(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１構造体と第２構造体とを有する光走査装置であって、
前記第１構造体は、
支持本体、および、前記支持本体に接続され、前記支持本体の外周部からさらに外側に向かって延在する平板部を含む支持体と、
前記平板部に接続された梁と、
前記平板部に、前記梁を介して回転可能に接続された駆動体と、
前記駆動体に接続され、前記支持本体の厚さに相当する高さを有する第１柱状体と、
前記梁を軸として前記駆動体を回転させる駆動部と
を備え、
前記第２構造体は、
前記支持体と対向するように配置された反射体と、
前記反射体に接続されるとともに、前記第１柱状体に接続された第２柱状体と
を備え、
前記梁は、前記支持体における、前記第２構造体が配置されている側とは反対側の部分に配置された、光走査装置。
【請求項２】
前記平板部の厚さは前記支持本体の厚さよりも薄い、請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記平板部、前記梁および前記駆動体は、同じ層から形成された、請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記駆動部は、
前記駆動体に配置されたコイルと、
前記コイルと電気的に接続された電極パッドと、
前記コイルを流れる電流の向きと交差する方向の磁力線を有する磁石と
を含み、
前記電流と前記磁力線との作用によって発生するローレンツ力によって、前記駆動体を回転させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記電極パッドは、前記支持体において、前記第２構造体が位置する側とは反対の側に配置された、請求項４記載の光走査装置。
【請求項６】
他の電極パッドが配置されたパッケージを備え、
前記電極パッドが前記他の電極パッドに接合された、請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
前記駆動部は、
前記支持体に設けられた第１櫛歯電極と、
前記駆動体に設けられ、前記第１櫛歯電極と交互に噛み合うように配置された第２櫛歯電極と
を含み、
前記第１櫛歯電極と前記第２櫛歯電極とにそれぞれ電圧を印加し、前記第１櫛歯電極と前記第２櫛歯電極との間に発生する静電力によって、前記駆動体を回転させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１柱状体は第１リブ構造とされ、
前記第２柱状体は第２リブ構造とされた、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記反射体は、前記第１構造体が位置する側とは反対の側に反射面を有し、
前記反射面における、前記梁が延在する方向と交差する第１方向の第１長さは、前記支持本体における前記第１方向の第２長さよりも長い、請求項１記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記平板部は半導体層を含み、
前記支持本体は、前記半導体層に接触する絶縁膜を含む、請求項１記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記第１構造体は、
第１半導体層、第１絶縁膜および第２半導体層が積層された第１ＳＯＩ基板と、
前記第２半導体層に接するように形成された第２絶縁膜と
によって形成されており、
前記支持体は、前記第１半導体層、前記第１絶縁膜、前記第２半導体層および前記第２絶縁膜のそれぞれの一部分から形成され、
前記第１柱状体は、前記第１半導体層および前記第１絶縁膜のそれぞれの他の部分から形成され、
前記第２構造体は、
第３半導体層、第３絶縁膜および第４半導体層が積層された第２ＳＯＩ基板と、
前記第４半導体層に接するように形成された第４絶縁膜と
によって形成されており、
前記反射体は、前記第４半導体層および前記第４絶縁膜のそれぞれの一部分から形成され、
前記第２柱状体は、前記第３半導体層および前記第３絶縁膜のそれぞれの一部分から形成された、請求項１記載の光走査装置。
【請求項１２】
第１構造体と第２構造体と有する光走査装置の製造方法であって、
前記第１構造体を形成する工程は、
第１半導体層、第１絶縁膜、第２半導体層および第２絶縁膜が順次積層された第１基板を用意する工程と、
前記第１基板における前記第２絶縁膜の側に駆動部を形成する工程と、
前記第２絶縁膜および前記第２半導体層を加工し、前記第２絶縁膜および前記第２半導体層のそれぞれの部分によって、前記駆動部によって駆動する駆動体、平板部、および、前記駆動体と前記平板部とを接続する梁をそれぞれ形成する工程と、
前記第１半導体層および前記第１絶縁膜を加工し、前記第１絶縁膜および前記第１半導体層のそれぞれの部分によって、前記平板部に接続される支持本体を含む支持体、および、前記駆動体に接続される第１柱状体をそれぞれ形成する工程と
を備え、
前記平板部に接続される前記支持本体を形成する工程では、前記支持本体は、前記支持本体の外周部からさらに外側に向かって前記平板部が延在する態様で形成され、
前記第１柱状体を形成する工程では、前記第１柱状体は、前記支持本体の厚さに相当する高さを有するように形成され、
前記第２構造体を形成する工程は、
第３半導体層、第３絶縁膜、第４半導体層および第４絶縁膜が順次積層された第２基板を用意する工程と、
前記第３半導体層および前記第３絶縁膜に加工を行い、前記第４半導体層および前記第４絶縁膜のそれぞれの部分によって、反射体を形成するとともに、前記第３半導体層および前記第３絶縁膜のそれぞれの部分によって、前記反射体に接続される第２柱状体を形成する工程と
を備え、
前記第１構造体と前記第２構造体とが形成された後、前記支持体に前記反射体を対向させるように、前記第１柱状体と前記第２柱状体とを接合する工程を備えた、光走査装置の製造方法。
