JP2003136499A - Micromachine and manufacturing method thereof - Google Patents
Micromachine and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP2003136499A JP2003136499A JP2001339734A JP2001339734A JP2003136499A JP 2003136499 A JP2003136499 A JP 2003136499A JP 2001339734 A JP2001339734 A JP 2001339734A JP 2001339734 A JP2001339734 A JP 2001339734A JP 2003136499 A JP2003136499 A JP 2003136499A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- sacrificial layer
- adhesion
- micromachine
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 29
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 22
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical group [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- IGELFKKMDLGCJO-UHFFFAOYSA-N xenon difluoride Chemical group F[Xe]F IGELFKKMDLGCJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical group F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 3
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 266
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 19
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、犠牲層を用いて成
形するミクロンあるいはサブミクロンのマイクロマシン
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a micromachine of a micron or submicron which is formed by using a sacrificial layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プロジェクタなどの画像表示装置のライ
トバルブとして、液晶デバイスに代わり、光をオンオフ
制御でき、高速動作可能なスイッチングデバイスあるい
は画像表示デバイスが求められている。その１つがミク
ロンオーダあるいはさらに小さなサブミクロンオーダの
微細構造（マイクロストラクチャ）を備えたマイクロマ
シンによるスイッチングデバイスである。2. Description of the Related Art As a light valve for an image display device such as a projector, a switching device or an image display device that can control light on / off and can operate at high speed has been required instead of a liquid crystal device. One of them is a micro-machine switching device having a microstructure of micron order or even smaller submicron order.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】マイクロマシンを製造
する１つの有効な方法は、フォトリソグラフィ技術を用
いての構成を複数の構造層に分けて積層する方法であ
る。この製造方法では、複数の構造層で犠牲層を挟んで
成形することにより、たとえば、アクチュエータが駆動
する空間を作成する。One effective method of manufacturing a micromachine is to use a photolithographic technique to divide the structure into a plurality of structural layers and stack the layers. In this manufacturing method, for example, a space in which the actuator is driven is created by forming the sacrificial layer between a plurality of structural layers.
【０００４】したがって、犠牲層の厚みは数１００ｎｍ
から数μｍあるいはそれ以上の厚みとなるように成膜す
る必要があり、最終的には構造層に影響を与えずにエッ
チングにより除去する必要がある。犠牲層は、下地層
（支持層）の上に、直接的にＣＶＤ（化学蒸着法）、ス
パッタまたはスピンコートなどを用いて成膜されてお
り、例えばＣＶＤではＲＦパワーや基板温度を管理し、
成膜条件を最適化することにより、犠牲層としての機
能、すなわち、成形に必要な膜厚（体積）や均一性を確
保している。Therefore, the thickness of the sacrificial layer is several 100 nm.
It is necessary to form a film having a thickness of 1 to several μm or more, and finally it is necessary to remove it by etching without affecting the structure layer. The sacrificial layer is formed directly on the underlayer (supporting layer) by CVD (chemical vapor deposition), sputtering or spin coating. For example, in CVD, the RF power and the substrate temperature are controlled,
By optimizing the film forming conditions, the function as a sacrificial layer, that is, the film thickness (volume) and uniformity required for molding are secured.
【０００５】犠牲層を成膜する際の１つの重要な問題
は、犠牲層の下層であり、犠牲層を積み重ねる基板ある
いは下の構造体を含む支持層との密着性の有無である。
例えば、シリコン製の犠牲層は、エッチャントとしてフ
ッ化キセノン（ＸｅＦ2）を採用することにより、プラ
ズマレスで高いエッチングレートでのドライエッチング
が可能である。さらに、アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ）はＣＶＤにより低温で成膜できるという利点があ
る。したがって、シリコン製の犠牲層は、微細構造体の
製造に適していると考えられている。しかしながら、シ
リコン製の犠牲層はフッ化キセノンではエッチングされ
ないアルミニウムなどにより支持層を形成したときに、
その支持層との密着性が低い。One important issue in depositing a sacrificial layer is the underlying layer of the sacrificial layer, whether or not there is adhesion to the substrate on which the sacrificial layer is stacked or to the support layer including the underlying structure.
For example, by using xenon fluoride (XeF 2 ) as an etchant, the sacrificial layer made of silicon can be dry-etched at a high etching rate without plasma. Furthermore, amorphous silicon (a-S
i) has an advantage that a film can be formed at a low temperature by CVD. Therefore, the sacrificial layer made of silicon is considered to be suitable for manufacturing a fine structure. However, the sacrificial layer made of silicon is not etched by xenon fluoride when the support layer is made of aluminum or the like,
The adhesion to the support layer is low.
【０００６】犠牲層の密着性が低いと、犠牲層を介して
構造層を積層した後に、他のプロセスや犠牲層を除去す
るプロセスに移行する途中のハンドリングで、振動など
が加わると構造体がダメージを受ける要因となる。さら
に、エッチングする前に犠牲層が下層の支持層と剥がれ
てしまうと、犠牲層としての機能を十分に果たさないこ
とになり、結果的に、マイクロマシンの歩留りの低下
や、品質の低下に繋がる。If the adhesion of the sacrificial layer is low, the structure will be damaged if vibration or the like is applied during handling during the transition to another process or a process of removing the sacrificial layer after stacking the structural layers through the sacrificial layer. It will cause damage. Furthermore, if the sacrificial layer is peeled off from the underlying support layer before etching, the sacrificial layer will not function sufficiently, resulting in a reduction in the yield of the micromachine and a reduction in the quality.
【０００７】犠牲層の密着性を向上するために、下地と
なる支持層の表面を荒らして接触面積を増大し、それに
よるアンカー効果を用いる方法がある。しかしながら、
この方法では、密着性は向上できても、荒れた下地の形
状が犠牲層にも引き継がれてしまい、その犠牲層の上に
成膜される構造層にも凹凸ができてしまう。このため、
結果として製造される構造体の精度は劣化してしまい好
ましくない。In order to improve the adhesiveness of the sacrificial layer, there is a method of roughening the surface of the underlying support layer to increase the contact area and using the anchor effect. However,
In this method, although the adhesiveness can be improved, the rough shape of the underlying layer is inherited by the sacrificial layer, and the structure layer formed on the sacrificial layer also becomes uneven. For this reason,
As a result, the precision of the manufactured structure deteriorates, which is not preferable.
