JPH11356065A - マイクロアクチュエ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報の読書きの誤差が少なく信頼性を向上さ
せる。 【解決手段】 左側の固定子４１を第１固定子４１ａ
と、第２固定子４１ｂ，４１ｃとで構成し、右側の固定
子４２を第１固定子４２ａと第２固定子４２ｂ，４２ｃ
とで構成する。可動子３をばね４によって支持し、各固
定子４１，４２の電極を可動子３の電極と微小な間隔を
保って対向させる。各固定子４１，４２の第１、第２固
定子にそれぞれ異なった電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学部品、光磁気
・磁気ディスク等の小型部品の駆動に用いられるマイク
ロアクチュエータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】小型アクチュエータを磁気ヘッドのサス
ペンションの先端に搭載してスライダーを駆動するマイ
クロアクチュエータが、エル．エス．ファン（Ｌ．Ｓ．
Ｆａｎ）等によって提案されている〔「Magnetic Recor
ding Head Positioning at Very High Track Densities
Using a Microactuator-Based,Two‐Stage Servo Syst
em」（IEEE Transactions on Industrial Electronics,
Vol.42,No.3,pp.222-233,June 1995）〕。このマイクロ
アクチュエータを図９〜図１１に示す。図９はマイクロ
アクチュエータの平面図、図１０は図９のＡ部の拡大
図、図１１は図１０のＡ−Ａ’線断面図である。これら
の図において、マイクロアクチュエータはシリコン基板
１００上に対向して設けられた２つの固定子９３，９４
と、これらの固定子９３，９４間に設けられた可動子９
２を備えている。可動子９２は、ばね９１によってシリ
コン基板１００上の所望の位置に浮いた状態で支持され
ている。ばね９１は、シリコン基板１００に設けられた
バネ固定台９０によって支持されることにより、シリコ
ン基板１００から分離している。

【０００３】前記固定子９３，９４は、同一ピッチで櫛
歯状に一体に形成されることにより多数の櫛歯部９３
Ａ，９４Ａをそれぞれ備え、また各櫛歯部９３Ａ，９４
Ａの一方の側面には同じく所定のピッチで櫛歯状に形成
された多数の固定子電極９３Ｂ，９４Ｂを備えている。
また、可動子９２も前記固定子９３，９４の櫛歯部９３
Ａ，９４Ａと同一ピッチで櫛歯状に形成されることによ
り多数の櫛歯部９２Ａを有し、また各櫛歯部９２Ａの一
方の面には前記固定子電極９３Ｂ，９４Ｂの間にそれぞ
れ差し込まれる可動子電極９２Ｂを備えている。固定子
電極９３Ｂ，９４Ｂは、固定子９３，９４とともにシリ
コン基板１００に接着されているのに対して、可動子電
極９２Ｂは櫛歯部９２Ａとともにシリコン基板１００か
ら分離している。このため、可動子電極９２Ｂと二つの
固定子９３，９４の電極９３Ｂ，９４Ｂとの間に電圧を
加えると、可動子９２を図９において右側あるいは左側
に駆動させることができる。すなわち、左側の固定子９
４と可動子９２に電圧を印加すると左側に、右側の固定
子９３と可動子９２に電圧を印加すると右側に移動させ
ることができる。

【０００４】このマイクロアクチュエータは、シリコン
基板１００の上で後に可動子９２を形成する領域に２μ
ｍ厚のＰＳＧ（燐シリガラス）をパターニングし、この
上にフォトリソグラフィーを利用して形成したレジスト
パターニングの間に銅メッキを行う方法を用いて製作さ
れた。最後に、フッ酸を用いてＰＳＧを除去することに
よって可動子９２、櫛歯部９２Ａ、可動子電極９２Ｂお
よびばね９１をシリコン基板１００から分離した。この
ようにして、ファン等は２０μｍ厚の銅を材料とするマ
イクロアクチュエータの試作を行った。

【０００５】一方、シリコンＩＣプロセスを利用するマ
イクロアクチュエータでは、従来からポリシリコン薄膜
を利用した構造がよく知られている。ポリシリコンを構
造体とするマイクロアクチュエータは、電気メッキアク
チュエータと比較して、シリコンＩＣプロセスとの整合
性が良く、また優れた機械的特性を示すという長所があ
る。しかし、磁気・光磁気ヘッド等への応用において
は、ヘッドが所望の方向以外の方向へ動くことを低く抑
えることが必要である。

