JP4478190B2 - Manufacturing method of optical switch device - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチングを利用する通信，計測，ディスプレイ等に使用する光スイッチ装置に用いられる光スイッチ装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical switch device used in an optical switch device used for communication, measurement, display, etc. using switching.
薄膜形成技術やフォトリソグラフィ技術を基本にしてエッチングすることなどで立体的に微細加工を行うマイクロマシン技術を利用して作製された、光スイッチ装置がある（非特許文献１参照）。この光スイッチ装置は、固定構造体である電極と可動反射構造体であるミラーとを有している。可動反射構造体であるミラーは、支持体と可動部材とを有し、可動部材が、トーションバネなどのバネ部材によって支持部材に接続されている。このように構成された光スイッチは、固定構造体である電極と可動反射構造体であるミラーとの間に働く引力、あるいは反発力によってミラーが姿勢を変えることで光路を切りかえるスイッチング動作を行う。 There is an optical switch device manufactured using a micromachine technology that performs three-dimensional microfabrication by performing etching on the basis of a thin film formation technology or a photolithography technology (see Non-Patent Document 1). This optical switch device has an electrode that is a fixed structure and a mirror that is a movable reflective structure. The mirror which is a movable reflecting structure has a support and a movable member, and the movable member is connected to the support member by a spring member such as a torsion spring. The optical switch configured as described above performs a switching operation for switching the optical path by changing the posture of the mirror by an attractive force or a repulsive force acting between the electrode that is the fixed structure and the mirror that is the movable reflecting structure.
このような光スイッチ装置の製造方法のなかで、ミラーチップと電極チップを接合させる方法が提案されている（非特許文献２参照）。この実装方法について、図３を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、埋め込み絶縁層３０１を備えたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用い、可動するミラー３０２を備えたミラー基板３０３を作製する。ミラー３０２は、埋め込み絶縁層３０１の下の単結晶シリコンからなるＳＯＩ層３０４を微細加工して形成される。
Among such optical switch device manufacturing methods, a method of joining a mirror chip and an electrode chip has been proposed (see Non-Patent Document 2). This mounting method will be described with reference to FIG.
First, as illustrated in FIG. 3A, a mirror substrate 303 including a movable mirror 302 is manufactured using an SOI (Silicon on Insulator) substrate including a buried insulating layer 301. The mirror 302 is formed by finely processing an SOI layer 304 made of single crystal silicon under the buried insulating layer 301.
図３（ａ）のミラー３０２の平面図を図３（ｂ）に示す。ミラー３０２は直径５００μｍ程度の円形をしており、一対のミラー連結部３０５により可動枠３０６に連結している。また、可動枠３０６は、一対の連結部３０７により周囲のＳＯＩ層３０４に連結している。ミラー連結部３０５，連結部３０７は、トーションバースプリングなど、ねじりを受けて弾性変形する棒状や板状のバネ部材である。このようなバネ部材により連結することで、例えば、ミラー３０２は、一対のミラー連結部３０５を通る回動軸を中心に回動する。 FIG. 3B shows a plan view of the mirror 302 in FIG. The mirror 302 has a circular shape with a diameter of about 500 μm and is connected to the movable frame 306 by a pair of mirror connecting portions 305. In addition, the movable frame 306 is connected to the surrounding SOI layer 304 by a pair of connecting portions 307. The mirror connecting portion 305 and the connecting portion 307 are rod-like or plate-like spring members that are elastically deformed by receiving a torsion, such as a torsion bar spring. By connecting with such a spring member, for example, the mirror 302 rotates around a rotation axis passing through the pair of mirror connecting portions 305.
このミラー３０２を駆動するためには、所定距離離間してミラー３０２に対向配置する電極を設けることになるが、このために、以降に説明するように、ミラー基板３０３を切り出してミラーチップを形成し、これに電極が形成された電極チップを接合する。
ウエハ作製工程の最終工程を経た後、ミラー基板３０３は、まず、フィルム貼り付け装置に搬送され、図３（ｃ）に示すように、ミラー基板３０３のシリコン基板層３０８にマウントフィルム３０９が貼り付けられる。
In order to drive the mirror 302, an electrode is provided to be opposed to the mirror 302 at a predetermined distance. For this purpose, as will be described later, a mirror substrate 303 is cut out to form a mirror chip. Then, an electrode chip on which an electrode is formed is bonded to this.
After the final process of the wafer fabrication process, the mirror substrate 303 is first transported to a film attaching device, and a mount film 309 is attached to the silicon substrate layer 308 of the mirror substrate 303 as shown in FIG. It is done.
