JPH09159937A - 光変調装置及びその製造方法並びにその光変調装置を用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い歩留まりにて製造できる微小ミラーを備
えた光変調装置及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 導電性のシリコン製ミラー基板１００
と、Ｎａを含有するガラス製電極基板２００とが、陽極
接合されて光変調装置が構成される。シリコン製ミラー
基板１００は、マトリクス状に配設された微小ミラー１
０２と、微小ミラー１０２をＸ方向にて連結するトーシ
ョンバー１０４と、トーションバー１０４の両端が連結
された枠状部１０６とを有する。ガラス製電極基板２０
０は、中央領域の凹部２０２と、その周囲の立ち上げ部
２０４と、凹部２０２内にて突出する支柱部２１０と、
凹部２０２内に形成されて微小ミラーを傾斜駆動させる
電極２１４，２１６及び配線２１８，２２０を有する。
トーションバー１０４の両端及び枠状部１０６は立ち上
げ部２０４と接合され、トーションバー１０４の中間部
は支柱部２１０と接合される。トーションバー１０４の
両端は、ダイシング時に枠状部１０６から切り離され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小ミラーを備え
た光変調装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】この種の
光変調装置が、特開平４−２３０７２２，５−１８８３
０８，５−１９６８８０などに開示されている。また、
これらの改良構造が、日経マイクロデバイス１９９４年
３月号に、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒ
ｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）として開示されている。

【０００３】このＤＭＤは、図２２に示すように、上層
８００、中間層８１０及び下層８３０からなる３層構造
を有している。

【０００４】上層８００は、ミラー８０２と、その中心
部下面に連結されたミラー保持ポスト８０４とを有す
る。このミラー８０２の製造プロセス上、ミラー保持ポ
スト８０４と対向する位置には凹部８０６が形成され
る。

【０００５】中間層８１０は、ミラー保持ポスト８０４
と連結されるミラー保持板８１２が、両側のヒンジ８１
４により傾斜駆動可能に支持されている。このミラー保
持板８１２の傾斜駆動空間を確保するために、ヒンジ８
１４は、その下面にヒンジ保持ポスト８１６を有してい
る。

【０００６】この中間層８１０には、さらに、ヒンジ８
１４を挟んだ両側に第１，第２のアドレス電極８１８，
８２０を有し、それぞ電極保持ポスト８２６に支持され
ている。さらにその外側に、第１のミラー接触電極８２
２と第２のミラー接触電極８２４とを有し、それぞれ電
極保持ポスト８２６に支持されている。

【０００７】下層８３０は、第１、第２のアドレス電極
８１８、８２０の電極保持ポスト８２６が連結される４
つの電極８３２ａ〜８３２ｄと、第１、第２の接触電極
８２２、８２４が連結される共通電極８３４を有してい
る。

【０００８】このＤＭＤは、図２３に示すように、ミラ
ー８０２及び第１，第２のミラー接触電極８２２，８２
４に、バイアス電圧Ｖａが印加される。そして、例えば
第１のアドレス電極８１８にマイナス電圧を印加し、第
２のアドレス電極８２０にプラス電圧を印加すること
で、ミラー８０２と第１のアドレス電極８１８の間にク
ーロン力が作用し、ミラー８０２を図２３の一点鎖線の
状態に傾斜駆動することができる。第１，第２のアドレ
ス電極８１８，８２０に印加される電圧の極性を逆転す
ることで、図２３の２点鎖線に示すように傾斜駆動させ
ることができる。

【０００９】そして、図２３の一点鎖線に示すミラー８
０２の傾斜状態のときに、光が所定位置に向けて反射さ
れるＯＮ駆動とされ、２点鎖線に示す傾斜状態のときに
は、所定位置とは異なる方向に光が反射されたＯＦＦ状
態とされる。そして、その切替時間を変化させること
で、２５６階調表示が可能となっている。

【００１０】図２２に示すＤＭＤは、図２４及び図２５
に示す製造プロセスに従って製造できると推測される。
図２４は、予め形成された下層８３０上に中間層８１０
を形成する工程を示しており、図２５はその中間層８１
０上に上層８００を形成し、各層間に空間を形成する工
程を示している。

【００１１】図２４に示すように、下層８３０としてＳ
ＲＡＭが形成された基板８４０を用意する。次に、図２
４（Ｂ）示すように、この基板８４０上にレジスト８４
２を塗布し、同図（Ｃ）の工程にてヒンジ保持ポスト８
１６及び電極保持ポスト８２６と対応するパターンを形
成するパターニングを行う。

【００１２】次に、図２４（Ｄ）に示すように、レジス
ト８４２の表面及びトレンチ部にアルミニウム（Ａｌ）
膜８４４を蒸着し、さらに同図（Ｅ）に示すようにその
表面にＡｌ酸化膜８４６を形成する。

【００１３】さらに、図２４（Ｆ）に示すＡｌ膜８４８
の蒸着後に、同図（Ｇ）のようにレジスト８５０を塗布
してパターニングする。この後、図２４（Ｈ）に示すよ
うに、Ａｌ膜８４８をエッチングすることで、ミラー保
持板８１２、ヒンジ８１４及びヒンジ保持ポスト８１６
が形成される。

【００１４】次に、図２５に示すプロセスにより上層８
００を形成する。このために、図２５（Ａ）に示すよう
に、レジスト８５２を厚く塗布し、同図（Ｂ）に示すよ
うにパターニングを行う。さらに、Ａｌ（アルミニウ
ム）膜８５４を蒸着し、その表面の一部にＡｌ酸化膜８
５６を形成した後、端部のＡｌ膜８５４をエッチングで
除去することで、ミラー８０２及びミラー保持ポスト８
０４が形成される（図２６（Ｃ）〜（Ｅ）参照）。

【００１５】最後に、図２５（Ｆ）に示すように、レジ
スト８４２及び８５２を除去することで、上層８００と
中間層８１０との間に空間が形成され、かつ、中間層８
１０と下層８３０との間に空間が形成される。

【００１６】しかしながら上記のプロセスでは、ＤＭＤ
の歩留まりが高くとれないという問題がある。その原因
の１つは、ミラー８０２の傾斜角度を決定する要因とな
る、ミラー８０２の下面とミラー接触電極８２２，８２
４との間の距離の設定を、図２５（Ａ）に示すレジスト
工程でのレジスト８５２の厚さに依存していたからであ
る。

【００１７】通常、この種のレジストはスピンコーティ
ング法により形成され、レジスト厚さの均一性を高める
ことさえ困難であるのに、ましてやスピンコーティング
法にてレジスト８５２の厚さを一定値に設定すること
は、極めて困難な技術となる。

【００１８】また、従来のスピンコーティング法では、
ウェハ面積が大きくなるほど、そのレジスト膜の面内均
一性さえも確保することが困難であり、ましてやレジス
ト膜の厚さを一定値にすることは、大口径化の半導体ウ
ェハではほとんど不可能である。従って、同時に多数の
素子を１枚の半導体ウェハから形成することは困難であ
り、スループットも低下する。

【００１９】上記の問題の他の１つは、図２５（Ｆ）に
示すレジスト除去工程において、ミラー８０２またはヒ
ンジ８１４の下方であって、奥まった領域のレジストを
完全に除去することが困難となることである。もしこの
ような異物が残存したとすれば、ミラー８０２とアドレ
ス電極８１８，８２０がショートし、又はミラーの変位
が妨げられ、あるいはミラー接触電極８２２，８２４と
アドレス電極８１８，８２０がショートしてしまう。

【００２０】上記の構造のＤＭＤの他の問題は、ミラー
８０２の中心領域に凹部８０６が形成されてしまうこと
である。図２５（Ｃ）のＡｌ蒸着工程において、トレン
チ部分にＡｌを蒸着すると、必ずこのトレンチと対向す
る位置が窪んでしまい、これに起因して凹部８０６が生
ずることは防止し得ない。

【００２１】この３層構造のＤＭＤでは、ヒンジ８１４
がミラー８０２と同一平面上に存在しないため、ミラー
８０２の開口面積が増大し、光利用率が高まることを効
果としている。

【００２２】しかしながら、この広面積のミラー８０２
の中心には凹部８０６が形成され、光強度の強い光軸上
にこのような凹部８０６が存在すると、乱反射によって
かえって光利用率が低下してしまう。あるいは、乱反射
された光が他の画素の情報として入力されてしまい、画
質が低下するという問題も指摘される。又、凹部８０６
の側壁が垂直に加工できたとしても、光有効利用面積が
減少する。

【００２３】そこで、本発明の目的とするところは、
高い歩留まりにて製造できる微小ミラーを備えた光変
調装置及びその製造方法を提供することにある。

【００２４】本発明の他の目的は、微小ミラー面上にて
乱反射が生ずることなく、正確な光変調制御を行うこと
のできる微小ミラーを備えた光変調装置及びその製造方
法を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、導電性の
シリコン製ミラー基板と電極基板とを接合して、微小ミ
ラーを有する光変調装置を製造している。ここで、導電
性のシリコン製ミラー基板は、一ライン状又はマトリク
ス状に配列された複数の微小ミラーと、前記微小ミラー
を一方向にて連結するトーションバーと、前記トーショ
ンバーの両端が連結され、を有し、少なくとも前記微小
ミラーの片面に反射層が形成されている。

【００２６】前記電極基板は、中央領域の凹部と、その
周囲の立ち上げ部と、前記凹部内であって各々の前記微
小ミラーと対応する位置に導電層が形成され、クーロン
力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、前
記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位
置にて前記凹部より突出形成された支柱部と、を有す
る。

【００２７】前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板
とを接合する工程では、少なくとも前記シリコン製ミラ
ー基板の前記トーションバーの中間部と前記電極基板の
前記支柱部とを対面させている。

【００２８】こうすると、ガラス製電極基板に予め形成
される凹部の深さを精度よく形成すれば、微小ミラーの
振れ角をロット間で正確に設定できる。また、微小ミラ
ーの表面に形成される反射層も平坦にでき、乱反射のな
い面に形成することができる。

【００２９】特に、電極基板が例えばＮａ等のアルカリ
金属を含むガラス製電極基板の場合、陽極接合により両
基板を接合できる。こうすると、基板間に接着層などを
要しないため、微小ミラーの振れ角をロット間でより正
確に設定できる。

【００３０】なお、この接合方法は陽極接合に限らず、
直接接合、共晶接合等でも良く、各接合方法については
詳細を後述する。また、電極基板の材質としては、接合
工程が加熱下で行われる場合には、シリコンと熱膨張係
数が近いことが好ましい。

【００３１】前記シリコン製ミラー基板には、トーショ
ンバーの両端部が連結された枠状部を形成することもで
きる。この場合、トーションバーの両端部及び枠状部
は、電極奇人の立ち上げ部と接合される。そして、この
接合の後に、トーションバーの両端部を枠状部から切り
離す工程を実施している。

【００３２】こうすると、複数本のトーションバーの相
互の位置関係は枠状部により維持されるので、１本ずつ
位置決めしなくても相互の位置関係を保って電極基板に
接合できる。

