(57)【要約】　　　（修正有）【課題】安定した操作が可能な光スキャナーの製造方法を提供する。【解決手段】陽極接合構造体は、基板２３と基板２３の上部に配置されるガラス板２５とを備え、基板２３とガラス板２５との間に最上部が誘電体膜２２となるように少なくとも１層以上の金属膜２１及び誘電体膜２２が積層され、最上部の誘電体膜２２とガラス板２５とが陽極接合された構成である。陽極接合構造体の製造方法は、基板とガラス板との間に少なくとも１層以上の誘電体及び金属膜を蒸着させて最上部に誘電体を形成する段階と、最上部の誘電体とガラス板とを陽極接合させる段階とより成る。これにより、基板とガラス板との間に金属膜と誘電体とを積層する構造となり、誘電体とガラス板との陽極接合、誘電体と金属膜との陽極接合を可能にして安定した性能を具現できるので多様なＭＥＭＳ素子を製造できる。【選択図】　　　図２Ａ
2004042248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える構造体であって、
前記基板と前記ガラス板との間に、最上部が誘電体膜となるように、少なくとも１層以上の金属膜及び誘電体膜が積層され、そして前記最上部の誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合された構成であることを特徴とする陽極接合構造体。
【請求項２】
前記基板と前記ガラス板との間に、前記金属膜及び前記誘電体膜が１層ずつ交互に積層され、さらに前記最上部の誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合されていることを特徴とする請求項１に記載の陽極接合構造体。
【請求項３】
前記少なくとも１層以上の金属膜は、第１金属膜及び第２金属膜を含み、さらに前記少なくとも１層以上の誘電体膜は第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、そして前記基板と前記ガラス板との間に前記第１金属膜、前記第１誘電体膜、前記第２金属膜及び前記第２誘電体膜が順次に積層され、それから前記第２誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合されていることを特徴とする請求項１に記載の陽極接合構造体。
【請求項４】
前記少なくとも１層以上の誘電体膜は第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、さらに前記基板と前記ガラス板との間に、第１誘電体膜、金属膜及び第２誘電体膜が順次に積層され、そして前記第２誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合されていることを特徴とする請求項１に記載の陽極接合構造体。
【請求項５】
基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える構造体であって、
前記ガラス板の下部に誘電体膜が形成され、さらに前記基板と前記誘電体膜との間に、最上部が金属膜となるように、少なくとも１層以上の誘電体膜及び金属膜が積層され、そして前記ガラス板の下部に形成された誘電体膜と前記最上部の金属膜とが陽極接合された構成であることを特徴とする陽極接合構造体。
【請求項６】
前記少なくとも１層以上の金属膜は第１金属膜及び第２金属膜を含み、さらに前記少なくとも一つ以上の誘電体膜は第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、そして前記基板と前記ガラス板との間に、第１金属膜、第１誘電体膜及び第２金属膜が順次に積層され、それから前記ガラス板の下部に前記第２金属膜と前記第２誘電体膜とが陽極接合されていることを特徴とする請求項５に記載の陽極接合構造体。
【請求項７】
前記基板は、シリコンで構成されることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の陽極接合構造体。
【請求項８】
前記誘電体膜は、酸化シリコンで構成されることを特徴とする請求項１から請求項６に記載の陽極接合構造体。
【請求項９】
前記金属膜は、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成されることを特徴とする請求項１から請求項６に記載の陽極接合構造体。
【請求項１０】
基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える陽極接合構造体の製造方法であって、
前記基板と前記ガラス板との間に、最上部が誘電体膜となるように、少なくとも１層以上の金属膜及び誘電体膜を積層する段階と、
前記最上部の誘電体膜と前記ガラス板とを陽極接合させる段階と、
を備えることを特徴とする陽極接合構造体の製造方法。
【請求項１１】
基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える陽極接合構造体の製造方法であって、
前記ガラス板の下部に誘電体膜を形成する段階と、
