專(zhuān)利名稱(chēng)：光調(diào)制裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光調(diào)制裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
光調(diào)制裝置是利用微鏡和驅(qū)動(dòng)電極之間的電位差所產(chǎn)生的靜電力，傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡來(lái)調(diào)制來(lái)自光源的光。作為光調(diào)制裝置，已有例如將多個(gè)微鏡配置為矩陣形結(jié)構(gòu)的DMD(Digital MicromirrorDevice)。DMD能提供高分辨率、高亮度的大畫(huà)面。因此，DMD被用于投影器等的投影式圖像裝置。
光調(diào)制裝置具有，將擁有微鏡的鏡襯底和擁有驅(qū)動(dòng)電極的電極襯底，層疊起來(lái)的結(jié)構(gòu)。以設(shè)置在鏡襯底和電極襯底之間的支撐部(柱)作為支點(diǎn)，傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡。其支撐部，是將多個(gè)微鏡彼此相互連接、固定在作為傾斜驅(qū)動(dòng)時(shí)的軸的鏡襯底的軸部上(扭轉(zhuǎn)桿)。
由于是扭動(dòng)支撐部和軸部間那樣，來(lái)傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡，所以在支撐部和軸部的邊界部，有應(yīng)力集中。目前，支撐部和軸部是分別形成后，再用粘接劑等固定起來(lái)，所以在傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡時(shí)，應(yīng)力集中，可能使邊界部處損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供耐久性好的光調(diào)制裝置及其制造方法。
(1)有關(guān)本發(fā)明的光調(diào)制裝置的制造方法，是利用由驅(qū)動(dòng)電極和微鏡之間的電位差所產(chǎn)生的靜電力，傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡的光調(diào)制裝置的制造方法，包含將位于傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的支點(diǎn)處的支撐部和成為傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的軸的軸部整體形成的工序。
利用本發(fā)明，由于支撐部和軸部是整體形成的，從而能提高兩者邊界部的機(jī)械性強(qiáng)度。因此，邊界部即便微鏡被傾斜驅(qū)動(dòng)而扭動(dòng)也難以損壞，從而能制造出耐久性好的光調(diào)制裝置。
(2)這種光調(diào)制裝置的制造方法，還可以包括將下述的第1襯底和第2襯底接合的工序，在此該第1襯底，擁有上述驅(qū)動(dòng)電極，該第2襯底，包含形成上述微鏡、上述支撐部和上述軸部用的第1層；成為上述第1層基礎(chǔ)的第2層；設(shè)置在上述第1和第2層之間的成為除去上述第2層時(shí)的抑止層的第3層。
這樣，可以將第1層圖案化來(lái)整體形成支撐部及軸部。
(3)這種光調(diào)制裝置的制造方法，還可以包含在形成上述支撐部之后，將上述第2襯底的上述支撐部的頂端與上述第1襯底相接合的工序。
(4)這種光調(diào)制裝置的制造方法，可以將上述第2襯底的上述支撐部的上述頂端，通過(guò)粘接劑與上述第1襯底相接合。
這樣，用粘接劑就可以簡(jiǎn)單地使第1及第2襯底相接合。
(5)這種光調(diào)制裝置的制造方法，可以將上述粘接劑敷設(shè)在上述第1襯底上。
這樣，由于在第1襯底上不形成支撐部，所以能使粘接劑均勻地敷設(shè)在表面。
(6)這種光調(diào)制裝置的制造方法，還包括在將上述第1和第2襯底接合后，以上述第3層作為抑止層來(lái)除去上述第2層的工序。
這樣，以第3層為抑止層來(lái)除去第2層。因此，在除去第2層時(shí)，不易給形成支撐部的第1層帶來(lái)?yè)p傷。
(7)這種光調(diào)制裝置的制造方法，可以在除去上述第2層后，形成上述微鏡及上述軸部。
(8)這種光調(diào)制裝置的制造方法，可以在將上述第1及第2襯底接合之前，形成上述微鏡及上述軸部。
這樣，在形成微鏡、支撐部和軸部之后，再將第1及第2襯底接合。所以，假如即使微鏡、支撐部和軸部的任意一個(gè)發(fā)生不良時(shí)，也僅僅是廢棄第2襯底即可。從而能降低成本。
(9)與本發(fā)明有關(guān)的光調(diào)制裝置，用上述方法制造。
