(57)【要約】【課題】大幅な低コスト化を可能とする光偏向ミラー、光偏向ミラーの製法、光偏向器を提供する。【解決手段】光ビームを偏向するための光偏向ミラーであって、基板４の表面が光反射性を有し、裏面にポリマー材料を主成分とする樹脂皮膜５が形成されたミラー部１と、ミラー部１に設けられ、樹脂皮膜５の突出部からなるトーションバー２と、トーションバー２に連結された固定部３とを有し、ミラー部１は磁気感受性を有し、トーションバー２はミラー部１を傾動自在に支持する。基板４の表面で光を反射でき、基板４が磁気感受性を有するので、電磁石で基板を傾動させることができる。トーションバー２の材料がポリマーを主成分とする樹脂を主成分とする樹脂であるから柔軟性があり、小さな駆動源で傾動できる。基板４の表裏両面とも、フォトリソグラフィ技術によるパターニングと、ウエットエッチングにより製造でき、光偏向ミラーを廉価に製造できる。【選択図】図１
2010096875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを偏向するための光偏向ミラーであって、
基板の表面が光反射性を有し、裏面にポリマー材料を主成分とする樹脂皮膜が形成されたミラー部と、
前記ミラー部に設けられ、前記樹脂皮膜の突出部からなるトーションバーと、
前記トーションバーに連結された固定部とを有し、
前記ミラー部は磁気感受性を有し、前記トーションバーは前記ミラー部を傾動自在に支持する
ことを特徴とする光偏向ミラー。
【請求項２】
前記固定部は、前記ミラー部に対して一定の空間を設けて取り囲む形状で、かつ前記樹脂皮膜と同じ材料構成からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光偏向ミラー。
【請求項３】
前記固定部は、前記ミラー部に対して一定の空間を設けて取り囲む形状で、かつ前記ミラー部と同じ材料構成からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光偏向ミラー。
【請求項４】
前記基板が磁性材料からなる
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光偏向ミラー。
【請求項５】
前記基板が非磁性材料からなり、前記樹脂皮膜はポリマー材料に磁性粉を混合した磁気感受性樹脂皮膜からなる
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光偏向ミラー。
【請求項６】
前記基板が非磁性材料からなり、前記基板の裏面に磁性材料からなる磁性体を設けた
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の光偏向ミラー。
【請求項７】
前記ポリマー材料が感光性を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の光偏向ミラー。
【請求項８】
前記基板の表面に、前記基板を溶解除去するエッチング液に耐性と共に光反射性を有する金属皮膜が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の光偏向ミラー。
【請求項９】
基板の光反射性を有する表面上に、前記基板を溶解除去するエッチング液に耐性を有する金属皮膜を成膜する皮膜形成工程と、
フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて、前記金属皮膜に対してミラー部パターンと前記ミラー部パターンに対して一定の空間を設けて取り囲む形状の固定部パターンとを形成する表面パターニング工程と、
前記基板の裏面上に感光性のポリマー材料を主成分とする樹脂皮膜を形成する樹脂皮膜形成工程と、
前記金属皮膜に、前記ミラー部パターンと前記固定部パターンと、前記ミラー部パターン及び前記固定部パターンを連結したトーションバーパターンをフォトリソグラフィ技術により形成する裏面パターンニング工程と、
前記ミラー部パターン、前記固定部パターン、及び前記トーションバーパターンをマスクとして、前記基板の露出部分をウエットエッチングにより除去することによりミラー部と固定部との間が前記樹脂皮膜からなるトーションバーで連結された構造を形成するウエットエッチング工程からなる
ことを特徴とする光偏向ミラーの製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂皮膜形成工程が、感光性のポリマー材料に磁性体粉を混入した材料を用いる
ことを特徴とする請求項９に記載の光偏向ミラーの製造方法。
【請求項１１】
基板の表面が光反射性を有し、磁気感受性を付与されたミラー部と、前記ミラー部に連結された樹脂皮膜の突出部からなるトーションバーと該トーションバーに連結された固定部とを有する光偏向ミラーと、
前記光偏向ミラーを、前記固定部を介して固定する器枠と、
前記器枠中に配置され、前記ミラー部に対抗する位置に配置された一対の電磁石とを含んでなり、
