(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構造層を備えた第１の基板と第２の構造層を備えた第２の基板とを前記第１および第２の構造層が対面するように組み合わせ、チップ化される微細構造体の一部となる第３の構造層を形成する工程を有する微細構造体の製造方法であって、
前記第３の構造層を形成する工程は、前記第１および第２の構造層に挟まれるように前記第３の構造層となる第１の樹脂層を塗布すると共に、前記第１および第２の構造層に挟まれず、前記第１および第２の基板に挟まれるように、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層を塗布する工程と、
前記第１および第２の構造層の相対的位置が所望の状態になるように前記第１および第２の基板のアライメントを調整する工程と、
前記第１の樹脂層を硬化させる工程とを備え、
前記第３の構造層を形成する工程では、前記塗布する工程に続いて、または同時に、前記第１および第２の構造層の外側で前記第１および第２の基板に挟まれ、前記第１および第２の構造層を囲うように第３の樹脂層を塗布する工程を備えている微細構造体の製造方法。
【請求項２】
第１の構造層を備えた第１の基板と第２の構造層を備えた第２の基板とを前記第１および第２の構造層が対面するように組み合わせ、チップ化される微細構造体の一部となる第３の構造層を形成する工程を有する微細構造体の製造方法であって、
前記第３の構造層を形成する工程は、前記第１および第２の構造層に挟まれるように前記第３の構造層となる第１の樹脂層を塗布すると共に、前記第１および第２の構造層に挟まれず、前記第１および第２の基板に挟まれるように、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層を塗布する工程と、
前記第１および第２の構造層の相対的位置が所望の状態になるように前記第１および第２の基板のアライメントを調整する工程と、
前記第１の樹脂層を硬化させる工程とを備え、
前記第１の樹脂層を硬化させる工程の前に、前記第２の樹脂層を硬化させる仮留め工程を備えている微細構造体の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記仮留め工程では、前記第２の樹脂層は紫外線硬化し、前記第１の樹脂層を硬化する工程では、前記第１の樹脂層を熱硬化する微細構造体の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、前記第１および／または第２の構造層が金属層を含んでいる微細構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記塗布する工程では、前記第２の樹脂層を前記第１および第２の基板の少なくとも３箇所に挟まれるように塗布する微細構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項１又は２において、前記塗布する工程では、前記第１および第２の構造層を所望の位置に合わせるためのアライメントマークを避けて塗布する微細構造体の製造方法。
【請求項７】
請求項１又は２において、前記ギャップ材は、所定の公差の直径の球状の部材である微細構造体の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は２において、前記第２の樹脂層を塗布する第１および／または第２の基板の領域に、前記ギャップ材のサイズにあわせて前記領域における前記第１および第２の基板の間隔を調整し、前記第３の構造層を所定厚さとする構造が形成されている微細構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１又は２において、前記塗布する工程の後、前記アライメントを調整する前に、前記第２の樹脂層を加温して当該第２の樹脂層の流動性を高める工程を備えている微細構造体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１又は２において、前記第３の構造層の形成により、複数の微細構造体が集合したチップエリアが複数個、前記第１および／または第２の基板により形成され、前記チップ単位でダイジングする工程を有し、
前記塗布する工程では、ダイジングにより切り捨てられる、前記第１および第２の基板の領域に、前記第２の樹脂層を塗布する微細構造体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１又は２において、前記第２の構造層は、剥離層を挟んで前記第２の基板に形成されており、
前記第３の構造層を形成した後に、前記第２の基板を剥離する工程を有する微細構造体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１又は２において、前記第２の基板の少なくとも１部は、前記チップ化される微細構造体の一部である微細構造体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１又は２において、前記第２の基板は、型転写用の基板であり、前記硬化する工程の後に、前記第２の基板を剥離する工程を有する微細構造体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１又は２において、前記第１の構造層はアクチュエータとして機能する部分を備えている微細構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミクロンあるいはサブミクロンのマイクロ光学素子を備えた光スイッチングデバイス等のマイクロマシンを製造するのに適した微細構造体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタなどの画像表示装置のライトバルブとして光をオンオフ制御できる画像表示デバイスとしては、液晶を用いたものが知られている。しかしながら、この液晶を用いた画像表示デバイスは、高速応答特性が悪く、たかだか数ミリ秒程度の応答速度でしか動作しない。このため、高速応答を要求されるような高解像度の画像を表示する装置、さらには、光通信、光演算、ホログラムメモリー等の光記録装置、光プリンターを、液晶を用いたスイッチングデバイスで実現するのは難しい。
【０００３】
そこで、上記のような用途に対応できる高速動作可能なスイッチングデバイスあるいは画像表示デバイスが求められており、ミクロンオーダあるいはさらに小さなサブミクロンオーダの微細構造（マイクロストラクチャ）を備えたスイッチングデバイスの開発が鋭意進められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その１つが本願出願人が出願中の、光を全反射して伝達可能な導光部の全反射面に対しスイッチング部の抽出面を接触させてエバネセント光を抽出し、光学素子の１波長程度あるいはそれ以下の微小な動きによって、高速で光を変調制御可能な光スイッチングデバイスである。
【０００５】
