(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側領域に、少なくとも１つの可動マイクロミラー素子と、該マイクロミラー素子を起動する、互いに高さがずらされている複数の指形又は櫛形の電極とを有するマイクロミラーアクチュエータを製造する方法であって、
少なくとも３つの主要層（１０１、１０３、１０７）から成る層構造を生成し、該少なくとも３つの主要層を、中間層（１０２、１０４、１０６）によって互いから少なくとも部分的に電気的に絶縁し、且つ前記マイクロミラー素子及び前記電極を形成するように設計及び構造化し、
前記層の構造化を、閉鎖フレーム（３１０）が少なくとも前記最上層（１０７）から得られるように行い、該閉鎖フレームは、前記アクチュエータの前記内側領域を包囲すると共に、該フレーム（３１０）上にカバープレートを適用することによって前記内側領域の気密封入を可能にし、また、前記層構造の生成中に、前記中間層によって前記主要層から電気的に絶縁される導体レベル（１０５）を、前記主要層のうちの少なくとも２つの間に生成すると共に導体経路を形成するように構造化し、該導体経路を介して、前記中間層（１０２、１０４、１０６）のうちの１つ又は複数に接触開口を形成した後で、前記電極の１つ又は複数に、前記フレーム（３１０）の外側から電気的に接触することができる、方法。
【請求項２】
前記フレーム（３１０）の上側を前記構造化の後に研磨する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記製造を、前記主要層のうちの１つを形成する、ウェハ上に互いに隣接して位置する複数のマイクロミラーアクチュエータの層構造を生成することによって前記ウェハレベルで行う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記構造化後に、さらなるウェハ（１０８）又はウェハのサイズの基板を、カバープレートとして前記層構造に適用し、互いに隣接して位置付けられる前記マイクロミラーアクチュエータの前記フレーム（３１０）に気密封止接合する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの光波長範囲で透明であるカバープレートを使用する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記カバープレートは、陽極接合若しくは共晶接合、又はガラスフリット接合によって適用される、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記層を、前記マイクロミラー素子として単軸又は多軸の可動マイクロミラープレート（３１１）を形成するように設計及び構造化する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
内側領域に、少なくとも１つの可動マイクロミラー素子と、該マイクロミラー素子を起動する、互いに高さがずらされている複数の指形又は櫛形の電極とを有するマイクロミラーアクチュエータであって、
該アクチュエータは、少なくとも３つの主要層（１０１、１０３、１０７）から成る層構造から形成され、該少なくとも３つの主要層は中間層（１０２、１０４、１０６）によって互いから少なくとも部分的に電気的に絶縁され、
前記内側領域は、少なくとも前記最上層（１０７）から成る閉鎖フレーム（３１０）によって包囲され、該閉鎖フレームは、該フレーム（３１０）上にカバープレートを適用することによって前記内側領域の気密封入を可能にし、
前記中間層によって前記主要層から絶縁される導体レベル（１０５）は、前記主要層のうちの少なくとも２つの間に位置付けられ、導体経路を有し、該導体経路を介して、前記電極のうちの１つ又は複数に、前記中間層（１０２、１０４、１０６）のうちの１つ又は複数の接触開口を介して前記フレーム（３１０）の外側から電気的に接触することができる、マイクロミラーアクチュエータ。
【請求項９】
前記マイクロミラー素子は、単軸又は多軸の可動マイクロミラープレート（３１１）である、請求項８に記載のマイクロミラーアクチュエータ。
【請求項１０】
前記フレーム（３１０）上にカバープレートが気密封止するように適用される、請求項８又は９に記載のマイクロミラーアクチュエータ。