【０００８】一方、アルミニウムとの密着性の良い素材
も知られている。たとえば、窒化チタンがその一例であ
るが、窒化チタンはフッ化キセノンではエッチングでき
ないし、シリコン製の犠牲層ほど成膜が容易なものでな
く、所望の厚みを確保することが難しい。On the other hand, a material having good adhesion to aluminum is also known. For example, titanium nitride is one example, but titanium nitride cannot be etched with xenon fluoride, and it is not as easy to deposit as a sacrificial layer made of silicon, and it is difficult to secure a desired thickness.
【０００９】このように、犠牲層としては支持層と密着
性が高く、膜厚を容易に確保できるものが望ましいが、
密着性の高い材質はエッチングが困難であったり、成膜
が困難であり、成膜が容易なものは密着性が低いことが
多い。したがって、構造体の材料に対して犠牲層として
十分に活用できる材料は限られてしまう。したがって、
上記のようにアルミニウムを構造層としたときにシリコ
ン製の犠牲層は、エッチング工程や成膜工程を考えると
ベストな組み合わせであるが、密着性が低いために実際
には使用できないといった問題が生じる。As described above, it is desirable that the sacrifice layer has high adhesion to the support layer and can easily secure the film thickness.
A material having high adhesiveness is difficult to etch or a film is difficult to form, and an easily filmable material often has low adhesiveness. Therefore, the materials that can be sufficiently utilized as the sacrificial layer for the material of the structure are limited. Therefore,
When the aluminum is used as the structural layer as described above, the sacrificial layer made of silicon is the best combination considering the etching process and the film forming process, but there is a problem that it cannot be actually used because of low adhesion. .
【００１０】そこで、本発明においては、材質的に支持
層との密着性の低い犠牲層であっても、支持層の表面を
加工しなくても支持層との密着性を向上し、その密着性
の高い面でも犠牲層としての機能を十分に果たせる製造
方法を提供することを目的としている。そして、アルミ
ニウムを構造層としたときのシリコン製の犠牲層のよう
に、エッチング工程や成膜工程を考えると、ベストな組
み合わせが密着性の点で使用できないような事態を解消
し、密着性の点から採用が差し控えられている犠牲層を
用いた方法により、他種多様な微細構造体を製造可能に
することを目的としている。そして、品質の良いマイク
ロマシンをさらに容易に歩留りも高く低コストで量産で
きる製造方法を提供することを目的としている。Therefore, in the present invention, even if it is a sacrifice layer which is low in adhesiveness to the supporting layer due to its material, the adhesiveness to the supporting layer is improved even if the surface of the supporting layer is not processed. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of sufficiently performing the function of a sacrificial layer even in the aspect of high property. Then, considering the etching process and film forming process like the sacrificial layer made of silicon when aluminum is used as the structural layer, the situation that the best combination cannot be used in terms of adhesion is eliminated, and The purpose of the present invention is to make it possible to manufacture various types of microstructures by a method using a sacrificial layer, which has been withheld from the viewpoint. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of mass-producing high-quality micromachines more easily with high yield and at low cost.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】従来の製造方法では、犠
牲層がエッチングにより除去される層であり、構造層と
異なり、上記のような密着性は考慮されておらず、構造
層より除去し易いものが選択されている。このため、本
発明のように犠牲層の密着性に着目したものはない。し
たがって、従来の犠牲層は所望の厚みを確保することだ
けを考えた単層であるのに対し、本発明においては、最
終的に除去される犠牲層ではあるが、支持層と犠牲層の
間に密着性の高い薄膜状の密着層を設けることで、犠牲
層の密着性が向上すると共に、膜厚を確保し易く、エッ
チング特性も優れた犠牲層によりマイクロマシンを製造
できるようにしている。In the conventional manufacturing method, the sacrificial layer is a layer to be removed by etching, and unlike the structural layer, the above-mentioned adhesion is not taken into consideration. Easy ones are selected. Therefore, there is no one that focuses on the adhesion of the sacrificial layer as in the present invention. Therefore, while the conventional sacrificial layer is a single layer only intended to secure a desired thickness, in the present invention, it is the sacrificial layer that is finally removed. By providing a thin adhesion layer having high adhesion to the micromachine, it is possible to improve the adhesion of the sacrificial layer, easily secure the film thickness, and manufacture the micromachine with the sacrificial layer having excellent etching characteristics.
【００１２】すなわち、本発明は、基板または構造体と
なる支持層に犠牲層を挟んで構造層を形成し、その後、
犠牲層を除去して構造層を有するマイクロマシンを製造
する方法であって、犠牲層に先立って、支持層の表面
に、この支持層および犠牲層との密着性が高く、薄膜状
の密着層を形成する第１の工程と、密着層の上に犠牲層
を形成する第２の工程と、エッチャントにより犠牲層を
エッチングする工程とを有することを特徴としている。That is, according to the present invention, a structural layer is formed by sandwiching a sacrificial layer in a support layer which becomes a substrate or a structural body, and thereafter,
A method of manufacturing a micromachine having a structural layer by removing a sacrificial layer, wherein a thin film-shaped adhesive layer having high adhesion to the supporting layer and the sacrificial layer is formed on the surface of the supporting layer before the sacrificial layer. The method is characterized by having a first step of forming, a second step of forming a sacrificial layer on the adhesion layer, and a step of etching the sacrificial layer with an etchant.
【００１３】支持層と犠牲層との間に薄膜状の密着層を
設けることで、互いの密着性は良くなり密着性が低いこ
とに起因するトラブルは解消できる。また、支持層の表
面を粗面にする必要もないので、それに伴い精度が劣化
することも防止できる。その一方で、薄膜の密着層、例
えば、数μｍの支持層に対して、数１００Å程度の薄膜
の密着層とすることにより、成膜が難しい密着層であっ
ても、容易に成膜することができ、製造工程上の負荷は
少ない。さらに、エッチングによる除去が難しい密着層
であっても薄膜であれば構造体の表面に残っていても、
構造体の性能にはほとんど影響を与えない。したがっ
て、マイクロマシンの製造工数にほとんど影響を与えず
に、また、マイクロマシンの性能にほとんど影響を与え
ずに、さらに、犠牲層の材料を変えずに犠牲層の密着性
を向上できる。このため、エッチングで除去する点や、
膜厚を確保する点などの密着性以外の点では、ベストな
選択肢である犠牲層を密着性の点でも満足できる条件で
利用することが可能となる。したがって、構造体の材質
や用途に応じて犠牲層として選択できる素材の範囲が広
がり、品質の良いマイクロマシンをいっそう容易に、歩
留り良く製造することができる。By providing a thin film-like adhesion layer between the support layer and the sacrificial layer, the mutual adhesion is improved and the trouble caused by the low adhesion can be eliminated. Further, since it is not necessary to make the surface of the support layer rough, it is possible to prevent the precision from deteriorating. On the other hand, by forming a thin film adhesion layer, for example, a supporting layer of several μm, with a thin film adhesion layer of about several hundred liters, it is possible to easily form a film even if the adhesion layer is difficult to form. And the load on the manufacturing process is small. Furthermore, even if it is an adhesion layer that is difficult to remove by etching and remains on the surface of the structure if it is a thin film,
It has little effect on the performance of the structure. Therefore, the adhesion of the sacrificial layer can be improved with little influence on the number of manufacturing steps of the micromachine, with little influence on the performance of the micromachine, and further without changing the material of the sacrificial layer. Therefore, the points to be removed by etching,
Except for the adhesiveness such as securing the film thickness, the sacrificial layer, which is the best option, can be used under the condition that the adhesiveness is also satisfactory. Therefore, the range of materials that can be selected as the sacrificial layer is widened according to the material and application of the structure, and it is possible to manufacture a high-quality micromachine more easily and with good yield.
