(57)【要約】 【課題】歩留を悪化させる要因となる接合時のデバイスへの負荷を比較的小さく抑えた上、高さばらつきの影響を抑えたミラーデバイスの製造方法などを提供する。【解決手段】ミラーデバイスの製造方法は、支持部３と、可動部４と、可動部を支持部に支持する弾性体５と、可動部上の接合部９と、からなる構成のアクチュエータを第一基板Ｓ１に形成する工程と、第二基板Ｓ２の弾性体層２上に接合バンプを形成する工程を含む。そして、第一基板の接合部９と、第二基板の接合バンプ１１とを対向配置し接合し、弾性体層の接合バンプを形成した側とは反対側に反射部２Ｍを形成する。【選択図】  図１
2014098729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、可動部と、該可動部を前記支持部に支持する弾性体と、前記可動部上の接合部と、からなる構成のアクチュエータを第一基板に形成する工程と、
第二基板に、該第二基板の弾性体層上の接合バンプを形成する工程と、
前記第一基板の前記接合部と、前記第二基板の前記接合バンプとを対向配置し接合する工程と、
前記弾性体層の前記接合バンプを形成した側とは反対側に反射部を形成する工程と、
を有するミラーデバイスの製造方法。
【請求項２】
前記アクチュエータを第一基板に形成する工程は、
前記第一基板に固定された固定櫛歯電極支持部と、該固定櫛歯電極支持部に支持され前記第一基板の基板面に平行な方向に延出する固定櫛歯電極を形成する工程と、
前記可動部に支持され、前記固定櫛歯電極と接することなく交互に配置される可動櫛歯電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のミラーデバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第一基板の前記接合部と、前記第二基板の前記接合バンプとを対向配置し接合する工程において、
前記第一基板と前記第二基板との間に、前記可動部と前記弾性体層との間隔を規定する部材を配置して接合することを特徴とする請求項１もしくは２に記載のミラーデバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第一基板の前記接合部と、前記第二基板の前記接合バンプとを対向配置し接合する工程において、
前記第一基板と前記第二基板のいずれか一方に、前記可動部と前記弾性体層との間隔を規定するための段差部を設けることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のミラーデバイスの製造方法。
【請求項５】
第一基板に、支持部と、弾性体と、前記支持部と前記弾性体を介して接続した可動部と、前記可動部によって支持されて前記第一基板の基板面に平行な方向に延出する可動櫛歯電極と、前記支持部によって支持されて前記可動櫛歯電極と平行な方向且つ前記第一基板の基板面に平行な方向に延出し、且つ前記可動櫛歯電極と交互に配置される固定櫛歯電極と、が形成された静電櫛歯アクチュエータと、
弾性体層と該弾性体層上に形成された反射部を含む第二基板と、を有し、
前記第一基板の前記可動部と前記第二基板の前記弾性体層がバンプを介して接合されていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項６】
前記可動部及びそれに対向する前記弾性体層上の領域、以外の領域の前記第一基板及び前記第二基板間に前記可動部及び前記弾性体層の間隔を規定する部材が設けられることを特徴とする請求項５に記載のミラーデバイス。
【請求項７】
前記可動部及びそれに対向する前記弾性体層上の領域、以外の領域の前記第一基板及び前記第二基板間に前記可動部及び前記弾性体層の間隔を規定する段差部が設けられることを特徴とする請求項５に記載のミラーデバイス。
【請求項８】
前記第二基板上に形成するバンプの、基板面に平行な断面積が、前記第二基板から遠ざかるにつれて小さくなることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項９】
前記第二基板上に形成するバンプは、
基板面に平行な断面積が、前記第二基板から遠ざかるにつれて小さくなるテーパー部と、
前記テーパー部と前記第二基板との間の、基板面に平行な断面積が前記テーパー部より大きい台座部と、
を有することを特徴とする請求項５から７のいずれかいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項１０】