図１に、エバネセント光によるスイッチングを行う画像表示デバイス（光スイッチングデバイス）を用いた画像表示装置の一例としてプロジェクタ１８０の概略を示してある。このプロジェクタ１８０は、白色光源１８１と、この白色光源１８１からの光を３原色に分解して画像表示ユニット（光スイッチングユニット）５５の導光板（光ガイド）１に入射させる回転色フィルタ１８２と、各色の光を変調して出射する画像表示ユニット５５と、出射された光１８５を投映する投写用レンズ１８６とを備えている。そして、各色毎の変調された光１８５がスクリーン１８９に投写され、時間的に混色されることにより多諧調のマルチカラーの画像が出力される。プロジェクタ１８０は、さらに、画像表示ユニット５５および回転色フィルタ１８２を制御してカラー画像を表示する制御回路１８４を備えている。画像表示ユニット５５は、光ガイド１と以下に詳述する画像表示デバイス（光スイッチングデバイス）５０とにより構成されており、この制御回路１８４からカラー画像を表示するためのデータφなどは画像表示デバイス５０に供給される。
【０００６】
このように、図１に示したプロジェクタ１８０は、光を全反射しながら伝達する光ガイド１に投影用の光を供給する光源１８１と共に光ガイド１から出射された光を投写するレンズ１８５を備えた光を入出力する手段と、光ガイド１に供給された投映用の光を変調する画像表示デバイス５０とを備えており、画像表示デバイス５０により光ガイド１から漏出するエバネセント光を制御して画像が表示される。
【０００７】
図２に、エバネセント波（エバネセント光）を利用して光を変調する画像表示デバイス（エバネセント光スイッチングデバイス）５０の概要を示してある。画像表示デバイス５０は複数の光スイッチング素子（光スイッチング機構）１０が２次元に配列されたスイッチングデバイスであり、個々の光スイッチング素子１０は、単体では導入された光２を全反射して伝達可能な導光板（光ガイド）１に接近および離反して光を変調可能な光学素子（スイッチング部）３と、この光学素子３を駆動するアクチュエータ６とを備えている。そして、光学素子３の層およびアクチュエータ６の層が、アクチュエータ６を駆動する駆動回路およびデジタル記憶回路（記憶ユニット）が作りこまれた半導体基板２０の上に積層され、１つの画像表示デバイス５０として集積化されている。
【０００８】
図２を参照してエバネセント光を利用した本例の画像表示デバイス５０についてさらに詳しく説明しておく。個々の光スイッチング素子１０をベースに説明すると、図２の左側に示した光スイッチング素子１０ａはオン状態であり、右側に示した光スイッチング素子１０ｂがオフ状態である。光学素子３は、導波路としての機能を果たす導光板１の面（全反射面）１ａに密着する面（接触面または抽出面）３ａと、この面３ａが全反射面１ａに密着したときに漏れ出たエバネセント波を抽出するＶ字型のプリズム（マイクロプリズム４）と、このプリズム４の底面で導光板１に対しほほ垂直な方向に反射するための反射膜４６と、Ｖ字型のプリズム４を支持するサポート構造５とを備えている。
【０００９】
このアクチュエータ６は、光学素子３を静電駆動するタイプであり、そのために、光学素子３のサポート構造５と機械的に連結されて光学素子３と共に動く上電極（第１の電極）７と、この上電極７と対峙した位置で半導体基板２０に固定された下電極（第２の電極）８を備えている。さらに、上電極７はアンカープレート９から上方に伸びた支柱１１により支持されている。
【００１０】
図２に示したように、導光板１には光源から照明光２が全反射面１aで全反射する角度で供給されており、その内部の全ての界面、すなわち、光学素子部（光スイッチング部）３に面した側１ａと、上方の面（出射面）において光が繰り返し全反射し、導光板１の内部が光線で満たされる。したがって、この状態で巨視的には照明光２は導光板１の内部に閉じ込められ、その中を損失なく伝播している。一方、微視的には、導光板１の全反射している面１ａの付近では、導光板１から光の波長程度のごく僅かな距離だけ、照明光２が一度漏出し、進路を変えて再び導光板１の内部に戻るという現象が起きている。このように面１ａから漏出した光を一般にエバネッセント波と呼ぶ。このエバネッセント波は、全反射面１ａに光の波長程度またはそれ以下の距離で他の光学部材を接近させることにより取り出すことができる。本例の光スイッチング素子１０は、この現象を利用して導光板１を伝達する光を高速で変調、すなわち、スイッチング（オンオフ）することを目的としてデザインされている。
【００１１】
たとえば、図２の光スイッチング素子１０ａでは、光学素子３が導光板１の全反射面１ａに接触した第１の位置にあるので、光学素子３の面３ａによりエバネセント波を抽出することができる。このため、光学素子３のマイクロプリズム４で抽出した光２は反射膜４６で角度が変えられて出射光２ａとなる。そして、この出射光２ａが図１に示すプロジェクタ１８０の投映用の光１８５として利用される。一方、光スイッチング素子１０ｂでは、電極７および８の間に働く静電力により光学素子３が導光板１から離れた第２の位置に動かされる。したがって、光学素子３によってエバネセント波は抽出されず、光２は導光板１の内部から出ない。
【００１２】
エバネセント波を用いた光スイッチング素子は単独でも光をスイッチングできる装置として機能するが、図２に示したように、これらを１次元あるいは２次元方向、さらには３次元に並べて配置することができる構成になっている。特に、２次元にマトリクスあるいはアレイ状に並べて配置することにより、液晶あるいはＤＭＤと同様に平面的な画像を表示可能な映像デバイスあるいは画像表示ユニット５５を提供することができる。そして、エバネセント光を用いた画像表示デバイス５０では、スイッチング部である光学素子３の移動距離がサブミクロンオーダとなるので、液晶より１桁あるいはそれ以上応答速度の速い光変調装置として利用でき、これを用いた高速動作が可能なプロジェクタ１８０あるいは直視型の画像表示装置を提供することが可能となる。さらに、エバネセント光を用いた光スイッチング素子１０は、サブミクロンオーダの動きで光をほぼ１００パーセントオンオフすることが可能であり、非常にコントラストの高い画像を表現することができる。このため、時間的な分解能を高くすることが容易であり、高コントラストの画像表示装置を提供できる。
【００１３】
さらに、この光スイッチングデバイス５０では、駆動回路などが作り込まれた半導体集積基板２０にアレイ状に配置されたアクチュエータ６および光学素子３が積層された構成の画像表示デバイス５０を１チップで提供することが可能である。すなわち、半導体基板２０の上にアクチュエータ６および光学素子３といったマイクロストラクチャが構築されたマイクロマシンあるいは集積化デバイスである画像表示デバイス５０と光ガイド１とを組み立てることにより画像表示ユニット５５を供給でき、これを組み込むことにより動作速度が速く高解像で、さらに、高コントラストの画像を表示できるプロジェクタを提供できる。
【００１４】
また、アクチュエータ６は、図２の上下１対の電極を備えたものに限定されず、上電極７および下電極８に加え、これらの間で動く中間電極を備えたもの、さらに、電極対を使用した静電アクチュエータの代わりに、ピエゾ素子などの他の電気信号により駆動力を供給可能な機構を用いてアクチュエータを構成することも可能でありアクチュエータとしてはいくつかのものが考えられている。したがって、以下、本明細書では、簡単のため上下電極の静電駆動タイプのアクチュエータに基づき説明するが、アクチュエータの構成はこれに限定されるものではない。