(10)與本發(fā)明有關(guān)的光調(diào)制裝置，包括鏡襯底，具有多個(gè)微鏡；電極襯底，具有利用由與上述微鏡之間的電位差所產(chǎn)生的靜電力來(lái)傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極，并使上述微鏡和上述驅(qū)動(dòng)電極相對(duì)置而接合在上述鏡襯底，在上述鏡襯底上，將位于傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的支點(diǎn)處的支撐部和成為傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的軸的軸部整體形成。
基于本發(fā)明，由于支撐部和軸部是整體形成，所以能提高兩者邊界部的機(jī)械性強(qiáng)度。因此，邊界部即便微鏡被傾斜驅(qū)動(dòng)而扭動(dòng)也難以損壞，從而，可提供耐久性好的光調(diào)制裝置。
(11)這種光調(diào)制裝置，其上述支撐部和上述軸部，也可以由硅單晶層形成。
這樣，支撐部和軸部，可由硅單晶層整體形成。
(12)這種光調(diào)制裝置，其上述鏡襯底以及上述電極襯底，也可以用粘接劑接合起來(lái)。


圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置示意圖。
圖2是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的部分示意圖。
圖3是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的部分示意圖。
圖4A和圖4B是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的部分示意圖。
圖5A～圖5D是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖6A～圖6D是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖7A～圖7D是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖8是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖9A～圖9D是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖10A～圖10D是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖11A～圖11C是應(yīng)用了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖12是應(yīng)用了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖13A～圖13D是應(yīng)用了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
圖14A～圖14D是應(yīng)用了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法示意圖。
實(shí)施方式下面參照?qǐng)D對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但本發(fā)明不僅僅只限于下面的實(shí)施方式。
(第1實(shí)施方式)圖1～圖10是用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光調(diào)制裝置及其制造方法的說(shuō)明圖。
(光調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu))圖1為有關(guān)本實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的分解斜視圖。光調(diào)制裝置1具有電極襯底100、鏡襯底200、外殼玻璃襯底300。光調(diào)制裝置1是按電極襯底100、鏡襯底200、外殼玻璃襯底300的順序?qū)盈B而形成。
鏡襯底200的材料為，例如單晶硅。鏡襯底200，在框部210內(nèi)，有排列為矩陣狀的多個(gè)微鏡220。微鏡220的排列不僅只限于矩陣狀，還可以有與調(diào)制裝置1的用途相對(duì)應(yīng)的排列，例如，一條線狀等的任意排列。
微鏡220的平面形狀，例如，為邊長(zhǎng)15μm的正方形。當(dāng)將光調(diào)制裝置1用于投影儀等投影式圖象裝置時(shí)，一個(gè)微鏡220，作為一個(gè)象素而起作用。沿一個(gè)方向排列的微鏡220，通過(guò)軸部230相互連接。軸部230為傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡220時(shí)的軸。也就是說(shuō)，把軸部230作為軸，按箭頭A方向和B方向扭動(dòng)微鏡220。這樣，微鏡220可按箭頭A方向及箭頭B方向分別傾斜，例如約10度。圖2示出了圖1所示的矩陣狀排列的多個(gè)微鏡220的一部分。在微鏡220與軸部230的連接部分的兩側(cè)，形成縫隙240。縫隙240，使微鏡傾斜驅(qū)動(dòng)變得容易。
