JP4588902B2 - ガルバノミラーの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、光ディスクへのデータの記録・再生処理を行なう光ディスク装置や、複数の光ファイバ間の光路の切り換えを行なう光スイッチング装置などの各種の光学装置に組み込まれることにより、所望の光の進路方向を変更するのに用いられるガルバノミラーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における一般的なガルバノミラーの一例を図１０に示す。同図に示すガルバノミラーＢは、いわゆる静電駆動方式のものであり、ミラー基板８と電極基板９とが積層されたものである。ミラー基板８は、図１１に示すように、表面にミラー面８０ａが形成されたミラー形成部８０が、一対のトーションバー部８１を介して枠部８２に支持された構造を有している。ミラー形成部８０の裏面には、一対の電極８３ａ，８３ｂが設けられているのに対し、図１０に示すように、電極基板９には、それらの電極８３ａ，８３ｂに対向する一対の電極９０ａ，９０ｂが設けられている。
【０００３】
このような構成によれば、たとえばミラー形成部８０の電極８３ａ，８３ｂを正極に帯電させた状態において、電極基板９の電極９０ａを負極にすると、これらの間には静電力が発生し、ミラー形成部８０は、一対のトーションバー部８１を捩じりながら矢印Ｎａ方向に回転する。また、これに代えて、電極９０ｂを負極にすると、ミラー形成部８０は上記とは反対方向に回転することとなる。このように、ミラー形成部８０を回転させると、ミラー面８０ａに向けて進行してくる光の反射方向を所定の方向に切り換えることができる。
【０００４】
従来において、上記したミラー基板８を製造するには、その原材料となる適当な基板（図示略）に対してその片面側からウエットエッチングを行い、上記基板に一対のスリット８５を上記基板に設ける工程を行なっていた。一対のスリット８５は、図１１に示すように、互いに向かい合った恰好のコ字状を有しており、上記基板の厚み方向に貫通している。このような手段によれば、ミラー基板８の各部の外形をエッチング処理のみによってかたち取ることができ、その製造が容易化される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、次のように未だ改善すべき点があった。
【０００６】
すなわち、ガルバノミラーのミラー形成部８０に回転動作を行なわせる場合、このミラー形成部８０の回転角度は、電極間に発生する静電力と各トーションバー部８１の捩じり抵抗とが釣り合う角度となる。したがって、ガルバノミラーの光の反射方向を正確に規定するためには、ガルバノミラーの製造に際して、各トーションバー部８１の捩じり抵抗が予め設計された値となるように、各トーションバー部８１を正確な寸法に形成する必要がある。
【０００７】
ところが、従来の手段においては、基板の片面側からウエットエッチングを施すことによってのみ各トーションバー部８１を形成しているために、たとえば上記基板がエッチングに対する異方性をもつような場合には、上記エッチングの時間制御のみによって各トーションバー部８１の各部を所望の正確な寸法に仕上げることは難しいものとなっていた。また、従来の手段においては、各トーションバー部８１の厚みｔ１は、ミラー形成部８０の厚みｔ２と常に同一となってしまう。このため、従来においては、ミラー形成部８０の厚みｔ２とは別個に、厚みｔ１のみを種々に変更することによって、各トーションバー部８１が所望の捩じり抵抗をもつようにその設計に多様性をもたせて対処するといったことも難しいものとなっていた。
【０００８】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、トーションバー部の設計仕様に多様性をもたせることができるとともに、上記トーションバー部の各部を所望の寸法に正確に仕上げることができるガルバノミラーの製造方法を提供することをその課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供されるガルバノミラーの製造方法は、基板にその厚み方向に貫通する複数のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数のスリットを介して囲む枠部と、この枠部に上記ミラー形成部を繋ぐトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、上記基板処理工程は、上記基板の片面に有底状の複数の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記枠部および上記トーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記複数の凹溝に対向する部分および上記トーションバー部の一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、この第２のエッチング処理の前において、上記複数の凹溝のうち、上記トーションバー部の一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護部によって覆う工程と、を含んでおり、上記保護部は、上記基板の厚み方向に高さを有しており、かつ上記第２のエッチング処理においては、上記基板のエッチングを上記保護部の中間高さまで行なうことを特徴としている。
【００１１】
このような製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００１２】
第１に、本願発明によれば、従来とは異なり、トーションバー部の厚みを、ミラー形成部よりも小さな厚みにすることができる。また、このトーションバー部の厚みは、第２のエッチング処理によって所望の寸法に規定することができる。したがって、本願発明によれば、トーションバー部の捩じり剛性を所望の値にするための要素としては、トーションバー部の幅に加えて、その厚みをも要素とすることができ、トーションバー部が所望の捩じり剛性をもつように設計するときのトーションバーの寸法および形状に多様性をもたせて、きめ細かな対応が可能となる。また、このような構成によれば、上記トーションバー部をたとえば断面矩形状に形成するのに好適となる。すなわち、上記基板にエッチング処理を施した場合、厳密には、そのエッチングされた部分の断面は曲面状になり易く、たとえば上記各凹溝の底面が曲面状となる場合がある。したがって、上記第２のエッチング処理において、上記基板のエッチング深さが上記各凹溝の底面の高さに丁度達した時点でそのエッチング処理を終えたのでは、最終的に得られるトーションバー部の角度が直角状にはならず、歪んだ形状に仕上がってしまう虞れがある。これに対し、上記構成によれば、上記トーションバー部に上記各凹溝の底面の近傍部分が含まれないようにして、上記トーションバー部の各角部を直角またはこれに近い角度に仕上げることができるのである。
【００１３】
第２に、本願発明によれば、第２のエッチング処理を行なって上記トーションバー部の全体形状を完成させるときには、上記各凹溝の底面が上記保護部によって保護されていることにより、上記トーションバー部の両側面が第２のエッチング処理の雰囲気中に曝されないようにすることができる。すなわち、上記トーションバー部の幅は、上記第２のエッチング処理によっては変化しないようにすることができ、その幅は、上記第１のエッチング処理によって規定することができる。結局、本願発明においては、上記トーションバー部の幅は、上記第１のエッチング処理によって独自に規定することができるとともに、上記トーションバー部の厚みは、上記第２のエッチング処理によって独自に規定することができる。したがって、本願発明においては、従来の基板の片面側からのエッチング処理のみによってトーションバー部全体を形成していた場合と比較すると、トーションバー部の各部を所望の寸法に正確に仕上げることができる。このことは、ミラー形成部を所望の角度に正確に回転させることができる高性能のガルバノミラーを得るのに役立つ。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２のエッチング処理は、いずれもドライエッチングである。
【００１５】
一般的に、ドライエッチングは、ウエットエッチングとは異なり、異方性があり、または異方性が強く、基板を厚み方向にエッチングする際に、それと直交する方向に大きな誤差を生じ難くすることが可能である。したがって、トーションバー部の各部を正確な寸法に仕上げるのにより好ましいものとなる。
【００１８】
本願発明の第２の側面によって提供されるガルバノミラーの製造方法は、基板にその厚み方向に貫通する複数ずつの第１および第２のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数の第１のスリットを介して囲む中間枠部と、この中間枠部を上記複数の第２のスリットを介して囲む外枠部と、上記ミラー形成部を上記中間枠部に繋ぐ第１のトーションバー部と、上記中間枠部を上記外枠部に繋ぐ第２のトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、上記基板処理工程は、上記基板の片面に有底状の複数ずつの第１および第２の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記中間枠部、上記外枠部、ならびに上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記各第１および第２の凹溝に対向する部分および上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、この第２のエッチング処理の前において、上記各第１および第２の凹溝のうち、上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護膜によって覆う工程と、を含んでおり、上記第１のエッチング処理においては、上記各第１の凹溝を形成する工程と、上記各第２の凹溝を形成する工程とを別々に行ない、これら第１の凹溝と第２の凹溝との深さを相違させることを特徴としている。