前記台座部と前記テーパー部が異なる物質からなることを特徴とする請求項９に記載のミラーデバイス。
【請求項１１】
前記バンプはスタッドバンプであることを特徴とする請求項９に記載のミラーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変形状ミラーデバイスなどのミラーデバイスの構成及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電引力によって変位させるタイプの可変形状ミラーは、光を利用した様々な分野への応用が期待されている。例えば、眼底検査装置、天体望遠鏡などに入る補償光学用波面補正デバイスとして利用することが出来る。このような静電引力で変位させる可変形状ミラーの典型例として、２枚の平行平板電極を使って可動にする手法が挙げられるが、この平行平板型の欠点として可動量が小さいことが挙げられる。また、平行平板型より大きな可動量を得ることが出来る櫛歯電極を用いた可変形状ミラーが近年提案されている。その一例が特許文献１に開示されている。この可変形状ミラーでは、可動側の櫛歯電極を支持する支持部と、固定側の櫛歯電極を支持している支持部が、紙面上ではそれぞれ垂直方向上下に位置している。可動櫛歯電極と固定櫛歯電極は、互いに対向し、かつ間隔を隔てて交互になるように配置されている。これにより、上記平行平板型よりも大きな電極重なり面積が発生するので、櫛歯電極間で発生する静電引力が大きくなり、可動量を大きくすることが出来る。また、特許文献２では、メンブレンとするウエハ上とデバイスウエハ上に形成したインジュウムバンプ同士を接合するデバイスの作製方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６３８４９５２号
【特許文献２】米国特許第６７７７３１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている構造では、可動櫛歯電極の可動方向に櫛歯電極とその支持部が配置されている。したがって、可動櫛歯電極に作用する静電引力が、その電極に働くばねの復元力に比べて過大となって、可動側の櫛歯が固定側の支持部に衝突するプルイン（引き込み）という現象が起きることがある。よって、この構造では、より大きな可動量を得ることが容易ではない。さらに、この構造を作製するために開示されている犠牲層プロセスを用いると、櫛歯電極間のギャップ量と可動部の可動量がほぼ同じ量になるために、狭ギャップで且つ大きな可動量を得ることが困難となり得る。そのため、可動部と支持部に、それぞれ、可動方向とは垂直方向に延出した可動及び固定櫛歯電極を両電極間に段差をつけた形態で形成することにより大きな可動量を得ることとしている。
【０００５】
しかし、それにより、構造において複雑かつ脆弱な箇所が生じ、表面性やパーティクルに敏感なフュージョンボンディング、アクチュエータとミラー基板との接合後の犠牲層除去、アクチュエータ形成後の可動部へのバンプ形成などの工程を用いることが困難となる。また、アクチュエータは同一基板から形成されており、上記のような複雑かつ脆弱な構造を有することにより、次の様な点が指摘される。即ち、ミラー基板との接合時に、アクチュエータにかかる基板垂直方向の荷重以外の力をできる限り小さくし、デバイスにかかる負荷がより軽減できる方法が必要となっている。また、バンプ接合により接合ギャップができることによって、デバイス内へのパーティクルの侵入によるデバイスの信頼性低下が起きる懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の工程を含むミラーデバイスの製造方法である。
すなわち、支持部と、可動部と、該可動部を前記支持部に支持する弾性体と、前記可動部上の接合部と、からなる構成のアクチュエータを第一基板に形成する工程と、第二基板に、該第二基板の弾性体層上の接合バンプを形成する工程と、前記第一基板の前記接合部と、前記第二基板の前記接合バンプとを対向配置し接合する工程と、前記弾性体層の前記接合バンプを形成した側とは反対側に反射部を形成する工程と、を有する。ここで、前記アクチュエータを第一基板に形成する工程は、前記第一基板に固定された固定櫛歯電極支持部と、該固定櫛歯電極支持部に支持され前記第一基板の基板面に平行な方向に延出する固定櫛歯電極を形成する工程と、前記可動部に支持され、前記固定櫛歯電極と接することなく交互に配置される可動櫛歯電極を形成する工程と、を含むことができる。