【請求項１１】
前記カバープレートは、少なくとも１つの光波長範囲で透明である、請求項１０に記載のマイクロミラーアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内側領域に、少なくとも１つの可動マイクロミラー素子と、このマイクロミラー素子を起動する、複数の指形又は櫛形の電極（これらの電極は互いに高さがずらされている）とを有するマイクロミラーアクチュエータであって、少なくとも３つの主要層（中間層によって互いに少なくとも部分的に電気的に絶縁されている）から成る層構造によって形成される、マイクロミラーアクチュエータ、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロメカニカルコンポーネント（ＭＥＭＳ）は多くの用途に使用可能である。これらの例としては、加速度センサ、速度センサ又は光マイクロセンサがある。これらのＭＥＭＳコンポーネントの多くは、コンポーネントの内側領域にある可動構造体によって形成されるアクチュエータ素子又はセンサ素子を起動又はサンプリングするタイプの点で異なる。本発明は、可動マイクロミラー素子が複数の電極によって起動又はサンプリングされる、マイクロミラーアクチュエータに関する。この場合、特別な応用分野は、静電駆動式マイクロスキャナミラーによって代表される。
【０００３】
マイクロスキャナミラーを、例えば、バーコード読取装置、回路基板露光ユニット、レーザ走査顕微鏡、イメージングレーザ投影、又は光ネットワークスイッチにおいて使用することができる。
【０００４】
マイクロスキャナミラーのミラープレートによって形成されるアクチュエータ素子が、中程度の駆動電圧であっても大きく屈曲することを可能にするために、櫛形又は指形の電極を部分的に用いて、このアクチュエータ素子を起動する。互いに噛み合う櫛形電極の利点は、動作中であっても、電極間隔が狭いと同時に電極表面がより大きいことに起因して静電容量が増大されることである。原則として、これらの櫛形駆動電極は、基板上に位置する静止電極櫛歯と、アクチュエータ素子に取り付けられる可動電極櫛歯とを備え、これらは噛み合っている。アクチュエータ素子の屈曲は、これらの電極が同一平面内にあるいくつかの実施形態では、全体的に同一ではない電極構造の製造に関連する非対称性によって、互いに噛み合っている電極櫛歯上で電界が生成されるという点において達成される。アクチュエータ素子をその共振周波数において励起すると、最初は非常に小さい屈曲が段階的に増大して数段階（degrees）大きい振幅となる。この原則の不都合点は、このタイプのミラーアクチュエータはその共振周波数でしか有用に大きく屈曲しないため、その使用可能性が大きく制限されることである。さらに、優先される方向がないために過渡振動の進行は一意に画定されず、そのため、アクチュエータ素子はさまざまな方向に振動する可能性がある。したがって、アクチュエータ素子の、その励起信号に関連する位相位置は一意に画定されず、１８０度異なる可能性がある。
【０００５】
これらの問題を回避するために、静止電極櫛歯と可動電極櫛歯との高さが互いにずれている、櫛形電極が使用される。このタイプの構成を使用すると、アクチュエータ素子の傾斜範囲内で所定角を設定することが可能であり、この所定角は、櫛形電極の高さのずれによって予め決定される。したがって、共振動作に加えて、少なくとも共振周波数未満の周波数における準静的動作が可能である。
【０００６】
少なくとも３つの主要層（中間層によって互いに少なくとも部分的に電気的に絶縁されている）から成る層構造が生成される、このタイプのマイクロアクチュエータを製造する方法が、非特許文献１の刊行物から既知である。これらの層は、アクチュエータ素子、及び互いに高さがずらされる櫛形起動電極を形成するように設計及び構成化される。
【０００７】
