(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調装置の製造方法において、
（ａ）一ライン状又はマトリクス状に配列された複数の微小ミラーと、
前記複数の微小ミラーを一方向にて連結するトーションバーと、
を有し、少なくとも前記微小ミラーの片面に反射層が形成された、導電性のシリコン製ミラー基板を形成する工程と、
（ｂ）中央領域の凹部と、
その周囲の立ち上げ部と、
前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に導電層が形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、
前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて前記凹部より突出形成された支柱部と、
を有する電極基板を形成する工程と、
（ｃ）少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記トーションバーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とを対面させて、前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板とを接合する工程と、
を有し、
前記（ａ）工程は、前記トーションバーの両端が連結され、前記微小ミラーが配置される領域を囲む枠状部が、前記シリコン製ミラー基板に形成される工程を含み、
前記（ｃ）工程は、前記シリコン製ミラー基板の前記枠状部及び前記トーションバーの両端部と、前記電極基板の前記立ち上げ部とを接合する工程を含み、
前記（ｃ）工程の後に、前記トーションバーの両端部を、前記シリコン製ミラー基板の前記枠状部から切り離す工程を設けたことを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記（ａ）工程は、
シリコン基板中に不純物をドープしてドープ層を形成する工程と、
前記シリンコ基板の一面に窓形成用の第１のマスクを、他の一面に前記複数の微小ミラー、前記トーションバー及び前記枠状部を形成するための第２のマスクをそれぞれパターニングする工程と、
前記第１のマスクを用いて、前記ドープ層が露出するまで前記シリコン基板をエッチングする工程と、
前記第２のマスクを用いて、前記ドープ層をエッチングする工程と、
前記第１、第２のマスクを除去し、前記ドープ層により前記微小ミラー、トーションバー及び枠状部を形成する工程と、
前記ドープ層の前記微小ミラーの片面に前記反射層を形成する工程と、
を有して、前記シリコン製ミラー基板を形成することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項３】
一ライン状又はマトリクス状に複数の微小ミラーを備えた光変調装置の製造方法において、
（ａ）中央領域の凹部と、
その周囲の立ち上げ部と、
前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に導電層が形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、
一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて前記凹部内に突出形成された支柱部と、
を有する電極基板を形成する工程と、
（ｂ）片面に不純物がドープされたドープ層が形成されたシリコン基板と、前記電極基板とを、少なくとも前記電極基板の前記支柱部と前記ドープ層とを対面させて接合する工程と、
（ｃ）前記ドープ層を残して前記シリコン基板をエッチングして除去する工程と、
（ｄ）前記ドープ層の表面に反射層を形成する工程と、
（ｅ）前記ドープ層及び反射層をエッチングして、
前記電極群と対向する位置に複数の前記微小ミラーを形成し、
前記複数の微小ミラーを前記一方向にて連結し、該一方向にて隣合う２つの前記微小ミラー間で前記支柱部と接合され、かつ、その両端が前記立ち上がり部又は支柱部と接合されたトーションバーを形成し、
前記ドープ層及び反射層からシリコン製ミラー基板を形成する工程と、
を有し、
前記（ｅ）工程は、前記トーションバーの両端が連結され、前記微小ミラーが配置される領域を囲む位置にて前記立ち上げ部と接合された枠状部を、前記シリコン製ミラー基板に形成する工程を含み、
前記（ｅ）工程の後に、前記トーションバーの両端部を、前記シリコン製ミラー基板の前記枠状部から切り離す工程を設けたことを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記ドープ層の不純物濃度は１×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３以上であり、
前記シリコン基板のエッチング時に前記ドープ層をエッチングストップ層として用いることを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項５】
請求項３において、
前記電極基板は光透過性を有するガラス製電極基板にて形成され、
前記ガラス製電極基板側から前記電極群のパターンの位置を観測し、そのパター位置を基準にして、前記（ｅ）工程のエッチングのためのマスクパターン合わせ実施することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記電極基板は、アルカリ金属を含有するガラス製電極基板にて形成され、
前記接合工程として陽極接合法を用いることを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記立ち上げ部及び支柱部と対応する位置をマスクして、アルカリ金属を含有するガラス板をエッチングして、所定深さの前記凹部を形成する工程と、
前記凹部の底面に、前記電極群を形成する工程と、
により、前記ガラス製電極基板を形成することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかにおいて、
前記電極群を透明電極にて形成し、
前記ガラス製電極基板と前記シリコン製ミラー基板との間に、異物混入があるか否かを前記ガラス製電極基板側から検査する工程をさらに有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記微小ミラーが前記電極群と対向する面側に、絶縁膜を形成する工程をさらに有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記微小ミラーに形成された前記絶縁膜と対向する前記電極郡の表面を粗面に形成することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９において、
前記絶縁膜上であって、前記トーションバーより離れた位置に絶縁性突起を形成する工程をさらに有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９において、
前記電極基板の前記凹部の底面より、前記立ち上げ部及び前記支柱部の天面より低い高さで突出形成され、傾斜駆動時に前記微小ミラーと当接して傾き角を決定する絶縁性ストッパーを形成する工程をさらに有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
前記シリコン製ミラー基板を覆い、かつ、傾斜駆動される前記微小ミラーと干渉しない位置にて、前記シリコン製ミラー基板上に透明カバー基板を接合する工程をさらに有することを特徴とする光変調装置の製造方法。
【請求項１４】
不純物がドープされた導電性のシリコン製ミラー基板と、電極基板とが接合されて一体化され、
前記シリコン製ミラー基板は、
一ライン状又はマトリクス状に配列され、片面に反射層が形成された複数の微小ミラーと、
前記複数の微小ミラーを一方向にて連結するトーションバーと、
を有し、
前記電極基板は、
中央領域の凹部と、
その周囲の立ち上げ部と、
前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、
前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて前記凹部に突出形成された支柱部と、
を有し、
少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記トーションバーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とが対面して、前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板とが接合され、
前記シリコン製ミラー基板の製造段階で前記トーションバーの両端と連結されていた第１の対向二辺と、前記第１の対向二辺を連結する第２の対向二辺を有する四角枠状の枠状部のうち、前記枠状部が前記電極基板と接合された後に前記第１の対向二辺が切断されて前記トーションバーの両端が露出され、前記第２の対向二辺は前記電極基板と接合されて残存していることを特徴とする光変調装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記電極基板は、アルカリ金属を含有するガラス製電極基板にて形成され、
前記ガラス製電極基板と前記シリコン製ミラー基板とが陽極接合されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５において、
前記微小ミラー上に形成された反射層の全表面が、入射角と等しい反射角にて入射光を反射させる平坦面にて形成されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれかにおいて、
前記電極群が透明電極にて形成されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれかにおいて、
前記微小ミラーが前記電極群と対向する面側に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記微小ミラーに形成された前記絶縁膜と対向する前記電極群の表面が粗面に形成されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記電極群の前記表面に２００オングストローム以上の高さの凸部が設けられて、前記粗面が形成されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項２１】
請求項１８において、
前記絶縁膜上であって、前記トーションバーより離れた位置に絶縁性突起が形成されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項２２】
