JP2009020468A - Method for manufacturing micro-mirror - Google Patents

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Tomoyoshi Uchigaki
友好 内垣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an optical scanner, which suppresses the camber of a mirror part without changing the resonance frequency of a swinging mirror part of the optical scanner. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the optical scanner 10 comprising the mirror part 1, a beam part 2 supporting the mirror part 1 in a swingable manner, and a frame part 3 holding the beam part 2, includes a film forming process for depositing a reflective film 6 on the surface of the mirror part 1, and an ion implantation process for injecting an ionized material into the surface of the mirror part 1 by an ion implantation method to reduce the surface camber of the mirror part 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像投影装置等において用いられる光スキャナのマイクロミラーの製造方法に関する。特にマイクロミラーの表面の反りを抑制する製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a micromirror of an optical scanner used in an image projection apparatus or the like. In particular, the present invention relates to a manufacturing method for suppressing warpage of the surface of a micromirror.

光スキャナは、画像投影装置やプリンター等において、投影画像を形成するために使用されている。光スキャナは、揺動する反射面からなるマイクロミラーにレーザ光などを照射して反射光を走査し、スクリーンや感光体ドラムに投影像を形成する。しかし、反射表面の平坦性が悪化すると、反射ビームの特性が劣化し、投影画像の解像度が低下するなど、所期の目的が達成できなくなる。   Optical scanners are used to form projected images in image projection apparatuses, printers, and the like. The optical scanner scans reflected light by irradiating a micromirror having a oscillating reflecting surface with laser light, and forms a projected image on a screen or a photosensitive drum. However, when the flatness of the reflecting surface is deteriorated, the intended purpose cannot be achieved, for example, the characteristics of the reflected beam are deteriorated and the resolution of the projected image is lowered.

図4(a)は、従来公知のマイクロミラーを用いた光走査装置100を示す斜視図である。光走査装置100は、反射面が形成されたミラー部101と、ミラー部101を支持する梁部102と、この梁部102を保持する枠部103とから構成されている。梁部102はミラー部101の揺動の揺動軸をなしている。ミラー部101の辺部近傍には平面型コイル104が形成され、平面型コイル104が囲む面内を通過する磁界の変化により、ミラー部101に回転トルクが与えられ、ミラー部101は梁部102を揺動軸として揺動する。この揺動に伴い、レーザ光などの入射ビーム108は揺動するミラー部101により反射され、走査された走査ビーム109として出射される。   FIG. 4A is a perspective view showing an optical scanning device 100 using a conventionally known micromirror. The optical scanning device 100 includes a mirror unit 101 having a reflecting surface, a beam unit 102 that supports the mirror unit 101, and a frame unit 103 that holds the beam unit 102. The beam portion 102 forms a swing axis for swinging the mirror portion 101. A planar coil 104 is formed in the vicinity of the side of the mirror unit 101, and a rotational torque is applied to the mirror unit 101 due to a change in the magnetic field passing through the plane surrounded by the planar coil 104. The mirror unit 101 has a beam unit 102. Oscillate around the axis. Along with this oscillation, an incident beam 108 such as a laser beam is reflected by the oscillating mirror 101 and emitted as a scanned scanning beam 109.

図4(b)は、ミラー部101の断面を表す模式図である。ミラー部101は、例えばシリコン基板105と、その表面に形成した金属からなる反射膜106と、反射膜106の上面及びシリコン基板105の下面に形成した酸化膜107などから構成されている。ミラー部101に入射するレーザ光が劣化しないようにするために、ミラー部101の表面を平坦に作成する必要がある。一般的に、波長λのレーザ光が照射される領域において、ミラー部101の表面の凹凸dはλ/4以下とする必要がある。しかしながら、反射膜106の膜厚や、酸化膜107の種類や膜厚、製造時の温度等の影響を受けて、形成した薄膜に応力が残留し、凹凸dはλ/4以上となる。   FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a cross section of the mirror unit 101. The mirror unit 101 includes, for example, a silicon substrate 105, a reflective film 106 made of metal formed on the surface thereof, an oxide film 107 formed on the upper surface of the reflective film 106 and the lower surface of the silicon substrate 105, and the like. In order to prevent the laser light incident on the mirror unit 101 from deteriorating, it is necessary to make the surface of the mirror unit 101 flat. In general, in the region irradiated with the laser beam having the wavelength λ, the unevenness d on the surface of the mirror portion 101 needs to be λ / 4 or less. However, stress remains in the formed thin film under the influence of the film thickness of the reflective film 106, the type and film thickness of the oxide film 107, the temperature at the time of manufacture, and the unevenness d becomes λ / 4 or more.

