(57)【要約】【課題】製造時にＭＥＭＳデバイスが汚染される可能性が低いＭＥＭＳデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】ＭＥＭＳデバイスの製造方法は、ＭＥＭＳデバイスのベースとなるガラス基板２０をシリコン（Ｓｉ）基板と陽極接合するステップと、ガラス基板２０の分離予定部２１上にＳｉパターン７０が形成されるように、前記Ｓｉ基板のパターン形成を行うステップと、分離予定部２１について、ガラス基板２０とその上に形成されたＳｉパターン７０の一部とをダイシングするステップと、ダイシング後に、ＭＥＭＳデバイスが有する可動部とアクチュエータとをガラス基板２０のＳｉパターン７０が形成される側に配置するステップと、その後一部がダイシングされたＳｉパターン７０について力を加えて破断し、ガラス基板２０を分離予定部２１で分離するステップと、を具備する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上にアクチュエータと該アクチュエータによって変位される可動部とを有するＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、
前記ベースとなるベース部材をシリコン基板と接合するステップと、
前記ベース部材の分離予定部上にシリコンパターンが形成されるように、前記シリコン基板のパターン形成を行うステップと、
前記分離予定部について、前記ベース部材とその上に形成された前記シリコンパターンの一部とをダイシングするステップと、
前記ダイシング後に、前記可動部と前記アクチュエータとを前記ベース部材の前記シリコンパターンが形成される側に配置するステップと、
前記配置後に、一部がダイシングされた前記シリコンパターンについて力を加えて破断し、前記ベース部材を前記分離予定部で分離するステップと、
を具備することを特徴とするＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項２】
前記ベース部材はガラス基板であって、前記ベース部材と前記シリコン基板の接合は陽極接合によって行われることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項３】
前記可動部はミラーの一部であって、前記アクチュエータは圧電素子から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイスの製造方法。
【請求項４】
前記分離予定部上に前記シリコンパターンを形成する工程と、前記アクチュエータに給電を行うための配線パターンとして使用されるシリコンパターンを形成する工程と、が同時に行われることを特徴とする請求項１から３に記載の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、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いたデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ技術を用いたデバイスとして、例えば、形状可変ミラーがある（例えば特許文献１参照）。以下に従来の形状可変ミラーの構成について説明する。図６は、従来の形状可変ミラー１００の構成を示す概略斜視図で、ミラー部１０２のみ分解した状態で示している。
【０００３】
形状可変ミラー１００は、ベース１０１と、ベース１０１と対向配置されるミラー１０２と、ベース１０１上に形成されてミラー１０２を支持する支柱１０３と、伸縮によりミラー１０２を変形させるアクチュエータ１０４と、を備える。アクチュエータ１０４は圧電素子で構成され、圧電素子への給電はベース１０１上に形成される配線パターン１０５によって行われる。
【０００４】
このような形状可変ミラー１００を製造する場合、効率良く形状可変ミラー１００を製造するために、例えば次のような方法が行われる。すなわち、図７に示すように、大きなベース部材２０１が準備され、この上に、最終的にベース部材２０１が分離される（図７の点線部分に従って分離される）ことによって一度に複数の形状可変ミラー１００が製造されるように、ミラー１０２、支柱１０３、アクチュエータ１０４（図６参照）といった個々の構成要素が適宜配置される。そして、それらの構成要素が全て組立てられると、ベース部材２０１が図７の点線部分に従って分離される。
【０００５】
このように、各構成要素が組立てられた後にベース部材２０１をばらばらに分離する場合には、一般的にダイシングソーなどの切断用の装置が使用される（例えば特許文献２参照）。しかしながら、最終段階でダイシングソー等の切断用の装置を使用してベース部材２０１を分離する場合、ダイシングソー等による切断時に発生する切り屑が付着する等して、最終的に得られる各形状可変ミラー１００が汚染された状態となる場合がある。そして、このように汚染された形状可変ミラー１００を使用した場合、十分な特性が得られない等（例えば、ミラーの変形によって適切な収差補正ができない）の問題が発生することがあった。
【特許文献１】特開２００６−３０２３８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１００５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、製造時にＭＥＭＳデバイスが汚染される可能性が低いＭＥＭＳデバイス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】