請求項１８において、
前記ガラス製電極基板の前記凹部の底面より、前記立ち上げ部及び前記支柱部の天面より低い高さで突出形成され、傾斜駆動時に前記微小ミラーと当接して傾き角を決定する絶縁性ストッパーをさらに有することを特徴とする光変調装置。
【請求項２３】
請求項１４乃至２２のいずれかにおいて、
前記シリコン製ミラー基板を覆い、かつ、傾斜駆動される前記微小ミラーと干渉しない位置にて、前記シリコン製ミラー基板上に透明カバー基板が接合されていることを特徴とする光変調装置。
【請求項２４】
請求項１４乃至２３のいずれかに記載の光変調装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小ミラーを備えた光変調装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
この種の光変調装置が、特開平４−２３０７２２，５−１８８３０８，５−１９６８８０などに開示されている。また、これらの改良構造が、日経マイクロデバイス１９９４年３月号に、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）として開示されている。
【０００３】
このＤＭＤは、図２２に示すように、上層８００、中間層８１０及び下層８３０からなる３層構造を有している。
【０００４】
上層８００は、ミラー８０２と、その中心部下面に連結されたミラー保持ポスト８０４とを有する。このミラー８０２の製造プロセス上、ミラー保持ポスト８０４と対向する位置には凹部８０６が形成される。
【０００５】
中間層８１０は、ミラー保持ポスト８０４と連結されるミラー保持板８１２が、両側のヒンジ８１４により傾斜駆動可能に支持されている。このミラー保持板８１２の傾斜駆動空間を確保するために、ヒンジ８１４は、その下面にヒンジ保持ポスト８１６を有している。
【０００６】
この中間層８１０には、さらに、ヒンジ８１４を挟んだ両側に第１，第２のアドレス電極８１８，８２０を有し、それぞ電極保持ポスト８２６に支持されている。さらにその外側に、第１のミラー接触電極８２２と第２のミラー接触電極８２４とを有し、それぞれ電極保持ポスト８２６に支持されている。
【０００７】
下層８３０は、第１、第２のアドレス電極８１８、８２０の電極保持ポスト８２６が連結される４つの電極８３２ａ〜８３２ｄと、第１、第２の接触電極８２２、８２４が連結される共通電極８３４を有している。
【０００８】
このＤＭＤは、図２３に示すように、ミラー８０２及び第１，第２のミラー接触電極８２２，８２４に、バイアス電圧Ｖａが印加される。そして、例えば第１のアドレス電極８１８にマイナス電圧を印加し、第２のアドレス電極８２０にプラス電圧を印加することで、ミラー８０２と第１のアドレス電極８１８の間にクーロン力が作用し、ミラー８０２を図２３の一点鎖線の状態に傾斜駆動することができる。第１，第２のアドレス電極８１８，８２０に印加される電圧の極性を逆転することで、図２３の２点鎖線に示すように傾斜駆動させることができる。
【０００９】
そして、図２３の一点鎖線に示すミラー８０２の傾斜状態のときに、光が所定位置に向けて反射されるＯＮ駆動とされ、２点鎖線に示す傾斜状態のときには、所定位置とは異なる方向に光が反射されたＯＦＦ状態とされる。そして、その切替時間を変化させることで、２５６階調表示が可能となっている。
【００１０】
図２２に示すＤＭＤは、図２４及び図２５に示す製造プロセスに従って製造できると推測される。図２４は、予め形成された下層８３０上に中間層８１０を形成する工程を示しており、図２５はその中間層８１０上に上層８００を形成し、各層間に空間を形成する工程を示している。
【００１１】
図２４に示すように、下層８３０としてＳＲＡＭが形成された基板８４０を用意する。次に、図２４（Ｂ）示すように、この基板８４０上にレジスト８４２を塗布し、同図（Ｃ）の工程にてヒンジ保持ポスト８１６及び電極保持ポスト８２６と対応するパターンを形成するパターニングを行う。
【００１２】
次に、図２４（Ｄ）に示すように、レジスト８４２の表面及びトレンチ部にアルミニウム（Ａｌ）膜８４４を蒸着し、さらに同図（Ｅ）に示すようにその表面にＡｌ酸化膜８４６を形成する。
【００１３】
さらに、図２４（Ｆ）に示すＡｌ膜８４８の蒸着後に、同図（Ｇ）のようにレジスト８５０を塗布してパターニングする。この後、図２４（Ｈ）に示すように、Ａｌ膜８４８をエッチングすることで、ミラー保持板８１２、ヒンジ８１４及びヒンジ保持ポスト８１６が形成される。
【００１４】
次に、図２５に示すプロセスにより上層８００を形成する。このために、図２５（Ａ）に示すように、レジスト８５２を厚く塗布し、同図（Ｂ）に示すようにパターニングを行う。さらに、Ａｌ（アルミニウム）膜８５４を蒸着し、その表面の一部にＡｌ酸化膜８５６を形成した後、端部のＡｌ膜８５４をエッチングで除去することで、ミラー８０２及びミラー保持ポスト８０４が形成される（図２６（Ｃ）〜（Ｅ）参照）。
【００１５】
最後に、図２５（Ｆ）に示すように、レジスト８４２及び８５２を除去することで、上層８００と中間層８１０との間に空間が形成され、かつ、中間層８１０と下層８３０との間に空間が形成される。
【００１６】
しかしながら上記のプロセスでは、ＤＭＤの歩留まりが高くとれないという問題がある。その原因の１つは、ミラー８０２の傾斜角度を決定する要因となる、ミラー８０２の下面とミラー接触電極８２２，８２４との間の距離の設定を、図２５（Ａ）に示すレジスト工程でのレジスト８５２の厚さに依存していたからである。
【００１７】
通常、この種のレジストはスピンコーティング法により形成され、レジスト厚さの均一性を高めることさえ困難であるのに、ましてやスピンコーティング法にてレジスト８５２の厚さを一定値に設定することは、極めて困難な技術となる。
【００１８】
また、従来のスピンコーティング法では、ウェハ面積が大きくなるほど、そのレジスト膜の面内均一性さえも確保することが困難であり、ましてやレジスト膜の厚さを一定値にすることは、大口径化の半導体ウェハではほとんど不可能である。従って、同時に多数の素子を１枚の半導体ウェハから形成することは困難であり、スループットも低下する。
【００１９】
上記の問題の他の１つは、図２５（Ｆ）に示すレジスト除去工程において、ミラー８０２またはヒンジ８１４の下方であって、奥まった領域のレジストを完全に除去することが困難となることである。もしこのような異物が残存したとすれば、ミラー８０２とアドレス電極８１８，８２０がショートし、又はミラーの変位が妨げられ、あるいはミラー接触電極８２２，８２４とアドレス電極８１８，８２０がショートしてしまう。
【００２０】
上記の構造のＤＭＤの他の問題は、ミラー８０２の中心領域に凹部８０６が形成されてしまうことである。図２５（Ｃ）のＡｌ蒸着工程において、トレンチ部分にＡｌを蒸着すると、必ずこのトレンチと対向する位置が窪んでしまい、これに起因して凹部８０６が生ずることは防止し得ない。
【００２１】
この３層構造のＤＭＤでは、ヒンジ８１４がミラー８０２と同一平面上に存在しないため、ミラー８０２の開口面積が増大し、光利用率が高まることを効果としている。
【００２２】
しかしながら、この広面積のミラー８０２の中心には凹部８０６が形成され、光強度の強い光軸上にこのような凹部８０６が存在すると、乱反射によってかえって光利用率が低下してしまう。あるいは、乱反射された光が他の画素の情報として入力されてしまい、画質が低下するという問題も指摘される。又、凹部８０６の側壁が垂直に加工できたとしても、光有効利用面積が減少する。
【００２３】
そこで、本発明の目的とするところは、    高い歩留まりにて製造できる微小ミラーを備えた光変調装置及びその製造方法を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的は、微小ミラー面上にて乱反射が生ずることなく、正確な光変調制御を行うことのできる微小ミラーを備えた光変調装置及びその製造方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明方法は、導電性のシリコン製ミラー基板と電極基板とを接合して、微小ミラーを有する光変調装置を製造している。ここで、導電性のシリコン製ミラー基板は、一ライン状又はマトリクス状に配列された複数の微小ミラーと、前記微小ミラーを一方向にて連結するトーションバーと、前記トーションバーの両端が連結され、を有し、少なくとも前記微小ミラーの片面に反射層が形成されている。
【００２６】
前記電極基板は、中央領域の凹部と、その周囲の立ち上げ部と、前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に導電層が形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて前記凹部より突出形成された支柱部と、を有する。
【００２７】
前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板とを接合する工程では、少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記トーションバーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とを対面させている。
【００２８】
こうすると、ガラス製電極基板に予め形成される凹部の深さを精度よく形成すれば、微小ミラーの振れ角をロット間で正確に設定できる。また、微小ミラーの表面に形成される反射層も平坦にでき、乱反射のない面に形成することができる。
【００２９】
特に、電極基板が例えばＮａ等のアルカリ金属を含むガラス製電極基板の場合、陽極接合により両基板を接合できる。こうすると、基板間に接着層などを要しないため、微小ミラーの振れ角をロット間でより正確に設定できる。
【００３０】
なお、この接合方法は陽極接合に限らず、直接接合、共晶接合等でも良く、各接合方法については詳細を後述する。また、電極基板の材質としては、接合工程が加熱下で行われる場合には、シリコンと熱膨張係数が近いことが好ましい。
【００３１】
前記シリコン製ミラー基板には、トーションバーの両端部が連結された枠状部を形成することもできる。この場合、トーションバーの両端部及び枠状部は、電極奇人の立ち上げ部と接合される。そして、この接合の後に、トーションバーの両端部を枠状部から切り離す工程を実施している。
【００３２】
こうすると、複数本のトーションバーの相互の位置関係は枠状部により維持されるので、１本ずつ位置決めしなくても相互の位置関係を保って電極基板に接合できる。
【００３３】
ここで、シリコン製ミラー基板を製造する前記（ａ）工程は、
シリコン基板中に不純物をドープしてドープ層を形成する工程と、
