(57)【要約】本発明は、固定部３１と、反射手段４８を持つ可動部４１と、これら可動部を固定部に結合させる連結手段とを備えたマイクロミラーに関するものである。このマイクロミラーは、連結手段が、可動部の下側の、該可動部と上記固定部との間に設けられたピボットヒンジ４７からなり、可動部内にあって該ピボットヒンジの軸線を通る回転軸線周りに該可動部を動かせるように設けられ、前記固定部が、少なくとも前記可動部の端部の領域に臨む少なくとも一つの空孔部３６を備えている点に特徴を有している。また、本発明は、旋回心軸で回転するマイクロミラーのマトリックス、および斯かるマイクロミラーの製造方法に関するものである。これらのマイクロミラーは、特に、光ルーティングシステムないし画像投影システムに用いることができる。
2004522996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部（３１）と、反射手段（４８）を持つ可動部（４１，４８）と、前記可動部を前記固定部に結合させる連結手段とを備えたマイクロミラーにおいて、
前記連結手段は、前記可動部の下側の、該可動部と前記固定部との間に設けられたピボットヒンジ（４７）から形成されるとともに、前記可動部内にあって該ピボットヒンジの軸線を通過する回転軸線（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）周りに該可動部を動かすことができるように設けられ、
前記固定部は、少なくとも前記可動部の一端部の領域に臨む少なくとも一つの空孔部（３６）を備えていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロミラーにおいて、
全てもしくは幾つかの前記回転軸線の周りの前記可動部の変位を電気的に制御する電気的制御手段をさらに備えていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項３】
請求項２に記載のマイクロミラーにおいて、
前記電気的制御手段は、前記可動部に臨む、前記固定部上、いわゆる正面側に配置された下側電極と称される一組の電極（３３）を備えているとともに、前記下側電極に臨む、前記可動部上、いわゆる背面側に配置された上側電極と称される一組の電極（４３）を備えていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項４】
請求項３に記載のマイクロミラーにおいて、
前記下側電極の組は、前記可動部に用いられる前記回転軸線の選択数をｎとするときに、前記ピボットヒンジの軸線の周りの領域に配置された少なくとも２・ｎ個の電極（３３）を備え、かつ、前記上側電極の組は、２・ｎ個の各前記下側電極の少なくとも一部に臨むように配置された単一の電極（４３）を備えていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項５】
請求項３に記載のマイクロミラーにおいて、
前記電気的制御手段は、前記下側電極及び前記上側電極を制御用電子機器回路に接続するように、接続ライン（６２）と、該ラインの終端部側のコネクタ（６０）とをさらに備え、これらの接続ラインとコネクタとは、前記固定部の正面側に装備され、前記上側電極の組は、前記ピボットヒンジならびに前記ピボットヒンジの下方かつ前記固定部の正面側に配置された一つもしくは複数の電極（３３′）を介して前記ラインの一つもしくは複数に接続されていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項６】
請求項３に記載のマイクロミラーにおいて、
前記電気的制御手段は、前記下側電極及び前記上側電極を制御用電子機器回路に接続するように、接続ライン（６２）と、該ラインの終端部上のコネクタ（６０）とをさらに備え、これらの接続ラインは、前記固定部を貫通する金属ホール（７０）からなり、前記下側電極の組は、前記ホールに電気的に接続され、前記上側電極の組は、前記ピボットヒンジならびに前記ピボットヒンジの下方かつ前記固定部の正面側に配置された一つもしくは複数の電極（３３′）を介して前記金属ホールの一つもしくは複数に接続され、前記コネクタ（７１）は、前記ホールの終端の位置に、前記正面側とは反対側にある前記固定部の背面側に設けられていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項７】
請求項１に記載のマイクロミラーにおいて、
前記空孔部は、周縁にあり、前記可動部の端部の周縁領域に臨んでいることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項８】
請求項１に記載のマイクロミラーにおいて、
前記反射手段は、前記可動部の、前記固定部に臨む側と反対側の所謂正面側に形成された反射材料の層を備えていることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のマイクロミラーにおいて、
前記固定部上に、少なくとも２つ重ね合わされた可動部を備え、このうち一番目の第１の可動部（４１，４８）は、第１の軸線を有する第１のピボットヒンジ（４７）を介して前記固定部（３１）に結合され、さらに、二番目の第２の可動部（７１，７８）は、第２の軸線を有する第２のピボットヒンジ（７７）を介して前記第１の可動部に結合され、前記第１の可動部を、この第１の部分内にあって前記第１の軸線を通過するｎ１個の回転軸線周りに変位させるとともに、前記第２の可動部を、この第２の部分内にあって前記第２の軸線を通過するｎ２個の回転軸線周りに変位させることのできる制御手段をさらに備え、少なくとも前記第２の可動部が反射手段を有していることを特徴とするマイクロミラー。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のマイクロミラーを複数用いてなるマイクロミラーのマトリックス。
【請求項１１】
請求項１０に記載のマイクロミラーのマトリックスにおいて、
前記マイクロミラーのそれぞれが、各マイクロミラーを個々に連結することのできる制御手段を備えていることを特徴とするマイクロミラーのマトリックス。
【請求項１２】
マイクロミラーの製造方法において、
（ａ）固定部を構成するように設けられた構造的基板と、第１の層と称される、材料からなる犠牲層と、第２の層と称される、材料からなる少なくとも一つの層を有して可動部を構成するように設けられた組と、からなる積層体を作製し、
（ｂ）ピボットヒンジを作製し、
（ｃ）少なくとも一つのパターンが得られるように、少なくとも前記材料からなる第２の層をエッチングすることによって前記可動部を作製し、
（ｄ）前記可動部が自由になるように前記犠牲層を取り去り、これにより、前記可動部が、前記ピボットヒンジを介して前記固定部に相当する残りの構造部分に結合するようにする工程を有し、
前記可動部に臨む固定部の一方の側に、エッチングにより一つもしくは複数の空孔部を作製する工程をさらに有していることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