前記光偏向ミラーが請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の光偏向ミラーである
ことを特徴とする光偏向器。
【請求項１２】
前記光偏向ミラーが、交差方向に配置された二対の前記トーションバーを介して四方向に傾動自在に支持されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向ミラー、光偏向ミラーの製法および光偏向器に関する。ＭＥＭＳ（メムス、Micro Electro Mechanical Systems）とは、機械要素部品やセンサー、アクチュエータ、電子回路などを一つの基板上に集積化したデバイスをいう。本発明は、このようなＭＥＭＳデバイスである光偏向ミラーとその製法、およびその光偏向ミラーを用いた光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳデバイスとしての光偏向器には、静電駆動方式やローレンツ力駆動方式があるが、いずれの駆動方式にしても、ミラー部にシリコンを用い、ミラーを支えるトーションバーや固定部の形成には、フォトリソグラフィ技術によってパターニングをした後、ドライエッチング技術を用いて加工するものであった（特許文献１〜５参照）。
【０００３】
上記従来技術のうち、特許文献１に示す光偏向ミラーの製法を図１２および図１３に基づき説明する。
工程１（図１２(Ａ))：シリコンウエハを用意する。シリコンウエハはその一つ分であるシリコン基板302として図示されている。
工程２（図１２(Ｂ))：シリコンウエハ302の表面に第一の絶縁膜304を、裏面に酸化シリコン膜322を形成する。
工程３（図１２(Ｃ)）：フォトリソグラフィ技術により、酸化シリコン膜322を選択的にエッチングする。つまり、可動板になる部分と弾性部材になる部分と支持体になる部分を除いて、酸化シリコン膜322をエッチングする。
工程４（図１２(Ｄ)）：この構造体の表面にアルミニウムを成膜し、その後フォトリソグラフィ技術によりアルミニウムをパターニングして、駆動コイルと配線と駆動電極と検出コイルを含む第一の導体膜312を形成する。
工程５（図１２(Ｅ))：この構造体の表面に例えばプラズマＣＶＤ装置やスパッタリング装置などでシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして、第二の絶縁膜306を形成する。
【０００４】
引き続き、図１３に基づき説明する。
工程６（図１３(Ａ)）：この構造体の表面にスパッタリング装置でアルミニウムを成膜し、その後フォトリソグラフィ技術によりアルミニウムをパターニングして、ジャンプ線とジャンプ線とジャンプ線を含む第二の導体膜314を形成する。
工程７（図１３(Ｂ)）：この構造体の表面にプラズマＣＶＤ装置やスパッタリング装置などでシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして、第三の絶縁膜308を形成する。
工程８（図１３(Ｃ))：シリコンエッチング用のＲＩＥ(Reactive Ion Etching)装置でシリコンウエハ裏面の酸化シリコン膜322をマスクとしてシリコンをエッチングする。続いて、酸化シリコン膜322と、露出している部分の第一の絶縁膜304とを、酸化シリコン膜エッチング用のＲＩＥによりシリコンウエハ裏面からエッチングする。
【０００５】
上記工程を経た結果、可動板が一対の弾性部材を介して一対の支持体に支持されている光偏向ミラー部が形成される。
【０００６】
しかるに、上記従来技術には、つぎの問題がある。
用いる基板材料であるシリコンが高価である。また、製作工程が上記のようにミラー部に配線を成形する必要から絶縁膜形成などにＣＶＤなどの高価な装置と複雑な工程を必要とするうえ、前記工程８のシリコンエッチングにはＲＩＥ装置などの高価な装置が必要とされるので、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３０５４７２（とくに段落００２３〜００３０、図５および図６）
【特許文献２】特開平１１−２３１２５２
【特許文献３】特開２００１−２０１７０９
【特許文献４】特開２００４−１９８７９８
【特許文献５】特開２００５−１８１３９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、大幅な低コスト化を可能とする光偏向ミラーおよび光偏向ミラーの製法と、それを用いた光偏向器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明の光偏向ミラーは、光ビームを偏向するための光偏向ミラーであって、基板の表面が光反射性を有し、裏面にポリマー材料を主成分とする樹脂皮膜が形成されたミラー部と、前記ミラー部に設けられ、前記樹脂皮膜の突出部からなるトーションバーと、前記トーションバーに連結された固定部とを有し、前記ミラー部は磁気感受性を有し、前記トーションバーは前記ミラー部を傾動自在に支持することを特徴とする。
