JP7105934B2 - Ｍｅｍｓミラー装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＥＭＳミラー装置及びその製造方法に関する。

特開２００３－２７０５５５号公報（特許文献１）は、プレーナ型アクチュエータを含む光走査装置を開示している。この光走査装置は、固定部と、外側トーションバーと、外側可動板と、内側トーションバーと、内側可動板と、反射ミラーと、駆動手段とを備えている。外側可動板は、外側トーションバーを介して、固定部に連結されている。内側可動板は、内側トーションバーを介して、外側可動板に連結されている。反射ミラーは、内側可動板上に設けられている。駆動手段は、外側可動板及び内側可動板を駆動する。

特開２００３－２７０５５５号公報

しかし、特許文献１に開示された光走査装置では、内側トーションバーが、反射ミラーの外周縁部に対応する内側可動板の外周縁部に接続されている。光走査装置に必要な反射ミラーの面積を確保するためには、内側可動板の面積を大きくする必要があり、光走査装置のサイズが大きくなる。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化することができるＭＥＭＳミラー装置及びその製造方法を提供することである。

本発明のＭＥＭＳミラー装置は、枠体と、内側可動部材と、第１梁と、反射ミラー部材と、連結部材とを備える。内側可動部材は、枠体の内側に配置されている。第１梁は、内側可動部材を枠体に回転可能に連結している。反射ミラー部材は、反射面と、反射面とは反対側の裏面とを有している。連結部材は、反射ミラー部材と内側可動部材とを連結している。第１梁は、反射ミラー部材の裏面で、内側可動部材に連結されている。

本発明のＭＥＭＳミラー装置では、第１梁は、反射ミラー部材の裏面で、内側可動部材に連結されているため、内側可動部材を大きくすることなく、反射面の面積を確保することができる。本発明のＭＥＭＳミラー装置は、小型化され得る。

実施の形態１の光走査装置の概略図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の概略背面斜視図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の概略正面斜視図である。 実施の形態１に係るＭＥＭＳミラー装置の、図２に示される断面線ＩＶ－ＩＶにおける概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の、図２に示される断面線Ｖ－Ｖにおける概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の、図２に示される断面線ＶＩ－ＶＩにおける概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の、図２に示される断面線ＶＩＩ－ＶＩＩにおける概略断面図である。 実施の形態１の光走査装置に含まれる内側可動部材の概略背面図である。 実施の形態１の光走査装置に含まれる反射ミラー部材の概略背面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の駆動原理を示す概略背面斜視図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の動作状態を示す概略背面斜視図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の動作状態を示す概略正面斜視図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の動作状態を示す概略背面斜視図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の動作状態を示す概略正面斜視図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法の一工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１５に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１６に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１７に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１７に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１８及び図１９に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１８及び図１９に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２０に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２２に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２３に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態２の光走査装置の概略図である。 実施の形態２のＭＥＭＳミラー装置の概略背面斜視図である。 実施の形態２に係るＭＥＭＳミラー装置の、図２６に示される断面線ＸＸＶＩＩ－ＸＸＶＩＩにおける概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１５に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２８に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２８に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２９及び図３０に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図２９及び図３０に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図３１及び図３２に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図３３に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態４のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１８及び図１９に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態４のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図１８及び図１９に示される工程の次工程を示す概略断面図である。 実施の形態４のＭＥＭＳミラー装置の製造方法における、図３５及び図３６に示される工程の次工程を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１を参照して、実施の形態１の光走査装置１を説明する。本実施の形態の光走査装置１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー装置３と、第１磁場発生器５ａと、第２磁場発生器５ｂと、第１交流電流源５ｃと、第２交流電流源５ｄとを備える。第１磁場発生器５ａと、第２磁場発生器５ｂと、第１交流電流源５ｃと、第２交流電流源５ｄとは、ＭＥＭＳミラー装置３の駆動部として機能する。

第１磁場発生器５ａは、ＭＥＭＳミラー装置３に、第１方向（ｘ方向）の第１磁場６１（図１０を参照）を印加するように構成されている。第１磁場発生器５ａは、例えば、永久磁石である。第２磁場発生器５ｂは、ＭＥＭＳミラー装置３に、第２方向（ｙ方向）の第２磁場６２（図１０を参照）を印加するように構成されている。第２磁場発生器５ｂは、例えば、永久磁石である。第２方向（ｙ方向）は、第１方向（ｘ方向）と異なる方向である。特定的には、第２方向（ｙ方向）は、第１方向（ｘ方向）に垂直な方向である。後述する反射面３０ｒ（図３等を参照）は、第１方向（ｘ方向）と第２方向（ｙ方向）とに延在している。第１交流電流源５ｃは、後述する第１コイル２５（図２及び図４等を参照）に、第１交流電流を供給するように構成されている。第２交流電流源５ｄは、後述する第２コイル１５（図２及び図４等を参照）に、第２交流電流を供給するように構成されている。

図２から図１４を参照して、実施の形態１に係るＭＥＭＳミラー装置３を説明する。ＭＥＭＳミラー装置３は、枠体（外側可動枠体１３）と、内側可動部材２３と、第１梁２１と、反射ミラー部材３０と、連結部材４０（図６を参照）とを備える。ＭＥＭＳミラー装置３は、固定枠体７と、第２梁１１とをさらに備える。ＭＥＭＳミラー装置３は、第１リブ４３をさらに備える。ＭＥＭＳミラー装置３は、第２リブ４１，４２をさらに備える。ＭＥＭＳミラー装置３は、開口８ａを有するパッケージ８上に設置されている。

ＭＥＭＳミラー装置３は、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含む積層体構造を有している。第２シリコン層５２は、第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている。例えば、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とは、第３方向（ｚ方向）に積層されている。第３方向（ｚ方向）は、例えば、第１方向（ｘ方向）及び第２方向（ｙ方向）に垂直な方向である。

特定的には、積層体構造は、絶縁層５５と、絶縁層５６と、絶縁層５７とを含んでいる。第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とは、絶縁層５５を介して積層されている。第１シリコン層５１と、絶縁層５５と、第２シリコン層５２とは、第１ＳＯＩウエハ５０を構成している。第２シリコン層５２と第３シリコン層５３とは、絶縁層５７を介して積層されている。絶縁層５６は、第１シリコン層５１の裏面上に形成されている。第１シリコン層５１は、第２シリコン層５２よりも薄くてもよい。第１シリコン層５１は、例えば、１０μｍ以上かつ１００μｍ以下の厚さを有している。第２シリコン層５２は、例えば、１００μｍより大きく、かつ、７００μｍ以下の厚さを有している。

内側可動部材２３は、枠体（外側可動枠体１３）の開口内に配置されている。図８に示されるように、内側可動部材２３は、第１枠体部分２３ａと、第２枠体部分２３ｂと、連結部分２３ｃとを含む。連結部分２３ｃは、第１枠体部分２３ａと第２枠体部分２３ｂとを連結する。内側可動部材２３には、スロット２３ｓが設けられている。スロット２３ｓは、第１枠体部分２３ａと第２枠体部分２３ｂとの間の隙間である。スロット２３ｓは、第１枠体部分２３ａと第２枠体部分２３ｂと連結部分２３ｃとによって規定されている内側可動部材２３の凹部である。スロット２３ｓは、第２方向（ｙ方向）に延在している細長い隙間または凹部である。内側可動部材２３は、第１シリコン層５１に形成されている。内側可動部材２３は、絶縁層５５及び絶縁層５６を含んでもよい。

