JP6703674B2 - Method for manufacturing MEMS device - Google Patents

Description

本発明は、ＭＥＭＳ装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a MEMS device.

従来の技術として、可動部とこの可動部を支持する支持部とを有する構造体が半導体基板上に形成されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このＭＥＭＳ素子の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、構造体の支持部となる絶縁膜の支持部領域を除きＰ（リン）イオンを注入する工程と、支持部領域に接する構造体の可動部を絶縁膜の上に形成する工程と、Ｐイオンを注入した絶縁膜を犠牲層としてエッチングして可動部をリリースする工程を含んでいる。 As a conventional technique, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) element in which a structure having a movable portion and a supporting portion supporting the movable portion is formed on a semiconductor substrate is known (for example, refer to Patent Document 1). ). This MEMS element manufacturing method includes a step of forming an insulating film on a semiconductor substrate, a step of implanting P (phosphorus) ions except for a supporting portion region of an insulating film serving as a supporting portion of a structure, and a supporting portion region. The method includes a step of forming a movable portion of a contacting structure on an insulating film and a step of etching the insulating film in which P ions are implanted as a sacrifice layer to release the movable portion.

このＭＥＭＳ素子は、絶縁膜と、Ｐ（リン）イオンを注入した絶縁膜と、のエッチングレートの差を利用してエッチングするので、同じ材質の絶縁膜でありながら支持部を残して可動部をリリースすることができる。 Since this MEMS element is etched by utilizing the difference in etching rate between the insulating film and the insulating film into which P (phosphorus) ions have been implanted, the movable portion can be formed by leaving the supporting portion even though the insulating film is made of the same material. Can be released.

特開２００７−１１１８３１号公報JP, 2007-111831, A

従来のＭＥＭＳ素子のように、ＭＥＭＳは、構造体を基板からリリース（分離）する工程を含む。このＭＥＭＳの構造体が、例えば、基板に形成された犠牲層上に塗布されたレジストによって形成される場合、露光された後、除去対象である露光された領域、又は露光されなかった領域のレジストが除去されることで構造体が形成され、続いて犠牲層を除去することで構造体が基板から分離される。例えば、ＭＥＭＳが２つの基板に形成された構造体を接合して形成される場合、一方の基板において他の部分と独立する部材があると、現像によって独立する部材の下の犠牲層が除去されて独立する部材の位置がずれ、構造体同士を精度良く接合できない可能性がある。 Like conventional MEMS devices, MEMS involves releasing the structure from the substrate. When the structure of the MEMS is formed by, for example, a resist applied on the sacrificial layer formed on the substrate, the resist in the exposed region that is the removal target or the unexposed region is exposed after the exposure. Are removed to form a structure, and then the sacrificial layer is removed to separate the structure from the substrate. For example, when the MEMS is formed by joining structures formed on two substrates, and a member independent of the other portion on one substrate, the sacrificial layer under the independent member is removed by development. Therefore, the positions of the independent members may be displaced, and the structures may not be accurately joined.

従って本発明の目的は、現像による部材の位置ずれを抑制することができるＭＥＭＳ装置の製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a MEMS device capable of suppressing positional deviation of members due to development.

本発明の一態様は、第１の犠牲層が形成された第１の基板、及び第２の犠牲層が形成された第２の基板を準備し、第１のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返し、他の部分と独立する独立部材を有する第１の構造体を形成するための第１の露光領域と第１の非露光領域を第１の犠牲層上に形成し、独立部材の周囲の第１の露光領域又は第１の非露光領域の一部の領域を残して他の領域を除去し、第２のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返して第２の構造体を形成するための第２の露光領域と第２の非露光領域を第２の犠牲層上に形成し、第２の露光領域又は第２の非露光領域を除去すると共に第２の犠牲層を除去して第２の構造体を第２の基板から分離し、分離した第２の構造体を第１の構造体に接合して接合体を形成し、残っている一部の領域、及び第１の犠牲層を除去して接合体を第１の基板から分離する、ＭＥＭＳ装置の製造方法を提供する。 According to one embodiment of the present invention, a first substrate provided with a first sacrificial layer and a second substrate provided with a second sacrificial layer are prepared, and application of a first resist, exposure, and development are performed. Repeatedly, a first exposed region and a first non-exposed region for forming a first structure having an independent member independent of other portions are formed on the first sacrificial layer, and the first exposed region and the first unexposed region are formed around the independent member. For forming a second structure by leaving a part of the first exposed region or the first non-exposed region and removing the other region, and repeating the application, exposure and development of the second resist Forming a second exposed region and a second non-exposed region on the second sacrificial layer, removing the second exposed region or the second non-exposed region, and removing the second sacrificial layer to form a second The structure is separated from the second substrate, the separated second structure is bonded to the first structure to form a bonded body, and the remaining part of the region and the first sacrificial layer are removed. Provided is a method for manufacturing a MEMS device, which is removed to separate the bonded body from the first substrate.

本発明によれば、現像による部材の位置ずれを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress positional deviation of members due to development.

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、１つのアクチュエータ素子の一例を示す概略図である。FIG. 1A is a schematic diagram showing an example of the tactile presentation device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a schematic diagram showing an example of one actuator element. 図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置のアクチュエータ層の全体像の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、１つのアクチュエータ素子のヒータ層の一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、このヒータ層の一例の断面図であり、図２（ｄ）は、スプリング層の一例を示す概略図である。FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of an overall image of an actuator layer of the tactile presentation device according to the first embodiment, and FIG. 2B is an example of a heater layer of one actuator element. 2C is a schematic view showing an example of the heater layer, and FIG. 2D is a schematic view showing an example of the spring layer. 図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の基準状態の一例を示す要部断面図であり、図３（ｂ）は、触覚呈示装置の垂直駆動状態の一例を示す要部断面図であり、図３（ｃ）は、触覚呈示装置の傾き駆動状態の一例を示す要部断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view of essential parts showing an example of a reference state of the tactile sense presentation device according to the first embodiment, and FIG. 3B shows an example of a vertical drive state of the tactile sense presentation device. FIG. 3C is a cross-sectional view of a main part, and FIG. 3C is a cross-sectional view of the main part showing an example of the tilt drive state of the tactile sense presentation device. 図４（ａ）〜図４（ｅ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の第１の構造体の製造方法の一例を示す概略図である。FIG. 4A to FIG. 4E are schematic diagrams showing an example of a method for manufacturing the first structure of the tactile sense presentation device according to the first embodiment. 図５（ａ）〜図５（ｆ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の第２の構造体の製造方法の一例を示す概略図である。FIG. 5A to FIG. 5F are schematic diagrams showing an example of a method of manufacturing the second structure of the tactile sense presentation device according to the first embodiment. 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の第１の構造体と第２の構造体の接合の一例を示す概略図である。FIG. 6A and FIG. 6B are schematic diagrams showing an example of joining the first structure and the second structure of the tactile presentation device according to the first embodiment. 図７（ａ）〜図７（ｆ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の基板層及びアクチュエータ層の製造方法の一例を示す概略図である。FIG. 7A to FIG. 7F are schematic diagrams showing an example of a method for manufacturing the substrate layer and the actuator layer of the tactile presentation device according to the first embodiment. 図８（ａ）は、第２の実施の形態に係る触覚呈示装置の基準状態の一例を示す要部断面図であり、図８（ｂ）は、触覚呈示装置の垂直駆動状態の一例を示す要部断面図であり、図８（ｃ）は、触覚呈示装置の傾き駆動状態の一例を示す要部断面図である。FIG. 8A is a cross-sectional view of a main part showing an example of a reference state of the tactile presentation device according to the second embodiment, and FIG. 8B shows an example of a vertical drive state of the tactile presentation device. FIG. 8C is a main-portion cross-sectional view, and FIG. 8C is a main-portion cross-sectional view showing an example of a tilt drive state of the tactile sense presentation device.

（実施の形態の要約）
実施の形態に係るＭＥＭＳ装置の製造方法は、第１の犠牲層が形成された第１の基板、及び第２の犠牲層が形成された第２の基板を準備し、第１のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返し、他の部分と独立する独立部材を有する第１の構造体を形成するための第１の露光領域と第１の非露光領域を第１の犠牲層上に形成し、独立部材の周囲の第１の露光領域又は第１の非露光領域の一部の領域を残して他の領域を除去し、第２のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返して第２の構造体を形成するための第２の露光領域と第２の非露光領域を第２の犠牲層上に形成し、第２の露光領域又は第２の非露光領域を除去すると共に第２の犠牲層を除去して第２の構造体を第２の基板から分離し、分離した第２の構造体を第１の構造体に接合して接合体を形成し、残っている一部の領域、及び第１の犠牲層を除去して接合体を第１の基板から分離することを含む。 (Summary of Embodiments)
A method of manufacturing a MEMS device according to an embodiment includes preparing a first substrate having a first sacrificial layer and a second substrate having a second sacrificial layer, and applying a first resist. Exposing and developing repeatedly to form a first exposed region and a first non-exposed region on the first sacrificial layer for forming a first structure having an independent member independent of other portions, A second structure is formed by leaving a part of the first exposed region or the first non-exposed region around the independent member and removing the other region, and repeating the application, exposure and development of the second resist. Forming a second exposed region and a second non-exposed region on the second sacrificial layer, removing the second exposed region or the second non-exposed region, and forming a second sacrificial layer. The second structure is removed to separate the second structure from the second substrate, the separated second structure is bonded to the first structure to form a bonded structure, and the remaining part of the region and the first structure are bonded. Removing one sacrificial layer to separate the bonded body from the first substrate.

このＭＥＭＳ装置の製造方法は、第１の犠牲層の一部が除去されて位置がずれる可能性がある独立部材の周囲の一部の領域を残した状態で第１の構造体と第２の構造体を接合するので、この方法を採用しない場合と比べて、接合するまで独立部材の下の第１の犠牲層が除去されることがなく、現像による部材の位置ずれを抑制することができる。 According to the method for manufacturing the MEMS device, the first structure body and the second structure body are formed in a state where a part of the first sacrificial layer is removed and a position of the first sacrificial layer may be displaced. Since the structures are bonded, the first sacrificial layer under the independent member is not removed until the bonding is performed as compared with the case where this method is not adopted, and the displacement of the member due to development can be suppressed. ..