単層もしくは多層の反射材料層を堆積することによって前記第２の層に反射手段を形成することを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記基板および／または前記第２の層の熱的酸化により前記第１の層を得ることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記第２の層のためのエピタクシー工程をさらに備え、エピタクシー後に、前記第２の層上に前記反射手段を形成することを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記基板上に前記材料の犠牲層を形成し、続いて、前記第２の層を堆積することによって前記工程（ａ）の前記積層体を得ることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記工程（ａ）は、前記構造基板上に、前記第２の層を加え合わせて着設する工程を有し、このとき、前記基板および／または前記第２の層の着設させる側に犠牲層を設けて、着設したとたんに該犠牲層が前記第１の層を形成するようにする工程を有していることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記着設工程は、分子付着による密着工程を有していることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項１９】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記第２の層を、接続領域を介して中間基板に結合させ、前記接続領域によって前記中間基板の除去を可能にすることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２０】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
バイアを形成するように前記基板の上側に位置する層を局所的にエッチングし、さらに、前記バイア内に材料を堆積させ、前記バイア内に堆積された材料が前記ピボットヒンジの全てもしくは一部を構成するようにして、前記ピボットヒンジを得ることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載のマイクロミラーの製造方法において、
着設を行う前に、前記基板の上側に設けられた層内に第１のバイアを形成するように、そして、前記第２の層上に設けられて前記基板に臨む層内に第２のバイアを形成するように、局所的なエッチングを行い、
前記第１のバイア中に材料を堆積して前記ピボットヒンジの第１の部分を作製し、前記第２のバイアに材料を堆積して前記ピボットヒンジの第２の部分を作製し、これら２つの部分を着設によって面と面とを合わせるように配置し、着設後に前記ピボットヒンジを形成することによって前記ピボットヒンジを作製することを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記材料の堆積をエピタクシーによって行うことを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２３】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記第２の層のシンニング工程を有していることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２４】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記マイクロミラーが電気的に制御されるように、少なくとも対面する部分で前記固定部および前記可動部を半導体材料とし、ドーパントをイオン注入し、その後、イオン注入されたドーパントの然るべき熱拡散を行うか、あるいは熱拡散を行わないことによって、互いに対向する前記固定部および前記可動部に下側電極の組および上側電極の組を作る工程を有していることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載のマイクロミラーの製造方法において、
ドーパントをイオン注入し、その後、このドーパントの然るべき熱拡散を行うか、あるいは熱拡散を行わないことによって、電気的制御部への前記下側電極および上側電極の接続ラインをさらに形成し、このとき、前記可動部に臨む固定部の正面側に前記ラインを設け、前記上側電極の組を、前記ピボットヒンジならびに前記ピボットヒンジの下方に配置された前記固定部上の少なくとも一つの電極（３３′）を介して、ラインの一つもしくは複数に接続し、これらのラインが前記電気的制御部に接続されるように必要に応じて該ラインの終端部にコネクタを設けることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記固定部を貫通する金属ホールによって、前記上側電極および下側電極の接続ラインを構成し、前記上側電極の組を、前記ピボットヒンジならびに前記ピボットヒンジの下方に配置された前記固定部上の少なくとも一つの電極（３３′）を介して前記金属ホールの一つもしくは複数に接続し、前記ホールが制御用電子機器回路へのラインに接続されるように必要に応じて前記固定部の、前記下側電極を支える側とは反対の側の前記ホールの終端の位置にコネクタを設けることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【請求項２７】
請求項１２に記載のマイクロミラーの製造方法において、
前記固定部をシリコンとし、前記第１の層を二酸化シリコンとし、前記第２の層を単結晶シリコンとし、前記ピボットヒンジを単結晶シリコンとすることを特徴とするマイクロミラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋回心軸周りに回転する光マイクロミラーならびに斯かるマイクロミラーのマトリックスおよびその製造方法に関する。これらのマイクロミラーは、電気的に制御することができる。
【０００２】
マイクロミラーは、一般に、光束を偏向するようなシステム、とりわけ光ルーティングシステムもしくは画像投影システムに用いられている。
【背景技術】
【０００３】
デジタル式もしくはアナログ式に（多くは静電的な力、電磁的な力、圧電による力、熱弾性による力を用いて）角度位置が設定可能な電気的に制御されるマイクロミラーが文献より公知となっている。これらのマイクロミラーは、通常、ヒンジによる構成を用いており、これにより、用いられる技術水準の複雑さにもよるが、一軸線（単一ヒンジ）、もしくは、大抵直角になるように揃えられた２つの回転軸線（二重ヒンジ）の周りに振動させることができるようになっている。
【０００４】
図１ａは、上記のような静電的に制御されるマイクロミラーであって、光ルーティングシステムに用いられ、２つの直角な軸線を基準とした回転を可能にするマイクロミラーを示している。基板１に取り付けられているのは、マイクロミラーの固定フレーム２、そして、２つの直角な軸線周りに所望の回転を可能にするヒンジ５，６の周りにそれぞれ連結された可動部３，４である。上記回転軸線のそれぞれは、別々のヒンジを通っている。可動部４は、反射率の高い材料の層で被覆されている。
【０００５】
図１ｂは、この種のマイクロミラーを構成する様々な部材の概略的な断面図である（ヒンジ５の軸線を通る断面）。この図にはさらに、マイクロミラーの様々な制御電極７，８，９，１０も示されている。互いに向き合う電極７，８は、可動部３のヒンジ５周りの回転を可能にし、その一方で、互いに向き合う電極９，１０は、可動部のヒンジ６周りの回転を可能にしている。
【０００６】
ヒンジに取り付けられたマイクロミラーの可動部は、自由度が制限されている。事実、各ヒンジは、可動部のための一つの回転軸線に対してしか用いることができず、この軸線は、可動部の面内にあり、ヒンジを通っている。そのため、可動部の自由度を増やすためには、可動部を同一平面に置かれた独立のパターンに分割して、ヒンジによってそれぞれ連結可能にしなければならないが、これは、構造を複雑にすることはあっても、それほど自由度が得られるというものではない。これまでのところ、二重ヒンジに取り付けられたマイクロミラーが製造されてきている。
【０００７】
ヒンジに取り付けられたマイクロミラーの例は、以下の参考文献に与えられている。
【非特許文献１】
"Mirrors on a chip", IEEE SPECTRUM, November 1993
【非特許文献２】
L. J. Hornbeck, "Micro-machining and micro-fabrication" "95", October 1995, Austin (US)