【００３３】ここで、シリコン製ミラー基板を製造する
前記（ａ）工程は、シリコン基板中に不純物をドープし
てドープ層を形成する工程と、前記シリコン基板の一面
に窓形成用の第１のマスクを、他の一面に前記複数の微
小ミラー及び前記トーションバーを形成するための第２
のマスクをそれぞれパターニングする工程と、前記第１
のマスクを用いて、前記ドープ層が露出するまで前記シ
リコン基板をエッチングする工程と、前記第２のマスク
を用いて、前記ドープ層をエッチングする工程と、前記
第１、第２のマスクを除去し、前記ドープ層により前記
微小ミラー及びトーションバーを形成する工程と、前記
ドープ層の前記微小ミラーの片面に前記反射層を形成す
る工程と、を有して実施できる。

【００３４】本発明方法の他の態様によれば、シリコン
製ミラー基板が完成する前のシリコン基板の状態で、電
極基板との接合を実施している。

【００３５】電極基板は、中央領域の凹部と、その周囲
の立ち上げ部と、前記凹部内であって各々の前記微小ミ
ラーと対応する位置に導電層が形成され、クーロン力に
より前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、一方向
で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて凹
部より突出形成された支柱部と、を有する。

【００３６】これに接合されるのは、片面に不純物がド
ープされたドープ層を有するシリコン基板である。この
とき、少なくとも前記電極基板の支柱部を前記ドープ層
と対面させて接合する。

【００３７】この工程では、微小ミラー等が形成される
前であるので、接合時の位置合わせが容易となる。

【００３８】この後、ドープ層のみ残してシリコン基板
をエッチングして除去し、そのドープ層の表面に反射層
を形成する。

【００３９】その後、ドープ層のエッチング工程を実施
する。この時、前記電極群と対向する位置に複数の前記
微小ミラーを形成される。また、前記微小ミラーを一方
向にて連結し、該一方向にて隣合う２つの前記微小ミラ
ー間で前記支柱部と接合されたトーションバーが形成さ
れる。

【００４０】このエッチング工程のためのパターニング
時に、予め電極基板に形成された電極郡との位置関係を
考慮すれば、ホトリソグラフィ工程の精度で微小ミラー
を高精度にて形成できる。

【００４１】この方法では、接合時の基板位置合わせが
容易であり、しかも微小ミラー等は接合後に形成できる
ので、高密度で微小ミラーを配置する場合に適してい
る。

【００４２】なお、上記の方法においても陽極接合法を
採用することができ、また、シリコン製ミラー基板に枠
状部を形成しても良い。

【００４３】高密度で微小ミラーを配置する場合、電極
基板を透明なガラス基板とし、そのガラス製電極基板側
から前記電極群のパターンの位置を観測し、そのパター
位置を基準にして、前記シリコン製電極基板のエッチン
グのためのマスクパターン合わせ実施するとよい。

【００４４】上述の各方法発明では、前記ドープ層の不
純物濃度を１×１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³以上とすると、前
記シリコン基板のエッチング時に前記ドープ層をエッチ
ングストップ層として用いることができる。

【００４５】また、前記ガラス製電極基板を形成する工
程として、前記立ち上げ部及び支柱部と対応する位置を
マスクして、アルカリ金属を含有するガラス板をエッチ
ングして、所定深さの前記凹部を形成する工程と、前記
凹部の底面に、前記電極群を形成する工程と、を有する
とよい。この場合、微小ミラーの振れ角に影響する凹部
の深さは、エッチンの条件に依存させて形成できる。

【００４６】前記電極群を透明電極例えばＩＴＯ（イン
ジウム・ティン・オキサイド）にて形成し、接合される
前記ガラス製電極基板と前記シリコン製ミラー基板との
間に、異物混入があるか否かを前記ガラス製電極基板側
から検査する工程をさらに有することができる。この検
査を接合前に行えば歩留まりが向上し、接合後に行って
も、異物混入という不良原因が容易に判明する。

【００４７】前記シリコン製ミラー基板を覆い、かつ、
傾斜駆動される微小ミラーと干渉しない位置にて、前記
シリコン製ミラー基板上に透明カバー基板を接合する工
程をさらに有することができる。

【００４８】この透明カバー基板により、微小ミラーの
傾斜駆動を妨げる異物の混入を防止して、素子を保護で
きる。

【００４９】本発明装置は、不純物がドープされた導電
性のシリコン製ミラー基板と、電極基板とが接合されて
一体化され、前記シリコン製ミラー基板は、一ライン状
又はマトリクス状に配列され、片面に反射層が形成され
た複数の微小ミラーと、前記微小ミラーを一方向にて連
結するトーションバーと、を有し、前記電極基板は、中
央領域の凹部と、その周囲の立ち上げ部と、前記凹部内
であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に形成さ
れ、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる
電極群と、前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間
と対応する位置にて凹部より突出形成された支柱部と、
を有し、少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記ト
ーションバーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とが
対面して、前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板と
が接合されていることを特徴とする。この接合も、陽極
接合、直接接合又は共晶接合などにより行われる。

【００５０】ここで、前記微小ミラー上に形成された反
射層の全表面が平坦面に形成される。これにより、入射
角と等しい反射角にて入射光を反射させることができ
る。

【００５１】前記電極群は透明電極例えばＩＴＯ（イン
ジウム・ティン・オキサイド）にて形成されることが好
ましい。ガラス製電極基板から透視して、電極郡と微小
ミラーとの間の異物混入の不良原因が容易に判明するか
らである。

【００５２】前記微小ミラーが前記電極群と対向する面
側に、絶縁膜を形成するとよい。こうすると、異物の混
入があっても、微小ミラーと電極郡との間のショートと
いう深刻な状態を回避できる。

【００５３】前記微小ミラーに形成された前記絶縁膜と
対向する前記電極群の表面を粗面に形成するとさらによ
い。絶縁膜と電極群との接触面積が減少し、絶縁膜の帯
電に起因した微小ミラーの電極群への張り付きを防止で
きる。

【００５４】前記電極群の前記表面に２００オングスト
ローム以上の高さの凸部が設けられて、前記粗面が形成
することが好ましい。これにより、微小ミラーと電極群
との張り付きを防止できる表面荒さを確保できる。な
お、この凸部の高さの上限は、微小ミラーが電極群と平
行な状態の時の微小ミラー、電極群間のギャップをＧと
したとき、Ｇ／３以下である。これにより、機能上必要
とされる微小ミラーの偏向角が最低限確保される。

【００５５】この微小ミラーの張り付きを防止するに
は、前記絶縁膜上であって、前記トーションバーより離
れた位置に絶縁性突起を形成してもよい。

【００５６】この微小ミラーの張り付きを防止するさら
に他の対策として、前記ガラス製電極基板の前記凹部の
底面より、前記立ち上げ部及び前記支柱部の天面より低
い高さで突出形成され、傾斜駆動時に前記微小ミラーと
当接して傾き角を決定する絶縁性ストッパーを形成する
こともできる。

【００５７】本発明の光変調装置を用いて、種々の電子
機器を構成することができる。

【００５８】例えば、プロジェクションランプと、前記
プロジェクションランプより出射された光を、画素毎に
配置された複数の微小ミラーの傾斜駆動によりそれぞれ
反射させて、画素毎に変調された反射光とする光変調装
置と、前記光変調装置からの反射光をスクリーンに向け
て拡大投影するプロジェクションレンズと、によりプロ
ジェクターを構成できる。

【００５９】あるいは、潜像が形成される感光体と、レ
ーザ光源からのレーザ光を、アレー状に配列された複数
の微小ミラーの傾斜駆動により順次反射させて、一方向
に走査しながら変調された反射光を前記感光体に向けて
出射して前記潜像を形成する光変調装置と、前記感光体
に形成された潜像を現像する現像装置と、前記感光体上
の現像を記録媒体上に転写する転写装置と、により電子
写真装置を構成できる。

【００６０】さらには、誘導電圧が任意に設定された複
数の誘導コイルと、光変調装置と、各々の前記誘導コイ
ルと前記光変調装置の電極群とを接続する配線パターン
とを有し、各々の前記誘導コイルにて生ずる誘導電圧に
基づき、複数の前記微小ミラーをそれぞれ傾斜駆動させ
て、前記微小ミラーでの反射光により所望の光信号を生
成する光スイッチ装置を構成することができる。

【００６１】さらには、露光源からの光をマスクを介し
て被露光体に出射して、前記被露光体を露光する露光装
置において、前記露光源からの光を、各々の微小ミラー
にて反射させて、変調された光を前記被露光体に出射す
る光変調装置を設けてもよい。

【００６２】こうすると、半導体ウエハなどの被露光体
に、露光工程を利用して、ロット番号などのＩＤ情報を
記録することができる。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る微小ミラーを
備えた光変調装置及びその製造方法の実施例について、
図面を参照して説明する。

【００６４】（第１実施例） 光変調装置の構造説明 図１は、第１実施例に係る光変調装置の主要構成要素を
示す組立分解斜視図である。同図において、この光変調
装置は大別して、シリコン製ミラー基板１００、ガラス
製電極基板２００及びカバーガラス基板３００から構成
されている。

【００６５】シリコン製ミラー基板１００は、マトリク
ス上に配列された複数の微小ミラー１０２を有する。こ
の複数の微小ミラー１０２の内、一方向例えば図１のＸ
方向に沿って配列された微小ミラー１０２は、トーショ
ンバー１０４にて連結されている。さらに、複数の微小
ミラー１０２が配置される領域を囲んで枠状部１０６が
設けられている。この枠状部１０６は、複数本のトーシ
ョンバー１０４の両端と連結されている。

【００６６】この微小ミラー１０２は、図２に拡大して
示すように、トーションバー１０４との連結部分の周囲
にスリット１０８が形成されている。このスリット１０
８を形成することで、図２に示す矢印方向への微小ミラ
ー１０２の傾き駆動を容易にしている。さらに微小ミラ
ー１０２の表面には、反射層１０２ａが形成されてい
る。そして、後述する駆動により微小ミラー１０２が傾
斜駆動されることで、この微小ミラー１０２に対して入
射する光の反射方向が変化する。そして、所定反射方向
に向けて光を反射させる時間を制御することによって、
光の変調を行うようにしている。

【００６７】なお、図２及び図３（Ａ），（Ｂ）に示す
微小ミラー１０２及びトーションバー１０４の各種寸法
は、下記の通りである。

【００６８】 最小値 最大値 ミラー幅 Ｗ１ １０μ １００μ ミラー長さ Ｌ１ １０μ １００μ ミラー厚さ Ｔ１ １μ ５μ トーションバー幅 Ｗ２ １μ ５μ トーションバー厚さＴ２ ０．５μ ５μ トーションバー長さＬ２ ５μ ２０μ 凹部深さ Ｈ ０．５μ ２０μ 偏向角 θ ±５ ° ±２０° 図１に示すガラス製電極基板２００は、中央領域に凹部
２０２を有し、その周囲に立ち上げ部２０４を有する。
立ち上げ部２０４の一辺は切り欠かれて電極取出口２０
６とされ、この電極取出口２０６の外側には、凹部２０
２と連続する電極取出板部２０８が形成されている。