マウントフィルム３０９に貼り付けられたミラー基板３０３は、ダイシング装置にてダイシングされて分割され、１個のミラーを備えたミラーチップ３１０とされる。個々のミラーチップ３１０に分割した後、マウントフィルム３０９からいずれかのミラーチップ３１０を取り外す（図３（ｄ））。
この後、フリップチップボンダーなどにより、図３（ｅ）に示すように、予め用意してある電極チップ３１１の接合層３１２に、ミラーチップ３１０のＳＯＩ層３０４を当接させ、熱圧着することで、これらを接合する。
The mirror substrate 303 attached to the mount film 309 is diced and divided by a dicing device to form a mirror chip 310 having one mirror. After dividing into individual mirror chips 310, any one of the mirror chips 310 is removed from the mount film 309 (FIG. 3D).
Thereafter, as shown in FIG. 3 (e), the SOI layer 304 of the mirror chip 310 is brought into contact with the bonding layer 312 of the electrode chip 311 prepared in advance using a flip chip bonder and thermocompression bonded. , Join them.
この結果、所定距離離間してミラー３０２に対向配置する電極３１３を備えた光スイッチ装置が得られる。なお、電極チップ３１１は、電極３１３を備えた電極基板を作製し、これを、ミラーチップと同様にダイシングにより分割して電極チップ３１１とすればよい。また、接合層３１２は、例えばＡｕなどの金属層である。 As a result, an optical switch device provided with an electrode 313 arranged to face the mirror 302 with a predetermined distance is obtained. For the electrode chip 311, an electrode substrate provided with the electrode 313 may be manufactured, and this may be divided by dicing in the same manner as the mirror chip to form the electrode chip 311. The bonding layer 312 is a metal layer such as Au.
ところで、光スイッチ装置は、回動する微細なミラー構造を備えており、機械的強度が低く脆弱である。このため、チップに切り出すときの切断に伴う振動や、切断時の冷却に用いられる水流などにより、ミラーの部分が破壊するという問題がある。例えば、図３に示すミラー連結部３０５や連結部３０７などの、特に機械的強度の低い部分が破損しやすい。 Incidentally, the optical switch device has a fine rotating mirror structure, and has a low mechanical strength and is fragile. For this reason, there is a problem that the mirror part is broken due to vibration accompanying cutting when cutting into a chip or a water flow used for cooling at the time of cutting. For example, particularly low mechanical strength portions such as the mirror connecting portion 305 and the connecting portion 307 shown in FIG.
また、ミラーの部分を破壊せずに光スイッチ装置を製造できたとしても、可動部の破壊を防ぐために、光スイッチ装置のチップのハンドリングなどには、細心の注意が必要となる。
さらに、従来の製造方法では、ミラーの光を反射する面が露出した状態で行われるため、チップに分割するダイシングの際、微細なウエハの削り粉が連結部の隙間などを通ってミラー面に付着し、また実装までの保管時やハンドリング時にダストが付着し、光の反射率が低下するという問題を起こす。
Even if the optical switch device can be manufactured without destroying the mirror portion, careful attention is required for handling the chip of the optical switch device in order to prevent the movable portion from being destroyed.
Further, in the conventional manufacturing method, since the surface that reflects the light of the mirror is exposed, when dicing to divide into chips, fine wafer shaving powder passes through the gaps of the connecting portion and the like to the mirror surface. In addition, dust adheres at the time of storage and handling until mounting, causing a problem that the reflectance of light decreases.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、良品歩留まりの高い状態で可動する微細なミラーを備えた光スイッチ装置が製造できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make it possible to manufacture an optical switch device including a fine mirror that can move in a state of high yield.
本発明に係る光スイッチ装置の製造方法は、ＳＯＩ層と埋め込み絶縁層とシリコン基板層とが積層されたＳＯＩ基板が加工されて構成されたミラー基板であって、前記ＳＯＩ基板の主表面である前記ＳＯＩ層に、回動する複数のミラー構造体が配列されて形成され、前記ミラー構造体が形成された領域に対応する前記ＳＯＩ基板の裏面の前記シリコン基板層の一部が除去されて開口が設けられ、かつ前記ミラー構造体に接する前記埋め込み絶縁層が除去されて、前記ミラー構造体のミラー反射面が前記開口内に露出するように構成されたミラー基板に対し、前記ミラー基板の前記ＳＯＩ層側の面である主表面に粘着力が変化する粘着層を備えた第１粘着フィルムを貼り付けて、前記ミラー構造体を前記ミラー反射面の反対側の面で固定する第１の工程と、前記第１の工程の後で前記ミラー基板の前記シリコン基板層側の面である裏面に、前記開口を覆いかつ前記ミラー構造体の前記ミラー反射面には接しないように第２粘着フィルムを貼り付ける第２の工程と、前記第２の工程の後で前記第２粘着フィルム側より切り込みを入れることで前記ミラー基板を複数のミラーチップに分割する第３の工程と、前記第３の工程の後で前記第１粘着フィルムの粘着層の粘着力を低下させる第４の工程と、前記第４の工程の後で前記第１粘着フィルムの粘着層の粘着力が低下した状態で、前記第１粘着フィルムより前記ミラーチップを取り外す第５の工程と、前記第５の工程の後で電極が設けられた電極チップを用意してこの電極チップに前記ミラーチップを接合する第６の工程と、前記第６の工程の後で前記電極チップに接合した前記ミラーチップより第２粘着フィルムを剥離する第７の工程とを備えたものである。
この製造方法によれば、ミラー基板を分割してミラーチップにするときに、回動するミラーの部分が、この周囲の部分とともに第１粘着フィルムに貼り付いて固定された状態となっている。