【０００６】図９に示したマイクロアクチュエータで
は、可動子９２が図において左右方向に動くことが要求
されているが、一方紙面に対して垂直な方向に動くこと
は極力小さく抑えなければならない。この要求から、ば
ね９１の厚さを厚くすることが必要とされる。また、大
きな静電気力を利用するためにも可動子電極９２Ｂと固
定子電極９３Ｂ，９４Ｂの厚さを厚くすることが重要で
ある。

【０００７】以上の要求から、２０μｍ以上の厚さをも
つマイクロアクチュエータを製作することが実用上重要
とされるようになった。ポリシリコン薄膜は実用上４μ
ｍ程度の厚さをもたせることが限界であることから、上
述したメッキ技術や以下に述べるシリコン単結晶のエッ
チング加工技術を利用したマイクロアクチュエータが開
発されるようになった。

【０００８】シリコン単結晶からなるマイクロアクチュ
エータを製作するには、例えばエイ．ベニチェツ（Ａ．
Ｂｅｎｉｔｅｚ）等による「Bulk Silicon Microelectr
omechanical Devices Fabricated from Commercial Bon
ded and Etched‐Back Silicon‐on‐InsulatorSubstra
tes」(Sensors and Actuators, A50,pp-99-103,1995)に
記載されたＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を利用
する方法がある。この方法を用いると、図１１に示した
可動子電極９２Ｂおよび固定子電極９３Ｂ，９４Ｂ（図
示せず）を厚さ２０μｍのシリコン単結晶から形成する
ことが可能となる。すなわち、可動子９２およびばね９
１の下方に位置するＳＯＩ基板の酸化膜１０１をフッ酸
によって除去することによって可動子９２およびばね９
１をシリコン基板から分離することができる。この場合
には、可動子電極の９２の幅が固定子電極の櫛歯部９３
Ａ，９４Ａの幅よりも狭く設計されているために、フッ
酸のエッチングを行った後にも、固定子電極の櫛歯部９
３Ａ，９４Ａの下にはまだシリコン酸化膜１０１が残さ
れている。このようにして例えば２０μｍの厚さをもつ
シリコン単結晶からなる可動子電極９２Ｂおよび固定子
電極９３Ｂ，９４Ｂをシリコン基板１００の上に形成す
ることが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図９に示した構造をも
つ従来のマイクロアクチュエータは、上記した通り左側
の固定子９４と可動子９２の間に電圧を加えることによ
って可動子９２を左向きに動かすことができ、右側の固
定子９３に電圧を加えた場合は可動子９２を右向きに動
かすことができる。しかし、この駆動の際に可動子９２
がシリコン基板１００に対して平行でなく、ある角度を
もって傾いてしまうことが判明した。このため、ヘッド
もディスクに対して傾くことから情報の読み書きに誤差
が生じるという問題があった。

【００１０】本発明は、上記した従来の問題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、情報
の読書きの誤差が少なく信頼性の優れたマイクロアクチ
ュエータを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係るマイクロアクチュエー
タは、基板上に設けられた固定子、可動子、およびばね
固定台を介して前記可動子を基板上に支持するばねを備
え、前記可動子が基板に平行に動作するマイクロアクチ
ュエータにおいて、前記固定子をそれぞれ第１固定子
と、第２固定子とからなる２組の固定子で構成し、各組
の固定子の第１固定子を前記可動子の移動方向の一方の
半分側にそれぞれ設け、第２固定子を前記可動子の移動
方向の他方の半分側にそれぞれ設け、各々の固定子に対
して可動子に設けられた各々の電極が微小な間隔で相対
することを特徴とする。本発明において、第１固定子と
第２固定子はそれぞれ可動子の両半分に設けられる。こ
のとき、第２固定子に電圧を加えておくと、第１固定子
と可動子の間に働く基板に垂直な力によって発生する可
動子の回転力が第２固定子と可動子との間に働く回転力
によって相殺される。これによって可動子の垂直方向の
傾きが補正される。

【００１２】また、請求項２に記載のマイクロアクチュ
エータは、請求項１記載のマイクロアクチュエータにお
いて、それぞれの第１固定子と第２固定子に異なった電
圧を印加することを特徴とする。本発明においては、ば
ね等のばらつきによる可動子の傾きを補償し、可動子を
安定した姿勢に保持する。