上記目的を達成するために本発明は、ベース上にアクチュエータと該アクチュエータによって変位される可動部とを有するＭＥＭＳデバイスの製造方法であって、前記ベースとなるベース部材をシリコン基板と接合するステップと、前記ベース部材の分離予定部上にシリコンパターンが形成されるように、前記シリコン基板のパターン形成を行うステップと、前記分離予定部について、前記ベース部材とその上に形成された前記シリコンパターンの一部とをダイシングするステップと、前記ダイシング後に、前記可動部と前記アクチュエータとを前記ベース部材の前記シリコンパターンが形成される側に配置するステップと、前記配置後に、一部がダイシングされた前記シリコンパターンについて力を加えて破断し、前記ベース部材を前記分離予定部で分離するステップとを具備することを特徴としている。
【０００８】
この構成のよれば、最終的にベース部材を分離予定部で分離して多数のＭＥＭＳデバイスを得る際に、ダイシングソー等の切断用の装置を用いずにベース部材を分離予定部で分離することが可能である。このために、最終的に得られるＭＥＭＳデバイスについて、ダイシングソー等の切断用の装置を用いた場合に発生する切り屑によって汚染されるのを防止でき、汚染によるＭＥＭＳデバイスの特性劣化を低減できる。
【０００９】
また、本発明は、上記構成のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記ベース部材はガラス基板であって、前記ベース部材と前記シリコン基板の接合は陽極接合によって行われることとしても良い。
【００１０】
この構成によれば、ＭＥＭＳデバイスを構成するベース上にシリコンパターンを形成する工程について、現在ある技術を用いて確実に行えるために、本発明の実現が容易である。
【００１１】
また、本発明は、上記構成のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記可動部はミラーの一部であって、前記アクチュエータは圧電素子から成ることとしても良い。
【００１２】
この構成によれば、従来、最終的にダイシングソー等の切断用の装置を用いてベース部材を分離して得ていたために、汚染による特性劣化が見られた形状可変ミラーについて、汚染による特性劣化を低減して製造することが可能である。このために、ＭＥＭＳデバイスである形状可変ミラーについて、高品質の形状可変ミラーを製造できる製造方法を提供できる。
【００１３】
また、本発明は、上記構成のＭＥＭＳデバイスの製造方法において、前記分離予定部上に前記シリコンパターンを形成する工程と、前記アクチュエータに給電を行うための配線パターンとして使用されるシリコンパターンを形成する工程と、が同時に行われることとするのが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、ＭＥＭＳデバイスについて、最終的にダイシングソー等の切断装置を用いることなくベース部材を分離する製造方法について、効率良く実施することができ、製造時の作業負担を少なくできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＭＥＭＳデバイスの製造において、製造の最終段階でダイシングソー等の切断用の装置を用いずにＭＥＭＳデバイスを製造できるために、得られるＭＥＭＳデバイスが汚染によって特性劣化する可能性が低い。すなわち、本発明によって、高品質のＭＥＭＳデバイスを製造する製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法について、ＭＥＭＳデバイスの一例である形状可変ミラーの製造方法を例に説明する。形状可変ミラーの製造方法の説明を行う前に、形状可変ミラーの構成について説明しておく。なお、形状可変ミラーは、その鏡面を変形可能に設けられ、入射する光ビームの光学的な歪みを補正する場合等に用いられるデバイスで、例えば光ディスク装置、ビデオプロジェクタ、デジタルカメラ等に搭載される。
【００１８】
図１は、本実施形態の形状可変ミラーの実施形態を示す概略斜視図で、説明の便宜上、形状可変ミラーを構成するミラーが分解された状態を示している。形状可変ミラー１は、ベース２と、ベース２と対向して設けられるミラー３と、ベース２上に設けられてミラー３を固定する固定部４と、ベース２上に設けられて、その伸縮によりミラー３を変位させる圧電素子５と、を備える。以下、形状可変ミラーを構成する各部について説明する。
【００１９】
ベース２は、固定部４及び圧電素子５を支持する役割を果たし、本実施形態においてはガラス基板で形成されている。ただし、ベース２は絶縁性の基板で構成されれば良く、セラミックス等でも構わない。ベース２上には、圧電素子５に給電するための電極を含む配線パターン６が形成されている。この配線パターン６は、パターン形成されたシリコン（Ｓｉ）に、例えば金（Ａｕ）等の金属を蒸着することによって形成される。
【００２０】
また、ベース２上には、その外周に沿ってシリコンパターン７が形成されている。このシリコンパターン７は、形状可変ミラー１の製造時において、その機能を発揮するものであり、これについては後述する。
【００２１】