[第１の実施の形態]
（触覚呈示装置１の概要）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の一例を示す概略図であり、図１（ｂ）は、１つのアクチュエータ素子の一例を示す概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置のアクチュエータ層の全体像の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、１つのアクチュエータ素子のヒータ層の一例を示す概略図であり、図２（ｃ）は、このヒータ層の一例の断面図であり、図２（ｄ）は、スプリング層の一例を示す概略図である。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の基準状態の一例を示す要部断面図であり、図３（ｂ）は、触覚呈示装置の垂直駆動状態の一例を示す要部断面図であり、図３（ｃ）は、触覚呈示装置の傾き駆動状態の一例を示す要部断面図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。 [First Embodiment]
(Outline of tactile presentation device 1)
FIG. 1A is a schematic diagram showing an example of the tactile presentation device according to the first embodiment, and FIG. 1B is a schematic diagram showing an example of one actuator element. FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of an overall image of an actuator layer of the tactile presentation device according to the first embodiment, and FIG. 2B is an example of a heater layer of one actuator element. 2C is a schematic view showing an example of the heater layer, and FIG. 2D is a schematic view showing an example of the spring layer. FIG. 3A is a cross-sectional view of essential parts showing an example of a reference state of the tactile sense presentation device according to the first embodiment, and FIG. 3B shows an example of a vertical drive state of the tactile sense presentation device. FIG. 3C is a cross-sectional view of a main part, and FIG. 3C is a cross-sectional view of the main part showing an example of the tilt drive state of the tactile sense presentation device. In each of the drawings according to the embodiments described below, the ratio between figures may be different from the actual ratio.

ＭＥＭＳ装置としての触覚呈示装置１は、図１（ａ）に示すように、本体１０と、プリント基板１２と、ＭＥＭＳであるアクチュエータアレイ２と、を備えて概略構成されている。この本体１０は、一例として、合成樹脂によって形成されている。またプリント基板１２は、表面１２０にアクチュエータアレイ２が設けられ、またアクチュエータアレイ２を囲むように複数の電極１４が設けられている。この触覚呈示装置１は、一例として、指示された触覚の呈示が行われるようにアクチュエータアレイ２に電流を供給するための駆動回路が電極１４を介して電気的に接続される。 As shown in FIG. 1A, a tactile sense presentation device 1 as a MEMS device is roughly configured to include a main body 10, a printed board 12, and an actuator array 2 that is a MEMS. The main body 10 is made of synthetic resin, for example. Further, the printed circuit board 12 is provided with the actuator array 2 on the surface 120 and a plurality of electrodes 14 so as to surround the actuator array 2. In the tactile sense presentation device 1, as an example, a drive circuit for supplying a current to the actuator array 2 so that the instructed tactile sense is presented is electrically connected via the electrode 14.

この触覚呈示装置１は、図１（ａ）に示すように、アクチュエータ素子３が格子状に高密度で並んで配置されてアクチュエータアレイ２を形成している。このアクチュエータアレイ２は、一例として、５×５個のアクチュエータ素子３が並んでいる。このアクチュエータ素子３は、独立して駆動される。なおアクチュエータ素子３の数や配列は、これに限定されない。 In this tactile sense presentation device 1, as shown in FIG. 1A, actuator elements 3 are arranged side by side in a grid pattern at a high density to form an actuator array 2. In this actuator array 2, as an example, 5×5 actuator elements 3 are arranged. This actuator element 3 is driven independently. The number and arrangement of the actuator elements 3 are not limited to this.

この触覚呈示装置１は、アクチュエータ素子３の開口３６０からピン３４５のピン上部３４７を突出させ、操作者の操作指に触覚を呈示するように構成されている。触覚呈示装置１は、開口３６０が作る面の法線方向、言い換えるなら開口３６０に対して垂直方向にピン３４５を突出させる（垂直駆動）と共に垂直方向から傾いた方向に突出させ（傾き駆動）、この組み合わせによって操作者に多様な触覚を呈示する。この多様な触覚とは、一例として、布や革の表面などのテクスチャー、操作指の誘導、操作に対するフィードバックなどである。 The tactile sense presentation device 1 is configured to project a pin upper portion 347 of the pin 345 from the opening 360 of the actuator element 3 and present a tactile sense to the operating finger of the operator. The tactile sense presentation device 1 causes the pin 345 to project in a direction normal to the surface formed by the opening 360, in other words, in a direction perpendicular to the opening 360 (vertical drive) and in a direction inclined from the vertical direction (tilt drive). This combination provides the operator with various tactile sensations. The various tactile senses are, for example, textures of the surface of cloth or leather, guidance of operating fingers, feedback on operations, and the like.

アクチュエータ素子３は、図１（ｂ）に示すように、キャップ層３６と、キャップ層３６の下に配置されたスプリング層３４と、スプリング層３４の下に配置されたアクチュエータ層３２と、アクチュエータ層３２の下に配置された基板層３０と、を備えて概略構成されている。 As shown in FIG. 1B, the actuator element 3 includes a cap layer 36, a spring layer 34 arranged under the cap layer 36, an actuator layer 32 arranged under the spring layer 34, and an actuator layer. And a substrate layer 30 disposed underneath 32.

アクチュエータ素子３のピッチＰは、一例として、１ｍｍ以下である。このピッチＰは、皮膚の２点弁別閾に基づいて定められている。この２点弁別閾とは、先端の尖った２つの物で皮膚を刺激した場合、この２点の刺激の強さや性質を区別し感じうる刺激差の最小の精度を示している。なお指先の２点弁別閾は、およそ２ｍｍ程度である。 The pitch P of the actuator elements 3 is, for example, 1 mm or less. This pitch P is determined based on the two-point discrimination threshold of the skin. The two-point discrimination threshold indicates the minimum accuracy of the stimulus difference that can be felt by distinguishing the strength and nature of the stimuli at these two points when the skin is stimulated by two objects with sharp tips. The two-point discrimination threshold of the fingertip is about 2 mm.

また図３（ｂ）に示すピン３４５の突出量Ｌは、一例として、２０μｍである。またアクチュエータ素子３は、周期的に駆動される。この駆動の周波数は、一例として、３０Ｈｚである。そして突出させる力（発生力）は、一例として、５ｍＮである。この突出量Ｌと発生力は、垂直駆動状態の際の値である。 The protrusion amount L of the pin 345 shown in FIG. 3B is, for example, 20 μm. Further, the actuator element 3 is driven periodically. The frequency of this drive is 30 Hz, for example. And the force (generated force) to make it protrude is 5 mN as an example. The protrusion amount L and the generated force are values in the vertical drive state.

突出量Ｌと駆動の周波数は、操作指のマイスナー小体の最小検出変位量と感度により定められている。また発生力は、皮膚が検出できる最小の力（およそ１ｍＮ）に基づいて定められている。 The protrusion amount L and the driving frequency are determined by the minimum detected displacement amount and sensitivity of the Meissner body of the operating finger. Further, the generated force is determined based on the minimum force (about 1 mN) that the skin can detect.

上述の傾き駆動では、ピン３４５は、円弧を描きながら操作指を刺激する。この傾き駆動は、水平成分を有する駆動であるので、平行にスライドする方向（せん断方向）の刺激を操作指に与える。なお平行とは、垂直方向に直行する方向を示している。なおマイスナー小体は、表面の粗さのような細かい凹凸の知覚に関与し、水平変位、つまりせん断方向の駆動に敏感に応答する。従って触覚呈示装置１は、せん断方向にピン３４５を駆動することにより、マイスナー小体に効果的に刺激を与えることができる。 In the tilt drive described above, the pin 345 stimulates the operating finger while drawing an arc. Since this tilt drive is a drive having a horizontal component, a stimulus in the direction of sliding in parallel (shear direction) is applied to the operating finger. The term "parallel" means a direction perpendicular to the vertical direction. The Meissner bodies are involved in the perception of fine irregularities such as surface roughness, and respond sensitively to horizontal displacement, that is, driving in the shear direction. Therefore, the tactile presentation device 1 can effectively stimulate the Meissner's body by driving the pin 345 in the shearing direction.

（基板層３０の構成）
基板層３０は、一例として、銅（Ｃｕ）を加工して形成されている。この基板層３０は、格子状に並んだ複数のアクチュエータ素子３に対応して同じ構成が並んで形成されている。基板層３０は、図１（ｂ）に示すように、外枠３００に囲まれて形成された凹部３０１を有している。この外枠３００上には、アクチュエータ層３２が配置される。 (Structure of Substrate Layer 30)
The substrate layer 30 is formed by processing copper (Cu), for example. The substrate layer 30 has the same structure and is formed correspondingly to the plurality of actuator elements 3 arranged in a grid. As shown in FIG. 1B, the substrate layer 30 has a recess 301 formed by being surrounded by the outer frame 300. The actuator layer 32 is arranged on the outer frame 300.

凹部３０１は、図３（ａ）に示すように、ピン３４５の下部（ピン下部３４６）の押し付け、つまりスプリング層３４のバイアス力によるアクチュエータ層３２の湾曲の逃げとして形成されている。このバイアス力は、組み付け後のスプリング層３４の弾性力によるものであり、アクチュエータ層３２に常時付加されている。 As shown in FIG. 3A, the recess 301 is formed by pressing the lower portion of the pin 345 (lower pin portion 346), that is, as a relief of the bending of the actuator layer 32 due to the biasing force of the spring layer 34. This biasing force is due to the elastic force of the spring layer 34 after assembling and is always applied to the actuator layer 32.

（アクチュエータ層３２の構成）
アクチュエータ層３２は、図２（ａ）に示すように、格子状に並んだ複数のアクチュエータ素子３に対応して同じ構成が並んで形成されている。この格子状に並んだ同じ構成の周囲には、縦に複数のパッド４０、横に複数のパッド４１が形成されている。このパッド４０及びパッド４１は、図１（ａ）に示すプリント基板１２の上に配置された電極１４と電気的に接続されている。以下では、１つのアクチュエータ素子３のアクチュエータ層３２について説明する。 (Structure of Actuator Layer 32)
As shown in FIG. 2( a ), the actuator layer 32 is formed so that the same configurations are arranged side by side corresponding to the plurality of actuator elements 3 arranged in a grid pattern. A plurality of pads 40 are vertically formed and a plurality of pads 41 are horizontally formed around the same configuration arranged in a grid pattern. The pads 40 and 41 are electrically connected to the electrodes 14 arranged on the printed board 12 shown in FIG. Below, the actuator layer 32 of one actuator element 3 is demonstrated.

なおアクチュエータ層３２は、基板層３０と共に形成される。この製造方法については、後述する。 The actuator layer 32 is formed together with the substrate layer 30. This manufacturing method will be described later.