特許文献1には、シリコン酸化膜からなる可動体及びトーションバーと、これらに一体的に枠部を形成したプレーナ型電磁アクチュエータが記載されている。揺動する可動体の表面には、中央部に反射膜や絶縁膜を堆積したミラー部を形成し、周辺部に平面型のコイル部を形成している。中央部の反射膜や絶縁膜はスパッタ法又は蒸着法により形成している。そして、コイル部やミラー部の応力を打ち消して可動体の反りを制御するために、可動体に更に応力膜を形成することが記載されている。
特開2004−264603号公報
Patent Document 1 describes a movable body and a torsion bar made of a silicon oxide film, and a planar electromagnetic actuator in which a frame portion is integrally formed. On the surface of the oscillating movable body, a mirror portion in which a reflection film or an insulating film is deposited is formed in the center portion, and a planar coil portion is formed in the peripheral portion. The reflection film and the insulating film at the center are formed by sputtering or vapor deposition. In addition, it is described that a stress film is further formed on the movable body in order to cancel the stress of the coil part and the mirror part and control the warp of the movable body.
JP 2004-264603 A

上記特許文献1の方法によれば、可動体の反りを制御するために可動体に応力膜を堆積する。しかし、この応力膜を堆積することにより、可動体が当初有していた質量が変化し、これに伴って回転モーメントも変化する。その結果、可動体(ミラー部101に相当する)の揺動における共振周波数が変化してしまう、という不具合が発生した。本発明はこのような従来例の課題を解決する目的でなされた。   According to the method of Patent Document 1, a stress film is deposited on the movable body in order to control the warp of the movable body. However, by depositing this stress film, the mass that the movable body originally had changes, and the rotational moment changes accordingly. As a result, there arises a problem that the resonance frequency in the swing of the movable body (corresponding to the mirror unit 101) changes. The present invention has been made for the purpose of solving the problems of the conventional example.

本発明は、上記の課題を解決するために以下の手段を講じた。   The present invention has taken the following means in order to solve the above problems.

請求項1に係る発明においては、ミラー部と、前記ミラー部を揺動可能に支持する梁部と、前記梁部を保持する枠部とを備えた光スキャナの製造方法において、前記ミラー部の表面に反射膜を堆積する成膜工程と、前記ミラー部の表面の反りを低減するためにイオン注入法によりイオン化された材料を前記ミラー部に注入するイオン注入工程を含むことを特徴とする光スキャナの製造方法とした。   In the invention which concerns on Claim 1, In the manufacturing method of the optical scanner provided with the mirror part, the beam part which supports the said mirror part so that rocking | fluctuation, and the frame part which hold | maintains the said beam part, A light comprising: a film forming step for depositing a reflective film on a surface; and an ion implantation step for injecting a material ionized by an ion implantation method into the mirror portion in order to reduce warpage of the surface of the mirror portion. A scanner manufacturing method was adopted.

請求項2に係る発明においては、前記成膜工程は、前記反射膜の表面に保護膜を堆積する工程を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の光スキャナの製造方法。
とした。
2. The method of manufacturing an optical scanner according to claim 1, wherein the film forming step further includes a step of depositing a protective film on a surface of the reflective film.
It was.

請求項3に係る発明においては、前記成膜工程は前記ミラー部の一方の表面に反射膜を堆積する工程であり、前記イオン注入工程は前記ミラー部の他方の表面にイオン化された材料を注入する工程であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光スキャナの製造方法とした。   In the invention according to claim 3, the film forming step is a step of depositing a reflective film on one surface of the mirror portion, and the ion implantation step implants an ionized material on the other surface of the mirror portion. The method of manufacturing an optical scanner according to claim 1 or claim 2, wherein

請求項4に係る発明においては、前記イオン化された材料は、酸素又はリンのいずれかであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光スキャナの製造方法とした。   The invention according to claim 4 is the method for manufacturing an optical scanner according to any one of claims 1 to 3, wherein the ionized material is either oxygen or phosphorus.

請求項1の発明によれば、ミラー部の表面に反射膜を堆積し、更にミラー部の表面にイオン化された材料を注入する光スキャナの製造方法とした。これにより、ミラー部の質量をほとんど変化させることなくミラー部の応力を調整することができる。そのため、共振周波数に影響を与えないでミラー部の平坦性を向上させることができる、という利点を有する。   According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical scanner manufacturing method in which a reflective film is deposited on the surface of the mirror portion, and further, an ionized material is injected into the surface of the mirror portion. Thereby, the stress of a mirror part can be adjusted, without changing the mass of a mirror part almost. Therefore, there is an advantage that the flatness of the mirror portion can be improved without affecting the resonance frequency.

