(57)【要約】【課題】可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階において、フレクチュア部の破損を容易に検出することが可能な光スイッチを提供する。【解決手段】フレクチュア部２３、２４に導体配線２３ａ、２４ａを成膜形成し、この導電配線２３ａ、２４ａの少なくとも２ヶ所を外部からの電気的な接続が可能なように構成する。そして、この導電配線２３ａ、２４ａの導通チェックを行うことにより、フレクチュア部２３、２４の破損検出を行う。つまり、フレクチュア部２３、２４が破損していた場合、その破損に伴ってこの導体配線２３ａ、２４ａも断線するため、この導体配線２３ａ、２４ａの導通がないことを確認することにより、フレクチュア部２３、２４が破損していることを判断することができる。【選択図】        図１
2004240249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極基板と、該固定電極基板から所定の間隔をあけて対向して配置され、フレクチュア部を介し、該固定電極基板と機械的に結合された可動電極板と、該可動電極板の上記固定電極基板と反対の面に形成されたマイクロミラーとを有し、該可動電極板を該固定電極基板面に垂直な方向に駆動し、該電極基板面と平行に入射された上記光ビームを上記マイクロミラーで反射させるか否かによって、該光ビームの出射系統を切り替える光スイッチにおいて、
上記フレクチュア部には、該フレクチュア部と、該フレクチュア部を上記固定電極基板へ結合する外縁部と、を渡る部分を有する導体配線が成膜形成され、
上記導体配線は、少なくとも、上記フレクチュア部と上記外縁部とを渡る部分の導通検知が可能な構成とされている、
ことを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記フレクチュア部は、
前記外縁部に結合部を介して結合され、
前記導体配線は、
前記フレクチュア部から、上記結合部及び上記外縁部にかけて、２本以上延長形成されていること、
を特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記導体配線は、
前記可動電極板に電位を与える電極パッドと、同一材質であり、かつ、同一膜厚であること、
を特徴とする請求項１及び２の何れかに記載の光スイッチ。
【請求項４】
固定電極基板と、該固定電極基板から所定の間隔をあけて対向して配置され、フレクチュア部を介し、該固定電極基板と機械的に結合された可動電極板と、該可動電極板の上記固定電極基板と反対の面に形成されたマイクロミラーとを有し、該可動電極板を該固定電極基板面に垂直な方向に駆動し、該電極基板面と平行に入射された上記光ビームを上記マイクロミラーで反射させるか否かによって、該光ビームの出射系統を切り替える光スイッチの検査方法において、
上記フレクチュア部には、該フレクチュア部と、該フレクチュア部を上記固定電極基板へ結合する外縁部と、を渡る部分を有する導体配線が成膜形成されており、
上記導体配線中、少なくとも、上記フレクチュア部と上記外縁部とを渡る部分の導通検知を行い、該導体配線の導通が無かった場合に、該フレクチュア部が破損している旨の判断を行うこと、
を特徴とする光スイッチの検査方法
【請求項５】
前記光スイッチは、
前記光スイッチを構成する前記フレクチュア部、前記可動電極板、前記マイクロミラー、及び前記外縁部の複数組を、一枚のウエーハに形成し、該ウエーハを各組ごとに分割して製造するものであって、
前記導体配線の導通検知は、
前記ウエーハの分割前に行われること、
を特徴とする請求項４記載の光スイッチの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロマシニング技術で作成される静電駆動型の光スイッチに関し、特に、フレクチュア部の破損検出を容易に行うことが可能な光スイッチ及びその検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マイクロミラーが取り付けられた可動電極板を静電力によって可動させ、入射した光ビームが、このマイクロミラーで反射するか否かによって、その出射系統の切り替えを行う光スイッチが提唱されている。
図１４は、このような従来の光スイッチ１００の構成を例示した図である。なおここで、図１４の（ａ）は、光スイッチ１００の平面図を例示した図であり、図１４の（ｂ）は、（ａ）におけるＧ−Ｇ’断面図を例示した図である。
図１４の（ｂ）に例示するように、光スイッチ１００は、上電極基板１０１と固定電極基板１４０とが張り合わされることによって構成されている。図１４に例示するように、上電極基板１０１は、四角形の可動電極板１２０の各辺が、フレクチュア部１３１〜１３４を介し、その外周側に位置する枠状体の外縁部１１０と結合されることにより構成されている。ここで、フレクチュア部１３１〜１３４は、その中心に貫通孔１３１ａ〜１３４ａを有する中空の枠状体であり、その一端は、結合部１３１ｃ〜１３４ｃを介して可動電極板１２０と、他端を結合部１３１ｂ〜１３４ｂ、アンカー部１１１〜１１４を介して外縁部１１０と、それぞれ機械的に結合されている。また、可動電極板１２０の固定電極基板１４０側と反対の面には、入射された光ビームを反射するマイクロミラー１２１が設けられる。
【０００３】
そして、この光スイッチ１００の周囲には、光スイッチ１に光ビーム１６０を入射させる出射側光ファイバ１５１、この出射側光ファイバ１５１から入射された光ビーム１６０のマイクロミラー１２１による反射光１６１を受光する入射側光ファイバ１５３、及び出射側光ファイバ１５１から入射された光ビーム１６０を直接受光する入射側光ファイバ１５２が配置され、可動電極板１２０の可動により、出射側光ファイバ１５１から入射された光ビーム１６０を、反射光１６１として入射側光ファイバ１５３に入射させるか、直接入射側光ファイバ１５２に入射させるかの切り替え（スイッチング）を行う構成となっている。