図２、図４、図６から図８に示されるように、内側可動部材２３の裏面上に、第１コイル２５が設けられている。内側可動部材２３の裏面は、反射ミラー部材３０から遠位する内側可動部材２３の表面である。第１コイル２５は、例えば、薄膜コイルである。第１コイル２５は、銅、金、銀またはアルミニウムのような導電性材料で構成されている。特定的には、第１コイル２５は、絶縁層５６上に設けられている。絶縁層５６は、第１コイル２５を第１シリコン層５１から電気的に絶縁している。第１コイル２５は、第１交流電流源５ｃ（図１を参照）に電気的に接続されている。第１交流電流源５ｃから供給された第１交流電流は、第１コイル２５を流れる。

本実施の形態では、枠体は、外側可動枠体１３である。外側可動枠体１３および内側可動部材２３は、固定枠体７の開口７ａ内に配置されている。枠体（外側可動枠体１３）は、第１シリコン層５１に形成されている。枠体（外側可動枠体１３）は、絶縁層５５及び絶縁層５６を含んでいる。

図２、図４、図６及び図７に示されるように、外側可動枠体１３の裏面上に、第２コイル１５が設けられている。外側可動枠体１３の裏面は、反射ミラー部材３０から遠位する外側可動枠体１３の表面である。第２コイル１５は、例えば、薄膜コイルである。第２コイル１５は、銅、金、銀またはアルミニウムのような導電性材料で構成されている。特定的には、第２コイル１５は、絶縁層５６上に設けられている。絶縁層５６は、第２コイル１５を第１シリコン層５１から電気的に絶縁している。第２コイル１５は、第２交流電流源５ｄ（図１を参照）に電気的に接続されている。第２交流電流源５ｄから供給された第２交流電流は、第２コイル１５を流れる。

図４、図６及び図７に示されるように、第１リブ４３は、外側可動枠体１３に設けられている。図７に示されるように、第１リブ４３は、外側可動枠体１３のおもて面から突出している。外側可動枠体１３のおもて面は、反射ミラー部材３０に近位する外側可動枠体１３の表面である。第１リブ４３は、反射ミラー部材３０から離間されている。第１リブ４３は、外側可動枠体１３の剛性を高めて、外側可動枠体１３が第２梁１１を中心に回転振動する際に、外側可動枠体１３がその面外方向に歪むことを防止する。第２磁場６２と第２交流電流とによって発生する第２電磁力は、効率的に、外側可動枠体１３の回転振動運動に変換され得る。第１リブ４３の幅ｗ₁は、連結部材４０の幅よりも小さい。第１リブ４３の幅ｗ₁は、外側可動枠体１３の幅ｗ₂よりも小さい。第１リブ４３の厚さｔ₁は、外側可動枠体１３の厚さｔ₂より大きくてもよい。第１リブ４３は、第２シリコン層５２に形成されている。

図２及び図６に示されるように、第１梁２１は、内側可動部材２３を枠体（外側可動枠体１３）に回転可能に連結している。第１梁２１は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓで、内側可動部材２３に連結されている。反射ミラー部材３０の反射面３０ｒの平面視において、内側可動部材２３に連結されている第１梁２１の端部は、反射ミラー部材３０に重なっている。特定的には、第１梁２１は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓの中央部で、内側可動部材２３に連結されている。第１梁２１は、内側可動部材２３の連結部分２３ｃに連結されている。第１梁２１は、スロット２３ｓ中を延在している。第１梁２１は、第２方向（ｙ方向）に延在している。第１梁２１は、第１シリコン層５１に形成されている。第１梁２１は、絶縁層５５を含む。第１梁２１は、絶縁層５６を含んでもよい。

図２及び図３に示されるように、固定枠体７は、パッケージ８に固定されている。固定枠体７は、第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とに形成されている。固定枠体７は、絶縁層５５を含む。固定枠体７は、絶縁層５６を含んでもよい。

図２、図３及び図５に示されるように、第２梁１１は、枠体（外側可動枠体１３）を固定枠体７に回転可能に連結している。反射ミラー部材３０の反射面３０ｒの平面視において、第２梁１１は、第１梁２１とは異なる方向に延在している。特定的には、第２梁１１は、第１梁２１が延在する第２方向（ｙ方向）に垂直な第１方向（ｘ方向）に延在している。

第２梁１１は、外側可動枠体１３と固定枠体７とに接続されている第１層１１ａと、第１層１１ａに積層されている第２層１１ｂとを含む。第２層１１ｂは、外側可動枠体１３及び固定枠体７から離れている。第２層１１ｂの厚さｔ₃は、第１層１１ａの厚さｔ₄よりも大きい。第２層１１ｂの幅ｗ₃は、第１層１１ａの幅ｗ₄よりも狭い。第２梁１１は、第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とに形成されている。第１層１１ａは、第１シリコン層５１に形成されている。第２層１１ｂは、第２シリコン層５２に形成されている。第２梁１１は、絶縁層５５を含む。第２梁１１は、絶縁層５６を含んでもよい。

図３、図４、図６及び図７に示されるように、反射ミラー部材３０は、反射面３０ｒと、反射面３０ｒとは反対側の裏面３０ｓとを有している。反射ミラー部材３０は、ベース部材３１と、ベース部材３１のおもて面上に設けられた反射層３２とを含む。反射ミラー部材３０の反射面３０ｒは、反射層３２の表面である。反射層３２は、例えば、金、銀またはアルミニウムのような高い反射率を有する材料で構成されている。反射ミラー部材３０（ベース部材３１）は、第３シリコン層５３を含む。反射ミラー部材３０（ベース部材３１）は、第３シリコン層５３に形成されている。反射ミラー部材３０は、ベース部材３１のおもて面とは反対側のベース部材３１の裏面上に、絶縁層５７を含んでもよい。

ベース部材３１のおもて面上には、反射層３２以外の金属層（例えば、第１コイル２５及び第２コイル１５）が設けられていない。そのため、反射層３２以外の金属層（例えば、第１コイル２５及び第２コイル１５）によって、反射層３２への入射光及び反射層３２からの反射光が遮られることが防止される。また、反射層３２以外の金属層から反射ミラー部材３０に応力が印加されることがないため、反射ミラー部材３０がその面外方向に歪むことが防止される。ＭＥＭＳミラー装置３は、反射ミラー部材３０に入射した光を適切な方向に走査することができる。本明細書において、反射ミラー部材３０の面外方向は、反射ミラー部材３０の厚さ方向を意味する。

図６に示されるように、反射ミラー部材３０は、内側可動部材２３によって支持されている。具体的には、反射ミラー部材３０は、連結部材４０によって内側可動部材２３に連結されている。そのため、内側可動部材２３が第１梁２１を中心に回転振動するとき、反射ミラー部材３０は、内側可動部材２３とともに回転振動する。反射ミラー部材３０の回転振動によって、光は走査される。連結部材４０は、第２シリコン層５２に形成されている。