【００１９】
このような製造方法によれば、上記ミラー形成部が、上記第１およひ第２のトーションバー部のそれぞれの軸心周りに回転可能ないわゆる２軸タイプのガルバノミラーが製造される。そして、上記構成によれば、本願発明の第１の側面の場合と同様な作用により、上記第１および第２のトーションバー部をいずれもミラー形成部、中間枠部および外枠部のそれぞれの厚みとは異なる厚みに形成することができ、第１および第２のトーションバー部が所定の捩じり剛性をもつように設計するときのトーションバーの寸法および形状に多様性をもたせて、きめ細かな対応が可能となる。また、第２のエッチング処理時には、上記保護膜の存在により上記第１及び第２のトーションバー部の両側面が不当にエッチングされないようにすることができ、上記第１および第２のトーションバー部の幅および厚みは、第１および第２のエッチング処理のそれぞれによって個別にかつ正確に規定することができる。したがって、それらの寸法精度を高めることもできる。また、このような構成によれば、第２のエッチング処理において、上記第１の凹溝と第２の凹溝とのそれぞれの深さに見合うように上記基板をエッチングすることにより、上記第１および第２のトーションバー部どうしの厚みを簡単に相違させることが可能となる。
【００２２】
本願発明の第３の側面によって提供されるガルバノミラーの製造方法は、基板にその厚み方向に貫通する複数ずつの第１および第２のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数の第１のスリットを介して囲む中間枠部と、この中間枠部を上記複数の第２のスリットを介して囲む外枠部と、上記ミラー形成部を上記中間枠部に繋ぐ第１のトーションバー部と、上記中間枠部を上記外枠部に繋ぐ第２のトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、上記基板処理工程は、上記基板の片面に有底状の複数ずつの第１および第２の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記中間枠部、上記外枠部、ならびに上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記各第１および第２の凹溝に対向する部分および上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、この第２のエッチング処理の前において、上記各第１および第２の凹溝のうち、上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護膜によって覆う工程と、を含んでおり、上記第１のエッチング処理においては、上記各第１および第２の凹溝を同時に形成し、かつ上記第２のエッチング処理においては、上記第１のトーションバー部を形成するためのエッチングの深さと、上記第２のトーションバー部を形成するためのエッチングの深さとを互いに相違させることを特徴としている。
【００２３】
このような構成によっても、上記第１および第２のトーションバー部との厚みを互いに相違させることができる。また、上記第１のエッチング処理においては、上記各第１および第２の凹溝を同時に形成するため、全体の工程数を少なくするのに好適となる。
【００２６】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２８】
図１および図２は、本願発明に係るガルバノミラーの一実施形態を示している。本実施形態のガルバノミラーＡの基本的な構造は、図１０に示した従来のガルバノミラーと同様である。すなわち、このガルバノミラーＡは、いわゆる静電駆動方式のものであり、ミラー基板１と電極基板２とが積層された構成を有している。ミラー基板１は、たとえばシリコン製の基板を用いて後述する製造方法により製造されたものであり、厚み方向に貫通する所定形状の一対のスリット１０が設けられていることにより、これら一対のスリット１０によって外周形状がかたち取られた略矩形のミラー形成部１１と、このミラー形成部１１を一対のスリット１０を介して囲んでいる枠部１２と、この枠部１２とミラー形成部１１とを繋ぐ一対のトーションバー部１３とを有している。
【００２９】
ミラー形成部１１の表面には、ミラー面１１ａが形成され、かつその裏面には、一対の電極１４ａ，１４ｂが設けられている。これらミラー面１１ａや電極１４ａ，１４ｂは、金属膜を蒸着するなどして形成されている。各スリット１０の幅は、たとえば数十μｍ程度の細幅とされている。ミラー形成部１１の厚みは、たとえば３００μｍ程度である。一対のスリット１０の両端部１０ａどうしは、一定方向（図１のｘ方向）において互いに間隔を隔て、かつ上記一定方向とは直交する方向（図１のｙ方向）に延びる直線状に形成されており、各トーションバー部１３は、一対のスリット１０のそれぞれの端部１０ａどうしの間に挟まれたかたちに形成されている。各トーションバー部１３の厚みｔａは、ミラー形成部１１の厚みｔｂよりも小さくされている。ミラー基板１は、枠部１２の裏面が電極基板２の外周縁の凸状段部２０の上向き面に接合されていることにより、電極基板２の上に積層されている。電極基板２は、ミラー基板１の一対の電極１４ａ，１４ｂに対して適当な間隔を隔てて対向する一対の電極２１ａ，２１ｂを具備している。
【００３０】
次に、上記構成のガルバノミラーＡの製造方法の一実施形態について、図３および図４を参照して説明する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、ミラー基板１の原材料となるシリコン製の基板１ａの表面（片面）に、レジスト層３０をパターン形成する。基板１ａとしては、シリコンウェハを用いることができる。レジスト層３０は、基板１ａの表面のうち、各スリット１０の形成予定箇所に開口部３０ａを有し，かつ基板１ａの表面のそれ以外の部分の全体を覆うパターン形状にされたものである。
【００３２】
レジスト層３０の形成後には、基板１ａに対してその表面側から第１のエッチング処理を施す。このエッチングは、たとえばＩＣＰ（Inductivery Coupled Plasma) エッチングとする。このＩＣＰエッチングは、半導体製造プロセスで多用されているドライのエッチング方式であり、異方性を有し、深溝を形成するのに好適である。この第１のエッチング処理により、図３（ｂ）に示すように、一定深さＬ１の有底状の凹溝１０a'，１０’を形成する。なお、凹溝１０a'は、図１に示した各スリット１０の端部１０ａを形成するための部分であり、凹溝１０’は各スリット１０の端部１０ａ以外の箇所を形成するための部分である。このような凹溝１０a'，１０’を基板１ａに設けることにより、この基板１ａの上面部には、図１に示したミラー形成部１１、枠部１２および各トーションバー部１３のそれぞれの一部（上部）が形成されることとなる。図３（ｂ）において、一対の凹溝１０a'，１０a'の間には、トーションバー部１３の一部１３’が形成されている。
【００３３】
次いで、図３（ｃ）に示すように、各凹溝１０a'内に、ＩＣＰエッチングに対する耐食性をもつ保護部４を適当な高さｈ１に設け、この保護部４によって各凹溝１０a'の底面を覆う。この保護部４を設けるための具体的な手段としては、適当なレジストを基板１ａの表面側からスプレイする手段を用いることができる。このような手段によれば、各凹溝１０a'の底面以外の部分にもレジストが広く塗布される虞れがあるが、そのようになってもかまわない。要は、保護部４は、スリット１０を形成するための凹溝のうち、少なくともトーションバー部の一部１３’を挟む領域の底面に設けられていればよい。保護部４を設けるための他の手段としては、たとえば各凹溝１０a'の底面部分に酸化処理を施す手段を採用することもできる。
【００３４】
保護部４を設けた後には、基板１ａの裏面側から第２のエッチング処理を行なう。より具体的には、まず図３（ｄ）に示すように、基板１ａの裏面にレジスト層３１をパターン形成する。このレジスト層３１は、各凹溝１０',１０a'に対向する部分、およびトーションバー部の一部１３’に対向する部分に開口部３１ａを有している。その後は、図４（ｅ）に示すように、基板１ａに対してその裏面側からＩＣＰエッチングを施す。これにより、基板１ａのレジスト層３１の開口部３１ａに対応する箇所に凹溝１０",１０a"を形成し、これらの深さを深くしていく。
【００３５】
この第２のエッチング処理は、図４（ｆ）に示すように、各凹溝１０a"の深さが、保護部４の底面を越えて、保護部４の中間高さになるまで、すなわち保護部４の底面よりも上方であって、かつ保護部４の上面を越えない高さになるまで行なう。これにより、一定の厚みを有するトーションバー部１３を形成することができる。各凹溝１０a"の深さが、保護部４の底面の高さを越えた場合であっても、各凹溝１０a'の底面はこの保護部４によって覆われているために、トーションバー部１３の両側面１３ａ，１３ａが、ＩＣＰエッチングの処理雰囲気に曝されないようにすることができる。したがって、各側面１３ａが第２のエッチング処理時に不当にエッチングされることはない。