具体的には、通常状態では、マイクロミラー１２１は、出射側光ファイバ１５１から入射した光ビーム１６０の光路上に位置し（図１４（ｂ））、この光ビーム１６０は、このマイクロミラー１２１で反射された反射光１６１として、入射側光ファイバ１５３に入射される。一方、可動電極板１２０と固定電極基板１４０との間に所定の電圧が印加された場合、これによって、可動電極板１２０と固定電極基板１４０との間には静電力が発生し、その引力によって、可動電極板１２０はマイクロミラー１２１とともに、図１４の（ｂ）に示すＦ方向に移動することとなる。このマイクロミラー１２１の移動により、このマイクロミラー１２１は、光ビーム１６０の光路から同図に示すＦ方向に外れ、光ビーム１６０はマイクロミラー１２１で反射されることなく、入射側光ファイバ１５２に直接入射することになる。
【０００４】
以上のように、光ビーム１６０の出射系統のスイッチングは、可動電極板１２０を可動させることにより行われるが、この可動電極板１２０と外縁部１１０との接点であるフレクチュア部１３１に破損部があった場合、この可動電極板１２０の可動が適切に行われず、このスイッチング機能そのものに致命的な障害をもたらすことになる。そのため、光スイッチ１００の製造時においてフレクチュア部１３１に破損が生じた場合、その破損部を有する光スイッチ１００を検査によって選別し、取り除いておかなければならない。
しかし、従来の光スイッチ１００では、製造時におけるフレクチュア部１３１の破損検出は、目視によって行われることが一般的であり、その検査時間、検査コストの低減が十分に図れないといった課題があった。
そのため、例えば、特許文献１では、フレクチュア部の上表面に圧電素子を成膜形成し、圧電素子に発生する電圧を検出する構成を具備する光スイッチが提唱されている。この構成では、可動電極板の動きに伴うフレクチュア部の変形状況をフレクチュア部上に形成された圧電素子に発生する電圧により確認することができるため、この電圧を測定することにより、フレクチュア部の破損を検出することができる。その結果、目視によってフレクチュア部の破損を検出するといった煩わしい作業を行う必要がなくなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５２６７６公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１において提唱されているフレクチュア部の破損検出は、可動電極板を可動させつつ、この圧電素子の出力電圧を測定し、その出力電圧の違いによってフレクチュア部の破損を検知するものである。従って、この光スイッチでは、可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階においてフレクチュア部の破損を検出することができない。
この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階において、フレクチュア部の破損を容易に検出することが可能な光スイッチを提供することを目的とする。
また、この発明の他の目的は、可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階において、フレクチュア部の破損を容易に検出することが可能な光スイッチの検査方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では上記課題を解決するために、フレクチュア部に、フレクチュア部と、フレクチュア部を固定電極基板へ結合する外縁部と、を渡る部分を有する導体配線を成膜形成する。この導体配線は、少なくとも、フレクチュア部と外縁部とを渡る部分の導通検知が可能な構成とされており、この導電配線の導通探知を行うことにより、フレクチュア部の破損検出を行う。つまり、フレクチュア部が破損していない場合、そこに形成された導体配線も断線しておらず、導通することになるため、この導通を確認することにより、フレクチュア部が破損していないことを判断することができる。一方、フレクチュア部が破損していた場合、その破損に伴ってこの導体配線も断線するため、この導体配線の導通がないことを確認することにより、フレクチュア部が破損していることを判断することができる。そして、この様な検査方法は、可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階でも実現可能な方法である。
また、フレクチュア部と外縁部との結合部分の破損は、特に可動電極板の可動に悪影響を与えるものである。従って、このように、フレクチュア部と外縁部とを渡る部分の導通検知を行うことにより、この結合部分の破損を的確に発見することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、この実施の形態における光スイッチ１の構成を例示した平面図である。また、図２の（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ’断面図の例示であり、（ｂ）は、図１における部分Ｂの拡大平面図の例示である。さらに、図１及び図２の（ａ）に例示するように、この例の光スイッチ１は、固定電極基板１０と上電極基板２０とによって構成されており、図３の（ａ）は、この固定電極基板１０の平面図を例示している。さらにまた、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図を、（ｃ）は、Ｄ−Ｄ’断面図を、それぞれ例示している。以下、これらの図を参照しつつ、この例の光スイッチ１の構成を説明する。
【０００９】
図３に例示するように、この例の固定電極基板１０は、半導体層である単結晶シリコン（Ｓｉ）層１０ｂの両面に、絶縁膜である酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜１０ａ、１０ｃが形成された四角形の板である。