前記シリコン基板の一面に窓形成用の第１のマスクを、他の一面に前記複数の微小ミラー及び前記トーションバーを形成するための第２のマスクをそれぞれパターニングする工程と、
前記第１のマスクを用いて、前記ドープ層が露出するまで前記シリコン基板をエッチングする工程と、
前記第２のマスクを用いて、前記ドープ層をエッチングする工程と、
前記第１、第２のマスクを除去し、前記ドープ層により前記微小ミラー及びトーションバーを形成する工程と、
前記ドープ層の前記微小ミラーの片面に前記反射層を形成する工程と、
を有して実施できる。
【００３４】
本発明方法の他の態様によれば、シリコン製ミラー基板が完成する前のシリコン基板の状態で、電極基板との接合を実施している。
【００３５】
電極基板は、中央領域の凹部と、その周囲の立ち上げ部と、前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に導電層が形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて凹部より突出形成された支柱部と、を有する。
【００３６】
これに接合されるのは、片面に不純物がドープされたドープ層を有するシリコン基板である。このとき、少なくとも前記電極基板の支柱部を前記ドープ層と対面させて接合する。
【００３７】
この工程では、微小ミラー等が形成される前であるので、接合時の位置合わせが容易となる。
【００３８】
この後、ドープ層のみ残してシリコン基板をエッチングして除去し、そのドープ層の表面に反射層を形成する。
【００３９】
その後、ドープ層のエッチング工程を実施する。この時、前記電極群と対向する位置に複数の前記微小ミラーを形成される。また、前記微小ミラーを一方向にて連結し、該一方向にて隣合う２つの前記微小ミラー間で前記支柱部と接合されたトーションバーが形成される。
【００４０】
このエッチング工程のためのパターニング時に、予め電極基板に形成された電極郡との位置関係を考慮すれば、ホトリソグラフィ工程の精度で微小ミラーを高精度にて形成できる。
【００４１】
この方法では、接合時の基板位置合わせが容易であり、しかも微小ミラー等は接合後に形成できるので、高密度で微小ミラーを配置する場合に適している。
【００４２】
なお、上記の方法においても陽極接合法を採用することができ、また、シリコン製ミラー基板に枠状部を形成しても良い。
【００４３】
高密度で微小ミラーを配置する場合、電極基板を透明なガラス基板とし、そのガラス製電極基板側から前記電極群のパターンの位置を観測し、そのパター位置を基準にして、前記シリコン製電極基板のエッチングのためのマスクパターン合わせ実施するとよい。
【００４４】
上述の各方法発明では、前記ドープ層の不純物濃度を１×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以上とすると、前記シリコン基板のエッチング時に前記ドープ層をエッチングストップ層として用いることができる。
【００４５】
また、前記ガラス製電極基板を形成する工程として、
前記立ち上げ部及び支柱部と対応する位置をマスクして、アルカリ金属を含有するガラス板をエッチングして、所定深さの前記凹部を形成する工程と、
前記凹部の底面に、前記電極群を形成する工程と、
を有するとよい。この場合、微小ミラーの振れ角に影響する凹部の深さは、エッチンの条件に依存させて形成できる。
【００４６】
前記電極群を透明電極例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）にて形成し、
接合される前記ガラス製電極基板と前記シリコン製ミラー基板との間に、異物混入があるか否かを前記ガラス製電極基板側から検査する工程をさらに有することができる。この検査を接合前に行えば歩留まりが向上し、接合後に行っても、異物混入という不良原因が容易に判明する。
【００４７】
前記シリコン製ミラー基板を覆い、かつ、傾斜駆動される微小ミラーと干渉しない位置にて、前記シリコン製ミラー基板上に透明カバー基板を接合する工程をさらに有することができる。
【００４８】
この透明カバー基板により、微小ミラーの傾斜駆動を妨げる異物の混入を防止して、素子を保護できる。
【００４９】
本発明装置は、不純物がドープされた導電性のシリコン製ミラー基板と、電極基板とが接合されて一体化され、
前記シリコン製ミラー基板は、
一ライン状又はマトリクス状に配列され、片面に反射層が形成された複数の微小ミラーと、
前記微小ミラーを一方向にて連結するトーションバーと、
を有し、
前記電極基板は、
中央領域の凹部と、
その周囲の立ち上げ部と、
前記凹部内であって各々の前記微小ミラーと対応する位置に形成され、クーロン力により前記微小ミラーを傾斜駆動させる電極群と、
前記一方向で隣合う２つの前記微小ミラー間と対応する位置にて凹部より突出形成された支柱部と、
を有し、
少なくとも前記シリコン製ミラー基板の前記トーションバーの中間部と前記電極基板の前記支柱部とが対面して、前記シリコン製ミラー基板と前記電極基板とが接合されていることを特徴とする。この接合も、陽極接合、直接接合又は共晶接合などにより行われる。
【００５０】
ここで、前記微小ミラー上に形成された反射層の全表面が平坦面に形成される。これにより、入射角と等しい反射角にて入射光を反射させることができる。
【００５１】
前記電極群は透明電極例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）にて形成されることが好ましい。ガラス製電極基板から透視して、電極郡と微小ミラーとの間の異物混入の不良原因が容易に判明するからである。
【００５２】
前記微小ミラーが前記電極群と対向する面側に、絶縁膜を形成するとよい。こうすると、異物の混入があっても、微小ミラーと電極郡との間のショートという深刻な状態を回避できる。
【００５３】
前記微小ミラーに形成された前記絶縁膜と対向する前記電極群の表面を粗面に形成するとさらによい。絶縁膜と電極群との接触面積が減少し、絶縁膜の帯電に起因した微小ミラーの電極群への張り付きを防止できる。
【００５４】
前記電極群の前記表面に２００オングストローム以上の高さの凸部が設けられて、前記粗面が形成することが好ましい。これにより、微小ミラーと電極群との張り付きを防止できる表面荒さを確保できる。なお、この凸部の高さの上限は、微小ミラーが電極群と平行な状態の時の微小ミラー、電極群間のギャップをＧとしたとき、Ｇ／３以下である。これにより、機能上必要とされる微小ミラーの偏向角が最低限確保される。
【００５５】
この微小ミラーの張り付きを防止するには、前記絶縁膜上であって、前記トーションバーより離れた位置に絶縁性突起を形成してもよい。
【００５６】
この微小ミラーの張り付きを防止するさらに他の対策として、前記ガラス製電極基板の前記凹部の底面より、前記立ち上げ部及び前記支柱部の天面より低い高さで突出形成され、傾斜駆動時に前記微小ミラーと当接して傾き角を決定する絶縁性ストッパーを形成することもできる。
【００５７】
本発明の光変調装置を用いて、種々の電子機器を構成することができる。
【００５８】
例えば、プロジェクションランプと、前記プロジェクションランプより出射された光を、画素毎に配置された複数の微小ミラーの傾斜駆動によりそれぞれ反射させて、画素毎に変調された反射光とする光変調装置と、前記光変調装置からの反射光をスクリーンに向けて拡大投影するプロジェクションレンズと、によりプロジェクターを構成できる。
【００５９】
あるいは、潜像が形成される感光体と、レーザ光源からのレーザ光を、アレー状に配列された複数の微小ミラーの傾斜駆動により順次反射させて、一方向に走査しながら変調された反射光を前記感光体に向けて出射して前記潜像を形成する光変調装置と、前記感光体に形成された潜像を現像する現像装置と、前記感光体上の現像を記録媒体上に転写する転写装置と、により電子写真装置を構成できる。
【００６０】
さらには、誘導電圧が任意に設定された複数の誘導コイルと、光変調装置と、
各々の前記誘導コイルと前記光変調装置の電極群とを接続する配線パターンとを有し、各々の前記誘導コイルにて生ずる誘導電圧に基づき、複数の前記微小ミラーをそれぞれ傾斜駆動させて、前記微小ミラーでの反射光により所望の光信号を生成する光スイッチ装置を構成することができる。
【００６１】
さらには、露光源からの光をマスクを介して被露光体に出射して、前記被露光体を露光する露光装置において、前記露光源からの光を、各々の微小ミラーにて反射させて、変調された光を前記被露光体に出射する光変調装置を設けてもよい。
【００６２】
こうすると、半導体ウエハなどの被露光体に、露光工程を利用して、ロット番号などのＩＤ情報を記録することができる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る微小ミラーを備えた光変調装置及びその製造方法の実施例について、図面を参照して説明する。
【００６４】
（第１実施例）
光変調装置の構造説明
図１は、第１実施例に係る光変調装置の主要構成要素を示す組立分解斜視図である。同図において、この光変調装置は大別して、シリコン製ミラー基板１００、ガラス製電極基板２００及びカバーガラス基板３００から構成されている。
【００６５】
シリコン製ミラー基板１００は、マトリクス上に配列された複数の微小ミラー１０２を有する。この複数の微小ミラー１０２の内、一方向例えば図１のＸ方向に沿って配列された微小ミラー１０２は、トーションバー１０４にて連結されている。さらに、複数の微小ミラー１０２が配置される領域を囲んで枠状部１０６が設けられている。この枠状部１０６は、複数本のトーションバー１０４の両端と連結されている。
【００６６】
この微小ミラー１０２は、図２に拡大して示すように、トーションバー１０４との連結部分の周囲にスリット１０８が形成されている。このスリット１０８を形成することで、図２に示す矢印方向への微小ミラー１０２の傾き駆動を容易にしている。さらに微小ミラー１０２の表面には、反射層１０２ａが形成されている。そして、後述する駆動により微小ミラー１０２が傾斜駆動されることで、この微小ミラー１０２に対して入射する光の反射方向が変化する。そして、所定反射方向に向けて光を反射させる時間を制御することによって、光の変調を行うようにしている。
【００６７】
なお、図２及び図３（Ａ），（Ｂ）に示す微小ミラー１０２及びトーションバー１０４の各種寸法は、下記の通りである。
【００６８】
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図１に示すガラス製電極基板２００は、中央領域に凹部２０２を有し、その周囲に立ち上げ部２０４を有する。立ち上げ部２０４の一辺は切り欠かれて電極取出口２０６とされ、この電極取出口２０６の外側には、凹部２０２と連続する電極取出板部２０８が形成されている。
【００６９】