【００３６】
また、この第２のエッチング処理によれば、凹溝１０" を凹溝１０' に連通させることができ、これにより基板１ａの厚み方向に貫通したスリット１０の端部１０ａ以外の部分が適切に形成される。上記した第２のエッチング処理を終えた後には、保護部４やレジスト層３１を除去する。これにより、図４（ｇ）に示すように、トーションバー部１３を挟むスリット１０の端部１０ａを基板１ａに貫通させた状態に形成することができる。
【００３７】
上記した一連の工程によれば、図１および図２に示したガルバノミラーＡのミラー基板１の各部の外形をかたち取ることができる。ミラー面１１ａや一対の電極１４ａ，１４ｂは、上記した一連の工程を行なう前に基板１ａに予め設けておけばよく、このようなことによりミラー基板１を製造し、ガルバノミラーＡを製造することができる。もちろん、ミラー面１１ａや一対の電極１４ａ，１４ｂの形成工程は、上記した一連の工程の後に行なうようにすることもできる。
【００３８】
上記製造方法によれば、第２のエッチング処理時においては、トーションバー部１３の両側面１３ａ，１３ａが不当にエッチングされないようにされているために、トーションバー部１３の幅Ｗは、第１のエッチング処理によって規定された幅のままに維持される。したがって、第１のエッチング処理は、トーションバー部１３の幅Ｗを所定の幅にできるように配慮して行なえばよいこととなり、その幅の寸法精度を高くすることができる。とくに、ドライエッチングであるＩＣＰエッチングによれば、上記の幅Ｗをより正確に規定することができる。一方、第２のエッチング処理は、トーションバー部１３の厚みｔａが所定の高さになるように時間制御すればよい。したがって、その厚みｔａの寸法精度も高いものにすることができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、各トーションバー部１３の幅Ｗおよび厚みｔａを所望の寸法に正確に規定することができる。したがって、図１および図２に示すガルバノミラーＡにおいて、電極１４ａ，２１ａ間、または電極１４ｂ，２１ｂ間に静電力を発生させることによってミラー形成部１１を各トーションバー部１３の軸心周りに回転させるときには、各トーションバー部１３に所望の捩じり抵抗力を発揮させて、ミラー形成部１１を所定の傾斜角度で正確に停止させることが可能となる。また、各トーションバー部１３は、ミラー形成部１１の厚みｔｂとは異なる厚みにすることができるために、各トーションバー部１３の捩じり剛性を所定の値に設定する場合には、各トーションバー部１３の幅Ｗと厚みｔａとのそれぞれの寸法値を適宜選択することにより、きめ細かく対応することも可能となる。
【００４０】
さらに、本実施形態においては、トーションバー部１３を形成するに際して、図４（ｆ）に示したように、凹溝１０a"の深さが、保護部４の底面を越える深さとなるようにしているために、トーションバー部１３の断面を正確な矩形にするのに好ましいものとなる。すなわち、図面においてはエッチングされた部分の外形を直線状に表わしているが、ＩＣＰエッチング法を用いてエッチングされた部分の外形は、厳密には直線状にはならず、曲線状となる。このため、たとえば図３（ｂ）に示した凹溝１０a'の底部は、実際には、丸みを帯びた形状となっている。したがって、図４（ｅ）,(ｆ）に示す凹溝１０a"の深さが保護部４の底面の高さに丁度一致する位置となったときに第２のエッチング処理を終了すると、トーションバー部１３の下部が凹溝１０a'の底部の丸みを帯びた形状の影響を受けることとなって、トーションバー部１３が正確な断面矩形状にならない虞れがある。これに対し、本実施形態においては、凹溝１０a'を越える高さまでエッチングを行なうために、各トーションバー部１３の下部が凹溝１０a'の底部形状の影響を受けないようにすることができ、各トーションバー部１３を所望の断面矩形状にすることができるのである。
【００４１】
図５は、本願発明に係るガルバノミラーの他の実施形態を示している。なお、図５以降の図面においては、先の実施形態と同一または類似の要素には、先の実施形態と同一符号を付している。
【００４２】
同図に示すガルバノミラーＡａは、いわゆる２軸タイプのものであり、そのミラー基板１Ａは、ミラー形成部１１、このミラー形成部１１を一対の第１のスリット１０を介して囲む中間枠部１２、この中間枠部１２にミラー形成部１１を繋ぐ一対の第１のトーションバー部１３、一対の第２のスリット１０Ａを介して中間枠部１２を囲む外枠部１２Ａ、およびこの外枠部１２Ａに中間枠部１２を繋ぐ一対の第２のトーションバー部１３Ａを具備している。ミラー形成部１１、中間枠部１２、および第１のトーションバー部１３は、先の実施形態に係るガルバノミラーＡの各部と同様な構成である。
【００４３】
各第２のスリット１０Ａは、ミラー基板１Ａの厚み方向に貫通しており、その両端部１０ｂは、各第１のスリット１０の両端部１０ａが延びる方向とは直交する方向に延びている。各第２のトーションバー部１３Ａは、一対の第２のスリット１０Ａの互いに隣り合う端部１０ｂどうしの間に挟まれている。第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａは、いずれもミラー基板１の他の部分よりも厚みが小さくされており、第２のトーションバー部１３Ａの厚みｔｃは、第１のトーションバー部１３の厚みｔａよりも大きくされている。中間枠部１２の裏面には、一対の電極１４ｃ，１４ｄが設けられている。これに対し、電極基板２には、それらの電極１４ｃ，１４ｄに対応する電極２１ｃ，２１ｄが電極２１ａ，２１ｂに加えて設けられている。
【００４４】
このガルバノミラーＡａは、電極１４ａ，１４ｂと電極２１ａ，２１ｂとの間に生じる静電力によって、ミラー形成部１１を各第１のトーションバー部１３の軸心周りの矢印Ｎ１方向に回転させることができるのに加え、電極１４ｃ，１４ｄと電極２１ｃ，２１ｄとの間に生じる静電力によって、ミラー形成部１１および中間枠部１２を各第２のトーションバー部１３Ａの軸心周りの矢印Ｎ２方向にも回転させることができる。
【００４５】
上記構成のガルバノミラーＡａのミラー基板１Ａは、次のようにして製造することができる。ただし、この製造方法においては、所定の基板に各第１および第２のスリット１０，１０Ａを形成することにより、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａが形成されると同時に、ミラー基板１Ａの他の部分の外形も同時に形成されるために、以降の説明においては、主として、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａの形成工程について説明する。
【００４６】
まず、図６（ａ）に示すように、基板１ａの表面に所定のパターン形状のレジスト層３２を形成した後に、同図（ｂ）に示すように、基板１ａに対してその表面側からＩＣＰエッチングを行なう。これにより、有底状の複数の凹溝１０b'を形成する。各凹溝１０b'は、第２のスリット１０Ａの端部１０ｂを形成するための凹溝であり、互いに隣り合う一対の凹溝１０b'の間には、第２のトーションバー部１３Ａの一部１３A'が形成されている。図面上は省略しているが、各凹溝１０b'の形成と同時に第２のスリット１０Ａの端部１０ｂ以外の部分を形成するための凹溝も形成される。
【００４７】
次いで、同図（ｃ）に示すように、基板１ａの表面に、上記したレジスト層３２に代えて、異なるパターン形状のレジスト層３３を形成する。このレジスト層３３は、第１のスリット１０に対応する凹溝を形成するためのものであり、このレジスト層３３を形成するときには、その一部のレジストが各凹溝１０b'の底面に付着することにより、各凹溝１０b'内には保護部４A が設けられる。その後は、基板１ａの表面側から再度のエッチングを行い、同図（ｄ）に示すように、凹溝１０a'を形成する。この凹溝１０a'は、第１のスリット１０の端部１０ａに対応する凹溝であり、互いに隣り合う一対の凹溝１０a'の間には、第１のトーションバー部１３の一部１３’が形成されている。各凹溝１０a'は、各凹溝１０b'よりも浅い深さとする。なお、この場合にも、図面上は省略しているが、各凹溝１０a'の形成と同時に第１のスリット１０の端部１０ａ以外の部分を形成するための凹溝も形成される。
【００４８】
各凹溝１０a'の形成後には、図７（ａ）に示すように、各凹溝１０a'内の底面に保護部４を設けて、その底面を覆う。その後は、同図（ｆ）に示すように、基板１ａの裏面にレジスト層３４を形成してから、基板１ａの裏面側からＩＣＰエッチングを施し、各凹溝１０b'に対向する部分、および第２のトーションバー部の一部１３A'に対向する部分をエッチングする。その際のエッチング深さは、保護膜４Ａの中間高さとする。これにより、所定厚みを有する第２のトーションバー部１３Ａを形成することができる。
【００４９】
その後は、同図（ｇ）に示すように、基板１ａの裏面に、レジスト層３４に代えて、レジスト層３５を形成してから、基板１ａの裏面側からＩＣＰエッチングを再度施し、各凹溝１０a'に対向する部分および第１のトーションバー部の一部１３’に対向する部分をエッチングする。その際のエッチング深さは、保護部４の中間高さとする。これにより、所定厚みを有する第１のトーションバー部１３の全体をかたち取ることができる。その際、第２のトーションバー部１３Ａの下部については、レジスト層３５の一部をなすレジストによって覆っておくことにより、この部分が不当にエッチングされないようにすることが可能である。第１のトーションバー部１３を形成した後には、同図（ｈ）に示すように、保護部４，４Ａおよびレジスト層３４，３５を除去する。
【００５０】