【請求項１３】
前記駆動部を形成する工程は、
前記駆動体となる前記第２絶縁膜の部分の上にコイルを形成する工程と、
前記平板部となる前記第２絶縁膜の部分の上に、前記コイルと電気的に接続される電極パッドを形成する工程と、
前記コイルを流れる電流の向きと交差する方向の磁力線を生じる磁石を配置する工程と
を含む、請求項１２記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１４】
前記駆動部を形成する工程は、
前記支持体となる前記第１半導体層、前記第１絶縁膜、前記第２半導体層および前記第２絶縁膜のそれぞれの部分に第１櫛歯電極を形成する工程と、
前記駆動体となる前記第２絶縁膜、前記第２半導体層および前記第１絶縁膜のそれぞれの部分に、前記第１櫛歯電極と交互に噛み合うように第２櫛歯電極を形成する工程と
を含む、請求項１２記載の光走査装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１柱状体を形成する工程は、前記第１半導体層にエッチング処理を行うことによって第１リブ構造を形成する工程を含み、
前記第２柱状体を形成する工程は、前記第３半導体層にエッチング処理を行うことによって第２リブ構造を形成する工程を含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の光走査装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー距離センサまたはプロジェクター等に光走査装置が利用されている。そのような光走査装置として、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）技術を適用したＭＥＭＳミラー型の光走査装置が知られている。この種の光走査装置は、小型であり、駆動を高精度に行うことができるとされる。一般に、このような光走査装置は、支持体、回転体、反射面および梁によって構成されている。反射面は回転体上に形成されている。梁は、支持体と回転体とを接続する。【０００３】
光走査装置では、駆動力として、電磁力または静電力等が用いられる。回転体は、電磁力または静電力によって、梁を軸として回転運動をする。回転体が回転することで、回転体に配置された反射面に照射された光が走査されることになる。光走査装置の材料として、主にシリコンが適用される。光走査装置は、そのシリコンにドライエッチング等の半導体プロセスを適用することによって製造される。【０００４】
この種の光走査装置を開示した特許文献として、たとえば、特許文献１および特許文献２がある。特許文献１では、一般的なＭＥＭＳミラー型の光走査装置が提案されている。特許文献２では、一般的なＭＥＭＳミラー型の光走査装置の構成に加えて、反射体と回転体との間に支柱が配置された光走査装置が提案されている。特許文献２では、回転体の上に支柱を介して反射体を接合して立体構造とすることで、光走査装置の小型化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７２２３１４号公報
【特許文献２】特開２０１３−６８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、光走査装置では、小型化が求められている。本発明は、そのような開発の一環としてなされたものであり、一つの目的は、小型化を図ることができる光走査装置を提供することであり、他の目的は、そのような光走査装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光走査装置は、第１構造体と第２構造体とを有する光走査装置である。第１構造体は、支持体と駆動体と第１柱状体と駆動部とを備えている。駆動体は、支持体に、梁を介して回転可能に接続されている。第１柱状体は、駆動体に接続されている。駆動部は、梁を軸として駆動体を回転させる。第２構造体は、反射体と第２柱状体とを備えている。反射体は、支持体と対向するように配置されている。第２柱状体は、反射体に接続されるとともに、第１柱状体に接続されている。梁は、支持体における、第２構造体が配置されている側とは反対側の部分に配置されている。【０００８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、第１構造体と第２構造体と有する光走査装置の製造方法である。第１構造体を形成する工程は、以下の工程を備えている。第１半導体層、第１絶縁膜、第２半導体層および第２絶縁膜が順次積層された第１基板を用意する。第１基板における第２絶縁膜の側に駆動部を形成する。第２絶縁膜および第２半導体層を加工し、第２絶縁膜および第２半導体層のそれぞれの部分によって、駆動部によって駆動する駆動体、平板部、および、駆動体と平板部とを接続する梁をそれぞれ形成する。第１半導体層および第１絶縁膜を加工し、第１絶縁膜および第１半導体層のそれぞれの部分によって、平板部に接続される支持本体を含む支持体、および、駆動体に接続される第１柱状体をそれぞれ形成する。第２構造体を形成する工程は、以下の工程を備えている。第３半導体層、第３絶縁膜、第４半導体層および第４絶縁膜が順次積層された第２基板を用意する。第３半導体層および第３絶縁膜に加工を行い、第４半導体層および第４絶縁膜のそれぞれの部分によって、反射体を形成するとともに、第３半導体層および第３絶縁膜のそれぞれの部分によって、反射体に接続される第２柱状体を形成する。第１構造体と第２構造体とが形成された後、支持体に反射体を対向させるように、第１柱状体と第２柱状体とを接合する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る光走査装置によれば、第２構造体の反射体は、第１構造体の支持体と対向するように配置されている。支持体と駆動体とを接続する梁は、支持体における、第２構造体が配置されている側とは反対側の部分に配置されている。これにより、光走査装置の小型化に寄与することができる。【００１０】
