(57)【要約】  ＭＥＭＳデバイスは、ミラー基板（２００）と、ミラー基板（２００）と対向して配置された電極基板（３０１）と、ミラー基板（２００）の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材であるミラー（２３０）と、電極基板（３０１）のミラー基板（２００）と対向する側の表面の絶縁膜（１０４）上に、ミラー（２３０）との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、ミラー（２３０）を駆動する駆動電極（１０１）と、空隙に露出した絶縁膜（１０４）の下部にこの絶縁膜（１０４）に接して形成された、金属または半導体からなる下部電極（１０３）とを備える。
2009107835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
この第１の基板と対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材と、
前記第２の基板の前記第１の基板と対向する側の表面の絶縁膜上に、前記可動部材との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、前記可動部材を駆動する駆動電極と、
前記第２の基板の絶縁膜に接して形成された、金属または半導体からなる駆動安定化電極とを備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記第２の基板の前記空隙に露出した絶縁膜の下部にこの絶縁膜に接して形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記空隙に露出した絶縁膜の領域よりも広い領域に亘って形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項４】
請求項３に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記空隙に露出した絶縁膜の下部の領域と共に前記駆動電極の下部の領域に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項５】
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記空隙に露出し、かつ前記可動部材の周縁近傍に位置する絶縁膜の下部に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項６】
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記可動部材と同電位であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項７】
請求項２に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記駆動電極と同電位であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項８】
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第２の基板は、
半導体からなる基部の上面に形成された第１の絶縁膜と、
この第１の絶縁膜の上面に形成され、前記駆動電極に駆動電圧を供給する駆動電極配線と、
この駆動電極配線を覆う第２の絶縁膜と、
この第２の絶縁膜の上面に前記第２の絶縁膜を覆うように形成された前記駆動安定化電極と、
この駆動安定化電極上の前記可動部材と直面する位置に形成された第３の絶縁膜と、
この第３の絶縁膜の上面に前記第３の絶縁膜を覆うように形成され、垂直配線を介して前記駆動電極配線と電気的に接続された前記駆動電極とを備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項９】
請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極の一部は、前記駆動電極の下部の領域に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１０】
請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動電極は、水平方向の端部のうちの少なくとも一部が前記第３の絶縁膜の端部よりも外側に突き出ていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１１】
請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の基板の可動部材側から見たときに、前記第２の基板の表面に前記第１、第２、第３の絶縁膜が露出していないことを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１２】
請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動電極、前記駆動安定化電極、および前記駆動電極配線は、金属からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１３】
請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動電極、前記駆動安定化電極、および前記駆動電極配線のうち少なくとも１つは、半導体からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１４】
請求項８に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記駆動安定化電極は、前記可動部材と同電位であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１５】
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、ミラーを構成する構造体であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、平面視略円形に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１７】
請求項１５に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、平面視略矩形に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１８】
請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の基板および前記第２の基板は、半導体からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項１９】
第１の基板と、
この第１の基板と対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材と、
前記第２の基板の前記第１の基板と対向する側の表面の絶縁膜上に、前記可動部材との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、前記可動部材を駆動する駆動電極と、
前記第１の基板の他方の面側の前記可動部材の表面に形成された反射面となる第１の金属膜と、
前記第１の基板の一方の面側の前記可動部材の表面に前記第１の金属膜と同じ形状に形成された第２の金属膜とを備え、
前記第１の金属膜および前記第２の金属膜は、前記駆動電極と同じ金属材料から構成され、前記可動部材より小さい相似形に形成されて前記可動部材と同心に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２０】
請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記金属材料は、Ａｕであることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２１】
請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、ミラーを構成する構造体であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２２】
請求項２１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、平面視略円形に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２３】
請求項２１に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、平面視略矩形に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２４】
請求項１９に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の基板および前記第２の基板は、半導体からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２５】
第１の基板と、
この第１の基板と対向して配置された第２の基板と、
前記第１の基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材と、
前記第２の基板の前記第１の基板と対向する側の表面の絶縁膜上に、前記可動部材との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、前記可動部材を駆動する駆動電極と、
前記第２の基板の絶縁膜に接して形成された、金属または半導体からなる駆動安定化電極と、
前記第１の基板の他方の面側の前記可動部材の表面に形成された反射面となる第１の金属膜と、
前記第１の基板の一方の面側の前記可動部材の表面に前記第１の金属膜と同じ形状に形成された第２の金属膜とを備え、
前記第１の金属膜および前記第２の金属膜は、前記駆動電極と同じ金属材料から構成され、前記可動部材より小さい相似形に形成されて前記可動部材と同心に配置されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２６】
請求項２５に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記金属材料は、Ａｕであることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２７】
請求項２５に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、ミラーを構成する構造体であることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２８】
請求項２７に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、平面視略円形に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項２９】
請求項２７に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記可動部材は、平面視略矩形に形成されていることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項３０】
請求項２５に記載のＭＥＭＳデバイスにおいて、
前記第１の基板および前記第２の基板は、半導体からなることを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
【請求項３１】
半導体基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材を備えるＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に前記支持部材および前記可動部材を形成する支持部材および可動部材形成工程と、
前記ＳＯＩ基板のシリコン基部の一部であって、前記支持部材および可動部材が形成された領域に存在する前記シリコン基部を、前記ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜層が露出するまでエッチング除去するシリコン基部エッチング除去工程と、
このシリコン基部エッチング除去工程によって露出した前記埋め込み酸化膜層上に、前記可動部材が形成された領域が開口領域となるレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンの開口領域に露出している前記埋め込み酸化膜層とこの開口領域の端部近傍に存在する前記埋め込み酸化膜層とを除去する埋め込み酸化膜層除去工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記ＳＯＩ基板の可動部材上に金属膜を堆積させる第１の金属膜堆積工程と、
前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記支持部材および可動部材形成工程と前記シリコン基部エッチング除去工程との間に、前記可動部材の前記埋め込み酸化膜層と接する面と反対側の面上に、金属膜を堆積させる第２の金属膜堆積工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記シリコン基部エッチング除去工程の前に、前記ＳＯＩ層の前記埋め込み酸化膜層と接する面と反対側の面上に、有機膜を形成する有機膜形成工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３４】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記レジストパターン形成工程は、スプレーコータを用いてレジストを塗布し、前記レジストパターンをフォトリソグラフィによって形成することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３５】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記金属膜は、金とチタンの積層構造、あるいは金とクロムの積層構造であることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３６】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記金属膜は、前記レジストパターン除去工程における前記レジストパターンの除去によって、前記可動部材の面上のみに堆積されることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３７】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記可動部材は、ミラーを構成する構造体であることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３８】
請求項３１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記可動部材を駆動する駆動電極が形成された半導体基板と、前記可動部材が形成された半導体基板とを、前記駆動電極と前記可動部材とが対向するように配置する基板接合工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３９】
請求項３７に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記可動部材は、平面視略円形に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４０】
請求項３７に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記可動部材は、平面視略矩形に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４１】
半導体基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材を備えるＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に前記支持部材および前記可動部材を形成する支持部材および可動部材形成工程と、
前記支持部材および可動部材が形成された領域に存在する前記ＳＯＩ基板のシリコン基部および埋め込み酸化膜層を、前記ＳＯＩ層が露出するまでエッチング除去するシリコン基部および埋め込み酸化膜層エッチング除去工程と、
このシリコン基部および埋め込み酸化膜層エッチング除去工程によって露出した前記ＳＯＩ層上に、前記シリコン基部よりも薄いレジストを塗布するレジスト塗布工程と、
前記シリコン基部と反対側の前記ＳＯＩ層の側から前記支持部材あるいは可動部材をマスクとして前記レジストを露光してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターンが形成された前記ＳＯＩ層の面上に、前記レジストパターンをマスクとして金属膜を堆積させる第１の金属膜堆積工程と、
前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程とを備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記レジストパターン形成工程の前あるいは後に、前記レジストを前記シリコン基部の側から前記レジストが不溶化する露光量に満たない露光量で露光する補助露光工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４３】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記支持部材および可動部材形成工程と前記シリコン基部および埋め込み酸化膜層エッチング除去工程との間に、前記可動部材の前記埋め込み酸化膜層と接する面と反対側の面上に、金属膜を堆積させる第２の金属膜堆積工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４４】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記シリコン基部および埋め込み酸化膜層エッチング除去工程の前に、前記ＳＯＩ層の前記埋め込み酸化膜層と接する面と反対側の面上に、有機膜を形成する有機膜形成工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４５】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記レジストパターン形成工程は、スプレーコータを用いてレジストを塗布し、前記レジストパターンをフォトリソグラフィによって形成することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４６】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記金属膜は、金とチタンの積層構造、あるいは金とクロムの積層構造であることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４７】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記金属膜は、前記可動部材の面上のみに堆積されることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４８】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記可動部材は、ミラーを構成する構造体であることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４９】
請求項４１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
さらに、前記可動部材を駆動する駆動電極が形成された半導体基板と、前記可動部材が形成された半導体基板とを、前記駆動電極と前記可動部材とが対向するように配置する基板接合工程を備えることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項５０】
請求項４８に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記可動部材は、平面視略円形に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項５１】
請求項４８に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、
前記可動部材は、平面視略矩形に形成されることを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用の光スイッチング素子、計測機器、ディスプレイ、スキャナ、波長選択スイッチ等に使用される静電駆動型のＭＥＭＳデバイスとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネット通信網などにおける基盤となる光ネットワークの分野では、多チャンネル化、波長分割多重（ＷＤＭ）化および低コスト化を実現する技術として、光ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術が脚光を浴びており、この技術を用いて光通信に用いられる光スイッチ装置が開発されている。この光スイッチ装置は、光を電気信号に変換することなく、また波長多重された光を波長ごとに分波することなく高速に経路切り替えを可能にするものであり、光の経路切り替えを行うスイッチングデバイスとして、ＭＥＭＳ型のミラーアレイが用いられている（特開２００３−５７５７５号公報参照）。このような光スイッチ装置は、使用している通信経路に障害が発生した際に別の通信経路に信号を振り分け、通信できる状態を維持する際に使用される。【０００３】
ＭＥＭＳ型のミラーアレイは、静電駆動型のＭＥＭＳデバイスの一つであるマイクロミラー装置を１次元的、あるいは２次元的に複数配設したものである。従来のマイクロミラー装置の１例を図６１、図６２に示す。図６１は従来のマイクロミラー装置の構成を示す分解斜視図、図６２は図６１のマイクロミラー装置の断面図である。このマイクロミラー装置１００は、ミラーが形成されたミラー基板２００と、電極が形成された電極基板３００とが平行に配設された構造を有する。【０００４】
ミラー基板２００は、平面視略円形の開口を有する板状の枠部２１０と、平面視略円形の開口を有し、一対の可動枠連結部２１１ａ，２１１ｂにより枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂにより可動枠２２０の開口内に配設された平面視略円形のミラー２３０とを有する。また、枠部２１０の上面には、可動枠２２０およびミラー２３０を取り囲むような枠状部材２４０が形成されている。【０００５】
一対の可動枠連結部２１１ａ，２１１ｂは、それぞれトーションバネから構成され、枠部２１０と可動枠２２０とを連結している。可動枠２２０は、一対の可動枠連結部２１１ａ，２１１ｂを通る図６１の可動枠回動軸ｘを軸として回動することができる。同様に、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂは、それぞれトーションバネから構成され、可動枠２２０とミラー２３０とを連結している。ミラー２３０は、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを通る図６１のミラー回動軸ｙを軸として回動することができる。可動枠回動軸ｘとミラー回動軸ｙとは、互いに直交している。結果として、ミラー２３０は、直交する２軸で回動する。【０００６】
電極基板３００は、板状の基部３１０と、基部３１０の表面（上面）から突出し、対向するミラー基板２００のミラー２３０と対向する位置に形成された段丘状の突出部３２０を有する。基部３１０と突出部３２０は、例えば単結晶シリコンからなる。突出部３２０は、基部３１０の上面に形成された角錐台の形状を有する第２テラス３２２と、この第２テラス３２２の上面に形成された角錐台の形状を有する第１テラス３２１と、この第１テラス３２１の上面に形成された柱状の形状を有するピボット３３０とから構成される。このピボット３３０は、第１テラス３２１のほぼ中央に位置するように形成される。これにより、ピボット３３０は、ミラー２３０の中心に対向する位置に配設される。そして、電極基板３００の突出部３２０が設けられた面には、絶縁膜３１１が形成される。【０００７】
突出部３２０の外面を含む基部３１０の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０と同心の円内に４つの扇形の電極３４０ａ〜３４０ｄが、絶縁膜３１１上に形成されている。また、基部３１０の上面には、突出部３２０を挟むように並設された一対の凸部３６０ａ，３６０ｂが形成されている。さらに、基板３１０の上面の突出部３２０と凸部３６０ａおよび凸部３６０ｂとの間の箇所には、それぞれ配線３７０が形成されており、この配線３７０には、引き出し線３４１ａ〜３４１ｄを介して電極３４０ａ〜３４０ｄが接続されている。【０００８】
上述したようなミラー基板２００と電極基板３００とは、ミラー２３０とこのミラー２３０に対応する電極３４０ａ〜３４０ｄとが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図６２に示すようなマイクロミラー装置１００が構成される。【０００９】
そして、ミラー２３０を接地し、電極３４０ａ〜３４０ｄに正の電圧を与えて、しかも電極３４０ａ〜３４０ｄ間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。【００１０】
また、近年、多重化された光を波長毎に分波し、これら分波した波長毎に経路を切り替える波長選択スイッチが研究開発されている。この波長選択スイッチにもマイクロミラー装置を使用しているものがある（特開２００７−１４０１６８号公報参照）。波長選択スイッチのようにグレーティング等で分波した各波長の光の経路を切り換えるためには、個々のミラーの間隔を一定値以下に狭める必要がある。分波した各波長の光の経路間隔に対してミラーの間隔が大きくなると、ミラーとミラーの間に光が当たってしまい、出力ポートにその波長の光を導けないという現象が生じる。しかし、図６１、図６２に示したマイクロミラー装置では、ミラー間隔を狭くすることが難しい。【００１１】
そこで、複数のマイクロミラー装置をより近づけて配置することを可能にするミラーアレイが提案されている（特開２００７−２４０７２８号公報参照）。また、このミラーアレイにおいて、隣り合うマイクロミラー装置の間の干渉（クロストーク）を抑制するため、壁電極を用いる構成が提案されている。このミラーアレイについて、図６３の斜視図を用いて説明する。【００１２】
ミラーアレイは、図６３には示していないが、電極基板と、電極基板に対向して配置されたミラー基板とを備え、複数のマイクロミラー装置が配置されるミラーアレイ領域を囲うように設けられた支持構造体により、電極基板の上に所定距離離間してミラー基板が固定されている。電極基板とミラー基板とは、互いに平行な関係で配置されている。【００１３】
電極基板の上には、１つのマイクロミラー装置毎に、図６３に示すように、可動梁駆動電極６０１ａ，可動梁駆動電極６０１ｂ，ミラー駆動電極６０３ａ，およびミラー駆動電極６０３ｂが設けられている。これら、可動梁駆動電極６０１ａ，可動梁駆動電極６０１ｂ，ミラー駆動電極６０３ａ，およびミラー駆動電極６０３ｂにより１つ（１組）の電極部が構成されている。【００１４】
またミラー基板は、上記ミラーアレイ領域が開口する枠部（不図示）を備え、枠部が支持構造体の上に接続している。また、ミラー基板の枠部の内側には、一端が枠部に固定された可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂを備えている。可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂは、各々の一端が枠部の内側の対向する２つの辺の各々に固定され、上記２つの辺の対向する方向の同じ線上に、所定の距離離間して整列している。このように、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂは、一端が固定され、他端の側で対向して所定の距離離間して１列に配置されている。図６３の例では、ｙ軸方向に平行な線上に、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂが整列されている。また、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂは、各々の他端が、ミラー基板の法線方向に変位可能とされ、片持ち梁構造とされている。【００１５】
また、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂの間には、屈曲可能な一対の連結部６１２ａ，６１２ｂにより連結されてミラー６１１が配置されている。ミラー６１１は、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂと１列に配列されて可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂの間に回動可能に配置されている。また、連結部６１２ａ，６１２ｂは、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂの各々の他端とミラー６１１とを連結している。可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂが接続する２つの辺の対向する方向の同じ線上に、可動梁６１３ａ，ミラー６１１，および可動梁６１３ｂが、この順に整列している。これら可動梁６１３ａ，ミラー６１１，可動梁６１３ｂ，および一対の連結部６１２ａ，６１２ｂで、１つ（１組）の反射部を構成している。【００１６】
本例では、ｙ軸方向に平行な線上に、可動梁６１３ａ，ミラー６１１，および可動梁６１３ｂが整列されている。また、ミラー６１１は、一対の連結部６１２ａ，６１２ｂを通る第１回動軸を中心に回動可能とされている。また、ｙ軸に平行な第１回動軸を中心に回動可能とされている。また、可動梁６１３ａ，ミラー６１１，および可動梁６１３ｂが整列（配列）されている方向に垂直な方向に添って、複数のマイクロミラー装置が配置されてミラーアレイを構成している。なお、ミラー６１１の表面には、金やアルミニウムなどから構成された金属膜が形成され、例えば赤外領域の光を反射可能としている。【００１７】
加えて、このマイクロミラー装置は、まず、各々の可動梁駆動電極６０１ａおよび可動梁駆動電極６０１ｂに、壁電極６０２ａおよび壁電極６０２ｂを備える。少なくとも可動梁６１３ａが変位する領域を挟むように、２つの壁電極６０２ａが配置されている。同様に、少なくとも可動梁６１３ｂが変位する領域を挟むように、２つの壁電極６０２ｂが配置されている。また、壁電極６０２ａは、可動梁駆動電極６０１ａに電気的に接続し、壁電極６０２ｂは、可動梁駆動電極６０１ｂに電気的に接続している。【００１８】
ここで、各々の可動梁駆動電極６０１ａに対向する可動梁６１３ａは、壁電極６０２ａで挟まれている領域において可動梁駆動電極６０１ａの側に変位可能となる範囲の幅とされている。同様に、各々の可動梁駆動電極６０１ｂに対向する可動梁６１３ｂが、壁電極６０２ｂで挟まれている領域において可動梁駆動電極６０１ｂの側に変位可能となる範囲の幅とされている。従って、可動梁６１３ａおよび可動梁６１３ｂは、例えば、ミラー６１１より幅が狭く形成されている。【００１９】
