JP3745756B2 - 光スイッチ素子の製造方法 - Google Patents
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この製造方法によれば、可動部と制御用電極部との間に、保護膜を形成することができ、可動部と制御用電極部とは直接接触することがない状態とすることができる。
この製造方法によれば、可動部と制御用電極部との間に、保護膜を形成することができ、可動部と制御用電極部とは直接接触することがない状態とすることができる。
この製造方法によれば、可動部と制御用電極部との間に、保護膜を形成することができ、可動部と制御用電極部とは直接接触することがない状態とすることができる。
[実施の形態1]
始めに、本実施の形態1における光スイッチ素子の製造について説明する。まず、図1(a)に示すように、例えばシリコンなどの半導体からなる半導体基板101の上に、能動回路などから構成された集積回路(図示せず)を形成した後、シリコン酸化物からなる層間絶縁膜102を形成する。集積回路は、以降に説明するミラーの動作を制御する駆動回路やメモリ及びプロセッサなどを含んでいる。また、層間絶縁膜102に、接続口を形成してから、この接続口を介して下層の配線などに接続電極103を介して接続する配線層104を形成する。
つぎに、図1(d)に示すように、平坦部における膜厚が17μm程度の犠牲パターン201を形成する。犠牲パターン201は、例えば、感光性有機樹脂であるポリベンゾオキサゾールからなる膜をフォトリソグラフィ技術で加工することで形成できる。
この印刷法による感光性樹脂パターン301の形成について簡単に説明する。まず、制御電極部140が形成されている領域に合わせた開口パターンを有する版膜が、外面に被着されたスクリーンを用意する。スクリーンは、所定の枠に張着されている。
なお、上述した版膜が、スキージによる加圧摺動に充分耐えられるものであれば、スクリーンメッシュのない版膜のみの状態で、感光性を有するポリベンゾオキサゾールからなる感光性樹脂パターン301を謄写(印刷)することもできる。
これに対し、本実施の形態によれば、印刷法により制御電極部140の領域に、例えば0.1μm程度の膜厚の感光性樹脂パターン301を形成しておくようにしたので、公知の一般的なフォトリソグラフィ技術により、保護膜302のパターニングが可能となる。
また、本実施の形態によれば、制御電極部140など大きな段差のある構造体が形成されていても、多くのフォトマスクを使うことなくまた工程数を増やすことなく、複雑な構造体の表面に均一に保護膜を形成できる。
印刷法だけでは、微細な制御電極部や支持部材の配置に対し、制御電極部の一部だけに樹脂のパターンを形成することが容易ではない。ただし、上述した印刷法によれば、支持部材などの複雑な立体構造の影響を受けることなく、所望の膜厚のパターンを制御電極部の領域に形成することができる。この形成したパターンは、膜厚を薄く形成するすることが可能であり、一般的なフォトリソグラフィによりパターニングすることが可能である。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
まず、図5(a)に示すように、例えばシリコンなどの半導体からなる半導体基板101の上に、以降に説明する駆動回路やセンサ回路などを構成する集積回路(図示せず)を形成した後、シリコン酸化物からなる層間絶縁層102を形成する。また、層間絶縁層102に、接続口を形成してから、この接続口の接続電極103を介して下層の配線に接続する配線104a,104bからなる配線層104を形成する。なお、図5〜図9において、接続電極103については、部分的に示している。
次に、図5(b)に示すように、層間絶縁層105に、配線層104の所定部分が露出する開口部105aを形成する。上述したように、層間絶縁層105を感光性有機樹脂で形成した場合、開口部105aの領域が開口するように露光現像してパターンを形成し、パターンを形成した後でアニールして膜を硬化させることで、開口部105aを備えた層間絶縁層105を形成することができる。
次に、図5(d)に示すように、平坦部における膜厚が17μm程度の犠牲パターン211を形成する。犠牲パターン211は、以降に説明する制御電極部140となる金属パターン141や、センサ電極151となる金属パターン151aを形成するための開口部を備えている。
次に、図6(h)に示すように、前述と同様にして、平坦部における膜厚が17μm程度の犠牲パターン214を形成し、犠牲パターン214の開口部内に露出した金属パターン123,143の上に、電解メッキ法によりAuからなる金属パターン124,144を犠牲パターン214と同じ厚さに形成する。