【０００７】
また、本発明は、以下の特徴を有するミラーデバイスである。
すなわち、第一基板に、支持部と、弾性体と、前記支持部と前記弾性体を介して接続した可動部と、前記可動部によって支持されて前記第一基板の基板面に平行な方向に延出する可動櫛歯電極と、前記支持部によって支持されて前記可動櫛歯電極と平行方向且つ前記第一基板の基板面に平行な方向に延出し、且つ前記可動櫛歯電極と交互に配置される固定櫛歯電極と、が形成された静電櫛歯アクチュエータと、
弾性体層と該弾性体層上に形成された反射部を含む第二基板と、を有し、前記第一基板の前記可動部と前記第二基板の前記弾性体層がバンプを介して接合されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、複雑かつ脆弱な構造を有するアクチュエータとメンブレンミラーからなるデバイスなどの製造において、構造が簡素なミラー側にバンプを形成する。したがって、プロセスによるデバイスへの物理的負担を軽減でき、歩留が向上され、大きな可動量を得られるミラーデバイスの製造が可能となる。バンプにテーパー部を形成することで、効果がより大きくなる。
【０００９】
また、デバイス周囲を囲むように間隔規定部を配置する場合、接合時のデバイスへの物理的負担をより軽減できるばかりでなく、デバイス内へのパーティクルの侵入を防止でき、デバイスの信頼度をより向上させることができる。また、バンプを、小さな力で変形をして接合を可能とするために先端部が比較的先鋭になったスタッドバンプとすることで、プロセス時間及び工程数のさらなる削減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は実施例１の可変形状ミラーを説明する平面図、（ｂ）〜（ｄ）は実施例１の可変形状ミラーの作製方法を説明する、図１（ａ）中のＡ−Ｂに沿う断面図。
【図２】（ａ）は実施例１〜３の可変形状ミラーを説明するアクチュエータの平面図、（ｂ）は実施例１〜３の可変形状ミラーの作製方法を説明する、図２（ａ）中のＣ−Ｄに沿う断面図。
【図３】実施例２の可変形状ミラーの作製方法を説明する、図１（ａ）中のＡ−Ｂに沿う断面図。
【図４】本発明の実施例３の可変形状ミラーの作製方法を説明する、図１（ａ）中のＡ−Ｂに沿う断面図。
【図５】（ａ）は実施例４の可変形状ミラーを説明するアクチュエータの表面側からの平面図、（ｂ）は実施例４の可変形状ミラーの作製方法を説明する、図５（ａ）中のＥ−Ｆに沿う断面図。
【図６】実施例４の可変形状ミラーを説明する可変形状ミラーの表面側からの平面図。
【図７】実施例４の可変形状ミラーの作製方法を説明する、図６中のＧ−Ｈに沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決する為に、構造が簡素な第二基板の弾性体層上に接合バンプを形成し、第一基板の接合部と第二基板の前記接合バンプとを対向配置して接合することを特徴とする。
【００１２】
本発明の実施形態である可変形状ミラーなどのミラーデバイスの製造方法について、図１及び図２を用いて説明する。図１（ａ）は、可変形状ミラー０をアクチュエータ１の裏面から見た平面図であり、図１（ｂ）〜（ｄ）は、図１（ａ）に示すＡ―Ｂ断面図である。図２（ａ）は、アクチュエータを配列したデバイスを反射部材２との接合面側からみた平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＣ―Ｄ断面図である。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。作製する可変形状ミラー０は、アクチュエータ１と弾性体層２、それらを接続する接合バンプ１１、及び可動部４と弾性体層２との間隔を規定する間隔規定部材２０で構成されている。間隔規定部材２０は、絶縁部材もしくは高抵抗部材、または表面が絶縁物質もしくは高抵抗物質からなることが好ましいが、それに限定するものではない。接合バンプを形成した側とは反対側の弾性体層２上に形成する反射部２Ｍは、補正する光を反射する光学的反射機能を有する。この弾性体層２はアクチュエータ１を覆うように配置されている。さらに、アクチュエータ１は、櫛歯電極部７、可動部４、バネ部５、支持部３（３ａ、３ｂ）によって構成されている。アクチュエータ１は、第一基板Ｓ１の固定支持部３ｃと接続し、支持されている。
