(57)【要約】【課題】ダイヤフラム領域にしわが発生し難くいようにダイヤフラム構造を製造すること。【解決手段】第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された第２の薄膜と、上記第１の薄膜を支持しダイヤフラム領域用の開口部を備えた枠部材とを少なくとも含むダイヤフラム構造を製造する際、まず、上記枠部材２３となるＳｉ基板１１上に、上記第１の薄膜としてのＳｉＯ２薄膜１２を形成し、次に、そのＳｉＯ２薄膜１２が形成された上記Ｓｉ基板１１に、上記ダイヤフラム領域２２用の開口部２１を形成し、そして、その開口部２１が形成された上記ＳｉＯ２薄膜１２の少なくとも上記開口部２１に相当する部分の上記第１の薄膜であるＳｉＯ２膜１２上に、上記第２の薄膜として金属薄膜１３を形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された第２の薄膜と、上記第１の薄膜を支持しダイヤフラム領域用の開口部を備えた枠部材とを少なくとも含むダイヤフラム構造の製造方法において、
上記枠部材となる基板上に、上記第１の薄膜を形成する工程と、
上記第１の薄膜が形成された上記基板に、上記ダイヤフラム領域用の開口部を形成する工程と、
上記開口部が形成された上記基板の少なくとも上記開口部に相当する部分の上記第１の薄膜上に、上記第２の薄膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とするダイヤフラム構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された第２の薄膜と、上記第１の薄膜を支持しダイヤフラム領域用の開口部を備えた枠部材とを少なくとも含むダイヤフラム構造の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された第２の薄膜と、上記第１の薄膜を支持しダイヤフラム領域用の開口部を備えた枠部材とを少なくとも含むダイヤフラム構造が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上記枠部材となるシリコン基板に、上記第１の薄膜としての二酸化シリコン膜と上記第２の薄膜としての金属薄膜とからなるダイヤフラム構造を用いた反射鏡装置が開示されている。
【０００４】
図４（Ａ）乃至（Ｃ）は、上記特許文献１に開示されているダイヤフラム構造の一連の製造工程を示す図である。
【０００５】
即ち、まず、図４（Ａ）に示すように、シリコン基板１上に、二酸化シリコン膜２を成膜する。
【０００６】
次に、図４（Ｂ）に示すように、その成膜された二酸化シリコン膜２上に、金属薄膜３を成膜する。
【０００７】
そして、図４（Ｃ）に示すように、シリコン基板１をエッチングして、ダイヤフラム領域４用の開口部を形成する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−１０１４０２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の工程順序によりダイヤフラム構造を製造すると、金属薄膜３を形成後にシリコン基板１をエッチングして除去するようにしているため、シリコン基板１から金属薄膜３への応力がなくなり、上記ダイヤフラム領域４に相当する部分の二酸化シリコン膜２及び金属薄膜３にしわが発生し易い。
【００１０】
このようなしわが発生すると、例えば該ダイヤフラム構造を用いて反射鏡装置を形成した場合、所望の反射特性が得られなくなってしまう。
【００１１】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ダイヤフラム領域にしわを発生し難くすることの可能なダイヤフラム構造の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるダイヤフラム構造の製造方法は、第１の薄膜と、該第１の薄膜上に形成された第２の薄膜と、上記第１の薄膜を支持しダイヤフラム領域用の開口部を備えた枠部材とを少なくとも含むダイヤフラム構造の製造方法において、
上記枠部材となる基板上に、上記第１の薄膜を形成する工程と、
上記第１の薄膜が形成された上記基板に、上記ダイヤフラム領域用の開口部を形成する工程と、
上記開口部が形成された上記基板の少なくとも上記開口部に相当する部分の上記第１の薄膜上に、上記第２の薄膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法によるダイヤフラム構造の一連の製造工程を示す図である。
【００１５】
即ち、まず、図１（Ａ）に示すように、例えば面方位（１００）の単結晶シリコン（Ｓｉ）基板１１（以下、Ｓｉ基板１１と記す）に、第１の薄膜としての二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の薄膜１２（以下、ＳｉＯ２薄膜１２と記す）を成膜する。なお、このＳｉＯ２薄膜１２は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法や熱酸化炉などを使用して成膜する。
【００１６】