An optical switch device manufacturing method according to the present invention is a mirror substrate formed by processing an SOI substrate in which an SOI layer, a buried insulating layer, and a silicon substrate layer are stacked, and is a main surface of the SOI substrate. A plurality of rotating mirror structures are arranged and formed in the SOI layer, and a part of the silicon substrate layer on the back surface of the SOI substrate corresponding to a region where the mirror structure is formed is removed and opened. And a mirror substrate configured such that a mirror reflecting surface of the mirror structure is exposed in the opening by removing the buried insulating layer in contact with the mirror structure, and the mirror substrate A first adhesive film having an adhesive layer whose adhesive force changes is attached to the main surface which is the SOI layer side surface, and the mirror structure is fixed on the surface opposite to the mirror reflecting surface. And a second surface after the first step so as to cover the opening on the back surface of the mirror substrate on the silicon substrate layer side so as not to contact the mirror reflecting surface of the mirror structure. A second step of attaching an adhesive film; a third step of dividing the mirror substrate into a plurality of mirror chips by cutting from the second adhesive film side after the second step; A fourth step of reducing the adhesive strength of the adhesive layer of the first adhesive film after the step of 3, and a state in which the adhesive strength of the adhesive layer of the first adhesive film is reduced after the fourth step. A fifth step of removing the mirror chip from the first adhesive film, and a sixth step of preparing an electrode chip provided with an electrode after the fifth step and bonding the mirror chip to the electrode chip And the sixth step It is obtained by a seventh step of removing the second adhesive film than the mirror chip joined to the electrode tip after the degree.
According to this manufacturing method, when the mirror substrate is divided into mirror chips, the rotating mirror part is stuck to the first adhesive film and fixed together with the surrounding part.
上記、光スイッチ装置の製造方法において、第１粘着フィルムとして、紫外線の照射により粘着層の粘着力が低下する紫外線硬化性粘着フィルムを用い、第４の工程では、第１粘着フィルムに紫外線を照射して粘着層の粘着力を低下させるようにしてもよい。 In the above optical switch device manufacturing method, as the first adhesive film, an ultraviolet curable adhesive film in which the adhesive strength of the adhesive layer is reduced by irradiation of ultraviolet rays is used, and in the fourth step, the first adhesive film is irradiated with ultraviolet rays. And you may make it reduce the adhesive force of an adhesion layer.
また、第１粘着フィルムとして、所定の温度以上とすることで粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムを用い、第４の工程では、第１粘着フィルムを所定の温度以上とすることで粘着層の粘着力を低下させるようにしてもよい。
また、第１粘着フィルムとして、所定の温度以下とすることで粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムを用い、第４の工程では、第１粘着フィルムを所定の温度以下とすることで粘着層の粘着力を低下させるようにしてもよい。
Further, as the first pressure-sensitive adhesive film, a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film in which the state of the pressure-sensitive adhesive layer changes and the adhesive strength is reduced by setting the temperature to a predetermined temperature or higher is used. In the fourth step, the first pressure-sensitive adhesive film is You may make it reduce the adhesive force of an adhesion layer by setting it as temperature or more.
Further, as the first pressure-sensitive adhesive film, a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film in which the state of the pressure-sensitive adhesive layer is changed and the pressure-sensitive adhesive force is reduced by setting the temperature to a predetermined temperature or lower is used. You may make it reduce the adhesive force of an adhesion layer by setting it as temperature or less.
上記、光スイッチ装置の製造方法において、第２粘着フィルムとして、紫外線の照射により粘着層の粘着力が低下する紫外線硬化性粘着フィルムを用い、第７の工程では、第２粘着フィルムに紫外線を照射してから第２粘着フィルムを剥離するようにしてもよい。
また、第２粘着フィルムとして、所定の温度以上または温度以下とすることで粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムを用い、第７の工程では、第２粘着フィルムを所定の温度以上または温度以下としてから第２粘着フィルムを剥離するようにしてもよい。
In the above optical switch device manufacturing method, an ultraviolet curable adhesive film whose adhesive layer has a reduced adhesive strength when irradiated with ultraviolet rays is used as the second adhesive film. In the seventh step, the second adhesive film is irradiated with ultraviolet rays. Then, the second adhesive film may be peeled off.
Further, as the second adhesive film, a temperature-sensitive adhesive film in which the state of the adhesive layer is changed and the adhesive strength is reduced by setting the temperature to a predetermined temperature or lower, and in the seventh step, the second adhesive film is used. The second adhesive film may be peeled off after setting the temperature to a predetermined temperature or higher or lower than the temperature.