【００１４】このため、上述した構造体がアルミニウム
であるときに、支持層をアルミニウムとし、密着層に窒
化チタンを採用することで、犠牲層としてシリコンを採
用することができ、エッチャントとしてフッ化キセノン
を採用することができる。この組み合わせは、シリコン
を犠牲層としてＣＶＤ（化学蒸着法）で成膜できるので
膜厚を確保するのも容易であり、後にシリコン製の犠牲
層をフッ化キセノンで容易にエッチング除去できるの
で、量産性が高い。また、窒化チタンを密着層として設
けてあるので、犠牲層の密着性が問題になることはな
い。Therefore, when the above-mentioned structure is aluminum, by using aluminum as the support layer and titanium nitride as the adhesion layer, silicon can be used as the sacrificial layer and xenon fluoride as the etchant. Can be adopted. With this combination, it is easy to secure the film thickness because the film can be formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) using silicon as a sacrificial layer, and the sacrificial layer made of silicon can be easily removed by etching later with xenon fluoride, so that mass production is possible. It is highly likely. Further, since titanium nitride is provided as the adhesion layer, the adhesion of the sacrificial layer does not matter.
【００１５】フッ化キセノンによるエッチングでは、薄
膜の窒化チタンがアルミニウム製の構造体の表面に残る
ことになるが、薄膜であるので電気的あるいは機械的な
影響が生じることはない。すなわち、この製造方法で
は、基板または構造体となる支持層と対峙して形成され
た構造層を有するマイクロマシンであって、支持層の表
面の構造層と対峙する面に、当該支持層との密着性の高
い素材からなる薄膜状の密着層が形成されているマイク
ロマシンが提供されるが、密着層はマイクロマシンの性
能などを劣化させる要因とはならない。逆に、密着層を
絶縁層のような目的で積極的な機能を果たすように設計
することも可能である。By etching with xenon fluoride, the titanium nitride in the thin film remains on the surface of the aluminum structure, but since it is a thin film, no electrical or mechanical influence occurs. That is, in this manufacturing method, a micromachine having a structural layer formed to face a supporting layer to be a substrate or a structure, and the surface of the supporting layer facing the structural layer is closely attached to the supporting layer. There is provided a micromachine in which a thin film adhesive layer made of a highly flexible material is formed, but the adhesive layer does not cause deterioration of the performance of the micromachine. Conversely, it is also possible to design the adhesion layer to act positively for the purpose of acting like an insulating layer.
【００１６】一方、本発明の製造方法であれば、膜厚は
犠牲層で確保できるので、密着層としては、密着性は高
いが膜厚を得ることが難しい方法で成膜される層を利用
することができる。この場合は、密着層は犠牲層と同じ
材料で成膜することが可能なので犠牲層をエッチングす
る工程で、犠牲層と共に密着層もエッチングで除去する
ことが可能であり、さらに密着層の影響はなくなる。例
えば、第１の工程では、犠牲層と同じ素材をスパッタリ
ングして密着層を形成し、第２の工程では膜厚確保の容
易なＣＶＤにより犠牲層を形成するようにしても良い。
たとえば、支持層がアルミニウムのときは密着層をシリ
コンをスパッタリングすることにより成膜し、犠牲層は
シリコンをＣＶＤにより成膜することが可能であり、ス
パッタリングされたシリコン膜の密着性を利用すること
が可能である。そして、これらシリコン製の密着層およ
び犠牲層はフッ化キセノンで除去できる。On the other hand, according to the manufacturing method of the present invention, the film thickness can be secured by the sacrificial layer. Therefore, as the adhesion layer, a layer formed by a method having high adhesion but having difficulty in obtaining the film thickness is used. can do. In this case, since the adhesion layer can be formed of the same material as the sacrifice layer, it is possible to remove the adhesion layer and the adhesion layer by etching in the step of etching the sacrifice layer. Disappear. For example, in the first step, the same material as that of the sacrificial layer may be sputtered to form the adhesion layer, and in the second step, the sacrificial layer may be formed by CVD that can easily secure the film thickness.
For example, when the support layer is aluminum, the adhesion layer can be formed by sputtering silicon, and the sacrificial layer can be formed by CVD of silicon, and the adhesion of the sputtered silicon film can be used. Is possible. The silicon adhesion layer and the sacrificial layer can be removed with xenon fluoride.
【００１７】さらに、支持層はニッケル系の素材のとき
は密着層として銅をスパッタリングした膜を用い、犠牲
層として銅をＣＶＤによる成膜して用いることができ
る。この場合もアルカリ溶液で密着層および犠牲層を除
去できる。支持層がポリ−シリコン・ゲルマニウムのと
きは、密着層としてポリ−ゲルマニウムをスパッタリン
グして成膜し、犠牲層としてはポリ−ゲルマニウムのＣ
ＶＤにより膜を用いることができる。エッチャントは過
酸化水素となる。さらに、支持層がポリイミドの場合
は、密着層としてチタンをスパッタリングして成膜し、
犠牲層としてはチタンのＣＶＤにより成膜でき、エッチ
ャントはフッ化水素となる。Further, when the supporting layer is made of a nickel-based material, a film formed by sputtering copper can be used as an adhesion layer, and a sacrificial layer can be formed by forming copper by CVD. In this case also, the adhesion layer and the sacrificial layer can be removed with an alkaline solution. When the support layer is poly-silicon-germanium, poly-germanium is sputtered to form a film as an adhesion layer, and poly-germanium C is used as a sacrifice layer.
Membranes can be used by VD. The etchant becomes hydrogen peroxide. Further, when the support layer is polyimide, titanium is sputtered as an adhesion layer to form a film,
The sacrificial layer can be formed by CVD of titanium, and the etchant is hydrogen fluoride.