第２発明の光偏向ミラーは、第１発明において、前記固定部は、前記ミラー部に対して一定の空間を設けて取り囲む形状で、かつ前記樹脂皮膜と同じ材料構成からなることを特徴とする。
第３発明の光偏向ミラーは、第１発明において、前記固定部は、前記ミラー部に対して一定の空間を設けて取り囲む形状で、かつ前記ミラー部と同じ材料構成からなることを特徴とする。
第４発明の光偏向ミラーは、第１から第３発明までのいずれか１項において、前記基板が磁性材料からなることを特徴とする。
第５発明の光偏向ミラーは、第１から第３発明までのいずれか１項において、前記基板が非磁性材料からなり、前記樹脂皮膜はポリマー材料に磁性粉を混合した磁気感受性樹脂皮膜からなることを特徴とする。
第６発明の光偏向ミラーは、第１から第３発明までのいずれか１項において、前記基板が非磁性材料からなり、前記基板の裏面に磁性材料からなる磁性体を設けたことを特徴とする。
第７発明の光偏向ミラーは、第１から第５発明までのいずれか１項において、前記ポリマー材料が感光性を有することを特徴とする。
第８発明の光偏向ミラーは、第１から第６発明までのいずれか１項において、前記基板の表面に、前記基板を溶解除去するエッチング液に耐性と共に光反射性を有する金属皮膜が形成されていることを特徴とする。
第９発明の光偏向ミラーの製造方法は、基板の光反射性を有する表面上に、前記基板を溶解除去するエッチング液に耐性を有する金属皮膜を成膜する皮膜形成工程と、フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて、前記金属皮膜に対してミラー部パターンと前記ミラー部パターンに対して一定の空間を設けて取り囲む形状の固定部パターンとを形成する表面パターニング工程と、前記基板の裏面上に感光性のポリマー材料を主成分とする樹脂皮膜を形成する樹脂皮膜形成工程と、前記金属皮膜に、前記ミラー部パターンと前記固定部パターンと、前記ミラー部パターン及び前記固定部パターンを連結したトーションバーパターンをフォトリソグラフィ技術により形成する裏面パターンニング工程と、前記ミラー部パターン、前記固定部パターン、及び前記トーションバーパターンをマスクとして、前記基板の露出部分をウエットエッチングにより除去することによりミラー部と固定部との間が前記樹脂皮膜からなるトーションバーで連結された構造を形成するウエットエッチング工程からなることを特徴とする。
第１０発明の光偏向ミラーの製造方法は、第９発明において、前記樹脂皮膜形成工程が、感光性のポリマー材料に磁性体粉を混入した材料を用いることを特徴とする。
第１１発明の光偏向器は、基板の表面が光反射性を有し、磁気感受性を付与されたミラー部と、前記ミラー部に連結された樹脂皮膜の突出部からなるトーションバーと該トーションバーに連結された固定部とを有する光偏向ミラーと、前記光偏向ミラーを、前記固定部を介して固定する器枠と、前記器枠中に配置され、前記ミラー部に対抗する位置に配置された一対の電磁石とを含んでなり、前記光偏向ミラーが請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の光偏向ミラーであることを特徴とする。
第１２発明の光偏向器は、第１１発明において、前記光偏向ミラーが、交差方向に配置された二対の前記トーションバーを介して四方向に傾動自在に支持されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、基板の表面で光を反射でき、基板が磁気感受性を有するので、電磁石で基板を傾動させることができる。また、トーションバーの材料がポリマーを主成分とする樹脂であるから柔軟性があり、小さな駆動源で傾動できる。
第２発明によれば、固定部がミラー部を取り囲む形状であるので、ミラー部を安定して支持することができ、また、ミラー部の裏面に樹脂皮膜を形成する工程で同時に形成できるので、製造が簡易となる。
第３発明によれば、固定部がミラー部を取り囲む形状であるのでミラー部を安定して支持することができ、またミラー部と同じ材料構成であるから同じ工程で固定部を形成でき、製造が簡易となる。
第４発明によれば、基板自体が磁性材料なので、磁気感受性を付与することなくミラー部を電磁石で吸引・反発させることができ、基板に複雑な配線をしなくとも電磁石で駆動でき、駆動装置をコンパクトにできる。
第５発明によれば、基板は非磁性体であっても、磁性粉を混合した樹脂皮膜を形成するとき、同時に基板に磁気感受性を付与できるので、製造工程が簡潔となる。
第６発明によれば、基板は非磁性体であっても、基板の裏面に磁性体を設けることで、基板に磁気感受性を付与できるので、製造が簡易となる。
第７発明によれば、樹脂皮膜の材料が感光性ポリマーで形成する構成なので、フォトリソグラフィ技術によるパターニングのみで製作ができてＲＩＥなどが不要なため製作コストを低くできる。また、トーションバーの材料がポリマーであるから、柔軟性があり、ミラー部を小さな駆動源で傾動できる。
第８発明によれば、基板の表面に基板の溶解除去に対する耐性が付与されるので、ウエットエッチング工程によって必要な形状に仕上げることができる。また、同時にミラーに必要な光反射性を付与できる。