以上説明したように、本発明では、ミラー基板のミラーが形成された表面に粘着力が変化する粘着層を備えた第１粘着フィルムを貼り付けて保護した状態で、ミラー基板を切断分割してミラーチップを形成し、粘着層の粘着力を低下させてからミラーチップを取り外すようにした。この結果、本発明によれば、ミラーチップに分割する際の、様々な状況よりミラーの部分を保護することが可能となり、良品歩留まりの高い状態で可動する微細なミラーを備えた光スイッチ装置が製造できるようになるという優れた効果が得られる。 As described above, in the present invention, the mirror substrate is cut and divided in a state where the first adhesive film having an adhesive layer whose adhesive force is changed is attached to the surface of the mirror substrate on which the mirror is formed and protected. A mirror chip was formed, and after the adhesive force of the adhesive layer was reduced, the mirror chip was removed. As a result, according to the present invention, it is possible to protect the mirror portion from various situations when dividing it into mirror chips, and an optical switch device having a fine mirror that can be moved in a high yield state. An excellent effect of being able to be manufactured is obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１，２は、本実施の形態における光スイッチ装置の製造方法例を示す工程図である。まず、図１（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板１０１の埋め込み絶縁層１０２が形成されている側（主表面）より、公知のフォトリソグラフィ技術と、例えばＤＥＥＰ ＲＩＥなどのエッチングによって溝１０３ａを形成することで、埋め込み絶縁層１０２の上の単結晶シリコン層１０３にミラーおよび可動枠の形状を形成する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are process diagrams showing an example of a manufacturing method of the optical switch device according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 1A, a groove 103a is formed from a side (main surface) of the SOI substrate 101 where the buried insulating layer 102 is formed by a known photolithography technique and etching such as DEEP RIE. Thus, the shape of the mirror and the movable frame is formed in the single crystal silicon layer 103 on the buried insulating layer 102.
このとき、ミラーの反射率を向上させるために、ミラーの表面にＡｕなどの金属膜を形成する場合もある。なお、ＤＥＥＰ ＲＩＥは、例えばシリコンをドライエッチングするときに、ＳＦ６とＣ４Ｆ８のガスを交互に導入し、エッチングと側壁保護膜形成とを繰り返すことにより、アスペクト比が５０にもなる溝または穴を、毎分数μｍのエッチング速度で形成する技術である。 At this time, in order to improve the reflectivity of the mirror, a metal film such as Au may be formed on the surface of the mirror. For example, DEEP RIE is a groove having an aspect ratio of 50 by introducing SF 6 and C 4 F 8 gas alternately and repeatedly performing etching and sidewall protective film formation when dry etching silicon, for example. Alternatively, it is a technique for forming holes at an etching rate of several μm per minute.
つぎに、図１（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１０１の裏面にミラーの形成領域が開口したレジストパターン１２０を形成し、水酸化カリウム水溶液などのエッチング液を用いてＳＯＩ基板１０１の裏面より選択的にシリコンをエッチングする。このエッチングでは、埋め込み絶縁層１０２をエッチングストッパ層として用い、ミラーの形成領域に対応するＳＯＩ基板１０１の裏面に開口部を形成する。次いで、埋め込み絶縁層１０２の開口部に露出している領域を、フッ酸を用いて選択的に除去する。 Next, as shown in FIG. 1B, a resist pattern 120 having a mirror forming area opened on the back surface of the SOI substrate 101 is formed, and an etching solution such as an aqueous potassium hydroxide solution is used to form the resist pattern 120 from the back surface of the SOI substrate 101. Selectively etch silicon. In this etching, the embedded insulating layer 102 is used as an etching stopper layer, and an opening is formed on the back surface of the SOI substrate 101 corresponding to the mirror formation region. Next, a region exposed in the opening of the buried insulating layer 102 is selectively removed using hydrofluoric acid.
この後、レジストパターン１２０を除去し、図１（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板１０１に埋め込み絶縁層１０２を介して支持された単結晶シリコン層１０３に、回動可能な複数のミラー１０５が形成されたミラー基板１００を得る。なお、図１には示していないが、各々のミラー１０５の外側には、可動枠が形成されている。ここで、図１では、複数のミラー１０３がマトリクス状に形成されたミラー基板１００の一部の断面を、模式的に示している。 Thereafter, the resist pattern 120 is removed, and a plurality of rotatable mirrors 105 are formed on the single crystal silicon layer 103 supported by the SOI substrate 101 via the buried insulating layer 102 as shown in FIG. The formed mirror substrate 100 is obtained. Although not shown in FIG. 1, a movable frame is formed outside each mirror 105. Here, FIG. 1 schematically shows a partial cross section of a mirror substrate 100 in which a plurality of mirrors 103 are formed in a matrix.