アクチュエータ層３２は、図２（ｃ）に示すように、形状記憶合金層としてのＳＭＡ（Shape memory alloy）層３２０、ヒータ層３２１の順に積層されている。なおアクチュエータ層３２は、さらにヒータ層３２１の上に縦配線４１０、及び縦配線４１０の上に絶縁層３２９を備えている。 As shown in FIG. 2C, the actuator layer 32 has an SMA (Shape memory alloy) layer 320 as a shape memory alloy layer and a heater layer 321 stacked in this order. The actuator layer 32 further includes a vertical wiring 410 on the heater layer 321, and an insulating layer 329 on the vertical wiring 410.

そしてアクチュエータ層３２は、ピン３４５の下部（ピン下部３４６）が接触する接触領域３２５を介して対向する第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄが加熱されたことによる第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０の形状回復によって垂直方向に開口３６０からピン３４５を突出させるように構成されている。 The actuator layer 32 includes a first heating region 323c and a second heating region 323d that are opposed to each other via the contact region 325 with which the lower portion of the pin 345 (the lower portion of the pin 346) contacts. The pin 345 is configured to protrude in the vertical direction from the opening 360 by the shape recovery of the SMA layer 320 below the 323c and the second heating region 323d.

またアクチュエータ層３２は、第１の加熱領域３２３ｃ又は第２の加熱領域３２３ｄが加熱されたことによる第１の加熱領域３２３ｃ又は第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０の形状回復によって垂直方向から傾いて開口３６０からピン３４５を突出させるように構成されている。 In addition, the actuator layer 32 is vertically oriented by the shape recovery of the SMA layer 320 below the first heating region 323c or the second heating region 323d due to the heating of the first heating region 323c or the second heating region 323d. The pin 345 is configured to incline from the opening 360 and protrude from the opening 360.

このＳＭＡ層３２０は、一例として、ＴｉＮｉＣｕ合金などの形状記憶合金によって形成された層である。ＳＭＡ層３２０は、図２（ｃ）に示す湾曲のない形状、つまり直線的な形状が記憶されている。本実施の形態における形状回復とは、ＳＭＡ層３２０が温度の上昇によって形状回復温度に到達し、湾曲のない形状に復帰することを示している。このＳＭＡ層３２０の厚みは、一例として、１０μｍである。このＳＭＡ層３２０の形状回復温度は、一例として、６０〜６５℃程度である。 The SMA layer 320 is, for example, a layer formed of a shape memory alloy such as a TiNiCu alloy. The SMA layer 320 stores a non-curved shape shown in FIG. 2C, that is, a linear shape. The shape recovery in the present embodiment means that the SMA layer 320 reaches the shape recovery temperature due to the temperature rise and returns to the shape without curvature. The thickness of the SMA layer 320 is, for example, 10 μm. The shape recovery temperature of the SMA layer 320 is, for example, about 60 to 65°C.

ヒータ層３２１は、絶縁層３２２及び絶縁層３２４によって配線層３２３を挟んで形成されている。この絶縁層３２２及び絶縁層３２４は、一例として、絶縁性を有するポリイミドなどの合成樹脂材料を用いて形成されている。 The heater layer 321 is formed with the wiring layer 323 sandwiched between the insulating layer 322 and the insulating layer 324. The insulating layer 322 and the insulating layer 324 are formed using, for example, a synthetic resin material such as polyimide having an insulating property.

配線層３２３は、一例として、プラチナ（Ｐｔ）によって形成されている。この配線層３２３には、例えば、図２（ｂ）に示すように、第１のヒータ配線３２３ａと、第２のヒータ配線３２３ｂと、横配線４００と、パッド４０１と、が形成されている。 The wiring layer 323 is formed of platinum (Pt), for example. In this wiring layer 323, for example, as shown in FIG. 2B, a first heater wiring 323a, a second heater wiring 323b, a horizontal wiring 400, and a pad 401 are formed.

第１のヒータ配線３２３ａは、第１の加熱領域３２３ｃのＳＭＡ層３２０を加熱して形状回復させるものである。この第１のヒータ配線３２３ａは、図２（ｂ）に示すように、効率よく広い範囲を加熱できるように折返し形状を有している。第１のヒータ配線３２３ａは、一端がパッド４０１と電気的に接続され、他端が横配線４００と電気的に接続されている。第１の加熱領域３２３ｃは、例えば、図２（ｂ）において点線で示され、大小の矩形を組み合わせた形状を有する。 The first heater wiring 323a is for heating the SMA layer 320 in the first heating region 323c to restore its shape. As shown in FIG. 2B, the first heater wiring 323a has a folded shape so that a wide range can be efficiently heated. One end of the first heater wiring 323a is electrically connected to the pad 401, and the other end thereof is electrically connected to the horizontal wiring 400. The first heating region 323c is shown by a dotted line in FIG. 2B, for example, and has a shape obtained by combining large and small rectangles.

第２のヒータ配線３２３ｂは、第２の加熱領域３２３ｄのＳＭＡ層３２０を加熱して形状回復させるものである。この第２のヒータ配線３２３ｂは、図２（ｂ）に示すように、第１のヒータ配線３２３ａと同様に、効率よく広い範囲を加熱できるように折返し形状を有している。第２のヒータ配線３２３ｂは、一端がパッド４０１と電気的に接続され、他端が横配線４００と電気的に接続されている。第２の加熱領域３２３ｄは、例えば、図２（ｂ）において点線で示され、第１の加熱領域３２３ｃと同様に大小の矩形を組み合わせた形状を有する。 The second heater wiring 323b is for heating the SMA layer 320 in the second heating region 323d to recover its shape. As shown in FIG. 2B, the second heater wiring 323b has a folded shape so that a wide range can be efficiently heated, like the first heater wiring 323a. The second heater wiring 323b has one end electrically connected to the pad 401 and the other end electrically connected to the horizontal wiring 400. The second heating region 323d is shown by a dotted line in FIG. 2B, for example, and has a shape in which large and small rectangles are combined as in the first heating region 323c.

図２（ｂ）に示すように、この第１の加熱領域３２３ｃと第２の加熱領域３２３ｄを挟むように対向して開口３２６が形成されている。開口３２６は、例えば、第１の加熱領域３２３ｃと第２の加熱領域３２３ｄの側面に沿って長く形成され、端部と中央が第１の加熱領域３２３ｃと第２の加熱領域３２３ｄ方向に突出している。 As shown in FIG. 2B, openings 326 are formed so as to face each other so as to sandwich the first heating region 323c and the second heating region 323d. The opening 326 is formed, for example, long along the side surfaces of the first heating region 323c and the second heating region 323d, and the ends and the center thereof project in the first heating region 323c and the second heating region 323d directions. There is.

この開口３２６は、第１の加熱領域３２３ｃと第２の加熱領域３２３ｄにおけるＳＭＡ層３２０の形状回復を容易にするために形成されている。従って第１の加熱領域３２３ｃと第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０は、パッド４０１側の幅が中央側よりも狭く形成されている。 The opening 326 is formed to facilitate shape recovery of the SMA layer 320 in the first heating region 323c and the second heating region 323d. Therefore, the SMA layer 320 below the first heating region 323c and the second heating region 323d is formed such that the width on the pad 401 side is narrower than that on the center side.

また第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄには、それぞれ開口３２７が形成されている。この開口３２７は、例えば、Ｔ字形状を有している。開口３２６及び開口３２７は、ヒータ層３２１及びＳＭＡ層３２０を貫通する開口である。 Further, an opening 327 is formed in each of the first heating area 323c and the second heating area 323d. The opening 327 has, for example, a T shape. The openings 326 and 327 are openings that penetrate the heater layer 321 and the SMA layer 320.

図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ層３２には、第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄを連結するような連結部３２３ｅが設けられている。ピン３４５のピン下部３４６は、この連結部３２３ｅを中心とする接触領域３２５に接触する。 As shown in FIG. 2B, the actuator layer 32 is provided with a connecting portion 323e that connects the first heating region 323c and the second heating region 323d. The pin lower portion 346 of the pin 345 contacts the contact area 325 centered on the connecting portion 323e.

縦配線４１０は、図２（ｂ）に示すように、ヒータ層３２１に設けられたスルーホール４１１を介して配線層３２３のパッド４０１と電気的に接続されると共に、パッド４１と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 2B, the vertical wiring 410 is electrically connected to the pad 401 of the wiring layer 323 via the through hole 411 provided in the heater layer 321, and is also electrically connected to the pad 41. Has been done.

（スプリング層３４の構成）
スプリング層３４は、キャップ層３６の下に配置され、開口３６０を移動するピン３４５を有している。このスプリング層３４のばね定数は、一例として、２５０Ｎ／ｍである。 (Structure of the spring layer 34)
The spring layer 34 is disposed below the cap layer 36 and has a pin 345 that moves through the opening 360. The spring constant of the spring layer 34 is, for example, 250 N/m.

スプリング層３４は、一例として、ネガティブレジストであるＳＵ−８（登録商標：MicroChem社）を用いてキャップ層３６と共に形成されている。スプリング層３４及びキャップ層３６は、このネガティブレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって露光されて架橋した部分である。この架橋した部分は、エポキシ樹脂となっている。なおスプリング層３４は、例えば、ポジティブレジストなどの他のレジストを用いても良い。 The spring layer 34 is formed together with the cap layer 36 using SU-8 (registered trademark: MicroChem), which is a negative resist, as an example. The spring layer 34 and the cap layer 36 are exposed and cross-linked by a photolithography method using this negative resist. This crosslinked portion is an epoxy resin. The spring layer 34 may use another resist such as a positive resist.

スプリング層３４は、図２（ｄ）に示すように、外枠３４０と、Ｓ字スプリング部３４１と、ピン３４５と、を備えて概略構成されている。Ｓ字スプリング部３４１は、薄い板形状を有している。そしてＳ字スプリング部３４１は、両端部（端部３４２及び端部３４３）が外枠３４０に支持され、ピン３４５の移動方向と逆向きの弾性力を生成する。この端部３４２及び端部３４３は、外枠３４０と一体とされている。 As shown in FIG. 2D, the spring layer 34 is roughly configured to include an outer frame 340, an S-shaped spring portion 341, and a pin 345. The S-shaped spring portion 341 has a thin plate shape. Both ends (end 342 and end 343) of the S-shaped spring 341 are supported by the outer frame 340, and generate an elastic force in the direction opposite to the moving direction of the pin 345. The end portion 342 and the end portion 343 are integrated with the outer frame 340.