【００１５】
このようなスイッチングデバイスは、フォトリソ技術などにより各層を、例えば、駆動性能の高いアクチュエータ層と、光学性能の高い光学素子層を備えたハイブリッドな微細構造体を製造することができる。
【００１６】
しかしながら、各々の層の製造プロセスが異なるので、それぞれの層を異なった装置あるいは異なったタイミングで製造し、後に型転写や基板接合といった手法により、各々の層（アクチュエータ層と光学素子層）を組み合わせ、光スイッチングデバイスなどの微細構造体を製造することが検討されている。各々の製造プロセスを分離することにより、製造プロセスを最適化しやすく、品質管理も容易になるというメリットもあるが、その反面、２つの異なる基板上に製造されるパーツ（構造層）を組み合わせるときは、位置を精度良く一致させる必要があるという問題もある。例えば、アクチュエータの層と光学素子の層を別々で製造して重ね合わせる場合を考えると、これらの構造層は、各々の１０μｍから１０数μｍ程度の非常に小さな部品であるが、これらが一対一に対応して積層されていないとスイッチング素子として作用しない、あるいは所望の動作（作用）が得られ難い。すなわち、上述した光スイッチングデバイスでは、アクチュエータの動きに追従して光学素子が所望の位置で光をオンオフするため、これらの位置合わせ（組み合わせ）が悪いと、コントラストの低下、画面の輝度低下が生じるなど画像品質の低下の要因となる。
【００１７】
このように、各パーツの位置合わせ（アライメント）は、微小なズレがそのデバイス（微細構造体）の品質を左右する。一方、微細構造体では、各々のサイズが非常に小さいため、１つのウェハ（基板）上に、複数のデバイスを製造できることがメリットの１つでもあるが、それ故に、ウェハ全体にわたり、ばらつきのない均一な位置精度が要求される。さらに、別々に製造された構造層を貼り合わせるときに形成される構造層の間の層も、微細構造体、たとえば、スイッチングデバイスの構造の１つとなる。したがって、構造層を貼り付ける層の膜厚を管理することも精度の良い微細構造体を製造するために必要となる。このように、各々の構造層を組み合わせる製造方法では、間に挟まれる構造の膜厚、およびこれらのアライメントは、重要なファクターである。
【００１８】
さらに、位置合わせ、あるいは膜厚管理に不具合があると、それらの層およびフォトリソグラフィ技術で半導体回路および構造層まで製造した高価な基板が無駄になるので、経済的なロスも大きい。
【００１９】
そこで、本発明においては、微細構造を備えた各層を組み合わせて微細構造体を製造するのに適した製造方法を提供することを目的としている。さらに、全体的に均一な所望の厚みの層を形成し、同時に貼り合わせる上下の層の位置合わせを精度良く簡単に行え、信頼性の高い、高品質な微細構造体を、歩留り良く得られる製造方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、個別の基板に形成された構造層を対面するように、間に新たな構造層を挟んで組み合わせる製造方法において、これらの対面する基板の間にギャップ材を含んだ樹脂層を挟み込むことで、基板全体にわたり新たに形成される構造層を同じ厚みに管理でき、さらに、ギャップ剤が上下の基板の間に介在することにより、それらの相対位置を合わせるアライメントの調整を容易に、精度良くできるようにしている。
【００２１】
すなわち、本発明は、第１の構造層を備えた第１の基板と第２の構造層を備えた第２の基板とを第１および第２の構造層が対面するように組み合わせ、チップ化される微細構造体の一部となる第３の構造層を形成する工程を有する微細構造体の製造方法であって、第３の構造層を形成する工程は、第１および第２の構造層に挟まれるように第３の構造層となる第１の樹脂層を塗布すると共に、第１および第２の構造層に挟まれず、第１および第２の基板に挟まれるように、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層を塗布する工程と、第１および第２の構造層の相対的位置が所望の状態になるように第１および第２の基板のアライメントを調整する工程と、第１の樹脂層を硬化させる工程とを備えていることを特徴としている。
【００２２】
ギャップ材は、ほぼ均一なサイズに揃った粒状のものなので、これらにより、第１および第２の基板の間隔を制御することができる。さらに、ギャップ材を第２の樹脂層に含めて塗布することにより、対面する第１および第２の基板の間の所望の場所、すなわち、第１および第２の基板の内、微細構造体としてチップ化されない所にギャップ材を置くことが可能であり、第３の構造層に影響することなく、第３の構造層の厚みを管理できる。さらに、ギャップ材は粒状の固形物なので、これらを挟んで第１および第２の基板を重ねることにより、所望の隙間が開いた状態で、第１および第２の基板を相対的に容易に移動することが可能であり、アライメントの調整も容易となり、精度良くアライメントできる。したがって、本発明の製造方法により、構造層が作り込まれた基板を精度良く重ねて、それらの間に精度の高い第３の構造層を形成でき、これらの構造層が積層された、高品質な微細構造体を、歩留り良く製造できる。そして、本発明の製造方法により、位置合わせ不良、膜厚管理不良に伴うデバイスの歩留まりの低下を防止できるので、微細構造体を経済的に量産できる。
【００２３】
また、第１または第２の構造層は、微細構造体の一部となる場合に限らず、第１または第２の基板に形成された転写型であっても良く、この場合は、本発明の製造方法により、第３の構造層、あるいは第３の構造層と第１または第２の構造層が組み合わさった微細構造体が製造される。
【００２４】
第１および第２の基板の隙間を効率良く管理するためには、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層は、第１および第２の基板の少なくとも３箇所に挟まれるように塗布することが望ましい。また、塗布する工程では、第１および第２の構造層を所望に位置に合わせるためのアライメントマークを避けて塗布することが望ましい。このため、塗布する第１および第２の樹脂、ギャップ材の流動性（粘性）などを考慮し、塗布量および塗布位置を決めることが望ましい。
【００２５】
第３の構造層を形成する工程では、塗布する工程に続いて、または同時に、第１および第２の構造層の外側で第１および第２の基板に挟まれ、第１および第２の構造層を囲うように第３の樹脂層を塗布する工程を設けることが望ましい。これにより、第１および第２の基板を第３の構造層となる第１の樹脂層を挟んだ状態で、第１の樹脂層を第３の樹脂層により外界からシールできる。したがって、減圧環境や不活性ガスの環境で第３の樹脂層を形成した後に、外気に晒される場所に移動することが可能であり、製造工程がフレキシブルになり、また、製造途中のワークのハンドリング性が向上する。
【００２６】