在鏡襯底200上，形成與軸部230相連接的支撐部280(參照?qǐng)D2)。支撐部280位于傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡220時(shí)的支點(diǎn)處。支撐部280由鏡襯底200的面，朝向電極襯底100的方向突出，支撐電極襯底100。各個(gè)支撐部280，都設(shè)置在任何一個(gè)軸部230的延長(zhǎng)方向的中間部。
支撐部280與軸部230是整體形成的。也就是說(shuō)，軸部230、支撐部280是由一個(gè)構(gòu)成材構(gòu)成。另外，微鏡220也與軸部230、支撐部280同用一個(gè)構(gòu)成材構(gòu)成。例如，微鏡220、軸部230和支撐部280，可通過(guò)將硅單晶層圖案化而形成。
電極襯底100的材料可以是例如硅。例如，作為電極襯底100，也可以使用已經(jīng)形成有半導(dǎo)體元件的硅襯底?；蛘唠姌O襯底100，也可以用例如玻璃襯底等硅以外的材料形成。
電極襯底100，具有凹形區(qū)110及位于其四周的側(cè)壁部120。在凹形區(qū)110形成排列為矩陣狀的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極130。驅(qū)動(dòng)電極130，位于與微鏡220背面相對(duì)置的位置上，成為傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡220的電極。2個(gè)驅(qū)動(dòng)電極130，為驅(qū)動(dòng)1個(gè)微鏡220的電極。例如，當(dāng)以微鏡220-1為例進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極130-1、130-2則為驅(qū)動(dòng)微鏡220-1的電極。
在多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極130中，與軸部230延長(zhǎng)方向幾乎為直角的方向上，所排列的驅(qū)動(dòng)電極130，通過(guò)布線140，使相互共同電氣連接。布線140，通過(guò)將導(dǎo)電層圖案化與驅(qū)動(dòng)電極130同時(shí)形成。
鏡襯底200與電極襯底100相接合。詳細(xì)地說(shuō)，鏡襯底200的支撐部280(參照?qǐng)D2)與電極襯底100相接合。接合方法有，例如，通過(guò)粘接劑粘接的方法，或者也可以通過(guò)陽(yáng)極接合等的接合方法。另外，電極襯底100的側(cè)壁部120與鏡襯底200的框部210接合。外殼玻璃襯底300，在與電極襯底100相反側(cè)，與鏡襯底200的框部210接合。
(微鏡的傾斜驅(qū)動(dòng)原理)下面對(duì)微鏡220的傾斜驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行說(shuō)明。圖3是光調(diào)制裝置1的一部分的擴(kuò)大斷面圖。在微鏡220的表面上，將硅氧化層225介于中間，形成反射層227，在微鏡220的背面，形成絕緣層221。微鏡220靠與軸部230相連接的支撐部280，被電極襯底100支撐。支撐部280與電極襯底100，用例如粘合劑(圖中未示出)相接合。
如下面所述，微鏡220是用SOI(Silicon On Insulator)襯底制成。SOI襯底的硅單晶層成為微鏡220，SOI襯底的硅氧化層則成為硅氧化層225。作為反射層227，只要有光反射就行，所用材料有，例如鋁、金、銀。絕緣層221具有防止微鏡220與驅(qū)動(dòng)電極發(fā)生短路的功能。也可以將在微鏡220上形成的絕緣層，變成在驅(qū)動(dòng)電極130表面上形成絕緣層。在這種情況下，也能利用電極襯底100及鏡襯底200相接合用的粘接劑(絕緣性粘接劑)，來(lái)防止驅(qū)動(dòng)電極130與微鏡220間的短路。絕緣層221是，用例如TEOS(Tetrae Thylothosilicate)方法和熱氧化法所形成的硅氧化層和硅氮化層。如果微鏡220與驅(qū)動(dòng)電極130之間不發(fā)生短路，則不需要絕緣層221。
又因?yàn)槲㈢R220是硅單晶層，所以也能作為反射層而起作用。因此，在微鏡220自身能反射光時(shí)，則不需要反射層227。因?yàn)楣柩趸瘜?25是透明的，所以不除去也行，但也可以根據(jù)對(duì)微鏡220的特性要求而除去。
圖4A和圖4B是圖3所示的微鏡220的傾斜狀態(tài)的斷面圖。是在微鏡220上外加了偏壓Va的狀態(tài)，例如在一側(cè)驅(qū)動(dòng)電極130上加正壓，在另一側(cè)驅(qū)動(dòng)電極130上加負(fù)壓。這樣，在微鏡220一側(cè)的端部和一側(cè)驅(qū)動(dòng)電極130之間，有排斥的靜電力作用，而在微鏡另一側(cè)的端部和另一側(cè)的驅(qū)動(dòng)電極130之間，有吸引的靜電力作用，因此，微鏡220則如圖4那樣被傾斜驅(qū)動(dòng)。這是光向著所定位置被反射的接通狀態(tài)。在2個(gè)驅(qū)動(dòng)電極130上，外加的電壓極性倒轉(zhuǎn)時(shí)，微鏡220則象圖4B所示那樣被傾斜驅(qū)動(dòng)。這是光向著與所定位置不同方向被反射的斷開(kāi)狀態(tài)。本實(shí)施方式是變化接通狀態(tài)和斷開(kāi)狀態(tài)的變換時(shí)間，例如可用256個(gè)等級(jí)表示。
