JP2016194632A

JP2016194632A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器

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Publication number: JP2016194632A
Application number: JP2015074870A
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Inventors: 伊藤　智; Satoshi Ito; 智伊藤
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Filing date: 2015-04-01
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Abstract

【課題】ミラーを支持するミラー支持部（ミラーポスト内）に犠牲層を残さずに形成することのできる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器を提供すること。
【解決手段】電気光学装置１００は、ねじれヒンジ（トーションヒンジ）３５に第１開口部３５１が設けられており、第１開口部３５１の周りにおいて、ねじれヒンジ３５に対して基板１側とは反対側からは、筒状のミラー支持部４１の第１接続部４１１が接している。ミラー支持部４１の内部には、犠牲層を構成する樹脂が残っていない。ミラー支持部４１の基板１とは反対側の第２端部４１８は平板部４１６になっており、かかる第２端部４１８にミラー５１が接している。このため、ミラー５１の表面に窪みが発生しない。
【選択図】図４

Description

本発明は、ミラーを備えた電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器に関するものである。

電子機器として、例えば、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・ミラー・デバイス）と呼ばれる電気光学装置の複数のミラー（マイクロミラー）によって変調した後、変調光を投射光学系によって拡大投射することにより、スクリーンに画像を表示する投射型表示装置等が知られている。かかる電子機器に用いられる電気光学装置において、ミラーは、ミラー支持部を介してトーションヒンジ（ねじれヒンジ）に支持されているとともに、に電気的に接続されている。また、トーションヒンジ（ねじれヒンジ）は、ヒンジ支持部を介して基板に形成された基板側バイアス電極に支持されているとともに、基板側バイアス電極に電気的に接続されている。従って、基板側バイアス電極からミラーにバイアス電圧を印加する一方、アドレス電極に駆動電圧を印加すれば、ミラーとアドレス電極との間に発生する静電力によってミラーを駆動することができる。かかる構成の電気光学装置の製造工程では、樹脂材料からなる犠牲層を利用してトーションヒンジ（ねじれヒンジ）やミラー等が形成される。

一方、ミラー支持部を形成するにあたっては、トーションヒンジ（ねじれヒンジ）上に残した柱状の犠牲層の表面に金属層を形成した構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開平８−２２７０４２号公報

しかしながら、柱状の犠牲層を利用してミラー支持部を形成した場合、照射された光や、駆動回路を動作させた際の基板での発熱等が原因で電気光学装置の温度が上昇した場合、犠牲層からガスが発生するおそれがある。かかるガスは、ミラーの表面（反射面）に付着すると、ミラーの反射率を低下させるため、好ましくない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ミラーを支持するミラー支持部に犠牲層を残さずに形成することのできる電気光学装置、電気光学装置の製造方法、および電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置の一態様は、基板と、前記基板の一方面側で前記基板に向けて突出すると共に前記基板上に支持された第１支持部（ヒンジ支持部）、および第１開口部が設けられたねじれヒンジ（トーションヒンジ）を含む金属層と、前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）から前記基板とは反対側に筒状に突出し、前記基板側に向けて開放端になっている第１端部に前記第１開口部の周りで前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）に前記基板とは反対側から接する第１接続部を備えた導電性の第２支持部（ミラー支持部）と、前記第２支持部（ミラー支持部）の前記基板とは反対側の第２端部に接するミラーと、を有し、前記第２支持部（ミラー支持部）は前記第１開口部の内面に接する第２接続部を備えていることを特徴とする。

本発明では、ねじれヒンジ（トーションヒンジ）から基板とは反対側に突出する第２支持部（ミラー支持部）は、筒状になっているとともに、基板側の第１端部が開放端になっている。また、ねじれヒンジ（トーションヒンジ）には第１開口部が形成されている。このため、第２支持部（ミラー支持部）を形成する際に内側に犠牲層があっても、かかる犠牲層を除去することができる。従って、第２支持部（ミラー支持部）の内部には、犠牲層を構成する樹脂が残らないため、照射された光や、駆動回路を動作させた際の基板の発熱等が原因で電気光学装置の温度が上昇した場合でも、犠牲層からガスが発生することがない。それ故、犠牲層から発生したガスによって、ミラーの表面（反射面）での反射率が低下するという事態が発生しない。また、第２支持部（ミラー支持部）において基板とは反対側で第２端部が平坦部になっている状態のときに第２支持部（ミラー支持部）とは別体のミラーを第２支持部（ミラー支持部）に接続させることができる。このため、ミラーの表面に窪みが発生しない。従って、光の利用効率を向上することができるとともに、ミラーでの散乱に起因するコントラストの低下を抑制することができる。