【００６９】このガラス製電極基板２００の凹部２０２
には、Ｘ方向で隣り合う２つの微小ミラー２０２間のト
ーションバー１０４と対向する位置にて、凹部２０２よ
り突出形成され、立ち上げ部２０４の天面と同じ高さを
有する多数の支柱部２１０を有する。

【００７０】さらに、ガラス製電極基板２００の凹部２
０２及び電極取出板部２０８上には、配線パターン部２
１２が形成されている。この配線パターン部２１２は、
図２に示すように、トーションバー１０４を挟んだ両側
の微小ミラー１０２の裏面と対向する位置に、それぞれ
第１，第２のアドレス電極２１４，２１６を有する。そ
して、Ｙ方向に沿って配列された第１のアドレス電極２
１４は第１の共通配線２１８に共通接続されている。同
様に、Ｙ方向に沿って配設された第２のアドレス電極２
１６は、第２の共通配線２２０に共通接続されている。

【００７１】上記の構造を有するガラス製電極基板２０
０の上に、図１に示すようにして、シリコン製ミラー基
板１００が陽極接合される。このとき、シリコン製ミラ
ー基板１００のトーションバー１０４の両端部及び枠状
部１０６と、ガラス製電極基板２００の立ち上げ部２０
４とが接合される。さらに、シリコン製ミラー基板１０
０のトーションバー１０４の中間部と、ガラス製電極基
板２００の支柱部２１０とが陽極接合される。さらにそ
の後、シリコン製ミラー基板１００の枠状部１０６上
に、カバーガラス基板３００が接合される。そして、枠
状部１０６と連結されていた各々のトーションバー１０
４の両端部が、枠状部１０６から切り離される位置にて
ダイシングされる。さらに、ガラス製電極基板２００の
立ち上げ部２０４に切り欠き形成された電極取出口２０
６を含む周縁部が、封止材により封止密閉され、第１実
施例に係る光変調装置が完成する。ここで、光変調装置
の内部を種々の方法により真空にすると、微小ミラーの
駆動時に抵抗が少なく、応答動作の高速性、消費電力の
低下が図られる。

【００７２】光変調駆動原理の説明 微小ミラー１０２のＯＮ傾斜駆動の際には、図１に示す
Ｘ方向に沿って配列された複数の微小ミラー１０２に対
して、トーションバー１０４を介して同時に通電する。
一方、これと同時に図１に示す第１，第２のアドレス電
極２１４、２１６を一組として点順次又は線順次で駆動
し、通電されるトーションバー１０４を、図１のＹ方向
に向けて順次選択することで、マトリックス状に配列さ
れた微小ミラー１０２を所定のサイクルにてＯＮ傾斜駆
動することができる。

【００７３】一方、微小ミラー１０２をＯＦＦ傾斜駆動
するには、第１，第２のアドレス電極２１４，２１６に
加わる電圧の極性を、ＯＮ傾斜駆動時とは逆にすればよ
い。これにより、微小ミラー１０２はＯＮ傾斜駆動時と
は逆の方向に傾斜駆動される。

【００７４】光変調装置の製造方法の説明 第１実施例に係る光変調装置の製造方法について、図４
及び図５を参照して説明する。まず、シリコン製ミラー
基板１００の製造プロセスについて説明する。

【００７５】（Ｉ）シリコン製ミラー基板１００の製造
プロセス （１）ドープ層を有するシリコン基板の形成工程 この工程では、図４（Ａ）に示すシリコン基板１１０の
片面に、図４（Ｂ）に示すドープ層１１２を形成してい
る。このために、シリコン基板１１０上に、例えばボロ
ンドープ材をスピンコーティング法にて塗布する。この
ボロンドープ材は、有機溶剤の中にＢ₂Ｏ₃を混ぜたもの
で、例えば東京応化（株）のＰＢＦを用いることができ
る。このとき、ボロンドープ材の膜厚は、シリコン基板
１１０のスピン回転条件及びボロンドープ材の粘度に依
存して調整できる。

【００７６】本実施例では、ボロンドープ材の粘度を５
０〜１００ｃｐとし、スピン回転条件を変化させること
で、ボロンドープ材の膜厚を０．５〜５．０μｍの範囲
で変化させることができた。

【００７７】このボロンドープ材のスピンコーティング
後に、加熱炉にて１００〜１８０℃で２０〜４０分間加
熱し、ボロンドープ材中の溶剤を蒸発させるとよい。本
実施例では、１４０℃にて３０分間ベークを行った。さ
らに、４００〜８００℃の酸素雰囲気炉で１〜２時間焼
成し、バインダーを除去する。本実施例では、６００℃
で１時間の焼成を行った。その後の熱拡散工程は、窒素
雰囲気中で８００〜１２００℃で４時間から１０時間か
けて熱拡散が行われる。本実施例では、１１００℃にて
６時間熱拡散工程を実施した。

【００７８】この結果、ボロンドープ材中のボロン
（Ｂ）がシリコン基板１１０の内部に熱拡散され、シリ
コン基板１１０の下面に、図４（Ｂ）に示すボロンドー
プ層１１２を形成することができた。この熱拡散工程で
の温度及び処理時間により、ボロンドープ層１１２の厚
さを調整することができ、本実施例では１０００℃で６
時間かけて熱拡散処理を行うことで、２〜３μｍのボロ
ンドープ層１１２を形成することができた。

【００７９】このとき、ボロンドープ１１２中のボロン
濃度は、好ましくは１×１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³以上であ
ることが好ましい。こうすると、後述するシリコン基板
１１０のエッチング工程において、このボロンドープ層
１１２をエッチングストップ層として機能させることが
できる。

【００８０】ボロンドープ層を形成するには、ボロン拡
散板法を採用することもできる。このとき、シリコン基
板のボロンドープしたい面を、例えばテクネグラス社製
のボロンプラス板（商品名）を対向させて配置する。両
者間の間隔は、０．５〜４．０ｍｍ、さらに好ましくは
２．０〜３．０ｍｍとするとよい。この対向配置関係を
維持したまま、加熱炉にて８００〜１２００℃、例えば
１１００℃で、窒素流量３〜８リットル／ｍｉｎ例えば
６リットル／ｍｉｎにて、１時〜６時間例えば２時間か
けて熱拡散工程を実施してもよい。

【００８１】さらに他の方法として、イオン注入法を採
用してもよい。この時の加速エネルギーは２０〜５０ｋ
ｅＶで、最適値は３５ｋｅＶである。また、加速電子の
数を示すドーズ量は、２×１０¹⁸〜８×１０¹⁸個が適当
で、望ましくは４×１０¹⁸個である。さらに、ビーム電
流は１．５〜４．５ｍＡが適当で、望ましくは３．０ｍ
Ａである。これらの条件でイオン打ち込みを行うと、
０．５〜４μｍのボロンドープ層が形成できた。

【００８２】（２）熱酸化工程 次に、ボロンドープ層１１２が形成されたシリコン基板
１１０を熱酸化炉に搬入し、図４（Ｃ）に示すように、
このシリコン基板１１０の周囲に熱酸化膜１１４を形成
する。本実施例では、ウェット酸化法にて１０００℃の
温度にて４時間かけて熱酸化処理を行うことで、１μｍ
の厚さの熱酸化膜１１４を形成した。このとき、ボロン
ドープ層１１２も熱酸化され、その表面にも熱酸化膜１
１４が形成される。

【００８３】（３）パターニング工程 次に、熱酸化膜１１４を有するシリコン基板１１０を、
ホトリソグラフィ工程を実施することで、図４（Ｄ）に
示すようにパターニングを行った。同図に示すとおり、
シリコン基板１１０の表面側には、中心領域に窓を形成
するための第１のマスク１１６をパターニングした。シ
リコン基板１１０のボロンドープ層１１２を有する下面
は、図１〜３に示す微小ミラー１０２、トーションバー
１０４、枠状部１０６及びスリット１０８などを形成す
るための第２のマスク１１８をパターニングした。この
パターニングのために、熱酸化膜１１４の表面及び裏面
にそれぞれレジスト塗布、露光及び現像を行った。現像
工程後、緩衝フッ酸溶液を用いて所定領域の熱酸化膜
（酸化シリコン膜）１１４を除去した。その後レジスト
剥離を行うことでパターニング工程が終了する。このレ
ジスト剥離は、例えば硫酸と過酸化水素水の混合液を８
０℃にて加熱して使用することができる。

【００８４】（４）シリコン基板１１０のエッチング工
程 次に、図４（Ｅ）に示すように、シリコン基板１１０の
上面側に形成された第１のマスク１１６を使用して、シ
リコン基板１１０をエッチングして除去した。このエッ
チング工程は、１〜４０重量％の濃度のＫＯＨ水溶液を
用いて、シリコン基板１１０をウエットエッチングし
た。ＫＯＨ水溶液の濃度は、１０重量％前後が最適であ
る。このエッチング工程の反応は、下記の反応式に従っ
て行われる。

【００８５】 Ｓｉ＋２ＫＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→Ｋ₂ＳｉＯ₃＋２Ｈ₂ ここで、図４（Ｅ）に示すように、シリコン基板１１０
の表面１１０ａの結晶面方位を（１００）とすると、エ
ッチングにより形成される側壁１１０ｂは５５℃の角度
を持った傾斜壁となる。これに対して、表面１１０ａの
結晶面方位を（１１０）とすると、側壁１１０ｂはほぼ
垂直な壁とでき、異方性の高いエッチングを実現でき
る。こうすれば、より広い面積を光変調が可能な面とす
ることができる。

【００８６】この場合のエッチング終点検出は、シリコ
ン基板１１０の反応により生ずる水素気泡を観測し、水
素気泡がなくなった時点を終点とすることができる。あ
るいは、ボロンドープ層１１２の不純物濃度を、１×１
０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³以上とすることで、このボロンドー
プ層１１２をエッチングストップ層として機能させるこ
とができる。

【００８７】なお、この工程で用いられるエッチング液
としては、ＫＯＨ水溶液以外では、ＴＭＡＨ（テトラメ
チル水酸化アンモニウム）水溶液、ＥＰＤ（エチレンジ
アミン−ピロカテコール−ジアジン）水溶液またはヒド
ラジン水溶液などを使用することができる。

【００８８】（５）ボロンドープ層１１２のエッチング
工程 次に、図４（Ｆ）に示すように、熱酸化膜１１４の下面
に形成された第２のマスク１１８を使用して、ボロンド
ープ層１１２をドライエッチングする。

【００８９】このドライエッチングは、エッチング速度
が速く量産に適したＲＩＥ（反応性イオンエッチング）
を用いることが好ましい。このとき、処理ガスとして、
ＣＦ₄を３０〜６０ｓｃｃｍ、Ｏ₂を３０〜６０ｓｃｃｍ
導入し、１３．５６ＭＨｚの高周波電源のパワーを、４
００〜８００Ｗ、特に最適地として６００Ｗに設定し
た。チャンバ内圧力は、好ましくは０．０５〜０．３０
Ｔｏｒｒであり、本実施例では最適値である０．１５Ｔ
ｏｒｒを採用した。本実施例では２μｍのボロンドープ
層をエッチングするのに、１５〜３０分のエッチング時
間を要した。