【非特許文献３】
D. J. Bischop and V. A. Aksyuk, "Optical MEMS answer high-speed networking requirements", Electronic Design, 5 April 1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、従来技術の欠点を補い、多くの回転軸線を持つ可動部を備えた光マイクロミラーを提供すると同時に、斯かるマイクロミラーの実現の容易な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
より正確には、本発明のマイクロミラーは、固定部と、反射手段を持つ可動部とを備えており、該マイクロミラーは、さらに、上記可動部を上記固定部に結合させる連結手段を備えている。このマイクロミラーの特徴は、上記連結手段が、可動部下側の、該可動部と固定部との間に配置されたピボットヒンジから形成され、該可動部に含まれかつピボットヒンジの軸線を通過する回転軸線を基準にして可動部を動かすことができる点にある。
【００１０】
本発明によれば、可動部に対して多くの回転軸線を用いることができ、これにより、この部分を、ピボットヒンジ及びトレース周りに旋回させることができる。可動部が円運動可能である場合には、円筒となる。可動部の回転軸線は、ピボットヒンジに中心を持つ半円を描く全ての半径に対応する。
【００１１】
一般に、ピボットヒンジは、可動部下側の真中に配置されているが、特殊な用途においては、可動部下側の中心から外れた位置にあるピボットヒンジも容易に想到することができるし、さらに／あるいは、所定の優位な回転軸線および／または所定の回転方向を有する不均一な厚さの可動部も同じく容易に想到することができる。
【００１２】
本発明のマイクロミラーは、上記回転軸線の全てもしくは幾つかを基準にして上記可動部の変位を電気的に制御する手段（電気的制御手段）をさらに有していることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、上記電気的制御手段は、可動部に臨む固定部上に設けられて、下側として区別される一組の電極を備えているとともに、この下側の電極に臨む可動部上に設けられて、上側として区別される一組の電極を備えている。
【００１４】
好ましくは、上記一組の下側電極は、可動部に用いられる前記回転軸線の選択数をｎとするときに、ピボットヒンジの軸線の周りの複数領域に配置された少なくとも２・ｎ個の電極を備え、かつ、上記一組の上側電極は、２・ｎ個の各下側電極の少なくとも一部に臨むように配置された単一の電極を備えている。
【００１５】
他の実施形態によれば、上記一組の上側電極は、可動部に用いられる前記回転軸線の選択数をｎとするときに、ピボットヒンジの軸線の周りの複数領域に配置された少なくとも２・ｎ個の電極を備え、かつ、上記一組の下側電極は、２・ｎ個の上側電極のそれぞれの少なくとも一部に臨むように配置された単一の電極を備えている。
【００１６】
これらの２つの実施形態を組み合わせた構成も可能である。
【００１７】
上記電気的制御手段は、上記下側電極及び上記上側電極を制御用電子機器回路に接続するための、接続ラインならびに該ラインの終端部側のコネクタをさらに備えている。第１の実施形態によれば、上記接続ライン及びコネクタは、好適には、可動部に臨む固定部に装備され、上記一組の上側電極は、ピボットヒンジならびに該ピボットヒンジの下方、固定部上に配置された一つもしくは複数の電極を介して、上記ラインの一つもしくは幾つかに接続されている。他の実施形態によれば、上記接続ラインは、固定部を貫く金属ホールからなり、上記一組の上側電極は、ピボットヒンジならびに該ピボットヒンジの下方、固定部上に配置された一つもしくは複数の電極を介して複数の上記金属ホールの一つもしくは複数に接続され、上記コネクタは、上記ホールの終端の位置に、上記下側電極を支える側とは反対側の上記固定部の側に設けられている。
【００１８】
また、本発明は、静電的な力以外に、例えば電磁力、圧電性の力や、あるいは同じように熱弾性の力を利用する電気的制御手段を用いている。実例として、磁力（ラプラス力）による可動部の制御は、必要な磁場を生成するのに用いられる巻き線および磁石を要する。
【００１９】
本発明の有利な実施形態によれば、可動部を角度的に大きく変位させることができるように、上記固定部は、上記可動部の端部の少なくとも一つの領域に臨んでいる少なくとも一つの空孔部を備え、該空孔部は、可動部の寸法パラメータを、様々な回転軸線周りの全角度変位Δθと無関係にするような幾何学的な形状及び寸法とされている。
【００２０】
好ましくは、上記空孔部は、周縁にあり、前記可動部の端部の周縁領域に臨んでいる。
【００２１】
本発明によれば、反射手段は、前記可動部の、前記固定部に臨む側と反対側の側に形成された反射材料の層を備えている。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、固定部はシリコンとされ、第１の層は熱二酸化シリコンとされ、第２の層は単結晶シリコンとされ、ピボットヒンジは単結晶シリコンとされている。
【００２３】
単結晶シリコンによるピボットヒンジの好ましい構成により、ピボットヒンジが耐久性のある機械的特性を有することができる。
【００２４】
本発明のマイクロミラー特別な実施形態によれば、とりわけ自由度の数を増加させることができ、このとき、マイクロミラーは、固定部上に少なくとも２つの重ね合わされた可動部を備えている。第１の可動部は、第１の軸線を有する第１のピボットヒンジを介して固定部に結合され、反射手段を有する第２の可動部は、第２の軸線を有する第２のピボットヒンジを介して前記第１の可動部に結合されている。このマイクロミラーは、さらに、第１の可動部を、この第１の部分内にあって第１の軸線を通過するｎ１個の回転軸線周りに変位させるとともに、第２の可動部を、この第２の部分内にあって第２の軸線を通過するｎ２個の回転軸線周りに変位させることのできる制御手段をさらに備えている。
【００２５】
上記第１の軸線と上記第２の軸線は、一般には平行とされている。これらの軸線は、同一とされていてもよいし、あるいは異なるものとされていてもよい。上記制御手段は、単一の可動部に対して用いられるものと同じタイプとされているが、２つ設けられてもよい。従って、第１の可動部を制御するのに、対向する固定部と可動部との面にそれぞれ設けられた、一方の側では少なくとも２・ｎ１個の電極、他方の側では少なくとも一つの電極（あるいはこの逆）を要し、さらに、第２の可動部を制御するのに、対向する固定部と第２の可動部との面にそれぞれ設けられた、一方の側では少なくとも２・ｎ２個の電極、他方の側では少なくとも一つの電極（あるいはこの逆）を要する。この基本的な考え方は、もちろん、可動部が２つよりも多くて、少なくとも一番最後の可動部が反射手段を有しているような場合にも拡張することができる。
【００２６】
当然のことながら、上記ピボットヒンジは、同じパターンから形成されていてもよいし、複数要素のパターンから形成されていてもよい。複数要素のパターンは、ピボットヒンジの軸線に平行な重なり合う材料、同じく軸線に垂直な重なり合う材料に対応させることができ、これにより、組み合わせによって、単一材料では得られないような機械的特性（機械的強度ないし弾性）および／または電気的特性（導電性ないし絶縁性）を実現する様々な材料を用いることができるようになる。
【００２７】
例えば、ピボットヒンジは、絶縁体によって分離された平行な導電性の部材を用いて形成することができる。これらの部材によって、一般に、上記導電性部材の下方の固定部上に設けられた、同じく独立な電極を介して上記可動部の幾つかの電極を別々に独立な接続ラインに接続できるようになる。
【００２８】