請求項2の発明によれば、反射膜の表面に保護膜を堆積する工程を含む。これにより、反射膜に反射率の低下及び反射膜の傷等による損傷を防止することができる、という利点を有する。   According to invention of Claim 2, the process of depositing a protective film on the surface of a reflecting film is included. Thereby, there is an advantage that the reflection film can be prevented from being damaged due to a decrease in reflectance and a scratch on the reflection film.

請求項3の発明によれば、イオン注入は、反射膜が形成されていない裏面に注入するようにした。これにより、イオン化された材料の注入により反射面が荒されることを防止することができる、という利点を有する。   According to the third aspect of the present invention, the ion implantation is performed on the back surface where the reflective film is not formed. Thereby, it has the advantage that it can prevent that a reflective surface is roughened by injection | pouring of the ionized material.

請求項4の発明によれば、イオン化された材料を、酸素又はリンとした。これにより、ミラー部の領域に圧縮応力や引っ張り応力を、ミラー部の共振周波数を変化させることなく付与することができる、という利点を有する。   According to the invention of claim 4, the ionized material is oxygen or phosphorus. This has the advantage that compressive stress or tensile stress can be applied to the region of the mirror part without changing the resonance frequency of the mirror part.

図1(a)は、本発明の製造方法により製造される光スキャナ10の模式的な上面図を表し、図1(b)は、当該図1(a)のXX’部の模式的な断面図を表す。   FIG. 1A shows a schematic top view of an optical scanner 10 manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIG. 1B shows a schematic cross-section of the section XX ′ in FIG. Represents the figure.

図1(a)に示すように、光スキャナ10は、ミラー部1と、このミラー部1を両側から軸支する梁部2と、この梁部2を保持する枠部3とから構成されている。梁部2はミラー部1の揺動軸をなしており、ミラー部1は梁部2を揺動軸として振動する。例えば、ミラー部1の周縁部表面にコイルを形成し、このコイルが囲む面内を通過する磁界を外部から変化させることにより、ミラー部1に回転トルクを与え、梁部2を揺動軸としてミラー部1を振動させることができる。また、梁部2と枠部3との間に圧電体等からなる振動体を設置し、この振動体の振動を梁部2からミラー部1に伝達し、梁部2を揺動軸としてミラー部1を振動させることができる。   As shown in FIG. 1A, an optical scanner 10 includes a mirror part 1, a beam part 2 that pivotally supports the mirror part 1 from both sides, and a frame part 3 that holds the beam part 2. Yes. The beam portion 2 forms the swing axis of the mirror portion 1, and the mirror portion 1 vibrates with the beam portion 2 as the swing axis. For example, a coil is formed on the peripheral surface of the mirror portion 1 and a magnetic field passing through the surface surrounded by the coil is changed from the outside, thereby giving rotational torque to the mirror portion 1 and using the beam portion 2 as a swing axis. The mirror unit 1 can be vibrated. In addition, a vibrating body made of a piezoelectric body or the like is installed between the beam portion 2 and the frame portion 3, and the vibration of this vibrating body is transmitted from the beam portion 2 to the mirror portion 1, and the beam portion 2 is used as a swing axis. The part 1 can be vibrated.

なお、図1においては、光スキャナ10の下部及び上部に収納部及び蓋部を取り付け、ミラー部1の揺動空間を構成するが、これらの収納部や蓋部は省略している。また、ミラー部1に揺動を生じさせるコイルや圧電体も省略している。   In FIG. 1, a storage portion and a lid portion are attached to the lower and upper portions of the optical scanner 10 to form a swinging space of the mirror portion 1, but these storage portion and lid portion are omitted. Further, a coil and a piezoelectric body that cause the mirror unit 1 to swing are also omitted.

図1(b)に示すように、ミラー部1は、シリコン基板5と、シリコン基板5の表面に堆積したアルミニウム膜等からなる反射膜6と、この反射膜6の上に堆積したシリコン酸化膜等からなる保護膜7と、シリコン基板の裏面に形成したシリコン酸化膜8とから構成されている。後に詳細に説明するが、シリコン基板5の裏面に形成したシリコン酸化膜8の、反射膜6が形成された領域に対応する裏面領域には、イオン注入法により注入された注入材料9がシリコン酸化膜8又はシリコン基板5に局在している。注入される材料は、例えば、酸素原子やリン原子である。   As shown in FIG. 1B, the mirror unit 1 includes a silicon substrate 5, a reflective film 6 made of an aluminum film or the like deposited on the surface of the silicon substrate 5, and a silicon oxide film deposited on the reflective film 6. And the like, and a silicon oxide film 8 formed on the back surface of the silicon substrate. As will be described in detail later, in the silicon oxide film 8 formed on the back surface of the silicon substrate 5, in the back surface region corresponding to the region where the reflective film 6 is formed, the implantation material 9 implanted by the ion implantation method is silicon oxide. The film 8 or the silicon substrate 5 is localized. The material to be injected is, for example, an oxygen atom or a phosphorus atom.