【００１３】さらに、請求項３に記載のマイクロアクチ
ュエータは、基板上に設けられた固定子、可動子、およ
びばね固定台を介して前記可動子を基板上に支持するば
ねを備え、前記可動子が基板に平行に動作するマイクロ
アクチュエータにおいて、前記可動子の下方に制御電極
を設けてこの制御電極と前記可動子との間に電圧を加え
ることによって前記可動子を前記固定子による移動方向
と垂直な方向に変位させることができるようにして、可
動子の上に搭載されたヘッドが磁気ディスクの外周から
内周にいくにしたがって、可動子と制御電極との間に加
える電圧の大きさを変化させるようにしたことを特徴と
する。本発明においては、制御電極によって可動子の移
動方向と垂直な方向の傾きを補償することができる。磁
気ディスクは通常ディスクの回転速度が一定であるため
に、ディスクの外周部では流体の速度が速く、可動子に
大きな垂直方向の力が加わる。一方、ディスクの内周に
いくにしたがって流体の速度が減少するために可動子に
働く垂直方向の力が減少する。そこで、制御電極に加え
る電圧をヘッドが磁気ディスクの内周に近づくにしたが
って増加させると、流体の力の変化を補償することがで
き、ディスクの位置に関わらず可動子の垂直方向の変位
を一定に保つことができる。の衝突によってばねの変位
を制限し、破壊を防ぐことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】先ず、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明するに当たって、理解を深め
るために図１〜図３に参考例１として示すマイクロアク
チュエータについて説明する。図１は同アクチュエータ
の平面図、図２は固定子と可動子の要部の平面図、図３
は図２のIII −III 線断面図である。これらの図におい
て、マイクロアクチュエータは、半導体基板３０に固定
されている一対の固定子１，２と、半導体基板３０から
分離された可動子３とから構成されている。また、可動
子３は長手方向の両端部が４つのばね４によって支持さ
れている。このばね４は可動子３と同様に半導体基板３
０から分離されており、半導体基板３０に固定されたば
ね固定台５に接続されている。さらに、前記可動子３の
上には、ステージ６が設けられている。

【００１５】前記固定子１，２は、それぞれ一定ピッチ
で櫛歯状に一体に形成されることにより多数の櫛歯部１
Ａ，２Ａを備え、また各櫛歯部１Ａ，２Ａの一方の側面
には同じく所定のピッチで櫛歯状に形成された多数の固
定子電極１Ｂ，２Ｂを備えている。前記可動子３も前記
固定子１，２の櫛歯部１Ａ，２Ａと同一ピッチで櫛歯状
に形成されることにより多数の櫛歯部３Ａを有し、また
各櫛歯部３Ａの一方の面には前記固定子電極１Ａ，２Ａ
の間にそれぞれ差し込まれる複数の可動子電極３Ｂを備
えている。固定子１，２の櫛歯部１Ａ，２Ａは、可動子
３の櫛歯部３Ａよりも大きな幅を有している。前記固定
子1,２の櫛歯部１Ａ，２Ａは、固定子固定台３１を介し
てシリコン基板３０に接着されているのに対して、可動
子電極３Ｂは櫛歯部３Ａとともにシリコン基板３０から
分離している。このため、可動子電極３Ｂと二つの固定
子１，２の固定子電極１Ｂ，２Ｂとの間に電圧を加える
と、可動子３を図１において右側あるいは左側に駆動さ
せることができる。この場合、図１において左側の固定
子１と可動子３に電圧を印加すると左側に、右側の固定
子２と可動子３に電圧を印加すると右側に移動させるこ
とができる。

【００１６】このような構造のマイクロアクチュエータ
を作製することによって、ステージ６を可動子３の動き
に追随させることが可能となる。可動子３の櫛歯部３Ａ
と電極３Ｂは、例えば幅３μｍ、高さ２０μｍの寸法を
もつシリコン単結晶である。一方、固定子１，２の櫛歯
部１Ａ，２Ａは、幅１０μｍ、高さ２０μｍのシリコン
単結晶である。固定子電極１Ｂ，２Ｂは、例えば可動子
電極３Ｂと同様に幅３μｍ、高さ２０μｍのシリコン単
結晶からなっている。この場合、電極１Ｂ，２Ｂは半導
体基板１から浮き上がった構造となるが、櫛歯部１Ａ，
２Ａが半導体基板３０に固定されているために、電圧を
印加しても動くことがない。また、ステージ６は、１．
５ｍｍ×２ｍｍ×０．１ｍｍの寸法をもっており、銅、
ニッケル、等の金属等である。