上述のマイクロスキャナミラー等のマイクロエレクトロメカニカルコンポーネントを製造するには、製造プロセス中であっても、可動構造体、すなわち可動アクチュエータ素子又はセンサ素子を保護することが必要である。特に、互いに隣接するプロセスコンポーネントを有するウェハが別個のアクチュエータチップに切断される分離プロセス中には、まだ封入されていないコンポーネントの鋸引きプロセスに起因して、水及び鋸屑による汚染が生じる。この汚染の結果として、短絡、又はマイクロメートルの細かさの駆動櫛歯構造体の機械的閉塞が非常に急速に生じる可能性がある。多くのマイクロスキャナミラーはエッチングされたバックトレンチ（back trench）を有し、特に、実際のアクチュエータ構造はダイアフラムを呈し、これはわずか数十マイクロメートル厚であるが、同時に数ミリメートル伸張するため、コンポーネント又はチップは、封入されていない状態では機械的に非常に脆弱でもある。したがって、コンポーネントの、可動センサ素子又はアクチュエータ素子及び電極が位置している内側領域が分離前にウェハ上で既に気密封止されている、いわゆるウェハレベルのパッケージングによってしか、高い製造収率が可能ではない。このように、コンポーネントは、大幅に変動する環境条件（温度、圧力、周囲湿度）下で均一な電気機械的挙動も有する。
【０００８】
現在までに既知である、マイクロスキャナミラーの多くの製造プロセスは、非常に限定された方法で一体化されるか、又は気密封止された封入を達成するために陽極ウェハ接合若しくは共晶ウェハ接合に基づくプロセスを用いる場合は全く一体化されない。これは、現在までに、外部から電極に接触する問題によって、自由な封入が可能となっていないためである。
【０００９】
したがって、単軸静電駆動式マイクロスキャナミラーを起動するには、最も簡単な場合で２つの異なる電位が必要であり、これらの電位は、封入部の外側にある端子を介して印加された後に気密封止された封入部内に導かれる必要がある。これは、製造プロセスが、互いに垂直に重なると共に互いから絶縁されている２つの導電性アクチュエータ層を提供する場合に可能である。このように製造される単軸ミラーは、ＤＣ電圧を印加すると片側が準静的に屈曲し得るか、又は好適なＡＣ電圧を用いて共振させられ得る。しかし、例えば、単軸ミラーの片側だけではなく準静的に両側を屈曲させることができるように起動するために２つ以上の櫛形電極対が用いられる場合、互いに絶縁される３つの電位が既に必要であり、この電位のうちの少なくとも２つはまた、互いに横方向に絶縁され、空間的に分離される必要がある。この目的のために、現在までに既知である製造方法は、電位を伝導する最上層を、通常は次の絶縁層までトレンチを下方へエッチングすることによって、互いに空間的且つ電気的に分離される複数の領域に分割する。しかし、電気的な分離のために必要であるこれらのトレンチによって、封入されている内部と外部との間のガス交換が常に可能となるため、気密なウェハレベルのパッケージングが妨害される。封入するために陽極接合方法が用いられる場合、トレンチの位置において接合が妨げられる。共晶接合の場合、互いから絶縁されるべき印刷導体の短絡さえも生じる。単軸ミラーではなく二軸マイクロスキャナミラーを製造する必要がある場合、空間的に分離されるべきさらなる電位が加わるため、状況はかなり複雑になる。
【００１０】
ＭＥＭＳコンポーネントのためのウェハレベルのパッケージング方法が特許文献１から既知であり、この場合、キャビティが設けられているシリコンウェハ又はガラスウェハが融着又は陽極接合のいずれかによってＭＥＭＳウェハに接合されることによって気密な封入が達成される。製造プロセス中、カバー素子に気密封止接続するのに必要な平面性を有する閉鎖接合領域（構成要素を包囲する）は、ウェハによって形成される最下層上に空の状態で保持される（kept clear）。カバー素子は、キャビティが設けられているシリコンウェハ又はガラスウェハであり、この周辺接合領域の点に好適なウェブを有する。封入されたＭＥＭＳコンポーネントの電極の外部への電気接続は、ウェハ内に埋め込まれる導体線によって行われ、この導体線は、外部からＭＥＭＳコンポーネントの封入された内側領域内へ横方向に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，１４６，９１７号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】E. T. carlen et al., High Aspect Ratio Vertical Comb-Drive Actuator with Small Self-Aligned Finger Gaps, Journal of Micro-Electromechanical Systems, volume 14, issue 5, October 2005, page 1144-1155