上述した可動梁駆動電極６０１ａ，可動梁駆動電極６０１ｂ，および１組のミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂと、これらに対となる可動梁６１３ａ，ミラー６１１，可動梁６１３ｂ，および一対の連結部６１２ａ，６１２ｂで、１つのマイクロミラー装置が構成されている。１つのマイクロミラー装置においては、電極基板（ミラー基板）の法線方向（ｚ軸方向）に対向し、可動梁駆動電極６０１ａと可動梁６１３ａとが配置され、可動梁駆動電極６０１ｂと可動梁６１３ｂとが配置され、１組のミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂとミラー６１１とが配置されている。【００２０】
可動梁駆動電極６０１ａ，可動梁駆動電極６０１ｂには、可動梁６１３ａ，可動梁６１３ｂを駆動するための駆動電圧（駆動信号）が、配線（不図示）を介して供給される。また、ミラー駆動電極６０３ａおよびミラー駆動電極６０３ｂには、ミラー６１１を駆動するための駆動電圧が、配線（不図示）を介して供給される。なお、可動梁６１３ａ，ミラー６１１，可動梁６１３ｂ，および一対の連結部６１２ａ，６１２ｂは、等電位とされる。ここで、等電位とは、例えば接地電位とすればよい。【００２１】
次に、上記マイクロミラー装置の動作について説明する。マイクロミラー装置では、連結部６１２ａ，６１２ｂを積極的に動かすことで、１対の連結部で２軸の回動を実現している。まず、可動梁駆動電極６０１ｂに所定の駆動電圧を印加することで、発生した静電引力により可動梁６１３ｂに対して電極基板の側に引き寄せる力を加えれば、可動梁６１３ｂが、枠部に支持されている一端を支点としてたわみ（変形し）、可動梁６１３ｂの他端が電極基板の側に引き寄せられるように変位する。この結果、ミラー６１１は、連結部６１２ａを支点として連結部６１２ｂの側が電極基板の側に引き寄せられ、ミラー６１１は、電極基板に平行な状態ではなくなり、ｙ軸方向に傾いた状態となる。【００２２】
この傾いた状態は、マイクロミラー装置の配列方向（ｘ軸方向）に平行なミラー６１１の中央部を通る第２回動軸を中心に、ミラー６１１が回動していることになる。この回動動作は、可動梁駆動電極６０１ａに所定の駆動電圧を印加することで、前述同様に可動梁６１３ａの他端を電極基板の側に引き寄せることでも行え、この場合は、第２回動軸を中心に、上述した場合とは反対方向にミラー６１１を回動させることになる。【００２３】
また、ミラー駆動電極６０３ａおよびミラー駆動電極６０３ｂに印加する電圧を制御することで、一対の連結部６１２ａ，６１２ｂを通る第１回動軸を中心に、ミラー６１１を回動させることができる。例えば、ミラー駆動電極６０３ａに対してミラー駆動電極６０３ｂの方により高い電圧を印加し、ミラー６１１が、第１回動軸を中心に、ミラー駆動電極６０３ｂの側に傾斜するように制御することができる。【００２４】
壁電極６０２ａおよび壁電極６０２ｂを備えるようにしたので、以下に説明するように、隣接配置されているマイクロミラー装置との間のクロストークを抑制することができるようになる。マイクロミラー装置は、隣接するマイクロミラー装置との間隔を狭くして配置されるため、可動梁駆動電極６０１ａを単純な平行平板電極とした場合、静電引力が当該マイクロミラー装置の可動梁に対してだけでなく、この隣のマイクロミラー装置の可動梁にも影響を与え、その位置が変位してしまうことがある。この結果、隣り合うミラー６１１の間で電気的干渉（クロストーク）が発生する場合がある。【００２５】
これに対し、可動梁駆動電極６０１ａに接続する壁電極６０２ａを設けると、マイクロミラー装置毎に可動梁を駆動するための電界を分離することができる。壁電極６０２ａにより、可動梁駆動電極６０１ａから、これに隣接する可動梁６１３ａへ向かう電気力線はほとんど遮蔽され、クロストークの影響を抑制することができる。このようなクロストークの抑制は、壁電極６０２ａ，壁電極６０２ｂの高さが、初期状態での可動梁６１３ａ，可動梁６１３ｂの高さ方向の位置と同じ程度である場合が最も効果的である。【００２６】
また、壁電極を用いることで、駆動電極とは反対の方向に可動梁を引き戻す効果が得られるようになり、駆動電極に印加した電圧の増分に対する可動梁の変位量を小さく抑制することができるようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
図６１、図６２に示したマイクロミラー装置のような静電駆動型ＭＥＭＳデバイスでは、駆動電極とミラーなどの可動電極の間に印加される電圧によって発生する静電引力とばねの復元力とのつりあいでミラーの傾斜角度が決定される。よって、ミラーを駆動するための固定の電極に供給する電圧が一定であれば、ミラーの傾斜角度は一定となるはずである。しかし、何らかの理由で固定電極の近傍にある絶縁膜が帯電し、その電荷蓄積量が時間と共に変化すると、電荷蓄積量の時間変化に応じてミラーにかかる電界の強度が時間と共に変化し、その結果として、ミラーを回動させようとする静電引力の大きさが変化して、ミラー傾斜角度が変動してしまう。静電引力とばねの復元力が釣り合ってミラーは傾斜するが、何らかの原因で復元力が変化しても同様にミラーの傾斜角度が変動してしまう。このような現象は「ドリフト」とも呼ばれ、静電駆動型ＭＥＭＳデバイスを使用する際の大きな課題となっている。【００２８】
以上のようなドリフトは、図６３に示したマイクロミラー装置においても同様に発生する。
光スイッチにマイクロミラー装置を利用する場合、ミラーの傾斜角度がドリフトで変動すると、信号光の損失変動あるいは損失増加が発生したり、接続パスの切り替え時にミラーの傾斜角度を正確に制御できず新たなパスが接続できなかったりする、という問題があった。【００２９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ミラーなどの可動部材の傾斜角度のドリフトの発生を抑制することができる静電駆動型のＭＥＭＳデバイスとその製造方法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】
【００３０】
本発明のＭＥＭＳデバイスは、第１の基板と、この第１の基板と対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材と、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する側の表面の絶縁膜上に、前記可動部材との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、前記可動部材を駆動する駆動電極と、前記第２の基板の絶縁膜に接して形成された、金属または半導体からなる駆動安定化電極とを備えることを特徴とするものである。【００３１】
また、本発明のＭＥＭＳデバイスは、第１の基板と、この第１の基板と対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材と、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する側の表面の絶縁膜上に、前記可動部材との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、前記可動部材を駆動する駆動電極と、前記第１の基板の他方の面側の前記可動部材の表面に形成された反射面となる第１の金属膜と、前記第１の基板の一方の面側の前記可動部材の表面に前記第１の金属膜と同じ形状に形成された第２の金属膜とを備え、前記第１の金属膜および前記第２の金属膜は、前記駆動電極と同じ金属材料から構成され、前記可動部材より小さい相似形に形成されて前記可動部材と同心に配置されていることを特徴とするものである。【００３２】
また、本発明のＭＥＭＳデバイスは、第１の基板と、この第１の基板と対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材と、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する側の表面の絶縁膜上に、前記可動部材との間に空隙を設けた状態で対向して配置された、前記可動部材を駆動する駆動電極と、前記第２の基板の絶縁膜に接して形成された、金属または半導体からなる駆動安定化電極と、前記第１の基板の他方の面側の前記可動部材の表面に形成された反射面となる第１の金属膜と、前記第１の基板の一方の面側の前記可動部材の表面に前記第１の金属膜と同じ形状に形成された第２の金属膜とを備え、前記第１の金属膜および前記第２の金属膜は、前記駆動電極と同じ金属材料から構成され、前記可動部材より小さい相似形に形成されて前記可動部材と同心に配置されていることを特徴とするものである。【００３３】
また、本発明は、半導体基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材を備えるＭＥＭＳデバイスの製造方法において、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に前記支持部材および前記可動部材を形成する支持部材および可動部材形成工程と、前記ＳＯＩ基板のシリコン基部の一部であって、前記支持部材および可動部材が形成された領域に存在する前記シリコン基部を、前記ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜層が露出するまでエッチング除去するシリコン基部エッチング除去工程と、このシリコン基部エッチング除去工程によって露出した前記埋め込み酸化膜層上に、前記可動部材が形成された領域が開口領域となるレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンの開口領域に露出している前記埋め込み酸化膜層とこの開口領域の端部近傍に存在する前記埋め込み酸化膜層とを除去する埋め込み酸化膜層除去工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記ＳＯＩ基板の可動部材上に金属膜を堆積させる第１の金属膜堆積工程と、前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程とを備えることを特徴とするものである。【００３４】
また、本発明は、半導体基板の開口部に支持部材を介して回動可能に支持された可動部材を備えるＭＥＭＳデバイスの製造方法において、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層に前記支持部材および前記可動部材を形成する支持部材および可動部材形成工程と、前記支持部材および可動部材が形成された領域に存在する前記ＳＯＩ基板のシリコン基部および埋め込み酸化膜層を、前記ＳＯＩ層が露出するまでエッチング除去するシリコン基部および埋め込み酸化膜層エッチング除去工程と、このシリコン基部および埋め込み酸化膜層エッチング除去工程によって露出した前記ＳＯＩ層上に、前記シリコン基部よりも薄いレジストを塗布するレジスト塗布工程と、前記シリコン基部と反対側の前記ＳＯＩ層の側から前記支持部材あるいは可動部材をマスクとして前記レジストを露光してレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンが形成された前記ＳＯＩ層の面上に、前記レジストパターンをマスクとして金属膜を堆積させる第１の金属膜堆積工程と、前記レジストパターンを除去するレジストパターン除去工程とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、第２の基板の絶縁膜に接する、金属または半導体からなる駆動安定化電極を設けることにより、ＭＥＭＳデバイスの固定電極（駆動電極）に電圧を印加した際にも、第２の基板の表面に設けた絶縁膜への電荷の蓄積を低減あるいは防止することができるため、ＭＥＭＳデバイスの可動部材の傾斜角度が時間と共に変化していく現象、すなわち傾斜角度のドリフトを抑制することができる。【００３６】
また、本発明によれば、駆動電極と同じ金属材料から構成され、互いに同じ形状に形成された第１金属膜および第２金属膜を、可動部材より小さい相似形に形成して可動部材と同心に配置するようにし、支持部材にはＡｕ等の金属を形成しないようにしたので、可動部材の傾斜角度のドリフトを抑制することができる。また、本発明では、表面に駆動電極と同じ金属の膜が形成された可動部材と駆動電極との固着を防ぐことができる。【００３７】
また、本発明によれば、支持部材および可動部材が形成された領域に存在するシリコン基部を、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜層が露出するまでエッチング除去し、露出した埋め込み酸化膜層上に、可動部材が形成された領域が開口領域となるレジストパターンを形成し、レジストパターンの開口領域に露出している埋め込み酸化膜層とこの開口領域の端部近傍に存在する埋め込み酸化膜層とを除去し、レジストパターンをマスクとしてＳＯＩ基板の可動部材上に金属膜を堆積させることにより、支持部材に金属膜を形成しないようにしたので、可動部材の傾斜角度のドリフトを抑制することができる。また、本発明では、レジストパターンの側壁に付着した金属膜と所望の可動部材上に堆積された金属膜とが分離した状態で金属膜を形成できるので、レジストパターンを剥離除去（リフトオフ）する際に、ミラー等の可動部材上に綺麗な面形状の金属膜を形成することができる。【００３８】
また、本発明によれば、支持部材および可動部材が形成された領域に存在するＳＯＩ基板のシリコン基部および埋め込み酸化膜層を、ＳＯＩ層が露出するまでエッチング除去し、露出したＳＯＩ層上に、シリコン基部よりも薄いレジストを塗布し、シリコン基部と反対側のＳＯＩ層側から支持部材以外の部分がマスクとして作用するようにレジストを露光してレジストパターンを形成することにより、支持部材に金属膜を形成しないようにしたので、可動部材の傾斜角度のドリフトを抑制することができる。また、本発明では、金属膜形成用のマスクとして、シリコン基部の厚さよりも薄くかつ逆テーパ形状のレジストパターンを形成することができ、レジストパターンの表面に付着した金属膜とＳＯＩ層表面に堆積された金属膜とが分離した状態で金属膜を形成できるので、レジストパターンを剥離除去（リフトオフ）する際に、ミラー等の可動部材上に綺麗な面形状の金属膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第１実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例に係るマイクロミラー装置のうち駆動電極、周辺電極および下部電極を含む部分を拡大した断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施例において駆動電極および周辺電極が形成される層の平面図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施例において下部電極、駆動電極配線および周辺電極配線が形成される層の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施例において駆動電極および周辺電極を透過して下部電極を眺めた平面図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施例に係るマイクロミラー装置と従来のマイクロミラー装置のミラー傾斜角度の経時変化を測定した結果を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施例に係るマイクロミラー装置のうち駆動電極、周辺電極および下部電極を含む部分を拡大した断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施例に係るマイクロミラー装置の電極配置を示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施例において駆動電極を上から見た平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施例において周辺電極が形成される第２の導電層の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第４実施例において駆動電極配線および周辺電極配線が形成される第３の導電層の平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施例において第１の導電層と第２の導電層の間の絶縁膜が形成される層の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４実施例において第２の導電層と第３の導電層の間の絶縁膜が形成される層の平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第４実施例において駆動電極以下の各層を透過して眺めた平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第４実施例において第１の導電層と第２の導電層の間の絶縁膜をエッチング除去するためのレジストパターンを示す平面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第５実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第５実施例において第１の導電層と第２の導電層の間の絶縁膜をエッチング除去するためのレジストパターンを示す平面図である。
【図１９】図１９は、本発明の第５実施例において駆動電極以下の各層を透過して眺めた平面図である。
【図２０】図２０は、本発明の第６実施例におけるマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の第６実施例におけるマイクロミラー装置の一部構成を示す斜視図である。
【図２２】図２２は、本発明の第６実施例におけるマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の第７実施例におけるマイクロミラー装置の一部構成を示す斜視図である。
【図２４】図２４は、本発明の第７実施例におけるマイクロミラー装置の一部構成を示す断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第６実施例、第７実施例におけるマイクロミラー装置の金属膜の外周端とミラーの外周端との間の幅について説明する説明図である。
【図２６】図２６は、本発明の第８実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図２７Ａ−２７Ｄ】図２７Ａ−図２７Ｄは、本発明の第８実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図２８Ａ−２８Ｄ】図２８Ａ−図２８Ｄは、本発明の第８実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図２９Ａ−２９Ｇ】図２９Ａ−図２９Ｇは、本発明の第８実施例において電極基板の製造工程を示す断面図である。
【図３０Ａ−３０Ｆ】図３０Ａ−図３０Ｆは、本発明の第８実施例において電極基板の製造工程を示す断面図である。
【図３１Ａ−３１Ｂ】図３１Ａ−図３１Ｂは、従来のマイクロミラー装置においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図３２Ａ−３２Ｄ】図３２Ａ−図３２Ｄは、本発明の第９実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図３３Ａ−３３Ｄ】図３３Ａ−図３３Ｄは、本発明の第９実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図３４】図３４は、本発明の第１０実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図３５Ａ−３５Ｄ】図３５Ａ−図３５Ｄは、本発明の第１０実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図３６Ａ−３６Ｃ】図３６Ａ−図３６Ｃは、本発明の第１０実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図３７Ａ−３７Ｇ】図３７Ａ−図３７Ｇは、本発明の第１０実施例において電極基板の製造工程を示す断面図である。
【図３８Ａ−３８Ｆ】図３８Ａ−図３８Ｆは、本発明の第１０実施例において電極基板の製造工程を示す断面図である。
【図３９Ａ−３９Ｄ】図３９Ａ−図３９Ｄは、本発明の第１１実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図４０Ａ−４０Ｄ】図４０Ａ−図４０Ｄは、本発明の第１１実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図４１】図４１は、本発明の第１２実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す平面図である。
【図４２】図４２は、本発明の第１２実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図４３】図４３は、本発明の第１２実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図４４】図４４は、本発明の第１２実施例においてミラー駆動電極および可動梁駆動電極が形成される層の平面図である。
【図４５】図４５は、本発明の第１２実施例においてミラー駆動電極配線および下部電極が形成される層の平面図である。
【図４６】図４６は、本発明の第１３実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図４７】図４７は、本発明の第１４実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図４８】図４８は、本発明の第１５実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図４９Ａ−４９Ｄ】図４９Ａ−図４９Ｄは、本発明の第１６実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５０Ａ−５０Ｄ】図５０Ａ−図５０Ｄは、本発明の第１６実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５１Ａ−５１Ｄ】図５１Ａ−図５１Ｄは、本発明の第１７実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５２Ａ−５２Ｄ】図５２Ａ−図５２Ｄは、本発明の第１７実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５３Ａ−５３Ｄ】図５３Ａ−図５３Ｄは、本発明の第１８実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５４Ａ−５４Ｃ】図５４Ａ−図５４Ｃは、本発明の第１８実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５５Ａ−５５Ｄ】図５５Ａ−図５５Ｄは、本発明の第１９実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５６Ａ−５６Ｄ】図５６Ａ−図５６Ｄは、本発明の第１９実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。
【図５７】図５７は、本発明の第２０実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図５８】図５８は、本発明の第２１実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図５９】図５９は、本発明の第２２実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図６０】図６０は、本発明の第２３実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。
【図６１】図６１は、従来のマイクロミラー装置の構成を示す分解斜視図である。
【図６２】図６２は、図６１のマイクロミラー装置の断面図である。
【図６３】図６３は、波長選択スイッチに用いる従来のミラーアレイの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
［第１実施例］
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の断面図を示している。なお、この図１のマイクロミラー装置を１次元的、あるいは２次元的に複数配設したものがミラーアレイである。本実施例のマイクロミラー装置は、ミラーが形成された第１の基板であるミラー基板２００と、電極が形成された第２の基板である電極基板３０１とが平行に配設された構造を有する。【００４１】
ミラー基板２００は、従来のマイクロミラー装置のミラー基板とほぼ同様な構成である。ミラー基板２００は、平面視略円形の開口を有する板状の枠部２１０と、平面視略円形の開口を有し、一対の可動枠連結部（不図示）により枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂにより可動枠２２０の開口内に配設された可動部材である平面視略円形のミラー２３０とを有する。また、枠部２１０の上面には、可動枠２２０およびミラー２３０を取り囲むような枠状部材２４０が形成されている。可動枠２２０は、一対の可動枠連結部（不図示）を通る可動枠回動軸を軸として回動することができる。同様に、ミラー２３０は、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを通るミラー回動軸を軸として回動することができる。可動枠回動軸とミラー回動軸とは互いに直交しており、結果として、ミラー２３０は直交する２軸で回動する。【００４２】
電極基板３０１は、例えば単結晶シリコンからなる板状の基部３１０と、基部３１０の表面（上面）から突出し、対向するミラー基板２００と接合するための凸部３６０ａ，３６０ｂとを有する。電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂが設けられた面には、絶縁膜１０７が形成される。この絶縁膜１０７は、後述する駆動電極配線２０１、周辺電極配線２０２および下部電極１０３が、シリコンなどの半導体である基部３１０を介して電気的に短絡することを防止する働きをする。【００４３】
電極基板３０１にシリコン基板を用いる場合、絶縁膜１０７には、シリコン酸化膜を使用するのが一般的である。加工されていないベアのシリコン基板を必要に応じて洗浄して表面を清浄にした後に、熱酸化炉内で熱酸化させることにより、絶縁膜１０７が形成される。シリコン酸化膜の形成方法のうち熱酸化法で形成された熱酸化膜は、気相化学成長法（ＣＶＤ法）などを用いて堆積したシリコン酸化膜などに比べて品質が良く、耐電圧特性に優れていることが知られている。【００４４】
絶縁膜１０７の上面には、駆動電極１０１に電圧を供給するための駆動電極配線２０１、周辺電極１０２に所定の電位を供給するための周辺電極配線２０２、および駆動安定化電極である下部電極１０３が形成されている。駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２と下部電極１０３は、電極基板３０１の同じ層上に作成されるので、同時に形成することができる。駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２は、図示していないボンディングパッドを介して、ミラーアレイを実装するパッケージの所定のピンに接続される。【００４５】
さらに、絶縁膜１０７の上面には、駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２と下部電極１０３を覆うように誘電体からなる絶縁膜１０４が形成されている。絶縁膜１０４の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０を駆動するための駆動電極１０１が形成されている。駆動電極１０１の形状は、従来と同様に、ミラー２３０と同心の円を４つに分割した扇形であってもよい。また、駆動電極１０１は、従来と同様に、基部の上面に設けられた突出部の上面に形成されるようにしてもよい。また、金属材料からなる駆動電極１０１を厚く堆積して、駆動電極１０１自体が段丘状の突出部を形成するようにしてもよい。駆動電極１０１は、層間垂直配線１０８を介して駆動電極配線２０１と接続されている。【００４６】
また、絶縁膜１０４上の駆動電極１０１と同じ層には、周辺電極１０２が形成されている。周辺電極１０２は、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる絶縁膜１０４の露出を避けるために設けられる。この周辺電極１０２には、層間垂直配線１０９を介して接続された周辺電極配線２０２から所定の電位が供給される。所定の電位とは、ミラー２３０と同電位であってもよく、より望ましくは、接地電位とすればよい。【００４７】
上述したようなミラー基板２００と電極基板３０１とは、ミラー２３０とこのミラー２３０に対応する駆動電極１０１とが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図１に示すようなマイクロミラー装置が構成される。【００４８】
図１のマイクロミラー装置では、駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２は、駆動電極１０１と周辺電極１０２とが形成される層とは異なる層に形成されているが、駆動電極１０１および周辺電極１０２と同じ層に配置されていてもよい。ただし、駆動電極配線２０１や周辺電極配線２０２で発生する電界がミラー２３０の駆動に作用することを防ぐ点においては、駆動電極１０１と周辺電極１０２の下層で配線を引き回す構造のほうが望ましい。なお、ミラー２３０の駆動に与える影響力は、周辺電極配線２０２よりも駆動電極配線２０１の方が大きい。【００４９】
図１のマイクロミラー装置のミラー２３０は、ミラー２３０と駆動電極１０１との間の電位差により発生する静電引力により回動する。例えば、ミラー２３０を接地し、駆動電極配線２０１を介して駆動電極１０１に所定の正の電圧（駆動電圧）を与えることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。このとき、ミラー２３０を所望の方向へ回動させるには、４つの駆動電極１０１に別々に駆動電圧を印加し、４つの駆動電極１０１間に電位差を生じさせるようにすればよい。【００５０】
ミラー２３０は、静電引力とミラー２３０を支持しているばね（ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂと図示しない可動枠連結部）の復元力がつりあった状態で静止する。ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部のばね定数が一定とみなせる場合には、理論的には、駆動電極に与える駆動電圧が一定であれば、ミラー２３０の傾斜角度は一意に決定される。【００５１】
静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置では、駆動電圧が印加される電極間の距離（ここでは、ミラー２３０と駆動電極１０１間の距離）は、一般的に数百ミクロンから数ミクロン程度であり、この隙間に数Ｖから数１００Ｖの電圧が印加される。例えば、電極間距離が１０ミクロンのデバイスに１００Ｖの電圧を印加すると、１０5Ｖ／ｃｍという大きな電界が発生する。このような大きな電界が与えられた領域近傍に、誘電体膜などの絶縁膜が配置されていると、この絶縁膜が帯電することがある。そして、この帯電によって新たな電界が発生し、帯電による電界によってミラー２３０の傾斜角度が時間と共に変動する現象が現れる。このような現象は「ドリフト」とも呼ばれ、静電駆動型ＭＥＭＳデバイスを使用する際の大きな課題となっている。【００５２】