図３の（ａ）、（ｂ）に例示するように、固定電極基板１０の片面側表面における１つの角付近には、酸化シリコン膜１０ａが除去された四角形の領域が設けられ、この四角形の領域には、クロム（Ｃｒ）膜をベースに金（Ａｕ）膜を成膜した２層構造膜である電極パッド１１が形成されている。図３の（ｂ）に例示するように、この電極パッド１１は、単結晶シリコン層１０ｂと電気的に接続されており、この電極パッド１１を介し、単結晶シリコン層１０ｂに電圧が印加される構成となっている。また、図３の（ａ）、（ｃ）に例示するように、この電極パッド１１が形成されている面と同一の面には、例えば、立法体状に突起した複数の電極突起部１２が形成されている。
【００１０】
一方、図１及び図２の（ａ）に例示するように、この例の上電極基板２０は、まず、単結晶シリコン層２０ｂの両面に酸化シリコン膜２０ａ、２０ｃが構成された四角形の板の中央部を四角形にエッチング除去した中空の枠状体である外縁部２１を具備している。そして、この例の外縁部２１は、その外周側の一辺が、固定電極基板１０のある一辺の長さとほぼ一致するように構成されており、この長さが一致する辺が相互に重なりあうように、この固定電極基板１０の電極突起部１２形成面側と、熱硬化樹脂等によって絶縁接着される。なお、後述のように、この外縁部２１は、フレクチュア部２３、２４を固定電極基板１０へ結合する役割を果たすこととなる。
そして、この外縁部２１の固定電極基板１０と反対の面側には、半導体膜である単結晶シリコン薄膜２０ｄが形成されており、この単結晶シリコン薄膜２０ｄをパターン成形することにより、可動電極板２２、フレクチュア部２３、２４等が構成されている。
【００１１】
この例の可動電極板２２は、四角形の板であり、その固定電極基板１０側と反対の面には、絶縁膜である酸化シリコン膜２０ｅｃ、２０ｅｄを介し、４つのマイクロミラー２２ａ〜２２ｄが構成されている。この例のマイクロミラー２２ａ〜２２ｄは、可動電極板２２と垂直に構成された感光性樹脂からなる板の表面にクロム膜と金膜とを成膜した鏡である。この例の場合、マイクロミラー２２ａは、外縁部２１の一辺（辺縁部２１ａ）と４５°の角度をなすように構成され、マイクロミラー２２ｃは、マイクロミラー２２ａとなす内角が９０°で、なおかつ、これらの内角側を上述の辺縁部２１ａに向けた状態で構成される。また、マイクロミラー２２ｂは、辺縁部２１ａと対向する外縁部２１の一辺である辺縁部２１ｂと４５°の角度をなすように構成され、マイクロミラー２２ｄは、マイクロミラー２２ｂとなす内角が９０°で、なおかつ、これらの内角側を上述の辺縁部２１ｂに向けた状態で構成される。
また、図１に例示するように、この例のフレクチュア部２３、２４は、四角形の板の中央に四角形の貫通孔２３ｄ、２４ｄを設けた枠状体である。フレクチュア部２３における一辺の中央部は、帯状の結合部２３ｃを介して可動電極板２２の一辺の中央部に結合され、さらに、フレクチュア部２３の他端側の一辺の中央部は、帯状の結合部２３ｂを介し、外縁部２１の内周側の一辺の中央部と結合されている。同様に、フレクチュア部２４における一辺の中央部は、帯状の結合部２４ｃを介して可動電極板２２の一辺の中央部に結合され、さらに、フレクチュア部２４の他端側の一辺の中央部は、帯状の結合部２４ｂを介し、外縁部２１の内周側の一辺の中央部と結合されている。
【００１２】
このフレクチュア部２３、２４には、導体配線２３ａ、２４ａが成膜形成されている。この例の導体配線２３ａ、２４ａは、フレクチュア部２３、２４と、外縁部２１とを渡る部分（導体配線２４ａの場合を例にとると、図２（ｂ）に示す渡り部２４ａｃ、２４ａｄが該当）を有しており、この導体配線２３ａ、２４ａは、少なくとも、このフレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡る部分の導通検知が可能な構成とされている。この部分に位置する結合部２３ｂ、２４ｂ及びそれらと外縁部２１との結合部分は、可動電極板２２の可動時において最も撓み量が大きい部分であり、当該部分の破損は、光スイッチ１のスイッチング機能に最も大きな影響を与える。そのため、このように導体配線２３ａ、２４ａを、フレクチュア部２３、２４と、外縁部２１とを渡るように形成し、この部分の破損を検出できるようにしておくことは望ましい。
また、図１に例示するように、導体配線２３ａ、２４ａは、フレクチュア部２３、２４から、結合部２３ｂ、２４ｂ及び外縁部２１にかけて、２本以上延長形成されていることが望ましい。これにより、結合部２３ｂ、２４ｂが破損しても、その破損部が導体配線２３ａ、２４ａにまで達していないことにより、その破損を検出できないという不具合を、導体配線が１本のみ形成されている場合に比べ低減させることができるからである。なお、ここで、導体配線２３ａ、２４ａが２本以上延長形成されているとは、図１のように、フレクチュア部２３、２４から結合部２３ｂ、２４ｂ、及び外縁部２１と渡る部分を、１つながりの導体配線２３ａ、２４ａが、それぞれ、２回以上通過するように配置形成されている場合の他、２本以上の独立した導体配線が、同様の部分を通過するように形成されている場合をも含む。
【００１３】
また、この例では、図１及び図２（ｂ）に例示するように、導体配線２３ａ、２４ａは、フレクチュア部２３、２４の固定電極基板１０側と反対の面の表面に形成される。そして、導体配線２３ａは、その一端を外縁部２１の表面に配し、そのまま結合部２３ｂからフレクチュア部２３に渡り、さらにフレクチュア部２３の枠状部分に沿ってフレクチュア部２３を略１周して再び結合部２３ｂに達し、それから結合部２３ｂを渡って、他端を外縁部２１の表面に配するように１つながりに形成される。同様に、導体配線２４ａは、その一端を外縁部２１の表面に配し、そのまま結合部２４ｂからフレクチュア部２４に渡り、さらにフレクチュア部２４の枠状部分に沿ってフレクチュア部２４を略１周して再び結合部２４ｂに達し、それから結合部２４ｂを渡って、他端を外縁部２１の表面に配するように１つながりに形成される。なお、導体配線２３ａ、２４ａは、途中で自分自身と重なり合い、短絡することがないよう構成されなければならない。短絡した導体配線２３ａ、２４ａでは、フレクチュア部２３、２４の破損によって導体配線２３ａ、２４ａが断線した場合であっても、その短絡部によって導体配線２３ａ、２４ａが導通し、当該破損を検知することが不可能になるからである。また、図２の（ａ）に例示するように、導体配線２３ａ、２４ａは、絶縁膜である酸化シリコン膜２０ｅａ、２０ｅｂを介してフレクチュア部２３、２４に構成される。フレクチュア部２３、２４は単結晶シリコン層であり、導体配線２３ａ、２４ａがフレクチュア部２３、２４と接触したのでは、上述のように導体配線２３ａ、２４ａ自身によって短絡した場合と同様の問題が生じるからである。