また、本発明は、互いに個別に制御することのできる旋回する複数のマイクロミラーのマトリックス、ならびに斯かるマイクロミラーの製造方法に関する。この方法により、とりわけマイクロミラーを集積化できて、例えばマイクロミラーのマトリックスを製造することができる。
【００２９】
本発明によれば、マトリックスという言葉を用いる場合、複数素子が単一の軸線を基準にして配置されているような特に行列タイプのアレイという意味を含んでいる。
【００３０】
本発明のマイクロミラーの製造方法は、以下の工程を有している：
（ａ）固定部を構成するように設けられた構造的基板と、第１の層と称される材料の犠牲層と、第２の層と称される少なくとも一つの材料の層を有して可動部を構成するように設けられた組とからなる積層体を作製し、
（ｂ）ピボットヒンジを作製し、
（ｃ）少なくとも一つのパターンが得られるように少なくとも前記材料の第２の層をエッチングすることによって前記可動部を作製し、
（ｄ）前記可動部が自由になるように前記犠牲層を取り去り、これにより、前記可動部が、前記ピボットヒンジを介して前記固定部に相当する残りの構造部に結合するようにする。
【００３１】
本発明の方法による複数の工程は、上述した順番に行うこともできるし、あるいは、他の順番で行うこともできるし、さらには、特定の実施形態において、幾つかの工程を他の工程に組み込むこともできる。本発明によれば、上記基板または上記層は、単一材料から形成されている必要は必ずしもなく、従って、上記基板は、複数の層を有し、さらにこれらの層が幾つかの下位の層を有していてもよい。
【００３２】
好ましくは、上記反射手段は、例えば金、銀、アルミニウムのような金属、または、例えばＳｉＯ２／ＴｉＯ２ないしＳｉＯ２／ＨｆＯ２のような絶縁体といった単層もしくは多層の反射材料を堆積することによって形成される。これらの材料は、通常、工程（ｂ）の後に、例えば第２の層上への真空蒸着もしくは陰極スパッタリングによって堆積される。
【００３３】
第２の層が用途上十分な反射性を有している場合には、第２の層そのものによって上記反射手段が実現される。
【００３４】
好ましくは、上記第１の層は、熱による酸化材料の層とされ、これにより、非常に正確に制御された厚さが得られるようになり、犠牲層として使用できるようになる。このため、可動部の角度変位の値は極めて正確であり、しかも再現性がある。
【００３５】
熱酸化層は、部分的に除去することができる。熱酸化層は、少なくとも上記可動部が自由になるようにエッチングされなければならない。
【００３６】
好適には、上記方法は、さらに、第２の層のためのエピタクシー工程を有し、このとき、上記反射手段は、エピタクシー後に第２の層上に形成される。
【００３７】
第２の層をエピタクシー成長させることによって、できるだけ最良の構造的連続性を持たせた状態でこの層の厚さを増加させることができ、しかも、わずかしか欠陥がなく構造的な質（特に機械的な耐性）が極めて高い層を得ることができる。この層は、自由化工程（ｄ）後に優れた平坦面を維持する。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態によれば、第２の層は、単結晶材料の層とされている。可動部に単結晶材料を用いることによって、上側に反射層が形成される表面に優れた平坦性を実現することができる。
【００３９】
本発明の第１の実施形態によれば、基板上に材料の犠牲層を形成し、続いて、第２の層を堆積することによって工程（ａ）の積層体を得ることができる。
【００４０】
従って、工程（ａ）では、積層を行うか、市場で入手可能なＳＯＩ（Silicon On Insulator）といった絶縁体上の半導体ウェハをそのまま採用することが可能である。絶縁体上の半導体ウェハを用いる場合には、実例として、熱シリカ（例えば商品名ユニボンド（Unibond）の名前でＳＯＩＴＥＣ社から販売されているウェハ）の層を使ったＳＯＩ基板が好適に用いられる。
【００４１】
本発明の第２の実施形態によれば、工程（ａ）は、構造基板上に第２の層を着設し、このとき、上記基板および／または上記第２の層における着設されるべき側に、一旦着設した後に上記第１の層を形成することになる犠牲層を形成する工程からなる。
【００４２】
合体される（着設される）部材（一方では基板もしくは酸化層、そして、他方では第２の層もしくは酸化層）は、分子付着技術によって密着されることが好ましい。例えば、接着剤といった付着部材を同じように密着に用いたとしてもよかったであろう。
【００４３】
上記第２の層は、接続領域を介して中間基板に結合させることができる。ここで、接続領域は、着設の後か、もしくは特殊な場合には着設の前に、中間基板を除去させることを可能にするものである。
【００４４】
上記着設の第１の使用によれば、上記接続領域を、イオン注入によって得られる脆化領域とするか（特に米国特許第５３７４５６４号明細書および米国特許第６０２０２５２号明細書を参照）、および／または、第２の層内を多孔質とし、これによって、力学的な力を加えたり、および／または熱処理を用いたりといった然るべき処理を行うことで、上記脆化領域に沿って上記中間基板を除去する。
【００４５】
上記着設の第２の使用によれば、上記接続領域を、化学的にエッチングされる犠牲層とし、これにより、中間基板が除去できるようにする。
【００４６】
上記第２の方法に用いられる着設技術により、複数のウェハを利用することが可能になり、その結果、重ね合わされる複数の可動部を持てる構造を形成する上で、より大きな自由度が得られる。
【００４７】
ピボットヒンジを作製するための好ましい一実施形態によれば、工程（ｄ）に先立ち、基板の上側に設けられた層上に局所的なエッチングを行い、これにより、一つのバイアを形成し、該バイアを通してエピタクシーを施し、このバイア内のエピタクシー材料が、上記連結手段のピボットヒンジの全てもしくは一部を形成するようにする。
【００４８】
上記ピボットヒンジは、第２の層を着設することを使った上記第２の実施形態の場合には特に、幾つかの部分で形成することができる。このため、上記ピボットヒンジは、以下の工程を通して作製される：
−  着設の前に局所的なエッチングを行い、これにより、前記基板の上側に設けられた層内に第１のバイアを形成するとともに、前記基板に臨む前記第２の層上に設けられた層内に第２のバイアを形成するようにし、
−  上記第１のバイア中にエピタクシーを施して、上記ピボットヒンジの第１の部分を形成するとともに、上記第２のバイア内にエピタクシーを施して、上記ピボットヒンジの第２の部分を形成し、これら２つの部分を着設を通じて面と面とを合わせるように配置し、着設後に該ピボットヒンジを形成する。
【００４９】
複数素子パターンを有するピボットヒンジ、例えば、該ピボットヒンジの軸線に平行な複数の導電性部材を有するピボットヒンジの場合、これらの部材は、例えば、絶縁体メッシュによるバイア内（各メッシュは、絶縁体で仕切られた開口部に対応している）に（エピタクシーといったような）堆積によって形成され、その結果、いったん出来上がるとこれらの部材が絶縁されるようになっている。
【００５０】
本発明の方法により、可動部の慣性を減らすために上記第２の層のシンニングが行われ、マイクロミラーを高い周波数で動作できることが好ましい。
【００５１】
この第２の層のシンニングは、次のように行うことができる。すなわち、第２の層内に所定深さで脆化領域を形成し、これにより、一旦余剰分が取り去られると（余剰分は中間基板であってもよい）、残りの厚さが第２の層の所望の厚さに対応するようにするか、あるいは、所望の厚さまで化学エッチング又は反応性イオンエッチング又はメカノケミカル研磨を施すか、あるいはまた、同じくこれら全ての技術を組み合わせるか、いずれかによって行うことができる。シンニング工程によって厚さが第２の層には薄すぎるということになるのであれば、この厚さは、エピタクシー工程によって再び増加させることができる。
【００５２】
本発明の有利な実施形態によれば、一つもしくは複数の空孔部が、好適にはエッチングによって、可動部に臨む固定部に形成されている。通常、可動部の端部の周縁領域に臨むように周縁の空孔部がエッチングされる。