(光調(diào)制裝置的制造方法)有關(guān)本實(shí)施方式的光調(diào)制裝置，是通過(guò)形成電極襯底(第1襯底)100和第2襯底(形成鏡襯底200用的襯底)200A，并將2個(gè)襯底粘接起來(lái)而制造的。這種制造采用了例如，硅微型機(jī)技術(shù)。
首先，對(duì)電極襯底(第1襯底)100的制造進(jìn)行說(shuō)明。圖5A～圖5D是說(shuō)明電極襯底制造的工序圖。
如圖5A所示，準(zhǔn)備作為電極襯底100的基礎(chǔ)的硅襯底160。在硅襯底160上可形成圖中未示出的半導(dǎo)體元件?；蛘咭部梢詼?zhǔn)備玻璃襯底，作為電極襯底100的基礎(chǔ)襯底。
在硅襯底160上，涂敷保護(hù)層R1，采用光平板印刷技術(shù)，在保護(hù)層R1上進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。將保護(hù)層R1作為掩膜，用例如CF4氣體干式刻蝕硅襯底160。在硅襯底160中，被保護(hù)層R1掩蔽的部分則成為側(cè)壁部120。側(cè)壁部120的高，換言之，其凹區(qū)110的深度，例如為2μm。
如圖5B所示，在硅襯底160的整個(gè)面上，形成作為驅(qū)動(dòng)電極的導(dǎo)電層170。導(dǎo)電層170的厚度，例如為0.1μm～0.2μm。導(dǎo)電層170可用ITO(Indium Tin Oxide)那樣透明導(dǎo)電材料形成，也可以用金和鉻形成。導(dǎo)電層170可用淀積法、濺射法或者離子電鍍法形成。
如圖5C所示，在導(dǎo)電層170上，涂敷保護(hù)層R2，采用光平板印刷技術(shù)在保護(hù)層R2上進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。將保護(hù)層R2作為掩膜，通過(guò)例如干式刻蝕導(dǎo)電層170，將導(dǎo)電層170圖案化。這樣就形成了驅(qū)動(dòng)電極130。導(dǎo)電層170的圖案化也可以用濕式刻蝕法。
如圖5D所示，除去驅(qū)動(dòng)電極130上的保護(hù)層R2后，就完成了電極襯底(第1襯底)100的制作。另外，電極襯底(第1襯底)100形成驅(qū)動(dòng)電極130的那個(gè)面，將作為與下面所述的第2襯底200A相接合的接合面。
如圖6A～圖7D所示，對(duì)用來(lái)形成鏡襯底200的第2襯底200A的制造進(jìn)行說(shuō)明。圖6A～圖6D是與圖2的VI-VI線斷面同方向的斷面圖。圖7A～圖7D是與圖2的VII-VII線斷面同方向的斷面圖。
如圖6A和圖7A所示，準(zhǔn)備按硅襯底250、硅氧化層225、硅單晶層260順序?qū)盈B形成的SOI襯底。從硅單晶層260(第1層)開(kāi)始，形成微鏡220、軸部230及支撐部280。硅襯底(第2層)250為硅單晶層260的基礎(chǔ)。因?yàn)楣鑶尉?60非常薄，所以必須有其基礎(chǔ)層。硅氧化層(第3層)225，作為除去硅襯底250時(shí)的抑止層。
硅單晶層260的厚度視微鏡220、軸部230的厚度和支撐部280的高度而定，例如，為2μm～4μm。硅襯底250的厚度，例如為525μm～600μm。硅氧化層225的厚度例如為0.1μm～0.5μm。SOI襯底也可以用SOS(Silicon On Sapphire)襯底。
如圖6B和圖7B所示，在硅單晶層260上，涂敷保護(hù)膜R3，利用光平板印刷技術(shù)，在保護(hù)膜R3上進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。以保護(hù)層R3為掩膜，利用例如各向異性的干式刻蝕法，通過(guò)將硅單晶層260的上部圖案化，形成支撐部280。支撐部280位于驅(qū)動(dòng)微鏡220時(shí)的支點(diǎn)處。
如圖6C和圖7C所示，涂敷保護(hù)層R4將硅單晶層260覆蓋，利用光平板印刷技術(shù)，在保護(hù)膜R4上進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。以保護(hù)層R4為掩膜，利用例如各向異性的干式刻蝕法，通過(guò)將硅單晶層260的下部圖案化，形成微鏡220及軸部230。這樣，微鏡220、軸部230及支撐部280可以整體形成。在這之后，除去保護(hù)層R4。
如圖6D和圖7D所示，對(duì)SOI襯底，進(jìn)行例如干式熱氧化。由于微鏡220、軸部230及支撐部280是由硅材料制作，所以在它們的表面可形成由熱硅氧化層所構(gòu)成的絕緣層221。絕緣層221的厚度，例如為0.1μm～0.12μm。也可以用CVD法替代干式熱氧化法形成絕緣層221。用這種方法所形成的絕緣層，有例如使用TEOS的硅氧化層和硅氮化層。