本発明に係る光走査装置の製造方法によれば、第１構造体と第２構造体とが形成された後、支持体に反射体を対向させるように、第１構造体の第１柱状体と第２構造体の第２柱状体とを接合する。これにより、小型化に寄与することができる半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る光走査装置の第１の斜視図。
【図２】同実施の形態において、光走査装置の第２の斜視図。
【図３】同実施の形態において、光走査装置における第１構造体の第１の斜視図。
【図４】同実施の形態において、光走査装置における第１構造体の第２の斜視図。
【図５】同実施の形態において、光走査装置における第１構造体を裏側から見た平面図。
【図６】同実施の形態において、図４に示す断面線ＶＩ−ＶＩにおける断面図。
【図７】同実施の形態において、光走査装置における第２構造体の第１の斜視図。
【図８】同実施の形態において、光走査装置における第２構造体の第２の斜視図。
【図９】同実施の形態において、図７に示す断面線ＩＸ−ＩＸにおける断面図。
【図１０】同実施の形態において、光走査装置における第１構造体の製造方法の一工程を示す断面図。
【図１１】同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１３】同実施の形態において、図１２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１４】同実施の形態において、光走査装置における第２構造体の製造方法の一工程を示す断面図。
【図１５】同実施の形態において、図１４に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１６】同実施の形態において、図１５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１７】同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１８】同実施の形態において、図１３に示す工程および図１７に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図。
【図２０】同実施の形態において、光走査装置の動作を説明するための部分斜視図。
【図２１】同実施の形態において、光走査装置の反射体が傾けられた一の状態を示す断面図。
【図２２】比較例に係る光走査装置の断面図。
【図２３】比較例に係る光走査装置の反射体が傾けられた一の状態を示す断面図。
【図２４】実施の形態２に係る光走査装置の斜視図。
【図２５】同実施の形態において、光走査装置における第１構造体の斜視図。
【図２６】同実施の形態において、光走査装置における第２構造体の斜視図。
【図２７】実施の形態３に係る光走査装置の斜視図。
【図２８】同実施の形態において、図２７に示す断面線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩにおける断面図。
【図２９】実施の形態４に係る光走査装置の斜視図。
【図３０】同実施の形態において、光走査装置における第１構造体の斜視図。
【図３１】同実施の形態おいて、光走査装置における第１構造体の平面図。
【図３２】同実施の形態において、第１構造体における固定櫛歯電極および可動櫛歯電極を示す部分拡大斜視図。
【図３３】同実施の形態において、光走査装置の動作を説明するための、固定櫛歯電極および可動櫛歯電極を示す部分拡大断面斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
実施の形態１に係る光走査装置について説明する。図１および図２に示すように、光走査装置１は、第１構造体３と第２構造体５とを備えている。第２構造体５には、反射体４１が設けられている。後述するように、反射体４１は、第１構造体３に設けられた駆動部１９によって駆動する。
【００１３】
第１構造体３について、詳しく説明する。図３、図４および図５に示すように、第１構造体３は、支持体１１、駆動体１３、第１柱状体１５、駆動部１９および一対の梁３１を備えている。支持体１１は、支持本体１１ａと平板部１１ｂとを含む。一対の梁３１のうちの一方の梁３１は、駆動体１３の一方の側と平板部１１ｂとの間を接続する。一対の梁３１のうちの他方の梁３１は、駆動体１３の他方の側と平板部１１ｂとの間を接続する。
【００１４】
駆動部１９は、配線コイル２３、一対の電極パッド２１および磁石２５（図２０参照）を含む。配線コイル２３のコイルとしての主な部分は、駆動体１３に配置されている。一対の電極パッド２１は、平板部１１ｂに配置されている。配線コイル２３の一端側は、一対の電極パッド２１のうちの一方の電極パッド２１に電気的に接続されている。配線コイル２３の他端側は、一対の電極パッド２１のうちの他方の電極パッド２１に電気的に接続されている。
【００１５】
駆動体１３は、配線コイル２３を流れる電流と磁石２５の磁力線との作用によって発生するローレンツ力によって、梁３１を軸として回転することになる。駆動体１３には、第１柱状体１５が接続されている。
【００１６】
後述するように、第１構造体３は、第１半導体層６３、第１絶縁膜６５および第２半導体層６７が積層された第１ＳＯＩ基板６１（図１０参照）と第２絶縁膜６９とを加工することによって形成されている。第２絶縁膜６９は、たとえば、第２半導体層６７に接するように形成された熱酸化膜である。図６に示すように、平板部１１ｂと駆動体１３とは、第２半導体層６７および第２絶縁膜６９から形成されている。支持本体１１ａと第１柱状体１５とは、第１半導体層６３および第１絶縁膜６５から形成されている。