イオン注入法により、注入した材料を反射膜6に対応する裏面の領域に局在させることにより、形成した各膜の内部応力を相殺して、ミラー部1の反りを照射するレーザ光の波長λの1/4以下としている。   By localizing the implanted material in the region of the back surface corresponding to the reflective film 6 by the ion implantation method, the internal stress of each formed film is offset, and the wavelength λ of the laser light that irradiates the warp of the mirror portion 1 1/4 or less.

図2は、本発明に係る光スキャナ10の製造方法を示すフロー図である。特に、図1のXX’部分に沿った光スキャナ10の断面部分を表している。本実施形態においては、光スキャナ10を多数個同時に製造する方法を説明する。以下、同一の部分又は同一の機能を有する部分については同一の符号を付した。   FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing the optical scanner 10 according to the present invention. In particular, a cross-sectional portion of the optical scanner 10 along the XX ′ portion of FIG. 1 is shown. In the present embodiment, a method for simultaneously manufacturing a large number of optical scanners 10 will be described. Hereinafter, the same reference numerals are assigned to the same parts or parts having the same function.

図1(a)において、まず、洗浄したシリコン基板5を用意する。シリコン基板は約0.5mmの厚さ有する。次に、シリコン基板5の表面にスピンナー等によりフォトレジスト11を一様に塗布する。次に、塗布したフォトレジスト11をプリベークして乾燥し、マスクを用いて必要な領域を露光する。次に、フォトレジスト11の現像処理を行い、ミラー部1、梁部2及び枠部3に相当する領域にフォトレジスト11を残す。図1(b)は、フォトレジスト11の現像後の断面を表している。次に、フォトレジスト11のポストベークを行ってフォトレジスト11をシリコン基板5に密着させる。   In FIG. 1A, first, a cleaned silicon substrate 5 is prepared. The silicon substrate has a thickness of about 0.5 mm. Next, a photoresist 11 is uniformly applied to the surface of the silicon substrate 5 by a spinner or the like. Next, the applied photoresist 11 is pre-baked and dried, and a necessary area is exposed using a mask. Next, development processing of the photoresist 11 is performed, and the photoresist 11 is left in regions corresponding to the mirror portion 1, the beam portion 2, and the frame portion 3. FIG. 1B shows a cross section of the photoresist 11 after development. Next, the photoresist 11 is post-baked to bring the photoresist 11 into close contact with the silicon substrate 5.

次に、RIE(reactive ion etching)等によるドライエッチ又はKOH等の溶液を用いたウエットエッチにより、シリコン基板5をエッチング除去する(図2(c))。KOH等のウエットエッチングによりシリコン基板5をエッチング除去する場合には、シリコン基板5の裏面に予めシリコン酸化膜やレジスト等のエッチング防止膜を形成しておく。図2(c)に示すエッチング後のシリコン基板の状態は、ミラー部1が梁部2により枠部3に保持された状態となる。   Next, the silicon substrate 5 is etched away by dry etching by RIE (reactive ion etching) or the like or wet etching using a solution such as KOH (FIG. 2C). In the case where the silicon substrate 5 is removed by wet etching such as KOH, an etching prevention film such as a silicon oxide film or a resist is previously formed on the back surface of the silicon substrate 5. The state of the silicon substrate after etching shown in FIG. 2C is a state in which the mirror portion 1 is held by the frame portion 3 by the beam portion 2.

次に、図2(d)に示すように、シリコン基板5のミラー部1にアルミニウム等からなる反射膜6を堆積して成膜する。反射膜6は、スパッタリング法或いは電子ビーム蒸着法等の真空蒸着法により堆積する。反射膜6の堆積の際には、メタルマスクを用いてミラー部1の領域にのみ反射膜6が堆積するようにする。或いは、シリコン基板5の表面全面に反射膜6を形成し、その後、フォトリソグラフィ及びエッチング工程によりミラー部1の領域のみに反射膜6を残すようにしてもよい。反射膜6として、アルミニウムの他に、金や銀の薄膜を堆積して形成することができる。走査する光に応じて、反射膜6の材料を適宜選定する。   Next, as shown in FIG. 2D, a reflective film 6 made of aluminum or the like is deposited on the mirror portion 1 of the silicon substrate 5 to form a film. The reflective film 6 is deposited by a vacuum evaporation method such as a sputtering method or an electron beam evaporation method. When the reflective film 6 is deposited, the reflective film 6 is deposited only in the region of the mirror portion 1 using a metal mask. Alternatively, the reflective film 6 may be formed on the entire surface of the silicon substrate 5, and then the reflective film 6 may be left only in the region of the mirror portion 1 by photolithography and etching processes. The reflective film 6 can be formed by depositing a thin film of gold or silver in addition to aluminum. The material of the reflective film 6 is appropriately selected according to the light to be scanned.

