JP3767836B2 - 変形可能ミラー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射面の変形が可能な変形可能ミラーに関し、詳しくは、異なる厚さの光ディスクに対する正確な記録再生動作を可能とする変形可能ミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクは多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビテオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。図１７は、これらの装置に用いられる光ピックアップの一例を示す構成図である。
【０００３】
この図１７に示す光ピックアップ１００において、半導体レーザー１０１から出射した光はコリメーターレンズ１０２により平行光１０３になる。平行光１０３はビームスプリッター１０４に入射して直進し、４分の１波長板１０５を通り、反射ミラー１０６で反射されて、対物レンズ１０７に入射する。対物レンズ１０７に入射した光は集光され、回転モーター１１３の駆動軸によって支持された光ディスク１０８の情報記憶媒体面上に光スポット１０９を形成する。
【０００４】
次に、光ディスク１０８で反射した反射光１１０は、再び、対物レンズ１０７と反射ミラー１０６及び４分の１波長板１０５を通って、ビームスプリッター１０４に入射する。この反射光１１０は４分の１波長板１０５の作用により、偏光ビームスプリッター１０４で反射して、絞りレンズ１１１を通り、光検出器１１２に受光される。光検出器１１２は、反射光線の光強度を検出することによって再生信号を検出する。
【０００５】
このような構成の光ピックアップに用いられる対物レンズ１０７は光ディスク１０８の厚みを考慮して設計されている。しかしながら、この設計値と異なる厚みの光ディスクに対しては、球面収差が生じて結像性能が劣化し記録や再生が不可能となる。
【０００６】
従来、コンパクトディスクやビデオディスク、あるいはデータ用のＩＳＯ規格の光磁気ディスク装置等に用いられる光ディスクの厚みは、ほぼ同（約１．２mm）であった。このため、一つの光ピックアップで種類の異なる光ディスク（コンパクトディスク、ビデオディスク、光磁気ディスク等）を記録再生することが可能であった。
【０００７】
ところで、近年、光ディスクのより高密度化を図るために、（１）対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくして光学的な分解能を向上させる方法や、（２）記録層を多層に設ける方法が検討されている。
【０００８】
上記の（１）のように、対物レンズのＮＡを大きくすると、集光ビーム径は反比例して小さくなるが、ディスクの傾きの許容誤差を通常のＮＡを有する対物レンズと同程度に収めるためには、ディスクの厚さを薄くする必要がある。例えば対物レンズのＮＡを０．５から０．６にすると、ディスクの厚さを１．２mmから０．６mmに減少させなければ、ディスクの傾きの許容誤差を同程度に収めることができない。
【０００９】
しかしながら、このようにディスクを薄くした場合、その薄い光ディスクに対応する対物レンズを使用して、厚い光ディスクを記録再生すると、球面収差が増大して結像点が広がってしまい、記録再生が困難となる。したがって、厚い光ディスクとの間で互換性を保つことができなくなり、光ピックアップを２個使い薄い光ディスクと厚い光ディスクを別々の光ピックアップで記録再生せざるを得なくなる、
また、上記（２）のように、複数の記録層をある程度の厚さの透明層を介して設けた多層ディスクを用いる場合も、１枚のディスクで記録容量が大幅に増加する。しかしながら、対物レンズから見た各記録層の位置が異なるため、１つの光ピックアップでは正確な情報の記録再生ができない。
【００１０】
このような問題点を解決する手段として、変形可能ミラーにより基板厚さを補正する方法が知られている。（特開平５−１５１５９１号公報）。
【００１１】
図１８は、この変形可能ミラーを用いた光学装置の光学系を示している。この図１８において、ビーム１０３は、半導体レーザー１０１から出射され、コリメータレンズ１０２、ビームスプリッター１０１、４分の１波長板１０５を透過し、ビームスプリッター２０２に到達する。更に、このビーム１０３は、ビームスプリッター２０２及び４分の１波長板２０１を透過して変形可能ミラー２００に達する。
【００１２】
変形可能ミラー２００は、そのミラー表面を変形可能に構成されており、厚いディスクのときには、変形可能ミラー駆動回路２０３によって、ミラー表面を変形し、ビーム１０３に対して、ディスクが厚くなったことによって発生する球面収差を打ち消すような球面収差を与える。このビーム１０３は、４分の１波長板２０１を通って戻り、ビームスプリッター２０２で反射されて対物レンズ１０７に達する。対物レンズ１０７に入射した光は、集光され、光ディスク１０８の情報記録媒体面上に光スポット１０９を形成する。
【００１３】
次に、光ディスク１０８で反射した反射光は、再び対物レンズ１０７とビームスプリッター２０２、４分の１波長板２０１、変形可能ミラー２００及び、４分の１波長板１０５を通って、ビームスプリッター１０４に入射する。この反射光１１０は、ビームスプリッター１０４で反射して、絞りレンズ１１１を通り、光検出器１１２で受光される。光検出器１１２は、反射光線の光強度を検出することによって再生信号を検出する。
【００１４】
図１９は、特開平５−１５１５９１号公報に記載の変形可能ミラー２００の具体的な構成を示す図であり、これは「“Adaptive optics for optimization of image resolution”(“Applide Optics”,vol.26,pp.3772-3777,(1987),J.P.Gaffarel等）」に記載されたものである。
【００１５】
この変形可能ミラー２００は、表面にミラー面３００を形成した変形プレート３０１と、変形プレート３０１の裏側の数箇所を加圧する各圧電アクチュエータ３０２と、変形プレート３０１、各圧電アクチュエータ３０２、変形プレート３０１を固定するベース基板等から構成され、各圧電アクチュエータ３０２に印加する電圧を変えることにより、変形プレート３０１上を所望の量だけ変位させ、そのミラー面３００を所望の形状に変形させる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１９に示す各圧電アクチュエータ３０２を用いた変形可能ミラーでは、圧電アクチュエータ３０２の駆動電圧に誤差が発生すると、その変位にも誤差が生じる。特に、各圧電アクチュエータ３０２の駆動電圧にそれぞれの誤差があると、変形ミラー３００が所望の面から大きく外れてしまう。
【００１７】
また、環境温度が変化すると、熱膨張の影響を受け、各圧電アクチュエータ３０２の変位に誤差を生じ、ミラー面３００が所望のミラー面からずれてしまうという問題がある。
【００１８】
更に、収差補正を行う光ビームの直径は４mm程度であって、変形可能ミラーの正確な変形を実現するには、多数の圧電アクチュエータ３０２を直径４mmの範囲に設けねばならず、構成が複雑化し、かつ組み立てが煩雑になり、また変形可能ミラー本体が大型化し、光ピックアップも大きくなってしまう。
【００１９】
そこで、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、制御が容易であって、環境温度の影響を受け難く、高精度にミラー面を変形させ保持することが可能であると共に、小型で簡単な構造で、安価に製造可能な変形可能ミラー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２０】
また、この発明の他の目的は、変形性を向上でき、結果的に局部的に大きな応力が発生することがなく、その寿命を向上できる変形可能ミラー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の変形可能ミラーは、入射光を反射する反射面を表面に有する膜状の可撓性部材と、単結晶Ｓｉ基板によって形成され、該可撓性部材の外周縁部を支持するために、内側に開口部が形成された支持枠と、該支持枠に前記可撓性部材を介して対向配置されており、前記開口部の内部に対向して、前記可撓性部材の弾性変形を許容する空間を形成する円形領域内に曲面部が設けられた基板とを備え、前記支持枠の前記開口部が八角形に形成され、前記可撓性部材は、前記反射面が平坦な状態で前記開口部および前記空間を覆うように、前記支持枠に支持されており、前記基板の前記曲面部は、前記可撓性部材が弾性変形して該曲面部に密着することにより、前記開口部を介して前記反射面へ入射する光に予め定められた収差を与えるように形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この様な構成によれば、曲面部の断面形状に倣って可撓性部材の反射面が変形する。このため、曲面部の形状精度を高く維持しておけば、反射面の変形形状を精度よく決定することができ、収差補正を精度よく行うことができる。
【００２３】
また、可撓性部材の外周縁部を縁取る支持枠内側の開口部を八角形に形成しているので、変形時には、この可撓性部材に加わる応力を該可撓性部材の全体に略均等に分布させることができ、この可撓性部材の変形性が向上し、かつ、その寿命が向上する。また、無変形時に、この可撓性部材の反射面を平面に保持し易く、この状態を安定に持続することができる。この支持枠内側の開口部の形状としては、正八角形が最も望ましい。
【００２４】
一方、曲面部の形状は、予め指定された収差を補正できるものであれば良い。この変形可能ミラーを搭載した光学装置においては、可撓性部材の反射面を平面に保持し、この可撓性部材の反射面への入射光に収差を与えない状態と、可撓性部材を参照面基板の曲面部に吸い寄せて、この可撓性部材を弾性変形させ、この可撓性部材の反射面への入射光に予め定められた収差を与える状態を選択的に設定することができ、これによって光学的に異なる複数の光を生成することができる。
【００２５】
前記支持枠は、｛１００｝面、及び〔１１０〕方位のオリエンテーションフラットに対して平行な辺を有することが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、前記変形可能ミラーの製造方法であって、単結晶Ｓｉ基板を、八角形の開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、該エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の相互に平行な２つの辺と該２つの辺に垂直な２つの辺との４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿った状態になるとともに、該開口の正八角形の他の４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする。
【００２７】
この様な条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【００２８】
前記エッチング工程の前に、前記単結晶ＳＩ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶ＳＩ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成しても良い。
【００２９】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板の表面を平らにしておけば、ここに積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【００３０】
前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の前記｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さが相互に等しく、かつ該八角形の前記｛１００｝面に沿う他の４つの辺の長さが相互に等しいのがよい。
【００３１】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形の｛１１０｝面上の４つの辺が相互に等しく、かつ該八角形の｛１００｝面上の他の４つの辺が相互に等しくなり、この八角形の形状が整う。
【００３２】
前記エッチングマスクにおける前記開口部の八角形の前記｛１１０｝面に沿う４つの辺のそれぞれの長さをＡとし、かつ該八角形の前記｛１００｝面に沿う他の４つの辺のそれぞれの長さをＢとすると、Ａ＜Ｂであるのが良い。
【００３３】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形を良好に再現することができる。
【００３４】
より好ましくは、前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の各辺の長さＡ及びＢは、次式（１）及び（２）で表される。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【００３５】
また、本発明は、前記変形ミラーの製造方法において、単結晶Ｓｉ基板を、四角形の開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、該エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形の４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする。
【００３６】
ここでは、支持枠の開口部がやや小さく、上記エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さＡが０（Ａ＝０）であることを前提としており、この請求項８に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【００３７】
前記エッチング工程の前に、前記単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成しても良い。
【００３８】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【００３９】
前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形は、正方形であるのが良い。
【００４０】
より好ましくは、前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、前記エッチングマスクにおける前記開口の正方形の一辺の長さＣは、次式（３）で表される。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【００４１】
また、本発明は、前記変形可能ミラーの製造方法において、単結晶Ｓｉ基板を、開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、前記エッチングマスクの前記開口は、四角形の領域と、この四角形の領域の各角からそれぞれ対角線方向に沿って放射状に延びるくさび形領域とを有し、前記エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の相互に対向する各くさび形領域の頂点同士を結ぶ対角線のそれぞれが前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿った状態であって、前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形の領域の各辺が前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする。
【００４２】
ここでは、支持枠の開口部が非常に小さいことを前提としており、この請求項１０に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【００４３】
前記エッチング工程の前に、前記単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成しても良い。
【００４４】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【００４５】
好ましくは、前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、
前記エッチングマスクにおける前記開口の相互に対向する各くさび形領域の頂点同士を結ぶ対角線のそれぞれの長さＤ、該開口における四角形の領域の相互に対向する各辺の離間距離Ｅ、及び該四角形の領域における各くさび形領域間に位置する各辺の長さＦは、次式（４）、（５）及び（６）で表される。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、この発明の変形可能ミラーの第１実施形態を示している。図１は、この第１実施形態の変形可能ミラーを示す平面図、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿って破断した変形可能ミラーを示す断面図、図３は、図１の変形可能ミラーを示す底面図、図４は、図１の変形可能ミラーを分解して示す分解斜視図である。
