図６及び図７に示すように、基板１１上には、基板１１側から順にシリコン酸化膜等の絶縁膜１３，１４，１５が積層され、ローレンツ力用配線パターン４２ａは、絶縁膜１４，１５間に形成されている。

また、Ａｌ膜２２のうちパターン２２ｂは、２つの脚部１２ｃのそれぞれから、可動板１２の内側の縁に沿って可動板１２の先端側（＋Ｙ側）まで延び、先端側に配置された長方形状のパターン２２ｄに接続されている。パターン２２ｄは、駆動力としての静電力を発生するための可動電極である。以下、パターン２２ｄを可動電極２２ｄと呼ぶ場合がある。パターン２２ｄもＡｌ膜２２のうちのパターンである。パターン２２ｂは、可動電極２２ｄの配線パターンである。パターン２２ｂは、脚部１２ｃにおいて、絶縁膜１５及びＳｉＮ膜２１のコンタクトホールを介して可動電極用配線パターン（図示せず）に接続され、Ａｌ膜からなる固定電極４１ａとの間に電圧（静電力用電圧、静電力用駆動信号）が印加される。固定電極４１ａは、基板１１上の絶縁膜１３，１４間に形成され、可動電極２２ｄと対向する位置に配置されている。可動電極２２ｄと固定電極３５との間に電圧が印加されると、両者の間に駆動力としての静電力が生じ、この静電力により可動板１２は基板１１に引き寄せられる。

本実施の形態では、可動電極２２ｄと固定電極４１ａとの間の静電力用電圧及びローレンツ力用電流経路２２ｃに流す電流を制御することで、ミラー３１が上側（基板１１と反対側）に保持された状態（図６）及びミラー３１が下側（基板１１側）に保持された状態（図７）にすることができる。本実施の形態では、後述するように、図１中の外部制御回路６及び当該マイクロアクチュエータアレーに搭載された後述の図９に示す駆動回路によってこのような制御が行われるようになっている。図６及び図７において、Ｋは、ミラー３１の進出位置に対する入射光の光路の断面を示している。

次に、１つの光スイッチに着目して、その制御方法の一例とこれによる光スイッチの動作について、図８を参照して説明する。図８は、１つの光スイッチのローレンツ力電流経路２２ｃに流れてローレンツ力を起こす電流（以下、「ローレンツ力用電流」という）と、当該光スイッチの可動電極２２ｄと固定電極４１ａとの間に静電力を起こす両者間の電圧（以下、「静電力用電圧」という。）と、当該光スイッチのミラー３１の位置（したがって、可動板１２の位置）との、時間変化による関係を示す、タイミングチャートである。

最初に、ローレンツ力用電流がゼロであるとともに静電力用電圧がゼロであり、凸部２４が設けられていない支持板１２ｂの領域の膜の応力（バネ力）によって＋Ｚ方向に湾曲した状態に復帰し、ミラー３１が図６に示すように上側位置に保持されていたとする。この状態では、ミラー３１が光路Ｋに進出して、当該光路Ｋに入射した光を反射させる。

その後、時刻Ｔ１において、ミラー３１の位置を図７に示す下側位置に切り替えるべく制御を開始する。すなわち、時刻Ｔ１において、ローレンツ力用電流を＋Ｉとする。ここで、＋Ｉは、ローレンツ力電流経路２２ｃに、前記バネ力より強くかつ下向きのローレンツ力を発生させる電流である。

ミラー３１は、このローレンツ力により徐々に下降し、可動板１２が基板１１に当接した時刻Ｔ２で停止し、図６に示す下側位置に保持される。次に、時刻Ｔ３で静電力用電圧をＶとした後に、時刻Ｔ４でローレンツ力用電流をゼロにする。ここで、Ｖは、少なくとも、ミラー３１が下側位置に位置しているときに前記バネ力より強い静電力を発生させる電圧である。期間Ｔ２−Ｔ３ではローレンツ力のみによりミラー３１が下側位置に保持され、期間Ｔ３−Ｔ４ではローレンツ力及び静電力によりミラー３１が下側位置に保持され、時刻Ｔ４以降では静電力のみによりミラー３１が下側位置に保持される。期間Ｔ２−Ｔ４は、ミラー３１の下側位置への保持をローレンツ力から静電力に切り替えるいわば下側保持の過渡期間であり、期間Ｔ４以降がいわば下側保持の定常期間である。

ミラー３１が下側位置に保持された期間では、図７に示すように、入射光はミラー３１で反射されることなく、そのまま通過して出射光となる。

その後、時刻Ｔ５において、ミラー３１の位置を図７に示す上側位置に切り替えるべく制御を開始する。すなわち、時刻Ｔ５において、静電力用電圧をゼロにする。その結果、ミラー３１は、前記バネ力により比較的急激に上側位置に戻り、当該バネ力により上側位置に保持され続ける。