このガラス製電極基板２００の凹部２０２には、Ｘ方向で隣り合う２つの微小ミラー２０２間のトーションバー１０４と対向する位置にて、凹部２０２より突出形成され、立ち上げ部２０４の天面と同じ高さを有する多数の支柱部２１０を有する。
【００７０】
さらに、ガラス製電極基板２００の凹部２０２及び電極取出板部２０８上には、配線パターン部２１２が形成されている。この配線パターン部２１２は、図２に示すように、トーションバー１０４を挟んだ両側の微小ミラー１０２の裏面と対向する位置に、それぞれ第１，第２のアドレス電極２１４，２１６を有する。そして、Ｙ方向に沿って配列された第１のアドレス電極２１４は第１の共通配線２１８に共通接続されている。同様に、Ｙ方向に沿って配設された第２のアドレス電極２１６は、第２の共通配線２２０に共通接続されている。
【００７１】
上記の構造を有するガラス製電極基板２００の上に、図１に示すようにして、シリコン製ミラー基板１００が陽極接合される。このとき、シリコン製ミラー基板１００のトーションバー１０４の両端部及び枠状部１０６と、ガラス製電極基板２００の立ち上げ部２０４とが接合される。さらに、シリコン製ミラー基板１００のトーションバー１０４の中間部と、ガラス製電極基板２００の支柱部２１０とが陽極接合される。さらにその後、シリコン製ミラー基板１００の枠状部１０６上に、カバーガラス基板３００が接合される。そして、枠状部１０６と連結されていた各々のトーションバー１０４の両端部が、枠状部１０６から切り離される位置にてダイシングされる。さらに、ガラス製電極基板２００の立ち上げ部２０４に切り欠き形成された電極取出口２０６を含む周縁部が、封止材により封止密閉され、第１実施例に係る光変調装置が完成する。ここで、光変調装置の内部を種々の方法により真空にすると、微小ミラーの駆動時に抵抗が少なく、応答動作の高速性、消費電力の低下が図られる。
【００７２】
光変調駆動原理の説明
微小ミラー１０２のＯＮ傾斜駆動の際には、図１に示すＸ方向に沿って配列された複数の微小ミラー１０２に対して、トーションバー１０４を介して同時に通電する。一方、これと同時に図１に示す第１，第２のアドレス電極２１４、２１６を一組として点順次又は線順次で駆動し、通電されるトーションバー１０４を、図１のＹ方向に向けて順次選択することで、マトリックス状に配列された微小ミラー１０２を所定のサイクルにてＯＮ傾斜駆動することができる。
【００７３】
一方、微小ミラー１０２をＯＦＦ傾斜駆動するには、第１，第２のアドレス電極２１４，２１６に加わる電圧の極性を、ＯＮ傾斜駆動時とは逆にすればよい。これにより、微小ミラー１０２はＯＮ傾斜駆動時とは逆の方向に傾斜駆動される。
【００７４】
光変調装置の製造方法の説明
第１実施例に係る光変調装置の製造方法について、図４及び図５を参照して説明する。まず、シリコン製ミラー基板１００の製造プロセスについて説明する。
【００７５】
（Ｉ）シリコン製ミラー基板１００の製造プロセス
（１）ドープ層を有するシリコン基板の形成工程
この工程では、図４（Ａ）に示すシリコン基板１１０の片面に、図４（Ｂ）に示すドープ層１１２を形成している。このために、シリコン基板１１０上に、例えばボロンドープ材をスピンコーティング法にて塗布する。このボロンドープ材は、有機溶剤の中にＢ2Ｏ3を混ぜたもので、例えば東京応化（株）のＰＢＦを用いることができる。このとき、ボロンドープ材の膜厚は、シリコン基板１１０のスピン回転条件及びボロンドープ材の粘度に依存して調整できる。
【００７６】
本実施例では、ボロンドープ材の粘度を５０〜１００ｃｐとし、スピン回転条件を変化させることで、ボロンドープ材の膜厚を０．５〜５．０μｍの範囲で変化させることができた。
【００７７】
このボロンドープ材のスピンコーティング後に、加熱炉にて１００〜１８０℃で２０〜４０分間加熱し、ボロンドープ材中の溶剤を蒸発させるとよい。本実施例では、１４０℃にて３０分間ベークを行った。さらに、４００〜８００℃の酸素雰囲気炉で１〜２時間焼成し、バインダーを除去する。本実施例では、６００℃で１時間の焼成を行った。その後の熱拡散工程は、窒素雰囲気中で８００〜１２００℃で４時間から１０時間かけて熱拡散が行われる。本実施例では、１１００℃にて６時間熱拡散工程を実施した。
【００７８】
この結果、ボロンドープ材中のボロン（Ｂ）がシリコン基板１１０の内部に熱拡散され、シリコン基板１１０の下面に、図４（Ｂ）に示すボロンドープ層１１２を形成することができた。この熱拡散工程での温度及び処理時間により、ボロンドープ層１１２の厚さを調整することができ、本実施例では１０００℃で６時間かけて熱拡散処理を行うことで、２〜３μｍのボロンドープ層１１２を形成することができた。
【００７９】
このとき、ボロンドープ１１２中のボロン濃度は、好ましくは１×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以上であることが好ましい。こうすると、後述するシリコン基板１１０のエッチング工程において、このボロンドープ層１１２をエッチングストップ層として機能させることができる。
【００８０】
ボロンドープ層を形成するには、ボロン拡散板法を採用することもできる。このとき、シリコン基板のボロンドープしたい面を、例えばテクネグラス社製のボロンプラス板（商品名）を対向させて配置する。両者間の間隔は、０．５〜４．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０〜３．０ｍｍとするとよい。この対向配置関係を維持したまま、加熱炉にて８００〜１２００℃、例えば１１００℃で、窒素流量３〜８リットル／ｍｉｎ例えば６リットル／ｍｉｎにて、１時〜６時間例えば２時間かけて熱拡散工程を実施してもよい。
【００８１】
さらに他の方法として、イオン注入法を採用してもよい。この時の加速エネルギーは２０〜５０ｋｅＶで、最適値は３５ｋｅＶである。また、加速電子の数を示すドーズ量は、２×１０18〜８×１０18個が適当で、望ましくは４×１０18個である。さらに、ビーム電流は１．５〜４．５ｍＡが適当で、望ましくは３．０ｍＡである。これらの条件でイオン打ち込みを行うと、０．５〜４μｍのボロンドープ層が形成できた。
【００８２】
（２）熱酸化工程
次に、ボロンドープ層１１２が形成されたシリコン基板１１０を熱酸化炉に搬入し、図４（Ｃ）に示すように、このシリコン基板１１０の周囲に熱酸化膜１１４を形成する。本実施例では、ウェット酸化法にて１０００℃の温度にて４時間かけて熱酸化処理を行うことで、１μｍの厚さの熱酸化膜１１４を形成した。このとき、ボロンドープ層１１２も熱酸化され、その表面にも熱酸化膜１１４が形成される。
【００８３】
（３）パターニング工程
次に、熱酸化膜１１４を有するシリコン基板１１０を、ホトリソグラフィ工程を実施することで、図４（Ｄ）に示すようにパターニングを行った。同図に示すとおり、シリコン基板１１０の表面側には、中心領域に窓を形成するための第１のマスク１１６をパターニングした。シリコン基板１１０のボロンドープ層１１２を有する下面は、図１〜３に示す微小ミラー１０２、トーションバー１０４、枠状部１０６及びスリット１０８などを形成するための第２のマスク１１８をパターニングした。このパターニングのために、熱酸化膜１１４の表面及び裏面にそれぞれレジスト塗布、露光及び現像を行った。現像工程後、緩衝フッ酸溶液を用いて所定領域の熱酸化膜（酸化シリコン膜）１１４を除去した。その後レジスト剥離を行うことでパターニング工程が終了する。このレジスト剥離は、例えば硫酸と過酸化水素水の混合液を８０℃にて加熱して使用することができる。
【００８４】
（４）シリコン基板１１０のエッチング工程
次に、図４（Ｅ）に示すように、シリコン基板１１０の上面側に形成された第１のマスク１１６を使用して、シリコン基板１１０をエッチングして除去した。このエッチング工程は、１〜４０重量％の濃度のＫＯＨ水溶液を用いて、シリコン基板１１０をウエットエッチングした。ＫＯＨ水溶液の濃度は、１０重量％前後が最適である。このエッチング工程の反応は、下記の反応式に従って行われる。
【００８５】
Ｓｉ＋２ＫＯＨ＋Ｈ2Ｏ→Ｋ2ＳｉＯ3＋２Ｈ2
ここで、図４（Ｅ）に示すように、シリコン基板１１０の表面１１０ａの結晶面方位を（１００）とすると、エッチングにより形成される側壁１１０ｂは５５℃の角度を持った傾斜壁となる。これに対して、表面１１０ａの結晶面方位を（１１０）とすると、側壁１１０ｂはほぼ垂直な壁とでき、異方性の高いエッチングを実現できる。こうすれば、より広い面積を光変調が可能な面とすることができる。
【００８６】
この場合のエッチング終点検出は、シリコン基板１１０の反応により生ずる水素気泡を観測し、水素気泡がなくなった時点を終点とすることができる。あるいは、ボロンドープ層１１２の不純物濃度を、１×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以上とすることで、このボロンドープ層１１２をエッチングストップ層として機能させることができる。
【００８７】
なお、この工程で用いられるエッチング液としては、ＫＯＨ水溶液以外では、ＴＭＡＨ（テトラメチル水酸化アンモニウム）水溶液、ＥＰＤ（エチレンジアミン−ピロカテコール−ジアジン）水溶液またはヒドラジン水溶液などを使用することができる。
【００８８】
（５）ボロンドープ層１１２のエッチング工程
次に、図４（Ｆ）に示すように、熱酸化膜１１４の下面に形成された第２のマスク１１８を使用して、ボロンドープ層１１２をドライエッチングする。
【００８９】
このドライエッチングは、エッチング速度が速く量産に適したＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いることが好ましい。このとき、処理ガスとして、ＣＦ4を３０〜６０ｓｃｃｍ、Ｏ2を３０〜６０ｓｃｃｍ導入し、１３．５６ＭＨｚの高周波電源のパワーを、４００〜８００Ｗ、特に最適地として６００Ｗに設定した。チャンバ内圧力は、好ましくは０．０５〜０．３０Ｔｏｒｒであり、本実施例では最適値である０．１５Ｔｏｒｒを採用した。本実施例では２μｍのボロンドープ層をエッチングするのに、１５〜３０分のエッチング時間を要した。
【００９０】
このボロンドープ層１１２をドライエッチングすることで、図１〜３に示す微小ミラー１０２、トーションバー１０４、枠状部１０６及びスリット１０８がそれぞれ形成される。
【００９１】
（６）熱酸化膜１１４の剥離工程
この熱酸化膜１１４は、（５）の工程の耐エッチングマスク材として使用された後に剥離される。剥離させる方法としては、例えば、（３）パターニング工程で説明したように、緩衝フッ酸溶液を用いることができる。また、１０％程度の希フッ酸溶液を用いても良い。この工程の実施例により、図４（Ｇ）に示すように、ボロンドープ層１１２で形成された枠状部１０６に、微小ミラー１０２、トーションバー１０４などが支持された状態を得ることができる。