【００１４】
また、導体配線２３ａ、２４ａの材料としては、導電性が高い物質であれば特に制限がないが、マイクロミラー２２ａ〜２２ｄ、及び以下に述べる電極パッド２１ｃ、２１ｄと同一材質、同一膜厚の膜構成（例えば、クロム膜ベースに金膜を成膜した２層構造膜）とすることが望ましい。この場合、導体配線２３ａ、２４ａを、マイクロミラー２２ａ〜２２ｄ、及び電極パッド２１ｃ、２１ｄと同一の成膜工程において成膜することができるからである。その結果、特に新たな製造工程を設けることなく、導体配線２３ａ、２４ａを生成することが可能となる。なお、導体配線２３ａ、２４ａは、例えば、線幅３〜７μｍ程度、膜厚３０００〜５０００Å程度で構成されることが望ましい。
また、図１及び図２の（ａ）に例示するように、外縁部２１の向かい合う１組の辺縁部における各中央部付近の単結晶シリコン薄膜２０ｄ上には、四角形の電極パッド２１ｃ、２１ｄが形成されている。この電極パッド２１ｃ、２１ｄは、例えば、クロム膜をベースに金膜を成膜した２層構造膜であり、上電極基板２０に所定の電位を印加するために用いられる電極として機能する。
次に、このように構成される光スイッチ１のフレクチュア部２３、２４の破損を検出する検査方法について説明する。
【００１５】
この例の検査方法では、導体配線２３ａ、２４ａの導通検知を行い、この導体配線２３、２４の導通が無かった場合に、該フレクチュア部２３、２４が破損している旨の判断を行う。つまり、フレクチュア部２３、２４が破損していない場合、そこに形成された導体配線２３ａ、２４ａも断線しておらず、その導体配線２３ａ、２４ａの導通することとなるため、この導通を確認することにより、フレクチュア部２３、２４が破損していないことを判断することができる。一方、フレクチュア部２３、２４が破損していた場合、その破損に伴ってこの導体配線２３ａ、２４ａも断線するため、この導体配線の導通がないことを確認することにより、フレクチュア部２３、２４が破損していることを判断することができる。なお、この例では、結合部２３ｂ、２４ｂにも同様に導体配線２３ａ、２４ａが形成されているため、この同様な導通確認により、結合部２３ｂ、２４ｂの破損をも検出することができる。
なお、この導通検査は、少なくとも、フレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡る部分の導通を検知できるように行われることが望ましい。前述のように、この部分に位置する結合部２３ｂ、２４ｂ及びそれらと外縁部２１との結合部分は、光スイッチ１のスイッチング機能に最も大きな影響を与える部分であり、この部分の破損を検出することが重要だからである。
この例の導体配線２３ａ、２４ａの導通確認は、導体配線２３ａ、２４ａの２箇所以上にプローブを押し当て、このプローブによって導体配線２３ａ、２４ａの電気抵抗を測定することにより行う。そして、測定した電気抵抗が無限大であった場合、その導体配線２３ａ、２４ａが形成されているフレクチュア部２３、２４、結合部２３ｂ、２４ｂに破損が生じているものと判断する。
【００１６】
また、このプローブの導体配線２３ａ、２４ａへの接触位置は、フレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡る部分の導通を検知できるような位置とすることが望ましいが、さらに、導体配線２３ａ、２４ａ全体の断線を検出できるよう、例えば、導体配線２３ａ、２４ａの末端部分とすることが望ましい。例えば、導体配線２４ａの導通確認のためには、図２の（ｂ）に例示する末端部２４ａａと末端部２４ａｂに、それぞれプローブを接触させることが望ましい。
また、導体配線２３ａ、２４ａの末端部分にプローブを接触させるのではなく、各導体配線２３ａ、２４ａを所定の領域にグループ分けし、この各領域の両端にプローブを接触させ、各領域の導通を独立に測定する構成としてもよい。これにより、導体配線２３ａ、２４ａの断線部分をより限定して特定でき、ひいては、フレクチュア部２３、２４等の破損部分をより限定して特定することができる。例えば、導体配線２４を、末端部２４ａａと中間部２４１ｃとで挟まれる第１の領域と、末端部２４ａｂと中間部２４１ｃとで挟まれる第２の領域とにグループ分けし、末端部２４ａａと中間部２４１ｃとにプローブを接触させて当該第１の領域の導通を測定し、末端部２４ａｂと中間部２４１ｃとにプローブを接触させて当該第２の領域の導通を測定することにより、フレクチュア部２４等の破損が第１の領域側で生じているのか、第２の領域側で生じているのかを限定して特定することが可能となる。
【００１７】
また、電気抵抗の測定方法としては、一組のプローブ（電気抵抗測定を行う領域の両端にそれぞれ配置される２本のプローブ）を、導通確認を行う導体配線２３ａ、２４ａへ順次接触させつつ、その電気抵抗を測定していく構成としてもよく、電気抵抗を測定する領域にそれぞれ対応した複数組のプローブを導体配線２３ａ、２４ａに接触させ、その測定を行うこととしてもよい。
なお、この導体配線２３ａ、２４ａの導通測定は、図１のように光スイッチ１が構成されてから行ってもよいし、光スイッチ１が構成される前、例えば、上電極基板２０が構成された時点で行われることとしてもよい。また、後述のように、この例の上電極基板２０は、半導体ウエーハに複数の上電極基板２０を形成し、これをダイシングによって切断分離することによって構成されるが、このダイシングによる分割前のウエーハの段階で、この導体配線２３ａ、２４ａの導通測定を行うこととしてもよい。これにより、当該測定時における上電極基板２０の取扱いが容易になり、検査時間の短縮、検査コストの低減を図ることができる。特に、複数組のプローブを用い、このウエーハ段階の各上電極基板２０の測定を行うこととすれば、その効果はより絶大なものとなる。