上記した一連の工程によれば、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａのそれぞれの厚みを互いに相違させることができ、図５に示した構成のミラー基板１Ａを適切に製造することができる。２軸タイプのガルバノミラーＡａにおいては、第２のトーションバー部１３Ａがミラー形成部１１および中間枠部１２を支持するために、第２のトーションバー部１３Ａの剛性を第１のトーションバー部１３の剛性よりも大きくする必要がある。これに対し、上記した製造工程によれば、第２のトーションバー部１３Ａを第１のトーションバー部１３よりも大きな厚みにすることができるために、この厚みの差によって第２のトーションバー部１３Ａの剛性を第１のトーションバー部１３の剛性よりも大きくすることが簡単に行なえることとなる。第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａを形成する際に、保護部４，４Ａの存在により、それらの両側面が不当にエッチングされないようにできることは先の実施形態と同様である。
【００５１】
図８および図９は、上記したミラー基板１Ａの製造方法の他の例を示している。
【００５２】
まず、図８（ａ）に示すように、基板１ａの表面にレジスト層３５を形成してから、エッチングを行なうことにより、有底状の複数の凹溝１０a'，１０b'を形成する。これらの凹溝１０a'，１０b'は、同時に形成されるため、その深さは同一である。次いで、同図（ｂ）に示すように、各凹溝１０a'，１０b'内にレジストを充填するなどして保護部４，４Ａを設ける。この場合、保護部４，４Ａのそれぞれの高さｈ２を比較的高くしておく。凹溝１０a'，１０b'内の全域を保護部４，４Ａによって埋め尽くしてもかまわない。
【００５３】
その後は、同図（ｃ）に示すように、基板１ａの裏面にレジスト層３６を形成してから、基板１ａの裏面側に対してエッチングを施し、各凹溝１０b'に対向する部分、および第２のトーションバー部の一部１３A'に対向する部分をエッチングする。このエッチングにより、第２のトーションバー部１３の全体をかたち取ることができる。その後、図９（ｄ）に示すように、基板１ａの裏面には、レジスト層３６に代えて、レジスト層３７を新たにパターン形成する。このレジスト層３７の一部をなすレジストにより、第２のトーションバー部１３Ａの下部を覆う。
【００５４】
次いで、同図（ｅ）に示すように、基板１ａの裏面側に対してＩＣＰエッチングを施し、基板１ａの裏面側の各凹溝１０a'に対向する部分、および第１のトーションバー部の一部１３’に対向する部分をエッチングする。このエッチング処理に際しては、そのエッチング深さが、第２のトーションバー部１３Ａの形成時のエッチング深さよりも深くなるまで行なう。このようにすれば、そのエッチングにより形成される第１のトーションバー部１３の厚みを、第２のトーションバー部１３Ａの厚みよりも小さくすることができる。その後は、同図（ｆ）に示すように、保護部４，４Ａやレジスト層３６，３７を基板１ａから除去し、基板１ａに貫通した端部１０ａ，１０ｂを含む第１および第２のスリット１０，１０Ａを完成させることができる。
【００５５】
上記した一連の工程によっても、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａの厚みを互いに相違させることができ、図５に示した構成のミラー基板１を適切に製造することができる。また、上記工程によれば、基板１ａの表面に各凹溝１０a'，１０b'を同時に形成しているために、図６および図７に示したように各凹溝１０a'，１０b'を別々の工程で形成する場合と比較すると、全体の作業工程数を少なくし、生産性を高めることができる利点が得られる。
【００５６】
本願発明の内容は、上述した実施形態に限定されない。本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の各作業工程の具体的構成は、種々に変更自在である。本願発明に係るガルバノミラーの製造方法は、ガルバノミラーのミラー基板の形成工程に特徴があり、たとえば電極基板の製造工程や、電極基板とミラー基板とを接合するための工程などの内容は一切問うものではない。また同様に、本願発明に係るガルバノミラーの各部の具体的な構成も、種々に設計変更自在である。
【００５７】
たとえば、本願発明に係るガルバノミラーは、ミラー形成部１１の表裏両面に電極が設けられていることにより、これら表裏の電極のそれぞれを利用した静電力によってミラー形成部１１が回転する構造とされていてもかまわない。また、本願発明に係るガルバノミラーは、必ずしも静電駆動方式のものとされている必要もなく、それ以外の圧電力や磁力などによって駆動するように構成されていてもかまわない。また、本願発明に係るガルバノミラーの製造方法で実施されるエッチング処理は、ＩＣＰエッチングとは異なる方式のエッチング方法を用いることもできる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本願発明によれば、トーションバー部の設計仕様に多様性をもたせることができるとともに、トーションバー部の各部を所望の寸法に正確に仕上げることができるガルバノミラーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るガルバノミラーの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すガルバノミラーの組立状態を示す断面図である。
【図３】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の一実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図４】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の一実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図５】本願発明に係るガルバノミラーの他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図７】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図８】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図９】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図１０】従来技術を示す断面図である。
【図１１】図１０に示すガルバノミラーのミラー基板を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ，Ａａ ガルバノミラー
１，１Ａ ミラー基板
１ａ 基板
１０ スリット（第１のスリット）
１０Ａ 第２のスリット
１０ａ，１０ｂ スリットの端部
１１ ミラー形成部
１２ 枠部（中間枠部）
１２Ａ 外枠部
１３ トーションバー部（第１のトーションバー部）
１３Ａ 第２のトーションバー部
【発明の属する技術分野】
本願発明は、光ディスクへのデータの記録・再生処理を行なう光ディスク装置や、複数の光ファイバ間の光路の切り換えを行なう光スイッチング装置などの各種の光学装置に組み込まれることにより、所望の光の進路方向を変更するのに用いられるガルバノミラーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における一般的なガルバノミラーの一例を図１０に示す。同図に示すガルバノミラーＢは、いわゆる静電駆動方式のものであり、ミラー基板８と電極基板９とが積層されたものである。ミラー基板８は、図１１に示すように、表面にミラー面８０ａが形成されたミラー形成部８０が、一対のトーションバー部８１を介して枠部８２に支持された構造を有している。ミラー形成部８０の裏面には、一対の電極８３ａ，８３ｂが設けられているのに対し、図１０に示すように、電極基板９には、それらの電極８３ａ，８３ｂに対向する一対の電極９０ａ，９０ｂが設けられている。
【０００３】
このような構成によれば、たとえばミラー形成部８０の電極８３ａ，８３ｂを正極に帯電させた状態において、電極基板９の電極９０ａを負極にすると、これらの間には静電力が発生し、ミラー形成部８０は、一対のトーションバー部８１を捩じりながら矢印Ｎａ方向に回転する。また、これに代えて、電極９０ｂを負極にすると、ミラー形成部８０は上記とは反対方向に回転することとなる。このように、ミラー形成部８０を回転させると、ミラー面８０ａに向けて進行してくる光の反射方向を所定の方向に切り換えることができる。
【０００４】
従来において、上記したミラー基板８を製造するには、その原材料となる適当な基板（図示略）に対してその片面側からウエットエッチングを行い、上記基板に一対のスリット８５を上記基板に設ける工程を行なっていた。一対のスリット８５は、図１１に示すように、互いに向かい合った恰好のコ字状を有しており、上記基板の厚み方向に貫通している。このような手段によれば、ミラー基板８の各部の外形をエッチング処理のみによってかたち取ることができ、その製造が容易化される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、次のように未だ改善すべき点があった。
【０００６】