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、少なくとも１つの可動マイクロミラー素子と、互いに高さがずらされている複数の指形又は櫛形電極とを有する、マイクロミラーアクチュエータを製造する方法を開示することを含む。この方法は、既にウェハレベルにあるアクチュエータの内側領域を簡単に気密封止封入することを可能にする。さらに、本発明は、対応して構成されるマイクロミラーアクチュエータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、請求項１及び８に記載の方法及びマイクロミラーアクチュエータによって達成される。この方法及びアクチュエータの有利な実施の形態は、以下の説明及び例示的な実施の形態から推測され得る従属項の主題である。
【００１５】
本発明の方法において、少なくとも３つの主要層、好ましくは半導体層から成る層構造が生成され、この少なくとも３つの主要層は、中間層によって互いから少なくとも電気的に部分的に絶縁される。これらの層は、マイクロミラー素子及び電極を形成するように設計及び構造化される。提案される方法では、層の構造化は、閉鎖（固体）フレームが少なくとも最上にある主要層から得られるように行われ、この閉鎖フレームは、アクチュエータの内側領域を包囲すると共に、このフレーム上にカバープレートを適用することによって内側領域の気密封入を可能にする。フレームの上側の表面、すなわちフレームの最上層の表面は、この目的のために、必要とされる平面性がカバープレートの気密封止用途に未だ適切ではない場合、構造化された後に好適に研磨されるのが好ましい。さらに、本発明の方法では、層構造の生成中に、複数の層のうちの少なくとも２つの間に、中間層によってこれらの層から電気的に絶縁される導体レベル（conductor level）が生成され、構造化されて導体線又は経路を形成する。構造化は、コンポーネントの製造中に中間層のうちの１つ又は複数に接触開口を形成した後で、電極のうちの１つ又は複数に、フレームの外側から導体経路を介して電気的に接触することができるように行われる。この場合、電極は、主要層のうちの少なくとも２つによって形成されるのが好ましく、これらの層の間に導体レベルも生成される。したがって、フレーム及び／又は封入部の外側から電極に接触することは、封入するのに必要な封入接続面の平面品質を損なうことなく、これらの埋め込まれた導体経路によって達成される。したがって、この方法は、好ましくはカバープレートをフレームに接合するのに陽極ウェハ接合又は共晶ウェハ接合を使用して、気密封止された封入部を簡単に製造することを可能にする。接合部を製造するために、これら２つの接合方法の代わりに、他の接合技術、例えばガラスフリット接合を使用してもよい。
【００１６】
提案される方法では、この封入は既にウェハレベルで行うことができ、この場合、さらなるウェハ又はウェハのサイズの基板が層構造上にカバープレートとして適用され、ウェハ上に互いに隣接して位置するマイクロミラーアクチュエータのフレームに気密封止接合される。カバープレートは、この目的のために、マイクロミラー素子の自由な動きの障害とならないように既知の方法でキャビティも有し得る。以下ではコンポーネントとも称されるアクチュエータが最下にある主要層に貫通開口を有する場合、気密封止封入のためにさらなる床面カバー（floor cover）も設けなければならない。最下にある主要層は通常、底部側に床面プレートとしてさらなる基板又はウェハに接合するのに十分な平面性があるウェハを構成するため、これは問題ではない。
【００１７】
光学用途のためのマイクロスキャナミラー又は別のＭＥＭＳコンポーネントの製造中に、少なくとも１つの光波長範囲において透明である材料、例えばガラスから成るカバープレート、及び場合によっては任意選択的に必要な床面プレートも選択することが必要である。しかし、これは本発明の方法において問題は呈しない。
【００１８】