ピン３４５は、Ｓ字スプリング部３４１の中央に形成されている。このピン３４５の下部であるピン下部３４６は、アクチュエータ層３２と接触する。またピン３４５の上部であるピン上部３４７が駆動によりキャップ層３６の開口３６０から突出する。 The pin 345 is formed at the center of the S-shaped spring portion 341. The lower pin 346, which is the lower part of the pin 345, contacts the actuator layer 32. Further, the pin upper portion 347, which is the upper portion of the pin 345, is projected from the opening 360 of the cap layer 36 by driving.

外枠３４０及びピン下部３４６は、アクチュエータ層３２に接着剤を介して接合されている。この接着剤は、一例として、エポキシ樹脂系の接着剤である。 The outer frame 340 and the pin lower portion 346 are joined to the actuator layer 32 with an adhesive. This adhesive is, for example, an epoxy resin adhesive.

（キャップ層３６の構成）
キャップ層３６は、上述のようにスプリング層３４と同じ材料を用いてスプリング層３４と共に形成される。キャップ層３６は、開口３６０を有し、この開口３６０をピン３４５が移動する。以下では、キャップ層３６及びスプリング層３４の製造方法の一例について説明する。 (Structure of the cap layer 36)
The cap layer 36 is formed with the spring layer 34 using the same material as the spring layer 34 as described above. The cap layer 36 has an opening 360, and the pin 345 moves through the opening 360. Hereinafter, an example of a method of manufacturing the cap layer 36 and the spring layer 34 will be described.

（キャップ層３６及びスプリング層３４の製造方法）
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の第１の構造体の製造方法の一例を示す概略図である。図５（ａ）〜図５（ｆ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の第２の構造体の製造方法の一例を示す概略図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の第１の構造体と第２の構造体の接合の一例を示す概略図である。図４（ａ）〜図５（ｆ）は、上が平面図、下が平面図を図面中の一点鎖線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。 (Method of manufacturing cap layer 36 and spring layer 34)
FIG. 4A to FIG. 4E are schematic diagrams showing an example of a method for manufacturing the first structure of the tactile sense presentation device according to the first embodiment. FIG. 5A to FIG. 5F are schematic diagrams showing an example of a method for manufacturing the second structure of the tactile sense presentation device according to the first embodiment. FIG. 6A and FIG. 6B are schematic diagrams showing an example of joining the first structure and the second structure of the tactile presentation device according to the first embodiment. 4A to 5F are cross-sectional views of a plan view on the upper side and a plan view on the lower side taken along the alternate long and short dash line in the drawing, as viewed from the arrow direction.

キャップ層３６及びスプリング層３４の製造方法は、まず図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、第１の犠牲層５１が形成された第１の基板５０、及び第２の犠牲層６１が形成された第２の基板６０を準備する。この第１の犠牲層５１及び第２の犠牲層６１は、一例として、ノボラック樹脂系レジスト（例えば、東京応化工業社製 ＯＦＰＲ８００−ＬＢ）である。そして第１の犠牲層５１及び第２の犠牲層６１の厚みは、一例として、２μｍである。続いてまず第１の構造体５８の形成の一例について説明する。 The method of manufacturing the cap layer 36 and the spring layer 34 is as follows. First, as shown in FIGS. 4A and 5A, a first substrate 50 on which a first sacrificial layer 51 is formed, and a second sacrificial layer are formed. A second substrate 60 on which the layer 61 is formed is prepared. The first sacrificial layer 51 and the second sacrificial layer 61 are, for example, a novolac resin-based resist (for example, OFPR800-LB manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). The thickness of the first sacrificial layer 51 and the second sacrificial layer 61 is, for example, 2 μm. Subsequently, an example of forming the first structure 58 will be described first.

第１のレジスト５２の塗布、露光及び現像を繰り返し、他の部分と独立する独立部材５５を有する第１の構造体５８を形成するための第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４を第１の犠牲層５１上に形成する。 A first exposure region 53 and a first non-exposure region 54 for forming a first structure 58 having an independent member 55 independent of other portions by repeating application, exposure and development of the first resist 52. Are formed on the first sacrificial layer 51.

具体的には、図４（ｂ）に示すように、スピンコート法によって第１の犠牲層５１上に一層目の第１のレジスト５２を塗布する。この第１のレジスト５２は、上述のネガティブレジストである。また第１のレジスト５２の厚みは、一例として、２００μｍである。次に図４（ｃ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って一層目の第１のレジスト５２に第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４を形成する。次に第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４の上に二層目の第１のレジスト５２を塗布する。次に図４（ｄ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って二層目の第１のレジスト５２に第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４を形成する。この二層目の第１のレジスト５２の厚みは、一例として、２００μｍである。 Specifically, as shown in FIG. 4B, the first resist 52 of the first layer is applied on the first sacrificial layer 51 by the spin coating method. The first resist 52 is the negative resist described above. The thickness of the first resist 52 is, for example, 200 μm. Next, as shown in FIG. 4C, exposure is performed through a photomask to form a first exposed region 53 and a first non-exposed region 54 in the first resist 52 of the first layer. Next, a second layer of first resist 52 is applied on the first exposed region 53 and the first non-exposed region 54. Next, as shown in FIG. 4D, exposure is performed through a photomask to form a first exposed region 53 and a first non-exposed region 54 in the first resist 52 of the second layer. The thickness of the second resist 52 of the second layer is, for example, 200 μm.

そして独立部材５５として図４（ｄ）の中央の第１の露光領域５３が形成される。この独立部材５５の周囲の第１の露光領域５３からなる第１の枠部材５６は、４方向に隣接する他の第１の枠部材５６と一体となっている。しかし独立部材５５は、隣接する他の独立部材５５とは独立している。 Then, as the independent member 55, the central first exposure region 53 in FIG. 4D is formed. The first frame member 56 formed of the first exposure region 53 around the independent member 55 is integrated with another first frame member 56 adjacent in four directions. However, the independent member 55 is independent of the other adjacent independent members 55.

次に独立部材５５の周囲の第１の露光領域５３又は第１の非露光領域５４の一部の領域を残して他の領域を除去する。本実施の形態の第１のレジスト５２は、ネガティブレジストであるので、図４（ｅ）に示すように、第１の非露光領域５４の一部の領域（残領域５７）を残して他の領域が除去され、第１の犠牲層５１上に第１の構造体５８が形成される。 Next, a part of the first exposed region 53 or the first non-exposed region 54 around the independent member 55 is left and other regions are removed. Since the first resist 52 of the present embodiment is a negative resist, as shown in FIG. 4E, a part of the first non-exposure region 54 (remaining region 57) is left and other regions are left. The region is removed, and the first structure body 58 is formed on the first sacrificial layer 51.

この第１の構造体５８は、独立部材５５と第１の枠部材５６から構成されている。この独立部材５５は、ピン３４５のピン上部３４７となる。図４（ｅ）に示す第１の枠部材５６の下部は、キャップ層３６となる。また図４（ｅ）に示す第１の枠部材５６の上部は、スプリング層３４の外枠３４０の一部となる。 The first structure 58 includes an independent member 55 and a first frame member 56. The independent member 55 becomes the pin upper portion 347 of the pin 345. The lower portion of the first frame member 56 shown in FIG. 4E becomes the cap layer 36. The upper portion of the first frame member 56 shown in FIG. 4E becomes a part of the outer frame 340 of the spring layer 34.

ここで独立部材５５の周囲の残領域５７は、図４（ｅ）に示すように、第１の犠牲層５１上に最初に形成された構造体、つまり一層目の構造体の厚みよりも薄くなるように残される。このように薄く残されることによって接合後の残領域５７の除去が容易となる。続いて第２の構造体６８の形成の一例について説明する。 Here, the remaining region 57 around the independent member 55 is thinner than the thickness of the structure formed first on the first sacrificial layer 51, that is, the structure of the first layer, as shown in FIG. Left to be. By being left thin like this, the removal of the remaining region 57 after the bonding becomes easy. Next, an example of forming the second structure body 68 will be described.

図５（ｂ）に示すように、第２のレジスト６２の塗布、露光及び現像を繰り返して第２の構造体６８を形成するための第２の露光領域６３と第２の非露光領域６４を第２の犠牲層６１上に形成する。 As shown in FIG. 5B, the second exposure region 63 and the second non-exposed region 64 for forming the second structure 68 by repeating the application, exposure and development of the second resist 62 are formed. It is formed on the second sacrificial layer 61.

具体的には、図５（ｂ）に示すように、スピンコート法によって第２の犠牲層６１上に一層目の第２のレジスト６２を塗布する。この第２のレジスト６２は、第１のレジスト５２と同じレジストである。また第２のレジスト６２の厚みは、一例として、５０μｍである。次に図５（ｃ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って一層目の第２のレジスト６２に第２の露光領域６３と第２の非露光領域６４を形成する。 Specifically, as shown in FIG. 5B, the second resist 62 of the first layer is applied on the second sacrificial layer 61 by the spin coating method. The second resist 62 is the same resist as the first resist 52. The thickness of the second resist 62 is, for example, 50 μm. Next, as shown in FIG. 5C, exposure is performed through a photomask to form a second exposed region 63 and a second non-exposed region 64 in the second resist 62 of the first layer.

次に第２の露光領域６３と第２の非露光領域６４の上に二層目の第２のレジスト６２を塗布する。次に図５（ｄ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って二層目の第２のレジスト６２に第２の露光領域６３と第２の非露光領域６４を形成する。この二層目の第２のレジスト６２の厚みは、一例として、２００μｍである。 Next, the second resist 62 of the second layer is applied on the second exposed area 63 and the second non-exposed area 64. Next, as shown in FIG. 5D, exposure is performed through a photomask to form a second exposed region 63 and a second non-exposed region 64 in the second resist 62 of the second layer. The thickness of the second resist 62 of the second layer is 200 μm, for example.

次に第２の露光領域６３と第２の非露光領域６４の上に三層目の第２のレジスト６２を塗布する。次に図５（ｅ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って三層目の第２のレジスト６２に第２の露光領域６３と第２の非露光領域６４を形成する。この三層目の第２のレジスト６２の厚みは、一例として、２００μｍである。 Next, the second resist 62 of the third layer is applied on the second exposed region 63 and the second non-exposed region 64. Next, as shown in FIG. 5E, exposure is performed through a photomask to form a second exposed region 63 and a second non-exposed region 64 in the second resist 62 of the third layer. The thickness of the second resist 62 of the third layer is 200 μm, for example.