【００１８】このようにして、本発明のマイクロマシン
の製造方法は、犠牲層として、支持層や構造層と密着性
の低い素材を利用することが可能となるので、静電型な
どのアクチュエータを備えたスイッチングデバイスなど
を製造するのに好適な製造方法である。As described above, in the micromachine manufacturing method of the present invention, since it is possible to use a material having low adhesion to the supporting layer and the structural layer as the sacrificial layer, an actuator such as an electrostatic type is provided. This manufacturing method is suitable for manufacturing switching devices and the like.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下では、図面を参照して本願の
発明をさらに説明する。図１に示したマイクロマシン
（微細構造体）の光スイッチングデバイス１は、干渉型
のスイッチングデバイスの１つである。この光スイッチ
ングデバイス１は、ガラス基板２１の裏面に半透過膜２
２が設けられたハーフミラーであり、半透過膜２２に対
面するように設けられた反射体４０がアクチュエータ構
造３３により駆動され入射光７１をスイッチングする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention of the present application will be further described below with reference to the drawings. The optical switching device 1 of the micromachine (fine structure) shown in FIG. 1 is one of interferometric switching devices. This optical switching device 1 has a semi-transmissive film 2 on the back surface of a glass substrate 21.
2 is a half mirror, and the reflector 40 provided so as to face the semi-transmissive film 22 is driven by the actuator structure 33 to switch the incident light 71.
【００２０】この干渉型の光スイッチングデバイス１
は、アクチュエータ構造３３の駆動回路が形成された半
導体基板３１を支持基板として構成されており、半導体
基板３１の上方の面（表面）３１ａに、静電型のアクチ
ュエータ構造３３と、このアクチュエータ構造３３に駆
動される反射体（被駆動体）４０とが基板３１の側（下
側）からこの順番で積層され、反射体４０の上面が反射
面４２となっている。これらのアクチュエータ構造３３
および反射体４０が１つの画素をオンオフするスイッチ
ング素子となり、それらが２次元に配列され、各々のア
クチュエータ構造３３により反射体４０が上下に駆動さ
れる。This interference type optical switching device 1
Is configured by using the semiconductor substrate 31 on which the drive circuit of the actuator structure 33 is formed as a support substrate, and the electrostatic actuator structure 33 and the actuator structure 33 on the upper surface (front surface) 31 a of the semiconductor substrate 31. The reflector (driven body) 40 driven in this order is laminated in this order from the side (bottom side) of the substrate 31, and the upper surface of the reflector 40 serves as the reflecting surface 42. These actuator structures 33
The reflector 40 serves as a switching element that turns on and off one pixel, which are two-dimensionally arranged, and the actuator structure 33 drives the reflector 40 up and down.
【００２１】このデバイス１においては、図１の右側に
示すように、アクチュエータ構造３３により反射体４０
の反射面４２がハーフミラー２１に密着していると、反
射面４２により反射された入射光７１はそのまま出射光
７２として出力され、オン状態となる。一方、図１の左
側に示すように、アクチュエータ構造３３により、反射
体４０が下方向に駆動され、反射体４０の反射面４２
と、ハーフミラー２１の半透過面２２とが離れ、ハーフ
ミラー２１により反射された光７１と、反射面４２によ
り反射された光とが干渉して弱め合う距離になるとデバ
イス１からは光７１が出射されなくなるのでオフ状態と
なる。In this device 1, as shown on the right side of FIG.
When the reflection surface 42 of the above is in close contact with the half mirror 21, the incident light 71 reflected by the reflection surface 42 is output as it is as the emitted light 72 and is turned on. On the other hand, as shown on the left side of FIG. 1, the reflector 40 is driven downward by the actuator structure 33, and the reflecting surface 42 of the reflector 40 is moved.
Then, the semi-transmissive surface 22 of the half mirror 21 is separated, and the light 71 reflected by the half mirror 21 interferes with the light reflected by the reflective surface 42, and when the distance becomes weak, the light 71 is emitted from the device 1. Since it is no longer emitted, it is turned off.
【００２２】以下に、本発明の製造方法により光スイッ
チングデバイス１を製造する過程について図２〜図７を
参照しながら説明する。先ず、図２に示すように、シリ
コン基板３１に熱酸化膜３１ａを形成する。次に、図３
に示すように、その酸化膜３１ａの上方に第１の構造層
５１となるアルミニウムをスパッタリング成膜する。こ
の支持層５１は図１に示したアクチュエータ構造３３の
下電極３４として機能するものである。The process of manufacturing the optical switching device 1 by the manufacturing method of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 2, a thermal oxide film 31a is formed on the silicon substrate 31. Next, FIG.
As shown in, the aluminum to be the first structural layer 51 is formed by sputtering above the oxide film 31a. The support layer 51 functions as the lower electrode 34 of the actuator structure 33 shown in FIG.
【００２３】そして、この第１の構造層５１の表面５１
ａに、窒化チタン（ＴｉＮ）をスパッタリングして１０
０Å程度の薄膜に成膜する。これら第１の構造層５１お
よび窒化チタンの層６１は、共に所定の形状にパターニ
ングされる。その後に、図４に示すように、ａ−Ｓｉを
ＣＶＤ（化学蒸着法）により犠牲層９１として、数μｍ
程度の膜厚に成膜する。Then, the surface 51 of the first structural layer 51 is formed.
Titanium nitride (TiN) is sputtered on a.
It is formed into a thin film of about 0Å. Both the first structural layer 51 and the titanium nitride layer 61 are patterned into a predetermined shape. After that, as shown in FIG. 4, a-Si is used as a sacrifice layer 91 by CVD (chemical vapor deposition) to have a thickness of several μm.
The film is formed to a film thickness of about the same.
【００２４】したがって、本例の製造方法では、第１の
構造層５１が支持層となり、第１の工程として、その表
面に窒化チタンからなる密着層６１を形成する。そし
て、第２の工程として、ａ−ＳｉをＣＶＤ（化学蒸着
法）により犠牲層９１として、密着層６１に対して数１
０倍の厚みの層を形成（成膜）する。窒化チタン層６１
は、アルミニウムからなる支持層５１およびシリコン製
の犠牲層９１とも密着性が高い層であり、以降の工程に
おいて犠牲層９１が剥離するのを防止できる。Therefore, in the manufacturing method of this example, the first structure layer 51 serves as a support layer, and the adhesion layer 61 made of titanium nitride is formed on the surface thereof as the first step. Then, as a second step, a-Si is used as a sacrifice layer 91 by CVD (chemical vapor deposition), and the sacrifice layer 61 is formed in a number of 1
A layer having a thickness of 0 times is formed (formed). Titanium nitride layer 61
Is a layer having high adhesion to the support layer 51 made of aluminum and the sacrificial layer 91 made of silicon, and can prevent the sacrificial layer 91 from peeling in the subsequent steps.