【００４７】
この変形可能ミラー１は、シリコン基板５０、このシリコン基板５０の裏面側に取り付けられた可撓性部材２、及びその下方に配置された参照面基板６を有している。シリコン基板５０は、その内側が八角形に開口された開口部５３を有しており、この開口部５３の中心は、図１上でシリコン基板５０の形状中心から左側に少し偏位している。
【００４８】
可撓性部材２は、図４に示すように、開口部５３よりも少し大きな正方形をなし、その外周縁部がシリコン基板５０の平坦な支持面に固着されている。より具体的には、この可撓性部材２の外周縁部をシリコン熱酸化膜５１ａを介してシリコン基板５０の支持面に固着している。また、この可撓性部材２は、引張応力を加えられ、平坦となった状態で、シリコン基板５０に固着されている。
【００４９】
この可撓性部材２は、開口部５３の内側で変形可能であるため、この可撓性部材２の変形可能な領域が開口部５３と同じく八角形となる。
【００５０】
ここで、図２に示すように、可撓性部材２は上部電極層８とその上に積層された反射膜１０で構成されている。上部電極層８は、例えば８μｍ程度の厚みを有するＮｉ膜で作製されている。また、反射膜１０は、例えば１μｍ程度の厚みを有するＡｕ、Ａｌ等の薄膜で作製されている。
【００５１】
なお、反射膜１０を無くして上部電極層８の表面をそのまま反射面として利用することも可能である。この場合は、部品点数を削減でき、製造コストの低減に寄与できる利点がある。
【００５２】
参照面基板６は、図４に示すように円筒状をなし、例えばガラスモールド法で作製されている。参照面基板６では、可撓性部材２と対向する側に、下部電極層１２、配線部５５、配線パッド５６及びスペーサ層５４を形成し、これらの上に絶縁層９を形成している（図２を参照）。下部電極層１２、配線部５５及び配線パッド５６は連続している。
【００５３】
図２に示すように、参照面基板６の表側外周の支持面は平坦になっており、その内側に凹凸面（曲面部）３を形成し、ここに下部電極層１２を形成している。また、平坦になった支持面の外周端には面取り部５９を設け、支持面に配線部５５を形成し、面取り部５９に配線パッド５６を形成している。この面取り部５９には絶縁層９を設けていない。従って、面取り部５９上の配線パッド５６には絶縁層９が付着していない（図２参照）。
【００５４】
下部電極層１２とスペーサ層５４は、例えば０.１μｍ程度の厚みを有するＡｌで作製され、絶縁層９は、例えば０.５μｍ程度の厚みを有する酸化シリコンで作製されている。
【００５５】
ここで、配線パッド５６は、下部電極層１２へ電圧を印加するための配線部５５と後述する下部電極用パッド５８とを電気的に接続するために設けられている。なお、配線部５５及び配線パッド５６は下部電極層１２と同じ厚み・材料で形成されている。
【００５６】
シリコン基板５０と参照面基板６は、シリコン基板５０側の上部電極層８と参照面基板６側の下部電極層１２が互いに対向するように接着剤で接着されている（図２参照）。より具体的には、平坦な支持面同士を密着して接着している。可撓性部材２は、スペーサ５４上の絶縁層９の上面と、配線部５５上の絶縁層９の上面で同じ高さで接触し、平面性を維持する。
【００５７】
前記接着剤には、例えば導電性のエポキシ系接着剤が用いられ、図２に示すように接着剤５７ａと接着剤５７ｂによって、シリコン基板５０と参照面基板６が相互に固定される。また、図２に示すように、接着剤５７ａは、参照面基板６の面取り部５９上の配線パッド５６と、シリコン基板５０の裏面上に熱酸化膜５１ａを介して設けられた下部電極用パッド５８とを電気的に接続する機能も兼ねている。
【００５８】
参照面基板６の面取り部５９は、シリコン基板５０と参照面基板６が接着された時に配線パッド５６を外部に露出させるとともに、接着剤５７ａ、５７ｂがこの面取り部５９に入り込むことにより、接着の信頼性を向上させ、かつ配線パッド５６と下部電極用パッド５８との電気的な接続を確実にする機能を有する。
【００５９】
可撓性部材２の露出部分２ｂ（図３参照）と下部電極用パッド５８は、例えば半田等により駆動回路７に接続されている。この駆動回路７は、可撓性部材２の露出部分２ｂと下部電極層１２との間に電圧を印加したり、印加を中止したりする。
【００６０】
具体的には、可撓性部材２の反射膜１０に入射する光ビームに収差を与えることなく反射させる場合には、駆動回路７は電圧を印加しない。この結果、可撓性部材２は、その反射膜１０を平坦のまま維持し、入射してくる光ビームに収差を与えず、そのまま反射する。これに対して、入射する光ビームに収差を与えるときは、駆動回路７は、上部電極層８と下部電極層１２の間に電圧を印加する。これにより、上部電極層８と下部電極層１２間には、静電応力が作用し、可撓性部材２は、凹凸面３に吸着して、その反射膜１０を変形させ、入射してくる光ビームに所定の収差を与える。
【００６１】
図５は、図１の変形可能ミラーを適用した光学装置の一例を示している。この光学装置は、相互に異なる厚みの２種類の光ディスクに対して記録及び再生を行うものである。
【００６２】
なお、ここではディスク厚みが０．６ｍｍ（例えば、ＤＶＤ）とｌ．２ｍｍ（例えば、ＣＤ）の２種類の光ディスクに対応できる光学装置を例にとって説明する。
【００６３】
光ピックアップの光源である光源（半導体レーザー）５００は、光ビーム５０４を出射する。この光ビーム５０４は、コリメータレンズ５０２、ビームスプリッター５０３、４分の１波長板５０５を通過して、ビームスプリッター５０６に到達する。続いて、このビーム５０４は直進してビームスプリッター５０６及び４分の１波長板５０７を通過し、変形可能ミラー１に達する。
【００６４】
そして、この変形可能ミラー１で反射された光が、４分の１波長板５０７を通過し、ビームスプリッター５０６で反射され、この反射光が対物レンズ５０８に入射する。そして、この光ビームは、光ディスク５０９に集光する。この対物レンズ５０８は、ディスクの厚みが０．６ｍｍの光ディスクに対応するようにその焦点距離、開口数（ＮＡ）等が設定されている。
【００６５】
この光学装置では、厚みが１．２ｍｍの光ディスクと、厚みが０．６ｍｍの２種類の光ディスクのいずれに対しても、正確な記録再生動作が可能になっている。これは、装着された光ディスク５０９の厚みに応じて、変形可能ミラー１の状態を変化させることにより実現される。即ち、変形可能ミラー１の可撓性部材２の形状を変化させ、これにより対物レンズ５０８から出射された光ビームの集光スポットを変位させ、この集光スポットを駆動用モータ５１７に支持された光ディスク５０９に合致させている。
【００６６】
より具体的には、ディスクの厚みが１．２ｍｍのときに、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させて、対物レンズ５０８の入射光に収差を与え、これによって対物レンズ５０８からの光ビームの集光スポットを光ディスク５０９に合致させ、この状態で光ディスク５０９の記録再生動作を行うている。
【００６７】
また、ディスク厚みが０．６ｍｍのときに、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させず、平面ミラ一を形成し、対物レンズ５０８の入射光に収差を与えず、これによって対物レンズ５０８からの光ビームの集光スポットを光ディスク５０９に合致させ、この状態で光ディスク５０９の記録再生動作を行っている。
【００６８】
従って、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させる前提として、光ディスク５０９の厚みを検知する必要がある。この厚み検知は、光ディスク５０９の上側に設けられた厚み検知装置（基板厚み検知装置）５１５により行われる。
【００６９】
この厚み検知装置５１５は、例えば図６に示すように構成されており、光源６００の光ビーム６０２を光ディスク５０９に向けて出射する。光ディスク５０９の表面で反射された反射光は、光ディスク５０９の厚みが０．６ｍｍの場合は光路６０４を経て光位置検出器６０１に入射する。同様に、光ディスク５０９の厚みが１．２ｍｍの場合は、光路６０３を経て光位置検出器６０１に入射する。この反射光の位置を光位置検出器６０１で検出すれば、光ディスク５０９の厚みを検知できる。この検知結果、つまり光ディスクの厚み情報は、システム制御装置５１６に報じられ、これを受けたシステム制御装置５１６は以下のようにして変形可能ミラー１を変形させる。
【００７０】
システム制御装置５１６は、光ディスク５０９のディスク厚みが０．６ｍｍのときには、収差補償を行う必要がないので、駆動回路７を駆動しない。この場合には、変形可能ミラー１の可撓性部材２は変形せず、その反射膜１０が平面ミラーとして機能する。
【００７１】
また、ディスク厚みが１．２ｍｍのときには、システム制御装置５１６は、駆動回路７を駆動して、変形可能ミラー１の可撓性部材２を参照面基板６の凹凸面３に吸着させ、この可撓性部材２を変形させる。これにより、変形可能ミラー１によって反射されてた光ビームには所定の収差が与えられ、対物レンズ５０８からの光ビームの集光スポットが厚み１．２ｍｍの光ディスク５０９に合致する。
【００７２】
なお、ここでは、厚みが１．２ｍｍの光ディスクの場合に変形可能ミラー１を変形させて収差補償しているが、逆に厚みが０．６ｍｍの光ディスク５０９の場合に変形可能ミラー１を変形させることも可能である。
【００７３】
但し、厚みが０．６ｍｍの光ディスク５０９は記録容量が大きいため、厚みがｌ．２ｍｍのＣＤ等の光ディスクを再生する場合よりも、使用する光学部品に高い精度が要求される。発明者等のシミュレーションの結果によれば、厚みが１．２ｍｍのディスクを記録再生するときに、光ビームに収差を与えた方が光学部品の精度が緩くて済むことが確認された。従って、変形可能ミラー１の反射膜１０が平面ミラーとなっているときに、厚みが０．６ｍｍの光ディスク５０９を記録再生し、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させたときに、厚みが１．２ｍｍの光ディスク５０９を記録再生する方が実施する上で好ましいものになる。
【００７４】
次に、図７を参照して、変形可能ミラー１の反射面（可撓性部材２の反射膜１０）を所定形状に変形させるための参照面基板６の凹凸面３の具体的な断面形状（曲面形状）について説明する。
【００７５】
この凹凸面３の断面形状は、この凹凸面３の断面形状に倣って変形する可撓性部材２の反射面が上述した所定の収差を発生するものであれば良い。
【００７６】
図７は、所定の収差を発生する凹凸面３の断面形状をシミュレーションで求めた結果を示す。変形可能ミラー１の反射膜１０が平面ミラーとして作用するときには、深さｄ＝０（μｍ）の位置に沿った伏態であり、収差を補償するミラーとして作用するときには、反射膜１０が各曲線で示すような凹凸面３に沿った断面形状に沿う。この凹凸面３の断面形状は、その中心を通る軸に対して軸対称となる。
【００７７】
ここで、本来は、変形可能ミラーの反射面が軸対称に変形し得る様に、この反射面を円形にすることが望ましい。一方、上記光学装置に適用される変形可能ミラーとして、全体の直径が１０ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ程度のものが適当であり、これに伴いシリコン基板５０の開口部５３としては、その直径が８ｍｍ、望ましくは４〜３ｍｍ程度が適当である。この様にシリコン基板５０の開口部５３を小さく良好な精度で円形に加工するならば、次の様な３つの加工方法がある。
【００７８】
（１）放電加工等による精密機械加工
（２）ウェットエッチング
（３）ドライエッチング
しかしながら、これらの加工方法には、次の様な各問題点がある。
【００７９】
上記（１）の場合、大量生産に向かない。また、変形可能ミラーが平面ミラーとして働くときに、安定性を向上させるため、可撓性部材２に一定のテンションを加えておく必要があるものの、テンションを加えつつ、この可撓性部材２を保持して固着することが困難である。
【００８０】
上記（２）の場合、円形の開口部を形成することができない。すなわち、シリコン基板５０は、可撓性部材２を支持するという目的のため、ある程度の強度を要する。開口部５３周辺の寸法を大きくすれば良いが、変形可能ミラーの直径が前述のように制限される。このため、シリコン基板５０にある程度の厚みを持たせることにより、強度を確保する必要がある。その厚みは、通常０．３〜１ｍｍ程度である。この場合、ウェットエッチングではサイドエッチングが入るため基本的に前述の寸法の開口部５０を得ることは不可能である。
【００８１】
上記（３）の場合、単結晶Ｓｉ基板をシリコン基板５０に用いて、トレンチエッチングを行えば不可能ではない。しかしながら、量産技術として現時点で未確立であるうえ、装置が高価で生産性もよくない。即ち、生産コストが高くついてしまう。
【００８２】
そこで、後に述べるこの発明の製造方法の一実施形態では、バルクマイクロマシニングと呼ばれる結晶方位依存性を利用した異方性ウェットエッチングを適用して、シリコン基板５０の開口部５３を形成する。
【００８３】
この異方性ウェットエッチングには、例えば（１００）面、（１１０）面の単結晶Ｓｉ基板や、水晶基板等を用いる。ただし、結晶面に応じて異なるエッチング速度でエッチングを行う異方性ウェットエッチングであるため、円形の貫通口は得られず、通常、単結晶Ｓｉ基板４０１には、図８（ａ）に示す様な四角形の開口部４０２が形成される。なお、図８（ｂ）のハッチング領域は、四角形の開口部４０２を形成するためのエッチングマスクの平面視形状を示し、図８（ｃ）のハッチング領域は、四角形の開口部４０２を形成したときの変形可能ミラーの平面視形状を示す。
【００８４】
仮に、シリコン基板５０の開口部が四角形の場合は、可撓性部材２が接触する参照面基板６の凹凸面３が円形であるので、この可撓性部材２の変形時、応カ分布や変位量の分布が発生してしまう。また、シリコン基板５０の強度の観点からも問題がある。さらには、開口部の面積が大きくなり、可撓性部材２の変形分部の面積が大きくなるので、この可撓性部材２の反射面を平面ミラーとして使用するときに、この反射面の安定性に問題がある。
【００８５】
したがって、異方性ウェットエッチングを適用するにしても、シリコン基板５０の開口部の形状として、四角形を採用することはできず、この発明の変形可能ミラーの様に、シリコン基板５０の開口部５３の形状として、八角形を実現せねばならない。
【００８６】
図９（ａ）は、単結晶Ｓｉ基板からなるシリコン基板５０を示す。
このシリコン基板５０は、前述の四角形の開口部を有するものと同様に、結晶方位依存性を利用した異方性ウェットエッチングを適用して製造したものである。前述の四角形の開口部を有するものの場合、エッチングによって、エッチングレートの最も遅い面を出現させているのに対し、シリコン基板５０の開口部５３が八角形の場合は、エッチングレートの最も遅い面と２番目に遅い面を出現させて多角形化を図り、平面形状をより円形に近づけており、これによって四角形の開口部について発生した問題点を解決している。
【００８７】
また、シリコン基板５０の開口部５３を八角形にすることにより、可撓性部材２を支持するシリコン基板５０の支持部分が大きくなり、このシリコン基板５０の強度が増す。更に、可撓性部材２の変形分部の面積が小さくなるので、この可撓性部材２の反射面を平面ミラーとして使用するときには、この反射面の安定性が増す。
【００８８】
図１０（ａ）は、開口部が四角形の場合に、可撓性部材２を同図（ｃ）に示す様な深さ５μｍ程度の参照面基板６の凹凸面３に強制的に接触させたときの該可撓性部材２の変位の状態を示し、また図１０（ｂ）は、開口部が八角形の場合に、可撓性部材２を同図（ｃ）に示す様な参照面基板６の凹凸面３に強制的に接触させたときの該可撓性部材２の変位の状態を示す。
【００８９】
これらの図１０（ａ），（ｂ）を比較すれば明らかな様に、開口部が四角形の場合は、可撓性部材２が円状に変形しないものの、開口部が八角形の場合は、可撓性部材２が円状に変形する。
【００９０】
なお、可撓性部材２の変位の状態は、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）のシミュレーションで求めたものである。また、図示はされていないが、可撓性部材２に作用する応カの分布も同様の傾向を示す。
【００９１】
次に、この発明の製造方法の一実施形態であって、図１のシリコン基板５０を製造するための方法を図１１を参照しつつ説明する。このシリコン基板５０は、図１１（ａ）に示す様な｛１００｝面（通常（１００）面）、及び［１１０］方位（通常＜０１１＞方位）のオリエンテーションフラットを有する単結晶Ｓｉ基板７１を用いる。この単結晶Ｓｉ基板７１の厚みは、０．３〜１ｍｍ程度がよい。
【００９２】
図１１（ｂ）に示す様に、この単結晶Ｓｉ基板７１を酸化して、エッチングマスクとなる各ＳｉＯ2層５１ａ、５１ｂを形成する。
【００９３】
なお、後述する異方性ウェットエッチングの精度を向上させるため、エッチャントによる選択性の良いＳｉ3Ｎ4層を減圧ＣＶＤによって形成し、これをエッチングマスクとして使用するとより好ましい。
【００９４】
次に、図１１（ｃ）に示す様に、フォトリソグラフィーとＲＩＥによって、単結晶Ｓｉ基板７１の裏面、つまり可撓性部材２を形成する表面とは反対側の裏面に形成されたＳｉＯ2層５１ｂをパターニングし、開口部５３を形成するためのエッチングマスク６０を形成する。