以上のようにすることで、ミラー基板１００を形成した後、図１（ｄ）に示すように、ミラー１０５が形成された単結晶シリコン層１０３の表面に、マウントフィルム（第１粘着フィルム）１０６を貼り付ける。マウントフィルム１０６は、紫外線硬化性粘着フィルムである。紫外線硬化性粘着フィルムは、紫外線照射により粘着層を形成する粘着剤に硬化収縮が起こり、この応力で粘着層の粘着性が低下する粘着フィルムである。なお、図１（ｄ）以降では、ミラー基板１００を１８０°回転して示している。 As described above, after the mirror substrate 100 is formed, the mount film (first adhesive film) 106 is formed on the surface of the single crystal silicon layer 103 on which the mirror 105 is formed, as shown in FIG. Paste. The mount film 106 is an ultraviolet curable adhesive film. The ultraviolet curable adhesive film is an adhesive film in which curing shrinkage occurs in the adhesive forming the adhesive layer by ultraviolet irradiation, and the adhesiveness of the adhesive layer is reduced by this stress. In FIG. 1D and subsequent figures, the mirror substrate 100 is shown rotated by 180 °.
つぎに、図１（ｅ）に示すように、ＳＯＩ基板１０１の開口部が形成されている面にも、マウントフィルム（第２粘着フィルム）１０７を貼り付ける。マウントフィルム１０７は、紫外線硬化性粘着フィルムである必要はない。マウントフィルム１０６、マウントフィルム１０７の貼り付は、ローラ１０８を用い、ミラー基板１００基板の一方から他方に向けてローラ１０８を転がして圧着すればよい。 Next, as shown in FIG. 1E, a mount film (second adhesive film) 107 is also attached to the surface of the SOI substrate 101 where the opening is formed. The mount film 107 does not need to be an ultraviolet curable adhesive film. Affixing the mount film 106 and the mount film 107 may be performed by using a roller 108 and rolling the roller 108 from one side of the mirror substrate 100 to the other side for pressure bonding.
以上のことにより、マウントフィルム１０６およびマウントフィルム１０７を貼り付けた後、マウントフィルム１０７の側より、例えばダイヤモンドブレードを用いて切り込みを入れることで、ミラー基板１００を切断して分割する。例えば、図２（ａ）に示すように、仮想線Ａに沿って切断することで、ミラーチップ１０９に分割する。これによって、ミラー基板１００は、１ｍｍ角の領域に１個のミラー１０５を備えた複数のミラーチップ１０９に分割される。 As described above, after the mount film 106 and the mount film 107 are attached, the mirror substrate 100 is cut and divided by cutting, for example, using a diamond blade from the mount film 107 side. For example, as shown in FIG. 2A, the mirror chip 109 is divided by cutting along the virtual line A. Thus, the mirror substrate 100 is divided into a plurality of mirror chips 109 each having one mirror 105 in a 1 mm square region.
この切断において、ミラー１０５はマウントフィルム１０６により固定されるため、切断などにおける外部からの振動や衝撃によりミラー１０５が欠損することが抑制されるようになる。
また、マウントフィルム１０７によって保護されているので、切断時に切削粉がミラー１０５の部分に付着してミラー１０５の回動動作が阻止され、また劣化するなどのことがない。また、切断時の水流が、ミラー１０５に直接あたることもない。
In this cutting, the mirror 105 is fixed by the mount film 106, so that the mirror 105 is prevented from being lost due to external vibration or impact during cutting or the like.
Further, since it is protected by the mount film 107, cutting powder adheres to the mirror 105 during cutting, preventing the mirror 105 from rotating and preventing deterioration. Further, the water flow at the time of cutting does not directly hit the mirror 105.
以上のことにより、ミラーチップ１０９を形成した後、マウントフィルム１０６に紫外線を照射し、ミラー１０５とマウントフィルム１０６間の密着力（粘着力）を減少させる。これによって、ミラー１０５を破壊するような力を受けることなく、ミラーチップ１０９は、マウントフィルム１０６からピックアップすることが可能となる。 As described above, after the mirror chip 109 is formed, the mount film 106 is irradiated with ultraviolet rays to reduce the adhesion (adhesive force) between the mirror 105 and the mount film 106. As a result, the mirror chip 109 can be picked up from the mount film 106 without receiving a force that destroys the mirror 105.
一方、つぎのようにすることで、電極チップを形成する。まず、シリコン基板をシリコン窒化膜あるいはシリコン酸化膜からなる所定のマスクパターンをマスクとし、選択的にエッチングすることで、複数の凹部構造を形成する。次いで、これら凹部構造の上に蒸着法などにより金属膜を形成し、この金属膜を公知の超深度露光を用いたフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とによりパターニングし、各々の凹部の底部に電極部を形成する。 On the other hand, an electrode chip is formed as follows. First, a plurality of recess structures are formed by selectively etching a silicon substrate using a predetermined mask pattern made of a silicon nitride film or a silicon oxide film as a mask. Next, a metal film is formed on the recess structure by vapor deposition or the like, and the metal film is patterned by a photolithography technique and an etching technique using known ultra-deep exposure, and an electrode portion is formed at the bottom of each recess. Form.