すなわち、ガルバノミラーのミラー形成部８０に回転動作を行なわせる場合、このミラー形成部８０の回転角度は、電極間に発生する静電力と各トーションバー部８１の捩じり抵抗とが釣り合う角度となる。したがって、ガルバノミラーの光の反射方向を正確に規定するためには、ガルバノミラーの製造に際して、各トーションバー部８１の捩じり抵抗が予め設計された値となるように、各トーションバー部８１を正確な寸法に形成する必要がある。
【０００７】
ところが、従来の手段においては、基板の片面側からウエットエッチングを施すことによってのみ各トーションバー部８１を形成しているために、たとえば上記基板がエッチングに対する異方性をもつような場合には、上記エッチングの時間制御のみによって各トーションバー部８１の各部を所望の正確な寸法に仕上げることは難しいものとなっていた。また、従来の手段においては、各トーションバー部８１の厚みｔ１は、ミラー形成部８０の厚みｔ２と常に同一となってしまう。このため、従来においては、ミラー形成部８０の厚みｔ２とは別個に、厚みｔ１のみを種々に変更することによって、各トーションバー部８１が所望の捩じり抵抗をもつようにその設計に多様性をもたせて対処するといったことも難しいものとなっていた。
【０００８】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、トーションバー部の設計仕様に多様性をもたせることができるとともに、上記トーションバー部の各部を所望の寸法に正確に仕上げることができるガルバノミラーの製造方法を提供することをその課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供されるガルバノミラーの製造方法は、基板にその厚み方向に貫通する複数のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数のスリットを介して囲む枠部と、この枠部に上記ミラー形成部を繋ぐトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、上記基板処理工程は、上記基板の片面に有底状の複数の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記枠部および上記トーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記複数の凹溝に対向する部分および上記トーションバー部の一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、この第２のエッチング処理の前において、上記複数の凹溝のうち、上記トーションバー部の一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護部によって覆う工程と、を含んでおり、上記保護部は、上記基板の厚み方向に高さを有しており、かつ上記第２のエッチング処理においては、上記基板のエッチングを上記保護部の中間高さまで行なうことを特徴としている。
【００１１】
このような製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００１２】
第１に、本願発明によれば、従来とは異なり、トーションバー部の厚みを、ミラー形成部よりも小さな厚みにすることができる。また、このトーションバー部の厚みは、第２のエッチング処理によって所望の寸法に規定することができる。したがって、本願発明によれば、トーションバー部の捩じり剛性を所望の値にするための要素としては、トーションバー部の幅に加えて、その厚みをも要素とすることができ、トーションバー部が所望の捩じり剛性をもつように設計するときのトーションバーの寸法および形状に多様性をもたせて、きめ細かな対応が可能となる。また、このような構成によれば、上記トーションバー部をたとえば断面矩形状に形成するのに好適となる。すなわち、上記基板にエッチング処理を施した場合、厳密には、そのエッチングされた部分の断面は曲面状になり易く、たとえば上記各凹溝の底面が曲面状となる場合がある。したがって、上記第２のエッチング処理において、上記基板のエッチング深さが上記各凹溝の底面の高さに丁度達した時点でそのエッチング処理を終えたのでは、最終的に得られるトーションバー部の角度が直角状にはならず、歪んだ形状に仕上がってしまう虞れがある。これに対し、上記構成によれば、上記トーションバー部に上記各凹溝の底面の近傍部分が含まれないようにして、上記トーションバー部の各角部を直角またはこれに近い角度に仕上げることができるのである。
【００１３】
第２に、本願発明によれば、第２のエッチング処理を行なって上記トーションバー部の全体形状を完成させるときには、上記各凹溝の底面が上記保護部によって保護されていることにより、上記トーションバー部の両側面が第２のエッチング処理の雰囲気中に曝されないようにすることができる。すなわち、上記トーションバー部の幅は、上記第２のエッチング処理によっては変化しないようにすることができ、その幅は、上記第１のエッチング処理によって規定することができる。結局、本願発明においては、上記トーションバー部の幅は、上記第１のエッチング処理によって独自に規定することができるとともに、上記トーションバー部の厚みは、上記第２のエッチング処理によって独自に規定することができる。したがって、本願発明においては、従来の基板の片面側からのエッチング処理のみによってトーションバー部全体を形成していた場合と比較すると、トーションバー部の各部を所望の寸法に正確に仕上げることができる。このことは、ミラー形成部を所望の角度に正確に回転させることができる高性能のガルバノミラーを得るのに役立つ。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２のエッチング処理は、いずれもドライエッチングである。
【００１５】
一般的に、ドライエッチングは、ウエットエッチングとは異なり、異方性があり、または異方性が強く、基板を厚み方向にエッチングする際に、それと直交する方向に大きな誤差を生じ難くすることが可能である。したがって、トーションバー部の各部を正確な寸法に仕上げるのにより好ましいものとなる。
【００１８】
本願発明の第２の側面によって提供されるガルバノミラーの製造方法は、基板にその厚み方向に貫通する複数ずつの第１および第２のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数の第１のスリットを介して囲む中間枠部と、この中間枠部を上記複数の第２のスリットを介して囲む外枠部と、上記ミラー形成部を上記中間枠部に繋ぐ第１のトーションバー部と、上記中間枠部を上記外枠部に繋ぐ第２のトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、上記基板処理工程は、上記基板の片面に有底状の複数ずつの第１および第２の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記中間枠部、上記外枠部、ならびに上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記各第１および第２の凹溝に対向する部分および上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、この第２のエッチング処理の前において、上記各第１および第２の凹溝のうち、上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護膜によって覆う工程と、を含んでおり、上記第１のエッチング処理においては、上記各第１の凹溝を形成する工程と、上記各第２の凹溝を形成する工程とを別々に行ない、これら第１の凹溝と第２の凹溝との深さを相違させることを特徴としている。
【００１９】
このような製造方法によれば、上記ミラー形成部が、上記第１およひ第２のトーションバー部のそれぞれの軸心周りに回転可能ないわゆる２軸タイプのガルバノミラーが製造される。そして、上記構成によれば、本願発明の第１の側面の場合と同様な作用により、上記第１および第２のトーションバー部をいずれもミラー形成部、中間枠部および外枠部のそれぞれの厚みとは異なる厚みに形成することができ、第１および第２のトーションバー部が所定の捩じり剛性をもつように設計するときのトーションバーの寸法および形状に多様性をもたせて、きめ細かな対応が可能となる。また、第２のエッチング処理時には、上記保護膜の存在により上記第１及び第２のトーションバー部の両側面が不当にエッチングされないようにすることができ、上記第１および第２のトーションバー部の幅および厚みは、第１および第２のエッチング処理のそれぞれによって個別にかつ正確に規定することができる。したがって、それらの寸法精度を高めることもできる。また、このような構成によれば、第２のエッチング処理において、上記第１の凹溝と第２の凹溝とのそれぞれの深さに見合うように上記基板をエッチングすることにより、上記第１および第２のトーションバー部どうしの厚みを簡単に相違させることが可能となる。
【００２２】