第９発明によれば、基板の表裏両面とも、フォトリソグラフィ技術によるパターニングと、ウエットエッチングにより製造でき、特別高価な装置は必要とせず、エッチング工程はエッチング液に浸漬するだけで足り、高価なドライエッチング装置を用いる必要がない。このため、光偏向ミラーを廉価に製造できる。
第１０発明によれば、基板の裏面に樹脂皮膜を形成するときに、同時に磁性粉を混入させることができるので、簡単に基板に磁気感受性を付与することができる。
第１１発明によれば、ミラー部の表面で光を反射し、ミラー部が磁気感受性を有するので一対の電磁石で磁力を及ぼすとトーションバーで傾動自在に支持されたミラー部が２方向に傾動するので、光偏向器として機能する。
第１２発明によれば、交差方向の二対のトーションバーでミラー部が傾動するように支持されているので、ミラー部を前後左右の４方向に光を偏向させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（本発明の光偏向ミラーの基本構成）
図１は本発明に係る光偏向ミラーの基本構成を示し、（Ａ）は概略正面図、（Ｂ）は概略側面図である。
本発明の偏向ミラーは、ＭＥＭＳデバイスとしての光偏向ミラーであり、ミラー部１と、このミラー部１を傾動自在に支持するトーションバー２と、このトーションバー２に連結される適宜の形状の固定部３とから構成されている。ミラー部１は、少なくとも基板４と、基板４の裏面に形成されたポリマー材料を主成分とする樹脂皮膜５とからなる。そして、前記トーションバー２は、樹脂皮膜５の突出部で構成されている点に特徴がある。
また、ミラー部１は磁気感受性を備えている点に特徴がある。
【００１２】
前記ミラー部１を構成する基板４としては、ウエットエッチングが可能な材料であれば、とくに制限なく種々の材料を用いることができる。
【００１３】
前記トーションバー２を構成する樹脂皮膜５はポリマーを主成分とするが、感光性のものであっても非感光性のものであってもよく、これらは製法によって選択すればよい。
なお、樹脂皮膜５は主としてトーションバー２を構成するが、ミラー部１や固定部３の一部を構成してもよい。この場合、同時製造が可能になるなどの利点がある。
【００１４】
前記ミラー部１に磁気感受性を付与するには、基板４に磁性材料である鉄やニッケル、コバルトなどの金属板を使うほか、ガラスやアルミニウムなどの非磁性体である基板４に磁気感受性を付与してもよい。
磁気感受性を付与するための手法としては、基板４の裏面に磁性粉を内蔵する樹脂皮膜を形成したり、磁性を有する金属板を貼り付けたり、磁性体被覆層を形成する方法がある。
【００１５】
前記ミラー部１を構成する基板４の表面に光反射性を付与するには、その表面を鏡面とすることが要求される。鏡面化する方法としては、基板自体の表面を鏡面に仕上げる方法や液状樹脂を塗布して平滑表面とした後に金属等からなる反射膜を形成する方法などの種々の従来技術を適用することができる。また、反射膜の材質として反射率の大きな材料を用いれば鏡面反射率を大きくできるのでより好ましいが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００１６】
前記固定部３は、その形状に特に制限はないが、前記ミラー部１に対し一定の空間をあけて取り囲む形状であると、ミラー部１を安定して支持でき、後述する枠体にも安定して取付けることができる。
この固定部３の材料は、前記樹脂皮膜５で形成してもよく、ミラー部１と同様に基板４と同じ材料の裏面に樹脂皮膜５を形成したものであってもよい。
【００１７】
上記の基本構造を有する本発明の光偏向ミラーは、つぎの利点がある。
トーションバー２を構成する樹脂皮膜５はポリマーを主成分とするので、柔軟性のあるトーションバーが得られ、ミラー部１の傾動量を大きくでき、また小さな駆動力でも光偏向ミラーを傾動させることができる。
また、ミラー部１が磁気感受性を有するので、電磁石１１で駆動できる。また、ミラー部１に配線を必要としないので、構造がシンプルになり製作工程が簡単になる。
さらに、トーションバー２を構成し、また基板４や固定部３の一部を構成する樹脂皮膜５は、感光性ポリマーを主成分とすると、フォトリソグラフィ技術とウエットエッチング技術のみで製造できるので、製作コストが低下する。
【００１８】
つぎに、本発明の光偏向ミラーの各実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図２は第１実施形態に係る光偏向ミラーＡを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
本実施形態の光偏向ミラーＡは、ミラー部１とトーションバー２と固定部３は上述した本発明の基本構成と同様である。
本実施形態の光偏向ミラーＡは、ミラー部１の基板４が非磁性材料であり、トーションバー２の材料がポリマーを主成分とする樹脂材料で構成されている。
また、ミラー部１の基板４に磁気感受性を付与するため、磁性粉を混入した樹脂皮膜を形成したものである。