【００９０】このボロンドープ層１１２をドライエッチ
ングすることで、図１〜３に示す微小ミラー１０２、ト
ーションバー１０４、枠状部１０６及びスリット１０８
がそれぞれ形成される。

【００９１】（６）熱酸化膜１１４の剥離工程 この熱酸化膜１１４は、（５）の工程の耐エッチングマ
スク材として使用された後に剥離される。剥離させる方
法としては、例えば、（３）パターニング工程で説明し
たように、緩衝フッ酸溶液を用いることができる。ま
た、１０％程度の希フッ酸溶液を用いても良い。この工
程の実施例により、図４（Ｇ）に示すように、ボロンド
ープ層１１２で形成された枠状部１０６に、微小ミラー
１０２、トーションバー１０４などが支持された状態を
得ることができる。

【００９２】（７）反射層１０２ａの蒸着工程 次に、ボロンドープ層１１２にて形成された微小ミラー
１０２の表面に、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる
反射層１０２ａを、例えば０．２〜２μｍの厚さにて蒸
着する。反射層１０２ａの膜厚が上限を越えると、微小
ミラー１０２の慣性モーメントが大きくなって、駆動時
の応答速度が遅くなったり、傾斜駆動する際の駆動電圧
が高くなる。上記膜厚範囲の下限を下回ると、ボロンド
ープ層１１２の全面に均一厚さで反射層１０２ａを形成
することが困難となる。

【００９３】このとき、微小ミラー１０２の表面以外の
部分、すなわちトーションバー１０４にはＡｌが付着し
ないようにマスキングしてもよいが、本実施例のように
トーションバー１０４上にも反射層１０２ａを形成して
もよい。枠状部１０６の表面に残存するシリコン基板１
１０の天面は、その後ガラス製電極基板２００と陽極接
合される領域であるため、この部分に陽極接合を妨げる
異物が付着しないようにマスキングすることが重要であ
る。

【００９４】なお、反射層１０２ａの材質としては、可
視光を効率よく反射できるものであればよく、例えば銀
（Ａｇ）を用いることもできる。また、反射層１０２ａ
の形成工程は、必ずしも蒸着方法を用いるものに限ら
ず、例えばスパッタを採用することもできる。

【００９５】この反射層１０２ａの形成工程では、その
下地材であるボロンドープ層１１２が平坦であるから、
その上に形成される反射層１０２ａも平坦に形成するこ
とができる。これにより、反射層１０２ａに入射される
光を、その入射角と等しい反射角にて反射させることが
でき、この光変調装置を用いて表示装置を構成した場
合、コントラストを向上させることが可能となる。

【００９６】以上の各工程の実施により、図１〜３に示
すシリコン製ミラー基板１００が完成する。この後、図
４（Ｉ）に示すように、シリコン製ミラー基板１００、
ガラス製電極基板２００及びカバーガラス基板３００の
接合が行われることになる。この接合工程を説明する前
に、図５を参照して、ガラス製電極基板２００の製造プ
ロセスについて説明する。

【００９７】（ＩＩ）ガラス製電極基板２００の製造プ
ロセス 図５（Ａ）に示すように、ガラス製電極基板２００のベ
ースとなるガラス基板２３０は、後述する陽極接合を行
うために、アルカリ金属例えばナトリウム（Ｎａ）を含
有したガラス基板を用いている。この種のガラス基板２
３０としては、ホウケイ酸ナトリウムガラスを用いるこ
とができ、例えばコーニング社製のパイレックスガラス
（商品名）を用いることができる。特に、陽極接合時に
ガラス基板２３０を加熱するため、シリコンと熱膨張係
数がほぼ等しいことを考慮すると、コーニング＃７７４
０（商品名）が最適である。

【００９８】以下、このガラス基板２３０を用いたガラ
ス製電極基板２００の製造プロセスについて説明する。

【００９９】（１）凹部２０２等のパターニング工程 ガラス基板２３０上へのレジスト塗布、露光及び現像工
程を実施することで、図５（Ｂ）に示すように、ガラス
基板２３０の表面に、レジストパターン部２３２を形成
する。レジストパターン部２３２は、立ち上がり部２０
４、支柱部２１０の相当箇所に形成される。

【０１００】（２）凹部２０２等の形成のためのエッチ
ング工程 このレジストパターン部２３２をマスクとして、ガラス
基板２３０をフッ酸水溶液を用いてウエットエッチング
する。これにより、図５（Ｃ）に示す凹部２０２の他、
電極取出口２０６及び電極取出板部２０８も同時に形成
される。この凹部２０２の深さは、処理時間及び温度な
どのエッチング条件を変更することで調整できる。

【０１０１】この凹部２０２の深さは、微小ミラー１０
２の振れ角を決める重要な要素であるため、上記のエッ
チング条件を調整して、ロット間で等しい深さの凹部２
０２を形成する必要がある。

【０１０２】（３）レジスト剥離工程 このレジスト剥離は、硫酸＋過酸化水素水の混合液を用
いることで行うことができ、これにより図５（Ｄ）に示
すように、ガラス基板２３０に形成された立ち上げ部２
０４の天面から、レジストパターン部２３２を剥離させ
ることができる。

【０１０３】（４）配線パターン部２１２の形成工程 この配線パターン部２１２を、凹部２０２及び電極取出
板部２０８上に形成するために、まず、図５（Ｅ）に示
すように、ガラス基板２３０の全面に、例えばアルミニ
ウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）又はＩＴＯにて
代表される透明電極などを材質とする電極膜２３４を形
成する。この電極膜２３４は、蒸着法、スパッタ法又は
イオンプレーティング法等により形成することができ
る。その後、この電極膜２３４上に、ホトリソグラフィ
工程を実施することでレジストパターン部２３６を形成
する（図５（Ｆ）参照）。その後、このレジストパター
ン部２３６をマスクとして使用して、電極膜２３４をエ
ッチングする。このエッチングは、ウエットエッチング
により実施できる。

【０１０４】その後、図５（Ｇ）に示すように、配線パ
ターン部２１２上のレジストパターン部２３６を剥離す
ることで、ガラス製電極基板２００が完成する。このと
き用いる剥離材は、電極膜２３４の材質により適宜選択
される。電極膜２３４の材質をＩＴＯとすることもでき
る。この場合には、硫酸＋過酸化水素水の混合液からな
る剥離液は、ＩＴＯ自体が溶解するため使用できないの
で、その代わりに有機溶剤系の剥離液を使用することが
できる。

【０１０５】（ＩＩＩ）シリコン製ミラー基板１００と
ガラス製電極基板２００との陽極接合図６に示すよう
に、位置合わせ機構３１４上に搭載されたホットプレー
ト３１０上にガラス製電極基板２００を載置し、その上
にシリコン製ミラー基板１００を載置する。このとき、
ガラス製電極基板２００に形成された第１，第２のアド
レス電極２１４，２１６と、シリコン製ミラー基板１０
０に形成された微小ミラー１０２とが、それぞれ対向す
る位置に位置合わせする。この位置合わせは、上方より
顕微鏡３１６にて観察しながら、位置合わせ機構３１４
によりガラス製電極基板２００を二次元平面で移動させ
ることで行われる。

【０１０６】また、陽極接合の際に、基板１００、２０
０間にゴミなどの異物が混入していると、微小ミラー１
０２と配線パターン部２１２とがショートし、不良品と
なってしまう。そこで、両基板１００、２００を接合す
る前に、異物混入の有無を確認する検査を行うことが重
要である。この検査は、両基板１００、２００を重ね合
わせる前に行うことができると共に、配線パターン部２
１２を透明電極例えばＩＴＯにて形成した場合には、両
基板を重ね合わせても、ガラス製電極基板２００の下側
より顕微鏡にて観察して行うことができる。

【０１０７】その後、シリコン製ミラー基板１００及び
ガラス製電極基板２００を直流電源３１２に接続する。
シリコン製ミラー基板１００は電源３１２のプラス端子
に、ガラス製電極基板２００は電源３１２のマイナス端
子にそれぞれ接続される。そして、ホットプレート３１
０により、ガラス製電極基板２００を２５０〜４５０
℃、例えば３５０℃に加熱し、電源３１２より３００〜
１０００Ｖ、例えば６００Ｖの電極を２〜３分間印加す
る。

【０１０８】そうすると、ホットプレート３１０により
加熱されることで、ガラス製電極基板２００中のＮａ
（プラス）が移動しやすくなる。このＮａ（プラス）の
移動により、ガラス製電極基板２００の接合面はマイナ
スに帯電し、シリコン製ミラー基板１００の接合面はプ
ラスに帯電する。この結果、両接合面間には大きなクー
ロン力が作用し、界面で化学結合が生じて静電接合が行
われることになる。これにより、シリコン製ミラー基板
１００とガラス製電極基板２００とを強固に接合するこ
とができる。

【０１０９】この陽極接合により、シリコン製ミラー基
板１００のトーションバー１０４の両端部及び枠状部１
０６が、ガラス製電極基板２００の立ち上げ部２０４と
接合され、シリコン製ミラー基板１００のトーションバ
ー１０４の中間部は、ガラス製電極基板２００の支柱部
２１０と接合される。

【０１１０】このように、シリコン製ミラー基板１００
とガラス製電極基板２００とを陽極接合することで、接
着剤を用いた場合のように、接着層の厚みを要すること
なく、両者を確実に接合できる。しかも、接着剤を用い
た場合とは異なり、接着層の厚さがばらつくくこともな
いので、図３（Ｂ）に示す凹部深さＨをロット間でほぼ
一定に設定することができる。この凹部深さＨは、微小
ミラー１０２の振れ角θを決定するものであるが、陽極
接合によりこの振れ角θをもロット間で均一に設定する
ことが可能なる。

【０１１１】カバーガラス基板３００を、ガラス製電極
基板２００と同様にＮａを含有するガラス基板で構成す
れば、シリコン製ミラー基板１００の枠状部１０６に対
して、このカバーガラス基板３００を同様に陽極接合す
ることができる。但し、シリコン製ミラー基板１００と
カバーガラス基板３００との接合は、精度を要するもの
ではないので、他の接合方法例えば接着剤を用いた接合
方法を採用することもできる。

【０１１２】（ＩＶ）封止、ダイシング及び配線工程 （１）封止工程 電極取出口２０６を封止材により封止して密閉する。こ
うすると、下記の（２）ダイシング工程にて、シリコン
製ミラー基板１００およびガラス製電極基板２００の間
に異物、水などが侵入することを防止できる。この結
果、微小ミラー１０２と配線パターン部２１２とがショ
ートすることを防止でき、処理の歩留まりを向上させる
ことができる。また、下記の（２）ダイシング工程後に
は、光変調素子３３０の２つの側面に、図７（Ｂ）に示
すようにトーションバー１０４の板厚分の微細な間隙２
４０が生じるので、この微細な間隙２４０も同様にして
封止することができる。

【０１１３】（２）ダイシング工程 図７（Ａ）に示すように、上記のようにして得られる光
変調素子３３０を複数個同時に、図４（Ａ）に示すシリ
コン基板１１０を構成する１枚のウェハ３２０上に形成
することができる。このため、光変調素子３３０の完成
後に、ウェハ３２０をダイシングして、個々の光変調素
子３３０に分離している。このダイシング工程により、
枠状部１０６に連結されていたトーションバー１０４の
両端が切り離され、図１のＹ方向にて分離されて１本ず
つ独立した電極として機能する。ダイシングにより分離
された光変調素子３３０は図７（Ｂ）に示す通りであ
る。