次に、図2(e)に示すように、シリコン基板5の表面に保護膜7を堆積する。保護膜7としては、PCVD(plasma chemical vapor deposition)や反応性スパッタリング法によりシリコン酸化膜を堆積する。また、シリコン基板5の裏面にも全面に同様の方法によりシリコン酸化膜8を堆積する。表面に形成する保護膜7は、反射膜6の表面が酸化して反射効率が低下することを防止すると共に、反射膜6の表面保護のために形成している。シリコン基板5の裏面に形成するシリコン酸化膜8は、表面に形成した保護膜7がシリコン酸化膜である場合に、シリコン酸化膜の内部応力によりミラー部1に反りが発生することを防止するために設けている。保護膜7として、シリコン酸化膜に代えて、シリコン窒化膜、シリコン酸化窒化膜等、他の透明膜を使用することができる。その場合、シリコン基板5の反りを防止するために、裏面にも同様の方法により同様の薄膜を堆積するのが好ましい。   Next, as shown in FIG. 2E, a protective film 7 is deposited on the surface of the silicon substrate 5. As the protective film 7, a silicon oxide film is deposited by PCVD (plasma chemical vapor deposition) or reactive sputtering. A silicon oxide film 8 is deposited on the entire back surface of the silicon substrate 5 by the same method. The protective film 7 formed on the surface is formed for protecting the surface of the reflective film 6 while preventing the surface of the reflective film 6 from being oxidized and reducing the reflection efficiency. The silicon oxide film 8 formed on the back surface of the silicon substrate 5 is for preventing the mirror portion 1 from warping due to internal stress of the silicon oxide film when the protective film 7 formed on the front surface is a silicon oxide film. Provided. As the protective film 7, other transparent films such as a silicon nitride film and a silicon oxynitride film can be used instead of the silicon oxide film. In that case, in order to prevent warping of the silicon substrate 5, it is preferable to deposit a similar thin film on the back surface by the same method.

次に、図2(f)に示すように、シリコン基板5の裏面のシリコン酸化膜8に、イオン化された材料をイオン注入する。イオン注入とは、原子や分子をイオン化して電界により加速し、その運動エネルギーを利用して対象物に注入する方法である。具体的には、イオン源において打ち込むべき元素や分子をイオン化し、質量分析器を通過させてイオン化した材料を選別し、加速器により数KeVから数十MeVまで加速する。イオン注入は、シリコン基板5の表面の反射膜6が形成された領域に行うこともできる。ただし、反射膜6の表面がイオン注入により荒れる虞があるため、好ましくは、図2(f)に示すようにシリコン基板5の裏面から行う。イオン注入の際には、マスク13により、少なくとも梁部2にイオン材料が注入されないようにマスキングする。梁部2にイオン注入されて、梁部2のねじれ弾性係数が変化し、ミラー部1の共振周波数が変化することを防止するためである。また、マスク13に代えて、少なくとも梁部2の裏面にレジストを塗布し、梁部2にイオンが注入されることを阻止するようにしてもよい。   Next, as shown in FIG. 2F, ionized material is ion-implanted into the silicon oxide film 8 on the back surface of the silicon substrate 5. Ion implantation is a method in which atoms and molecules are ionized and accelerated by an electric field, and the kinetic energy is used to inject into an object. Specifically, the elements and molecules to be implanted in the ion source are ionized, the ionized material is selected by passing through a mass analyzer, and accelerated from several KeV to several tens MeV by an accelerator. The ion implantation can also be performed in the region where the reflective film 6 is formed on the surface of the silicon substrate 5. However, since the surface of the reflective film 6 may be roughened by ion implantation, it is preferably performed from the back surface of the silicon substrate 5 as shown in FIG. At the time of ion implantation, the mask 13 is masked so that at least the ion material is not implanted into the beam portion 2. This is to prevent the torsional elastic coefficient of the beam part 2 from being changed by ion implantation into the beam part 2 and the resonance frequency of the mirror part 1 from changing. Further, instead of the mask 13, a resist may be applied to at least the back surface of the beam portion 2 to prevent ions from being implanted into the beam portion 2.