【００９２】
（７）反射層１０２ａの蒸着工程
次に、ボロンドープ層１１２にて形成された微小ミラー１０２の表面に、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる反射層１０２ａを、例えば０．２〜２μｍの厚さにて蒸着する。反射層１０２ａの膜厚が上限を越えると、微小ミラー１０２の慣性モーメントが大きくなって、駆動時の応答速度が遅くなったり、傾斜駆動する際の駆動電圧が高くなる。上記膜厚範囲の下限を下回ると、ボロンドープ層１１２の全面に均一厚さで反射層１０２ａを形成することが困難となる。
【００９３】
このとき、微小ミラー１０２の表面以外の部分、すなわちトーションバー１０４にはＡｌが付着しないようにマスキングしてもよいが、本実施例のようにトーションバー１０４上にも反射層１０２ａを形成してもよい。枠状部１０６の表面に残存するシリコン基板１１０の天面は、その後ガラス製電極基板２００と陽極接合される領域であるため、この部分に陽極接合を妨げる異物が付着しないようにマスキングすることが重要である。
【００９４】
なお、反射層１０２ａの材質としては、可視光を効率よく反射できるものであればよく、例えば銀（Ａｇ）を用いることもできる。また、反射層１０２ａの形成工程は、必ずしも蒸着方法を用いるものに限らず、例えばスパッタを採用することもできる。
【００９５】
この反射層１０２ａの形成工程では、その下地材であるボロンドープ層１１２が平坦であるから、その上に形成される反射層１０２ａも平坦に形成することができる。これにより、反射層１０２ａに入射される光を、その入射角と等しい反射角にて反射させることができ、この光変調装置を用いて表示装置を構成した場合、コントラストを向上させることが可能となる。
【００９６】
以上の各工程の実施により、図１〜３に示すシリコン製ミラー基板１００が完成する。この後、図４（Ｉ）に示すように、シリコン製ミラー基板１００、ガラス製電極基板２００及びカバーガラス基板３００の接合が行われることになる。この接合工程を説明する前に、図５を参照して、ガラス製電極基板２００の製造プロセスについて説明する。
【００９７】
（ＩＩ）ガラス製電極基板２００の製造プロセス
図５（Ａ）に示すように、ガラス製電極基板２００のベースとなるガラス基板２３０は、後述する陽極接合を行うために、アルカリ金属例えばナトリウム（Ｎａ）を含有したガラス基板を用いている。この種のガラス基板２３０としては、ホウケイ酸ナトリウムガラスを用いることができ、例えばコーニング社製のパイレックスガラス（商品名）を用いることができる。特に、陽極接合時にガラス基板２３０を加熱するため、シリコンと熱膨張係数がほぼ等しいことを考慮すると、コーニング＃７７４０（商品名）が最適である。
【００９８】
以下、このガラス基板２３０を用いたガラス製電極基板２００の製造プロセスについて説明する。
【００９９】
（１）凹部２０２等のパターニング工程
ガラス基板２３０上へのレジスト塗布、露光及び現像工程を実施することで、図５（Ｂ）に示すように、ガラス基板２３０の表面に、レジストパターン部２３２を形成する。レジストパターン部２３２は、立ち上がり部２０４、支柱部２１０の相当箇所に形成される。
【０１００】
（２）凹部２０２等の形成のためのエッチング工程
このレジストパターン部２３２をマスクとして、ガラス基板２３０をフッ酸水溶液を用いてウエットエッチングする。これにより、図５（Ｃ）に示す凹部２０２の他、電極取出口２０６及び電極取出板部２０８も同時に形成される。この凹部２０２の深さは、処理時間及び温度などのエッチング条件を変更することで調整できる。
【０１０１】
この凹部２０２の深さは、微小ミラー１０２の振れ角を決める重要な要素であるため、上記のエッチング条件を調整して、ロット間で等しい深さの凹部２０２を形成する必要がある。
【０１０２】
（３）レジスト剥離工程
このレジスト剥離は、硫酸＋過酸化水素水の混合液を用いることで行うことができ、これにより図５（Ｄ）に示すように、ガラス基板２３０に形成された立ち上げ部２０４の天面から、レジストパターン部２３２を剥離させることができる。
【０１０３】
（４）配線パターン部２１２の形成工程
この配線パターン部２１２を、凹部２０２及び電極取出板部２０８上に形成するために、まず、図５（Ｅ）に示すように、ガラス基板２３０の全面に、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）又はＩＴＯにて代表される透明電極などを材質とする電極膜２３４を形成する。この電極膜２３４は、蒸着法、スパッタ法又はイオンプレーティング法等により形成することができる。その後、この電極膜２３４上に、ホトリソグラフィ工程を実施することでレジストパターン部２３６を形成する（図５（Ｆ）参照）。その後、このレジストパターン部２３６をマスクとして使用して、電極膜２３４をエッチングする。このエッチングは、ウエットエッチングにより実施できる。
【０１０４】
その後、図５（Ｇ）に示すように、配線パターン部２１２上のレジストパターン部２３６を剥離することで、ガラス製電極基板２００が完成する。このとき用いる剥離材は、電極膜２３４の材質により適宜選択される。電極膜２３４の材質をＩＴＯとすることもできる。この場合には、硫酸＋過酸化水素水の混合液からなる剥離液は、ＩＴＯ自体が溶解するため使用できないので、その代わりに有機溶剤系の剥離液を使用することができる。
【０１０５】
（ＩＩＩ）シリコン製ミラー基板１００とガラス製電極基板２００との陽極接合
図６に示すように、位置合わせ機構３１４上に搭載されたホットプレート３１０上にガラス製電極基板２００を載置し、その上にシリコン製ミラー基板１００を載置する。このとき、ガラス製電極基板２００に形成された第１，第２のアドレス電極２１４，２１６と、シリコン製ミラー基板１００に形成された微小ミラー１０２とが、それぞれ対向する位置に位置合わせする。この位置合わせは、上方より顕微鏡３１６にて観察しながら、位置合わせ機構３１４によりガラス製電極基板２００を二次元平面で移動させることで行われる。
【０１０６】
また、陽極接合の際に、基板１００、２００間にゴミなどの異物が混入していると、微小ミラー１０２と配線パターン部２１２とがショートし、不良品となってしまう。そこで、両基板１００、２００を接合する前に、異物混入の有無を確認する検査を行うことが重要である。この検査は、両基板１００、２００を重ね合わせる前に行うことができると共に、配線パターン部２１２を透明電極例えばＩＴＯにて形成した場合には、両基板を重ね合わせても、ガラス製電極基板２００の下側より顕微鏡にて観察して行うことができる。
【０１０７】
その後、シリコン製ミラー基板１００及びガラス製電極基板２００を直流電源３１２に接続する。シリコン製ミラー基板１００は電源３１２のプラス端子に、ガラス製電極基板２００は電源３１２のマイナス端子にそれぞれ接続される。そして、ホットプレート３１０により、ガラス製電極基板２００を２５０〜４５０℃、例えば３５０℃に加熱し、電源３１２より３００〜１０００Ｖ、例えば６００Ｖの電極を２〜３分間印加する。
【０１０８】
そうすると、ホットプレート３１０により加熱されることで、ガラス製電極基板２００中のＮａ（プラス）が移動しやすくなる。このＮａ（プラス）の移動により、ガラス製電極基板２００の接合面はマイナスに帯電し、シリコン製ミラー基板１００の接合面はプラスに帯電する。この結果、両接合面間には大きなクーロン力が作用し、界面で化学結合が生じて静電接合が行われることになる。これにより、シリコン製ミラー基板１００とガラス製電極基板２００とを強固に接合することができる。
【０１０９】
この陽極接合により、シリコン製ミラー基板１００のトーションバー１０４の両端部及び枠状部１０６が、ガラス製電極基板２００の立ち上げ部２０４と接合され、シリコン製ミラー基板１００のトーションバー１０４の中間部は、ガラス製電極基板２００の支柱部２１０と接合される。
【０１１０】
このように、シリコン製ミラー基板１００とガラス製電極基板２００とを陽極接合することで、接着剤を用いた場合のように、接着層の厚みを要することなく、両者を確実に接合できる。しかも、接着剤を用いた場合とは異なり、接着層の厚さがばらつくくこともないので、図３（Ｂ）に示す凹部深さＨをロット間でほぼ一定に設定することができる。この凹部深さＨは、微小ミラー１０２の振れ角θを決定するものであるが、陽極接合によりこの振れ角θをもロット間で均一に設定することが可能なる。
【０１１１】
カバーガラス基板３００を、ガラス製電極基板２００と同様にＮａを含有するガラス基板で構成すれば、シリコン製ミラー基板１００の枠状部１０６に対して、このカバーガラス基板３００を同様に陽極接合することができる。但し、シリコン製ミラー基板１００とカバーガラス基板３００との接合は、精度を要するものではないので、他の接合方法例えば接着剤を用いた接合方法を採用することもできる。
【０１１２】
（ＩＶ）封止、ダイシング及び配線工程
（１）封止工程
電極取出口２０６を封止材により封止して密閉する。こうすると、下記の（２）ダイシング工程にて、シリコン製ミラー基板１００およびガラス製電極基板２００の間に異物、水などが侵入することを防止できる。この結果、微小ミラー１０２と配線パターン部２１２とがショートすることを防止でき、処理の歩留まりを向上させることができる。また、下記の（２）ダイシング工程後には、光変調素子３３０の２つの側面に、図７（Ｂ）に示すようにトーションバー１０４の板厚分の微細な間隙２４０が生じるので、この微細な間隙２４０も同様にして封止することができる。
【０１１３】
（２）ダイシング工程
図７（Ａ）に示すように、上記のようにして得られる光変調素子３３０を複数個同時に、図４（Ａ）に示すシリコン基板１１０を構成する１枚のウェハ３２０上に形成することができる。このため、光変調素子３３０の完成後に、ウェハ３２０をダイシングして、個々の光変調素子３３０に分離している。このダイシング工程により、枠状部１０６に連結されていたトーションバー１０４の両端が切り離され、図１のＹ方向にて分離されて１本ずつ独立した電極として機能する。ダイシングにより分離された光変調素子３３０は図７（Ｂ）に示す通りである。
【０１１４】
（３）配線工程
その後、分離された光変調素子３３０を、図示しない基板上に固定し、配線を行う。図７（Ｂ）に示すように、電極取出板３０８上の配線パターン部２１２と、側面に露出するトーションバー１０４の端部とを、図示しない駆動回路に接続することで配線工程を実施する。こうして、光変調装置が完成する。
【０１１５】
（第２実施例）
次に、高密度実装が可能な光変調装置について、図８〜図１０を参照して説明する。
【０１１６】
高密度光変調装置の全体構成