【００１７】ここで参考例１の形態においては、外部の
物体との接触によって破壊され易い可動子３およびばね
４を保護するためにこれら両部材の周囲を図１に示すよ
うに固定子１，２によって取り囲んでいることを特長と
する。また、可動子３とばね４の下方および上方を半導
体基板３０とステージ６によって覆っている。その結果
として、参考例１の形態においては、可動子３およびば
ね４に外部から物体が直接的に接触することは通常起こ
らない。また、微小な塵埃等の異物の侵入も図９に示し
た従来の構造に比べて著しく少なく、可動子３およびば
ね４の破壊、マイクロアクチュエータの動作不良等を確
実に防止することができることが確かめられた。

【００１８】次に、本発明の実施の形態について説明す
る。図４は本発明の第１の実施の形態を示す平面図であ
る。なお、図中図１と同じ番号は同一の構成要素を示
し、その説明を適宜省略する。本実施の形態において
は、可動子３を左方へ駆動するために用いられる左側の
固定子４１を、全体の左側に位置する第１固定子４１ａ
と、右側に位置する２つの第２固定子４１ｂ，４１ｃと
で構成し、同様に右方へ駆動するために用いられる右側
の固定子４２も右側に位置する第１固定子４２ａと、左
側に位置する２つの第２固定子４２ｂ，４２ｃとで構成
している。前記第１固定子４１ａは、ロ字状に形成され
て可動子３の左半部を取り囲み、その内側に可動子３の
左端部を支持する２つのばね４、そのばね固定台５およ
び前記第２固定子４２ｂ，４２ｃが配置されている。第
２固定子４２ｂと４２ｃは、可動子３の両側に対称的に
設けられている。前記第１固定子４２ａは、前記第１固
定子４１ａと同様にロ字状に形成されて可動子３の右半
部を取り囲み、その内側に可動子３の右端部を支持する
２つのばね４、そのばね固定台５および第２固定子４１
ｂ，４１ｃが配置されている。第２固定子４１ｂと４１
ｃは、可動子３の両側に対称的に設けられている。その
他の構成は上記した参考例１の形態と同じである。

【００１９】このような構造においては、図１に示した
参考例に比べて以下に列記するような特長をもってい
る。 １）図１に示した構造では、可動子３を左右方向に駆動
させるときには、可動子３の左半分（左側の固定子１と
可動子３に電圧を加える場合）、あるいは可動子３の右
半分（右側の固定子２と可動子３に電圧を印加する場
合）にのみ静電気力が働くのみである。しかし、図２お
よび図３に示した櫛歯状の電極構造に電圧を加えるとき
には、可動子３を半導体基板３０に対して水平に動かす
力の他に、可動子３に半導体基板３０に対して垂直方向
の力が働くことが知られている。これは、可動子３の上
下方向の構造が対称的でないために、電気力線の対称性
が上下方向に対して破れているためである。この垂直方
向の力が左右のいずれか一方にのみ働く構造であるため
に、図１に示した構造では、可動子３が半導体基板３０
に対して傾くという現象が生じる。

【００２０】これに対して、図４に示した本発明に係る
アクチュエータの構造では、可動子３を左方へ移動させ
るために、３つの固定子、すなわち第１固定子４１ａ
と、２つの第２固定子４１ｂ，４１ｃに電圧を同時に加
えることができる。この場合、第１固定子４１ａは可動
子３の左側半分に位置しており、第２固定子４１ｂ，４
１ｃは右側半分に位置している。第２固定子４１ｂ，４
１ｃに印加する電圧は、第１固定子４１ａに印加する電
圧と異なるように調節することが可能である。このよう
にすることによって、可動子３に働く基板に垂直な方向
の力を可動子３の左右でバランスをとることができ、こ
の結果、可動子３が半導体基板３０に対して傾くことを
著しく小さく抑えることができる。なお、右方へ移動さ
せる場合も第１固定子４２ａと第２固定子４２ｂ，４２
ｃに電圧を印加することで同様に可動子３の垂直方向の
傾きを抑えることができる。