図４、図７及び図９に示されるように、第２リブ４１，４２は、反射ミラー部材３０（ベース部材３１）に設けられている。第２リブ４１，４２は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓに設けられており、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓから突出している。第２リブ４１は、内側可動部材２３（第１枠体部分２３ａ及び第２枠体部分２３ｂ）に接続されている。第２リブ４２は、内側可動部材２３から離間されている。第２リブ４１，４２は、第２シリコン層５２に形成されている。第２リブ４１，４２の幅ｗ₅は、内側可動部材２３の幅ｗ₆よりも小さい。第２リブ４１，４２の厚さｔ₅は、内側可動部材２３の厚さｔ₆より大きくてもよい。第２リブ４１，４２の幅ｗ₅は、反射ミラー部材３０の幅よりも小さい。第２リブ４１，４２の厚さｔ₅は、反射ミラー部材３０の厚さより大きくてもよい。

図９に示されるように、第２リブ４１，４２は、連結部材４０に接続されてもよい。第２リブ４１，４２の幅ｗ₅は、連結部材４０の幅よりも小さい。反射ミラー部材３０の反射面３０ｒの平面視において、第２リブ４１は、開ループ形状に設けられている。具体的には、第２リブ４１は、内側可動部材２３の第１枠体部分２３ａ及び第２枠体部分２３ｂに対向する反射ミラー部材３０の部分に沿って延在している。第２リブ４１の少なくとも一部に隙間４５が設けられている。

第２リブ４２は、第１梁２１が延在する第２方向（ｙ方向）に垂直な第１方向（ｘ方向）に沿って延在している。第２リブ４２は、第２リブ４１の第１部分と、第２リブ４１の第２部分とに接続されている。第２リブ４１の第１部分は、内側可動部材２３の第１枠体部分２３ａ及び第２枠体部分２３ｂに対向し、かつ、連結部材４０に近位する反射ミラー部材３０の部分上に設けられている。第２リブ４１の第２部分は、内側可動部材２３の第１枠体部分２３ａ及び第２枠体部分２３ｂに対向し、かつ、連結部材４０から遠位する反射ミラー部材３０の外周縁部上に設けられている。第２リブ４２は、さらに連結部材４０に接続されてもよい。

図１及び図１０から図１４を参照して、ＭＥＭＳミラー装置３の動作を説明する。
図１及び図１０に示されるように、第１磁場発生器５ａは、ＭＥＭＳミラー装置３に、第１方向（ｘ方向）の第１磁場６１を印加する。第２磁場発生器５ｂは、ＭＥＭＳミラー装置３に、第２方向（ｙ方向）の第２磁場６２を印加する。

第１交流電流源５ｃは、第１コイル２５に、第１交流電流を供給する。第１交流電流の第１周波数は、内側可動部材２３の共振周波数に一致するように設定されている。そのため、小さな第１交流電流で反射ミラー部材３０の振れ角を大きくすることができるとともに、反射ミラー部材３０の高速動作が可能になる。第１周波数は、例えば数百Ｈｚ以上数ｋＨｚ以下である。第１磁場６１と第１交流電流とは第１電磁力を発生させる。図１１及び図１２に示されるように、第１電磁力は、第１梁２１を中心に、内側可動部材２３を回転振動させる。内側可動部材２３に支持されている反射ミラー部材３０もまた、第１梁２１を中心に回転振動する。回転振動する反射ミラー部材３０は、パッケージ８の開口８ａ及び固定枠体７の開口７ａから反射ミラー部材３０に入射した光を、第１方向（ｘ方向）に走査する。

第２交流電流源５ｄは、第２コイル１５に、第２交流電流を供給する。第２交流電流の第２周波数は、外側可動枠体１３の共振周波数と異なるように設定されている。第２交流電流の第２周波数は、第１交流電流の第１周波数よりも小さい。第２周波数は、例えば数Ｈｚ以上数十Ｈｚ以下である。第２磁場６２と第２交流電流とは第２電磁力を発生させる。図１３及び図１４に示されるように、第２電磁力は、第２梁１１を中心に、外側可動枠体１３を回転振動させる。外側可動枠体１３に支持されている内側可動部材２３及び反射ミラー部材３０もまた、第２梁１１を中心に回転振動する。回転振動する反射ミラー部材３０は、パッケージ８の開口８ａ及び固定枠体７の開口７ａから反射ミラー部材３０に入射した光を、第２方向（ｙ方向）に走査する。こうして、光走査装置１は、反射ミラー部材３０に入射した光を、二次元的に走査する。

図１５から図２４を参照して、本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法を説明する。

図１５に示されるように、第１ＳＯＩウエハ５０を準備する。第１ＳＯＩウエハ５０は、第１シリコン層５１と、絶縁層５５と、第２シリコン層５２とを含む。第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とは、絶縁層５５を介して積層されている。絶縁層５５は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）層である。絶縁層５６が、第２シリコン層５２から遠位する第１シリコン層５１の裏面上に設けられている。例えば、第１シリコン層５１の裏面を熱酸化して、絶縁層５６が形成される。絶縁層５８が、第１シリコン層５１から遠位する第２シリコン層５２のおもて面上に設けられている。例えば、第２シリコン層５２のおもて面を熱酸化して、絶縁層５８が形成される。絶縁層５６及び絶縁層５８は、各々、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）層である。

図１６に示されるように、第１コイル２５及び第２コイル１５が、絶縁層５６上に設けられる。第１コイル２５及び第２コイル１５は、各々、例えば、薄膜コイルである。第１コイル２５及び第２コイル１５は、例えば、銅、金、銀またはアルミニウムのような導電性材料を絶縁層５６上に蒸着することによって形成される。絶縁層５６は、第１コイル２５及び第２コイル１５を第１シリコン層５１から電気的に絶縁している。

図１７に示されるように、絶縁層５６と第１シリコン層５１との一部を除去して、第１シリコン層５１に、内側可動部材２３と、枠体（外側可動枠体１３）と、第１梁２１と、第２梁１１と、固定枠体７の一部とを形成する。具体的には、絶縁層５６、第１コイル２５及び第２コイル１５上に、開口を有する第１マスク（図示せず）を形成する。第１マスクを用いて絶縁層５６の一部をエッチングする。絶縁層５６は、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、または、フッ酸のようなエッチング液もしくはフッ酸ガスのようなエッチングガスを用いたエッチングによって、第１シリコン層５１に対して選択的に除去される。続いて、絶縁層５６をマスクとして用いて、第１シリコン層５１を選択的にエッチングする。第１シリコン層５１は、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）法によってエッチングされる。絶縁層５５は、ＤＲＩＥに対するエッチングストッパとして機能する。

図１８及び図１９に示されるように、絶縁層５５と第２シリコン層５２との一部を除去して、第２シリコン層５２に、連結部材４０と、第１リブ４３と、第２リブ４１，４２と、固定枠体７の一部とを形成する。具体的には、絶縁層５６上に設けられている第１マスク（図示せず）を用いて、第１マスクから露出している絶縁層５５の一部をエッチングする。絶縁層５５は、例えば、絶縁層５６と同様の方法によって、第１シリコン層５１に対して選択的に除去される。