次に、円形の窓孔を開けたエッチング用レジスト（図示せず）を用いて、上記Ｓｉ基板１１の内、図１（Ｂ）に示すようにダイヤフラム領域用の開口部２１に相当する部分を選択的にエッチングすることにより、ダイヤフラム領域２２と枠部材２３とを形成する。なお、このＳｉ基板１１のエッチングは、水酸化カリウム水溶液や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液などを用いて実施する。この場合、Ｓｉ基板１１が面方位（１００）の単結晶シリコンであるので、図示のように傾斜を持ち、ＳｉＯ２薄膜１２まで達した開口部２１が形成される。また、この開口部２１は、Ｓｉ基板１１の基板面に沿った方向（横方向）に関しては円形となる。これらの点については、前述した特許文献１に開示されている通りであるので、その詳細は省略する。
【００１７】
そして、エッチング用レジストを除去後、図１（Ｃ）に示すように、上記第１の薄膜であるＳｉＯ２膜１２上に、第２の薄膜として、クロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属薄膜１３を成膜する。この金属薄膜１３は、スパッタ法や蒸着法やメッキなどで成膜する。
【００１８】
こうして、ＳｉＯ２薄膜１２と金属薄膜１３と枠部材２３とからなるダイヤフラム構造が製造される。
【００１９】
このような製造工程により製造されたダイヤフラム構造においては、Ｓｉ基板１１をエッチングした後に、第２の薄膜たる金属薄膜１３を成膜するようにしているため、金属薄膜１３への応力の影響がなくなるので、ダイヤフラム領域２２にしわが発生し難くなる。
【００２０】
そして、このようなダイヤフラム構造を、例えば、前述した特許文献１に開示されているように、ガラス等の絶縁基板の上面に被着された導電性薄膜からなる固定側電極層に、スペーサ部材を介して接合することで、反射鏡装置を構成することができる。このような反射鏡装置では、上記金属薄膜１３と固定側電極層間に電圧を印加することで生起される静電吸引力により、上記ダイヤフラム領域２２が凹状に変形するので、ダイヤフラム領域２２の部分の金属薄膜１３による光の反射特性（反射方向）を、上記電圧印加の有無により可変することができる。そして、本実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法によって製造されたダイヤフラム構造は、上述のように、ダイヤフラム領域２２にしわが発生し難いものであるので、設計値通りの性能が期待できるものとなる。
【００２１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法を説明する。
【００２２】
本第２の実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同様に、まず、Ｓｉ基板１１に第１の薄膜としてのＳｉＯ２薄膜１２を成膜し、次に、上記Ｓｉ基板１１を選択的にエッチングしてダイヤフラム領域２２と枠部材２３とを形成し、その後、上記ＳｉＯ２膜１２上に第２の薄膜として金属薄膜１３を成膜する。
【００２３】
そして、本第２の実施の形態においては、更に、図２に示すように、上記第２の薄膜としての金属薄膜１３上に、第３の薄膜１４として、任意の薄膜を成膜するようにしている。
【００２４】
この第３の薄膜１４の例としては、シリコン酸化膜、ポリイミド、サイトップ（登録商標）、シリコーンゴム、などが挙げられる。
【００２５】
このような第３の薄膜１４を形成することにより、上記第２の薄膜が、外部部材との接触によって傷つくことを防ぐことができる。また、上記第２の薄膜が金属薄膜１３である場合には、その酸化を防止する効果がある。
【００２６】
さらに、このようなダイヤフラム構造を用いて、例えば反射鏡装置を構成した場合、上述したようにダイヤフラム領域２２が変形を繰り返すこととなるが、第３の薄膜１４を形成していることにより、その変形の繰り返しによる上記第２の薄膜の剥離を防止することができる。
【００２７】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法を説明する。
【００２８】
本第３の実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様に、まず、Ｓｉ基板１１に第１の薄膜としてのＳｉＯ２薄膜１２を成膜し、次に、上記Ｓｉ基板１１を選択的にエッチングしてダイヤフラム領域２２と枠部材２３とを形成し、その後、上記ＳｉＯ２膜１２上に第２の薄膜として金属薄膜１３を成膜する。
【００２９】
そして、本第３の実施の形態においては、更に、図３に示すように、ダイヤフラム領域２２に露出しているＳｉＯ２膜１２上に、第３の薄膜１５として、任意の薄膜を成膜するものである。
【００３０】
この第３の薄膜１５としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）などを用いることができる。
【００３１】
このような第３の薄膜１５を形成することにより、反射率の高い反射鏡をダイヤフラム領域に形成できるので、このような構成のダイヤフラム構造は、反射鏡装置を形成するのに用いるのに最適である。なお、可視光線を反射させる場合はアルミニウムが好ましい。
【００３２】
また、図３においては、Ｓｉ基板１１の表面の内、ダイヤフラム領域２２のみに第３の薄膜１５を形成したが、この第３の薄膜１５は、そのダイヤフラム領域２２を含むＳｉ基板１１の表面全体上に形成しても良い。逆に、図ではダイヤフラム領域２２のほぼ全てに第３の薄膜１５を形成したが、その一部にのみ形成するようにしても良い。
【００３３】
