(57)【要約】【課題】櫛歯電極構造を高いアライメント精度で製造する方法を提供する。【解決手段】シリコン基板１５１の面１５１ａ上に櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを形成し、これを介してシリコン基板１５３を貼り合わせる。シリコン基板１５１，１５３の面１５１ｂ，１５３ｂに、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを内包する粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５を形成する。面１５３ｂの側からＤＲＩＥをおこなって、粗櫛歯マスクパターン１５５をマスクにしてシリコン基板１５３を選択的に除去し、さらに櫛歯電極用マスクパターン１５２ａをマスクにしてシリコン基板１５１を選択的に除去する。面１５１ｂの側からＤＲＩＥをおこなって、粗櫛歯マスクパターン１５４をマスクにして残存シリコン基板１５１ｃを選択的に除去し、さらに櫛歯電極用マスクパターン１５２ｂをマスクにして残存シリコン基板１５３ｃを選択的に除去する。【選択図】図３ｄ
2012166313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直櫛歯電極構造の製造方法であって、
第一の半導体層の第一の面上に櫛歯電極用マスクパターンを形成する工程と、
前記第一の半導体層に前記櫛歯電極用マスクパターンを介して第二の半導体層を貼り合せる工程と、
前記第一の半導体層の前記第一の面の反対側の前記第一の半導体層の第二の面上に、前記櫛歯電極用マスクパターンの第一の部分を内包する第一の粗櫛歯マスクパターンを形成する工程と、
前記第一の半導体層の前記第一の面に向かい合わせ配置された前記第二の半導体層の第一の面の反対側の前記第二の半導体層の第二の面上に、前記櫛歯電極用マスクパターンの前記第一の部分を除いた前記櫛歯電極用マスクパターンの第二の部分を内包する第二の粗櫛歯マスクパターンを形成する工程と、
第一のエッチング加工をおこなって、前記第一の粗櫛歯マスクパターンをマスクにして前記第一の半導体層を、さらに前記櫛歯電極用マスクパターンをマスクにして前記第二の半導体層を選択的に除去する工程と、
第二のエッチング加工をおこなって、前記第二の粗櫛歯マスクパターンをマスクにして前記第二の半導体層を、さらに前記櫛歯電極用マスクパターンをマスクにして前記第一の半導体層を選択的に除去する工程と、
前記櫛歯電極用マスクパターンと前記第一および第二の粗櫛歯マスクパターンを除去する工程とを含むことを特徴とする垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項２】
前記第一および第二の半導体層はいずれも単結晶シリコンで構成されることを特徴とする請求項１に記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項３】
前記第一および第二の半導体層の少なくとも一方はＳＯＩ基板の活性層で構成され、前記第一および第二の粗櫛歯マスクパターンの一方は前記ＳＯＩ基板の埋め込み酸化膜に形成されることを特徴とする請求項１記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項４】
前記第一および第二の半導体層の貼り合せはシリコン直接接合によっておこなわれることを特徴とする請求項１に記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項５】
前記第一および第二のエッチング加工はＤＲＩＥによっておこなわれることを特徴とする請求項１に記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項６】
前記第一および第二のエッチング加工は結晶異方性エッチングよっておこなわれることを特徴とする請求項１に記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項７】
前記第一および第二の半導体層が（１１０）シリコン基板で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項８】
前記櫛歯電極用マスクパターンと前記第一および第二の粗櫛歯電極用マスクパターンがシリコン酸化膜から形成されることを特徴とする請求項１記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【請求項９】
前記櫛歯電極用マスクパターンと前記第一および第二の粗櫛歯電極用マスクパターンがアルミ膜から形成されることを特徴とする請求項１記載の垂直櫛歯電極構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシニング技術によって作製される構造体を静電気によって駆動する垂直櫛歯静電アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシニング技術を用いて作製される静電駆動アクチュエータのひとつに垂直静電櫛歯アクチュエータがある。垂直静電櫛歯アクチュエータは、対向する一対の櫛歯電極が延出方向に対して垂直な方向に段差配置されており、櫛歯電極間への印加電圧に応じて櫛歯電極間に静電引力が発生し、一方の櫛歯電極を垂直方向に移動させるものである。最近ではマイクロミラー等のアクチュエータとして種々提案がなされている。
【０００３】
垂直櫛歯アクチュエータにおいて所望の駆動特性を得るためには、対向する垂直櫛歯電極のうち固定された櫛歯電極（以下、固定下櫛歯電極と称す）と可動する櫛歯電極（以下、可動上櫛歯電極と称す）の間には高いアライメント精度が要求される。
【０００４】
上述のアライメント精度要求に対して、垂直櫛歯電極を構成する固定下櫛歯電極と可動上櫛歯電極を別基板として作りこんだ２枚の基板を貼り合わせる手法、あるいは１枚の基板両面からフォトリソグラフィと基板エッチング加工により直接的に櫛歯電極を作りこむ手法などが提案されている。しかしながら、いずれの手法においても、貼り合わせ工程やフォトリソグラフィ工程における櫛歯電極間のアライメント精度は、使用する製造装置のアライメント機能および性能におおきく左右され、特に櫛歯電極の微細化においては、より重要な課題として位置づけられている。
【０００５】
上記課題に対し、米国特許第６，７１３，３６７号には、一部にエッチング加工を施した基板と、もう１枚の基板を貼合わせたのち、貼り合せた基板表面に櫛歯加工用のエッチングマスクを一括パターニングし、エッチングマスクに対して、一方向から、貼り合わせ基板を貫通するように垂直エッチング加工することで、自己整合的に垂直櫛歯電極を形成する手法が提案されている。
【０００６】
以下、従来技術について具体的に図６と図７ａ〜図７ｅを用いて説明する。
【０００７】
図６は、垂直櫛歯アクチュエータの断面概略図である。垂直櫛歯アクチュエータは、支持基板６０上に絶縁膜６１を介して機械的に結合された固定下櫛歯電極６２と、可動上櫛歯電極６３から構成されている。固定下櫛歯電極６２と可動上櫛歯電極６３は、互いに垂直方向に段差配置されている。図７ａ〜図７ｅは、図６の垂直櫛歯アクチュエータの従来製造方法の工程を示している。まず図７ａに示すように、支持層７１と埋め込み酸化膜７２と活性層７３からなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板７０に対して、粗櫛歯マスクパターン７４をマスクにエッチング加工して粗い固定下櫛歯電極７５を形成する。つぎに図７ｂに示すように、この構造体にシリコン基板７６を貼り合わせる。つづいて図７ｃに示すように、櫛歯電極用マスクパターン７７ａ，７７ｂを１層のフォトマスクにて一括形成する。つづいて図７ｄに示すように、櫛歯電極用マスクパターン７７ａ，７７ｂに対してシリコン基板７６と粗櫛歯マスクパターン７４をエッチング加工し、これにより櫛歯電極用マスクパターン７４ａを形成したのち、さらに櫛歯電極用マスクパターン７４ａに対して粗い固定下櫛歯電極７５を連続的に垂直エッチング加工し、固定下櫛歯電極７５ａと不要領域７８ａと可動上櫛歯電極７８ｂを形成する。
【０００８】