なお、前述した例では、時刻Ｔ２と時刻Ｔ４との間の時刻Ｔ３で静電力用電圧をＶにしているが、期間Ｔ１−Ｔ４のいずれの時点で静電力用電圧をＶにしてもよいし、時刻Ｔ１の前に静電力用電圧をＶにしてもよい。また、可動板１２が上側位置に位置しているときに静電力用電圧をＶにした際に生ずる静電力が、凸部２４が設けられていない支持板１２ｂの領域のバネ力より小さいものであれば、時刻Ｔ７の後に可動板１２が上側位置に移動した後には、上側保持期間においても静電力用電圧をＶにしておいてもよい。後述する図１０の例における右側の電圧リフレッシュ期間は、このような場合に相当する。

本実施の形態では、ミラー３１は、前記特許文献１，２に開示されているミラーと同様に、Ａｕ、Ｎｉ又はその他の金属で構成され、可動板１２のミラー搭載板１２ａの上面に直立して固定されている。ミラー３１をその支持基体となるミラー搭載板１２ａにより支持する支持構造は、これに限定されるものではない。

図９は、本実施の形態による光スイッチアレー１を示す電気回路図である。図３乃至図７に示す単一の光スイッチは、電気回路的には、１個のコンデンサ（固定電極４１ａと可動電極２２ｄとがなすコンデンサに相当）と、１個のコイル（ローレンツ力用電流路２２ｃに相当）と見なせる。図９では、ｍ行ｎ列の光スイッチのコンデンサ及びコイルをそれぞれＣｍｎ及びＬｍｎと表記している。例えば、図２中の左上の（１行１列の）光スイッチのコンデンサ及びコイルをそれぞれＣ１１，Ｌ１１と表記している。図９では、説明を簡単にするため、既に説明したように、９個の光スイッチを３行３列に配置している。もっとも、光スイッチの数は何ら限定されるものではなく、例えば１００行１００列の光スイッチを有する場合も、原理は同一である。

制御線の本数を減らすために、図９に示す回路では、コンデンサＣｍｎ及びコイルＬｍｎに対してそれぞれ、Ｘアドレス用選択スイッチ（列選択スイッチ）ＭＣｍｎｘ，ＭＬｍｎｘとＹアドレス用選択スイッチ（行選択スイッチ）ＭＣｍｎｙ，ＭＬｍｎｙが設けられている。コンデンサＣｍｎの可動電極２２ｄ側がＹアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｙの一端に接続され、Ｙアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｙの他端がＸアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｘの一端に接続され、Ｘアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｘの他端は静電力用端子１０１に接続されている。コンデンサＣｍｎの固定電極４１ａは、静電力用端子１０２に接続されている。静電力用端子１０１，１０２は図１中の外部制御回路６に接続され、外部制御回路６の制御動作によって、両端子１０１，１０２間にクランプ電圧ＶＣが印加された状態と、両端子１０１，１０２間に０Ｖが印加された状態とに、切り換えられるようになっている。

また、コイルＬｍｎの一端がＹアドレス用選択スイッチ（行選択スイッチ）ＭＬｍｎｙの一端に接続され、Ｙアドレス用選択スイッチＭＬｍｎｙの他端がＸアドレス用選択スイッチ（列選択スイッチ）ＭＬｍｎｘの一端に接続され、Ｘアドレス用選択スイッチＭＬｍｎｘの他端はローレンツ力用端子１０３に接続されている。コイルＬｍｎの他端はローレンツ力用端子１０４に接続されている。ローレンツ力用端子１０３，１０４は外部制御回路６に接続され、外部制御回路６の制御動作によって、外部制御回路６が保有するローレンツ力用電流を供給するための電流源をローレンツ力用端子１０３，１０４に接続した状態と、当該電流源をローレンツ力用端子１０３，１０４間から切り離した状態とに、切り換えられるようになっている。なお、コイルＬｍｎと電流源との接続は、実際にはＸアドレス用選択スイッチＭＬｍｎｘ及びＹアドレス用選択スイッチＭＬｍｎｙにて行っている。したがって、電流源は、必ずしもローレンツ力用端子１０３，１０４と切り離される必要はなく、常にローレンツ力用端子１０３，１０４と接続された状態にしておいても良い。

スイッチング素子としてのＹアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｙ，ＭＬｍｎｙ、Ｘアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｘ，ＭＬｍｎｘは、例えば、基板１１としてＰ型シリコン基板を用いた場合、基板１１に形成したＮ型ＭＯＳトランジスタで構成することができる。

また、本実施の形態では、外部制御回路６と接続される制御線の本数を減らすために、ＭＯＳ論理回路等で構成されたＹアドレスデコーダ５１及びＸアドレスデコーダ５２が設けられている。

Ｙアドレスデコーダ５１の入力部には、外部制御回路６から制御信号の一部としてのＹアドレス選択信号が入力される入力端子１０５，１０６が接続されている。Ｙアドレスデコーダ５１の出力部には、各Ｙアドレス（各行）に対応したＹアドレス選択線Ｙ１〜Ｙ３が接続されている。Ｙアドレスデコーダ５１は、端子１０５，１０６に入力される信号に応じて、Ｙアドレス選択線Ｙ１〜Ｙ３に選択信号を出力する。