絶縁膜が帯電する原因の詳細は明らかになっていない。しかし、製造時の影響で絶縁膜に電荷を蓄積できる電荷トラップセンタが形成され、ミラーの駆動時に電界が印加されることにより、絶縁膜の両電極からキャリアの注入が発生し、電荷トラップセンタに電荷が蓄積されるためである、と考えられている。一般に、絶縁膜に高い電界がかかるほど電荷が蓄積されやすくなるとされている。電荷の蓄積と電荷の放出はその部分に印加された電界強度で確率的に決定されることから、電荷の蓄積と放出との平衡状態は時間と共に変化し、電界強度は時間と共に変化する。その結果、ミラーと駆動電極間に形成された電界強度も時間と共に変化し、ミラー傾斜角度のドリフトとして観測される。【００５３】
ミラー傾斜角度のドリフトの原因となるのは、絶縁膜１０４がミラー基板２００と電極基板３０１との間の領域で剥き出しとなっている部分、特にミラー２３０の下部にある、駆動電極１０１と周辺電極１０２との間のギャップ１０５の部分である。図２は、図１の点線で囲んだ部分、すなわち駆動電極１０１、周辺電極１０２および下部電極１０３を含む部分を拡大した断面図である。図２に示したように、ギャップ１０５の部分で剥き出しとなっている絶縁膜１０４を電荷蓄積領域１０６と呼ぶこととする。なお、便宜上、電荷蓄積領域１０６を矩形で表しているが、実際の領域境界は図２で表したような明確なものではない。【００５４】
電荷蓄積領域１０６に電荷が蓄積されると、ミラー２３０にとっては、駆動電極１０１の面積が増大したことと同じになる。この電荷蓄積領域１０６への電荷の蓄積によって発生する電界強度は、駆動電極１０１によって発生する電界に比して小さい。しかし、ミラー２３０の周辺部直下にある電荷蓄積領域１０６は、ミラー２３０を駆動する際の回転力（トルク）が最も大きく作用するので、ミラー２３０の傾斜角度の変動に大きな作用を及ぼす。【００５５】
ところが、電荷蓄積領域１０６の基部寄りの直下に、下部電極１０３を配設することにより、電荷蓄積領域１０６の電荷蓄積が低減され、ミラー傾斜角度のドリフトが低減できることが分かった。その理由は、下記のようなものと考えられる。【００５６】
下部電極１０３を駆動電極１０１と周辺電極１０２との間のギャップ１０５の下部に配設することにより、駆動電極１０１から周辺電極１０２への電気力線の一部を下部電極１０３に引き込むことが可能となる。すなわち、下部電極１０３の直上の電荷蓄積領域１０６の厚さがギャップ１０５の幅（駆動電極１０１と周辺電極１０２間の距離）よりも薄い場合には、駆動電極１０１と周辺電極１０２との間に形成される電界よりも大きな強度の電界が、駆動電極１０１と下部電極１０３との間に形成される。【００５７】
駆動電極１０１の下部あるいは周辺電極１０２の下部の絶縁膜１０４に大きな電界が生じ、この部分に電荷が蓄積されても、駆動電極１０１あるいは周辺電極１０２の下の絶縁膜であり、空中に露出された部分ではないので、ミラー２３０に作用する電界を乱すことはない。よって、電荷蓄積領域１０６に蓄積される電荷量を低減することが可能となり、駆動電極１０１に一定の駆動電圧を印加しているにも拘わらず時間と共にミラー２３０の傾斜角度が変化する現象、すなわちドリフトを低減することが可能となる。【００５８】
下部電極１０３は、駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２と同じ層に形成される。図３は駆動電極１０１および周辺電極１０２が形成される層の平面図、図４は下部電極１０３、駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２が形成される層の平面図、図５は駆動電極１０１および周辺電極１０２を透過してその下層にある下部電極１０３を眺めた平面図である。ただし、図４では、周辺電極配線２０２の記載は省略している。また、図５では、理解が容易に進むよう、駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２の記載は省略している。【００５９】
図４に示すように、駆動電極配線２０１は、駆動電極１０１の真下に形成される配線２０１ａと、配線２０１ａと図示しないボンディングパッドとを接続するための配線２０１ｂとから構成される。ここでは、駆動電極配線２０１ａは、駆動電極１０１と同様に、対向するミラー２３０と同心の円を４つに分割した扇形となるよう配置されるものとする。ただし、各駆動電極配線２０１ａは、駆動電極１０１よりも面積は小さい。そして、各駆動電極配線２０１ａからそれぞれ図示しないボンディングパッドと接続するための配線２０１ｂが伸びている。【００６０】
下部電極１０３は、駆動電極配線２０１ａの周囲に形成される電極１０３ａと、駆動電極配線２０１ａ間に形成される電極１０３ｂとから構成される。下部電極１０３ａは、４つの扇形の駆動電極配線２０１ａの外側の領域において、駆動電極配線２０１ａの外周と接しないように、ミラー２３０と同心の円環状に形成されている。ただし、下部電極１０３ａは、駆動電極配線２０１ｂの領域は避けるように形成される。また、下部電極１０３ｂは、４つの扇形の駆動電極配線２０１ａに挟まれた十字状の領域において、駆動電極配線２０１ａと接しないように十字状に形成されている。【００６１】
下部電極１０３ａは、すでに述べたように、ミラー２３０を駆動する際の回転力（トルク）が最も大きく作用する領域に形成されるものであるから、下部電極１０３ａの配設は重要である。一方、下部電極１０３ｂは、下部電極１０３ａに比して、ミラー２３０を駆動する際の回転力にそれほど大きくは作用しない領域に形成されるものであるため、下部電極１０３ｂを形成しなくてもよい。ただし、下部電極１０３ｂがあった方がミラー傾斜角度のドリフトはより低減される。【００６２】
下部電極１０３ａ，１０３ｂに与えられる電位は、駆動電極１０１と同電位であってもよいし、周辺電極１０２と同電位であってもよい。また、駆動電極１０１および周辺電極１０２と異なる電位に制御されていてもよい。ただし、周辺電極１０２とミラー２３０を接地電位とし、下部電極１０３ａ，１０３ｂも接地電位とする形態が、マイクロミラー装置全体の電位が安定するため、もっとも望ましい。【００６３】
駆動電極１０１は、対向するミラー２３０と同心の円を４つに分割した扇形となるよう配置される。この４つの扇形を合わせた駆動電極１０１の面積は、駆動電極配線２０１ａの４つの扇形を合わせた面積よりも大きく、ミラー２３０の面積よりも小さい。駆動電極１０１の面積をミラー２３０の面積よりも小さくしているのは、静電引力がばねの復元力よりも大きくなり、ミラー２３０の姿勢を制御できなくなる「プルイン」という現象が発生した際に、ミラー２３０の周縁部が駆動電極１０１と衝突して固着することを避けるためである。【００６４】
図３に示すように、周辺電極１０２は、４つの扇形の駆動電極１０１の外側の領域において、駆動電極１０１の外周と接することなく、絶縁膜１０４の過度な露出を防ぐような形状に形成されている。駆動電極１０１と周辺電極１０２との間の領域が、電極１０１と１０２が電気的に短絡しないためのギャップ１０５である。【００６５】
本実施例におけるマイクロミラー装置の電極構造を上面（ミラー基板が配される側の面）から望むと、図５に示すように、ギャップ１０５の下部の領域、駆動電極１０１の周縁の下部の領域、および周辺電極１０２の内側の周縁の下部の領域に、下部電極１０３が形成されている。ギャップ１０５の部分では、電荷蓄積領域１０６（絶縁膜１０４）が剥き出しになるが、電荷蓄積領域１０６の下に下部電極１０３があるので、電荷蓄積領域１０６の帯電の影響を減少させることができ、結果として、ミラー２３０の傾斜角度のドリフトを低減できる。【００６６】
なお、図５に示したように、下部電極１０３は、ギャップ１０５よりも幅が広いことが望ましい。すなわち、図２から明らかなように、下部電極１０３の一端は駆動電極１０１の下部に配置され、かつ下部電極１０３の他端は周辺電極１０２の下部に配置されていなければならない。このような構成にすることにより、絶縁膜１０４が露出している電荷蓄積領域１０６の下部を下部電極１０３でカバーすることができ、いっそうのドリフト低減効果が期待できる。【００６７】
図６は、実際に製造した図１〜図５のような構造のマイクロミラー装置を用い、ミラー２３０と周辺電極１０２と下部電極１０３に接地電位を与え、かつ駆動電極１０１に一定の駆動電圧を与えて、ミラー２３０の傾斜角度の経時変化を測定した結果である。横軸は経過時間（フルレンジで１時間）、縦軸はミラーの傾斜角度を任意のスケールで表している。θ０は下部電極１０３を備えていない従来のマイクロミラー装置の結果を示し、θ１は本実施例のマイクロミラー装置の結果を示している。【００６８】
従来のマイクロミラー装置では、駆動電極に印加している電圧が一定であっても、ミラーの傾斜角度は徐々に変化（増加）している。これに対して、本実施例のマイクロミラー装置では、駆動電極１０１に印加された電圧が一定であれば、時間が経過してもミラー２３０の傾斜角度は変化していない。すなわち、ドリフトを低減できることが実証されている。【００６９】
次に、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。なお、本発明は下記の製造方法に限定されるものでなく、代表的な製造方法を説明しているにすぎない。【００７０】
まず、ミラー基板２００の製造方法について説明する。ミラー基板２００は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）の基板を利用して作製する。ＳＯＩ基板をスターティング基板として、公知のリソグラフィ技術を使用してＳＯＩ層に可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを形成する。【００７１】
最初に、スピンコーティング法を使用してＳＯＩ層面上に感光性レジストを所望の膜厚で塗布する。パターンに応じた形状の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ＳＯＩ基板上にレジストのパターンを形成できた。【００７２】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching ）エッチング技術を用いてＳＯＩ層に枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂなどを形成する。その際に、エッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄をする。【００７３】
その後、ベース基板を加工する。まず、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布する。感光性レジストを使用しても良いし、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている膜を利用しても良い。この膜は最終的に除去しなければならないので、剥離性、除去性に富んだ膜を利用することが望ましい。ＳＯＩ面に保護膜を形成した後に、ベース基板に感光性レジスト膜と塗布する。この感光性レジストの塗布の場合には、ＳＯＩ面側が塗布装置の試料台に接触することになるが、保護膜が堆積されているので、ＳＯＩ面に形成した構造が破損することはない。【００７４】
感光性レジストを塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ベース基板上にレジストのパターンを形成できた。【００７５】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いてＳＯＩ層にミラーを形成した部分の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。その際に、シリコン酸化膜などのエッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄をする。そして、ＢＯＸ（Buried Oxide）層を形成するシリコン酸化膜をエッチング除去する。【００７６】
その後、ＳＯＩ層パターンを保護している有機膜をエッチング除去して、可動可能な構造体を形成する。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、ＳＯＩ層の保護膜をエッチング除去する。後者のようにウエハ上に複数のチップを形成する方が一般的である。【００７７】
以上のようにしてミラーチップを形成した後に、ステンシルマスクを使用してミラー基板２００のミラー面と接合面の所望の場所のみに金属を堆積する。マイクロミラー装置を通信用デバイスとして使用する場合には、使用する赤外線の反射率を大きくするために金あるいはアルミニウムなどの金属を堆積する。構造体の表面がシリコンの場合には、堆積する金やアルミニウムのシリコンヘの密着性を向上させるために、チタンあるいはクロムなどの密着性向上層を利用する場合がある。ダイシング加工の前にミラー上に公知のリソグラフィ技術を使用して金属パターンを形成しておいても良い。このような方法により、回動可能なミラー２３０を備えるミラー基板２００が形成される。【００７８】
次に、電極基板３０１の製造方法について説明する。まず、ベースとなる基板の表面に熱酸化膜を形成する。この熱酸化膜の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスのシード層として利用する。その後レジストを塗布して、公知のリソグラフィ技術を使用して駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２と下部電極１０３を形成するために必要なレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクに金属、例えば金をメッキ成長させる。【００７９】
駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２と下部電極１０３の形成後、マスクとしたレジストを剥離して、洗浄後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などにより絶縁膜１０４として、例えばシリコン酸化膜を堆積する。この絶縁膜１０４に公知のリソグラフィ技術とエッチング技術を使用して層間垂直配線１０８，１０９を形成し、その後メッキプロセスで駆動電極１０１と周辺電極１０２を形成する。さらに周辺電極１０２上にミラー２３０と駆動電極１０１間のギャップを形成するための凸部３６０ａ，３６０ｂを形成する。不要な部分のシード層は適宜エッチング除去する工程で除去する。このような方法により、電極基板３０１が形成される。【００８０】
最後に、ミラー基板２００と電極基板３０１との位置合わせを行なったのち、電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂの上面をはんだ付けし、３９０℃で加熱によりはんだを溶融して電極基板３０１にミラー基板２００を接合する。なお、ここでの接合は、はんだを使用した接合に限るものではなく、Ａｇペーストを使用した接合でもよいし、Ａｕ−Ａｕを使用した超音波接合でもよいし、ＡｕＳｎを使用した共晶接合でもよい。以上により、マイクロミラー装置が完成する。【００８１】
本実施例に係るマイクロミラー装置では、駆動電極配線２０１、周辺電極配線２０２、駆動電極１０１、周辺電極１０２および下部電極１０３の材料に金（Ａｕ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの電極の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）などが使用できるし、またこれらの材料の化合物を使用してもよい。また、下部電極１０３に半導体を用いてもよい。【００８２】
［第２実施例］
図７は、本発明の第２実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の断面図であり、図１の点線で囲んだ部分に相当する領域を拡大した断面図である。なお、この図７のマイクロミラー装置を１次元的、あるいは２次元的に複数配設したものがミラーアレイである。【００８３】
本実施例は、第１実施例に係るマイクロミラー装置のうち、ギャップ１０５の領域に露出している電荷蓄積領域である絶縁膜１０４の一部あるいはすべてを除去したものであり、それ以外の構成は第１実施例に記載したものと同じである。
このように、本実施例に係るマイクロミラー装置では、ギャップ１０５の領域の下部の絶縁膜１０４を除去し、下部電極１０３が空間に露出するようにした。このような構造にすることにより、空間に露出する絶縁膜１０４の面積をより低減できるため、第１実施例に比べてより効果的にミラー傾斜角度のドリフトを低減することができる。なお、絶縁膜１０４の一部を下部電極１０３上に残しておいてもよい。【００８４】
本実施例に係るマイクロミラー装置においても、図６に示した特性が実験にて得られた（結果は不図示）。すなわち、下部電極を用いず、空間に露出した絶縁膜１０４（電荷蓄積領域１０６）を除去していない従来構造のマイクロミラー装置では、駆動電極に印加している電圧が一定であっても、ミラー２３０の傾斜角度は徐々に変化（増加）した。これに対して、本実施例に係るマイクロミラー装置では、駆動電極１０１に印加された電圧が一定であれば、時間が経過してもミラー２３０の傾斜角度は変化しなかった。すなわち、ドリフトを低減できることが実証できた。【００８５】
［第３実施例］
図８は本発明の第３実施例に係るマイクロミラー装置の電極配置を示す平面図であり、駆動電極１０１および周辺電極１０２を透過してその下層にある下部電極１０３および駆動電極配線２０１を眺めた平面図である。ただし、図８では、周辺電極配線２０２の記載は省略している。【００８６】
第１実施例では、下部電極１０３を円環状の下部電極１０３ａと十字状の下部電極１０３ｂとから構成したが、本実施例では、下部電極１０３ａを廃し、下部電極１０３ｂのみとしている。また、第１実施例において駆動電極１０１よりも小さくしていた駆動電極配線２０１ａの面積を大きくし、下部電極１０３ａがあった領域まで配置するようにしている。下部電極１０３ｂは、４つの扇形の駆動電極配線２０１ａに挟まれた十字状の領域において、駆動電極配線２０１ａと接しないように十字状に形成されている。【００８７】
第１実施例で説明したとおり、下部電極１０３ａ，１０３ｂは接地電位とすることが望ましい。しかしながら、下部電極１０３ａを接地電位にすると、ミラー２３０を駆動する際の回転力（トルク）を減少させる作用が大きくなるので、この回転力の減少分だけ、駆動電極１０１に与える駆動電圧を高くしなければならないという問題がある。そこで、本実施例では、このような問題を回避するために、下部電極１０３ａを廃し、下部電極１０３ｂのみとしている。下部電極１０３ｂは、下部電極１０３ａに比して、ミラー２３０を駆動する際の回転力にそれほど大きくは作用しないので、下部電極１０３ｂを接地電位にしても、回転力が大きく損なわれることはない。【００８８】
［第４実施例］
次に、本発明の第４実施例について説明する。図９は、本発明の第４実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の断面図を示している。なお、この図９のマイクロミラー装置を１次元的、あるいは２次元的に複数配設したものがミラーアレイである。本実施例のマイクロミラー装置は、ミラーが形成された第１の基板であるミラー基板２００と、電極が形成された第２の基板である電極基板３０１とが平行に配設された構造を有する。【００８９】
ミラー基板２００は、図６１、図６２に示した従来のマイクロミラー装置のミラー基板とほぼ同様な構成であり、好ましくはＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）基板を用いて形成されるものである。ミラー基板２００は、平面視略円形の開口を有する板状の枠部２１０と、平面視略円形の開口を有し、一対の可動枠連結部（不図示）により枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂにより可動枠２２０の開口内に配設された可動部材である平面視略円形のミラー２３０とを有する。可動枠２２０は、一対の可動枠連結部（不図示）を通る可動枠回動軸を軸として回動することができる。同様に、ミラー２３０は、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを通るミラー回動軸を軸として回動することができる。可動枠回動軸とミラー回動軸とは互いに直交しており、結果として、ミラー２３０は直交する２軸で回動する。【００９０】
電極基板３０１は、例えば単結晶シリコンからなる板状の基部３１０と、基部３１０の表面（上面）から突出し、対向するミラー基板２００と接合するための凸部３６０ａ，３６０ｂとを有する。電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂが設けられた面には、絶縁膜１０７が形成される。この絶縁膜１０７は、後述する駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２のそれぞれが、シリコンなどの半導体からなる基部３１０を介して電気的に短絡することを防止する働きをする。【００９１】
電極基板３０１にシリコン基板を用いる場合、絶縁膜１０７には、シリコン酸化膜を使用するのが一般的である。加工されていないベアのシリコン基板を必要に応じて洗浄して表面を清浄にした後に、熱酸化炉内で熱酸化させることにより、絶縁膜１０７が形成される。シリコン酸化膜の形成方法のうち熱酸化法で形成された熱酸化膜は、気相化学成長法（ＣＶＤ法）などを用いて堆積したシリコン酸化膜などに比べて品質が良く、耐電圧特性に優れていることが知られている。【００９２】
絶縁膜１０７の上面には、駆動電極１０１に電圧を供給するための駆動電極配線２０１と、周辺電極１０２に所定の電位を供給するための周辺電極配線２０２が形成されている。駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２は、電極基板３０１の同じ層上に作成されるので、同時に形成することができる。言い換えると、お互いに交差することはできない配置となっている。そのため、配線の引き回し方法に工夫が必要である。駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２は、図示していないボンディングパッドを介して、マイクロミラー装置あるいはミラーアレイを実装するパッケージの所定のピンに接続される。パッケージのピンに所定の直流電圧を印加すると、そのピンに一対一で対応する駆動電極１０１に電圧が印加されるため、ミラー２３０を回動させることができる。駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２を形成するには、例えば絶縁膜１０７上の金属薄膜を公知のエッチング技術を用いて加工すればよい。【００９３】
さらに、絶縁膜１０７の上面には、駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２を覆うように誘電体からなる絶縁膜１０４が形成されている。絶縁膜１０４の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０側から見て、電極基板３０１の表面にシリコン酸化膜などの絶縁膜１０４が露出しないように、周辺電極１０２が形成されている。周辺電極１０２を形成するには、例えば絶縁膜１０４上の金属薄膜を公知のエッチング技術を用いて加工すればよい。【００９４】
さらに、周辺電極１０２の上面には、周辺電極１０２の一部を覆うように誘電体からなる絶縁膜１００１が形成されている。絶縁膜１００１の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０を駆動するための駆動電極１０１が形成されている。絶縁膜１００１は、対向するミラー基板２００のミラー２３０側から見ると、駆動電極１０１にほぼ覆われており、一部を除いてミラー２３０側から見ることはできない。より望ましくは、図９に示すように駆動電極１０１の周縁部の下にある絶縁膜１００１を取り除いておいた方がよい。【００９５】
駆動電極１０１と駆動電極配線２０１とは、絶縁膜１０４および絶縁膜１００１を貫通する層間垂直配線１０８を介して接続される。また、周辺電極１０２と周辺電極配線２０２とは、絶縁膜１０４を貫通する層間垂直配線１０９を介して接続される。なお、層間垂直配線のために形成した垂直孔をビアホール、この垂直孔に金属を充填してできた層間垂直配線をビアと呼ぶこともある。
上述したようなミラー基板２００と電極基板３０１とは、ミラー２３０とこのミラー２３０に対応する駆動電極１０１とが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図９に示すようなマイクロミラー装置が構成される。【００９６】
以上述べたように、駆動安定化電極である周辺電極１０２は、駆動電極１０１が設けられる駆動電極層（以下、第１の導電層と呼ぶ）と、駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２が設けられる電極配線層（以下、第３の導電層と呼ぶ）との中間の層（以下、第２の導電層と呼ぶ）に形成され、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる絶縁膜１０７あるいは絶縁膜１０４の露出を避ける役割を担っている。駆動電極１０１は、ミラー２３０の駆動という役割と共に、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる絶縁膜１００１の露出を避ける役割をも担っている。【００９７】
本実施例では、ミラー２３０側から電極基板３０１を眺めた場合、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる誘電体が殆ど露出していないので、絶縁膜１０４，１０７，１００１が帯電したとしても、これらの帯電がミラー２３０と駆動電極１０１との間に形成される電界へ影響を及ぼすことはなく、ミラー傾斜角度のドリフトを抑制することができる。また、本実施例では、周辺電極１０２の下層に駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２を設けたので、これらの配線２０１，２０２から放射される電界がミラー２３０と駆動電極１０１との間に形成される電界へ影響を及ぼすことはなく、より正確なミラー傾斜角度の制御が可能になる。【００９８】
図１０は駆動電極１０１を上から見た平面図、図１１は周辺電極１０２が形成される第２の導電層の平面図、図１２は駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２が形成される第３の導電層の平面図、図１３は絶縁膜１００１が形成される層の平面図、図１４は絶縁膜１０４が形成される層の平面図、図１５は駆動電極１０１以下の各層を透過して眺めた平面図である。【００９９】
図１１に示すように、周辺電極１０２は、電極基板３０１の上面をほぼ覆い尽くすように形成されることが望ましい。このような構造にすることにより、絶縁膜１０４の露出を限りなく少なくすることができる。
また、層間垂直配線１０８を設けるために、層間垂直配線１０８と周辺電極１０２との間に絶縁のための間隙を設ける必要があるので、図１１に示した第２の導電層のレベルにおいては、層間垂直配線１０８近傍の箇所で絶縁膜１０４が露出していることになる。しかしながら、層間垂直配線１０８は駆動電極１０１の直下に配置されるものであるから、第２の導電層のレベルで絶縁膜１０４が露出していたとしても、この絶縁膜１０４は駆動電極１０１で覆われることになり、ミラー２３０側から電極基板３０１を眺めたときに絶縁膜１０４が露出することはない。したがって、周辺電極１０２から露出した絶縁膜１０４がミラー傾斜角度のドリフトを誘起することはない。【０１００】
これまでは、図９を参照して本実施例に係るマイクロミラー装置の構造を説明してきたが、以上の構造に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が認められることは言うまでもない。以下に、マイクロミラー装置に係る種々の応用例を説明する。【０１０１】
駆動電極１０１の形状は、図６１、図６２に示した従来のマイクロミラー装置と同様に、ミラー２３０と同心の円を４つに分割した扇形であってもよい。また、駆動電極１０１は、従来と同様に、基部３１０の上面に設けられた突出部の上面に形成されるようにしてもよい。【０１０２】
周辺電極１０２は電極基板３０１の上面をほぼ覆い尽くすように形成されることが望ましいと述べたが、ミラー２３０のドリフトにほとんど影響を及ぼさない部分においては、削除されていても構わない。例えば、凸部３６０ａ，３６０ｂ近傍であってミラー２３０から遠い位置については、周辺電極１０２が存在しなくても構わない。
周辺電極１０２には、層間垂直配線１０９を介して接続された周辺電極配線２０２から所定の電位が供給されるが、この所定の電位は、ミラー２３０と同電位であってもよい。複数の駆動電極１０１に異なる電圧を印加する場合があるので、周辺電極１０２には、より望ましくは接地電位を供給すればよい。【０１０３】
また、図９のマイクロミラー装置では、駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２は、駆動電極１０１と周辺電極１０２とが形成される層とは異なる層に形成されているが、周辺電極１０２と同じ層に配置される箇所があってもよい。ただし、駆動電極配線２０１や周辺電極配線２０２で発生する電界がミラー２３０の駆動に作用することを防ぐ点、および絶縁膜をもれなく覆い隠す点においては、駆動電極１０１と周辺電極１０２の下層で配線２０１，２０２を引き回す構造のほうが望ましい。なお、ミラー２３０の駆動に与える影響力は、周辺電極配線２０２よりも駆動電極配線２０１の方が大きい。【０１０４】
図９のマイクロミラー装置のミラー２３０は、ミラー２３０と駆動電極１０１との間の電位差により発生する静電引力により回動する。例えば、ミラー２３０を接地し、駆動電極配線２０１を介して駆動電極１０１に所定の正の電圧（駆動電圧）を与えることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。このとき、ミラー２３０を所望の方向へ回動させるには、４つの駆動電極１０１に異なる駆動電圧を印加し、４つの駆動電極１０１間に電位差を生じさせるようにすればよい。【０１０５】
ミラー２３０は、この静電引力とミラー２３０を支持しているばね（ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂと図示しない可動枠連結部）の復元力がつりあった状態で静止する。ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部のばね定数が一定とみなせる場合には、理論的には、駆動電極に与える駆動電圧が一定であれば、ミラー２３０の傾斜角度は一意に決定される。【０１０６】
静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置では、駆動電圧が印加される電極間の距離（ここでは、ミラー２３０と駆動電極１０１間の距離）は、一般的には数百ミクロンから数ミクロン程度であり、この隙間に数１００Ｖの電圧が印加される。例えば、電極間距離が１０ミクロンのデバイスに１００Ｖの電圧を印加すると、１０5Ｖ／ｃｍという大きな電界を発生する。このような大きな電界が与えられた領域近傍に、誘電体膜などの絶縁膜が配置されていると、この絶縁膜が帯電することがある。そして、この帯電によって新たな電界が発生し、帯電による電界によってミラー２３０の傾斜角度が時間と共に変動する現象が現れる。【０１０７】
絶縁膜が帯電する原因は詳細には明らかになっていない。しかし、製造時の影響で絶縁膜に電荷を蓄積できる電荷トラップセンタが形成され、ミラー２３０の駆動時に電界が印加されることにより、絶縁膜の両電極からキャリアの注入が発生し、電荷トラップセンタに電荷が蓄積されるためである、と考えられている。一般に、絶縁膜に高い電界がかかるほど電荷が蓄積されやすくなるとされている。電荷の蓄積と電荷の放出との平衡状態は時間と共に変化し、電界強度は時間と共に変化する。その結果、ミラー２３０と駆動電極１０１間に形成された電界強度も時間と共に変化し、ミラー傾斜角度のドリフトとして観測される。【０１０８】
