WO2022137674A1 - ミラーデバイスの製造方法 - Google Patents

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WO2022137674A1
WO2022137674A1 PCT/JP2021/033949 JP2021033949W WO2022137674A1 WO 2022137674 A1 WO2022137674 A1 WO 2022137674A1 JP 2021033949 W JP2021033949 W JP 2021033949W WO 2022137674 A1 WO2022137674 A1 WO 2022137674A1
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mirror
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heating
mirror layer
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智行 井出
大幾 鈴木
幹人 高橋
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浜松ホトニクス株式会社
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    • B81C2201/0169Controlling internal stress of deposited layers by post-annealing

Definitions

  • One aspect of the present disclosure relates to a method of manufacturing a mirror device having a movable part.
  • Patent Document 1 describes a method for manufacturing a mirror device having a movable portion.
  • a plurality of micromechanical structures having a movable structure are formed on a semiconductor substrate, and then dicing is performed to separate the plurality of micromechanical structures from each other.
  • the movable structure is curved.
  • the entire micromechanical structure is heated. This heat treatment flattens the movable structure.
  • one aspect of the present disclosure is to provide a method for manufacturing a mirror device capable of satisfactorily manufacturing a mirror device having a movable portion.
  • the method for manufacturing a mirror device includes a support portion, a movable portion, and a structure having a connecting portion for connecting the movable portion to the support portion so that the movable portion can swing or move, and a movable portion.
  • a method for manufacturing a mirror device including a mirror layer provided on a portion, the first forming step of forming a plurality of portions corresponding to a structure on a wafer, and a movable portion in each of the plurality of portions.
  • a cutting step of cutting the wafer so that the plurality of portions are separated from each other.
  • Residual stress may be generated in the mirror layer when the mirror layer is formed, and the residual stress may cause warpage in the mirror layer. If the mirror device is shipped in that state, there is a concern that the amount of warpage of the mirror layer will change due to the relaxation of residual stress due to the environmental temperature and self-heating during use.
  • a plurality of parts each corresponding to a structure are formed on a wafer, and a mirror layer is formed on a part corresponding to a movable part in each of the plurality of parts. Later, the portion corresponding to the moving part in each of the plurality of portions is heated.
  • the residual stress existing in the mirror layer can be relaxed, and it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer when the mirror device is used.
  • the wafer is cut after the heating.
  • the temperature of the mirror layer at the time of heating can be made uniform among the plurality of portions as compared with the case where the heat treatment is performed after cutting the wafer.
  • by heating in a wafer state many mirror devices can be arranged in a constant temperature bath used for heating, for example. As a result, the manufacturing efficiency of the mirror device can be improved.
  • the amount of warpage of the mirror layer after heating when measuring the amount of warpage of the mirror layer after heating, the amount of warpage can be measured in the wafer state. In this case, since it is easy to accurately grasp the position of the mirror layer, it is possible to improve the efficiency of measurement. Further, for example, when the mirror layer is washed after heating, it can be washed in a wafer state, and the workability of washing can be improved. Further, when the heat treatment is performed after cutting the wafer, the wafer fragments generated during cutting may adhere to the mirror layer. In this case, the fragments are heated during the heat treatment, so that the semiconductor material constituting the fragments is released. There is a concern that it will diffuse into the mirror layer and the reflectance of the mirror layer will decrease.
  • the method for manufacturing a mirror device may further include a measurement step for measuring the amount of warpage of the mirror layer between the heating step and the cutting step.
  • the amount of warpage of the mirror layer can be measured in the wafer state, and the measurement efficiency can be improved.
  • the wafer may be cut by forming a modified region inside the wafer by irradiation with laser light and extending cracks from the modified region in the thickness direction of the wafer.
  • the stress acting on the wafer at the time of cutting can be reduced, and the deformation of the mirror layer and the movable portion due to the stress can be suppressed. Further, it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer at the time of cutting.
  • the second forming step may be carried out after the first forming step. In this case, it is possible to prevent the quality of the mirror layer from being deteriorated due to the heat generated when the plurality of portions are formed.
  • the amount of warpage of the mirror layer may be reduced by heating the portion corresponding to the movable portion in each of the plurality of portions.
  • the amount of warpage of the mirror layer may be increased by heating the portion corresponding to the movable portion in each of the plurality of portions. In either case, the residual stress existing in the mirror layer can be relaxed, and it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer when the mirror device is used.
  • the mirror layer may be formed by sputtering. In this case, the mirror layer can be formed satisfactorily.
  • the mirror device may further include a coil or a piezoelectric element for applying a driving force to the moving portion.
  • heat is likely to be generated when the mirror device is used, but according to the method for manufacturing the mirror device, it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer when the mirror device is used even in such a case. can.
  • the portion corresponding to the movable portion in each of the plurality of portions may be heated to 60 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. In this case, the residual stress existing in the mirror layer can be effectively relaxed.
  • the maximum width of the mirror layer may be 0.5 mm or more and 30 mm or less.
  • the amount of warpage of the mirror layer tends to change when the mirror device is used, but according to the manufacturing method of this mirror device, the amount of warpage of the mirror layer changes when the mirror device is used even in such a case. It can be suppressed.
  • the mirror layer may include an adhesion layer, a diffusion prevention layer and a reflection layer formed in this order on the movable portion.
  • the mirror layer can be stably formed on the movable portion.
  • the diffusion prevention layer it is possible to suppress the generation of metal diffusion between the reflective layer and the adhesion layer during heating.
  • the mirror layer includes a plurality of layers including a reflective layer, and the plurality of layers include a layer in which compressive stress remains at the completion of the second forming step and a layer in which tensile stress remains at the completion of the second forming step. , May be included.
  • the amount of warpage of the mirror layer before the heating step can be reduced.
  • the change in the amount of warpage of the mirror layer in the heating step can be reduced, and as a result, the heating time can be shortened and the amount of warpage of the mirror layer can be easily controlled.
  • the entire wafer may be heated.
  • the temperature of the mirror layer during heating can be made uniform among the plurality of portions.
  • the portion corresponding to the movable portion in each of the plurality of portions may be heated without heating the entire wafer. Even in this case, even if the position and output of the heat source used in the heating step vary, the temperature of the mirror layer can be made uniform among a plurality of parts by conducting the heat in the wafer. ..
  • a method for manufacturing a mirror device capable of satisfactorily manufacturing a mirror device having a movable portion.
  • FIG. 1 It is a top view of a mirror device. It is a schematic cross-sectional view along II-II of FIG. (A) and (b) are diagrams for explaining a method of manufacturing a mirror device.
  • (A) and (b) are diagrams for explaining a method of manufacturing a mirror device.
  • (A) and (b) are diagrams for explaining a process of forming a mirror layer. It is a graph which shows the example of the change of the warp amount of a mirror layer in a heating process. It is a figure for demonstrating the cutting process. It is sectional drawing of the mirror device housed in a package.
  • (A) and (b) are diagrams for explaining a method of manufacturing a mirror device according to a modified example. It is a graph which shows the example of the change of the warp amount of the mirror layer in the heating process of a modification. It is a graph which shows the example of the change of the warp amount of a mirror layer in a reliability test.
  • the mirror device 1 has a support portion 2 and a movable mirror portion 10.
  • the movable mirror portion 10 has a first movable portion 3, a second movable portion 4, a pair of first connecting portions 5, a pair of second connecting portions 6, and a mirror layer 7.
  • the support portion 2, the first movable portion 3, the second movable portion 4, the pair of first connecting portions 5, and the pair of second connecting portions 6 constitute the structure 50.
  • the mirror device 1 includes a structure 50 and a mirror layer 7.
  • the structure 50 is integrally formed of, for example, an SOI (Silicon on Insulator) substrate 8. That is, the mirror device 1 is configured as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device.
  • the SOI substrate 8 has a support layer 81, a device layer 82, and an intermediate layer 83.
  • the support layer 81 and the device layer 82 are semiconductor layers made of, for example, silicon.
  • the intermediate layer 83 is an insulating layer made of, for example, silicon oxide, and is arranged between the support layer 81 and the device layer 82.
  • the first movable portion 3 is formed, for example, in the shape of a rectangular plate.
  • the second movable portion 4 is formed in a rectangular ring shape, for example, and surrounds the first movable portion 3 when viewed from the optical axis direction A.
  • the support portion 2 is formed in a rectangular frame shape, for example, and surrounds the second movable portion 4 when viewed from the optical axis direction A. That is, the support portion 2 surrounds the first movable portion 3 and the second movable portion 4 when viewed from the optical axis direction A.
  • the optical axis direction A is a direction perpendicular to the plane on which the support portion 2, the first movable portion 3, the second movable portion 4, the pair of first connecting portions 5 and the pair of second connecting portions 6 are arranged, and is a mirror. It is a direction that intersects with the layer 7.
  • the first movable portion 3 has a first portion 31 and a second portion 32.
  • the first portion 31 is formed, for example, in a circular shape when viewed from the optical axis direction A.
  • the second portion 32 is formed, for example, in a rectangular ring shape when viewed from the optical axis direction A.
  • the second portion 32 surrounds the first portion 31 when viewed from the optical axis direction A, and is connected to the first portion 31 via a pair of connecting portions 33.
  • the pair of connecting portions 33 are arranged on the second axis X2, which will be described later, so as to sandwich the first portion 31.
  • the second portion 32, the connecting portion 33, and the like are not shown.
  • the first movable portion 3 does not have to have the second portion 32 and the connecting portion 33.
  • the pair of first connecting portions 5 are arranged on the first axis X1 so as to sandwich the first movable portion 3 in the gap between the second portion 32 of the first movable portion 3 and the second movable portion 4. There is.
  • Each first connecting portion 5 functions as a torsion bar.
  • Each first connecting portion 5 connects the first movable portion 3 to the second movable portion 4 so that the first movable portion 3 can swing around the first axis X1.
  • Each first connecting portion 5 supports the first movable portion 3 via the second movable portion 4 and the second connecting portion 6 so that the first movable portion 3 can swing around the first axis X1. It can also be considered to be connected to 2.
  • the pair of second connecting portions 6 are arranged on the second axis X2 so as to sandwich the second movable portion 4 in the gap between the support portion 2 of the second movable portion 4.
  • Each second connecting portion 6 functions as a torsion bar.
  • Each second connecting portion 6 connects the second movable portion 4 to the support portion 2 so that the second movable portion 4 can swing around the second axis X2.
  • the first movable portion 3 also swings around the second axis X2 together with the second movable portion 4. In this way, the first movable portion 3 can swing around each of the first axis line X1 and the second axis line X2.
  • the first axis X1 and the second axis X2 are perpendicular to the optical axis direction A and intersect each other (in this example, they are orthogonal to each other).
  • the support portion 2, the first movable portion 3, and the second movable portion 4 are composed of a support layer 81, a device layer 82, and an intermediate layer 83.
  • the first connecting portion 5 and the second connecting portion 6 are composed of a device layer 82.
  • the thickness of the support layer 81 (thickness along the optical axis direction A) constituting the first movable portion 3 and the second movable portion 4 is thinner than the thickness of the support layer 81 constituting the support portion 2.
  • the support layer 81 constituting the first movable portion 3 functions as a beam portion for suppressing the warp of the first movable portion 3 and the mirror layer 7.
  • the first movable portion 3 and the second movable portion 4 may be composed of only the device layer 82.
  • the mirror layer 7 is formed in a circular shape on the surface 31a of the first portion 31 of the first movable portion 3.
  • the surface 31a is composed of a surface of the device layer 82 opposite to the intermediate layer 83, and extends so as to intersect the optical axis direction A.
  • the mirror layer 7 is formed in a region including an intersection of the first axis line X1 and the second axis line X2.
  • the center (geometric center) of the mirror layer 7 when viewed from the optical axis direction A coincides with the intersection of the first axis line X1 and the second axis line X2.
  • the outer edge of the mirror layer 7 extends at a certain interval from the outer edge of the first portion 31.
  • the diameter of the mirror layer 7 (maximum width when viewed from the optical axis direction A) is 0.5 mm or more and 30 mm or less. In this example, the diameter of the mirror layer 7 is about 2 mm.