到此，就完成了為形成鏡襯底200用的第2襯底200A的制作。第2襯底200A形成有支撐部280的那個(gè)面，是與電極襯底(第1襯底)100接合的接合面。
這樣以來(lái)，微鏡220、軸部230及支撐部280很難受到損壞。也就是說(shuō)，因硅單晶層260的厚度，例如2μm～4μm，非常薄，所以，如果沒(méi)有硅襯底250，微鏡220等容易損壞。而第2襯底200A是由硅單晶層260和硅襯底250層疊形成，所以微鏡220等就不易發(fā)生損壞。
接著，將第1襯底(電極襯底)100及第2襯底200A接合起來(lái)。第1襯底100和第2襯底200A，可用粘接劑150接合起來(lái)。圖8是與圖2中的VI-VI線斷面同方向的斷面圖。圖9A～圖10D示出了，將第1襯底100和第2襯底200A接合以后的工序。圖9A～圖9D，是與圖2中的VI-VI線斷面同方向的斷面圖。圖10A～圖10D，是與圖2中的VII-VII線斷面同方向的斷面圖。
粘接劑150，可設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100或者第2襯底200A的任何一方或兩方。在第1襯底(電極襯底)100的接合面及第2襯底200A的接合面中，至少要在接合部的部分設(shè)置粘接劑150。例如，將粘接劑150設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100上時(shí)，在第1襯底(電極襯底)100中，將粘接劑150涂敷在包括與第2襯底200A的支撐部280接合的部分的區(qū)域?；蛘?，將粘接劑150設(shè)置在第2襯底200A時(shí)，是設(shè)置在包括第2襯底200A中支撐部280的頂端281在內(nèi)的區(qū)域?；蛘邔⒄辰觿?50設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100或者第2襯底200A的接合面的整個(gè)面也無(wú)妨。這樣可使粘接劑的設(shè)置更簡(jiǎn)單。
如圖8所示，粘接劑150也可設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100的結(jié)合面上。這樣，因在第1襯底(電極襯底)100上沒(méi)形成有凸起的支撐部，所以在第1襯底(電極襯底)100的表面，能均勻地設(shè)置粘接劑150。也就是說(shuō)，即使將粘接劑150設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100的接合面的大約整個(gè)面上，在第1襯底(電極襯底)100的表面也不會(huì)有凹凸產(chǎn)生。因此，不僅不會(huì)妨礙微鏡220的傾斜驅(qū)動(dòng)，而且，也不需要留意粘接劑150的涂敷的正確位置的精確度，并能夠?qū)⒄辰觿?50介于第1襯底100和第2襯底200A之間。另外，粘接劑150不僅要設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100的凹區(qū)域110，還可設(shè)置直到位于其四周的側(cè)壁部120上。
粘接劑150也可用自旋敷層法，設(shè)置在第1襯底(電極襯底)100的結(jié)合面上。也就是說(shuō)，將糊狀的的粘接劑150，滴在第1襯底(電極襯底)100上后，使第1襯底(電極襯底)100高速轉(zhuǎn)動(dòng)，粘接劑150則均勻地涂敷在其表面上。然后，如圖9A及圖10A所示，將第1襯底(電極襯底)100和第2襯底200A通過(guò)粘接劑150相疊合，為使粘接劑150硬化，需加為使粘接劑硬化的能量。例如，可加熱粘接劑150，使之硬化。
粘接劑150的材料，可用笨并環(huán)丁烯。在利用自旋敷層法的情況下，將笨并環(huán)丁烯滴在第1襯底(電極襯底)100上后，以約5000Pm的速度，使第1襯底100旋轉(zhuǎn)約30秒，則可均勻地涂敷。在其后的硬化過(guò)程中，將第1、第2襯底100、200A，在約250℃下，加熱約1小時(shí)，使兩者接合起來(lái)。這時(shí)，由于第1、第2襯底100、200A的加熱溫度低于例如用陽(yáng)極接合的加熱溫度，所以能夠抑制對(duì)第1、第2襯底100、200A的熱應(yīng)力。尤其是，第1襯底(電極襯底)100，即便使用已形成有半導(dǎo)體元件的硅襯底時(shí)，也能夠防止由于接合時(shí)的加熱而導(dǎo)致的半導(dǎo)體元件的損傷。
粘接劑150的材料，還可以使用，例如涂敷硅氧化膜(SOGSpinOn Glass)、聚酰亞胺樹(shù)脂等。粘接劑150，在常溫下，可以使用糊狀的粘接劑，也可以使用薄膜狀的粘接劑。
通過(guò)上述工序，第1襯底(電極襯底)100及第2襯底(為形成鏡襯底200用的襯底)200A，通過(guò)粘接劑接合起來(lái)。假如，即使加熱各個(gè)襯底，由于是在以顯示粘接劑150的粘接能力的溫度下加熱，所以，也能夠抑制對(duì)各襯底的熱應(yīng)力。因此，能制造出耐久性好的光調(diào)制裝置。另外，因只是設(shè)置粘接劑150，所以，以簡(jiǎn)單的工序就能使各襯底接合。