ミラー傾斜角度のドリフトの原因となるのは、絶縁膜１０４がミラー基板２００と電極基板３０１との間の領域で剥き出しとなっている部分、特にミラー２３０の下部に存在する部分である。本実施例では、駆動電極１０１とは別層で周辺電極１０２を配置して、周辺電極１０２を駆動電極１０１の下部に潜り込ませた構造を形成する。このような電極配置を採用することによって、駆動電極１０１と周辺電極１０２との間のギャップ部分が水平に広がらずに、鉛直に広がるようにすることが可能となる。さらには、駆動電極１０１をその下部の絶縁膜１００１から少し張り出した形状に加工することで、絶縁膜１００１をミラー２３０からより効果的に隠す構造を実現できる。【０１０９】
駆動電極１０１に駆動電圧を印加し、ミラー２３０と周辺電極１０２に接地電圧を印加すると、ミラー２３０は駆動電圧で発生する静電引力とばねの復元力がつりあった角度に維持される。駆動電極１０１と周辺電極１０２との間で絶縁膜１００１に電荷の注入があったとしても、ミラー２３０と駆動電極１０１間に形成されている電界への影響は小さく抑制できているので、結果としてミラー傾斜角度のドリフトを低減できる。【０１１０】
次に、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。なお、本発明は下記の製造方法に限定されるものではなく、代表的な製造方法を説明しているに過ぎない。【０１１１】
まず、ミラー基板２００の製造方法について説明する。ミラー基板２００は、ＳＯＩの基板を利用して作製する。ＳＯＩ基板をスターティング基板として、公知のリソグラフィ技術を使用してＳＯＩ層に可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを形成する。【０１１２】
このミラー基板２００の製造工程においては、最初にスピンコーティング法を使用してＳＯＩ層面上に感光性レジストを所望の膜厚で塗布する。パターンに応じた形状の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ＳＯＩ基板上にレジストのパターンを形成できた。【０１１３】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching ）エッチング技術を用いてＳＯＩ層に枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂなどを形成する。その際に、エッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０１１４】
その後、シリコンのベース基板を加工する。まず、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布する。この有機膜としては、感光性レジストを使用しても良いし、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている膜を利用しても良い。この有機膜は最終的に除去しなければならないので、剥離性、除去性に富んだ膜を利用することが望ましい。ＳＯＩ面に保護膜を形成した後に、ベース基板に感光性レジストを塗布する。感光性レジストを塗布する場合には、ＳＯＩ面側が塗布装置の試料台に接触することになるが、保護膜が堆積されているので、ＳＯＩ面に形成した構造が破損することはない。【０１１５】
感光性レジストを塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ベース基板上にレジストのパターンを形成できた。【０１１６】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー２３０等を形成した部分の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。その際に、シリコン酸化膜などのエッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄な表面を露出させるために洗浄する。そして、ＢＯＸ（Buried Oxide）層を形成するシリコン酸化膜をエッチング除去する。【０１１７】
その後、ＳＯＩ層パターンを保護している有機膜をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、ＳＯＩ層の保護膜をエッチング除去する。ウエハ上にチップを１個だけ形成する場合よりも、ウエハ上に複数のチップを形成する場合の方が一般的である。【０１１８】
以上のようにしてミラーチップを形成した後に、ステンシルマスクを使用してミラー基板２００のミラー面と接合面の所望の場所のみに金属を堆積する。マイクロミラー装置を通信用デバイスとして使用する場合には、使用する赤外線の反射率を大きくするために金あるいはアルミニウムなどの赤外線をよく反射する金属を堆積する。構造体の表面がシリコンの場合には、堆積する金やアルミニウムのシリコンヘの密着性を向上させるために、チタンあるいはクロムなどの密着性向上層を利用する場合がある。ダイシング加工の前にミラー上に公知のリソグラフィ技術を使用して金属パターンを形成しておいても良い。以上のような方法により、回動可能なミラー２３０を備えるミラー基板２００が形成される。【０１１９】
次に、電極基板３０１の製造方法について説明する。まず、ベースとなる基部３１０の表面に熱酸化膜からなる絶縁膜１０７を形成する。この絶縁膜１０７の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第１シード層として利用する。その後レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、駆動電極配線２０１および周辺電極配線２０２を形成するために必要なレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクに金属、例えば金をメッキ成長させる。【０１２０】
メッキ成長によって絶縁膜１０７上に駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２を形成した後、マスクとしたレジストを剥離して、洗浄後、不要な第１シード層部分をエッチング除去する。続いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などにより、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜１０４を、絶縁膜１０７上の駆動電極配線２０１と周辺電極配線２０２を覆うように堆積する。このとき、絶縁膜１０４の表面の平坦性が悪い場合には絶縁膜１０４を堆積した後に平坦化工程を実施する。【０１２１】
絶縁膜１０４上にレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術を使用して、層間垂直配線１０８，１０９形成用のレジストパターンを形成する。このレジストをマスクにして、公知のエッチング技術を使用して絶縁膜１０４をエッチングし、駆動電極配線２０１に届く深さまで層間垂直配線１０８形成用の垂直孔を形成すると共に、周辺電極配線２０２に届く深さまで層間垂直配線１０９形成用の垂直孔を形成する。この垂直孔形成後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。【０１２２】
次に、絶縁膜１０４の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第２シード層として利用する。レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、周辺電極１０２と層間垂直配線１０８，１０９を形成するためのレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクにしてメッキ法により、周辺電極１０２と周辺電極配線２０２とを接続するための層間垂直配線１０９、周辺電極１０２、駆動電極１０１と駆動電極配線２０１とを接続するための層間垂直配線１０８を形成する。なお、ここでは、層間垂直配線１０８は絶縁膜１０４から突出する途中段階まで形成されたことになる。そして、レジストを剥離した後に、不要な第２シード層をエッチング除去し、再度洗浄して表面を清浄な状態にする。【０１２３】
次に、ＣＶＤ法などにより、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜１００１を試料表面全面に堆積する。絶縁膜１００１の表面の平坦性が悪い場合には絶縁膜１００１を堆積した後に平坦化工程を実施する。絶縁膜１００１上にレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術で層間垂直配線１０８形成用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにして、公知のエッチング技術を使用して絶縁膜１００１をエッチングし、途中段階の層間垂直配線１０８に届く深さまで層間垂直配線１０８形成用の垂直孔を形成する。この垂直孔形成後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。【０１２４】
次に、絶縁膜１００１の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第３シード層として利用する。レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、駆動電極１０１を形成するためのレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクにしてメッキ法により、途中段階から駆動電極１０１に接続される高さまでの層間垂直配線１０８、および駆動電極１０１を形成する。そして、レジストを剥離した後に、不要な第３シード層をエッチング除去し、洗浄して表面を清浄な状態にする。【０１２５】
さらに、駆動電極１０１および絶縁膜１００１上にレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術を使用して、絶縁膜１００１をエッチング除去するためのレジストパターンを形成する。図１６はこのときのレジストパターンを示す平面図である。１００２は、レジストでマスクされる領域を示している。このようなレジストパターンをマスクにして、絶縁膜１００１をエッチング除去すると、４つの扇形の駆動電極１０１の領域とこれらの駆動電極１０１に挟まれた十字状の領域とを除く部分の絶縁膜１００１がエッチング除去される。【０１２６】
ドライエッチング法を用いる場合には、周辺電極１０２がエッチングされないか、あるいは周辺電極１０２が十分な厚さで残るようにエッチング条件を決定する。また、逆に、エッチング条件と実現したい周辺電極１０２の膜厚の関係から、メッキ法で形成する初期の周辺電極１０２の堆積厚さを厚めにしておいてもよい。【０１２７】
絶縁膜１００１のエッチング除去によって周辺電極１０２が露出した後に、フッ酸あるいは緩衝フッ酸を用いたウェットプロセスで絶緑膜１００１の一部をさらにエッチング除去する。この工程によって、駆動電極１０１の周縁部の下に存在する絶縁膜１００１が、基板表面に沿った方向にエッチングされるので、駆動電極１０１が絶縁膜１００１の端部からせり出した構造を実現できる。絶縁膜１００１をドライエッチング法でエッチングしないで、最初からウェットエッチングしてもよいことは言うまでもない。絶縁膜１００１のエッチング除去後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。【０１２８】
さらに、厚いレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術で凸部３６０ａ，３６０ｂ形成用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにして、凸部３６０ａ，３６０ｂをメッキ法で形成し、その後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。以上の方法により、電極基板３０１が形成される。【０１２９】
電極基板３０１の形成例を上述したが、層間垂直配線の形成と電極構造の形成は別々の工程にしてもよい。また、電気的な導通状態を確実に確保できるのであれば、第２シード層と第３シード層は堆積しないで電極基板３０１を形成してもよい。また、駆動電極１０１上にメッキ法で金属を堆積して、テラス状の表面形状を持った駆動電極構造を形成してもよい。【０１３０】
最後に、ミラー基板２００と電極基板３０１との位置合わせを行った後、電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂの上面をはんだ付けし、加熱することによってはんだを溶融して電極基板３０１にミラー基板２００を接合する。これにより、マイクロミラー装置が完成する。【０１３１】
［第５実施例］
次に、本発明の第５実施例について説明する。図１７は本発明の第５実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の断面図である。
第４実施例では、図１５に示すように、４つの扇形の駆動電極１０１に挟まれた十字状の領域で絶縁膜１００１が露出している。この露出している絶縁膜１００１が帯電することによるミラー傾斜角度のドリフトへの影響は少ないが、ミラー２３０側から見て絶縁膜１００１が完全に露出していない構造にした方がより望ましいことは言うまでもない。本実施例は、このように絶縁膜１００１が完全に露出しない構造を実現するものである。【０１３２】
本実施例のマイクロミラー装置の製造方法は、第４実施例とほぼ同様であるが、絶縁膜１００１をエッチング除去する際のレジストパターンの形状が異なる。図１８は本実施例において絶縁膜１００１をエッチング除去するためのレジストパターンを示す平面図である。１００３は、レジストでマスクされる領域を示している。この１００３の領域は、駆動電極１０１の領域と同じである。このようなレジストパターンをマスクにして、絶縁膜１００１をエッチング除去すると、駆動電極１０１の領域を除く部分の絶縁膜１００１がエッチング除去され、さらに駆動電極１０１のエッジの下に存在する絶縁膜１００１がエッチング除去される。なお、駆動電極１０１をマスクにして絶縁膜１００１をエッチングしてもよい。【０１３３】
図１９は駆動電極１０１以下の各層を透過して眺めた平面図である。以上のようにして、本実施例では、駆動電極１０１が絶縁膜１００１の端部からせり出した構造を実現することができ、ミラー２３０側から見て絶縁膜１００１が完全に露出していない構造を実現することができる。【０１３４】
第４実施例、第５実施例に係るマイクロミラー装置では、駆動電極配線２０１、周辺電極配線２０２、駆動電極１０１、周辺電極１０２および凸部３６０ａ，３６０ｂの材料に金（Ａｕ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの配線や電極、凸部に用いる導電性材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）などが使用できるし、またこれらの材料の化合物を使用してもよい。また、シリコンなどの半導体材料を用いてもよい。【０１３５】
また、第４実施例、第５実施例では、メッキ法を利用して導電性材料の構造を形成しているが、導電膜を所望の厚さで堆積できるのであれば、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの公知の膜堆積技術を使用しても問題ない。【０１３６】
また、第４実施例、第５実施例では、直交する２軸に対して回動可能なミラーを備えるマイクロミラー装置について述べてきたが、それに限定されるものではなく、本発明は、可動部材（可動電極）と駆動電極（固定電極）とを備え、可動部材と駆動電極間の電位差により発生する静電引力によって可動部材を駆動可能とする静電駆動型ＭＥＭＳデバイス全般に実施できることは言うまでもない。【０１３７】
［第６実施例］
次に、本発明の第６実施例について、図２０および図２１を用いて説明する。図２０は、本発明の第６実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。また、図２１は、本第６実施例におけるマイクロミラー装置の一部構成を示す斜視図である。本実施例では、１つの回動軸を備えて回動可能なミラー１０３０を備えたマイクロミラー装置を例に説明する。【０１３８】
このマイクロミラー装置は、ミラー１０３０が形成された第１の基板であるミラー基板１０００と、ミラー１０３０を駆動する駆動電極が形成された第２の基板である電極基板１２００とが、平行に配設された構造を有している。【０１３９】
ミラー基板１０００は、平面視円形の開口を有する板状の支持枠１０１０を備える。また、一対のミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂにより支持枠１０１０の開口内に連結して配設された平面視円形のミラー１０３０を備える。支持枠１０１０、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂ、およびミラー１０３０は、例えば、単結晶シリコンで一体形成されている。また、支持枠１０１０の上面には、支持枠１０１０およびミラー１０３０を取り囲むような補強枠１０４０が形成されている。補強枠１０４０は、絶縁層１０５０を介して支持枠１０１０に接続している。【０１４０】
一対のミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂは、例えばつづら折りの形状を有するトーションバネから構成され、支持枠１０１０とミラー１０３０とを連結している。ミラー１０３０は、一対のミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂを通るミラー回動軸を軸として回動することができる。【０１４１】
電極基板１２００は、板状の基部１２１０と、この周辺部に並設された凸部１２２０を備えている。また、凸部１２２０の内側の領域の基部１２１０の上には、対向するミラー１０３０と同心の円内に２つの駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂが形成されている。また、基部１２１０の上面には、駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂの周囲に、配線１２４０が形成されており、配線１２４０は、図示しない領域において、図示しない引き出し線を介して駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂに接続されている。これらの駆動電極および配線は、絶縁層１２５０の上に形成されている。【０１４２】
以上のようなミラー基板１０００および電極基板１２００は、ミラー１０３０およびミラー１０３０に対応する駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂが対向配置されるように、支持枠１０１０の下面および凸部１２２０の上面を接合することにより、一体のマイクロミラー装置を構成する。このようなマイクロミラー装置においては、例えば、ミラー１０３０を電気的に接地し、駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂに正の電圧（駆動電圧）を印加し、かつ駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂの間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー１０３０を静電引力で電極基板１２００の側に吸引し、ミラー１０３０を、ミラー回動軸を軸として任意の角度に回動させることができる。【０１４３】
また、本実施例におけるマイクロミラー装置においては、ミラー１０３０の両面に、互いに同じ形状とされた金属膜１３１０および金属膜１３２０が形成されている。金属膜１３１０，１３２０は、例えば、アルミニウムやＡｕなどの金属から構成された膜である。本マイクロミラー装置が対象とする光が赤外線の場合、赤外線の反射率から考慮すると、Ａｕを用いた方がよい。また、対象とする光が、例えば可視域の場合、アルミニウムであってもよい。【０１４４】
本実施例において、金属膜１３１０は、ミラー１０３０における反射面となる。また、金属膜１３２０は、金属膜１３１０を形成したことによるミラー１０３０の反りを抑制するために形成されている。【０１４５】
加えて、金属膜１３１０および金属膜１３２０は、ミラー１０３０より小さい相似形に形成され、ミラー１０３０と同心に配置されている。例えば、金属膜１３１０および金属膜１３２０は、ミラー１０３０と同じ円心とされてミラー１０３０より半径（直径）の小さい円形に形成されている。このため、ミラー１０３０は、周縁部に金属膜が形成されていない領域を備える状態となっている。【０１４６】
このように構成した本実施例におけるマイクロミラー装置によれば、ミラー１０３０の端部と駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂとが接触した場合、駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂと金属膜１３２０とが接触することがない。例えば、図２２の断面図に示すように、一対のミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂを通るミラー回動軸１０３０ａを軸とした回転により、駆動電極１２３０ａ側の部分のミラー１０３０の端部が駆動電極１２３０ａに接触しても、金属膜１３２０が駆動電極１２３０ａに接触することがない。このため、表面に駆動電極と同じ金属の膜が形成されたミラーおよび駆動電極において、制御不能になり、衝突前に印加電圧をゼロにしてミラーと駆動電極とを同電位にして衝突させた場合に、固着が防止できるようになる。【０１４７】
ここで、上述した金属膜１３２０と駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂとの接触を防ぐという観点では、金属膜１３２０がミラー１０３０と相似形に形成されている必要はない。回動するミラー１０３０が駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂと接触する箇所を考慮し、この接触する箇所からはじまる所定の領域以外の全域に、金属膜１３２０が形成されていてもよい。例えば、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂに連結する領域においては、ミラー１０３０の端部にまで金属膜１３２０が形成されていてもよい。【０１４８】
しかしながら、このように形成された金属膜１３２０は、ミラー１０３０の円心（中心）に対して３６０°の方向に、ミラー１０３０に対して均等な状態とはならず、金属膜１３２０が形成されることにより発生する応力が、均等に発生する状態とならない。このような状態では、ミラー１０３０の平坦性を維持することが容易ではなくなる。例えば、温度変化によるミラー１０３０と金属膜１３１０および金属膜１３２０との間における不均等な応力の発生により、ミラー１０３０がゆがむなどの問題が発生する。【０１４９】
これに対し、例えば円形のミラー１０３０に対し、相似形である円形の金属膜１３２０および金属膜１３１０とし、また、これらがミラー１０３０と同心とされているようにすることで、応力の発生が均等になり、ミラー１０３０の平坦性が容易に維持できるようになる。【０１５０】
次に、本実施例におけるマイクロミラー装置の製造について簡単に説明する。はじめに、ミラー基板１０００の製造方法について簡単に説明する。まず、ＳＯＩ基板を用意し、このＳＯＩ基板のＳＯＩ層を、公知のリソグラフィー技術とエッチング技術とによりパターニングし、支持枠１０１０、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂ、およびミラー１０３０を形成する。【０１５１】
例えば、感光性レジストをＳＯＩ層の上にスピンコーティング法により塗布し、所望の層厚の感光性レジスト層を形成する。次に、上述したミラーやミラー連結部となるパターンに応じた形状の遮光体パターンを有するレチクル（フォトマスク）を、感光性レジスト層が形成されたＳＯＩ基板に位置合わせをして保持する。この状態で、感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射し、遮光体パターンの投影像が感光性レジスト層に投影されるようにする。所望のレジストパターンが所望の寸法に形成されるように、決定された照射時間で光を照射する。この露光により、遮光体パターンの潜像が、感光性レジスト層に形成される。【０１５２】
このようにして潜像が形成された後、所望のレジストパターンが所望の寸法に形成されるように、決定された時間で現像処理を行う。この現像処理により、例えば、露光部分が現像液に溶解して未露光部分がレジストパターンとして残る。この後、現像の停止などの液処理を施した後、ＳＯＩ基板を乾燥させ、加えて加熱処理によりレジストパターンを硬化させる。【０１５３】
次に、上述したことにより形成したレジストパターンをマスクとし、ＳＯＩ層を選択的にエッチング除去する。例えば、よく知られたシリコンの深掘加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術により、上記レジストパターンをマスクとしてＳＯＩ層を、埋め込み絶縁層に到達する深さまでエッチングする。このエッチングにより、ＳＯＩ層に、支持枠１０１０、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂ、およびミラー１０３０が形成される。【０１５４】
このパターニングにおいて、無機材料よりなるエッチング中間膜を利用し、上記レジストパターンの形状を一度エッチング中間膜に転写してから、このエッチング中間膜に形成したパターンをマスクに、ＳＯＩ層をエッチングしてもよい。なお、いずれにおいても、ミラーや連結部となるパターンをＳＯＩ層に形成した後、エッチングマスクに用いたマスク層は除去する。例えば、レジストパターンは、酸素プラズマなどを用いた灰化処理により除去することができる。また、このようにしてマスク層を除去した後、清浄なシリコン面を露出させるために洗浄を行う。【０１５５】
次に、ＳＯＩ基板の基体部を加工することで、補強枠１０４０を形成する。例えば、まず、ミラーや連結部となるパターンが形成されたＳＯＩ層の表面に保護用の有機膜を形成する。この有機膜としては、感光性レジストを用いてもよく、また、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている材料を用いてもよい。この有機膜は、最終的に除去することになるため、剥離性に富み、また容易に除去可能な膜を利用することが望ましい。【０１５６】
以上のようにしてＳＯＩ層の表面に保護のための有機膜を形成した後、基体部の表面（ＳＯＩ基板の裏面）に感光性レジストを塗布して感光性レジスト膜を形成する。この感光性レジスト膜の形成では、ＳＯＩ層の側が塗布装置の基板台に対向配置されることになるが、保護のための有機膜が形成されているので、直接に接触することがなく、また、形成されている各部分が、破損することがない。【０１５７】
次に、補強枠１０４０の開口部となるパターンに応じた形状の遮光体パターンを有するレチクル（フォトマスク）を、感光性レジスト層が形成されたＳＯＩ基板に位置合わせをして保持する。この状態で、感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射し、遮光体パターンの投影像が感光性レジスト層に投影されるようにする。所望のレジストパターンが所望の寸法に形成されるように、決定された照射時間で光を照射する。この露光により、遮光体パターンの潜像が、感光性レジスト層に形成される。【０１５８】
このようにして潜像が形成された後、例えば枠状のレジストパターンが所望の寸法に形成されるように、決定された時間で現像処理を行う。この現像処理により、例えば、露光部分が現像液に溶解して未露光部分が枠状のレジストパターンとして残る。この後、現像の停止などの液処理を施した後、ＳＯＩ基板を乾燥させ、加えて加熱処理によりレジストパターンを硬化させる。【０１５９】
以上のようにして、補強枠１０４０を形成するためのレジストパターンが形成された後、例えば、前述同様のＤＲＩＥエッチング技術により、基体部を選択的にエッチング除去する。このエッチングにおいても、上記レジストパターンをマスクとし、基体部を埋め込み絶縁層に到達する深さまでエッチングする。このエッチングにより、基体部に開口部が形成され、上述したミラーや可動枠などの部分に対応する領域に開口部を備える補強枠１０４０が形成される。また、選択的に埋め込み絶縁層をエッチング除去し、補強枠１０４０の側に支持枠１０１０の一部、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂ、およびミラー１０３０などを露出させる。このエッチングは、例えば、よく知られた緩衝フッ酸（ＢＨＦ）を用いたウエット処理や、公知のドライエッチングにより行えばよい。【０１６０】
これらのパターニングにおいて、無機材料よりなるエッチング中間膜を利用し、上記レジストパターンの形状を一度エッチング中間膜に転写してから、このエッチング中間膜に形成したパターンをマスクに、基体部（および埋め込み絶縁層）をエッチングしてもよい。なお、いずれにおいても、補強枠１０４０となるパターンを基体部に形成し、埋め込み絶縁層を除去した後、エッチングマスクに用いたマスク層は除去する。例えば、レジストパターンは、酸素プラズマなどを用いた灰化処理により除去することができる。また、このようにしてマスク層を除去した後、清浄なシリコン面を露出させるために洗浄を行う。【０１６１】
以上のように補強枠１０４０が形成された後、ＳＯＩ層の表面を保護している有機膜を除去することで、ミラー１０３０が回動可能な状態とする。なお、ＳＯＩ基板に複数のマイクロミラー装置を形成する場合、ＳＯＩ基板に形成された各マイクロミラー装置の部分となるミラー基板チップを各々切り離すことになる。この場合、各チップに切り離した後、上述した有機膜（保護膜）を除去する。【０１６２】
以上のようにしてミラー基板１０００を形成した後、ミラー１０３０の両面に金属膜１３１０および金属膜１３２０を形成する。これらは、例えば、収束イオンビームデポジション法により、選択的にミラー１０３０の中心部からミラー１０３０の半径よりも小さな距離の領域のみに、目的とする金属材料を堆積することで形成すればよい。例えば、通信用に用いる場合、用いる信号光（赤外線）の反射率を大きくするために、金属材料としてＡｕを用いればよい。なお、Ａｕを用いる場合、シリコンとの密着性を向上させるために、チタンやクロムなどの密着性向上層を利用してもよい。【０１６３】
また、ステンシルマスクを用いた蒸着法により、所望とする領域に金属を堆積して金属膜１３１０，１３２０を形成してもよい。また、いわゆるリフトオフ法により選択的に金属膜を形成することで、金属膜１３１０，１３２０を形成することもできる。リフトオフ法の場合、レジストパターンの形成が先となり、レジストパターンを形成した後に金属膜の形成をする。この後、レジストパターンを除去してレジストパターン上の金属膜を除去し、所望とする領域に金属膜を残すことで、金属膜１３１０，１３２０が形成できる。また、金属膜を形成してから、レジストパターンを用いて選択エッチングを行い、金属膜１３１０，１３２０が形成されるようにしてもよい。【０１６４】
なお、形成される金属膜の応力などを考慮し、ミラー１０３０の両面に同じ厚さの金属膜を同一の製造方法を用いて形成し、両面に形成される金属膜の応力が釣り合った状態を実現し、ミラー１０３０の変形を抑制することが望ましい。【０１６５】