同様に、Ｘアドレスデコーダ５２の入力部には、外部制御回路６から制御信号の一部としてのＸアドレス選択信号が入力される入力端子１０７，１０８が接続されている。Ｘアドレスデコーダ５２の出力部には、各Ｘアドレス（各列）に対応したＸアドレス選択線Ｘ１〜Ｘ３が接続されている。Ｘアドレスデコーダ５２は、端子１０７，１０８に入力される信号に応じて、Ｘアドレス選択線Ｘ１〜Ｘ３に選択信号を出力する。

１行目のＹアドレス用選択スイッチＭＣ１１ｙ，ＭＬ１１ｙ，ＭＣ１２ｙ，ＭＬ１２ｙ，ＭＣ１３ｙ，ＭＬ１３ｙのゲートは、Ｙアドレス選択線Ｙ１に接続されている。同様に、２行目のＹアドレス用選択スイッチのゲートはＹアドレス選択線Ｙ２に、３行目のＹアドレス用選択スイッチのゲートはＹアドレス選択線Ｙ３にそれぞれ接続されている。

１列目のＸアドレス用選択スイッチＭＣ１１ｘ，ＭＬ１１ｘ，ＭＣ２１ｘ，ＭＬ２１ｘ，ＭＣ３１ｘ，ＭＬ３１ｘのゲートは、Ｘアドレス選択線Ｘ１に接続されている。同様に、２列目のＸアドレス用選択スイッチのゲートはＸアドレス選択線Ｘ２に、３列目のＸアドレス用選択スイッチのゲートはＸアドレス選択線Ｘ３にそれぞれ接続されている。

そして、図９に示す回路では、コンデンサＣｍｎ及びコイルＬｍｎに対応してそれぞれ、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬが設けられているが、これらは、その両側の切断点２００で切断されているため、電気的には無効となっている。検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬについては、後述する第２の実施の形態の説明において詳述する。

なお、外部からアドレスデコーダ５１，５２に作動電源を供給するための電源端子も設けられているが、図９ではその図示は省略している。

本実施の形態では、図９に示す回路のうち、コンデンサＣｍｎ及びコイルＬｍｎと検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬとを除いた部分が、ｍ×ｎ個のマイクロアクチュエータを駆動する駆動回路を構成している。コンデンサＣｍｎの可動電極２２ｄ及びコイルＬｍｎが、対応するマイクロアクチュエータの可動板１２の電気要素となっている。図９では、これらの電気要素を破線で囲んでいる。また、可動板１２の電気要素と駆動回路との電気的な接続関係を理解し易くするため、図９には、脚部１２ｄ，１２ｃにおける両者の配線間のコンタクト１２ｄ’，１２ｃ’も記載している。なお、コンデンサＣｍｎの固定電極４１ａは、基板側に設けられている。

次に、静電力用端子１０１，１０２間の状態、ローレンツ力用端子１０３，１０４間に対するローレンツ力用電流源の接続状態、及び、各アドレス選択線Ｙ１〜Ｙ３，Ｘ１〜Ｘ３の電圧のタイミングチャートの一例を、図１０に示す。図１０において、時刻ｔ１以前は、全ての光スイッチのコンデンサＣｍｎをクランプ電圧ＶＣにバイアスする電圧リフレッシュ期間である。したがって、この期間では、アドレス選択線Ｙ１〜Ｙ３，Ｘ１〜Ｘ３は全てハイレベルとされて、全てのＹアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｙ，ＭＬｍｎｙ及びＸアドレス用選択スイッチＭＣｍｎｘ，ＭＬｍｎｘが導通状態になっている。また、この期間では、静電力用端子１０１，１０２間にはクランプ電圧ＶＣが印加されている。さらに、ローレンツ力用端子１０３，１０４間からローレンツ力用電流源が切り離された状態にされている。電圧リフレッシュ期間では、ミラー３１は上側位置及び下側位置のいずれかに保持されている。図１０の例では、時刻ｔ１以前の電圧リフレッシュ期間では、ミラー３１が下側位置に保持されている。

ところで、本実施の形態では、アドレス選択線Ｙ１〜Ｙ３，Ｘ１〜Ｘ３の電圧は、図１中の外部制御回路６から制御信号として端子１０５〜１０８に供給される信号によって定まる。また、静電力用端子１０１，１０２間の状態、及び、ローレンツ力用端子１０３，１０４間に対するローレンツ力用電流源の接続状態は、端子１０１〜１０４に対する外部制御回路６からの制御信号として定まる。外部制御回路６は、例えば、光路切換状態指令信号に基づいて、現在の位置状態から変更すべき光スイッチを調べて、当該変更すべき光スイッチの１つずつについて、状態変更期間を１つずつ順次設定していく。現在の位置状態から変更すべき光スイッチがない場合には、前記電圧リフレッシュ期間を設定する。また、状態変更期間を複数設定する場合（つまり、現在の位置状態から変更すべき光スイッチの数が２つ以上の場合）には、各状態変更期間の間に電圧リフレッシュ期間を設定してもよいし、設定しなくてもよい。そして、外部制御回路６は、設定した各状態変更期間においては、対応する光スイッチについて、指令された光路切換状態に応じて前述した図８に示すような制御が実現されるように、端子１０５〜１０８に信号を供給するとともに、静電力用端子１０１，１０２間の状態、及び、ローレンツ力用端子１０３，１０４間に対するローレンツ力用電流源の接続状態を定める。