イオン注入する材料は、上記シリコン基板の反りの方向、反りの程度により異なる。例えば、ミラー部1が裏面側に凸状に反りがある場合には、酸素イオンをシリコン酸化膜8側から注入する。酸素イオンがシリコン酸化膜8側に打ち込まれることにより、当該表面に引っ張り応力を生じさせる。これにより、上記裏面の凸状の反りを低減し、ミラー部1の平坦性を向上させることができる。一方、ミラー部1が裏面側に凹状に反りがある場合には、リンイオンをシリコン酸化膜8側に注入する。リンイオンがシリコン酸化膜8に打ち込まれることにより、当該表面に圧縮応力を生じさせる。これにより、上記裏面の凹状の反りを低減し、ミラー部1の平坦性を向上させることができる。   The material to be ion-implanted differs depending on the warp direction and warpage of the silicon substrate. For example, when the mirror unit 1 has a convex warp on the back side, oxygen ions are implanted from the silicon oxide film 8 side. When oxygen ions are implanted into the silicon oxide film 8 side, tensile stress is generated on the surface. Thereby, the convex curvature of the said back surface can be reduced and the flatness of the mirror part 1 can be improved. On the other hand, when the mirror part 1 has a concave warp on the back side, phosphorus ions are implanted into the silicon oxide film 8 side. When phosphorus ions are implanted into the silicon oxide film 8, a compressive stress is generated on the surface. Thereby, the concave curvature of the said back surface can be reduced and the flatness of the mirror part 1 can be improved.

イオン注入する際のイオンの加速エネルギーは、10KeV(キロエレクトロンボルト)から3MeV(メガエレクトロンボルト)が好ましい。3MeV以上の加速エネルギーの場合は、シリコン酸化膜8やシリコン基板の表面が損傷を受けるので好ましくなく、10KeV以下では、注入されるイオン材料の深さが浅く、ミラー部1の反り低減の効果が低くなる。なお、イオン注入される材料の注入深さは、10nm(ナノメートル)から1μm(マイクロメートル)程度が好ましい。シリコン酸化膜8やシリコン基板5の表面近傍に注入材料を偏在させる。これにより、圧縮応力や引っ張り応力をより効果的に生じさせることができる。   The acceleration energy of ions during ion implantation is preferably 10 KeV (kiloelectron volts) to 3 MeV (megaelectron volts). In the case of acceleration energy of 3 MeV or more, the surface of the silicon oxide film 8 or the silicon substrate is damaged, which is not preferable. Lower. The implantation depth of the material to be ion implanted is preferably about 10 nm (nanometer) to 1 μm (micrometer). The injection material is unevenly distributed near the surface of the silicon oxide film 8 or the silicon substrate 5. Thereby, compressive stress and tensile stress can be generated more effectively.

イオン注入用の材料は、酸素やリンに限定されない。窒素(N)、水素(H)、ボロン(B)、アルゴン(Ar)等、イオン化可能な材料利用することができる。   The material for ion implantation is not limited to oxygen or phosphorus. An ionizable material such as nitrogen (N), hydrogen (H), boron (B), or argon (Ar) can be used.

なお、イオン原子を打ち込んでもミラー部1の質量の変化はごくわずかである。そのために、ミラー部1の質量変化は無視することができ、ミラー部1の梁部2を揺動軸とする回転モートンに影響を及ぼさない。それ故に、イオン注入法はミラー部1の反りの制御に好適である。   Even when ion atoms are implanted, the change in the mass of the mirror portion 1 is negligible. Therefore, a change in mass of the mirror unit 1 can be ignored, and it does not affect the rotating Morton that uses the beam unit 2 of the mirror unit 1 as the swing axis. Therefore, the ion implantation method is suitable for controlling the warpage of the mirror unit 1.

次に、図2(g)に示すように、切断線14に沿って隣接する枠部3を分離する。次に、図2(h)に示すように、収納部15の上に枠部3を接着固定して、図示しない蓋部により覆う。   Next, as shown in FIG. 2G, the adjacent frame portions 3 are separated along the cutting line 14. Next, as shown in FIG. 2 (h), the frame portion 3 is bonded and fixed on the storage portion 15 and covered with a lid portion (not shown).