最後に、これらをダイシングにより分割することで、図２（ｃ）に示すように、凹部内に電極２０２を備えた電極チップ２０１が形成できる。電極チップ２０１の電極２０２は、ミラーチップ１０９と接合された状態では、ミラー１０５と所定距離離れた対向配置される。なお、電極チップ２０１の、ミラーチップ１０９との当接部分には、金属膜２０３が設けられている。また、電極チップ２０１は、図示されていないパッケージにダイボンディングされている。 Finally, by dividing them by dicing, as shown in FIG. 2C, an electrode chip 201 having an electrode 202 in the recess can be formed. When the electrode 202 of the electrode chip 201 is joined to the mirror chip 109, the electrode 202 is opposed to the mirror 105 at a predetermined distance. A metal film 203 is provided on the contact portion of the electrode chip 201 with the mirror chip 109. The electrode chip 201 is die-bonded to a package not shown.
以上に説明したことにより、ミラーチップ１０９および電極チップ２０１を用意したら、図２（ｄ）に示すように、ミラーチップ１０９の単結晶シリコン層１０３の表面と、電極チップ２０１の金属膜２０３の表面とを熱圧着し、これらを接合する。これらの接合には、例えばフリップチップボンダーを用いればよい。また、ミラーチップ１０９と電極チップ２０１とを接合した後、電極２０２に接続している図示していないパッドと外部接続端子とをワイヤボンディングなどにより接続する。外部接続端子のいずれかは、金属膜２０３を介してミラーチップ１０９に電気的に接続している。 As described above, when the mirror chip 109 and the electrode chip 201 are prepared, the surface of the single crystal silicon layer 103 of the mirror chip 109 and the surface of the metal film 203 of the electrode chip 201 are prepared as shown in FIG. Are bonded together by thermocompression bonding. For these joining, for example, a flip chip bonder may be used. Further, after joining the mirror chip 109 and the electrode chip 201, a pad (not shown) connected to the electrode 202 and an external connection terminal are connected by wire bonding or the like. Any of the external connection terminals is electrically connected to the mirror chip 109 through the metal film 203.
最後に、マウントフィルム１０７を剥離することで、図２（ｅ）に示すように、電極チップ２０１にミラーチップ１０９が接続した光スイッチ装置を得る。この光スイッチ装置では、例えば、ミラー１０５をグランド（接地）電位に固定し、電極２０２に駆動電位を印加し、ミラー１０５と電極２０２との間に静電力を生じさせ、この静電力によって、ミラー１０５に回転モーメントを発生させることで、ミラー１０５の回動動作を行う。 Finally, the mount film 107 is peeled to obtain an optical switch device in which the mirror chip 109 is connected to the electrode chip 201 as shown in FIG. In this optical switch device, for example, the mirror 105 is fixed to a ground (ground) potential, a driving potential is applied to the electrode 202, and an electrostatic force is generated between the mirror 105 and the electrode 202. The mirror 105 is rotated by generating a rotation moment in 105.
以上に説明した本実施の形態によれば、まず、ミラー基板をミラーチップに分割する際には、ミラー基板の両面に紫外線硬化性粘着フィルムを貼り付けて保護するようにした。この結果、ミラーチップに分割する際に、ミラーの部分に損傷を与えることなく、ミラーチップを形成することが可能となる。 According to the present embodiment described above, first, when the mirror substrate is divided into mirror chips, the UV curable adhesive film is attached to both surfaces of the mirror substrate for protection. As a result, it is possible to form a mirror chip without damaging the mirror portion when dividing into mirror chips.
また、ミラーが形成されている面に貼り付けられたフィルムは、紫外線を照射することで粘着力を低下させることができる。従って、紫外線を照射して粘着力を低下させておくことで、分割したミラーチップを容易にピックアップすることが可能となり、この段階においても、ミラーに損傷を与えることがない。
また、ミラーチップの裏面側には、ミラーチップに分割する際に同時に分割した紫外線硬化性粘着フィルムが貼り付けられているので、ミラーチップと電極チップとを接合する際のハンドリングが容易になる。
Moreover, the adhesive force can be reduced by irradiating the ultraviolet-ray with the film affixed on the surface in which the mirror is formed. Therefore, it is possible to easily pick up the divided mirror chip by irradiating ultraviolet rays to reduce the adhesive force, and the mirror is not damaged at this stage.
Moreover, since the ultraviolet curable adhesive film divided | segmented simultaneously when dividing | segmenting into a mirror chip is affixed on the back surface side of a mirror chip, the handling at the time of joining a mirror chip and an electrode chip becomes easy.