【００１３】
可動部４は、バネ部５に連結されており、櫛歯電極部７及び弾性体層２と接続している。バネ部５の一端は可動支持部３ａに固定されている。櫛歯電極部７及びばね部５は可動部４の側壁と接続しており、弾性体層２は可動部４の上面とバンプ下地金属（ＵＢＭ：Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）膜１０、バンプ１１、可動部上の接合部９である接合パッドを介して接続している。バンプ下地金属膜１０は、バリアメタルとしての機能を持たせる構成としてもよいが、本発明においては、バンプ１１が形成可能なことと、基板Ｓ２とバンプ１１の密着性がプロセス及びデバイス駆動に耐え得るものであれば、特に限定するものではない。バンプ１１についても、両基板（Ｓ１とＳ２）間の接合強度がプロセス及びデバイス駆動に耐え得るものであれば、特にその組成及び構成を限定しない。パッド９についても同様である。なお、図１において、６は電極分離溝である。
【００１４】
また、弾性体層２と可動部４の間隔を規定するための部材２０が、可動部４と接しない領域の第一基板と第二基板間に配置されている（図２）。なお、間隔規定部材２０は、可動部４と弾性体層２との間隔を規定することができ、パーティクルの発生が少なく、その後のプロセスに耐え得るものであれば、特に限定はしない。また、間隔規定部材２０は、部材を配置することに限定はせず、第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２のいずれか一方に、可動部４と弾性体層２が干渉しない程度の間隔を規定するための段差部５０（図５）を形成することにより代替してもよい。すなわち、可動部及びそれに対向する弾性体層上の領域、以外の領域の第一基板及び第二基板間に可動部及び弾性体層の間隔を規定する部材や段差部が設けられる。
【００１５】
（実施例１）
本発明の第１実施形態である前記可変形状ミラーの作製方法について、図１及び図２を用いて説明する。第一基板Ｓ１から、フォトリソグラフィ技術、成膜技術、ドライエッチング技術、ウェットエッチング技術、洗浄技術、表面処理技術等の加工技術を用いて、図１（ｂ）に示す様なアクチュエータ１を図２に示す様に第一基板上に６１個配列した構成を形成する。なお、図２に示したチップの大きさは１４ｍｍ角で、６１個の静電櫛歯アクチュエータ１は０.８ｍｍピッチで配列されている。
【００１６】
静電櫛歯アクチュエータ１は、静電櫛歯電極７を有する。可動支持部３ａに支持された可動櫛歯電極７ａは可動部４のｙｚ面に平行な側壁よりｘ方向に延出しており、固定櫛歯電極支持部３ｂに支持された固定櫛歯電極７ｂは支持部３ｂのｙｚ面に平行な側壁よりｘ方向に延出している。可動部４および支持部３ｂの側壁が対向しているため、可動櫛歯電極７ａと固定櫛歯電極７ｂは互いに向き合うように配置され、且つそれぞれの櫛歯が交互に並ぶように配置される構造を有している。なお、本実施例では上記構成としているが、それに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
第一基板に形成するアクチュエータ及び第一基板上のその他の構造の形成について詳しく説明する。まず、第一基板Ｓ１を用意する。第一基板Ｓ１は、ＳＯＩ基板である。ＳＯＩ基板のハンドル層（Ｓｉ）の厚みは５２５μｍであり、ボックス層（ＳｉＯ２）の厚みは１μｍ、デバイス層（Ｓｉ）の厚みは１.２μｍである。第一基板Ｓ１の両面に絶縁層（不図示）のパターンを形成する。熱酸化による酸化シリコン（ＳｉＯ２）を絶縁層として形成した後に、電極材料となるチタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）を積層成膜した後、レジストパターン（不図示）を形成する。該レジストパターン（不図示）をマスクにして、金（Ａｕ）及びチタン（Ｔｉ）をエッチングし、接合パッド部９を形成する。レジストを剥離する。
【００１８】
次に、レジストパターン（不図示）を形成する。該レジストパターン（不図示）をマスクにして、絶縁層をエッチングする工程である。例えば、エッチングには、フロン系ガスである四フッ化メタン（ＣＦ４）、二フッ化メタン（ＣＨ２Ｆ２）、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）、などによるプラズマエッチングを利用する。これらのフロン系ガスは、単独または他のフロンガスと混合して、さらには、アルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスと混合して使用されうる。