【００１８】
次に、この形態の例における光スイッチ１のスイッチング動作について概説する。
図４は、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄに電圧が印加されていない状態での光スイッチ１の様子を例示した図である。ここで（ａ）は、この状態での光スイッチ１の平面図を、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ’断面図を例示している。また、図５は、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄに電圧が印加された状態での光スイッチ１の様子を例示した図である。ここで（ａ）は、この状態での光スイッチ１の平面図を、（ｂ）は（ａ）におけるＦ−Ｆ’断面図を例示している。
図４及び図５に例示するように、光スイッチ１の周囲には、レンズ５１〜５４が配置されている。ここでレンズ５１、５３はそれぞれ同一直線上に配置され、レンズ５２、５４もそれぞれ同一直線上に配置される、さらに、レンズ５１、５３を結ぶ直線と、レンズ５２、５４を結ぶ直線とは、相互に平行に配置される。
まず、図４に例示するように、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄに電圧が印加されていない状態で、レンズ５１、５４から光スイッチ１に、光ビーム６１、６２がそれぞれ入射した場合、各光ビーム６１、６２は、マイクロミラー２２ａ、２２ｃ、或いはマイクロミラー２２ｄ、２２ｂで反射され、レンズ５２、５３にそれぞれ入射する。
【００１９】
一方、図５に例示するように、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄに電圧が印加された状態では、可動電極板２２は、固定電極基板１０との静電力によって、マイクロミラー２２ａ〜２２ｄとともに、固定電極基板１０側へ移動し、このマイクロミラー２２ａ〜２２ｄは、光ビーム６１、６２の光路から外れる。そのため、レンズ５１、５４から光スイッチ１に、光ビーム６１、６２がそれぞれ入射した場合であっても、各光ビーム６１、６２は、マイクロミラー２２ａ〜２２ｄで反射されず、直接、レンズ５３、５２にそれぞれ入射される。
このように、この光スイッチ１は、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄへ電圧を印加するか否かによって、入射した光ビーム６１、６２の出射系統を切り替える。なお、前述のように固定電極基板１０には電極突起部１２が設けられているため、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄへの電極印加時であっても、可動電極板２２の前面が固定電極基板１０に接することはない。これにより、電極パッド１１、２１ｃ、２１ｄへ電圧印加をオフにした際に、可動電極板２２が図４に例示した定常状態に戻る反応速度を向上させている。
次に、この形態における光スイッチ１の製造方法について説明する。
図６〜図８は、この形態における光スイッチ１の上電極基板２０の製造工程を説明するための断面図である。なお、これらの断面図は、図１におけるＡ−Ａ’断面部分を示している。以下、これらの図に従い、上電極基板２０の製造工程を説明していく。
【００２０】
〔工程１〕
まず、例えば、単結晶シリコン層２０ｂの両面に酸化シリコン膜２０ａ、２０ｃが形成され、さらに、この酸化シリコン膜２０ａの単結晶シリコン層２０ｂと反対の面に単結晶シリコン薄膜２０ｄが、例えば２００〜３００μｍ程度の厚みで構成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を準備する（図６の（ａ））。なお、このＳＯＩ基板は、例えば、直径２００ｍｍのプライムウエーハ、エピタキシャルウエーハ等の半導体ウエーハである。また、以下では、簡略化のため１つの上電極基板２０が生成されていく様子を説明していくが、実際は、この半導体ウエーハ中に、複数の上電極基板２０に対応する、複数組のフレクチュア部２３、２４、可動電極板２２、マイクロミラー２２ａ〜２２ｄ、及び外縁部２１等が同時に生成されていくことになる。
【００２１】
〔工程２〕
次に、例えば、このＳＯＩ基板を高速回転させつつ、当該ＳＯＩ基板の単結晶シリコン薄膜２０ｄ表面にフォトレジスタを均一に塗布し、これを露光機によって露光させることにより、塗付されたフォトレジスタを可動電極板２２、フレクチュア部２３、２４、接合部２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃ、外縁部２１、及び電極パッド２１ｃ、２１ｄの形状にパターニングする。
次に、例えば、ドライエッチング或いはウエットエッチングにより、このパターニングされたフォトレジスタを有するＳＯＩ基板のエッチングを行い、アッシングによってフォトレジスタを除去することにより、可動電極板２２、フレクチュア部２３、２４、接合部２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃ、及び外縁部２１の形状にパターニングされた単結晶シリコン薄膜２０ｄが構成される（図６の（ｂ））。
【００２２】
〔工程３〕
その後、例えば、工程２でパターニングされたＳＯＩ基板を高温の酸化炉に入れ、酸素ガス或いはスチーム雰囲気中で化学反応させることによりＳＯＩ基板全体に、例えば１μｍ程度の厚みの酸化シリコン膜を生成する（熱酸化）。これにより、この例では、パターニングされた単結晶シリコン薄膜２０ｄ表面全体が１μｍ程度の厚みの酸化シリコン膜２０ｅによって覆われ、さらに酸化シリコン膜２０ｃの膜厚が１μｍ程度増加することとなる（図６の（ｃ））。
〔工程４〕
次に、例えば、工程２と同様な手順を用い、フッ酸によってエッチングを行い、酸化シリコン膜２０ｅの電極パッド２１ｃ、２１ｄ形成部分（電極パッド形成部２０ｅａ、２０ｅｂ）、及び酸化シリコン膜２０ｃにおける外縁部２１の中空部形成部分（中空部２０ｃｂ）を除去する（図７の（ａ））。