【００１７】
次に、第２構造体５について、詳しく説明する。図７および図８に示すように、第２構造体５は、反射体４１および第２柱状体４５を備えている。反射体４１には、金属膜４３が形成されている。金属膜４３は、反射体４１において、第１構造体３が配置されている側とは、反対の側に形成されている。金属膜４３は、反射面４３ａを有する。
【００１８】
後述するように、第２構造体５は、第３半導体層８３、第３絶縁膜８５および第４半導体層８７が積層された第２ＳＯＩ基板８１（図１４参照）と第４絶縁膜８９とを加工することによって形成されている。第４絶縁膜８９は、たとえば、第４半導体層８７に接するように形成された熱酸化膜である。図９に示すように、反射体４１は、第４半導体層８７および第４絶縁膜８９から形成されている。第２柱状体４５は、第３半導体層８３および第３絶縁膜８５から形成されている。
【００１９】
第１構造体３の第１柱状体１５に、第２構造体５の第２柱状体４５が接合されている。具体的には、第１柱状体１５の接合面１５ａ（図３参照）に、第２柱状体４５の接合面４５ａ（図８参照）が接合されている。駆動体１３の回転運動に伴い、第１柱状体１５および第２柱状体４５が傾くことで、反射体４１が所望の角度をもって傾けられることになる。光走査装置１の具体的な動作については、後述する。
【００２０】
次に、上述した光走査装置１の製造方法の一例について説明する。まず、第１構造体３の製造方法の一例について説明する。図１０に示すように、第１半導体層６３、第１絶縁膜６５および第２半導体層６７が積層された第１ＳＯＩ基板６１を用意する。その第２半導体層６７の表面に、たとえば、熱酸化法によって、第２絶縁膜６９が形成される。第１絶縁膜６５および第２絶縁膜６９のそれぞれは、たとえば、シリコン酸化膜（熱酸化膜）である。第１半導体層６３および第２半導体層６７のそれぞれは、たとえば、シリコン層である。
【００２１】
言い換えると、次のようになる。第１半導体層６３は、ベースとなるシリコン基板である。第１絶縁膜６５は、そのシリコン基板に接するように形成されたシリコン酸化膜からなる埋め込み酸化（ＢＯＸ：Buried  Oxide）層である。第２半導体層６７は、そのＢＯＸ層に接するように形成されたシリコン層である。第１半導体層６３の膜厚は、たとえば、５００μｍ程度である。第２半導体層６７の膜厚は、たとえば、５０μｍ程度である。第１半導体層６３の膜厚は、第２半導体層６７の膜厚に比べて、１０倍以上となる。
【００２２】
まず、第２絶縁膜６９上に配線コイル２３が形成される。第２絶縁膜６９を覆うように、たとえば、スパッタ法によって、アルミニウム（Ａｌ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の伝導性の良好な金属膜（図示せず）が形成される。次に、写真製版処理およびエッチング処理が行われる。これにより、図１１に示すように、駆動体が形成されることになる第２絶縁膜６９の領域に、配線コイル２３が形成される。
【００２３】
このとき、配線コイル２３とともに、一対の電極パッド２１（図２または図４参照）も同時に形成される。なお、配線コイル２３および電極パッド２１の膜（材料）としては、十分な導電性を有し、下地膜等との良好な密着性を有する膜であれば、アルミニウム等に限られるものではなく、他の膜を適用してもよい。
【００２４】
金属膜のエッチング処理として、エッチャントを用いたウェットエッチング処理、または、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive  Ion  Etching）等のドライエッチング処理が行われる。いずれのエッチング処理においても、第２絶縁膜６９（下地膜）のエッチングレートに対して、金属膜のエッチングレートが十分に大きい、選択比の大きなエッチング条件が選択される。エッチング処理には、レジスト膜を保護膜としたフォトリソグラフィー技術が好適である。レジスト膜を除去するには、たとえば、酸素アッシング処理等が適用される。
【００２５】
次に、駆動体１３と平板部１１ｂとが形成される。写真製版処理を行うことによってレジスト膜のパターン（図示せず）が形成される。次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第２絶縁膜６９および第２半導体層６７にエッチング処理が行われる。このとき、第２半導体層６７は、第２絶縁膜６９をパターニングする際のレジスト膜のパターンと、第２絶縁膜６９の部分を保護膜としてパターニングされる。
【００２６】
エッチング処理としては、高いアスペクト比をもってエッチング処理が可能なボッシュ法による深堀エッチング（ＤＲＩＥ：Deep  Reactive  Ion  Etching）処理が望ましい。エッチング処理は、第１絶縁膜６５が露出するまで行われる。これにより、図１１に示すように、第２半導体層および第２絶縁膜によって、駆動体１３になる部分と平板部１１ｂになる部分とがパターニングされる。
【００２７】
次に、図１２に示すように、まず、第２絶縁膜６９を覆うように、たとえば、スピンコーティング法等によって、第１保護レジスト膜７１が形成される。次に、第１保護レジスト膜７１に、第１ワックス７３によって第１ダミーウェハ７４が貼り付けられる。
【００２８】
次に、第１柱状体１５と支持本体１１ａとが形成される。写真製版処理を行うことによってレジスト膜のパターン（図示せず）が形成される。次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第１半導体層６３および第１絶縁膜６５にエッチング処理が行われる。
【００２９】
第１半導体層６３のエッチング処理には、深堀エッチング処理が望ましい。第１半導体層６３がパターニングされた後、レジスト膜のパターンを保護膜として、ウェットエッチング処理またはドライエッチング処理によって第１絶縁膜６５がパターニングされる。