【００１９】
次に、コンタクト部８を形成する。第一基板Ｓ１の裏面にレジストパターン（不図示）を形成する。該レジストパターン（不図示）をマスクにして、デバイス層（Ｓｉ）及びボックス層（ＳｉＯ２）をエッチングし、ハンドル層（Ｓｉ）が露出したパターンを形成する。さらに、電極材料となるチタン（Ｔｉ）及び金（Ａｕ）を積層成膜した後、レジストパターン（不図示）を形成する。該レジストパターン（不図示）をマスクにして、金（Ａｕ）及びチタン（Ｔｉ）をエッチングする。
【００２０】
次に、櫛歯形状を形成する時のマスクを形成する。第一基板Ｓ１の表面にレジストパターン（不図示）を形成し、第一基板Ｓ１表面の前記絶縁層をエッチングする。絶縁層のエッチングには、前述したフロン系のガスによるプラズマエッチングを利用する。次に、第一基板Ｓ１表面から可動櫛歯電極７ａ及び固定櫛歯電極７ｂを形成する。レジストパターン及び絶縁層パターンをマスクにして、ハンドル層（Ｓｉ）をエッチングする工程である。ハンドル層（Ｓｉ）をエッチングして、所望の櫛歯形状を形成するためには、断面垂直性の高いエッチングが可能なＩＣＰ−ＲＩＥ（:Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）などを用いる。ＩＣＰ−ＲＩＥを用いることにより、高アスペクト比の微細な櫛歯構造を形成することができる。
【００２１】
次に、櫛歯の段差を形成する。固定櫛歯電極７ｂの段差を形成するために、裏面の絶縁層（ＳｉＯ２）をマスクにして、デバイス層（Ｓｉ）をエッチングする。さらに、デバイス層をマスクにボックス層（ＳｉＯ２）をエッチングする。さらに、固定櫛歯電極７ｂのシリコン（Ｓｉ）を、エッチングする。また、可動櫛歯電極側７ａの段差を形成するために、表面のレジストパターンと裏面のレジストパターン（不図示）を剥離した後に、表面の絶縁層（ＳｉＯ２）をマスクに、可動櫛歯電極７ａのシリコン（Ｓｉ）をエッチングする。シリコン（Ｓｉ）層及び絶縁層のエッチングには、前述したフロン系のガスによるプラズマエッチングや、ＩＣＰ−ＲＩＥなどを利用する。
【００２２】
次に、ボックス層（ＳｉＯ２）をエッチングする。ボックス層（ＳｉＯ２）のエッチングには、０．５％フッ化水素酸（ＨＦ）によって、ボックス層（ＳｉＯ２）を選択的にウェットエッチングされる。ボックス層（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングするためには、フッ化水素酸のほか、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）水溶液、フッ化水素と過酸化水素との混合液など、フッ素イオンを含む水溶液であれば可能である。
【００２３】
さらに、第二基板Ｓ２を用意する。第二基板Ｓ２も、ＳＯＩ基板である。本実施例では、ハンドル層（Ｓｉ）の厚みは３００μｍであり、ボックス層（ＳｉＯ２）の厚みは０.３μｍ、デバイス層（Ｓｉ）の厚みは１.２μｍであるＳＯＩ基板を用いたが、それに限定するものではない。なお、弾性体層は上記第二基板のデバイス層２のことである。
【００２４】
まず、第二基板Ｓ２のハンドル層１３表面に、熱酸化による酸化シリコンの絶縁層（不図示）を形成する。その後、レジストパターン（不図示）を形成することと、ウェットエッチングにより、絶縁層のパターニング（不図示）を形成する。次に、第二基板Ｓ２のデバイス層２側にバンプ下地金属膜１０を蒸着により形成する。バンプ下地金属膜１０は、Ｃｕ／Ｃｒの積層膜からなり、１００ｎｍ／５０ｎｍの膜厚で形成した。バンプ下地金属膜１０上に厚膜レジスト（例えば、ＳＵ−８）を用いて、フォトリソグラフィによるパターニングを行い、めっきの型を形成する（不図示）。パターンについては、次の様になっている。第一の基板Ｓ１に形成したアクチュエータ１の可動部４上の接合用パッド９、及びアクチュエータ１の形成領域外であり間隔規定部材２０配置領域外の第一基板Ｓ１上に形成した支持バンプ形成用パッド２１、に対向する第二基板Ｓ２のデバイス層２上の位置である。この位置にバンプ１１を形成するパターンとしている。さらに、ＡｕめっきによりＡｕ成膜を行い、Ａｕの高さを研磨によりある程度一定とし、レジスト剥離、及びエッチャントによるウェットエッチングによりバンプ部以外のバンプ下地金属膜除去を行うことで、Ａｕめっきバンプ１１を形成する。形成されたバンプ１１の大きさは、可動部４との接合部のものは直径３０μｍ、高さ２０μｍの円柱形状である。支持用バンプは、直径が５０μｍ、高さ２０μｍの円柱形状である。ただし、これらの形状に限定する趣旨のものではない。