【００１９】
前記ミラー部１および前記固定部３の基板４は薄いガラス板を用いたもので、その厚さは120〜170μｍ位である。このガラス製の基板４の表面にはガラスを溶解除去する薬液に耐性と光反射性を有する金属皮膜６が成膜されている。この金属皮膜６にはクロムや金、アルミニウムなどが用いられる。金属皮膜６を形成するには、真空蒸着法やスパッタリング法が利用できる。
【００２０】
前記ミラー部１および前記固定部３の裏面には、ポリマーを主成分とする樹脂皮膜５が形成されている。
また、この樹脂皮膜５には酸化鉄などの磁性粉が混入されている。この磁性粉によりミラー部１には磁気感受性が付与されている。なお、磁性粉としては、フェライト、磁性金属粉や合成金属粉など磁性を有する粉末材料であればいずれも用いることができる。
【００２１】
上記のような構成であると、柔軟性のあるトーションバーが得られ、ミラー部１の傾動量を大きくでき、また小さな駆動力でも光偏向ミラーを傾動させることができる。また、ミラー部１が磁気感受性を有するので、電磁石１１で駆動できる。また、ミラー部１に配線を必要としないので、構造がシンプルになる。
【００２２】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る光偏向ミラーを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
第２実施形態の光偏向ミラーＢは、ミラー部１の基板４が非磁性材料であり、トーションバー２の材料がポリマーを主成分とする樹脂材料である点は、第１実施形態と同様である。ミラー部１の基板４に磁気感受性を付与するため磁性体７を用いる点が、第１実施形態と異なっている。
【００２３】
磁性体７を設けるには、磁性を有する金属板を接合したり、磁性材料を蒸着その他の手段で薄膜形成する方法が可能である。具体的には、鉄やFe・Co合金などの磁性材料を蒸着やスパッタリングにより薄膜形成してもよいし、フェライトなどの磁性酸化物をスパッタリングなどにより薄膜形成してもよい。また、磁性を有する金属板を用いるだけでなく、フェライトなどの磁性酸化物板を接合してもよい。
このように、基板４の裏面に磁性体７を設けておくと、ミラー部１が磁気感受性を有するので、電磁石１１で駆動できる。また、ミラー部１に配線を必要としないので、構造がシンプルになる。
また、トーションバー２はポリマーで作成されているので、柔軟性のあるトーションバーが得られ、ミラー部１の傾動量を大きくでき、また小さな駆動力でも光偏向ミラーを傾動させることができる。
【００２４】
（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態に係る光偏向ミラーを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
第３実施形態の光偏向ミラーＣは、ミラー部１を構成する基板４として磁性材料を用いた点が、第１実施形態と異なっている。
トーションバー２は、ポリマーを主成分とする樹脂材料を用いる点は第１実施形態と同様である。
基板４として磁性を有するＳＵＳ板を用いている。また、ＳＵＳ板である基板４の表面は鏡面処理をすれば光を反射するので、ミラー部１には金属皮膜６を設けていない。鏡面処理にはポリッシング仕上げなどが利用できる。
【００２５】
本実施形態では、基板４自体が磁性を有しているので、ミラー部１が磁気感受性を有するので、電磁石１１で駆動できる。また、ミラー部１に配線を必要としないので、構造がシンプルになる。
また、トーションバー２はポリマーで作成されているので、柔軟性のあるトーションバーが得られ、ミラー部１の傾動量を大きくでき、また小さな駆動力でも光偏向ミラーを傾動させることができる。
【００２６】
（第４実施形態）
図５は本発明の第４実施形態に係る光偏向ミラーを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
第４実施形態の光偏向ミラーＤは、ミラー部１を構成する基板４として磁性材料を用いた点が、第１実施形態と異なっている。
トーションバー２は、ポリマーを主成分とする樹脂材料を用いる点は第１実施形態と同様である。
ただし、ミラー部１の表面には、金属皮膜６を有している。
【００２７】
磁性を有する基板４には、ニッケル板や鉄板が用いられる。
基板４の表面には、金やクロムなどの金属皮膜６が設けられる。
【００２８】
本実施形態でも、基板４自体が磁性を有しているので、ミラー部１が磁気感受性を有するので、電磁石１１で駆動できる。また、ミラー部１に配線を必要としないので、構造がシンプルになる。
また、トーションバー２はポリマーで作成されているので、柔軟性のあるトーションバーが得られ、ミラー部１の傾動量を大きくでき、また小さな駆動力でも光偏向ミラーを傾動させることができる。
【００２９】
（本発明の光偏向ミラーの製法）
第１実施形態の光偏向ミラーＡの製法をつぎに説明する。
図６は製法プロセスの前半（Ｉ〜III）を示し、図７は製法プロセスの後半（IV〜VI）を示す。