〔工程５〕
次に、例えば、この基板を高速回転させつつ、感光性樹脂を、酸化シリコン膜２０ｅ、及び工程４で酸化シリコン膜２０ｅが除去された部分に位置する単結晶シリコン薄膜２０ｄ全体に、例えば、１００〜２００μｍ程度の均一な厚みで塗付する。そして、この感光性樹脂を露光することにより、当該感光性樹脂をマイクロミラー２２ａ〜２２ｄの形状にパターニングしたミラーパターン２２ｆａ、２２ｆｂが形成される（図７の（ｂ））。
【００２３】
〔工程６〕
次に、例えば、スパッタリング等のＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等により、当該基板のミラーパターン２０ｆａ、２０ｆｂ形成面側一面に、クロム膜、及び金膜を順次堆積させ、クロム膜ベースに金膜が形成された２層構造膜である金・クロム膜２０ｇを、３０００〜５０００Å程度の膜厚で形成する（図７の（ｃ））。
なお、この例の場合、本工程において形成された金・クロム膜２０ｇは、後の工程により、電極パッド２１ｃ、２１ｄ、マイクロミラー２２ａ〜２２ｄ及び導体配線２３ａ、２４ａとしてパターニングされることとなる。このように、導体配線２３ａ、２４ａを、電極パッド２１ｃ、２１ｄ、及びマイクロミラー２２ａ〜２２ｄとともに成膜することにより、導体配線２３ａ、２４ａを有しない従来の光スイッチと比べ、工程数を増加させることなく、導体配線２３ａ、２４ａを有する光スイッチ１を構成することができる。そのため、製造時間、製造コストについても、原則、従来の光スイッチよりも増加することはない。
【００２４】
〔工程７〕
次のこの工程では、工程２と同様な手順を用い、金・クロム膜２０ｇをエッチングし、電極パッド２１ｃ、２１ｄ、導体配線２３ａ、２４ａ、及びマイクロミラー２２ａ〜２２ｄをパターン構成する。つまり、電極パッド２１ｃ、２１ｄ、導体配線２３ａ、２４ａ、及び工程５においてマイクロミラー２２ａ〜２２ｄの形状にパターニングされた感光性樹脂の表面を覆う金・クロム膜２０ｇのみを残して、この金・クロム膜２０ｇをエッチングする（図８の（ａ））。
〔工程８〕
次に、例えば、酸化シリコン膜２０ｃをマスクとし、水酸化カリウム（ＫＯＨ）によるエッチングによって、単結晶シリコン層２０ｂの中空部２０ｃａを除去する（図８の（ｂ））。このエッチングは、酸化シリコン膜２０ａに達する深さにまで行われ、この中空部２０ｃａの除去により、枠形状の外縁部２１が形作られることとなる。
【００２５】
〔工程９〕
次に、例えば、フッ酸によって基板のエッチバックを行い、可動電極板２２、フレクチュア部２３、２４、結合部２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃの周囲、及び貫通孔２３ｄ、２４ｄ内部の酸化シリコン膜２０ａ、２０ｅを除去する（図８の（ｃ））。これにより、酸化シリコン膜２０ａ、２０ｅ除去前には、この酸化シリコン膜２０ａ、２０ｅを介して結合していた可動電極板２２、フレクチュア部２３、２４、結合部２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃが独立し、図１に例示したように、可動電極板２２が、結合部２３ｃ、２４ｃのみを介して、フレクチュア部２３、２４とそれぞれ結合し、フレクチュア部２３、２４が、結合部２３ｂ、２４ａのみを介して外縁部２１とそれぞれ結合される構成となる。また、貫通孔２３ｄ、２４ｄの酸化シリコン膜２０ｅが除去されることによって、フレクチュア部２３、２４が中空の枠状体となり、このフレクチュア部２３、２４の柔軟性が向上する。これにより、可動電極板２２の可動がスムーズに行えるようになる。
このように、酸化シリコン膜２０ａ、２０ｅが除去されると、例えば、前述したように、ウエーハ状態のまま、導体配線２３ａ、２４ａの導通検査が行われ、不良品に所定のマーキング等を施したのち、ダイシングによって個々の上電極基板２０ごとに切り分けられることとなる。
【００２６】
次に、固定電極基板１０の製造工程について説明する。
図９〜図１１は、この形態における光スイッチ１の固定電極基板１０の製造工程を説明するための断面図である。なお、図９、図１０の（ａ）〜（ｃ）、及び図１１の（ａ）、（ｂ）は、図３の（ａ）におけるＤ−Ｄ’断面部分を、図９、図１０の（ｄ）〜（ｆ）、及び図１１の（ｃ）、（ｄ）は、図３の（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面部分を、それぞれ示している。以下、これらの図に従い、固定電極基板１０の製造工程を説明していく。
〔工程１１〕
例えばまず、単結晶シリコン層１０ｂの両面に酸化シリコン膜１０ａ、１０ｃが形成された酸化膜付単結晶シリコン基板を準備する（図９の（ａ）、（ｄ））。なお、この酸化膜付単結晶シリコン基板は、例えば、直径２００ｍｍのプライムウエーハ、エピタキシャルウエーハ等の半導体ウエーハである。また、以下では、簡略化のため１つの固定電極基板１０が生成されていく様子を説明していくが、実際は、この半導体ウエーハ中に複数の固定電極基板１０が同時に生成されていくことになる。
【００２７】
〔工程１２〕
次に、例えば、前述の工程２と同様な手順により、フッ酸によるエッチングを行い、単結晶シリコン層１０ｂの片面側に位置する酸化シリコン膜１０ａを、電極突起部１２の形状（図３の（ａ））にパターニングする。具体的には、複数の同形の四角形が、基板中央部にマトリックス状に配列された酸化シリコン膜１０ａパターンを形成する（図９（ｂ）、（ｅ））。
〔工程１３〕
次に、工程１２で形成された酸化シリコン膜１０ａパターンをマスクとして、エッチングを行い、このパターン部に角柱の突起部１０ｂａを形成する（図９の（ｃ）、（ｆ））。
〔工程１４〕
その後、例えば、フッ酸によってエッチバックを行い、酸化シリコン膜１０ａを除去する（図１０の（ａ）、（ｄ））。
〔工程１５〕
次に、例えば、前述の工程３と同様な手順により、基板全体を酸化させ、基板の突起部１０ｂａ形成面に酸化シリコン膜１０ｄを、その反対の面に参加シリコン膜１０ｅを形成する（図１０の（ｂ）、（ｅ））。