ここで垂直エッチング加工には、図７ｄ中に示される間隔Ｇと深さＤの比すなわちアスペクト比Ｄ／Ｇで規定されるディメンジョンを高精度に加工することが要求される。
【０００９】
つづいて図７ｅに示すように、櫛歯電極用マスクパターン７７ａ，７７ｂ，７４ａと不要領域７８ａをエッチング除去することにより可動上櫛歯電極７８ｂおよび固定下櫛歯電極７５ａを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，７１３，３６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の製法に従えば、垂直櫛歯電極を構成する固定下櫛歯電極と可動上櫛歯電極の間のアライメントは１層のマスクで決定されるため、マスク形成段階では使用製造装置の能力および性能に関わらず高いアライメント精度を有している。
【００１２】
しかしながら、そののちのシリコン垂直加工工程において発生する不具合により、所望の櫛歯構造を製造することが困難となる。
【００１３】
以下、不具合について説明する。図７ｄにおいて、櫛歯電極用マスクパターン７７ａ，７７ｂに対して加工するシリコン垂直エッチングは、一般的にＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）によっておこなう。図７ｄに示すような微細垂直櫛歯電極構造においては、シリコンエッチング時のアスペクト比Ｄ／Ｇは１０程度に達する。たとえば櫛歯の間隔Ｇが３μｍ、櫛歯層厚の合計Ｄが３０μｍの場合、アスペクト比は１０となる。すなわちＤＲＩＥシリコン垂直エッチング加工にはアスペクト比１０のディメンジョンを高精度に垂直加工することが要求される。つまり高難度の製造技術を要する。
【００１４】
アスペクト比１０程度のＤＲＩＥシリコン垂直エッチング加工をおこなう場合には、垂直エッチングの進行とともに、言い換えればエッチング深さの深化にともない、図８に示す不具合の発生がよく知られている。
【００１５】
たとえば図８中に符号８１に示すように、形状の垂直性が損なわれ、指標θが理想状態のθ＝０度から正（＋）負（−）いずれかの方向にずれてしまう不具合、あるいは図８中に符号８２に示すように、加工側面に荒れが発生する不具合、あるいは図８中に符号８３に示すように、エッチング底面に除去されないシリコンが柱状残渣となって残る不具合である。シリコン柱状残渣については、図７ｄに示す櫛歯電極用マスクパターン７７ａに対して、粗い固定下櫛歯電極７５までを連続的に垂直エッチング加工する際に、固定下櫛歯電極７５ａの側底面近傍に発生するものである。
【００１６】
とくに、図７ｄに示すように、櫛歯電極用マスクパターン７７ａ，７７ｂに対して加工するシリコン垂直エッチングは、シリコン基板７６をエッチング加工し、露出する粗櫛歯マスクパターン７４を続けてエッチング加工し、ここでエッチング転写された櫛歯電極用マスクパターン７４ａをもとに、さらに連続して粗い固定下櫛歯電極７５をエッチング加工する、という複雑な製法で櫛歯電極を形成するため、上述した不具合は、より顕著に現れる。
【００１７】
これらの加工形状不具合は、いずれも最終的な垂直櫛歯アクチュエータの機能を阻害するものであり、性能を劣化させるものである。
【００１８】
本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、その目的は、垂直櫛歯アクチュエータを構成する垂直櫛歯電極構造を高いアライメント精度かつ高い加工精度で製造し得る簡単な製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明による垂直櫛歯電極構造の製造方法は、第一の半導体層の第一の面上に櫛歯電極用マスクパターンを形成する工程と、前記第一の半導体層に前記櫛歯電極用マスクパターンを介して第二の半導体層を貼り合せる工程と、前記第一の半導体層の前記第一の面の反対側の前記第一の半導体層の第二の面上に、前記櫛歯電極用マスクパターンの第一の部分を内包する第一の粗櫛歯マスクパターンを形成する工程と、前記第一の半導体層の前記第一の面に向かい合わせ配置された前記第二の半導体層の第一の面の反対側の前記第二の半導体層の第二の面上に、前記櫛歯電極用マスクパターンの前記第一の部分を除いた前記櫛歯電極用マスクパターンの第二の部分を内包する第二の粗櫛歯マスクパターンを形成する工程と、第一のエッチング加工をおこなって、前記第一の粗櫛歯マスクパターンをマスクにして前記第一の半導体層を、さらに前記櫛歯電極用マスクパターンをマスクにして前記第二の半導体層を選択的に除去する工程と、第二のエッチング加工をおこなって、前記第二の粗櫛歯マスクパターンをマスクにして前記第二の半導体層を、さらに前記櫛歯電極用マスクパターンをマスクにして前記第一の半導体層を選択的に除去する工程と、前記櫛歯電極用マスクパターンと前記第一および第二の粗櫛歯マスクパターンを除去する工程とを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、垂直櫛歯アクチュエータの垂直櫛歯電極構造を高いアライメント精度かつ高い加工精度で製造し得る簡単な製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態による垂直櫛歯アクチュエータを用いた光偏向器の概略斜視図である。
【図２】垂直櫛歯アクチュエータの駆動説明図である。
【図３ａ】図１の光偏向器の製造方法の最初の工程を示している。
【図３ｂ】図１の光偏向器の製造方法の図３ａにつづく工程を示している。
【図３ｃ】図１の光偏向器の製造方法の図３ｂにつづく工程を示している。
【図３ｄ】図１の光偏向器の製造方法の図３ｃにつづく工程を示している。
【図３ｅ】図１の光偏向器の製造方法の図３ｄにつづく工程を示している。
【図３ｆ】図１の光偏向器の製造方法の図３ｅにつづく工程を示している。
【図３ｇ】図１の光偏向器の製造方法の図３ｆにつづく最後の工程を示している。
【図３ｈ】第一実施形態のマスクパターン設計のための説明図である。
【図３ｉ】図３ｅと図３ｆの工程に代えて適用可能な変形例による工程を示している。
【図３ｊ】図３ｃの工程に代えて適用可能な別の工程を示している。
【図３ｋ】付加的に適用可能な可視光アライメントのためのマークと開口の形成工程を示している。
【図４】第二実施形態による垂直櫛歯アクチュエータを用いた光偏向器の概略斜視図である。
【図５ａ】図４の光偏向器の製造方法の最初の工程を示している。
【図５ｂ】図４の光偏向器の製造方法の図５ａにつづく工程を示している。
【図５ｃ】図４の光偏向器の製造方法の図５ｂにつづく工程を示している。
【図５ｄ】図４の光偏向器の製造方法の図５ｃにつづく工程を示している。
【図５ｅ】図４の光偏向器の製造方法の図５ｄにつづく工程を示している。
【図５ｆ】図４の光偏向器の製造方法の図５ｅにつづく工程を示している。
【図５ｇ】図４の光偏向器の製造方法の図５ｆにつづく最後の工程を示している。
【図５ｈ】第二実施形態のマスクパターン設計のための説明図である。
【図５ｉ】図５ｂの工程に代替可能な別の工程を示している。
【図５ｊ】付加的に適用可能な可視光アライメントのためのマークと開口の形成工程を示している。
【図５ｋ】図５ａのＳＯＩ基板に代えてパターンドＳＯＩ基板を適用した場合における図５ｃの工程に相当する工程を示している。
【図６】垂直櫛歯アクチュエータの断面概略図である。
【図７ａ】図６の垂直櫛歯アクチュエータの従来製造方法の最初の工程を示している。
【図７ｂ】図６の垂直櫛歯アクチュエータの従来製造方法の図７ａにつづく工程を示している。
【図７ｃ】図６の垂直櫛歯アクチュエータの従来製造方法の図７ｂにつづく工程を示している。
【図７ｄ】図６の垂直櫛歯アクチュエータの従来製造方法の図７ｃにつづく工程を示している。
【図７ｅ】図６の垂直櫛歯アクチュエータの従来製造方法の図７ｄにつづく最後の工程を示している。
【図８】ＤＲＩＥシリコン垂直エッチング加工において発生する不具合を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜第一実施形態＞