さらに、図２に示すような第３の薄膜１４を持つ構造において、このような第３の薄膜１５を第４の薄膜として、Ｓｉ基板１１のダイヤフラム領域２２に相当する部分のみ又は全体上に成膜しても良い。
【００３４】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００３５】
例えば、上記Ｓｉ基板１１の形状は、オリエンテーションフラットやノッチなどを有する一般的な半導体用ウエハの形状に限定するものではなく、四角い板状や、オリエンテーションフラットやノッチなどを持たない円形などでも良い。
【００３６】
また、枠部材２３となる基板としては、このようなＳｉ基板１１以外にも、化合物半導体基板、プリント配線基板、ガラス・エポキシ基板、ガラス基板などを用いても良い。
【００３７】
同様に、上記第１の薄膜としては、ＳｉＯ２薄膜１２以外に、ポリイミドやサイトップ（登録商標）などでも良い。これら薄膜の成膜法は、スピンコートや印刷法など、可能であればどのような手法を用いても良い。
【００３８】
なおここで、上記第１の薄膜の種類によっては、基板と第１の薄膜との間に別途第５の薄膜を設ける必要がある。この第５の薄膜は、基板のエッチング用のエッチング溶液に対する耐性を備えたものであり、基板のエッチング時に、第１の薄膜がエッチングされないためのストッパー的な役割を果たすものである。例えば、第１の薄膜としてポリイミドを用いる場合には、Ｓｉ基板１１にそのポリイミドを成膜をする前に、第５の薄膜として窒化シリコン膜を成膜し、該窒化シリコン膜上にそのポリイミドを形成することになる。この第５の薄膜としての窒化シリコン膜は、Ｓｉ基板をエッチングしてダイヤフラム領域２２を形成した後に、燐酸によるウエットエッチングやＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法などで除去する。
【００３９】
なお、反りなどが問題となる場合には、この第５の薄膜である窒化シリコン膜の応力を制御することにより対応できる。即ち、製造されたダイヤフラム構造においてダイヤフラム領域２２の縁部分が変形してしまう虞がある場合には、この第５の薄膜である窒化シリコン膜の応力を、その変形とは逆方向となるように制御することで、その変形を抑え、平らにすることができる。
【００４０】
勿論、この第５の薄膜は、窒化シリコン膜に限定するものではない。
【００４１】
また、上記第１の薄膜がＳｉＯ２薄膜１２の場合であっても、第５の薄膜を形成するようにしても良いことは勿論である。
【００４２】
また、上記第２の薄膜としても、上述したクロムやアルミニウム以外に、他の金属膜や、ダイヤモンド薄膜などの炭素系薄膜などとすることができる。但し、第２の薄膜として、アルミニウムなどの反射率の高い材質を用いれば、反射率の高い反射鏡をダイヤフラム領域に形成可能となる。
【００４３】
さらに、この第２の薄膜としての金属薄膜１３は、図示及び説明したような単層に限定されるものではなく、例えばクロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）の積層、あるいは、チタン（Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）の積層など、複数の金属薄膜からなる積層構造の金属薄膜であっても良い。またそれらの成膜法が各層で異なっていても良い。
【００４４】
また、上記第１の薄膜、上記第２の薄膜、上記第３の薄膜１４，１５、及び第４の薄膜はそれぞれ、Ｓｉ基板１１の全面に成膜されている必要はなく、例えば半導体プロセスによる他の回路部品や配線を同一Ｓｉ基板１１上に同時に形成可能なように、適宜必要部分のみがパターニングされても良い。
【００４５】
また、図示のような１個の基板につき１個のダイヤフラム領域２２に限定するものではなく、１個の基板に複数のダイヤフラム領域を形成することも可能なことは勿論である。
【００４６】
さらに、ダイヤフラム領域２２（開口部２１）の平面形状は、円形に限定されるものではない。
【００４７】
また、製造されたダイヤフラム構造の用途も、先に説明した反射鏡装置に限定するものではなく、種々の応用が可能なことは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ダイヤフラム領域にしわを発生し難くすることの可能なダイヤフラム構造の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法によるダイヤフラム構造の一連の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法によって製造されたダイヤフラム構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るダイヤフラム構造の製造方法によって製造されたダイヤフラム構造を示す断面図である。
【図４】従来のダイヤフラム構造の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１１…シリコン（Ｓｉ）基板、１２…二酸化シリコン（ＳｉＯ２）薄膜、１３…金属薄膜、１４，１５…第３の薄膜、２１…開口部、２２…ダイヤフラム領域、２３…枠部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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