それから、絶縁層５８上に、開口を有する第２マスク（図示せず）を形成する。第２マスクを用いて絶縁層５８の一部をエッチングする。絶縁層５８は、例えば、絶縁層５６と同様の方法によって、第２シリコン層５２に対して選択的に除去される。続いて、絶縁層５８をマスクとして用いて、第２シリコン層５２を選択的にエッチングする。第２シリコン層５２は、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）法によってエッチングされる。絶縁層５５は、第２シリコン層５２のエッチングに対するエッチングストッパとして機能する。続いて、第２マスクを除去する。絶縁層５８を除去する。絶縁層５８は、例えば、絶縁層５６と同様の方法によって、第２シリコン層５２に対して選択的に除去される。絶縁層５８をエッチングする際、第２シリコン層５２から露出している絶縁層５５の一部もエッチングされる。それから、第１マスクが除去される。

図２０及び図２１に示されるように、絶縁層５７を介して、第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合する。第３シリコン層５３は、第２シリコン層５２に形成された連結部材４０に接合される。第３シリコン層５３は、第２シリコン層５２に形成された第１リブ４３と第２リブ４１，４２と固定枠体７の一部とにさらに接合されてもよい。具体的には、第３シリコン層５３の裏面を熱酸化して、絶縁層５７が形成される。絶縁層５７は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）層である。常温活性化接合法またはプラズマ活性化接合法により、絶縁層５７を介して、第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合する。第１コイル２５及び第２コイル１５にダメージを与えない温度で、第３シリコン層５３は第２シリコン層５２に接合される。こうして、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含む積層体７０が形成される。第２シリコン層５２は、第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている。

第２シリコン層５２への第３シリコン層５３の接合は、大気圧よりも低い減圧雰囲気下、または、室温よりも高い温度下で行われる。そのため、第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合する際に、反射ミラー部材３０の反射面３０ｒと裏面３０ｓとの間に圧力差が生じやすく、反射ミラー部材３０が変形しやすい。第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合する際に、第２リブ４１の少なくとも一部に設けられている隙間４５は、気体の通路として機能する。隙間４５は、反射ミラー部材３０の反射面３０ｒと裏面３０ｓとの間に生じる圧力差を低減して、反射ミラー部材３０が変形することを防止する。

図２２に示されるように、第３シリコン層５３を薄くする。例えば、第３シリコン層５３は、化学機械研磨法によって、研磨されてもよい。図２３に示されるように、第３シリコン層５３のおもて面上に反射層３２を形成する。例えば、金、銀またはアルミニウムのような高い反射率を有する金属材料を、第３シリコン層５３のおもて面に蒸着する。第３シリコン層５３のおもて面は、第１シリコン層５１から遠位する表面である。

図２４に示されるように、第３シリコン層５３の一部を除去する。第３シリコン層５３の一部は、例えば、反射層３２の周囲にある第３シリコン層５３の部分である。具体的には、反射層３２上にマスク（図示せず）を形成する。それから、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によって、第３シリコン層５３の一部をエッチングする。絶縁層５７は、第３シリコン層５３のエッチングに対するエッチングストッパとして機能する。それから、反射層３２の周囲にある絶縁層５７を除去する。第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０が形成される。こうして、図２から図９に示されるＭＥＭＳミラー装置３が得られる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３及びその製造方法の効果を説明する。
本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３は、枠体（外側可動枠体１３）と、内側可動部材２３と、第１梁２１と、反射ミラー部材３０と、連結部材４０とを備える。内側可動部材２３は、枠体の内側に配置されている。第１梁２１は、内側可動部材２３を枠体に回転可能に連結している。反射ミラー部材３０は、反射面３０ｒと、反射面３０ｒとは反対側の裏面３０ｓとを有している。連結部材４０は、反射ミラー部材３０と内側可動部材２３とを連結している。第１梁２１は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓで、内側可動部材２３に連結されている。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３では、第１梁２１は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓで、内側可動部材２３に連結されている。そのため、内側可動部材２３を大きくすることなく、反射面３０ｒの面積を確保することができる。ＭＥＭＳミラー装置３は、小型化され得る。さらに、第１梁２１を長くすることができる。ＭＥＭＳミラー装置３では、光走査角度を大きくしても、ハードスプリング効果の発生を抑制することができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３は、固定枠体７と、第２梁１１とをさらに備える。第２梁１１は、枠体を固定枠体７に回転可能に連結している。枠体は、外側可動枠体１３である。反射ミラー部材３０の反射面３０ｒの平面視において、第２梁１１は、第１梁２１とは異なる方向に延在している。そのため、ＭＥＭＳミラー装置３は、反射ミラー部材３０に入射した光を二次元的に走査することができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３は、外側可動枠体１３に設けられた第１リブ４３をさらに備える。第１リブ４３は、反射ミラー部材３０側の外側可動枠体１３の表面から突出しており、かつ、反射ミラー部材３０から離間している。第１リブ４３は、外側可動枠体１３の剛性を高め、外側可動枠体１３が第２梁１１を中心に回転振動する際に、外側可動枠体１３がその面外方向に歪むことを防止する。ＭＥＭＳミラー装置３は、低消費電力で動作し得る。なお、本明細書において、外側可動枠体１３の面外方向は、外側可動枠体１３の厚さ方向を意味する。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３では、第２梁１１は、枠体（外側可動枠体１３）と固定枠体７とに接続されている第１層１１ａ（第１シリコン層５１）と、第１層１１ａに積層されている第２層１１ｂ（第２シリコン層５２）とを含む。第２層１１ｂは、枠体（外側可動枠体１３）と固定枠体７とから離れており、かつ、第１層１１ａよりも大きな厚さと狭い幅とを有している。