本明細書において示唆される製造プロセスは、マイクロミラー素子及び電極を有する内側領域の周りでそれ自体が完全に閉じている、研磨されているか又は滑らかなフレームを常に提供し、このフレームの最上部は、アクチュエータの最上にある（主要）層が製造されるのと同じ層から製造される。それにもかかわらず、互いから分離されるほとんど任意の数の電位を封入部内に導くことができるようにするために、提案される製造プロセスはまた、例えばミラープレート又はマイクロミラー素子に使用され得る２つの厚みがある導電性アクチュエータ、ばね懸架装置、及び高さがずらされる電極櫛歯構造体に加えて、堆積される導体レベルを備える。この導体レベルは、下側アクチュエータ層の上にこれと電気的に絶縁して配置され、上側アクチュエータ層の下に同様にこれと電気的に絶縁して配置されるのが好ましい。トレンチによって互いから絶縁され、内側領域の内部に位置する上側アクチュエータ層の島に、この導体レベルを介して接触し得る。この目的のために、上側アクチュエータ層の下に位置する絶縁層に、好適な個々の導体経路内に構造化される導電レベルまでコンタクトホールが予め生成され、これを介して、導体経路と上側アクチュエータ層の絶縁された島との間が電気的に接続される。
【００１９】
提案される製造プロセスは、櫛形電極の高さを互いにずらすことを可能にする。これらの高さがずらされる櫛形電極は、静電駆動式マイクロミラー素子の共鳴動作だけではなく準静止動作も可能にする。記載する製造シーケンスは、少なくとも３つの異なる層厚の可動アクチュエータ構造を生成する可能性を提供する。したがって、マイクロミラー素子の懸架装置のためのねじりばねが、必要に応じて一番小さい層厚で製造され、駆動及び／又は起動用の電極櫛歯が例えば中程度の層厚で生成され、マイクロミラー素子は、必要に応じて３つの利用可能な層厚のうちの１つで製造され得る。非常に小さいミラー直径（０．５ｍｍ未満）のマイクロスキャナミラーは小さい層厚で既に間に合わせることができ、これは、静的変形が正方形の縁長に対応し、動的変形がミラーの縁長の５乗に対応し、中程度のミラー直径及び大きいミラー直径（最大数ミリメートル）が、それに応じてより大きい層厚を必要とするためである。本明細書において提示される製造プロセスによって、たった数十マイクロメートル厚であるミラーに加えて、例えばウェハの厚さが最大数千（many hundreds）マイクロメートル厚のミラーを製造することも可能である。構造化する際のフォトマスクの設計のみによって特定のアクチュエータ構造の厚さが決まる。製造シーケンスは常に同じままである。
【００２０】
本特許出願において記載される製造シーケンスにおいて、耐高温材料のみを使用することが好ましく、これによって、アクチュエータに損傷を与えることなく、陽極接合又は共晶接合等の高温ウェハ接合方法を使用することができる。導体経路が駆動電極と同じ層から製造される製造プロセスとは対照的に、アクチュエータがウェハレベルのパッケージによって気密封止してパッケージングされる場合であっても、本明細書において提供される隠閉されているか又は埋め込まれている電極レベルを使用して、互いに絶縁される任意の数のアクチュエータの領域に接触することができる。
【００２１】
この方法を使用して製造されるマイクロミラーアクチュエータは、内側領域に少なくとも１つの可動マイクロミラー素子と、このマイクロミラー素子を起動する、高さがずらされている複数の櫛形又は指形の電極とを有する。この構成要素は、中間層によって互いから少なくとも部分的に電気的に絶縁されている少なくとも３つの主要層から成る層構造から形成される。内側領域は、少なくとも上側の主要層から形成される閉鎖フレームによって包囲され、これによって、このフレーム上にカバープレートを適用することによって内側領域の気密封入が可能となる。複数の層のうちの少なくとも２つの間には、中間層によってこれらの層から電気的に絶縁されており、導体経路を有する導電レベルが位置し、この導体経路を介して、電極のうちの１つ又は複数に、中間層の接触開口を介してフレームの外側から電気的に接触することができる。マイクロミラーアクチュエータは、静電駆動式の単軸又は複数軸のマイクロミラーを有するマイクロスキャナミラーであるのが好ましい。
【００２２】
提案される方法及び関連するマイクロミラーアクチュエータを、図面と関連して例示的な実施形態に基づいて以下で再び詳細にさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】提案される製造方法の第１の例を示す。