図１，図２，図３ａ〜図３ｉは、本発明における第一実施形態を示すものであり、図１は、垂直櫛歯アクチュエータを用いた光偏向器の概略斜視図、図２は、垂直櫛歯アクチュエータの駆動説明図であり、図３ａ〜図３ｉは、図１の光偏向器のＡ−Ａ’断面に着目した概略工程説明図である。
【００２４】
本実施形態によって製造される光偏向器は、図１に示すように、絶縁層１３０を介して互いに接合された可動基板１１０と固定基板１２０を有している。
【００２５】
可動基板１１０は、固定基板１２０に固定された一対の固定部１１１と、光学鏡面１１４を備えた光偏向板１１３と、固定部１１１と光偏向板１１３をつないでいる一対のヒンジ部１１２と、光偏向板１１３から延出している可動上櫛歯電極１１５を有している。ヒンジ部１１２は、ねじり変形可能であり、光偏向板１１３を揺動可能に支持している。可動基板１１０は、たとえば、ひとつのシリコン層から形成されている。
【００２６】
固定基板１２０は、可動基板１１０の固定部１１１が固定される支持層１２１を有している。支持層１２１は、光偏向板１１３と可動上櫛歯電極１１５が揺動するために必要な空間を与える切り欠き部１２３を有している。固定基板１２０はまた、切り欠き部１２３内に延出している固定下櫛歯電極１２２を有している。固定基板１２０は、たとえば、ひとつのシリコン層から形成されている。
【００２７】
可動基板１１０は固定基板１２０に重ねて配置されている。つまり、可動基板１１０と固定基板１２０は、それらの厚さ方向にずれて配置されている。可動上櫛歯電極１１５と固定下櫛歯電極１２２は、たとえば固定基板１２０の上面１２４への投影において互いに対向して互い違いに延びており、また可動基板１１０と固定基板１２０の厚さ方向にずれており、垂直櫛歯アクチュエータを構成している。
【００２８】
光偏向器はまた、可動基板１１０と固定基板１２０の間に任意の電圧を印加する電圧印加機構１４０を有している。電圧印加機構１４０によって可動基板１１０と固定基板１２０の間に電圧が印加されると、可動上櫛歯電極１１５と固定下櫛歯電極１２２の間に静電引力が発生する。その結果、図２に示されるように、可動上櫛歯電極１１５が固定下櫛歯電極１２２に引き寄せられ、光偏向板１１３がヒンジ部１１２の中心軸１１６の周りに回転される。この回転の角度は、可動基板１１０と固定基板１２０の間に印加される電圧の大きさに依存する。この印加電圧の大きさを電圧印加機構１４０によって制御することにより、光偏向板１１３の光学鏡面１１４で反射される光が所望の方向に偏向される。
【００２９】
以下、図１に示した光偏向器の製造方法について、とくにＡ−Ａ’断面に着目した概略工程説明図（図３ａ〜図３ｉ）を用いて説明する。
【００３０】
最初に、図３ａに示すように、固定下櫛歯電極形成のための半導体層としてのシリコン基板１５１を用意する。シリコン基板１５１は、のちに形成する固定基板に必要な厚さを有している。シリコン基板１５１は、たとえば単結晶シリコンで構成される。しかし、シリコン基板１５１は、これに限定されるものではなく、たとえば多結晶シリコンで構成されてもよい。
【００３１】
つぎに、図３ｂに示すように、シリコン基板１５１の第一の面１５１ａ上に、のちに固定下櫛歯電極と可動上櫛歯電極を形成するための櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを形成する。櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂは、これに限定されないが、たとえばシリコン酸化膜から形成される。具体的には、シリコン基板１５１に対して一般的な熱酸化法またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより任意の膜厚のシリコン酸化膜の成膜をおこない、つづくフォトリソグラフィ工程により所望のレジストパターニングをおこない、パターニングされたレジストをマスクとして不要部分の酸化膜をエッチング除去することにより、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを形成する。酸化膜のエッチング除去は、そのパターンルールによってフッ酸等の薬液を使ったウエット手法、またはフッ素系ガスを使ったドライ手法が適宜選択される。櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂはともに、のちのシリコン垂直エッチング加工のマスクとなり、そのパターン加工形状には高い加工精度が要求される。とくにマスクの断面形状はシリコンエッチングの断面垂直性を決める要因のひとつでもある。したがって、この酸化膜のエッチング除去工程には、高い加工精度を確保できるドライエッチング手法、なかでも断面垂直性が得られるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）手法を適用することが望ましい。
【００３２】
つづいて、図３ｃに示すように、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂが形成されたシリコン基板１５１に、可動上櫛歯電極形成のための半導体層としてのシリコン基板１５３を、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを介して、言い換えれば、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂがシリコン基板１５１，１５３の接合界面に配置されるように、シリコン直接接合法等により貼り合わせて貼り合わせ基板１５６を形成する。シリコン基板１５３は、たとえば単結晶シリコンで構成され、のちに形成する可動上櫛歯電極形成に必要な厚さを有している。
【００３３】
なお、ここでは、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂがシリコン基板１５１の第一の面１５１ａに形成される場合について説明したが、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂは必ずしもシリコン基板１５１の第一の面１５１ａに形成する必要はなく、貼り合わせ基板１５６の接合界面に配置されていればよく、シリコン基板１５１の第一の面１５１ａに向かい合わせに配置されるシリコン基板１５３の第一の面１５３ａに形成されてもよい。
【００３４】
さらに、シリコン直接接合は、清浄なシリコンあるいは酸化シリコン面同士を、中間接着剤を介すことなく貼り合せることができる手法であり、一般的には摂氏１０００度程度の高温熱処理により強固な接合強度を確保することができる。貼り合せ後の構造体は実質的に１枚の均質なシリコン基板とみなせるため、本実施形態で示す製造工程との整合性に優れている。
【００３５】
なお、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂはその膜厚分の段差を界面に有しており、マスクの厚さおよびパターン幅等のルールによっては、貼り合せ界面に発生する空隙（ボイド）がのちの工程に影響を与える場合がある。その場合は、半導体プロセス、特に多層配線プロセスで一般的に行われているダマシンプロセスを適用することにより、図３ｊに示すように、シリコン基板１５１に埋め込まれた状態で櫛歯電極用マスクパターン１５２ｄ、１５２ｃを形成することができ、その結果、貼り合せ時に空隙などの発生を防止することができる。
【００３６】