【０１１４】（３）配線工程 その後、分離された光変調素子３３０を、図示しない基
板上に固定し、配線を行う。図７（Ｂ）に示すように、
電極取出板３０８上の配線パターン部２１２と、側面に
露出するトーションバー１０４の端部とを、図示しない
駆動回路に接続することで配線工程を実施する。こうし
て、光変調装置が完成する。

【０１１５】（第２実施例）次に、高密度実装が可能な
光変調装置について、図８〜図１０を参照して説明す
る。

【０１１６】高密度光変調装置の全体構成 この第２実施例に係る光変調装置は、図８及び図９に示
すように、大別してシリコン製ミラー基板４００、ガラ
ス製電極基板５００及びカバーガラス基板６００を有す
る。シリコン製ミラー基板４００とガラス製電極基板５
００とは、第１実施例と同様に陽極接合される。シリコ
ン製ミラー基板４００とカバーガラス基板６００との位
置関係は、微小ミラーの振れ角には影響がないので、第
１実施例と同様に、両基板４００、６００を陽極接合以
外の例えば接着剤を用いて接合してもよい。

【０１１７】このシリコン製ミラー基板４００は、図８
のＸ方向及びＹ方向にてマトリクス状に配列された微小
ミラー４０２と、Ｘ方向に配列された微小ミラー４０２
を連結するトーションバー４０４と、このトーションバ
ー４０４の端部を連結する枠状部４０６とを有する。ト
ーションバー４０４が微小ミラー４０２と連結される連
結部の周囲にはスリット４０８が形成されている。ま
た、トーションバー４０４の一端４０４ａは、枠状部４
０６に直接連結されているのに対し、その他端４０４ｂ
は、広い面積のミラー用電極４１０を介して枠状部４０
６と連結されている。

【０１１８】枠状部４０６の一辺には、アドレス電極取
出口４１２が切り欠き形成されている。そして、多数の
微小ミラー４０２が配列された領域と、アドレス電極取
出口４１２とを仕切る仕切り部４１４が設けられてい
る。

【０１１９】このシリコン製ミラー基板４００は、シリ
コン基板上に複数同時に形成され、ダイシング工程の際
には、図８に示すＡ〜Ｄの４箇所の位置に沿って、他の
シリコン製ミラー基板と分離される。

【０１２０】図８に示すガラス製電極基板５００は、中
央領域に形成された凹部５０２と、その周囲にて立ち上
げ形成された立ち上げ部５０４を有する。この凹部５０
２には、シリコン製ミラー基板４００の仕切り部４１４
と対向する位置に中間リブ５０６が設けられてる。さら
に、凹部５０２には、図８のＸ方向にて隣接する２つの
微小ミラー４０２，４０２の間に位置するトーションバ
ー４０４と対向する位置に、支柱部５０８を有する。ガ
ラス製電極基板５００の凹部５０２には、中間リブ５０
６の両側にて、図８のＹ方向に沿って複数本の配線パタ
ーン部５１０が形成されている。この配線パターン部５
１０は、トーションバー４０４を境にして微小ミラー４
１２の２つの領域と対向する第１，第２のアドレス電極
５１２，５１４を有する。図８のＹ方向に沿って配列さ
れた複数の第１のアドレス電極５１２は、第１の共通配
線５１６に共通接続されている。同様に、図８のＹ方向
に沿って配列された複数の第２のアドレス電極５１４
は、第２の共通配線５１８に共通接続されいてる。そし
て、第１，第２の共通配線５１６，５１８の端部５１６
ａ，５１８ａが、中間リブ５０６を越えた位置まで延在
形成されている。

【０１２１】なお、このガラス製電極基板５００も、一
枚のガラス基板上に複数同時に形成され、その後一つの
光変調素子に分離する際にダイシングされる。

【０１２２】このガラス製電極基板５００をシリコン製
ミラー基板４００と陽極接合した際には、第１，第２の
共通配線５１６，５１８の各端部５１６ａ，５１８ａ
は、シリコン製ミラー基板４００に開口形成されたアド
レス電極取出口４１２を介して露出される。なお、シリ
コン製ミラー基板４００とガラス製電極基板５００とが
陽極接合された際には、第１実施例と同様に、シリコン
製ミラー基板４００のトーションバー４０４の両端部４
０４ａ，４０４ｂ及び枠状部４０６と、ガラス製電極基
板５００の立ち上げ部５０４とが陽極接合される。ま
た、シリコン製ミラー基板４００のトーションバー４０
４の中間部が、ガラス製電極基板５００の支柱部５０８
に陽極接合される。この第２実施例ではさらに、シリコ
ン製ミラー基板４００の仕切り部４１４が、ガラス製電
極基板５００の中間リブ５０６と陽極接合されるように
なっている。

【０１２３】図８に示すカバーガラス基板６００は、シ
リコン製ミラー基板４００に多数形成された微小ミラー
４０２の配置領域と対向する位置に凹部６０２を有す
る。この凹部６０２の周縁には立ち上げ部６０４が形成
されてる。製造プロセス上、複数のカバーガラス基板６
００が１枚のガラス基板から形成されるようになってお
り、ガラス基板のダイシングにより図８に示す１つのカ
バーガラス基板６００が構成される。そして、立ち上げ
部６０４の一辺６０４ａは、ダイシングされたトーショ
ンバー４０４の一端４０４ａと重合する位置に配置され
る。立ち上げ部６０４の前記一辺６０４ａと平行な他の
一辺６０４ｂは、ダイシングされたトーションバー４０
４の他端４０４ｂと重合する位置に配置される。この結
果、シリコン製ミラー基板４００のミラー用電極４１０
は外部に露出することになる。立ち上げ部６０４の前記
各一辺６０４ａ，６０４ｂと直交する他の二辺６０４ｃ
及び６０４ｄは、それぞれシリコン製ミラー基板４００
の枠状部４０６と仕切り部４１４と重合する位置に配置
される。

【０１２４】この結果、図９に示すように、シリコン製
ミラー基板４００に開口形成されているアドレス電極取
出口４１２が外部に露出し、ガラス製電極基板５００上
に形成された第１，第２の共通配線５１６，５１８への
配線が可能となる。なお、この配線後は、アドレス電極
取出口４１２は封止材により封止密閉される。また、上
述のダイシング工程を実施すると、トーションバー４０
４の一端４０４ａ及び他端４０４ｂが存在しない領域で
は、図９に示すように、ガラス製電極基板５００の立ち
上げ部５０４と、カバーガラス基板６００の立ち上げ部
６０４との間に、トーションバー４０４の厚み分だけの
間隙５１１が生ずる。この間隙５１１も、上記と同様に
して封止材により封止密閉される。

【０１２５】光変調装置の製造プロセスについて 次に、図１０を参照して第２実施例に係る光変調装置の
製造プロセスについて説明する。なお、ガラス製電極基
板５００の製造プロセスは、図５に示すプロセスと実質
的に同一プロセスを適用できる。カバーガラス基板６０
０は、凹部６０２をエッチング形成するために、図５
（Ｂ）〜（Ｄ）のプロセスを適用すればよい。

【０１２６】以下に、この第２実施例の光変調装置の製
造プロセスに特有な点について説明する。

【０１２７】（１）ボロンドープ層４２２の形成工程 図１０（Ａ）では、シリコン基板４２０の一面に、ボロ
ンドープ層４２２が形成される。このボロンドープ層４
２２の形成は、第１実施例と同様にして行われる。

【０１２８】（２）基板４００，５００の陽極接合工程 この第２実施例に係る光変調装置の製造プロセスにて特
有な点は、図１０（Ｂ）に示すように、ボロンドープ層
４２２が形成されたシリコン基板４２０を、ガラス製電
極基板５００と陽極接合している点である。

【０１２９】この両基板４００，５００の陽極接合は、
第１実施例と同様に、図６に示す装置を用いて実施され
る。すなわち、ホットプレート３１０上に載置されたガ
ラス製電極基板５００を２５０〜４５０℃の範囲、例え
ば３５０℃まで加熱する。同時に、両基板４００，５０
０に直流電源３１２を接続し、ガラス製電極基板５００
にはマイナス電圧を、シリコン製ミラー基板４００には
プラス電圧をそれぞれ印加する。こうすると、ガラス製
電極基板５００中のＮａ（プラス）が移動し、ガラス製
電極基板５００の接続合面がマイナスに帯電し、シリコ
ン製ミラー基板４００の接合面がプラスに帯電し、両接
合面間に大きなクーロン力が作用して静電接合される。

【０１３０】この第２実施例に係る光変調装置が高密度
実装に適している理由は、両基板４００，５００を陽極
接合する際に、第１実施例のように既に形成された微小
ミラーと配線パターン部との厳密な位置合わせを行わな
くて済むからである。この厳密な位置合わせは、図１０
（Ｅ）に示す反射層４０２ａのパターニングの際に必要
となる。

【０１３１】（３）シリコン基板４２０のウエットエッ
チング工程 次に、図１０（Ｃ）に示すように、ボロンドープ層４２
２上に形成されたシリコン基板４２０を全面エッチング
する。この時のウエットエッチングは、第１実施例と同
じ例えば１０〜４０重量％の濃度のＫＯＨ水溶液を用
い、第１実施例にて示したエッチング反応式従って、シ
リコンがエッチングされて除去される。エッチング終点
検出はシリコン基板４２０の反応により生ずる水素気泡
を観測し、水素気泡がなくなった時点を終点とすること
ができる。あるいは、ボロンドープ層４２２の不純物濃
度を、１×１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³以上とすることで、こ
のボロンドープ層４２２をエッチングストップ層として
機能させることができる。

【０１３２】なお、ウエットエッチングに用いる水溶液
は、ＫＯＨ水溶液に限らず、ＴＭＡＨ水溶液、ＥＰＤ水
溶液あるいはヒドラジン水溶液などを使用することもで
きる。

【０１３３】（４）反射層４０２ａの蒸着工程 次に、図１０（Ｄ）に示すように、ボロンドープ層４２
２の全表面に、反射層４０２ａを形成する。この反射層
４０２ａとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ）を蒸着
することで形成している。この反射層４０２ａの膜厚
は、第１実施例と同様に０．２〜２μｍとすることがで
きる。

【０１３４】（５）反射層４０２ａのパターニング工程 次に、図１０（Ｅ）に示すように、一連のホトリソグラ
フィ工程を実施して、反射層４０２ａ上にレジストパタ
ーン部４２４を形成する。このレジストパターン部４２
４は、図８に示すシリコン製ミラー基板４００に形成さ
れる微小ミラー４０２、トーションバー４０４、枠状部
４０６、スリット４０８、ミラー用電極４１０、アドレ
ス電極取出口４１２及び仕切り部４１４の形状と相応し
ている。

【０１３５】反射層４０２ａがアルミニウム（Ａｌ）で
形成された場合には、燐酸と酢酸、硝酸の混合液を３０
℃に加熱して、約３分間浸積してウエットエッチングを
行うことができる。これにより、図１０（Ｅ）に示すよ
うに、反射層４０２ａのパターニングを行うことができ
る。