前記基板と前記ガラス板との間に、最上部が金属膜となるように、少なくとも１層以上の誘電体膜及び金属膜を積層する段階と、
前記ガラス板の下部に形成された誘電体膜と前記最上部の誘電体膜とを陽極接合する段階と、
を備えることを特徴とする陽極接合構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記陽極接合する段階は、
３００℃〜４００℃で加熱する段階と、
８００Ｎ〜１２００Ｎの圧力を加える段階と、
８００Ｖ〜２０００Ｖの電圧を印加する段階と、
を備えることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の陽極接合構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記基板は、シリコンで構成されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の陽極接合構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記誘電体膜は、酸化シリコンで構成されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の陽極接合構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記金属膜は、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の陽極接合構造体の製造方法。
【請求項１６】
四角形のフレームと、前記フレーム内の分離領域を介して配置された前記フレームから延びるトーションバーと、前記トーションバーに連結される中央部分の四角形のスキャニングミラーと、前記スキャニングミラーの底面に形成される駆動用櫛型電極とを備える光スキャナーの上部構造の形成方法において、
第１基板に誘電体膜及び第２基板を順次に積層する段階と、
前記第２基板の上部面にフォトリソグラフィを行って前記スキャニングミラーを形成し、前記フレームの下部フレームを形成する段階と、
前記スキャニングミラー及び前記下部フレームにピンホールを形成した後、前記スキャニングミラー及び前記下部フレームの上部面に金属膜を形成する段階と、
前記金属膜の上部面に誘電体膜を形成した後、前記下部フレームの上部面の前記誘電体膜とガラス板とを陽極接合させる段階と、
前記第１基板を研磨した後、前記フレームのうち上部フレームになる上部面にのみ金属膜が形成されるようにパターニングする段階と、
前記第１基板を所定パターンにエッチングして前記分離領域に対応する部分をエッチングして、前記上部フレーム及びトーションバーを形成し、前記スキャニングミラーの底面に駆動用櫛型電極を形成する段階と、
を備えることを特徴とする光スキャナー上部構造の製造方法。
【請求項１７】
前記陽極接合する段階は、
３００℃〜４００℃で加熱する段階と、
８００Ｎ〜１２００Ｎの圧力を加える段階と、
８００Ｖ〜２０００Ｖの電圧を印加する段階と、
を備えることを特徴とする請求項１６に記載の光スキャナー上部構造の製造方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２基板は、シリコンで構成されることを特徴とする請求項１６に記載の光スキャナー上部構造の製造方法。
【請求項１９】
前記誘電体膜は、酸化シリコンで構成されることを特徴とする請求項１６に記載の光スキャナー上部構造の製造方法。
【請求項２０】
前記金属膜は、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成されることを特徴とする請求項１６に記載の光スキャナー上部構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は陽極接合構造体及びその製造方法並びにこれを利用した光スキャナーの製造方法に係り、より詳細には、誘電体膜とガラス板との陽極接合構造体、または誘電体膜と金属膜との陽極接合構造体、及びその製造方法並びにこれを利用した光スキャナーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陽極接合法は、マイクロセンサー素子の製作に広く使われているシリコン基板と、前記シリコン基板と同程度の熱膨張係数を有するガラス板とを接合させる技術である。陽極接合で一般的に用いられるパイレックスガラス（例えば、コーニングガラス７７４０）は、一定量のナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｋ）を含み、２００℃以上の温度に加熱すると、それらの元素が電荷を帯び、電圧によって容易に移動する。シリコンとガラス板とを合わせて、両者に６００Ｖ以上の電圧を加えると、シリコン基板とガラス板との界面に強い誘電電荷が発生し、移動可能な電荷が急速に動き、シリコン基板とガラス板とが接合される。多くのマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）のプロセスは、この陽極接合法を使用しており、安定したシリコンの構造が実現される。