つづいて、図３ｄに示すように、貼り合わせ基板１５６の両面に、すなわち、シリコン基板１５１の第一の面１５１ａの反対側の第二の面１５１ｂとシリコン基板１５３の第一の面１５３ａの反対側の第二の面１５３ｂに、それぞれ、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを内包する粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５を形成する。ここで、粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５がそれぞれ櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを内包するとは、たとえば櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂと粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５をともにシリコン基板１５１の第一の面１５１ａに投影したときに、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂがそれぞれ粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５の領域内に包含される、言い換えれば、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂがそれぞれ粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５の内側に位置することをいう。したがって、当然ながら、粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５の面積は、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂの面積よりも大きい。
【００３７】
粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５は、これに限定されないが、たとえばシリコン酸化膜から形成される。具体的には、まず、貼り合わせ基板１５６に対して熱酸化法あるいはＣＶＤ法などにより両面に対して任意の膜厚だけ成膜をおこなう。ここで熱酸化法を選択する場合は、先の貼り合せ工程でおこなう熱処理時に酸化工程を兼ねてもよい。つぎに、酸化膜を成膜した貼り合わせ基板１５６の両面に対して、フォトリソグラフィ工程により所望のレジストパターニングをおこない、パターニングされたレジストをマスクに不要部分の酸化膜をエッチング除去し、粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５を形成する。ここで、酸化膜のエッチング除去には、ウエット手法またはドライエッチング手法が適宜選択されるが、この酸化膜のエッチング除去工程には高い加工精度を確保できるドライエッチング手法、なかでも断面垂直性が得られるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）手法を適用することが望ましい。
【００３８】
なお、このフォトリソグラフィ工程においては、貼り合わせ基板１５６界面に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂとのアライメントを要することから、シリコンに対して透過性を有する赤外光アライメントを標準とするが、別途、工程の追加挿入によって汎用性の高い可視光アライメントも可能になる。
【００３９】
たとえば、図３kに示すように、可視光用アライメントマークとしての酸化膜パターン１７１を、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂの形成時に同時に作りこみ、貼り合わせ後のフォトリソグラフィおよびマスクエッチング工程により酸化膜開口パターン１７２を形成し、つづくシリコンエッチング工程によりシリコン基板１５３に開口１７３を形成して酸化膜パターン１７１を露出させ、所望の可視光用アライメントマークを形成することができる。
【００４０】
ここで、酸化膜開口パターン１７２のためのフォトリソグラフィは酸化膜パターン１７１が露出できる程度のアライメント精度があればよく、たとえばシリコン基板のＯＦ（オリエンテーションフラット）などの基板外形の一部を利用するアライメントで十分である。
【００４１】
この手法によれば、粗櫛歯マスクパターン１５５の形成前の酸化膜１５５’に対するフォトリソグラフィのアライメントに可視光を使うことができ、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂに対して精度の高いアライメントが可能となる。なお、もう一方の粗櫛歯マスクパターン１５４を形成する場合においても同様の加工により可視光アライメントが可能となる。
【００４２】
つづいて、図３ｅに示すように、粗櫛歯マスクパターン１５５に対して、貼り合わせ基板１５６を貫通するまでシリコン垂直エッチング加工１５７ａする。より詳しくは、シリコン基板１５３の第二の面１５３ｂの側からシリコン垂直エッチング加工１５７ａをおこなって、粗櫛歯マスクパターン１５５をマスクにしてシリコン基板１５３を選択的に除去し、引きつづき、粗櫛歯マスクパターン１５５に加えて露出した櫛歯電極用マスクパターン１５２ａをマスクにしてシリコン基板１５１を選択的に除去する。その結果、固定下櫛歯電極１５８ａが形成される。ここで、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン１５２ａは固定下櫛歯電極形状を決定するマスクとして機能し、粗櫛歯マスクパターン１５４はシリコン垂直エッチング加工１５７ａのストッパ膜として機能する。シリコン垂直エッチング加工１５７ａは、たとえばＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）によっておこなう。
【００４３】
つづいて、図３ｆに示すように、粗櫛歯マスクパターン１５５に対して、貼り合わせ基板１５６を貫通するまでシリコン垂直エッチング加工１５７ｂする。より詳しくは、シリコン基板１５１の第二の面１５１ｂの側からシリコン垂直エッチング加工１５７ｂをおこなって、粗櫛歯マスクパターン１５４をマスクにして残存シリコン基板１５１ｃを選択的に除去し、引きつづき、粗櫛歯マスクパターン１５４に加えて露出した櫛歯電極用マスクパターン１５２ｂをマスクにして残存シリコン基板１５３ｃを選択的に除去する。その結果、可動上櫛歯電極１５８ｂが形成される。ここで、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン１５２ｂは可動上櫛歯電極形状を決定するマスクとして機能し、粗櫛歯マスクパターン１５５はシリコン垂直エッチング加工１５７ｂのストッパ膜として機能する。シリコン垂直エッチング加工１５７ｂは、たとえばＤＲＩＥによっておこなう。
【００４４】
なお、ここでは、図３ｅに示したシリコン垂直エッチング加工１５７ａにつづいて、図３ｆで示したシリコン垂直エッチング加工１５７ｂを実施する場合について説明したが、エッチング加工の順序はこれに限定されるものではなく、シリコン垂直エッチング加工１５７ｂを、シリコン垂直エッチング加工１５７ａに先立って実施してもよい。
【００４５】
つづいて、図３ｇに示すように、シリコン垂直エッチング加工１５７ａ，１５７ｂにおいてマスクおよびストッパとして機能した櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂと粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５をエッチング除去して、固定下櫛歯電極１５８ａと可動上櫛歯電極１５８ｂが完成する。ここで、酸化膜のエッチング除去には、フッ酸薬液によるウエット法、またはガスによるドライ法が適宜選択される。ウエット法は、可動部を含む構造体の乾燥時にスティッキングを引き起こす可能性があるため、ここではガスによるドライ法の選択が望ましい。
【００４６】
つづいて、図には示さないが、電極パッドおよび光偏向板のための金属薄膜パターニングをシャドウマスク等によりおこなう。金属は、金（Ａｕ）やアルミ（Ａｌ）等が、偏向対象となる光波長域により適宜選択される。
【００４７】
以上の工程により、図１に示した光偏向器が完成する。
【００４８】
なお、第一実施形態のマスクパターン設計については、図３ｈに示すように、粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５の幅Ｒ１と櫛歯電極用マスクパターン１５２ｂの幅Ｆ１との間にＲ１＞Ｆ１なる関係を有し、かつ、隣接する粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５の間隔をΔＲ１、櫛歯電極用マスクパターン１５２ｂに対する粗櫛歯マスクパターン１５５の左右両側のはみだし量をそれぞれΔＦＬ１，ΔＦＲ１とした場合、ΔＲ１＞０，ΔＦＬ１＞０，ΔＦＲ１＞０なる関係を有するように設計すればよい。