本製法は、フォトリソグラフィ技術とウエットエッチングで光偏向ミラーを製作する点に特徴がある。
【００３０】
（Ｉ）皮膜成形工程
図６Ｉに示すように、基板４となるマイクロカバーガラス（厚さ：120〜170μｍ）の表面にガラスの溶解除去するエッチング液に耐性を有し、光反射膜を形成できる金属をスパッタリングして金属皮膜６を成膜する。金属皮膜６の金属素材としては、クロムや金などが用いられる。
【００３１】
（II）表面パターニング工程でのパターニング
図６IIに示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて前記金属皮膜６に対してミラー部１に対応するミラー部パターンｐ１と固定部３に対応する固定部パターンｐ３にパターニングする。パターニング形状を点線ｄで示す。
【００３２】
（III）表面パターニング工程でのエッチング
図６IIIに示すように、前記金属皮膜６をエッチング液を用いて、ミラー部パターンｐ１と固定部パターンｐ３を残し、残りの金属皮膜６を溶解除去する。
【００３３】
（IV）樹脂皮膜成形工程
図７IVに示すように、基板４であるガラス板の裏面に感光性ポリマーを主成分とするレジストをスピンコーティングして樹脂皮膜５を形成する。レジストとしては、ネガレジストでもポジレジストでもよい。ネガレジストとしては厚膜成形が可能なポリマーが好ましい。このような感光性があり厚膜成形が可能なポリマーとしては、以下の１〜４を例示できる。また、ポジレジストとしては、以下の５を例示できる。
１．化薬マイクロケム株式会社（http://www.kayakumicrochem.jp/index.html）ＳＵ−８ 3000シリーズ 
２．東京応化工業株式会社（http://www.tok.co.jp/products/mcb/photoresist.html)PMERシリーズ 
３．旭化成エレクトロニクス（http://www.asahi-kasei.co.jp/akemd/jp/aboutakemd/product.html）感光性ポリイミド前躯体"パイメルＴＭ" 
４．東レ（http://www.toray.co.jp/electronic/products/pro_b001.html）感光性全芳香族ポリイミド前駆体溶液"フォトニース
５．東レ、ポリイミドコーティング剤、フォトニーズ  商品名：PW−１０００
【００３４】
上記の樹脂皮膜成形工程で同時にミラー部１に磁気感受性を付与するには、前記ネガレジストに磁性粉を混合しておく方法がある。この場合に用いられる磁性粉としては、酸化鉄（Iron(III) oxide 98 powder , 5μｍ Fe203）などを用いることができる。厚膜レジストに酸化鉄を混入したうえで基板４の裏面に厚膜に塗布すると、樹脂皮膜５が硬化形成された時点で、基板４に磁気感受性をもたせることができる。
【００３５】
（Ｖ）裏面パターニング工程
図７のＶでは基板４を反転して示している。フォトリソグラフィ技術で樹脂皮膜５を所定のパターンに加工する。最初に、所定形状のフォトマスクを用いて露光プロセスを行うことで、樹脂皮膜５にミラー部パターンｐ１、トーションバー部パターンｐ２、固定部パターンｐ３の潜像パターンを形成する。これらのパターンｐ１，ｐ２，ｐ３はミラー部１、トーションバー２、固定部３に対応するものである。
つぎに、現像処理することでミラー部１の外周と固定部３の内周領域はトーションバー２を除いて溶解する。その他の除去すべき領域も同時に溶解し、基板４の表面がそれぞれ露出する。
【００３６】
（VI）ウエットエッチング工程
上記プロセスにより、基板４の表面側では、トーションバー部を含めて金属皮膜６が所定のパターン形状に加工され、裏面側ではトーションバー部を残した所定のパターン形状が加工されているので、これらをマスクとしてガラスである基板４をエッチングする。エッチング液としては、たとえばフッ化水素酸を用いることができる。これにより基板４におけるミラー部１の外周と固定部３の内周領域のガラスが溶解し貫通部分ｆができ、ミラー部１と固定部３との間がトーションバー２のみで連結された構造が得られる。
【００３７】
上記の工程を経ると、ガラス製基板４の表面におけるミラー部１と固定部分３に反射膜であるクロムまたは金からなる金属皮膜６が形成され、かつ基板４の裏面におけるミラー部１の下面とトーションバー２と固定部３が樹脂皮膜５で形成された光偏向ミラーＡが得られる。この光偏向ミラーＡでは、ミラー部１に対して一定の空間をあけて取り囲んだ固定部３が設けられており、ミラー部１と固定部３との間は一対のトーションバー２で支持されている。
なお、トーションバー２はミラー部１の重心位置から側方に延びているのが好ましいが、必ずしもこの位置でなくともよく、重心位置からズレたところに設けられていてもよい。
【００３８】
上記工程で光偏向ミラーＡが得られると、図８に示す方法で本発明の光偏向器を作製できる。すなわち同図VIIに示すように、光偏向ミラーＡを固定治具１２に固定する。そして、同図VIIIに示すように箱形の器枠１３に一対の電磁石１１を取付けておき、この器枠１３の上面に前記固定治具１２をのせて固定すると、本発明の光偏向器が完成する。