上述の一層目により、Ｓ字スプリング部３４１となる弾性部材６５が形成される。また弾性部材６５の端部が繋がる第２の枠部材６７の一部が形成される。そして三層目が形成されることにより、この弾性部材６５上には、ピン３４５のピン下部３４６となるピン部材６６が形成される。 The elastic member 65 serving as the S-shaped spring portion 341 is formed by the above-mentioned first layer. Further, a part of the second frame member 67 to which the ends of the elastic member 65 are connected is formed. By forming the third layer, the pin member 66 that serves as the pin lower portion 346 of the pin 345 is formed on the elastic member 65.

ここで第２の構造体５８は、第２の枠部材６７と、第２の枠部材６７と一体となって弾性力を生成する弾性部材６５と、を有している。また第１の構造体５８は、上述のように、第２の枠部材６７と接合される第１の枠部材５６を有している。そして第１の構造体５８の独立部材５５は、後述するように弾性部材６５に接合される。 Here, the second structure 58 has a second frame member 67 and an elastic member 65 that is integrated with the second frame member 67 to generate an elastic force. Further, the first structure 58 has the first frame member 56 joined to the second frame member 67 as described above. The independent member 55 of the first structure 58 is joined to the elastic member 65 as described later.

次に図５（ｆ）に示すように、第２の露光領域６３又は第２の非露光領域６４を除去すると共に第２の犠牲層６１を除去して第２の構造体６８を第２の基板６０から分離する。本実施の形態の第２のレジスト６２は、ネガティブレジストであるので、第２の非露光領域６４が除去される。 Next, as shown in FIG. 5F, the second exposed region 63 or the second non-exposed region 64 is removed, and the second sacrificial layer 61 is removed, so that the second structure 68 is formed into the second structure 68. Separated from the substrate 60. Since the second resist 62 of the present embodiment is a negative resist, the second non-exposed region 64 is removed.

次に図６（ａ）に示すように、分離した第２の構造体６８を第１の構造体５８に接合して接合体７を形成する。この接合は、一例として、エポキシ樹脂系の接着剤によって行われる。 Next, as shown in FIG. 6A, the separated second structure body 68 is bonded to the first structure body 58 to form the bonded body 7. This joining is performed by an epoxy resin adhesive as an example.

次に図６（ｂ）に示すように、残っている残領域５７、及び第１の犠牲層５１を除去して接合体７を第１の基板５０から分離する。この分離した接合体７がスプリング層３４及びキャップ層３６となる。 Next, as shown in FIG. 6B, the remaining region 57 and the first sacrificial layer 51 are removed to separate the bonded body 7 from the first substrate 50. The separated bonded body 7 becomes the spring layer 34 and the cap layer 36.

続いて以下に基板層３０及びアクチュエータ層３２の製造方法の一例について説明する。 Subsequently, an example of a method of manufacturing the substrate layer 30 and the actuator layer 32 will be described below.

（基板層３０及びアクチュエータ層３２の製造方法）
図７（ａ）〜図７（ｆ）は、第１の実施の形態に係る触覚呈示装置の基板層及びアクチュエータ層の製造方法の一例を示す概略図である。図７（ａ）〜図７（ｆ）は、上が平面図、下が図７（ｂ）に示す一点鎖線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。 (Method for manufacturing the substrate layer 30 and the actuator layer 32)
FIG. 7A to FIG. 7F are schematic diagrams showing an example of a method of manufacturing the substrate layer and the actuator layer of the tactile presentation device according to the first embodiment. 7(a) to 7(f) are cross-sectional views in which the top is a plan view and the bottom is a cross-section taken along the alternate long and short dash line shown in FIG.

図７（ａ）に示すように、フラッシュ蒸着法により、銅（Ｃｕ）からなる基板層３０の表面に、ＴｉＮｉＣｕ合金からなるＳＭＡ層３２０を形成する。そしてＳＭＡ層３２０に形状を記憶させるため、５００℃で３時間、アニールを行う。この基板層３０の厚みは、一例として、３００μｍである。ＳＭＡ層３２０の厚みは、一例として、１０μｍである。 As shown in FIG. 7A, the SMA layer 320 made of a TiNiCu alloy is formed on the surface of the substrate layer 30 made of copper (Cu) by the flash vapor deposition method. Then, in order to store the shape in the SMA layer 320, annealing is performed at 500° C. for 3 hours. The thickness of the substrate layer 30 is, for example, 300 μm. The thickness of the SMA layer 320 is, for example, 10 μm.

次に図７（ｂ）に示すように、ＳＭＡ層３２０の表面に感光性の絶縁材料を塗布し、フォトリソグラフィ法により、開口パターン３２２ａを有する絶縁層３２２を形成する。絶縁材料の厚みは、一例として、２μｍである。この感光性の絶縁材料は、一例として、ポリイミドである。 Next, as shown in FIG. 7B, a photosensitive insulating material is applied to the surface of the SMA layer 320, and an insulating layer 322 having an opening pattern 322a is formed by photolithography. The thickness of the insulating material is, for example, 2 μm. This photosensitive insulating material is, for example, polyimide.

次に図７（ｃ）に示すように、スパッタ法及びリフトオフ法に基づいて横配線４００、パッド４０１、第１のヒータ配線３２３ａ及び第２のヒータ配線３２３ｂを有する配線層３２３を形成する。配線層３２３の厚みは、一例として、２μｍである。 Next, as shown in FIG. 7C, the wiring layer 323 having the lateral wiring 400, the pad 401, the first heater wiring 323a, and the second heater wiring 323b is formed by the sputtering method and the lift-off method. The thickness of the wiring layer 323 is, for example, 2 μm.

次に図７（ｄ）に示すように、配線層３２３を保護するため、フォトリソグラフィ法により、開口パターン３２２ａ及びスルーホール４１１を有する絶縁層３２４を形成する。 Next, as shown in FIG. 7D, in order to protect the wiring layer 323, an insulating layer 324 having an opening pattern 322a and a through hole 411 is formed by a photolithography method.

次にスパッタ法及びリフトオフ法に基づいて絶縁層３２４上に縦配線４１０を形成し、さらに縦配線４１０を保護するため、フォトリソグラフィ法によって絶縁層３２９を形成する。この絶縁層３２９は、一例として、ポリイミドである。縦配線４１０を形成する際、スルーホール４１１に配線材料が充填され、縦配線４１０とパッド４０１とが導通することにより、縦配線４１０と第２のヒータ配線３２３ｂとが導通する。 Next, a vertical wiring 410 is formed over the insulating layer 324 based on a sputtering method and a lift-off method, and an insulating layer 329 is formed by a photolithography method to protect the vertical wiring 410. The insulating layer 329 is, for example, polyimide. When the vertical wiring 410 is formed, the through hole 411 is filled with a wiring material, and the vertical wiring 410 and the pad 401 are brought into conduction, so that the vertical wiring 410 and the second heater wiring 323b are brought into conduction.

次に図７（ｅ）に示すように、開口パターン３２２ａに基づくレジストパターン３２８ａを有するレジスト３２８を形成した後、ＬｉＣｌ−エタノール電解液を用いた電解エッチング法により、開口パターン３２２ａに応じてＳＭＡ層３２０をエッチングする。 Next, as shown in FIG. 7E, after forming a resist 328 having a resist pattern 328a based on the opening pattern 322a, an SMA layer corresponding to the opening pattern 322a is formed by an electrolytic etching method using a LiCl-ethanol electrolytic solution. 320 is etched.

次に図７（ｆ）に示すように、ウエットエッチング法により、第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄの下方の基板層３０を等方エッチングによりサイドエッチング（アンダーエッチング）を行って中空化し、その後レジスト３２８を除去して基板層３０及びアクチュエータ層３２を得る。 Next, as shown in FIG. 7F, the substrate layer 30 below the first heating region 323c and the second heating region 323d is side-etched (under-etched) by isotropic etching by a wet etching method. After hollowing, the resist 328 is removed to obtain the substrate layer 30 and the actuator layer 32.

なお変形例として上述の基板層３０の中空化は、基板層３０の裏面３０５に新たにレジストパターンを設け、裏面３０５側からウエットエッチング法あるいはドライエッチング法によって基板層３０を貫通させて行われても良い。この中空化が行われた後、当該レジストパターンを除去して基板層３０及びアクチュエータ層３２を得る。 As a modified example, the above-described hollowing of the substrate layer 30 is performed by newly providing a resist pattern on the back surface 305 of the substrate layer 30 and penetrating the substrate layer 30 from the back surface 305 side by a wet etching method or a dry etching method. Is also good. After this hollowing is performed, the resist pattern is removed to obtain the substrate layer 30 and the actuator layer 32.

続いて以下に触覚呈示装置１の製造方法の一例について説明する。 Subsequently, an example of a method of manufacturing the tactile sense presentation device 1 will be described below.

（触覚呈示装置１の製造方法）
触覚呈示装置１の製造方法は、接合体７を形成し、接合体７の弾性力に抗して独立部材５５を駆動するアクチュエータ層３２を形成し、接合体７とアクチュエータ層３２を接合する工程を含んでいる。この接合体７は、スプリング層３４及びキャップ層３６である。また独立部材５５は、ピン３４５のピン上部３４７である。 (Method of manufacturing tactile presentation device 1)
The manufacturing method of the tactile sense presentation device 1 is a step of forming the joined body 7, forming the actuator layer 32 that drives the independent member 55 against the elastic force of the joined body 7, and joining the joined body 7 and the actuator layer 32. Is included. The bonded body 7 is the spring layer 34 and the cap layer 36. The independent member 55 is the pin upper portion 347 of the pin 345.

具体的には、上述のスプリング層３４及びキャップ層３６の製造方法によって接合体７を形成する。 Specifically, the bonded body 7 is formed by the method for manufacturing the spring layer 34 and the cap layer 36 described above.

次に上述の基板層３０及びアクチュエータ層３２の製造方法によって基板層３０が接合されたアクチュエータ層３２を形成する。 Next, the actuator layer 32 in which the substrate layer 30 is bonded is formed by the above-described method for manufacturing the substrate layer 30 and the actuator layer 32.

次にアクチュエータ層３２に接合されるアクチュエータ層３２の端部にステンシルマスクを介して常温硬化型接着剤を塗布する。このステンシルマスクは、例えば、厚みが２０μｍの銅箔であり、接着剤を塗布する位置に開口が設けられている。常温硬化型接着剤は、一例として、エポキシ樹脂系の接着剤である。 Next, a room temperature curable adhesive is applied to the end portion of the actuator layer 32 joined to the actuator layer 32 through a stencil mask. This stencil mask is, for example, a copper foil having a thickness of 20 μm, and an opening is provided at a position where an adhesive is applied. The room temperature curable adhesive is, for example, an epoxy resin adhesive.

