JP2011164262A - Micro mirror array and method of manufacturing the same - Google Patents

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伸治 脇坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a micro mirror array having a desired light reflection surface. <P>SOLUTION: When metal poles 20 are formed for the installation of the light reflection surface 2 are formed on the upper surface side of a movable plate 5 which is supported to a substrate 3 via a support 4 so as to be inclined, a protection film 40 having an opening 40a for the exposure of the upper surface side of the movable plate 5 is formed. After silver-plating the inside of the opening 40a to form silver metal poles 20, mirror processing is performed on upper end faces 20a of the metal poles 20 to form the light reflection surface 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロミラーアレイ及びマイクロミラーアレイの製造方法に関する。   The present invention relates to a micromirror array and a method of manufacturing a micromirror array.

従来、光通信や光情報処理の分野で使用されるマイクロミラーに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。   Conventionally, a technique related to a micromirror used in the fields of optical communication and optical information processing is known (for example, see Patent Document 1).

特開２００１−２４２３９６号公報JP 2001-242396 A

しかしながら、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に属するマイクロミラーの場合、その製造プロセスの制約上、ミラーの反射面の材料や形状の選択性が乏しいため、マイクロミラーの用途に応じた反射面を形成することは困難であった。   However, in the case of micromirrors belonging to MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), because of the limitations of the manufacturing process, the selectivity of the material and shape of the reflective surface of the mirror is poor, so a reflective surface is formed according to the application of the micromirror. It was difficult.

本発明の課題は、所望する光反射面を有するマイクロミラーアレイを製造することである。   An object of the present invention is to manufacture a micromirror array having a desired light reflecting surface.

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様は、マイクロミラーアレイの製造方法であって、
基板に傾動可能に支持された複数の可動板の上面側を露出させる開口が設けられた金属柱形成用保護膜を形成する金属柱形成用保護膜形成工程と、
前記開口内に金属柱を形成する金属柱形成工程と、
前記金属柱形成用保護膜とともに前記金属柱を研削して、その金属柱の上端面を研磨する研磨工程と、
前記金属柱形成用保護膜を除去する金属柱形成用保護膜除去工程と、を備えることを特徴とする。
好ましくは、前記基板上に複数の可動板を固定する固定用保護膜を形成する工程をさらに備える。
また、好ましくは、前記固定用保護膜を除去する工程をさらに備える。
また、好ましくは、前記研磨工程において、前記金属柱の上端面を研磨することで、前記金属柱の上端面に鏡面加工を施し、その上端面を光反射面に形成する。
また、好ましくは、前記金属柱の上端面に金属部材を設け、その金属部材の表面を研磨して光反射面に形成する工程を備える。
また、好ましくは、前記固定用保護膜と前記金属柱形成用保護膜との間に電解めっき用シード層を形成するシード層形成工程をさらに備え、前記金属柱形成工程は、前記電解めっき用シード層を陰極とする電解めっきによって、前記金属柱形成用保護膜の開口内に金属柱を形成する。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is a method of manufacturing a micromirror array,
A metal column forming protective film forming step of forming a metal column forming protective film provided with an opening exposing the upper surface side of a plurality of movable plates supported to be tiltable on the substrate;
A metal column forming step of forming a metal column in the opening;
A polishing step of grinding the metal column together with the protective film for forming the metal column and polishing an upper end surface of the metal column;
A metal column forming protective film removing step of removing the metal column forming protective film.
Preferably, the method further includes the step of forming a fixing protective film for fixing the plurality of movable plates on the substrate.
Preferably, the method further includes a step of removing the fixing protective film.
Preferably, in the polishing step, the upper end surface of the metal column is polished so that the upper end surface of the metal column is mirror-finished, and the upper end surface is formed on a light reflecting surface.
Preferably, the method further includes a step of providing a metal member on the upper end surface of the metal column and polishing the surface of the metal member to form a light reflecting surface.
Preferably, the method further includes a seed layer forming step of forming an electroplating seed layer between the fixing protective film and the metal pillar forming protective film, wherein the metal pillar forming step includes the electrolytic plating seed. Metal columns are formed in the openings of the metal column forming protective film by electrolytic plating using the layer as a cathode.

また、本発明の他の態様は、マイクロミラーアレイであって、
上記記載のマイクロミラーアレイの製造方法によって製造されることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a micromirror array,
It is manufactured by the method for manufacturing a micromirror array described above.

本発明によれば、所望する光反射面を有するマイクロミラーアレイを製造することができる。   According to the present invention, a micromirror array having a desired light reflecting surface can be manufactured.

本発明の実施形態１に係るマイクロミラーアレイを示す平面図である。It is a top view which shows the micromirror array which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１のII−II矢視断面図である。It is II-II arrow sectional drawing of FIG. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイを示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a micromirror array according to Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 実施形態１に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the micromirror array according to the first embodiment. 本発明の実施形態２に係るマイクロミラーアレイを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the micromirror array which concerns on Embodiment 2 of this invention. 実施形態３に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the micromirror array which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the micromirror array which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the micromirror array which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the micromirror array which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the micromirror array which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係るマイクロミラーアレイの製造方法の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing method of the micromirror array which concerns on Embodiment 3. FIG. 本発明の実施形態３に係るマイクロミラーアレイを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the micromirror array which concerns on Embodiment 3 of this invention.

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るマイクロミラーアレイ１Ａを示す平面図であり、図２は図１のII−II矢視断面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing a micromirror array 1A according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.