【００３０】
これにより、図１３に示すように、駆動体１３、第１柱状体１５、平板部１１ｂおよび支持本体１１ａを含む支持体１１、駆動体１３と支持体１１とを接続する梁３１（図３参照）がそれぞれ形成される。こうして、第１ダミーウェハ７４に支持された第１構造体３が形成される。
【００３１】
次に、第２構造体５の製造方法の一例について説明する。図１４に示すように、第３半導体層８３、第３絶縁膜８５および第４半導体層８７が積層された第２ＳＯＩ基板８１を用意する。その第４半導体層８７の表面に、たとえば、熱酸化法によって、第４絶縁膜８９が形成される。第３絶縁膜８５および第４絶縁膜８９は、たとえば、シリコン酸化膜（熱酸化膜）である。第３半導体層８３および第４半導体層８７のそれぞれは、たとえば、シリコン層である。
【００３２】
言い換えると、次のようになる。第３半導体層８３は、ベースとなるシリコン基板である。第３絶縁膜８５は、そのシリコン基板に接するように形成されたＢＯＸ層である。第４半導体層８７は、そのＢＯＸ層に接するように形成されたシリコン層である。第３半導体層８３の膜厚は、たとえば、５００μｍ程度である。第４半導体層８７の膜厚は、たとえば、５０μｍ程度である。第３半導体層８３の膜厚は、第４半導体層８７の膜厚に比べて、１０倍以上となる。
【００３３】
次に、図１５に示すように、第４絶縁膜８９を覆うように、たとえば、スパッタ法によって、反射面４３ａを有する金属膜４３が形成される。次に、写真製版処理を行うことによって、レジスト膜のパターン（図示せず）が形成される。次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、金属膜にエッチング処理が行われる。
【００３４】
反射面を有する金属膜として、走査される光の波長に対して反射率が高い金属膜が望ましい。走査される光が、たとえば、赤外光の場合には、金（Ａｕ）膜が好適である。金膜を形成する場合には、下地との密着性を高めるための膜を、金膜と下地との間に介在させることが望ましい。たとえば、クロム（Ｃｒ）膜／ニッケル（Ｎｉ）膜／金膜、または、チタン（Ｔｉ）膜／白金（Ｐｔ）膜／金膜が好ましい。
【００３５】
金属膜のエッチング処理としては、エッチャントを用いたウェットエッチング処理、または、反応性イオンエッチング等のドライエッチング処理が行われる。いずれのエッチング処理においても、第４絶縁膜８９（下地膜）のエッチングレートに対して、金属膜のエッチングレートが十分に大きい、選択比の大きなエッチング条件が選択される。
【００３６】
次に、図１６に示すように、金属膜４３を覆うように、たとえば、スピンコーティング法等によって、第２保護レジスト膜９１が形成される。次に、第２保護レジスト膜９１に、第２ワックス９３によって第２ダミーウェハ９５が貼り付けられる。
【００３７】
次に、第２柱状体４５と反射体４１とが形成される。写真製版処理を行うことによってレジスト膜パターン（図示せず）が形成される。次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第３半導体層８３および第３絶縁膜８５にエッチング処理が行われる。
【００３８】
第３半導体層８３のエッチング処理には、深堀エッチング処理が望ましい。第３半導体層８３がパターニングされた後、レジスト膜のパターンを保護膜として、ウェットエッチング処理またはドライエッチング処理によって第３絶縁膜８５がパターニングされる。これにより、図１７に示すように、第２柱状体４５と、その第２柱状体４５に接続される反射体４１とがそれぞれ形成される。こうして、第２ダミーウェハ９５に支持された第２構造体５が形成される。
【００３９】
次に、第１構造体３と第２構造体５とが接合される。図１８に示すように、第１構造体３の第１柱状体１５（第１半導体層６３）における接合面１５ａと、第２構造体５の第２柱状体４５（第３半導体層）における接合面４５ａとが接合される。反射面４３ａとなる金属膜４３に対して、高温度によるダメージを与えないために、常温活性化接合、または、プラズマ活性化接合等を用いることが望ましい。
【００４０】
次に、接合された第１構造体３と第２構造体５とを、たとえば、所望の温度のイソプロピルアルコール中に浸漬することによって、第１ワックス７３と第２ワックス９３とを融解させる。これにより、第１ダミーウェハ７４が第１構造体３から剥離する。また、第２ダミーウェハ９５が第２構造体５から剥離する（図１９参照）。次に、レジスト剥離剤による処理、または、酸素アッシング処理を行うことによって、第１保護レジスト膜７１と第２保護レジスト膜９１とが除去される。こうして、図１９に示すように、光走査装置１の主要部分が完成する。
【００４１】
次に、上述した光走査装置１の動作について説明する。上述した光走査装置１では、駆動体１３は、ローレンツ力によって駆動する。図２０に示すように、たとえば、Ｙ軸方向（負方向）の磁場が発生するように、磁石２５（永久磁石）が配置される。この磁場中に配置されている配線コイル２３に電流を矢印に示す向きに流すことによってローレンツ力が生じ、駆動体１３が、梁３１を回転軸として矢印に示す向きに回転する。
【００４２】
図２１に示すように、駆動体１３が回転することで、駆動体１３に接続された第１柱状体１５および第２柱状体４５が傾き、反射体４１が傾けられることになる。なお、配線コイル２３に流す電流の向きを変えることで、反射体４１は、図２１に示される向きとは反対側に傾けられることになる。また、配線コイル２３に流す電流量と磁場の強さによって、反射体４１が傾けられる角度が調整される。
【００４３】
上述した光走査装置１によれば、反射体４１を備えた第２構造体５が、反射体４１を駆動する第１構造体３と対向するように配置されている。これにより、光走査装置１の小型化に寄与することができる。