【００４９】
ここでは、垂直櫛歯電極１５８ａ，１５８ｂのうち一方の櫛歯電極すなわち可動上櫛歯電極１５８ｂのマスクパターン１５２ｂ，１５５についてのみ述べたが、固定下櫛歯電極１５８ａのマスクパターン１５２ａ，１５４についても同様の設計指針に基づけばよい。
【００５０】
また、各櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂと各粗櫛歯マスクパターン１５４，１５５の厚さは、のちのシリコン垂直エッチング加工の耐性およびストッパ耐性を勘案した膜厚であればよく、各櫛歯電極層の厚さおよび製造装置性能に応じて適宜決定すればよい。
【００５１】
さらに、本実施形態においては、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂをシリコン酸化膜で形成する例で説明したが、マスク材料としては、パターン加工が容易であり、シリコン垂直エッチング耐性を有し、かつ、貼り合せ工程とのプロセス整合性が得られれば、とくに材料を限定するものではない。たとえば、アルミ膜はパターン加工が容易であり、ドライエッチング耐性を有する材料であり、貼り合せ手法を高温熱処理が必要な直接接合からアルミ膜の耐熱性を勘案した低温接合に変更すれば適用できる。低温接合としては、プラズマ活性化接合、あるいはイオン照射による常温接合などがある。
【００５２】
さらに、本実施形態のシリコン垂直エッチング加工１５７ａ，１５７ｂについては、ＤＲＩＥを利用する例に説明したが、加工法としてはＤＲＩＥに限定するものでなく、シリコンの垂直加工が可能な技術であれば適用可能である。たとえば、シリコン結晶方位によるエッチング速度の差を利用したシリコン結晶異方性エッチング（ウエットエッチング）を選択することもできる。具体的には、（１１０）シリコン基板に対して結晶異方性エッチング（ウエットエッチング）をおこなえばよい。また、光励起電解研磨法、フェムト秒レーザーなどによる加工なども適宜選択することができる。
【００５３】
以上の説明から明らかなように、本第一実施形態によれば、貼り合わせ基板の接合界面に埋込まれた櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂにて櫛歯同士のアライメントが決定するため櫛歯電極間のアライメント精度は高く、かつ、シリコン垂直エッチング加工１５７ａ，１５７ｂ時のアスペクト比（ｄ／ｇ：開口幅ｇとエッチング深さｄとの比、図３ｆ参照）は従来製法に比べて半分となり、断面の垂直性不良、あるいは加工側面の荒れ、あるいはエッチング底面のシリコン柱状残渣、などの不具合を発生させることなく、垂直櫛歯電極を形成することができ、図１に示す垂直櫛歯アクチュエータを用いた光偏向器を、精度良く、簡単な製法にて実現することができる。
【００５４】
本第一実施形態については、変形形態をとることも可能である。以下、その変形形態とその利点について主に図３ｉを用いて説明する。
【００５５】
＜第一実施形態の変形形態＞
まず、上述の図３ａ〜図３ｆで示す工程に従い、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂを形成し、そののち櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂに対してシリコンをエッチング加工する点については第一実施形態で示したとおりである。
【００５６】
変形形態としては、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂに対しておこなうシリコンエッチング加工を、図３ｅ，３ｆに示すように略垂直ではなく、図３ｉに示すように、アンダーカットＡＣ（Ａ）、ＡＣ（Ｂ）を有し、それぞれ任意の傾斜角θ（Ａ）、θ（Ｂ）となる条件にてエッチング加工する点にある。
【００５７】
具体的にはＤＲＩＥエッチング条件を、櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂに対して選択性を有し、かつ、アンダーカットＡＣ（Ａ）、ＡＣ（Ｂ）を有し、かつ、それぞれが任意の傾斜角θ（Ａ）、θ（Ｂ）となるように調整する。
【００５８】
一般的なＤＲＩＥシリコンエッチングは、保護膜形成成分とシリコン等方性エッチング成分を時分割等で交互に繰り返しおこない、時間、ガス、電力、圧力などのパラメータを調整することで略垂直形状となるようにエッチング条件を設定している。
【００５９】
本変形形態では、ＤＲＩＥエッチング条件を、等方性エッチング成分および保護膜形成成分を、エッチング深さの深化とともに段階的に変化するように調整設定し、エッチング加工１５７Ａ、１５７Ｂをおこなう点にある。
【００６０】
その結果、櫛歯電極１５８Ａ，１５８Ｂは、ＡＣ（Ａ）＝ＡＣ（Ｂ）、θ（Ａ）＝θ（Ｂ）にて略台形あるいは略三角形に形成することができる。
【００６１】
以上の工程で得られた形状、すなわち櫛歯電極用マスクパターン１５２ａ，１５２ｂに対して上下対称な略台形または略三角形状は、第一実施形態の効果に加えて、垂直櫛歯電極として、そのアクチュエータ駆動特性向上に寄与するという利点を有する。
【００６２】
＜第二実施形態＞
図４，図５ａ〜図５ｈは、本発明における第二実施形態を示すものであり、図４は、垂直櫛歯アクチュエータを用いた光偏向器の概略斜視図、図５は、図４に示す光偏向器のとくにＡ−Ａ’断面に着目した概略工程説明図である。
【００６３】
本実施形態によって製造される光偏向器は、図４に示すように、絶縁層２３０を介して互いに接合された可動基板２１０と固定基板２２０とサポート基板２３２を有している。可動基板２１０と固定基板２２０は絶縁層２３０を介して互いに接合されており、固定基板２２０とサポート基板２３２は絶縁層２３４を介して互いに接合されている。
【００６４】
可動基板２１０は、固定基板２２０に固定された一対の固定部２１１と、光学鏡面２１４を備えた光偏向板２１３と、固定部２１１と光偏向板２１３をつないでいる一対のヒンジ部２１２と、光偏向板２１３から延出している可動上櫛歯電極２１５を有している。ヒンジ部２１２は、ねじり変形可能であり、光偏向板２１３を揺動可能に支持している。可動基板２１０は、たとえば、ひとつのシリコン層から形成されている。
【００６５】
固定基板２２０は、可動基板２１０の固定部２１１が固定される支持層２２１を有している。支持層２２１は、光偏向板２１３と可動上櫛歯電極２１５が揺動するために必要な空間を与える切り欠き部２２３を有している。固定基板２２０はまた、切り欠き部２２３内に延出している固定下櫛歯電極２２２を有している。固定基板２２０は、たとえば、ひとつのシリコン層から形成されている。
【００６６】
可動基板２１０は固定基板２２０に重ねて配置されている。つまり、可動基板２１０と固定基板２２０は、それらの厚さ方向にずれて配置されている。可動上櫛歯電極２１５と固定下櫛歯電極２２２は、たとえば固定基板２２０の上面２２４への投影において互いに対向して互い違いに延びており、また可動基板２１０と固定基板２２０の厚さ方向にずれており、垂直櫛歯アクチュエータを構成している。
【００６７】
光偏向器はまた、可動基板２１０と固定基板２２０の間に任意の電圧を印加する電圧印加機構２４０を有している。電圧印加機構２４０によって可動基板２１０と固定基板２２０の間に電圧が印加されると、可動上櫛歯電極２１５と固定下櫛歯電極２２２の間に静電引力が発生する。その結果、可動上櫛歯電極２１５が固定下櫛歯電極２２２に引き寄せられ、光偏向板２１３がヒンジ部２１２の中心軸の周りに回転される。この回転の角度は、可動基板２１０と固定基板２２０の間に印加される電圧の大きさに依存する。この印加電圧の大きさを電圧印加機構２４０によって制御することにより、光偏向板２１３の光学鏡面２１４で反射される光が所望の方向に偏向される。
【００６８】
第二実施形態の特徴は、サポート基板２３２により、可動上櫛歯電極２１５および固定下櫛歯電極２２２の各層厚の如何によらずウエハレベルの製造工程を容易にする点である。上記光偏向器の製造方法について図５ａ〜図５ｈを用いて説明する。