図１０は、外部制御回路６により、電圧リフレッシュ期間→１行１列の光スイッチについての状態変更期間→電圧リフレッシュ期間が、設定された例である。図１０の例では、時刻ｔ１以前の電圧リフレッシュ期間では、ミラー３１が下側位置に保持されている。時刻ｔ１で、１行１列の光スイッチについての状態変更期間が開始され、アドレス選択線Ｙ２，Ｙ３，Ｘ２，Ｘ３がローレベルにされてコンデンサＣ１１以外のコンデンサ及びコイルＬ１１以外のコイルが切り離される。次に、時刻ｔ２で、静電力用端子１０１，１０２間が短絡されて静電力用電圧がゼロにされ、コンデンサＣ１１に充電されていた電荷が放電される。この時刻ｔ２は図８中の時刻Ｔ５に対応している。これによって、静電力が無くなり、ミラー３１は、図６に示す上側位置まで移動して、その状態が保持される。次に、時刻ｔ３で静電力用端子１０１，１０２間にクランプ電圧ＶＣが印加された後に、時刻ｔ４で、当該状態変更期間を終了し、電圧リフレッシュ期間とされる。

本実施の形態による光スイッチアレー１は、以下に説明する本発明の第２の実施の形態による製造方法によって製造されたものである。

［第２の実施の形態］

次に、本発明の第２の実施の形態によるマイクロアクチュエータ装置製造方法を含む光スイッチ装置製造方法として、前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１の製造方法について説明する。

まず、シリコン基板１１（図６及び図７参照）上に、ＬＳＩ製造プロセスなどの通常の半導体製造技術により、図９に示す駆動回路及びコンデンサＣｍｎの固定電極４１ａを形成する。このとき、後に形成されるべき各コンデンサＣｍｎ及びコイルＬｍｎにそれぞれ対応して、前記駆動回路におけるコンデンサＣｍｎ及びコイルＬｍｎに対応する箇所間をそれぞれ電気的にバイパスするように、所定の抵抗値を持つ検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬも形成する。そして、これらの駆動回路、コンデンサＣｍｎの固定電極４１ａ及び検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを、絶縁膜１５（図６及び図７参照）で覆う。検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの抵抗値は、十分に小さくて実質的にゼロでもよいし、他の任意の値でもよい。

このように駆動回路及び固定電極４１ａの形成が終了しかつ各マイクロアクチュエータの可動板１２が未だ形成されていない状態での、基板１１上に形成された回路を、図１１に示す。図１１において、１２ｃ”，１２ｄ”は、図９中のコンタクト１２ｃ’，１２ｄ’に対応する配線パターン部分を示している。また、図１１に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを、図１２に模式的に示す。図１１に示す回路の大部分の配線パターンとして、アルミ配線パターンが用いられている。

図１２では検査用パターンＲｍｎＬを模式的に示しているが、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬは、実際には、例えば、図１３（ａ）に示すように両側のアルミ配線パターン６０をそのまま延ばして構成したり、図１３（ｂ）や図１３（ｃ）に示すように両側のアルミ配線パターン６０間を接続するように形成したポリシリコン配線パターン６１で構成したりすることができる。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）において、６２は、コンタクトホールによるアルミ配線パターン６０とポリシリコン配線パターン６１とのコンタクトを示す。ポリシリコンはアルミに比べてその比抵抗を比較的大きくすることができるので、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬにある程度大きい抵抗値を持たせようとする場合には、ポリシリコンで構成することが好ましい。

図１３（ｂ）に示す例では、ポリシリコン配線パターン６１が直線状に延びていてその長さが比較的短いのに対し、図１３（ｃ）に示す例では、ポリシリコン配線パターン６１が蛇行状に延びていてその長さが長いので、図１３（ｃ）の方がその抵抗値が高くなる。このようにパターン長さを変えたり、あるいはパターンの幅を変えることで、その抵抗値を変えることができる。

全ての検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの抵抗値を同一にする場合には、全ての検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを図１３（ａ）に示すように構成すると、その構造が最も簡単になるので、好ましい。検査用パターンＲｍｎＣ毎に抵抗値を変えたり，ＲｍｎＬ毎に抵抗値を変えるような場合には、その抵抗値に応じて、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）のうちの任意の構成を採用し、必要に応じてパターンの長さや幅を変えればよい。

次に、駆動回路及び固定電極４１ａの形成が終了しかつ各マイクロアクチュエータの可動板１２が未だ形成されていない状態で、駆動回路の動作検査を行う。この動作検査について、図１１を参照して説明する。

この動作検査は、入力端子１０５〜１０８に各アドレスを指定するための信号を順次供給し、各アドレスが指定された各状態で、静電力用端子１０１，１０２間の抵抗値、及び、ローレンツ力用端子１０３，１０４間の抵抗値を、抵抗計等で測定することによって、行うことができる。このとき、アドレスデコーダ５１，５２が作動するように、図示しない電源端子に電源を供給する。