ミラー３は、ベース２と略平行に対向配置され、ベース２と対向する面と反対側の面に鏡面３ａが形成されている。このミラー３は、固定部４によって固定される部分を除いて圧電素子５の伸縮に伴って変位するようになっており、ミラー３の一部は可動部として機能する。ミラー３は、圧電素子５の伸縮に伴う変形で破壊されるようでは困るために、剛性を有する物質で形成される。本実施形態においては、ミラー３はシリコン基板を用い形成されており、一方の面に鏡面３ａとなる反射膜（例えばＡｌ膜など）が形成されている。
【００２２】
固定部４は、ベース２上に配置されてミラー３を固定する役割を果たす。本実施形態の形状可変ミラー１の場合には、固定部４は、ミラー３を、その四隅と、矩形に形成されるミラー３の外周側各辺の中央部（四隅に配置される固定部４のうちの２つに挟まれる位置）と、の計８箇所で支持している。なお、固定部４の配置については、本実施形態の構成に限定される趣旨ではなく、ミラー３の外周側を確実に固定できる構成であれば、種々の変更が可能である。
【００２３】
圧電素子５は、電圧を印加することにより伸縮し、これによりミラー３の一部を変位して鏡面３ａを変形させる。本実施形態では圧電素子５は、いわゆる積層型の圧電アクチュエータを用いているが、必ずしも積層型の圧電アクチュエータである必要はない。
【００２４】
圧電素子５は、ベース２上に形成される電極（上述のように配線パターン６の一部として形成されている）上に配置されている。また、圧電素子５はミラー３の外周側に配置されてミラー３を固定する固定部４よりも内側に配置されている。そして、ベース２上に十字方向に４つ配置され、更に、向かい合う圧電素子５同士が、鏡面３ａの中心を通り鏡面３ａと直交する軸に対して対称位置となるように配置されている。ただし、圧電素子５の配置の仕方及び数は、この構成に限定される趣旨ではなく、ミラー３の鏡面３ａをその目的に応じて変形することができれば良く、種々の変更が可能である。
【００２５】
圧電素子５を構成する圧電体としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）やチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3）のような圧電セラミックスであれば、その種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、圧電特性が優れるチタン酸ジルコン酸鉛を用いている。
【００２６】
次に、本実施形態の形状可変ミラー１の製造方法について説明する。本実施形態の形状可変ミラー１の製造方法について概略を説明すると、分離されることによって形状可変ミラー１を構成するベース２となる大きなガラス基板（ベース部材）が準備され、このガラス基板の所定の領域に形状可変ミラー１を構成する個々の要素が配置され、最終的にガラス基板を分離することによって複数の形状可変ミラー１を製造するという工程が採用される。
【００２７】
以下、本実施形態の形状可変ミラー１の製造方法について、主に図２から図５を参照しながら詳細に説明する。なお、図２は、ガラス基板（ベース部材）上にシリコンパターンが形成される様子を説明するための説明図である。図３は、ガラス基板（ベース部材）の分離予定部に、予め切り込みを入れておく様子を説明するための説明図である。図４は、ガラス基板（ベース部材）上の所定の位置に形状可変ミラー１を構成する各要素が配置された状態を示す図である。図５は、ガラス基板（ベース部材）が最終的に分離される様子を説明するための図で、図５（ａ）は、分離される前の状態を示し、図５（ｂ）は分離された後の状態を示している。
【００２８】
まず、ベース２となるガラス基板（ベース部材）２０（図２参照）に、シリコン基板（シリコンウェハ）が陽極接合によって接合される。次に、陽極接合によってガラス基板２０に接合されたシリコン基板について、例えばリソグラフィー手法を用いて、所望のシリコンパターンが形成されるように加工が施される。
【００２９】
ここで形成されるシリコンパターンは、形状可変ミラー１を構成する圧電素子５に給電するための配線パターン６（いずれも図１参照）として使用されるものと、図２に示されるようなガラス基板２０の分離予定部２１（図３参照）上に形成されるシリコンパターン７０である。
【００３０】
なお、ここで、分離予定部２１とは、複数の形状可変ミラー１を得るために、最終的にガラス基板２０を分離する位置であり、従来例として示した図７における点線部分が対応する。また、図２においては、便宜的に配線パターン６を省略しているが、図２に示されるシリコンパターン７０で囲まれる矩形の領域（例えば、領域Ｒ）に、それぞれ上述の配線パターン６が形成されている。
【００３１】
次に、図３に示すように、ガラス基板２０の分離予定部２１について例えばダイシングソーを用いて切断する。この際、ガラス基板２０の分離予定部２１は完全に切断し、分離予定部２１の上側に形成されるシリコンパターン７０については、一部のみ（例えば半分程度）切断する。従って、ガラス基板２０自体は分離予定部２１において切断されているが、シリコンパターン７０が、完全に切断されていないのでガラス基板２０は分離されない。
【００３２】
また、ダイシングソーを用いることによって発生する切り屑は、シリコンパターン７０を完全に切断しないために、配線パターン６側に付着する可能性は低い。ここで、発生する切り屑を取り除くために、ダイシングソーで切断後、洗浄するようにしても良い。なお、この段階では、ガラス基板２０上に、ミラー３や圧電素子５等は配置されていないために、これらに切り屑が付着して汚染されることはない。