第１の樹脂層を硬化させる工程の前に、第２の樹脂層を硬化させる仮留め工程を設けることが望ましい。これにより、アライメントを調整した後に、短時間で第２の樹脂層を硬化し、位置決め、および厚みが決定された状態で第１の樹脂層を硬化することができる。また、第１の樹脂層と、第２の樹脂層の硬化方法が異なる場合でも対処が容易である。たとえば、仮留め工程で、第２の樹脂層はＵＶ硬化（光硬化）し、その後に、第１の樹脂層を硬化する工程で、第１の樹脂層を熱硬化することが可能である。この製造方法であると、第１および／または第２の構造層に、アルミニウムなどの金属層を含んでいる場合でも、第１の樹脂層を硬化し、第３の構造層を備えた微細構造体を容易に製造できる。
【００２７】
第２の樹脂層に含まれるギャップ材は、フィラーなどの多角形の粒状物であっても良いが、ギャップを高精度で管理し、さらに、第１および第２の基板を相対的に移動し易くするという点では、液晶パネルなどに用いられるような、所定の公差の直径の球状の部材であることが望ましい。
【００２８】
第１および第２の基板の間隔にあわせたサイズのギャップ材を用いることも可能であるが、常に所望のギャップを管理するのに適したサイズのギャップ材があるわけではない。したがって、逆に、第２の樹脂層を塗布する第１および／または第２の基板の領域に、ギャップ材のサイズにあわせた構造を形成することが望ましい。これにより、第３の構造層の厚みを、ギャップ材のサイズに囚われず、それ以下あるいはそれ以上の厚みでも、一定の厚みに、ギャップ全体を管理できる。
【００２９】
さらに、アライメントを調整する前に、ギャップ材を含んだ第２の樹脂層を加温する工程を設けることが望ましい。これにより、第２の樹脂層の流動性が向上するので、アライメントの際に基板同士を相対的に動かしやすくなる。第１の樹脂層も同様に加温することにより、流動性が増すので、基板同士を動かすときの抵抗力が小さくなり、アライメントがし易くなる。
【００３０】
第３の構造層の形成により、複数の微細構造体が集合したチップエリアが複数個、第１および／または第２の基板により形成され、チップ単位でダイジングする工程を有し、塗布する工程では、ダイジングにより切り捨てられる、第１および第２の基板の領域に、第２の樹脂層を塗布することが望ましい。ダイジングする過程で第２の樹脂層は自動的に除去され、切り捨てられる。したがって、最終的に得られるチップ化された微細構造体には、第２の樹脂層は含まれず、この第２の樹脂層を除去するプロセスを新たに設ける必要もなく取扱いも容易である。
【００３１】
また、これら第１および第２の基板は、本発明の製造方法で製造される微細構造体の一部となるものであっても良く、微細構造体が基板を含まないものであっても本発明の製造方法により製造できる。微細構造体として不要な基板、たとえば、第２の基板は、第２の構造層を剥離層を挟んで第２の基板に形成することにより、第３の構造層を形成した後に、第２の基板を剥離する工程を設けることで、第２の基板を含まない微細構造体を製造し、提供できる。
【００３２】
また、第２の基板の少なくとも一部は、チップ化される微細構造体の一部であっても良い。すなわち、第２の基板自体を加工して、第２の構造層とすることも可能であり、本発明では、第２の構造層を、樹脂材に限らず無機材の構造層とした微細構造体を得る製造方法としても適用できる。
【００３３】
さらに、上述したように、適当な形状が加工された型転写用の基板を、第２の基板として用いることも可能であり、この場合は、第３の構造層を形成した後に、この型転写基板である第２の基板を剥離する工程を設ける。
【００３４】
上述した光スイッチングデバイスのようなマイクロマシンを本発明の微細構造体の製造方法で製造する場合は、第１の構造層がアクチュエータとして機能する部分を備えていれば良い。たとえば、静電アクチュエータを採用することが可能である。そして、第２および第３の構造層で、アクチュエータにより駆動される素子を構成することにより、マイクロマシンを製造できる。さらに、素子を光学素子とすることにより光スイッチングデバイスを製造できる。そして、本発明の微細構造体の製造方法によれば、マイクロマシンや、上記の図２に示したようなスイッチングデバイスを、低コストで、精度良く製造できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下では、図２に示した光スイッチングデバイス５０を本発明の製造方法によって製造する過程を示しながら、本発明についてさらに詳しく説明する。図３に、光スイッチング素子１０を半導体基板２０の上にアレイ状に並べて形成し、光スイッチングデバイス（画像デバイス）５０を製造する一連の流れをフローチャートで示してある。また、図４〜図９にその各プロセスを模式的に示してある。本例のプロセスは、半導体基板２０の上にアクチュエータ６を形成し、別の基板に光学素子３の一部を形成し、これらを組み合わせる。すなわち、微細構造体の構造層を別々の基板に製造してから接合あるいは貼り合わせて微細構造体を製造する方法である。
【００３６】
先ず、図３のステップ１１１で、図４に示すように、ＣＭＯＳ回路が構成されている半導体基板（第１の基板）２０の上面に第１の構造層となるアクチュエータ層６０を形成する。本例のアクチュエータ６は、静電駆動型であり、電極８と、ばねを兼ねた上電極７がアルミニウム製である。そして、アモルファスシリコンを犠牲層９９としてフォトリソグラフィー技術により製造されている。
【００３７】
次に、ステップ１１２で、図５に示すように、第２の基板であるガラス基板９６の上に、第２の構造層であるプリズム層４２を形成する。このプリズム層４２は、光学素子３のマイクロプリズム４となる。この過程では、このガラス基板９６の表面に無機材のシラン（ＳｉＨ4）を５８０℃程度の条件下でプラズマＣＶＤ法により蒸着し、アモルファスシリコンの剥離層９７を形成する。さらに、プラズマＣＶＤ法により、ＴＥＯＳ（テトラエポキシドシラン）をプラズマソースとして基板温度３００℃の低温な条件下で蒸着し、酸化シリコンのプリズム層（第２の構造層）４２を形成する。そして、フォトリソ技術によりウェットエッチングで断面が三角形の形状の角度を備えたＶ溝（Ｖ字型）のプリズム層４２を加工する。型転写、あるいはグレイマスクを用いたエッチング技術によりＶ字型の形状を成形することも可能である。さらに、このＶ字型のプリズム層４２の形状に沿って表面４２ａにＡｌ−Ｎｄ材をスパッタリングして、Ｖ字型の反射膜４６を形成する。このようにしてガラス基板９６にＶ字型のプリズム層４２が形成される。
【００３８】
次に、ステップ１１３で、図６および図７に示すように、第１の基板である半導体基板２０に、第２の基板であるガラス基板９６を、第１の構造層であるアクチュエータ層６０と、第２の構造層であるプリズム層４２とが向かい合うように貼り合わせて、これらの基板２０および９６の間に、第３の構造層となる支持層４１を形成する。この支持層４１が光学素子３の一部である樹脂製のサポート構造５となり、アクチュエータ６でプリズム層４２を支持する。本例では、まず、図６に示すように、第２の構造層の界面（接続面）となる反射膜４６の表面と、第１の構造層の界面となるアクチュエータ層６０の表面をカップリング材で表面処理する。その後に、アクチュエータ層６０の表面に、支持層４１となる第１の樹脂材７１であるエポキシ（ＥＰ）材を適当な量を複数の点に分けて塗布する。また、スピンコーティングにより均一な膜厚となるように塗布しておいても良い。さらに、本例では、詳しくは後述するが、基板２０の外周などの第３の構造層となる支持層４１が形成されない領域７９に、球状のギャップ材７２を含んだ第２の樹脂材７３を塗布する。