この第２実施例に係る光変調装置は、図８及び図９に示すように、大別してシリコン製ミラー基板４００、ガラス製電極基板５００及びカバーガラス基板６００を有する。シリコン製ミラー基板４００とガラス製電極基板５００とは、第１実施例と同様に陽極接合される。シリコン製ミラー基板４００とカバーガラス基板６００との位置関係は、微小ミラーの振れ角には影響がないので、第１実施例と同様に、両基板４００、６００を陽極接合以外の例えば接着剤を用いて接合してもよい。
【０１１７】
このシリコン製ミラー基板４００は、図８のＸ方向及びＹ方向にてマトリクス状に配列された微小ミラー４０２と、Ｘ方向に配列された微小ミラー４０２を連結するトーションバー４０４と、このトーションバー４０４の端部を連結する枠状部４０６とを有する。トーションバー４０４が微小ミラー４０２と連結される連結部の周囲にはスリット４０８が形成されている。また、トーションバー４０４の一端４０４ａは、枠状部４０６に直接連結されているのに対し、その他端４０４ｂは、広い面積のミラー用電極４１０を介して枠状部４０６と連結されている。
【０１１８】
枠状部４０６の一辺には、アドレス電極取出口４１２が切り欠き形成されている。そして、多数の微小ミラー４０２が配列された領域と、アドレス電極取出口４１２とを仕切る仕切り部４１４が設けられている。
【０１１９】
このシリコン製ミラー基板４００は、シリコン基板上に複数同時に形成され、ダイシング工程の際には、図８に示すＡ〜Ｄの４箇所の位置に沿って、他のシリコン製ミラー基板と分離される。
【０１２０】
図８に示すガラス製電極基板５００は、中央領域に形成された凹部５０２と、その周囲にて立ち上げ形成された立ち上げ部５０４を有する。この凹部５０２には、シリコン製ミラー基板４００の仕切り部４１４と対向する位置に中間リブ５０６が設けられてる。さらに、凹部５０２には、図８のＸ方向にて隣接する２つの微小ミラー４０２，４０２の間に位置するトーションバー４０４と対向する位置に、支柱部５０８を有する。ガラス製電極基板５００の凹部５０２には、中間リブ５０６の両側にて、図８のＹ方向に沿って複数本の配線パターン部５１０が形成されている。この配線パターン部５１０は、トーションバー４０４を境にして微小ミラー４１２の２つの領域と対向する第１，第２のアドレス電極５１２，５１４を有する。図８のＹ方向に沿って配列された複数の第１のアドレス電極５１２は、第１の共通配線５１６に共通接続されている。同様に、図８のＹ方向に沿って配列された複数の第２のアドレス電極５１４は、第２の共通配線５１８に共通接続されいてる。そして、第１，第２の共通配線５１６，５１８の端部５１６ａ，５１８ａが、中間リブ５０６を越えた位置まで延在形成されている。
【０１２１】
なお、このガラス製電極基板５００も、一枚のガラス基板上に複数同時に形成され、その後一つの光変調素子に分離する際にダイシングされる。
【０１２２】
このガラス製電極基板５００をシリコン製ミラー基板４００と陽極接合した際には、第１，第２の共通配線５１６，５１８の各端部５１６ａ，５１８ａは、シリコン製ミラー基板４００に開口形成されたアドレス電極取出口４１２を介して露出される。なお、シリコン製ミラー基板４００とガラス製電極基板５００とが陽極接合された際には、第１実施例と同様に、シリコン製ミラー基板４００のトーションバー４０４の両端部４０４ａ，４０４ｂ及び枠状部４０６と、ガラス製電極基板５００の立ち上げ部５０４とが陽極接合される。また、シリコン製ミラー基板４００のトーションバー４０４の中間部が、ガラス製電極基板５００の支柱部５０８に陽極接合される。この第２実施例ではさらに、シリコン製ミラー基板４００の仕切り部４１４が、ガラス製電極基板５００の中間リブ５０６と陽極接合されるようになっている。
【０１２３】
図８に示すカバーガラス基板６００は、シリコン製ミラー基板４００に多数形成された微小ミラー４０２の配置領域と対向する位置に凹部６０２を有する。この凹部６０２の周縁には立ち上げ部６０４が形成されてる。製造プロセス上、複数のカバーガラス基板６００が１枚のガラス基板から形成されるようになっており、ガラス基板のダイシングにより図８に示す１つのカバーガラス基板６００が構成される。そして、立ち上げ部６０４の一辺６０４ａは、ダイシングされたトーションバー４０４の一端４０４ａと重合する位置に配置される。立ち上げ部６０４の前記一辺６０４ａと平行な他の一辺６０４ｂは、ダイシングされたトーションバー４０４の他端４０４ｂと重合する位置に配置される。この結果、シリコン製ミラー基板４００のミラー用電極４１０は外部に露出することになる。立ち上げ部６０４の前記各一辺６０４ａ，６０４ｂと直交する他の二辺６０４ｃ及び６０４ｄは、それぞれシリコン製ミラー基板４００の枠状部４０６と仕切り部４１４と重合する位置に配置される。
【０１２４】
この結果、図９に示すように、シリコン製ミラー基板４００に開口形成されているアドレス電極取出口４１２が外部に露出し、ガラス製電極基板５００上に形成された第１，第２の共通配線５１６，５１８への配線が可能となる。なお、この配線後は、アドレス電極取出口４１２は封止材により封止密閉される。また、上述のダイシング工程を実施すると、トーションバー４０４の一端４０４ａ及び他端４０４ｂが存在しない領域では、図９に示すように、ガラス製電極基板５００の立ち上げ部５０４と、カバーガラス基板６００の立ち上げ部６０４との間に、トーションバー４０４の厚み分だけの間隙５１１が生ずる。この間隙５１１も、上記と同様にして封止材により封止密閉される。
【０１２５】
光変調装置の製造プロセスについて
次に、図１０を参照して第２実施例に係る光変調装置の製造プロセスについて説明する。なお、ガラス製電極基板５００の製造プロセスは、図５に示すプロセスと実質的に同一プロセスを適用できる。カバーガラス基板６００は、凹部６０２をエッチング形成するために、図５（Ｂ）〜（Ｄ）のプロセスを適用すればよい。
【０１２６】
以下に、この第２実施例の光変調装置の製造プロセスに特有な点について説明する。
【０１２７】
（１）ボロンドープ層４２２の形成工程
図１０（Ａ）では、シリコン基板４２０の一面に、ボロンドープ層４２２が形成される。このボロンドープ層４２２の形成は、第１実施例と同様にして行われる。
【０１２８】
（２）基板４００，５００の陽極接合工程
この第２実施例に係る光変調装置の製造プロセスにて特有な点は、図１０（Ｂ）に示すように、ボロンドープ層４２２が形成されたシリコン基板４２０を、ガラス製電極基板５００と陽極接合している点である。
【０１２９】
この両基板４００，５００の陽極接合は、第１実施例と同様に、図６に示す装置を用いて実施される。すなわち、ホットプレート３１０上に載置されたガラス製電極基板５００を２５０〜４５０℃の範囲、例えば３５０℃まで加熱する。同時に、両基板４００，５００に直流電源３１２を接続し、ガラス製電極基板５００にはマイナス電圧を、シリコン製ミラー基板４００にはプラス電圧をそれぞれ印加する。こうすると、ガラス製電極基板５００中のＮａ（プラス）が移動し、ガラス製電極基板５００の接続合面がマイナスに帯電し、シリコン製ミラー基板４００の接合面がプラスに帯電し、両接合面間に大きなクーロン力が作用して静電接合される。
【０１３０】
この第２実施例に係る光変調装置が高密度実装に適している理由は、両基板４００，５００を陽極接合する際に、第１実施例のように既に形成された微小ミラーと配線パターン部との厳密な位置合わせを行わなくて済むからである。この厳密な位置合わせは、図１０（Ｅ）に示す反射層４０２ａのパターニングの際に必要となる。
【０１３１】
（３）シリコン基板４２０のウエットエッチング工程
次に、図１０（Ｃ）に示すように、ボロンドープ層４２２上に形成されたシリコン基板４２０を全面エッチングする。この時のウエットエッチングは、第１実施例と同じ例えば１０〜４０重量％の濃度のＫＯＨ水溶液を用い、第１実施例にて示したエッチング反応式従って、シリコンがエッチングされて除去される。エッチング終点検出はシリコン基板４２０の反応により生ずる水素気泡を観測し、水素気泡がなくなった時点を終点とすることができる。あるいは、ボロンドープ層４２２の不純物濃度を、１×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以上とすることで、このボロンドープ層４２２をエッチングストップ層として機能させることができる。
【０１３２】
なお、ウエットエッチングに用いる水溶液は、ＫＯＨ水溶液に限らず、ＴＭＡＨ水溶液、ＥＰＤ水溶液あるいはヒドラジン水溶液などを使用することもできる。
【０１３３】
（４）反射層４０２ａの蒸着工程
次に、図１０（Ｄ）に示すように、ボロンドープ層４２２の全表面に、反射層４０２ａを形成する。この反射層４０２ａとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ）を蒸着することで形成している。この反射層４０２ａの膜厚は、第１実施例と同様に０．２〜２μｍとすることができる。
【０１３４】
（５）反射層４０２ａのパターニング工程
次に、図１０（Ｅ）に示すように、一連のホトリソグラフィ工程を実施して、反射層４０２ａ上にレジストパターン部４２４を形成する。このレジストパターン部４２４は、図８に示すシリコン製ミラー基板４００に形成される微小ミラー４０２、トーションバー４０４、枠状部４０６、スリット４０８、ミラー用電極４１０、アドレス電極取出口４１２及び仕切り部４１４の形状と相応している。
【０１３５】
反射層４０２ａがアルミニウム（Ａｌ）で形成された場合には、燐酸と酢酸、硝酸の混合液を３０℃に加熱して、約３分間浸積してウエットエッチングを行うことができる。これにより、図１０（Ｅ）に示すように、反射層４０２ａのパターニングを行うことができる。
【０１３６】
このときに、両面アライメント装置を用いれば、０．５μｍの精度で、パターニングを行うことができる。すなわち、図１０（Ｅ）の下方より、すなわちガラス製電極基板５００の下方側より顕微鏡を介して配線パターン部５１０の位置を認識し、同時に、シリコン製ミラー基板４００の上方側からも顕微鏡にて観測を行う。そして、ガラス製電極基板５００に形成された配線パターン部５１０の認識位置を基準として、レジストパターン部４２４を形成するための露光工程を実施することができる。これにより、微小ミラー４０２などと相応する形状のレジストパターン４２４を、配線パターン部５１０の第１，第２のアドレス電極５１２，５１４と対向する位置に形成することができ、これにより実装密度が高まっても精度のよいパターニングを行うことが可能となる。
【０１３７】
また、両基板４００，５００の両極接合前に、その挟まれた空間に万一異物が混入していたとすると、これを除去することが極めて困難になる。この異物がガラス製電極基板５００の配線パターン部５１０と付着すると、微小ミラー４０２が傾斜駆動された際に、両者間にショートが生じ、不良となって歩留まりが低下してしまう。
【０１３８】