【０００３】
図１は、従来の陽極接合構造体を模式的に示す断面図である。前記陽極接合構造体は、ベースプレート１１の上部に配置された基板１３と、前記基板１３の上部に配置されたガラス板１５とを備えて構成される。前記陽極接合構造体に前記温度を加え、ガラス板１５の上部１７に陰極を連結し、ベースプレート１１の下部に陽極を連結して前記電圧を加えると、基板１３とガラス板１５との間で電荷を帯びたイオンが移動し、強固な陽極接合が形成される。
【０００４】
このような陽極接合プロセスは、光スキャナーの製造方法でも使用できる。従来の光スキャナーの製造方法では、薄いシリコン基板だけが使用されていたために自動化された工程を実現することは困難であった。また、トーションバーは、不安定なやり方で駆動され、容易に破損するため、歩留まりが低かった。安定な素子を得るために、シリコン基板とガラス板とを接合することも試みられたが、完全なトーションバーを得ることは不可能であった。それゆえ、安定な接合体を実現するために、ＳＯＩ基板（ＳＯＩ：Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）が使用されてきたが、前記ＳＯＩ基板内での電気的絶縁に関する問題が発生していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題点を解決するために、本発明の目的は、誘電体膜とガラス板との陽極接合構造体及び誘電体膜と金属膜との陽極接合構造体を提供し、この陽極接合体を用いてＳＯＩ基板の上下面を電気的に連結することにより、安定した操作が可能な光スキャナーの製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するための本発明に係る陽極接合構造体は、基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える構造体であって、前記基板と前記ガラス板との間に、最上部が誘電体膜となるように、少なくとも１層以上の金属膜及び誘電体膜が積層され、そして前記最上部の誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合された構成である。
【０００７】
（２）本発明は、前記陽極接合構造体において、前記基板と前記ガラス板との間に、前記金属膜及び前記誘電体膜が１層ずつ交互に積層され、さらに前記最上部の誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合されていることが望ましい。
【０００８】
（３）本発明は、前記陽極接合構造体において、前記少なくとも１層以上の金属膜が、第１金属膜及び第２金属膜を含み、さらに前記少なくとも１層以上の誘電体膜は第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、そして前記基板と前記ガラス板との間に前記第１金属膜、前記第１誘電体膜、前記第２金属膜及び前記第２誘電体膜が順次に積層され、それから前記第２誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合されていることが望ましい。
【０００９】
（４）本発明は、前記陽極接合構造体において、前記少なくとも１層以上の誘電体膜が第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、さらに前記基板と前記ガラス板との間に、第１誘電体膜、金属膜及び第２誘電体膜が順次に積層され、そして前記第２誘電体膜と前記ガラス板とが陽極接合されていることが望ましい。
【００１０】
（５）前記目的を達成するための本発明に係る陽極接合構造体は、基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える構造体であって、前記ガラス板の下部に誘電体膜が形成され、さらに前記基板と前記誘電体膜との間に、最上部が金属膜となるように、少なくとも１層以上の誘電体膜及び金属膜が積層され、そして前記ガラス板の下部に形成された誘電体膜と前記最上部の金属膜とが陽極接合された構成である。
【００１１】
（６）本発明は、前記陽極接合構造体において、前記少なくとも１層以上の金属膜が第１金属膜及び第２金属膜を含み、さらに前記少なくとも一つ以上の誘電体膜は第１誘電体膜及び第２誘電体膜を含み、そして前記基板と前記ガラス板との間に、第１金属膜、第１誘電体膜及び第２金属膜が順次に積層され、それから前記ガラス板の下部に前記第２金属膜と前記第２誘電体膜とが陽極接合されていることが望ましい。
【００１２】
（７）本発明は、前記陽極接合構造体において、前記基板が、シリコンで構成されることが望ましい。
【００１３】
（８）本発明は、前記誘電体膜が、前記陽極接合構造体において、酸化シリコンで構成されることが望ましい。
【００１４】
（９）本発明は、前記陽極接合構造体において、前記金属膜が、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成されることが望ましい。
【００１５】