【００４４】
また、上述した光走査装置１では、第１構造体３に対して、第２構造体５の反射体４１を傾ける角度の範囲をより広げることができる。このことについて説明する。まず、上述した光走査装置１において、反射体４１のＹ軸方向の長さの半分の長さＬを、たとえば、５０００μｍとし、反射体４１から梁３１までの距離Ｄを、たとえば、１０００μｍとする。そうすると、図２１に示すように、傾き角度θ１は、ａｒｃｔａｎ（１０００／５０００）≒１１．３°になる。なお、反射体４１のＹ軸方向の長さとは、反射体４１がＹ軸に平行な状態（たとえば、図１９参照）の長さをいう。比較例についても同様である。
【００４５】
次に、比較例に係る光走査装置について説明する。図２２に示すように、比較例に係る光走査装置１０１は、第１構造体１０３と第２構造体１０５とを備えている。第１構造体１０３には、第２構造体１０５と対向する側に、シリコン層の段差が設けられている。シリコン層の段差の上段部には、梁１３１を介して駆動体１１３が配置されている。また、段差の上段部には、電極パッド１２１が配置されている。第２構造体１０５には、反射体１４１、金属膜１４３および柱状体１４５が設けられている。柱状体１４５は駆動体１１３に接合されている。
【００４６】
ここで、図２３に示すように、反射体１４１のＹ軸方向の長さの半分の長さＬＣを、たとえば、５０００μｍとし、反射体１４１から梁３１までの距離ＤＣを、たとえば、５００μｍとする。このとき、シリコンの段差を考慮すると、傾き角度θＣは、ａｒｃｔａｎ（５００／５０００）≧５．７°になることが想定される。
【００４７】
しかしながら、比較例に係る光走査装置１０１では、第１構造体１０３は、一般的なＳＯＩウェハを用いて形成される関係上、シリコンの段差の高さを制御することが難しい。このため、図２２に示す、第２構造体１０５と第１構造体のシリコンの段差の下段部との距離ＤＳが変動しやすくなって、傾き角度θＣにばらつきが生じ、所望の角度に広げるのが難しくなることが想定される。
【００４８】
比較例に係る光走査装置に対して、上述した光走査装置１では、第１構造体３は、第１半導体層６３、第１絶縁膜６５および第２半導体層６７が積層された第１ＳＯＩ基板６１（図１０参照）と第２絶縁膜６９とを加工することによって形成されている。段差に対応する支持本体１１ａは、実質的に第１絶縁膜６５をエッチングマスクとして第１半導体層６３にエッチング処理を行い、その後、第１絶縁膜６５を除去することによって形成される（図１３参照）。
【００４９】
このため、段差の高さに対応する支持本体１１ａの高さは、第１半導体層６３および第１絶縁膜６５の厚さに相当する高さになる。これにより、第２構造体５と、段差の下段部に対応する、第１構造体３の平板部１１ｂとの距離ＤＥにはばらつきがなくなり、ほぼ一定の距離ＤＥになり、傾き角度θ１を所望の角度に容易に広げることができる。
【００５０】
また、比較例に係る光走査装置１０１では、駆動体１１３および梁１３１は、第１構造体１０３の段差の上段部と同じ高さ位置に配置されている。さらに、電極パッド１２１は、第１構造体１０３の段差の上段部に配置されている。このような光走査装置１０１の構造において、第１構造体１０３の下側にパッケージ（図示せず）を配置する場合には、段差の存在によって、電極パッド１２１からパッケージへ配線を引き出すのが困難になることが想定される。
【００５１】
一方、上述した光走査装置１では、電極パッド２１は、第１構造体３の平板部１１ｂにおける、第２構造体５が位置する側とは反対の側に配置されている。これにより、電極パッド２１からパッケージへ配線を引き出すのが容易になる。これについては、実施の形態３において説明する。
【００５２】
実施の形態２．
実施の形態２に係る光走査装置について説明する。図２４に示すように、光走査装置１は、第１構造体３と第２構造体５とを備えている。第１構造体３は、第１柱状体１７を備え、第２構造体５は、第２柱状体４５を備えている。第１柱状体１７の接合面１７ａ（図２５参照）に、第２柱状体４７の接合面４７ａ（図２６参照）が接合されている。
【００５３】
第１柱状体１７および第２柱状体４７のそれぞれの構造について、具体的に説明する。図２５に示すように、第１柱状体１７は、リブが形成されたリブ構造とされる。図２６に示すように、第２柱状体４７も、リブが形成されたリブ構造とされる。なお、これ以外の構成については、図１等に示す光走査装置１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００５４】
次に、上述した光走査装置１の製造方法の一例について説明する。光走査装置１は、第１柱状体１７および第２柱状体４７のそれぞれを形成する工程を除いて、前述した光走査装置１の製造方法と基本的に同じ工程によって製造される。
【００５５】
第１柱状体１７は、前述した図１３に示す工程に対応する工程において形成される。写真製版処理を行うことによって、レジスト膜のパターン（図示せず）が形成される。このとき、第１柱状体が形成される領域には、リブに対応したレジスト膜のパターンが形成される。
【００５６】
次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第１半導体層６３および第１絶縁膜６５にエッチング処理を行うことによって、支持本体１１ａとともに、リブ構造の第１柱状体１７（図２５参照）が形成されることになる。
【００５７】
一方、第２柱状体４７は、前述した図１７に示す工程に対応する工程において形成される。写真製版処理を行うことによってレジスト膜パターン（図示せず）が形成される。このとき、第２柱状体が形成される領域には、リブに対応したレジスト膜のパターンが形成される。
【００５８】