【００３９】
次に、図７に示したように、第２の基板９６の上にＶ字型に加工されたプリズム層４２と、第１の基板２０の上のアクチュエータ層６０の上に塗布されたＥＰ材７１とが対面するように、ガラス基板９６と半導体基板２０を組み合わせる。このときに、詳しくは図１０以降で後述するが、支持層４１を形成するためのＥＰ材７１が塗布された領域から外れた領域７９で、第２の樹脂層７３が第１の基板２０および第２の基板９６により挟まれるようになっている。この第２の樹脂層７３は、所定の公差を備えた、２〜３μｍ程度の粒径となる球状のギャップ材７２を含んだものである。したがって、このギャップ材７２を含んだ第２の樹脂層７３が第１の基板２０と第２の基板９６の間に介在するので、これらの基板２０および９６の間隔Ｇが所望の値に保持でき、その間に挟まれたＥＰ材７１により製造される支持層４１の膜厚あるいは形状を均一にできる。
【００４０】
さらに、ギャップ材７２が第１および第２の基板２０および９６の間に存在し、ギャップ材７２が粒状で基板２０および９６に点でほぼ接するので、第１および第２の基板２０および９６は相対的に動かしやすい。また、動かしても、それらの基板の間のギャップＧはギャップ材７２により規定されているので、厚みが変化することもない。したがって、上下の基板２０および９６の水平方向の相対位置を容易に調整でき、アライメントマークを見ながら、所望の位置にこれらの基板２０および９６をあわせ、各アクチュエータ層６、支持層４１およびプリズム層４２が所望の状態となるように積層することができる。
【００４１】
そして、所望の位置を維持した状態で、１８０〜３３０℃の条件下で熱処理し、支持層４１を形成する。この結果、アクチュエータ層６０とプリズム層４２に挟まれたＥＰ材７１は、Ｖ字型の支持層（第３の構造層）４１に成形され、これによってプリズム層４２をアクチュエータ層６０に接合（接着）させることができる。
【００４２】
この段階で、図７に示すように、アクチュエータ６により光学素子３を駆動するスイッチング素子としての構造（光スイッチングデバイス）を半導体基板２０の上に構築することができる。さらに、本例では、プリズム層４２を支持している第２の基板９６を取外す。このため、プリズム層４２と、ガラス基板９６との間に形成しておいたアモルファスシリコンの剥離層９７に、ＵＶ系のレーザを、例えば、３０８ｎｍ、２３０ｍＪ／ｃｍ2の条件下で照射する。これにより、酸化シリコンのプリズム層４２から半導体基板２０の側の構成を半導体基板２０に残して、ガラス基板９６を分離（剥離）することができる。
【００４３】
次に、図３で示すステップ１１４で、図８に示すシリコン基板２０の上に積層された、アクチュエータ層６０、支持層４１およびプリズム層４２を、光スイッチング素子１０の単位になるように画素分離を行う。そのため、プリズム層４２の表面４２ａに、カップリング処理をし、ここでは図示しないがフォトレジスト材をスピンコーティングし、プリベーキングし、画素パターンを形成し、さらに、ポストベーキングする。この現像されたパターニングに沿って、酸化シリコンのプリズム層４２をＣ4Ｆ8+Ａｒ+Ｈ2で、Ａｌ−Ｎｄの反射膜４６をＣｌ2およびＢＣｌ3で、ＥＰ材の支持層４１をＯ2でＲＩＥ加工する。このＯ2でＲＩＥ加工される過程で、画像パターニングを形成したフォトレジストも除去できる。
【００４４】
これにより、図９に示すように、第２の構造層４２および第３の構造層４１からなる光学素子３が画素分離され、これら第２および第３の構造層に渡り垂直に隙間Ｓが形成される。さらに、この隙間Ｓを介して、ＸｅＦ2によりシリコンの犠牲層９９の一部を除去する。この結果、アレイ状に配置された光スイッチングデバイス５５を得ることができる。
【００４５】
そして、ステップ１１５で、複数の光スイッチング素子１０を１セットとした、図１および図２に示したような光スイッチングデバイス５０の単位に、ダイジングしチップ化する。この段階で、図６において塗布したギャップ材７２入りの接着材７３も切り捨てられる。
【００４６】
そして、図３のステップ１１６で各チップ（光スイッチングデバイス）５０の残っているシリコンの犠牲層９９をＸｅＦ2により除去する。この結果、チップ化された光スイッチングデバイス（微細構造体）５０が完成する。
【００４７】
さらに、図１０〜図１７を参照しながら、各層が所望の相対的な位置の状態となるように、図３のステップ１１３における第３の構造層を形成するプロセスについて詳しく説明する。
【００４８】
先ず、図１０のステップ１２０で、第１および第２の樹脂層を塗布する。図１１に示すように、樹脂層７１および７３となる材料をそれぞれ調合する。まず、第３の構造層（支持層）４１に用いる第１の樹脂材７１に、本例では、エポキシ系で、ＵＶ硬化および熱硬化可能なエポキシ系（ＥＰ材）のものを用いる。また、第２の樹脂層７３としては、同じＥＰ材を用い、これに対して０．５〜５重量％程度のギャップ材７２を添加し混合させる。また、添加するギャップ材７２は、例えば、液晶パネルのギャップ材として開発された積水化学工業（株）製のミクロパールＳＰ−２０３などがあり、たとえば、平均粒子粒が３．００μｍ±０．０５μｍ程度のものを利用できる。ミクロパールなどのギャップ材は、圧縮強度および耐熱性も高い。したがって、ギヤップ材７２は、２つの基板の間に挟まれると、自身のサイズで厚みを規制する役割を担うことができる。これに加え、粒子状で点で基板に接するので、基板２０および９６を支持しながら転動したり、摩擦係数が小さい状態でこれらの基板２０および９６を支持できる。
【００４９】
次に、第１の基板２０を上から見た様子を模式的に示した図１２に示すように、このように準備された２種類の樹脂材７１および７３を塗布する。まず、図５に示す加工された基板９６の表面形状４２ａを測定し、図７に示す支持層４１を形成するのに必要な第１の樹脂７１の量（体積）を求める。そして、第１の樹脂材７１を、基板２０のアクチュエータ層６０が形成された領域に複数に塗布する。本例では、０．１〜５０ｍｇ程度の第１の樹脂材７１をシリンジで計測し塗布する。また、ギャップ材７２を含んだ第２の樹脂材７３を、アクチュエータ層６０の形成されていない領域７９に塗布する。この際、基板２０に付されているアライメントマークＭを避けて、さらに、加圧した際にもマークＭまで広がらない様に、適当な場所を選んで複数点塗布する。基板２０の全面にわたり、適切な隙間Ｇを保持するために、少なくとも３箇所以上の場所にギャップ材入りの第２の樹脂材７３を塗布することが望ましい。さらに、ギャップ材７２を含んだ第２の樹脂材７３も、シリンジで計測しながら１６μｇ程度になるように塗布することにより、加圧されたときに所望の範囲外まで第２の樹脂材７３が広がることを防止する。
【００５０】