如上所述，在形成具有微鏡220的第2襯底200A后，如果將第2襯底200A與第1襯底(電極襯底)100相接合，則可避免浪費(fèi)第1襯底100。也就是說(shuō)，假設(shè)微鏡220、軸部230及支撐部280中任何一個(gè)發(fā)生不良時(shí)，也只廢棄第2襯底200A，從而能降低成本?；蛘?，如下述的實(shí)施方式所要說(shuō)明的那樣，也可在第1、第2襯底100、200A接合之后，從第2襯底220A的第1層260開(kāi)始，形成微鏡220以及軸部230。
第1、第2襯底100、200A的接合方法，還可以用陽(yáng)極接合法。在這種情況下，第1襯底(電極襯底)100也可以是玻璃襯底。玻璃襯底，可以用例如含有鈉(Na)那樣的堿金屬玻璃構(gòu)成。這種玻璃襯底，可用硅酸鈉玻璃，例如康寧社制造的派萊克斯耐熱玻璃(商品名)。特別在用陽(yáng)極法接合時(shí)，為了加熱玻璃襯底，考慮到需要熱膨脹系數(shù)幾乎與硅相等的因素，也可以用康寧玻璃#7740(商品名)。
下面，對(duì)用陽(yáng)極接合的接合方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，分別將第1襯底(電極襯底)100與直流電源的負(fù)端子、第2襯底200A與直流電源的正端子相連接。這樣，一邊加熱第1襯底(電極襯底)100和第2襯底200A，一邊向第1襯底(電極襯底)100和第2襯底200A外加電壓。由于加熱，第1襯底(電極襯底)100中的Na+容易移動(dòng)。這種Na+的移動(dòng)，使第1襯底(電極襯底)100的接合面帶負(fù)電、第2襯底200A的接合面帶正電。其結(jié)果，第1襯底(電極襯底)100和第2襯底200A，則牢固的接合起來(lái)。另外，除陽(yáng)極接合法以外，還可以利用低融點(diǎn)玻璃，將第2襯底200A固定在第1襯底(電極襯底)100上。
如圖9B及圖10B所示那樣，除去硅襯底(第2層)250。除去硅襯底(第2層)250，可用例如濕式刻蝕、干式刻蝕或者這兩者與研磨相配合的方法。在用任何方法除去硅襯底250時(shí)，硅氧化層225都是作為抑止層。從而，能構(gòu)防止形成微鏡220、軸部230及支撐部280的硅單晶層260受到損傷。進(jìn)而，提高光調(diào)制裝置的成品率。
首先，對(duì)用濕式刻蝕法的情況進(jìn)行說(shuō)明。將已經(jīng)接合起來(lái)的第1、第2襯底100、200A浸入到，例如重量濃度為1～40％的KOH水溶液中。KOH水溶液的濃度，也可以是重量濃度為10％左右，其刻蝕的化學(xué)反應(yīng)式是，
用KOH水溶液，對(duì)硅襯底250的刻蝕程度，要比對(duì)硅氧化層225的刻蝕程度大得多，所以，硅氧化層225起到了刻蝕時(shí)的抑止層的作用。
由于有硅氧化層225，所以能夠防止KOH水溶液浸入到驅(qū)動(dòng)電極130的配置空間。當(dāng)沒(méi)有硅氧化層225時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極130，將因KOH水溶液而受到損傷。另外，在此過(guò)程中所用的刻蝕溶液，除KOH水溶液以外，還有TMAH(氫氧化四甲銨)水溶液、EPD(乙二醇-鄰苯二酚-二氮(雜)苯)水溶液、肼水溶液等。如果用濕式刻蝕法，由于可分批處理，所以能提高光調(diào)制裝置的生產(chǎn)性。
其次，對(duì)用干式刻蝕法的情況進(jìn)行說(shuō)明。將已接合起來(lái)的第1、第2襯底100、200A放入容器內(nèi)，將壓力為390Pa的XeF2，向容器內(nèi)通入60秒鐘。其刻蝕反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)式是，
利用XeF2的干式刻蝕法，由于對(duì)硅襯底250的刻蝕程度，遠(yuǎn)比對(duì)硅氧化層225的刻蝕程度大，所以，硅氧化層225在刻蝕時(shí)，起到抑止層的作用。這種刻蝕法，因?yàn)椴皇怯玫入x子體，所以損傷很難波及到第1、第2襯底100、200A。另外，也可采用，用CF4和SF6的等離子體刻蝕法，替代用XeF2的刻蝕法。
在濕式刻蝕時(shí)，當(dāng)?shù)?襯底(電極襯底)100和第2襯底200A上有針孔等缺欠時(shí)，刻蝕液將進(jìn)入驅(qū)動(dòng)電極130和支撐部280的形成區(qū)，使驅(qū)動(dòng)電極130和支撐部280受到損傷。而在干式刻蝕時(shí)，因不使用刻蝕液，所以可防止上述的損傷發(fā)生。
有關(guān)研磨，就是半導(dǎo)體領(lǐng)域通常使用的研磨，在此不再說(shuō)明。
或者也可用將濕式刻蝕、干式刻蝕、研磨任意組合起來(lái)的方法，來(lái)除去硅襯底250。例如，用研磨法除去硅襯底250的一部分之后，再用濕式或者干式刻蝕法除去硅襯底250剩余的部分。用研磨法削掉硅襯底250的速度，要比用刻蝕法快，而用刻蝕法削掉硅襯底250的精度，要比研磨法高。因此，用研磨法快速地除去硅襯底250的大部分后，再用刻蝕法高精度地除去硅襯底250的剩余部分，而對(duì)硅單晶260不會(huì)帶來(lái)?yè)p傷。