（１０）前記目的を達成するための本発明に係る陽極接合構造体の製造方法は、基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える陽極接合構造体の製造方法であって、前記基板と前記ガラス板との間に、最上部が誘電体膜となるように、少なくとも１層以上の金属膜及び誘電体膜を積層する段階と、前記最上部の誘電体膜と前記ガラス板とを陽極接合させる段階とを備える。
【００１６】
（１１）前記目的を達成するための本発明に係る陽極接合構造体の製造方法は、基板と、前記基板の上部に配置されるガラス板とを備える陽極接合構造体の製造方法であって、前記ガラス板の下部に誘電体膜を形成する段階と、前記基板と前記ガラス板との間に、最上部が金属膜となるように、少なくとも１層以上の誘電体膜及び金属膜を積層する段階と、前記ガラス板の下部に形成された誘電体膜と前記最上部の誘電体膜とを陽極接合する段階とを備える。
【００１７】
（１２）本発明は、前記陽極接合構造体の製造方法において、前記陽極接合する段階が、３００℃〜４００℃で加熱する段階と、８００Ｎ〜１２００Ｎの圧力を加える段階と、８００Ｖ〜２０００Ｖの電圧を印加する段階とを備えることが望ましい。
【００１８】
（１３）本発明は、前記陽極接合構造体の製造方法において、前記基板が、シリコンで構成されることが望ましい。
【００１９】
（１４）本発明は、前記陽極接合構造体の製造方法において、前記誘電体膜が、酸化シリコンで構成されることが望ましい。
【００２０】
（１５）本発明は、前記陽極接合構造体の製造方法において、前記金属膜が、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成されることが望ましい。
【００２１】
（１６）前記目的を達成するための本発明に係る光スキャナー上部構造の製造方法は、四角形のフレームと、前記フレーム内の分離領域を介して配置された前記フレームから延びるトーションバーと、前記トーションバーに連結される中央部分の四角形のスキャニングミラーと、前記スキャニングミラーの底面に形成される駆動用櫛型電極とを備える光スキャナーの上部構造の形成方法において、第１基板に誘電体膜及び第２基板を順次に積層する段階と、前記第２基板の上部面にフォトリソグラフィを行って前記スキャニングミラーを形成し、前記フレームの下部フレームを形成する段階と、前記スキャニングミラー及び前記下部フレームにピンホールを形成した後、前記スキャニングミラー及び前記下部フレームの上部面に金属膜を形成する段階と、前記金属膜の上部面に誘電体膜を形成した後、前記下部フレームの上部面の前記誘電体膜とガラス板とを陽極接合させる段階と、前記第１基板を研磨した後、前記フレームのうち上部フレームになる上部面にのみ金属膜が形成されるようにパターニングする段階と、前記第１基板を所定パターンにエッチングして前記分離領域に対応する部分をエッチングして、前記上部フレーム及びトーションバーを形成し、前記スキャニングミラーの底面に駆動用櫛型電極を形成する段階とを備える。
【００２２】
（１７）本発明は、前記光スキャナー上部構造の製造方法において、前記陽極接合する段階が、３００℃〜４００℃で加熱する段階と、８００Ｎ〜１２００Ｎの圧力を加える段階と、８００Ｖ〜２０００Ｖの電圧を印加する段階とを備えることが望ましい。
【００２３】
（１８）本発明は、前記光スキャナー上部構造の製造方法において、前記第１及び第２基板が、シリコンで構成されることが望ましい。
【００２４】
（１９）本発明は、前記光スキャナー上部構造の製造方法において、前記誘電体膜が、酸化シリコンで構成されることが望ましい。
【００２５】
（２０）本発明は、前記光スキャナー上部構造の製造方法において、前記金属膜が、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成されることが望ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の陽極接合構造体及びその製造方法並びにこれを利用した光スキャナーの製造方法の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
図２Ａから図２Ｄは、それぞれ、本発明の第１実施形態から第４実施形態による陽極接合構造体を示した断面図である。なお、本発明の第１実施形態から第３実施形態による陽極接合構造体は、基板とガラス板との間に設けられる金属膜及び誘電体膜の積層構造で、最上部に位置する誘電体膜とガラス板とが陽極接合していることを特徴とする。
【００２８】
図２Ａは、本発明に係る第１実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。図２Ａに示すように、本発明による陽極接合構造体においては、まず、基板２３の上部面に金属膜２１が形成され、つぎに、金属膜２１の上部に誘電体膜２２が形成される。そして、誘電体膜２２とガラス板２５とを陽極接合することにより、本発明の第１実施形態である陽極接合構造体が構成される。
【００２９】