例えば、入力端子１０５〜１０８に第１行第１列を指定する信号を与えた状態にすると、正常であれば、選択スイッチＭＣ１１ｘ，ＭＣ１１ｙ，ＭＬ１１ｘ，ＭＬ１１ｙがオンする。したがって、この状態で、端子１０１，１０２に抵抗計を接続すると、正常であれば、端子１０１→スイッチＭＣ１１ｘ→スイッチＭＣ１１ｙ→検査用パターンＲ１１Ｃ→端子１０２の経路で電流が流れて、抵抗計で測定された抵抗値は所定の抵抗値を示すことになる。一方、アドレスデコーダ５１，５２、選択スイッチＭＣ１１ｘ，ＭＣ１１ｙ又はこれらに関する配線に異常があって前記経路に電流が流れなければ、抵抗計で測定された抵抗値は解放状態に相当する著しい大きい抵抗値を示す。このため、入力端子１０５〜１０８に第１行第１列を指定する信号を与えた状態で測定した端子１０１，１０２間の抵抗値に基づいて、アドレスデコーダ５１，５２の第１行第１列の選択動作、選択スイッチＭＣ１１ｘ，ＭＣ１１ｙの動作及びこれらに関する配線のいずれかに、異常があるか否かを判定することができる。

また、入力端子１０５〜１０８に第１行第１列を指定する信号を与えた状態で、端子１０３，１０４に抵抗計を接続すると、正常であれば、端子１０３→スイッチＭＬ１１ｘ→スイッチＭＬ１１ｙ→検査用パターンＲ１１Ｌ→端子１０４の経路で電流が流れて、抵抗計で測定された抵抗値は所定の抵抗値を示すことになる。一方、アドレスデコーダ５１，５２、選択スイッチＭＬ１１ｘ，ＭＬ１１ｙ又はこれらに関する配線に異常があって前記経路に電流が流れなければ、抵抗計で測定された抵抗値は解放状態に相当する著しい大きい抵抗値を示す。このため、入力端子１０５〜１０８に第１行第１列を指定する信号を与えた状態で測定した端子１０３，１０４間の抵抗値に基づいて、アドレスデコーダ５１，５２の第１行第１列の選択動作、選択スイッチＭＬ１１ｘ，ＭＬ１１ｙの動作及びこれらに関する配線のいずれかに、異常があるか否かを判定することができる。

したがって、入力端子１０５〜１０８に各アドレスを指定するための信号を順次供給し、各アドレスが指定された各状態で、静電力用端子１０１，１０２間の抵抗値、及び、ローレンツ力用端子１０３，１０４間の抵抗値を、抵抗計等で測定することによって、駆動回路の動作検査を行うことができるのである。

ところで、全ての検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの抵抗値は、同一にしておいてもよい。ただし、この場合には、例えば、入力端子１０５〜１０８に第１行第１列を指定する信号を与えたにも拘わらずに、Ｙアドレスデコーダ５１が誤動作して第２行を選択してしまうと、端子１０１，１０２間に抵抗計を接続した場合、端子１０１→スイッチＭＣ２１ｘ→スイッチＭＣ２１ｙ→検査用パターンＲ２１Ｃ→端子１０２の経路で電流が流れるため、この場合に抵抗計で測定された抵抗値は、前述した正常な経路で電流が流れる場合に測定される抵抗値と実質的に同一となってしまう。このため、Ｙアドレスデコーダ５１にこのような異常がある場合にも、正常であると判定してしまう。

これに対して、検査用パターンＲｍｎＣのうちの少なくとも１つの検査用パターンの抵抗値を、検査用パターンＲｍｎＣのうちの他の少なくとも１つの検査用パターンの抵抗値と異なる値にしておけば、全ての検査用パターンＲｍｎＣの抵抗値が同一である場合に比べて、静電力用回路に関する検査精度を高めることができる。例えば、検査用パターンＲ１１Ｃの抵抗値と検査用パターンＲ２１Ｃとが異なれば、入力端子１０５〜１０８に第１行第１列を指定する信号を与えたにも拘わらずに、Ｙアドレスデコーダ５１が誤動作して第２行を選択してしまう場合には、測定された抵抗値から異常であると判定することができる。

例えば、検査用パターンＲｍｎＣに関して、同じ列の検査用パターンの抵抗値を互いに同一にし、異なる列の検査用パターンの抵抗値を互いに異なるようにしてもよい。例えば、Ｒ１１Ｃ，Ｒ２１Ｃ，Ｒ３１Ｃの抵抗値を１Ω、Ｒ１２Ｃ，Ｒ２２Ｃ，Ｒ３２Ｃの抵抗値を２Ω、Ｒ１３Ｃ，Ｒ２３Ｃ，Ｒ３３Ｃの抵抗値を３Ωにしてもよい。この場合、全ての検査用パターンＲｍｎＣの抵抗値が同一である場合に比べて、静電力用回路に関する検査精度を高めることができる。

また、例えば、検査用パターンＲｍｎＣに関して、同じ行の検査用パターンの抵抗値を互いに同一にし、異なる行の検査用パターンの抵抗値を互いに異なるようにしてもよい。例えば、Ｒ１１Ｃ，Ｒ１２Ｃ，Ｒ１３Ｃの抵抗値を１Ω、Ｒ２１Ｃ，Ｒ２２Ｃ，Ｒ２３Ｃの抵抗値を２Ω、Ｒ３１Ｃ，Ｒ３２Ｃ，Ｒ３３Ｃの抵抗値を３Ωにしてもよい。この場合にも、全ての検査用パターンＲｍｎＣの抵抗値が同一である場合に比べて、静電力用回路に関する検査精度を高めることができる。