次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第３半導体層８３および第３絶縁膜８５にエッチング処理を行うことによって、リブ構造の第２柱状体４７（図２６参照）が形成されることになる。
【００５９】
次に、上述した光走査装置１の動作について説明する。上述した光走査装置１では、実施の形態１において説明した光走査装置１と同様に、反射体４１は、ローレンツ力によって所望の方向に傾けられる。
【００６０】
上述した光走査装置１では、実施の形態１において説明した光走査装置１の効果に加えて、次のような効果が得られる。
【００６１】
すなわち、第１柱状体１７および第２柱状体４７のそれぞれが、中空部分を有するリブ構造とされていることで、第１柱状体１７および第２柱状体４７の支柱としての強度を保ちながら、第１構造体３と第２構造体５との軽量化を図ることができる。これにより、より小さいローレンツ力によって、反射体４１を所望の角度に傾けることが可能になる。
【００６２】
なお、上述した光走査装置１では、第１柱状体１７および第２柱状体４７のそれぞれのリブが、クロス状に配置された構造を例に挙げて説明した。リブ構造としては、中空部分を有し、支柱としての強度を確保することができれば、リブがクロス状に配置される場合に限られない。
【００６３】
実施の形態３．
実施の形態３に係る光走査装置について説明する。図２７および図２８に示すように、光走査装置１は、パッケージ５１に搭載されている。光走査装置１の第１構造体３に設けられた電極パッド２１は、パッケージ５１に配置された電極パッド２２に接合されている。パッケージ５１の材質は、たとえば、セラミック等が用いられる。パッケージ５１には、駆動体１３が回転するのに十分な空隙５３が形成されている。また、パッケージ５１には、電極パッド２２と電気的に接続された金属製の複数のピン５５が設置されている。ピン５５は、パッケージ５１とは別に構成された、光走査装置１を制御する制御ＩＣ（Integrated  Circuit）等を搭載した制御基板等に電気的に接続するために用いられる。なお、これ以外の構成については、図１等に示す光走査装置１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００６４】
次に、上述したパッケージ５１に搭載された光走査装置１の製造方法の一例について説明する。実施の形態１において説明した図９〜図１９に示す一連の製造工程を経た後、第１構造体３に設けられた電極パッド２１と、パッケージ５１に配置された電極パッド２２とが、たとえば、熱による金属間の拡散接合によって接合される。こうして、パッケージ５１に光走査装置１が搭載される。
【００６５】
次に、上述した光走査装置１の動作について説明する。上述した光走査装置１では、実施の形態１において説明した光走査装置１と同様に、反射体４１は、ローレンツ力によって所望の方向に傾けられる。
【００６６】
上述した光走査装置１では、実施の形態１において説明した光走査装置１の効果に加えて、次のような効果が得られる。
【００６７】
電極パッドが、第１構造体３の平板部１１ｂにおける、第２構造体５が位置する側に配置された構造では、電極パッドとパッケージの電極パッドとを電気的に接続するためには、平板部１１ｂを貫通する貫通ヴィアを設けて、平板部１１ｂにおけるパッケージ５１の側に引き出す配線が必要になる。
【００６８】
これに対して、電極パッド２１が、第１構造体３の平板部１１ｂにおける、第２構造体５が位置する側とは反対の側に配置されている場合には、そのような貫通ヴィアを設ける必要がなく、金属間の拡散接合によって、電極パッド２１とパッケージ５１の電極パッド２２とを電気的に容易に接続することができる。
【００６９】
実施の形態４．
実施の形態４に係る光走査装置について説明する。上述した各実施の形態に係る光走査装置１では、ローレンツ力によって反射体４１を傾ける場合について説明した（図１等参照）。ここでは、静電力によって反射体を傾ける光走査装置について説明する。
【００７０】
図２９に示すように、光走査装置１は、光走査装置１は、第１構造体３と第２構造体５とを備えている。第１構造体３の第１柱状体１５に、第２構造体５の第２柱状体４５が接続されている。図３０に示すように、第１構造体３には、第２構造体の反射体４１を傾ける駆動部１９として、固定櫛歯電極２７と可動櫛歯電極２９とが設けられている。
【００７１】
固定櫛歯電極２７は、支持体１１に形成されている。可動櫛歯電極２９は、駆動体１３に形成されている。なお、これ以外の構成については、図１等に示す光走査装置１の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００７２】
第１構造体３について詳しく説明する。図３１および図３２に示すように、固定櫛歯電極２７と可動櫛歯電極２９とは、固定櫛歯電極２７の櫛歯と可動櫛歯電極２９の櫛歯とが、交互に噛み合うように配置されている。なお、図３１および図３２では、固定櫛歯電極２７および可動櫛歯電極２９のそれぞれの構造が視認しやすいように、図２９に示される第１柱状体１５を省いた状態が示されている。
【００７３】
次に、上述した光走査装置１の製造方法の一例について説明する。光走査装置１は、駆動体１３および平板部１１ｂをパターニングする工程と、支持本体１１ａをパターニングする工程とを除いて、実施の形態１において説明した光走査装置１の製造方法と基本的に同じ工程によって製造される。
【００７４】
固定櫛歯電極２７は、図１１および図１３のそれぞれに示す工程に対応する工程において形成される。まず、図１１に示す工程に対応する工程では、写真製版処理を行うことによって、レジスト膜のパターン（図示せず）が形成される。このとき、平面部が形成される領域には、固定櫛歯電極に対応したレジスト膜のパターンが形成される。可動体が形成される領域には、可動櫛歯電極に対応したレジスト膜のパターンが形成される。
【００７５】