【００２５】犠牲層９１を成膜した後、図５に示すよう
に、犠牲層９１をパターニングして、上電極３５となる
第２の構造層５２を、アルミニウムをスパッタリングす
ることにより形成する。さらに、このようにして犠牲層
９１を挟んで支持されたアクチュエータ構造３３の上
に、反射体４０を形成する。反射体４０は、樹脂や酸化
シリコンなどを積層してパターニングする方法により製
造することができる。After forming the sacrificial layer 91, as shown in FIG. 5, the sacrificial layer 91 is patterned to form a second structural layer 52 to be the upper electrode 35 by sputtering aluminum. Further, the reflector 40 is formed on the actuator structure 33 supported by sandwiching the sacrificial layer 91 in this manner. The reflector 40 can be manufactured by a method of laminating and patterning resin or silicon oxide.
【００２６】アクチュエータ構造３３の上部構造が完成
すると、さらに、図６に示すように、アクチュエータ構
造３３の上部構造の上に反射体４０が形成されたワーク
５０をチャンバーなどに入れて、エッチャント８１にフ
ッ化キセノン（ＸｅＦ2）を用いて、犠牲層９１をドラ
イエッチングする。これにより、図７に示すように、第
１の構造層５１と第２の構造層５２の間に所定のスペー
スができ、アクチュエータ構造３３を有し反射体４０を
駆動できるスイッチングデバイスとして機能するマイク
ロマシン（微細構造体）５０が製造される。また、本例
では、窒化チタンの層（密着層）６１は除去されず、そ
のままアクチュエータ構造３３の下部電極３４に積層さ
れている。そして、マイクロマシン５０をガラス基板２
１の裏面に半透過膜２２が設けられたハーフミラーに対
面するようにセットすると、図１に示したように、光ス
イッチングデバイス１が得られる。When the upper structure of the actuator structure 33 is completed, as shown in FIG. 6, the work 50 having the reflector 40 formed on the upper structure of the actuator structure 33 is further put in a chamber or the like, and the etchant 81 is formed. The sacrificial layer 91 is dry-etched using xenon fluoride (XeF 2 ). As a result, as shown in FIG. 7, a predetermined space is formed between the first structure layer 51 and the second structure layer 52, and the micromachine having the actuator structure 33 and capable of driving the reflector 40 functions as a switching device. (Fine structure) 50 is manufactured. Further, in this example, the titanium nitride layer (adhesion layer) 61 is not removed and is laminated on the lower electrode 34 of the actuator structure 33 as it is. Then, the micromachine 50 is attached to the glass substrate 2
When set so as to face a half mirror having a semi-transmissive film 22 provided on the back surface of No. 1, the optical switching device 1 is obtained as shown in FIG.
【００２７】本例の製造方法では、図３に示したよう
に、アルミニウム製の第１の構造層５１のアルミニウム
と、シリコン製の犠牲層９１の間に窒化チタン製の密着
層６１を設けることで、第１の構造層５１と犠牲層９１
との密着性を向上している。したがって、犠牲層９１が
製造プロセスの途中で剥がれることを防止できる。その
一方で、第１の構造層５１がシリコンとの密着性の高い
窒化チタンの層６１で覆われているので、シリコン製の
犠牲層９１をＣＶＤにより効率良く成膜することが可能
であり、短時間で所望の膜厚（体積）の犠牲層９１を形
成できる。また、シリコン製の犠牲層９１を、エッチャ
ント８１のフッ化キセノンにより効率良くエッチングし
除去することが可能である。In the manufacturing method of this example, as shown in FIG. 3, an adhesion layer 61 made of titanium nitride is provided between the aluminum of the first structural layer 51 made of aluminum and the sacrificial layer 91 made of silicon. Then, the first structural layer 51 and the sacrificial layer 91
The adhesion with is improved. Therefore, it is possible to prevent the sacrificial layer 91 from peeling off during the manufacturing process. On the other hand, since the first structural layer 51 is covered with the titanium nitride layer 61 having high adhesion to silicon, the sacrificial layer 91 made of silicon can be efficiently formed by CVD. The sacrifice layer 91 having a desired film thickness (volume) can be formed in a short time. In addition, the sacrificial layer 91 made of silicon can be efficiently etched and removed by the xenon fluoride of the etchant 81.
【００２８】また、密着層６１として採用されている窒
化チタンの層６１は、密着性が確保できれば良いだけな
ので、第１の構造層５１の表面を覆う程度の非常に薄い
膜で良く、スパッタリングで短時間で成膜することがで
きる。また、非常に薄い膜とすることにより、窒化チタ
ン層６１が犠牲層９１をエッチングした後に残ってもア
クチュエータ構造３３の性能に影響を与えることはな
く、窒化チタン層６１をエッチングなどにより除去する
必要もない。Further, the titanium nitride layer 61 used as the adhesion layer 61 only needs to ensure the adhesion, so that it may be a very thin film that covers the surface of the first structural layer 51, and it can be formed by sputtering. A film can be formed in a short time. Further, by making the film very thin, even if the titanium nitride layer 61 remains after etching the sacrificial layer 91, it does not affect the performance of the actuator structure 33, and the titanium nitride layer 61 needs to be removed by etching or the like. Nor.
【００２９】したがって、本例の製造方法であれば、製
造プロセスを大幅に変更することなく、また、製造上の
工数を大幅に増やすことなく、密着性の高い状態で製造
上有利なシリコン製の犠牲層９１を用いることができ
る。このため、製造効率を向上することが可能となり、
製造上の犠牲層の剥離に関連するトラブルを未然に防止
でき、歩留りを向上させることができる。Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a silicon material which is advantageous in manufacturing in a state of high adhesion without significantly changing the manufacturing process and significantly increasing the number of manufacturing steps. The sacrificial layer 91 can be used. Therefore, it becomes possible to improve the manufacturing efficiency,
Problems associated with peeling of the sacrificial layer during manufacturing can be prevented and the yield can be improved.
【００３０】また、本発明の製造方法では、上述したよ
うに、支持層５１と犠牲層９１との間に密着層６１を入
れることで、密着性の不足を解消しているため、犠牲層
９１の表面を粗面化してアンカー効果を得る必要もな
く、それによって製品精度が劣化するといった２次的な
問題も解消できる。Further, in the manufacturing method of the present invention, as described above, since the adhesive layer 61 is inserted between the support layer 51 and the sacrificial layer 91, the lack of adhesiveness is eliminated. It is not necessary to roughen the surface of the to obtain an anchor effect, which can solve the secondary problem that the product accuracy is deteriorated.