ところで、以上の実施の形態では、ミラーが接触するマウントフィルムとして紫外線硬化性粘着フィルムを用いたが、ミラーチップとマウントフィルムとの密着力（粘着力）を調整できるものであればこれに限るものではない。例えば、ミラーが接触するマウントフィルムとして、温度を１００℃以上にあげることで、粘着剤の結晶状態が変化して粘着力が低下するような感温性粘着フィルムを用いてもよい。あるいは、温度を例えば−２０℃以下にすることで、粘着剤の結晶状態が変化して粘着力が低下するようなタイプの感温性粘着フィルムでもよい。さらにまた、温度を１００℃以上に上げることで、粘着剤の微粒子が膨張して粘着力が低下するようなタイプの感温性粘着フィルムでも良い。 By the way, in the above embodiment, the ultraviolet curable adhesive film was used as the mount film that comes into contact with the mirror, but this is not limited as long as the adhesive force (adhesive force) between the mirror chip and the mount film can be adjusted. is not. For example, a temperature-sensitive adhesive film that reduces the adhesive force by changing the crystal state of the adhesive by raising the temperature to 100 ° C. or higher may be used as the mount film that comes into contact with the mirror. Alternatively, a temperature-sensitive adhesive film of a type in which the crystallinity of the pressure-sensitive adhesive is changed and the adhesive strength is reduced by setting the temperature to, for example, −20 ° C. or lower may be used. Furthermore, a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film of a type in which by increasing the temperature to 100 ° C. or more, the pressure-sensitive adhesive particles are expanded and the pressure-sensitive adhesive force is reduced may be used.
さらに、本実施の形態では、粘着力を変化させることができるマウントフィルムをミラーに接触する面にのみ用いたが、ミラーが形成されていない面にも同様なフィルムを用いても良いのは言うまでもない。例えば、マウントフィルム１０７に、紫外線硬化性粘着フィルムを用い、紫外線を照射してから、ミラーチップより剥離するようにしても良い。同様に、マウントフィルム１０７に、感温性粘着フィルムを用い、所定の温度以上もしくは温度以下とした状態で、ミラーチップより剥離するようにしても良い。 Furthermore, in this embodiment, the mount film that can change the adhesive force is used only on the surface that contacts the mirror, but it goes without saying that a similar film may be used on the surface where the mirror is not formed. Yes. For example, an ultraviolet curable adhesive film may be used for the mount film 107 and may be peeled off from the mirror chip after being irradiated with ultraviolet rays. Similarly, a temperature-sensitive adhesive film may be used for the mount film 107 and may be peeled off from the mirror chip in a state where the temperature is not lower than a predetermined temperature or lower than the predetermined temperature.
１００…ミラー基板、１０１…ＳＯＩ基板、１０２…埋め込み絶縁層、１０３…単結晶シリコン層、１０３ａ…溝、１０５…ミラー、１０６…マウントフィルム（第１粘着フィルム）、１０７…マウントフィルム（第２粘着フィルム）、１０８…ローラ、１０９…ミラーチップ、２０１…電極チップ、２０２…電極、２０３…金属膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Mirror substrate, 101 ... SOI substrate, 102 ... Embedded insulating layer, 103 ... Single crystal silicon layer, 103a ... Groove, 105 ... Mirror, 106 ... Mount film (first adhesive film), 107 ... Mount film (second adhesive) Film), 108 ... roller, 109 ... mirror chip, 201 ... electrode chip, 202 ... electrode, 203 ... metal film.
Claims (7)
前記第１の工程の後で前記ミラー基板の前記シリコン基板層側の面である裏面に、前記開口を覆いかつ前記ミラー構造体の前記ミラー反射面には接しないように第２粘着フィルムを貼り付ける第２の工程と、
前記第２の工程の後で前記第２粘着フィルム側より切り込みを入れることで前記ミラー基板を複数のミラーチップに分割する第３の工程と、
前記第３の工程の後で前記第１粘着フィルムの粘着層の粘着力を低下させる第４の工程と、
前記第４の工程の後で前記第１粘着フィルムの粘着層の粘着力が低下した状態で、前記第１粘着フィルムより前記ミラーチップを取り外す第５の工程と、
前記第５の工程の後で電極が設けられた電極チップを用意してこの電極チップに前記ミラーチップを接合する第６の工程と、
前記第６の工程の後で前記電極チップに接合した前記ミラーチップより第２粘着フィルムを剥離する第７の工程と
を備えたことを特徴とする光スイッチ装置の製造方法。 A mirror substrate formed by processing an SOI substrate in which an SOI layer, a buried insulating layer, and a silicon substrate layer are laminated, and a plurality of mirror structures that rotate to the SOI layer that is the main surface of the SOI substrate A portion of the silicon substrate layer on the back surface of the SOI substrate corresponding to the region where the mirror structure is formed is removed to provide an opening, and the mirror structure is in contact with the mirror structure. With respect to the mirror substrate configured such that the buried insulating layer is removed and the mirror reflection surface of the mirror structure is exposed in the opening, the main substrate which is the surface on the SOI layer side of the mirror substrate has an adhesive force. A first step of attaching a first adhesive film having an adhesive layer that changes, and fixing the mirror structure on a surface opposite to the mirror reflecting surface;
After the first step, a second adhesive film is attached to the back surface of the mirror substrate on the silicon substrate layer side so as to cover the opening and not to contact the mirror reflecting surface of the mirror structure. A second step of attaching,
A third step of dividing the mirror substrate into a plurality of mirror chips by cutting from the second adhesive film side after the second step;
A fourth step of reducing the adhesive strength of the adhesive layer of the first adhesive film after the third step;
A fifth step of removing the mirror chip from the first adhesive film in a state where the adhesive force of the adhesive layer of the first adhesive film is reduced after the fourth step;
A sixth step of preparing an electrode chip provided with an electrode after the fifth step and bonding the mirror chip to the electrode chip;
And a seventh step of peeling the second adhesive film from the mirror chip bonded to the electrode chip after the sixth step.