本発明において、前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）と前記第２支持部（ミラー支持部）の間に、前記第１接続部が内側に位置する第２開口部が設けられた絶縁性の中間層を有している態様を採用することができる。

また、前記第１接続部の最も薄い部分の厚さをｄｍとし、
前記第２支持部（ミラー支持部）の内周面から前記第２開口部の内周面までの距離をｄｃとしたとき、
前記厚さｄｍ、および前記距離ｄｃは、以下の関係
ｄｍ＜ｄｃ
を満たしていることが好ましい。

さらに、前記中間層の前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）と前記第２支持部（ミラー支持部）との間に位置する部分の幅をｄｓとし、
前記第１接続部の最も薄い部分の厚さをｄｍとし、
前記第２支持部（ミラー支持部）の内周面から前記第２開口部の内周面までの距離をｄｃとしたとき、
前記幅ｄｓ、前記厚さｄｍ、および前記距離ｄｃは、以下の関係
ｄｍ＜ｄｓ＜ｄｃ
を満たしていることが好ましい。

また、前記第２支持部（ミラー支持部）において前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）から前記ミラーに向けて延在している筒部の肉厚をｄｐとし、前記中間層の前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）と前記第２支持部（ミラー支持部）との間に位置する部分の幅をｄｓとし、前記第２支持部（ミラー支持部）の内周面から前記第２開口部の内周面までの距離をｄｃとしたとき、前記肉厚ｄｐ、前記幅ｄｓ、および前記距離ｄｃは、以下の関係
ｄｓ＜ｄｐ
かつ、
ｄｃ＜ｄｐ
を満たしていることが好ましい。

本発明に係る電気光学装置の製造方法の一態様は、基板の一方面側に第１支持部用開口部が設けられた第１犠牲層を形成する第１犠牲層形成工程と、前記第１犠牲層の前記基板とは反対側および前記第１支持部用開口部の内側に第１導電膜を形成する第１導電膜形成工程と、前記第１導電膜をパターニングして、前記第１支持部用開口部の内側に堆積された前記第１導電膜よりなる第１支持部（ヒンジポスト）を備えていると共に、第１開口部を備えたねじれヒンジ（トーションヒンジ）を形成する第１パターニング工程と、前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）の前記基板とは反対側に前記第１開口部と重なり、外径が前記第１開口部の内径よりも小さい柱状の第２犠牲層を形成する第２犠牲層形成工程と、前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）の前記基板とは反対側を覆うと共に、前記柱状の第２犠牲層の側面を覆う筒部および前記柱状の第２犠牲層の基板とは反対側の端面を覆う平板部を備えた第２導電膜を形成する第２導電膜形成工程と、前記第２導電膜をパターニングして前記柱状の第２犠牲層を覆うと共に、前記柱状の第２犠牲層の周りで前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）に前記基板とは反対側から接する第１接続部、および前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）の前記第１開口部の内周面に接する第２接続部を備えた第２支持部（ミラー支持部）を形成する第２パターニング工程と、前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）および前記第２支持部（ミラー支持部）を前記基板とは反対側から覆う第３犠牲層を形成する第３犠牲層形成工程と、前記第３犠牲層を前記基板とは反対側から平坦化して前記第２支持部（ミラー支持部）を露出させる平坦化工程と、前記第３犠牲層の前記基板とは反対側に第３導電膜を形成する第３導電膜形成工程と、前記第３導電膜をパターニングしてミラーを形成する第３パターニング工程と、前記第１犠牲層、前記第２犠牲層、および前記第３犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を備えていることを特徴とする。

本発明に係る電気光学装置の製造方法において、前記平坦化工程では、前記第２導電膜の前記平板部を露出させることが好ましい。

本発明に係る電気光学装置の製造方法において、前記第１導電膜形成工程の後、前記第１パターニング工程の前に、前記第１導電膜の前記基板とは反対側の面に前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）と同一の平面形状の絶縁性のエッチングマスク層を設け、前記第１パターニング工程では、前記エッチングマスク層をマスクにして前記第１導電膜をパターニングし、前記第１パターニング工程の後、前記エッチングマスク層をパターニングして前記ねじれヒンジ（トーションヒンジ）の前記第１開口部の縁に沿う部分を前記エッチングマスク層から露出させる第２開口部を形成する態様を採用することができる。

本発明を適用した電気光学装置は各種電子機器に用いることができ、この場合、電子機器には、前記ミラーに光源光を照射する光源部が設けられる。また、電子機器として投射型表示装置や頭部装着型表示装置を構成する場合、電子機器には、さらに、前記ミラーによって変調された光を投射する投射光学系が設けられる。