【００３１】さらに、このように支持層と犠牲層との間
に密着層を設けることによる効果は大きい。このような
本発明の製造方法は、上記の例に限定されず、図８に例
示したような組み合わせであっても良い。もちろん、図
８に例示したパターンも例示にすぎず、本発明を限定す
るものではない。上記に示した製造方法は、図８のパタ
ーン１に相当するものである。Furthermore, the effect of providing the adhesion layer between the support layer and the sacrificial layer in this way is great. Such a manufacturing method of the present invention is not limited to the above example, and may be a combination illustrated in FIG. Of course, the pattern illustrated in FIG. 8 is merely an example and does not limit the present invention. The manufacturing method described above corresponds to the pattern 1 in FIG.
【００３２】これに対し、図８に示したパターン２の組
み合わせは、第１の構造層５１としてアルミニウムを用
い、犠牲層９１としてもシリコンを用い、エッチャント
８１としてもフッ化キセノンを用いており、これらの点
ではパターン１と共通するが、密着層６１を窒化チタン
の層ではなく、スパッタリングされたシリコン膜により
層６１を形成している。On the other hand, the pattern 2 combination shown in FIG. 8 uses aluminum as the first structural layer 51, silicon as the sacrificial layer 91, and xenon fluoride as the etchant 81. Although these points are common to the pattern 1, the adhesion layer 61 is formed of a sputtered silicon film instead of the titanium nitride layer.
【００３３】スパッタリングによる成膜方法は、下層の
上にスパッタリングによる上層を強固に密着させること
ができるが、膜厚を確保するには非常に時間がかかる。
これに対して、本例では図９に示すように、支持層５１
の表面に、スパッタリングによるシリコン製の薄い密着
層６２を形成し、その上にシリコンをＣＶＤにより積層
し犠牲層９１を形成している。スパッタリングされたシ
リコンの密着層６２は、下層のアルミニウム製の構造層
５１に対して、十分な密着力を備えている。同時に、密
着層６２の上層の犠牲層９１とも、同じシリコンである
ので十分な密着力を備えている。したがって、この製造
方法によっても、アルミニウム製の構造層５１に対して
密着性の高いシリコン犠牲層９１として成膜できる。こ
のため、この製造方法によっても、上記と同様に歩留ま
り良く効率的にマイクロマシンを製造できる。In the film formation method by sputtering, the upper layer by sputtering can be firmly adhered to the lower layer, but it takes a very long time to secure the film thickness.
On the other hand, in this example, as shown in FIG.
A thin adhesion layer 62 made of silicon is formed on the surface of the substrate by sputtering, and silicon is laminated thereon by CVD to form a sacrificial layer 91. The sputtered silicon adhesion layer 62 has sufficient adhesion to the underlying aluminum structural layer 51. At the same time, since the sacrificial layer 91, which is the upper layer of the adhesion layer 62, is made of the same silicon, it has sufficient adhesion. Therefore, also by this manufacturing method, it is possible to form the silicon sacrifice layer 91 having high adhesion to the aluminum structural layer 51. Therefore, also by this manufacturing method, it is possible to efficiently manufacture the micromachine with a high yield as in the above.
【００３４】また、スパッタリングにより成膜された密
着層６２は、犠牲層９１と同じ素材であるので、図１０
に示すように、エッチャント８１にフッ化キセノンを用
いたエッチング工程において、犠牲層９１と共に密着層
６２も除去される。したがって、図１１に示すように、
密着層６２がアクチュエータ構造３３の下電極３４の表
面に残らない。このため、犠牲層９１と異種材料による
密着層が絶縁膜などとしてアクチュエータ構造に有用で
あれば、窒化チタン層６１のようにエッチング工程で残
すことが可能であり、有用でない場合は、スパッタリン
グされたシリコン製の密着層６２のようにエッチング工
程で除去することが可能である。Since the adhesion layer 62 formed by sputtering is made of the same material as the sacrificial layer 91, the adhesion layer 62 shown in FIG.
As shown in FIG. 5, in the etching process using xenon fluoride for the etchant 81, the adhesion layer 62 is removed together with the sacrifice layer 91. Therefore, as shown in FIG.
The adhesion layer 62 does not remain on the surface of the lower electrode 34 of the actuator structure 33. Therefore, if the sacrificial layer 91 and the adhesion layer made of a different material are useful for the actuator structure as an insulating film or the like, they can be left in the etching step like the titanium nitride layer 61, and if not useful, sputtered. The adhesive layer 62 made of silicon can be removed by an etching process.
【００３５】図８に示すパターン３は、支持層５１およ
び第２の構造層５２はニッケル（Ｎｉ）であり、密着層
６２は銅をスパッタリングして成膜し、犠牲層９１は銅
をＣＶＤにより成膜するものである。そして、エッチャ
ント８１は、塩化アンモン第２銅とアンモニアの混合液
（アルカリ溶液）を用いている。このパターン３も、パ
ターン２と同様に、犠牲層９１の成膜方法を変えて成膜
することで、犠牲層９１と構造層５１との間に密着層６
２を形成し、十分な付着力を得ると共に最終的に密着層
６２も除去するようにしている。In the pattern 3 shown in FIG. 8, the support layer 51 and the second structural layer 52 are nickel (Ni), the adhesion layer 62 is formed by sputtering copper, and the sacrificial layer 91 is formed by CVD. A film is formed. The etchant 81 uses a mixed solution (alkaline solution) of ammonium cupric chloride and ammonia. Similar to the pattern 2, the pattern 3 is formed by changing the film forming method of the sacrificial layer 91, so that the adhesion layer 6 is formed between the sacrificial layer 91 and the structure layer 51.
2 is formed to obtain a sufficient adhesive force, and finally the adhesion layer 62 is also removed.
【００３６】図８のパターン４〜５も同様であり、パタ
ーン４では、支持層５１および第２の構造層５２はポリ
−シリコン・ゲルマニウムであり、密着層６２はポリ−
ゲルマニウムをスパッタリングで形成し、犠牲層９１は
ポリ−ゲルマニウムをＣＶＤにより成膜して形成してい
る。また、エッチャント８１は過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を
使用できる。The same applies to the patterns 4 to 5 in FIG. 8, in which the support layer 51 and the second structural layer 52 are made of poly-silicon germanium, and the adhesion layer 62 is made of poly-.
Germanium is formed by sputtering, and the sacrificial layer 91 is formed by depositing poly-germanium by CVD. Further, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) can be used as the etchant 81.