  • the mirror layer 7 may be formed in any shape such as an ellipse, a rectangle, or a polygon.
  • the first portion 31 may be formed in any shape such as an ellipse, a rectangle, or a polygon.
  • the second portion 32 and the second movable portion 4 of the first movable portion 3 may be formed in any shape such as an annular shape, an elliptical annular shape, or a polygonal annular shape.
  • the mirror layer 7 includes an adhesion layer 71, a diffusion prevention layer (intermediate layer) 72, and a reflection layer 73.
  • the adhesion layer 71, the diffusion prevention layer 72, and the reflection layer 73 are laminated in this order on the surface 31a of the first portion 31.
  • the adhesion layer 71 has higher adhesion to the first portion 31 (silicon) than the diffusion prevention layer 72 and the reflection layer 73.
  • the diffusion prevention layer 72 suppresses the generation of metal diffusion between the adhesion layer 71 and the reflection layer 73 during heating.
  • the surface of the reflective layer 73 opposite to the first portion 31 constitutes a mirror surface 73a extending so as to intersect the optical axis direction A.
  • Each of the adhesion layer 71, the diffusion prevention layer 72, and the reflection layer 73 is made of a metal material.
  • the adhesion layer 71 is made of titanium
  • the diffusion prevention layer 72 is made of platinum
  • the reflective layer 73 is made of gold.
  • the thickness of each of the adhesion layer 71 and the diffusion prevention layer 72 is, for example, about 50 nm to 300 nm, preferably about 100 nm.
  • the thickness of the reflective layer 73 is, for example, about 50 nm to 300 nm, preferably about 200 nm.
  • the adhesion function of the adhesion layer 71 or the diffusion prevention function of the diffusion prevention layer 72 can be effectively exerted.
  • the thickness of the reflective layer 73 is 50 nm or more, the reflectance of the reflective layer 73 can be increased.
  • the thickness of the adhesion layer 71, the diffusion prevention layer 72 or the reflection layer 73 is 300 nm or less, the stress generated in the adhesion layer 71, the diffusion prevention layer 72 or the reflection layer 73 can be reduced, and before the heating step described later.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 can be reduced, and the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 in the heating step can be reduced.
  • the diffusion prevention layer 72 may be formed of tungsten.
  • the reflective layer 73 may be made of aluminum. When the reflective layer 73 is made of gold, the reflectance for light in the near infrared region can be increased as compared with the case where the reflective layer 73 is made of aluminum.
  • compressive stress force in the direction of convex warp
  • tensile stress concave warp
  • force in the direction of stress is generated.
  • the type (compression or tension) and magnitude of stress are determined by manufacturing conditions such as the material, thickness, area, and film formation temperature of each layer. By adjusting the material, thickness, area, film formation temperature, etc., it is possible to adjust the type and magnitude of stress in the state before the heating step, which will be described later, and the amount of change in warpage during the heating step.
  • the adhesion layer 71 and the diffusion prevention layer 72 are formed so that compressive stress remains in the state before the heating step (at the time of completion of the second forming step described later), and is a reflective layer.
  • 73 is formed so that tensile stress remains in the state before the heating step (at the time of completion of the second forming step).
  • the mirror device 1 includes a first drive coil 11, a second drive coil 12, wirings 15a and 15b, wirings 16a and 16b, electrode pads 21a and 21b, and electrode pads 22a and 22b.
  • first drive coil 11 and the second drive coil 12 are shown by alternate long and short dash lines, and the wirings 15a and 15b and the wirings 16a and 16b are shown by solid lines.
  • the first drive coil 11, the second drive coil 12, and the like are actually covered with an insulating layer 42, which will be described later.
  • the first drive coil 11 is provided in the second portion 32 of the first movable portion 3.
  • the first drive coil 11 is wound in a spiral shape (spiral shape) a plurality of times.
  • a magnetic field generated by a magnetic field generating unit acts on the first driving coil 11.
  • the magnetic field generator is configured to include, for example, a permanent magnet in a Halbach array.
  • the first drive coil 11 is arranged in a groove formed on the surface of the second portion 32. That is, the first drive coil 11 is embedded in the first movable portion 3.
  • the first drive coil 11 is arranged in the groove via the insulating layer 41.
  • the insulating layer 41 is, for example, a silicon nitride film.
  • the insulating layer 41 is formed over the surfaces of the support portion 2, the first movable portion 3, the second movable portion 4, the pair of first connecting portions 5, and the pair of second connecting portions 6, but the first movable portion is formed. It is not formed in the first portion 31 of 3.
  • An insulating layer 42 made of, for example, silicon nitride is formed on the insulating layer 41.
  • the wiring 15a extends from the first movable portion 3 to the support portion 2 via one first connecting portion 5, a second movable portion 4, and one second connecting portion 6.
  • the wiring 15a and the electrode pad 21a are integrally formed of a metal material such as tungsten, aluminum, gold, silver, copper or an aluminum alloy.
  • the wiring 15a is provided as surface wiring on the surfaces of one first connecting portion 5, the second movable portion 4, and one second connecting portion 6.
  • the wirings 15b, 16a, 16b described later are provided as surface wirings like the wirings 15a.
  • the other end of the first drive coil 11 is connected to the electrode pad 21b via the wiring 15b.
  • the wiring 15b extends from the first movable portion 3 to the support portion 2 via the other first connecting portion 5, the second movable portion 4, and the other second connecting portion 6.
  • the wiring 15b and the electrode pad 21b are integrally formed of the same metal material as the wiring 15a.
  • the second drive coil 12 is provided in the second movable portion 4.
  • the second drive coil 12 is spirally wound a plurality of times in the second movable portion 4.
  • a magnetic field generated by the magnetic field generating portion acts on the second drive coil 12.
  • the second drive coil 12 is arranged in the groove 4b formed on the surface 4a of the second movable portion 4. That is, the second drive coil 12 is embedded in the second movable portion 4.
  • the second drive coil 12 is arranged in the groove via the insulating layer 41.
  • the wiring 16a extends from the second movable portion 4 to the support portion 2 via one of the second connecting portions 6.
  • the wiring 16a and the electrode pad 22a are integrally formed of the same metal material as the wiring 15a.
  • the other end of the second drive coil 12 is connected to the electrode pad 22b via the wiring 16b.
  • the wiring 16b extends from the second movable portion 4 to the support portion 2 via the other second connecting portion 6.
  • the wiring 16b and the electrode pad 22b are integrally formed of the same metal material as the wiring 15a.
  • first to fifth examples will be described as examples of the operation of the movable mirror unit 10 in the mirror device 1.
  • a high frequency drive current is applied to the first drive coil 11.
  • Lorentz force is generated in the first drive coil 11.
  • the first movable portion 3 is swung around the first axis X1 at the resonance frequency level, for example.
  • a drive current having a certain magnitude is applied to the second drive coil 12.
  • Lorentz force is generated in the second drive coil 12.
  • the second movable portion 4 is rotated around the second axis X2 according to, for example, the magnitude of the driving current, and is stopped in that state.
  • the mirror device 1 the light from the light source incident along the optical axis direction A can be reflected by the mirror surface 73a and scanned.
  • the first movable portion 3 is fluctuated at the resonance frequency and the second movable portion 4 is statically used.
  • the first movable portion 3 swings according to the resonance frequency by applying a high frequency drive current to the first drive coil 11.
  • a high frequency drive current is applied to the second drive coil 12, so that the second movable portion 4 is oscillated according to the resonance frequency.
  • both the first movable portion 3 and the second movable portion 4 are fluctuated at the resonance frequency.
  • the first movable portion 3 is driven by applying a drive current of a certain magnitude to the first drive coil 11.
  • the second movable portion 4 is rotated around the first axis X1 according to the magnitude of the current to be stopped, and a constant magnitude of drive current is applied to the second drive coil 12. Is rotated around the second axis X2 and stopped according to the magnitude of the drive current.
  • both the first movable portion 3 and the second movable portion 4 are used statically.
  • the first movable portion 3 is driven.
  • the first movable portion 3 is oscillated according to the resonance frequency by applying a high frequency drive current to the first drive coil 11.
  • the first movable portion 3 is rotated around the first axis X1 according to the magnitude of the drive current. It is stopped.
  • the fourth example and the fifth example can be used, for example, when the second movable portion 4 is not provided.
  • the manufacturing method of the mirror device 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 8.
  • the SOI wafer 80 before processing is prepared (preparation step, FIG. 3A).
  • the SOI wafer 80 has a support layer 81, a device layer 82, and an intermediate layer 83.
  • the SOI wafer 80 has a plurality of regions R. Each of the plurality of regions R becomes the SOI substrate 8 of the mirror device 1 after the cutting step described later.
  • the plurality of regions R are set so as to be arranged in a grid pattern, for example, and a dicing line L is set at the boundary between adjacent regions R.
  • the SOI wafer 80 is cut along the dicing line L in the cutting step.
  • a plurality of portions S each corresponding to the structure 50 are formed on the SOI wafer 80 (first forming step, FIG. 3 (b)).
  • the "part corresponding to the structure 50" means a part that becomes the structure 50 after the cutting step.
  • the structure 50 is formed in each of the plurality of regions R.
  • the structure 50 is composed of a support portion 2, a first movable portion 3, a second movable portion 4, a pair of first connecting portions 5, and a pair of second connecting portions 6.
  • the structure 50 (part S) is formed using MEMS techniques (patterning, etching, etc.).
  • the first driving coil 11, the second driving coil 12, and the like are formed in each of the plurality of regions R.
  • the first movable portion 3 can swing around the first axis X1 with respect to the second movable portion 4, and swings around the first axis X1 and the second axis X2 with respect to the support portion 2. It becomes movable, and the second movable portion 4 can swing around the second axis X2 with respect to the support portion 2.
  • the first driving coil 11, the second driving coil 12, the wirings 15a, 15b, 16a, 16b, and the electrode pads 21a, 21b, 22a, 22b are formed in each region R (1). Wiring formation process). Subsequently, a support portion 2, a first movable portion 3, a second movable portion 4, a pair of first connecting portions 5 and a pair of second connecting portions 6 are formed in each region R (structure forming step). The structure forming step may be carried out before the wiring forming step.
  • the mirror layer 7 is formed on the portion corresponding to the first movable portion 3 in each of the plurality of portions S (second forming step, FIG. 4A). More specifically, a mirror layer 7 composed of an adhesion layer 71, a diffusion prevention layer 72 and a reflection layer 73 is formed on the surface 31a of the first portion 31 of the first movable portion 3.
  • the mirror layer 7 is formed by sputtering (sputtering method), but the mirror layer 7 may be formed by thin-film deposition (deposited method).
  • FIG. 5A and 5 (b) are diagrams for explaining the second forming step.
  • a shadow mask 91 made of silicon is arranged on a plurality of portions S.
  • the shadow mask 91 is formed with an opening 91a that exposes a region to be formed of the mirror layer 7.
  • the mirror layer 7 is formed by sputtering.
  • the shadow mask 91 is removed after the formation of the mirror layer 7.
  • the central portion is thicker than the edge portion.
  • the opening 91a of the shadow mask 91 may be larger than the mirror layer 7. In this case, the mirror layer 7 having a uniform thickness can be formed.
  • the temperature of the SOI wafer 80 rises to, for example, close to 100 ° C. during processing.
  • the temperature of the SOI wafer 80 drops from this state, residual stress may be generated in the mirror layer 7 due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the mirror layer 7 and the SOI wafer 80. In this case, the residual stress may cause the mirror layer 7 and the first movable portion 3 to warp.
  • the temperature of the SOI wafer 80 may be raised during the formation of the mirror layer 7.
  • the mirror layer 7 and the SOI wafer 80 shrink.
  • the degree of shrinkage depends on the coefficient of thermal expansion.
  • the coefficient of thermal expansion of the mirror layer 7 is smaller than the coefficient of thermal expansion of the SOI wafer 80, compressive stress is generated in the mirror layer 7 so that the mirror layer 7 warps in a convex shape.
  • the coefficient of thermal expansion of the mirror layer 7 is larger than the coefficient of thermal expansion of the SOI wafer 80, tensile stress is generated in the mirror layer 7 so that the mirror layer 7 warps in a concave shape.