【００５３】
この空孔部によって、可動部の変位の性能を大幅に高めることができる。空孔部が固定部に直接形成される場合には、一切のスペーシング中間層を省くことができる。この中間層は、単に、自身の有限厚さに見合う制限された変位を与えることができるにすぎない。上記空孔部は、上述した方法の工程（ａ）を通じて好適に形成することができる。
【００５４】
しかしながら、上記空孔部は、いかなる時点でも作製することができる。空孔部を本方法の工程（ａ）の後に形成する場合には、固定部の後ろ側の部分、つまり可動部を支持していない方の部分から空孔部をエッチングすることが好ましい場合もある。
【００５５】
一実施形態によれば、マイクロミラーは、電気的に制御され、固定部と可動部とは、少なくとも対向する部分において半導体材料とされ、本発明の方法は、後からドーパントの然るべき熱拡散を行うか行わないかのいずれであっても、下側電ドーパントをイオン注入して極の組および上側電極の組を作る工程を有している。
【００５６】
作製される電極のタイプにかかわらず、電極が、空孔部の外側に位置する固定部の領域にまで拡大可能とされていることが好ましい。これにより、空孔部の深さを自由に調整することが可能になり、そしてそれ故に互いに対向する電極間の距離を増加させることなく、可動部の変位の振幅を自由に調整することが可能になる（マイクロミラーの制御電圧は、互いに対向する電極間の距離に関連付けられている）。
【００５７】
電気的制御部への電極の接続ラインは、様々な方法で形成することができ、特に、後からドーパントの然るべき熱拡散を行うか行わないかのいずれであっても、ドーパントをイオン注入することによって形成することができる。上記ラインは、可動部に臨む固定部の表面に形成され、その結果、上側電極の組が、ピボットヒンジ、ならびにピボットヒンジの下方に配置された固定部上の一つないし幾つかの電極を介して、上記ラインの一つないし幾つかに接続されていることが好ましい。また、コネクタが該ラインの終端部に設けられ、これにより、上記ラインが電気的制御部に接続されるようになっていてもよい。
【００５８】
他の実施形態によれば、様々な電極の接続ラインは、固定部を貫く金属ホールから構成されており、可動部の電極の組は、ピボットヒンジ、ならびに、ピボットヒンジの下方に配置された固定部上の一つもしくは複数の電極を介して、上記金属ホールの一つもしくは幾つかに接続されている。また、コネクタが該ラインの終端部に設けられ、これにより、上記ラインが電気的制御部に接続されるようになっていてもよい。
【００５９】
本発明の方法は、マイクロミラーを集積化するのに特によく用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下の記載に照らし合わせれば、本発明の特徴と長所とがより明らかなものになろう。本記載は、図によって示されはするが限定的ではない実施形態に関するものである。
【００６１】
以下、全体の記述を簡単にするために、一例として、ピボットヒンジが中央に設けられ、可動部が同じ厚さであるとして説明する。
【００６２】
図２ａ，図２ｂ及び図２ｃは、旋回心軸で回転する本発明によるマイクロミラーの例を３つの異なる位置で示すものである。
【００６３】
このマイクロミラーは、固定部３１と、この固定部の上方に配置されかつピボットヒンジ４７を介して当該固定部に結合された可動部４１とを備えている。本実施形態では、このピボットヒンジは、可動部の下側の中央に設けられているが、マイクロミラーの用途によっては、このピボットヒンジが中心からずらされて設けられていてもよい。
【００６４】
下側電極３３は、可動部に臨む固定部の両側に配置され、上側電極４３は、固定部に臨む可動部の両側に配置されており、こうして、少なくとも上側電極の一部が、各下側電極の少なくとも一部に面するようになっている。層の面に対して垂直かつピボットヒンジを通る面における断面図である図２には、ピボットヒンジの両側に２つの下側電極しか示されていない。これらの電極は、同じ側に配置された接続ライン６２に接続されている。ピボットヒンジの下方には、上記固定部上に補足電極３３′が設けられており、この補足電極によって、上側電極がピボットヒンジを介して一つの接続ライン（図２の面内には無い）に接続できるようになっている。
【００６５】
可動部の角度変位を増やすために、上記固定部は、さらに、可動部の端部に臨む空孔部３６を備えている。上記空孔部は、周辺部分に設けられ、その結果、たった一つの空孔部だけを形成していることが好ましい。
【００６６】
図２ａは、基板（support）の面に平行な面に配置された可動部を示している。図２ｂは、ピボットヒンジの軸線に垂直かつ紙面に垂直な回転軸線の周りにまさに旋回している可動部を表し、この可動部の一方の端部が空孔部３６内に位置している様子を示している。図２ｃは、同じ回転軸線周りだが正反対に１８０°旋回する可動部を表し、この可動部の反対側が今度は空孔部３６内に位置している様子を示している。
【００６７】
以下に、マイクロミラーを製造する方法を２つだけ述べることにするが、ここで、これらの方法がマイクロミラーの集積化を可能にする一方で、他方、本発明の主旨を逸脱することなく上記の方法の様々な変形例を使用できることが分かる。第１の方法は、１個のウェハ上で実現され、他方、第２の方法は、２個の別々のウェハＡ，Ｂ上で実現され、それから移し変えられる。
【００６８】
加えて、記載を簡単にするために、マイクロミラーを製造するために選んだ実施例では、基板、第２の層、及びピボットヒンジに対してシリコンを用い、第１の層に対して熱的な二酸化シリコンを用いている。
【００６９】
一つのウェハ上に実現される本発明のマイクロミラーの第１の実施形態が、図３の異なる図に描かれている。
【００７０】
この場合、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハを作製する（断面による図３ａを参照）か、もしくは、市場で入手可能なこの種のウェハを用いればよい。
【００７１】
この種のウェハを作るために、未ドープシリコン基板２１を用い、この基板上に、熱によるシリカ（熱シリカ）の絶縁層２２を成長させる。熱による二酸化物層（thermal dioxide layer）は、標準的な大気圧又は高圧下で、湿潤な雰囲気中での高温における酸化（水蒸気中で８００℃から１１００℃の間）、もしくは、乾燥雰囲気中での高温における酸化（酸素中で８００℃から１１００℃の間）により形成させることが好ましい。
【００７２】
次に、何らかの周知の堆積技術、なかんずく薄膜を形成する技術を用いて、表面に単結晶表面シリコン層２０を形成させる。
【００７３】
図３ｂは、未ドープシリコン２１における基板上側部分ならびに単結晶シリコン表面層２０に、異なるドープ領域２４，２４′ならびにドープ領域２３を生成することによって、電気的制御手段の電極を作製する様子を示している。上記の領域は、続けて熱的な焼きなましを行おうと行わまいと、局在化の所望する深さに応じて、ドーパント原子（通常、ホウ素もしくはリン）を異なるエネルギーでイオン注入することによって得られる。所望する局在化の深さと絶縁層２２の深さに応じて、注入エネルギーを大抵２０〜３００ｋｅＶの間にして、１０１４〜１０１６ｃｍ−２の範囲で注入を行う。一例として、厚さＷ′が通常０．１〜０．６ミクロンの間となる層２０においては、領域２３を生成するための注入エネルギーは低く（１５〜１００ｋｅＶ）なるはずであるが、他方、基板２１においては、注入イオンが厚さＷのシリコンの層２２とシリコン層２１の一部を突き抜けねばならないことから、領域２４，２４′を生成するための注入エネルギーはより高く（通常、１００ｋｅＶを超える）なるはずである。
【００７４】
図３ｃは、注入領域２４′の上側にバイアを作るように層２０，２２を局所エッチングすることで、将来のピボットヒンジの設置部位２５を作る様子を示している。