図２Ｂは、本発明に係る第２実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。図２Ｂに示すように、本発明による陽極接合構造体においては、まず、基板３３の上部面に第１金属膜３１が形成され、つぎに、第１金属膜３１の上部面に第１誘電体膜３２が形成され、そして、第１誘電体膜３２の上部面に第２金属膜３１’が形成され、それから第２金属膜３１’の上部面に第２誘電体膜３２’が形成される。その後、第２誘電体膜３２’とガラス板３５とを陽極接合することにより、本発明の第２実施形態である陽極接合構造体が構成される。
【００３０】
図２Ｃは、本発明に係る第３実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。図２Ｃに示すように、本発明による陽極接合構造体においては、まず、基板４３の上部面に第１誘電体膜４２が形成され、つぎに、第１誘電体膜４２の上部面に金属膜４１が形成され、それから金属膜４１の上部面に第２誘電体膜４２’が形成される。その後、第２誘電体膜４２’とガラス板４５とを陽極接合することにより、本発明の第３実施形態である陽極接合構造体が構成される。
【００３１】
本発明の第４実施形態の陽極接合構造体は、前記した本発明の第１実施形態から第３実施形態による陽極接合構造体とは異なり、ガラス板の下部にあらかじめ形成された第２誘電体膜と、基板の上部に積層された金属膜及び誘電体膜の積層構造で最上部に位置する金属膜とを、互いに陽極接合して構成されることを特徴とする。
【００３２】
図２Ｄは、本発明に係る第４実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。図２Ｄに示すように、本発明による陽極接合構造体においては、ガラス板５５の下部にあらかじめ第２誘電体膜５２’が形成されている。そして、基板５３の上部に第１金属膜５１を形成し、つぎに、第１金属膜５１の上部に第１誘電体膜５２を形成し、それから、第１誘電体膜５２の上部に第２金属膜５１’を形成する。その後、この第２金属膜５１’と前記第２誘電体膜５２’とを陽極接合して本発明の第４実施形態である陽極接合構造体が製造される。
【００３３】
なお、前記陽極接合させる段階において、３００℃〜４００℃で加熱し、８００〜１２００Ｎの圧力を加え、８００Ｖ〜２０００Ｖの電圧を印加することが望ましい。
【００３４】
以下において、前記した本発明の第１実施形態から第４実施形態に係る陽極接合構造体の構造について、詳細に説明する。
【００３５】
まず、図２Ａから図２Ｄで示された基板２３、３３、４３及び５３は、通常、主にシリコン基板で構成されるが、これに限定されることなく、例えば、ガリウム（Ｇａ）系基板、窒化物系化合物及び砒素（Ａｓ）系化合物の基板等を用いることができる。また、必要に応じて２つ以上の物質が積層された構造を前記基板として使用することもできる。
【００３６】
つぎに、図２Ａから図２Ｄで示された金属膜２１、３１、３１’、４１、５１及び５１’は、金（Ａｕ）及びクロム（Ｃｒ）で構成されるが、これに限定されることなく、金属的性質を有するあらゆる物質を使用することができる。金属膜２１、３１、３１’、４１、５１及び５１’は、例えば、スパッタリングのような物理的な成膜法またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）のような化学的な成膜法を利用して形成できる。
【００３７】
また、図２Ａから図２Ｄで示された誘電体膜２２、３２、３２’、４２、４２’、５２及び５２’は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）または窒化物系化合物などで構成され、前記ＣＶＤのような化学的な成膜を利用して形成することができる。
【００３８】
なお、図２Ａから図２Ｄに示すように、本発明の第１実施形態から第３実施形態の前記陽極接合構造体では、誘電体膜２２、３２’、４２’とガラス板２５、３５、４５との間に陽極接合が形成され、本発明の第４実施形態の陽極接合構造体では、誘電体膜５２’と金属膜５１’とが陽極接合されている。
【００３９】
そして、このような前記陽極接合構造体を製造するために、まず、前記した金属膜２１、３１、３１’、４１、５１、５１’と誘電体膜２２、３２、３２’、４２、４２’、５２、５２’とを、必要に応じて適正な回数で交互に形成させる。つぎに、このようにして形成された構造体に、３００℃〜４００℃の熱を加え、さらに、基板２３、３３、４３、５３とガラス板２５、３５、４５、５５との間に、８００〜２０００Ｖの電圧を印加して、誘電体膜２２、３２’、４２’とガラス板２５、３５、４５とを陽極接合させる、あるいは、誘電体膜５２’と金属膜５１’とを陽極接合させることができる。
【００４０】
図３Ａは、本発明に係る第１実施形態の陽極接合構造体の構成の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）による写真である。図３Ａに示すように、第１実施形態の前記陽極接合構造体は、シリコン基板２３、金属膜２１、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる誘電体膜２２、及びガラス板２５を備えて構成されている（図２Ａも参照）。