静電力用回路に関する検査精度をより高めるためには、全ての検査用パターンＲｍｎＣの抵抗値を互いに異なるようにしてもよい。

同様に、検査用パターンＲｍｎＬのうちの少なくとも１つの検査用パターンの抵抗値を、検査用パターンＲｍｎＬのうちの他の少なくとも１つの検査用パターンの抵抗値と異なる値にしておけば、全ての検査用パターンＲｍｎＬの抵抗値が同一である場合に比べて、ローレンツ力用回路に関する検査精度を高めることができる。例えば、検査用パターンＲｍｎＬに関して、同じ列の検査用パターンの抵抗値を互いに同一にし、異なる列の検査用パターンの抵抗値を互いに異なるようにしてもよい。また、例えば、検査用パターンＲｍｎＬに関して、同じ行の検査用パターンの抵抗値を互いに同一にし、異なる行の検査用パターンの抵抗値を互いに異なるようにしてもよい。ローレンツ力用回路に関する検査精度をより高めるためには、全ての検査用パターンＲｍｎＬの抵抗値を互いに異なるようにしてもよい。

本実施の形態では、前述した駆動回路の動作検査が終了した後に、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの両側の切断点２００で切断することで、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを駆動回路に対して電気的に無効にする。この状態の基板１１上の回路を図１４に示す。また、図１４に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを、図１５に模式的に示す。

検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの両側の切断点２００での切断は、例えば、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの両側のアルミ配線パターンにおける切断点２００の箇所をエッチングで除去することによって、行うことができる。本実施の形態では、前述した絶縁膜１５が既に形成されているので、アルミ配線パターンのエッチングの前に、絶縁膜１５の対応箇所をエッチングで除去しておく。もっとも、絶縁膜１５の形成を切断点２００での切断終了後に行ってもよい。

検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの両側の２箇所で切断する代わりに、一方側の１箇所のみで切断してもよいし、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの途中の１箇所のみで切断してもよいし、あるいは、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬの全体をエッチングにより除去してもよい。これらによっても、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを駆動回路に対して電気的に無効にすることができる。

その後、絶縁膜１５における配線パターン部分１２ｃ”，１２ｄ”に対応する箇所に、可動板１２の電気要素を接続するためのコンタクトホールを形成する。引き続いて、膜の形成及びパターニング、エッチング、犠牲層の形成などの半導体製造技術を利用して、可動板１２を形成する。これにより、基板１１上の回路は、図１１に示す通りとなる。図１１に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを、図１６に模式的に示す。

さらに、特許文献１，２に開示されているように、可動板１２上にレジストを形成し、このレジストにミラー３１に対応する凹所を形成した後、電解メッキによりミラー３１となるべきＡｕ、Ｎｉその他の金属を成長させることで、ミラー３１を形成する。

その後、前記犠牲層及び前記レジストを除去し、基板１１の切り出しを行い、切り出されたチップをパッケージ（図示せず）に実装して、前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１が完成する。このとき、前述した駆動回路の動作検査で異常と判定されたものに相当するチップは、パッケージに実装せずに破棄する。

そして、このようにして完成した光スイッチアレー１について、最終検査を行う。この最終検査では、端子１０１〜１０８に順次所定の信号を与えることで、可動板１２の機械的な動作を検査する。

本実施の形態によれば、予め検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬを形成しておくので、駆動回路及び固定電極４１ａの形成が終了しかつ各マイクロアクチュエータの可動板１２が未だ形成されていない状態で、駆動回路の動作検査が可能となっている。そして、この状態で駆動回路の動作検査が行われ、その検査の結果として駆動回路が異常であると判定されたチップは、パッケージに実装されないため、そのような不良チップをパッケージに実装してしまう場合に比べて、無駄なパッケージ費用やパッケージへの実装費用の削減を図ることができ、大幅にコストダウンを図ることができる。また、駆動回路の動作検査で不良であると判定されたものについては、機械的な動作検査が省略されるので、無駄な機械的動作検査の省略による検査時間の短縮ができるため、この点からも、大幅にコストダウンを図ることができる。

ここで、本実施の形態による製造方法と比較される比較例による製造方法について、図１７乃至図１９を参照して説明する。この比較例は従来技術に準じたものである。

図１７乃至図１９は、図１１、図１２及び図１６にそれぞれ対応している。図１７乃至図１９において、図１１、図１２及び図１６中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。

この比較例による製造方法により製造される光スイッチアレーが前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１と異なる所は、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬがない点のみであり、両者は実質的に同一である。

この比較例では、まず、シリコン基板１１（図６及び図７参照）上に、ＬＳＩ製造プロセスなどの通常の半導体製造技術により、図９に示す駆動回路及びコンデンサＣｍｎの固定電極４１ａを形成する。このとき、この比較例では、本実施の形態と異なり、検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬは形成しない。そして、これらの駆動回路及びコンデンサＣｍｎの固定電極４１ａを、絶縁膜１５（図６及び図７参照）で覆う。

