(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定基板上に可動基板を接合一体化するマイクロリレーの製造方法において、
前記可動基板をキャップ部材に接合し、可動基板とキャップ部材の間に空間を形成する第１工程、
前記可動基板を所望の膜厚とする第２工程、
前記可動基板に酸化膜を介して可動接点を形成する第３工程、
前記可動基板にエッチングによりスリットを形成し、発生する有機物を前記空間へと飛散させ、前記可動接点を有する駆動可能な可動電極部を形成する第４工程、
前記キャップ部材を、固定接点を有する固定基板に接合し、前記可動接点を固定接点に接離可能に対向させる第５工程の順で行うことを特徴とするマイクロリレーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロリレーの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マイクロリレーとして、例えば、図５に示すものがある（特開平５─２９７６号公報等参照）。このマイクロリレーでは、固定電極を兼用する固定基板１０１上に可動基板１０２が結合されている。可動基板１０２には、スリット１０３により可動電極部１０４が形成されている。また、固定基板１０１と可動電極部１０４には、それぞれ固定接点１０５と可動接点１０６とが対向するように形成されている。そして、固定基板１０１と可動電極部１０４との間に電圧を印加して静電引力を発生させると、可動基板１０２が固定基板１０１側に吸引され、可動接点１０６が固定接点１０５に閉成するようになっている。
【０００３】
前記マイクロリレーでは、可動基板１０２を薄膜とし、スリット１０３を設け、可動接点１０６を形成することにより可動電極部１０４を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記可動電極部１０４を形成する場合、次のような問題の発生が予測される。
【０００５】
すなわち、可動電極部１０４を基板接合前に形成する場合、可動基板１０２全体を薄くすると、変形しやすくなり、適切な接合が不可能となる。逆に、可動基板１０２の肉厚を大きくして剛性を高めると、変形は阻止できるが、薄型のマイクロリレーを得ることは困難となる。
【０００６】
一方、可動電極部１０４を基板接合後に形成する場合、可動基板１０２を変形させることなく薄型とすることは可能である。しかし、前記スリット１０３は一般にドライエッチングにより形成されている。また、可動基板１０２はシリコンで構成されている。このため、前記スリット１０３の形成時、内方に有機物が飛散して接点に付着するという問題がある。この場合、接点表面を洗浄する必要があるが、接点は内方に位置しており、その洗浄状態を正確に把握することができない。特に、前記接点間距離は小さいため（１０μｍ程度）、洗浄水の供給及び排出が困難で、十分な洗浄が望めないばかりか、洗浄水が残留すれば、製品不良となるという問題がある。
【０００７】
また、可動電極部１０４をスリット１０３のないダイヤフラム構造とすることも考えられるが、基板同士を接合する際の雰囲気温度（約４００℃）により、常温復帰時、内部空間が負圧となる。このため、可動電極部１０４には内側に撓むように力が作用し、接点閉成時に溶着等の問題が発生しやすくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、可動基板の変形を防止しつつ薄く形成でき、しかも接点を良好な状態に維持可能なマイクロリレーの製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、固定基板上に可動基板を接合一体化するマイクロリレーの製造方法において、前記可動基板をキャップ部材に接合し、可動基板とキャップ部材の間に空間を形成する第１工程、前記可動基板を所望の膜厚とする第２工程、前記可動基板に酸化膜を介して可動接点を形成する第３工程、前記可動基板にエッチングによりスリットを形成し、発生する有機物を前記空間へと飛散させ、前記可動接点を有する駆動可能な可動電極部を形成する第４工程、前記キャップ部材を、固定接点を有する固定基板に接合し、前記可動接点を固定接点に接離可能に対向させる第５工程の順で行うようにしたものである。
【００１０】
前記可動基板はキャップ部材に接合されるため、薄く形成しても変形することがない。また、スリットを形成する際、飛散する有機物は、キャップ部材と可動基板との間の空間に飛散し、可動接点に付着することはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、本実施形態に係るマイクロリレーの斜視図である。このマイクロリレーは、固定基板１、可動基板２及びキャップ部材３で構成されている。
【００１３】
固定基板１は、図２（ｄ）に示すように、パイレックス等のガラスウェハ４の上面に、スパッタリング、蒸着、メッキ、スクリーン印刷等により信号配線５ａ，５ｂ、固定電極６及びパッド７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを形成したものである。信号配線５ａ，５ｂは所定間隔で並設され、その一端部は固定接点８ａ，８ｂ、他端部はパッド７ａ，７ｂとなっている。固定電極６は、前記両信号配線５ａ，５ｂを囲むように配設されると共に前記パッド７ｄに接続されている。なお、パッド７ｄは、後述する可動電極部１０に電気接続され、又、各パッド７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには図示しない引出線が接続される。
【００１４】