マイクロミラーアレイ１Ａは、図１、図２に示すように、基板３に支持部４を介して傾動可能に支持されて、その基板３上に配列された複数（例えば、２５個）の可動板５と、可動板５の上面側に形成されて、光反射面２を有する金属柱２０と、を備えている。
そして、マイクロミラーアレイ１Ａは、図１に示すように、その表面に複数（本実施形態では２５個）の光反射面２が配列された構成を有している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the micromirror array 1 </ b> A is supported by a substrate 3 via a support portion 4 so as to be tiltable, and a plurality of (for example, 25) movable plates arranged on the substrate 3. 5 and a metal column 20 formed on the upper surface side of the movable plate 5 and having the light reflecting surface 2.
As shown in FIG. 1, the micromirror array 1 </ b> A has a configuration in which a plurality (25 in this embodiment) of light reflecting surfaces 2 are arranged on the surface.

基板３は、例えば、シリコン基板である。支持部４は、例えば、基板３上に配される可動板５を支持するトーションバネと、可動板５に作用させる静電力を発生させる駆動電極等を備えている。この基板３に支持部４を介して可動板５が配設されて、ミラー基部１０が構成されている。
このミラー基部１０において、駆動電極に印加する電圧値を調整し、その電圧値に応じた静電力によって可動板５を引き付けるなどして、可動板５を任意の角度に傾斜させることが可能になっている。なお、ミラー基部１０の構成は、例えば、ＭＥＭＳに属するＤＭＤ（Digital Micromirror Device）の構成と同様のものであり、ＤＭＤに関する技術は従来公知であるので、ここでは詳述しない。 The substrate 3 is, for example, a silicon substrate. The support unit 4 includes, for example, a torsion spring that supports the movable plate 5 disposed on the substrate 3 and a drive electrode that generates an electrostatic force that acts on the movable plate 5. A movable plate 5 is disposed on the substrate 3 via a support portion 4 to constitute a mirror base portion 10.
In this mirror base 10, it becomes possible to incline the movable plate 5 at an arbitrary angle by adjusting the voltage value applied to the drive electrode and attracting the movable plate 5 with an electrostatic force corresponding to the voltage value. ing. Note that the configuration of the mirror base 10 is the same as the configuration of a DMD (Digital Micromirror Device) belonging to MEMS, for example, and the technology relating to DMD is conventionally known and will not be described in detail here.

金属柱２０は、可動板５の上面に電解めっき用シード層６を介して設けられている。
金属柱２０の上端面２０ａは、可動板５の上面とは異なる形状を有しており、特に、可動板５の上面より広く形成されている。具体的に、例えば、可動板５の上面が４０μｍ四方の矩形状を呈する場合に、金属柱２０の上端面２０ａは１００μｍ四方の矩形状を呈するようになっている。
この金属柱２０の上端面２０ａは研磨され、鏡面加工が施されて光反射面２が形成されている。 The metal column 20 is provided on the upper surface of the movable plate 5 via the seed layer 6 for electrolytic plating.
The upper end surface 20 a of the metal column 20 has a shape different from the upper surface of the movable plate 5, and is particularly wider than the upper surface of the movable plate 5. Specifically, for example, when the upper surface of the movable plate 5 has a rectangular shape of 40 μm square, the upper end surface 20a of the metal column 20 has a rectangular shape of 100 μm square.
The upper end surface 20a of the metal column 20 is polished and mirror-finished to form the light reflecting surface 2.

そして、図３に示すように、ミラー基部１０において支持部４で支持される可動板５が傾動されて金属柱２０が傾斜されることで、金属柱２０の上端面２０ａである光反射面２が任意の方向に向けられる。
このマイクロミラーアレイ１Ａにおける複数の光反射面２は、それぞれ異なる方向に向けることが可能であり、何れかの光反射面２に入射させた光の反射方向を切り替えて、その反射光を目的の方向に誘導することができる。つまり、マイクロミラーアレイ１Ａは、入力側の光ファイバの光信号を出力側の光ファイバにスイッチングする光スイッチとして機能させることが可能である。 Then, as shown in FIG. 3, the movable plate 5 supported by the support 4 in the mirror base 10 is tilted to tilt the metal column 20, whereby the light reflecting surface 2 that is the upper end surface 20 a of the metal column 20. Is directed in any direction.
The plurality of light reflecting surfaces 2 in the micromirror array 1A can be directed in different directions, and the reflection direction of the light incident on any one of the light reflecting surfaces 2 is switched to change the reflected light to a desired direction. Can be directed in the direction. That is, the micromirror array 1A can function as an optical switch that switches the optical signal of the input-side optical fiber to the output-side optical fiber.

次に、マイクロミラーアレイ１Ａの製造方法について図４から図１１を用いて説明する。   Next, a manufacturing method of the micromirror array 1A will be described with reference to FIGS.

まず、図４に示すように、基板３上に支持部４及び可動板５を設けてミラー基部１０を形成する。ミラー基部１０は、従来公知のＤＭＤを形成する手法に基づき製造することができる。なお、ＤＭＤにおける可動ミラーが、本実施形態での可動板５となる。ＤＭＤであれば可動ミラーに反射面を形成するが、本実施形態の可動板５には反射面を形成する必要はない。   First, as shown in FIG. 4, the support portion 4 and the movable plate 5 are provided on the substrate 3 to form the mirror base portion 10. The mirror base 10 can be manufactured based on a conventionally known technique for forming a DMD. In addition, the movable mirror in DMD becomes the movable plate 5 in this embodiment. In the case of DMD, a reflecting surface is formed on the movable mirror, but it is not necessary to form a reflecting surface on the movable plate 5 of the present embodiment.