次に、図8(m)に示すように、例えばスクリーン印刷法などの孔版印刷法により、制御電極部140を覆う感光性樹脂パターン411を形成する。感光性樹脂パターン411は、例えば、感光性を有するポリベンゾオキサゾールから構成する。
次いで、版膜の形成面(外面)を制御電極部140の側に向けた状態で、版膜の開口パターンの部分が制御電極部140の上部に配置されるように、半導体基板101とスクリーンとの相対位置関係を合わせる。相対位置関係を合わせた後、スクリーンの版膜が形成されていない面(内面)に、前述した感光性を有するポリベンゾオキサゾールを投入する。
このことにより、ポリベンゾオキサゾールの一部は、版膜の開口部内に露出しているスクリーンの目を通過する。この通過したポリベンゾオキサゾールにより、半導体基板101の制御電極部140を覆う感光性樹脂パターン411が形成できる。ここで、ポリベンゾオキサゾールの粘性やスキージの加圧力などによって、感光性樹脂膜パターン411の膜厚を制御し、感光性樹脂パターン411の膜厚が、例えば1μm程度とする。
なお、上述した版膜が、スキージによる加圧摺動に充分耐えられるものであれば、スクリーンメッシュのない版膜のみの状態で、感光性を有するポリベンゾオキサゾールからなる感光性樹脂パターン411を謄写(印刷)することもできる。
これに対し、本製造方法によれば、印刷法により制御電極部140の領域に、例えば1μm程度の膜厚の感光性樹脂パターン411を形成しておくようにしたので、公知の一般的なフォトリソグラフィ技術により、保護膜412のパターニングが可能となる。
また、本製造方法によれば、制御電極部140など大きな段差のある構造体が形成されていても、多くのフォトマスクを使うことなくまた工程数を増やすことなく、複雑な構造体の表面に均一に保護膜を形成できる。
印刷法だけでは、微細な制御電極部や支持部材の配置に対し、制御電極部の一部だけに樹脂のパターンを形成することが容易ではない。ただし、上述した印刷法によれば、支持部材などの複雑な立体構造の影響を受けることなく、所望の膜厚のパターンを制御電極部の領域に形成することができる。この形成したパターンは、膜厚を薄く形成するすることが可能であり、一般的なフォトリソグラフィによりパターニングすることが可能である。
なお、保護膜は、スクリーン印刷法だけで形成することも可能である。例えば、所定の樹脂パターンを孔版印刷法により形成して制御電極部の少なくとも最上部を覆う保護膜を形成すればよい。
Claims (7)
- 半導体基板の上に複数の素子からなる駆動回路を形成する工程と、
前記半導体基板の上に前記駆動回路を覆って層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜の上にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上に第1領域と複数の第2領域が開口した第1犠牲パターンを形成する工程と、
前記第1領域及び前記第2領域に露出した前記シード層の上に、メッキ法により前記第1犠牲パターンと実質的に同じ膜厚の第1金属パターン及び第2金属パターンを形成する工程と、
前記第1犠牲パターン及び前記第2金属パターンの上に、前記第1領域の上の第3領域が開口した第2犠牲パターンを形成する工程と、
前記第3領域に露出した前記第1金属パターンの表面に、メッキ法により前記第2犠牲パターンと実質的に同じ膜厚の第3金属パターンを形成する工程と、
前記第3金属パターンを形成した後、前記第1犠牲パターンと第2犠牲パターンを除去する工程と、
これら犠牲パターンを除去した後、前記第1金属パターン及び第2金属パターンをマスクとして前記シード層を選択的に除去し、前記第2金属パターンからなる制御電極部とともに前記第1金属パターンと第3金属パターンとの積層体からなる支持部材を形成する工程と、
前記制御電極部を覆う感光性を有する樹脂パターンを孔版印刷法により形成する工程と、
フォトリソグラフィ技術により前記樹脂パターンをパターニングして前記制御電極部の少なくとも最上部を覆う保護膜を形成する工程と、
枠部及びこの枠部の内側に支持されて反射部を備えた板状の可動部を備えたミラー構造体を用意する工程と、
前記保護膜を形成した後、前記制御電極部の上に前記可動部が対応しかつ離間して配置されるように、前記支持部材の上に前記ミラー構造体の枠部を接続固定する工程と
を備え、
前記制御電極部は、前記駆動回路による所定の信号が印加可能に接続した状態に形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。 - 半導体基板にプロセッサ,メモリ,駆動回路,及びセンサ回路を含む集積回路を形成する工程と、
前記半導体基板の上に層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の上の複数のユニット領域毎に、各々が絶縁分離された複数の制御電極部及び複数のセンサ電極部を形成する工程と、