【図２】提案される製造方法の第２の例を示す。
【図３】本発明の方法に従って得ることができる二軸マイクロスキャナミラーの上面図を示す。
【図４】櫛形電極の高さのずれ及び起動の１つの例を示す。
【図５】櫛形電極の高さのずれ及び構成の第２の例を示す。
【図６】櫛形電極の高さのずれ及び構成の第３の例を示す。
【図７】提案されるマイクロミラーアクチュエータの封入の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
提案される方法を、マイクロスキャナミラーがシリコン技術において製造される例示的な実施形態に基づいて以下で説明する。個々の方法ステップは、図１の部分的な図（ａ）〜（ｇ）に基づいて理解され得る。シリコンウェハ１０１が、基板材料として使用され、例えば熱酸化プロセスによって１μｍ厚のＳｉＯ２層１０２でコーティングされている。第１の絶縁層として使用されるこの（中間）層に、例えば３０μｍ厚の比較的厚いポリシリコン層１０３がエピタキシャル堆積プロセスによって塗布される。エピタキシャル堆積プロセスによって塗布されるこのタイプのポリシリコン層は、以下ではエピポリ層とも称される。
【００２５】
ウェハはその後、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって平滑化される。この場合、図１、同様に図２も、１つのマイクロスキャナミラーが生成されるウェハの小さい部分的なセクションしか示していないことに留意されたい。このタイプの非常に多くのマイクロスキャナミラーが、ウェハ全体の上に層構造による既知の方法で互いに隣接して同時に構築される。
【００２６】
市販の単結晶ＳＯＩウェハ基板を、これらの第１のステップに対して代替的に使用してもよい。
【００２７】
ＣＶＤ酸化物（ＴＥＯＳ）１０４及びさらなるポリシリコン層１０５がエピポリ層１０３上に堆積され、このポリシリコン層１０５はドライエッチングプロセスによって構造化される（図１の部分的な図（ｂ）及び（ｃ））。さらなるＴＥＯＳ酸化物層１０６がその上に堆積され、この層は次いで、ウェット−ドライを組み合わせたエッチングステップによって既に提供されている層と共に構造化される（図１の部分的な図（ｄ））。さらなるエピポリ層１０７がこの層シーケンス上に堆積され、これはＣＭＰによって再び平滑化される（図１の部分的な図（ｅ））。この最上層を、例えば後のミラープレートの反射率を増加させるために、好適な金属又は誘電反射層を使用して任意選択的にコーティングしてもよい。
【００２８】
埋め込まれたＴＥＯＳ酸化物層が埋め込まれたハードマスクとして機能する単一の高速エッチングステップでは、双方のエピポリ層１０３、１０７が構造化される（図１の部分的な図（ｆ））。アクチュエータ構造を曝露するために、基板は裏面からエッチングしなければならない。最後のエッチングステップによって第１の酸化物層１０２を取り除き、これによって基板１０１を上方にある層から分離する（図１の部分的な図（ｇ））。
【００２９】
したがって、この例示的な方法シーケンスでは、マイクロスキャナミラーは、基板１０１及び２つのエピポリ層１０３、１０７に対応する３つの主要層から構成される。これらの厚い主要層は、対応する中間層、すなわちＳｉＯ２層１０２及びＴＥＯＳ酸化物層１０４、１０６によって互いから電気的に絶縁される。２つのＴＥＯＳ酸化物層１０４、１０６間では、ポリシリコン層１０５が導体レベルを形成し、これは、製造プロセス中に所望の導体経路を生成するように構造化される。上側のＴＥＯＳ酸化物層１０６にコンタクトホールを導入することによって、これらの導体経路を介して上側の主要層（エピポリ層１０７）の対応する領域に電気的に接触し得る。導体経路は、例えば部分的な図（ｇ）から明らかであるように、層構造の片側からアクセス可能である。
【００３０】
主要層及び中間層を構造化することは、提案された方法において、対応する懸架装置（図には見えない）を有する所望のアクチュエータ構造及び関連する電極が結果として生じるだけではなく、これらの電極及びアクチュエータ素子が位置するコンポーネントの内側領域の周りの閉鎖フレームも提供するように行われる。このフレームは、図１の部分的な図（ｇ）の、この図において認識可能な露出した電極の両側において明らかである。このフレームの最上層、すなわちエピポリシリコン層１０７の表面は例えば、続いてカバープレートに共晶接合又は陽極接合するのに十分な、好ましくは２ｎｍ以下のＲＭＳである平面品質を得るために、ＣＭＰを使用してさらに好適に研磨される。