【００３９】
（光偏向ミラーの製法の特徴）
第１実施形態の光偏向ミラーＡについて、上記製法で作製すれば、つぎの利点がある。
まず、基板４の材料にガラス板を使っているので材料費が廉価となる。また、基板４の表裏両面とも、フォトリソグラフィ技術によるパターニングと、２回のウエットエッチングにより必要な形状、構造を実現できる。換言すれば、特別高価な装置は必要とせず、エッチング工程もエッチング液に浸漬するだけで足り、高価なドライエッチング装置を用いる必要がない。このため、光偏向ミラーを廉価に製造できる。
【００４０】
つぎに、第２〜４実施形態の光偏向ミラーＢ〜Ｄの製法を説明するが、前記製法（Ｉ）〜（VI）に基本的には準ずるので、要点のみ説明する。
第２実施形態の光偏向ミラーＢの製法の要点は以下のとおりである。
１）皮膜成形工程
基板４の表面にクロムをスパッタリングして金属皮膜６を形成する。
２）表面パターニング工程
更にフォトリソグラフィ技術を用いてミラー部パターンｐ１と固定部パターンｐ３をパターニング後，クロムをエッチングする。これにより基板表面のパターニングとエッチングが終了する。
３）樹脂皮膜成形工程
基板４の裏面に感光性ポリマーを塗付して樹脂皮膜５を形成する。
４）裏面パターニング工程
更にフォトリソグラフィ技術を用いてミラー部パターンｐ１、トーションバーパターンｐ２および固定部パターンｐ３をパターニングする。
５）エッチング工程
基板４の余分な部分をフッ化水素酸によりエッチングする。これによりミラー部１、トーションバー２および固定部３が形成される。
６）磁性体形成工程
基板４の裏側における樹脂皮膜５の裏面に磁性体７を形成する。これによりミラー部１に磁気感受性が付与される。なお、基板４のすぐ裏側であって、樹脂皮膜５との間に磁性体７を設けてもよい。このような磁性体には金属板を用いたり、金属材料の蒸着膜を用いることができる。
【００４１】
第３実施形態の光偏向ミラーＣの製法の要点は、以下のとおりである。
１）表面パターニング工程
ＳＵＳの基板４の表面にＳＵＳエッチング用マスクをフォトリソグラフィ技術を用いてミラー部パターンｐ１と固定部パターンｐ３をパターニングする。ＳＵＳの基板４の表面は鏡面仕上げしておけば、それ自体が光反射性を有するので、光反射膜を形成する必要がない。
２）樹脂皮膜成形工程
ＳＵＳの基板４の裏面に感光性ポリマーを塗付して樹脂皮膜５を形成する。
３）裏面パターニング工程
更にミラー部パターンｐ１、トーションバーパターンｐ２および固定部パターンｐ３をパターニングする。
４）エッチング工程
ＳＵＳの余分な部分をＳＵＳエッチング液によりエッチングする。これにより、ミラー部１、トーションバー２および固定部３が形成される。
基板４はＳＵＳを用いているので、それ自体に磁性があり、別に磁気感受性を付与する必要はない。
【００４２】
第４実施形態の光偏向ミラーＤの製法の要点は、以下のとおりである。
１）皮膜成形工程
ニッケルの基板４の表面に金をスパッタリングして金属皮膜６を形成する。
２）表面パターニング工程
更にフォトリソグラフィ技術を用いてミラー部パターンｐ１と固定部パターンｐ３をパターニング後、金をエッチングする。
３）樹脂皮膜成形工程
ニッケルの基板４の表面に感光性ポリマーを塗付して樹脂皮膜５を形成する。
４）裏面パターニング工程
更にミラー部パターンｐ１、トーションバーパターンｐ２および固定部パターンｐ３をパターニングする。
５）エッチング工程
ニッケルの余分な部分をエッチングする。これにより、ミラー部１、トーションバー２および固定部３が形成される。
【００４３】
第５実施形態の光偏向ミラーの製法の要点は、以下のとおりである。
第５実施形態の光偏向ミラーは、構造的には図５に示す第４実施形態と同様である。
基板４は鉄を用いているので、それ自体に磁性があり、別に磁気感受性を付与する必要はない。
１）表面パターニング工程
鉄の基板４の表面に鉄エッチング用マスクをフォトリソグラフィ技術を用いてミラー部パターンｐ１と固定部パターンｐ３をパターニングする。
２）樹脂皮膜成形工程
鉄の基板４の裏面に感光性ポリマーを塗付して樹脂皮膜５を形成する。
３）裏面パターニング工程
更にミラー部パターンｐ１、トーションバーパターンｐ２および固定部パターンｐ３をパターニングする。
４）エッチング工程
鉄の余分な部分を鉄エッチング液によりエッチングする。これにより、ミラー部１、トーションバー２および固定部３が形成される。
５）反射膜成膜工程
基板４の表面にクロムをスパッタリングする。これによりミラー面となる反射膜が形成できる。
【００４４】
上記各製法で得られた第２〜第５実施形態の光偏向ミラーも、第１実施形態の光偏向ミラーＡと同様の利点を有しており、図８に示す要領で本発明の光偏光器を構成することができる。
【００４５】
（本発明の光偏向器）
図９は本発明の一実施形態である光偏向器Ｘを示す斜視図である。図１０は動作説明図である。
【００４６】