【００４１】
図３Ｂは、本発明に係る第２実施形態の陽極接合構造体の構成のＳＥＭによる写真である。図３Ｂに示すように、第２実施形態の前記陽極接合構造体は、シリコン基板３３、第１金属膜３１、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる第１誘電体膜３２、第２金属膜３１’、酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる第２誘電体膜３２’及びガラス板３５を備えて構成されている（図２Ｂも参照）。このような構造体を製造するための陽極接合の条件は、加熱温度約４００℃、圧力約１２００Ｎ、陰極電圧約−１５００Ｖ及び接合時間約５分である。
【００４２】
図４は、本発明に係る陽極接合構造体及びその製造方法を適用して製造された光スキャナーの上部構造を模式的に示す断面図である。また、図５は、本発明に係る陽極接合構造体及びその製造方法を適用して製造された光スキャナーの上部構造の斜視図である。
【００４３】
図４及び図５に示すように、本発明の実施例による光スキャナーの製造方法により製造される光スキャナーの上部構造は、四角形のフレーム８０と、フレーム８０内の分離領域７３を介して配置されたフレーム８０から延びるトーションバー６１’と、トーションバー６１’に連結される中央部分の四角形のスキャニングミラー６６”と、スキャニングミラー６６”の底面に形成される駆動用櫛型電極６１”とを備えて構成されている。
【００４４】
図５に示すように（適宜、図４も参照）、フレーム８０は、上部フレーム８１及び下部フレーム８３で構成される。上部フレーム８１は、ガラス板６８と、ガラス板６８の底面に形成されたガラス板６８と陽極接合する誘電体膜（ＳｉＯ２）６７と、誘電体膜６７の底面に形成された金属膜（Ａｕ及びＣｒ）６６とで構成されている。ここで、フレーム８０の陽極接合構造体は、前記した本発明の第１実施形態による陽極接合構造体である。
【００４５】前記陽極接合構造体の製造において、陽極接合させる段階では、温度３００℃〜４００℃で加熱し、８００Ｎ〜１２００Ｎの圧力を加え、さらに８００Ｖ〜２０００Ｖ程度の電圧を印加することが望ましい。
【００４６】
図５に示すように（適宜、図４も参照）、下部フレーム８３は、第１基板（Ｓｉ）６１と、第１基板６１の底面に形成される金属膜（Ａｕ及びＣｒ）６６’と、第１基板６１の上部面に位置する誘電体膜（ＳｉＯ２）６２と、誘電体膜６２の上部面に形成されてトーションバー６１’に延びる第２基板（Ｓｉ）６３とを備えて構成される。
【００４７】
さらに、スキャニングミラー６６”は、第２基板６３の上部面に金属膜（Ａｕ及びＣｒ）６６を成膜して形成され、光を反射する機能を有するものである。
【００４８】
そして、フレーム８０の中央部分と、前記スキャニングミラー６６”の両部分とに、第２基板６３を貫通するようにピンホールを形成し、このピンホールの内部に金属膜６６を形成する。したがって、第１基板６１、第２基板６３、トーションバー６１’及び駆動電極６１”がいずれも電気的に連結される。
【００４９】
ここで、第１基板６１、誘電体膜６２及び第２基板６３を備える構成が、ＳＯＩウェーハ６０の構造となっている。ＳＯＩウェーハ６０は、スキャニングミラー６６”の安定した駆動を可能にして、光スキャナーの性能を向上させることができる。
【００５０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る陽極接合構造体及びその製造方法の望ましい１つの実施形態である光スキャナーの上部構造製造方法について、詳細に説明する。
【００５１】
本発明の望ましい１つの実施形態である光スキャナーの上部構造は、前記した第１実施形態の陽極接合構造体に基づくものである。ここでは、図６Ｈ（後記する）に示すように、シリコンよりなる第２基板６３上に金属膜６６が形成され、そして、金属膜６６上に誘電体膜６７が形成され、さらに、誘電体膜６７とガラス板６８とが陽極接合されていることが大きな特徴である。
【００５２】
図６Ａから図６Ｋは、前記した図４及び図５に示された光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。以下、図６Ａから図６Ｋに基づいて詳細に説明する。
【００５３】
図６Ａは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ａに示すうに、５００μｍの厚さのシリコンウェーハで構成される第１基板６１を準備し、この表面を酸化させて約１μｍの厚さの酸化シリコンの誘電体膜６２を形成する。その後、誘電体膜６２の上部面に、約１５μｍのシリコンウェーハで構成される第２基板６３を形成し、ＳＯＩウェーハ６０が形成される。
【００５４】
図６Ｂは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｂに示すように、ＳＯＩウェーハ６０の上部に、フォトレジスト６４（例えば、ＡＺ７２２０）を塗布した後、所定のパターンを有するマスクで覆い、露光及び現像することで、パターニングされたフォトレジスト６４を有するＯＩウェーハ６０を製造することができる。