次に、図５に示すように、可動板５の上面を基板３に対して平行に配した状態で、第一保護膜（固定用保護膜）３０となるレジスト膜用の樹脂を塗布し、可動板５の上面とほぼ面一となる第一保護膜３０を形成する。
この第一保護膜３０は、マイクロミラーアレイ１Ａを製造する過程で、ミラー基部１０の可動板５が傾動してしまわないように、可動板５と支持部４を一時的に固定するための保護膜である。なお、可動板５の上面に第一保護膜３０が成膜されてしまう場合には、可動板５と第一保護膜３０の表面が面一となるように研削するなどして第一保護膜３０を除去し、可動板５の上面を露出させるようにする。 Next, as shown in FIG. 5, in the state where the upper surface of the movable plate 5 is arranged in parallel with the substrate 3, a resist film resin that becomes the first protective film (fixing protective film) 30 is applied, A first protective film 30 that is substantially flush with the upper surface of the movable plate 5 is formed.
The first protective film 30 is a protection for temporarily fixing the movable plate 5 and the support portion 4 so that the movable plate 5 of the mirror base 10 does not tilt in the process of manufacturing the micromirror array 1A. It is a membrane. When the first protective film 30 is formed on the upper surface of the movable plate 5, the first protective film is ground by grinding so that the surfaces of the movable plate 5 and the first protective film 30 are flush with each other. 30 is removed so that the upper surface of the movable plate 5 is exposed.

次に、図６に示すように、スパッタ等の気相堆積法によって、可動板５の上面と第一保護膜３０を覆う電解めっき用シード層６を形成する。   Next, as shown in FIG. 6, an electroplating seed layer 6 that covers the upper surface of the movable plate 5 and the first protective film 30 is formed by a vapor deposition method such as sputtering.

次に、図７に示すように、電解めっき用シード層６の上に第二保護膜（金属柱形成用保護膜）４０となる、例えばネガ型のフォトレジスト膜を成膜し、所定のパターニングを施すことで、金属柱２０を形成する位置であって可動板５に対応する位置に開口４０ａを形成する。この開口４０ａから可動板５の上面に相当する電解めっき用シード層６部分が露出するようになっている。
この開口４０ａは、シード層６から離間するほど幅が広く、上方に向かって開口が広がる形状を有している。なお、フォトレジスト膜を露光する際の露光条件を最適化することによって、開口４０ａの断面が所望のテーパ形状となる第二保護膜４０を形成することができる。 Next, as shown in FIG. 7, for example, a negative photoresist film, which becomes the second protective film (metal column forming protective film) 40, is formed on the electroplating seed layer 6, and predetermined patterning is performed. Thus, an opening 40a is formed at a position corresponding to the movable plate 5 where the metal pillar 20 is formed. Through this opening 40a, the electroplating seed layer 6 portion corresponding to the upper surface of the movable plate 5 is exposed.
The opening 40a is wider as it is separated from the seed layer 6, and has a shape in which the opening widens upward. Note that by optimizing the exposure conditions when exposing the photoresist film, the second protective film 40 in which the cross section of the opening 40a has a desired tapered shape can be formed.

次に、図８に示すように、電解めっき用シード層６を陰極とする電解めっきによって、第二保護膜４０の開口４０ａ内に銀メッキを施し、銀製の金属柱２０を形成する。なお、金属柱２０を銀で形成することに限らず、その他の銀色を呈する金属（例えば、ニッケル、クロム、アルミニウム、鉄など）で形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 8, silver plating is performed in the opening 40 a of the second protective film 40 by electroplating using the electroplating seed layer 6 as a cathode to form a silver metal column 20. Note that the metal pillar 20 is not limited to being formed of silver, but may be formed of other silver-colored metals (for example, nickel, chromium, aluminum, iron, etc.).

次に、図９に示すように、第二保護膜４０と金属柱２０の表面が略面一となるように研削して、金属柱２０の上端面２０ａを研磨する。
次に、図１０に示すように、第二保護膜４０を除去する。なお、金属柱２０は、第二保護膜４０に形成された開口４０ａの形状に対応し、その上端面２０ａが可動板５の上面側よりも広い形状に形成されている。 Next, as shown in FIG. 9, the upper surface 20a of the metal column 20 is polished by grinding so that the surfaces of the second protective film 40 and the metal column 20 are substantially flush with each other.
Next, as shown in FIG. 10, the second protective film 40 is removed. The metal column 20 corresponds to the shape of the opening 40 a formed in the second protective film 40, and the upper end surface 20 a is formed in a shape wider than the upper surface side of the movable plate 5.