なお、上記実施形態において、ミラー部1の上面周辺部に揺動を発生させる平面コイルを形成し、梁部2に引き出し用配線及び枠部3の表面にパッドを形成する場合には、上記工程(d)の反射膜6のパターンを形成後、又は工程(e)の保護膜7を形成後に、アルミニウム等からなる導体を堆積してパターンを形成するようにする。また、圧電振動体によりミラー部1を揺動する場合には、工程(e)の保護膜7を形成後、又は工程(f)のイオン注入後に、枠部3の表面に電極を形成し、次に梁部2と枠部3に跨って圧電振動体を接着固定する。   In the above-described embodiment, when the planar coil for generating the swing is formed in the periphery of the upper surface of the mirror portion 1 and the lead-out wiring is formed on the beam portion 2 and the pad is formed on the surface of the frame portion 3, the above steps are performed. After forming the pattern of the reflective film 6 in (d) or after forming the protective film 7 in the step (e), a pattern is formed by depositing a conductor made of aluminum or the like. When the mirror unit 1 is swung by the piezoelectric vibrating body, an electrode is formed on the surface of the frame unit 3 after forming the protective film 7 in the step (e) or after ion implantation in the step (f). Next, the piezoelectric vibrator is bonded and fixed across the beam portion 2 and the frame portion 3.

また、収納部15を図2(g)に示す複数の枠部3に対応して多数連続して同時に形成し、多数個の枠部3が連続形成されたシートを当該多数連続して形成された収納部15に積層固定し、その後ダイシングにより分割して個々の光スキャナ10としてもよい。   Further, a large number of storage portions 15 corresponding to the plurality of frame portions 3 shown in FIG. 2 (g) are continuously formed at the same time, and a sheet in which a large number of frame portions 3 are continuously formed is continuously formed. The optical scanner 10 may be laminated and fixed to the storage unit 15 and then divided by dicing.

なお、光スキャナを利用した装置としてのレーザープリンタや光走査型ディスプレー(網膜走査型ディスプレーやレーザーディスプレー等)が知られているが、本発明を適用すると、解像度低下などが改善でき有効であり、共振周波数が安定化できる点では、特に、光走査周波数の安定が重要な光走査型ディスプレーにおいて有効である。   In addition, although a laser printer or an optical scanning display (such as a retinal scanning display or a laser display) is known as an apparatus using an optical scanner, application of the present invention is effective in improving resolution reduction, In particular, it is effective in an optical scanning display in which the stability of the optical scanning frequency is important in that the resonance frequency can be stabilized.

図3は、本発明の光スキャナの製造方法に係る他の実施形態を示すフロー図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。   FIG. 3 is a flowchart showing another embodiment of the method for manufacturing an optical scanner according to the present invention. The same portions or portions having the same function are denoted by the same reference numerals.

図3(a)に示すごとく、まず洗浄したシリコン基板5を用意する。次に、図3(b)に示すように、シリコン基板5の両面に、熱酸化によりシリコン酸化膜17を形成する。次に、図3(c)に示すように、シリコン酸化膜17の上にアルミニウム等からなる反射膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びエッチング工程によりミラー部1の領域に反射膜6を残すようにパターニングする。   As shown in FIG. 3A, a cleaned silicon substrate 5 is first prepared. Next, as shown in FIG. 3B, silicon oxide films 17 are formed on both surfaces of the silicon substrate 5 by thermal oxidation. Next, as shown in FIG. 3C, a reflective film made of aluminum or the like is deposited on the silicon oxide film 17 and patterned so as to leave the reflective film 6 in the region of the mirror portion 1 by photolithography and etching processes. To do.

次に、シリコン酸化膜等からなる保護膜7をシリコン基板5の表面に全面堆積する。次に、シリコン基板5の裏面にフォトレジストを塗布し、ミラー部1の対応する領域のフォトレジストを除去して、イオン注入用の開口部を形成する。次に、図3(e)に示すように、裏面よりイオン注入を行い、注入材料9を局在させる。イオン注入は、既に説明したように、酸素イオン、リンイオン等を加速して注入する。次に、図3(f)に示すように、フォトレジスト11をシリコン基板5の表面に塗布し、露光現像してエッチングすべき領域のフォトレジストを除去する。次に、図3(g)に示すように、保護膜7、シリコン酸化膜17、シリコン基板5、裏面のシリコン酸化膜17の順にドライエッチ或いはウエットエッチによりエッチング除去し、図3(h)に示すように、フォトレジスト11を除去する。以降の工程は、図2(g)、(h)と同様である。   Next, a protective film 7 made of a silicon oxide film or the like is deposited on the entire surface of the silicon substrate 5. Next, a photoresist is applied to the back surface of the silicon substrate 5, and the photoresist in the corresponding region of the mirror portion 1 is removed to form an opening for ion implantation. Next, as shown in FIG. 3E, ion implantation is performed from the back surface to localize the implantation material 9. As already described, the ion implantation is performed by accelerating oxygen ions, phosphorus ions, and the like. Next, as shown in FIG. 3 (f), a photoresist 11 is applied to the surface of the silicon substrate 5, exposed and developed, and the photoresist in the region to be etched is removed. Next, as shown in FIG. 3G, the protective film 7, the silicon oxide film 17, the silicon substrate 5, and the silicon oxide film 17 on the back surface are removed by dry etching or wet etching in this order, and FIG. As shown, the photoresist 11 is removed. The subsequent steps are the same as those in FIGS. 2 (g) and 2 (h).