【００７５】
図３ｄは、エピタクシー工程を示す。この工程によって、ドープされた単結晶シリコンにピボットヒンジを形成することが可能になるとともに、表面シリコン２０の厚さを増加させることが可能になり、その結果、マイクロミラーの可動部を形成することになる部分の機械的な剛性が高まる。
【００７６】
このエピタクシー工程の間、エピタクシー材料のドーピング率は、調整可能であり、例えば、所望の仕様によっては厚さが数ミクロン程度になることもある単結晶シリコン層２６を増すのに層２０の厚さを増すことだけを問題にすればよいようなときには、当該工程の初期におけるドーピング率が、工程の終わりにおけるものよりも大きく（基板の注入領域に電気的に接続されなければならないピボットヒンジ２７を作るのに対応）なるように選ぶことができる。このエピタクシー層に現れることがある窪み２８は、局所エッチング部２５が存在していることによる。
【００７７】
図３ｅは、エピタクシー工程が終わり、さらに、窪み２８を取り除いて完全に平坦な単結晶シリコン層２６を得るために必要な、例えばメカノケミカル研磨によるシンニング工程が終わった後のデバイスの断面図である。メカノケミカル研磨以外のシンニング技術を用いることももちろん可能であり、とりわけ、米国特許第５３７４５６４号明細書、もしくは米国特許第６０２０２５２に記載されたものを用いることができる。
【００７８】
図３ｆは、例えば金属もしくは誘電体の多層膜を堆積することによって、マイクロミラーに使用される波長に対して高い反射特性を持つ反射鏡層２９を層２６上に形成することで反射手段を形成する様子を示している。
【００７９】
図３ｇは、将来、マイクロミラーの可動部となる部分をエッチングする工程を表している。エッチングは、層２９，２６、ならびに必要に応じて熱シリカ層２２（themal silica）を使い、エッチングの幾何学的形状と大きさは、予定している光学的な仕様、したがって目指す用途に依存する（例えば、四角形の辺もしくは円の径がおよそ数１０ミクロンから数ミリメータ）。
【００８０】
上記エッチングは、例えば、使用材料に適用されるあらゆる類のエッチング（イオンエッチング、反応性イオンエッチング、および／または化学エッチング）によって行われる。
【００８１】
一例として、アルミニウムの層２９、シリコンの層２６の場合、上記エッチングは、マスク（不図示）を用いて、例えば、アルミニウムを侵食させるための塩化ガスを用いた第１の反応性イオン侵食により、そして次に、例えば、シリコンを侵食させるためのＳＦ６ガスを用いた第２の反応性イオン侵食により行う。
【００８２】
図３ｈは、少なくともマイクロミラーの可動部の下側にあるシリカの犠牲層２２を取り除いた後、従って、該可動部を自由にした後の構成部材の断面図を示す。層２２の除去は、例えば、二酸化シリコンの層に対する場合、フッ化水素を用いた化学的侵食によってか、あるいは、フッ化ガスを用いた反応性イオン侵食によって行われる。
【００８３】
図３ｈに示された構成では、全角度変位の振幅Δθは、ピボットヒンジの高さＨと、回転面内における可動部の幅Ｌとによって決定され（sineΔθ＝Ｈ／２Ｌ）、このとき、マイクロミラーの可動部の端部は、基板の面と接触する可能性がある。このため、上記構成には、ピボットヒンジの或る高さＨが与えられると、全角度変位Δθと可動部の大きさＬとが、考えている回転面において完全に関係し合うという不都合が生じる。
【００８４】
図３ｉは、基板２１に空孔部１９を形成することによって、この不都合を克服するための手段を示している。この空孔部１９は、貫通するとしないとにかかわらず、自身の内側の境界が、ピボットヒンジの軸線から測って、Ｌ／２よりも近い距離Ｌ′の位置に設けられ、外側の境界が、Ｌ／２よりも遠い距離Ｌ″の位置に設けられている。
【００８５】
tanΔθ＝Ｈ／Ｌ′の関係によって決まる角度変位Δθは、かくして、Ｌ′にのみ依存して、もはやＬには依存しなくなる。
【００８６】
上記空孔部は、図３ｉに示されているように、例えば好適にも化学エッチングによってウェハの裏側から簡単に形成することができ、その結果、空孔部がシリコン基板の厚さを横切ることになる。
【００８７】
本発明の第２の実施形態は、２つのウェハＡ，Ｂに対して実施され、次にこれらウェハを合わせるものであり、図４、図５及び図６に示されている。
【００８８】
［ウェハＡの準備］
例えば未ドープシリコンウェハ３１（図４ａ）といった構造基板を用い、後から熱的な焼きなましを行うと行わないとによらず、イオン注入により固定部の異なる電極３３，３３′を形成する（図４ｂ）。図４ｃは、基板を熱的に酸化させる工程を示す。この工程は、完全に制御された、通常１〜３ミクロンの間の厚さの熱による二酸化物層３２を生成するためのものであり、当該工程の間、通常、高温で実施され、注入領域のドーパントが拡散して、当該領域によって占められる体積が増加する。
【００８９】
図４ｂと図４ｃに示された工程は、ドープ領域３３，３３′を作るための注入エネルギーを増加させるという犠牲を払えば（注入イオンは、熱シリカ層を通過しなければならない）、前後逆転させることができる。
【００９０】
図４ｄは、次の工程を示し、この工程は、ドープ領域３３′の上側に、バイアを形成するように熱シリカ層３２の局所エッチング部３４を生成するというものである。次いで、図４ｅは、エピタクシー工程を示し、これにより、ドープされた単結晶シリコンがバイア３４内で増加できるようになる。このように作られた連結部材３５の部分は、通常、シリカ層３２より僅かながら厚さが厚くなっている。上記部材のこの部分は、将来的にピボットヒンジの一部分を構成することになる。図４ｆは、ウェハＡの表面を平らにして、連結部材３５いかなる余分の厚みも「擦り取って」しまうメカノケミカル研磨工程を示している。
【００９１】
図４ｇは、可動部の角度変位Δθから、当該可動部の寸法を無関係にしてくれる空孔部３６のエッチング工程を表している。この開口部３６の寸法（将来的にピボットヒンジになる部分の軸線に対する位置、幅、及び深さ）は、可動部の大きさと、様々な回転軸線に関する所望の角度変位Δθの大きさとを基にして設定される。
【００９２】
本発明の方法が１個のウェハに対して実施されて空孔部１９が基板を横切らなければならない場合に比べると、本方法が２個のウェハを使って実施され、次いでこれらウェハが加え合わせられるというこの第２の実施形態においては、空孔部３６は、基板３１の厚さより遥かに少ない深さを有するだけでよい。上記空孔部は、とりわけピボットヒンジの周りに、いかなる形で形成されてもよい。
【００９３】
［ウェハＢの準備］
図５ａは、ウェハＢに関する別の製造工程を示している。後から熱的な焼きなましを行うか行わないかのいずれであっても、先ず、例えば単結晶シリコンの基板４１（図５ａ）を採用し、この基板から、例えばイオン注入（図５ｂ）により電極４３を作る。次に、層３２に対する場合と同じようにして熱的な二酸化物層４２（図５ｃ）を作る。次いで、電極４３に達するまで延びるバイア４４（図５ｄ）を形成するように上記の層４２をエッチングする。この開口部は、前述の開口部３４（図４ｄ）のものと極めて近い寸法を有している。単結晶シリコンを用いたエピタクシー工程（図５ｅ）により、上記開口部４４内にピボットヒンジのもう一方の部分を形成することができる。この部分は、ドープされた単結晶シリコン４５からなる。必要であれば、メカノケミカル研磨工程（図５ｆ）により、得ようとしているウェハＢの表面を完全に平坦にすることができる。
【００９４】
図５ｇに示される工程は、ウェハ４１内に、例えばイオン注入によって作られる脆化領域（embrittlement zone）といった、接続領域４６を作る工程からなる。この領域は、ウェハ内に、シリカ層４２と残りのウェハ（中間基板とすることができる）との間に、通常０．１〜２ミクロンの厚さの一つの層（前は第２の層と称されている）を画定する。上記脆化領域によって、移す前かもしくは移した後のいずれか、しかしより一般的には移した後に、ウェハの残りの部分から第２の層を分離することができる（とりわけ米国特許第５３７４５６４号明細書、及び米国特許第６０２０２５２号明細書を参照）。