この第２の樹脂材７３が塗布された領域７９は、チップ化されない、後にダイジングされる（ステップ１０５）際に、切り捨てられる部分であり、アクチュエータ層６０とプリズム層４２に挟まれない位置であり、第１および第２の基板の両基板２０および９６に挟まれる位置である。
【００５１】
さらに、本例では、第１の基板２０の外周部２０ｃに沿っても、適当な素材の第３の樹脂（第１または第２の樹脂と同じもので良い。）７５を塗布する。この樹脂材７５は、第１および第２の基板の間をシール（封止）するためのものであり、加圧されたときに外周部２０ｃに沿って広がり、外周部２０ｃを密閉できるようにする。この第３の樹脂層７５により、基板２０および９６を貼りあわせた後は、内側の樹脂材７１および７３が大気と隔離されるようになる。
【００５２】
次に、図１０に戻りステップ１２１で、２つの基板２０および９６を対面するように組み合わせる。先ず、図１３に示すように、樹脂材７１、７３および７５が塗布された第１の基板２０と、プリズム層４２が形成されている第２の基板９６を接合する治具１００にセットする。この治具１００は、上下に、それぞれ基板を支持するホルダー１０２および１０３を備えており、これらのホルダー１０２および１０３により、それぞれの基板２０および９６を、それぞれに形成された構造層６０および４２が対面するように上下に保持する。また、本図以降では、第１の基板２０の上に形成されているアクチュエータ６０の形状を省略して示すことにする。
【００５３】
樹脂が塗布される片側の基板、本例では下側の基板２０を保持するホルダー１０３には、ヒータ１０５が配置されており、このヒータ１０５を温度調整ユニット１０６により制御することにより、基板２０の温度を調整できるようになっている。本例の製造方法では、第２の基板９６を貼り合わせる前に、このヒータ１０５で、基板２０を４５℃程度に加熱し、その状態で５分間維持する。これにより、基板２０に塗布された樹脂の温度を上げ、粘土を下げて、それらの流動性を向上させることができる。
【００５４】
次に、図１４に示すように、第１の基板２０および第２の基板９６を治具１００を含めてチャンバー１０１に収め、チャンバー１０１の内部を約０．２Ｔｏｒｒ以下に減圧し、この状態を５分間維持する。これにより、塗布された樹脂、特に第１の樹脂７１からガスを抜くことができ、成形した際に気泡が残ったり、製造した後にガスが発生して障害となるような事態を防止できる。さらに、本例では、基板２０を加熱することにより樹脂も加熱しており、ガス抜きを容易に行えるようになっている。
【００５５】
そして、図１５に示すように、Ｖ字型のプリズム層４２が形成された第２の基板９６を、第１の基板２０に重ね、第１の基板２０と第２の基板９６の貼り合せを行う。このとき、チャンバー内が０．２Ｔｏｒｒ以下に減圧されており、点塗布された樹脂が広がる際の阻害要因となる空気がなく、薄膜の形成が容易となる。また、画素分離工程でフォトリソグラフィを行う際に問題となるボンドの発生を抑制し、平滑な面を形成できる。この状態で５分間程度維持し、基板間の第１および第２の樹脂材７１および７３を馴染ませる。
【００５６】
さらに、図１６に示すように、貼り合わされた状態の第１および第２の基板２０および９６、すなわちワーク５９を、チャンバー内１０１で、下方から加圧機１０７により０．３ＭＰ程度で加圧する。この状態を１０分間程度、維持し、第１の樹脂材７１を全体的に広げ、樹脂製の支持層４１を形成する。後にも説明するが、この際に、基板２０の領域７９に塗布された第２の樹脂７３のそれぞれのギャップ材７２により、２つの基板に挟まれる間隔（本図では上下方向）Ｇを均一に保つことができる。したがって、基板全体にわたり均一な厚みに管理された支持層（第３の構造層）４１が形成できる。
【００５７】
また、基板２０の周囲２０ｃに沿って塗布された第３の樹脂材７５が第１の基板２０および第２の基板９６の周囲２０ｃにシール層を形成する。したがって、チャンバー１０１からワーク５９を出しても第１の樹脂層７１により形成された第３の構造層である支持層４１は外気に晒されない状態となる。
【００５８】
次に、図１０のステップ１２２に示すように、アライメントの調整を行う。このため、貼り合わされた第１および第２の基板２０および９６を、チャンバー１０１から取り出し、ＵＶ露光機能の付いたアライメント装置（アライナー）にセットする。このＵＶ露光装置は半導体プロセスのマスク合わせなどにも用いられるもので、例えば、カール・ズース・ジャパン（株）社製のボンドアライナＢＡ６などを用いることができる。露光装置は、基板間のアライメントができるステージを備えており、１μｍオーダで上下に重ねられた２枚の基板のアライメント調整が可能であり、その後、ＵＶ露光（照射）することにより、２枚の基板を仮留めすることができる。
【００５９】
本例の製造方法では、このアライナーに、貼り合わされた基板２０および９６をセットし、基板２０に付されているアライメントマークＭをガイド（基準）にあわせてアライメントの調整をするが、このとき、それぞれの樹脂材は流動的な状態に維持されている。さらに、図１７に一部を拡大して模式的に示すように、上下の基板２０および９６の間には、支持層４１となる樹脂材７１の他に、球状のギャップ材７２が含まれた樹脂材（樹脂層）７３が挟み込まれており、たとえば、基板９６を基板２０に対してギャップ材７２で支持されている。ギャップ材７２は、粒状なので基板９６はほぼ点で支持された状態になっており、この点でも動かしやすい状態である。そして、ギャップ材７２により常に上下（垂直）方向の位置（ギャップＧ）が規定されているので、基板２０および９６の位置を相対的に動かしても、上下の基板２０および９６は、全体的に均一に傾くことなく動き、所望のギャップＧが維持できる。さらに、本例のギャップ材７２は、特に球状であり、これらギャップ材７２に接している基板２０および９６の間をベアリングのように転がり、さらに、動かしやすく、動いてもギャップＧは変化しない。したがって、ワーク５９（支持層４１）の膜厚が管理された状態を維持しながら、これら基板２０および９６のアライメント（水平方向）の調整がスムーズにできる。
【００６０】
そして、所望の相対位置となるようにアライメントの調整がされると、図１０のステップ１２３で、第２の樹脂層がＵＶ露光され硬化され、上下の基板２０および９６がアライメントされた状態で仮留めされる。このとき、もう一方の樹脂材７１は、アルミニウム製の反射膜４６が形成されているので、ＵＶが樹脂材７１に当らず硬化されない。しかしながら、第２の樹脂材７０が硬化されることで、ワーク（貼り合わされた基板２０および９６）５９は十分に精度良く固定される。
【００６１】
次に、図１０のステップ１２４で、アライメント装置から図１６に示したワーク５９を取り出し、オーブン（不図示）に入れ熱硬化処理する。本例では、１２０℃、６０分の条件下で加熱し、樹脂製の支持層４１を硬化させ、アクチュエータ層６０とプリズム層４２の間に、Ｖ字型の第３の構造層４１が形成される。上述したように、本例のワーク５９では、第２の構造層であるプリズム層４２に反射型の層であるアルミニウム層４６が含まれているために第３の構造層となる第１の樹脂層をＵＶ硬化できない。そのために、熱硬化処理を採用しているが、チャンバー１０１の減圧下で第１の樹脂７１を塗布したときに周囲に第３の樹脂層７５を形成することによりチャンバー１０１からオーブンに移動する過程でワーク５９が外気に出されても第１の樹脂層７１が外気に触れないようにし、さらに、ＵＶで第２の樹脂７３を硬化して仮留めすることによってオーブンに移動しても位置精度が劣化しないようにしている。