另外，因?yàn)槭菍⒐柩趸瘜?25作為抑止層，來(lái)除去硅襯底250的，所以可以防止微鏡220的表面變得粗糙。因此，可以制造出具有反射率高的微鏡的光調(diào)制裝置。
如圖9c及圖10c所示，在硅氧化層225上，用例如濺射法形成由鋁構(gòu)成的反射層227。反射層227的厚度，例如為0.1μm～0.2μm。
接著，在反射層227上涂敷保護(hù)層R5，利用光平板印刷技術(shù)，在保護(hù)層R5上，進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。把保護(hù)層R5作為掩膜，在反射層227及硅氧化層225上，進(jìn)行例如各向異性的干式刻蝕。這樣，在反射層227的圖案化的同時(shí)，使微鏡220彼此分離。而后，除去保護(hù)層R5。這樣，就得到了鏡襯底200。
如圖9D及圖10D所示，將外殼玻璃襯底300，安裝到鏡襯底200的框部210上，這樣，光調(diào)制裝置1的制作就完成了。外殼玻璃襯底300，可以用例如粘接劑(圖中未示出)安裝在鏡襯底200上，也可用陽(yáng)極接合法來(lái)安裝。
在以微鏡220的表面作為反射層的情況下，可以省略反射層227的形成。因硅氧化層225是透明的，所以可以不除去，但按微鏡220的特性要求，也可以除去。在除去硅氧化層225時(shí)，為了防止驅(qū)動(dòng)電極130等，因刻蝕溶液所導(dǎo)致的損傷，最好采用干式刻蝕法。
按本實(shí)施方式，因支撐部280及軸部230是整體形成，所以能提高兩者的邊界部部的機(jī)械性強(qiáng)度。因此，當(dāng)微鏡被傾斜驅(qū)動(dòng)時(shí)，即使邊界部扭動(dòng)，也不易遭到破壞。從而可以制造出耐久性好的光調(diào)制裝置。
(第2實(shí)施方式)圖11A～圖14D是用了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光調(diào)制裝置及其制造方法的說(shuō)明圖。用本實(shí)施方式，能選擇應(yīng)用第1實(shí)施方式中說(shuō)明的任何內(nèi)容。
本實(shí)施方式是將第1、第2襯底100、200B接合后，從第2襯底200B開(kāi)始，形成微鏡220及軸部230。
(光調(diào)制裝置的制造方法)有關(guān)本實(shí)施方式的光調(diào)制裝置的制造方法，包括形成第1襯底(電極襯底)100、第2襯底200B、以及將它們接合起來(lái)的工序。第2襯底200B用來(lái)形成鏡襯底200，有關(guān)第1襯底100，已經(jīng)在第1實(shí)施方式中進(jìn)行了說(shuō)明。
參照?qǐng)D11A～圖11C，對(duì)第2襯底200B的制造進(jìn)行說(shuō)明。圖11A～圖11C是與圖2的VI-VI線斷面同方向的斷面圖。
如圖11A所示，準(zhǔn)備按硅襯底250、硅氧化層225、硅單晶層260的順序?qū)盈B而成的SOI襯底。
如圖11B所示，在硅單晶層260上，涂敷保護(hù)膜R6，利用光平板印刷技術(shù)，在保護(hù)膜R6上進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。例如，用各向異性的干式刻蝕法，通過(guò)將硅單晶層260的上部圖案化，形成支撐部280。
如圖11C所示，對(duì)SOI襯底進(jìn)行例如干式熱氧化處理。這樣，在硅單晶層260(包括支撐部280)的表面，形成由熱硅氧化層所構(gòu)成的絕緣層221。這樣就完成了第2襯底200B的制作。形成有支撐部280的第2襯底200B的那個(gè)面，是與第1襯底(電極襯底)100相接合的接合面。
接著，如圖12所示，將第1襯底(電極襯底)100及第2襯底200B接合起來(lái)。第1及第2襯底100、200B可利用粘接劑150接合起來(lái)。圖12是與圖2中的VI-VI線斷面同方向的斷面圖。另外，圖13A～圖14D示出了，將第1及第2襯底100、200B接合以后的工序。圖13A～圖13D是與圖2中的VI-VI線斷面同方向的斷面圖。圖14A～圖14D是與圖2中的VII-VII線斷面同方向的斷面圖。
如圖12所示，粘接劑150也可設(shè)置在第1襯底100的結(jié)合面上。這樣以來(lái)，可使粘接劑150均勻地設(shè)置在第1襯底100的表面。利用粘接劑150的接合方法的其它方式，如同第1實(shí)施方式說(shuō)明的那樣?；蛘咭部捎美珀?yáng)極接合法和低融點(diǎn)玻璃，使第1及第2襯底100、200B接合。
這樣，如圖13A及圖14A所示，使硅單晶層(第1層)260和驅(qū)動(dòng)電極130相對(duì)置地將第2襯底200B接合到第1襯底100上。從硅單晶層(第1層)260開(kāi)始，形成支撐部280。本實(shí)施方式，是在使第1、第2襯底100、200B接合后，從第2襯底200B開(kāi)始，形成微鏡220及軸部230。
如圖13B及圖14B所示那樣，除去硅襯底(第2層)250。在除去硅襯底250時(shí)，因?yàn)橛泄柩趸瘜?25作為抑止層，所以，能夠防止形成微鏡的硅單晶層260受到損傷。
如圖13C及圖14C所示那樣，在硅氧化層225上，利用，例如濺射法形成由鋁構(gòu)成的反射層227。