図９において、ＸはＭＥＭＳデバイスとしての光偏向器である。この光偏向器Ｘは、光偏向ミラーＡと一対の電磁石１１とそれらを保持する固定治具１２および器枠１３とからなる。
【００４７】
前記固定治具４は、前記光偏向ミラーＡ〜Ｄの固定部３を取付けるための枠状の支持部材である。
前記器枠１３は、箱状の部材であり、４面の側壁と底壁とからなる。この器枠１３の上端面には前記固定治具４が固定されている。そして、器枠１３の内部において、その底壁上には、前記一対の電磁石１１が取付けられている。
【００４８】
前記電磁石１１は通電すると磁力を発する公知のもので２個用いられている。それぞれの電磁石１１は、前記ミラー部１におけるトーションバー２を境にした左右両側部分に対応して配置されている。よって、図１０に示すように、右側の電磁石１１に通電すると、ミラー部１は右下りに傾斜する。反対に左側の電磁石１１に通電すると、図示してないがミラー部１は左下りに傾斜する。そして、いずれの電磁石１１にも通電しないと、ミラー部１は水平に保たれる。
このように、電磁石１１によってミラー部１を傾動させることによって、ミラー部１に投射された光を自在に偏向することができる。
【００４９】
本発明の光偏向器は、ミラー部１に磁気感受性を付与しているので、電磁石１１によりミラー部１を吸引し駆動させることができる。このように、駆動源に電磁石１１を使えることから、静電駆動式やローレンツ力駆動式で要するミラー部の配線等を形成する必要がない。よって、構造を簡単にできる。
また、トーションバー２が柔軟性を有する樹脂皮膜５で作製されているので、小さな駆動力で傾動でき、電磁石１１を小形にすることもできる。
【００５０】
図１１は本発明の他の実施形態に係る光偏向器Ｙの斜視図である。
本実施形態の光偏向器Ｙにおける光偏向ミラーは、１枚のミラー部１に対し、一対のトーションバー２Ａで内側の固定部３Ａに支持し、この内側の固定部３Ａを他の一対のトーションバー２Ｂで外側の固定部３Ｂに支持したものである。
トーションバー２Ａとトーションバー２Ｂは互いに交差する方向に配置されている。
【００５１】
上記の光偏向ミラーは、トーションバー２Ａ，２Ｂと固定部３Ａ，３Ｂが２組づつ必要とされるが、それらの材料構成と製法は、第１〜第５実施形態の光偏向ミラーと同様である。この光偏向ミラーを用いた光偏向器Ｙでは、ミラー部１を左右前後の四方向に傾動させることができる。
【実施例】
【００５２】
第１実施形態の光偏向ミラーＡを既述の製法（Ｉ）〜（VI）で製作した。樹脂皮膜５の材料は、直径５μmの酸化鉄（Iron(III) oxide 98 powder , 5μｍ Fe203）の微粒子を含むネガレジスト（ＳＵ−８）である。それらの材料を用いたパターニングでは３０μm程度の微細構造の成型が可能であった。
上記の条件で製作した光偏向ミラーＡを治具に固定し、図１０で示すように電磁石１１により光偏向ミラーＡを吸引したところ，ミラー部１の傾動を確認することができた。また、その傾動量も充分に大きなものであった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る光偏向ミラーの基本構成を示し、（Ａ）は概略正面図、（Ｂ）は概略側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光偏向ミラーＡを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光偏向ミラーＢを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る光偏向ミラーＣを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る光偏向ミラーＤを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】第１実施形態に係る光偏向ミラーＡの製法（前半）の説明図である。
【図７】第１実施形態に係る光偏向ミラーＡの製法（後半）の説明図である。
【図８】本発明の光偏向器の製法の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態である光偏向器Ｘを示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態である光偏向器Ｘの動作説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る光偏向器Ｙの斜視図である。
【図１２】従来の光偏向ミラーの製法（前半）の説明図である。
【図１３】従来の光偏向ミラーの製法（後半）の説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ミラー部
２  トーションバー
３  固定部
４  基板
５  樹脂皮膜
６  金属皮膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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