【００９５】
次に、図１１（ｄ）に示す様に、単結晶Ｓｉ基板７１の表面に、例えばＴａ，Ｃｒ，Ｎｂ等の密着層６１をスパッタ法やＥＢ蒸着法で形成し、この後に、可撓性部材２を後述する電気メッキ法で形成するためのシード層６２を形成する。通常、密着層６１とシード層６２は連続的に成膜される。
【００９６】
次に、図１１（ｅ）に示す様に、電気メッキ法によって、可撓性部材２の基材となる例えば８μｍ厚のＮｉ層６３を形成する。
【００９７】
次に、図１１（ｆ）に示す様に、静電力によって駆動される可撓性部材２に電圧を印加するための上部電極５８等をパターニングする。
【００９８】
なお、この実施形態では、電気メッキ法を用いているが、無電界メッキ法を用いても良いし、また単結晶Ｓｉ基板７１の表面にＰ型不純物のドーピングを行い、エッチストップとなる層を形成して、後に形成される可撓性部材２のエッチングを阻止しても良い。
【００９９】
次に、図１１（ｇ）に示す様に、例えは４０ｗｔ％、６０℃のＫＯＨ水溶液を用いて、単結晶Ｓｉ基板７１に対して異方性ウェットエッチングを行った後、ＳｉＯ2５１ａの不要な部分を例えばＲＩＥ等で除去してシリコン基板５０並びに開口部５３を形成する。これに伴い、密着層６１、シード層６２及びＮｉ層６３の一部分が可撓性部材２となって、この可撓性部材２が開口部５３で平面状に保持される。
【０１００】
この際、図９（ａ）に示す様に、エッチングによって｛１１１｝面が第１番目に出現して、この｛１１１｝面が単結晶Ｓｉ基板７１の（１００）面に対して５４．７°の角度をなす。また、（０１０）面及び（００１）面が第２番目に出現して、これらの（０１０）面及び（００１）面が（１００）面に対して直角となる。
【０１０１】
｛１１１｝面のエッチングレートは、非常に小さくエッチングマスク６０に略忠実に現れる。また、（０１０）面及び（００１）面は、エッチングマスク６０によって被覆されている単結晶Ｓｉ基板７１の（１００）面と同一方位であるから、この（１００）面と同一のエッチングレートでエッチングされる。
【０１０２】
エッチングマスク６０の寸法並びに形状を適宜に設定すれば、開口部５３が貫通した時点での、（０１０）面及び（００１）面の寸法をコントロールすることが可能となる。また、｛１１１｝面と、（０１０）面及び（００１）面は、（１００）面に射影して平面的に見ると、相互に４５°（１３５°）の角度をなす。このことを利用すれば、｛１１１｝、｛１００｝両面によって、八角形の開口部５３を形成することができ、さらに精度をあげれば正八角形の開口部５３が得られる。
【０１０３】
なお、以上で変形可能ミラーのシリコン基板５０及び可撓性部材２は完成するが、必要に応じて、図１１（ｈ）に示す様に、可撓性部材２の表面ににＡｌ，Ａｕ等の反射膜１０を成膜すると良い。
【０１０４】
次に、八角形の開口部５３を良好に再現するための、エッチングマスクの具体的な形状を述べる。
【０１０５】
まず、仮に、先に述べた図８（ａ）の四角形の開口部４０２の場合は、（１００）面、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットを有する単結晶Ｓｉ基板４０１を適用し、オリエンテーションフラットに対して水平及び垂直な各辺からなる四角形のエッチングマスクによって該単結晶Ｓｉ基板４０１をマスクしてから、この単結晶Ｓｉ基板４０１をパターニングする。このエッチングマスクによって、（１１１）面及び（１−１−１）面がオリエンテーションフラットの（０１１）面に対して水平に現れ、また（１−１１）面及び（１１−１）面が（０１１）面に対して垂直に現れる。｛１１１｝面は、単結晶Ｓｉ基板４０１の（１００）面に対して５４．７°でそれぞれ交わるが、（１００）面に射影して平面的に見た形状は、表面から見ても、裏面から見ても、 図８（ｂ）及び（ｃ）から明らかな様に、四角形となる。
【０１０６】
一方、この発明の八角形の開口部５３の場合は、先にも述べた様に単結晶Ｓｉ基板７１の＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対しては４５°をなし、単結晶Ｓｉ基板５１の表面である（１００）面に対しては垂直な４つの｛１００｝面と、先の｛１１１｝面を出現させて組み合わせる。
【０１０７】
上記実施形態の製造方法においては、エッチングマスクのＳｉＯ2層５１ａ(又はＳｉ3Ｎ4層)及び単結晶Ｓｉ基板７１の｛１１１｝面のエッチングレートは、開口部５３が貫通する（１００）面のエッチングレートの２００〜４００分の１以下である。八角形の開口部５３を形成するには、｛１１１｝面と共に、（０１０）面及び（００１）面を出現させる。これらの（０１０）面及び（００１）面は、（１００）面と同じく、約２０μｍ／時間のエッチングレートでエッチングされるが、それでも他の高次の面、例えば｛１１０｝面や｛２１０｝面等よりはエッチングレートが遅い。
【０１０８】
そこで、図１２（ａ）に示す様なハッチング領域を覆うエッチングマスク６０を形成してからエッチングを行う。このエッチングマスク６０の形状によって、｛１１１｝面が出現するまでは、（０１０）面及び（００１）面が優先して出現され、オーバーエッチングがかなり進み、この結果として開口部５３が八角形となる。
【０１０９】
以上の原理で八角形の開口部５３を形成するので、八角形を構成する｛１１１｝面、（０１０）面及び（００１）面がエッチングマスク６０の形状や寸法をそのまま反映するわけでなく、このためエッチングマスク６０の形状や寸法を適宜調整する必要がある。
【０１１０】
次に、エッチングマスク６０に対するシリコン基板５０の開口部５３の形状並びに寸法を図９（ｂ）及び（ｃ）を参照して説明する。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＸ1−Ｘ1’に沿う断面を示し、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＸ2−Ｘ2’に沿う断面を示す。
【０１１１】
図９（ｂ）に示す様に、（０１０）面及び（００１）面については、シリコン基板５０の厚さをＴ、エッチングによるサイドエッチ（アンダーカット）量をＷとすると、サイドエッチ量Ｗはシリコン基板５０の厚さＴに略相当する。よって、Ｗ＝Ｔとなり、開口部５３を形作る八角形の対向する各辺間の離間距離がエッチングマスク６０を形作る各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ分だけ大きくなる。
【０１１２】
また、図９（ｃ）に示す様に、｛１１１｝面については、面がエッチングマスク６０の内側に出てしまう。その量をＶとすると、Ｖ＝Ｔ／tan（５４．７°）となる。開口部５３を形作る八角形の対向する各辺間の離間距離は、エッチングマスク６０を形作る各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ／tan（５４．７°）だけ小さくなる。
【０１１３】
図１２は、開口部５３を形作る八角形とエッチングマスク６０を判り易く示すものであり、シリコン基板５０を裏面側から見て示す概略斜視図である。図１２（ａ）のハッチング領域は、エッチングマスク６０の形状を示し、図１２（ｂ）のハッチング領域は、変形可能ミラーの平面形状を示し、図１２（ｃ）のハッチング領域は、開口部５３の裏面側の形状を示す。この開口部５３の形状を単結晶Ｓｉ基板５１の（１００）面に射影して平面的に見ると、図１２（ｂ）に示す様な八角形となる。
【０１１４】
次に、エッチングマスク６０と、シリコン基板５０の開口部５３を平面的にみたときの形状並びに寸法の関係について、図１３を参照して説明する。
【０１１５】
これまでに述べてきた様に、シリコン基板５０の開口部５３を八角形にするためには、エッチングマスク６０を八角形とし、このエッチングマスク６０の４つの辺をシリコン基板５０（単結晶Ｓｉ基板７１）の｛１１０｝に沿わせ、残りの他の４つの辺をシリコン基板５０の｛１００｝面に沿わせれば良い。
【０１１６】
また、開口部５３を正八角形に近づけるためには、エッチングマスク６０の各辺のうちの対向するもの同士の長さを等しくする。つまり、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して水平あるいは垂直なエッチングマスク６０の各辺の長さを等しくし、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して４５°をなす各辺も長さを等しくする。
【０１１７】
ここで、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して水平あるいは垂直なエッチングマスク６０の各辺の長さをＡとし、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して４５°をなす各辺の長さをＢとする。また、開口部５３を（１００）面に射影して平面的にみたときの八角形の各辺については、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して水平あるいは垂直な各辺の長さをＬ1とし、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して４５°をなす各辺の長さをＬ2とする。更に、先に述べたことから明らかな様に、長さＬ1の各辺の離間距離が長さＡの各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ／tan（５４．７°）だけ小さく、長さＬ2の各辺の離間距離が長さＢの各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ分だけ大きくなる。
【０１１８】
これらの関係から、エッチングマスク６０の各辺の長さＡ及びＢは、次の各式（７）及び（８）によって表される。
Ａ＝Ｌ1−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（７）
Ｂ＝Ｌ2＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（８）
開口部５３を略正八角形に近づけるためには、Ａ＜Ｂであって、かつＬ1＝Ｌ2＝Ｌ、Ｌ＝（Ｌ1＋Ｌ2）／２Ｌである。したがって、上記各式（７）及び（８）から次の各（９）及び（１０）が導かれる。
【０１１９】
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（９）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（１０）
これらの式（９）及び（１０）から、各辺の長さＡ及びＢを求めて、これらの辺からなるエッチングマスク６０を採用して、シリコン基板５０の開口部５３を形成すれば、この開口部５３を略正八角形にすることができる。
【０１２０】
ただし、シリコン基板５０の開口部５３を正八角形に成形することが極めて困難なため、略正八角形と表現せざるを得ない。その理由としては、シリコン基板５０の｛１１１｝面はほとんど後退しないが、｛１００｝面はオーバーエッチング等で、約２０μｍ／時間の割合で後退するので、シリコン基板５０の開口部５３の各辺の長さの誤差を避け難いと言うこと、またエッチングマスク６０を高精度で単結晶Ｓｉ基板７１上にアライメントするのは困難であって、若干のずれが生ずると言うこと、更には単結晶Ｓｉ基板７１の厚みも規格に対して多少のばらつきを有すると言うこと等がある。
【０１２１】
実際に試作すると、前者の２つの理由によるばらつきが約３％、後者の１つの理由によるばらつきが３％で、計６％のばらつきがあることが判明した。したがって、シリコン基板５０の開口部５３の形状として、完全な正八角形を実現するには、これらのばらつきを考慮したうえで、逆算を行い、次の各式（１）及び（２）に基づいて、エッチングマスク６０の各辺の長さＡ及びＢを設定する必要がある。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２）
図１４は、この発明の製造方法の第２実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示している。
【０１２２】
この第２実施形態では、変形可能ミラーの小型化に伴って、シリコン基板５０及び開口部５３を小型化する場合を想定している。
【０１２３】
これに対して、第１実施形態の変形可能ミラーにおいては、変形可能ミラーが比較的大きく、単結晶Ｓｉ基板７１のエッチングに用いられるエッチングマスク６０が八角形であって、長さＡの４つの辺と、長さＢの４つの辺が存在し、Ａ＞０と言う条件を満たしている。このＡ＞０と言う条件を上記式（１）に代入すれば、次の式（１１）を求めることができ、エッチングマスク６０が八角形である限り、この式（１１）を満たさなければ、シリコン基板５０の開口部５３を八角形に形成することはできない。
Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …(１１)
ところが、シリコン基板５０の開口部５３が小さくなり、これに伴ってエッチングマスクも小さくなると、Ａ＝０となるので、エッチングマスクの形状は、八角形でなく、図１４に示す様な四角形のエッチングマスク８１となる。
【０１２４】
このエッチングマスク８１によって単結晶Ｓｉ基板７１を被覆し、この単結晶Ｓｉ基板７１をエッチングした場合、エッチングマスク８１を形作る四角形の頂点から、｛１１１｝面が出現し、この四角形の各辺から｛１００｝面が出現する。
【０１２５】
したがって、エッチングマスク８１形作る四角形の各辺は、単結晶Ｓｉ基板７１の表面である（１００）面に対して垂直な｛１００｝面上に沿って存在する必要がある。
【０１２６】
この様にエッチングマスク８１の四角形の各辺の方向を決めた場合、エッチングマスク８１の四角形は長方形となる。但し、この長方形の隣り合う辺の長さが異なると、図１４に示す開口部５３を形作る八角形の各辺９１，９５と９３，９７、及び９０，９４と９２，９６の長さが異なってしまう。より正八角形に近づけるには、この長方形の各辺の長さが等しい、つまり正方形であらねばならない。
【０１２７】
ここで、上記式（１）にＡ＝０を代入すると、次の式（１２）が導かれる。
Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（１２）
更に、この式（１２）を上記式（２）に代入し、Ｂ＝Ｃと置き換えると、次の式（１３）が導かれる。
【０１２８】
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２）） …（１３）
この式（１３）によって求められるＣは、エッチングマスク８１の正方形の一辺の長さであり、この正方形のエッチングマスク８１によって単結晶Ｓｉ基板７１を被覆し、この単結晶Ｓｉ基板７１をエッチングすると、シリコン基板５０の開口部５３が略正八角形となり、この略正八角形の各辺の長さがＬとなる。
【０１２９】
ここで、第１実施形態のエッチングマスク６０と同様に、６％のばらつきを考慮して、シリコン基板５０の開口部５３を完全に正八角形とするには、これらのばらつきを考慮したうえで、逆算を行い、次の（３）に基づいて、エッチングマスク８１の各辺の長さＡ及びＢを設定する必要がある。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３）
図１５は、この発明の製造方法の第３実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示している。
【０１３０】
この第３実施形態では、変形可能ミラーの更なる小型化に伴って、シリコン基板５０及び開口部５３を更に小型化する場合を想定している。
【０１３１】
これに対して、第２実施形態の変形可能ミラーにおいては、上記式（１２）の条件を満たすことを前提としており、この条件が満たされず、次の式（１４）が成立するとき、つまり単結晶Ｓｉ基板７１の厚さＴと比較して、シリコン基板５０の開口部５３を形作る八角形の一辺の長さＬが短く、小さな八角形のときには、八角形を作成することができても、図１６（ａ），（ｂ）に示す様にエッチングマスク８１形作る四角形の頂点から開口部５３形作る八角形の一辺までの距離Ｖ、及びエッチングマスク８１を形作る四角形の一辺から開口部５３を形作る八角形の一辺までの距離Ｗを別々に調整することができず、どうしても開口部５３を形作る八角形の各辺の長さＬ1，Ｌ2の関係がＬ1＞Ｌ2となってしまうため、正八角形を形作ることはできない。
【０１３２】
Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …(１４)
ところで、図９（ｂ），（ｃ）の先の説明からも明らかな様に、シリコン基板５０の｛１１１｝面はエッチングマスクパターンより小さくなり、｛１００｝面はエッチングマスクパターンより大きくなる（サイドエッチングが入る）。そこで、エッチング完了後の八角形の形状より逆算し、｛１１１｝面が小さくなる分だけ、この｛１１１｝面にサイドエッチングが入る様に、四角形のエッチングマスクを予め変形させると、この結果として、図１５に示す形状のエッチングマスク８２が得られる。このエッチングマスク８２を用いれば、シリコン基板５０の開口部５３を略正八角形に形成することができる。
【０１３３】