このように駆動回路及び固定電極４１ａの形成が終了しかつ各マイクロアクチュエータの可動板１２が未だ形成されていない状態での、基板１１上に形成された回路を、図１７に示す。また、図１７に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを、図１８に模式的に示す。

本実施の形態では、駆動回路及び固定電極４１ａの形成が終了しかつ各マイクロアクチュエータの可動板１２が未だ形成されていない状態において、図１１に示すように検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬによって閉じた回路が形成されるため、前述したような方法で駆動回路の動作検査が可能であった。これに対し、この比較例では、駆動回路及び固定電極４１ａの形成が終了しかつ各マイクロアクチュエータの可動板１２が未だ形成されていない状態において、図１７に示すように検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬがないことから回路が開放されて閉じていないので、駆動回路の動作検査は全く不可能である。

次に、この比較例では、駆動回路の動作検査を行うことなく、絶縁膜１５における配線パターン部分１２ｃ”，１２ｄ”に対応する箇所に、可動板１２の電気要素を接続するためのコンタクトホールを形成する。引き続いて、膜の形成及びパターニング、エッチング、犠牲層の形成などの半導体製造技術を利用して、可動板１２を形成する。これにより、基板１１上の回路は、図１１において検査用パターンＲｍｎＣ，ＲｍｎＬをなくした回路となる。この回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを、図１８に模式的に示す。

さらに、この比較例においても、本実施の形態と同様に、可動板１２上にレジストを形成し、このレジストにミラー３１に対応する凹所を形成した後、電解メッキによりミラー３１となるべきＡｕ、Ｎｉその他の金属を成長させることで、ミラー３１を形成する。

その後、この比較例においても、本実施の形態と同様に、前記犠牲層及び前記レジストを除去し、基板１１の切り出しを行い、切り出されたチップをパッケージ（図示せず）に実装して、前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１が完成する。このとき、この比較例では、本実施の形態と異なり、実際には駆動回路が不良であるチップも含めて全てのチップが、パッケージに実装される。

そして、この比較例では、このようにして完成した光スイッチアレー１について、最終検査を行う。したがって、この比較例では、本実施の形態と異なり、実際には駆動回路が不良であるものも含めて、全ての光スイッチアレー１について、最終検査が行われる。この最終検査では、端子１０１〜１０８に順次所定の信号を与えることで、可動板１２の機械的な動作を検査する。この最終検査によって、比較例では、可動板１２が不良であるために可動板１２の機械的な動作が不良であるものの他、駆動回路が不良であるために可動板１２の機械的な動作が不良であるものが、不良品として判別される。

この比較例によれば、途中段階での駆動回路の動作検査が不可能であり、その検査が行われないため、駆動回路が不良であるチップもパッケージに実装されてしまい、それの機械的な動作検査も行われるので、本実施の形態に比べると大幅なコストアップを免れない。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

例えば、本発明では、駆動回路の構成は、前述したような構成に限定されるものではない。例えば、駆動回路の構成として、前記駆動回路からアドレスデコーダ５１，５２を除去して、アドレス選択線Ｘ１〜Ｘ３，Ｙ１〜Ｙ３にそれぞれ端子を接続した構成を採用してもよい。また、例えば、前記駆動回路において、前記ローレンツ力用電流源回路を追加したり、外部から供給される電圧のレベル変換して静電力用電圧を生成する電圧変換回路を追加したりしてもよい。

また、前記実施の形態では、駆動力として静電力及びローレンツ力の両方が用いられるようになっていたが、本発明では、駆動力として静電力及びローレンツ力のいずれか一方のみ、あるいは、他の駆動力を用いるように構成してもよい。

さらに、前記実施の形態では、可動板１２が片持ち梁構造を有しているが、本発明では、例えば、可動部は両持ち梁構造を有していてもよい。

さらにまた、前記実施の形態は、光スイッチ装置としての光スイッチアレー１に適用した例であるが、本発明は、単一の光スイッチのみを有する光スイッチ装置に適用してもよい。