次に、図１１に示すように、金属柱２０が形成されていない部分の電解めっき用シード層６を除去する。なお、このとき金属柱２０の一部もエッチングされるが、電解めっき用シード層６と比較して充分に厚いため、金属柱２０の形状変化はほとんどない。但し、金属柱２０の上端面２０ａの平滑性が乱れることがあるので、電解めっき用シード層６を除去した後に金属柱２０の上端面２０ａを研磨し直す。そして、金属柱２０の上端面２０ａを研磨して鏡面加工を施し、その上端面２０ａを光反射面２に形成する。
ここで、金属柱２０の上端面２０ａを研磨する際、ミラー基部１０における可動板５及び支持部４はその周囲が第一保護膜３０で覆われて保護されているため、その研磨時に支持部４にかかる力学的負担が軽減されるので、支持部４が損傷してしまうことはなく、可動板５を傾動させる機能に支障をきたさないようになっている。 Next, as shown in FIG. 11, the electroplating seed layer 6 in the portion where the metal pillar 20 is not formed is removed. At this time, a part of the metal column 20 is also etched, but since it is sufficiently thicker than the electroplating seed layer 6, the shape of the metal column 20 hardly changes. However, since the smoothness of the upper end surface 20a of the metal column 20 may be disturbed, the upper end surface 20a of the metal column 20 is polished again after removing the seed layer 6 for electrolytic plating. Then, the upper end surface 20 a of the metal pillar 20 is polished and mirror-finished, and the upper end surface 20 a is formed on the light reflecting surface 2.
Here, when the upper end surface 20a of the metal pillar 20 is polished, the movable plate 5 and the support portion 4 in the mirror base 10 are protected by being covered with the first protective film 30, so that the support portion at the time of polishing is supported. Since the mechanical load applied to 4 is reduced, the support portion 4 is not damaged, and the function of tilting the movable plate 5 is not hindered.

その後、第一保護膜３０を除去し、基板３の表面を露出させるように支持部４と可動板５の固定を解除して、金属柱２０が形成された可動板５が傾動可能となるようにして、図２、図３に示すマイクロミラーアレイ１Ａが製造される。   Thereafter, the first protective film 30 is removed, and the support 4 and the movable plate 5 are released so that the surface of the substrate 3 is exposed, so that the movable plate 5 on which the metal column 20 is formed can be tilted. Thus, the micromirror array 1A shown in FIGS. 2 and 3 is manufactured.

このように、本実施形態によれば、基板３上に配列された複数の可動板５に光反射面２を一括して形成することができるので、より容易にマイクロミラーアレイ１Ａを製造することができる。
特に、可動板５にメッキを施して形成した金属柱２０の上端面２０ａを研磨することで光反射面２を形成することができるので、可動板５にメッキを施す金属材料を変えることで、所望する任意の金属材料からなる光反射面２を形成することができる。
また、第二保護膜４０の開口４０ａの断面形状を所望する形状にパターニングすることによって、所望する任意の形状を呈する光反射面２を形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the light reflecting surfaces 2 can be collectively formed on the plurality of movable plates 5 arranged on the substrate 3, so that the micromirror array 1A can be manufactured more easily. Can do.
In particular, since the light reflecting surface 2 can be formed by polishing the upper end surface 20a of the metal column 20 formed by plating the movable plate 5, by changing the metal material for plating the movable plate 5, The light reflecting surface 2 made of any desired metal material can be formed.
Further, by patterning the cross-sectional shape of the opening 40a of the second protective film 40 into a desired shape, it is possible to form the light reflecting surface 2 exhibiting a desired arbitrary shape.

具体的に、光反射面２を有する金属柱２０は、第二保護膜４０の開口４０ａ内にメッキを施すことで形成される部材であるので、メッキを施す金属材料を変えることで金属柱２０の素材を変化させて、光反射面２の光沢を変化させることができる。
また、第二保護膜４０の開口４０ａの形状を変えることで金属柱２０の形状（断面形状）を変化させて、光反射面２の形状を変化させることができる。 Specifically, since the metal column 20 having the light reflecting surface 2 is a member formed by plating the opening 40a of the second protective film 40, the metal column 20 can be changed by changing the metal material to be plated. The gloss of the light reflecting surface 2 can be changed by changing the material.
Moreover, the shape (cross-sectional shape) of the metal pillar 20 can be changed by changing the shape of the opening 40a of the second protective film 40, and the shape of the light reflecting surface 2 can be changed.

例えば、第二保護膜４０を厚く形成することで、金属柱２０を高く形成して、基板３や可動板５から離間した位置に光反射面２を形成することができる。また、第二保護膜４０を薄く形成することで、金属柱２０を低く形成して、基板３や可動板５に近接した位置に光反射面２を形成することができる。   For example, by forming the second protective film 40 thick, the metal pillar 20 can be formed high, and the light reflecting surface 2 can be formed at a position away from the substrate 3 and the movable plate 5. Further, by forming the second protective film 40 thin, the metal pillar 20 can be formed low, and the light reflecting surface 2 can be formed at a position close to the substrate 3 or the movable plate 5.

また、第二保護膜４０の開口４０ａを広く大きくするほど、広く大きな光反射面２を形成することができ、光反射面２による光の反射効率を向上させることができる。
なお、第二保護膜４０の開口４０ａが、シード層６から離間するほど幅が広く、上方に向かって開口が広がる形状とした場合、開口４０ａ内に形成した金属柱２０を第二保護膜４０とともに研削する程度を調整することによって、金属柱２０の上端面２０ａの大きさを段階的に調節することができる。例えば、金属柱２０及び第二保護膜４０を浅く（薄く）研削するほど金属柱２０の上端面２０ａを大きくすることができ、また、金属柱２０及び第二保護膜４０を深く（厚く）研削するほど金属柱２０の上端面２０ａを小さくすることができる。 In addition, the wider and larger the opening 40a of the second protective film 40, the wider and larger the light reflection surface 2 can be formed, and the light reflection efficiency by the light reflection surface 2 can be improved.
In addition, when the opening 40a of the second protective film 40 is so wide that the opening 40a is separated from the seed layer 6 and the opening is widened upward, the metal pillar 20 formed in the opening 40a is used as the second protective film 40. The size of the upper end surface 20a of the metal column 20 can be adjusted stepwise by adjusting the degree of grinding. For example, as the metal pillar 20 and the second protective film 40 are ground (thinned) shallower, the upper end surface 20a of the metal pillar 20 can be increased, and the metal pillar 20 and the second protective film 40 are ground deeper (thicker). The upper end surface 20a of the metal column 20 can be made smaller as the value is increased.