本発明を適用した電子機器としての投射型表示装置の光学系を示す模式図である。本発明を適用した電気光学装置の基本構成を模式的に示す説明図である。本発明を適用した電気光学装置の要部におけるＡ−Ａ′断面を模式的に示す説明図である。本発明を適用した電気光学装置の詳細構成を示す断面図である。本発明を適用した電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。本発明を適用した電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。本発明を適用した電気光学装置の製造方法を示す工程断面図である。本発明を適用した電気光学装置の製造工程で形成された層の平面図である。本発明を適用した電気光学装置の製造工程で形成された層の平面図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、本発明を適用した電子機器として投射型表示装置を説明する。また、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図面では、ミラー等の数を減らして示してある。

［電子機器としての投射型表示装置］
図１は、本発明を適用した電子機器としての投射型表示装置の光学系を示す模式図である。図１に示す投射型表示装置１０００は、光源部１００２と、光源部１００２から出射された光を画像情報に応じて変調する電気光学装置１００と、電気光学装置１００で変調された光を投射画像としてスクリーン等の被投射物１１００に投射する投射光学系１００４と有している。光源部１００２は、光源１０２０と、カラーフィルタ１０３０とを備えている。光源１０２０は白色光を出射し、カラーフィルタ１０３０は、回転に伴って各色の光を出射し、電気光学装置１００は、カラーフィルタ１０３０の回転に同期したタイミングで、入射した光を変調する。なお、カラーフィルタ１０３０に代えて、光源１０２０から出射された光を各色の光に変換する蛍光体基板を用いてもよい。また、各色の光毎に光源部１００２および電気光学装置１００を設けてもよい。

［電気光学装置１００の基本構成］
図２は、本発明を適用した電気光学装置１００の基本構成を模式的に示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、電気光学装置１００の要部を示す説明図、および電気光学装置１００の要部の分解斜視図である。図３は、本発明を適用した電気光学装置１００の要部におけるＡ−Ａ′断面を模式的に示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は各々、ミラーが一方側に傾いた状態を模式的に示す説明図、およびミラーが他方側に傾いた状態を模式的に示す説明図である。

図２および図３に示すように、電気光学装置１００は、基板１の一方面１ｓ側に複数のミラー５１がマトリクス状に配置されており、ミラー５１は基板１から離間している。基板１は、例えば、シリコン基板である。ミラー５１は、例えば、１辺の長さが例えば１０〜３０μｍの平面サイズを有するマイクロミラーである。ミラー５１は、例えば、６００×８００から１９２０×１０８０の配列をもって配置されており、１つのミラー５１が画像の１画素に対応する。

ミラー５１の表面はアルミニウム等の反射金属膜からなる反射面になっている。電気光学装置１００は、基板１の一方面１ｓに形成された基板側バイアス電極１１および基板側アドレス電極１２、１３等を含む１階部分１００ａと、高架アドレス電極３２、３３およびトーションヒンジ（ねじれヒンジ）３５を含む２階部分１００ｂと、ミラー５１を含む３階部分１００ｃとを備えている。１階部分１００ａでは、基板１にアドレス回路１４が形成されている。アドレス回路１４は、各ミラー５１の動作を選択的に制御するためのメモリセルや、ワード線、ビット線の配線１５等を備えており、ＣＭＯＳ回路１６を備えたＲＡＭ（Random Access Memory）に類似した回路構成を有している。

２階部分１００ｂは、高架アドレス電極３２、３３、トーションヒンジ３５、およびミラー支持部（第２支持部）４１を含んでいる。高架アドレス電極３２、３３は、電極ポスト３２１、３３１を介して基板側アドレス電極１２、１３に導通しているとともに、基板側アドレス電極１２、１３によって支持されている。トーションヒンジ３５の両端からはヒンジアーム３６、３７が延在している。ヒンジアーム３６、３７は、ヒンジ支持部（第１支持部）３９を介して基板側バイアス電極１１に導通しているとともに、基板側バイアス電極１１によって支持されている。ミラー５１は、ミラー支持部４１を介してトーションヒンジ３５に導通しているとともに、トーションヒンジ３５によって支持されている。従って、ミラー５１は、ミラー支持部４１、トーションヒンジ３５、ヒンジアーム３６、３７、ヒンジ支持部３９を介して基板側バイアス電極１１に導通しており、基板側バイアス電極１１からバイアス電圧が印加される。なお、ヒンジアーム３６、３７の先端には、ミラー５１が傾いたときに当接して、ミラー５１と高架アドレス電極３２、３３との接触を防止するストッパー３６１、３６２、３７１、３７２が形成されている。