【００２１】２）また、各固定子４１，４２がそれぞれ
３つに分離されていることから、例えば第１固定子４１
ａ，４２ａを駆動用の電圧を加える電極にして、一方、
第２固定子４１ｂ，４１ｃと４２ｂ，４２ｃを可動子３
との間の静電容量を検出する電極として用いることも可
能である。このような構成とすることによって、可動子
３の変位量を瞬時に計測しながら、アクチュエータに加
える電圧を制御するというフィードバック制御方式を実
現することが可能となった。この結果、アクチュエータ
の位置制御が飛躍的に正確となった。

【００２２】３）さらに、図４に示す実施の形態におい
ては、第２固定子４１ｂと４１ｃあるいは、４２ｂと４
２ｃが可動子３の移動方向の両側で分離された構造とな
っている。このため、これらにそれぞれに独立した電圧
を加えることが可能である。これは、例えばばね４を作
製する際に生じたばらつきによって可動子３が少し移動
方向に平行な向きから傾いた方向に全体の力のバランス
がなされているような場合に、第２固定子４１ｂおよび
４１ｃあるいは４２ｂおよび４２ｃにこのバランスの乱
れを補償するように異なる電圧を加えることによって調
整を行うことに利用できる。この結果、可動子３が常に
本来的に期待される方向に平行に移動できるようになっ
た。

【００２３】以上の実施の形態では、各固定子４１，４
２をそれぞれ三つに分割した例を示したが、本発明はこ
の分割数に限られることはない。また、可動子３の変位
を検出する静電容量のための電極は電圧を加える駆動用
の電極と分離する必要もなく、例えば時間的に分割して
切替るという方法を用いると、一つの固定子で両方の機
能を持たせることが可能である。

【００２４】図５は、本発明の参考例２の形態を示す平
面図である。図１と同じ番号は同一の構成要素を示すも
のである。この参考例２の形態においては、図１の参考
例１の形態に比べて各固定子５１，５２をそれぞれ可動
子３を挟んで対向するように個々独立に設けた２つの固
定子５１ａと５１ｂ、５２ａと５２ｂとで構成し、可動
子３の移動方向の両側面において固定子５１ａと５１
ｂ、５２ａと５２ｂ間に設けた２つの隙間５４ａ，５４
ｂのうち、右側の隙間５４ｂに対応してレーザ５５とフ
ォトダイオード５６を設けている。この構造を利用する
と、レーザ５５から照射されたレーザ光を可動子３の側
面によって反射させ、この反射光をフォトダイオード５
６によって受光することができる。このようにすること
によって、可動子３の変位を光計測技術を利用して計測
することが可能となる。その他の構成は図１に示した構
造と同一である。

【００２５】本発明のマイクロアクチュエータは磁気ヘ
ッド等の微小な駆動に用いることを目的としている。こ
の目的には、１０ｎｍ以下の分解能をもった制御を実現
することが必要である。先に述べたように可動子３の変
位は静電容量によっても計測することが可能であるが、
半導体基板の大きな寄生容量の存在等のためにこのよう
な微小な変位を計測することは容易なことではない。し
かし、ここで述べたようにレーザ光を利用するとこのよ
うな寄生容量等の問題もなく、１ｎｍ以下の精度をもっ
て容易に変位を計測することが可能である。なお、レー
ザ５５およびフォトダイオード５６は、マイクロアクチ
ュエータが作製される半導体基板の上に集積してもよい
し、あるいは個別の部品を適当な場所に配置するという
ハイブリッド方式を用いてもいずれでも本発明の効果を
得ることができる。

【００２６】図６は、本発明の参考例３の形態を示す断
面図である。図１と同じ番号は同一の構成要素を示すも
のである。この参考例３の形態においては、左右の固定
子１，２の間に２つのストッパー６１を対向させて設け
ている。このストッパー６１は、可動子３の櫛歯部３Ａ
間に差し込まれる突起６１ａを一体に備えており、半導
体基板に固定されている。また、ストッパー６１は、可
動子３の櫛歯部３Ａと対向する距離が、固定子１，２の
櫛歯部１Ａ，２Ｂと櫛歯部３Ａとの間の距離（例えば２
μｍ）に比べて小さく設定されている（例えば１μ
ｍ）。このため、可動子３に外部から外力が働いたとき
でも、可動子３とストッパー６１が衝突することによっ
て可動子３と固定子１，２が直接衝突するのを防止する
ことができる。また、駆動時の固定子１，２と可動子３
の電気的な短絡を防ぐことができる。さらに、ばね４が
外部からの力によって大きく変位して破壊されることも
防ぐことができる。このストッパー６１は、可動子３あ
るいはばね４の変位を制限する働きがあることから、加
速度のような物体が直接接触しない場合に生じる力にお
いても破壊を防止する機能をもっていることが大きな特
長である。ストッパー６１の位置は図６に示した場所に
限られることなく、マイクロアクチュエータの全体の設
計に応じて適宜適当な場所に配置することができること
は言うまでもない。