本願発明の第３の側面によって提供されるガルバノミラーの製造方法は、基板にその厚み方向に貫通する複数ずつの第１および第２のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数の第１のスリットを介して囲む中間枠部と、この中間枠部を上記複数の第２のスリットを介して囲む外枠部と、上記ミラー形成部を上記中間枠部に繋ぐ第１のトーションバー部と、上記中間枠部を上記外枠部に繋ぐ第２のトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、上記基板処理工程は、上記基板の片面に有底状の複数ずつの第１および第２の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記中間枠部、上記外枠部、ならびに上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記各第１および第２の凹溝に対向する部分および上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、この第２のエッチング処理の前において、上記各第１および第２の凹溝のうち、上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護膜によって覆う工程と、を含んでおり、上記第１のエッチング処理においては、上記各第１および第２の凹溝を同時に形成し、かつ上記第２のエッチング処理においては、上記第１のトーションバー部を形成するためのエッチングの深さと、上記第２のトーションバー部を形成するためのエッチングの深さとを互いに相違させることを特徴としている。
【００２３】
このような構成によっても、上記第１および第２のトーションバー部との厚みを互いに相違させることができる。また、上記第１のエッチング処理においては、上記各第１および第２の凹溝を同時に形成するため、全体の工程数を少なくするのに好適となる。
【００２６】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２８】
図１および図２は、本願発明に係るガルバノミラーの一実施形態を示している。本実施形態のガルバノミラーＡの基本的な構造は、図１０に示した従来のガルバノミラーと同様である。すなわち、このガルバノミラーＡは、いわゆる静電駆動方式のものであり、ミラー基板１と電極基板２とが積層された構成を有している。ミラー基板１は、たとえばシリコン製の基板を用いて後述する製造方法により製造されたものであり、厚み方向に貫通する所定形状の一対のスリット１０が設けられていることにより、これら一対のスリット１０によって外周形状がかたち取られた略矩形のミラー形成部１１と、このミラー形成部１１を一対のスリット１０を介して囲んでいる枠部１２と、この枠部１２とミラー形成部１１とを繋ぐ一対のトーションバー部１３とを有している。
【００２９】
ミラー形成部１１の表面には、ミラー面１１ａが形成され、かつその裏面には、一対の電極１４ａ，１４ｂが設けられている。これらミラー面１１ａや電極１４ａ，１４ｂは、金属膜を蒸着するなどして形成されている。各スリット１０の幅は、たとえば数十μｍ程度の細幅とされている。ミラー形成部１１の厚みは、たとえば３００μｍ程度である。一対のスリット１０の両端部１０ａどうしは、一定方向（図１のｘ方向）において互いに間隔を隔て、かつ上記一定方向とは直交する方向（図１のｙ方向）に延びる直線状に形成されており、各トーションバー部１３は、一対のスリット１０のそれぞれの端部１０ａどうしの間に挟まれたかたちに形成されている。各トーションバー部１３の厚みｔａは、ミラー形成部１１の厚みｔｂよりも小さくされている。ミラー基板１は、枠部１２の裏面が電極基板２の外周縁の凸状段部２０の上向き面に接合されていることにより、電極基板２の上に積層されている。電極基板２は、ミラー基板１の一対の電極１４ａ，１４ｂに対して適当な間隔を隔てて対向する一対の電極２１ａ，２１ｂを具備している。
【００３０】
次に、上記構成のガルバノミラーＡの製造方法の一実施形態について、図３および図４を参照して説明する。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、ミラー基板１の原材料となるシリコン製の基板１ａの表面（片面）に、レジスト層３０をパターン形成する。基板１ａとしては、シリコンウェハを用いることができる。レジスト層３０は、基板１ａの表面のうち、各スリット１０の形成予定箇所に開口部３０ａを有し，かつ基板１ａの表面のそれ以外の部分の全体を覆うパターン形状にされたものである。
【００３２】
レジスト層３０の形成後には、基板１ａに対してその表面側から第１のエッチング処理を施す。このエッチングは、たとえばＩＣＰ（Inductivery Coupled Plasma) エッチングとする。このＩＣＰエッチングは、半導体製造プロセスで多用されているドライのエッチング方式であり、異方性を有し、深溝を形成するのに好適である。この第１のエッチング処理により、図３（ｂ）に示すように、一定深さＬ１の有底状の凹溝１０a'，１０’を形成する。なお、凹溝１０a'は、図１に示した各スリット１０の端部１０ａを形成するための部分であり、凹溝１０’は各スリット１０の端部１０ａ以外の箇所を形成するための部分である。このような凹溝１０a'，１０’を基板１ａに設けることにより、この基板１ａの上面部には、図１に示したミラー形成部１１、枠部１２および各トーションバー部１３のそれぞれの一部（上部）が形成されることとなる。図３（ｂ）において、一対の凹溝１０a'，１０a'の間には、トーションバー部１３の一部１３’が形成されている。
【００３３】
次いで、図３（ｃ）に示すように、各凹溝１０a'内に、ＩＣＰエッチングに対する耐食性をもつ保護部４を適当な高さｈ１に設け、この保護部４によって各凹溝１０a'の底面を覆う。この保護部４を設けるための具体的な手段としては、適当なレジストを基板１ａの表面側からスプレイする手段を用いることができる。このような手段によれば、各凹溝１０a'の底面以外の部分にもレジストが広く塗布される虞れがあるが、そのようになってもかまわない。要は、保護部４は、スリット１０を形成するための凹溝のうち、少なくともトーションバー部の一部１３’を挟む領域の底面に設けられていればよい。保護部４を設けるための他の手段としては、たとえば各凹溝１０a'の底面部分に酸化処理を施す手段を採用することもできる。
【００３４】
保護部４を設けた後には、基板１ａの裏面側から第２のエッチング処理を行なう。より具体的には、まず図３（ｄ）に示すように、基板１ａの裏面にレジスト層３１をパターン形成する。このレジスト層３１は、各凹溝１０',１０a'に対向する部分、およびトーションバー部の一部１３’に対向する部分に開口部３１ａを有している。その後は、図４（ｅ）に示すように、基板１ａに対してその裏面側からＩＣＰエッチングを施す。これにより、基板１ａのレジスト層３１の開口部３１ａに対応する箇所に凹溝１０",１０a"を形成し、これらの深さを深くしていく。
【００３５】
この第２のエッチング処理は、図４（ｆ）に示すように、各凹溝１０a"の深さが、保護部４の底面を越えて、保護部４の中間高さになるまで、すなわち保護部４の底面よりも上方であって、かつ保護部４の上面を越えない高さになるまで行なう。これにより、一定の厚みを有するトーションバー部１３を形成することができる。各凹溝１０a"の深さが、保護部４の底面の高さを越えた場合であっても、各凹溝１０a'の底面はこの保護部４によって覆われているために、トーションバー部１３の両側面１３ａ，１３ａが、ＩＣＰエッチングの処理雰囲気に曝されないようにすることができる。したがって、各側面１３ａが第２のエッチング処理時に不当にエッチングされることはない。
【００３６】
また、この第２のエッチング処理によれば、凹溝１０" を凹溝１０' に連通させることができ、これにより基板１ａの厚み方向に貫通したスリット１０の端部１０ａ以外の部分が適切に形成される。上記した第２のエッチング処理を終えた後には、保護部４やレジスト層３１を除去する。これにより、図４（ｇ）に示すように、トーションバー部１３を挟むスリット１０の端部１０ａを基板１ａに貫通させた状態に形成することができる。
【００３７】
上記した一連の工程によれば、図１および図２に示したガルバノミラーＡのミラー基板１の各部の外形をかたち取ることができる。ミラー面１１ａや一対の電極１４ａ，１４ｂは、上記した一連の工程を行なう前に基板１ａに予め設けておけばよく、このようなことによりミラー基板１を製造し、ガルバノミラーＡを製造することができる。もちろん、ミラー面１１ａや一対の電極１４ａ，１４ｂの形成工程は、上記した一連の工程の後に行なうようにすることもできる。
【００３８】
上記製造方法によれば、第２のエッチング処理時においては、トーションバー部１３の両側面１３ａ，１３ａが不当にエッチングされないようにされているために、トーションバー部１３の幅Ｗは、第１のエッチング処理によって規定された幅のままに維持される。したがって、第１のエッチング処理は、トーションバー部１３の幅Ｗを所定の幅にできるように配慮して行なえばよいこととなり、その幅の寸法精度を高くすることができる。とくに、ドライエッチングであるＩＣＰエッチングによれば、上記の幅Ｗをより正確に規定することができる。一方、第２のエッチング処理は、トーションバー部１３の厚みｔａが所定の高さになるように時間制御すればよい。したがって、その厚みｔａの寸法精度も高いものにすることができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、各トーションバー部１３の幅Ｗおよび厚みｔａを所望の寸法に正確に規定することができる。したがって、図１および図２に示すガルバノミラーＡにおいて、電極１４ａ，２１ａ間、または電極１４ｂ，２１ｂ間に静電力を発生させることによってミラー形成部１１を各トーションバー部１３の軸心周りに回転させるときには、各トーションバー部１３に所望の捩じり抵抗力を発揮させて、ミラー形成部１１を所定の傾斜角度で正確に停止させることが可能となる。また、各トーションバー部１３は、ミラー形成部１１の厚みｔｂとは異なる厚みにすることができるために、各トーションバー部１３の捩じり剛性を所定の値に設定する場合には、各トーションバー部１３の幅Ｗと厚みｔａとのそれぞれの寸法値を適宜選択することにより、きめ細かく対応することも可能となる。