  • the lattice constant of the mirror layer 7 is different from the lattice constant of the SOI wafer 80.
  • the lattice constant of the mirror layer 7 tends to approach the lattice constant of the SOI wafer 80.
  • the lattice constant of the mirror layer 7 approaches the value peculiar to the substance. Therefore, the mirror layer 7 is distorted in the vicinity of the boundary surface, and stress is generated accordingly.
  • the direction and size of the warp generated in the mirror layer 7 and the first movable portion 3 vary depending on the material, thickness, area, forming method, etc. of the mirror layer 7.
  • the mirror layer 7 is curved in a convex shape as shown in FIG. 4 (a), but the mirror layer 7 may be curved in a concave shape as shown in FIG. 9 (a) described later. be.
  • compressive stress remains in the adhesion layer 71 and the diffusion prevention layer 72, and tensile stress remains in the reflective layer 73. These stresses may remain even after the heating step. That is, at least at the time of completion of the second forming step, the compressive stress may remain in the adhesion layer 71 and the diffusion prevention layer 72, and the tensile stress may remain in the reflective layer 73.
  • the SOI wafer 80 is heated (heating step, FIG. 4 (b)).
  • the entire SOI wafer 80 is heated.
  • the residual stress existing in the mirror layer 7 is relaxed (annealing treatment).
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 is reduced by relaxing the residual stress, and the mirror layer 7 is flattened.
  • a cleaning step of cleaning the SOI wafer 80 is performed. The cleaning step may be carried out when foreign matter adheres to the mirror layer 7 in the heating step, may be carried out without fail, or may be omitted.
  • the residual stress is relaxed for the following reasons.
  • a stress relaxation layer (alloy layer) between the mirror layer 7 and the SOI wafer 80 can be mentioned.
  • some of the atoms constituting the mirror layer 7 are diffused.
  • the diffusion of the atoms reduces the difference in lattice constant between the mirror layer 7 and the SOI wafer 80, or between the adhesion layer 71, the diffusion prevention layer 72, and the reflection layer 73 constituting the mirror layer 7.
  • a stress relaxation layer is formed, and as a result, residual stress is relaxed.
  • the argon atom trapped between the crystal lattices in the mirror layer 7 is released into the atmosphere as described in (3) above, and as a result, the residual stress is relaxed. Conceivable.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of a change in the amount of warpage of the mirror layer 7 in the heating process.
  • the horizontal axis represents the elapsed time (unit: time) from the start of heating, and the vertical axis represents the amount of warpage (unit: nm) of the mirror layer 7.
  • the SOI wafer 80 was heated at 150 ° C. for 30 hours.
  • the amount of warpage at the start of heating was about 300 nm, but it can be seen that the mirror layer 7 became substantially flat due to the heating step, and the change in the amount of warpage became smaller with the passage of time. ..
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 is a value measured by the same method as the measurement step described later.
  • the heating temperature for heating the SOI wafer 80 in the heating step is set to, for example, 60 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. The higher the heating temperature, the shorter the heating time can be, but if the heating temperature is too high, problems such as cracks and metal diffusion may occur.
  • the heating temperature of 150 ° C. in the embodiment is a value obtained by adding 70 ° C., which is assumed to be the self-heating temperature, and 10 ° C., which is a margin temperature, to 70 ° C., which is assumed to be the maximum environmental temperature of the mirror device 1.
  • the heating time is set to be equal to or longer than the time until the change in the warp amount is saturated and becomes smaller, based on the relationship between the time acquired in advance and the warp amount.
  • the heating time may be 5 hours or more.
  • the heating temperature is preferably set higher than at least the self-heating temperature of the mirror device 1 (the temperature of the mirror device 1 at the time of driving) in order to surely suppress the change in the amount of warpage at the customer's site.
  • the SOI wafer 80 is arranged in a constant temperature bath (oven). As a result, the entire SOI wafer 80 is heated, and by extension, the portions corresponding to the first movable portions 3 in each of the plurality of portions S are simultaneously heated.
  • One SOI wafer 80 may be arranged in the constant temperature bath, but a plurality of (for example, 2, 6 or 12) SOI wafers 80 may be arranged.
  • the SOI wafer 80 may be arranged horizontally or vertically (along the vertical direction) in the constant temperature bath.
  • the oven is preferably a clean oven from the viewpoint of preventing foreign matter from adhering to the mirror layer 7.
  • the following effects can be achieved. That is, by heating a plurality of SOI wafers 80 at the same time, the manufacturing efficiency can be improved.
  • the temperature variation in the constant temperature bath may become large due to the influence of air convection and the like.
  • the temperature of the mirror layer 7 is adjusted. It can be made uniform among a plurality of portions S.
  • the plurality of SOI wafers 80 are vertically arranged, even if minute particles are present in the constant temperature bath, the particles are less likely to be deposited on the mirror layer 7 in the heating process, and foreign matter adheres to them. It is possible to suppress the decrease in yield due to the above. In the mirror device 1, even if it is a minute particle, when it adheres to the mirror layer 7, it has a great influence on the scanning light. Further, as the heating time in the heating step becomes longer, the possibility that particles are deposited on the mirror layer 7 increases. Therefore, the above-mentioned manufacturing method capable of suppressing the accumulation of foreign matter in the heating step is effective.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 may be reduced by the heating step as in the present embodiment, or may be increased by the heating step. Whether the amount of warpage increases or decreases depends on the material, thickness, area, forming method, and the like of the mirror layer 7.
  • the mirror layer 7 is curved convexly before heating, and the amount of warpage of the mirror layer 7 is reduced by the heating step, but the mirror layer 7 is curved convexly before heating, and the heating step. In some cases, the amount of warpage of the mirror layer 7 may increase. Further, as in the modification described later, the mirror layer 7 may be curved in a concave shape before heating, and the amount of warpage of the mirror layer 7 may increase due to the heating step.
  • the mirror layer 7 may be concavely curved before heating, and the amount of warpage of the mirror layer 7 may be reduced by the heating step. Further, the mirror layer 7 that has been curved convexly before heating may be curved concavely due to the heating process, and the mirror layer 7 that has been curved concavely before heating may be curved convexly due to the heating process. In some cases.
  • the increase in the amount of warpage means that the absolute value of the amount of warpage increases. For example, the amount of warpage changes from 200 nm to 300 nm, or from ⁇ 200 nm to ⁇ 300 nm. Decreasing the amount of warpage means that the absolute value of the amount of warpage decreases.
  • the amount of warpage changes from 200 nm to 100 nm, or from ⁇ 200 nm to ⁇ 100 nm.
  • a positive value of the warp amount means that the height of the central portion of the mirror layer 7 is higher (convex) than that of the peripheral portion, and a negative value of the warp amount means that the mirror layer has a negative value. It means that the height of the central portion of 7 is lower (concave) than the peripheral portion.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 is measured for each of the plurality of portions S (measurement step).
  • the PV value and shape data (3D data) of the mirror layer 7 are measured using a laser interferometer.
  • the diameter of the mirror layer 7 of the present embodiment is 2 mm.
  • PV values and shape data in a region having a diameter of 1.9 mm concentric with the mirror layer 7 are measured.
  • the PV value represents the difference in height between the point where the height of the mirror layer 7 (mirror surface 73a) is the highest and the point where the height is the lowest in the measurement range.
  • the shape data is also used to determine whether the mirror layer 7 is convex or concave (whether the amount of warpage is a positive value or a negative value). Be measured.
  • a predetermined mark is attached to the structure 50 in which the amount of warpage of the mirror layer 7 is larger than the predetermined value (marking).
  • the marked structure 50 (mirror device 1) is removed, for example, after a cutting step.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 may be measured by measuring the curvature of the mirror layer 7.
  • the SOI wafer 80 is cut at the dicing line L so that the plurality of portions S are separated from each other (cutting step, FIG. 7). For example, by irradiating a laser beam, a modified region is formed inside the SOI wafer 80 along the dicing line L, and by tape expanding or the like, cracks are extended from the modified region in the thickness direction of the SOI wafer 80.
  • the SOI wafer 80 is cut. In the cutting step, the SOI wafer 80 may be cut by another cutting method such as blade dicing.
  • each mirror device 1 is housed in the package 60.
  • the package 60 has a main body portion 61 for accommodating the mirror device 1 and a transparent window member 62 arranged so as to close the opening 61a of the main body portion 61.
  • the light reflected by the mirror device 1 passes through the window member 62 and is incident on the mirror layer 7.
  • a plurality of portions S each corresponding to the structure 50 are formed on the SOI wafer 80, and the first movable portion 3 in each of the plurality of portions S is formed.
  • the SOI wafer 80 (the portion corresponding to the first movable portion 3 in each of the plurality of portions S) is heated.
  • the residual stress existing in the mirror layer 7 can be relaxed (released), and it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 when the mirror device 1 is used.
  • the SOI wafer 80 is cut after the heating step.
  • the temperature of the mirror layer 7 at the time of heating can be made uniform among the plurality of portions S as compared with the case where the heat treatment is performed after cutting the wafer. That is, as described above, the heat treatment is carried out in a constant temperature bath, for example, but the temperature may vary depending on the position in the constant temperature bath due to the influence of air convection, the heat source, the position of the object to be heated, and the like.
  • the heat treatment is performed for each chip after cutting the wafer (after chipping), there is a concern that the chip will be heated at a temperature different from the set temperature depending on the place where the chip is placed.
  • the heat treatment is performed in the state of the SOI wafer 80 having high thermal conductivity, and heat is easily conducted in the SOI wafer 80, so that the temperature of the mirror layer 7 is reached. Can be homogenized among the plurality of portions S. As a result, it is possible to suppress variations in the quality of the mirror device 1. Further, by heating in the wafer state, many mirror devices 1 can be arranged in the constant temperature bath. As a result, the manufacturing efficiency of the mirror device 1 can be improved. Further, in the measuring step, the amount of warpage of the mirror layer 7 can be measured in the wafer state.
  • the position of the mirror layer 7 can be easily grasped accurately, so that the measurement efficiency can be improved. Further, when the cleaning step of cleaning the mirror layer 7 after heating is performed, the cleaning can be performed in a wafer state, and the cleaning workability can be improved. Further, in the method for manufacturing the mirror device 1 according to the embodiment, since the SOI wafer 80 is cut after the heating step, the fragments of the SOI wafer 80 generated at the time of cutting and adhering to the mirror layer 7 are heated to generate the fragments. It is possible to suppress the situation where the constituent semiconductor materials are diffused in the mirror layer 7, and it is possible to ensure the quality of the mirror device 1.
  • the sealing resin or the like used in the package 60 may be deteriorated by heating, so that the upper limit of the heating temperature is limited. ..
  • the heating temperature can be set regardless of the deterioration start temperature of the sealing resin, and the manufacturing efficiency can be improved. can.
  • the mirror device 1 having a movable portion can be satisfactorily manufactured.
  • a measurement step for measuring the amount of warpage of the mirror layer 7 is carried out between the heating step and the cutting step. As a result, the amount of warpage of the mirror layer 7 can be measured in the wafer state, and the measurement efficiency can be improved.
  • the SOI wafer 80 is cut by forming a modified region inside the SOI wafer 80 by irradiation with laser light and extending cracks from the modified region in the thickness direction of the SOI wafer 80 (stealth). Dicing).
  • the stress acting on the SOI wafer 80 at the time of cutting can be reduced, and the deformation of the mirror layer 7 and the first movable portion 3 due to the stress can be suppressed.
  • the mirror layer 7 is heated before the cutting step, so that the first movable portion 3 is formed. It is particularly effective to use stealth dicing capable of suppressing the breakage of 3 and the change in the amount of warpage.
  • the second forming step is carried out after the first forming step.
  • the mirror layer 7 after forming the plurality of portions S as in the above embodiment, such a situation can be suppressed and the quality of the mirror layer 7 can be ensured.
  • the diffusion prevention layer 72 is formed of tungsten, metal diffusion between the adhesion layer 71 and the reflection layer 73 can be effectively suppressed as compared with the case where the diffusion prevention layer 72 is formed of platinum. ..