【００６９】
最初に、図５ａに示すように、振り出し基板としてＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板２５０を用意する。ここで、ＳＯＩ基板２５０は、支持層２５１と活性層２５３が埋め込み酸化膜２５２を介して接合された構造体である。たとえば、支持層２５１と活性層２５３は単結晶シリコンで構成され、埋め込み酸化膜２５２はシリコン酸化膜で構成される。活性層２５３は、固定下櫛歯電極形成のための半導体層であり、固定下櫛歯電極に必要な厚さを有している。支持層２５１は、製造工程に必要となるサポート基板として主に機能する。
【００７０】
つぎに、図５ｂに示すように、活性層２５３の第一の面２５３ａ上に、のちに固定下櫛歯電極と可動上櫛歯電極を形成するための櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂと、支持層を形成するための支持層用マスクパターン２５４ｃを形成し、つづいて、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃが形成された活性層２５３に、のちに形成する可動基板よりも厚いシリコン基板２５５を、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃを介して、言い換えれば、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃが活性層２５３とシリコン基板２５５の間に埋め込まれるように貼り合せる。シリコン基板２５５は、たとえば単結晶シリコンで構成される。
【００７１】
マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃは、これに限定されないが、たとえばシリコン酸化膜から形成される。具体的には、ＳＯＩ基板２５０を一般的な熱酸化法またはＣＶＤ法などにより任意の膜厚だけ成膜し、つづくフォトリソグラフィ工程により所望のレジストパターニングをおこない、パターニングされたレジストをマスクとして不要部分の酸化膜をエッチング除去して、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃを形成する。酸化膜のエッチング除去には、そのパターンルールによってウエット手法またはドライ手法が適宜選択される。櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂはともにのちのシリコン垂直エッチングのマスクであり、そのパターン加工には高い加工精度が要求される。とくにマスクの断面形状はシリコンエッチング断面垂直性を決める要因のひとつでもある。したがって、この酸化膜のエッチング除去工程には、高い加工精度を確保できるドライエッチング手法、なかでも断面垂直性が得られるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）手法を適用することが望ましい。つづいて、シリコン基板２５５をシリコン直接接合等の手法により貼り合せ、そののち、可動上櫛歯電極に必要な厚さとなるようにシリコン基板２５５に対して薄化加工をおこない、可動上櫛歯電極形成のための半導体層としてのシリコン層２５６を含む貼り合わせ基板２５７を形成する。ここで薄化加工は機械研削（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄ）または化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ）などの手法から適宜選択する。
【００７２】
なお、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃはその膜厚分の段差を界面に有しており、マスクの厚さおよびパターン幅等のルールによっては、貼り合せ界面に発生する空隙（ボイド）がのちの工程に影響を与える場合がある。その場合は、半導体プロセス、特に多層配線プロセスで一般的に用いられるダマシンプロセスを適用することにより、図５ｉに示すように、ＳＯＩ基板２５０の活性層表面に段差のない状態にてマスクパターン２５４ｄ，２５４ｅ，２５４ｆを形成することができ、その結果、貼り合せ時の空隙発生の問題が解消される。
【００７３】
なお、ここでは、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃがＳＯＩ基板２５０の活性層２５３の第一の面２５３ａに形成される場合について説明したが、マスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃは必ずしもＳＯＩ基板２５０に形成する必要はなく、貼り合わせ基板２５７の接合界面に配置されていればよい。したがって、ＳＯＩ基板２５０の活性層２５３の第一の面２５３ａに向かい合わせに配置されるシリコン基板２５５の第一の面２５５ａに形成されてもよい。
【００７４】
つづいて、図５ｃに示すように、薄化加工されたシリコン層２５６の表面に、すなわち、シリコン基板２５５の第一の面２５５ａに一致するシリコン層２５６の第一の面２５６ａの反対側のシリコン層２５６の第二の面２５６ｂに、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ａを内包する粗櫛歯マスクパターン２５８を形成する。
【００７５】
粗櫛歯マスクパターン２５８は、これに限定されないが、たとえばシリコン酸化膜から形成される。具体的には、シリコン層２５６を含む貼り合わせ基板２５７に対して熱酸化法あるいはＣＶＤ法などによりシリコン層２５６表面に対して任意の膜厚だけ成膜をおこなう。ここで熱酸化法を選択する場合は、先の貼り合せ工程でおこなう熱処理時に酸化工程を兼ねてもよい。つづいて、酸化膜が成膜されたシリコン層２５６表面にフォトリソグラフィ工程により所望のレジストパターニングをおこない、パターニングされたレジストをマスクに不要部分の酸化膜をエッチング除去し、粗櫛歯マスクパターン２５８を形成する。酸化膜のエッチング除去には上述同様の理由からドライエッチング手法、なかでもＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）手法を適用することが望ましい。
【００７６】
なお、本フォトリソグラフィ工程においては、貼り合わせ基板２５７の接合界面に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂとのアライメントを要することから、シリコンに対して透過性を有する赤外光アライメントを標準とするが、別途、工程の追加挿入によって汎用性の高い可視光アライメントも可能になる。
【００７７】
たとえば、図５ｊに示すように、可視光用アライメントマークとしての酸化膜パターン２７１を、櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂの形成時に同時に作りこみ、貼り合わせ後のフォトリソグラフィおよびマスクエッチング工程により酸化膜開口パターン２７２を形成し、つづくシリコンエッチング工程によりシリコン層２５６に開口２７３を形成して酸化膜パターン２７１を露出させ、所望の可視光用アライメントマークを形成することができる。
【００７８】
ここで、酸化膜開口パターン２７２のためのフォトリソグラフィは酸化膜パターン２７１が露出できる程度のアライメント精度があればよく、たとえばシリコン基板のＯＦ（オリエンテーションフラット）などの基板外形の一部を利用するアライメントで十分である。
【００７９】
この手法によれば、粗櫛歯マスクパターン２５８の形成前の酸化膜２５８’に対するフォトリソグラフィのアライメントに可視光を使うことができ、櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂに対して精度の高いアライメントが可能となる。
【００８０】