【００４０】
さらに、本実施形態においては、トーションバー部１３を形成するに際して、図４（ｆ）に示したように、凹溝１０a"の深さが、保護部４の底面を越える深さとなるようにしているために、トーションバー部１３の断面を正確な矩形にするのに好ましいものとなる。すなわち、図面においてはエッチングされた部分の外形を直線状に表わしているが、ＩＣＰエッチング法を用いてエッチングされた部分の外形は、厳密には直線状にはならず、曲線状となる。このため、たとえば図３（ｂ）に示した凹溝１０a'の底部は、実際には、丸みを帯びた形状となっている。したがって、図４（ｅ）,(ｆ）に示す凹溝１０a"の深さが保護部４の底面の高さに丁度一致する位置となったときに第２のエッチング処理を終了すると、トーションバー部１３の下部が凹溝１０a'の底部の丸みを帯びた形状の影響を受けることとなって、トーションバー部１３が正確な断面矩形状にならない虞れがある。これに対し、本実施形態においては、凹溝１０a'を越える高さまでエッチングを行なうために、各トーションバー部１３の下部が凹溝１０a'の底部形状の影響を受けないようにすることができ、各トーションバー部１３を所望の断面矩形状にすることができるのである。
【００４１】
図５は、本願発明に係るガルバノミラーの他の実施形態を示している。なお、図５以降の図面においては、先の実施形態と同一または類似の要素には、先の実施形態と同一符号を付している。
【００４２】
同図に示すガルバノミラーＡａは、いわゆる２軸タイプのものであり、そのミラー基板１Ａは、ミラー形成部１１、このミラー形成部１１を一対の第１のスリット１０を介して囲む中間枠部１２、この中間枠部１２にミラー形成部１１を繋ぐ一対の第１のトーションバー部１３、一対の第２のスリット１０Ａを介して中間枠部１２を囲む外枠部１２Ａ、およびこの外枠部１２Ａに中間枠部１２を繋ぐ一対の第２のトーションバー部１３Ａを具備している。ミラー形成部１１、中間枠部１２、および第１のトーションバー部１３は、先の実施形態に係るガルバノミラーＡの各部と同様な構成である。
【００４３】
各第２のスリット１０Ａは、ミラー基板１Ａの厚み方向に貫通しており、その両端部１０ｂは、各第１のスリット１０の両端部１０ａが延びる方向とは直交する方向に延びている。各第２のトーションバー部１３Ａは、一対の第２のスリット１０Ａの互いに隣り合う端部１０ｂどうしの間に挟まれている。第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａは、いずれもミラー基板１の他の部分よりも厚みが小さくされており、第２のトーションバー部１３Ａの厚みｔｃは、第１のトーションバー部１３の厚みｔａよりも大きくされている。中間枠部１２の裏面には、一対の電極１４ｃ，１４ｄが設けられている。これに対し、電極基板２には、それらの電極１４ｃ，１４ｄに対応する電極２１ｃ，２１ｄが電極２１ａ，２１ｂに加えて設けられている。
【００４４】
このガルバノミラーＡａは、電極１４ａ，１４ｂと電極２１ａ，２１ｂとの間に生じる静電力によって、ミラー形成部１１を各第１のトーションバー部１３の軸心周りの矢印Ｎ１方向に回転させることができるのに加え、電極１４ｃ，１４ｄと電極２１ｃ，２１ｄとの間に生じる静電力によって、ミラー形成部１１および中間枠部１２を各第２のトーションバー部１３Ａの軸心周りの矢印Ｎ２方向にも回転させることができる。
【００４５】
上記構成のガルバノミラーＡａのミラー基板１Ａは、次のようにして製造することができる。ただし、この製造方法においては、所定の基板に各第１および第２のスリット１０，１０Ａを形成することにより、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａが形成されると同時に、ミラー基板１Ａの他の部分の外形も同時に形成されるために、以降の説明においては、主として、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａの形成工程について説明する。
【００４６】
まず、図６（ａ）に示すように、基板１ａの表面に所定のパターン形状のレジスト層３２を形成した後に、同図（ｂ）に示すように、基板１ａに対してその表面側からＩＣＰエッチングを行なう。これにより、有底状の複数の凹溝１０b'を形成する。各凹溝１０b'は、第２のスリット１０Ａの端部１０ｂを形成するための凹溝であり、互いに隣り合う一対の凹溝１０b'の間には、第２のトーションバー部１３Ａの一部１３A'が形成されている。図面上は省略しているが、各凹溝１０b'の形成と同時に第２のスリット１０Ａの端部１０ｂ以外の部分を形成するための凹溝も形成される。
【００４７】
次いで、同図（ｃ）に示すように、基板１ａの表面に、上記したレジスト層３２に代えて、異なるパターン形状のレジスト層３３を形成する。このレジスト層３３は、第１のスリット１０に対応する凹溝を形成するためのものであり、このレジスト層３３を形成するときには、その一部のレジストが各凹溝１０b'の底面に付着することにより、各凹溝１０b'内には保護部４A が設けられる。その後は、基板１ａの表面側から再度のエッチングを行い、同図（ｄ）に示すように、凹溝１０a'を形成する。この凹溝１０a'は、第１のスリット１０の端部１０ａに対応する凹溝であり、互いに隣り合う一対の凹溝１０a'の間には、第１のトーションバー部１３の一部１３’が形成されている。各凹溝１０a'は、各凹溝１０b'よりも浅い深さとする。なお、この場合にも、図面上は省略しているが、各凹溝１０a'の形成と同時に第１のスリット１０の端部１０ａ以外の部分を形成するための凹溝も形成される。
【００４８】
各凹溝１０a'の形成後には、図７（ａ）に示すように、各凹溝１０a'内の底面に保護部４を設けて、その底面を覆う。その後は、同図（ｆ）に示すように、基板１ａの裏面にレジスト層３４を形成してから、基板１ａの裏面側からＩＣＰエッチングを施し、各凹溝１０b'に対向する部分、および第２のトーションバー部の一部１３A'に対向する部分をエッチングする。その際のエッチング深さは、保護膜４Ａの中間高さとする。これにより、所定厚みを有する第２のトーションバー部１３Ａを形成することができる。
【００４９】
その後は、同図（ｇ）に示すように、基板１ａの裏面に、レジスト層３４に代えて、レジスト層３５を形成してから、基板１ａの裏面側からＩＣＰエッチングを再度施し、各凹溝１０a'に対向する部分および第１のトーションバー部の一部１３’に対向する部分をエッチングする。その際のエッチング深さは、保護部４の中間高さとする。これにより、所定厚みを有する第１のトーションバー部１３の全体をかたち取ることができる。その際、第２のトーションバー部１３Ａの下部については、レジスト層３５の一部をなすレジストによって覆っておくことにより、この部分が不当にエッチングされないようにすることが可能である。第１のトーションバー部１３を形成した後には、同図（ｈ）に示すように、保護部４，４Ａおよびレジスト層３４，３５を除去する。
【００５０】
上記した一連の工程によれば、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａのそれぞれの厚みを互いに相違させることができ、図５に示した構成のミラー基板１Ａを適切に製造することができる。２軸タイプのガルバノミラーＡａにおいては、第２のトーションバー部１３Ａがミラー形成部１１および中間枠部１２を支持するために、第２のトーションバー部１３Ａの剛性を第１のトーションバー部１３の剛性よりも大きくする必要がある。これに対し、上記した製造工程によれば、第２のトーションバー部１３Ａを第１のトーションバー部１３よりも大きな厚みにすることができるために、この厚みの差によって第２のトーションバー部１３Ａの剛性を第１のトーションバー部１３の剛性よりも大きくすることが簡単に行なえることとなる。第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａを形成する際に、保護部４，４Ａの存在により、それらの両側面が不当にエッチングされないようにできることは先の実施形態と同様である。
【００５１】
図８および図９は、上記したミラー基板１Ａの製造方法の他の例を示している。
【００５２】
まず、図８（ａ）に示すように、基板１ａの表面にレジスト層３５を形成してから、エッチングを行なうことにより、有底状の複数の凹溝１０a'，１０b'を形成する。これらの凹溝１０a'，１０b'は、同時に形成されるため、その深さは同一である。次いで、同図（ｂ）に示すように、各凹溝１０a'，１０b'内にレジストを充填するなどして保護部４，４Ａを設ける。この場合、保護部４，４Ａのそれぞれの高さｈ２を比較的高くしておく。凹溝１０a'，１０b'内の全域を保護部４，４Ａによって埋め尽くしてもかまわない。
【００５３】
その後は、同図（ｃ）に示すように、基板１ａの裏面にレジスト層３６を形成してから、基板１ａの裏面側に対してエッチングを施し、各凹溝１０b'に対向する部分、および第２のトーションバー部の一部１３A'に対向する部分をエッチングする。このエッチングにより、第２のトーションバー部１３の全体をかたち取ることができる。その後、図９（ｄ）に示すように、基板１ａの裏面には、レジスト層３６に代えて、レジスト層３７を新たにパターン形成する。このレジスト層３７の一部をなすレジストにより、第２のトーションバー部１３Ａの下部を覆う。
【００５４】