【００９５】
［ウェハＡ，Ｂの組み立て］
図６ａに示された第１の工程は、酸化された側を互いに向かい合わせるようにして２つのウェハＡ，Ｂを組み合わせる工程からなる。この組み立ての間、ピボットヒンジ３５，４５の２つの部分を揃えてピボットヒンジ４７を形成するように２つのウェハの位置決めを行う。
【００９６】
好適にも、周知の分子付着技術により密着させることができる。
【００９７】
２つのウェハＡ，Ｂが組み立てられると、ウェハＢの層４１の上側部分が、脆化領域４６の高さの所で、一体となったＡ，Ｂから切り離される。このとき、好適にも、熱的および／または力学的な処理を通して分離することができる。分離が終了した段階で、単結晶シリコン４１′（ドーピングが異なる領域から構成されることもある）の薄膜だけが残っている（図６ｂ参照）。
【００９８】
層４１′が薄すぎる場合、上記の工程は、単結晶フィルム４１′の厚さを増加させるためのエピタクシー工程をさらに有し、これによって、反射鏡の可動部を構成することになる部分の機械的剛性が高まるようにすることができる（図６ｃ参照）。この工程に続けて、表面を平坦にするためのメカノケミカル研磨工程を行うこともできる。この層４１′の最終的な厚さは、例えば、５〜６０μｍの間にある。
【００９９】
次いで層４１′上に、動作する光の波長に対して高反射率を持った金属もしくは誘電体の多層膜のいずれかの層４８を堆積する。
【０１００】
図６ｄは、将来のマイクロミラーの可動部に必要なパターンに応じて、層４１′及び層４８をエッチングする次の工程を示している。このエッチングは、不図示のマスクを用いて行われる。
【０１０１】
図６ｅは、例えばフッ化水素酸を使った侵食槽によって化学的に侵食させたり、あるいは、フッ化ガスによる反応性イオンに侵食させたりして、熱シリカの犠牲層を除去することで、ピボットヒンジ４７の周りに可動部を自由にする工程を示している。
【０１０２】
図３〜図６に示された様々な製造工程は、多くの変形例を有していてもよい。とりわけ、いくつかの工程の順序は、特定の場合に逆にすることができるし、所定の工程は変えることができる。
【０１０３】
こうして、例えば、単一の熱酸化層がウェハＡ上に形成されたとしたら、ピボットヒンジをこの層内の単一の部材によって作ることができよう。そして、単結晶シリコン層がこの二酸化物層にそのまま設けられたであろう。
【０１０４】
説明を簡単にするために、電極の接続ラインと、制御用電子機器回路へのコネクタは、これまでの図には示さなかった。
【０１０５】
上記接続ラインは、後から然るべきドーパントの熱拡散を行うか行わないかのいずれであっても、様々な方法で、それも特にイオン注入によって作ることができる。これらのラインは、可動部に臨む基板の正面側に形成することが好ましく、これにより、もし導電性があるならピボットヒンジを介して、そして電極３３′を介して可動部の電極が上記ラインのどれかに接続されることになる。これらの接続ラインは、基板を貫く金属ホールによっても形成することができ、これにより、もし導電性があるならピボットヒンジを介して、そして電極３３′を介して可動部の電極が上記金属ホールのどれかに接続されることになる。
【０１０６】
一例として、図４ｇは、電極３３，３３′をコネクタ７１に接続する金属ホール７０が基板を貫いて形成されている様子を破線によって単に表している。
【０１０７】
角度変位Δθ値を可動部の大きさＬと切り離すメリットを保ったまま、マイクロミラーが少なくとも２つの直行する回転軸線の周りに回転させられる必要があるときは、ピボットヒンジ４７を完全に取り囲む空孔部を基板に形成することが好ましい。接続ラインを基板の前面側に形成する場合には、別々の電極にエネルギーを供給する電気的な接続ライン（図９に一例として符号６２で示されている）が空孔部によって切断されないようにするため、ドープ領域３３，３３′を作る前に周辺空孔部を形成するよう、基板をエッチングする。
【０１０８】
図７は、本方法の上記変形例を示している。
【０１０９】
反応性イオンエッチング（図３ｇにおける空孔部の形状に対応）、もしくは好適には化学エッチング（図７ｂにおける空孔部の形状に対応）といった、様々な方法によってなされるエッチングにより、ウェハ３１（図７ａ参照）から空孔部３６が形成されている。いずれにおいても、空孔部３６の幾何学的形状（形と大きさ）は、マイクロミラーの可動部の形（円、正方形、長方形、八角形…）と大きさ、ならびに、それぞれの回転軸線に関する所望の全角度変位Δθの値によって決定される。ここで、全角度変位Δθの値は、さらに、各回転軸線に対応して異なる値Δθ１、Δθ２…を有することができる。
【０１１０】
図７ｃ（ドープ領域の形成）、図７ｄ（熱的二酸化物の形成）、図７ｅ（二酸化物層におけるバイア３４の形成）、図７ｆ（ピボットヒンジの部分を作るためのエピタクシー成長）、そして図７ｇ（構造の平坦化）に示されている他の製造工程は、これまで述べてきたものと全く同じにできる。最終的な構造を得るために、図７ｇにおいて得られるウェハに、例えば図５ｇで得られるウェハが加え合わせられ（着設ないし積層され）、次に、本方法の残りの工程が、図６でなされた説明の通りに行われる。得られるマイクロミラーは、例えば図２に示されるようなものとなる。
【０１１１】
図８ａは、固定部における下側電極３３の幾何学的形状を上面視して示す図である。可動部を一つの回転軸線Ｒ１の周りに２つの位置に応じて振動させる上記電極は２つであり、これらの電極は、ピボットヒンジ４７を通る回転軸線Ｒ１に対して対称的に配置されている。中央の電極３３′は、可動部を単に電気的に接続させるだけである。
【０１１２】
図８ｂは、ピボットヒンジを通る２つの直行する回転軸線Ｒ１，Ｒ２の周りの４つの位置を可能にする下側電極３３の幾何学的形状を示す。ここで、上記電極３３は、４個であり、２つずつ対になっている。各電極の対は、それぞれ上記軸線のうちいずれか一方の軸線に関して対称的に配置され、同様に、中央の電極３３′は、可動部を単に電気的に接続させるだけとなっている。
【０１１３】
このようにして、軸線の両側に対称に配置された数多くの電極の組を考えることができる。図８ｃには、互いに４５°をなす４つの回転軸線（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）と、ピボットヒンジの軸線の周りの領域ないし扇形の部分に配置された４対の下側電極３３とを有する実施形態が与えられている。
【０１１４】
図８ａ、図８ｂ、及び図８ｃには、マイクロミラーの基幹となる様々な部材が透視した状態で示されている。図には、下側電極３３（固定部の電極）の組と上側電極４３（可動部の電極）とが示されている。ここで、ピボットヒンジ４７を介して上側電極に電気的に接続されている下側電極３３は、濃い灰色で描かれており、その一方で、図８ｂ中、垂直な各回転軸線に応じて制御されるべきマイクロミラーの回転を制御可能にする２組の電極は、比較的明るい灰色の２つの異なる濃淡で描かれている。異なる値を有することもあるマイクロミラーの寸法及び全角度変位Δθの個別の取り扱いを可能にするエッチング領域３６のトレース５０，５１、ならびに可動部の反射面４８もまた図示されている。
【０１１５】
さらに、コネクタ６０への電極の接続ライン６２も概略的に図示されている。これらのコネクタによって、制御用電子機器回路（図示せず）への接続が可能になっている。
【０１１６】
これまで述べてきた様々な機能は、もちろん、単一のウェハを用いる場合と同様に、複数のウェハに対する場合にも、実現することができる。例えば、幾つも重ね合わされた可動部を有するマイクロミラーといった複雑な構造を作製可能にするのに、２個を超えるウェハの使用が考えられる。
【０１１７】
図９は、固定部３１上に２つの可動部を有するマイクロミラーの実施形態の概略断面図である。