【００２７】図７は本発明の第２の実施の形態を示す断
面図である。図３と同じ番号は同一の構成要素を示すも
のである。この第２の実施の形態においては、可動子３
の櫛歯部３Ａに対応して半導体基板３０の上面に下側制
御電極７１を設けている。可動子電極３Ｂは、半導体基
板３０方向に変位しないように通常半導体基板３０と同
電位となるようにして用いられる。しかし、先に述べた
ように固定子１，２の配置が対称的でないために静電気
力のバランスが崩れて可動子３が半導体基板３０に対し
て傾いたり、あるいはスライダーが磁気ディスク面に浮
上する状態の場合に生じる流体の力のために半導体基板
３０に垂直方向の変位が生じることが起こる。

【００２８】このような問題を解決するために、本実施
の形態では、可動子櫛歯部３Ａと下側制御電極７１間に
電圧を加えるようにしている。下側制御電極７１は、可
動子３の移動する範囲を含むように櫛歯部３Ａおよび可
動子電極３Ｂより少し広い領域か、あるいは櫛歯部３Ａ
および可動子電極３Ｂが常に位置する下側の狭い領域に
設定することができる。

【００２９】この場合、下側制御電極７１は、上記目的
を実現するために一つである必要はなく、複数の領域に
設けることが可能である。複数の領域にそれぞれ分離し
て設け、各制御電極に電圧を加えるようにするには、例
えば半導体基板３０の不純物と異なる不純物を拡散する
ことによって制御電極７１を作製する方法がある。この
拡散以外にも、半導体基板３０の上に電極となる材料を
堆積する等の方法によっても本発明の効果が得られる。

【００３０】可動子３を半導体基板３０に対して垂直な
方向に変位させることは、磁気ディスクでは特に役立
つ。これは、スライダーが磁気ディスクの上に浮上した
構造をもつからであり、この浮上量の制御に役立てるこ
とが可能である。例えば、磁気ディスクでは通常ディス
クの回転速度が一定であるために、ディスクの外周部で
は流体の速度が速く、可動子３に大きな垂直方向の力が
加わる。しかし、ディスクの内周にいくにしたがって流
体の速度が減少するために可動子３に働く垂直方向の力
が減少する。本実施の形態においては、磁気ディスクの
位置に拘わらず可動子３の垂直方向の変位を一定に保つ
ことが可能である。この目的のために、磁気ディスクの
外周部にあるときには可動子３と制御電極７１の間に小
さな電圧を加えておき、磁気ディスクの内周に近づくに
したがって両部材の間に加える電圧を増加させることに
よって、流体の力の変化を補償することが可能である。

【００３１】図８（ａ）〜（ｆ）は図１に示した参考例
１の形態におけるマイクロアクチュエータの製造方法を
説明するための図である。先ず、例えば５００μｍの厚
さの半導体基板８０の上に２μｍの絶縁膜８１および２
０μｍの厚さのシリコン８２からなるＳＯＩウェハを利
用してプロセスを開始する。シリコン膜８２上に例えば
ボロンの拡散層８３を作製し、さらにその上に３μｍの
酸化膜８４および０．３μｍの窒化膜８５を堆積し、フ
ォトリソグラフィーを用いて窒化膜をパターニングする
（同図（ａ））。

【００３２】さらに、この上に３μｍの酸化膜８６を堆
積してパターニングを行う（同図（ｂ））。そして、こ
の酸化膜８６および８４をマスクとして拡散層８３およ
びシリコン８２を塩素ガスを用いたプラズマエッチング
装置によってエッチングする（同図（ｃ））。

【００３３】続いて、フッ酸の中にウェハを入れること
によって、酸化膜８６を除去する。また、このとき、窒
化膜８５がマスクとなって、可動子櫛歯部３Ａおよび電
極３Ｂとなる部分の領域のみに酸化膜８４のパターンが
同図（ｄ）に示すように残される。続いて、２２μｍの
レジストを塗布してパターニング８７を行う。さらに、
この上に例えばチタンと白金からなるシード層８８を作
製する。