つまり、本実施形態のように、光反射面２を形成する金属柱２０を開口４０ａ内にメッキを施して製作する手法によれば、光反射面２の素材、色、光沢等を所望するものに容易に切り替えることができ、また、光反射面２の大きさ、形状等を所望するものに容易に切り替えることができる。
そして、ＤＭＤの可動ミラーに相当する可動板５とは異なる材料、異なる形状の金属柱２０に応じて所望する光反射面２を形成することができる。
以上のように、所望する光反射面２を有するマイクロミラーアレイ１Ａを容易に製造することができる。 That is, according to the method of manufacturing the metal pillar 20 forming the light reflecting surface 2 by plating the opening 40a as in the present embodiment, the material, color, gloss, etc. of the light reflecting surface 2 are desired. The light reflecting surface 2 can be easily switched to a desired size, shape, and the like.
Then, a desired light reflecting surface 2 can be formed in accordance with a material different from the movable plate 5 corresponding to the movable mirror of the DMD and a metal column 20 having a different shape.
As described above, the micromirror array 1A having the desired light reflecting surface 2 can be easily manufactured.

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係るマイクロミラーアレイについて説明する。なお、実施形態１と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。 (Embodiment 2)
Next, a micromirror array according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is omitted.

図１２は、実施形態２に係るマイクロミラーアレイ１Ｂを示す断面図である。実施形態２においては、第二保護膜４０の開口４０ａ内に銅メッキを施し、銅製の金属柱２０を形成している。
そして、第二保護膜４０と金属柱２０の表面が略面一となるように研削した後、その銅製の金属柱２０の上端面に無電解めっきによってニッケルメッキを施し、ニッケル製の金属部材２２を形成している。
次いで、第二保護膜４０を除去し、金属柱２０が形成されていない部分の電解めっき用シード層６を除去した後、金属部材２２の表面を研磨して鏡面加工を施し、光反射面２を形成している。なお、金属部材２２をニッケルで形成することに限らず、その他の銀色を呈する金属（例えば、銀、クロム、アルミニウム、鉄など）で形成してもよい。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing a micromirror array 1B according to the second embodiment. In the second embodiment, copper plating is performed in the opening 40 a of the second protective film 40 to form the copper metal pillar 20.
And after grinding so that the surface of the 2nd protective film 40 and the metal pillar 20 may become substantially flush, nickel plating is given to the upper end surface of the copper metal pillar 20 by electroless plating, and the metal member 22 made of nickel Is forming.
Next, after removing the second protective film 40 and removing the electroplating seed layer 6 where the metal pillars 20 are not formed, the surface of the metal member 22 is polished and mirror-finished to obtain the light reflecting surface 2. Is forming. Note that the metal member 22 is not limited to being formed of nickel, but may be formed of other silver-colored metals (for example, silver, chromium, aluminum, iron, etc.).

このように、金属柱２０の上端面に設けた金属部材２２の表面を研磨して光反射面２を形成することによって、容易にマイクロミラーアレイ１Ｂを製造することができる。
特に、銅製の金属柱２０の上端面２０ａを光反射面とするにはその反射率が低いような場合、金属柱２０の上端面２０ａに銀色を呈する金属（例えば、ニッケル）からなる金属部材２２を設け、その金属部材２２の表面に鏡面加工を施して、銀色の光反射面２を形成することで、好適な反射率の光反射面２を備えるマイクロミラーアレイ１Ｂを製造することができる。 Thus, by polishing the surface of the metal member 22 provided on the upper end surface of the metal column 20 to form the light reflecting surface 2, the micromirror array 1B can be easily manufactured.
In particular, when the upper end surface 20a of the copper metal column 20 is a light reflecting surface, when the reflectance is low, the metal member 22 made of a metal (for example, nickel) having a silver color on the upper end surface 20a of the metal column 20 is used. Is provided, and the surface of the metal member 22 is mirror-finished to form the silver light reflecting surface 2, whereby the micromirror array 1 </ b> B having the light reflecting surface 2 with a suitable reflectance can be manufactured.

なお、金属柱２０の上端面に金属部材２２を形成することに限らず、第二保護膜４０の開口４０ａ内の下層側に銅メッキを施してなる金属柱２０を形成し、さらに第二保護膜４０の開口４０ａ内の上層側であり先に形成された銅製の金属柱２０上にニッケルメッキを施してなる金属部材２２を形成してもよい。この金属部材２２の表面に鏡面加工を施すことでも光反射面２を形成することが可能である。   The metal member 20 is not limited to the upper end surface of the metal column 20, but the metal column 20 formed by copper plating is formed on the lower layer side in the opening 40 a of the second protective film 40, and the second protection is further performed. The metal member 22 formed by performing nickel plating on the copper metal pillar 20 formed on the upper layer side in the opening 40a of the film 40 may be formed. The light reflecting surface 2 can also be formed by applying a mirror finish to the surface of the metal member 22.