【０１３６】このときに、両面アライメント装置を用い
れば、０．５μｍの精度で、パターニングを行うことが
できる。すなわち、図１０（Ｅ）の下方より、すなわち
ガラス製電極基板５００の下方側より顕微鏡を介して配
線パターン部５１０の位置を認識し、同時に、シリコン
製ミラー基板４００の上方側からも顕微鏡にて観測を行
う。そして、ガラス製電極基板５００に形成された配線
パターン部５１０の認識位置を基準として、レジストパ
ターン部４２４を形成するための露光工程を実施するこ
とができる。これにより、微小ミラー４０２などと相応
する形状のレジストパターン４２４を、配線パターン部
５１０の第１，第２のアドレス電極５１２，５１４と対
向する位置に形成することができ、これにより実装密度
が高まっても精度のよいパターニングを行うことが可能
となる。

【０１３７】また、両基板４００，５００の両極接合前
に、その挟まれた空間に万一異物が混入していたとする
と、これを除去することが極めて困難になる。この異物
がガラス製電極基板５００の配線パターン部５１０と付
着すると、微小ミラー４０２が傾斜駆動された際に、両
者間にショートが生じ、不良となって歩留まりが低下し
てしまう。

【０１３８】そこで、この第２実施例では、両基板４０
０，５００の陽極接合の前に、透明なガラス製電極基板
５００側から光を照射し、異物の混入があるか否かを検
査している。この際に、ガラス製電極基板５００に形成
される配線パターン部５１０は、Ａｌ、Ａｇなどの金属
に代えて、透明電極例えばＩＴＯとすることが好まし
い。こうすると、ＩＴＯの表面に付着している異物をも
検出可能となる。

【０１３９】（６）ボロンドープ層４２２のドライエッ
チング工程 ボロンドープ層４２２をエッチングするには、ウエット
エッチングよりもドライエッチングが適している。その
理由は、ウェットエッチングではボロンドープ層４２２
のエッチング、水洗、乾燥の一連の工程で、外部から異
物が付着したり、乾燥しみが発生したりすることがある
が、ドライエッチングではそれがないからである。

【０１４０】ボロンドープ層４２２をドライエッチング
するには、レジストパターン部４２４を耐エッチングマ
スク材にしている。このドライエッチングは、第１実施
例の図４（Ｆ）の工程と同じ条件で実施できる。

【０１４１】（７）レジストパターン部４２４の剥離工
程 このレジストパターン部４２４は、例えばＵＶアッシン
グ装置により、ドライプロセスにてアッシングして除去
することができる。

【０１４２】（８）カバーガラス基板とシリコン製ミラ
ー基板との接合工程 このカバーガラス基板６００は、第１実施例と同様に、
精度の高い接合は不要であるため、陽極接合に代えて、
接着剤による接合を行うこともできる。

【０１４３】（９）封止工程 ダイシング時の水や異物の進入を防止するために、図９
に示す電極取出し開口４１２を封止材で封止する。ダイ
シング後に生ずる図９に示す微細な間隙５１１も、後に
同様にして封止される。

【０１４４】（１０）ダイシング工程 上述した各工程は、複数個の光変調素子を構成するため
の基板４００，５００及び６００を複数組搭載できるシ
リコン基板あるいはガラス基板の状態で行われる。そし
てカバーガラス基板６００の接合工程が終了した後に、
一つ一つの光変調素子に分離するためのダイシングが行
われる。このダイシングの際に、図８に示す位置Ａ〜Ｄ
の位置に沿って、基板４００，５００及び６００がそれ
ぞれダイシングされることになる。これにより、組立中
は相互に連結されていた複数本のトーションバー４０４
がそれぞれ分離される。

【０１４５】（１１）配線工程 最後に、分離された光変調素子のミラー電極４１０とア
ドレス電極５１２、５１４の端部５１２ａ、５１４ａ
を、図示しない駆動回路に接続して配線を行う。これに
より、光変調装置が完成する。

【０１４６】なお、上述の第１，第２実施例では、シリ
コン製ミラー基板とガラス製電極基板とを陽極接合した
例を示したが、これに代えて他の接合方法を採用するこ
ともできる。他の例として、直接接合及び共晶接合を挙
げることができる。

【０１４７】直接接合は、ミラー基板及び電極基板を共
にシリコン基板とした場合に利用できる。シリコン基板
を良く洗浄し、シリコン基板の接合面の濡れ性を良好と
した後に、例えば赤外線顕微鏡を用いて室温下で位置合
わせ及び仮止めを行う。その後、仮止めされたシリコン
基板を８００〜１２００℃、最適温度として１１００℃
にて、窒素雰囲気中で１〜４時間熱処理することで、シ
リコン基板同士を直接接合することができる。ここで、
シリコン基板の濡れ性が良好である時には、シリコン表
面元素はＳｉ−Ｏ−Ｈの結合になっている。これを熱処
理することにより、脱水反応が生じてＳｉ−Ｏ−Ｓｉの
共有結合となり、シリコン基板同士が接合される。

【０１４８】共晶接合は、電極基板の接合面をアルミニ
ウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）とした時に利用できる。
これらの金属は、３００〜３５０℃と比較的低温で合金
化し易い。例えば、Ａｕ膜を電極基板上にスパッタ法に
て形成し、そのＡｕ膜表面にシリコン製ミラー基板を接
触させ、３００〜４００℃で１〜２時間熱処理すると、
接合界面のＡｕがＳｉ中に拡散してゆき、接合界面がな
くなり接合される。

【０１４９】このように、電極基板の材質としては、採
択される接合法に応じて種々選択できる。ただし、接合
が加熱下で行われる場合には、シリコンと熱膨張係数が
近いことが好ましい。

【０１５０】（第３実施例）以下に示す第３実施例は、
微小ミラー４０２と第１，２のアドレス電極５１２，５
１４との間のショートを確実に防止できる構成を示して
いる。図１１（Ａ）に示すように微小ミラー４０２が第
１，第２のアドレス電極５１２，５１４と対向する側の
面には、絶縁膜４１６が形成されている。こうすると、
微小ミラー４０２と第１，第２のアドレス電極５１２，
５１４との間に万一異物１０が存在したとしても、絶縁
膜４１６によって、微小ミラー４０２と第１，第２のア
ドレス電極５１２，５１４との間のショートを防止でき
る。

【０１５１】微小ミラー４０２の裏面側に絶縁膜４１６
を形成すると、図１１（Ｂ）に示すように、第１，第２
のアドレス電極５１２，５１４を微小ミラー４０２の傾
動時の傾き角を決定するストッパーとして兼用すること
もできる。この種の絶縁膜は、例えば第１実施例に示す
光変調装置の場合にあっては、図４（Ｇ）に示す熱酸化
膜の剥離工程を省略することで実現できる。即ち、図４
（Ｃ）にて形成した熱酸化膜１１４を、絶縁膜として兼
用することができる。

【０１５２】微小ミラー４０２と第１，第２のアドレス
電極５１２，５１４との間のショートを防止するために
は、第１，第２のアドレス電極５１２，５１４の表面
に、絶縁をスパッタ装置等の成膜装置によって形成して
もよい。

【０１５３】微小ミラー４０２の裏面に絶縁膜４１６を
形成した場合には、第１、第２のアドレス電極５１２、
５１４の表面を粗面に形成するとよい。こうすると、微
小ミラー４０２と接触する電極５１２、５１４の接触面
積を少なくすることができる。粗面に形成しないと、微
小ミラー４０２に形成された絶縁膜４１６に、ホットキ
ャリアの帯電がおき、電極５１２、５１４への微小ミラ
ー４０２の張り付きが生じてしまう。電極５１２、５１
４の表面を粗面にするだけで、これらの弊害を防止でき
る。なお、この粗面は、好ましくは２００オングストロ
ーク以上の高さを持つ凸部を電極表面に形成することで
実現できる。

【０１５４】第１、第２のアドレス電極５１２、５１４
の表面を粗面にするには、例えばスパッタ法による成膜
時の条件を変えて粒径の大きなスパッタ粒子を用いて成
膜するとよい。あるいは、蒸着法によって電極５１２、
５１４を形成すると、その表面が粗面となる。

【０１５５】あるいは、図５（Ｃ）に示す凹部２０２等
の形成のためのエッチング工程において、エッチング条
件を変えてエッチング面を粗面にすることにより、その
上に形成されたＩＴＯ膜面を粗面にすることができる。

【０１５６】微小ミラー４０２に形成された絶縁膜４１
６と、電極５１２、５１４との接触面積を少なくするた
めには、図１２に示すように、微小ミラー４０２の両端
側であって、絶縁膜４１６の一部を下方に突出させたマ
イクロピラミッド４１６ａを形成することもできる。こ
のマイクロピラミッド４１６ａを形成するには、図１３
（Ａ）〜（Ｃ）の工程を実施すればよい。まず、同図
（Ａ）に示すように、絶縁膜４１６上に平坦な第１の酸
化膜４３０を形成する。その後この第１の酸化膜４３０
上であって、微小ミラー４０２の両端部の位置に、局所
的に第２の酸化膜４３２を形成する。

【０１５７】次に、この第１，第２の酸化膜４３０，４
３２をエッチングする。こうすると、図１３（Ｂ）に示
すように、エッチング速度が全面にて均一であるとすれ
ば、中央領域の第１の酸化膜４３０が完全に除去された
後も、その周縁領域の第１の酸化膜４３０が残存してい
る。その後引き続きエッチングを進行させると、中央領
域の絶縁膜４１６の表面のみがエッチングされ、その端
部の絶縁膜４１６がエッチングされないことになる。

【０１５８】そして、図１３（Ｃ）に示すように、その
端部に残存している酸化膜を除去することで、微小ミラ
ー４０２の両端に、絶縁膜４１６にて形成されたマイク
ロピラミッド４１６ａを形成することができる。

【０１５９】第１，第２のアドレス電極５１２，５１４
によって微小ミラー４０２の裏面に形成した絶縁膜４１
６の帯電を防止するには、図１４に示すように、ガラス
製電極基板５００の凹部５０２より突出する絶縁性スト
ッパ５３０を設けることでもよい。こうすると、微小ミ
ラー４０２の傾斜駆動時であっても、その裏面側の絶縁
膜４１６、第１，第２のアドレス電極５１２，５１４と
の距離を大きくとれることによって、帯電に伴う微小ミ
ラー４０２の張り付きを防止できる。

【０１６０】（第４実施例）次に、第１実施例または第
２実施例の光変調装置を用いて、プロジェクターを構成
する実施例について、図１５〜図１７を参照して説明す
る。

【０１６１】図１５は、１段の光変調装置７００を用い
て、プロジェクターを構成した実施例を示している。同
図に示す通り、プロジェクションランプ７０２から出射
された白色光は、コンデンサレンズ７０４を介して回転
式カラーフィルタ７０６に集光される。この回転式カラ
ーフィルタ７０６は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色の色フィルター
を有する。コンデンサレンズ７０４の集光位置に対して
各色フィルターが回転配置されることで、順次異なる色
の波長の光がフィルターを通過する。