そこで、この第２実施例では、両基板４００，５００の陽極接合の前に、透明なガラス製電極基板５００側から光を照射し、異物の混入があるか否かを検査している。この際に、ガラス製電極基板５００に形成される配線パターン部５１０は、Ａｌ、Ａｇなどの金属に代えて、透明電極例えばＩＴＯとすることが好ましい。こうすると、ＩＴＯの表面に付着している異物をも検出可能となる。
【０１３９】
（６）ボロンドープ層４２２のドライエッチング工程
ボロンドープ層４２２をエッチングするには、ウエットエッチングよりもドライエッチングが適している。その理由は、ウェットエッチングではボロンドープ層４２２のエッチング、水洗、乾燥の一連の工程で、外部から異物が付着したり、乾燥しみが発生したりすることがあるが、ドライエッチングではそれがないからである。
【０１４０】
ボロンドープ層４２２をドライエッチングするには、レジストパターン部４２４を耐エッチングマスク材にしている。このドライエッチングは、第１実施例の図４（Ｆ）の工程と同じ条件で実施できる。
【０１４１】
（７）レジストパターン部４２４の剥離工程
このレジストパターン部４２４は、例えばＵＶアッシング装置により、ドライプロセスにてアッシングして除去することができる。
【０１４２】
（８）カバーガラス基板とシリコン製ミラー基板との接合工程
このカバーガラス基板６００は、第１実施例と同様に、精度の高い接合は不要であるため、陽極接合に代えて、接着剤による接合を行うこともできる。
【０１４３】
（９）封止工程
ダイシング時の水や異物の進入を防止するために、図９に示す電極取出し開口４１２を封止材で封止する。ダイシング後に生ずる図９に示す微細な間隙５１１も、後に同様にして封止される。
【０１４４】
（１０）ダイシング工程
上述した各工程は、複数個の光変調素子を構成するための基板４００，５００及び６００を複数組搭載できるシリコン基板あるいはガラス基板の状態で行われる。そしてカバーガラス基板６００の接合工程が終了した後に、一つ一つの光変調素子に分離するためのダイシングが行われる。このダイシングの際に、図８に示す位置Ａ〜Ｄの位置に沿って、基板４００，５００及び６００がそれぞれダイシングされることになる。これにより、組立中は相互に連結されていた複数本のトーションバー４０４がそれぞれ分離される。
【０１４５】
（１１）配線工程
最後に、分離された光変調素子のミラー電極４１０とアドレス電極５１２、５１４の端部５１２ａ、５１４ａを、図示しない駆動回路に接続して配線を行う。これにより、光変調装置が完成する。
【０１４６】
なお、上述の第１，第２実施例では、シリコン製ミラー基板とガラス製電極基板とを陽極接合した例を示したが、これに代えて他の接合方法を採用することもできる。他の例として、直接接合及び共晶接合を挙げることができる。
【０１４７】
直接接合は、ミラー基板及び電極基板を共にシリコン基板とした場合に利用できる。シリコン基板を良く洗浄し、シリコン基板の接合面の濡れ性を良好とした後に、例えば赤外線顕微鏡を用いて室温下で位置合わせ及び仮止めを行う。その後、仮止めされたシリコン基板を８００〜１２００℃、最適温度として１１００℃にて、窒素雰囲気中で１〜４時間熱処理することで、シリコン基板同士を直接接合することができる。ここで、シリコン基板の濡れ性が良好である時には、シリコン表面元素はＳｉ−Ｏ−Ｈの結合になっている。これを熱処理することにより、脱水反応が生じてＳｉ−Ｏ−Ｓｉの共有結合となり、シリコン基板同士が接合される。
【０１４８】
共晶接合は、電極基板の接合面をアルミニウム（Ａｌ）または金（Ａｕ）とした時に利用できる。これらの金属は、３００〜３５０℃と比較的低温で合金化し易い。例えば、Ａｕ膜を電極基板上にスパッタ法にて形成し、そのＡｕ膜表面にシリコン製ミラー基板を接触させ、３００〜４００℃で１〜２時間熱処理すると、接合界面のＡｕがＳｉ中に拡散してゆき、接合界面がなくなり接合される。
【０１４９】
このように、電極基板の材質としては、採択される接合法に応じて種々選択できる。ただし、接合が加熱下で行われる場合には、シリコンと熱膨張係数が近いことが好ましい。
【０１５０】
（第３実施例）
以下に示す第３実施例は、微小ミラー４０２と第１，２のアドレス電極５１２，５１４との間のショートを確実に防止できる構成を示している。図１１（Ａ）に示すように微小ミラー４０２が第１，第２のアドレス電極５１２，５１４と対向する側の面には、絶縁膜４１６が形成されている。こうすると、微小ミラー４０２と第１，第２のアドレス電極５１２，５１４との間に万一異物１０が存在したとしても、絶縁膜４１６によって、微小ミラー４０２と第１，第２のアドレス電極５１２，５１４との間のショートを防止できる。
【０１５１】
微小ミラー４０２の裏面側に絶縁膜４１６を形成すると、図１１（Ｂ）に示すように、第１，第２のアドレス電極５１２，５１４を微小ミラー４０２の傾動時の傾き角を決定するストッパーとして兼用することもできる。この種の絶縁膜は、例えば第１実施例に示す光変調装置の場合にあっては、図４（Ｇ）に示す熱酸化膜の剥離工程を省略することで実現できる。即ち、図４（Ｃ）にて形成した熱酸化膜１１４を、絶縁膜として兼用することができる。
【０１５２】
微小ミラー４０２と第１，第２のアドレス電極５１２，５１４との間のショートを防止するためには、第１，第２のアドレス電極５１２，５１４の表面に、絶縁をスパッタ装置等の成膜装置によって形成してもよい。
【０１５３】
微小ミラー４０２の裏面に絶縁膜４１６を形成した場合には、第１、第２のアドレス電極５１２、５１４の表面を粗面に形成するとよい。こうすると、微小ミラー４０２と接触する電極５１２、５１４の接触面積を少なくすることができる。粗面に形成しないと、微小ミラー４０２に形成された絶縁膜４１６に、ホットキャリアの帯電がおき、電極５１２、５１４への微小ミラー４０２の張り付きが生じてしまう。電極５１２、５１４の表面を粗面にするだけで、これらの弊害を防止できる。なお、この粗面は、好ましくは２００オングストローク以上の高さを持つ凸部を電極表面に形成することで実現できる。
【０１５４】
第１、第２のアドレス電極５１２、５１４の表面を粗面にするには、例えばスパッタ法による成膜時の条件を変えて粒径の大きなスパッタ粒子を用いて成膜するとよい。あるいは、蒸着法によって電極５１２、５１４を形成すると、その表面が粗面となる。
【０１５５】
あるいは、図５（Ｃ）に示す凹部２０２等の形成のためのエッチング工程において、エッチング条件を変えてエッチング面を粗面にすることにより、その上に形成されたＩＴＯ膜面を粗面にすることができる。
【０１５６】
微小ミラー４０２に形成された絶縁膜４１６と、電極５１２、５１４との接触面積を少なくするためには、図１２に示すように、微小ミラー４０２の両端側であって、絶縁膜４１６の一部を下方に突出させたマイクロピラミッド４１６ａを形成することもできる。このマイクロピラミッド４１６ａを形成するには、図１３（Ａ）〜（Ｃ）の工程を実施すればよい。まず、同図（Ａ）に示すように、絶縁膜４１６上に平坦な第１の酸化膜４３０を形成する。その後この第１の酸化膜４３０上であって、微小ミラー４０２の両端部の位置に、局所的に第２の酸化膜４３２を形成する。
【０１５７】
次に、この第１，第２の酸化膜４３０，４３２をエッチングする。こうすると、図１３（Ｂ）に示すように、エッチング速度が全面にて均一であるとすれば、中央領域の第１の酸化膜４３０が完全に除去された後も、その周縁領域の第１の酸化膜４３０が残存している。その後引き続きエッチングを進行させると、中央領域の絶縁膜４１６の表面のみがエッチングされ、その端部の絶縁膜４１６がエッチングされないことになる。
【０１５８】
そして、図１３（Ｃ）に示すように、その端部に残存している酸化膜を除去することで、微小ミラー４０２の両端に、絶縁膜４１６にて形成されたマイクロピラミッド４１６ａを形成することができる。
【０１５９】
第１，第２のアドレス電極５１２，５１４によって微小ミラー４０２の裏面に形成した絶縁膜４１６の帯電を防止するには、図１４に示すように、ガラス製電極基板５００の凹部５０２より突出する絶縁性ストッパ５３０を設けることでもよい。こうすると、微小ミラー４０２の傾斜駆動時であっても、その裏面側の絶縁膜４１６、第１，第２のアドレス電極５１２，５１４との距離を大きくとれることによって、帯電に伴う微小ミラー４０２の張り付きを防止できる。
【０１６０】
（第４実施例）
次に、第１実施例または第２実施例の光変調装置を用いて、プロジェクターを構成する実施例について、図１５〜図１７を参照して説明する。
【０１６１】
図１５は、１段の光変調装置７００を用いて、プロジェクターを構成した実施例を示している。同図に示す通り、プロジェクションランプ７０２から出射された白色光は、コンデンサレンズ７０４を介して回転式カラーフィルタ７０６に集光される。この回転式カラーフィルタ７０６は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三色の色フィルターを有する。コンデンサレンズ７０４の集光位置に対して各色フィルターが回転配置されることで、順次異なる色の波長の光がフィルターを通過する。
【０１６２】
回転式カラーフィルタ７０６の「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」のフィルタを順次透過した光は、コンデンサレンズ７０８、反射ミラー７１０及びハーフプリズム７１２を経由して、光変調装置７００に入射することになる。この光変調装置７００では、外部からの映像信号に基づいて、上述した駆動法に従って、Ｘ方向（水平方向）の端から順次、微小ミラーを傾斜駆動させる走査を行い、かつ、Ｙ方向（垂直方向）に順次走査することで、マトリクス状に配列された各々の微小ミラーにて入射光を反射させる。これにより、微小ミラーが配置されたマトリクス状の各画素にて、階調に応じて変調された反射光を得ることができる。
【０１６３】
この反射光は、ハーフプリズム７１２を介して平行光としてプロジェクションレンズ７１４に入射され、このプロジェクションレンズ７１４を介してスクリーン７１６上にて拡大投影されることになる。
【０１６４】
ここで、本実施例の光変調装置７００は、偏光板を有することで光利用率の低い従来の液晶パネルと比べて、光利用効率は３倍以上あり、スクリーン７１６上に十分な明るさをもった画像を表示することが可能となる。
【０１６５】
しかも、微小ミラーの応答速度は２０μｓｅｃと、従来の液晶の３０ｍｓｅｃに比べて格段に速く、画像のちらつきをも防止することができる。さらには、従来の液晶パネルを利用する場には、光利用効率が低いため、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」に対応して３枚の液晶パネルを必要としていたため、各軸方向でのアライメント調整が極めて煩雑であった。