  • the diffusion prevention layer 72 is formed of platinum, the stress generated by the diffusion prevention layer 72 can be reduced as compared with the case where the diffusion prevention layer 72 is formed of tungsten, and handling can be facilitated. ..
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 is reduced.
  • the residual stress existing in the mirror layer 7 can be relaxed, and it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 when the mirror device 1 is used.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 may be increased by heating the SOI wafer 80. Also in this case, the residual stress existing in the mirror layer 7 can be relaxed, and it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 when the mirror device 1 is used.
  • the mirror layer 7 is formed by sputtering.
  • the mirror layer 7 can be formed satisfactorily. That is, when the mirror layer 7 is formed by sputtering, it is not necessary to rotate the wafer as in the case of thin film deposition, so that the structure 50 including the hollow structure is less likely to be damaged. Further, in sputtering, the directivity is high, and it is difficult for metal to adhere to a portion other than the mirror layer 7. In thin-film deposition with low directivity, metal may pass through the slit (gap) between the support portion 2 and the movable mirror portion 10 and wrap around to the back surface side of the movable mirror portion 10 or adhere to the support portion 2. be.
  • the mirror layer 7 can be easily controlled.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 tends to increase due to the argon atom trap during film formation, and the amount of warpage changes significantly because the argon trapped in the heating step is released into the atmosphere. .. According to the method for manufacturing the mirror device 1 according to the embodiment, even in such a case, it is possible to effectively suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 when the mirror device 1 is used.
  • the mirror device 1 includes a first drive coil 11 and a second drive coil 12 for applying a driving force to the movable mirror portion 10.
  • heat is likely to be generated when the mirror device 1 is used, but according to the manufacturing method of the mirror device 1 according to the embodiment, the amount of warpage of the mirror layer 7 changes when the mirror device 1 is used even in such a case. Can be suppressed.
  • the SOI wafer 80 is heated to 60 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. As a result, the residual stress existing in the mirror layer 7 can be effectively relaxed.
  • the maximum width of the mirror layer 7 is 0.5 mm or more and 30 mm or less. In this case, the amount of warpage of the mirror layer 7 is likely to change when the mirror device 1 is used, but according to the manufacturing method of the mirror device 1 according to the embodiment, even in such a case, the mirror layer 7 is used when the mirror device 1 is used. It is possible to suppress the change in the amount of warpage.
  • the mirror layer 7 includes an adhesion layer 71, a diffusion prevention layer 72, and a reflection layer 73 formed in this order on the first movable portion 3. Thereby, by including the close contact layer 71, the mirror layer 7 can be stably formed on the first movable portion 3. Further, by including the diffusion prevention layer 72, it is possible to suppress the generation of metal diffusion between the reflection layer 73 and the adhesion layer 71 during heating.
  • the mirror layer 7 includes an adhesion layer 71 and a diffusion prevention layer 72 in which compressive stress remains at the completion of the second forming step, and a reflective layer 73 in which tensile stress remains at the completion of the second forming step. ..
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 before the heating step can be reduced.
  • the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 in the heating step can be reduced, and as a result, the heating time can be shortened and the amount of warpage of the mirror layer 7 can be easily controlled.
  • the entire SOI wafer 80 is heated. Thereby, the temperature of the mirror layer 7 at the time of heating can be made uniform among the plurality of portions S. [Modification example]
  • FIG. 9 (a) and 9 (b) are diagrams for explaining the manufacturing method of the mirror device 1 according to the modified example.
  • the mirror layer 7 is concavely curved before the heating step.
  • heating the SOI wafer 80 in the heating step increases the amount of warpage of the mirror layer 7.
  • FIG. 10 is a graph showing an example of a change in the amount of warpage of the mirror layer 7 in the heating process of the modified example.
  • the SOI wafer 80 was heated at 150 ° C. for 30 hours.
  • the change in the amount of warpage for the five samples is shown by different line types. As shown in FIG. 10, for each sample, the amount of warpage at the start of heating was about 100 nm, but the amount of warpage increased to about 250 to 350 nm by the heating step, and the amount of warpage increased with the passage of time. It can be seen that the change has become smaller.
  • the heating time may be 2 hours or more. By setting the heating time to about the time until the change in the amount of warpage reaches saturation, the energy for heating can be reduced.
  • FIG. 11 is a graph showing an example of a change in the amount of warpage of the mirror layer 7 in the reliability test.
  • the mirror device 1 obtained by the manufacturing method of the mirror device 1 according to the modified example was operated, and the amount of warpage of the mirror layer 7 during the operation was measured.
  • the amount of warpage of the mirror layer 7 in the initial state (0 hours) was set to 0 nm, and the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 was measured every 250 hours for up to 1000 hours.
  • the first movable portion 3 was continuously operated with an optical runout angle of 10 ° around the first axis X1 and an optical runout angle of 10 ° around the second axis line X2. As shown in FIG. 11, it can be seen that the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 during operation was suppressed to ⁇ 50 nm or less.
  • the mirror device 1 is configured to be electromagnetically driven, but the mirror device 1 may be configured to be piezoelectrically driven or electrostatically driven.
  • the piezoelectric drive type or, for example, a piezoelectric film (piezoelectric element) may be provided in place of the first drive coil 11 and the second drive coil 12.
  • the first drive coil 11 may be provided in the second movable portion 4. Even in this case, the first movable portion 3 can be swung around the first axis X1 at a resonance frequency. Specifically, when a drive current having a frequency equal to the resonance frequency of the first movable portion 3 around the first axis X1 is input to the first drive coil 11, the second movable portion 4 moves around the first axis X1. It vibrates slightly at that frequency. By transmitting this vibration to the first movable portion 3 via the first connecting portion 5, the first movable portion 3 can be oscillated around the first axis X1 at the frequency.