このエッチングマスク８２の形状は、四角形の領域８３と、この四角形の領域８３の各角から放射状に延びるそれぞれのくさび形領域８４からなる形状を有している。相互に対向する各くさび形領域８４の頂点を結ぶ一対の線が単結晶Ｓｉ基板７１の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿って存在し、四角形の領域８３の各辺が単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って存在する様に、このエッチングマスク８２によって単結晶Ｓｉ基板７１を被覆し、この単結晶Ｓｉ基板７１をエッチングする。これによって、単結晶Ｓｉ基板７１の厚さＴと比較して、シリコン基板５０の開口部５３を形作る八角形の一辺の長さＬが短く、小さな八角形のときでも、この八角形を略正八角形に近づけることができる。
【０１３４】
さらに、シリコン基板５０の開口部５３をより正八角形に近づけるには、エッチングマスク８２の相互に対向する各くさび形領域８４の頂点を結ぶ一対の線の長さをＤ、四角形の領域８３の各辺の離間距離をＥ、及び四角形の領域８３の各辺上での各くさび形領域８４間の距離をＦとすると、次の各式（１５）、（１６）及び（１７）を満たせば良い。
【０１３５】
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°） …（１５）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ …（１６）
Ｆ＝Ｌ …（１７）
ここで、第１実施形態のエッチングマスク６０と同様に、６％のばらつきを考慮して、シリコン基板５０の開口部５３を完全に正八角形とするには、これらのばらつきを考慮したうえで、逆算を行い、次の各式（４）、（５）及び（６）に基づいて、Ｄ，Ｅ，Ｆを設定する必要がある。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明した様に、この発明によれば、曲面部の断面形状に倣って可撓性部材の反射面が変形する。このため、曲面部の形状精度を高く維持しておけば、反射面の変形形状を精度よく決定することができ、収差補正を精度よく行うことができる。
【０１３７】
また、可撓性部材の外周縁部を縁取る支持枠内側の開口部を八角形に形成しているので、変形時には、この可撓性部材に加わる応力を該可撓性部材の全体に略均等に分布させることができ、この可撓性部材の変形性が向上し、かつ、その寿命が向上する。また、無変形時に、この可撓性部材の反射面を平面に保持し易く、この状態を安定に持続することができる。この支持枠内側の開口部の形状としては、正八角形が最も望ましい。
【０１３８】
一方、曲面部の形状は、予め指定された収差を補正できるものであれば良い。この変形可能ミラーを搭載した光学装置においては、可撓性部材の反射面を平面に保持し、この可撓性部材の反射面への入射光に収差を与えない状態と、可撓性部材を参照面基板の曲面部に吸い寄せて、この可撓性部材を弾性変形させ、この可撓性部材の反射面への入射光に予め定められた収差を与える状態を選択的に設定することができ、これによって光学的に異なる複数の光を生成することができる。
【０１３９】
請求項２に記載の様に、支持枠は、｛１００｝面、及び〔１１０〕方位のオリエンテーションフラットを有する単結晶Ｓｉ基板から形成されるものが良く、これによって、各請求項３、８及び１２に記載の変形ミラーの製造方法が可能となる。
【０１４０】
請求項３に記載の製造方法によれば、支持枠の開口部は、単結晶Ｓｉ基板をエッチングマスクによって被覆してから、この単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって形成され、このエッチングマスクが八角形であり、このエッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿って、この八角形の４つの辺が存在し、このエッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って、この八角形の他の４つの辺が存在している。
【０１４１】
この様な条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【０１４２】
請求項４に記載の様に、単結晶Ｓｉ基板をエッチングする以前に、この単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層しておき、この後に、可撓性部材をエッチングせずに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングして、支持枠の開口部を形成しても良い。
【０１４３】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板の表面を平らにしておけば、ここに積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【０１４４】
請求項５に記載の様に、エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺が相互に等しく、かつ該八角形の｛１００｝面に沿う他の４つの辺が相互に等しいのが良い。
【０１４５】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形の｛１１０｝面上の４つの辺が相互に等しく、かつ該八角形の｛１００｝面上の他の４つの辺が相互に等しくなり、この八角形の形状が整う。
【０１４６】
請求項６に記載の様に、エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さをＡとし、かつ該八角形の｛１００｝面に沿う他の４つの辺の長さをＢとすると、Ａ＜Ｂであるのが良い。
【０１４７】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形を良好に再現することができる。
【０１４８】
より好ましくは、請求項７に記載の様に、支持枠の厚みをＴとし、この支持枠の開口部を形作る八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、エッチングマスクを形作る八角形の各辺の長さＡ及びＢを次式（１）及び（２）で表す。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【０１４９】
また、請求項８に記載の製造方法によれば、支持枠の開口部は、単結晶Ｓｉ基板をエッチングマスクによって被覆してから、この単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって形成され、このエッチングマスクが四角形であり、このエッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って、この四角形の４つの辺が存在している。
【０１５０】
ここでは、支持枠の開口部がやや小さく、上記エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さＡが０（Ａ＝０）であることを前提としており、この請求項８に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【０１５１】
請求項９に記載の様に、単結晶Ｓｉ基板をエッチングする以前に、この単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層しておき、この後に、可撓性部材をエッチングせずに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングして、支持枠の開口部を形成しても良い。
【０１５２】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【０１５３】
請求項１０に記載の様に、エッチングマスクを形作る四角形は、正方形であるのが良い。
【０１５４】
より好ましくは、請求項１１に記載の様に、支持枠の厚みをＴとし、この支持枠の開口部を形作る八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、エッチングマスクを形作る正方形の一辺の長さＣを次式（３）で表す。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【０１５５】
更に、請求項１２に記載の製造方法によれば、支持枠の開口部は、単結晶Ｓｉ基板をエッチングマスクによって被覆してから、この単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって形成され、このエッチングマスクは、四角形の領域と、この四角形の領域の各角から放射状に延びるそれぞれのくさび形領域からなる形状を有し、相互に対向する各くさび形領域の頂点を結ぶ一対の線が該エッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿って存在し、四角形の領域の各辺が該エッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って存在する。
【０１５６】
ここでは、支持枠の開口部が非常に小さいことを前提としており、この請求項１０に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【０１５７】
請求項１３に記載の様に、単結晶Ｓｉ基板をエッチングする以前に、この単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層しておき、この後に、可撓性部材をエッチングせずに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングして、支持枠の開口部を形成しても良い。
【０１５８】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【０１５９】
好ましくは、請求項１４に記載の様に、支持枠の厚みをＴとし、この支持枠の開口部を形作る八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、エッチングマスクの形状における相互に対向する各くさび形領域の頂点を結ぶの線の長さをＤ、四角形の領域の各辺の離間距離をＥ、及び四角形の領域の各辺上での各くさび形領域間の距離をＦを次式（４）、（５）及び（６）で表す。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の変形可能ミラーの第１実施形態を示す平面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿って破断した変形可能ミラーを示す断面図
【図３】図１の変形可能ミラーを示す底面図
【図４】図１の変形可能ミラーを分解して示す分解斜視図
【図５】図１の変形可能ミラーを適用した光学装置の一例を示すブロック図
【図６】図５における厚み検知装置を示す概略構成図
【図７】図１の変形可能ミラーの凹凸面の断面形状を示すグラフ
【図８】（ａ）は四角形の開口部を形成し単結晶Ｓｉ基板を示す斜視図、（ｂ）は該単結晶Ｓｉ基板上にエッチングマスクの平面視形状を示し、（ｃ）は該単結晶Ｓｉ基板を用いて形成した変形可能ミラーの平面視形状を示す図
【図９】（ａ）は図１の変形可能ミラーのシリコン基板を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ1−Ｘ1’に沿う断面を示し、（ｃ）は（ａ）のＸ2−Ｘ2’に沿う断面を示す図
【図１０】（ａ）はシリコン基板の開口部が四角形の場合に、可撓性部材を凹凸面に強制的に接触させたときの該可撓性部材の変位の状態を示すグラフ、（ｂ）は開口部が八角形の場合に、可撓性部材を凹凸面に強制的に接触させたときの該可撓性部材の変位の状態を示すグラフ、（ｃ）は可撓性部材を凹凸面に強制的に接触させている状態を示す図
【図１１】図２の変形ミラーのシリコン基板を製造する手順を示しており、（ａ）は単結晶Ｓｉ基板を示し、（ｂ）はＳｉＯ2層の形成工程を示し、（ｃ）はエッチングマスクの形成工程を示し、（ｄ）は密着層とシード層の形成工程を示し、（ｅ）はＮｉ層の形成工程を示し、（ｆ）は上部電極等のパターニング工程を示し、（ｇ）は異方性ウェットエッチング工程を示し、（ｈ）は反射膜の成膜工程を示す図
【図１２】（ａ）は図１の変形可能ミラーのシリコン基板を覆うエッチングマスクの形状を示し、（ｂ）は変形可能ミラーの平面形状を示し、（ｃ）はシリコン基板の開口部の裏面側の形状を示す図
【図１３】図１の変形可能ミラーのシリコン基板の開口部とエッチングマスクの形状を示す平面図
【図１４】この発明の製造方法の第２実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示す平面図
【図１５】この発明の製造方法の第３実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示す平面図
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、エッチングマスクと開口部の形状及び寸法の関係を示す図
【図１７】従来の光ピックアップの構成を示すブロック図
【図１８】従来の変形可能ミラーを使用した光ピックアップの構成を示す図
【図１９】従来の変形可能ミラーの構成を示す図
【符号の説明】
１ 変形可能ミラー
２ 可撓性部材
３ 凹凸面
７ 駆動回路
８ 上部電極層
９ 絶縁層
１０ 反射膜
１２ 下部電極層
５０ シリコン基板
５３ 開口部
５４ スペーサ層
５５ 配線部
５６ 配線パッド
５９ 面取り部
６０，８１，８２ エッチングマスク
７１ 単結晶Ｓｉ基板
５００ 光源
５０２ コリメータレンズ
５０３，５０６ ビームスプリッター
５０５，５０７ ４分の１波長板
５０８ 対物レンズ
５０９ 光ディスク
５１５ 厚み検知装置
５１７ 駆動用モータ
６０１ 光位置検出装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射面の変形が可能な変形可能ミラーに関し、詳しくは、異なる厚さの光ディスクに対する正確な記録再生動作を可能とする変形可能ミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクは多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビテオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。図１７は、これらの装置に用いられる光ピックアップの一例を示す構成図である。
【０００３】
この図１７に示す光ピックアップ１００において、半導体レーザー１０１から出射した光はコリメーターレンズ１０２により平行光１０３になる。平行光１０３はビームスプリッター１０４に入射して直進し、４分の１波長板１０５を通り、反射ミラー１０６で反射されて、対物レンズ１０７に入射する。対物レンズ１０７に入射した光は集光され、回転モーター１１３の駆動軸によって支持された光ディスク１０８の情報記憶媒体面上に光スポット１０９を形成する。
【０００４】
次に、光ディスク１０８で反射した反射光１１０は、再び、対物レンズ１０７と反射ミラー１０６及び４分の１波長板１０５を通って、ビームスプリッター１０４に入射する。この反射光１１０は４分の１波長板１０５の作用により、偏光ビームスプリッター１０４で反射して、絞りレンズ１１１を通り、光検出器１１２に受光される。光検出器１１２は、反射光線の光強度を検出することによって再生信号を検出する。
【０００５】
このような構成の光ピックアップに用いられる対物レンズ１０７は光ディスク１０８の厚みを考慮して設計されている。しかしながら、この設計値と異なる厚みの光ディスクに対しては、球面収差が生じて結像性能が劣化し記録や再生が不可能となる。
【０００６】
従来、コンパクトディスクやビデオディスク、あるいはデータ用のＩＳＯ規格の光磁気ディスク装置等に用いられる光ディスクの厚みは、ほぼ同（約１．２mm）であった。このため、一つの光ピックアップで種類の異なる光ディスク（コンパクトディスク、ビデオディスク、光磁気ディスク等）を記録再生することが可能であった。
【０００７】
ところで、近年、光ディスクのより高密度化を図るために、（１）対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくして光学的な分解能を向上させる方法や、（２）記録層を多層に設ける方法が検討されている。
【０００８】
上記の（１）のように、対物レンズのＮＡを大きくすると、集光ビーム径は反比例して小さくなるが、ディスクの傾きの許容誤差を通常のＮＡを有する対物レンズと同程度に収めるためには、ディスクの厚さを薄くする必要がある。例えば対物レンズのＮＡを０．５から０．６にすると、ディスクの厚さを１．２mmから０．６mmに減少させなければ、ディスクの傾きの許容誤差を同程度に収めることができない。
【０００９】
しかしながら、このようにディスクを薄くした場合、その薄い光ディスクに対応する対物レンズを使用して、厚い光ディスクを記録再生すると、球面収差が増大して結像点が広がってしまい、記録再生が困難となる。したがって、厚い光ディスクとの間で互換性を保つことができなくなり、光ピックアップを２個使い薄い光ディスクと厚い光ディスクを別々の光ピックアップで記録再生せざるを得なくなる、