【０１６６】
これに対して、本実施例の光変調装置７００を用いれば、図１５に示すように１段のみで十分な明るさを得られ、アライメント調整も極めて容易となる。
【０１６７】
なお、この光変調装置７００を、図１６，図１７に示すように、２段又は３段設けることもできる。図１６の場合、回転式カラーフィルタ７０７は「Ｇ」、「Ｂ」のフィルターを有し、２つの光変調装置７００の前段に２波長領域に分光する分光プリズム７１７が配置される。一方、図１７の場合には、回転式カラーフィルタは用いられず、３つの光変調装置７００の前段に３波長領域に分光する分光プリズム７１８が設けられる。こうして、光変調装置７００を、いずれか２色の波長に兼用し、あるいは各波長毎に独立して２段または３段配置することも可能である。こうすれば、より明るく鮮明な画像をスクリーン７１６上に投影することが可能となる。
【０１６８】
（第５実施例）
図１８は、本実施例の光変調装置７２０を、電子写真装置例えばレーザプリンタに適用した実施例を示している。この実施例では、光変調装置７２０が従来のポリゴンミラーの代用として用いらている。同図において、光変調装置７２０の複数の微小ミラー７２２は、レーザ光源７２４から出射されるレーザ光と平行な方向に沿って配列されている。
【０１６９】
図１８では、右側の端部に位置する微小ミラー７２２がＯＮ駆動された状態が示されており、この微小ミラー７２２のＯＮ駆動時に反射される反射光の進行方向前段には、感光ドラム７３０が配置されている。このとき、他の微小ミラーはＯＦＦ駆動であり、レーザ光を遮ることがない。
【０１７０】
感光ドラム７３０は、図１９に示すように例えば時計方向に回転可能となっている。この感光ドラム７３０の周囲には、露光ランプ７３２、現像装置７３４、転写装置７３６、クリーニング装置７３８、除電装置７４０がそれぞれ配置されている。図１８に示す光変調装置７２０の各々の微小ミラー７２２を、図の右側から左側に順番に走査すると、予め露光ランプ７３２にて一定電位に帯電された感光ドラム７３０の表面電位は、微小ミラー７２２により変調された反射光に基づいて電位が変わり、潜像が形成される。感光ドラム７３０の回転により、現像装置７３４により潜像にトナーが付着されて現像され、転写装置７３６によりそのトナーが記録媒体７４４側に転写される。この記録媒体７４４は、その後段に設けられた定着ローラ７４２にて定着が行われた後に排紙される。また、転写が終了した後は、感光ドラム７３０上に残存するトナーがクリーニング装置７３８により回収され、除電ランプ７４０により除電されて初期状態に戻る。
【０１７１】
このように、本実施例によれば、光変調装置７２０を従来のポリゴンミラーの代用として用いることができ、しかも光変調装置７２０は高密度実装が可能であってかつ応答速度が速いため、高い解像度の画像を記録媒体７４４上に記録することができる。
【０１７２】
（第６実施例）
この第６実施例は、本実施例の光変調装置を光スイッチングが可能な例えば光カードに適用した実施例を示している。図２０に示すように、絶縁基板７５０上には、任意の誘導電圧を生じされせることができる複数例えば１２個の誘導コイル７５２−１〜７５２−１２が設けられる。
【０１７３】
この絶縁基板７５０上の端部には本実施例の光変調装置７６０が配置されている。そして、各々の誘導コイル７５２−１〜７５２−１２は、光変調装置７６０に設けられた６個の微小ミラーとそれぞれ対向する第１，第２のアドレス電極に、配線パターン７５４を介して接続されている。
【０１７４】
この光カードからの光スイッチング信号を検出できるデバイスに、この光カードを挿入すると、絶縁基板７５０に形成された１２個の誘導コイル７５２−１〜７５２−１２とそれぞれ対応してデバイス側の１２個の誘導コイルが配置される。これに通電することで各々の誘導コイル７５２−１〜７５２−１２にて誘導電圧が生ずる。この誘導電圧に基づき、光変調装置７６０内の６個の微小ミラーを傾斜駆動させ、その反射光により変調された光スイッチング信号を得ることができる。
【０１７５】
ここで、この光変調装置７６０は極めて小型に形成することができるので、携帯用のカード内に十分収容することができる。しかも、この光カードは磁気の影響とは無関係であるので、カード内のデータが読みとられて犯罪に使用されることを防止できる。
【０１７６】
（第７実施例）
この第７実施例は、本発明に係る光変調装置７８０を露光装置に組み込み、露光される半導体ウェハ７７０の表面に、ロット番号その他のウェハ固有の情報を書き込むために用いている。
【０１７７】
ウェハ７７０が載置されるウェハ載置台７７２と対向して、その情報には露光のための光源７７４が設けられている。この光源７７４とウェハ載置台７７２との間には、光源７７４から出射された光を、所定のマスクパターン像として、ウェハ７７０上に縮小投影するレチクル７７６が設けられている。この露光装置に内蔵された光変調装置７８０は、光源７７４からの一部の光が入射される位置に配置され、微小ミラーがＯＮ駆動された際に、その反射光がウェハ７７０の所定の位置に入射するようになっている。
【０１７８】
ここで、露光装置の光源７７４の波長は、ｇ線、ｉ線、エキシマレーザと、素子の高密度化に従い短波長となっている。もしこのような短波長の光を、液晶を用いた光スイッチング素子にて変調しようとすれば、封入された液晶はすぐに劣化してしまう。
【０１７９】
本発明の光変調装置７８０は、微小ミラーにてこの短波長を反射するだけであるので、十分な耐久性を有する。
【０１８０】
このように、本発明の光変調装置７８０を用いれば、光源７７４からの短波長の露光用の光を兼用して、ウェハ７７０上にＩＤ情報などを記録することができ、別個に光源を設ける必要がなくなる。
【０１８１】
本発明に係る光変調装置は、上述の各種機器に応用されるものに限らず、光を階調変調するもの、あるいは単にＯＮ／ＯＦＦ変調する各種の機器に適用することが可能である。例えば、光変調装置の微小ミラーにて反射された光を直接目視できるように構成し、絵や文字などのキャラクターを表示する広告用の看板、あるいは時計表示などにも適用することが可能である。
【０１８２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る光変調装置の組立分解斜視図である。
【図２】図１に示す装置に用いられる微小ミラーの拡大斜視図である。
【図３】（Ａ）は微小ミラーの平面図、（Ｂ）は微小ミラーの側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｉ）はそれぞれ、図１に示す光変調装置のシリコン製ミラー基板の製造プロセスを説明する概略断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は、図１に示す光変調装置のガラス製電極基板の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図６】図４（Ｉ）の陽極接合工程を説明するための概略説明図である。
【図７】（Ａ）は図１に示す複数の光変調装置が１枚のウエハ上から製造される状態を説明するための概略説明図、（Ｂ）はウエハから分離された一つの光変調装置の概略斜視図である。
【図８】本発明の第２実施例に係る光変調装置の組立分解斜視図である。
【図９】第２実施例に係る光変調装置の斜視図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ、図８に示す装置の製造プロセスを説明する概略断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、微小ミラーの裏面に絶縁膜を形成した本発明の第３実施例を説明するための概略説明図である。
【図１２】微小ミラーの裏面に形成された絶縁膜の端部にマイクロピラミッドを設けた第３実施例の変形例を示す概略説明図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、図１２に示すマイクロピラミッドを形成する工程を示す概略断面図である。
【図１４】ガラス製電極基板に絶縁性ストッパを設けた第３実施例の変形例を示す概略説明図である。
【図１５】１段の光変調装置を設けてプロジェクターを構成した本発明の第４実施例の概略説明図である。
【図１６】２段の光変調装置を設けてプロジェクターを構成した第４実施例の変形例を示す概略説明図である。
【図１７】３段の光変調装置を設けてプロジェクターを構成した第４実施例の変形例を示す概略説明図である。
【図１８】本発明の光変調装置をポリゴンミラーの代用として用いて電子写真装置を構成した本発明の第５実施例の概略説明図である。
【図１９】図１８に示す電子写真装置の感光体回りの構成を説明するための概略説明図である。
【図２０】光変調装置を光スイッチング装置としての光カードに適用した本発明の第６実施例を説明するための概略説明図である。
【図２１】光変調装置を露光装置に内蔵した本発明の第７実施例を説明するための概略説明図である。
【図２２】従来の光変調装置の組立分解斜視図である。
【図２３】従来の光変調装置の光変調動作を説明するための概略説明図である。
【図２４】（Ａ）〜（Ｈ）は、図２２に示す従来の光変調装置の製造プロセスを示し、下層の上に中間層を形成するプロセスの概略説明図である。
【図２５】（Ａ）〜（Ｆ）は、図２４で得られた中間層の上に上層を形成する従来のプロセスを示す概略説明図である。
【符号の説明】
１００，４００  シリコン製ミラー基板
１０２，４０２  微小ミラー
２０２ａ，４０２ａ  反射層
１０４，４０４  トーションバー
１０６，４０６  枠状部
１１０，４２０  シリコン基板
１１２，４２２  ドープ層
１１６  第１マスク
１１８  第２マスク
２００，５００  ガラス製電極基板
２０２，５０２  凹部
２０４，５０４  立ち上り部
２１０，５０８  地中部
２１２，５１０  配線パターン部
２１４，５１２  第１のアドレス電極
２１６，５１４  第２のアドレス電極
２１８，５１６  第１の共通配線
２２０，５１８  第２の共通配線
３００，６００  カバーガラス基板
３１０  ホットプレート
３１２  直流電源
３２０，７７０  半導体ウェハ
７００，７２０，７６０，７８０  光変調装置
７０２，７１４  プロジェクションランプ
７０６  回転式カラーフィルタ
７１２  ハーフプリズム
７１６  スクリーン
７２４  レーザ光源
７３０  感光ドラム
７３４  現像装置
７３６  転写装置
７５０  絶縁基板
７５２  誘導コイル
７５４  配線パターン
７７２  ウェハ載置台
７７４  光源
７７６  レチクル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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