基板側アドレス電極１２、１３および高架アドレス電極３２、３３は、ミラー５１との間に静電力を発生させてミラー５１を傾くように駆動する駆動素子を構成している。具体的には、トーションヒンジ３５は、基板側アドレス電極１２、１３および高架アドレス電極３２、３３に駆動電圧が印加されて、図３に示すように、ミラー５１が基板側アドレス電極１２および高架アドレス電極３２の側、あるいは基板側アドレス電極１３および高架アドレス電極３３に引き寄せられるように傾いた際に捩じれる。そして、基板側アドレス電極１２、１３および高架アドレス電極３２、３３に対する駆動電圧の印加が停止してミラー５１に対する吸引力が消失した際、ミラー５１が基板１に平行な姿勢に戻す力を発揮する。

電気光学装置１００において、例えば、図３（ａ）に示すように、ミラー５１が基板側アドレス電極１２および高架アドレス電極３２の側に傾くと、光源部１００２から出射された光がミラー５１によって投射光学系１００４に向けて反射するオン状態となる。これに対して、図３（ｂ）に示すように、ミラー５１が基板側アドレス電極１３および高架アドレス電極３３の側に傾くと、光源部１００２から出射された光がミラー５１によって光吸収装置１００５に向けて反射するオフ状態となり、かかるオフ状態では、投射光学系１００４に向けて光が反射されない。かかる駆動は、複数のミラー５１の各々で行われる結果、光源部１００２から出射された光は、複数のミラー５１で画像光に変調されて投射光学系１００４から投射され、画像を表示する。

なお、基板側アドレス電極１２、１３と対向する平板状のヨークをトーションヒンジ３５と一体に設け、高架アドレス電極３２、３３とミラー５１との間に発生する静電力に加えて、基板側アドレス電極１２、１３とヨークとの間に作用する静電力も利用してミラー５１を駆動することもある。

［電気光学装置１００の詳細構成］
図４は、本発明を適用した電気光学装置１００の詳細構成を示す断面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、電気光学装置１００の全体の断面図、およびトーションヒンジ（ねじれヒンジ）とミラー支持部（第２支持部）との接続部分を拡大して示す断面図である。なお、図４には、電気光学装置１００の２階部分１００ｂおよび３階部分１００ｃのみを示し、基板側バイアス電極１１および基板側アドレス電極１２、１３等を含む１階部分１００ａの図示を省略してある。また、図４では、電気光学装置１００に形成される複数のミラー５１のうち、１つのミラー５１、ミラー支持部４１およびトーションヒンジ３５のみを示してある。

図４（ａ）に示すように、電気光学装置１００は、基板１の一方面１ｓ側に、導電性のヒンジ支持部３９を介して基板１側に支持された導電性のトーションヒンジ３５を有しており、トーションヒンジ３５には、第１開口部３５１が形成されている。本形態において、ヒンジ支持部３９およびトーションヒンジ３５は、一体の金属層（後述する第１導電膜３０）からなり、ヒンジ支持部３９は、金属層（第１導電膜３０）から基板１に向けて突出している。また、電気光学装置１００は、トーションヒンジ３５から基板１側とは反対側に向けて突出した筒状のミラー支持部４１を有している。

ミラー支持部４１において、基板１側の第１端部４１７は基板１に向けて開口した開放端になっている。また、ミラー支持部４１において、基板１側の第１端部４１７には、トーションヒンジ３５の第１開口部３５１の縁に沿う部分に基板１側とは反対側から重なって接する第１接続部４１１を備えている。また、ミラー支持部４１は、基板１側の第１端部４１７に、第１開口部３５１の内面に接する第２接続部４１２を備えている。ここで、ミラー支持部４１は、トーションヒンジ３５の側から基板１とは反対側（ミラー５１の側）に向けて延在する筒部４１５と、筒部４１５の基板１側の第１端部４１７で外側に張り出したフランジ部４１９とを有している。本形態において、ミラー支持部４１の基板１とは反対側の第２端部４１８は、筒部４１５の開口端を塞ぐ平板部４１６になっており、ミラー５１は、平板部４６１の基板１とは反対側の面に接している。このため、ミラー５１の表面には窪みが存在しない。

また、電気光学装置１００では、トーションヒンジ３５とミラー支持部４１との間に、第１開口部３５１より大径の第２開口部６１１が形成された絶縁性の中間層６１が設けられており、第２開口部６１１の内側の第１接続部４１１において、第１側端部はトーションヒンジ３５と接している。本形態において、中間層６１は、トーションヒンジ３５とミラー支持部４１との間のみに形成されている。