【００３７】パターン５は、支持層５１はポリイミドで
あり、密着層６２はチタン（Ｔｉ）層をスパッタリング
で形成し、犠牲層９１はチタン（Ｔｉ）層をＣＶＤで形
成する。エッチャント８１は１０％程度のフッ化水素
（ＨＦ）を使用できる。In the pattern 5, the support layer 51 is made of polyimide, the adhesion layer 62 is formed of a titanium (Ti) layer by sputtering, and the sacrificial layer 91 is formed of a titanium (Ti) layer by CVD. The etchant 81 can use about 10% hydrogen fluoride (HF).
【００３８】これらに示したように、犠牲層９１は最終
的には除去されるものではあるが、犠牲層９１と構造層
５１との間に薄膜状の密着層６１または６２を設けるこ
とにより、犠牲層９１と構造層５１の密着性を改善する
ことが可能であり、さらに、密着層６１または６２は犠
牲層９１と共に除去されるか、あるいは除去されない場
合でも、構造層５１の本来の機能、すなわち、アクチュ
エータとしての機能には影響を与えないようにすること
ができる。そして、密着層６１または６２の上に犠牲層
９１をＣＶＤやスピンコートにより成膜することができ
る。したがって、構造層５１との密着性をそれほど考慮
せずに、膜厚の確保が容易でエッチングも容易であると
いう本来の犠牲層の特性を重要視して選択することが可
能であり、犠牲層の選択の幅が広がる。このため、製造
プロセスにおいて、より効率的で歩留まりの良い犠牲層
を選択することができる。As shown in these drawings, the sacrificial layer 91 is to be finally removed, but by providing the thin film adhesion layer 61 or 62 between the sacrificial layer 91 and the structural layer 51, It is possible to improve the adhesion between the sacrificial layer 91 and the structural layer 51, and further, even if the adhesive layer 61 or 62 is removed together with the sacrificial layer 91 or is not removed, the original function of the structural layer 51, That is, the function as an actuator can be prevented from being affected. Then, the sacrificial layer 91 can be formed on the adhesion layer 61 or 62 by CVD or spin coating. Therefore, it is possible to select the important characteristics of the original sacrifice layer that the thickness can be easily ensured and the etching can be easily performed without seriously considering the adhesion to the structural layer 51, and the sacrifice layer can be selected. A wider range of choices. Therefore, it is possible to select a sacrificial layer that is more efficient and has a high yield in the manufacturing process.
【００３９】なお、上記では静電駆動型のアクチュエー
タ構造３３に基づき説明しているが、ピエゾアクチュエ
ータなどの他のアクチュエータを備えた微小電子機械に
ついても本発明を適用することができる。また、光スイ
ッチングデバイスに限らず、基板上に微細構造（マイク
ロマシン）を有するものであれば、他の用途のデバイス
などに対しても本発明を適用できる。例えば、光以外の
スイッチングデバイスであっても良く、アクチュエータ
の代わりに、同等の構成で圧力センサや加速度センサな
どのセンサとして機能するデバイスを製造するプロセス
に対しても本発明は有用である。Although the above description is based on the electrostatic drive type actuator structure 33, the present invention can be applied to a microelectronic machine provided with another actuator such as a piezo actuator. Further, the present invention can be applied not only to optical switching devices but also to devices for other purposes as long as they have a fine structure (micromachine) on a substrate. For example, a switching device other than light may be used, and the present invention is also useful for a process of manufacturing a device that functions as a sensor such as a pressure sensor or an acceleration sensor with an equivalent configuration instead of the actuator.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、微細構造を備えたマイクロマシンを犠牲層を用いて
製造する際に、犠牲層を成膜する前に、薄膜状で、犠牲
層が積み重ねられる構造体あるいは基板との密着性の高
い密着層を、犠牲層とは異なる素材あるいは犠牲層と同
種の素材をスパッタリングにより薄く成膜することで、
犠牲層の密着性を改善している。したがって、製造プロ
セスの途中でのハンドリングが容易となり、犠牲層との
密着性を向上するために構造体の面を粗面化する必要も
ないので、精度の高いマイクロマシンを歩留まり良く量
産することができる。As described above, according to the present invention, when a micromachine having a fine structure is manufactured using a sacrificial layer, the sacrificial layer is formed into a thin film before the sacrificial layer is formed. By forming an adhesion layer with high adhesion to the stacked structure or substrate by sputtering a material different from the sacrifice layer or a material similar to the sacrifice layer by sputtering.
The adhesion of the sacrificial layer is improved. Therefore, handling is facilitated during the manufacturing process, and since it is not necessary to roughen the surface of the structure in order to improve the adhesion with the sacrificial layer, a highly accurate micromachine can be mass-produced with high yield. .
【図１】干渉型の光スイッチングデバイスの概要を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of an interference type optical switching device.
【図２】図１に示した本発明に係る光スイッチングデバ
イスのアクチュエータ（マイクロマシン）を形成する製
造プロセスを示し、基板に酸化膜が成膜された状態を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process for forming an actuator (micromachine) of the optical switching device according to the present invention shown in FIG. 1, showing a state in which an oxide film is formed on a substrate.
【図３】図２に続く光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示し、支持層（第１の構造層）および密着層がパ
ターニング形成された状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the optical switching device following FIG. 2, showing a state in which a support layer (first structural layer) and an adhesion layer are patterned and formed.
【図４】図３に続く光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示し、犠牲層がＣＶＤにより成膜された様子を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the optical switching device following FIG. 3, showing a state in which a sacrificial layer is formed by CVD.
【図５】図４に続く光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示し、犠牲層がパターニングされ、その表面に第
２の構造層が形成された様子を示す図である。FIG. 5 is a view showing the manufacturing process of the optical switching device following FIG. 4, showing a state in which the sacrificial layer is patterned and the second structural layer is formed on the surface thereof.
【図６】図５に続く光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示し、犠牲層がエッチングされる様子を示す図で
ある。FIG. 6 is a view showing the manufacturing process of the optical switching device following FIG. 5, and showing a state in which the sacrificial layer is etched.
【図７】図６に続く光スイッチングデバイスの製造プロ
セスを示し、犠牲層が除去されアクチュエータが形成さ
れ、光スイッチングデバイスが製造された様子を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the optical switching device continued from FIG. 6, showing a state in which the sacrificial layer is removed, the actuator is formed, and the optical switching device is manufactured.
【図８】本発明に係る光スイッチングデバイスの製造プ
ロセスに係る、異なる例の各層の材料および成膜方法、
さらにエッチャントの組み合わせを示す表である。FIG. 8 is a diagram illustrating a material of each layer and a film forming method in different examples according to the manufacturing process of the optical switching device according to the invention.