また、上記（２）のように、複数の記録層をある程度の厚さの透明層を介して設けた多層ディスクを用いる場合も、１枚のディスクで記録容量が大幅に増加する。しかしながら、対物レンズから見た各記録層の位置が異なるため、１つの光ピックアップでは正確な情報の記録再生ができない。
【００１０】
このような問題点を解決する手段として、変形可能ミラーにより基板厚さを補正する方法が知られている。（特開平５−１５１５９１号公報）。
【００１１】
図１８は、この変形可能ミラーを用いた光学装置の光学系を示している。この図１８において、ビーム１０３は、半導体レーザー１０１から出射され、コリメータレンズ１０２、ビームスプリッター１０１、４分の１波長板１０５を透過し、ビームスプリッター２０２に到達する。更に、このビーム１０３は、ビームスプリッター２０２及び４分の１波長板２０１を透過して変形可能ミラー２００に達する。
【００１２】
変形可能ミラー２００は、そのミラー表面を変形可能に構成されており、厚いディスクのときには、変形可能ミラー駆動回路２０３によって、ミラー表面を変形し、ビーム１０３に対して、ディスクが厚くなったことによって発生する球面収差を打ち消すような球面収差を与える。このビーム１０３は、４分の１波長板２０１を通って戻り、ビームスプリッター２０２で反射されて対物レンズ１０７に達する。対物レンズ１０７に入射した光は、集光され、光ディスク１０８の情報記録媒体面上に光スポット１０９を形成する。
【００１３】
次に、光ディスク１０８で反射した反射光は、再び対物レンズ１０７とビームスプリッター２０２、４分の１波長板２０１、変形可能ミラー２００及び、４分の１波長板１０５を通って、ビームスプリッター１０４に入射する。この反射光１１０は、ビームスプリッター１０４で反射して、絞りレンズ１１１を通り、光検出器１１２で受光される。光検出器１１２は、反射光線の光強度を検出することによって再生信号を検出する。
【００１４】
図１９は、特開平５−１５１５９１号公報に記載の変形可能ミラー２００の具体的な構成を示す図であり、これは「“Adaptive optics for optimization of image resolution”(“Applide Optics”,vol.26,pp.3772-3777,(1987),J.P.Gaffarel等）」に記載されたものである。
【００１５】
この変形可能ミラー２００は、表面にミラー面３００を形成した変形プレート３０１と、変形プレート３０１の裏側の数箇所を加圧する各圧電アクチュエータ３０２と、変形プレート３０１、各圧電アクチュエータ３０２、変形プレート３０１を固定するベース基板等から構成され、各圧電アクチュエータ３０２に印加する電圧を変えることにより、変形プレート３０１上を所望の量だけ変位させ、そのミラー面３００を所望の形状に変形させる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１９に示す各圧電アクチュエータ３０２を用いた変形可能ミラーでは、圧電アクチュエータ３０２の駆動電圧に誤差が発生すると、その変位にも誤差が生じる。特に、各圧電アクチュエータ３０２の駆動電圧にそれぞれの誤差があると、変形ミラー３００が所望の面から大きく外れてしまう。
【００１７】
また、環境温度が変化すると、熱膨張の影響を受け、各圧電アクチュエータ３０２の変位に誤差を生じ、ミラー面３００が所望のミラー面からずれてしまうという問題がある。
【００１８】
更に、収差補正を行う光ビームの直径は４mm程度であって、変形可能ミラーの正確な変形を実現するには、多数の圧電アクチュエータ３０２を直径４mmの範囲に設けねばならず、構成が複雑化し、かつ組み立てが煩雑になり、また変形可能ミラー本体が大型化し、光ピックアップも大きくなってしまう。
【００１９】
そこで、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、制御が容易であって、環境温度の影響を受け難く、高精度にミラー面を変形させ保持することが可能であると共に、小型で簡単な構造で、安価に製造可能な変形可能ミラー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２０】
また、この発明の他の目的は、変形性を向上でき、結果的に局部的に大きな応力が発生することがなく、その寿命を向上できる変形可能ミラー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の変形可能ミラーは、入射光を反射する反射面を表面に有する膜状の可撓性部材と、単結晶Ｓｉ基板によって形成され、該可撓性部材の外周縁部を支持するために、内側に開口部が形成された支持枠と、該支持枠に前記可撓性部材を介して対向配置されており、前記開口部の内部に対向して、前記可撓性部材の弾性変形を許容する空間を形成する円形領域内に曲面部が設けられた基板とを備え、前記支持枠の前記開口部が八角形に形成され、前記可撓性部材は、前記反射面が平坦な状態で前記開口部および前記空間を覆うように、前記支持枠に支持されており、前記基板の前記曲面部は、前記可撓性部材が弾性変形して該曲面部に密着することにより、前記開口部を介して前記反射面へ入射する光に予め定められた収差を与えるように形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この様な構成によれば、曲面部の断面形状に倣って可撓性部材の反射面が変形する。このため、曲面部の形状精度を高く維持しておけば、反射面の変形形状を精度よく決定することができ、収差補正を精度よく行うことができる。
【００２３】
また、可撓性部材の外周縁部を縁取る支持枠内側の開口部を八角形に形成しているので、変形時には、この可撓性部材に加わる応力を該可撓性部材の全体に略均等に分布させることができ、この可撓性部材の変形性が向上し、かつ、その寿命が向上する。また、無変形時に、この可撓性部材の反射面を平面に保持し易く、この状態を安定に持続することができる。この支持枠内側の開口部の形状としては、正八角形が最も望ましい。
【００２４】
一方、曲面部の形状は、予め指定された収差を補正できるものであれば良い。この変形可能ミラーを搭載した光学装置においては、可撓性部材の反射面を平面に保持し、この可撓性部材の反射面への入射光に収差を与えない状態と、可撓性部材を参照面基板の曲面部に吸い寄せて、この可撓性部材を弾性変形させ、この可撓性部材の反射面への入射光に予め定められた収差を与える状態を選択的に設定することができ、これによって光学的に異なる複数の光を生成することができる。
【００２５】
前記支持枠は、｛１００｝面、及び〔１１０〕方位のオリエンテーションフラットに対して平行な辺を有することが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、前記変形可能ミラーの製造方法であって、単結晶Ｓｉ基板を、八角形の開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、該エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の相互に平行な２つの辺と該２つの辺に垂直な２つの辺との４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿った状態になるとともに、該開口の正八角形の他の４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする。
【００２７】
この様な条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【００２８】
前記エッチング工程の前に、前記単結晶ＳＩ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶ＳＩ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成しても良い。
【００２９】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板の表面を平らにしておけば、ここに積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【００３０】
前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の前記｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さが相互に等しく、かつ該八角形の前記｛１００｝面に沿う他の４つの辺の長さが相互に等しいのがよい。
【００３１】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形の｛１１０｝面上の４つの辺が相互に等しく、かつ該八角形の｛１００｝面上の他の４つの辺が相互に等しくなり、この八角形の形状が整う。
【００３２】
前記エッチングマスクにおける前記開口部の八角形の前記｛１１０｝面に沿う４つの辺のそれぞれの長さをＡとし、かつ該八角形の前記｛１００｝面に沿う他の４つの辺のそれぞれの長さをＢとすると、Ａ＜Ｂであるのが良い。
【００３３】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形を良好に再現することができる。
【００３４】
より好ましくは、前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の各辺の長さＡ及びＢは、次式（１）及び（２）で表される。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【００３５】
また、本発明は、前記変形ミラーの製造方法において、単結晶Ｓｉ基板を、四角形の開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、該エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形の４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする。
【００３６】
ここでは、支持枠の開口部がやや小さく、上記エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さＡが０（Ａ＝０）であることを前提としており、この請求項８に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【００３７】
前記エッチング工程の前に、前記単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成しても良い。
【００３８】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【００３９】
前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形は、正方形であるのが良い。
【００４０】
より好ましくは、前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、前記エッチングマスクにおける前記開口の正方形の一辺の長さＣは、次式（３）で表される。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【００４１】
また、本発明は、前記変形可能ミラーの製造方法において、単結晶Ｓｉ基板を、開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、前記エッチングマスクの前記開口は、四角形の領域と、この四角形の領域の各角からそれぞれ対角線方向に沿って放射状に延びるくさび形領域とを有し、前記エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の相互に対向する各くさび形領域の頂点同士を結ぶ対角線のそれぞれが前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿った状態であって、前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形の領域の各辺が前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする。
【００４２】
ここでは、支持枠の開口部が非常に小さいことを前提としており、この請求項１０に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【００４３】
前記エッチング工程の前に、前記単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成しても良い。
【００４４】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【００４５】
好ましくは、前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、
前記エッチングマスクにおける前記開口の相互に対向する各くさび形領域の頂点同士を結ぶ対角線のそれぞれの長さＤ、該開口における四角形の領域の相互に対向する各辺の離間距離Ｅ、及び該四角形の領域における各くさび形領域間に位置する各辺の長さＦは、次式（４）、（５）及び（６）で表される。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
図１乃至図４は、この発明の変形可能ミラーの第１実施形態を示している。図１は、この第１実施形態の変形可能ミラーを示す平面図、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿って破断した変形可能ミラーを示す断面図、図３は、図１の変形可能ミラーを示す底面図、図４は、図１の変形可能ミラーを分解して示す分解斜視図である。
【００４７】
この変形可能ミラー１は、シリコン基板５０、このシリコン基板５０の裏面側に取り付けられた可撓性部材２、及びその下方に配置された参照面基板６を有している。シリコン基板５０は、その内側が八角形に開口された開口部５３を有しており、この開口部５３の中心は、図１上でシリコン基板５０の形状中心から左側に少し偏位している。
【００４８】
可撓性部材２は、図４に示すように、開口部５３よりも少し大きな正方形をなし、その外周縁部がシリコン基板５０の平坦な支持面に固着されている。より具体的には、この可撓性部材２の外周縁部をシリコン熱酸化膜５１ａを介してシリコン基板５０の支持面に固着している。また、この可撓性部材２は、引張応力を加えられ、平坦となった状態で、シリコン基板５０に固着されている。
【００４９】
この可撓性部材２は、開口部５３の内側で変形可能であるため、この可撓性部材２の変形可能な領域が開口部５３と同じく八角形となる。
【００５０】
ここで、図２に示すように、可撓性部材２は上部電極層８とその上に積層された反射膜１０で構成されている。上部電極層８は、例えば８μｍ程度の厚みを有するＮｉ膜で作製されている。また、反射膜１０は、例えば１μｍ程度の厚みを有するＡｕ、Ａｌ等の薄膜で作製されている。
【００５１】
なお、反射膜１０を無くして上部電極層８の表面をそのまま反射面として利用することも可能である。この場合は、部品点数を削減でき、製造コストの低減に寄与できる利点がある。
【００５２】
参照面基板６は、図４に示すように円筒状をなし、例えばガラスモールド法で作製されている。参照面基板６では、可撓性部材２と対向する側に、下部電極層１２、配線部５５、配線パッド５６及びスペーサ層５４を形成し、これらの上に絶縁層９を形成している（図２を参照）。下部電極層１２、配線部５５及び配線パッド５６は連続している。
【００５３】
図２に示すように、参照面基板６の表側外周の支持面は平坦になっており、その内側に凹凸面（曲面部）３を形成し、ここに下部電極層１２を形成している。また、平坦になった支持面の外周端には面取り部５９を設け、支持面に配線部５５を形成し、面取り部５９に配線パッド５６を形成している。この面取り部５９には絶縁層９を設けていない。従って、面取り部５９上の配線パッド５６には絶縁層９が付着していない（図２参照）。
【００５４】
下部電極層１２とスペーサ層５４は、例えば０.１μｍ程度の厚みを有するＡｌで作製され、絶縁層９は、例えば０.５μｍ程度の厚みを有する酸化シリコンで作製されている。
【００５５】
ここで、配線パッド５６は、下部電極層１２へ電圧を印加するための配線部５５と後述する下部電極用パッド５８とを電気的に接続するために設けられている。なお、配線部５５及び配線パッド５６は下部電極層１２と同じ厚み・材料で形成されている。
【００５６】
シリコン基板５０と参照面基板６は、シリコン基板５０側の上部電極層８と参照面基板６側の下部電極層１２が互いに対向するように接着剤で接着されている（図２参照）。より具体的には、平坦な支持面同士を密着して接着している。可撓性部材２は、スペーサ５４上の絶縁層９の上面と、配線部５５上の絶縁層９の上面で同じ高さで接触し、平面性を維持する。
【００５７】
前記接着剤には、例えば導電性のエポキシ系接着剤が用いられ、図２に示すように接着剤５７ａと接着剤５７ｂによって、シリコン基板５０と参照面基板６が相互に固定される。また、図２に示すように、接着剤５７ａは、参照面基板６の面取り部５９上の配線パッド５６と、シリコン基板５０の裏面上に熱酸化膜５１ａを介して設けられた下部電極用パッド５８とを電気的に接続する機能も兼ねている。