第２梁１１がねじれ変位するように、枠体（外側可動枠体１３）と固定枠体７とに接続されている第１層１１ａは、低いねじれ剛性を有するように設計される。そうすると、第２梁１１の面外剛性が低くなる。自動車のような、反射ミラー部材３０の面外方向に反射ミラー部材３０が振動する環境下でＭＥＭＳミラー装置３が使用された場合に、反射ミラー部材３０に入射した光を適切な方向に走査することが困難になる。これに対し、本実施の形態のように、第１層１１ａよりも大きな厚さと狭い幅とを有する第２層１１ｂを第１層１１ａに積層することによって、第２梁１１のねじれ剛性をあまり増加させることなく、第２梁１１の面外剛性を高めることができる。こうして、反射ミラー部材３０の面外方向に反射ミラー部材３０が振動する環境下でＭＥＭＳミラー装置３が使用されても、反射ミラー部材３０に入射した光を適切な方向に走査することができる。なお、本明細書において、第２梁１１の面外剛性は、反射ミラー部材３０の厚さ方向に沿う第２梁１１の剛性を意味する。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３では、内側可動部材２３には、スロット２３ｓが設けられている。第１梁２１は、スロット２３ｓ中を延在している。そのため、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓで、第１梁２１を内側可動部材２３に連結させることができる。内側可動部材２３を大きくすることなく、反射面３０ｒの面積を確保することができる。ＭＥＭＳミラー装置３は、小型化され得る。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３では、内側可動部材２３は、第１枠体部分２３ａと、第２枠体部分２３ｂと、第１枠体部分２３ａと第２枠体部分２３ｂとを連結する連結部分２３ｃとを含む。第１梁２１は、連結部分２３ｃに連結されている。スロット２３ｓは、第１枠体部分２３ａと第２枠体部分２３ｂと連結部分２３ｃとによって規定されている。内側可動部材２３は第１枠体部分２３ａと第２枠体部分２３ｂとを含むため、内側可動部材２３の剛性を確保しつつ、内側可動部材２３は軽量化され得る。ＭＥＭＳミラー装置３は、低消費電力で高速に動作し得る。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３は、反射ミラー部材３０に設けられた第２リブ４１，４２をさらに備える。第２リブ４１，４２は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓから突出している。第２リブ４１，４２は、反射ミラー部材３０の重量をあまり増加させることなく、反射ミラー部材３０の剛性を高めることができる。第２リブ４１，４２は、反射ミラー部材３０が回転振動する際に、反射ミラー部材３０がその面外方向に歪むことを防止する。ＭＥＭＳミラー装置３は、光走査角度を大きくしながら、反射ミラー部材３０に入射した光を適切な方向に走査することができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３では、第２リブ４１の少なくとも一部に隙間４５が設けられている。隙間４５は、第２リブ４１で囲まれた空間と、第２リブ４１の外側の空間との間を流体的に連通させる。そのため、隙間４５は、ＭＥＭＳミラー装置３の使用中に反射ミラー部材３０の反射面３０ｒと裏面３０ｓとの間に生じる圧力差を低減して、反射ミラー部材３０が変形することを防止する。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３は、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含む積層体構造を有している。第２シリコン層５２は、第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている。第１シリコン層５１に、枠体（外側可動枠体１３）と、内側可動部材２３と、第１梁２１とが形成されている。第２シリコン層５２に、連結部材４０が形成されている。第３シリコン層５３に、反射ミラー部材３０が形成されている。そのため、内側可動部材２３を大きくすることなく、反射面３０ｒの面積を確保することができる。ＭＥＭＳミラー装置３は、小型化され得る。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含み、第２シリコン層５２が第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている積層体７０を備えるＭＥＭＳミラー装置３の製造方法である。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、第１シリコン層５１に、内側可動部材２３と枠体（外側可動枠体１３）と第１梁２１とを形成することと、第２シリコン層５２に連結部材４０を形成することと、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０を形成することとをさらに備える。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、小型化されたＭＥＭＳミラー装置３を製造することができる。第１ＳＯＩウエハ５０からのＭＥＭＳミラー装置３の収率を向上させることができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含む積層体７０を形成することを備える。第２シリコン層５２は、第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、第１シリコン層５１に、内側可動部材２３と枠体（外側可動枠体１３）と第１梁２１と固定枠体７と第２梁１１とを形成することと、第２シリコン層５２に連結部材４０を形成することと、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０を形成することとをさらに備える。枠体は、外側可動枠体１３である。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、小型化されたＭＥＭＳミラー装置３を製造することができる。第１ＳＯＩウエハ５０からのＭＥＭＳミラー装置３の収率を向上させることができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法では、第１ＳＯＩウエハ５０の第１シリコン層５１及び第２シリコン層５２の一部を除去することによって、第１シリコン層５１に、枠体（外側可動枠体１３）と、内側可動部材２３と、第１梁２１とが形成され、第２シリコン層５２に連結部材４０が形成される。第１ＳＯＩウエハ５０は、第１シリコン層５１と第１絶縁層（絶縁層５５）と第２シリコン層５２とを含む。第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とは、第１絶縁層（絶縁層５５）を介して積層されている。連結部材４０に第３シリコン層５３を接合することによって、積層体７０が形成される。第３シリコン層５３の一部を除去することによって、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０が形成される。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、小型化されたＭＥＭＳミラー装置３を製造することができる。第１ＳＯＩウエハ５０からのＭＥＭＳミラー装置３の収率を向上させることができる。

実施の形態２．
図２５を参照して、実施の形態２の光走査装置１ｂを説明する。光走査装置１ｂは、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３に代えて、ＭＥＭＳミラー装置３ｂを備えている。光走査装置１ｂは、実施の形態１の第１磁場発生器５ａ、第２磁場発生器５ｂ、第１交流電流源５ｃ及び第２交流電流源５ｄに代えて、第１交流電圧源６ａと、第２交流電圧源６ｂとを備えている。すなわち、光走査装置１ｂは、ＭＥＭＳミラー装置３ｂと、第１交流電圧源６ａと、第２交流電圧源６ｂとを備えている。第１交流電圧源６ａと、第２交流電圧源６ｂとは、ＭＥＭＳミラー装置３ｂの駆動部として機能する。

第１交流電圧源６ａは、後述する第１可動櫛歯電極７１ａと第１固定櫛歯電極７２ａとの間に第１交流電流を供給するように構成されている。第２交流電圧源６ｂは、後述する第２可動櫛歯電極７１ｂと第２固定櫛歯電極７２ｂとの間に第２交流電流を供給するように構成されている。

図２６及び図２７を参照して、ＭＥＭＳミラー装置３ｂを説明する。ＭＥＭＳミラー装置３ｂは、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。

ＭＥＭＳミラー装置３ｂは、実施の形態１の外側可動枠体１３と、第２梁１１と、第１コイル２５と、第２コイル１５とを備えていない。ＭＥＭＳミラー装置３ｂは、実施の形態１の絶縁層５６を備えなくてもよい。枠体は、固定枠体７である。第１梁２１は、内側可動部材２３を枠体（固定枠体７）に回転可能に連結している。

内側可動部材２３は、第１可動櫛歯電極７１ａと、第２可動櫛歯電極７１ｂとを含む。第１可動櫛歯電極７１ａは、第１枠体部分２３ａに設けられている。特定的には、第１可動櫛歯電極７１ａは、連結部分２３ｃと反対側の第１枠体部分２３ａの部分に形成されている。第２可動櫛歯電極７１ｂは、第２枠体部分２３ｂに設けられている。特定的には、第２可動櫛歯電極７１ｂは、連結部分２３ｃと反対側の第２枠体部分２３ｂの部分に形成されている。図２７に示されるように、第１可動櫛歯電極７１ａ及び第２可動櫛歯電極７１ｂは、内側可動部材２３と同様の層構造を有している。第１可動櫛歯電極７１ａ及び第２可動櫛歯電極７１ｂは、第１シリコン層５１に形成されている。第１可動櫛歯電極７１ａ及び第２可動櫛歯電極７１ｂは、絶縁層５５を含む。

ＭＥＭＳミラー装置３ｂは、第１固定櫛歯電極７２ａと、第２固定櫛歯電極７２ｂとをさらに備える。第１固定櫛歯電極７２ａは、固定枠体７と第１可動櫛歯電極７１ａとの間に配置されている。第１固定櫛歯電極７２ａは、第１可動櫛歯電極７１ａに対向している。第２固定櫛歯電極７２ｂは、固定枠体７と第２可動櫛歯電極７１ｂとの間に配置されている。第２固定櫛歯電極７２ｂは、第２可動櫛歯電極７１ｂに対向している。図２７に示されるように、第１固定櫛歯電極７２ａ及び第２固定櫛歯電極７２ｂは、固定枠体７と同様の層構造を有している。第１固定櫛歯電極７２ａ及び第２固定櫛歯電極７２ｂは、第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とに形成されている。第１固定櫛歯電極７２ａ及び第２固定櫛歯電極７２ｂは、絶縁層５５を含む。