ところで、上述したように、ミラー１０３０の内側の領域に限定して金属膜１３１０および金属膜１３２０を形成するため、例えば、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂには、金属膜が形成されることがない。ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂは、ミラー１０３０の回動にともない、大きく変形する微細な構造体である。このようなミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂに、金属膜が付着していると、駆動電極１２３０ａ，１２３０ｂなどに制御信号を印加してミラー１０３０の傾斜角度を一定にするように制御していても、時間の経過とともにミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂの状態が変化し、ミラー１０３０の角度が変化する場合がある。これに対し、本実施例によれば、上述したように、ミラー１０３０以外の領域には金属膜が形成されることが抑制され、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂに金属が付着することが防がれる。この結果、上述したようなミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂにおける経時的な変化が抑制され、ミラー１０３０の位置制御が正確に行えるようになる。【０１６６】
［第７実施例］
次に、本発明の第７実施例について図２３および図２４を用いて説明する。図２３は、本実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の一部構成を示す斜視図である。また、図２４は、本実施例におけるマイクロミラー装置の一部構成（ミラー基板）を示す断面図である。本実施例では、２つの回動軸を備えて回動可能なミラー１０３０を備えたマイクロミラー装置を例に説明する。【０１６７】
このマイクロミラー装置は、前述した第６実施例と同様に、回動可能とされたミラー１０３０が形成されたミラー基板１０００と、ミラー１０３０を駆動する駆動電極が形成された電極基板１２００とが、平行に配設された構造を有している。なお、図２３および図２４では、電極基板を省略して図示していない。【０１６８】
ミラー基板１０００は、板状の支持枠１０１０とリング状の可動枠１１３０と円板状のミラー１０３０とを備える。支持枠１０１０は、平面視略円形の開口を備える。可動枠１１３０は、支持枠１０１０の開口内に配置され、一対の連結部１１２０ａ，１１２０ｂにより支持枠１０１０に連結されている。また、可動枠１１３０も、平面視略円形の開口を備えている。ミラー１０３０は、可動枠１１３０の開口内に配置され、一対のミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂにより可動枠１１３０に連結されている。【０１６９】
また、支持枠１０１０の周辺部には、可動枠１１３０およびミラー１０３０を取り囲むような補強枠１０４０が形成されている。補強枠１０４０は、ミラー基板１０００の全体を補強している。なお、補強枠１０４０は、絶縁層１０５０を介して支持枠１０１０に固定されている。また、ミラー１０３０の上面および裏面には、例えば、金やアルミニウムなどの金属よりなる金属膜１３１０および金属膜１３２０が形成されている。【０１７０】
連結部１１２０ａ，１１２０ｂは、可動枠１１３０の切り欠き内に設けられており、例えばつづら折りの形状を有するトーションバネから構成され、支持枠１０１０と可動枠１１３０とを連結している。このように支持枠１０１０に連結された可動枠１１３０は、連結部１１２０ａ，１１２０ｂによって、これらを通る回動軸（可動枠回動軸）を中心に、回動可能に支持されている。【０１７１】
また、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂは、可動枠１１３０の切り欠き内に設けられており、例えばつづら折りの形状を有するトーションバネから構成され、可動枠１１３０とミラー１０３０とを連結している。このように可動枠１１３０に連結されたミラー１０３０は、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂを通る回動軸（ミラー回動軸）を中心に回動可能に支持されている。【０１７２】
なお、本実施例において、可動枠回動軸とミラー回動軸とは、互いに直交している。なお、連結部１１２０ａ，１１２０ｂおよびミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂは、つづら折りの形状に限らず、可動枠１１３０およびミラー１０３０の回動に適した形状とされていればよい。【０１７３】
上述したミラー基板１０００は、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板から構成さすることが可能である。ＳＯＩ基板の埋め込み絶縁層上に備えられる単結晶シリコンよりなるＳＯＩ層をパターニングすることで、支持枠１０１０，連結部１１２０ａ，１１２０ｂ，可動枠１１３０、ミラー連結部１０２０ａ，１０２０ｂ、およびミラー１０３０を形成することができる。また、埋め込み絶縁層の下の基体部を加工することで、補強枠１０４０とすることができる。本実施例においては、絶縁層１０５０がＳＯＩ基板の埋め込み絶縁層に対応する。【０１７４】
なお、電極基板は、板状の基部の上に、対向するミラー１０３０と同心の円内に４つの駆動電極を備えており、他は、第６実施例における電極基板１２００と同様である。また、駆動電極基板は、図６１および図６２を用いて説明した電極基板３００と同様の構成としてもよい。【０１７５】
以上のようなミラー基板１０００および電極基板は、ミラー１０３０およびミラー１０３０に対応する４つの駆動電極が対向配置されるように、支持枠１０１０の下面および凸部１２２０の上面を接合することにより、一体のマイクロミラー装置を構成する。このようなマイクロミラー装置においては、例えば、ミラー１０３０を電気的に接地し、４つの駆動電極に正の電圧（駆動電圧）を印加し、かつ４つの駆動電極の間に非対称な電位差を生じさせることにより、ミラー１０３０を静電引力で電極基板１２００の側に吸引し、ミラー１０３０を任意の方向へ回動させることができる。【０１７６】
また、本実施例においても、ミラー１０３０の反りを抑制するために両面に形成された金属膜１３１０および金属膜１３２０は、ミラー１０３０より小さい相似形に形成され、ミラー１０３０と同心に配置されている。このため、ミラー１０３０は、周縁部に金属膜が形成されていない領域を備えるものとなる。【０１７７】
このように構成した本実施例におけるマイクロミラー装置においても、ミラー１０３０の端部と、電極基板における駆動電極とが接触した場合、駆動電極と金属膜１３２０とが接触することがない。このため、表面に駆動電極と同じ金属の膜が形成されたミラーと駆動電極との固着が防げるようになる。【０１７８】
次に、金属膜１３２０の外周端とミラー１０３０の外周端との間の幅について、図２５を用いて説明する。ここでは、前述した第６実施例におけるマイクロミラー装置（マイクロミラー装置）を例に説明する。この金属膜が形成されない領域の幅ｄは、次に示すように算出すればよい。なお、前提として、ミラー１０３０は、平面視円形の板であり、この中心を通りミラー基板１０００に平行なミラー回動軸１０３０ａを軸として回動可能とされているものとする。【０１７９】
まず、図２５に示すように、ミラー１０３０の外周部の金属膜がない領域の幅をｄ、ミラー１０３０の半径をｒ、ミラー１０３０が回動（傾斜）していない状態でのミラー１０３０と駆動電極１２３０ａとの距離をｇ、金属膜１３２０の膜厚をｗとする。【０１８０】
ミラー１０３０を回動させ、ミラー１０３０の外周端が駆動電極１２３０ａに接触したとき、ミラー１０３０と駆動電極１２３０ａとのなす角θは、「θ＝ａｒｃｓｉｎ（ｇ／ｒ）」となる。よって、ミラー１３０の周縁部で金属膜が形成されていない領域の内、駆動電極と最も離れている箇所の距離は、「ｄ・ｓｉｎθ＝ｄｇ／ｒ」となる。ここで、図２５示す変数「ｘ」は、金属膜１３２０と駆動電極１２３０ａとの接触を防ぐためには、「ｘ＜ｄ・ｓｉｎθ＝ｄｇ／ｒ・・・（１）」という関係が満たされていればよい。【０１８１】
また、「ｘ＝ｗ・ｃｏｓθ＝（ｗ／ｒ）（ｒ2−ｇ2）1/2・・・（２）」となるので、式（１）と式（２）より、「ｄ＞（ｗ／ｇ）（ｒ2−ｇ2）1/2・・・（３）」となる。【０１８２】
式（３）を満たすように、ミラー１０３０の外周部の金属膜を堆積させない領域を設計することで、金属膜１３２０と駆動電極１２３０ａ（駆動電極１２３０ｂ）との接触が防げるようになる。例えば、ミラー１０３０の半径＝８００μｍ、ｇ＝１００μｍ，金属膜１３２０の膜厚ｗ＝１μｍとすると、幅ｄは、７．９μｍ以上にすればよい。言い換えると、円形に形成されている金属膜１３２０の半径を、ミラー１０３０の半径より７．９μｍ以上小さいものとすればよい。【０１８３】
なお、本発明は、反射機能を実現するとともに平坦性が保てるように、ミラー１０３０の両面に同じ形状に形成する金属膜１３１０および金属膜１３２０を、ミラー１０３０より小さい相似形としてミラー１０３０と同心に配置したところに特徴がある。このようにすることで、ミラー１０３０の外周端に金属膜が形成されていない状態とし、ミラー１０３０の端部と駆動電極１２３０ａ（駆動電極１２３０ｂ）とが接触しても、駆動電極１２３０ａ（駆動電極１２３０ｂ）に金属膜１３２０が接触しないようにしたことが重要であり、他の構成は発明の要旨を変更しない範囲で、適宜変更してもよいことは言うまでもない。【０１８４】
例えば、ミラー１０３０および金属膜１３１０，１３２０の平面形状は、円形に限るものではなく、楕円形および矩形などの他の形状であってもよい。ただし、ミラー１０３０の平坦性を維持する観点では、ミラー１０３０の平面形状は応力が均等に働く円形とした方がよい。また、前述したように、ミラーの動作は、一対のミラー連結部による１軸動作をするものであってもよく、また、これに可動枠および一対の連結部を加えて２軸動作をするものとしてもよい。【０１８５】
また、ミラー１０３０（ミラー基板１０００）は、シリコンに限らず、炭化シリコン、窒化シリコンなど、ミラー基板１０００を構成するために必要な機械的強度が得られる材料であれば、他の材料を用いるようにしてもよい。例えば、単結晶シリコンおよび炭化シリコンなどの、共有結合による結晶材料を用いれば、反応性が低く化学的に安定であり、比較的高い機械強度が得られるため、好適である。【０１８６】
また、前述したように、金属膜１３１０，１３２０にＡｕを用いる場合、チタンなどの密着性を向上させる下地の層（密着性向上層）をミラー１０３０に形成しておくことで、金属膜１３１０，１３２０とミラー１０３０との密着性を向上させることができるが、これは、金属膜１３１０，１３２０に白金を用いる場合も同様である。また、密着性向上層は、ミラー１０３０の全域に形成されていてもよい。例えば、ミラー基板１０００の全域に密着性向上層を形成した状態で、前述したように、ミラー１０３０に金属膜１３１０および金属膜１３２０を形成すればよい。【０１８７】
ところで、上述したように密着性向上層を形成する場合、ミラー１０３０の端部の駆動電極と衝突する領域では、密着性向上層が露出していることになる。従って、この状態では、ミラー１０３０の端部が駆動電極に衝突すると、密着性向上層と駆動電極とが接触することになる。しかしながら、Ａｕから構成されている駆動電極に、チタンからなる層が接触しても、固着して動作不良を起こすことがないため、問題とならない。問題となる固着は、駆動電極および駆動電極に接触する可能性のある部品が、いずれも金や白金などの延性・展性に富んだ材料から構成されている場合に発生するものと考えられるため、駆動電極に接触する部分が、これらの材料ではなければ、固着による問題は発生しにくいものと考えられる。【０１８８】
上述したように、密着性向上層を用いる場合、金属膜１３１０，１３２０と同じ領域にする必要はなく、金属膜１３１０，１３２０が形成されていない領域に露出させるように形成することが可能である。言い換えると、密着性向上層は、形成する領域に制限があまりない。このため、金属膜１３１０，１３２０の形成とは異なり、密着性向上層は、形成が容易である。また、可動枠を用いる場合も、可動枠には、金属膜１３１０，１３２０が形成されないので、可動枠と駆動電極とが接触した場合においても、これらの間の固着による問題が、ミラー１０３０の場合と同様に、抑制できる。【０１８９】
［第８実施例］
次に、本発明の第８実施例について説明する。図２６は、本発明の第８実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の断面図を示している。なお、この図２６のマイクロミラー装置を１次元的、あるいは２次元的に複数配設したものがミラーアレイである。本実施例のマイクロミラー装置は、ミラーが形成されたミラー基板２００と、電極が形成された電極基板３０１とが平行に配設された構造を有する。【０１９０】
ミラー基板２００は、図６１、図６２に示した従来のマイクロミラー装置のミラー基板とほぼ同様な構成である。ミラー基板２００は、平面視略円形の開口を有する板状の枠部２１０と、平面視略円形の開口を有し、一対の可動枠連結部（不図示）により枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂにより可動枠２２０の開口内に配設された可動部材である平面視略円形のミラー２３０とを有する。可動枠２２０は、一対の可動枠連結部（不図示）を通る可動枠回動軸を軸として回動することができる。同様に、ミラー２３０は、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを通るミラー回動軸を軸として回動することができる。可動枠回動軸とミラー回動軸とは互いに直交しており、結果として、ミラー２３０は直交する２軸で回動する。なお、後述のように、ミラー２３０の表面には金属膜が形成されるが、図２６では金属膜の記載を省略している。【０１９１】
電極基板３０１は、例えば単結晶シリコンからなる板状の基部３１０と、基部３１０の表面（上面）から突出し、対向するミラー基板２００と接合するための凸部３６０ａ，３６０ｂとを有する。電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂが設けられた面には、絶縁膜１０７が形成される。この絶縁膜１０７は、後述する駆動電極配線２０１が、シリコンなどの半導体からなる基部３１０を介して電気的に短絡することを防止する働きをする。【０１９２】
電極基板３０１にシリコン基板を用いる場合、絶縁膜１０７には、シリコン酸化膜を使用するのが一般的である。加工されていないベアのシリコン基板を必要に応じて洗浄して表面を清浄にした後に、熱酸化炉内で熱酸化させることにより、絶縁膜１０７が形成される。シリコン酸化膜の形成方法のうち熱酸化法で形成された熱酸化膜は、気相化学成長法（ＣＶＤ法）などを用いて堆積したシリコン酸化膜などに比べて品質が良く、耐電圧特性に優れていることが知られている。【０１９３】
絶縁膜１０７の上面には、駆動電極１０１に電圧を供給するための駆動電極配線２０１が形成されている。駆動電極配線２０１は、図示していないボンディングパッドを介して、マイクロミラー装置あるいはミラーアレイを実装するパッケージの所定のピンに接続される。パッケージのピンに所定の直流電圧を印加すると、そのピンに一対一で対応する駆動電極１０１に電圧が印加されるため、ミラー２３０を回動させることができる。駆動電極配線２０１を形成するには、例えば絶縁膜１０７上の金属薄膜を公知のエッチング技術を用いて加工すればよい。【０１９４】
さらに、絶縁膜１０７の上面には、駆動電極配線２０１を覆うように誘電体からなる絶縁膜１０４が形成されている。絶縁膜１０４の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０を駆動するための駆動電極１０１が形成されている。駆動電極１０１と駆動電極配線２０１とは、絶縁膜１０４を貫通する層間垂直配線１０８を介して接続される。なお、層間垂直配線のために形成した垂直孔をビアホール、この垂直孔に金属を充填してできた層間垂直配線をビアと呼ぶこともある。
上述したようなミラー基板２００と電極基板３０１とは、ミラー２３０とこのミラー２３０に対応する駆動電極１０１とが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図２６に示すようなマイクロミラー装置が構成される。【０１９５】
駆動電極１０１の形状は、図６１、図６２に示した従来のマイクロミラー装置と同様に、ミラー２３０と同心の円を４つに分割した扇形であってもよい。また、駆動電極１０１は、従来と同様に、基部３１０の上面に設けられた突出部の上面に形成されるようにしてもよい。【０１９６】
図２６のマイクロミラー装置のミラー２３０は、ミラー２３０と駆動電極１０１との間の電位差により発生する静電引力により回動する。例えば、ミラー２３０を接地し、駆動電極配線２０１を介して駆動電極１０１に所定の正の電圧（駆動電圧）を与えることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。このとき、ミラー２３０を所望の方向へ回動させるには、４つの駆動電極１０１に別々に駆動電圧を印加し、４つの駆動電極１０１間に電位差を生じさせるようにすればよい。【０１９７】
ミラー２３０は、この静電引力とミラー２３０を支持しているばね（ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂと図示しない可動枠連結部）の復元力がつりあった状態で静止する。ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部のばね定数が一定とみなせる場合には、理論的には、駆動電極に与える駆動電圧が一定であれば、ミラー２３０の傾斜角度は一意に決定される。【０１９８】
次に、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。まず、ミラー基板２００の製造方法について説明する。ミラー基板２００は、ＳＯＩの基板を利用して作製する。ＳＯＩ基板をスターティング基板として、公知のリソグラフィ技術を使用してＳＯＩ層に可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを形成する。【０１９９】
このミラー基板２００の製造工程においては、最初にスピンコーティング法を使用してＳＯＩ層面上に感光性レジストを所望の膜厚で塗布する。パターンに応じた形状の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ＳＯＩ基板上にレジストのパターンを形成できた。【０２００】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching ）エッチング技術を用いてＳＯＩ層に枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂなどを形成する。その際に、エッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０２０１】
その後、ベース基板（シリコン基部）を加工する。まず、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布する。この有機膜としては、感光性レジストを使用しても良いし、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている膜を利用しても良い。この有機膜は最終的に除去しなければならないので、剥離性、除去性に富んだ膜を利用することが望ましい。ただし、この保護膜がついている状態で裏面の加工にレジストを使用するので、その際に問題を発生させない材料を選択することが必須となる。【０２０２】
ＳＯＩ面に有機膜を形成した後に、ＳＯＩ面と反対側のベース基板裏面に感光性レジストを塗布する。感光性レジストを塗布する場合には、ＳＯＩ面側が塗布装置の試料台に接触することになるが、有機膜が堆積されているので、ＳＯＩ面に形成した構造が破損することはない。感光性レジストを塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ベース基板上にレジストのパターンを形成できた。【０２０３】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー２３０等を形成した部分の裏側の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。その際に、シリコン酸化膜などのエッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０２０４】
図２７Ａ〜図２７Ｄ、図２８Ａ〜図２８Ｄは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なベース基板をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図２７Ａに示すように、ＳＯＩ層には、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび図示しない可動枠連結部が形成されている。また、枠状部材２４０は、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）２４１をエッチング除去することにより形成される。２４３はＳＯＩ面側に形成された保護用の有機膜である。【０２０５】
次に、図２７Ｂに示すように、レジスト２４４を再度塗布する。ここでは、シリコン基部２４１を掘り込んだ中にレジスト２４４を塗布したいので、レジスト２４４の膜厚をシリコン基部２４１の厚さよりも厚く塗布できるようにするか、あるいは近年利用され始めているスプレー式レジスト塗布装置を利用してレジスト２４４を塗布する。図２７Ｂの例では、従来方式でレジスト２４４を厚く塗布した。【０２０６】
続いて、感光性のレジスト２４４を塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、レジスト２４４を塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。レジスト２４４の感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、レジスト２４４を塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジスト２４４を現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジスト２４４を硬化させる。ここまでで、ベース基板裏面にレジストパターン２４５を形成できた（図２７Ｃ）。図２７Ｃに示すように、このレジストパターン２４５は、ミラー２３０と対向する領域が開口領域となっている。なお、単層レジストを用いたパターン形成技術ではなく、多層レジストを用いたパターン形成技術を利用して、より垂直で良好なパターンを形成することも可能である。【０２０７】
次に、レジストパターン２４５をマスクにしてシリコン酸化膜からなるＢＯＸ層２４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする。フッ酸系溶液でエッチングすると、等方的なエッチングとなるので、レジストパターン２４５の端部の下に存在するＢＯＸ層２４２も、ＢＯＸ層２４２の垂直方向の厚さと同じ程度だけ横方向にエッチングされる。したがって、レジストパターン２４５の端部から横方向へとＢＯＸ層２４２のエッチングか進行して、図２７Ｄに示すように、レジストパターン２４５がＢＯＸ層２４２から突き出た形状を作製することができる。このＢＯＸ層２４２の厚さは、ミラー表面に堆積したい金属膜よりも厚いことが望ましい。赤外線を反射させるために必要な金属膜の厚さは５０ｎｍ以上できれば１００ｎｍ以上を実現したいので、余裕を大きくとってＢＯＸ層２４２の厚さは１μｍ以上であることが望ましい。なお、ＢＯＸ層２４２の厚さ以上に横方向にエッチングを進行させたい場合には、オーバーエッチングでエッチング量を制御することができる。【０２０８】
ＢＯＸ層２４２をエッチングした後に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜２４６を堆積させる（図２８Ａ）。ミラー２３０はシリコンで形成されているので、金を直接的に堆積させるか、あるいは金とシリコンの密着力を向上させるために下地金属としてチタンあるいはクロムなどの金属を堆積させた後に金を堆積させる。異なる金属膜を堆積させる場合は、ウエハを真空装置内から取り出すことなく連続的に堆積させることが望ましい。【０２０９】
金属膜２４６を堆積させた後に、レジストパターン２４５に付着した金属膜２４６と共にレジストパターン２４５を剥離する（図２８Ｂ）。ここでは、Ｎメチルピロドジンなどのレジスト剥離材を使用してレジストパターン２４５を剥離する。当然ながら使用するレジストによって剥離材の種類は自由に選択できる。また、レジストを厚く塗布した場合には、厚いレジストの応力で剥離が容易にできる。【０２１０】
次に、レジストパターン２４５を剥離した後に露出するＢＯＸ層２４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする（図２８Ｃ）。これにより、ミラー２３０の所望の領域に金属膜２４６を局所的に堆積させることができた。【０２１１】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜２４３をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図２８Ｄ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜２４３をエッチング除去する。なお、ダイシングの際に基板の両面に保護膜をつけておくと、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂや可動枠連結部などの構造体の破損を防止することができる。ウエハ上にチップを１個だけ形成する場合よりも、ウエハ上に複数のチップを形成する場合の方が一般的である。以上のようにして、回動可能なミラー２３０を備えるミラー基板２００が作製される。【０２１２】
次に、電極基板３０１の製造方法について説明する。図２９Ａ〜図２９Ｇ、図３０Ａ〜図３０Ｆは電極基板３０１の製造工程を示す断面図である。
まず、シリコンからなる基部３１０の表面に熱酸化膜からなる絶縁膜１０７を形成する（図２９Ａ）。この絶縁膜１０７の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第１シード層３６１として利用する（図２９Ｂ）。その後、レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、駆動電極配線２０１を形成するために必要なレジストパターン３６２を形成する（図２９Ｃ）。【０２１３】
そして、このレジストパターン３６２をマスクにして例えば金からなる金属膜３６３をメッキ成長させる（図２９Ｄ）。金属膜３６３の形成後、マスクとしたレジストパターン３６２を剥離して洗浄する（図２９Ｅ）。そして、不要な第１シード層３６１をエッチング除去する（図２９Ｆ）。こうして、絶縁膜１０７上に、第１シード層３６１と金属膜３６３とからなる駆動電極配線２０１を形成することができた。【０２１４】
続いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などにより、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜１０４を、絶縁膜１０７上の駆動電極配線２０１を覆うように堆積させる（図２９Ｇ）。このとき、絶縁膜１０４の表面の平坦性が悪い場合には絶縁膜１０４を堆積させた後に平坦化工程を実施する。【０２１５】
絶縁膜１０４上にレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術を使用して、層間垂直配線１０８形成用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにして、公知のエッチング技術を使用して絶縁膜１０４をエッチングし、駆動電極配線２０１に届く深さまで層間垂直配線１０８形成用の垂直孔３６４を形成する（図３０Ａ）。この垂直孔３６４の形成後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。【０２１６】
次に、絶縁膜１０４の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第２シード層３６５として利用する（図３０Ｂ）。レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、層間垂直配線１０８と駆動電極１０１を形成するためのレジストパターン３６６を形成する（図３０Ｃ）。そして、このレジストパターン３６６をマスクにしてメッキ法により、例えば金からなる金属膜３６７を形成する（図３０Ｄ）。そして、レジストパターン３６６を剥離した後に（図３０Ｅ）、不要な第２シード層３６５をエッチング除去し（図３０Ｆ）、再度洗浄して表面を清浄な状態にする。こうして、金属膜３６７と第２シード層３６５により、駆動電極１０１と駆動電極配線２０１とを接続するための層間垂直配線１０８、および駆動電極１０１を形成することができた。【０２１７】
さらに、厚いレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術で凸部３６０ａ，３６０ｂ形成用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにして、凸部３６０ａ，３６０ｂをメッキ法で形成し、その後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。以上の方法により、電極基板３０１が作製される。【０２１８】
電極基板３０１の形成例を上述したが、層間垂直配線の形成と電極構造の形成は別々の工程にしてもよい。また、電気的な導通状態を確実に確保できるのであれば、第２シード層は堆積しないで電極基板３０１を形成してもよい。また、駆動電極１０１上にメッキ法で金属を堆積して、テラス状の表面形状を持った駆動電極構造を形成してもよい。【０２１９】
最後に、ミラー基板２００と電極基板３０１との位置合わせを行った後、電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂの上面をはんだ付けし、加熱することによってはんだを溶融して電極基板３０１にミラー基板２００を接合する。これにより、マイクロミラー装置が完成する。【０２２０】
以上のように、本実施例では、ミラー２３０の表面に金属膜２４６を形成する工程において、レジストパターン２４５がＢＯＸ層２４２から突き出た形状を作製することにより、図２８Ａに示すように、レジストパターン２４５の側壁に付着した金属膜２４６とレジストパターン２４５の開口部に露出しているミラー２３０の表面に堆積された金属膜２４６とが分離した状態で金属膜２４６を形成できるので、レジストパターン２４５を剥離除去（リフトオフ）する際に、ミラー２３０の表面に堆積された金属膜２４６を傷めることがない。したがって、本実施例では、ミラー２３０の表面に堆積された金属膜２４６の端部にバリが発生することはなく、綺麗な面形状のミラー面を形成することができる。【０２２１】
図３１Ａ、図３１Ｂは従来のマイクロミラー装置においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図である。ミラー２３０の表面に局所的に金属膜を形成する場合、シリコン基部２４１およびＢＯＸ層２４２をエッチング除去した後にレジストを塗布・露光して、図３１Ａのようにレジストパターン２３１を形成し、レジストパターン２３１が形成された基板面に金属膜２３２を堆積させた後、レジストパターン２３１を剥離除去（リフトオフ）することにより、図３１Ｂに示すようにミラー２３０の表面のみに金属膜２３２が残るようにすることができる。【０２２２】