接著，在反射層227上，涂敷保護(hù)層R7，利用光平板印刷技術(shù)，在保護(hù)層R7上進(jìn)行所規(guī)定的圖案化。把保護(hù)層R7作為掩膜，對(duì)反射層227、硅氧化層225和硅單晶層260，進(jìn)行例如各向異性的干式刻蝕。這樣，就形成了微鏡220和軸部230。于是，微鏡220、軸部230和支撐部280被整體形成。在微鏡220的表面上，將硅氧化層225介于中間，有反射層227。而后，除去保護(hù)層R7。這樣，則得到鏡襯底200。
如圖13D及圖14D所示，將外殼玻璃襯底300安裝到鏡襯底200的框部210上，則光調(diào)制裝置的制造完成。
按本實(shí)施方式，由于，也是將支撐部280和軸部230整體形成，所以能夠提高兩者邊界部的機(jī)械性強(qiáng)度。因此，當(dāng)微鏡被傾斜驅(qū)動(dòng)時(shí)，即使邊界部扭動(dòng)，也不易遭到破壞。從而可以制造出耐久性好的光調(diào)制裝置。
權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制裝置的制造方法，用于制造利用由驅(qū)動(dòng)電極和微鏡之間的電位差而產(chǎn)生的靜電力來(lái)傾斜驅(qū)動(dòng)上述微小鏡的光調(diào)制裝置，其包含將位于傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的支點(diǎn)處的支撐部和成為傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的軸的軸部整體形成的工序。
2.權(quán)利要求1所記載的光調(diào)制裝置的制造方法，還包括將具有上述驅(qū)動(dòng)電極的第1襯底，和包含形成上述微鏡、上述支撐部和上述軸部用的第1層；成為上述第1層基礎(chǔ)的第2層；設(shè)置在上述第1及第2層之間的成為除去上述第2層時(shí)的抑止層的第3層的第2襯底接合的工序。
3.權(quán)利要求2所記載的光調(diào)制裝置的制造方法，還包括在形成上述支撐部之后，將上述第2襯底的上述支撐部的頂端與上述第1襯底接合的工序。
4.權(quán)利要求3所記載的光調(diào)制裝置的制造方法，將上述第2襯底的上述支撐部的上述頂端，通過(guò)粘接劑與上述第1襯底接合。
5.權(quán)利要求4所記載的光調(diào)制裝置的制造方法，將上述粘接劑敷設(shè)在上述第1襯底上。
6.權(quán)利要求3～權(quán)利要求5之一記載的光調(diào)制裝置的制造方法，還包括在將上述第1和第2襯底接合后，以上述第3層作為抑止層來(lái)除去上述第2層的工序。
7.權(quán)利要求6所記載的光調(diào)制裝置的制造方法，在除去上述第2層后，形成上述微鏡及上述軸部。
8.權(quán)利要求3～權(quán)利要求6之一記載的光調(diào)制裝置的制造方法，在將上述第1及第2襯底接合之前，形成上述微鏡及上述軸部。
9.一種光調(diào)制裝置，用權(quán)利要求1～權(quán)利要求8任意一項(xiàng)所記載的方法制造而成。
10.一種光調(diào)制裝置，包含具有多個(gè)微鏡的鏡襯底；具有利用由與上述微鏡之間的電位差所產(chǎn)生的靜電力來(lái)傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極，并使上述微鏡和上述驅(qū)動(dòng)電極相對(duì)置而接合在上述鏡襯底的電極襯底，在上述鏡襯底上，將位于傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的支點(diǎn)處的支撐部和成為傾斜驅(qū)動(dòng)上述微鏡時(shí)的軸的軸部整體形成。
11.權(quán)利要求10所記載的光調(diào)制裝置，上述支撐部及上述軸部，由硅單晶層形成而成。
12.權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所記載的光調(diào)制裝置，上述鏡襯底和上述電極襯底，通過(guò)粘接劑接合。
全文摘要
提供一種耐久性好的光調(diào)制裝置及其制造方法。利用由驅(qū)動(dòng)電極130和微鏡220之間的電位差所產(chǎn)生的靜電力來(lái)傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡220的光調(diào)制裝置的制造方法，包含整體形成位于傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡220時(shí)的支點(diǎn)處的支撐部280和成為傾斜驅(qū)動(dòng)微鏡220時(shí)的軸的軸部230。
文檔編號(hào)B81C3/00GK1395128SQ0212316
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月26日
發(fā)明者黑澤龍一, 紙透真一 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社