【００３１】
図１に示す例では、下側エピポリ層１０３から形成される電極は、（同じ層から）ミラープレート内に入る（図では認識することができない）。エピポリ層１０３及び１０７の組み合わせから形成される残りの電極は、基板１０１に堅く固定される。懸架装置（この図には示さず）を有するこのタイプのマイクロスキャナミラーの基本的な構造は当業者に既知である。この目的のために、例えば本明細書の導入部において引用した刊行物を参照することができる。
【００３２】
このように構成されるマイクロスキャナミラーの内側領域を気密封止封入するには、本発明の場合、床面プレートを取り付けることも必要であり、床面プレートは、裏面、すなわち図１の下側から基板１０１に接合される。この床面プレートは例えばさらなるウェハであり得る。ウェハ上にこのタイプの複数の構成要素を有するこのコンポーネント及び／又は層構造のフレーム上に配置されるカバープレートは、この例では、マイクロミラーの動きを妨害しないように、コンポーネントの内側領域の領域にキャビティを有する必要がある。キャビティを有するこのタイプのカバープレートも、本明細書の導入部において引用した２つの刊行物のうちの一方から既に既知であるため、この時点ではより詳細には説明しない。
【００３３】
図２は、図１と同じ製造シーケンスを示すため、個々の部分的なステップはここでは再び説明しない。図２の部分的な図（ａ）〜（ｇ）はこの場合、図１の部分的な図（ａ）〜（ｇ）に対応する。図１の設計とは対照的に、図２の例では、完成したアクチュエータ構造の一部が最大層厚で生成され、したがって第１の主要層として基板２０１と、第２の主要層としてエピポリ層２０３と、第３の主要層としてエピポリ層２０７とを備える。このタイプの厚みのあるアクチュエータ構造の利点は、アクチュエータ構造の達成可能な曲げ剛性及びねじり剛性にある。数ミリメートル長であるマイクロミラーが、ここでは例示的な適用例として言及され得るが、その静的変形及び動的変形は最小限に抑えなければならない。
【００３４】
さらに、層の堆積及び構造化によって、ミラープレートの領域において、最上にある主要層２０７に、例えば金属層又は誘電ミラー層の形態で反射層を設けてもよく、これによって、接合フレームの領域において主要層２０７の表面品質は低下しない。
【００３５】
図３は、二軸マイクロスキャナミラー３０９の一例を上面図で示す。この図には、懸架装置３１２及び周囲の領域を有するミラープレート３１１が示されている。櫛形電極（この図には示さず）を有するこのコンポーネントの内側領域は、表面が研磨される地形のないフレーム３１０によって包囲される。このフレーム３１０は、地形がないため、ウェハレベルの気密パッケージングのための接合表面を形成する。領域３０８は、アクチュエータカプセル外の領域を示す。
【００３６】
櫛形電極の種々の設計及び起動が、以下の図４〜図６に簡潔に説明されている。電極櫛歯の高さをずらすために、可動構造体、すなわちアクチュエータ素子が電極櫛歯を備えていてもよく、これは下側エピポリ層５０３のみによって形成されるが、相手方の静的櫛形電極は、互いに絶縁される双方のエピポリ層５０３及び５０７から製造される。この図及び以下の２つの図にも電気的起動が示される。
【００３７】
これとは代替的に、図５に示されるように、可動構造体を、櫛形電極を有して製造してもよく、これは、双方のエピポリ層６０３、６０７から構成されるが、相手方の静的櫛形電極はこの目的のために、下側エピポリ層６０３のみによって形成される。
【００３８】
さらなる代替形態では、櫛歯構造体のうちの一方、好ましくは静的櫛歯構造体が、少なくとも下側層、すなわち基板７０１及びエピポリ層７０３から製造され、相手方の可動櫛歯構造体は、エピポリ層７０３及び７０７から構成されるのが好ましい。エピポリ層７０７から製造される櫛歯構造構成要素が、電位Ｖ１に設定され、エピポリ層７０３から製造される構成要素が、接地等の、電位Ｖ１とは異なる電位に常に設定され、且つ基板７０１から製造される構成要素が電位Ｖ２に設定される場合、重なって積層された、２つの高さがずれている櫛歯駆動体の構成が結果として生じ、これは、高さがずれている１つの櫛歯駆動体よりも多くの力を加え得る。このタイプの構造のさらなる利点は、対向する電極の容量が垂直方向の相対移動中に一定距離の少なくとも２倍を超えて変化するため、可動懸架櫛歯構造体が、垂直ストロークの少なくとも２倍機能し得ることである。これによって、エピポリ層７０３及び７０７が同じ厚さを有することが推測される。