しかしながら、金属膜２３２は、図３１Ａに示すように、通常レジストパターン２３１の側面にも形成され、この側面の金属膜２３２はミラー２３０の表面に形成される金属膜２３２と分離されていないため、レジストパターン２３１を剥離除去する際に、図３１Ｂに示すように、ミラー２３０の表面上に残る金属膜２３２の端部にバリ２３３が発生するという問題点があった。レジストパターンの側面に金属膜が付着しないようにするために、レジストパターンを逆テーパ構造にすることもあるが、ＳＯＩ基板のシリコン基部程度の厚みを有するレジストパターンでは、多少の逆テーパ構造を採用したとしても、レジストパターンの側面への金属膜付着を阻止することはできなかった。
これに対して、本実施例によれば、上記のように綺麗な面形状のミラー面を形成することができる。【０２２３】
また、従来のマイクロミラー装置では、金属膜を、ミラーの表面のみならず、ミラーを支持しているミラー連結部や、可動枠を支持している可動枠連結部にも堆積していた。しかし、これらの連結部の表面に金属膜が形成されると、連結部のばね定数を経時的に変化させることから、ミラーの傾斜角度が徐々に変化するドリフトが発生する。
これに対して、本実施例では、ミラー連結部の表面および可動枠連結部の表面には金属膜を形成しないようにしたので、ミラーの傾斜角度のドリフトを抑制することができる。【０２２４】
［第９実施例］
次に、本発明の第９実施例について説明する。本実施例においてもマイクロミラー装置の構成は第８実施例と同様であるので、図２６の符号を用いて説明する。
以下、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。まず、ミラー基板２００の製造方法について説明する。ＳＯＩ層に枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部を形成する工程までは第８実施例と同じである。【０２２５】
枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部を形成した後に、マスクに使用した感光性レジストを除去し、清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。
次に、ＳＯＩ面側に再度レジストを塗布する。そして、金属を堆積したいミラー２３０の表面のみレジストが除去されるように、公知のリソグラフィ技術を利用してレジストパターンを形成する。そして、例えば金などからなる金属膜を堆積させた後、レジストを不要な金属と共に剥離除去する。そして、表面が清浄になるように洗浄する。【０２２６】
その後、ベース基板（シリコン基部）を加工する。まず、第８実施例と同様に、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布した後、シリコン基部をエッチング除去するためのレジストパターンを形成する。
次に、形成したレジストパターンをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー２３０等を形成した部分の裏側の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０２２７】
図３２Ａ〜図３２Ｄ、図３３Ａ〜図３３Ｄは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なベース基板をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図３２Ａに示すように、ＳＯＩ層には、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび図示しない可動枠連結部が形成されている。また、枠状部材２４０は、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）２４１をエッチング除去することにより形成される。２４３はＳＯＩ面側に形成された保護用の有機膜、２４７はミラー２３０の表面に形成された金属膜である。【０２２８】
次に、図３２Ｂに示すように、レジスト２４４を再度塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、ベース基板裏面にレジストパターン２４５を形成する（図３２Ｃ）。次に、レジストパターン２４５をマスクにしてシリコン酸化膜からなるＢＯＸ層２４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする。第８実施例と同様に、ミラー２３０上のＢＯＸ層２４２のエッチングが完了した後に、多少のオーバーエッチングをする（図３２Ｄ）。【０２２９】
ＢＯＸ層２４２をエッチングした後に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜２４６を堆積させる（図３３Ａ）。金属膜２４６を堆積させた後に、レジストパターン２４５に付着した金属膜２４６と共にレジストパターン２４５を剥離する（図３３Ｂ）。次に、レジストパターン２４５を剥離した後に露出するＢＯＸ層２４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする（図３３Ｃ）。これにより、ミラー２３０の所望の領域に金属膜２４６を局所的に堆積させることができた。【０２３０】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜２４３をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図３３Ｄ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜２４３をエッチング除去する。以上のようにして、回動可能なミラー２３０を備えるミラー基板２００が作製される。【０２３１】
電極基板３０１の製造方法は第８実施例と同じなので、説明は省略する。最後に、ミラー基板２００と電極基板３０１との位置合わせを行った後、電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂの上面をはんだ付けし、加熱することによってはんだを溶融して電極基板３０１にミラー基板２００を接合する。これにより、マイクロミラー装置が完成する。【０２３２】
以上のように、本実施例では、ミラー２３０の両面に金属膜２４６，２４７を形成するので、ミラー２３０の表面に形成する金属膜がミラー２３０に及ぼす応力を相殺することができる。その結果、本実施例では、ミラー２３０の反りの発生を抑制することができる。ミラー２３０の反りの発生を抑制するには、ミラー２３０の両面に、同じ条件で膜厚を制御して金属膜２４６，２４７を堆積させることが望ましい。ただし、最初に金属膜２４７を形成した後に、プロセスを経る最中に温度上昇などによる焼き入れ効果でミラー２３０の反りの状態が変化するので、その場合には必ずしも同じ条件で形成するのではなく、ミラー２３０の反り量を補償するように条件を決定して金属膜２４６を堆積させることが重要である。【０２３３】
なお、第８実施例、第９実施例に係るマイクロミラー装置では、駆動電極配線２０１、駆動電極１０１および凸部３６０ａ，３６０ｂの材料に金（Ａｕ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの配線や電極、凸部に用いる導電性材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）などが使用できるし、またこれらの材料の化合物を使用してもよい。また、シリコンなどの半導体材料を用いてもよい。【０２３４】
また、第８実施例、第９実施例では、メッキ法を利用して導電性材料の構造を形成しているが、導電膜を所望の厚さで堆積できるのであれば、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの公知の膜堆積技術を使用しても問題ない。【０２３５】
［第１０実施例］
次に、本発明の第１０実施例について説明する。図３４は、本発明の第１０実施例に係る静電駆動型ＭＥＭＳデバイスであるマイクロミラー装置の断面図を示している。なお、この図３４のマイクロミラー装置を１次元的、あるいは２次元的に複数配設したものがミラーアレイである。本実施例のマイクロミラー装置は、ミラーが形成されたミラー基板２００と、電極が形成された電極基板３０１とが平行に配設された構造を有する。【０２３６】
ミラー基板２００は、図６１、図６２に示した従来のマイクロミラー装置のミラー基板とほぼ同様な構成である。ミラー基板２００は、平面視略円形の開口を有する板状の枠部２１０と、平面視略円形の開口を有し、一対の可動枠連結部（不図示）により枠部２１０の開口内に配設された可動枠２２０と、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂにより可動枠２２０の開口内に配設された可動部材である平面視略円形のミラー２３０とを有する。可動枠２２０は、一対の可動枠連結部（不図示）を通る可動枠回動軸を軸として回動することができる。同様に、ミラー２３０は、一対のミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを通るミラー回動軸を軸として回動することができる。可動枠回動軸とミラー回動軸とは互いに直交しており、結果として、ミラー２３０は直交する２軸で回動する。なお、後述のように、ミラー２３０の表面には金属膜が形成されるが、図３４では金属膜の記載を省略している。【０２３７】
電極基板３０１は、例えば単結晶シリコンからなる板状の基部３１０と、基部３１０の表面（上面）から突出し、対向するミラー基板２００と接合するための凸部３６０ａ，３６０ｂとを有する。電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂが設けられた面には、絶縁膜１０７が形成される。この絶縁膜１０７は、後述する駆動電極配線２０１が、シリコンなどの半導体からなる基部３１０を介して電気的に短絡することを防止する働きをする。【０２３８】
電極基板３０１にシリコン基板を用いる場合、絶縁膜１０７には、シリコン酸化膜を使用するのが一般的である。加工されていないベアのシリコン基板を必要に応じて洗浄して表面を清浄にした後に、熱酸化炉内で熱酸化させることにより、絶縁膜１０７が形成される。シリコン酸化膜の形成方法のうち熱酸化法で形成された熱酸化膜は、気相化学成長法（ＣＶＤ法）などを用いて堆積したシリコン酸化膜などに比べて品質が良く、耐電圧特性に優れていることが知られている。【０２３９】
絶縁膜１０７の上面には、駆動電極１０１に電圧を供給するための駆動電極配線２０１が形成されている。駆動電極配線２０１は、図示していないボンディングパッドを介して、マイクロミラー装置あるいはミラーアレイを実装するパッケージの所定のピンに接続される。パッケージのピンに所定の直流電圧を印加すると、そのピンに一対一で対応する駆動電極１０１に電圧が印加されるため、ミラー２３０を回動させることができる。駆動電極配線２０１を形成するには、例えば絶縁膜１０７上の金属薄膜を公知のエッチング技術を用いて加工すればよい。【０２４０】
さらに、絶縁膜１０７の上面には、駆動電極配線２０１を覆うように誘電体からなる絶縁膜１０４が形成されている。絶縁膜１０４の上面には、対向するミラー基板２００のミラー２３０を駆動するための駆動電極１０１が形成されている。駆動電極１０１と駆動電極配線２０１とは、絶縁膜１０４を貫通する層間垂直配線１０８を介して接続される。なお、層間垂直配線のために形成した垂直孔をビアホール、この垂直孔に金属を充填してできた層間垂直配線をビアと呼ぶこともある。
上述したようなミラー基板２００と電極基板３０１とは、ミラー２３０とこのミラー２３０に対応する駆動電極１０１とが対向配置されるように、枠部２１０の下面と凸部３６０ａ，３６０ｂの上面とを接合することにより、図３４に示すようなマイクロミラー装置が構成される。【０２４１】
駆動電極１０１の形状は、図６１、図６２に示した従来のマイクロミラー装置と同様に、ミラー２３０と同心の円を４つに分割した扇形であってもよい。また、駆動電極１０１は、従来と同様に、基部３１０の上面に設けられた突出部の上面に形成されるようにしてもよい。【０２４２】
図３４のマイクロミラー装置のミラー２３０は、ミラー２３０と駆動電極１０１との間の電位差により発生する静電引力により回動する。例えば、ミラー２３０を接地し、駆動電極配線２０１を介して駆動電極１０１に所定の正の電圧（駆動電圧）を与えることにより、ミラー２３０を静電引力で吸引し、ミラー２３０を任意の方向へ回動させることができる。このとき、ミラー２３０を所望の方向へ回動させるには、４つの駆動電極１０１に異なる駆動電圧を印加し、４つの駆動電極１０１間に電位差を生じさせるようにすればよい。【０２４３】
ミラー２３０は、この静電引力とミラー２３０を支持しているばね（ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂと図示しない可動枠連結部）の復元力がつりあった状態で静止する。ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部のばね定数が一定とみなせる場合には、理論的には、駆動電極に与える駆動電圧が一定であれば、ミラー２３０の傾斜角度は一意に決定される。【０２４４】
次に、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。まず、ミラー基板２００の製造方法について説明する。ミラー基板２００は、ＳＯＩの基板を利用して作製する。ＳＯＩ基板をスターティング基板として、公知のリソグラフィ技術を使用してＳＯＩ層に可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂを形成する。【０２４５】
このミラー基板２００の製造工程においては、最初にスピンコーティング法を使用してＳＯＩ層面上に感光性レジストを所望の膜厚で塗布する。パターンに応じた形状の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ＳＯＩ基板上にレジストのパターンを形成できた。【０２４６】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching ）エッチング技術を用いてＳＯＩ層に枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、可動枠連結部ならびにミラー連結部２２１ａ，２２１ｂなどを形成する。その際に、エッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０２４７】
その後、ベース基板（シリコン基部）を加工する。まず、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布する。この有機膜としては、感光性レジストを使用しても良いし、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている膜を利用しても良い。この有機膜は最終的に除去しなければならないので、剥離性、除去性に富んだ膜を利用することが望ましい。ただし、この保護膜がついている状態で裏面の加工にレジストを使用するので、その際に問題を発生させない材料を選択することが必須となる。【０２４８】
ＳＯＩ面に有機膜を形成した後に、ＳＯＩ面と反対側のベース基板裏面に感光性レジストを塗布する。感光性レジストを塗布する場合には、ＳＯＩ面側が塗布装置の試料台に接触することになるが、有機膜が堆積されているので、ＳＯＩ面に形成した構造が破損することはない。感光性レジストを塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ベース基板上にレジストのパターンを形成できた。【０２４９】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー２３０等を形成した部分の裏側の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。その際に、シリコン酸化膜などのエッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。
続いて、シリコン酸化膜からなるＢＯＸ層を希フッ酸などのフッ酸系溶液を使用してエッチング除去する。シリコン酸化膜の除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０２５０】
図３５Ａ〜図３５Ｄ、図３６Ａ〜図３６Ｃは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なベース基板とＢＯＸ層をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図３５Ａに示すように、ＳＯＩ層には、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび図示しない可動枠連結部が形成されている。また、枠状部材２４０は、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）２４１とＢＯＸ層２４２をエッチング除去することにより形成される。２４３０はＳＯＩ面側に形成された保護用の有機膜である。【０２５１】
次に、図３５Ｂに示すように、スプレー式レジスト塗布装置を利用してネガ型レジスト２４４０を塗布する。このレジスト２４４０の膜厚は、シリコン基部２４１よりも薄く、かつ後に堆積する金属膜よりも厚くする必要がある。金属膜として金を用いる場合には，５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚の金を堆積させるので、レジスト２４４０の厚さは５００ｎｍ以上あったほうがよい。最適な条件は、形成したレジストパターンの形状と金の堆積方法によって異なるが、剥離除去する場合に金属膜にバリなどを発生させない程度に、逆テーパ形状で、かつ金属膜よりも数割程度厚いレジストパターンが形成できればよい。【０２５２】
続いて、有機膜２４３０を塗布した面から感光性のネガ型レジスト２４４０を露光する（図３５Ｃ）。図３５Ｃにおける２４５０は露光された箇所を示している。ＳＯＩ層には、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部等の構造体が形成されていて、充分な厚さのシリコンが光を遮断するので、これらの構造体の隙間から漏れた光がネガ型レジスト２４４０を露光することになる。ここで、構造体の隙間とは、具体的には、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂとミラー２３０との間、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂと可動枠２２０との間、可動枠連結部と可動枠２２０との間、可動枠連結部と枠部２１０との間、ミラー２３０と可動枠２２０との間、可動枠２２０と枠部２１０との間を指している。現像後に所望の形状のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。露光量を多くすれば、構造体のエッジでの回折などによってレジスト２４４０は広い領域が露光されることになる。【０２５３】
ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部はシリコンからなるため、その上部に存在するレジスト２４４０は露光されないはずであるが、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部は細線状の構造であるため、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部の上部に存在するレジスト２４４０は、構造体の隙間からの光によって露光される。【０２５４】
潜像が焼き付けられた状態のレジスト２４４０を現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジスト２４４０を硬化させる。ここまでで、ベース基板裏面に、ＳＯＩ層から離れるほど広くなる逆テーパ形状のレジストパターン２４６０を形成できた（図３５Ｄ）。レジストパターン２４６０が逆テーパ形状になる理由は、構造体の隙間から漏れた光が広がってレジスト２４４０に照射されるためである。図３５Ｄに示すように、このレジストパターン２４６０は、枠部２１０、可動枠２２０およびミラー２３０と対向する領域が開口領域となっている。上記のとおり、構造体の隙間からの光によってミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部の上部のレジスト２４４０が露光されるため、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部の上部にはレジストパターン２４６０が形成される。このため、後述する金属膜の堆積工程において、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部に金属膜が堆積されることはないので、ミラー２３０の傾斜角度のドリフトを抑制することができる。【０２５５】
次に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜２４７０を堆積させる（図３６Ａ）。枠部２１０、可動枠２２０およびミラー２３０はシリコンで形成されているので、金を直接的に堆積させるか、あるいは金とシリコンの密着力を向上させるために下地金属としてチタンあるいはクロムなどの金属を堆積させた後に金を堆積させる。異なる金属膜を堆積させる場合は、ウエハを真空装置内から取り出すことなく連続的に堆積させることが望ましい。【０２５６】
金属膜２４７０を堆積させた後に、レジストパターン２４６０に付着した金属膜２４７０と共にレジストパターン２４６０を剥離する（図３６Ｂ）。ここでは、Ｎメチルピロドジンなどのレジスト剥離材を使用してレジストパターン２４６０を剥離する。当然ながら使用するレジストによって剥離材の種類は自由に選択できる。また、レジストを厚く塗布した場合には、厚いレジストの応力で剥離が容易にできる。レジストパターン２４６０の剥離後は清浄面を得るために洗浄する。【０２５７】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜２４３０をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図３６Ｃ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜２４３０をエッチング除去する。ウエハ上にチップを１個だけ形成する場合よりも、ウエハ上に複数のチップを形成する場合の方が一般的である。以上のようにして、回動可能なミラー２３０を備えるミラー基板２００が作製される。【０２５８】
次に、電極基板３０１の製造方法について説明する。図３７Ａ〜図３７Ｇ、図３８Ａ〜図３８Ｆは電極基板３０１の製造工程を示す断面図である。
まず、シリコンからなる基部３１０の表面に熱酸化膜からなる絶縁膜１０７を形成する（図３７Ａ）。この絶縁膜１０７の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第１シード層３６１として利用する（図３７Ｂ）。その後、レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、駆動電極配線２０１を形成するために必要なレジストパターン３６２を形成する（図３７Ｃ）。【０２５９】
そして、このレジストパターン３６２をマスクにして例えば金からなる金属膜３６３をメッキ成長させる（図３７Ｄ）。金属膜３６３の形成後、マスクとしたレジストパターン３６２を剥離して洗浄する（図３７Ｅ）。そして、不要な第１シード層３６１をエッチング除去する（図３７Ｆ）。こうして、絶縁膜１０７上に、第１シード層３６１と金属膜３６３とからなる駆動電極配線２０１を形成することができた。【０２６０】
続いて、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ）法などにより、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜１０４を、絶縁膜１０７上の駆動電極配線２０１を覆うように堆積させる（図３７Ｇ）。このとき、絶縁膜１０４の表面の平坦性が悪い場合には絶縁膜１０４を堆積させた後に平坦化工程を実施する。【０２６１】
絶縁膜１０４上にレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術を使用して、層間垂直配線１０８形成用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにして、公知のエッチング技術を使用して絶縁膜１０４をエッチングし、駆動電極配線２０１に届く深さまで層間垂直配線１０８形成用の垂直孔３６４を形成する（図３８Ａ）。この垂直孔３６４の形成後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。【０２６２】
次に、絶縁膜１０４の表面に金属スパッタ膜を堆積して後続のメッキプロセスの第２シード層３６５として利用する（図３８Ｂ）。レジストを塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、層間垂直配線１０８と駆動電極１０１を形成するためのレジストパターン３６６を形成する（図３８Ｃ）。そして、このレジストパターン３６６をマスクにしてメッキ法により、例えば金からなる金属膜３６７を形成する（図３８Ｄ）。そして、レジストパターン３６６を剥離した後に（図３８Ｅ）、不要な第２シード層３６５をエッチング除去し（図３８Ｆ）、再度洗浄して表面を清浄な状態にする。こうして、金属膜３６７と第２シード層３６５により、駆動電極１０１と駆動電極配線２０１とを接続するための層間垂直配線１０８、および駆動電極１０１を形成することができた。【０２６３】
さらに、厚いレジストをスピンコーティング法によって塗布し、続いて公知のリソグラフィ技術で凸部３６０ａ，３６０ｂ形成用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにして、凸部３６０ａ，３６０ｂをメッキ法で形成し、その後に表面を覆っているレジストを剥離し、表面が清浄になるように洗浄する。以上の方法により、電極基板３０１が作製される。【０２６４】
電極基板３０１の形成例を上述したが、層間垂直配線の形成と電極構造の形成は別々の工程にしてもよい。また、電気的な導通状態を確実に確保できるのであれば、第２シード層は堆積しないで電極基板３０１を形成してもよい。また、駆動電極１０１上にメッキ法で金属を堆積して、テラス状の表面形状を持った駆動電極構造を形成してもよい。【０２６５】
最後に、ミラー基板２００と電極基板３０１との位置合わせを行った後、電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂの上面をはんだ付けし、加熱することによってはんだを溶融して電極基板３０１にミラー基板２００を接合する。これにより、マイクロミラー装置が完成する。【０２６６】
以上のように、本実施例では、シリコン基部２４１およびＢＯＸ層２４２をエッチングで除去した部分に薄いレジストパターン２４６０を形成することができる。そして、薄いレジストパターン２４６０の側面には金属膜２４７０が付着しにくいことから、図３６Ａに示すように、レジストパターン２４６０の表面に付着した金属膜２４７０とレジストパターン２４６０の開口部に露出しているＳＯＩ層表面に堆積された金属膜２４７０とが分離した状態で金属膜２４７０を形成できるので、レジストパターン２４６０を剥離除去（リフトオフ）する際に、ＳＯＩ層上に堆積された金属膜２４７０を傷めることがない。したがって、本実施例では、ミラー２３０の表面に堆積された金属膜２４７０の端部にバリが発生することはなく、綺麗な面形状のミラー面を形成することができる。【０２６７】
また、本実施例では、レジスト２４４０をシリコン基部２４１と反対側のＳＯＩ層側から構造体の隙間を介して露光することにより、逆テーパ型のレジストパターン２４６０を容易に形成できるため、レジストパターン２４６０の側面に金属膜２４７０が付着しにくくなることから、綺麗な面形状のミラー面を形成することができる。
また、本実施例では、ミラー連結部の表面および可動枠連結部の表面には金属膜を形成しないようにしたので、ミラーの傾斜角度のドリフトを抑制することができる。【０２６８】
［第１１実施例］
次に、本発明の第１１実施例について説明する。本実施例においてもマイクロミラー装置の構成は第１０実施例と同様であるので、図３４の符号を用いて説明する。
以下、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。まず、ミラー基板２００の製造方法について説明する。ＳＯＩ層に枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部を形成し、ＳＯＩ層にミラー２３０等を形成した部分の裏側の不要なシリコン基部２４１およびＢＯＸ層２４２をエッチング除去する工程までは第１０実施例と同じである。【０２６９】
図３９Ａ〜図３９Ｄ、図４０Ａ〜図４０Ｄは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なシリコン基部２４１およびＢＯＸ層２４２をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図３９Ａに示すように、ＳＯＩ層には、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび図示しない可動枠連結部が形成されている。また、枠状部材２４０は、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）２４１とＢＯＸ層２４２をエッチング除去することにより形成される。【０２７０】
次に、第１０実施例と同様に、スプレー式レジスト塗布装置を利用してネガ型レジスト２４４０を塗布する（図３９Ｂ）。
続いて、有機膜２４３０を塗布した面から感光性のネガ型レジスト２４４０を露光する（図３９Ｃ）。図３９Ｃにおける２４５０は露光された箇所を示している。第１０実施例で説明したとおり、ＳＯＩ層には、枠部２１０、可動枠２２０、ミラー２３０、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部等の構造体が形成されていて、充分な厚さのシリコンが光を遮断するので、これらの構造体の隙間から漏れた光がネガ型レジスト２４４０を露光する。また、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部は細線状の構造であるため、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部の上部に存在するレジスト２４４０は、構造体の隙間からの光によって露光される。【０２７１】
この露光の後に、レジスト２４４０を塗布した面にマスクを形成せずに、レジスト２４４０の上方から全面を露光する（図３９Ｄ）。この際の露光量は、露光・現像後にレジストパターンが得られる最小の臨界露光量Ｄ0の１／１０から１／２程度の露光量とする。図３９Ｃの工程で有機膜２４３０側から照射されてレジスト２４４０が得た露光量と、図３９Ｄの工程で上方から照射されたときにレジスト２４４０が得た露光量との合計が、前記臨界露光量Ｄ0を超えた領域だけレジストパターンとして得られることになり、そのレジストパターンの形状は断面がＴ字状のＴトップ形状になる。このような形状のレジストパターンは逆テーパ状のレジストパターンと同様にリフトオフプロセスで必要とされるパターン形状を有する。露光量は、現像後に所望の形状のパターンが所望の寸法で得られるようそれぞれの条件を決定する。なお、図３９Ｄの工程は、図３９Ｃの工程の前に行ってもよい。【０２７２】