本実施形態においては、シリコン基板5の裏面に熱酸化によりシリコン酸化膜17を形成しているので、シリコン基板5をウエットエッチする際に、シリコン基板5の裏面にレジスト等のマスクを形成する必要がない、という利点を有する。   In this embodiment, since the silicon oxide film 17 is formed on the back surface of the silicon substrate 5 by thermal oxidation, it is necessary to form a mask such as a resist on the back surface of the silicon substrate 5 when the silicon substrate 5 is wet-etched. There is an advantage that there is no.

以上の説明において、シリコン基板を用いた光スキャナについて説明したが、これに限定されない。基板としてステンレス等からなる金属や、金属酸化物、ガラス、セラミックス等を使用することができる。   In the above description, the optical scanner using the silicon substrate has been described, but the present invention is not limited to this. A metal made of stainless steel, a metal oxide, glass, ceramics, or the like can be used as the substrate.

本発明の実施形態に係る光スキャナの模式的な上面図及び断面図である。1A and 1B are a schematic top view and a cross-sectional view of an optical scanner according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る光スキャナの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the optical scanner which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る光スキャナの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the optical scanner which concerns on embodiment of this invention. 従来公知の光スキャナの斜視図及びミラー部の断面図である。It is a perspective view of a conventionally well-known optical scanner, and sectional drawing of a mirror part.

符号の説明Explanation of symbols

1 ミラー部
2 梁部
3 枠部
5 シリコン基板
6 反射膜
7 保護膜
8 シリコン酸化膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mirror part 2 Beam part 3 Frame part 5 Silicon substrate 6 Reflective film 7 Protective film 8 Silicon oxide film

Claims (4)

ミラー部と、前記ミラー部を揺動可能に支持する梁部と、前記梁部を保持する枠部とを備えた光スキャナの製造方法において、
前記ミラー部の表面に反射膜を堆積する成膜工程と、前記ミラー部の表面の反りを低減するためにイオン注入法によりイオン化された材料を前記ミラー部に注入するイオン注入工程を含むことを特徴とする光スキャナの製造方法。
In a method for manufacturing an optical scanner, comprising: a mirror part; a beam part that supports the mirror part so as to be swingable; and a frame part that holds the beam part.
A film forming step of depositing a reflective film on the surface of the mirror portion; and an ion implantation step of injecting a material ionized by an ion implantation method into the mirror portion in order to reduce warpage of the surface of the mirror portion. An optical scanner manufacturing method.
前記成膜工程は、前記反射膜の表面に保護膜を堆積する工程を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の光スキャナの製造方法。   The method of manufacturing an optical scanner according to claim 1, wherein the film forming step further includes a step of depositing a protective film on a surface of the reflective film. 前記成膜工程は前記ミラー部の一方の表面に反射膜を堆積する工程であり、前記イオン注入工程は前記ミラー部の他方の表面にイオン化された材料を注入する工程であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光スキャナの製造方法。   The film forming step is a step of depositing a reflective film on one surface of the mirror portion, and the ion implantation step is a step of injecting ionized material into the other surface of the mirror portion. A method for manufacturing the optical scanner according to claim 1. 前記イオン化された材料は、酸素又はリンのいずれかであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光スキャナの製造方法。   The method of manufacturing an optical scanner according to claim 1, wherein the ionized material is either oxygen or phosphorus.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010097099A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Seiko Epson Corp Optical device, optical scanner, and image forming apparatus
JP2011008070A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Ricoh Co Ltd Micromirror device
JP2013102073A (en) * 2011-11-09 2013-05-23 Sharp Corp Bypass diode
CN111204701A (en) * 2020-01-09 2020-05-29 西安知象光电科技有限公司 Micromirror with fully-symmetrical differential capacitor angle feedback

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010097099A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Seiko Epson Corp Optical device, optical scanner, and image forming apparatus
JP2011008070A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Ricoh Co Ltd Micromirror device
JP2013102073A (en) * 2011-11-09 2013-05-23 Sharp Corp Bypass diode
US9214573B2 (en) 2011-11-09 2015-12-15 Sharp Kabushiki Kaisha Bypass diode
CN111204701A (en) * 2020-01-09 2020-05-29 西安知象光电科技有限公司 Micromirror with fully-symmetrical differential capacitor angle feedback

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