  • the first drive coil 11 or the piezoelectric element When the first drive coil 11 or the piezoelectric element is provided in the first movable portion 3, heat is easily transferred to the mirror layer 7 because the heat generation source is close to the mirror layer 7.
  • the method for manufacturing the mirror device 1 described above According to the above, even in such a case, it is possible to suppress the change in the amount of warpage of the mirror layer 7 when the mirror device 1 is used.
  • the second forming step may be carried out before the first forming step.
  • the mirror layer 7 may be formed on the portion of the SOI wafer 80 corresponding to the first movable portion 3, and then the structure forming step may be carried out.
  • the measurement step may be omitted.
  • the first connecting portion 5 may connect the first movable portion 3 to the support portion 2 so that the first movable portion 3 can move along a predetermined direction.
  • the first movable portion 3 may be movable along the optical axis direction A (direction perpendicular to the mirror layer 7).
  • the mirror layer 7 does not have to include the adhesion layer 71. For example, if the mirror device 1 does not reach a high temperature during operation, the adhesion layer 71 may be omitted.
  • the mirror layer 7 does not have to include the diffusion prevention layer 72.
  • the diffusion prevention layer 72 may be omitted when a high reflectance is not required for the mirror layer 7 or when the appearance of the mirror layer 7 is not questioned.
  • the entire SOI wafer 80 is heated by using a constant temperature bath, but the portion corresponding to the first movable portion 3 in each of the plurality of portions S may be heated, and the heating means is not limited. ..
  • the heating means is not limited. ..
  • by irradiating a spot light such as a laser beam without heating the entire SOI wafer 80 only the portion corresponding to the first movable portion 3 in each of the plurality of portions S may be heated at the same time. Even in this case, by conducting heat in the SOI wafer 80, the portion corresponding to the first movable portion 3 in each of the plurality of portions S can be uniformly heated. Further, even if the output of the irradiated laser beam varies, uniform heating can be realized.
  • heating is performed using a heat source located outside the mirror device 1 instead of self-heating generated by driving the mirror device 1.

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Abstract

ミラーデバイスの製造方法は、支持部、可動部、及び連結部を有する構造体と、可動部上に設けられたミラー層と、を備えるミラーデバイスの製造方法である。ミラーデバイスの製造方法は、各々が構造体に対応する複数の部分をウェハに形成する第1形成工程と、複数の部分の各々における可動部に対応する部分上にミラー層を形成する第2形成工程と、第1形成工程及び第2形成工程の後に、複数の部分の各々における可動部に対応する部分を加熱する加熱工程と、加熱工程の後に、複数の部分が互いに分離されるようにウェハを切断する切断工程と、を含む。

Description

ミラーデバイスの製造方法
 本開示の一側面は、可動部を有するミラーデバイスの製造方法に関する。
 特許文献1には、可動部を有するミラーデバイスの製造方法が記載されている。特許文献1に記載の製造方法では、可動構造体を有するマイクロメカニカル構造体を半導体基板に複数形成した後に、ダイシングを行って複数のマイクロメカニカル構造体を互いに分離させる。この時点では可動構造体は湾曲している。続いて、ミラーとして機能する金属層を可動構造体上に形成した後に、マイクロメカニカル構造体の全体を加熱する。この加熱処理により、可動構造体が平坦化される。
特開2014-168819号公報
 上述したようなミラーデバイスの製造方法には、ミラーデバイスをより良好に製造することが求められる。そこで、本開示の一側面は、可動部を有するミラーデバイスを良好に製造することができるミラーデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
 本開示の一側面に係るミラーデバイスの製造方法は、支持部、可動部、及び可動部が揺動又は移動可能となるように可動部を支持部に連結する連結部を有する構造体と、可動部上に設けられたミラー層と、を備えるミラーデバイスの製造方法であって、各々が構造体に対応する複数の部分をウェハに形成する第1形成工程と、複数の部分の各々における可動部に対応する部分上にミラー層を形成する第2形成工程と、第1形成工程及び第2形成工程の後に、複数の部分の各々における可動部に対応する部分を加熱する加熱工程と、加熱工程の後に、複数の部分が互いに分離されるようにウェハを切断する切断工程と、を含む。
 ミラー層の形成時にはミラー層に残留応力が発生する場合があり、当該残留応力によりミラー層に反りが発生する場合がある。その状態でミラーデバイスが出荷されると、使用時に環境温度や自己発熱により残留応力が緩和されることでミラー層の反り量が変化してしまうことが懸念される。これに対し、このミラーデバイスの製造方法では、各々が構造体に対応する複数の部分がウェハに形成されると共に、複数の部分の各々における可動部に対応する部分上にミラー層が形成された後に、複数の部分の各々における可動部に対応する部分が加熱される。これにより、ミラー層内に存在する残留応力を緩和することができ、ミラーデバイスの使用時にミラー層の反り量が変化することを抑制することができる。また、このミラーデバイスの製造方法では、当該加熱後にウェハが切断される。これにより、ウェハの切断後に加熱処理を行う場合と比べて、加熱時におけるミラー層の温度を複数の部分の間で均一化することができる。その結果、ミラーデバイスの品質のばらつきを抑制することができる。また、ウェハ状態で加熱することで、例えば加熱に用いられる恒温槽内に多くのミラーデバイスを配置することができる。その結果、ミラーデバイスの製造効率を向上することができる。更に、例えば加熱後にミラー層の反り量を測定する場合に、ウェハ状態で反り量を測定することができる。この場合、ミラー層の位置を正確に把握し易いため、測定の効率化を図ることができる。更に、例えば加熱後にミラー層を洗浄する場合に、ウェハ状態で洗浄することができ、洗浄の作業性を向上することができる。更に、ウェハの切断後に加熱処理を行う場合、切断時に発生したウェハの破片がミラー層に付着することがあり、この場合、加熱処理時に破片が加熱されることで、破片を構成する半導体材料がミラー層内に拡散し、ミラー層の反射率が低下してしまうことが懸念される。これに対し、このミラーデバイスの製造方法では、ウェハ状態で加熱した後にウェハを切断するため、そのような事態を抑制することができる。その結果、ミラーデバイスの品質を確保することができる。以上のとおり、このミラーデバイスの製造方法によれば、可動部を有するミラーデバイスを良好に製造することができる。
 本開示の一側面に係るミラーデバイスの製造方法は、加熱工程と切断工程との間に、ミラー層の反り量を測定する測定工程を更に含んでいてもよい。この場合、ウェハ状態でミラー層の反り量を測定することができ、測定の効率化を図ることができる。
 切断工程では、レーザ光の照射によってウェハの内部に改質領域を形成し、改質領域からウェハの厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、ウェハを切断してもよい。この場合、切断時にウェハに作用する応力を低減することができ、当該応力によりミラー層及び可動部が変形することを抑制することができる。また、切断時にミラー層の反り量が変化することを抑制することができる。
 第1形成工程の後に第2形成工程が実施されてもよい。この場合、複数の部分を形成する際の熱によりミラー層の品質が低下する事態を抑制することができる。
 加熱工程では、複数の部分の各々における可動部に対応する部分を加熱することにより、ミラー層の反り量を減少させてもよい。或いは、複数の部分の各々における可動部に対応する部分を加熱することにより、ミラー層の反り量を増加させてもよい。いずれの場合にも、ミラー層内に存在する残留応力を緩和することができ、ミラーデバイスの使用時にミラー層の反り量が変化することを抑制することができる。
 第2形成工程では、スパッタリングによりミラー層を形成してもよい。この場合、ミラー層を良好に形成することができる。
 ミラーデバイスは、可動部に駆動力を作用させるためのコイル又は圧電素子を更に備えていてもよい。この場合、ミラーデバイスの使用時に熱が発生し易いが、このミラーデバイスの製造方法によれば、そのような場合でも、ミラーデバイスの使用時にミラー層の反り量が変化することを抑制することができる。
 加熱工程では、複数の部分の各々における可動部に対応する部分を60℃以上300℃以下に加熱してもよい。この場合、ミラー層内に存在する残留応力を効果的に緩和することができる。
 ミラー層の最大幅は、0.5mm以上30mm以下であってもよい。この場合、ミラーデバイスの使用時にミラー層の反り量が変化し易いが、このミラーデバイスの製造方法によれば、そのような場合でも、ミラーデバイスの使用時にミラー層の反り量が変化することを抑制することができる。
 ミラー層は、可動部上にこの順に形成された密着層、拡散防止層及び反射層を含んでいてもよい。この場合、密着層を含むことで、ミラー層を可動部上に安定的に形成することができる。また、拡散防止層を含むことで、加熱時に反射層と密着層との間で金属拡散が発生することを抑制することができる。
 ミラー層は、反射層を含む複数の層を含み、複数の層は、第2形成工程の完了時点において圧縮応力が残留する層と、第2形成工程の完了時点において引張応力が残留する層と、を含んでいてもよい。この場合、加熱工程前におけるミラー層の反り量を小さくすることができる。また、加熱工程におけるミラー層の反り量の変化を小さくすることができ、その結果、加熱時間を短縮することができると共に、ミラー層の反り量を容易にコントロールすることができる。
 加熱工程では、ウェハの全体を加熱してもよい。この場合、加熱時におけるミラー層の温度を複数の部分の間で均一化することができる。
 加熱工程では、ウェハの全体を加熱することなく、複数の部分の各々における可動部に対応する部分を加熱してもよい。この場合にも、加熱工程で用いられる熱源の位置や出力にばらつきがあったとしても、熱がウェハ内を伝導することで、ミラー層の温度を複数の部分の間で均一化することができる。
 本開示の一側面によれば、可動部を有するミラーデバイスを良好に製造することができるミラーデバイスの製造方法を提供することが可能となる。
ミラーデバイスの平面図である。 図1のII-IIに沿っての模式的な断面図である。 (a)及び(b)は、ミラーデバイスの製造方法を説明するための図である。 (a)及び(b)は、ミラーデバイスの製造方法を説明するための図である。 (a)及び(b)は、ミラー層が形成される工程を説明するための図である。 加熱工程におけるミラー層の反り量の変化の例を示すグラフである。 切断工程を説明するための図である。 パッケージに収容されたミラーデバイスの断面図である。 (a)及び(b)は、変形例に係るミラーデバイスの製造方法を説明するための図である。 変形例の加熱工程におけるミラー層の反り量の変化の例を示すグラフである。 信頼性試験におけるミラー層の反り量の変化の例を示すグラフである。
 以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
[ミラーデバイス]
 図1及び図2に示されるように、ミラーデバイス1は、支持部2と、可動ミラー部10と、を有している。可動ミラー部10は、第1可動部3と、第2可動部4と、一対の第1連結部5と、一対の第2連結部6と、ミラー層7と、を有している。支持部2、第1可動部3、第2可動部4、一対の第1連結部5及び一対の第2連結部6は、構造体50を構成している。換言すれば、ミラーデバイス1は、構造体50と、ミラー層7と、を備えている。
 構造体50は、例えばSOI(Silicon on Insulator)基板8により一体的に形成されている。すなわち、ミラーデバイス1は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスとして構成されている。SOI基板8は、支持層81、デバイス層82及び中間層83を有している。支持層81及びデバイス層82は、例えばシリコンからなる半導体層である。中間層83は、例えば酸化シリコンからなる絶縁層であり、支持層81とデバイス層82との間に配置されている。
 第1可動部3は、例えば矩形板状に形成されている。第2可動部4は、例えば矩形環状に形成されており、光軸方向Aから見た場合に第1可動部3を囲んでいる。支持部2は、例えば矩形枠状に形成されており、光軸方向Aから見た場合に第2可動部4を囲んでいる。すなわち、支持部2は、光軸方向Aから見た場合に第1可動部3及び第2可動部4を囲んでいる。光軸方向Aは、支持部2、第1可動部3、第2可動部4、一対の第1連結部5及び一対の第2連結部6が配置される平面に垂直な方向であり、ミラー層7と交差する方向である。