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係るマイクロミラーアレイについて説明する。なお、実施形態１と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。 (Embodiment 3)
Next, a micromirror array according to Embodiment 3 of the present invention will be described. In addition, about the structure similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is omitted.

実施形態１において、第二保護膜４０の開口４０ａを電解めっき用シード層６から離間するほど幅が広く、上方に向かって開口が広がるテーパ形状に形成することで、金属柱２０の上端面２０ａをより広くするようにしたが、第二保護膜の開口をテーパ形状にしなくても、金属柱の上端面を広く形成することは可能である。
図１３から図１９を用いて、実施形態３のマイクロミラーアレイ１Ｃの製造方法について説明する。 In the first embodiment, the opening 40a of the second protective film 40 is formed in a tapered shape that is wider as the distance from the seed layer 6 for electrolytic plating increases, and the opening widens upward. However, it is possible to make the upper end surface of the metal column wider even if the opening of the second protective film is not tapered.
A manufacturing method of the micromirror array 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、ＤＭＤを形成する手法に基づいて、基板３上に支持部４及び可動板５を設けてミラー基部１０を形成する（図４参照）。次いで、可動板５の上面を基板３に対して平行に配した状態で、第一保護膜３０となるレジスト膜用の樹脂を塗布し、可動板５の上面とほぼ面一となる第一保護膜３０を形成する。その際、可動板５の上面に第一保護膜３０が成膜されてしまう場合にはその第一保護膜３０を除去し、可動板５の上面を露出させるようにする（図５参照）。次いで、スパッタ等の気相堆積法によって、可動板５の上面と第一保護膜３０を覆う電解めっき用シード層６を形成する（図６参照）。   First, based on the technique for forming the DMD, the support portion 4 and the movable plate 5 are provided on the substrate 3 to form the mirror base portion 10 (see FIG. 4). Next, with the upper surface of the movable plate 5 arranged parallel to the substrate 3, a resin for a resist film that becomes the first protective film 30 is applied, and the first protection that is substantially flush with the upper surface of the movable plate 5 A film 30 is formed. At this time, if the first protective film 30 is formed on the upper surface of the movable plate 5, the first protective film 30 is removed so that the upper surface of the movable plate 5 is exposed (see FIG. 5). Next, an electroplating seed layer 6 that covers the upper surface of the movable plate 5 and the first protective film 30 is formed by vapor deposition such as sputtering (see FIG. 6).

次に、図１３に示すように、電解めっき用シード層６の上に第二保護膜の一部を成す下層保護膜４１となるフォトレジスト膜を成膜し、所定のパターニングを施すことで、金属柱２０を形成する位置であって可動板５に対応する位置に小開口４１ａを形成する。この小開口４１ａは可動板５の上面形状に対応しており、平面視した場合、例えば２０〜４０μｍ四方の矩形状を呈している。   Next, as shown in FIG. 13, a photoresist film to be a lower protective film 41 that forms a part of the second protective film is formed on the seed layer 6 for electrolytic plating, and given patterning, A small opening 41 a is formed at a position where the metal column 20 is formed and corresponding to the movable plate 5. The small opening 41a corresponds to the upper surface shape of the movable plate 5, and has a rectangular shape of, for example, 20 to 40 μm square when viewed in plan.

次に、図１４に示すように、下層保護膜４１上に第二保護膜の一部を成す上層保護膜４２となるフォトレジスト膜を成膜し、所定のパターニングを施すことで、可動板５に対応する位置であって小開口４１ａと重なり、その小開口４１ａを露出させる部分に大開口４２ａを形成する。この大開口４２ａは光反射面の形状に対応しており、平面視した場合、例えば８０〜１００μｍ四方の矩形状を呈している。
そして、下層保護膜４１と上層保護膜４２が積層されてなる第二保護膜には、小開口４１ａと大開口４２ａとが重なって連なった断面視略Ｔ字形状を呈する開口が形成されており、上層保護膜４２の大開口４２ａ内に下層保護膜４１の小開口４１ａが収まり、その小開口４１ａの底部から可動板５の上面に相当するシード層６部分が露出している。 Next, as shown in FIG. 14, a photoresist film to be an upper protective film 42 that forms a part of the second protective film is formed on the lower protective film 41, and a predetermined patterning is performed, so that the movable plate 5 The large opening 42a is formed at a position corresponding to the above and overlapping the small opening 41a and exposing the small opening 41a. The large opening 42a corresponds to the shape of the light reflecting surface, and has a rectangular shape of, for example, 80 to 100 μm square when viewed in plan.
The second protective film formed by laminating the lower protective film 41 and the upper protective film 42 is formed with an opening having a substantially T-shaped cross-sectional view in which the small opening 41a and the large opening 42a are overlapped and connected. The small opening 41a of the lower protective film 41 is accommodated in the large opening 42a of the upper protective film 42, and the seed layer 6 portion corresponding to the upper surface of the movable plate 5 is exposed from the bottom of the small opening 41a.