ここで、中間層６１のトーションヒンジ３５とミラー支持部４１との間に位置する部分の幅をｄｓとし、第１接続部４１１の最も薄い部分の厚さをｄｍとし、ミラー支持部４１の内周面から第２開口部６１１の内周面までの距離をｄｃとし、ミラー支持部４１の筒部４１５の肉厚をｄｐとしたとき、幅ｄｓ、厚さｄｍ、距離ｄｃ、および肉厚ｄｐは各々、例えば、０．１５μｍ、０．１μｍ、０．２μｍ、および０．３μｍになっている。このため、幅ｄｓ、厚さｄｍ、距離ｄｃ、および肉厚ｄｐは、以下の関係
ｄｍ＜ｄｓ
ｄｓ＜ｄｃ
ｄｃ＜ｄｐ
になっている。

（電気光学装置の製造方法）
図２（ｂ）および図５〜図９を参照して、本発明を適用した電気光学装置１００の製造工程のうち、ねじれヒンジ（トーションヒンジ）、ミラー支持部（第２支持部）およびミラーを形成する工程を中心に説明する。図５、図６および図７は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造方法を示す工程断面図である。図８および図９は、本発明を適用した電気光学装置１００の製造工程で形成された層の平面図である。なお、図５〜図９では、電気光学装置１００に形成される複数のミラー５１のうち、１つのミラー５１に対するミラー支持部４１およびヒンジ３５のみを示してある。また、以下の説明では、適宜、図２（ｂ）を参照して説明した各部位との関係も説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、工程ＳＴ１において、シリコン基板からなるウエハー１０（基板）に、図２（ｂ）を参照して説明したアドレス回路１４および基板側アドレス電極１１、１２等を形成する。

次に、工程ＳＴ２において、ウエハー１０の一方面１０ｓにポジ型有機フォトレジスト等からなる感光性レジスト層２１を形成した後、図５（ｂ）に示す工程ＳＴ３において、感光性レジスト層２１に対して露光および現像を行い、ヒンジ支持部用開口部（第１支持部用開口部）２１１ａを備えた第１犠牲層２１１を形成する。その際、図８（ａ）に示すように、高架アドレス電極３２、３３の電極ポスト３２１、３３１用の電極ポスト用開口部２１１ｂも形成する。第１犠牲層２１１の厚さは、例えば１μｍであり、ヒンジ支持部用開口部２１１ａの開口径は、例えば約０．６μｍである。かかる工程ＳＴ２、ＳＴ３が第１犠牲層形成工程である。

次に、図５（ｃ）に示す工程ＳＴ４（第１導電膜形成工程）において、第１犠牲層２１１の表面（ウエハー１０とは反対側の面）に第１導電膜３０を全面に形成する（図８（ｂ）参照）。この際、第１導電膜は、ヒンジポスト用開口部２１１ａの壁面および底面にも形成される。第１導電膜３０は、例えば、アルミニウム層の単体膜、あるはアルミニウム層とチタン層との積層膜であり、厚さは、例えば０．０６μｍである。

次に、図５（ｄ）に示す工程ＳＴ５において、ＰＥＶＣＤ法等により酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）等の絶縁膜６０を形成する（図８（ｃ）参照）。絶縁膜６０の厚さは、例えば０．１５μｍである。

次に、図５（ｅ）に示す工程ＳＴ６（第１パターニング工程）において、絶縁膜６０の表面（ウエハー１０とは反対側の面）にレジストマスクを形成した状態で絶縁膜６０をパターニングし、トーションヒンジ３５と同一の平面形状の絶縁性の中間層６１をエッチングマスク層として形成する。その後、レジストマスクを除去する。次に、中間層６１をマスクにして、第１導電膜３０をパターニングし、トーションヒンジ３５を形成する。その際、ヒンジ支持部用開口部２１１ａに残った第１導電膜３０によってヒンジ支持部３９がトーションヒンジ３５と一体に形成される。また、トーションヒンジ３５には第１開口部３５１が形成される。その際、図８（ｄ）に示すように、ヒンジアーム３６、３７が形成される。また、高架アドレス電極３２、３３が同時形成され、電極ポスト用開口部２１１ｂの内部に電極ポスト３２１、３３１が形成される。第１開口部３５１の内径は、例えば０．５μｍである。

次に、図５（ｆ）に示す工程ＳＴ７において、中間層６１の表面（ウエハー１０とは反対側の面）にレジストマスクを形成した状態で中間層６１をパターニングし、トーションヒンジ３５の第１開口部３５１の縁に沿う部分を露出させる第２開口部６１１を形成する（図８（ｅ）参照）。第２開口部６１１の内径は、例えば０．８μｍであり、第１開口部３５１より大径である。その後、レジストマスクを除去する。