【００６２】
この段階で、第３の構造層となる支持層４１が形成され、その後、先の図３で説明したように、第２の基板９６を剥離し、画素分離し、チップ化（ダイジング）し、犠牲層９９を取除くと、図２に示したような光スイッチングデバイス５５を製造できる。
【００６３】
本例の微細構造体は、光スイッチング素子１０がアレイ状に配置された光スイッチングデバイスであり、それを１チップとして供給することができる。そして、それぞれのデバイスのサイズが非常に小さいため、１つのウェハ（基板）上に、複数のデバイス（チップ）を製造できることもメリットの１つであり、本例の製造方法であれば、上述したようにギャップ材７２を介して、ウェハ全体を均一に所望の厚みに管理でき、アライメントも確保できる。このため、多数のチップを１回の製造工程で精度良く製造することが可能であり、微細構造体の大量生産に向いた製造方法となっている。そして、信頼性の高く、高品質な微細構造体が得られるので、位置合わせ不良、膜厚不良を防止でき、デバイスの歩留まりを大幅に向上できる。このため、半導体回路に加えてフォトリソグラフィー技術でアクチュエータ層まで製造した高価な基板２０を無駄にすることなく、低コストで微細構造体を提供できる。
【００６４】
さらに、本発明は、図１８（ａ）〜（ｄ）に模式的に示すように、型転写を用いる微細構造体の製造方法においても、同様に適用できる。先ず、図１８（ａ）に示すように、所望のＶ字型（Ｖ溝）８２が加工された転写型（転写基板）８１を第２の基板として用意する。図１８（ｂ）に示すように、第１の基板であるアクチュエータ層６０が形成された半導体基板２０の側に、図４と同様に、第３の構造層４１となるエポキシ系などの樹脂材７１を塗布し、基板の周囲などにギャップ材７２の入った樹脂材７３を塗布する。これら樹脂材７１および７３を挟むように、基板２０および８１を対面するように組み合わせる。そして、樹脂を馴染ませながら、図１８（ｃ）に示すように、上方あるいは下方から適当な力で加圧する。このとき、本例の製造方法では、粒子状のギャップ材７２により、全体的に基板２０および８１の平行度を保つことができ、基板８１および２０の間のギャップＧを所望の厚みに維持でき、さらに、下方のアクチュエータ層６０と、転写型８１のＶ溝との相対的位置が所望の状態となるようにアライメントの調整ができることは上述したとおりである。
【００６５】
そして、所望の位置合わせ等ができた段階で、ＵＶ照射し、樹脂材７１および７３を硬化させ、転写型８１を取外すと、図１８（ｄ）に示すように、半導体基板２０の上にアクチュエータ層６０と、その上にＶ字型の支持層４１が形成される。そして、図示しないが、この表面にアルミニウムなどの反射膜４６を成膜する。さらに、型転写（平坦な基板を用いて）、上記と同様のプロセスを繰り返し、図７で示すプリズム層４２を形成し、光スイッチング素子１０の単位に画素分離などを施し、さらにダイジングしてチップ化すことで、図２に示したような光スイッチングデバイス５０を得ることができる。したがって、図１８で示す型転写８１を用いる製造方法においても、本発明を適用することで、２つの基板の間に形成する構造層を均一に製造でき、さらに、この構造層と他の層との相対的位置を、簡単に調整できる。このため、精度の良い、信頼性の高い光スイッチングデバイス５０を容易に低コストで製造できる。
【００６６】
なお、上述した樹脂材は例示であり、それらに限定されない。たとえば、紫外線硬化型のエポキシ系接着材である協立化学産業（株）社製の”ワールドロックＮｏ．ＸＯＣ−０３Ｈ２”、ビスフェノール型のエポキシ樹脂である（株）スリーボンド社製の”ＴｈｒｅｅＢｏｎｄ  ２０８８Ｆ”などがある。変性脂環式ポリアミン・ポリアミドアミンを主成分とする樹脂はアウトガスの放出が少なく点が優れているが、ポットライフ（寿命）が短く、常温で１日程度であり、取扱いが面倒である。
【００６７】
さらに、ギャップ材を含有した樹脂としては、上記に限らず、酸化アルミナ（セラミック）を含む東亜合成（株）社製の”アロンセラミック  Ｄ，Ｎ，Ｗ，Ｄ−４，Ｄ−５．Ｎ４”がある。これは、アウトガスが出ない点は優れている。ＬＥＤ用エポキシ樹脂のデクスター（株）製の”ＨＬ４２１０Ｊ２”もある。これはポットライフは長く、熱をかけるまで硬化しない点で優れている。さらに、エポキシ系樹脂で、導電性フィラ（Ａｇなど）を含有している藤倉化成（株）社製の”ドータイトＸＡ−９７４”がある。このように、球状のギャップ材に限らず、多角形のものであっても、適当な公差の範囲の粒径を備えていれば、十分に本発明に適用できる。
【００６８】
また、本例の製造方法では、図７で示すギャップ材７２のサイズにあわせて、基板２０または９６の形状を加工することが望ましい。特に、ギャップ材７２を含んだ第２の樹脂材７３が塗布される領域は、構造層に影響しないため、任意に加工できる。例えば、図１９に示すように、第２の基板９６の側に、段差９６ｄを設けている。この段差９６ｄにより、用いるギャップ材７２のサイズ（粒径）以下にも、樹脂材７１による第３の構造層を均一に製造できる。この場合でも、ギャップ材７２によりアライメントの調整が容易にできることは上述したとおりである。
【００６９】
なお、本発明の微細構造体の製造方法は、上述したエバネセント光を利用した光スイッチングデバイス５０に適用する例に限定されるものではない。例えば、図２０に、本発明に係わる微細構造体の製造方法を適用可能なマイクロマシンである光スイッチ装置２５６を示してある。本例の光スイッチ装置２５６は、図２０（ａ）で示す状態では、遮光物２５４が光信号２５７の伝達に障害とならないエリアに退避しており、出射側光ファイバー２５１から出射された光信号２５７が空間２５８を経て受光側光ファイバー２５２に受光され、光信号２５７が伝達される。一方、図２０（ｂ）では、遮光物２５４が空間２５８に現れており、この遮光物２５４で光信号２５７を遮断する事により、光信号２５７は受光側光ファイバー２５２に伝達されない状態となる。したがって、本例のマイクロマシンは、伝送される光信号２５７を空間２５８で遮光物２５４を用いてスイッチングすることができる光スイッチ装置２５６である。
【００７０】
マイクロマシン光スイッチ装置２５６の構造は、本発明の製造方法の第３の構造層となる遮光部２５４が、第１の構造層となるピエゾアクチュエータ２５０に積層されており、このピエゾアクチュエータ２５０が、それを駆動するための回路２１１が作りこまれたシリコン基板（第１の基板）２１０に積層されている。駆動回路２１１はスイッチ２１２によりピエゾアクチェータ２５０に対する電源供給を制御する。さらに、このシリコン基板２１０の表面から第１の構造層で成形されるポスト２０２が伸びており、さらに、重ねてピエゾアクチェータ２５０および第３の構造層で形成される光ファイバー固定台２５３が積層されている。
【００７１】