次に、図１５に示すように、電解めっき用シード層６を陰極とする電解めっきによって、小開口４１ａと大開口４２ａとが連なった開口内に銀メッキを施し、銀製の金属柱２１を形成する。なお、金属柱２１を銀で形成することに限らず、その他の銀色を呈する金属（例えば、ニッケル、クロム、アルミニウム、鉄など）で形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 15, silver plating is performed in the opening where the small opening 41 a and the large opening 42 a are continuous by electrolytic plating using the seed layer 6 for electrolytic plating as a cathode, thereby forming a silver metal column 21. To do. Note that the metal pillar 21 is not limited to being formed of silver, but may be formed of other silver-colored metals (for example, nickel, chromium, aluminum, iron, etc.).

次に、図１６に示すように、上層保護膜４２と金属柱２１の表面が略面一となるように研削して、金属柱２１の上端面２１ａを研磨する。
次に、図１７に示すように、第二保護膜である上層保護膜４２と下層保護膜４１を除去する。なお、金属柱２１は、小開口４１ａと大開口４２ａとが連なった開口の形状に対応して側面視略Ｔ字形状を呈し、その上端面２１ａが可動板５の上面側よりも広い形状に形成されている。 Next, as shown in FIG. 16, the upper surface 21 a of the metal column 21 is polished by grinding so that the surfaces of the upper protective film 42 and the metal column 21 are substantially flush with each other.
Next, as shown in FIG. 17, the upper protective film 42 and the lower protective film 41 which are the second protective films are removed. The metal pillar 21 has a substantially T-shape in a side view corresponding to the shape of the opening in which the small opening 41 a and the large opening 42 a are continuous, and the upper end surface 21 a is wider than the upper surface side of the movable plate 5. Is formed.

次に、図１８に示すように、金属柱２１が形成されていない部分の電解めっき用シード層６を除去する。なお、このとき金属柱２１の一部もエッチングされるが、電解めっき用シード層６と比較して充分に厚いため、金属柱２１の形状変化はほとんどない。但し、金属柱２１の上端面２１ａの平滑性が乱れることがあるので、電解めっき用シード層６を除去した後に金属柱２１の上端面２１ａを研磨し直す。そして、金属柱２１の上端面２１ａを研磨して鏡面加工を施し、その上端面２１ａを光反射面２に形成する。
ここで、金属柱２１の上端面２１ａを研磨する際、ミラー基部１０における可動板５及び支持部４はその周囲が第一保護膜３０で覆われて保護されているため、その研磨時に支持部４にかかる力学的負担が軽減されるので、支持部４が損傷してしまうことはなく、可動板５を傾動させる機能に支障をきたさないようになっている。 Next, as shown in FIG. 18, the electroplating seed layer 6 in the portion where the metal pillar 21 is not formed is removed. At this time, a part of the metal column 21 is also etched, but since it is sufficiently thicker than the electroplating seed layer 6, the shape of the metal column 21 hardly changes. However, since the smoothness of the upper end surface 21a of the metal column 21 may be disturbed, the upper end surface 21a of the metal column 21 is ground again after the electrolytic plating seed layer 6 is removed. Then, the upper end surface 21 a of the metal column 21 is polished and mirror-finished, and the upper end surface 21 a is formed on the light reflecting surface 2.
Here, when the upper end surface 21a of the metal column 21 is polished, the movable plate 5 and the support portion 4 in the mirror base 10 are covered and protected by the first protective film 30, so that the support portion at the time of polishing is supported. Since the mechanical load applied to 4 is reduced, the support portion 4 is not damaged, and the function of tilting the movable plate 5 is not hindered.

次に、図１９に示すように、第一保護膜３０を除去し、基板３の表面を露出させるように支持部４と可動板５の固定を解除して、金属柱２１が形成された可動板５が傾動可能となるようにして、マイクロミラーアレイ１Ｃが製造される。
そして、マイクロミラーアレイ１Ｃは、ミラー基部１０の可動板５に設けられた金属柱２１の上端面２１ａに形成された光反射面２が複数配列されてなる構成を有している。 Next, as shown in FIG. 19, the first protective film 30 is removed, and the support 4 and the movable plate 5 are released so that the surface of the substrate 3 is exposed. The micromirror array 1C is manufactured so that the plate 5 can tilt.
The micromirror array 1 </ b> C has a configuration in which a plurality of light reflecting surfaces 2 formed on the upper end surface 21 a of the metal column 21 provided on the movable plate 5 of the mirror base 10 are arranged.

このように、本実施形態によれば、第二保護膜の開口をテーパ形状にしなくても、開口の大きさの異なる２層の保護膜（下層保護膜４１、上層保護膜４２）を形成することで、側面視略Ｔ字形状を呈し、その上端面２１ａが可動板５の上面側よりも広い形状の金属柱２１を形成することができ、可動板５の上面より広いサイズの光反射面２を有するマイクロミラーアレイ１Ｃを製造することができる。
そして、光反射面２を形成する金属柱２１を開口（小開口４１ａ、大開口４２ａ）内にメッキを施して製作する手法によれば、光反射面２の素材、色、光沢等を所望するものに容易に変更することができ、また、光反射面２の大きさ、形状等を所望するものに容易に変更することができる。
そして、所望する光反射面２を有するマイクロミラーアレイ１Ｃを容易に製造することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, the two protective films (lower protective film 41 and upper protective film 42) having different opening sizes are formed without forming the opening of the second protective film in a tapered shape. Thus, the metal column 21 having a substantially T shape in side view and having an upper end surface 21 a wider than the upper surface side of the movable plate 5 can be formed, and the light reflecting surface having a larger size than the upper surface of the movable plate 5. 1 can be manufactured.
Then, according to the technique in which the metal pillar 21 forming the light reflecting surface 2 is plated in the openings (small opening 41a, large opening 42a), the material, color, gloss, etc. of the light reflecting surface 2 are desired. It can be easily changed to a desired one, and the size, shape, etc. of the light reflecting surface 2 can be easily changed to a desired one.
And it becomes possible to manufacture easily the micromirror array 1C which has the desired light reflective surface 2. FIG.