【００２５】
次に、図１（ｃ）に示すように、形成した第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２をＡｕバンプ接合する。なお、間隔規定部材２０は１０μｍ厚の石英を用い、図２に示した形状で第一基板Ｓ１上に配置した。第一基板Ｓ１の可動部４上のパッド部９と第二基板Ｓ２のＡｕバンプ１１の正確な位置合わせを行い、２５０℃にて３０Ｎの荷重をかけることでバンプ接合する。なお、この条件に限定する趣旨のものではない。
【００２６】
次に、図１（ｄ）に示すように、第二基板Ｓ２のハンドル層（Ｓｉ層）１３を９０℃の２０％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）で、さらに、ボックス層（ＳｉＯ２）１２をバッファードフッ酸溶液により選択的にエッチングする。なお、ハンドル層（Ｓｉ）１３を選択的にエッチングするためには、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）や、水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの薬液であれば可能である。また、露出したボックス層（ＳｉＯ２）１２を選択的にエッチングするためには、フッ化水素などを含む水溶液によるウェットエッチングにより可能である。ハンドル層及びボックス層のエッチングの方法に関しても、上記の方法に限定する趣旨のものではない。
【００２７】
この工程により、弾性体層であるデバイス層（Ｓｉ）２が露出され、デバイス層（Ｓｉ）２表面が反射部２Ｍとなり、可変形状ミラー０が形成される。なお、本実施例ではデバイス層２を反射部としているが、それに限定する趣旨のものではなく、デバイス層２の表面に蒸着などにより反射部を別途設けてもよい。
【００２８】
以上のような作製方法によって作製する可変形状ミラー０は、第一基板Ｓ１で櫛歯アクチュエータ１を形成した後に、第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２を接合する。そのため、可動櫛歯電極７ａ及び固定櫛歯電極７ｂのギャップを、可動量に関係なく、狭く形成することができる。従って、小さな駆動電圧で大きな可動量を得ることができる。また、デバイス層２の表面は平坦性が良く、そのまま反射層２Ｍとして使用しても、別途反射部２Ｍを成膜しても、犠牲層の上に反射部２Ｍを形成する方法と比較して、ミラーの平坦性の高い可変形状ミラー０を提供できる。
【００２９】
（実施例２）
本発明の第２実施形態である前記可変形状ミラーの作製方法について、図２及び図３を用いて説明する。まず、アクチュエータ１については、実施例１と構成及び作製方法が同様のものを用いた。さらに、第二基板Ｓ２についても実施例１と同様のものを用いている。第二基板Ｓ２側の作製工程及びパターン配置についてもほぼ同様であるが、一部異なっている。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、異なるところとしては、バンプ下地金属膜１０上に厚膜レジストを用いて、フォトリソグラフィによるパターニングを行い、めっきの型を形成する（不図示）が、バンプ部のレジスト形状を逆テーパーとなるように形成している点である。つまり、バンプの、基板面に平行な断面積が、第二基板から遠ざかるにつれて小さくなっている。これにより、Ａｕめっきにより、Ａｕめっきバンプ３１を形成することで、基板Ｓ２に対して、垂直断面が台形形状となる円錐形状のバンプが形成された。形成されたバンプ３１の大きさは、可動部４との接合部のものはバンプ底部の直径３０μｍ、高さ２０μｍの台状の円錐形状であり、支持用バンプは底部直径が５０μｍ、高さ２０μｍの台状の円錐形状であるが、その形状に限定する趣旨のものではない。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示すように、形成した第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２をＡｕバンプ接合する。なお、間隔規定部材２０は１０μｍ厚の石英を用い、図２に示した形状で第一基板Ｓ１上に配置した。第一基板Ｓ１の可動部４上のパッド部９と第二基板Ｓ２のＡｕバンプ３１の正確な位置合わせを行い、２５０℃にて２０Ｎの荷重をかけることでバンプ接合した。