潜像が焼き付けられた状態のレジスト２４４０を現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジスト２４４０を硬化させる。ここまでで、ベース基板裏面にＴトップ形状のレジストパターン２４８０を形成できた（図４０Ａ）。図４０Ａに示すように、このレジストパターン２４８０は、枠部２１０、可動枠２２０およびミラー２３０と対向する領域が開口領域となっている。第１０実施例と同様に、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部の上部にはレジストパターン２４８０が形成されるので、金属膜の堆積工程において、ミラー連結部２２１ａ，２２１ｂおよび可動枠連結部に金属膜が堆積されることはない。【０２７３】
次に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜２４７０を堆積させる（図４０Ｂ）。金属膜２４７０を堆積させた後に、レジストパターン２４８０に付着した金属膜２４７０と共にレジストパターン２４８０を剥離する（図４０Ｃ）。レジストパターン２４８０の剥離後は清浄面を得るために洗浄する。【０２７４】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜２４３０をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図４０Ｄ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜２４３０をエッチング除去する。以上のようにして、回動可能なミラー２３０を備えるミラー基板２００が作製される。【０２７５】
電極基板３０１の製造方法は第１０実施例と同じなので、説明は省略する。最後に、ミラー基板２００と電極基板３０１との位置合わせを行った後、電極基板３０１の凸部３６０ａ，３６０ｂの上面をはんだ付けし、加熱することによってはんだを溶融して電極基板３０１にミラー基板２００を接合する。これにより、マイクロミラー装置が完成する。【０２７６】
以上のように、本実施例では、Ｔトップ形状のレジストパターン２４８０を形成できるので、レジストパターン２４８０の側面に金属膜２４７０がより付着しにくくなる。したがって、レジストパターン２４８０を剥離除去する際にＳＯＩ層上に堆積された金属膜２４７０を傷める可能性を更に低減することができるので、第１０実施例に比べて、より綺麗な面形状のミラー面を形成することができる。【０２７７】
なお、第１０実施例、第１１実施例に係るマイクロミラー装置では、駆動電極配線２０１、駆動電極１０１および凸部３６０ａ，３６０ｂの材料に金（Ａｕ）を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。これらの配線や電極、凸部に用いる導電性材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）などが使用できるし、またこれらの材料の化合物を使用してもよい。また、シリコンなどの半導体材料を用いてもよい。【０２７８】
また、第１０実施例、第１１実施例では、メッキ法を利用して導電性材料の構造を形成しているが、導電膜を所望の厚さで堆積できるのであれば、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの公知の膜堆積技術を使用しても問題ない。【０２７９】
また、第１０実施例、第１１実施例では図示していないが、シリコン基部２４１と反対側のＳＯＩ層の表面（金属膜２４７０が形成される面と対向する面）に公知のリソグラフィ技術を利用して金属膜を堆積してから、図３５Ａ、図３９Ａに示したように有機膜２４３０を形成するようにしてもよい。これにより、この金属膜の堆積に続いて金属膜２４７０が堆積されることになり、ミラー２３０の両面に金属膜を形成することになるので、ミラー２３０の表面に形成する金属膜がミラー２３０に及ぼす応力を相殺することができる。その結果、ミラー２３０の反りの発生を抑制することができる。【０２８０】
［第１２実施例］
第１実施例〜第１１実施例は、本発明を平面視略円形のミラーを有するマイクロミラー装置に適用した例であるが、平面視略矩形のミラーを有するマイクロミラー装置に適用することも可能である。図４１は本発明の第１２実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す平面図、図４２は図４１のマイクロミラー装置のＡ−Ａ線断面図、図４３は図４１のマイクロミラー装置のＢ−Ｂ線断面図であり、図６３と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例は、第１実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。【０２８１】
図４１〜図４３において、６０１ａは可動梁駆動電極、６０２ａ，６０２ｂ，６０２ｃは壁電極、６０３ａ，６０３ｂはミラー駆動電極、６１１は平面視略矩形の可動部材であるミラー、６１２ａ，６１２ｂは支持部材である連結部、６１３ａ，６１３ｂは可動梁、６１４は第１の基板であるミラー基板、６２０は第２の基板である電極基板、６２１，６２２は絶縁膜、６２３はシリコンなどの半導体からなる基部、６２４ａ，６２４ｂはそれぞれミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂに電圧を供給するミラー駆動電極配線、６２５は壁電極６０２ｃに電圧を供給する壁電極配線、６２６ａ，６２６ｂは層間垂直配線、６２７は駆動安定化電極である下部電極である。【０２８２】
複数のマイクロミラー装置が配置されるミラーアレイ領域を囲うように設けられた支持構造体（不図示）により、電極基板６２０の上に所定距離離間してミラー基板６１４が固定されている。電極基板６２０とミラー基板６１４とは、互いに平行な関係で配置されている。なお、図６３のようにミラー６１１を多数配置する場合、図４２、図４３のミラー基板６１４が存在する箇所には隣接するミラー６１１が配置されるが、ここではマイクロミラー装置の構成を理解し易くするためにミラー基板６１４を配置している。【０２８３】
ミラー基板側の構成は、図６３に示した従来のマイクロミラー装置と同じなので、説明は省略する。
図４４はミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂおよび可動梁駆動電極６０１ａ，６０１ｂが形成される層の平面図、図４５はミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂおよび下部電極６２７が形成される層の平面図である。なお、図４４、図４５は複数のマイクロミラー装置を並べたミラーアレイの構成を表している。【０２８４】
電極基板６２０の基部６２３上には絶縁膜６２２が形成される。この絶縁膜６２２は、ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂおよび下部電極６２７が、シリコンなどの半導体である基部６２３を介して電気的に短絡することを防止する働きをする。【０２８５】
絶縁膜６２２の上面には、ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂおよび下部電極６２７が形成されている。ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂと下部電極６２７は、電極基板６２０の同じ層上に作成されるので、同時に形成することができる。【０２８６】
さらに、絶縁膜６２２の上面には、ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂと下部電極６２７を覆うように絶縁膜６２１が形成されている。絶縁膜６２１の上面には、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂおよび可動梁駆動電極６０１ａ，６０１ｂが形成されている。ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂは、それぞれ層間垂直配線６２６ａ，６２６ｂを介してミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂと接続されている。【０２８７】
本実施例のマイクロミラー装置の動作は、図６３で説明したとおりであるので、説明は省略する。
下部電極６２７に与えられる電位は、第１実施例の下部電極１０３の場合と同様に、ミラー６１１と同電位（例えば接地電位）でもよいし、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂと同電位でもよい。【０２８８】
本実施例のマイクロミラー装置の製造方法は、第１実施例と同様なので、説明は省略する。
こうして、第１実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第１実施例と同様の効果を得ることができる。【０２８９】
［第１３実施例］
図４６は本発明の第１３実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図であり、図４１〜図４５、図６３と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例は、第４実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。図４６は、本実施例のマイクロミラー装置を図４１のＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。【０２９０】
図４６において、６０２ｃは壁電極、６０３ａ，６０３ｂはミラー駆動電極、６１１は平面視略矩形のミラー、６１４はミラー基板、６２０は電極基板、６２１，６２２，６２９は絶縁膜、６２３は基部、６２４ａ，６２４ｂはミラー駆動電極配線、６２５は壁電極配線、６２６ａ，６２６ｂは層間垂直配線、６２８は駆動安定化電極である周辺電極である。【０２９１】
図６３のようにミラー６１１を多数配置する場合、図４６のミラー基板６１４が存在する箇所には隣接するミラー６１１が配置されるが、ここではマイクロミラー装置の構成を理解し易くするためにミラー基板６１４を配置している。
ミラー基板側の構成は、図６３に示した従来のマイクロミラー装置と同じなので、説明は省略する。また、可動梁６１３ａ，６１３ｂおよび可動梁駆動電極６０１ａ，６０１ｂの箇所の構成は、図４３に示したとおりなので、説明は省略する。【０２９２】
電極基板６２０の基部６２３上には絶縁膜６２２が形成される。絶縁膜６２２の上面には、ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂが形成されている。さらに、絶縁膜６２２の上面には、ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂを覆うように絶縁膜６２１が形成されている。絶縁膜６２１の上面には、対向するミラー基板６１４のミラー６１１側から見て、電極基板６２０の表面にシリコン酸化膜などの絶縁膜６２１が露出しないように、周辺電極６２８が形成されている。周辺電極６２８を形成するには、例えば絶縁膜６２１上の金属薄膜を公知のエッチング技術を用いて加工すればよい。【０２９３】
さらに、周辺電極６２８の上面には、周辺電極６２８の一部を覆うように誘電体からなる絶縁膜６２９が形成されている。絶縁膜６２９の上面には、対向するミラー基板６１４のミラー６１１を駆動するためのミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂが形成されている。絶縁膜６２９は、対向するミラー基板６１４のミラー６１１側から見ると、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂにほぼ覆われており、一部を除いてミラー６１１側から見ることはできない。より望ましくは、図４６に示すようにミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂの周縁部の下にある絶縁膜６２９を取り除いておいた方がよい。【０２９４】
ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂとミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂとは、絶縁膜６２１および絶縁膜６２９を貫通する層間垂直配線６２６ａ，６２６ｂを介して接続される。なお、層間垂直配線のために形成した垂直孔をビアホール、この垂直孔に金属を充填してできた層間垂直配線をビアと呼ぶこともある。【０２９５】
以上述べたように、周辺電極６２８は、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂが設けられる駆動電極層（以下、第１の導電層と呼ぶ）と、ミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂが設けられる電極配線層（以下、第３の導電層と呼ぶ）との中間の層（以下、第２の導電層と呼ぶ）に形成され、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる絶縁膜６２２あるいは絶縁膜６２１の露出を避ける役割を担っている。ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂは、ミラー６１１の駆動という役割と共に、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる絶縁膜６２９の露出を避ける役割をも担っている。【０２９６】
本実施例では、ミラー６１１側から電極基板６２０を眺めた場合、ミラー傾斜角度のドリフトの原因となる誘電体が殆ど露出していないので、絶縁膜６２１，６２３，６２９が帯電したとしても、これらの帯電がミラー６１１とミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂとの間に形成される電界へ影響を及ぼすことはなく、ミラー傾斜角度のドリフトを抑制することができる。また、本実施例では、周辺電極６２８の下層にミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂを設けたので、これらの配線６２４ａ，６２４ｂから放射される電界がミラー６１１とミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂとの間に形成される電界へ影響を及ぼすことはなく、より正確なミラー傾斜角度の制御が可能になる。【０２９７】
周辺電極６２８は、電極基板６２０の上面をほぼ覆い尽くすように形成されることが望ましい。このような構造にすることにより、絶縁膜６２１の露出を限りなく少なくすることができる。
また、層間垂直配線６２６ａ，６２６ｂを設けるために、層間垂直配線６２６ａ，６２６ｂと周辺電極６２８との間に絶縁のための間隙を設ける必要があるので、第２の導電層のレベルにおいては、層間垂直配線６２６ａ，６２６ｂ近傍の箇所で絶縁膜６２１が露出していることになる。しかしながら、層間垂直配線６２６ａ，６２６ｂはミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂの直下に配置されるものであるから、第２の導電層のレベルで絶縁膜６２１が露出していたとしても、この絶縁膜６２１はミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂで覆われることになり、ミラー６１１側から電極基板６２０を眺めたときに絶縁膜６２１が露出することはない。したがって、周辺電極６２８から露出した絶縁膜６２１がミラー傾斜角度のドリフトを誘起することはない。【０２９８】
本実施例のマイクロミラー装置の動作は、図６３で説明したとおりであるので、説明は省略する。
周辺電極６２８には、所定の電位が供給されるが、この所定の電位は、ミラー６１１と同電位であってもよい。周辺電極６２８には、より望ましくは接地電位を供給すればよい。壁電極６０２ｃは、周辺電極６２８と同電位であることが好ましい。そこで、図４６に示すように、壁電極６０２ｃに電圧を供給する壁電極配線６２５は、周辺電極６２８と接続されている。【０２９９】
本実施例のマイクロミラー装置の製造方法は、第４実施例と同様なので、説明は省略する。
こうして、第４実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第４実施例と同様の効果を得ることができる。【０３００】
なお、本実施例では、周辺電極６２８に電圧を供給する周辺電極配線（不図示）を周辺電極６２８と同じ第２の導電層に配置することを想定しているが、周辺電極配線をミラー駆動電極配線６２４ａ，６２４ｂと同じ第３の導電層に配置してもよい。この場合は、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂと同様に、周辺電極配線から層間垂直配線を介して周辺電極６２８に電圧を供給することになる。【０３０１】
［第１４実施例］
次に、本発明の第１４実施例について説明する。図４７は本発明の第１４実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図であり、図４１〜図４６、図６３と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例は、第５実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。図４７は、本実施例のマイクロミラー装置を図４１のＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。【０３０２】
第１３実施例では、図４６に示すように、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂに挟まれた領域で絶縁膜６２９が露出している。この露出している絶縁膜６２９が帯電することによるミラー傾斜角度のドリフトへの影響は少ないが、ミラー６１１側から見て絶縁膜６２９が完全に露出していない構造にした方がより望ましいことは言うまでもない。本実施例は、このように絶縁膜６２９が完全に露出しない構造を実現するものである。【０３０３】
以上のようにして、本実施例では、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂが絶縁膜６２９の端部からせり出した構造を実現することができ、ミラー６１１側から見て絶縁膜６２９が完全に露出していない構造を実現することができる。
なお、第１４実施例のマイクロミラー装置の製造方法は、第５実施例と同様なので、説明は省略する。【０３０４】
［第１５実施例］
次に、本発明の第１５実施例について説明する。図４８は本発明の第１５実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図であり、図４１〜図４７、図６３と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例は、第６実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。図４８は、本実施例のマイクロミラー装置を図４１のＡ−Ａ線で切断したときの断面図である。【０３０５】
図４８において、６０２ｃは壁電極、６０３ａ，６０３ｂはミラー駆動電極、６１１は平面視略矩形のミラー、６１４はミラー基板、６２０は電極基板、６２１，６２２は絶縁膜、６２３は基部、６２４ａ，６２４ｂはミラー駆動電極配線、６２５は壁電極配線、６２６ａ，６２６ｂは層間垂直配線、６３０，６３１は金属膜である。【０３０６】
図６３のようにミラー６１１を多数配置する場合、図４８のミラー基板６１４が存在する箇所には隣接するミラー６１１が配置されるが、ここではマイクロミラー装置の構成を理解し易くするためにミラー基板６１４を配置している。
電極基板側の構成は、下部電極６２７がない点を除けば、図４２に示した第１２実施例のマイクロミラー装置と同じなので、説明は省略する。【０３０７】
ミラー基板６１４は、ミラーアレイ領域が開口する枠部（不図示）を備え、枠部が支持構造体の上に接続している。また、ミラー基板の枠部の内側には、一端が枠部に固定された可動梁（図４１の６１３ａ，６１３ｂ）を備えている。また、可動梁６１３ａと６１３ｂの間には、屈曲可能な一対の連結部（図４１の６１２ａ，６１２ｂ）により連結されてミラー６１１が配置されている。枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１は、例えば、単結晶シリコンで一体形成されている。可動梁６１３ａ，６１３ｂおよび連結部６１２ａ，６１２ｂの構成は、図６３に示した従来のマイクロミラー装置と同じなので、詳細な説明は省略する。【０３０８】
本実施例におけるマイクロミラー装置においては、ミラー６１１の両面に、互いに同じ形状とされた金属膜６３０および金属膜６３１が形成されている。金属膜６３０，６３１は、例えば、アルミニウムやＡｕなどの金属から構成された膜である。本マイクロミラー装置が対象とする光が赤外線の場合、赤外線の反射率から考慮すると、Ａｕを用いた方がよい。また、対象とする光が、例えば可視域の場合、アルミニウムであってもよい。【０３０９】
本実施例において、金属膜６３０は、ミラー６１１における反射面となる。また、金属膜６３１は、金属膜６３０を形成したことによるミラー６１１の反りを抑制するために形成されている。【０３１０】
加えて、金属膜６３０および金属膜６３１は、ミラー６１１より小さい相似形に形成され、ミラー６１１と同心、すなわちミラー６１１と中心位置が一致するように配置されている。例えば、金属膜６３０および金属膜６３１は、ミラー６１１と相似形で、ミラー６１１よりも小さい平面視略矩形に形成されている。このため、ミラー６１１は、周縁部に金属膜が形成されていない領域を備える状態となっている。【０３１１】
このように構成した本実施例におけるマイクロミラー装置によれば、ミラー６１１の端部とミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂとが接触した場合、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂと金属膜６３１とが接触することがない。例えば、一対の連結部６１２ａ，６１２ｂを通る回動軸を軸とした回転により、ミラー駆動電極６０３ａ側の部分のミラー６１１の端部がミラー駆動電極６０３ａに接触しても、金属膜６３１がミラー駆動電極６０３ａに接触することがない。このため、表面に駆動電極と同じ金属の膜が形成されたミラーおよび駆動電極において、制御不能になり、衝突前に印加電圧をゼロにしてミラーと駆動電極とを同電位にして衝突させた場合に、固着が防止できるようになる。【０３１２】
第６実施例と同様に、金属膜６３０および金属膜６３１は、例えば、収束イオンビームデポジション法により、ミラー６１１上に選択的に金属材料を堆積することで形成すればよい。例えば、通信用に用いる場合、用いる信号光（赤外線）の反射率を大きくするために、金属材料としてＡｕを用いればよい。なお、Ａｕを用いる場合、シリコンとの密着性を向上させるために、チタンやクロムなどの密着性向上層を利用してもよい。【０３１３】
また、ステンシルマスクを用いた蒸着法により、所望とする領域に金属を堆積して金属膜６３０，６３１を形成してもよい。また、いわゆるリフトオフ法により選択的に金属膜を形成することで、金属膜６３０，６３１を形成することもできる。リフトオフ法の場合、レジストパターンの形成が先となり、レジストパターンを形成した後に金属膜の形成をする。この後、レジストパターンを除去してレジストパターン上の金属膜を除去し、所望とする領域に金属膜を残すことで、金属膜６３０，６３１が形成できる。また、金属膜を形成してから、レジストパターンを用いて選択エッチングを行い、金属膜６３０，６３１が形成されるようにしてもよい。【０３１４】
なお、形成される金属膜の応力などを考慮し、ミラー６１１の両面に同じ厚さの金属膜を同一の製造方法を用いて形成し、両面に形成される金属膜の応力が釣り合った状態を実現し、ミラー６１１の変形を抑制することが望ましい。【０３１５】
ところで、上述したように、ミラー６１１の内側の領域に限定して金属膜６３０および金属膜６３１を形成するため、例えば、連結部には、金属膜が形成されることがない。連結部は、ミラー６１１の回動にともない、大きく変形する微細な構造体である。このような連結部に、金属膜が付着していると、ミラー駆動電極６０３ａ，６０３ｂなどに電圧を印加してミラー６１１の傾斜角度を一定にするように制御していても、時間の経過とともに連結部の状態が変化し、ミラー６１１の角度が変化する場合がある。これに対し、本実施例によれば、上述したように、ミラー６１１以外の領域には金属膜が形成されることが抑制され、連結部に金属が付着することが防がれる。この結果、上述したような連結部における経時的な変化が抑制され、ミラー６１１の位置制御が正確に行えるようになる。【０３１６】
本実施例のマイクロミラー装置の動作は、図６３で説明したとおりであるので、説明は省略する。
こうして、第６実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第６実施例と同様の効果を得ることができる。【０３１７】
［第１６実施例］
次に、本発明の第１６実施例について説明する。本実施例は、第８実施例の製造方法を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。マイクロミラー装置の構成は、下部電極６２７がない点を除けば、図４１〜図４５に示した第１２実施例のマイクロミラー装置と同様なので、図４１〜図４５、図６３の符号を用いて説明する。【０３１８】
まず、ミラー基板６１４の製造方法について説明する。ミラー基板６１４は、ＳＯＩの基板を利用して作製する。ＳＯＩ基板をスターティング基板として、公知のリソグラフィ技術を使用してＳＯＩ層に枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１を形成する。【０３１９】
このミラー基板６１４の製造工程においては、最初にスピンコーティング法を使用してＳＯＩ層面上に感光性レジストを所望の膜厚で塗布する。パターンに応じた形状の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ＳＯＩ基板上にレジストのパターンを形成できた。【０３２０】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いてＳＯＩ層に枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１などを形成する。その際に、エッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０３２１】
その後、ベース基板（シリコン基部）を加工する。まず、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布する。この有機膜としては、感光性レジストを使用しても良いし、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている膜を利用しても良い。この有機膜は最終的に除去しなければならないので、剥離性、除去性に富んだ膜を利用することが望ましい。ただし、この保護膜がついている状態で裏面の加工にレジストを使用するので、その際に問題を発生させない材料を選択することが必須となる。【０３２２】
ＳＯＩ面に有機膜を形成した後に、ＳＯＩ面と反対側のベース基板裏面に感光性レジストを塗布する。感光性レジストを塗布する場合には、ＳＯＩ面側が塗布装置の試料台に接触することになるが、有機膜が堆積されているので、ＳＯＩ面に形成した構造が破損することはない。感光性レジストを塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ベース基板上にレジストのパターンを形成できた。【０３２３】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー６１１等を形成した部分の裏側の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。その際に、シリコン酸化膜などのエッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０３２４】
図４９Ａ〜図４９Ｄ、図５０Ａ〜図５０Ｄは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なベース基板をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図４９Ａに示すように、ＳＯＩ層には、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および図示しない枠部が形成されている。また、枠状部材６４０は、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および枠部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）６４１をエッチング除去することにより形成される。６４３はＳＯＩ面側に形成された保護用の有機膜である。【０３２５】
次に、図４９Ｂに示すように、レジスト６４４を再度塗布する。ここでは、シリコン基部６４１を掘り込んだ中にレジスト６４４を塗布したいので、レジスト６４４の膜厚をシリコン基部６４１の厚さよりも厚く塗布できるようにするか、あるいは近年利用され始めているスプレー式レジスト塗布装置を利用してレジスト６４４を塗布する。図４９Ｂの例では、従来方式でレジスト６４４を厚く塗布した。【０３２６】
続いて、感光性のレジスト６４４を塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、レジスト６４４を塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。レジスト６４４の感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、レジスト６４４を塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジスト６４４を現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジスト６４４を硬化させる。ここまでで、ベース基板裏面にレジストパターン６４５を形成できた（図４９Ｃ）。図４９Ｃに示すように、このレジストパターン６４５は、ミラー６１１と対向する領域が開口領域となっている。なお、単層レジストを用いたパターン形成技術ではなく、多層レジストを用いたパターン形成技術を利用して、より垂直で良好なパターンを形成することも可能である。【０３２７】
次に、レジストパターン６４５をマスクにしてシリコン酸化膜からなるＢＯＸ層６４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする。フッ酸系溶液でエッチングすると、等方的なエッチングとなるので、レジストパターン６４５の端部の下に存在するＢＯＸ層６４２も、ＢＯＸ層６４２の垂直方向の厚さと同じ程度だけ横方向にエッチングされる。したがって、レジストパターン６４５の端部から横方向へとＢＯＸ層６４２のエッチングか進行して、図４９Ｄに示すように、レジストパターン６４５がＢＯＸ層６４２から突き出た形状を作製することができる。このＢＯＸ層６４２の厚さは、ミラー表面に堆積したい金属膜よりも厚いことが望ましい。赤外線を反射させるために必要な金属膜の厚さは５０ｎｍ以上できれば１００ｎｍ以上を実現したいので、余裕を大きくとってＢＯＸ層６４２の厚さは１μｍ以上であることが望ましい。なお、ＢＯＸ層６４２の厚さ以上に横方向にエッチングを進行させたい場合には、オーバーエッチングでエッチング量を制御することができる。【０３２８】
ＢＯＸ層６４２をエッチングした後に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜６４６を堆積させる（図５０Ａ）。ミラー６１１はシリコンで形成されているので、金を直接的に堆積させるか、あるいは金とシリコンの密着力を向上させるために下地金属としてチタンあるいはクロムなどの金属を堆積させた後に金を堆積させる。異なる金属膜を堆積させる場合は、ウエハを真空装置内から取り出すことなく連続的に堆積させることが望ましい。【０３２９】