次にキャップ層３６が一体となったスプリング層３４をアクチュエータ層３２に接着する。この際、図６（ｂ）に示すように、スプリング層３４の外枠３４０よりもピン下部３４６が突出しているので、接着によりアクチュエータ層３２が湾曲して触覚呈示装置１のアクチュエータアレイ２が形成される。 Next, the spring layer 34 in which the cap layer 36 is integrated is bonded to the actuator layer 32. At this time, as shown in FIG. 6B, since the pin lower portion 346 projects more than the outer frame 340 of the spring layer 34, the actuator layer 32 is curved by the adhesion and the actuator array 2 of the tactile sense presentation device 1 is formed. To be done.

次に本体１０、プリント基板１２及びアクチュエータアレイ２を組み付けて必要な配線などを行って触覚呈示装置１を得る。 Next, the main body 10, the printed circuit board 12, and the actuator array 2 are assembled and necessary wiring is performed to obtain the tactile sense presentation device 1.

続いて、以下に本実施の形態の触覚呈示装置１の動作の一例について説明する。 Subsequently, an example of the operation of the tactile sense presentation device 1 of the present embodiment will be described below.

（動作）
・垂直駆動について
触覚呈示装置１は、第１のヒータ配線３２３ａ及び第２のヒータ配線３２３ｂに電流が供給されると、この配線の温度が上昇すると共に、第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０の温度が上昇する。この電流は、周期的に供給される。この供給の周波数は、上述のように、一例として、３０Ｈｚである。 (motion)
-About Vertical Driving When the electric current is supplied to the first heater wiring 323a and the second heater wiring 323b, the tactile sense presentation device 1 raises the temperature of these wirings as well as the first heating region 323c and the second heating wiring 323c. The temperature of the SMA layer 320 below the heating region 323d rises. This current is supplied periodically. The frequency of this supply is, as an example, 30 Hz, as described above.

第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０は、形状回復温度に達すると、図３（ａ）に示す基準状態における湾曲した状態から図３（ｂ）に示す垂直駆動状態における記憶された湾曲が少ない状態へと形状回復を行う。この形状回復の結果、図３（ｂ）に矢印で示すように、ピン３４５が開口３６０から垂直方向に突出するように駆動され、操作指９に刺激を与える。 When the SMA layer 320 below the first heating region 323c and the second heating region 323d reaches the shape recovery temperature, the SMA layer 320 changes from the curved state in the reference state shown in FIG. 3(a) to the vertical state shown in FIG. 3(b). The shape is restored to a state in which the stored curvature in the driving state is small. As a result of this shape recovery, as shown by the arrow in FIG. 3B, the pin 345 is driven so as to project in the vertical direction from the opening 360, and the operating finger 9 is stimulated.

そして触覚呈示装置１は、電流の供給が停止すると、ＳＭＡ層３２０の温度が低下してスプリング層３４の弾性力によってアクチュエータ層３２が湾曲して基準状態へと移行する。触覚呈示装置１は、電流の供給が周期的に行われることにより、図３（ａ）に示す基準状態と図３（ｂ）に示す垂直駆動状態とを繰り返し、操作指９に垂直方向の触覚を呈示する。 Then, in the tactile sense presentation device 1, when the supply of the current is stopped, the temperature of the SMA layer 320 lowers, the elastic force of the spring layer 34 causes the actuator layer 32 to bend, and shifts to the reference state. The tactile sense presentation device 1 repeats the reference state shown in FIG. 3A and the vertical drive state shown in FIG. To be presented.

・傾き駆動について
次に傾き駆動について説明する。この傾き駆動における電流の周波数は、垂直駆動と同じように、一例として、３０Ｈｚである。 -Tilt driving Next, tilt driving will be described. The frequency of the current in the tilt drive is, for example, 30 Hz as in the vertical drive.

触覚呈示装置１は、第１のヒータ配線３２３ａに電流が供給されると、第１のヒータ配線３２３ａの温度が上昇すると共に、第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０の温度が上昇する。 In the tactile sense presentation device 1, when current is supplied to the first heater wiring 323a, the temperature of the first heater wiring 323a rises and the temperature of the SMA layer 320 below the first heating region 323c rises. ..

第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０は、形状回復温度に達すると、図３（ａ）に示す基準状態における湾曲した状態から図３（ｃ）に示す傾き駆動状態における記憶された湾曲が少ない状態へと形状回復を行う。 When the SMA layer 320 below the first heating region 323c reaches the shape recovery temperature, the stored bending in the tilt driving state shown in FIG. 3C from the bending state in the reference state shown in FIG. The shape is recovered to a state in which there is little.

図３（ｃ）に示すように、第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ３２０は、加熱されていないので、スプリング層３４の弾性力によって湾曲したままであり、この状態で第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０が形状回復を行うと、ピン３４５が垂直に駆動されず、図３（ｃ）の矢印で示すせん断方向に、傾いて駆動される。従って操作指には、せん断方向の刺激が与えられる。このせん断方向は、例えば、図３（ｃ）の紙面右方向である。 As shown in FIG. 3C, since the SMA 320 below the second heating region 323d is not heated, it remains curved due to the elastic force of the spring layer 34. In this state, the first heating region 323c is bent. When the shape recovery of the SMA layer 320 under the pin is performed, the pin 345 is not driven vertically but is tilted and driven in the shearing direction indicated by the arrow in FIG. Therefore, a stimulus in the shear direction is applied to the operating finger. This shearing direction is, for example, the right direction on the paper surface of FIG.

そして触覚呈示装置１は、電流の供給が停止すると、第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０の温度が低下してスプリング層３４の弾性力によってアクチュエータ層３２が湾曲して基準状態へと移行する。触覚呈示装置１は、電流の供給が周期的に行われることにより、図３（ａ）に示す基準状態と図３（ｃ）に示す傾き駆動状態とを繰り返し、操作指９にせん断方向の触覚を呈示する。 Then, in the tactile sense presentation device 1, when the supply of the electric current is stopped, the temperature of the SMA layer 320 below the first heating region 323c is lowered and the elastic force of the spring layer 34 causes the actuator layer 32 to bend to the reference state. Transition. The tactile sense presentation device 1 repeats the reference state shown in FIG. 3A and the tilt drive state shown in FIG. 3C by supplying the current periodically, and the tactile sense of the operating finger 9 in the shear direction. To be presented.

また触覚呈示装置１は、第２のヒータ配線３２３ｂに電流が供給されると、第２のヒータ配線３２３ｂの温度が上昇すると共に、第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０の温度が上昇する。 Further, in the tactile sense presentation device 1, when current is supplied to the second heater wiring 323b, the temperature of the second heater wiring 323b rises and the temperature of the SMA layer 320 below the second heating region 323d rises. To do.

第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０は、形状回復温度に達すると、基準状態における湾曲した状態から傾き駆動状態における記憶された湾曲が少ない状態へと形状回復を行う。ピン３４５は、第２の加熱領域３２３ｄが形状復帰した場合、図３（ｃ）に示す方向とは逆の方向（左方向）に傾き駆動される。 When the shape recovery temperature is reached, the SMA layer 320 below the second heating region 323d performs shape recovery from the curved state in the reference state to the state in which the stored curvature in the tilt drive state is small. When the shape of the second heating region 323d is restored, the pin 345 is tilted and driven in the direction (left direction) opposite to the direction shown in FIG. 3C.

そして触覚呈示装置１は、電流の供給が停止すると、第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０の温度が低下してスプリング層３４の弾性力によってアクチュエータ層３２が湾曲して基準状態へと移行する。触覚呈示装置１は、電流の供給が周期的に行われることにより、図３（ａ）に示す基準状態と傾き駆動状態とを繰り返し、操作指９にせん断方向の触覚を呈示する。このせん断方向は、例えば、図３（ｃ）の紙面左方向である。 Then, when the supply of the electric current is stopped, the tactile sense presentation device 1 reduces the temperature of the SMA layer 320 below the second heating region 323d, and the elastic force of the spring layer 34 causes the actuator layer 32 to bend to the reference state. Transition. The tactile sense presentation device 1 presents a tactile sense in the shear direction to the operating finger 9 by repeating the reference state and the tilt drive state shown in FIG. 3A by supplying the current periodically. This shearing direction is, for example, the left direction on the paper surface of FIG.

なお触覚呈示装置１は、垂直駆動と傾き駆動とが組み合わされて行われても良い。 Note that the tactile sense presentation device 1 may be performed by combining vertical drive and tilt drive.

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態の触覚呈示装置１の製造方法は、第１の犠牲層５１の一部が除去されて位置がずれる可能性がある独立部材５５の周囲の一部の残領域５７を残した状態で第１の構造体５８と第２の構造体６８を接合するので、この方法を採用しない場合と比べて、接合するまで独立部材５５の下の第１の犠牲層５１が除去されることがなく、現像による部材の位置ずれを抑制することができる。 (Effect of the first embodiment)
In the method for manufacturing the tactile sense presentation device 1 according to the present embodiment, a state in which a part of the first sacrificial layer 51 is removed and the position may be displaced and a part of the remaining region 57 around the independent member 55 is left. Since the first structure body 58 and the second structure body 68 are bonded together by the method described above, the first sacrificial layer 51 under the independent member 55 may be removed until they are bonded, as compared with the case where this method is not adopted. Without this, it is possible to suppress the displacement of the member due to the development.

触覚呈示装置１の製造方法は、現像による部材の位置ずれを抑制することができるので、高い精度でアクチュエータアレイ２を組み立てることができ、精度の高い触覚を呈示することができる。 The manufacturing method of the tactile sense presentation device 1 can suppress the displacement of the members due to the development, so that the actuator array 2 can be assembled with high precision, and the tactile sense with high precision can be presented.

触覚呈示装置１の製造方法は、ピン３４５、スプリング層３４及びキャップ層３６が一体となった接合体７を形成することができるので、この構成を採用しない場合と比べて、アクチュエータ素子３を高密度に並べることができ、触覚呈示装置１を小型化することができる。 In the method for manufacturing the tactile sense presentation device 1, since the joined body 7 in which the pin 345, the spring layer 34, and the cap layer 36 are integrated can be formed, the actuator element 3 can be made higher than in the case where this configuration is not adopted. The tactile sense presentation devices 1 can be arranged in the density, and the tactile sense presentation device 1 can be downsized.