次に、図６（ａ）に示す工程ＳＴ８において、トーションヒンジ３５のウエハー１０とは反対側に、ポジ型有機フォトレジスト等からなる感光性レジスト層２２を形成した後、図６（ｂ）に示す工程ＳＴ９において、感光性レジスト層２２に対して露光および現像を行い、第１開口部３５１と重なる位置に、トーションヒンジ３５のウエハー１０とは反対側に向けて突出した柱状の第２犠牲層２２１を形成する（図８（ｆ）参照）。第２犠牲層２２１の厚さ（高さ）は、例えば２μｍであり、外径は、例えば０．４μｍである。かかる工程ＳＴ８、ＳＴ９が第２犠牲層形成工程である。

次に、図６（ｃ）に示す工程ＳＴ１０（第２導電膜形成工程）において、トーションヒンジ３５のウエハー１０とは反対側を覆うと共に、柱状の第２犠牲層２２１の側面を覆う筒部４５、および柱状の第２犠牲層２２１のウエハー１０とは反対側の端面を覆う平板部４１６を備えた第２導電膜４０を形成する。第２導電膜４０は、例えば、基板を回転させながら、基板法線方向から傾いた方向よりスパッタを行うことにより、柱状の第２犠牲層２２１の側面における第２導電膜４０の厚みをトーションヒンジ３５のウエハー１０とは反対側の面に形成された第２導電膜４０の厚みより大きくすることが可能である。具体的には、第２導電膜４０は、柱状の第２犠牲層２２１の側面では厚さが０．３μｍ、トーションヒンジ３５のウエハー１０とは反対側の面上における厚さが０．１５μｍのアルミニウム膜からなる。

次に、図６（ｄ）に示す工程ＳＴ１１（第２パターニング工程）において、第２導電膜４０の表面（ウエハー１０とは反対側の面）にレジストマスクを形成した状態で第２導電膜４０をパターニングし、第２犠牲層２２１を覆って第２犠牲層２２１の周りでトーションヒンジ３５にウエハー１０とは反対側から接する第１接続部４１１を備えたミラー支持部４１を形成する（図９（ａ）参照）。その際、ミラー支持部４１には、トーションヒンジ３５の第１開口部３５１の内周面に接する第２接続部４１２も形成される。

次に、図６（ｅ）に示す工程ＳＴ１２（第３犠牲層形成工程）では、トーションヒンジ３５およびミラー支持部４１をウエハー１０とは反対側から覆うように、ポジ型有機フォトレジスト等からなる感光性レジスト層を形成した後、硬化させ、第３犠牲層２３１を形成する。第３犠牲層２３１の厚さは、例えば３μｍである。

次に、図７（ａ）に示す工程ＳＴ１３（平坦化工程）では、ＣＭＰ法等によって、第３犠牲層２３１をウエハー１０とは反対側から平坦化してミラー支持部４１の第２端部４１８を露出させる（図９（ｂ）参照）。本形態では、ミラー支持部４１の第２端部４１８に平板部４１６が残るように平坦化を行う。

次に、図７（ｂ）に示す工程ＳＴ１４（第３導電膜形成工程）では、第３犠牲層２３１のウエハー１０とは反対側に第３導電膜５０を形成する。第３導電膜５０は、例えば、厚さが０．３μｍのアルミニウム層である。

次に、第３導電膜上にＰＥＶＣＤ法等により酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）等の無機膜７０を形成した後、工程ＳＴ１５では、無機膜７０の表面（ウエハー１０とは反対側の面）にレジストマスクを形成した状態で無機膜７０をパターニングし、ミラー５１と同一の平面形状のエッチングストッパ層７１を形成する（図９（ｃ）参照）。その後、レジストマスクを除去する。次に、図７（ｃ）に示す工程ＳＴ１６では、エッチングストッパ層７１をマスクにして、第３導電膜５０をパターニングし、ミラー５１を形成する（図９（ｄ）参照）。かかる工程ＳＴ１４、ＳＴ１５、ＳＴ１６が第３パターニング工程である。

次に、図７（ｄ）に示す工程ＳＴ１７では、ウエハー１０を単品サイズの複数の基板１に分割する。

次に、工程ＳＴ１８（犠牲層除去工程）では、プラズマエッチング等を行って、第１犠牲層２１１、第２犠牲層２２１、および第３犠牲層２３１を除去する。すなわち、ミラー支持部４１とウエハー１０との間では、第１犠牲層２１１と第２犠牲層２２１とが第１開口部３５１を介して接しているので、第１犠牲層２１１が除去されれば、その後、第２犠牲層２２１が除去される。また、本形態では、第１犠牲層２１１、第２犠牲層２２１、および第３犠牲層２３１を除去する際、エッチングストッパ層７１を除去する。さらに、本形態では、第１犠牲層２１１、第２犠牲層２２１、および第３犠牲層２３１を除去する際、中間層６１のうち、ミラー支持部４１から露出している部分を除去する。従って、中間層６１は、ミラー支持部４１とトーションヒンジ３５との間のみに残る。その結果、電気光学装置１００が得られる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、トーションヒンジ３５から基板１とは反対側に突出するミラー支持部４１は、筒状になっているとともに、基板１側の第１端部４１７が開放端になっている。また、トーションヒンジ３５には第１開口部３５１が形成されている。このため、ミラー支持部４１を形成する際に内側に犠牲層があっても、かかる犠牲層を除去することができる。従って、ミラー支持部４１の内部には、犠牲層を構成する樹脂が残らないため、照射された光や、駆動回路を動作させた際の基板の発熱等が原因で電気光学装置１００の温度が上昇した場合でも、犠牲層からガスが発生することがない。それ故、犠牲層から発生したガスによって、ミラー５１の表面（反射面）での反射率が低下するという事態が発生しない。