【００３２】
次に、図３（ｄ）に示すように、第二基板Ｓ２のハンドル層（Ｓｉ層）１３を９０℃の２０％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）で、さらに、ボックス層（ＳｉＯ２）１２を弗化水素溶液により選択的にエッチングする。この工程により、デバイス層（Ｓｉ）２が露出される。さらに、デバイス層（Ｓｉ）２上にスパッタ蒸着によりＡｕ/Ｔｉ（３００ｎｍ厚／１０ｎｍ厚）の積層薄膜を成膜して反射部２Ｍとし、可変形状ミラー０が形成される。
【００３３】
以上のような作製方法によって作製する可変形状ミラー０は、第一基板Ｓ１で櫛歯アクチュエータ１を形成した後に、第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２をバンプが傾かずに、比較的小さな荷重で接合する。そのため、可動櫛歯電極７ａ及び固定櫛歯電極７ｂのギャップを、可動量に関係なく、狭く形成することができる。従って、小さな駆動電圧で大きな可動量を得ることができる。また、デバイス層２の表面は平坦性が良く、反射部２Ｍを成膜しても、犠牲層の上に反射部２Ｍを形成する方法と比較して、ミラーの平坦性の高い可変形状ミラー０を提供できる。
【００３４】
（実施例３）
本発明の第３実施形態である前記可変形状ミラーの作製方法について、図２及び図４を用いて説明する。まず、アクチュエータ１については、実施例１と構成及び作製方法が同様のものを用いた。さらに、第二基板Ｓ２についても実施例１と同様のものを用いている。第二基板Ｓ２側の作製工程及びパターン配置についてもほぼ同様であるが、一部異なっている。
【００３５】
まず、図４（ｂ）に示すように、異なるところとしては、バンプ下地金属膜１０上に厚膜レジストを用いて、フォトリソグラフィによるパターニングを行い、めっきの型を形成する（不図示）ところである。ここにおいて１０μｍ強の厚みのレジストを形成し、Ａｕめっきにより、バンプ台座部４１ａを形成する。形成されたバンプ台座部４１ａの大きさは、可動部４との接合部のものはバンプの直径３０μｍ、高さ８μｍの円柱形状であり、支持用バンプは直径が５０μｍ、高さ８μｍの円柱形状である。続いて、厚膜レジストを用いて、フォトリソグラフィによるパターニングを行い、バンプ台座部４１ａ上にめっきの型を形成する（不図示）が、バンプ部のレジスト形状を逆テーパーとなるように形成する。次いで、Ａｕめっきすることで、バンプ台座部４１ａに対して、垂直断面が台形形状となる円錐形状のバンプテーパー部４１ｂを形成する。形成されたバンプテーパー部４１ｂの大きさは、可動部４との接合部のものはバンプ底部の直径２５μｍ、高さ２０μｍの台状の円錐形状であり、支持用バンプは底部直径が４０μｍ、高さ２０μｍの台状の円錐形状である。
【００３６】
この様に、本実施例では、第二基板上に形成するバンプは、基板面に平行な断面積が第二基板から遠ざかるにつれて小さくなるテーパー部と、テーパー部と第二基板との間の、基板面に平行な断面積がテーパー部より大きい台座部と、を有する。ここでは同じ物質からなるが、台座部とテーパー部は、異なる物質からなってもよい。
【００３７】
次に、図４（ｃ）に示すように、形成した第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２をＡｕバンプ接合する。なお、間隔規定部材２０は１０μｍ厚の石英を用い、図２に示した形状で第一基板Ｓ１上に配置した。第一基板Ｓ１の可動部４上のパッド部９と第二基板Ｓ２のＡｕバンプ４１の正確な位置合わせを行い、２５０℃にて２０Ｎの荷重をかけることでバンプ接合した。
【００３８】
次に、図４（ｄ）に示すように、第二基板Ｓ２のハンドル層（Ｓｉ層）１３とボックス層（ＳｉＯ２）１２のエッチング、次いで、反射部２Ｍの成膜を行なうが、実施例２と同様の方法及び条件で行なった。この工程により、可変形状ミラー０が形成される。
【００３９】