このような構造のマイクロマシンは、まず、第１の微細構造である駆動部のピエゾアクチュエータ２５０と、ポスト２０２がフォトリソグラフィ工程により基板２１０の上に製造される。そして、第３の構造物層である遮光物２５４および光ファイバー固定台２５３が第２の構造層を備えた型転写基板を第２の基板として製造される。同時に、固定台２５３には型転写により光ファイバーを固定する為の光ファイバ固定Ｖ溝２５５が形成される。転写型である第２の基板を重ねる際に、図６などで説明したように、遮光物２５４および固定台２５３を形成する樹脂材（接着材）７１に加えて、適当な場所にギャップ材７２を含んだ樹脂材７３を塗布し、これにより転写型との隙間を制御し、さらに、転写型のアライメントを調整することができる。その結果、出射側光ファイバー２５１及び受光側光ファイバー２５２が所定の位置に精度よく固定でき、遮光部２５４で精度良く光をオンオフできる光スイッチングデバイスを提供できる。
【００７２】
さらに、上記は光スイッチングデバイスを例に説明しているが、光以外の媒体を操作するマイクロスイッチングデバイスや、他の用途のマイクロマシンに対しても本発明の製造方法を提供することが可能であり、製品精度が高いマイクロマシンを歩留まり良く、低コストで量産することが可能となる。
【００７３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明においては、光学素子を有する光スイッチングデバイスなどのミクロンあるいはサブミクロンさらにそれ以下のオーダの構造を有する微細構造体を製造する際に、異なる基板上に形成された２つの微細構造層を重ね、ギャップ材を含んだ樹脂層を塗布することにより、それらの間に形成する第３の構造層の厚みを管理しながら、同時にそれぞれの構造層の相対位置を精度良く接合した状態で製造する方法を開示している。したがって、本発明により、信頼性の高い、高品質な微細構造体を、低コストで、簡単に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エバネセント光を利用した映像表示デバイスを用いたプロジェクタの概要示す図である。
【図２】エバネセント光を利用した映像表示デバイス（スイッチングデバイス）の概要を示す図である。
【図３】図２に示すスイッチングデバイスの製造プロセスの概略を示すフローチャートである。
【図４】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロセスを示す図であり、第１の基板上にアクチュエータ層を形成した状態を示す図である。
【図５】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロセスを示す図であり、第２の基板上にプリズム層を形成する様子を示す図である。
【図６】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロセスを示す図であり、図４に示した第１の基板上に、第１の樹脂およびギャップ材入りの第２の樹脂を塗布した様子を示す図である。
【図７】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロセスを示す図であり、第１および第２の基板を対面させ、組み合わせ、第３の構造層を形成する様子を示す図である。
【図８】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロセスを示す図であり、光スイッチング素子の単位に画素分離する様子を示す図である。
【図９】図２に示す光スイッチングデバイスの製造プロセスを示す図であり、チップ化し、犠牲層を除去し、光スイッチングデバイスが得られらた様子を示す図である。
【図１０】本発明に係る第３の構造層を形成するプロセスを、さらに詳しく説明したフローチャートである。
【図１１】図１０に示す第１および第２の樹脂層の準備プロセスを模式的に示す図である。
【図１２】図１０に示す第１および第２の樹脂層を、第１の基板上に塗布した様子を平面的に示す図である。
【図１３】図１０に示す第１および第２の基板を貼り合せるプロセスを、各々の基板が治具にセットされた様子を模式に示す図である。
【図１４】図１３に示す各々の基板が治具にセットされ、基板上の樹脂を加温し馴染ませている様子を模式に示す図である。
【図１５】図１３に示す各々の基板が治具にセットされ、貼り合わされた様子を模式的に示す図である。
【図１６】図１５に示す貼合わされた基板を加圧する様子を模式的に示す図である。
【図１７】図１６に示した貼合わされた状態の一部を拡大し、模式的に示す図である。
【図１８】さらに異なる本発明を適用した製造方法であって、型転写を用いたプロセスを模式的に示す図である。
【図１９】異なる形状の基板に本発明に係るギャップ材を含む樹脂材が塗布された様子を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の微細構造体の製造方法に係るマイクロマシン光スイッチング装置の構造および動作の概要を示す図である。
【符号の説明】
１    光ガイド
２    照明光
３    光学素子（光学素子層）
４    マイクロプリズム（第２の構造体）
５    V型のサポート構造（第３の構造体）
６    アクチュエータ部、  ６０    アクチュエータ層（第１の構造層）
７    上電極およびばね構造
８    下電極
１０    光スイッチング素子
２０    半導体基板（第１の基板）
４１    支持層（第３の構造層）
４２    プリズム層（第２の構造層）
５０    光スイッチングデバイス
５５    光スイッチングユニット（画像表示装置）
７１    第１の樹脂材
７２    ギャップ材
７３    第２の樹脂材
７５    第３の樹脂材（シール材）
８１    転写型（第２の基板）
９６    ガラス基板（第２の基板）
９７    剥離層
９９    犠牲層
１００    治具
１０５    温調装置
１８０    プロジェクタ装置
【図１】
0003972587.tif 000002
【図２】
0003972587.tif 000003
【図３】
0003972587.tif 000004
【図４】
0003972587.tif 000005
【図５】
0003972587.tif 000006
【図６】
0003972587.tif 000007
【図７】
0003972587.tif 000008
【図８】
0003972587.tif 000009
【図９】
0003972587.tif 000010
【図１０】
0003972587.tif 000011
【図１１】
0003972587.tif 000012
【図１２】
0003972587.tif 000013
【図１３】
0003972587.tif 000014
【図１４】
0003972587.tif 000015
【図１５】
0003972587.tif 000016
【図１６】
0003972587.tif 000017
【図１７】
0003972587.tif 000018
【図１８】
0003972587.tif 000019
【図１９】
0003972587.tif 000020
【図２０】
0003972587.tif 000021