前記第１粘着フィルムは、紫外線の照射により前記粘着層の粘着力が低下する紫外線硬化性粘着フィルムであり、
前記第４の工程では、前記第１粘着フィルムに紫外線を照射して前記粘着層の粘着力を低下させる
ことを特徴とした光スイッチ装置の製造方法。 In the manufacturing method of the optical switch device according to claim 1,
The first adhesive film is an ultraviolet curable adhesive film in which the adhesive strength of the adhesive layer is reduced by irradiation with ultraviolet rays,
In the fourth step, the first adhesive film is irradiated with ultraviolet rays to reduce the adhesive force of the adhesive layer.
前記第１粘着フィルムは、所定の温度以上とすることで前記粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムであり、
前記第４の工程では、前記第１粘着フィルムを所定の温度以上とすることで前記粘着層の粘着力を低下させる
ことを特徴とした光スイッチ装置の製造方法。 In the manufacturing method of the optical switch device according to claim 1,
The first pressure-sensitive adhesive film is a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film in which the state of the pressure-sensitive adhesive layer is changed and the pressure-sensitive adhesive force is reduced by being a predetermined temperature or higher.
In the fourth step, the adhesive force of the adhesive layer is reduced by setting the first adhesive film to a predetermined temperature or higher. A method of manufacturing an optical switch device, comprising:
前記第１粘着フィルムは、所定の温度以下とすることで前記粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムであり、
前記第４の工程では、前記第１粘着フィルムを所定の温度以下とすることで前記粘着層の粘着力を低下させる
ことを特徴とした光スイッチ装置の製造方法。 In the manufacturing method of the optical switch device according to claim 1,
The first pressure-sensitive adhesive film is a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film in which the state of the pressure-sensitive adhesive layer is changed and the pressure-sensitive adhesive force is reduced by setting the temperature to a predetermined temperature or lower.
In the fourth step, the adhesive force of the adhesive layer is reduced by setting the first adhesive film to a predetermined temperature or lower. A method for manufacturing an optical switch device, comprising:
前記第２粘着フィルムは、紫外線の照射により粘着層の粘着力が低下する紫外線硬化性粘着フィルムであり、
前記第７の工程では、前記第２粘着フィルムに紫外線を照射してから前記第２粘着フィルムを剥離する
ことを特徴とする光スイッチ装置の製造方法。 In the manufacturing method of the optical switch device according to any one of claims 1 to 4,
The second adhesive film is an ultraviolet curable adhesive film in which the adhesive strength of the adhesive layer is reduced by irradiation with ultraviolet rays,
In the seventh step, the second pressure-sensitive adhesive film is peeled off after irradiating the second pressure-sensitive adhesive film with ultraviolet rays.
前記第２粘着フィルムは、所定の温度以上とすることで前記粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムであり、
前記第７の工程では、前記第２粘着フィルムを所定の温度以上としてから前記第２粘着フィルムを剥離する
ことを特徴とした光スイッチ装置の製造方法。 In the manufacturing method of the optical switch device according to any one of claims 1 to 4,
The second pressure-sensitive adhesive film is a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film in which the state of the pressure-sensitive adhesive layer changes and the adhesive strength is lowered by setting the temperature to a predetermined temperature or higher.
In the seventh step, the second pressure-sensitive adhesive film is peeled off after the second pressure-sensitive adhesive film is set to a predetermined temperature or higher.
前記第２粘着フィルムは、所定の温度以下とすることで前記粘着層の状態が変化して粘着力が低下する感温性粘着フィルムであり、
前記第７の工程では、前記第２粘着フィルムを所定の温度以下としてから前記第２粘着フィルムを剥離する
ことを特徴とした光スイッチ装置の製造方法。 In the manufacturing method of the optical switch device according to any one of claims 1 to 4,
The second pressure-sensitive adhesive film is a temperature-sensitive pressure-sensitive adhesive film in which the state of the pressure-sensitive adhesive layer changes and the adhesive strength is reduced by setting the temperature to a predetermined temperature or lower,
In the seventh step, the second pressure-sensitive adhesive film is peeled off after the second pressure-sensitive adhesive film is set to a predetermined temperature or lower.
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