【０１６２】回転式カラーフィルタ７０６の「Ｒ」、
「Ｇ」、「Ｂ」のフィルタを順次透過した光は、コンデ
ンサレンズ７０８、反射ミラー７１０及びハーフプリズ
ム７１２を経由して、光変調装置７００に入射すること
になる。この光変調装置７００では、外部からの映像信
号に基づいて、上述した駆動法に従って、Ｘ方向（水平
方向）の端から順次、微小ミラーを傾斜駆動させる走査
を行い、かつ、Ｙ方向（垂直方向）に順次走査すること
で、マトリクス状に配列された各々の微小ミラーにて入
射光を反射させる。これにより、微小ミラーが配置され
たマトリクス状の各画素にて、階調に応じて変調された
反射光を得ることができる。

【０１６３】この反射光は、ハーフプリズム７１２を介
して平行光としてプロジェクションレンズ７１４に入射
され、このプロジェクションレンズ７１４を介してスク
リーン７１６上にて拡大投影されることになる。

【０１６４】ここで、本実施例の光変調装置７００は、
偏光板を有することで光利用率の低い従来の液晶パネル
と比べて、光利用効率は３倍以上あり、スクリーン７１
６上に十分な明るさをもった画像を表示することが可能
となる。

【０１６５】しかも、微小ミラーの応答速度は２０μｓ
ｅｃと、従来の液晶の３０ｍｓｅｃに比べて格段に速
く、画像のちらつきをも防止することができる。さらに
は、従来の液晶パネルを利用する場には、光利用効率が
低いため、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」に対応して３枚の液
晶パネルを必要としていたため、各軸方向でのアライメ
ント調整が極めて煩雑であった。

【０１６６】これに対して、本実施例の光変調装置７０
０を用いれば、図１５に示すように１段のみで十分な明
るさを得られ、アライメント調整も極めて容易となる。

【０１６７】なお、この光変調装置７００を、図１６，
図１７に示すように、２段又は３段設けることもでき
る。図１６の場合、回転式カラーフィルタ７０７は
「Ｇ」、「Ｂ」のフィルターを有し、２つの光変調装置
７００の前段に２波長領域に分光する分光プリズム７１
７が配置される。一方、図１７の場合には、回転式カラ
ーフィルタは用いられず、３つの光変調装置７００の前
段に３波長領域に分光する分光プリズム７１８が設けら
れる。こうして、光変調装置７００を、いずれか２色の
波長に兼用し、あるいは各波長毎に独立して２段または
３段配置することも可能である。こうすれば、より明る
く鮮明な画像をスクリーン７１６上に投影することが可
能となる。

【０１６８】（第５実施例）図１８は、本実施例の光変
調装置７２０を、電子写真装置例えばレーザプリンタに
適用した実施例を示している。この実施例では、光変調
装置７２０が従来のポリゴンミラーの代用として用いら
ている。同図において、光変調装置７２０の複数の微小
ミラー７２２は、レーザ光源７２４から出射されるレー
ザ光と平行な方向に沿って配列されている。

【０１６９】図１８では、右側の端部に位置する微小ミ
ラー７２２がＯＮ駆動された状態が示されており、この
微小ミラー７２２のＯＮ駆動時に反射される反射光の進
行方向前段には、感光ドラム７３０が配置されている。
このとき、他の微小ミラーはＯＦＦ駆動であり、レーザ
光を遮ることがない。

【０１７０】感光ドラム７３０は、図１９に示すように
例えば時計方向に回転可能となっている。この感光ドラ
ム７３０の周囲には、露光ランプ７３２、現像装置７３
４、転写装置７３６、クリーニング装置７３８、除電装
置７４０がそれぞれ配置されている。図１８に示す光変
調装置７２０の各々の微小ミラー７２２を、図の右側か
ら左側に順番に走査すると、予め露光ランプ７３２にて
一定電位に帯電された感光ドラム７３０の表面電位は、
微小ミラー７２２により変調された反射光に基づいて電
位が変わり、潜像が形成される。感光ドラム７３０の回
転により、現像装置７３４により潜像にトナーが付着さ
れて現像され、転写装置７３６によりそのトナーが記録
媒体７４４側に転写される。この記録媒体７４４は、そ
の後段に設けられた定着ローラ７４２にて定着が行われ
た後に排紙される。また、転写が終了した後は、感光ド
ラム７３０上に残存するトナーがクリーニング装置７３
８により回収され、除電ランプ７４０により除電されて
初期状態に戻る。

【０１７１】このように、本実施例によれば、光変調装
置７２０を従来のポリゴンミラーの代用として用いるこ
とができ、しかも光変調装置７２０は高密度実装が可能
であってかつ応答速度が速いため、高い解像度の画像を
記録媒体７４４上に記録することができる。

【０１７２】（第６実施例）この第６実施例は、本実施
例の光変調装置を光スイッチングが可能な例えば光カー
ドに適用した実施例を示している。図２０に示すよう
に、絶縁基板７５０上には、任意の誘導電圧を生じされ
せることができる複数例えば１２個の誘導コイル７５２
−１〜７５２−１２が設けられる。

【０１７３】この絶縁基板７５０上の端部には本実施例
の光変調装置７６０が配置されている。そして、各々の
誘導コイル７５２−１〜７５２−１２は、光変調装置７
６０に設けられた６個の微小ミラーとそれぞれ対向する
第１，第２のアドレス電極に、配線パターン７５４を介
して接続されている。

【０１７４】この光カードからの光スイッチング信号を
検出できるデバイスに、この光カードを挿入すると、絶
縁基板７５０に形成された１２個の誘導コイル７５２−
１〜７５２−１２とそれぞれ対応してデバイス側の１２
個の誘導コイルが配置される。これに通電することで各
々の誘導コイル７５２−１〜７５２−１２にて誘導電圧
が生ずる。この誘導電圧に基づき、光変調装置７６０内
の６個の微小ミラーを傾斜駆動させ、その反射光により
変調された光スイッチング信号を得ることができる。

【０１７５】ここで、この光変調装置７６０は極めて小
型に形成することができるので、携帯用のカード内に十
分収容することができる。しかも、この光カードは磁気
の影響とは無関係であるので、カード内のデータが読み
とられて犯罪に使用されることを防止できる。

【０１７６】（第７実施例）この第７実施例は、本発明
に係る光変調装置７８０を露光装置に組み込み、露光さ
れる半導体ウェハ７７０の表面に、ロット番号その他の
ウェハ固有の情報を書き込むために用いている。

【０１７７】ウェハ７７０が載置されるウェハ載置台７
７２と対向して、その情報には露光のための光源７７４
が設けられている。この光源７７４とウェハ載置台７７
２との間には、光源７７４から出射された光を、所定の
マスクパターン像として、ウェハ７７０上に縮小投影す
るレチクル７７６が設けられている。この露光装置に内
蔵された光変調装置７８０は、光源７７４からの一部の
光が入射される位置に配置され、微小ミラーがＯＮ駆動
された際に、その反射光がウェハ７７０の所定の位置に
入射するようになっている。

【０１７８】ここで、露光装置の光源７７４の波長は、
ｇ線、ｉ線、エキシマレーザと、素子の高密度化に従い
短波長となっている。もしこのような短波長の光を、液
晶を用いた光スイッチング素子にて変調しようとすれ
ば、封入された液晶はすぐに劣化してしまう。

【０１７９】本発明の光変調装置７８０は、微小ミラー
にてこの短波長を反射するだけであるので、十分な耐久
性を有する。

【０１８０】このように、本発明の光変調装置７８０を
用いれば、光源７７４からの短波長の露光用の光を兼用
して、ウェハ７７０上にＩＤ情報などを記録することが
でき、別個に光源を設ける必要がなくなる。

【０１８１】本発明に係る光変調装置は、上述の各種機
器に応用されるものに限らず、光を階調変調するもの、
あるいは単にＯＮ／ＯＦＦ変調する各種の機器に適用す
ることが可能である。例えば、光変調装置の微小ミラー
にて反射された光を直接目視できるように構成し、絵や
文字などのキャラクターを表示する広告用の看板、ある
いは時計表示などにも適用することが可能である。

【０１８２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光変調装置の組立分
解斜視図である。

【図２】図１に示す装置に用いられる微小ミラーの拡大
斜視図である。

【図３】（Ａ）は微小ミラーの平面図、（Ｂ）は微小ミ
ラーの側面図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｉ）はそれぞれ、図１に示す光変調
装置のシリコン製ミラー基板の製造プロセスを説明する
概略断面図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は、図１に示す光変調装置のガ
ラス製電極基板の製造プロセスを示す概略断面図であ
る。

【図６】図４（Ｉ）の陽極接合工程を説明するための概
略説明図である。

【図７】（Ａ）は図１に示す複数の光変調装置が１枚の
ウエハ上から製造される状態を説明するための概略説明
図、（Ｂ）はウエハから分離された一つの光変調装置の
概略斜視図である。

【図８】本発明の第２実施例に係る光変調装置の組立分
解斜視図である。

【図９】第２実施例に係る光変調装置の斜視図である。

【図１０】（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ、図８に示す装置
の製造プロセスを説明する概略断面図である。

【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、微小ミラーの
裏面に絶縁膜を形成した本発明の第３実施例を説明する
ための概略説明図である。

【図１２】微小ミラーの裏面に形成された絶縁膜の端部
にマイクロピラミッドを設けた第３実施例の変形例を示
す概略説明図である。

【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、図１２に示すマ
イクロピラミッドを形成する工程を示す概略断面図であ
る。

【図１４】ガラス製電極基板に絶縁性ストッパを設けた
第３実施例の変形例を示す概略説明図である。

【図１５】１段の光変調装置を設けてプロジェクターを
構成した本発明の第４実施例の概略説明図である。

【図１６】２段の光変調装置を設けてプロジェクターを
構成した第４実施例の変形例を示す概略説明図である。

【図１７】３段の光変調装置を設けてプロジェクターを
構成した第４実施例の変形例を示す概略説明図である。

【図１８】本発明の光変調装置をポリゴンミラーの代用
として用いて電子写真装置を構成した本発明の第５実施
例の概略説明図である。

【図１９】図１８に示す電子写真装置の感光体回りの構
成を説明するための概略説明図である。

【図２０】光変調装置を光スイッチング装置としての光
カードに適用した本発明の第６実施例を説明するための
概略説明図である。

【図２１】光変調装置を露光装置に内蔵した本発明の第
７実施例を説明するための概略説明図である。

【図２２】従来の光変調装置の組立分解斜視図である。

【図２３】従来の光変調装置の光変調動作を説明するた
めの概略説明図である。

【図２４】（Ａ）〜（Ｈ）は、図２２に示す従来の光変
調装置の製造プロセスを示し、下層の上に中間層を形成
するプロセスの概略説明図である。

【図２５】（Ａ）〜（Ｆ）は、図２４で得られた中間層
の上に上層を形成する従来のプロセスを示す概略説明図
である。

【符号の説明】 １００，４００ シリコン製ミラー基板 １０２，４０２ 微小ミラー ２０２ａ，４０２ａ 反射層 １０４，４０４ トーションバー １０６，４０６ 枠状部 １１０，４２０ シリコン基板 １１２，４２２ ドープ層 １１６ 第１マスク １１８ 第２マスク ２００，５００ ガラス製電極基板 ２０２，５０２ 凹部 ２０４，５０４ 立ち上り部 ２１０，５０８ 地中部 ２１２，５１０ 配線パターン部 ２１４，５１２ 第１のアドレス電極 ２１６，５１４ 第２のアドレス電極 ２１８，５１６ 第１の共通配線 ２２０，５１８ 第２の共通配線 ３００，６００ カバーガラス基板 ３１０ ホットプレート ３１２ 直流電源 ３２０，７７０ 半導体ウェハ ７００，７２０，７６０，７８０ 光変調装置 ７０２，７１４ プロジェクションランプ ７０６ 回転式カラーフィルタ ７１２ ハーフプリズム ７１６ スクリーン ７２４ レーザ光源 ７３０ 感光ドラム ７３４ 現像装置 ７３６ 転写装置 ７５０ 絶縁基板 ７５２ 誘導コイル ７５４ 配線パターン ７７２ ウェハ載置台 ７７４ 光源 ７７６ レチクル