【０１１８】
第１の可動部は、第２の層４１を備え、ピボットヒンジ４７を介して固定部に結合されている。第２の可動部は、第２の層７１と反射層７８とを備え、ピボットヒンジ７７を介して上記第１の可動部に結合されている。
【０１１９】
この実施形態においては、マイクロミラーの制御を可能にするために、可動部７１は、電極７３を備え、さらに、可動部４１は、ピボットヒンジ７７の周りの領域ないし扇形部分に配置された電極５３を備えている。これらの電極７３及び電極５３は、互いに対向配置されている。しかも、可動部４１は、ピボットヒンジ４７の周りの領域ないし扇形部分に配置された電極４３を備えている。これらの電極は、固定部の電極３３に対向配置されている。
【０１２０】
本実施形態において、ピボットヒンジ４７，７７の軸線は、一つに合わされている。これらのヒンジは、複数素子ピボットヒンジであって、この複数素子ピボットヒンジによって可動部４１，７１の電極７３，５３，４３を、固定部上に設置された接続ライン６２を介して制御用電子機器回路に接続することができるようになっている。
【０１２１】
この基本的な考え方は、言うまでもなく２つよりも多い上部可動部にも広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１ａ】従来技術における二重ヒンジマイクロミラーの斜視図である。
【図１ｂ】従来技術における二重ヒンジマイクロミラーの断面図である。
【図２ａ】本発明のマイクロミラーの原理による、ピボットヒンジによって固定部に連結された可動部の様々な位置における断面図である。
【図２ｂ】本発明のマイクロミラーの原理による、ピボットヒンジによって固定部に連結された可動部の様々な位置における断面図である。
【図２ｃ】本発明のマイクロミラーの原理による、ピボットヒンジによって固定部に連結された可動部の様々な位置における断面図である。
【図３ａ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｂ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｃ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｄ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｅ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｆ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｇ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｈ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図３ｉ】旋回心軸で回転する本発明のマイクロミラーの第１の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ａ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ｂ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ｃ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ｄ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ｅ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ｆ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図４ｇ】本発明のマイクロミラーの固定部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ａ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ｂ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ｃ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ｄ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ｅ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ｆ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図５ｇ】本発明のマイクロミラーの可動部の第２の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図６ａ】第２の方法によって、図４ｇ及び図５ｇで得られた構成を合わせた後、マイクロミラーを作製するのに伴う様々な工程を示す断面図である。
【図６ｂ】第２の方法によって、図４ｇ及び図５ｇで得られた構成を合わせた後、マイクロミラーを作製するのに伴う様々な工程を示す断面図である。
【図６ｃ】第２の方法によって、図４ｇ及び図５ｇで得られた構成を合わせた後、マイクロミラーを作製するのに伴う様々な工程を示す断面図である。
【図６ｄ】第２の方法によって、図４ｇ及び図５ｇで得られた構成を合わせた後、マイクロミラーを作製するのに伴う様々な工程を示す断面図である。
【図６ｅ】第２の方法によって、図４ｇ及び図５ｇで得られた構成を合わせた後、マイクロミラーを作製するのに伴う様々な工程を示す断面図である。
【図７ａ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図７ｂ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図７ｃ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図７ｄ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図７ｅ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図７ｆ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図７ｇ】本発明のマイクロミラーの固定部の第３の製造方法における様々な工程を示す断面図である。
【図８ａ】本発明のマイクロミラーの上面図であって、１つの回転軸線周りの回転を可能にする電極形状を示す図である。
【図８ｂ】本発明のマイクロミラーの上面図であって、２つの回転軸線周りの回転を可能にする電極形状を示す図である。
【図８ｃ】本発明のマイクロミラーの上面図であって、４つの回転軸線周りの回転を可能にする電極形状を示す図である。
【図９】２つの重ね合わされた可動部を有するマイクロミラーを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
３１・・・固定部
３３・・・電極
３４・・・第１のバイア
３６・・・空孔部
４１・・・可動部
４３・・・電極
４４・・・第２のバイア
４７・・・ピボットヒンジ
４８・・・反射手段（可動部）
６０・・・コネクタ
６２・・・接続ライン
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・回転軸線
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004522996.tif 000064
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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