触覚呈示装置１は、垂直方向と垂直方向から傾いた方向のピンの駆動を組み合わせて多様な触覚を呈示することができる。触覚呈示装置１は、第１の加熱領域３２３ｃ又は第２の加熱領域３２３ｄを加熱することによって加熱された加熱領域の下方のＳＭＡ層３２０を形状回復させてピン３４５を傾き駆動することができるので、垂直駆動のみ行うものと比べて、垂直駆動と傾き駆動とを組み合わせて多様な触覚を呈示することができる。 The tactile sense presentation device 1 can present various tactile senses by combining driving of pins in a vertical direction and a direction inclined from the vertical direction. Since the haptic sense presentation device 1 can recover the shape of the SMA layer 320 below the heated region by heating the first heated region 323c or the second heated region 323d, the pin 345 can be tilted and driven. As compared with the case where only the vertical drive is performed, various tactile senses can be presented by combining the vertical drive and the tilt drive.

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、触覚呈示装置１がスプリング層を備えていない点で第１の実施の形態と異なっている。 [Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the tactile sense presentation device 1 does not include a spring layer.

図８（ａ）は、第２の実施の形態に係る触覚呈示装置の基準状態の一例を示す要部断面図であり、図８（ｂ）は、触覚呈示装置の垂直駆動状態の一例を示す要部断面図であり、図８（ｃ）は、触覚呈示装置の傾き駆動状態の一例を示す要部断面図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。 FIG. 8A is a cross-sectional view of a main part showing an example of a reference state of the tactile presentation device according to the second embodiment, and FIG. 8B shows an example of a vertical drive state of the tactile presentation device. FIG. 8C is a main-portion cross-sectional view, and FIG. 8C is a main-portion cross-sectional view showing an example of a tilt drive state of the tactile sense presentation device. In the embodiments described below, parts having the same functions and configurations as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof will be omitted.

本実施形態の触覚呈示装置１は、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、スプリング層３４を備えていない構成となっている。 As shown in FIGS. 8A to 8C, the tactile presentation device 1 of the present embodiment does not include the spring layer 34.

この触覚呈示装置１の製造方法は、第１の犠牲層が形成された第１の基板を準備し、第１のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返し、他の部分と独立する独立部材を有する第１の構造体を形成するための第１の露光領域と第１の非露光領域を第１の犠牲層上に形成し、独立部材の周囲の第１の露光領域又は第１の非露光領域の一部の領域を残して他の領域を除去し、残っている一部の領域、及び第１の犠牲層を除去して第１の構造体を第１の基板から分離することを含んでいる。 The manufacturing method of this tactile sense presentation device 1 prepares a first substrate on which a first sacrificial layer is formed, repeats coating, exposure, and development of a first resist, and has an independent member that is independent of other parts. A first exposed region and a first unexposed region for forming the first structure are formed on the first sacrificial layer, and the first exposed region or the first unexposed region around the independent member is formed. Removing some of the remaining regions and removing the remaining regions and the first sacrificial layer to separate the first structure from the first substrate. There is.

さらに触覚呈示装置１の製造方法は、独立部材を駆動するアクチュエータ層を形成し、第１の構造体とアクチュエータ層を接合することを含む。 Further, the method for manufacturing the tactile sense presentation device 1 includes forming an actuator layer that drives the independent member, and joining the first structure and the actuator layer.

以下に触覚呈示装置１の製造方法の一例について上述の図４（ａ）〜図４（ｅ）、及び図７（ａ）〜図７（ｆ）を参照しながら説明する。 Hereinafter, an example of a method of manufacturing the tactile sense presentation device 1 will be described with reference to FIGS. 4(a) to 4(e) and FIGS. 7(a) to 7(f) described above.

触覚呈示装置１の製造方法は、まず図４（ａ）に示すように、第１の犠牲層５１が形成された第１の基板５０を準備する。 In the method of manufacturing the tactile sense presentation device 1, first, as shown in FIG. 4A, a first substrate 50 on which a first sacrificial layer 51 is formed is prepared.

次に、図４（ｂ）に示すように、スピンコート法によって第１の犠牲層５１上に一層目の第１のレジスト５２を塗布する。次に図４（ｃ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って一層目の第１のレジスト５２に第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４を形成する。次に第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４の上に二層目の第１のレジスト５２を塗布する。次に図４（ｄ）に示すように、フォトマスクを介した露光を行って二層目の第１のレジスト５２に第１の露光領域５３と第１の非露光領域５４を形成する。 Next, as shown in FIG. 4B, a first layer of the first resist 52 is applied on the first sacrificial layer 51 by spin coating. Next, as shown in FIG. 4C, exposure is performed through a photomask to form a first exposed region 53 and a first non-exposed region 54 in the first resist 52 of the first layer. Next, a second layer of first resist 52 is applied on the first exposed region 53 and the first non-exposed region 54. Next, as shown in FIG. 4D, exposure is performed through a photomask to form a first exposed region 53 and a first non-exposed region 54 in the first resist 52 of the second layer.

そして独立部材５５として図４（ｄ）の中央の第１の露光領域５３が形成される。この独立部材５５の周囲の第１の露光領域５３からなる第１の枠部材５６は、４方向に隣接する他の第１の枠部材５６と一体となっている。しかし独立部材５５は、隣接する他の独立部材５５とは独立している。 Then, as the independent member 55, the central first exposure region 53 in FIG. 4D is formed. The first frame member 56 formed of the first exposure region 53 around the independent member 55 is integrated with another first frame member 56 adjacent in four directions. However, the independent member 55 is independent of the other adjacent independent members 55.

次に独立部材５５の周囲の第１の露光領域５３又は第１の非露光領域５４の一部の領域を残して他の領域を除去する。本実施の形態の第１のレジスト５２は、ネガティブレジストであるので、図４（ｅ）に示すように、第１の非露光領域５４の一部の領域（残領域５７）を残して他の領域が除去され、第１の犠牲層５１上に第１の構造体５８が形成される。 Next, a part of the first exposed region 53 or the first non-exposed region 54 around the independent member 55 is left and other regions are removed. Since the first resist 52 of the present embodiment is a negative resist, as shown in FIG. 4E, a part of the first non-exposure region 54 (remaining region 57) is left and other regions are left. The region is removed, and the first structure body 58 is formed on the first sacrificial layer 51.

次に、上述の図７（ａ）〜図７（ｆ）で示す基板層３０及びアクチュエータ層３２の製造方法によって基板層３０及びアクチュエータ層３２を作成した後、第１の構造体５８をアクチュエータ層３２に接着する。 Next, after the substrate layer 30 and the actuator layer 32 are formed by the method of manufacturing the substrate layer 30 and the actuator layer 32 shown in FIGS. 7A to 7F described above, the first structure 58 is attached to the actuator layer. Adhere to 32.

次に第１の犠牲層５１及び残領域５７を除去して第１の構造体５８を第１の基板５０から分離する。次に本体１０、プリント基板１２及びアクチュエータアレイ２を組み付けて必要な配線などを行って触覚呈示装置１を得る。 Next, the first sacrificial layer 51 and the remaining region 57 are removed to separate the first structure body 58 from the first substrate 50. Next, the main body 10, the printed circuit board 12, and the actuator array 2 are assembled and necessary wiring is performed to obtain the tactile sense presentation device 1.

続いて本実施の形態の触覚呈示装置１の動作の一例について図８（ａ）〜図８（ｃ）を参照しながら説明する。 Next, an example of the operation of the tactile sense presentation device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8(a) to 8(c).

（動作）
・垂直駆動について
触覚呈示装置１は、第１のヒータ配線３２３ａ及び第２のヒータ配線３２３ｂに電流が供給されると、この配線の温度が上昇すると共に、第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０の温度が上昇する。 (motion)
-About Vertical Driving When the electric current is supplied to the first heater wiring 323a and the second heater wiring 323b, the tactile sense presentation device 1 raises the temperature of these wirings as well as the first heating region 323c and the second heating wiring 323c. The temperature of the SMA layer 320 below the heating region 323d rises.

第１の加熱領域３２３ｃ及び第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ層３２０は、形状回復温度に達すると、図８（ａ）に示す基準状態における湾曲した状態から図８（ｂ）に示す垂直駆動状態における記憶された湾曲が少ない状態へと形状回復を行う。この形状回復の結果、図８（ｂ）に矢印で示すように、ピン３４５が開口３６０から垂直方向に突出するように駆動され、操作指９に刺激を与える。 When the SMA layer 320 below the first heating region 323c and the second heating region 323d reaches the shape recovery temperature, the SMA layer 320 changes from the curved state in the reference state shown in FIG. 8A to the vertical state shown in FIG. 8B. The shape is restored to a state in which the stored curvature in the driving state is small. As a result of this shape recovery, as shown by the arrow in FIG. 8B, the pin 345 is driven so as to project in the vertical direction from the opening 360, and the operating finger 9 is stimulated.

そして触覚呈示装置１は、電流の供給が停止すると、ＳＭＡ層３２０の温度が低下し、操作指９によって受動的にピン４３５が押し下げられてアクチュエータ層３２が湾曲して基準状態へと移行する。触覚呈示装置１は、電流の供給が周期的に行われることにより、図８（ａ）に示す基準状態と図８（ｂ）に示す垂直駆動状態とを繰り返し、操作指９に垂直方向の触覚を呈示する。 Then, in the tactile sense presentation device 1, when the supply of the current is stopped, the temperature of the SMA layer 320 is lowered, the pin 435 is passively pushed down by the operating finger 9, the actuator layer 32 bends, and the state shifts to the reference state. The tactile sense presentation device 1 repeats the reference state shown in FIG. 8A and the vertical drive state shown in FIG. To be presented.

・傾き駆動について
触覚呈示装置１は、第１のヒータ配線３２３ａに電流が供給されると、第１のヒータ配線３２３ａの温度が上昇すると共に、第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０の温度が上昇する。 -Tilt drive In the tactile sense presentation device 1, when current is supplied to the first heater wire 323a, the temperature of the first heater wire 323a rises and the SMA layer 320 below the first heating region 323c is heated. The temperature rises.

第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０は、形状回復温度に達すると、図８（ａ）に示す基準状態における湾曲した状態から図８（ｃ）に示す傾き駆動状態における記憶された湾曲が少ない状態へと形状回復を行う。 When the SMA layer 320 below the first heating region 323c reaches the shape recovery temperature, the stored curvature in the tilt drive state shown in FIG. 8(c) from the curved state in the reference state shown in FIG. 8(a). The shape is recovered to a state in which there is little.