金属膜６４６を堆積させた後に、レジストパターン６４５に付着した金属膜６４６と共にレジストパターン６４５を剥離する（図５０Ｂ）。ここでは、Ｎメチルピロドジンなどのレジスト剥離材を使用してレジストパターン６４５を剥離する。当然ながら使用するレジストによって剥離材の種類は自由に選択できる。また、レジストを厚く塗布した場合には、厚いレジストの応力で剥離が容易にできる。【０３３０】
次に、レジストパターン６４５を剥離した後に露出するＢＯＸ層６４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする（図５０Ｃ）。これにより、ミラー６１１の所望の領域に金属膜６４６を局所的に堆積させることができた。【０３３１】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜６４３をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図５０Ｄ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜６４３をエッチング除去する。なお、ダイシングの際に基板の両面に保護膜をつけておくと、連結部６１２ａ，６１２ｂなどの構造体の破損を防止することができる。ウエハ上にチップを１個だけ形成する場合よりも、ウエハ上に複数のチップを形成する場合の方が一般的である。こうして、回動可能なミラー６１１を備えるミラー基板６１４が作製される。【０３３２】
電極基板側の製造方法は、第８実施例と同様なので、説明は省略する。以上のようにして、第８実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第８実施例と同様の効果を得ることができる。【０３３３】
［第１７実施例］
次に、本発明の第１７実施例について説明する。本実施例は、第９実施例の製造方法を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。本実施例においてもマイクロミラー装置の構成は第１６実施例と同様である。
以下、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。まず、ミラー基板６１４の製造方法について説明する。ＳＯＩ層に枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１を形成する工程までは第１６実施例と同じである。【０３３４】
枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１を形成した後に、マスクに使用した感光性レジストを除去し、清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。
次に、ＳＯＩ面側に再度レジストを塗布する。そして、金属を堆積したいミラー６１１の表面のみレジストが除去されるように、公知のリソグラフィ技術を利用してレジストパターンを形成する。そして、例えば金などからなる金属膜を堆積させた後、レジストを不要な金属と共に剥離除去する。そして、表面が清浄になるように洗浄する。【０３３５】
その後、ベース基板（シリコン基部）を加工する。まず、第１６実施例と同様に、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布した後、シリコン基部をエッチング除去するためのレジストパターンを形成する。
次に、形成したレジストパターンをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー６１１等を形成した部分の裏側の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０３３６】
図５１Ａ〜図５１Ｄ、図５２Ａ〜図５２Ｄは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なベース基板をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図５１Ａに示すように、ＳＯＩ層には、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および図示しない枠部が形成されている。また、枠状部材６４０は、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および枠部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）６４１をエッチング除去することにより形成される。６４３はＳＯＩ面側に形成された保護用の有機膜、６４７はミラー６１１の表面に形成された金属膜である。【０３３７】
次に、図５１Ｂに示すように、レジスト６４４を再度塗布し、公知のリソグラフィ技術を使用して、ベース基板裏面にレジストパターン６４５を形成する（図５１Ｃ）。次に、レジストパターン６４５をマスクにしてシリコン酸化膜からなるＢＯＸ層６４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする。第１６実施例と同様に、ミラー６１１上のＢＯＸ層６４２のエッチングが完了した後に、多少のオーバーエッチングをする（図５１Ｄ）。【０３３８】
ＢＯＸ層６４２をエッチングした後に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜６４６を堆積させる（図５２Ａ）。金属膜６４６を堆積させた後に、レジストパターン６４５に付着した金属膜６４６と共にレジストパターン６４５を剥離する（図５２Ｂ）。次に、レジストパターン６４５を剥離した後に露出するＢＯＸ層６４２を希フッ酸などのフッ酸系溶液でエッチングする（図５２Ｃ）。これにより、ミラー６１１の所望の領域に金属膜６４６を局所的に堆積させることができた。【０３３９】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜６４３をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図５２Ｄ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜６４３をエッチング除去する。以上のようにして、回動可能なミラー６１１を備えるミラー基板６１４が作製される。【０３４０】
以上のようにして、第９実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第９実施例と同様の効果を得ることができる。【０３４１】
［第１８実施例］
次に、本発明の第１８実施例について説明する。本実施例は、第１０実施例の製造方法を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。マイクロミラー装置の構成は、下部電極６２７がない点を除けば、図４１〜図４５に示した第１２実施例のマイクロミラー装置と同様なので、図４１〜図４５、図６３の符号を用いて説明する。【０３４２】
まず、ミラー基板６１４の製造方法について説明する。ミラー基板６１４は、ＳＯＩの基板を利用して作製する。ＳＯＩ基板をスターティング基板として、公知のリソグラフィ技術を使用してＳＯＩ層に枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１を形成する。【０３４３】
このミラー基板６１４の製造工程においては、最初にスピンコーティング法を使用してＳＯＩ層面上に感光性レジストを所望の膜厚で塗布する。パターンに応じた形状の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ＳＯＩ基板上にレジストのパターンを形成できた。【０３４４】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いてＳＯＩ層に枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１などを形成する。その際に、エッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０３４５】
その後、ベース基板（シリコン基部）を加工する。まず、ＳＯＩ面側に保護用の有機膜を塗布する。この有機膜としては、感光性レジストを使用しても良いし、ポリイミドなどの加工性が明らかとなっている膜を利用しても良い。この有機膜は最終的に除去しなければならないので、剥離性、除去性に富んだ膜を利用することが望ましい。ただし、この保護膜がついている状態で裏面の加工にレジストを使用するので、その際に問題を発生させない材料を選択することが必須となる。【０３４６】
ＳＯＩ面に有機膜を形成した後に、ＳＯＩ面と反対側のベース基板裏面に感光性レジストを塗布する。感光性レジストを塗布する場合には、ＳＯＩ面側が塗布装置の試料台に接触することになるが、有機膜が堆積されているので、ＳＯＩ面に形成した構造が破損することはない。感光性レジストを塗布した後に、所望のパターンに応じた形伏の遮光体を有するレチクル（マスク）を、感光性レジストを塗布した基板に位置合わせ、特にＳＯＩ面の構造体との位置合わせをして保持する。感光性レジストの感光波長の光をレチクルに照射して、その遮光体の影を、感光性レジストを塗布したウエハ上で結像させる。そして、所望のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。潜像が焼き付けられた状態のレジストを現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジストを硬化させる。ここまでで、ベース基板上にレジストのパターンを形成できた。【０３４７】
次に、形成したレジストをマスクにして、シリコンの深堀加工技術であるＤＲＩＥエッチング技術を用いて、ＳＯＩ層にミラー６１１等を形成した部分の裏側の不要なベース基板のシリコンをエッチング除去する。その際に、シリコン酸化膜などのエッチング中間膜を利用しても良いし、レジストをエッチングマスクとして直接的にシリコンを加工してもよい。シリコンのエッチング後にマスクに使用した感光性レジストを除去する。
続いて、シリコン酸化膜からなるＢＯＸ層を希フッ酸などのフッ酸系溶液を使用してエッチング除去する。シリコン酸化膜の除去後は清浄なシリコン面を露出させるために洗浄する。【０３４８】
図５３Ａ〜図５３Ｄ、図５４Ａ〜図５４Ｃは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なベース基板とＢＯＸ層をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図５３Ａに示すように、ＳＯＩ層には、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および図示しない枠部が形成されている。また、枠状部材６４０は、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および枠部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）６４１とＢＯＸ層６４２をエッチング除去することにより形成される。６４３０はＳＯＩ面側に形成された保護用の有機膜である。【０３４９】
次に、図５３Ｂに示すように、スプレー式レジスト塗布装置を利用してネガ型レジスト６４４０を塗布する。このレジスト６４４０の膜厚は、シリコン基部６４１よりも薄く、かつ後に堆積する金属膜よりも厚くする必要がある。金属膜として金を用いる場合には，５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚の金を堆積させるので、レジスト６４４０の厚さは５００ｎｍ以上あったほうがよい。最適な条件は、形成したレジストパターンの形状と金の堆積方法によって異なるが、剥離除去する場合に金属膜にバリなどを発生させない程度に、逆テーパ形状で、かつ金属膜よりも数割程度厚いレジストパターンが形成できればよい。【０３５０】
続いて、有機膜６４３０を塗布した面から感光性のネガ型レジスト６４４０を露光する（図５３Ｃ）。図５３Ｃにおける６４５０は露光された箇所を示している。ＳＯＩ層には、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および枠部等の構造体が形成されていて、充分な厚さのシリコンが光を遮断するので、これらの構造体の隙間から漏れた光がネガ型レジスト６４４０を露光することになる。ここで、構造体の隙間とは、具体的には、連結部６１２ａ，６１２ｂとミラー６１１との間、連結部６１２ａ，６１２ｂと可動梁６１３ａ，６１３ｂとの間を指している。現像後に所望の形状のパターンが所望の寸法で得られるように、光を照射する時間を決定した後に照射する。露光量を多くすれば、構造体のエッジでの回折などによってレジスト６４４０は広い領域が露光されることになる。【０３５１】
連結部６１２ａ，６１２ｂはシリコンからなるため、その上部に存在するレジスト６４４０は露光されないはずであるが、連結部６１２ａ，６１２ｂは細線状の構造であるため、連結部６１２ａ，６１２ｂの上部に存在するレジスト６４４０は、構造体の隙間からの光によって露光される。【０３５２】
潜像が焼き付けられた状態のレジスト６４４０を現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジスト６４４０を硬化させる。ここまでで、ベース基板裏面に、ＳＯＩ層から離れるほど広くなる逆テーパ形状のレジストパターン６４６０を形成できた（図５３Ｄ）。レジストパターン６４６０が逆テーパ形状になる理由は、構造体の隙間から漏れた光が広がってレジスト６４４０に照射されるためである。図５３Ｄに示すように、このレジストパターン６４６０は、可動梁６１３ａ，６１３ｂおよびミラー６１１と対向する領域が開口領域となっている。上記のとおり、構造体の隙間からの光によって連結部６１２ａ，６１２ｂの上部のレジスト６４４０が露光されるため、連結部６１２ａ，６１２ｂの上部にはレジストパターン６４６０が形成される。このため、後述する金属膜の堆積工程において、連結部６１２ａ，６１２ｂに金属膜が堆積されることはないので、ミラー６１１の傾斜角度のドリフトを抑制することができる。【０３５３】
次に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜６４７０を堆積させる（図５４Ａ）。可動梁６１３ａ，６１３ｂおよびミラー６１１はシリコンで形成されているので、金を直接的に堆積させるか、あるいは金とシリコンの密着力を向上させるために下地金属としてチタンあるいはクロムなどの金属を堆積させた後に金を堆積させる。異なる金属膜を堆積させる場合は、ウエハを真空装置内から取り出すことなく連続的に堆積させることが望ましい。【０３５４】
金属膜６４７０を堆積させた後に、レジストパターン６４６０に付着した金属膜６４７０と共にレジストパターン６４６０を剥離する（図５４Ｂ）。ここでは、Ｎメチルピロドジンなどのレジスト剥離材を使用してレジストパターン６４６０を剥離する。当然ながら使用するレジストによって剥離材の種類は自由に選択できる。また、レジストを厚く塗布した場合には、厚いレジストの応力で剥離が容易にできる。レジストパターン６４６０の剥離後は清浄面を得るために洗浄する。【０３５５】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜６４３０をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図５４Ｃ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜６４３０をエッチング除去する。ウエハ上にチップを１個だけ形成する場合よりも、ウエハ上に複数のチップを形成する場合の方が一般的である。以上のようにして、回動可能なミラー６１１を備えるミラー基板６１４が作製される。【０３５６】
電極基板側の製造方法は、第１０実施例と同様なので、説明は省略する。以上のようにして、第１０実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第１０実施例と同様の効果を得ることができる。【０３５７】
［第１９実施例］
次に、本発明の第１９実施例について説明する。本実施例は、第１１実施例の製造方法を図６３に示したマイクロミラー装置に適用したものである。本実施例においてもマイクロミラー装置の構成は第１８実施例と同様である。
以下、本実施例に係るマイクロミラー装置の製造方法について説明する。まず、ミラー基板６１４の製造方法について説明する。ＳＯＩ層に枠部、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、およびミラー６１１を形成し、ＳＯＩ層にミラー６１１等を形成した部分の裏側の不要なシリコン基部６４１およびＢＯＸ層６４２をエッチング除去する工程までは第１８実施例と同じである。【０３５８】
図５５Ａ〜図５５Ｄ、図５６Ａ〜図５６Ｄは本実施例においてミラー表面に金属膜を堆積させる工程を示す断面図であり、不要なシリコン基部６４１およびＢＯＸ層６４２をエッチング除去して洗浄した後の工程を示す断面図である。
図５５Ａに示すように、ＳＯＩ層には、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および図示しない枠部が形成されている。また、枠状部材６４０は、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および枠部等を形成した部分の裏側の不要なベース基板（シリコン基部）６４１とＢＯＸ層６４２をエッチング除去することにより形成される。【０３５９】
次に、第１８実施例と同様に、スプレー式レジスト塗布装置を利用してネガ型レジスト６４４０を塗布する（図５５Ｂ）。
続いて、有機膜６４３０を塗布した面から感光性のネガ型レジスト６４４０を露光する（図５５Ｃ）。図５５Ｃにおける６４５０は露光された箇所を示している。第１８実施例で説明したとおり、ＳＯＩ層には、可動梁６１３ａ，６１３ｂ、連結部６１２ａ，６１２ｂ、ミラー６１１、および枠部等の構造体が形成されていて、充分な厚さのシリコンが光を遮断するので、これらの構造体の隙間から漏れた光がネガ型レジスト６４４０を露光する。また、連結部６１２ａ，６１２ｂは細線状の構造であるため、連結部６１２ａ，６１２ｂの上部に存在するレジスト６４４０は、構造体の隙間からの光によって露光される。【０３６０】
この露光の後に、レジスト６４４０を塗布した面にマスクを形成せずに、レジスト６４４０の上方から全面を露光する（図５５Ｄ）。この際の露光量は、露光・現像後にレジストパターンが得られる最小の臨界露光量Ｄ0の１／１０から１／２程度の露光量とする。図５５Ｃの工程で有機膜６４３０側から照射されてレジスト６４４０が得た露光量と、図５５Ｄの工程で上方から照射されたときにレジスト６４４０が得た露光量との合計が、前記臨界露光量Ｄ0を超えた領域だけレジストパターンとして得られることになり、そのレジストパターンの形状は断面がＴ字状のＴトップ形状になる。このような形状のレジストパターンは逆テーパ状のレジストパターンと同様にリフトオフプロセスで必要とされるパターン形状を有する。露光量は、現像後に所望の形状のパターンが所望の寸法で得られるようそれぞれの条件を決定する。なお、図５５Ｄの工程は、図５５Ｃの工程の前に行ってもよい。【０３６１】
潜像が焼き付けられた状態のレジスト６４４０を現像液に浸し、所望のパターンが所望の寸法で形成できるように、現像液にレジスト付きウエハを浸す時間を決定し、その決定した時間の間だけ、ウエハを現像液に浸す。その後ウエハ全体を乾燥させてレジスト６４４０を硬化させる。ここまでで、ベース基板裏面にＴトップ形状のレジストパターン２４８０を形成できた（図５６Ａ）。図５６Ａに示すように、このレジストパターン２４８０は、可動梁６１３ａ，６１３ｂおよびミラー６１１と対向する領域が開口領域となっている。第１８実施例と同様に、連結部６１２ａ，６１２ｂの上部にはレジストパターン２４８０が形成されるので、金属膜の堆積工程において、連結部６１２ａ，６１２ｂに金属膜が堆積されることはない。【０３６２】
次に、スパッタ法あるいは蒸着法により金等からなる金属膜６４７０を堆積させる（図５６Ｂ）。金属膜６４７０を堆積させた後に、レジストパターン２４８０に付着した金属膜６４７０と共にレジストパターン２４８０を剥離する（図５６Ｃ）。レジストパターン２４８０の剥離後は清浄面を得るために洗浄する。【０３６３】
最後に、ミラー構造などを保護していた有機膜６４３０をエッチング除去して、回動可能な構造体を形成する（図５６Ｄ）。ウエハ上に複数のチップが形成されている場合には、ダイシングと呼ばれる、ウエハを切断してチップごとに切り離す工程を経た後に、有機膜６４３０をエッチング除去する。以上のようにして、回動可能なミラー６１１を備えるミラー基板６１４が作製される。【０３６４】
以上のようにして、第１１実施例の構成を図６３に示したマイクロミラー装置に適用することができ、第１１実施例と同様の効果を得ることができる。【０３６５】
［第２０実施例］
次に、本発明の第２０実施例について説明する。本実施例は、第１実施例と第７実施例を組み合わせたものである。図５７は本発明の第２０実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。図５７において、１３１０，１３２０はミラー２３０の両面に形成された金属膜である。本実施例の構成は、第１実施例、第７実施例で説明したとおりであるので、説明は省略する。なお、第７実施例を第２実施例、第３実施例と組み合わせてもよいことは言うまでもない。【０３６６】
［第２１実施例］
次に、本発明の第２１実施例について説明する。本実施例は、第４実施例と第７実施例を組み合わせたものである。図５８は本発明の第２１実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。本実施例の構成は、第４実施例、第７実施例で説明したとおりであるので、説明は省略する。なお、第７実施例を第５実施例と組み合わせてもよいことは言うまでもない。【０３６７】
［第２２実施例］
次に、本発明の第２２実施例について説明する。本実施例は、第１２実施例と第１５実施例を組み合わせたものである。図５９は本発明の第２２実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。本実施例の構成は、第１２実施例、第１５実施例で説明したとおりであるので、説明は省略する。【０３６８】
［第２３実施例］
次に、本発明の第２３実施例について説明する。本実施例は、第１３実施例と第１５実施例を組み合わせたものである。図６０は本発明の第２３実施例に係るマイクロミラー装置の構成を示す断面図である。本実施例の構成は、第１３実施例、第１５実施例で説明したとおりであるので、説明は省略する。なお、第１５実施例を第１４実施例と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０３６９】
本発明は、マイクロミラー装置などの静電駆動型のＭＥＭＳデバイスに適用することができる。
【図１】
2009107835.tif 000003
【図２】
2009107835.tif 000004
【図３】
2009107835.tif 000005
【図４】
2009107835.tif 000006
【図５】
2009107835.tif 000007
【図６】
2009107835.tif 000008
【図７】
2009107835.tif 000009
【図８】
2009107835.tif 000010
【図９】
2009107835.tif 000011
【図１０】
2009107835.tif 000012
【図１１】
2009107835.tif 000013
【図１２】
2009107835.tif 000014
【図１３】
2009107835.tif 000015
【図１４】
2009107835.tif 000016
【図１５】
2009107835.tif 000017
【図１６】
2009107835.tif 000018
【図１７】
2009107835.tif 000019
【図１８】
2009107835.tif 000020
【図１９】
2009107835.tif 000021
【図２０】
2009107835.tif 000022
【図２１】
2009107835.tif 000023
【図２２】
2009107835.tif 000024
【図２３】
2009107835.tif 000025
【図２４】
2009107835.tif 000026
【図２５】
2009107835.tif 000027
【図２６】
2009107835.tif 000028
【図２７Ａ】
2009107835.tif 000029
【図２７Ｂ】
2009107835.tif 000030
【図２７Ｃ】
2009107835.tif 000031
【図２７Ｄ】
2009107835.tif 000032
【図２８Ａ】
2009107835.tif 000033
【図２８Ｂ】
2009107835.tif 000034
【図２８Ｃ】
2009107835.tif 000035
【図２８Ｄ】
2009107835.tif 000036
【図２９Ａ】
2009107835.tif 000037
【図２９Ｂ】
2009107835.tif 000038
【図２９Ｃ】
2009107835.tif 000039
【図２９Ｄ】
2009107835.tif 000040
【図２９Ｅ】
2009107835.tif 000041
【図２９Ｆ】
2009107835.tif 000042
【図２９Ｇ】
2009107835.tif 000043
【図３０Ａ】
2009107835.tif 000044
【図３０Ｂ】
2009107835.tif 000045
【図３０Ｃ】
2009107835.tif 000046
【図３０Ｄ】
2009107835.tif 000047
【図３０Ｅ】
2009107835.tif 000048
【図３０Ｆ】
2009107835.tif 000049
【図３１Ａ】
2009107835.tif 000050
【図３１Ｂ】
2009107835.tif 000051
【図３２Ａ】
2009107835.tif 000052
【図３２Ｂ】
2009107835.tif 000053
【図３２Ｃ】
2009107835.tif 000054
【図３２Ｄ】
2009107835.tif 000055
【図３３Ａ】
2009107835.tif 000056
【図３３Ｂ】
2009107835.tif 000057
【図３３Ｃ】
2009107835.tif 000058
【図３３Ｄ】
2009107835.tif 000059
【図３４】
2009107835.tif 000060
【図３５Ａ】
2009107835.tif 000061
【図３５Ｂ】
2009107835.tif 000062
【図３５Ｃ】
2009107835.tif 000063
【図３５Ｄ】
2009107835.tif 000064
【図３６Ａ】
2009107835.tif 000065
【図３６Ｂ】
2009107835.tif 000066
【図３６Ｃ】
2009107835.tif 000067
【図３７Ａ】
2009107835.tif 000068
【図３７Ｂ】
2009107835.tif 000069
【図３７Ｃ】
2009107835.tif 000070
【図３７Ｄ】
2009107835.tif 000071
【図３７Ｅ】
2009107835.tif 000072
【図３７Ｆ】
2009107835.tif 000073
【図３７Ｇ】
2009107835.tif 000074
【図３８Ａ】
2009107835.tif 000075
【図３８Ｂ】
2009107835.tif 000076
【図３８Ｃ】
2009107835.tif 000077
【図３８Ｄ】
2009107835.tif 000078
【図３８Ｅ】
2009107835.tif 000079
【図３８Ｆ】
2009107835.tif 000080
【図３９Ａ】
2009107835.tif 000081
【図３９Ｂ】
2009107835.tif 000082
【図３９Ｃ】
2009107835.tif 000083
【図３９Ｄ】
2009107835.tif 000084
【図４０Ａ】
2009107835.tif 000085
【図４０Ｂ】
2009107835.tif 000086
【図４０Ｃ】
2009107835.tif 000087
【図４０Ｄ】
2009107835.tif 000088
【図４１】
2009107835.tif 000089
【図４２】
2009107835.tif 000090
【図４３】
2009107835.tif 000091
【図４４】
2009107835.tif 000092
【図４５】
2009107835.tif 000093
【図４６】
2009107835.tif 000094
【図４７】
2009107835.tif 000095
【図４８】
2009107835.tif 000096
【図４９Ａ】
2009107835.tif 000097
【図４９Ｂ】
2009107835.tif 000098
【図４９Ｃ】
2009107835.tif 000099
【図４９Ｄ】
2009107835.tif 000100
【図５０Ａ】
2009107835.tif 000101
【図５０Ｂ】
2009107835.tif 000102
【図５０Ｃ】
2009107835.tif 000103
【図５０Ｄ】
2009107835.tif 000104
【図５１Ａ】
2009107835.tif 000105
【図５１Ｂ】
2009107835.tif 000106
【図５１Ｃ】
2009107835.tif 000107
【図５１Ｄ】
2009107835.tif 000108
【図５２Ａ】
2009107835.tif 000109
【図５２Ｂ】
2009107835.tif 000110
【図５２Ｃ】
2009107835.tif 000111
【図５２Ｄ】
2009107835.tif 000112
【図５３Ａ】
2009107835.tif 000113
【図５３Ｂ】
2009107835.tif 000114
【図５３Ｃ】
2009107835.tif 000115
【図５３Ｄ】
2009107835.tif 000116
【図５４Ａ】
2009107835.tif 000117
【図５４Ｂ】
2009107835.tif 000118
【図５４Ｃ】
2009107835.tif 000119
【図５５Ａ】
2009107835.tif 000120
【図５５Ｂ】
2009107835.tif 000121
【図５５Ｃ】
2009107835.tif 000122
【図５５Ｄ】
2009107835.tif 000123
【図５６Ａ】
2009107835.tif 000124
【図５６Ｂ】
2009107835.tif 000125
【図５６Ｃ】
2009107835.tif 000126
【図５６Ｄ】
2009107835.tif 000127
【図５７】
2009107835.tif 000128
【図５８】
2009107835.tif 000129
【図５９】
2009107835.tif 000130
【図６０】
2009107835.tif 000131
【図６１】
2009107835.tif 000132
【図６２】
2009107835.tif 000133
【図６３】
2009107835.tif 000134
【国際調査報告】
2009107835.tif 000135
2009107835.tif 000136
2009107835.tif 000137
2009107835.tif 000138
2009107835.tif 000139
2009107835.tif 000140
2009107835.tif 000141