ＭＥＭＳミラー装置３ｂの動作を説明する。
第１交流電圧源６ａは、第１可動櫛歯電極７１ａと第１固定櫛歯電極７２ａとの間に、第１交流電圧を供給する。第１交流電圧の第１周波数は、内側可動部材２３の共振周波数の半分に設定されている。第１交流電圧は、第１可動櫛歯電極７１ａと第１固定櫛歯電極７２ａとの間に第１静電力を発生させる。第２交流電圧源６ｂは、第２可動櫛歯電極７１ｂと第２固定櫛歯電極７２ｂとの間に、第２交流電圧を供給する。第２交流電圧の第２周波数は、外側可動枠体１３の共振周波数の半分に設定されている。第２交流電圧は、第２可動櫛歯電極７１ｂと第２固定櫛歯電極７２ｂとの間に第２静電力を発生させる。

第２交流電圧は、第１交流電圧とは逆位相を有している。そのため、第１交流電圧が、第１可動櫛歯電極７１ａと第１固定櫛歯電極７２ａとの間に、引力である第１静電力を発生させるとき、第２交流電圧が、第２可動櫛歯電極７１ｂと第２固定櫛歯電極７２ｂとの間に、斥力である第２静電力を発生させる。第１交流電圧が、第１可動櫛歯電極７１ａと第１固定櫛歯電極７２ａとの間に、斥力である第１静電力を発生させるとき、第２交流電圧が、第２可動櫛歯電極７１ｂと第２固定櫛歯電極７２ｂとの間に、引力である第２静電力を発生させる。こうして、内側可動部材２３は、第１梁２１を中心に回転振動する。回転振動する反射ミラー部材３０は、パッケージ８の開口８ａ及び固定枠体７の開口７ａから反射ミラー部材３０に入射した光を、第１方向（ｘ方向）に走査する。こうして、光走査装置１ｂは、反射ミラー部材３０に入射した光を、一次元的に走査する。

上記のとおり、第１交流電圧の第１周波数及び第２交流電圧の第２周波数の各々は、内側可動部材２３の共振周波数の半分に設定されており、かつ、第２交流電圧は、第１交流電圧とは逆位相を有している。内側可動部材２３は、内側可動部材２３の共振周波数で、第１梁２１を中心に回転振動する。そのため、小さな第１交流電流及び第２交流電圧で反射ミラー部材３０の振れ角を大きくすることができるとともに、反射ミラー部材３０の高速動作が可能になる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３ｂの製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。第１可動櫛歯電極７１ａ及び第２可動櫛歯電極７１ｂは、内側可動部材２３と同様の工程で得られる。第１固定櫛歯電極７２ａ及び第２固定櫛歯電極７２ｂは、固定枠体７と同様の工程で得られる。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３ｂの製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法の第１コイル２５及び第２コイル１５を形成する工程を備えていない。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３ｂ及びその製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３及びその製造方法と同様の以下の効果を奏する。ＭＥＭＳミラー装置３ｂでは、第１梁２１は、反射ミラー部材３０の裏面３０ｓで、内側可動部材２３に連結されている。そのため、内側可動部材２３を大きくすることなく、反射面３０ｒの面積を確保することができる。ＭＥＭＳミラー装置３ｂは、小型化され得る。さらに、第１梁２１を長くすることができる。ＭＥＭＳミラー装置３ｂでは、光走査角度を大きくしても、ハードスプリング効果の発生を抑制することができる。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３ｂの製造方法では、第１ＳＯＩウエハ５０からのＭＥＭＳミラー装置３の収率を向上させることができる。

実施の形態３．
図１５、図２２から図２４及び図２８から図３４を参照して、実施の形態３のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法を説明する。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。

実施の形態１の図１５に示される工程の後に、図２８に示されるように、絶縁層５８を除去する。それから、図２９及び図３０に示されるように、第２シリコン層５２の一部を除去して、第２シリコン層５２に、連結部材４０と、第１リブ４３と、第２リブ４１，４２と、固定枠体７の一部とを形成する。第２シリコン層５２は、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）法によってエッチングされる。絶縁層５５は、第２シリコン層５２のエッチングに対するエッチングストッパとして機能する。

図３１及び図３２に示されるように、絶縁層５７を介して、第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合する。第３シリコン層５３は、第２シリコン層５２に形成された連結部材４０に接合される。第３シリコン層５３は、第２シリコン層５２に形成された第１リブ４３と第２リブ４１，４２と固定枠体７の一部とにさらに接合されてもよい。具体的には、第３シリコン層５３の裏面を熱酸化して、絶縁層５７が形成される。絶縁層５７を介して、第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合する。こうして、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含む積層体７０が形成される。第２シリコン層５２は、第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている。

図３３に示されるように、連結部材４０に第３シリコン層５３を接合した後に、第１コイル２５及び第２コイル１５が、絶縁層５６上に設けられる。第１コイル２５及び第２コイル１５は、例えば、銅、金、銀またはアルミニウムのような導電性材料を絶縁層５６上に蒸着することによって形成される。絶縁層５６は、第１コイル２５及び第２コイル１５を第１シリコン層５１から電気的に絶縁している。

図３４に示されるように、絶縁層５５と絶縁層５６と第１シリコン層５１との一部を除去して、第１シリコン層５１に、内側可動部材２３と、枠体（外側可動枠体１３）と、第１梁２１と、第２梁１１と、固定枠体７の一部とを形成する。具体的には、絶縁層５６、第１コイル２５及び第２コイル１５上に、開口を有するマスク（図示せず）を形成する。マスクを用いて絶縁層５６の一部をエッチングする。絶縁層５６をマスクとして用いて、第１シリコン層５１を選択的にエッチングする。第１シリコン層５１は、深掘り反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）法によってエッチングされる。絶縁層５５は、ＤＲＩＥに対するエッチングストッパとして機能する。それから、絶縁層５６上に設けられているマスクを用いて、マスクから露出している絶縁層５５の一部をエッチングする。絶縁層５６上に設けられているマスクが除去される。