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光変調装置の製造方法において、 （ａ）一ライン状又はマトリクス状に配列された複数の
   微小ミラーと、 前記微小ミラーを一方向にて連結するトーションバー
   と、 を有し、少なくとも前記微小ミラーの片面に反射層が形
   成された、導電性のシリコン製ミラー基板を形成する工
   程と、 （ｂ）中央領域の凹部と、 その周囲の立ち上げ部と、 前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位
   置に導電層が形成され、クーロン力により前記微小ミラ
   ーを傾斜駆動させる電極群と、 前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する
   位置にて前記凹部より突出形成された支柱部と、 を有する電極基板を形成する工程と、 （ｃ）少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記トー
   ションバーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とを対
   面させて、前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板と
   を接合する工程と、 を有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記（ａ）工程は、 シリコン基板中に不純物をドープしてドープ層を形成す
   る工程と、 前記シリンコ基板の一面に窓形成用の第１のマスクを、
   他の一面に前記複数の微小ミラー及び前記トーションバ
   ーを形成するための第２のマスクをそれぞれパターニン
   グする工程と、 前記第１のマスクを用いて、前記ドープ層が露出するま
   で前記シリコン基板をエッチングする工程と、 前記第２のマスクを用いて、前記ドープ層をエッチング
   する工程と、 前記第１、第２のマスクを除去し、前記ドープ層により
   前記微小ミラー及びトーションバーを形成する工程と、 前記ドープ層の前記微小ミラーの片面に前記反射層を形
   成する工程と、 を有して、前記シリコン製ミラー基板を形成することを
   特徴とする光変調装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記（ａ）工程は、前記トーションバーの両端が連結さ
   れ、前記微小ミラーが配置される領域を囲む枠状部が、
   前記シリコン製ミラー基板に形成される工程を含み、 前記（ｃ）工程は、前記シリコン製ミラー基板の前記枠
   状部及び前記トーションバーの両端部と、前記電極基板
   の前記立ち上げ部とを接合する工程を含み、前記（ｃ）
   工程の後に、前記トーションバーの両端部を、前記シリ
   コン製ミラー基板の前記枠状部から切り離す工程を設け
   たことを特徴とする光変調装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記（ａ）工程は、 シリコン基板中に不純物をドープしてドープ層を形成す
   る工程と、 前記シリンコ基板の一面に窓形成用の第１のマスクを、
   他の一面に前記複数の微小ミラー、前記トーションバー
   及び前記枠状部を形成するための第２のマスクをそれぞ
   れパターニングする工程と、 前記第１のマスクを用いて、前記ドープ層が露出するま
   で前記シリコン基板をエッチングする工程と、 前記第２のマスクを用いて、前記ドープ層をエッチング
   する工程と、 前記第１、第２のマスクを除去し、前記ドープ層により
   前記微小ミラー、トーションバー及び枠状部を形成する
   工程と、 前記ドープ層の前記微小ミラーの片面に前記反射層を形
   成する工程と、 を有して、前記シリコン製ミラー基板を形成することを
   特徴とする光変調装置の製造方法。
5. 【請求項５】 一ライン状又はマトリクス状に複数の微
   小ミラーを備えた光変調装置の製造方法において、 （ａ）中央領域の凹部と、 その周囲の立ち上げ部と、 前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位
   置に導電層が形成され、クーロン力により前記微小ミラ
   ーを傾斜駆動させる電極群と、 一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置
   にて前記凹部内に突出形成された支柱部と、 を有する電極基板を形成する工程と、 （ｂ）片面に不純物がドープされたドープ層が形成され
   たシリコン基板と、前記電極基板とを、少なくとも前記
   電極基板の前記支柱部と前記ドープ層とを対面させて接
   合する工程と、 （ｃ）前記ドープ層を残して前記シリコン基板をエッチ
   ングして除去する工程と、 （ｄ）前記ドープ層の表面に反射層を形成する工程と、 （ｅ）前記ドープ層及び反射層をエッチングして、 前記電極群と対向する位置に複数の前記微小ミラーを形
   成し、 前記微小ミラーを前記一方向にて連結し、該一方向にて
   隣合う２つの前記微小ミラー間で前記支柱部と接合さ
   れ、かつ、その両端が前記立ち上がり部又は支柱部と接
   合されたトーションバーを形成し、 前記ドープ層及び反射層からシリコン製ミラー基板を形
   成する工程と、 を有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記（ｅ）工程は、前記トーションバーの両端が連結さ
   れ、前記微小ミラーが配置される領域を囲む位置にて前
   記立ち上げ部と接合された枠状部を、前記シリコン製ミ
   ラー基板に形成する工程を含み、 前記（ｅ）工程の後に、前記トーションバーの両端部
   を、前記シリコン製ミラー基板の前記枠状部から切り離
   す工程を設けたことを特徴とする光変調装置の製造方
   法。
7. 【請求項７】 請求項４乃至６のいずれかにおいて、 前記ドープ層の不純物濃度は１×１０¹⁸ａｔｍ／ｃｍ³
   以上であり、 前記シリコン基板のエッチング時に前記ドープ層をエッ
   チングストップ層として用いることを特徴とする光変調
   装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項５又は６において、 前記電極基板は光透過性を有するガラス製電極基板にて
   形成され、 前記ガラス製電極基板側から前記電極群のパターンの位
   置を観測し、そのパター位置を基準にして、前記（ｅ）
   工程のエッチングのためのマスクパターン合わせ実施す
   ることを特徴とする光変調装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかにおいて、 前記電極基板は、アルカリ金属を含有するガラス製電極
   基板にて形成され、 前記接合工程として陽極接合法を用いることを特徴とす
   る光変調装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記立ち上げ部及び支柱部と対応する位置をマスクし
    て、アルカリ金属を含有するガラス板をエッチングし
    て、所定深さの前記凹部を形成する工程と、 前記凹部の底面に、前記電極群を形成する工程と、 により、前記ガラス製電極基板を形成することを特徴と
    する光変調装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項８乃至１０のいずれかにおい
    て、 前記電極群を透明電極にて形成し、 前記ガラス製電極基板と前記シリコン製ミラー基板との
    間に、異物混入があるか否かを前記ガラス製電極基板側
    から検査する工程をさらに有することを特徴とする光変
    調装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれかにおい
    て、 前記微小ミラーが前記電極群と対向する面側に、絶縁膜
    を形成する工程をさらに有することを特徴とする光変調
    装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記微小ミラーに形成された前記絶縁膜と対向する前記
    電極郡の表面を粗面に形成することを特徴とする光変調
    装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１２において、 前記絶縁膜上であって、前記トーションバーより離れた
    位置に絶縁性突起を形成する工程をさらに有することを
    特徴とする光変調装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２において、 前記電極基板の前記凹部の底面より、前記立ち上げ部及
    び前記支柱部の天面より低い高さで突出形成され、傾斜
    駆動時に前記微小ミラーと当接して傾き角を決定する絶
    縁性ストッパーを形成する工程をさらに有することを特
    徴とする光変調装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかにおい
    て、 前記シリコン製ミラー基板を覆い、かつ、傾斜駆動され
    る前記微小ミラーと干渉しない位置にて、前記シリコン
    製ミラー基板上に透明カバー基板を接合する工程をさら
    に有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
17. 【請求項１７】 不純物がドープされた導電性のシリコ
    ン製ミラー基板と、電極基板とが接合されて一体化さ
    れ、 前記シリコン製ミラー基板は、 一ライン状又はマトリクス状に配列され、片面に反射層
    が形成された複数の微小ミラーと、 前記微小ミラーを一方向にて連結するトーションバー
    と、を有し、 前記電極基板は、 中央領域の凹部と、 その周囲の立ち上げ部と、 前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位
    置に形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜
    駆動させる電極群と、 前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する
    位置にて前記凹部に突出形成された支柱部と、 を有し、 少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記トーション
    バーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とが対面し
    て、前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板とが接合
    されていることを特徴とする光変調装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、 前記電極基板は、アルカリ金属を含有するガラス製電極
    基板にて形成され、 前記ガラス製電極基板と前記シリコン製ミラー基板とが
    陽極接合されていることを特徴とする光変調装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７又は１８において、 前記微小ミラー上に形成された反射層の全表面が、入射
    角と等しい反射角にて入射光を反射させる平坦面にて形
    成されていることを特徴とする光変調装置。
20. 【請求項２０】 請求項１７乃至１９のいずれかにおい
    て、 前記電極群が透明電極にて形成されていることを特徴と
    する光変調装置。
21. 【請求項２１】 請求項１７乃至２０のいずれかにおい
    て、 前記微小ミラーが前記電極群と対向する面側に、絶縁膜
    が形成されていることを特徴とする光変調装置。
22. 【請求項２２】 請求項２１において、 前記微小ミラーに形成された前記絶縁膜と対向する前記
    電極群の表面が粗面に形成されていることを特徴とする
    光変調装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２において、 前記電極群の前記表面に２００オングストローム以上の
    高さの凸部が設けられて、前記粗面が形成されているこ
    とを特徴とする光変調装置。
24. 【請求項２４】 請求項２１において、 前記絶縁膜上であって、前記トーションバーより離れた
    位置に絶縁性突起が形成されていることを特徴とする光
    変調装置。
25. 【請求項２５】 請求項２１において、 前記ガラス製電極基板の前記凹部の底面より、前記立ち
    上げ部及び前記支柱部の天面より低い高さで突出形成さ
    れ、傾斜駆動時に前記微小ミラーと当接して傾き角を決
    定する絶縁性ストッパーをさらに有することを特徴とす
    る光変調装置。
26. 【請求項２６】 請求項１７乃至２５のいずれかにおい
    て、 前記シリコン製ミラー基板を覆い、かつ、傾斜駆動され
    る前記微小ミラーと干渉しない位置にて、前記シリコン
    製ミラー基板上に透明カバー基板が接合されていること
    を特徴とする光変調装置。
27. 【請求項２７】 請求項１７乃至２６のいずれかに記載
    の光変調装置を有することを特徴とする電子機器。