導電性材料からなる支持部材を前記制御電極部より高い状態で前記層間絶縁層の上に形成する工程と、
前記制御電極部の少なくとも最上部を覆う保護膜を孔版印刷法で形成する工程と、
前記保護膜を形成した後、複数の開口領域内に各々ミラーを備えてこのミラーが連結部を介して回動可能に連結された導電性材料からなるミラー基板を用意する工程と、
前記ミラー基板を前記支持部材の上に接続固定し、前記ミラー基板の各ミラーが前記複数のユニット毎に形成した前記制御電極部及び前記センサ電極部の上に離間して配置される状態とする工程と
を少なくとも備え、
前記制御電極部は、前記駆動回路から信号供給が可能なように前記駆動回路と電気的に接続された状態に形成し、
前記センサ電極部は、前記センサ回路へ信号出力が可能なように前記センサ回路と電気的に接続された状態に形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。 - 請求項2記載の光スイッチ素子の製造方法において、
所定の樹脂パターンを孔版印刷法により形成して前記保護膜を形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。 - 請求項2記載の光スイッチ素子の製造方法において、
前記制御電極部を覆う感光性を有する樹脂パターンを孔版印刷法により形成し、
フォトリソグラフィ技術により前記樹脂パターンをパターニングして前記保護膜を形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。 - 半導体基板にプロセッサ,メモリ,駆動回路,及びセンサ回路を含む集積回路を形成する工程と、
前記半導体基板の上に前記集積回路を覆う層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層の上にシード層を形成する工程と、
前記シード層の上に第1領域と複数の第2領域と複数の第3領域とが開口した第1犠牲パターンを形成する工程と、
前記第1領域、前記第2領域及び前記第3領域に露出した前記シード層上に、メッキ法により前記第1犠牲パターンと実質的に同じ膜厚の第1金属パターン、この第1金属パターンと同膜厚以下の第2金属パターン及び第3金属パターンを形成する工程と、
前記第1金属パターン、前記第2金属パターン及び前記第3金属パターンをそれぞれ所定の膜厚に形成した後、前記第1犠牲パターン、前記第2金属パターン及び前記第3金属パターンの上に、前記第1金属パターン上の第4領域が開口した第2犠牲パターンを形成する工程と、
前記第4領域に露出した前記第1金属パターンの表面に、メッキ法により前記第2犠牲パターンと実質的に同じ膜厚の第4金属パターンを形成する工程と、
前記第4金属パターンを所定の膜厚に形成した後、前記第1犠牲パターンと前記第2犠牲パターンを除去する工程と、
これら犠牲パターンを除去した後、前記第1金属パターン、前記第2金属パターン及び前記第3金属パターンをマスクとして前記シード層を選択的に除去し、前記第1金属パターンと前記第4金属パターンとの積層体からなる支持部材と、複数の前記第2金属パターンからなる各々が前記層間絶縁層上で分離した複数の制御電極部と、複数の前記第3金属パターンからなる各々が前記層間絶縁層上で分離した複数のセンサ電極部とを形成する工程と、
前記制御電極部の少なくとも最上部を覆う保護膜を孔版印刷法で形成する工程と、
前記保護膜を形成した後、複数の開口領域内に各々ミラーを備えてこのミラーが連結部を介して回動可能に連結された導電性材料からなるミラー基板を用意する工程と、
前記支持部材の上に前記ミラー基板を接続固定し、前記ミラー基板の各ミラーを前記制御電極部及び前記センサ電極部の上に離間して配置する工程と
を備え、
前記制御電極部は、前記駆動回路から信号供給が可能なように前記駆動回路と電気的に接続された状態に形成し、
前記センサ電極部は、前記センサ回路へ信号出力が可能なように前記センサ回路と電気的に接続された状態に形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。 - 請求項5記載の光スイッチ素子の製造方法において、
所定の樹脂パターンを孔版印刷法により形成して前記保護膜を形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。 - 請求項5記載の光スイッチ素子の製造方法において、
前記制御電極部を覆う感光性を有する樹脂パターンを孔版印刷法により形成し、
フォトリソグラフィ技術により前記樹脂パターンをパターニングして前記保護膜を形成する
ことを特徴とする光スイッチ素子の製造方法。
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