また、本発明によるマイクロアクチュエータ装置の用途は、光スイッチ装置に限定されるものではなく、他の光学装置やその他の種々の用途に用いることができる。

前記光スイッチアレー１で用いられているマイクロアクチュエータ装置は、基板１１と該基板１１に搭載された回路とを有し前記回路が第１の回路部と第２の回路部とから構成されたデバイスの一種である。前記光スイッチアレー１で用いられているマイクロアクチュエータ装置では、前記駆動回路が前記第１の回路部に相当し、前記可動板１２の電気要素（コンデンサＣｍｎの可動電極２２ｄ及びコイルＬｍｎ）が前記第２の回路部に相当している。本発明は、前記マイクロアクチュエータ装置以外のデバイスの製造方法にも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態による光スイッチアレーを備えた光学システムの一例を模式的に示す概略構成図である。 図１中の光スイッチアレーを模式的に示す概略平面図である。 図１中の光スイッチアレーの単位素子としての１つの光スイッチを模式的に示す概略平面図である。 図３中のＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。 図３中の可動板を上から見たときのＡｌ膜のパターン形状を示す図である。 ミラーが上側に保持された状態を示す、図３及び図５中のＢ−Ｂ’線に沿った断面を＋Ｘ側から−Ｘ軸方向に見た概略断面図である。 ミラーが下側に保持された状態を示す、図３及び図５中のＢ−Ｂ’線に沿った断面を＋Ｘ側から−Ｘ軸方向に見た概略断面図である。 図１中の光スイッチアレーを構成する１つの光スイッチの、ローレンツ力用電流と静電力用電圧とミラーの位置との時間変化による関係を示す、タイミングチャートである。 図１中の光スイッチアレーを示す電気回路図である。 図９中の各部の信号等を示すタイミングチャートである。 図１中の光スイッチアレーの製造途中段階の電気回路図である。 図１１に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを模式的に示す図である。 検査用パターンの例を示す図である。 図１中の光スイッチアレーの他の製造途中段階の電気回路図である。 図１４に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを模式的に示す図である。 図９に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを模式的に示す図である。 比較例による製造方法により製造される光スイッチアレーの製造途中段階の電気回路図である。 図１７に示す回路のうちのローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを模式的に示す図である。 比較例による製造方法により製造される光スイッチアレーの回路のうちの、ローレンツ力用回路に関連する部分の配線パターンを模式的に示す図である。

符号の説明

１ 光スイッチアレー
１１ 基板
１２ 可動板
２２ｃ，Ｌｍｎ コイル（ローレンツ力電流経路）
２２ｄ 可動電極
３１ ミラー
４１ａ 固定電極
Ｃｍｎ コンデンサ（可動電極及び固定電極）
ＲｍｎＣ，ＲｍｎＬ 検査用パターン
２００ 切断点
５１，５２ アドレスデコーダ
ＭＣｍｎｙ，ＭＣｍｎｘ，ＭＬｍｎｙ，ＭＬｍｎｘ 選択スイッチ

Claims (10)

1. １つ以上のマイクロアクチュエータと、前記１つ以上のマイクロアクチュエータを駆動する駆動回路とを有するマイクロアクチュエータ装置であって、前記駆動回路が基板に搭載され、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの各々が、前記基板により支持されて前記基板に対して移動し得るとともに電気要素を含む可動部を有するマイクロアクチュエータ装置を、製造するマイクロアクチュエータ装置の製造方法であって、
   前記基板上に、前記駆動回路を形成するとともに、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの各々に対応して、前記駆動回路における当該マイクロアクチュエータの前記可動部の前記電気要素に対応する箇所間を電気的にバイパスしかつ所定の抵抗値を持つ検査用パターンを形成する第１の工程と、
   前記第１の工程の後に、前記駆動回路の動作を検査する第２の工程と、
   前記第２の工程の後に、前記検査用パターンを前記駆動回路に対して電気的に無効にする第３の工程と、
   前記第３の工程の後に、前記基板上に前記可動部を形成する第４の工程と、
   を備えたことを特徴とするマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
2. 前記検査用パターンがアルミニウム又はポリシリコンで構成されたことを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
3. 前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、
   前記駆動回路は、前記１つ以上のマイクロアクチュエータに対応して設けられた選択スイッチと、当該選択スイッチのうち、外部からの入力信号に応じて当該入力信号に応じた選択スイッチを選択するデコーダと、を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
4. 前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、
   前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの少なくとも１つのマイクロアクチュエータに対応して設けられた前記検査用パターンの抵抗値が、前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの他の少なくとも１つのマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値と異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
5. 前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、
   前記１つ以上のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値が、互いに異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
6. 前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、
   前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの同じ列のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに同一であり、
   前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの異なる列のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
7. 前記１つ以上のマイクロアクチュエータの数が２つ以上であり、
   前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの同じ行のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに同一であり、
   前記１つ以上のマイクロアクチュエータのうちの異なる行のマイクロアクチュエータに対応して形成された前記検査用パターンの抵抗値は、互いに異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ装置の製造方法。
8. 請求項１乃至７のいずれかによる製造方法により製造されたマイクロアクチュエータ装置と、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの可動部にそれぞれ搭載された被駆動体とを備え、前記各被駆動体が光学素子であることを特徴とする光学装置。
9. 請求項１乃至７のいずれかによる製造方法により製造されたマイクロアクチュエータ装置と、前記１つ以上のマイクロアクチュエータの可動部にそれぞれ搭載された被駆動体とを備え、前記各被駆動体がミラーであることを特徴とする光スイッチ装置。
10. 基板と該基板に搭載された回路とを有するデバイスであって、前記回路が、第１の回路部と第２の回路部とから構成されたデバイスを、製造するデバイスの製造方法であって、
    前記基板上に、前記第１の回路部を形成するとともに、前記回路における前記第２の回路部に対応する箇所間を電気的にバイパスしかつ所定の抵抗値を持つ検査用パターンを形成する第１の工程と、
    前記第１の工程の後に、前記第１の回路部の動作を検査する第２の工程と、
    前記第２の工程の後に、前記検査用パターンを前記第１の回路部に対して電気的に無効にする第３の工程と、
    前記第３の工程の後に、前記基板上に前記第２の回路部を形成する第４の工程と、
    を備えたことを特徴とするデバイスの製造方法。

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