〔工程１６〕
次に、例えば、前述の工程２と同様な手順により、フッ酸によるエッチングを行い、電極パッド１１形成部となる電極パッド部１０ｄａの酸化シリコン膜１０ｄを除去する（図１０の（ｃ）、（ｆ））。
【００２８】
〔工程１７〕
その後、例えば、前述した工程６と同様な方法により、金・クロム膜１０ｆを、基板の電極パッド部１０ｄａ側一面に成膜する（図１１の（ａ）、（ｃ））。なお、金・クロム膜１０ｆの膜厚は、例えば、３０００〜５０００Å程度が望ましい。
〔工程１８〕
そして、例えば、前述の工程２と同様な手順により、エッチングによって、電極パッド部１０ｄａ以外の金・クロム膜１０ｆを除去し、電極パッド部１０ｄａに電極パッド１１が形成されるとともに、電極突起部１２が表面に現れる（図１１の（ｂ）、（ｄ））。
このように生成された固定電極基板１０は、例えば、ダイシングによって、個々の固定電極基板１０ごとに切り分けられる。そして、このように生成された固定電極基板１０と前述の上電極基板２０とは、図１及び図２の（ａ）のように、固定電極基板１０の電極突起部１２と、上電極基板２０のマイクロミラー２２ａ〜２２ｄの形成面と反対の面とが向かい合うように貼り合わせられて光スイッチ１が完成する。
このように、この形態の例では、フレクチュア部２３、２４に、フレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡る部分を有する導体配線２３ａ、２４ａを成膜形成し、当該導体配線２３ａ、２４ａを、少なくとも、フレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡る部分の導通検知が可能な構成とすることとしたため、この導体配線２３ａ、２４ａの導通を検査することにより、フレクチュア部２３、２４の破損を容易に検出することができる。特に、導通の確認のみによってフレクチュア部２３、２４の破損を検出するため、光スイッチ１の可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階でも当該破損を容易に検出することができる。その結果、ウエーハ段階での破損検出も可能となるため、検査時間、コスト、人員等の削減も可能となる。
【００２９】
また、この形態の例では、フレクチュア部２３、２４に、フレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡るように、導体配線２３ａ、２４ａを形成しているため、可動電極板２２の可動時において最も撓み量が大きく、光スイッチ１のスイッチング機能に最も大きな影響を与える結合部２３ｂ、２４ｂ及び結合部２３ｂ、２４ｂと外縁部２１との境目の破損検出を適切に行うことが可能となる。
さらに、この形態の例では、導体配線２３ａ、２４ａを、フレクチュア部から、結合部２３ｂ、２４ｂ及び外縁部２１にかけて、２本以上延長形成することとしたため、結合部２３ｂ、２４ｂが破損しても、その破損部が導体配線２３ａ、２４ａにまで達していないことにより、その破損を検出できないという不具合を、導体配線が１本のみ形成されている場合に比べ低減させることができる。これにより、光スイッチ１のスイッチング機能に最も大きな影響を与える結合部２３ｂ、２４ｂ及び結合部２３ｂ、２４ｂと外縁部２１との境目の破損を、より正確に検出することが可能となる。
【００３０】
また、この形態の例では、導体配線２３ａ、２４ａを、可動電極板２２に電位を与える電極パッド２１ｃ、２１ｄと同一材質、同一膜厚に構成することとしたため、導体配線２３ａ、２４ａを、電極パッド２１ｃ、２１ｄと同一工程で成膜することができる。その結果、従来の光スイッチに比べて特に工程数を増やすことなく、導体配線２３ａ、２４ａを有する光スイッチ１を構成することができる。そのため、従来の光スイッチに比べ、製造時間やコストが大きくなることはない。
さらに、この形態の例では、導体配線２３ａ、２４ａ中、少なくとも、フレクチュア部２３、２４と外縁部２１とを渡る部分の導通検知を行い、該導体配線２３ａ、２４ａの導通が無かった場合に、該フレクチュア部２３、２４が破損している旨の判断を行うこととしたため、光スイッチ１の可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階でも、光スイッチ１のスイッチング特性に重大な影響を与える部分の破損検出を容易に行うことができる。
また、導体配線２３ｂ、２４ｂの導通検知を、ウエーハ分割前に行うことにより、検査時の取扱いが容易になり、検査時間、コスト、人員等の削減も可能となる。
【００３１】
なお、この発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、この形態では、導体配線２３ａ、２４ａを図１に例示したように構成することとしたが、図１２に例示する光スイッチ７０のように導体配線７１、７２を構成することとしてもよい。この場合、導体配線７１は、その末端部７１ａを外縁部７１の表面に配し、そのまま結合部２３ｂからフレクチュア部２３に渡り、さらにフレクチュア部２３の枠状部分に沿ってフレクチュア部２３を時計周りに略半周して結合部２３ｃに達するように形成される。そして、導体配線７１は、そこから結合部２３ｃと可動電極板２２との境界部分を通過したところで１８０°折り返され、結合部２３ｃを通じてフレクチュア部２３まで形成される。そして、そのまま、フレクチュア部２３の枠状部分に沿って時計回りに略半周して結合部２３ｂに達し、そこから結合部２３ｂに沿って外縁部２１に渡り、末端部７１ｂが外縁部２１表面に配置形成される。同様に、導体配線７２は、その末端部７２ａを外縁部２１の表面に配し、そのまま結合部２４ｂからフレクチュア部２４に渡り、さらにフレクチュア部２４の枠状部分に沿ってフレクチュア部２４を時計周りに略半周して結合部２４ｃに達するように形成される。そして、導体配線７２は、そこから結合部２４ｃと可動電極板２２との境界部分を通過したところで１８０°折り返され、結合部２４ｃを通じてフレクチュア部２４まで形成され、そのままフレクチュア部２４を時計回りに略半周して結合部２４ｂに達する。そして、そこから結合部２４ｂに沿って外縁部２１に渡るように形成され、その末端部７２ｂを外縁部２１表面に配置する。