なお、金属柱２１を銀のみで形成することに限らず、第二保護膜の開口内の下層側に銅メッキを施し、さらに第二保護膜の開口内の上層側であって、先に形成された銅メッキ上にニッケルメッキを施すことで、２種類の金属材料からなる２層の金属柱を形成してもよい。この金属柱の上層の表面に鏡面加工を施すことでも光反射面２を形成することが可能である。   The metal pillar 21 is not limited to being formed of only silver, but copper plating is applied to the lower layer side in the opening of the second protective film, and the upper layer side in the opening of the second protective film is formed first. A two-layer metal pillar made of two kinds of metal materials may be formed by applying nickel plating on the copper plating. The light reflecting surface 2 can also be formed by applying a mirror finish to the surface of the upper layer of the metal pillar.

なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The application of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ マイクロミラーアレイ
２ 光反射面
３ 基板
４ 支持部
５ 可動板
６ 電解めっき用シード層
１０ ミラー基部
２０、２１ 金属柱
２０ａ、２１ａ 上端面
２２ 金属部材
３０ 第一保護膜（固定用保護膜）
４０ 第二保護膜（金属柱形成用保護膜）
４０ａ 開口
４１ 下層保護膜（第二保護膜）
４１ａ 小開口
４２ 上層保護膜（第二保護膜）
４２ａ 大開口 1A, 1B, 1C Micromirror array 2 Light reflecting surface 3 Substrate 4 Supporting portion 5 Movable plate 6 Electroplating seed layer 10 Mirror base 20, 21 Metal pillar 20a, 21a Upper end surface 22 Metal member 30 First protective film (for fixing) Protective film)
40 Second protective film (Metal pillar forming protective film)
40a Opening 41 Lower layer protective film (second protective film)
41a small opening 42 upper protective film (second protective film)
42a Large opening

Claims (7)

基板に傾動可能に支持された複数の可動板の上面側を露出させる開口が設けられた金属柱形成用保護膜を形成する金属柱形成用保護膜形成工程と、
前記開口内に金属柱を形成する金属柱形成工程と、
前記金属柱形成用保護膜とともに前記金属柱を研削して、その金属柱の上端面を研磨する研磨工程と、
前記金属柱形成用保護膜を除去する金属柱形成用保護膜除去工程と、
を備えることを特徴とするマイクロミラーアレイの製造方法。 A metal column forming protective film forming step of forming a metal column forming protective film provided with an opening exposing the upper surface side of a plurality of movable plates supported to be tiltable on the substrate;
A metal column forming step of forming a metal column in the opening;
A polishing step of grinding the metal column together with the protective film for forming the metal column and polishing an upper end surface of the metal column;
A metal column forming protective film removing step of removing the metal column forming protective film;
A method of manufacturing a micromirror array, comprising: 前記基板上に複数の可動板を固定する固定用保護膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のマイクロミラーアレイの製造方法。   The method for manufacturing a micromirror array according to claim 1, further comprising a step of forming a protective film for fixing a plurality of movable plates on the substrate. 前記固定用保護膜を除去する工程をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のマイクロミラーアレイの製造方法。   The method of manufacturing a micromirror array according to claim 2, further comprising a step of removing the fixing protective film. 前記研磨工程において、前記金属柱の上端面を研磨することで、前記金属柱の上端面に鏡面加工を施し、その上端面を光反射面に形成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のマイクロミラーアレイの製造方法。   In the said grinding | polishing process, the upper end surface of the said metal column is grind | polished, a mirror surface process is given to the upper end surface of the said metal column, and the upper end surface is formed in a light reflection surface. The manufacturing method of the micromirror array as described in any one. 前記金属柱の上端面に金属部材を設け、その金属部材の表面を研磨して光反射面に形成する工程を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のマイクロミラーアレイの製造方法。   The micromirror according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of providing a metal member on an upper end surface of the metal column and polishing the surface of the metal member to form a light reflecting surface. Array manufacturing method. 前記固定用保護膜と前記金属柱形成用保護膜との間に電解めっき用シード層を形成するシード層形成工程をさらに備え、
前記金属柱形成工程は、前記電解めっき用シード層を陰極とする電解めっきによって、前記金属柱形成用保護膜の開口内に金属柱を形成することを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載のマイクロミラーアレイの製造方法。 A seed layer forming step of forming a seed layer for electrolytic plating between the protective film for fixing and the protective film for metal pillar formation;
6. The metal column forming step according to claim 2, wherein the metal column is formed in the opening of the protective film for forming the metal column by electrolytic plating using the seed layer for electrolytic plating as a cathode. The method for producing a micromirror array according to one item. 請求項１〜６の何れか一項に記載のマイクロミラーアレイの製造方法によって製造されることを特徴とするマイクロミラーアレイ。   A micromirror array manufactured by the method for manufacturing a micromirror array according to any one of claims 1 to 6.
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