つづいて、図５ｄに示すように、支持層２５１の表面に開口マスクパターン２５９をフォトリソグラフィ工程により形成し、開口マスクパターン２５９をマスクにして支持層２５１に対してＤＲＩＥシリコンエッチングを酸化膜２５２が露出するまでおこなう。このエッチングによって、サポート基板２６０が形成される。露出した埋め込み酸化膜２５２に対してフォトリソグラフィおよび酸化膜エッチングをおこない、埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ｂを内包する粗櫛歯マスクパターン２６１を形成する。
【００８１】
ここで、粗櫛歯マスクパターン２６１の形成のためのフォトリソグラフィ工程は、支持層２５１を開口し、露出した酸化膜２５２へのパターニングが必要である。しかしながら、ここでフォトリソグラフィに必要なレジスト塗布には、回転塗布等の一般的な半導体プロセスが適用できない。したがって、霧状レジストを噴霧して基板に成膜するスプレー塗布法、または無電解めっき技術による電着レジスト法などを適宜選択する。また、つづくパターン露光では、段差含むエッチング底面に対しておこなう必要があるため、長焦点深度を有する投影露光機などが適宜選択される。
【００８２】
なお、支持層２５１のエッチング開口についてはＤＲＩＥで説明したが、アルカリ薬液によるウエットエッチングを選択してもかまわない。アルカリ薬液の場合はＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム水溶液）、あるいはＫＯＨ（水酸化カリウム）などを使うことができ、ウエットエッチングを選択する場合は、開口マスクパターン２５９をレジストから、耐アルカリ性を有する熱酸化法やＣＶＤ法による酸化膜に変更すればよい。
【００８３】
つづいて、図５ｅに示すように、シリコン層２５６の第二の面２５６ｂに形成された粗櫛歯マスクパターン２５８に対して、貼り合せシリコン層２６３を貫通するまでシリコン垂直エッチング加工２６４ａをおこなう。より詳しくは、シリコン層２５６の第二の面２５６ｂの側からシリコン垂直エッチング加工２６４ａをおこなって、粗櫛歯マスクパターン２５８をマスクにしてシリコン層２５６を選択的に除去し、引きつづき、粗櫛歯マスクパターン２５８に加えて露出した櫛歯電極用マスクパターン２５４ａをマスクにして活性層２５３を選択的に除去する。その結果、固定下櫛歯電極２６５ａが形成される。ここで、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ａは固定下櫛歯電極形状を決定するマスクとして機能し、粗櫛歯マスクパターン２６１はシリコン垂直エッチング加工２６４ａのストッパ膜として機能する。また、支持層用マスクパターン２５４ｃは必要な支持層を残すためのマスクとして機能する。シリコン垂直エッチング加工２６４ａは、たとえばＤＲＩＥによっておこなう。
【００８４】
つづいて、図５ｆに示すように、開口マスクパターン２５９でエッチング開口された支持層２５１の底部に形成された粗櫛歯マスクパターン２６１に対して、貼り合せシリコン層２６３を貫通するまでシリコン垂直エッチング加工２６４ｂをおこなう。より詳しくは、活性層２５３の第二の面２５３ｂの側からシリコン垂直エッチング加工２６４ｂをおこなって、粗櫛歯マスクパターン２６１をマスクにして露出残存活性層２５３ｃを選択的に除去し、引きつづき、粗櫛歯マスクパターン２６１に加えて露出した櫛歯電極用マスクパターン２５４ｂをマスクにして露出残存シリコン層２５６ｃを選択的に除去する。その結果、可動上櫛歯電極２６５ｂが形成される。ここで、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ｂは可動上櫛歯電極形状を決定するマスクとして機能し、粗櫛歯マスクパターン２５８はシリコン垂直エッチング加工２６４ｂのストッパ膜として機能する。シリコン垂直エッチング加工２６４ａは、たとえばＤＲＩＥによっておこなう。
【００８５】
ここで、先に埋め込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ｂが可動上櫛歯電極形状を決定するマスクとして機能し、粗櫛歯マスクパターン２５８がシリコン垂直エッチング加工２６４ｂのストッパ膜として機能する。
【００８６】
なお、ここでは、図５ｅに示したシリコン垂直エッチング加工２６４ａにつづいて、図５ｆで示したシリコン垂直エッチング加工２６４ｂを実施する場合について説明したが、エッチング加工の順序はこれに限定されるものではなく、シリコン垂直エッチング加工２６４ｂを、シリコン垂直エッチング加工２６４ａに先立って実施してもよい。
【００８７】
つづいて、図５ｇに示すように、シリコン垂直エッチング加工２６４ａ，２６４ｂにおいてマスクおよびストッパとして機能したマスクパターン２５４ａ，２５４ｂ，２５４ｃ，２５８，２６１，２５９をエッチング除去し、垂直櫛歯電極２６５ｂ，２６５ａとサポート基板２６０が完成する。ここで、酸化膜のエッチング除去には、フッ酸薬液によるウエット法、またはガスによるドライ法が適宜選択される。ウエット法は、可動部を含む構造体の乾燥時にスティッキングを引き起こす可能性があるため、ここではガスによるドライ法を適用することが望ましい。
【００８８】
つづいて、図には示さないが、電極パッドおよび光偏向板のための金属薄膜パターニングをシャドウマスク等によりおこなう。金属は、金（Ａｕ）やアルミ（Ａｌ）等が、偏向対象となる光波長域により適宜選択される。
【００８９】
以上の工程により、図４に示した光偏向器が完成する。
【００９０】
本第二実施形態においては、図５ｋに示すように、ＳＯＩ基板２５０に代えて、パターンドＳＯＩ基板２８０を振り出し基板としてもよい。ここで、パターンドＳＯＩ基板２８０は、すでにマスクパターン２８２ａ，２８２ｂにパターニングされた埋込み酸化膜２８２を介して支持層２８１と活性層２８３が接合された構造体である。パターンドＳＯＩ基板２８０を用いることにより、図５ｄで説明した専用製造装置、すなわちスプレー塗布機、電着レジスト成膜機、あるいは長焦点深度露光機、などの専用製造装置を使う必要がなくなり、汎用的な製造装置で加工製造できるなど、加工精度の向上に加えて安価な素子提供に貢献できる利点を有する。
【００９１】
さらに、本第二実施形態のマスクパターン設計については、図５ｈに示すように、開口マスクパターン２５９の開口幅Ｋと、粗櫛歯マスクパターン２５８の幅Ｒ２と、櫛歯電極用マスクパターン２５４ｂの幅Ｆ２との間に、Ｋ＞Ｒ２＞Ｆ２なる関係を有し、かつ、隣接する粗櫛歯マスクパターン２５８，２６１の間隔をΔＲ２、櫛歯電極用マスクパターン２５４ｂに対する粗櫛歯マスクパターン２５８の左右両側のはみだし量をそれぞれΔＦＬ２，ΔＦＲ２とした場合、ΔＲ２＞０，ΔＦＬ２＞０，ΔＦＲ２＞０なる関係を有するようにマスクパターンを設計すればよい。
【００９２】
ここでは、垂直櫛歯電極２６５ａ，２６５ｂのうち一方の櫛歯電極すなわち可動上櫛歯電極２６５ｂのマスクパターン２５４ｂ，２５８についてのみ述べたが、固定下櫛歯電極２６５ａのマスクパターン２５４ａ，２６１についても同様の設計指針に基づけばよい。
【００９３】
また、各櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂと各粗櫛歯マスクパターン２５８，２６１の厚さは、のちのシリコン垂直エッチング加工の耐性およびストッパ耐性を勘案した膜厚であればよく、各櫛歯電極層の厚さおよび製造装置性能に応じて適宜決定すればよい。
【００９４】
さらに、本実施形態においては、櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂをシリコン酸化膜で形成する例で説明したが、マスク材料としては、パターン加工が容易であり、シリコン垂直エッチング耐性を有し、かつ、貼り合せ手法とのプロセス整合性が得られれば特に材料を限定するものではない。たとえば、アルミ膜は、パターン加工が容易であり、ドライエッチング耐性を有する材料であり、貼り合せ手法を高温熱処理が必要な直接接合からアルミ膜の耐熱性を勘案した低温接合に変更すれば適用できる。低温接合としては、プラズマ活性化接合、あるいはイオン照射による常温接合、などがある。
【００９５】