【００５５】
図６Ｃは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｃに示すように、第２基板６３を、例えば、誘導結合型プラズマ反応性エッチング法（ＩＣＰＲＩＥ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ　Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈ）のようなエッチングプロセスを使用してエッチングする。エッチングは、第２基板６３の約１５μｍの下部に存在する酸化シリコンの誘電体膜６２で止まり、約１５μｍの厚さのトーションバー６１’とスキャニングミラー６６”になる部分とを形成する（図４及び図５参照）。
【００５６】
図６Ｄは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｄに示すように、再びフォトレジスト６５を塗布してフォトリソグラフィにより、ピンホールのパターニングを行う。
【００５７】
図６Ｅは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｅに示すように、再び、ＩＣＰＲＩＥのようなエッチングプロセスにより、第２基板６３をエッチングし、さらに、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈ）により、酸化シリコンの誘電体膜６２をエッチングする。こうすることで、ピンホールが、フレーム８０の中央部分を貫通して（図４参照）、第１基板６１の表面まで達している。さらに、ピンホールは、スキャニングミラー６６”になる部分の左右に、各々形成され、そして第１基板６１まで貫通している。
【００５８】
図６Ｆは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｆに示すように、スキャニングミラー６６”になる部分及びフレーム８０の上面に、接着層として使われるＣｒを約３００Åの厚さで形成し、またその上にＡｕを約３０００Å形成して反射膜６６を形成することにより、ＳＯＩウェーハ６０の第１基板及び第２基板６３が電気的に連結されるようになる。
【００５９】
図６Ｇ及び図６Ｈは、それぞれ、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｇに示すように、Ａｕ膜及びＣｒ膜で構成される金属膜６６の上部面に、ＣＶＤのような化学気相成膜法を用いて、約５０００Åの厚さの酸化シリコンの誘電体膜６７を形成してパターニングした後、この構造物を反転し、図６Ｈに示すように、ガラス板６８、例えば、パイレックスガラス板と、陽極接合させる。
【００６０】
図６Ｉは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｉに示すように、化学的かつ機械的研磨法（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により、約５００μｍの厚さのシリコン基板６１を約１００μｍになるように研磨し、下部構造との溶融接着層として使われるＡｕ及びＣｒで構成される金属膜６６’を形成した後、再びパターニングする。
【００６１】
図６Ｊは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｊに示すように、フォトレジスト６９（例えば、ＡＺ４６２０）を再び塗布した後、一般的なフォトリソグラフィを利用してパターニングを行い、櫛型構造６９’及び金属膜６６’に適合するフォトレジストのパターンを形成する。
【００６２】
図６Ｋは、本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。図６Ｋに示すように、第１基板６１をＩＣＰＲＩＥのようなエッチングプロセスでエッチングすれば、フレーム８０とスキャニングミラー６６”との間の分離領域７３がエッチングされ、第２基板６３から延びるトーションバー６１’が形成されて図６Ｋに示されたような構造体が完成する。
【００６３】
本発明の陽極接合構造体及びその製造方法の１つの実施形態を用いることで、ガラス板と誘電体膜との陽極接合及び誘電体膜と金属膜との陽極接合を形成することができるため、新しい方式のコンデンサー、カンチレバー、センサー及びインダクタなどのＭＥＭＳ構造体の製作が可能であり、パッケージング工程にも応用することができる。これを応用した光スキャナーの上部構造の製造方法を用いることにより、光スキャナーの安定した製作及び動作が可能になり、全体的な性能を向上させることができる。
【００６４】
以上、本発明を、図面を参照しながら本発明に係る望ましい実施形態について具体的に説明したが、これらの実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、望ましい１実施形態の例示として解釈される必要がある。