それから、実施の形態１の図２２から図２４に示される工程により、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０が形成される。こうして、図２から図９に示されるＭＥＭＳミラー装置３が得られる。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、実施の形態２のＭＥＭＳミラー装置３を製造するためにも採用され得る。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法と同様の以下の効果を奏する。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法では、第１ＳＯＩウエハ５０の第２シリコン層５２の一部を除去することによって、第２シリコン層５２に連結部材４０が形成される。第１ＳＯＩウエハ５０は、第１シリコン層５１と第１絶縁層（絶縁層５５）と第２シリコン層５２とを含む。第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とは、第１絶縁層（絶縁層５５）を介して積層されている。連結部材４０に第３シリコン層５３を接合することによって、積層体７０が形成される。積層体７０の第１シリコン層５１の一部を除去することによって、第１シリコン層５１に、枠体（外側可動枠体１３）と内側可動部材２３と第１梁２１とが形成される。第３シリコン層５３の一部を除去することによって、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０が形成される。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、小型化されたＭＥＭＳミラー装置３を製造することができる。第１ＳＯＩウエハ５０からのＭＥＭＳミラー装置３の収率を向上させることができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法では、連結部材４０に第３シリコン層５３を接合した後に、第１シリコン層５１上に絶縁層を介してコイル層（第１コイル２５、第２コイル１５）を形成することをさらに備える。そのため、第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合するために、常温活性化接合法またはプラズマ活性化接合法よりも高い温度（例えば、約１０００℃）で行われる接合プロセスを採用することができる。このような高温接合プロセスは、半導体製造プロセスにおいて汎用されている加熱炉で実現され得る。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法によれば、より安価でかつより強固に第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合することができる。

実施の形態４．
図１５から図１９、図２３、図２４及び図３５から図３７を参照して、実施の形態４のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法を説明する。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。

実施の形態１の図１５から図１９に示される工程の後に、図３５及び図３６に示されるように、絶縁層５７を介して、第２ＳＯＩウエハ８０を第１ＳＯＩウエハ５０に接合する。第２ＳＯＩウエハ８０は、第３シリコン層５３と、絶縁層８５と、第４シリコン層８３とを含む。第３シリコン層５３と第４シリコン層８３とは、絶縁層８５を介して積層されている。第３シリコン層５３は、第４シリコン層８３よりも薄い。第３シリコン層５３は、第４シリコン層８３によって支持されている。絶縁層８５は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）層である。

第２ＳＯＩウエハ８０（第３シリコン層５３）は、第２シリコン層５２に形成された連結部材４０に接合される。第２ＳＯＩウエハ８０（第３シリコン層５３）は、第２シリコン層５２に形成された第１リブ４３と第２リブ４１，４２と固定枠体７の一部とにさらに接合されてもよい。具体的には、第３シリコン層５３の裏面を熱酸化して、絶縁層５７が形成される。第３シリコン層５３の裏面は、第４シリコン層８３から遠位する第３シリコン層５３の表面である。常温活性化接合法またはプラズマ活性化接合法により、絶縁層５７を介して、第２ＳＯＩウエハ８０（第３シリコン層５３）を第２シリコン層５２に接合する。第１コイル２５及び第２コイル１５にダメージを与えない温度で、第２ＳＯＩウエハ８０（第３シリコン層５３）は第２シリコン層５２に接合される。

図３７を参照して、第４シリコン層８３をエッチングして、第４シリコン層８３を除去する。具体的には、第４シリコン層８３は、ＳＦ₆ガスまたはＣＦ₄ガスのようなエッチングガスを用いてドライエッチングされてもよいし、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）またはエチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）のようなエッチング液を用いてウェットエッチングされてもよい。絶縁層８５は、第４シリコン層８３のエッチングに対するエッチングストッパとして機能する。それから、絶縁層８５を除去する。こうして、第１シリコン層５１と、第２シリコン層５２と、第３シリコン層５３とを含む積層体７０が形成される。第２シリコン層５２は、第１シリコン層５１と第３シリコン層５３との間に積層されている。

それから、実施の形態１の図２３及び図２４に示される工程により、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０が形成される。こうして、図２から図９に示されるＭＥＭＳミラー装置３が得られる。本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、実施の形態２のＭＥＭＳミラー装置３を製造するためにも採用され得る。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法と同様の以下の効果を奏する。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法では、第１ＳＯＩウエハ５０の第１シリコン層５１及び第２シリコン層５２の一部を除去することによって、第１シリコン層５１に、枠体（外側可動枠体１３）と、内側可動部材２３と、第１梁２１とが形成され、第２シリコン層５２に連結部材４０が形成される。第１ＳＯＩウエハ５０は、第１シリコン層５１と第１絶縁層（絶縁層５５）と第２シリコン層５２とを含む。第１シリコン層５１と第２シリコン層５２とは、第１絶縁層（絶縁層５５）を介して積層されている。連結部材４０に第２ＳＯＩウエハ８０を接合し、それから第４シリコン層８３を除去することによって、積層体７０が形成される。第２ＳＯＩウエハ８０は、第３シリコン層５３と第２絶縁層（絶縁層８５）と第４シリコン層８３とを含む。第３シリコン層５３と第４シリコン層８３とは、第２絶縁層（絶縁層８５）を介して積層されている。第３シリコン層５３の一部を除去することによって、第３シリコン層５３に反射ミラー部材３０が形成される。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法は、小型化されたＭＥＭＳミラー装置３を製造することができる。第１ＳＯＩウエハ５０及び第２ＳＯＩウエハ８０からのＭＥＭＳミラー装置３の収率を向上させることができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法では、第３シリコン層５３の厚さは、第２ＳＯＩウエハ８０に含まれる第３シリコン層５３の厚さで決定されている。第３シリコン層５３を第２シリコン層５２に接合した後に、第３シリコン層５３を薄くする工程をなくすことができる。反射ミラー部材３０（第３シリコン層５３）の厚さが高い精度で制御され得る。ＭＥＭＳミラー装置３の品質を安定化させることができる。

本実施の形態のＭＥＭＳミラー装置３の製造方法では、第４シリコン層８３は、研磨のような機械加工ではなく、エッチングによって、除去されている。そのため、第４シリコン層８３を除去する際に、第１リブ４３及び第２リブ４１，４２などが破損することが防止される。ＭＥＭＳミラー装置３を向上された歩留まりで製造することができる。

今回開示された実施の形態１－４はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１－４の少なくとも２つを組み合わせてもよい。例えば、実施の形態１のＭＥＭＳミラー装置の駆動部を、実施の形態２のＭＥＭＳミラー装置の駆動部に置き換えてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１，１ｂ 光走査装置、３，３ｂ ＭＥＭＳミラー装置、５ａ 第１磁場発生器、５ｂ 第２磁場発生器、５ｃ 第１交流電流源、５ｄ 第２交流電流源、６ａ 第１交流電圧源、６ｂ 第２交流電圧源、７ 固定枠体、７ａ 開口、８ パッケージ、８ａ 開口、１１ 第２梁、１１ａ 第１層、１１ｂ 第２層、１３ 外側可動枠体、１５ 第２コイル、２１ 第１梁、２３ 内側可動部材、２３ａ 第１枠体部分、２３ｂ 第２枠体部分、２３ｃ 連結部分、２３ｓ スロット、２５ 第１コイル、３０ 反射ミラー部材、３０ｒ 反射面、３０ｓ 裏面、３１ ベース部材、３２ 反射層、４０ 連結部材、４１，４２ 第２リブ、４３ 第１リブ、４５ 隙間、５０ 第１ＳＯＩウエハ、５１ 第１シリコン層、５２ 第２シリコン層、５３ 第３シリコン層、５５，５６，５７，５８，８５ 絶縁層、６１ 第１磁場、６２ 第２磁場、７０ 積層体、７１ａ 第１可動櫛歯電極、７１ｂ 第２可動櫛歯電極、７２ａ 第１固定櫛歯電極、７２ｂ 第２固定櫛歯電極、８０ 第２ＳＯＩウエハ、８３ 第４シリコン層。