 第1可動部3は、第1部分31と、第2部分32と、を有している。第1部分31は、光軸方向Aから見た場合に例えば円形状に形成されている。第2部分32は、光軸方向Aから見た場合に例えば矩形環状に形成されている。第2部分32は、光軸方向Aから見た場合に第1部分31を囲んでおり、一対の接続部分33を介して第1部分31に接続されている。この例では、一対の接続部分33は、第1部分31を挟むように、後述する第2軸線X2上に配置されている。図2では、第2部分32及び接続部分33等の図示が省略されている。第1可動部3は、第2部分32及び接続部分33を有していなくてもよい。
 一対の第1連結部5は、第1可動部3の第2部分32と第2可動部4との間の隙間において、第1可動部3を挟むように第1軸線X1上に配置されている。各第1連結部5は、トーションバーとして機能する。各第1連結部5は、第1可動部3が第1軸線X1周りに揺動可能となるように、第1可動部3を第2可動部4に連結している。各第1連結部5は、第1可動部3が第1軸線X1周りに揺動可能となるように、第1可動部3を第2可動部4及び第2連結部6を介して支持部2に連結しているとみなすこともできる。
 一対の第2連結部6は、第2可動部4の支持部2との間の隙間において、第2可動部4を挟むように第2軸線X2上に配置されている。各第2連結部6は、トーションバーとして機能する。各第2連結部6は、第2可動部4が第2軸線X2周りに揺動可能となるように、第2可動部4を支持部2に連結している。第2可動部4が第2軸線X2周りに揺動すると、第1可動部3も第2可動部4と共に第2軸線X2周りに揺動する。このように、第1可動部3は、第1軸線X1及び第2軸線X2の各々の周りに揺動可能となっている。第1軸線X1及び第2軸線X2は、光軸方向Aに垂直であり、互いに交差している(この例では互いに直交している)。
 支持部2、第1可動部3及び第2可動部4は、支持層81、デバイス層82及び中間層83によって構成されている。第1連結部5及び第2連結部6は、デバイス層82によって構成されている。第1可動部3及び第2可動部4を構成する支持層81の厚さ(光軸方向Aに沿っての厚さ)は、支持部2を構成する支持層81の厚さよりも薄い。第1可動部3を構成する支持層81は、第1可動部3及びミラー層7の反りを抑制する梁部として機能する。第1可動部3及び第2可動部4は、デバイス層82のみによって構成されていてもよい。
 ミラー層7は、第1可動部3における第1部分31の表面31a上に円形状に形成されている。表面31aは、デバイス層82における中間層83とは反対側の表面によって構成されており、光軸方向Aと交差するように延在している。ミラー層7は、第1軸線X1と第2軸線X2との交点を含む領域に形成されている。光軸方向Aから見た場合におけるミラー層7の中心(幾何中心)は、第1軸線X1と第2軸線X2との交点に一致している。ミラー層7の外縁は、第1部分31の外縁から一定の間隔を空けて延在している。ミラー層7の直径(光軸方向Aから見た場合の最大幅)は、0.5mm以上30mm以下である。この例では、ミラー層7の直径は2mm程度である。ミラー層7は、楕円形、矩形又は多角形状等の任意の形状に形成されてよい。同様に、第1部分31は、楕円形、矩形又は多角形状等の任意の形状に形成されてよい。第1可動部3の第2部分32及び第2可動部4は、円環状、楕円環状又は多角形環状等の任意の形状に形成されてよい。
 ミラー層7は、密着層71と、拡散防止層(中間層)72と、反射層73と、を含んでいる。密着層71、拡散防止層72及び反射層73は、第1部分31の表面31a上にこの順に積層されている。密着層71は、拡散防止層72及び反射層73と比べて第1部分31(シリコン)に対して高い密着性を有している。拡散防止層72は、加熱時に密着層71と反射層73との間で金属拡散が発生することを抑制する。反射層73における第1部分31とは反対側の表面は、光軸方向Aと交差するように延在するミラー面73aを構成している。密着層71、拡散防止層72及び反射層73の各々は、金属材料により形成されている。例えば、密着層71はチタンからなり、拡散防止層72はプラチナからなり、反射層73は金からなる。密着層71及び拡散防止層72の各々の厚さは、例えば50nm~300nm程度であり、好ましくは100nm程度である。反射層73の厚さは、例えば50nm~300nm程度であり、好ましくは200nm程度である。密着層71又は拡散防止層72の厚さが50nm以上である場合、密着層71の密着機能又は拡散防止層72の拡散防止機能を有効に発揮させることができる。反射層73の厚さが50nm以上である場合、反射層73の反射率を高めることができる。密着層71、拡散防止層72又は反射層73の厚さが300nm以下である場合、密着層71、拡散防止層72又は反射層73に発生する応力を小さくすることができ、後述する加熱工程前のミラー層7の反り量を小さくすることができると共に、加熱工程におけるミラー層7の反り量の変化を小さくすることができる。拡散防止層72は、タングステンにより形成されてもよい。反射層73は、アルミニウムにより形成されてもよい。反射層73が金からなる場合、アルミニウムからなる場合と比べて、近赤外域の光に対する反射率を高めることができる。
 ミラー層7を構成する密着層71、拡散防止層72及び反射層73の各層には、後述するように、残留応力として圧縮応力(凸状に反る方向の力)又は引張応力(凹状に反る方向の力)が発生する。応力の種類(圧縮又は引張)や大きさは、各層の材料、厚さ、面積、成膜温度等の製造条件によって決定される。材料、厚さ、面積、成膜温度等を調整することにより、後述する加熱工程前の状態における応力の種類及び大きさ、並びに加熱工程時における反りの変化量を調整することができる。一例として、本実施形態では、密着層71及び拡散防止層72は、加熱工程前の状態において(後述する第2形成工程の完了時点において)圧縮応力が残留するように形成されており、反射層73は、加熱工程前の状態において(第2形成工程の完了時点において)引張応力が残留するように形成されている。圧縮応力を有する層と引張応力を有する層とを組み合わせることで、加熱工程前におけるミラー層7及び第1可動部3の反り量を小さくすることができる。また、同一材料により形成されている場合、層厚が厚いほど大きな応力が発生する。そのため、加熱工程前における反り量や加熱工程における反り量の変化を小さくする観点からは、各層の厚さが薄いことが好ましい。
 更に、ミラーデバイス1は、第1駆動用コイル11と、第2駆動用コイル12と、配線15a,15bと、配線16a,16bと、電極パッド21a,21bと、電極パッド22a,22bと、を有している。図1では、第1駆動用コイル11及び第2駆動用コイル12が一点鎖線で示され、配線15a,15b及び配線16a,16bが実線で示されている。第1駆動用コイル11及び第2駆動用コイル12等は、実際には後述する絶縁層42によって覆われている。
 第1駆動用コイル11は、第1可動部3の第2部分32に設けられている。第1駆動用コイル11は、スパイラル状(渦巻き状)に複数回巻かれている。第1駆動用コイル11には、磁界発生部(図示省略)により発生させられる磁界が作用する。磁界発生部は、例えば、ハルバッハ配列がとられた永久磁石を含んで構成されている。
 第1駆動用コイル11は、第2部分32の表面に形成された溝内に配置されている。すなわち、第1駆動用コイル11は、第1可動部3に埋め込まれている。第1駆動用コイル11は、絶縁層41を介して溝内に配置されている。絶縁層41は、例えば窒化シリコン膜である。絶縁層41は、支持部2、第1可動部3、第2可動部4、一対の第1連結部5及び一対の第2連結部6の表面上にわたって形成されているが、第1可動部3の第1部分31には形成されていない。絶縁層41上には、例えば窒化シリコンからなる絶縁層42が形成されている。
 第1駆動用コイル11の一端は、配線15aを介して電極パッド21aに接続されている。配線15aは、第1可動部3から、一方の第1連結部5、第2可動部4及び一方の第2連結部6を介して、支持部2まで延在している。配線15a及び電極パッド21aは、例えば、タングステン、アルミニウム、金、銀、銅又はアルミニウム系合金等の金属材料により一体的に形成されている。配線15aは、一方の第1連結部5、第2可動部4及び一方の第2連結部6の表面上に、表面配線として設けられている。後述する配線15b,16a,16bは、配線15aと同様に表面配線として設けられている。
 第1駆動用コイル11の他端は、配線15bを介して電極パッド21bに接続されている。配線15bは、第1可動部3から、他方の第1連結部5、第2可動部4及び他方の第2連結部6を介して、支持部2まで延在している。配線15b及び電極パッド21bは、配線15aと同一の金属材料により一体的に形成されている。
 第2駆動用コイル12は、第2可動部4に設けられている。第2駆動用コイル12は、第2可動部4においてスパイラル状(渦巻き状)に複数回巻かれている。第2駆動用コイル12には、磁界発生部により発生させられる磁界が作用する。第2駆動用コイル12は、第2可動部4の表面4aに形成された溝4b内に配置されている。すなわち、第2駆動用コイル12は、第2可動部4に埋め込まれている。第2駆動用コイル12は、絶縁層41を介して溝内に配置されている。
 第2駆動用コイル12の一端は、配線16aを介して電極パッド22aに接続されている。配線16aは、第2可動部4から一方の第2連結部6を介して支持部2に延在している。配線16a及び電極パッド22aは、配線15aと同一の金属材料により一体的に形成されている。
 第2駆動用コイル12の他端は、配線16bを介して電極パッド22bに接続されている。配線16bは、第2可動部4から、他方の第2連結部6を介して、支持部2に延在している。配線16b及び電極パッド22bは、配線15aと同一の金属材料により一体的に形成されている。
 以下、ミラーデバイス1における可動ミラー部10の動作の例として、第1例~第5例を説明する。第1例では、第1駆動用コイル11に高周波数の駆動電流が印加される。このとき、第1駆動用コイル11には、磁界発生部により発生させられた磁界が作用しているため、第1駆動用コイル11にローレンツ力が発生する。このローレンツ力が駆動力として作用することにより、第1可動部3は、例えば共振周波数レベルで第1軸線X1周りに揺動させられる。
 また、第2駆動用コイル12には、一定の大きさの駆動電流が印加される。このとき、第2駆動用コイル12には、磁界発生部により発生させられた磁界が作用しているため、第2駆動用コイル12にローレンツ力が発生する。このローレンツ力が駆動力として作用することにより、第2可動部4は、例えば駆動電流の大きさに応じて第2軸線X2周りに回転させられ、その状態で停止させられる。これにより、ミラーデバイス1によれば、光軸方向Aに沿って入射する光源からの光をミラー面73aにより反射させて走査することができる。第1例では、第1可動部3が共振周波数で揺動されると共に第2可動部4が静的に用いられる。
 第2例では、第1例の第1可動部3の動作と同様に、第1駆動用コイル11に高周波数の駆動電流が印加されることによって第1可動部3が共振周波数に応じて揺動されると共に、第2駆動用コイル12に高周波数の駆動電流が印加されることによって第2可動部4が共振周波数に応じて揺動される。このように、第2例では、第1可動部3及び第2可動部4の両方が、共振周波数で揺動される。
 第3例では、第1例の第2可動部4の動作と同様に、第1駆動用コイル11に対して一定の大きさの駆動電流が印加されることによって、第1可動部3が駆動電流の大きさに応じて第1軸線X1周りに回転させられて停止させられると共に、第2駆動用コイル12に対して一定の大きさの駆動電流が印加されることによって、第2可動部4が駆動電流の大きさに応じて第2軸線X2周りに回転させられて停止させられる。このように、第3例では、第1可動部3及び第2可動部4の両方が、静的に用いられる。
 第4例及び第5例では、第1可動部3のみが駆動される。第4例では、第1駆動用コイル11に高周波数の駆動電流が印加されることにより、第1可動部3が共振周波数に応じて揺動される。第5例では、第1駆動用コイル11に対して一定の大きさの駆動電流が印加されることによって、第1可動部3が駆動電流の大きさに応じて第1軸線X1周りに回転させられて停止させられる。第4例及び第5例は、例えば第2可動部4が設けられていない場合等に用いられ得る。
[ミラーデバイスの製造方法]
 図3~図8を参照しつつ、ミラーデバイス1の製造方法を説明する。まず、加工前のSOIウェハ80を用意する(用意工程、図3(a))。SOIウェハ80は、支持層81、デバイス層82及び中間層83を有している。SOIウェハ80は、複数の領域Rを有している。複数の領域Rの各々は、後述する切断工程の後にミラーデバイス1のSOI基板8となる。複数の領域Rは、例えば格子状に並ぶように設定されており、隣り合う領域Rの境界にダイシングラインLが設定されている。SOIウェハ80は、切断工程においてダイシングラインLに沿って切断される。
 続いて、各々が構造体50に対応する複数の部分SをSOIウェハ80に形成する(第1形成工程、図3(b))。「構造体50に対応する部分」とは、切断工程の後に構造体50になる部分との意味である。第1形成工程では、複数の領域Rの各々に構造体50が形成される。構造体50は、上述したとおり、支持部2、第1可動部3、第2可動部4、一対の第1連結部5及び一対の第2連結部6により構成される。構造体50(部分S)は、MEMS技術(パターニング、エッチング等)を用いて形成される。また、第1形成工程では、複数の領域Rの各々に、第1駆動用コイル11及び第2駆動用コイル12等が形成される。第1形成工程において、第1可動部3は第2可動部4に対して第1軸線X1周りに揺動可能となると共に支持部2に対して第1軸線X1及び第2軸線X2周りに揺動可能となり、第2可動部4は支持部2に対して第2軸線X2周りに揺動可能となる。
 第1形成工程では、例えば、まず、第1駆動用コイル11、第2駆動用コイル12、配線15a,15b,16a,16b、電極パッド21a,21b,22a,22bを各領域Rに形成する(配線形成工程)。続いて、支持部2、第1可動部3、第2可動部4、一対の第1連結部5及び一対の第2連結部6を各領域Rに形成する(構造体形成工程)。構造体形成工程は、配線形成工程の前に実施されてもよい。
 続いて、複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分上にミラー層7を形成する(第2形成工程、図4(a))。より具体的には、第1可動部3における第1部分31の表面31a上に、密着層71、拡散防止層72及び反射層73からなるミラー層7を形成する。この例ではスパッタリング(スパッタ法)によりミラー層7が形成されるが、蒸着(蒸着法)によりミラー層7が形成されてもよい。
 図5(a)及び図5(b)は、第2形成工程を説明するための図である。図5(a)に示されるように、まず、シリコンからなるシャドーマスク91が複数の部分S上に配置される。シャドーマスク91には、ミラー層7の形成予定領域を露出させる開口91aが形成されている。続いて、図5(b)に示されるように、スパッタリングによりミラー層7が形成される。ミラー層7の形成後にシャドーマスク91は除去される。図5(b)に示されるように、スパッタリングにより形成されたミラー層7においては中央部が縁部よりも厚くなる。なお、シャドーマスク91の開口91aはミラー層7よりも大きくてもよい。この場合、均一な厚さを有するミラー層7を形成することができる。
 このようにスパッタリング又は蒸着によりミラー層7を形成する場合、加工時にSOIウェハ80の温度は例えば100℃近くまで上昇する。この状態からSOIウェハ80の温度が低下すると、ミラー層7とSOIウェハ80との間の熱膨張率の差等によりミラー層7に残留応力が発生することがある。この場合、当該残留応力によってミラー層7及び第1可動部3に反りが発生することがある。
 より具体的には、以下の3つの理由によりミラー層7に残留応力が発生すると考えられる。
(1)ミラー層7とSOIウェハ80との間の熱膨張率の違い
(2)ミラー層7とSOIウェハ80との間の格子定数の違い