【００３４】続いて、厚さ１２μｍのレジストを塗布し
てパターニングを行い（図示せず）、例えば銅のメッキ
を行う。そして、ウェハをアセトンの中に入れることに
よってレジストを除去する（同図（ｅ））。最後に、可
動子櫛歯部３Ａおよび電極３Ｂの下側の酸化膜８４をフ
ッ酸を用いて除去する。このとき、固定子２となる部分
の下側には酸化膜８０１が残されている（同図
（ｆ））。

【００３５】フッ酸を多量の水によって洗い流した後、
試料をフリーズドドライ装置を利用して可動子電極が半
導体基板８０に付着しないように注意して乾燥させ、も
ってマイクロアクチュエータが完成する。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係るマイクロ
アクチュエータによれば、複数の固定子あるいは、可動
子の下側に設けた制御電極にそれぞれ異なった電圧を加
えることにより、アクチュエータを駆動する際に従来生
じていたバランスの狂いを調整することが可能となっ
た。このため、情報の読み書きの操作が正確となり、長
期信頼性の優れた、高分解能で情報の誤差が少ないマイ
クロアクチュエータを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の参考例１の形態を示す平面図であ
る。

【図２】 固定子と可動子の要部の拡大図である。

【図３】 図２のIII −III 線断面図である。

【図４】 本発明の第１の実施の形態を示す平面図であ
る。

【図５】 本発明の参考例２の形態を示す平面図であ
る。

【図６】 本発明の参考例３の実施の形態を示す平面図
である。

【図７】 本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図８】 （ａ）〜（ｆ）は参考例１のアクチュエータ
の製造方法を説明するための図である。

【図９】 従来のマイクロアクチュエータの平面図であ
る。

【図１０】 図９のＡ部を拡大して示す平面図である。

【図１１】 図１０のＡ−Ａ’線断面図である。

【符号の説明】

１，２…固定子、１Ａ，２Ａ…櫛歯部、１Ｂ，２Ｂ…固
定子電極、３…可動子、３Ａ…櫛歯部、３Ｂ…可動子電
極、４…ばね、５…ばね固定台、６…ステージ、３０…
半導体基板、４１…固定子、４１ａ…第１固定子、４１
ｂ，４１ｃ…第２固定子、４２…固定子、４２ａ…第１
固定子、４２ｂ，４２ｃ…第２固定子、５１ａ，５１ｂ
…固定子、５２ａ，５２ｂ…固定子、５５…レーザ、５
６…フォトダイオード、６１…ストッパー、７１…下側
制御電極、８０…半導体基板、８２…シリコン、８３，
８４，８６…酸化膜、８１…絶縁膜、８５…窒化膜パタ
ーン、８７…レジストパターン、８８…シード層、８９
…ステージパターン、８０１…固定子固定酸化膜、９０
…ばね固定台、９１…ばね、９２…可動子、９３…右側
固定子、９４…左側固定子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に設けられた固定子、可動子、お
   よびばね固定台を介して前記可動子を基板上に支持する
   ばねを備え、前記可動子が基板に平行に動作するマイク
   ロアクチュエータにおいて、 前記固定子をそれぞれ第１固定子と、第２固定子とから
   なる２組の固定子で構成し、各組の固定子の第１固定子
   を前記可動子の移動方向の一方の半分側にそれぞれ設
   け、第２固定子を前記可動子の移動方向の他方の半分側
   にそれぞれ設け、各々の固定子に対して可動子に設けら
   れた各々の電極が微小な間隔で相対することを特徴とす
   るマイクロアクチュエータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のマイクロアクチュエータ
   において、 それぞれの第１固定子と第２固定子に異なった電圧を印
   加することを特徴とするマイクロアクチュエータ。
3. 【請求項３】 基板上に設けられた固定子、可動子、お
   よびばね固定台を介して前記可動子を基板上に支持する
   ばねを備え、前記可動子が基板に平行に動作するマイク
   ロアクチュエータにおいて、 前記可動子の下方に制御電極を設けてこの制御電極と前
   記可動子との間に電圧を加えることによって前記可動子
   を前記固定子による移動方向と垂直な方向に変位させる
   ことができるようにして、可動子の上に搭載されたヘッ
   ドが磁気ディスクの外周から内周にいくにしたがって、
   可動子と制御電極との間に加える電圧の大きさを変化さ
   せるようにしたことを特徴とするマイクロアクチュエー
   タ。