Claims (13)

1. 枠体と、
   前記枠体の内側に配置されている内側可動部材と、
   前記内側可動部材を前記枠体に回転可能に連結している第１梁と、
   反射面と、前記反射面とは反対側の裏面とを有する反射ミラー部材と、
   前記反射ミラー部材と前記内側可動部材とを連結する連結部材とを備え、
   前記第１梁は、前記反射ミラー部材の前記裏面で、前記内側可動部材に連結され、
   前記内側可動部材には、スロットが設けられており、
   前記第１梁は、前記スロット中を延在し、
   前記内側可動部材は、第１枠体部分と、第２枠体部分と、前記第１枠体部分と前記第２枠体部分とを連結する連結部分とを含み、
   前記第１梁は、前記連結部分に連結されており、
   前記スロットは、前記第１枠体部分と前記第２枠体部分と前記連結部分とによって規定されている、ＭＥＭＳミラー装置。
2. 枠体と、
   前記枠体の内側に配置されている内側可動部材と、
   前記内側可動部材を前記枠体に回転可能に連結している第１梁と、
   反射面と、前記反射面とは反対側の裏面とを有する反射ミラー部材と、
   前記反射ミラー部材と前記内側可動部材とを連結する連結部材とを備え、
   前記第１梁は、前記反射ミラー部材の前記裏面で、前記内側可動部材に連結され、
   固定枠体と、
   前記枠体を前記固定枠体に回転可能に連結している第２梁とをさらに備え、
   前記枠体は、外側可動枠体であり、
   前記反射ミラー部材の前記反射面の平面視において、前記第２梁は、前記第１梁とは異なる方向に延在し、
   前記第２梁は、前記枠体と前記固定枠体とに接続されている第１層と、前記第１層に積層されている第２層とを含み、
   前記第２層は、前記枠体と前記固定枠体とから離れており、かつ、前記第１層よりも大きな厚さと狭い幅とを有している、ＭＥＭＳミラー装置。
3. 前記外側可動枠体に設けられた第１リブをさらに備え、
   前記第１リブは、前記反射ミラー部材側の前記外側可動枠体の表面から突出しており、かつ、前記反射ミラー部材から離間している、請求項２に記載のＭＥＭＳミラー装置。
4. 前記枠体は固定枠体である、請求項１に記載のＭＥＭＳミラー装置。
5. 前記反射ミラー部材に設けられた第２リブをさらに備え、
   前記第２リブは、前記反射ミラー部材の前記裏面から突出している、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー装置。
6. 前記第２リブの少なくとも一部に隙間が設けられている、請求項５に記載のＭＥＭＳミラー装置。
7. 前記ＭＥＭＳミラー装置は、第１シリコン層と第２シリコン層と第３シリコン層とを含む積層体構造を有しており、前記第２シリコン層は、前記第１シリコン層と前記第３シリコン層との間に積層されており、
   前記第１シリコン層に、前記枠体と、前記内側可動部材と、前記第１梁とが形成されており、
   前記第２シリコン層に、前記連結部材が形成されており、
   前記第３シリコン層に、前記反射ミラー部材が形成されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー装置。
8. 第１シリコン層と第２シリコン層と第３シリコン層とを含み、前記第２シリコン層が前記第１シリコン層と前記第３シリコン層との間に積層されている積層体を備える請求項１または請求項４に記載のＭＥＭＳミラー装置の製造方法であって、
   前記第１シリコン層に、前記内側可動部材と、前記枠体と、前記第１梁とを形成することと、
   前記第２シリコン層に、前記連結部材を形成することと、
   前記第３シリコン層に、前記反射ミラー部材を形成することとを備える、ＭＥＭＳミラー装置の製造方法。
9. 第１シリコン層と第２シリコン層と第３シリコン層とを含み、前記第２シリコン層が前記第１シリコン層と前記第３シリコン層との間に積層されている積層体を備える請求項２に記載のＭＥＭＳミラー装置の製造方法であって、
   前記第１シリコン層に、前記内側可動部材と、前記枠体と、前記第１梁と、前記固定枠体と、前記第２梁とを形成することと、
   前記第２シリコン層に、前記連結部材を形成することと、
   前記第３シリコン層に、前記反射ミラー部材を形成することとを備え、
   前記枠体は、前記外側可動枠体である、ＭＥＭＳミラー装置の製造方法。
10. 第１ＳＯＩウエハの前記第１シリコン層及び前記第２シリコン層の一部を除去することによって、前記第１シリコン層に、前記枠体と、前記内側可動部材と、前記第１梁とが形成され、前記第２シリコン層に前記連結部材が形成され、前記第１ＳＯＩウエハは、前記第１シリコン層と第１絶縁層と前記第２シリコン層とを含み、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層とは前記第１絶縁層を介して積層されており、
    前記連結部材に前記第３シリコン層を接合することによって、前記積層体が形成され、
    前記第３シリコン層の一部を除去することによって、前記第３シリコン層に前記反射ミラー部材が形成される、請求項８または請求項９に記載のＭＥＭＳミラー装置の製造方法。
11. 第１ＳＯＩウエハの前記第２シリコン層の一部を除去することによって、前記第２シリコン層に前記連結部材が形成され、前記第１ＳＯＩウエハは、前記第１シリコン層と第１絶縁層と前記第２シリコン層とを含み、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層とは前記第１絶縁層を介して積層されており、
    前記連結部材に前記第３シリコン層を接合することによって、前記積層体が形成され、
    前記積層体の前記第１シリコン層の一部を除去することによって、前記第１シリコン層に、前記枠体と、前記内側可動部材と、前記第１梁とが形成され、
    前記第３シリコン層の一部を除去することによって、前記第３シリコン層に前記反射ミラー部材が形成される、請求項８または請求項９に記載のＭＥＭＳミラー装置の製造方法。
12. 前記連結部材に前記第３シリコン層を接合した後に、前記第１シリコン層上に絶縁層を介してコイル層を形成することをさらに備える、請求項１１に記載のＭＥＭＳミラー装置の製造方法。
13. 第１ＳＯＩウエハの前記第１シリコン層及び前記第２シリコン層の一部を除去することによって、前記第１シリコン層に、前記枠体と、前記内側可動部材と、前記第１梁とが形成され、前記第２シリコン層に前記連結部材が形成され、前記第１ＳＯＩウエハは、前記第１シリコン層と第１絶縁層と前記第２シリコン層とを含み、前記第１シリコン層と前記第２シリコン層とは前記第１絶縁層を介して積層されており、
    前記連結部材に第２ＳＯＩウエハを接合し、それから第４シリコン層を除去することによって、前記積層体が形成され、前記第２ＳＯＩウエハは、前記第３シリコン層と第２絶縁層と前記第４シリコン層とを含み、前記第３シリコン層と前記第４シリコン層とは前記第２絶縁層を介して積層されており、
    前記第３シリコン層の一部を除去することによって、前記第３シリコン層に前記反射ミラー部材が形成される、請求項８または請求項９に記載のＭＥＭＳミラー装置の製造方法。

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