さらに、本実施形態のシリコン垂直エッチング加工２６４ａ，２６４ｂについては、ＤＲＩＥを利用する例に説明したが、加工法としてＤＲＩＥに限定するものでなく、シリコンの垂直加工が可能な技術であれば適用可能である。たとえば、シリコン結晶方位によるエッチング速度の差を利用したシリコン結晶異方性エッチング（ウエットエッチング）を選択することもできる。具体的には、（１１０）シリコン基板に対して結晶異方性エッチング（ウエットエッチング）をおこなえばよい。また、光励起電解研磨法、フェムト秒レーザーなどによる加工なども適宜選択することができる。
【００９６】
さらに、本実施形態では、活性層２５３がのちの固定櫛歯電極となるＳＯＩ基板２５０を振り出しとして説明しているが、のちの可動櫛歯電極側をＳＯＩ基板として振り出してもかまわない。
【００９７】
櫛歯シリコン層の厚さは２層を合計しても高々百ミクロン程度の厚さであり、かつ、工程内で脆弱構造が作りこまれることから、櫛歯シリコン層の厚さのみでは、ウエハレベルの剛性を保つことは困難である。かかる困難を回避する方策としては、薄化ウエハの工程ハンドリング法として、専用サポート基板を接着剤等で薄化基板に貼りつけ、その状態で各製造工程を通過させ、最終工程で専用サポート基板を剥離する方法がよく知られている。
【００９８】
しかしながら、第一実施形態で説明した光偏向器のような脆弱構造体に対しては、最終剥離工程における構造体ダメージの問題により適用が困難である。
【００９９】
その点、本第二実施形態で示すようなＳＯＩ基板によるサポート層付加により、光偏向器などに代表される脆弱構造体に対しても製造工程最終段階に至るまで、ウエハレベルの剛性を保つことがでる。したがって、構造体に対するダメージの心配なく、汎用的な製造装置で処理可能となり、高精度加工の実現に加えて、素子の低コスト製造が可能となる。
【０１００】
以上の説明から明らかなように、本第二実施形態によれば、貼り合わせ基板の接合界面に埋込まれた櫛歯電極用マスクパターン２５４ａ，２５４ｂで櫛歯同士のアライメントが決定するため櫛歯電極間のアライメント精度は高く、かつ、シリコン垂直エッチング加工２６４ａ，２６４ｂのアスペクト比が従来製法に比べて半分となり、断面の垂直性不良、あるいは加工側面の荒れ、あるいはエッチング底面のシリコン柱状残渣、などの不具合を発生させることなく、ウエハレベルにて垂直櫛歯電極を容易に形成することができるという第一実施形態の効果と併せた結果、図４に示す垂直櫛歯アクチュエータを用いた光偏向器を簡単な製法で実現することができる。
【０１０１】
なお、第一実施形態の変形形態（図３ｉ）については、本第二実施形態においても適用可能である。
【０１０２】
以上、実施の第一形態および第二形態では光偏向器について説明したが、本発明は光偏向器に限定されるものでなく、マイクロマシニング技術によって作製される垂直櫛歯アクチュエータを有する加速度センサあるいはジャイロセンサなど、マイクロ素子全般に適用できる。
【０１０３】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。ここにいう様々な変形や変更は、上述した実施形態を適当に組み合わせた実施も含む。
【符号の説明】
【０１０４】
６０…支持基板、６１…絶縁膜、６２…固定下櫛歯電極、６３…可動上櫛歯電極、７０…ＳＯＩ基板、７１…支持層、７２…埋め込み酸化膜、７３…活性層、７４…粗櫛歯マスクパターン、７４ａ…櫛歯電極用マスクパターン、７５…固定下櫛歯電極、７５ａ…固定下櫛歯電極、７６…シリコン基板、７７ａ…櫛歯電極用マスクパターン、７７ｂ…櫛歯電極用マスクパターン、７８ａ…不要領域、７８ｂ…可動上櫛歯電極、１１０…可動基板、１１１…固定部、１１２…ヒンジ部、１１３…光偏向板、１１４…光学鏡面、１１５…可動上櫛歯電極、１１６…中心軸、１２０…固定基板、１２１…支持層、１２２…固定下櫛歯電極、１２３…切り欠き部、１２４…上面、１３０…絶縁層、１４０…電圧印加機構、１５１…シリコン基板、１５１ａ…第一の面、１５１ｂ…第二の面、１５１ｃ…残存シリコン基板、１５２ａ…櫛歯電極用マスクパターン、１５２ｂ…櫛歯電極用マスクパターン、１５２ｃ…櫛歯電極用マスクパターン、１５２ｄ…櫛歯電極用マスクパターン、１５３…シリコン基板、１５３ａ…第一の面、１５３ｂ…第二の面、１５３ｃ…残存シリコン基板、１５４…マスクパターン、１５４…粗櫛歯マスクパターン、１５５…マスクパターン、１５５…粗櫛歯マスクパターン、１５５’…酸化膜、１５６…貼り合わせ基板、１５７Ａ…エッチング加工、１５７Ｂ…エッチング加工、１５７ａ…シリコン垂直エッチング加工、１５７ｂ…シリコン垂直エッチング加工、１５８Ａ…櫛歯電極、１５８Ｂ…櫛歯電極、１５８ａ…固定下櫛歯電極、１５８ａ…垂直櫛歯電極、１５８ｂ…可動上櫛歯電極、１５８ｂ…垂直櫛歯電極、１７１…酸化膜パターン、１７２…酸化膜開口パターン、１７３…開口、２１０…可動基板、２１１…固定部、２１２…ヒンジ部、２１３…光偏向板、２１４…光学鏡面、２１５…可動上櫛歯電極、２２０…固定基板、２２１…支持層、２２２…固定下櫛歯電極、２２３…切り欠き部、２２４…上面、２３０…絶縁層、２３２…サポート基板、２３４…絶縁層、２４０…電圧印加機構、２５０…ＳＯＩ基板、２５１…支持層、２５２…酸化膜、２５２…埋め込み酸化膜、２５３…活性層、２５３ａ…第一の面、２５３ｂ…第二の面、２５３ｃ…露出残存活性層、２５４ａ…櫛歯電極用マスクパターン、２５４ｂ…櫛歯電極用マスクパターン、２５４ｃ…支持層用マスクパターン、２５４ｄ…マスクパターン、２５４ｅ…マスクパターン、２５４ｆ…マスクパターン、２５５…シリコン基板、２５５ａ…第一の面、２５６…シリコン層、２５６ａ…第一の面、２５６ｂ…第二の面、２５６ｃ…露出残存シリコン層、２５７…貼り合わせ基板、２５８…粗櫛歯マスクパターン、２５８’…酸化膜、２５９…開口マスクパターン、２６０…サポート基板、２６１…粗櫛歯マスクパターン、２６３…貼り合せシリコン層、２６４ａ…シリコン垂直エッチング加工、２６４ｂ…シリコン垂直エッチング加工、２６５ａ…固定下櫛歯電極、２６５ｂ…可動上櫛歯電極、２７１…酸化膜パターン、２７２…酸化膜開口パターン、２７３…開口、２８０…パターンドＳＯＩ基板、２８１…支持層、２８２…埋込み酸化膜、２８２ａ…マスクパターン、２８２ｂ…マスクパターン、２８３…活性層。
【図１】
2012166313.tif 000003
【図２】
2012166313.tif 000004
【図３ａ】
2012166313.tif 000005
【図３ｂ】
2012166313.tif 000006
【図３ｃ】
2012166313.tif 000007
【図３ｄ】
2012166313.tif 000008
【図３ｅ】
2012166313.tif 000009
【図３ｆ】
2012166313.tif 000010
【図３ｇ】
2012166313.tif 000011
【図３ｈ】
2012166313.tif 000012
【図３ｉ】
2012166313.tif 000013
【図３ｊ】
2012166313.tif 000014
【図３ｋ】
2012166313.tif 000015
【図４】
2012166313.tif 000016
【図５ａ】
2012166313.tif 000017
【図５ｂ】
2012166313.tif 000018
【図５ｃ】
2012166313.tif 000019
【図５ｄ】
2012166313.tif 000020
【図５ｅ】
2012166313.tif 000021
【図５ｆ】
2012166313.tif 000022
【図５ｇ】
2012166313.tif 000023
【図５ｈ】
2012166313.tif 000024
【図５ｉ】
2012166313.tif 000025
【図５ｊ】
2012166313.tif 000026
【図５ｋ】
2012166313.tif 000027
【図６】
2012166313.tif 000028
【図７ａ】
2012166313.tif 000029
【図７ｂ】
2012166313.tif 000030
【図７ｃ】
2012166313.tif 000031
【図７ｄ】
2012166313.tif 000032
【図７ｅ】
2012166313.tif 000033
【図８】
2012166313.tif 000034