次いで、同図（ｅ）に示すように、基板１ａの裏面側に対してＩＣＰエッチングを施し、基板１ａの裏面側の各凹溝１０a'に対向する部分、および第１のトーションバー部の一部１３’に対向する部分をエッチングする。このエッチング処理に際しては、そのエッチング深さが、第２のトーションバー部１３Ａの形成時のエッチング深さよりも深くなるまで行なう。このようにすれば、そのエッチングにより形成される第１のトーションバー部１３の厚みを、第２のトーションバー部１３Ａの厚みよりも小さくすることができる。その後は、同図（ｆ）に示すように、保護部４，４Ａやレジスト層３６，３７を基板１ａから除去し、基板１ａに貫通した端部１０ａ，１０ｂを含む第１および第２のスリット１０，１０Ａを完成させることができる。
【００５５】
上記した一連の工程によっても、第１および第２のトーションバー部１３，１３Ａの厚みを互いに相違させることができ、図５に示した構成のミラー基板１を適切に製造することができる。また、上記工程によれば、基板１ａの表面に各凹溝１０a'，１０b'を同時に形成しているために、図６および図７に示したように各凹溝１０a'，１０b'を別々の工程で形成する場合と比較すると、全体の作業工程数を少なくし、生産性を高めることができる利点が得られる。
【００５６】
本願発明の内容は、上述した実施形態に限定されない。本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の各作業工程の具体的構成は、種々に変更自在である。本願発明に係るガルバノミラーの製造方法は、ガルバノミラーのミラー基板の形成工程に特徴があり、たとえば電極基板の製造工程や、電極基板とミラー基板とを接合するための工程などの内容は一切問うものではない。また同様に、本願発明に係るガルバノミラーの各部の具体的な構成も、種々に設計変更自在である。
【００５７】
たとえば、本願発明に係るガルバノミラーは、ミラー形成部１１の表裏両面に電極が設けられていることにより、これら表裏の電極のそれぞれを利用した静電力によってミラー形成部１１が回転する構造とされていてもかまわない。また、本願発明に係るガルバノミラーは、必ずしも静電駆動方式のものとされている必要もなく、それ以外の圧電力や磁力などによって駆動するように構成されていてもかまわない。また、本願発明に係るガルバノミラーの製造方法で実施されるエッチング処理は、ＩＣＰエッチングとは異なる方式のエッチング方法を用いることもできる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本願発明によれば、トーションバー部の設計仕様に多様性をもたせることができるとともに、トーションバー部の各部を所望の寸法に正確に仕上げることができるガルバノミラーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るガルバノミラーの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すガルバノミラーの組立状態を示す断面図である。
【図３】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の一実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図４】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の一実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図５】本願発明に係るガルバノミラーの他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図７】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図８】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図９】本願発明に係るガルバノミラーの製造方法の他の実施形態の一部の工程を示す断面図である。
【図１０】従来技術を示す断面図である。
【図１１】図１０に示すガルバノミラーのミラー基板を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａ，Ａａ ガルバノミラー
１，１Ａ ミラー基板
１ａ 基板
１０ スリット（第１のスリット）
１０Ａ 第２のスリット
１０ａ，１０ｂ スリットの端部
１１ ミラー形成部
１２ 枠部（中間枠部）
１２Ａ 外枠部
１３ トーションバー部（第１のトーションバー部）
１３Ａ 第２のトーションバー部
Claims (4)
- 基板にその厚み方向に貫通する複数のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数のスリットを介して囲む枠部と、この枠部に上記ミラー形成部を繋ぐトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、
上記基板処理工程は、
上記基板の片面に有底状の複数の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記枠部および上記トーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、
上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記複数の凹溝に対向する部分および上記トーションバー部の一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、
この第２のエッチング処理の前において、上記複数の凹溝のうち、上記トーションバー部の一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護部によって覆う工程と、
を含んでおり、
上記保護部は、上記基板の厚み方向に高さを有しており、かつ上記第２のエッチング処理においては、上記基板のエッチングを上記保護部の中間高さまで行なうことを特徴とする、ガルバノミラーの製造方法。 - 上記第１および第２のエッチング処理は、いずれもドライエッチングである、請求項１に記載のガルバノミラーの製造方法。
- 基板にその厚み方向に貫通する複数ずつの第１および第２のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数の第１のスリットを介して囲む中間枠部と、この中間枠部を上記複数の第２のスリットを介して囲む外枠部と、上記ミラー形成部を上記中間枠部に繋ぐ第１のトーションバー部と、上記中間枠部を上記外枠部に繋ぐ第２のトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、
上記基板処理工程は、
上記基板の片面に有底状の複数ずつの第１および第２の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記中間枠部、上記外枠部、ならびに上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、
上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記各第１および第２の凹溝に対向する部分および上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、
この第２のエッチング処理の前において、上記各第１および第２の凹溝のうち、上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護膜によって覆う工程と、
を含んでおり、
上記第１のエッチング処理においては、上記各第１の凹溝を形成する工程と、上記各第２の凹溝を形成する工程とを別々に行ない、これら第１の凹溝と第２の凹溝との深さを相違させることを特徴とする、ガルバノミラーの製造方法。 - 基板にその厚み方向に貫通する複数ずつの第１および第２のスリットを形成することにより、ミラー形成部と、このミラー形成部を上記複数の第１のスリットを介して囲む中間枠部と、この中間枠部を上記複数の第２のスリットを介して囲む外枠部と、上記ミラー形成部を上記中間枠部に繋ぐ第１のトーションバー部と、上記中間枠部を上記外枠部に繋ぐ第２のトーションバー部と、を形成する基板処理工程を有している、ガルバノミラーの製造方法であって、
上記基板処理工程は、
上記基板の片面に有底状の複数ずつの第１および第２の凹溝を設けることにより、上記ミラー形成部、上記中間枠部、上記外枠部、ならびに上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を形成する第１のエッチング処理と、
上記基板の上記片面とは反対の面のうち、上記各第１および第２の凹溝に対向する部分および上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部に対向する部分を上記基板の厚み方向にエッチングする第２のエッチング処理と、
この第２のエッチング処理の前において、上記各第１および第２の凹溝のうち、上記第１および第２のトーションバー部のそれぞれの一部を挟む領域の底面を、上記第２のエッチング処理に対する耐食性を備えた保護膜によって覆う工程と、
を含んでおり、
上記第１のエッチング処理においては、上記各第１および第２の凹溝を同時に形成し、かつ、
上記第２のエッチング処理においては、上記第１のトーションバー部を形成するためのエッチングの深さと、上記第２のトーションバー部を形成するためのエッチングの深さとを互いに相違させることを特徴とする、ガルバノミラーの製造方法。
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