【００３３】
次に、図４に示すように、ミラー３、固定部４及び圧電素子５がガラス基板２０の所定の位置（シリコンパターン７０で囲まれる矩形の領域）に、それぞれ配置される。固定部４及び圧電素子５は、予め所定のサイズとなるように準備しておき、これらを所定の位置に接合する。これらは、いずれも切り屑が付着した状態とならないように洗浄されている。
【００３４】
なお、本実施形態においては、固定部４はガラス基板２０に接合され、圧電素子５はガラス基板２０上に形成された電極（配線パターン６の一部として形成されるもの）上に接合される。そして、これらの接合は、例えば接合する部材間に接合層となるＡｕ層を介在させ、例えば、４００℃から５５０℃の間の高温下、圧力を加えて接合する方式（この方式について、以下熱圧着方式と表現する場合がある）によって接合される。ただし、接合方法はこれに限定されず、例えばエポキシ樹脂系の接着剤等を用いて行っても良い。
【００３５】
ミラー３については、シリコン基板に鏡面３ａを形成（例えば、蒸着法等によりＡｌ膜を形成）した後に、所定の大きさとなるように切断したものを準備しておく。ミラー３についても、汚染がないように洗浄されている。そして、ミラー３は、固定部４及び圧電素子５がガラス基板２０上に配置された後に、固定部４と接合される。ミラー３と固定部４との接合は、熱圧着方式によって接合される。ただし、この場合においても、接着剤を用いて接着しても良い。
【００３６】
ミラー３、固定部４、及び圧電素子５が、ガラス基板２０上に配置されると、最終的にガラス基板２０を分離予定部２１で分離する。本実施形態においては、この段階では、図５（ａ）に示すように、ガラス基板２０は分離予定部２１において、シリコンパターン７０によって繋がっているのみである。そして、このシリコンパターン７０は単結晶から成っているために、図５（ｂ）に示すように力を加えることで結晶方位に従って、きれいに且つ簡単に破断され、ガラス基板２０を分離予定部２１で分離することが可能となる。
【００３７】
なお、ガラス基板２０が分離予定部２１で分離された部分は、そのまま残しておいても問題ないために残され、これが上述のベース２上に形成されるシリコンパターン７となる。また、ガラス基板２０を分離予定部２１で分離するための力を加える手段としては、例えばプレス機を用いることができる。
【００３８】
以上のように形状可変ミラー１を製造する場合、最終的にガラス基板２０を分離して複数の形状可変ミラー１を得る際にダイシングソー等の切断装置を使用しないで済むために、形状可変ミラー１が汚染される可能性を低くできる。
【００３９】
なお、以上においては、形状可変ミラー１を構成するベース２がガラス基板から成る場合について説明したが、ベース２がガラス基板以外の絶縁物から成る場合であっても本発明は適用可能である。
【００４０】
また、以上においては、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法について、形状可変ミラーの製造方法を例に説明した。しかし、本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法は、必ずしも形状可変ミラーの製造方法に限定される趣旨ではない。すなわち、最終的にベース部材を切断することによって一度に複数のＭＥＭＳデバイスを得ることが可能なＭＥＭＳデバイスの製造方法として広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のＭＥＭＳデバイスの製造方法を用いれば、汚染物質の付着による汚染が少ないＭＥＭＳデバイスの提供が可能となる。従って、ＭＥＭＳデバイスの製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、本実施形態の形状可変ミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図２】は、ガラス基板上にシリコンパターンが形成される様子を説明するための説明図である。
【図３】は、ガラス基板の分離予定部に、予め切り込みを入れておく様子を説明するための説明図である。
【図４】は、ガラス基板上の所定の位置に形状可変ミラーを構成する各要素が配置された状態を示す図である。
【図５】は、ガラス基板が最終的に分離される様子を説明するための図である。
【図６】は、従来の形状可変ミラーの構成を示す概略斜視図である。
【図７】は、従来の形状可変ミラーの製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１          形状可変ミラー（ＭＥＭＳデバイス）
２          ベース
３          ミラー
５          圧電素子（アクチュエータ）
６          配線パターン
２０        ガラス基板（ベース部材）
２１        分離予定部
７０        シリコンパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008272865.tif 000007
【図６】
2008272865.tif 000008
【図７】
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