可動基板２は、図２（ｂ）に示すように、ガラスウェハ又は単結晶シリコンウェハにより形成され、略コ字形のガイド部９と、中央部の可動電極部１０とからなる。可動電極部１０は、４箇所に略Ｌ字形のスリット１１が形成されることにより、支持梁部１２によって可動部１３を支持した構成となっている。可動部１３の中央下面には、図２（ｃ）に示すように、酸化膜１６を介して可動接点１６が設けられている。また、可動接点１６の両側には、スリット１５がそれぞれ形成され、可動接点１６を両固定接点５ａ，５ｂに確実に閉成できるようにしている。
【００１５】
キャップ部材３は、図２（ｄ）に示すように、ガラスウェハ又は単結晶シリコンウェハにより形成され、下面に凹所１７が設けられており、前記可動基板２の可動電極部１０が位置するようになっている。
【００１６】
次に、前記構成のマイクロリレーの製造方法を説明する。
【００１７】
まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハからなるキャップ部材３の下面に凹所１７を形成し、上面側からシリコン層２１，酸化シリコン層２２及びシリコン層２３からなるＳＯＩウェハ２４を直接接合する。なお、キャップ部材３がガラスウェハの場合、陽極接合すればよい。
【００１８】
続いて、図３（ｂ）に示すように、前記ＳＯＩウェハ２４からＴＭＡＨ等のアルカリエッチング液によるアルカリエッチングにより、酸化シリコン層２２及びシリコン層２３を除去する。そして、図３（ｃ）に示すように、シリコン層２１に酸化膜２５をパターニングし、これをエッチングマスクとしてアルカリエッチングにより中央部分に凹部（深さ１μｍ以上）を形成してさらに薄肉とし、可動基板２を形成する。ここで、図３（ｄ）に示すように、可動基板２の下面に酸化膜２６を設け、スパッタリング、蒸着、メッキ、スクリーン印刷等により、可動接点１６と、前記パッド７ｃに接続される電気接続部２ａとを形成する。また、図３（ｅ）に示すように、可動接点１６を設けた所定領域を除いて酸化膜２６を除去する。さらに、図３（ｆ）に示すように、薄肉とした部分にドライエッチングにより４つのスリット１５を設け、支持梁部１２と可動部１３とからなる可動電極部１０を形成する。このように、可動電極部１０の形成は、キャップ部材３に接合した状態で行うため、簡単に全体を薄肉にすることができ、変形することがない。また、可動電極部１０を形成する際のドライエッチングでは、発生した有機物はキャップ部材３と可動基板２とで形成される内部空間にのみ飛散し、可動接点１６に付着することがない。したがって、可動接点１６を良好な状態に維持することができる。
【００１９】
一方、図４（ａ）に示すように、ガラスウェハの上面に、スパッタリング、蒸着、メッキ、スクリーン印刷等により信号配線５ａ，５ｂ、固定電極６等を形成する。そして、図４（ｂ）に示すように、固定電極６の上面に酸化膜６ａを形成することにより、固定基板１を完成する。
【００２０】
続いて、図４（ｄ）に示すように、可動基板２を接合したキャップ部材３を、固定基板１の上面に陽極接合する。このときの接合温度は４００℃以下である。したがって、信号配線５ａ，５ｂ等に高融点材料を使用する必要がなく、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の一般的な材料が使用可能である。なお、キャップ部材３は信号配線５ａ，５ｂには陽極接合できないため、図４（ｃ）に示すように、ガラスフリット２７を用いて接合する。これにより、内部空間を高気密状態とすることができる。そして、図４（ｅ）に示すように、固定基板１、可動基板２及びキャップ部材３の余分な部分を除去することによりマイクロリレーを完成する。
【００２１】
このようにして完成したマイクロリレーでは、前述のように、可動基板２を薄肉に形成できるので、全体としても薄型とすることが可能である。本実施形態では、キャップ部材３により接点が開閉する内部空間を高気密状態とすることができる構成であるにも拘わらず、約０．８ｍｍとすることができた。
【００２２】
なお、前記マイクロリレーでは、可動電極部１０と固定電極６との間に電圧を印加すると、静電引力が発生し、可動電極部１０が下方に向かって駆動し、可動接点１６が両固定接点８ａ，８ｂに閉成し、両信号配線５ａ，５ｂが電気的に導通する。また、前記印加電圧を除去すると、可動電極部１０が支持梁部１２の弾性力によって元の位置に復帰し、可動接点１６は固定接点８ａ，８ｂから離間し、両信号配線５ａ，５ｂを遮断する。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るマイクロリレーの製造方法によれば、可動基板をキャップ部材に接合した後、薄く形成しているので、変形することがない。また、可動基板に可動電極部を形成する際に発生する有機物は、キャップ部材と可動基板との間の空間に向かって飛散するので、可動接点に付着することはない。そして、固定基板にキャップ部材を接合するだけで完成するので、可動電極部に撓み等が発生することがない上、可動接点の表面は良好な状態に維持され、所望の動作特性を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態に係るマイクロリレーの斜視図（ａ）及びその平面図（ｂ）である。
【図２】  図１の分解斜視図である。
【図３】  本実施形態に係るマイクロリレーの製造工程を示す図１（ｂ）のＡ─Ａ線断面図である。
【図４】  本実施形態に係るマイクロリレーの製造工程を示す図１（ｂ）のＡ─Ａ線断面図である。
【図５】  従来例に係るマイクロリレーの平面図（ａ）及びそのＢ─Ｂ線断面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１…固定基板
２…可動基板
３…キャップ部材
５ａ，５ｂ…固定接点
１０…可動電極部
１１…スリット
１６…可動接点
【図１】
0003637805.tif 000002
【図２】
0003637805.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003637805.tif 000006