【００３９】
最後に、図７は、製造されたマイクロスキャナミラーが、カバープレート及び床面プレートを適用することによってウェハレベルで気密封止封入されている状態の例を示す。３つのウェハを含むウェハレベルのパッケージの全体は、この場合は断面で示されている。前処理されたガラスカバーウェハ１０８を、ＭＥＭＳウェハ、すなわち上部に複数の層が位置する基板１０１の上側に陽極接合される。これは、内側領域の周囲で邪魔にならない周辺フレームによって可能となり、この周辺フレームの上側は、表面がさらに研磨されるエピポリ層１０７によって形成される。このガラスカバーウェハ１０８は、アクチュエータ素子が、封入された領域内で意図される動きをすることができるようにする、好適なキャビティ１０９を有する。ＭＥＭＳウェハは、陽極接合又は共晶接合されるガラス床面ウェハ１１０によって裏面も閉じられる。ウェハ基板１０１の裏面の表面品質は高いため、このことは問題を呈しない。
【００４０】
提案される方法は、例示的な実施形態に示されるように、例えば静電駆動式単軸マイクロスキャナミラー及び多軸マイクロスキャナミラーの製造に好適である。この方法は、垂直方向に高さがずらされ、互いに別々の電位によって起動され得る指形又は櫛形の駆動電極を製造することを可能にする。これら２つのレベル間のさらなる配線レベルによって、互いから絶縁される任意の数の起動電位又はセンサ電位をインプリメントすることが可能である。コンポーネントの内側領域を包囲し、且つ最上にある半導体層によって少なくとも形成される閉鎖フレームは、例えば陽極ウェハ接合又は共晶ウェハ接合することによって、気密封止されたウェハレベルのパッケージングを可能にする。一体化して埋め込まれた導体レベルは、気密封止封入に必要なフレームの表面品質を損なうことなく、側面開口部（lateral pass throughs）によって外側端子領域をアクチュエータの電極に接続する。ミラープレート、懸架構造体及び電極を、この方法シーケンスによって少なくとも３つの異なる層厚で互いに独立して実装することができる。動的ミラー変形の問題は、このように可能である異なる曲げ剛性を有するこれらの３つの局所的に選択可能な層によって解消されることが有利であり得る。
【符号の説明】
【００４１】
１０１  シリコンウェハ
１０２  ＳｉＯ２層
１０３  エピポリ層
１０４  ＴＥＯＳ酸化物層
１０５  ポリシリコン層
１０６  ＴＥＯＳ酸化物層
１０７  エピポリ層
１０８  ガラスカバーウェハ
１０９  キャビティ
１１０  ガラス床面ウェハ
２０１  シリコンウェハ
２０２  ＳｉＯ２層
２０３  エピポリ層
２０４  ＴＥＯＳ酸化物層
２０５  ポリシリコン層
２０６  ＴＥＯＳ酸化物層
２０７  エピポリ層
３０９  マイクロスキャナミラー
３１０  フレーム
３１１  ミラープレート
３１２  懸架装置
５０３  エピポリ層
５０４  ＴＥＯＳ酸化物層
５０６  ＴＥＯＳ酸化物層
５０７  エピポリ層
６０３  エピポリ層
６０４  ＴＥＯＳ酸化物層
６０６  ＴＥＯＳ酸化物層
６０７  エピポリ層
７０１  シリコンウェハ
７０２  ＳｉＯ２層
７０３  エピポリ層
７０４  ＴＥＯＳ酸化物層
７０６  ＴＥＯＳ酸化物層
７０７  エピポリ層
【図１（ａ−ｄ）】
0005486312.tif 000002
【図１（ｅ−ｇ）】
0005486312.tif 000003
【図２（ａ−ｄ）】
0005486312.tif 000004
【図２（ｅ−ｇ）】
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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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