【００５８】
参照面基板６の面取り部５９は、シリコン基板５０と参照面基板６が接着された時に配線パッド５６を外部に露出させるとともに、接着剤５７ａ、５７ｂがこの面取り部５９に入り込むことにより、接着の信頼性を向上させ、かつ配線パッド５６と下部電極用パッド５８との電気的な接続を確実にする機能を有する。
【００５９】
可撓性部材２の露出部分２ｂ（図３参照）と下部電極用パッド５８は、例えば半田等により駆動回路７に接続されている。この駆動回路７は、可撓性部材２の露出部分２ｂと下部電極層１２との間に電圧を印加したり、印加を中止したりする。
【００６０】
具体的には、可撓性部材２の反射膜１０に入射する光ビームに収差を与えることなく反射させる場合には、駆動回路７は電圧を印加しない。この結果、可撓性部材２は、その反射膜１０を平坦のまま維持し、入射してくる光ビームに収差を与えず、そのまま反射する。これに対して、入射する光ビームに収差を与えるときは、駆動回路７は、上部電極層８と下部電極層１２の間に電圧を印加する。これにより、上部電極層８と下部電極層１２間には、静電応力が作用し、可撓性部材２は、凹凸面３に吸着して、その反射膜１０を変形させ、入射してくる光ビームに所定の収差を与える。
【００６１】
図５は、図１の変形可能ミラーを適用した光学装置の一例を示している。この光学装置は、相互に異なる厚みの２種類の光ディスクに対して記録及び再生を行うものである。
【００６２】
なお、ここではディスク厚みが０．６ｍｍ（例えば、ＤＶＤ）とｌ．２ｍｍ（例えば、ＣＤ）の２種類の光ディスクに対応できる光学装置を例にとって説明する。
【００６３】
光ピックアップの光源である光源（半導体レーザー）５００は、光ビーム５０４を出射する。この光ビーム５０４は、コリメータレンズ５０２、ビームスプリッター５０３、４分の１波長板５０５を通過して、ビームスプリッター５０６に到達する。続いて、このビーム５０４は直進してビームスプリッター５０６及び４分の１波長板５０７を通過し、変形可能ミラー１に達する。
【００６４】
そして、この変形可能ミラー１で反射された光が、４分の１波長板５０７を通過し、ビームスプリッター５０６で反射され、この反射光が対物レンズ５０８に入射する。そして、この光ビームは、光ディスク５０９に集光する。この対物レンズ５０８は、ディスクの厚みが０．６ｍｍの光ディスクに対応するようにその焦点距離、開口数（ＮＡ）等が設定されている。
【００６５】
この光学装置では、厚みが１．２ｍｍの光ディスクと、厚みが０．６ｍｍの２種類の光ディスクのいずれに対しても、正確な記録再生動作が可能になっている。これは、装着された光ディスク５０９の厚みに応じて、変形可能ミラー１の状態を変化させることにより実現される。即ち、変形可能ミラー１の可撓性部材２の形状を変化させ、これにより対物レンズ５０８から出射された光ビームの集光スポットを変位させ、この集光スポットを駆動用モータ５１７に支持された光ディスク５０９に合致させている。
【００６６】
より具体的には、ディスクの厚みが１．２ｍｍのときに、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させて、対物レンズ５０８の入射光に収差を与え、これによって対物レンズ５０８からの光ビームの集光スポットを光ディスク５０９に合致させ、この状態で光ディスク５０９の記録再生動作を行うている。
【００６７】
また、ディスク厚みが０．６ｍｍのときに、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させず、平面ミラ一を形成し、対物レンズ５０８の入射光に収差を与えず、これによって対物レンズ５０８からの光ビームの集光スポットを光ディスク５０９に合致させ、この状態で光ディスク５０９の記録再生動作を行っている。
【００６８】
従って、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させる前提として、光ディスク５０９の厚みを検知する必要がある。この厚み検知は、光ディスク５０９の上側に設けられた厚み検知装置（基板厚み検知装置）５１５により行われる。
【００６９】
この厚み検知装置５１５は、例えば図６に示すように構成されており、光源６００の光ビーム６０２を光ディスク５０９に向けて出射する。光ディスク５０９の表面で反射された反射光は、光ディスク５０９の厚みが０．６ｍｍの場合は光路６０４を経て光位置検出器６０１に入射する。同様に、光ディスク５０９の厚みが１．２ｍｍの場合は、光路６０３を経て光位置検出器６０１に入射する。この反射光の位置を光位置検出器６０１で検出すれば、光ディスク５０９の厚みを検知できる。この検知結果、つまり光ディスクの厚み情報は、システム制御装置５１６に報じられ、これを受けたシステム制御装置５１６は以下のようにして変形可能ミラー１を変形させる。
【００７０】
システム制御装置５１６は、光ディスク５０９のディスク厚みが０．６ｍｍのときには、収差補償を行う必要がないので、駆動回路７を駆動しない。この場合には、変形可能ミラー１の可撓性部材２は変形せず、その反射膜１０が平面ミラーとして機能する。
【００７１】
また、ディスク厚みが１．２ｍｍのときには、システム制御装置５１６は、駆動回路７を駆動して、変形可能ミラー１の可撓性部材２を参照面基板６の凹凸面３に吸着させ、この可撓性部材２を変形させる。これにより、変形可能ミラー１によって反射されてた光ビームには所定の収差が与えられ、対物レンズ５０８からの光ビームの集光スポットが厚み１．２ｍｍの光ディスク５０９に合致する。
【００７２】
なお、ここでは、厚みが１．２ｍｍの光ディスクの場合に変形可能ミラー１を変形させて収差補償しているが、逆に厚みが０．６ｍｍの光ディスク５０９の場合に変形可能ミラー１を変形させることも可能である。
【００７３】
但し、厚みが０．６ｍｍの光ディスク５０９は記録容量が大きいため、厚みがｌ．２ｍｍのＣＤ等の光ディスクを再生する場合よりも、使用する光学部品に高い精度が要求される。発明者等のシミュレーションの結果によれば、厚みが１．２ｍｍのディスクを記録再生するときに、光ビームに収差を与えた方が光学部品の精度が緩くて済むことが確認された。従って、変形可能ミラー１の反射膜１０が平面ミラーとなっているときに、厚みが０．６ｍｍの光ディスク５０９を記録再生し、変形可能ミラー１の可撓性部材２を変形させたときに、厚みが１．２ｍｍの光ディスク５０９を記録再生する方が実施する上で好ましいものになる。
【００７４】
次に、図７を参照して、変形可能ミラー１の反射面（可撓性部材２の反射膜１０）を所定形状に変形させるための参照面基板６の凹凸面３の具体的な断面形状（曲面形状）について説明する。
【００７５】
この凹凸面３の断面形状は、この凹凸面３の断面形状に倣って変形する可撓性部材２の反射面が上述した所定の収差を発生するものであれば良い。
【００７６】
図７は、所定の収差を発生する凹凸面３の断面形状をシミュレーションで求めた結果を示す。変形可能ミラー１の反射膜１０が平面ミラーとして作用するときには、深さｄ＝０（μｍ）の位置に沿った伏態であり、収差を補償するミラーとして作用するときには、反射膜１０が各曲線で示すような凹凸面３に沿った断面形状に沿う。この凹凸面３の断面形状は、その中心を通る軸に対して軸対称となる。
【００７７】
ここで、本来は、変形可能ミラーの反射面が軸対称に変形し得る様に、この反射面を円形にすることが望ましい。一方、上記光学装置に適用される変形可能ミラーとして、全体の直径が１０ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ程度のものが適当であり、これに伴いシリコン基板５０の開口部５３としては、その直径が８ｍｍ、望ましくは４〜３ｍｍ程度が適当である。この様にシリコン基板５０の開口部５３を小さく良好な精度で円形に加工するならば、次の様な３つの加工方法がある。
【００７８】
（１）放電加工等による精密機械加工
（２）ウェットエッチング
（３）ドライエッチング
しかしながら、これらの加工方法には、次の様な各問題点がある。
【００７９】
上記（１）の場合、大量生産に向かない。また、変形可能ミラーが平面ミラーとして働くときに、安定性を向上させるため、可撓性部材２に一定のテンションを加えておく必要があるものの、テンションを加えつつ、この可撓性部材２を保持して固着することが困難である。
【００８０】
上記（２）の場合、円形の開口部を形成することができない。すなわち、シリコン基板５０は、可撓性部材２を支持するという目的のため、ある程度の強度を要する。開口部５３周辺の寸法を大きくすれば良いが、変形可能ミラーの直径が前述のように制限される。このため、シリコン基板５０にある程度の厚みを持たせることにより、強度を確保する必要がある。その厚みは、通常０．３〜１ｍｍ程度である。この場合、ウェットエッチングではサイドエッチングが入るため基本的に前述の寸法の開口部５０を得ることは不可能である。
【００８１】
上記（３）の場合、単結晶Ｓｉ基板をシリコン基板５０に用いて、トレンチエッチングを行えば不可能ではない。しかしながら、量産技術として現時点で未確立であるうえ、装置が高価で生産性もよくない。即ち、生産コストが高くついてしまう。
【００８２】
そこで、後に述べるこの発明の製造方法の一実施形態では、バルクマイクロマシニングと呼ばれる結晶方位依存性を利用した異方性ウェットエッチングを適用して、シリコン基板５０の開口部５３を形成する。
【００８３】
この異方性ウェットエッチングには、例えば（１００）面、（１１０）面の単結晶Ｓｉ基板や、水晶基板等を用いる。ただし、結晶面に応じて異なるエッチング速度でエッチングを行う異方性ウェットエッチングであるため、円形の貫通口は得られず、通常、単結晶Ｓｉ基板４０１には、図８（ａ）に示す様な四角形の開口部４０２が形成される。なお、図８（ｂ）のハッチング領域は、四角形の開口部４０２を形成するためのエッチングマスクの平面視形状を示し、図８（ｃ）のハッチング領域は、四角形の開口部４０２を形成したときの変形可能ミラーの平面視形状を示す。
【００８４】
仮に、シリコン基板５０の開口部が四角形の場合は、可撓性部材２が接触する参照面基板６の凹凸面３が円形であるので、この可撓性部材２の変形時、応カ分布や変位量の分布が発生してしまう。また、シリコン基板５０の強度の観点からも問題がある。さらには、開口部の面積が大きくなり、可撓性部材２の変形分部の面積が大きくなるので、この可撓性部材２の反射面を平面ミラーとして使用するときに、この反射面の安定性に問題がある。
【００８５】
したがって、異方性ウェットエッチングを適用するにしても、シリコン基板５０の開口部の形状として、四角形を採用することはできず、この発明の変形可能ミラーの様に、シリコン基板５０の開口部５３の形状として、八角形を実現せねばならない。
【００８６】
図９（ａ）は、単結晶Ｓｉ基板からなるシリコン基板５０を示す。
このシリコン基板５０は、前述の四角形の開口部を有するものと同様に、結晶方位依存性を利用した異方性ウェットエッチングを適用して製造したものである。前述の四角形の開口部を有するものの場合、エッチングによって、エッチングレートの最も遅い面を出現させているのに対し、シリコン基板５０の開口部５３が八角形の場合は、エッチングレートの最も遅い面と２番目に遅い面を出現させて多角形化を図り、平面形状をより円形に近づけており、これによって四角形の開口部について発生した問題点を解決している。
【００８７】
また、シリコン基板５０の開口部５３を八角形にすることにより、可撓性部材２を支持するシリコン基板５０の支持部分が大きくなり、このシリコン基板５０の強度が増す。更に、可撓性部材２の変形分部の面積が小さくなるので、この可撓性部材２の反射面を平面ミラーとして使用するときには、この反射面の安定性が増す。
【００８８】
図１０（ａ）は、開口部が四角形の場合に、可撓性部材２を同図（ｃ）に示す様な深さ５μｍ程度の参照面基板６の凹凸面３に強制的に接触させたときの該可撓性部材２の変位の状態を示し、また図１０（ｂ）は、開口部が八角形の場合に、可撓性部材２を同図（ｃ）に示す様な参照面基板６の凹凸面３に強制的に接触させたときの該可撓性部材２の変位の状態を示す。
【００８９】
これらの図１０（ａ），（ｂ）を比較すれば明らかな様に、開口部が四角形の場合は、可撓性部材２が円状に変形しないものの、開口部が八角形の場合は、可撓性部材２が円状に変形する。
【００９０】
なお、可撓性部材２の変位の状態は、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）のシミュレーションで求めたものである。また、図示はされていないが、可撓性部材２に作用する応カの分布も同様の傾向を示す。
【００９１】
次に、この発明の製造方法の一実施形態であって、図１のシリコン基板５０を製造するための方法を図１１を参照しつつ説明する。このシリコン基板５０は、図１１（ａ）に示す様な｛１００｝面（通常（１００）面）、及び［１１０］方位（通常＜０１１＞方位）のオリエンテーションフラットを有する単結晶Ｓｉ基板７１を用いる。この単結晶Ｓｉ基板７１の厚みは、０．３〜１ｍｍ程度がよい。
【００９２】
図１１（ｂ）に示す様に、この単結晶Ｓｉ基板７１を酸化して、エッチングマスクとなる各ＳｉＯ2層５１ａ、５１ｂを形成する。
【００９３】
なお、後述する異方性ウェットエッチングの精度を向上させるため、エッチャントによる選択性の良いＳｉ3Ｎ4層を減圧ＣＶＤによって形成し、これをエッチングマスクとして使用するとより好ましい。
【００９４】
次に、図１１（ｃ）に示す様に、フォトリソグラフィーとＲＩＥによって、単結晶Ｓｉ基板７１の裏面、つまり可撓性部材２を形成する表面とは反対側の裏面に形成されたＳｉＯ2層５１ｂをパターニングし、開口部５３を形成するためのエッチングマスク６０を形成する。
【００９５】
次に、図１１（ｄ）に示す様に、単結晶Ｓｉ基板７１の表面に、例えばＴａ，Ｃｒ，Ｎｂ等の密着層６１をスパッタ法やＥＢ蒸着法で形成し、この後に、可撓性部材２を後述する電気メッキ法で形成するためのシード層６２を形成する。通常、密着層６１とシード層６２は連続的に成膜される。
【００９６】
次に、図１１（ｅ）に示す様に、電気メッキ法によって、可撓性部材２の基材となる例えば８μｍ厚のＮｉ層６３を形成する。
【００９７】
次に、図１１（ｆ）に示す様に、静電力によって駆動される可撓性部材２に電圧を印加するための上部電極５８等をパターニングする。
【００９８】
なお、この実施形態では、電気メッキ法を用いているが、無電界メッキ法を用いても良いし、また単結晶Ｓｉ基板７１の表面にＰ型不純物のドーピングを行い、エッチストップとなる層を形成して、後に形成される可撓性部材２のエッチングを阻止しても良い。
【００９９】
次に、図１１（ｇ）に示す様に、例えは４０ｗｔ％、６０℃のＫＯＨ水溶液を用いて、単結晶Ｓｉ基板７１に対して異方性ウェットエッチングを行った後、ＳｉＯ2５１ａの不要な部分を例えばＲＩＥ等で除去してシリコン基板５０並びに開口部５３を形成する。これに伴い、密着層６１、シード層６２及びＮｉ層６３の一部分が可撓性部材２となって、この可撓性部材２が開口部５３で平面状に保持される。
【０１００】
この際、図９（ａ）に示す様に、エッチングによって｛１１１｝面が第１番目に出現して、この｛１１１｝面が単結晶Ｓｉ基板７１の（１００）面に対して５４．７°の角度をなす。また、（０１０）面及び（００１）面が第２番目に出現して、これらの（０１０）面及び（００１）面が（１００）面に対して直角となる。
【０１０１】
｛１１１｝面のエッチングレートは、非常に小さくエッチングマスク６０に略忠実に現れる。また、（０１０）面及び（００１）面は、エッチングマスク６０によって被覆されている単結晶Ｓｉ基板７１の（１００）面と同一方位であるから、この（１００）面と同一のエッチングレートでエッチングされる。
【０１０２】
エッチングマスク６０の寸法並びに形状を適宜に設定すれば、開口部５３が貫通した時点での、（０１０）面及び（００１）面の寸法をコントロールすることが可能となる。また、｛１１１｝面と、（０１０）面及び（００１）面は、（１００）面に射影して平面的に見ると、相互に４５°（１３５°）の角度をなす。このことを利用すれば、｛１１１｝、｛１００｝両面によって、八角形の開口部５３を形成することができ、さらに精度をあげれば正八角形の開口部５３が得られる。
【０１０３】
なお、以上で変形可能ミラーのシリコン基板５０及び可撓性部材２は完成するが、必要に応じて、図１１（ｈ）に示す様に、可撓性部材２の表面ににＡｌ，Ａｕ等の反射膜１０を成膜すると良い。
【０１０４】
次に、八角形の開口部５３を良好に再現するための、エッチングマスクの具体的な形状を述べる。
【０１０５】
まず、仮に、先に述べた図８（ａ）の四角形の開口部４０２の場合は、（１００）面、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットを有する単結晶Ｓｉ基板４０１を適用し、オリエンテーションフラットに対して水平及び垂直な各辺からなる四角形のエッチングマスクによって該単結晶Ｓｉ基板４０１をマスクしてから、この単結晶Ｓｉ基板４０１をパターニングする。このエッチングマスクによって、（１１１）面及び（１−１−１）面がオリエンテーションフラットの（０１１）面に対して水平に現れ、また（１−１１）面及び（１１−１）面が（０１１）面に対して垂直に現れる。｛１１１｝面は、単結晶Ｓｉ基板４０１の（１００）面に対して５４．７°でそれぞれ交わるが、（１００）面に射影して平面的に見た形状は、表面から見ても、裏面から見ても、 図８（ｂ）及び（ｃ）から明らかな様に、四角形となる。