(3)スパッタリングによるSOIウェハ80及びミラー層7でのアルゴン原子トラップ
 (1)について、ミラー層7の形成中には、SOIウェハ80の温度が高められることがある。当該状態から室温に戻る際にミラー層7及びSOIウェハ80は収縮する。収縮の程度は熱膨張率により異なる。ミラー層7の熱膨張率がSOIウェハ80の熱膨張率よりも小さい場合、ミラー層7が凸状に反るようにミラー層7に圧縮応力が発生する。ミラー層7の熱膨張率がSOIウェハ80の熱膨張率よりも大きい場合、ミラー層7が凹状に反るようにミラー層7に引張応力が発生する。また、ミラー層7とSOIウェハ80との間の熱膨張率の違いだけでなく、ミラー層7を構成する複数の層(密着層71、拡散防止層72及び反射層73)の間の熱膨張率の違いによっても、ミラー層7に残留応力が発生する。
 (2)について、ミラー層7の格子定数はSOIウェハ80の格子定数と異なる。ミラー層7とSOIウェハ80との間の境界面の近傍では、ミラー層7の格子定数がSOIウェハ80の格子定数に近づく傾向がある。一方、境界面から離れるに従って、ミラー層7の格子定数は物質固有の値に近づく。そのため、境界面の近傍ではミラー層7に歪みが生じ、それに伴って応力が発生する。また、ミラー層7とSOIウェハ80との間の格子定数の違いだけでなく、ミラー層7を構成する複数の層(密着層71、拡散防止層72及び反射層73)の間の格子定数の違いによっても、ミラー層7に残留応力が発生する。
 (3)について、スパッタリングではターゲットから放出されたスパッタ原子がSOIウェハ80に入射して薄膜を形成する。これと同時に、ターゲットに衝突したアルゴン陽イオンが一定の割合で中性化され、高い運動エネルギーを持ってSOIウェハ80及び形成中のミラー層7に入射する。アルゴン原子がミラー層7内において結晶格子間に侵入して格子間隔を押し広げることで、ミラー層7が凸状に反るようにミラー層7に圧縮応力が発生する。
 ミラー層7及び第1可動部3に発生する反りの方向及び大きさは、ミラー層7の材料、厚さ、面積及び形成方法等により変化する。例えば、本実施形態では、図4(a)に示されるようにミラー層7が凸状に湾曲するが、後述する図9(a)に示されるようにミラー層7が凹状に湾曲する場合もある。ミラー層7の面積(直径)が大きくなるほど、ミラー層7の反り量は大きくなる。上述したとおり、第2形成工程の完了時点において、密着層71及び拡散防止層72には圧縮応力が残留しており、反射層73には引張応力が残留している。これらの応力は、加熱工程後においても残留していてもよい。すなわち、少なくとも第2形成工程の完了時点において、密着層71及び拡散防止層72に圧縮応力が残留すると共に反射層73に引張応力が残留していればよい。
 続いて、SOIウェハ80を加熱する(加熱工程、図4(b))。この例では、SOIウェハ80の全体を加熱する。SOIウェハ80を加熱することにより、ミラー層7内に存在する残留応力が緩和される(アニール処理)。本実施形態では、残留応力が緩和されることでミラー層7の反り量が減少し、ミラー層7が平坦化される。加熱工程の後には、SOIウェハ80を洗浄する洗浄工程が実施される。洗浄工程は、加熱工程においてミラー層7に異物が付着した場合に実施されてもよいし、必ず実施されてもよいし、省略されてもよい。
 加熱工程では、次の理由により残留応力が緩和されると考えられる。まず、ミラー層7とSOIウェハ80との間での応力緩和層(合金層)の形成が挙げられる。加熱工程では、ミラー層7を構成する原子の一部が拡散する。この原子の拡散により、ミラー層7とSOIウェハ80との間に、又はミラー層7を構成する密着層71、拡散防止層72及び反射層73の間に、格子定数の差を低減するように応力緩和層(合金層)が形成され、その結果、残留応力が緩和されると考えられる。別の理由として、加熱工程において、上記(3)で述べたようにミラー層7内の結晶格子間にトラップされていたアルゴン原子が大気中へリリースされ、その結果、残留応力が緩和されると考えられる。
 図6は、加熱工程におけるミラー層7の反り量の変化の例を示すグラフである。横軸は加熱開始からの経過時間(単位:時間)を表しており、縦軸はミラー層7の反り量(単位:nm)を表している。この例では、SOIウェハ80を150℃で30時間、加熱した。図6に示されるように、加熱開始時の反り量は約300nmであったが、加熱工程によりミラー層7が略平坦になり、また時間の経過と共に反り量の変化が小さくなったことが分かる。ミラー層7の反り量は、後述する測定工程と同一の手法により測定した値である。
 加熱工程においてSOIウェハ80を加熱する加熱温度は、例えば60℃以上300℃以下に設定される。加熱温度が高いほど加熱時間を短くすることができるが、加熱温度が高過ぎるとクラック、金属拡散等の不具合が発生し得るためである。実施形態における加熱温度の150℃は、ミラーデバイス1の環境温度の最大値として仮定される70℃に、自己発熱温度として仮定される70℃及びマージン温度の10℃を加えた値である。加熱時間は、事前に取得された時間と反り量との間の関係に基づき、反り量の変化が飽和して小さくなるまでの時間以上に設定される。例えば、図6の場合、5時間程度で反り量の変化が飽和に達しているため、加熱時間は5時間以上であればよい。加熱時間を反り量の変化が飽和に達するまでの時間程度に設定することで、加熱のためのエネルギーを低減することができる。加熱温度は、客先での反り量の変化を確実に抑制するために、少なくともミラーデバイス1の自己発熱温度(駆動時におけるミラーデバイス1の温度)よりも高く設定されることが好ましい。
 加熱時には、恒温槽(オーブン)内にSOIウェハ80が配置される。これにより、SOIウェハ80の全体が加熱され、ひいては複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分が同時に加熱される。恒温槽内には1枚のSOIウェハ80が配置されてもよいが、複数枚(例えば2枚、6枚又は12枚)のSOIウェハ80が配置されてもよい。恒温槽内にはSOIウェハ80が水平に配置されてもよいし、垂直に(鉛直方向に沿って)配置されてもよい。オーブンは、ミラー層7への異物の付着を防止する観点から、クリーンオーブンであることが好ましい。加熱工程において恒温槽内に複数のSOIウェハ80が鉛直方向に沿って配置される場合、次の作用効果が奏され得る。すなわち、複数のSOIウェハ80を同時に加熱することにより、製造効率を向上することができる。恒温槽内に複数のSOIウェハ80を配置すると、空気の対流等の影響により、恒温槽内における温度のばらつきが大きくなる可能性があるが、この製造方法によれば、ミラー層7の温度を複数の部分Sの間で均一化することができる。更に、複数のSOIウェハ80が垂直に配置されていることで、仮に恒温槽内に微小なパーティクルが存在していたとしても、加熱工程においてミラー層7上にパーティクルが堆積し難くなり、異物付着による歩留まりの低下を抑制することができる。ミラーデバイス1では、たとえ微小なパーティクルであっても、ミラー層7に付着した場合に走査光に与える影響は大きい。また、加熱工程における加熱時間が長くなると、ミラー層7上にパーティクルが堆積する可能性が高くなる。したがって、加熱工程における異物の堆積を抑制し得る上記製造方法が有効となる。
 ミラー層7の反り量は、本実施形態のように加熱工程により減少する場合もあるし、加熱工程により増加する場合もある。反り量が増加するか又は減少するかは、ミラー層7の材料、厚さ、面積及び形成方法等に依存する。本実施形態ではミラー層7が加熱前に凸状に湾曲しており、ミラー層7の反り量が加熱工程により減少したが、ミラー層7が加熱前に凸状に湾曲しており、加熱工程によりミラー層7の反り量が増加する場合もある。また、後述する変形例のように、ミラー層7が加熱前に凹状に湾曲しており、ミラー層7の反り量が加熱工程により増加する場合もある。或いは、ミラー層7が加熱前に凹状に湾曲しており、ミラー層7の反り量が加熱工程により減少する場合もある。また、加熱前に凸状に湾曲していたミラー層7が、加熱工程により凹状に湾曲する場合もあるし、加熱前に凹状に湾曲していたミラー層7が、加熱工程により凸状に湾曲する場合もある。なお、反り量が増加するとは、反り量の絶対値が増加することを意味する。例えば、反り量が200nmから300nmに変化する場合や、-200nmから-300nmに変化する場合である。反り量が減少するとは、反り量の絶対値が減少することを意味する。例えば、反り量が200nmから100nmに変化する場合や、-200nmから-100nmに変化する場合である。また、反り量が正の値であることはミラー層7の中央部の高さが周縁部よりも高い(凸状である)ことを意味し、反り量が負の値であることはミラー層7の中央部の高さが周縁部よりも低い(凹状である)ことを意味する。
 続いて、複数の部分Sの各々について、ミラー層7の反り量を測定する(測定工程)。例えば、レーザ干渉計を用いてミラー層7のPV値及び形状データ(3Dデータ)が測定される。上述したとおり、本実施形態のミラー層7の直径は2mmである。本実施形態では、ミラー層7と同心の直径1.9mmの領域のPV値及び形状データが測定される。PV値は、測定範囲においてミラー層7(ミラー面73a)の高さが最も高い点と最も低い点との間の高さの差を表す。PV値は絶対値で表されるため、ミラー層7が凸状か凹状であるか(反り量が正の値であるか負の値であるか)を判定するために、形状データが併せて測定される。ミラー層7の反り量が所定値よりも大きい構造体50には、所定の印が付される(マーキング)。印が付された構造体50(ミラーデバイス1)は、例えば切断工程の後に取り除かれる。なお、ミラー層7の反り量は、ミラー層7の曲率を測定することにより測定されてもよい。
 続いて、複数の部分Sが互いに分離されるように、ダイシングラインLにおいてSOIウェハ80を切断する(切断工程、図7)。例えば、レーザ光の照射によって、ダイシングラインLに沿ってSOIウェハ80の内部に改質領域を形成し、テープエキスパンド等によって改質領域からSOIウェハ80の厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、SOIウェハ80を切断する。切断工程では、ブレードダイシング等の他の切断方法によりSOIウェハ80が切断されてもよい。以上の工程により、複数のミラーデバイス1が得られる。
 その後、図8に示されるように、各ミラーデバイス1をパッケージ60に収容する。パッケージ60は、ミラーデバイス1を収容する本体部61と、本体部61の開口61aを塞ぐように配置された透明な窓部材62と、を有している。ミラーデバイス1で反射される光は、窓部材62を透過してミラー層7に入射する。
[作用及び効果]
 上述したとおり、ミラー層7の形成時にはミラー層7に残留応力が発生する場合があり、当該残留応力によりミラー層7に反りが発生する場合がある。その状態でミラーデバイス1が出荷されると、使用時に環境温度や自己発熱により残留応力が緩和されることでミラー層7の反り量が変化してしまうことが懸念される。これに対し、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法では、各々が構造体50に対応する複数の部分SがSOIウェハ80に形成されると共に、複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分上にミラー層7が形成された後に、SOIウェハ80(複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分)が加熱される。これにより、ミラー層7内に存在する残留応力を緩和(解放)することができ、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。その結果、ミラーデバイス1の使用中にミラー層7によって反射されたレーザ光のスポットのサイズや焦点位置が変化してしまうことを抑制することができる。また、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法では、加熱工程の後にSOIウェハ80が切断される。これにより、ウェハの切断後に加熱処理を行う場合と比べて、加熱時におけるミラー層7の温度を複数の部分Sの間で均一化することができる。すなわち、上述したとおり加熱処理は例えば恒温槽内で実施されるが、空気の対流や熱源及び加熱対象物の位置等の影響により、恒温槽内の位置によって温度にばらつきが存在する場合がある。ウェハの切断後(チップ化後)にチップ毎に加熱処理を行う場合、チップが配置される場所によっては、設定温度とは異なる温度でチップが加熱されてしまうことが懸念される。これに対し、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法では、熱伝導性が高いSOIウェハ80の状態で加熱処理が実施され、SOIウェハ80内を熱が伝導し易いため、ミラー層7の温度を複数の部分Sの間で均一化することができる。その結果、ミラーデバイス1の品質のばらつきを抑制することができる。また、ウェハ状態で加熱することで、恒温槽内に多くのミラーデバイス1を配置することができる。その結果、ミラーデバイス1の製造効率を向上することができる。更に、測定工程においてウェハ状態でミラー層7の反り量を測定することができる。これにより、ミラー層7の位置を正確に把握し易いため、測定の効率化を図ることができる。更に、加熱後にミラー層7を洗浄する洗浄工程を実施する場合に、ウェハ状態で洗浄することができ、洗浄の作業性を向上することができる。更に、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法では、加熱工程の後にSOIウェハ80を切断するため、切断時に発生してミラー層7に付着したSOIウェハ80の破片が加熱されることで破片を構成する半導体材料がミラー層7内に拡散する事態を抑制することができ、ミラーデバイス1の品質を確保することができる。また、当該破片のミラー層7への付着を防止するための保護膜をミラー層7上に形成する必要がない。また、ミラーデバイス1がパッケージ60内に収容された後に加熱工程を実施する場合、パッケージ60に使用される封止樹脂等が加熱により劣化する可能性があるため、加熱温度の上限が制限される。これに対し、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法では、ウェハ状態で加熱するため、封止樹脂の劣化開始温度に依らずに加熱温度を設定することができ、製造効率を向上させることができる。以上のとおり、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法によれば、可動部を有するミラーデバイス1を良好に製造することができる。
 加熱工程と切断工程との間に、ミラー層7の反り量を測定する測定工程が実施される。これにより、ウェハ状態でミラー層7の反り量を測定することができ、測定の効率化を図ることができる。
 切断工程において、レーザ光の照射によってSOIウェハ80の内部に改質領域を形成し、改質領域からSOIウェハ80の厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、SOIウェハ80が切断される(ステルスダイシング)。これにより、切断時にSOIウェハ80に作用する応力を低減することができ、当該応力によりミラー層7及び第1可動部3が変形することを抑制することができる。また、切断時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。また、上記実施形態では、切断工程の前に第1可動部3が揺動可能となっていることに加えて、切断工程の前にミラー層7を加熱していることから、第1可動部3の破損と反り量の変化を抑制可能なステルスダイシングを用いることが特に有効である。
 第1形成工程の後に第2形成工程が実施される。これにより、複数の部分Sを形成する際の熱によりミラー層7の品質が低下する事態を抑制することができる。すなわち、上記実施形態とは逆に、第1可動部3に対応する部分上にミラー層7を形成した後に複数の部分SをSOIウェハ80に形成すると、複数の部分Sを形成する際の熱によりミラー層7を構成する密着層71(チタン)と反射層73(金)との間で金属の拡散が発生し、ミラー層7の反射率が低下する場合がある。これに対し、上記実施形態のように複数の部分Sを形成した後にミラー層7を形成することで、そのような事態を抑制することができ、ミラー層7の品質を確保することができる。なお、拡散防止層72をタングステンにより形成すると、拡散防止層72がプラチナにより形成される場合と比べて、密着層71と反射層73との間での金属拡散を効果的に抑制することができる。一方、拡散防止層72をプラチナにより形成すると、拡散防止層72がタングステンにより形成される場合と比べて、拡散防止層72により発生する応力を低下させることができ、取り扱いを容易化することができる。