次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第２絶縁膜６９および第２半導体層６７にエッチング処理が行われる。これにより、固定櫛歯電極２７の一部がパターニングされるとともに、可動櫛歯電極２９がパターンニングされる。
【００７６】
その後、図１３に示す工程に対応する工程において、写真製版処理を行うことによって、レジスト膜のパターン（図示せず）が形成される。このとき、支持本体が形成される領域には、固定櫛歯電極２７に対応したレジスト膜のパターンが形成される。
【００７７】
次に、そのレジスト膜のパターンを保護膜として、第１半導体層６３および第１絶縁膜６５にエッチング処理が行われる。これにより、固定櫛歯電極の残りの部分がパターニングされて、固定櫛歯電極２７の全体が形成されることになる。
【００７８】
次に、上述した光走査装置１の動作について説明する。図３２および図３３に示すように、可動櫛歯電極２９（第２半導体層６７の部分）に印加する電圧を基準にして、固定櫛歯電極２７（第１半導体層６３の部分）に印加する電圧を変化させることによって、可動櫛歯電極２９と固定櫛歯電極２７との間に静電力（引力または斥力）が発生する。この静電力によって、可動櫛歯電極２９を含む駆動体１３が、梁３１を軸として回転することになる（図３２および図３３のそれぞれの円弧状の矢印参照）。
【００７９】
上述した光走査装置１では、実施の形態１において説明した光走査装置１の効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、上述した光走査装置１では、駆動部１９は、静電力によって反射体４１が傾けられる。これにより、磁石を配置するスペースを削減することができ、光走査装置１の小型化にさらに貢献することができる。
【００８０】
なお、各実施の形態において説明した光走査装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。
【００８１】
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ＭＥＭＳミラー型の光走査装置に有効に利用される。
【符号の説明】
【００８３】
１  光走査装置、３  第１構造体、５  第２構造体、１１  支持体、１１ａ  支持本体、１１ｂ  平板部、１３  駆動体、１５  第１柱状体、１５ａ  接合面、１７  第１柱状体、１７ａ  接合面、１９  駆動部、２１、２２  電極パッド、２３  配線コイル、２５  磁石、２７  固定櫛歯電極、２９  可動櫛歯電極、３１  梁、５１  パッケージ、５３  空隙、５５  ピン、４１  反射体、４３  金属膜、４３ａ  反射面、４５  第２柱状体、４５ａ  接合面、４７  第２柱状体、４７ａ  接合面、６１  第１ＳＯＩ基板、６３  第１半導体層、６５  第１絶縁膜、６７  第２半導体層、６９  第２絶縁膜、７１  第１保護レジスト膜、７３  第１ワックス、７４  第１ダミーウェハ、８１  第２ＳＯＩ基板、８３  第３半導体層、８５  第３絶縁膜、８７  第４半導体層、８９  第４絶縁膜、９１  第２保護レジスト膜、９３  第２ワックス、９５  第２ダミーウェハ。
【要約】
光走査装置（１）は、第１構造体（３）と第２構造体（５）とを備えている。第１構造体（３）は、支持体（１１）、駆動体（１３）、第１柱状体（１５）、駆動部（１９）および一対の梁（３１）を備えている。支持体（１１）は、支持本体（１１ａ）と平板部（１１ｂ）とを含む。一対の梁（３１）は、駆動体（１３）と平板部（１１ｂ）との間を接続する。駆動部（１９）は、配線コイル（２３）、一対の電極パッド（２１）および磁石（２５）を含む。第２構造体（５）には、反射体（４１）が設けられている。【図１】
0006602520.tif 000002
【図２】
0006602520.tif 000003
【図３】
0006602520.tif 000004
【図４】
0006602520.tif 000005
【図５】
0006602520.tif 000006
【図６】
0006602520.tif 000007
【図７】
0006602520.tif 000008
【図８】
0006602520.tif 000009
【図９】
0006602520.tif 000010
【図１０】
0006602520.tif 000011
【図１１】
0006602520.tif 000012
【図１２】
0006602520.tif 000013
【図１３】
0006602520.tif 000014
【図１４】
0006602520.tif 000015
【図１５】
0006602520.tif 000016
【図１６】
0006602520.tif 000017
【図１７】
0006602520.tif 000018
【図１８】
0006602520.tif 000019
【図１９】
0006602520.tif 000020
【図２０】
0006602520.tif 000021
【図２１】
0006602520.tif 000022
【図２２】
0006602520.tif 000023
【図２３】
0006602520.tif 000024
【図２４】
0006602520.tif 000025
【図２５】
0006602520.tif 000026
【図２６】
0006602520.tif 000027
【図２７】
0006602520.tif 000028
【図２８】
0006602520.tif 000029
【図２９】
0006602520.tif 000030
【図３０】
0006602520.tif 000031
【図３１】
0006602520.tif 000032
【図３２】
0006602520.tif 000033
【図３３】
0006602520.tif 000034