【０１０６】
一方、この発明の八角形の開口部５３の場合は、先にも述べた様に単結晶Ｓｉ基板７１の＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対しては４５°をなし、単結晶Ｓｉ基板５１の表面である（１００）面に対しては垂直な４つの｛１００｝面と、先の｛１１１｝面を出現させて組み合わせる。
【０１０７】
上記実施形態の製造方法においては、エッチングマスクのＳｉＯ2層５１ａ(又はＳｉ3Ｎ4層)及び単結晶Ｓｉ基板７１の｛１１１｝面のエッチングレートは、開口部５３が貫通する（１００）面のエッチングレートの２００〜４００分の１以下である。八角形の開口部５３を形成するには、｛１１１｝面と共に、（０１０）面及び（００１）面を出現させる。これらの（０１０）面及び（００１）面は、（１００）面と同じく、約２０μｍ／時間のエッチングレートでエッチングされるが、それでも他の高次の面、例えば｛１１０｝面や｛２１０｝面等よりはエッチングレートが遅い。
【０１０８】
そこで、図１２（ａ）に示す様なハッチング領域を覆うエッチングマスク６０を形成してからエッチングを行う。このエッチングマスク６０の形状によって、｛１１１｝面が出現するまでは、（０１０）面及び（００１）面が優先して出現され、オーバーエッチングがかなり進み、この結果として開口部５３が八角形となる。
【０１０９】
以上の原理で八角形の開口部５３を形成するので、八角形を構成する｛１１１｝面、（０１０）面及び（００１）面がエッチングマスク６０の形状や寸法をそのまま反映するわけでなく、このためエッチングマスク６０の形状や寸法を適宜調整する必要がある。
【０１１０】
次に、エッチングマスク６０に対するシリコン基板５０の開口部５３の形状並びに寸法を図９（ｂ）及び（ｃ）を参照して説明する。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＸ1−Ｘ1’に沿う断面を示し、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＸ2−Ｘ2’に沿う断面を示す。
【０１１１】
図９（ｂ）に示す様に、（０１０）面及び（００１）面については、シリコン基板５０の厚さをＴ、エッチングによるサイドエッチ（アンダーカット）量をＷとすると、サイドエッチ量Ｗはシリコン基板５０の厚さＴに略相当する。よって、Ｗ＝Ｔとなり、開口部５３を形作る八角形の対向する各辺間の離間距離がエッチングマスク６０を形作る各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ分だけ大きくなる。
【０１１２】
また、図９（ｃ）に示す様に、｛１１１｝面については、面がエッチングマスク６０の内側に出てしまう。その量をＶとすると、Ｖ＝Ｔ／tan（５４．７°）となる。開口部５３を形作る八角形の対向する各辺間の離間距離は、エッチングマスク６０を形作る各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ／tan（５４．７°）だけ小さくなる。
【０１１３】
図１２は、開口部５３を形作る八角形とエッチングマスク６０を判り易く示すものであり、シリコン基板５０を裏面側から見て示す概略斜視図である。図１２（ａ）のハッチング領域は、エッチングマスク６０の形状を示し、図１２（ｂ）のハッチング領域は、変形可能ミラーの平面形状を示し、図１２（ｃ）のハッチング領域は、開口部５３の裏面側の形状を示す。この開口部５３の形状を単結晶Ｓｉ基板５１の（１００）面に射影して平面的に見ると、図１２（ｂ）に示す様な八角形となる。
【０１１４】
次に、エッチングマスク６０と、シリコン基板５０の開口部５３を平面的にみたときの形状並びに寸法の関係について、図１３を参照して説明する。
【０１１５】
これまでに述べてきた様に、シリコン基板５０の開口部５３を八角形にするためには、エッチングマスク６０を八角形とし、このエッチングマスク６０の４つの辺をシリコン基板５０（単結晶Ｓｉ基板７１）の｛１１０｝に沿わせ、残りの他の４つの辺をシリコン基板５０の｛１００｝面に沿わせれば良い。
【０１１６】
また、開口部５３を正八角形に近づけるためには、エッチングマスク６０の各辺のうちの対向するもの同士の長さを等しくする。つまり、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して水平あるいは垂直なエッチングマスク６０の各辺の長さを等しくし、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して４５°をなす各辺も長さを等しくする。
【０１１７】
ここで、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して水平あるいは垂直なエッチングマスク６０の各辺の長さをＡとし、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して４５°をなす各辺の長さをＢとする。また、開口部５３を（１００）面に射影して平面的にみたときの八角形の各辺については、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して水平あるいは垂直な各辺の長さをＬ1とし、＜０１１＞方位のオリエンテーションフラットに対して４５°をなす各辺の長さをＬ2とする。更に、先に述べたことから明らかな様に、長さＬ1の各辺の離間距離が長さＡの各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ／tan（５４．７°）だけ小さく、長さＬ2の各辺の離間距離が長さＢの各辺間の離間距離よりも２＊Ｔ分だけ大きくなる。
【０１１８】
これらの関係から、エッチングマスク６０の各辺の長さＡ及びＢは、次の各式（７）及び（８）によって表される。
Ａ＝Ｌ1−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（７）
Ｂ＝Ｌ2＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（８）
開口部５３を略正八角形に近づけるためには、Ａ＜Ｂであって、かつＬ1＝Ｌ2＝Ｌ、Ｌ＝（Ｌ1＋Ｌ2）／２Ｌである。したがって、上記各式（７）及び（８）から次の各（９）及び（１０）が導かれる。
【０１１９】
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（９）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（１０）
これらの式（９）及び（１０）から、各辺の長さＡ及びＢを求めて、これらの辺からなるエッチングマスク６０を採用して、シリコン基板５０の開口部５３を形成すれば、この開口部５３を略正八角形にすることができる。
【０１２０】
ただし、シリコン基板５０の開口部５３を正八角形に成形することが極めて困難なため、略正八角形と表現せざるを得ない。その理由としては、シリコン基板５０の｛１１１｝面はほとんど後退しないが、｛１００｝面はオーバーエッチング等で、約２０μｍ／時間の割合で後退するので、シリコン基板５０の開口部５３の各辺の長さの誤差を避け難いと言うこと、またエッチングマスク６０を高精度で単結晶Ｓｉ基板７１上にアライメントするのは困難であって、若干のずれが生ずると言うこと、更には単結晶Ｓｉ基板７１の厚みも規格に対して多少のばらつきを有すると言うこと等がある。
【０１２１】
実際に試作すると、前者の２つの理由によるばらつきが約３％、後者の１つの理由によるばらつきが３％で、計６％のばらつきがあることが判明した。したがって、シリコン基板５０の開口部５３の形状として、完全な正八角形を実現するには、これらのばらつきを考慮したうえで、逆算を行い、次の各式（１）及び（２）に基づいて、エッチングマスク６０の各辺の長さＡ及びＢを設定する必要がある。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２）
図１４は、この発明の製造方法の第２実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示している。
【０１２２】
この第２実施形態では、変形可能ミラーの小型化に伴って、シリコン基板５０及び開口部５３を小型化する場合を想定している。
【０１２３】
これに対して、第１実施形態の変形可能ミラーにおいては、変形可能ミラーが比較的大きく、単結晶Ｓｉ基板７１のエッチングに用いられるエッチングマスク６０が八角形であって、長さＡの４つの辺と、長さＢの４つの辺が存在し、Ａ＞０と言う条件を満たしている。このＡ＞０と言う条件を上記式（１）に代入すれば、次の式（１１）を求めることができ、エッチングマスク６０が八角形である限り、この式（１１）を満たさなければ、シリコン基板５０の開口部５３を八角形に形成することはできない。
Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …(１１)
ところが、シリコン基板５０の開口部５３が小さくなり、これに伴ってエッチングマスクも小さくなると、Ａ＝０となるので、エッチングマスクの形状は、八角形でなく、図１４に示す様な四角形のエッチングマスク８１となる。
【０１２４】
このエッチングマスク８１によって単結晶Ｓｉ基板７１を被覆し、この単結晶Ｓｉ基板７１をエッチングした場合、エッチングマスク８１を形作る四角形の頂点から、｛１１１｝面が出現し、この四角形の各辺から｛１００｝面が出現する。
【０１２５】
したがって、エッチングマスク８１形作る四角形の各辺は、単結晶Ｓｉ基板７１の表面である（１００）面に対して垂直な｛１００｝面上に沿って存在する必要がある。
【０１２６】
この様にエッチングマスク８１の四角形の各辺の方向を決めた場合、エッチングマスク８１の四角形は長方形となる。但し、この長方形の隣り合う辺の長さが異なると、図１４に示す開口部５３を形作る八角形の各辺９１，９５と９３，９７、及び９０，９４と９２，９６の長さが異なってしまう。より正八角形に近づけるには、この長方形の各辺の長さが等しい、つまり正方形であらねばならない。
【０１２７】
ここで、上記式（１）にＡ＝０を代入すると、次の式（１２）が導かれる。
Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …（１２）
更に、この式（１２）を上記式（２）に代入し、Ｂ＝Ｃと置き換えると、次の式（１３）が導かれる。
【０１２８】
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２）） …（１３）
この式（１３）によって求められるＣは、エッチングマスク８１の正方形の一辺の長さであり、この正方形のエッチングマスク８１によって単結晶Ｓｉ基板７１を被覆し、この単結晶Ｓｉ基板７１をエッチングすると、シリコン基板５０の開口部５３が略正八角形となり、この略正八角形の各辺の長さがＬとなる。
【０１２９】
ここで、第１実施形態のエッチングマスク６０と同様に、６％のばらつきを考慮して、シリコン基板５０の開口部５３を完全に正八角形とするには、これらのばらつきを考慮したうえで、逆算を行い、次の（３）に基づいて、エッチングマスク８１の各辺の長さＡ及びＢを設定する必要がある。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３）
図１５は、この発明の製造方法の第３実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示している。
【０１３０】
この第３実施形態では、変形可能ミラーの更なる小型化に伴って、シリコン基板５０及び開口部５３を更に小型化する場合を想定している。
【０１３１】
これに対して、第２実施形態の変形可能ミラーにおいては、上記式（１２）の条件を満たすことを前提としており、この条件が満たされず、次の式（１４）が成立するとき、つまり単結晶Ｓｉ基板７１の厚さＴと比較して、シリコン基板５０の開口部５３を形作る八角形の一辺の長さＬが短く、小さな八角形のときには、八角形を作成することができても、図１６（ａ），（ｂ）に示す様にエッチングマスク８１形作る四角形の頂点から開口部５３形作る八角形の一辺までの距離Ｖ、及びエッチングマスク８１を形作る四角形の一辺から開口部５３を形作る八角形の一辺までの距離Ｗを別々に調整することができず、どうしても開口部５３を形作る八角形の各辺の長さＬ1，Ｌ2の関係がＬ1＞Ｌ2となってしまうため、正八角形を形作ることはできない。
【０１３２】
Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ） …(１４)
ところで、図９（ｂ），（ｃ）の先の説明からも明らかな様に、シリコン基板５０の｛１１１｝面はエッチングマスクパターンより小さくなり、｛１００｝面はエッチングマスクパターンより大きくなる（サイドエッチングが入る）。そこで、エッチング完了後の八角形の形状より逆算し、｛１１１｝面が小さくなる分だけ、この｛１１１｝面にサイドエッチングが入る様に、四角形のエッチングマスクを予め変形させると、この結果として、図１５に示す形状のエッチングマスク８２が得られる。このエッチングマスク８２を用いれば、シリコン基板５０の開口部５３を略正八角形に形成することができる。
【０１３３】
このエッチングマスク８２の形状は、四角形の領域８３と、この四角形の領域８３の各角から放射状に延びるそれぞれのくさび形領域８４からなる形状を有している。相互に対向する各くさび形領域８４の頂点を結ぶ一対の線が単結晶Ｓｉ基板７１の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿って存在し、四角形の領域８３の各辺が単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って存在する様に、このエッチングマスク８２によって単結晶Ｓｉ基板７１を被覆し、この単結晶Ｓｉ基板７１をエッチングする。これによって、単結晶Ｓｉ基板７１の厚さＴと比較して、シリコン基板５０の開口部５３を形作る八角形の一辺の長さＬが短く、小さな八角形のときでも、この八角形を略正八角形に近づけることができる。
【０１３４】
さらに、シリコン基板５０の開口部５３をより正八角形に近づけるには、エッチングマスク８２の相互に対向する各くさび形領域８４の頂点を結ぶ一対の線の長さをＤ、四角形の領域８３の各辺の離間距離をＥ、及び四角形の領域８３の各辺上での各くさび形領域８４間の距離をＦとすると、次の各式（１５）、（１６）及び（１７）を満たせば良い。
【０１３５】
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°） …（１５）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ …（１６）
Ｆ＝Ｌ …（１７）
ここで、第１実施形態のエッチングマスク６０と同様に、６％のばらつきを考慮して、シリコン基板５０の開口部５３を完全に正八角形とするには、これらのばらつきを考慮したうえで、逆算を行い、次の各式（４）、（５）及び（６）に基づいて、Ｄ，Ｅ，Ｆを設定する必要がある。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明した様に、この発明によれば、曲面部の断面形状に倣って可撓性部材の反射面が変形する。このため、曲面部の形状精度を高く維持しておけば、反射面の変形形状を精度よく決定することができ、収差補正を精度よく行うことができる。
【０１３７】
また、可撓性部材の外周縁部を縁取る支持枠内側の開口部を八角形に形成しているので、変形時には、この可撓性部材に加わる応力を該可撓性部材の全体に略均等に分布させることができ、この可撓性部材の変形性が向上し、かつ、その寿命が向上する。また、無変形時に、この可撓性部材の反射面を平面に保持し易く、この状態を安定に持続することができる。この支持枠内側の開口部の形状としては、正八角形が最も望ましい。
【０１３８】
一方、曲面部の形状は、予め指定された収差を補正できるものであれば良い。この変形可能ミラーを搭載した光学装置においては、可撓性部材の反射面を平面に保持し、この可撓性部材の反射面への入射光に収差を与えない状態と、可撓性部材を参照面基板の曲面部に吸い寄せて、この可撓性部材を弾性変形させ、この可撓性部材の反射面への入射光に予め定められた収差を与える状態を選択的に設定することができ、これによって光学的に異なる複数の光を生成することができる。
【０１３９】
請求項２に記載の様に、支持枠は、｛１００｝面、及び〔１１０〕方位のオリエンテーションフラットを有する単結晶Ｓｉ基板から形成されるものが良く、これによって、各請求項３、８及び１２に記載の変形ミラーの製造方法が可能となる。
【０１４０】
請求項３に記載の製造方法によれば、支持枠の開口部は、単結晶Ｓｉ基板をエッチングマスクによって被覆してから、この単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって形成され、このエッチングマスクが八角形であり、このエッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿って、この八角形の４つの辺が存在し、このエッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って、この八角形の他の４つの辺が存在している。