以上のような作製方法によって作製する可変形状ミラー０は、第一基板Ｓ１で櫛歯アクチュエータ１を形成した後に、第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２をバンプが傾かずに、比較的小さな荷重で十分な強度を有する接合が可能である。よって、可動櫛歯電極７ａ及び固定櫛歯電極７ｂのギャップを、狭く形成することができる。従って、小さな駆動電圧で大きな可動量を得ることができる。また、実施例２と同様にミラーの平坦性の高い可変形状ミラー０を提供できる。
【００４０】
（実施例４）
本発明の第４実施形態である前記可変形状ミラーの作製方法について、図５から図７を用いて説明する。まず、第一基板Ｓ１を用意する。第一基板Ｓ１は、ＳＯＩ基板であり、その構成は実施例１と同様である。この第一基板Ｓ１を用いたアクチュエータ１の構成及び作製方法に関しては、実施例１と一部異なっており、その部分を図５を用いて説明する。
【００４１】
異なるところは、まず、第一基板Ｓ１のハンドル層にフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッチングにより間隔規定段差部５０を形成するところである。この工程により形成された間隔規定段差部５０の段差は１５μｍである。その後は、実施例１と同様の工程であり、アクチュエータ１が図５に示すように第一基板上に６１個配列して形成される。さらに、第二基板Ｓ２を用意する。第二基板Ｓ２も、ＳＯＩ基板であり、その構成は実施例１と同様である。
【００４２】
この第二基板Ｓ２を用いた接合パッド７０の形成やバンプ７１の構成及び作製方法に関しては、実施例１と異なっており、その部分を図５及び図７を用いて説明する。異なるところは、絶縁層のパターン（図７（ｂ）〜（ｄ））を形成した後に、第二基板Ｓ２のデバイス層２側にスパッタ蒸着によりＡｕ／Ｔｉの積層膜を３００ｎｍ／１０ｎｍの膜厚で形成する。フォトリソグラフィによるパターニングとＡｕエッチング液（ＡＵＲＵＭ３０２）及びバッファードフッ酸水溶液（希釈したＬＡＬ１０００）によるエッチングにてパッド７０、７３（図７）を形成する。そのパターンは、次の様になっている。第一基板Ｓ１に形成したアクチュエータ１の可動部４上の接合用パッド９、及びアクチュエータ１の形成領域外であり間隔規定部５０を形成していない第一の基板Ｓ１上に形成した支持バンプ形成用パッド５１（図５）、に対向するものである。すなわち、これらに対向する第二基板Ｓ２のデバイス層２上の位置にバンプ７１及び支持バンプ７２（図７（ｂ））を形成するパターンとしている。さらに、パッド７０、７３上にＡｕによるスタッドバンプ７１、７２を形成する。形成されたスタッドバンプ７１、７２の大きさは、バンプ台座部の直径３４μｍ、高さ７.５μｍの円柱形状であり、テーパー形状を有するバンプテーパー部を含めたバンプ７１、７２の高さが４０μｍであるが、その形状に限定する趣旨のものではない。
【００４３】
次に、図７（ｃ）に示すように、形成した第一基板Ｓ１と第二基板Ｓ２をＡｕバンプ接合する。第一基板Ｓ１の可動部４上のパッド部９と第二基板Ｓ２のスタッドバンプ７１の正確な位置合わせを行い、２５０℃にて２０Ｎの荷重をかけることでバンプ接合する。なお、この条件に限定する趣旨のものではない。次に、図７（ｄ）に示すように、第二基板Ｓ２のハンドル層（Ｓｉ層）１３、次いで、ボックス層（ＳｉＯ２）１２を実施例１と同様の方法で選択的にエッチングする。この工程により、デバイス層（Ｓｉ）２が露出され、前記絶縁層のパターンによるミラー枠部６０が形成される。さらに、デバイス層（Ｓｉ）２上にスパッタ蒸着によりＡｕ/Ｔｉ（３００ｎｍ厚／１０ｎｍ厚）の積層薄膜を成膜して反射部２Ｍとし、可変形状ミラー０が形成される。
【００４４】
以上のような作製方法によって作製する可変形状ミラー０は、実施例３に記載の効果が期待できるとともに、簡便に可変形状ミラー０を提供できる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｓ１・・第一基板、Ｓ２・・第二基板、０・・可変形状ミラー、１・・アクチュエータ、２・・弾性体層（デバイス層、第二基板）、２Ｍ・・反射部、３・・支持部、３ａ・・可動支持部、３ｂ・・固定櫛歯電極支持部、３ｃ・・固定支持部、４・・可動部、５・・ばね部（弾性体）、７・・櫛歯電極部、７ａ・・可動櫛歯電極、９・・接合部、１１・・接合バンプ
【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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