また、ミラー支持部４１において基板１とは反対側で、平板部４１６を備えた第２端部４１８にミラー支持部４１とは別体のミラー５１を接続させる。このため、ミラー５１の表面に窪みが発生しない。従って、光の利用効率を向上することができるとともに、ミラー５１での散乱に起因するコントラストの低下を抑制することができる。

また、ミラー支持部４１とトーションヒンジ３５とは、第１接続部４１１において面で接触しているため、ミラー支持部４１とトーションヒンジ３５とを確実に電気的に接続することができる。

（実施の形態の変形例）
上記実施の形態では、幅ｄｓ、厚さｄｍ、距離ｄｃ、および肉厚ｄｐは、以下の関係
ｄｐ＜ｄｓ
ｄｓ＜ｄｍ
ｄｃ＜ｄｍ
になっていた。但し、幅ｄｓ、厚さｄｍ、および距離ｄｃは、以下の関係
ｄｍ＜ｄｓ＜ｄｃ
を満たしていることが好ましい。かかる構成によれば、ミラー支持部４１の下層側（基板１の側）での接触面積が広いので、ミラー支持部４１は、十分な強度を有することになる。

また、肉厚ｄｐ、幅ｄｓ、および距離ｄｃは、以下の関係
ｄｓ＜ｄｐ
かつ、
ｄｃ＜ｄｐ
を満たしていることが好ましい。かかる構成によれば、トーションヒンジ３５に対して、中間層６１やミラー支持部４１ガオーバーラップしている幅が狭いので、トーションヒンジ３５の性能が低下することを抑制することができる。

また、上記実施の形態では、距離ｄｃが０．２μｍであったが、例えば、０．１μｍにする等、距離ｄｃを狭めれば、トーションヒンジ３５の第１開口部３５１の位置にばらつきが発生しても、第１開口部３５１を介して、第１犠牲層２１１と第２犠牲層２２１とが確実に接する。従って、工程ＳＴ１８（犠牲層除去工程）において、第２犠牲層２２１を確実に除去することができ、ミラー支持部４１の内側に第２犠牲層２２１が残ることを確実に防止することができる。

上記実施の形態では、図７（ａ）に示す工程ＳＴ１３（平坦化工程）では、ミラー支持部４１の第２端部４１８に平板部４１６が残るように平坦化したが、平板部４１６が無くなるまで平坦化してもよい。この場合でも、ミラー５１を形成するための第３導電膜５０を形成する際、ミラー支持部４１の端部は、第２犠牲層２２１によって平坦部になっている。従って、ミラー５１の表面には窪みが発生しない。

１・・基板、１０・・ウエハー、１１・・基板側バイアス電極、１２、１３・・基板側アドレス電極、１４・・アドレス回路、３０・・第１導電膜、３５・・ねじれヒンジ（トーションヒンジ）、３９・・第１支持部（ヒンジ支持部）、５０・・第３導電膜、５１・・ミラー、６１・・中間層、７１・・エッチングストッパ層、４０・・第２導電膜、４１・・第２支持部（ミラー支持部）、１００・・電気光学装置、２１１・・第１犠牲層、２１１ａ・・第１支持部用開口部（ヒンジ支持部用開口部）、２２１・・第２犠牲層、２３１・・第３犠牲層、３５１・・第１開口部、４１１・・第１接続部、４１２・・第２接続部、４１５・・筒部、４１６・・平板部、４１７・・第１端部、４１９・・フランジ部、４１８・・第２端部、６１１・・第２開口部、１０００・・投射型表示装置、１００２・・光源部、１００４・・投射光学系