 加熱工程において、SOIウェハ80を加熱することにより、ミラー層7の反り量が減少させられる。これにより、ミラー層7内に存在する残留応力を緩和することができ、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。また、上述したとおり、加熱工程では、SOIウェハ80を加熱することにより、ミラー層7の反り量が増加させられてもよい。この場合にも、ミラー層7内に存在する残留応力を緩和することができ、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。
 第2形成工程において、スパッタリングによりミラー層7が形成される。これにより、ミラー層7を良好に形成することができる。すなわち、スパッタリングによりミラー層7を形成する場合、蒸着の場合のようにウェハを回転させる必要がないため、中空構造を含む構造体50に破損等が発生し難い。また、スパッタリングでは指向性が高く、ミラー層7以外の箇所に金属が付き難い。指向性が低い蒸着では支持部2と可動ミラー部10との間のスリット(隙間)を金属が通過して可動ミラー部10の裏面側に回り込んだり、支持部2に付着したりするおそれがある。これに対し、指向性の高いスパッタリングを用いることで、そのような事態を抑制することができる。また、スパッタリングでは、蒸着では使用が困難な高融点材料を使用することができる。また、ミラー層7の厚さを容易に制御することができる。一方、蒸着によりミラー層7を形成する場合、一度に20枚程度のウェハを処理することができるため、製造効率を向上することができる。上述したとおり、スパッタリングを用いる場合、成膜時のアルゴン原子トラップによりミラー層7の反り量が増加し易く、また加熱工程においてトラップされたアルゴンが大気中にリリースされるため反り量が大きく変化する。実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法によれば、そのような場合でも、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを効果的に抑制することができる。
 ミラーデバイス1が、可動ミラー部10に駆動力を作用させるための第1駆動用コイル11及び第2駆動用コイル12を備えている。この場合、ミラーデバイス1の使用時に熱が発生し易いが、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法によれば、そのような場合でも、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。
 加熱工程において、SOIウェハ80が60℃以上300℃以下に加熱される。これにより、ミラー層7内に存在する残留応力を効果的に緩和することができる。
 ミラー層7の最大幅が0.5mm以上30mm以下である。この場合、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化し易いが、実施形態に係るミラーデバイス1の製造方法によれば、そのような場合でも、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。
 ミラー層7が、第1可動部3上にこの順に形成された密着層71、拡散防止層72及び反射層73を含んでいる。これにより、密着層71を含むことで、ミラー層7を第1可動部3上に安定的に形成することができる。また、拡散防止層72を含むことで、加熱時に反射層73と密着層71との間で金属拡散が発生することを抑制することができる。
 ミラー層7が、第2形成工程の完了時点において圧縮応力が残留する密着層71及び拡散防止層72と、第2形成工程の完了時点において引張応力が残留する反射層73と、を含んでいる。これにより、加熱工程前におけるミラー層7の反り量を小さくすることができる。また、加熱工程におけるミラー層7の反り量の変化を小さくすることができ、その結果、加熱時間を短縮することができると共に、ミラー層7の反り量を容易にコントロールすることができる。
 加熱工程において、SOIウェハ80の全体が加熱される。これにより、加熱時におけるミラー層7の温度を複数の部分Sの間で均一化することができる。
[変形例]
 図9(a)及び図9(b)は、変形例に係るミラーデバイス1の製造方法を説明するための図である。この変形例では、図9(a)に示されるように、ミラー層7が加熱工程の前に凹状に湾曲している。そして、図9(b)に示されるように、加熱工程においてSOIウェハ80を加熱することによりミラー層7の反り量が増加する。
 図10は、変形例の加熱工程におけるミラー層7の反り量の変化の例を示すグラフである。この例では、SOIウェハ80を150℃で30時間、加熱した。図10には、5つのサンプルについての反り量の変化が異なる線種で示されている。図10に示されるように、いずれのサンプルについても、加熱開始時の反り量は100nm程度であったが、加熱工程により反り量は250~350nm程度に増加し、また時間の経過と共に反り量の変化が小さくなったことが分かる。図10の場合、2時間程度で反り量の変化が飽和に達しているため、加熱時間は2時間以上であればよい。加熱時間を反り量の変化が飽和に達するまでの時間程度に設定することで、加熱のためのエネルギーを低減することができる。
 図11は、信頼性試験におけるミラー層7の反り量の変化の例を示すグラフである。この信頼性試験では、変形例に係るミラーデバイス1の製造方法により得られたミラーデバイス1を動作させ、動作中におけるミラー層7の反り量を測定した。具体的には、初期状態(0時間)のミラー層7の反り量を0nmとし、ミラー層7の反り量の変化を250時間ごとに1000時間まで測定した。第1可動部3を第1軸線X1周りに10°の光学的振れ角で、第2軸線X2周りに10°の光学的振れ角で連続動作させた。図11に示されるように、動作中のミラー層7の反り量の変化が±50nm以下に抑制されていたことが分かる。
 本開示は、上記実施形態に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。上記実施形態ではミラーデバイス1が電磁駆動式に構成されていたが、ミラーデバイス1は、圧電駆動式又は静電駆動式に構成されてもよい。圧電駆動式又の場合、例えば、第1駆動用コイル11及び第2駆動用コイル12に代えて圧電膜(圧電素子)が設けられてもよい。
 第1駆動用コイル11は、第2可動部4に設けられてもよい。この場合でも、第1可動部3を第1軸線X1周りに共振周波数で揺動させることができる。具体的には、第1軸線X1周りにおける第1可動部3の共振周波数に等しい周波数の駆動電流が第1駆動用コイル11に入力されると、第2可動部4が第1軸線X1周りに当該周波数で僅かに振動する。この振動が第1連結部5を介して第1可動部3に伝わることにより、第1可動部3を第1軸線X1周りに当該周波数で揺動させることができる。第1駆動用コイル11又は圧電素子が第1可動部3に設けられている場合、発熱源がミラー層7に近接するためミラー層7に熱が伝わり易いが、上述したミラーデバイス1の製造方法によれば、そのような場合でも、ミラーデバイス1の使用時にミラー層7の反り量が変化することを抑制することができる。
 第1形成工程の前に第2形成工程が実施されてもよい。例えば、上述した配線形成工程が実施された後に、SOIウェハ80における第1可動部3に対応する部分上にミラー層7が形成され、その後に構造体形成工程が実施されてもよい。測定工程は省略されてもよい。第1連結部5は、第1可動部3が所定方向に沿って移動可能となるように第1可動部3を支持部2に連結していてもよい。例えば、第1可動部3は、光軸方向A(ミラー層7に垂直な方向)に沿って移動可能であってもよい。
 ミラー層7は、密着層71を含んでいなくてもよい。例えば、動作中にミラーデバイス1が高温にならない場合、密着層71は省略されてもよい。ミラー層7は、拡散防止層72を含んでいなくてもよい。例えば、ミラー層7に高い反射率が求められない場合や、ミラー層7の外観の良否が問われない場合等には、拡散防止層72は省略されてもよい。密着層71及び拡散防止層72の少なくとも一方を省略することで、ミラー層7の厚さを薄くすることができ、その結果、加熱工程前のミラー層7の反り量を小さくすることができると共に、加熱工程におけるミラー層7の反り量の変化を小さくすることができる。
 上記実施形態の加熱工程では恒温槽を用いてSOIウェハ80の全体を加熱したが、複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分が加熱されればよく、加熱手段は限定されない。例えば、SOIウェハ80の全体を加熱することなく、レーザ光等のスポット光を照射することにより、複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分のみが同時に加熱されてもよい。この場合でも、SOIウェハ80内を熱が伝導することで、複数の部分Sの各々における第1可動部3に対応する部分を均一に加熱することができる。また、照射されるレーザ光の出力にばらつきがあったとしても、均一な加熱を実現することができる。加熱工程では、ミラーデバイス1の駆動により発生する自己発熱ではなく、ミラーデバイス1の外部に位置する熱源を用いて加熱が実施される。
1…ミラーデバイス、2…支持部、3…第1可動部、4…第2可動部、5…第1連結部、6…第2連結部、7…ミラー層、11…第1駆動用コイル、12…第2駆動用コイル、50…構造体、80…SOIウェハ、S…部分。

Claims (15)

  1.  支持部、可動部、及び前記可動部が揺動又は移動可能となるように前記可動部を前記支持部に連結する連結部を有する構造体と、前記可動部上に設けられたミラー層と、を備えるミラーデバイスの製造方法であって、
     各々が前記構造体に対応する複数の部分をウェハに形成する第1形成工程と、
     前記複数の部分の各々における前記可動部に対応する部分上に前記ミラー層を形成する第2形成工程と、
     前記第1形成工程及び前記第2形成工程の後に、前記複数の部分の各々における前記可動部に対応する前記部分を加熱する加熱工程と、
     前記加熱工程の後に、前記複数の部分が互いに分離されるように前記ウェハを切断する切断工程と、を含む、ミラーデバイスの製造方法。
  2.  前記加熱工程と前記切断工程との間に、前記ミラー層の反り量を測定する測定工程を更に含む、請求項1に記載のミラーデバイスの製造方法。
  3.  前記切断工程では、レーザ光の照射によって前記ウェハの内部に改質領域を形成し、前記改質領域から前記ウェハの厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、前記ウェハを切断する、請求項1又は2に記載のミラーデバイスの製造方法。
  4.  前記第1形成工程の後に前記第2形成工程が実施される、請求項1~3のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  5.  前記加熱工程では、前記複数の部分の各々における前記可動部に対応する前記部分を加熱することにより、前記ミラー層の反り量を減少させる、請求項1~4のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  6.  前記加熱工程では、前記複数の部分の各々における前記可動部に対応する前記部分を加熱することにより、前記ミラー層の反り量を増加させる、請求項1~4のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  7.  前記第2形成工程では、スパッタリングにより前記ミラー層を形成する、請求項1~6のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  8.  前記ミラーデバイスは、前記可動部に駆動力を作用させるためのコイル又は圧電素子を更に備えている、請求項1~7のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  9.  前記加熱工程では、前記複数の部分の各々における前記可動部に対応する前記部分を60℃以上300℃以下に加熱する、請求項1~8のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  10.  前記ミラー層の最大幅は、0.5mm以上30mm以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  11.  前記ミラー層は、前記可動部上にこの順に形成された密着層、拡散防止層及び反射層を含んでいる、請求項1~10のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  12.  前記ミラー層は、反射層を含む複数の層を含み、
     前記複数の層は、前記第2形成工程の完了時点において圧縮応力が残留する層と、前記第2形成工程の完了時点において引張応力が残留する層と、を含んでいる、請求項1~11のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  13.  前記加熱工程では、前記ウェハの全体を加熱する、請求項1~12のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
  14.  前記加熱工程では、恒温槽内に複数の前記ウェハが鉛直方向に沿って配置される、請求項13に記載のミラーデバイスの製造方法。
  15.  前記加熱工程では、前記ウェハの全体を加熱することなく、前記複数の部分の各々における前記可動部に対応する前記部分を加熱する、請求項1~12のいずれか一項に記載のミラーデバイスの製造方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010044410A (ja) * 2005-01-05 2010-02-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ミラー装置
JP2011180249A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Ricoh Co Ltd 光偏向器、光偏向器の製造方法、光学装置及び表示装置
JP2018010038A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 浜松ホトニクス株式会社 ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出装置
CN110927960A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 北京理工大学 一种热驱动可变形微镜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010044410A (ja) * 2005-01-05 2010-02-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ミラー装置
JP2011180249A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Ricoh Co Ltd 光偏向器、光偏向器の製造方法、光学装置及び表示装置
JP2018010038A (ja) * 2016-07-11 2018-01-18 浜松ホトニクス株式会社 ファブリペロー干渉フィルタ及び光検出装置
CN110927960A (zh) * 2019-12-06 2020-03-27 北京理工大学 一种热驱动可变形微镜

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