【０１４１】
この様な条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【０１４２】
請求項４に記載の様に、単結晶Ｓｉ基板をエッチングする以前に、この単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層しておき、この後に、可撓性部材をエッチングせずに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングして、支持枠の開口部を形成しても良い。
【０１４３】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板の表面を平らにしておけば、ここに積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【０１４４】
請求項５に記載の様に、エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺が相互に等しく、かつ該八角形の｛１００｝面に沿う他の４つの辺が相互に等しいのが良い。
【０１４５】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形の｛１１０｝面上の４つの辺が相互に等しく、かつ該八角形の｛１００｝面上の他の４つの辺が相互に等しくなり、この八角形の形状が整う。
【０１４６】
請求項６に記載の様に、エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さをＡとし、かつ該八角形の｛１００｝面に沿う他の４つの辺の長さをＢとすると、Ａ＜Ｂであるのが良い。
【０１４７】
これによって、支持枠の開口部を形作る八角形を良好に再現することができる。
【０１４８】
より好ましくは、請求項７に記載の様に、支持枠の厚みをＴとし、この支持枠の開口部を形作る八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、エッチングマスクを形作る八角形の各辺の長さＡ及びＢを次式（１）及び（２）で表す。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【０１４９】
また、請求項８に記載の製造方法によれば、支持枠の開口部は、単結晶Ｓｉ基板をエッチングマスクによって被覆してから、この単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって形成され、このエッチングマスクが四角形であり、このエッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って、この四角形の４つの辺が存在している。
【０１５０】
ここでは、支持枠の開口部がやや小さく、上記エッチングマスクを形作る八角形の｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さＡが０（Ａ＝０）であることを前提としており、この請求項８に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【０１５１】
請求項９に記載の様に、単結晶Ｓｉ基板をエッチングする以前に、この単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層しておき、この後に、可撓性部材をエッチングせずに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングして、支持枠の開口部を形成しても良い。
【０１５２】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、エッチングを終了した後には、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【０１５３】
請求項１０に記載の様に、エッチングマスクを形作る四角形は、正方形であるのが良い。
【０１５４】
より好ましくは、請求項１１に記載の様に、支持枠の厚みをＴとし、この支持枠の開口部を形作る八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、エッチングマスクを形作る正方形の一辺の長さＣを次式（３）で表す。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【０１５５】
更に、請求項１２に記載の製造方法によれば、支持枠の開口部は、単結晶Ｓｉ基板をエッチングマスクによって被覆してから、この単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって形成され、このエッチングマスクは、四角形の領域と、この四角形の領域の各角から放射状に延びるそれぞれのくさび形領域からなる形状を有し、相互に対向する各くさび形領域の頂点を結ぶ一対の線が該エッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿って存在し、四角形の領域の各辺が該エッチングマスクによって被覆された単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿って存在する。
【０１５６】
ここでは、支持枠の開口部が非常に小さいことを前提としており、この請求項１０に記載の条件のもとに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングすると、支持枠の開口部として、八角形のものを得ることができる。
【０１５７】
請求項１３に記載の様に、単結晶Ｓｉ基板をエッチングする以前に、この単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層しておき、この後に、可撓性部材をエッチングせずに、単結晶Ｓｉ基板をエッチングして、支持枠の開口部を形成しても良い。
【０１５８】
これによって、支持枠と可撓性部材を同時に形成することができる。また、単結晶Ｓｉ基板に積層される可撓性部材を平面状に形成することができ、支持枠の開口部で、可撓性部材の反射面を平面に保持することができる。
【０１５９】
好ましくは、請求項１４に記載の様に、支持枠の厚みをＴとし、この支持枠の開口部を形作る八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、エッチングマスクの形状における相互に対向する各くさび形領域の頂点を結ぶの線の長さをＤ、四角形の領域の各辺の離間距離をＥ、及び四角形の領域の各辺上での各くさび形領域間の距離をＦを次式（４）、（５）及び（６）で表す。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
この場合は、支持枠の開口部を形作る八角形が正八角形となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の変形可能ミラーの第１実施形態を示す平面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿って破断した変形可能ミラーを示す断面図
【図３】図１の変形可能ミラーを示す底面図
【図４】図１の変形可能ミラーを分解して示す分解斜視図
【図５】図１の変形可能ミラーを適用した光学装置の一例を示すブロック図
【図６】図５における厚み検知装置を示す概略構成図
【図７】図１の変形可能ミラーの凹凸面の断面形状を示すグラフ
【図８】（ａ）は四角形の開口部を形成し単結晶Ｓｉ基板を示す斜視図、（ｂ）は該単結晶Ｓｉ基板上にエッチングマスクの平面視形状を示し、（ｃ）は該単結晶Ｓｉ基板を用いて形成した変形可能ミラーの平面視形状を示す図
【図９】（ａ）は図１の変形可能ミラーのシリコン基板を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ1−Ｘ1’に沿う断面を示し、（ｃ）は（ａ）のＸ2−Ｘ2’に沿う断面を示す図
【図１０】（ａ）はシリコン基板の開口部が四角形の場合に、可撓性部材を凹凸面に強制的に接触させたときの該可撓性部材の変位の状態を示すグラフ、（ｂ）は開口部が八角形の場合に、可撓性部材を凹凸面に強制的に接触させたときの該可撓性部材の変位の状態を示すグラフ、（ｃ）は可撓性部材を凹凸面に強制的に接触させている状態を示す図
【図１１】図２の変形ミラーのシリコン基板を製造する手順を示しており、（ａ）は単結晶Ｓｉ基板を示し、（ｂ）はＳｉＯ2層の形成工程を示し、（ｃ）はエッチングマスクの形成工程を示し、（ｄ）は密着層とシード層の形成工程を示し、（ｅ）はＮｉ層の形成工程を示し、（ｆ）は上部電極等のパターニング工程を示し、（ｇ）は異方性ウェットエッチング工程を示し、（ｈ）は反射膜の成膜工程を示す図
【図１２】（ａ）は図１の変形可能ミラーのシリコン基板を覆うエッチングマスクの形状を示し、（ｂ）は変形可能ミラーの平面形状を示し、（ｃ）はシリコン基板の開口部の裏面側の形状を示す図
【図１３】図１の変形可能ミラーのシリコン基板の開口部とエッチングマスクの形状を示す平面図
【図１４】この発明の製造方法の第２実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示す平面図
【図１５】この発明の製造方法の第３実施形態におけるエッチングマスクの概略形状を示す平面図
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、エッチングマスクと開口部の形状及び寸法の関係を示す図
【図１７】従来の光ピックアップの構成を示すブロック図
【図１８】従来の変形可能ミラーを使用した光ピックアップの構成を示す図
【図１９】従来の変形可能ミラーの構成を示す図
【符号の説明】
１ 変形可能ミラー
２ 可撓性部材
３ 凹凸面
７ 駆動回路
８ 上部電極層
９ 絶縁層
１０ 反射膜
１２ 下部電極層
５０ シリコン基板
５３ 開口部
５４ スペーサ層
５５ 配線部
５６ 配線パッド
５９ 面取り部
６０，８１，８２ エッチングマスク
７１ 単結晶Ｓｉ基板
５００ 光源
５０２ コリメータレンズ
５０３，５０６ ビームスプリッター
５０５，５０７ ４分の１波長板
５０８ 対物レンズ
５０９ 光ディスク
５１５ 厚み検知装置
５１７ 駆動用モータ
６０１ 光位置検出装置
Claims (14)
- 入射光を反射する反射面を表面に有する膜状の可撓性部材と、
単結晶Ｓｉ基板によって形成され、該可撓性部材の外周縁部を支持するために、内側に開口部が形成された支持枠と、
該支持枠に前記可撓性部材を介して対向配置されており、前記開口部の内部に対向して、前記可撓性部材の弾性変形を許容する空間を形成する円形領域内に曲面部が設けられた基板とを備え、
前記支持枠の前記開口部が八角形に形成され、
前記可撓性部材は、前記反射面が平坦な状態で前記開口部および前記空間を覆うように、前記支持枠に支持されており、
前記基板の前記曲面部は、前記可撓性部材が弾性変形して該曲面部に密着することにより、前記開口部を介して前記反射面へ入射する光に予め定められた収差を与えるように形成されていることを特徴とする変形可能ミラー。 - 前記支持枠は、｛１００｝面、及び〔１１０〕方位のオリエンテーションフラットに対して平行な辺を有する請求項１に記載の変形可能ミラー。
- 請求項２に記載の変形可能ミラーの製造方法であって、
単結晶Ｓｉ基板を、八角形の開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、
該エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の相互に平行な２つの辺と該２つの辺に垂直な２つの辺との４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿った状態になるとともに、該開口の正八角形の他の４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする変形可能ミラーの製造方法。 - 前記エッチング工程の前に、前記単結晶ＳＩ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶ＳＩ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成する請求項３に記載の変形可能ミラーの製造方法。
- 前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の前記｛１１０｝面に沿う４つの辺の長さが相互に等しく、かつ該八角形の前記｛１００｝面に沿う他の４つの辺の長さが相互に等しい請求項３に記載の変形可能ミラーの製造方法。
- 前記エッチングマスクにおける前記開口部の八角形の前記｛１１０｝面に沿う４つの辺のそれぞれの長さをＡとし、かつ該八角形の前記｛１００｝面に沿う他の４つの辺のそれぞれの長さをＢとすると、Ａ＜Ｂである請求項５に記載の変形可能ミラーの製造方法。
- 前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＞２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、
前記エッチングマスクにおける前記開口の八角形の各辺の長さＡ及びＢは、次式（１）及び（２）で表される請求項５に記載の変形可能ミラーの製造方法。
Ａ＝Ｌ−２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（１）
Ｂ＝Ｌ＋２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２） ）±６％ …（２） - 請求項２に記載の変形ミラーの製造方法において、
単結晶Ｓｉ基板を、四角形の開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、
該エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形の４つの辺が、前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする変形可能ミラーの製造方法。 - 前記エッチング工程の前に、前記単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成する請求項８に記載の変形可能ミラーの製造方法。
- 前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形は、正方形である請求項８に記載の変形可能ミラーの製造方法。
- 前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＝２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、
前記エッチングマスクにおける前記開口の正方形の一辺の長さＣは、次式（３）で表される請求項１０に記載の変形可能ミラーの製造方法。
Ｃ＝４＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））±６％ …（３） - 請求項２に記載の変形可能ミラーの製造方法において、
単結晶Ｓｉ基板を、開口を有するエッチングマスクによって被覆して、該単結晶Ｓｉ基板をウェットエッチングすることによって前記支持枠の開口部を形成するエッチング工程を包含し、
前記エッチングマスクの前記開口は、四角形の領域と、この四角形の領域の各角からそれぞれ対角線方向に沿って放射状に延びるくさび形領域とを有し、
前記エッチング工程において、前記エッチングマスクにおける前記開口の相互に対向する各くさび形領域の頂点同士を結ぶ対角線のそれぞれが前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１１０｝面に沿った状態であって、前記エッチングマスクにおける前記開口の四角形の領域の各辺が前記単結晶Ｓｉ基板の表面とは垂直な｛１００｝面に沿った状態になるように、前記エッチングマスクを配置することを特徴とする変形ミラーの製造方法。 - 前記エッチング工程の前に、前記単結晶Ｓｉ基板に可撓性部材を積層する工程を包含し、前記エッチング工程において、該可撓性部材をエッチングせずに、前記単結晶Ｓｉ基板をエッチングすることによって、前記支持枠の開口部を形成する請求項１２に記載の変形可能ミラーの製造方法。
- 前記支持枠の厚みをＴとし、該支持枠における前記開口部の八角形の各辺の長さの平均値をＬとし、Ｌ＜２＊Ｔ＊（１／tan（５４．７°）＋√（２））とすると、
前記エッチングマスクにおける前記開口の相互に対向する各くさび形領域の頂点同士を結ぶ対角線のそれぞれの長さＤ、該開口における四角形の領域の相互に対向する各辺の離間距離Ｅ、及び該四角形の領域における各くさび形領域間に位置する各辺の長さＦは、次式（４）、（５）及び（６）で表される請求項１２に記載の変形可能ミラーの製造方法。
Ｄ＝Ｌ＊（１＋√（２））＋２＊Ｔ／tan（５４．７°）±６％ …（４）
Ｅ＝Ｌ＊（１＋√（２））−２＊Ｔ±６％ …（５）
Ｆ＝Ｌ …（６）
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