Claims

基板と、
前記基板の一方面側で前記基板に向けて突出すると共に前記基板に支持された第１支持部、および第１開口部が設けられたねじれヒンジを含む金属層と、
前記ねじれヒンジから前記基板とは反対側に筒状に突出し、前記基板側に向けて開放端になっている第１端部に前記第１開口部の周りで前記ねじれヒンジに前記基板とは反対側から接する第１接続部を備えた導電性の第２支持部と、
前記第２支持部の前記基板とは反対側の第２端部に接するミラーと、
を有し、
前記第２支持部は、前記第１開口部の内面に接する第２接続部を備えていることを特徴とする電気光学装置。
請求項１に記載の電気光学装置において、
前記ねじれヒンジと前記第２支持部との間に、前記第１接続部が内側に位置する第２開口部が設けられた絶縁性の中間層を有していることを特徴とする電気光学装置。
請求項２に記載の電気光学装置において、
前記第１接続部の最も薄い部分の厚さをｄｍとし、
前記第２支持部の内周面から前記第２開口部の内周面までの距離をｄｃとしたとき、
前記厚さｄｍ、および前記距離ｄｃは、以下の関係
ｄｍ＜ｄｃ
を満たしていることを特徴とする電気光学装置。
請求項２に記載の電気光学装置において、
前記中間層の前記ねじれヒンジと前記第２支持部との間に位置する部分の幅をｄｓとし、
前記第１接続部の最も薄い部分の厚さをｄｍとし、
前記第２支持部の内周面から前記第２開口部の内周面までの距離をｄｃとしたとき、
前記幅ｄｓ、前記厚さｄｍ、および前記距離ｄｃは、以下の関係
ｄｍ＜ｄｓ＜ｄｃ
を満たしていることを特徴とする電気光学装置。
請求項２に記載の電気光学装置において、
前記第２支持部において前記ねじれヒンジから前記ミラーに向けて延在している筒部の肉厚をｄｐとし、
前記中間層の前記ねじれヒンジと前記第２支持部との間に位置する部分の幅をｄｓとし、
前記第２支持部の内周面から前記第２開口部の内周面までの距離をｄｃとしたとき、
前記肉厚ｄｐ、前記幅ｄｓ、および前記距離ｄｃは、以下の関係
ｄｓ＜ｄｐ
かつ、
ｄｃ＜ｄｐ
を満たしていることを特徴とする電気光学装置。
基板の一方面側に第１支持部用開口部が設けられた第１犠牲層を形成する第１犠牲層形成工程と、
前記第１犠牲層の前記基板とは反対側および前記第１支持部用開口部の内側に第１導電膜を形成する第１導電膜形成工程と、
前記第１導電膜をパターニングにして、前記第１支持部用開口部の内側に堆積された前記第１導電膜よりなる第１支持部を備えていると共に、第１開口部を備えたねじれヒンジを形成する第１パターニング工程と、
前記ねじれヒンジの前記基板とは反対側に前記第１開口部と重なり、外径が前記第１開口部の内径よりも小さい柱状の第２犠牲層を形成する第２犠牲層形成工程と、
前記ねじれヒンジの前記基板とは反対側を覆うと共に、前記柱状の第２犠牲層の側面を覆う筒部、および前記柱状の第２犠牲層の前記基板とは反対側の端面を覆う平板部を備えた第２導電膜を形成する第２導電膜形成工程と、
前記第２導電膜をパターニングして前記柱状の第２犠牲層を覆うと共に、前記柱状の第２犠牲層の周りで前記ねじれヒンジに前記基板とは反対側から接する第１接続部、および前記ねじれヒンジの前記第１開口部の内周面に接する第２接続部を備えた第２支持部を形成する第２パターニング工程と、
前記ねじれヒンジおよび前記第２支持部を前記基板とは反対側から覆う第３犠牲層を形成する第３犠牲層形成工程と、
前記第３犠牲層を前記基板とは反対側から平坦化して前記第２支持部を露出させる平坦化工程と、
前記第３犠牲層の前記基板とは反対側に第３導電膜を形成する第３導電膜形成工程と、
前記第３導電膜をパターニングしてミラーを形成する第３パターニング工程と、
前記第１犠牲層、前記第２犠牲層、および前記第３犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、を備えていることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
請求項６に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記平坦化工程では、前記第２導電膜の前記平板部を露出させることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
請求項６または７に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記第１導電膜形成工程の後、前記第１パターニング工程の前に、前記第１導電膜の前記基板とは反対側の面に前記ねじれヒンジと同一の平面形状の絶縁性のエッチングマスク層を設け、
前記１パターニング工程では、前記エッチングマスク層をマスクにして前記第１導電膜をパターニングし、
前記第１パターニング工程の後、前記エッチングマスク層をパターニングして前記ねじれヒンジの前記第１開口部の縁に沿う部分を前記エッチングマスク層から露出させる第２開口部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置を備えた電子機器であって、
前記ミラーに光源光を照射する光源部を有することを特徴とする電子機器。