【００６５】
例えば、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する当該業者であれば、本発明の技術的思想により、基板とガラス板との間にあって積層される誘電膜と金属膜との多様な組合せによる構造体を実現することができる。よって、本発明の範囲は、以上において説明された実施例によって定められるのではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められなけらばならない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明した通りに構成される本発明によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本発明に係る陽極接合構造体及びその製造方法の長所は、基板と誘電体膜との間に積層される金属膜と誘電体膜との多様な組み合わせによる積層構造体を可能にし、新しい素子を具現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の陽極接合構造体を模式的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明に係る第１実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明に係る第２実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明に係る第３実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２Ｄ】本発明に係る第４実施形態の陽極接合構造体の構成を模式的に示す断面図である。
【図３Ａ】本発明に係る第１実施形態の陽極接合構造体の構成の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による写真である。
【図３Ｂ】本発明に係る第２実施形態の陽極接合構造体の構成のＳＥＭによる写真である。
【図４】本発明に係る陽極接合構造体及びその製造方法を適用して製造された光スキャナーの上部構造を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る陽極接合構造体及びその製造方法を適用して製造された光スキャナーの上部構造の斜視図である。
【図６Ａ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｂ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｃ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｄ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｅ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｆ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｇ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｈ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｉ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｊ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【図６Ｋ】本発明に係る光スキャナーの上部構造の製造方法を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
２１　　金属膜
２２　　誘電体膜
２３　　基板
２５　　ガラス板
【図１】
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【図２Ａ】
2004042248.tif 000004
【図２Ｂ】
2004042248.tif 000005
【図２Ｃ】
2004042248.tif 000006
【図２Ｄ】
2004042248.tif 000007
【図３Ａ】
2004042248.tif 000008
【図３Ｂ】
2004042248.tif 000009
【図４】
2004042248.tif 000010
【図５】
2004042248.tif 000011
【図６Ａ】
2004042248.tif 000012
【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2004042248.tif 000014
【図６Ｄ】
2004042248.tif 000015
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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