図８（ｃ）に示すように、第２の加熱領域３２３ｄの下方のＳＭＡ３２０は、加熱されていないので湾曲したままであり、この状態で第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０が形状回復を行うと、ピン３４５が垂直に駆動されず、図８（ｃ）の矢印で示すせん断方向に、傾いて駆動される。従って操作指には、せん断方向の刺激が与えられる。このせん断方向は、例えば、図８（ｃ）の紙面右方向である。 As shown in FIG. 8C, the SMA 320 below the second heating region 323d remains curved because it is not heated, and in this state, the SMA layer 320 below the first heating region 323c is shaped. When the recovery is performed, the pin 345 is not driven vertically but is tilted in the shearing direction indicated by the arrow in FIG. 8C. Therefore, a stimulus in the shear direction is applied to the operating finger. This shearing direction is, for example, the right direction on the paper surface of FIG.

そして触覚呈示装置１は、電流の供給が停止すると、第１の加熱領域３２３ｃの下方のＳＭＡ層３２０の温度が低下し、操作指９によって受動的にピン４３５が押し下げられてアクチュエータ層３２が湾曲して基準状態へと移行する。触覚呈示装置１は、電流の供給が周期的に行われることにより、図８（ａ）に示す基準状態と図８（ｃ）に示す傾き駆動状態とを繰り返し、操作指９にせん断方向の触覚を呈示する。 Then, in the tactile sense presentation device 1, when the supply of the current is stopped, the temperature of the SMA layer 320 below the first heating region 323c decreases, and the pin 435 is passively pushed down by the operating finger 9 to bend the actuator layer 32. Then, it shifts to the standard state. The tactile sense presentation device 1 repeats the reference state shown in FIG. 8A and the tilt drive state shown in FIG. 8C by supplying the electric current periodically, and the tactile sense of the operating finger 9 in the shear direction. To be presented.

なお左方向の傾き駆動は、第１の実施の形態に示すように、第２のヒータ配線３２３ｂに電流が供給することによって行われる。 The tilt drive in the left direction is performed by supplying a current to the second heater wiring 323b, as shown in the first embodiment.

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態の触覚呈示装置１は、スプリング層３４を備えないので、製造コストを抑制することができる。 (Effect of the second embodiment)
Since the tactile sense presentation device 1 of the present embodiment does not include the spring layer 34, the manufacturing cost can be suppressed.

以上述べた少なくとも１つの実施の形態の触覚呈示装置１によれば、現像による部材の位置ずれを抑制することが可能となる。 According to the tactile sense presentation device 1 of at least one embodiment described above, it is possible to suppress the positional deviation of the member due to the development.

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments and modifications of the present invention have been described above, these embodiments and modifications are merely examples and do not limit the invention according to the claims. These new embodiments and modified examples can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the present invention. Further, not all combinations of the features described in the embodiments and the modifications are essential to the means for solving the problems of the invention. Furthermore, these embodiments and modifications are included in the scope and spirit of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the scope of equivalents thereof.

１…触覚呈示装置、２…アクチュエータアレイ、３…アクチュエータ素子、７…接合体、９…操作指、１０…本体、１２…プリント基板、１４…電極、３０…基板層、３２…アクチュエータ層、３４…スプリング層、３６…キャップ層、４０，４１…パッド、５０…第１の基板、５１…第１の犠牲層、５２…第１のレジスト、５３…第１の露光領域、５４…第１の非露光領域、５５…独立部材、５６…第１の枠部材、５７…残領域、５８…第１の構造体、６０…第２の基板、６１…第２の犠牲層、６２…第２のレジスト、６３…第２の露光領域、６４…第２の非露光領域、６５…弾性部材、６６…ピン部材、６７…第２の枠部材、６８…第２の構造体、１２０…表面、３００…外枠、３０１…凹部、３０５…裏面、３２０…ＳＭＡ層、３２１…ヒータ層、３２２…絶縁層、３２２ａ…開口パターン、３２３…配線層、３２３ａ…第１のヒータ配線、３２３ｂ…第２のヒータ配線、３２３ｃ…第１の加熱領域、３２３ｄ…第２の加熱領域、３２３ｅ…連結部、３２４…絶縁層、３２５…接触領域、３２６，３２７…開口、３２８…レジスト、３２８ａ…レジストパターン、３２９…絶縁層、３４０…外枠、３４１…Ｓ字スプリング部、３４２，３４３…端部、３４５…ピン、３４６…ピン下部、３４７…ピン上部、３６０…開口、４００…横配線、４０１…パッド、４１０…縦配線、４１１…スルーホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tactile presentation device, 2... Actuator array, 3... Actuator element, 7... Bonded body, 9... Operating finger, 10... Main body, 12... Printed circuit board, 14... Electrode, 30... Substrate layer, 32... Actuator layer, 34 ... Spring layer, 36... Cap layer, 40, 41... Pad, 50... First substrate, 51... First sacrificial layer, 52... First resist, 53... First exposure region, 54... First Non-exposed region, 55... Independent member, 56... First frame member, 57... Remaining region, 58... First structure, 60... Second substrate, 61... Second sacrificial layer, 62... Second Resist, 63... Second exposed area, 64... Second non-exposed area, 65... Elastic member, 66... Pin member, 67... Second frame member, 68... Second structure, 120... Surface, 300 Outer frame, 301... Recessed portion, 305... Back surface, 320... SMA layer, 321... Heater layer, 322... Insulation layer, 322a... Opening pattern, 323... Wiring layer, 323a... First heater wiring, 323b... Second Heater wiring, 323c... First heating area, 323d... Second heating area, 323e... Connection part, 324... Insulating layer, 325... Contact area, 326, 327... Opening, 328... Resist, 328a... Resist pattern, 329 ... Insulating layer, 340... Outer frame, 341... S-shaped spring part, 342, 343... End part, 345... Pin, 346... Pin lower part, 347... Pin upper part, 360... Opening, 400... Horizontal wiring, 401... Pad, 410... Vertical wiring, 411... Through hole

Claims (6)

第１の犠牲層が形成された第１の基板、及び第２の犠牲層が形成された第２の基板を準備し、
第１のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返し、他の部分と独立する独立部材を有する第１の構造体を形成するための第１の露光領域と第１の非露光領域を前記第１の犠牲層上に形成し、
前記独立部材の周囲の前記第１の露光領域又は前記第１の非露光領域の一部の領域を残して他の領域を除去し、
第２のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返して第２の構造体を形成するための第２の露光領域と第２の非露光領域を前記第２の犠牲層上に形成し、
前記第２の露光領域又は前記第２の非露光領域を除去すると共に前記第２の犠牲層を除去して前記第２の構造体を前記第２の基板から分離し、
分離した前記第２の構造体を前記第１の構造体に接合して接合体を形成し、
残っている前記一部の領域、及び前記第１の犠牲層を除去して前記接合体を前記第１の基板から分離する、
ＭＥＭＳ装置の製造方法。 Preparing a first substrate on which a first sacrificial layer is formed and a second substrate on which a second sacrificial layer is formed,
The first exposure region and the first non-exposure region for forming a first structure having an independent member independent of other portions by repeating application, exposure and development of a first resist Formed on the sacrificial layer,
A part of the first exposed region or the first non-exposed region around the independent member is left and other regions are removed,
Forming a second exposed region and a second non-exposed region for forming a second structure by repeating application, exposure and development of a second resist on the second sacrificial layer,
Removing the second exposed region or the second non-exposed region and removing the second sacrificial layer to separate the second structure from the second substrate;
The separated second structure is bonded to the first structure to form a bonded body,
The remaining part of the region and the first sacrificial layer are removed to separate the bonded body from the first substrate,
Method for manufacturing MEMS device. 前記独立部材の周囲の前記一部の領域は、前記第１の犠牲層上に最初に形成された構造体の厚みよりも薄くなるように残される、
請求項１に記載のＭＥＭＳ装置の製造方法。 The partial area around the independent member is left to be thinner than the thickness of the structure initially formed on the first sacrificial layer,
The method for manufacturing the MEMS device according to claim 1. 前記第２の構造体は、第２の枠部材と前記第２の枠部材と一体となって弾性力を生成する弾性部材とを有し、
前記第１の構造体は、前記第２の枠部材と接合される第１の枠部材を有し、
前記第１の構造体の前記独立部材は、前記弾性部材に接合される、
請求項２に記載のＭＥＭＳ装置の製造方法。 The second structure body includes a second frame member and an elastic member that is integrated with the second frame member to generate an elastic force,
The first structure has a first frame member joined to the second frame member,
The independent member of the first structure is joined to the elastic member,
The method for manufacturing the MEMS device according to claim 2. 前記接合体を形成し、
前記接合体の弾性力に抗して前記独立部材を駆動するアクチュエータ層を形成し、
前記接合体と前記アクチュエータ層を接合する、
請求項２又は３に記載のＭＥＭＳ装置の製造方法。 Forming the joined body,
Forming an actuator layer for driving the independent member against the elastic force of the bonded body,
Bonding the bonded body and the actuator layer,
The method for manufacturing the MEMS device according to claim 2 or 3. 第１の犠牲層が形成された第１の基板を準備し、
第１のレジストの塗布、露光及び現像を繰り返し、他の部分と独立する独立部材を有する第１の構造体を形成するための第１の露光領域と第１の非露光領域を前記第１の犠牲層上に形成し、
前記独立部材の周囲の前記第１の露光領域又は前記第１の非露光領域の一部の領域を残して他の領域を除去し、
残っている前記一部の領域、及び前記第１の犠牲層を除去して前記第１の構造体を前記第１の基板から分離する、
ＭＥＭＳ装置の製造方法。 Preparing a first substrate on which a first sacrificial layer is formed,
The first exposure region and the first non-exposure region for forming a first structure having an independent member independent of other portions by repeating application, exposure and development of a first resist Formed on the sacrificial layer,
A part of the first exposed region or the first non-exposed region around the independent member is left and other regions are removed,
Removing the remaining part of the region and the first sacrificial layer to separate the first structure from the first substrate;
Method for manufacturing MEMS device. 前記独立部材を駆動するアクチュエータ層を形成し、
前記第１の構造体と前記アクチュエータ層を接合する、
請求項５に記載のＭＥＭＳ装置の製造方法。 Forming an actuator layer for driving the independent member,
Bonding the first structure and the actuator layer,
The method for manufacturing the MEMS device according to claim 5.

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