【００３２】
このように導体配線７１を形成することにより、結合部２３ｃ、２４ｃ及び結合部２３ｃ、２４ｃと可動電極板２２との境界部分での破損をも用意に検出することが可能となる。
また、図１３に例示する光スイッチ８０のように、一つながりの導体配線８１を構成することとしてもよい。この場合、導体配線８１は、その末端部８１ａを外縁部２１の表面に配し、そのまま結合部２３ｂからフレクチュア部２３に渡り、さらにフレクチュア部２３の枠状部分に沿ってフレクチュア部２３を時計周りに略半周して結合部２３ｃに達するように形成される。そして、導体配線８１は、そこから結合部２３ｃを通り、可動電極板２２を通って結合部２４ｃまで達し、さらに結合部２４ｃを渡った後、フレクチュア部２４を時計回りに略半周して結合部２４ｂに達し、その結合部２４ｂを通って外縁部２１まで通じ、そこで１８０°折り返された後、再び結合部２４ｂを介してフレクチュア部２４まで形成される。そして、そのままフレクチュア部２４を時計回りに略半周して結合部２４ｃに達し、その結合部２４ｃ及び可動電極板２２を通って結合部２３ｃまで形成され、そこから結合部２３ｃを通じてフレクチュア部２３に渡る。さらに、そこから、フレクチュア部２３を時計周りに略半周し、結合部２３ｂを通じて、末端部８１ｂが外縁部２１上に配置されるように形成される。
【００３３】
このように導体配線８１を形成することにより、末端部８１ａ、８１ｂにプローブを押し当てた導体配線８１の導通検知によって、フレクチュア部２３、２４、結合分２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃ、外縁部２１と結合分２３ｂ、２３ｃとの境界部分、結合分２３ｃ、２４ｃと可動電極板２２との境界部分、及び可動電極板２２の破損検出を一度に行うことが可能となる。
さらに、この形態の例では、導体配線２３ａ、２３ｂをフレクチュア部２３、２４の固定電極基板１０側と反対の面に構成することとしたが、導体配線２３ａ、２３ｂを、フレクチュア部２３、２４の固定電極基板１０側の面に構成することとしてもよい。また、導体配線２３ａ、２３ｂの一部が基板表面に露出しないように導体配線２３ａ、２３ｂを構成することとしてもよい。ただし、この場合であっても、導通確認用のプローブの接点となる２点以上の箇所において、導体配線２３ａ、２３ｂが表面に露出されていなければならない。また、図１２及び図１３に例示した構成においても、導体配線７１、７２、８１は、固定電極基板１０の面側に構成することとしても、その反対面側に構成することとしてもよい。さらに、導体配線７１、７２、８１の一部が表面に露出しないようにこれらを構成し、プローブの接点となる２点以上の露出部を設ける構成としてもよい。
また、導体配線２３ａ、２３ｂ、７１、７２、８１を、フレクチュア部２３、２４、結合部２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃの少なくとも一部において、それらの両面に設ける構成としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光スイッチでは、フレクチュア部に、該フレクチュア部と外縁部とを渡る部分を有する導体配線が成膜形成され、この導体配線を、少なくとも、フレクチュア部と外縁部とを渡る部分の導通検知が可能な構成とすることとした。そのため、この導体配線の導通確認のみで、フレクチュア部の破損を容易に検出することができる。その結果、可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階においても、フレクチュア部の破損を容易に検出することが可能となる。
【００３５】
また、本発明の光スイッチの検査方法では、フレクチュア部に、該フレクチュア部と外縁部とを渡る部分を有する導体配線が成膜形成されており、この導体配線中、少なくとも、フレクチュア部と上記外縁部とを渡る部分の導通検知を行い、該導体配線の導通が無かった場合に、該フレクチュア部が破損している旨の判断を行うこととした。そのため、フレクチュア部の破損検出が容易になり、可動電極板が可動できるまでに至っていない製造段階においても、フレクチュア部の破損を容易に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光スイッチの構成を例示した平面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’断面図の例示、及び図１における部分Ｂの拡大平面図の例示。
【図３】固定電極基板の平面図、そのＣ−Ｃ’断面図、及びＤ−Ｄ’断面図。
【図４】電極パッドに電圧が印加されていない状態での光スイッチの様子を例示した図。
【図５】電極パッドに電圧が印加された状態での光スイッチの様子を例示した図。
【図６】上電極基板の製造工程を説明するための断面図。
【図７】上電極基板の製造工程を説明するための断面図。
【図８】上電極基板の製造工程を説明するための断面図。
【図９】固定電極基板の製造工程を説明するための断面図。
【図１０】固定電極基板の製造工程を説明するための断面図。
【図１１】固定電極基板の製造工程を説明するための断面図。
【図１２】光スイッチの構成を例示した平面図。
【図１３】光スイッチの構成を例示した平面図。
【図１４】従来の光スイッチの構成を例示した図。
【符号の説明】
１、５０、６０、１００  光スイッチ
２３、２４、１３１〜１３４  フレクチュア部
２３ａ、２４ａ、７１、７２、８１  導体配線
２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃ  結合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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