Further, it is a table showing combinations of etchants.
【図９】図８のパターン２〜５に示すマイクロマシンの
製造プロセスを示し、スパッタリングにより密着層が成
膜され、ＣＶＤにより犠牲層が成膜された様子を示す図
である。9 is a diagram showing a manufacturing process of the micromachine shown in Patterns 2 to 5 of FIG. 8, showing a state in which an adhesion layer is formed by sputtering and a sacrificial layer is formed by CVD.
【図１０】図９に続く光スイッチングデバイスの製造プ
ロセスを示し、密着層および犠牲層がエッチングされる
様子を示す図である。FIG. 10 is a view showing the manufacturing process of the optical switching device following FIG. 9, and showing a state in which the adhesion layer and the sacrificial layer are etched.
【図１１】図１０に続く光スイッチングデバイスの製造
プロセスを示し、犠牲層および密着層が除去されたアク
チュエータが形成され、光スイッチングデバイスが製造
された様子を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a manufacturing process of the optical switching device following that of FIG. 10, showing a state where the actuator in which the sacrifice layer and the adhesion layer have been removed is formed and the optical switching device is manufactured.
１ 光スイッチングデバイス（マイクロマシン）
２０ ガラス基板、２１ ハーフミラー
３１ 半導体基板、３１ａ 酸化膜
３３ アクチュエータ構造、３４ 下電極、３５
上電極
４０ 反射体、４２ 反射面
５０ ワーク
５１ 第１の構造層（支持層）
５２ 第２の構造層
６１、６２ 密着層
８１ エッチャント
９１ 犠牲層1 Optical Switching Device (Micromachine) 20 Glass Substrate, 21 Half Mirror 31 Semiconductor Substrate, 31a Oxide Film 33 Actuator Structure, 34 Lower Electrode, 35
Upper electrode 40 Reflector, 42 Reflective surface 50 Work piece 51 First structural layer (supporting layer) 52 Second structural layer 61, 62 Adhesion layer 81 Etchant 91 Sacrificial layer
Claims (13)
を挟んで構造層を形成し、その後、犠牲層を除去して前
記構造層を有するマイクロマシンを製造する方法であっ
て、 前記犠牲層に先立って、前記支持層の表面に、当該支持
層および前記犠牲層との密着性が高く、薄膜状の密着層
を形成する第１の工程と、 前記密着層の上に犠牲層を形成する第２の工程と、 エッチャントにより前記犠牲層をエッチングする工程と
を有するマイクロマシンの製造方法。1. A method for manufacturing a micromachine having a structural layer by forming a structural layer by sandwiching a sacrificial layer in a support layer which becomes a substrate or a structural body, and then manufacturing the micromachine having the structural layer. Prior to the above, a first step of forming a thin film-shaped adhesion layer having high adhesion to the support layer and the sacrifice layer on the surface of the support layer, and forming a sacrifice layer on the adhesion layer A method of manufacturing a micromachine, comprising: a second step; and a step of etching the sacrificial layer with an etchant.
犠牲層をエッチングする工程で除去されるマイクロマシ
ンの製造方法。2. The method for manufacturing a micromachine according to claim 1, wherein the adhesion layer is removed in a step of etching the sacrificial layer.
は、前記犠牲層と同じ素材をスパッタリングして前記密
着層を形成し、 前記第２の工程ではＣＶＤにより前記犠牲層を形成する
マイクロマシンの製造方法。3. The micromachine according to claim 2, wherein in the first step, the same material as the sacrificial layer is sputtered to form the adhesion layer, and in the second step, the sacrificial layer is formed by CVD. Production method.
記構造層によりアクチュエータが形成されるマイクロマ
シンの製造方法。4. The method for manufacturing a micromachine according to claim 1, wherein an actuator is formed by the support layer and the structural layer.
は静電型のアクチュエータであるマイクロマシンの製造
方法。5. The method for manufacturing a micromachine according to claim 4, wherein the actuator is an electrostatic actuator.
ミニウムであり、 前記密着層は窒化チタンであり、 前記犠牲層はシリコンであり、 前記エッチャントは、フッ化キセノンであるマイクロマ
シンの製造方法。6. The method for manufacturing a micromachine according to claim 1, wherein the support layer is aluminum, the adhesion layer is titanium nitride, the sacrificial layer is silicon, and the etchant is xenon fluoride.
ニウムであり、 前記密着層および犠牲層はシリコンであり、 前記エッチャントは、フッ化キセノンであるマイクロマ
シンの製造方法。7. The method of manufacturing a micromachine according to claim 3, wherein the support layer is aluminum, the adhesion layer and the sacrificial layer are silicon, and the etchant is xenon fluoride.
ル系の素材であり、 前記密着層および前記犠牲層は銅であり、 前記エッチャントはアルカリ溶液であるマイクロマシン
の製造方法。8. The method of manufacturing a micromachine according to claim 3, wherein the support layer is a nickel-based material, the adhesion layer and the sacrificial layer are copper, and the etchant is an alkaline solution.
シリコン・ゲルマニウムであり、 前記密着層および前記犠牲層はポリ−ゲルマニウムであ
り、 前記エッチャントは過酸化水素であるマイクロマシンの
製造方法。9. The support layer according to claim 3, wherein the support layer is poly-
A method for manufacturing a micromachine, which is silicon germanium, the adhesion layer and the sacrificial layer are poly-germanium, and the etchant is hydrogen peroxide.
ドであり、 前記密着層および前記犠牲層はチタンであり、 前記エッチャントはフッ化水素であるマイクロマシンの
製造方法。10. The method for manufacturing a micromachine according to claim 3, wherein the support layer is polyimide, the adhesion layer and the sacrificial layer are titanium, and the etchant is hydrogen fluoride.
して形成された構造層を有するマイクロマシンであっ
て、 前記支持層の表面の前記構造層と対峙する面に、当該支
持層との密着性の高い素材からなる薄膜状の密着層が形
成されているマイクロマシン。11. A micromachine having a structural layer formed so as to face a supporting layer which is a substrate or a structural body, wherein the surface of the supporting layer facing the structural layer is in close contact with the supporting layer. A micromachine in which a thin-film adhesion layer made of highly flexible material is formed.
び構造層により少なくとも１つのアクチュエータが形成
されるマイクロマシン。12. The micromachine according to claim 11, wherein the support layer and the structural layer form at least one actuator.
ータは静電型のアクチュエータであるマイクロマシン。13. The micromachine according to claim 12, wherein the actuator is an electrostatic actuator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339734A JP2003136499A (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Micromachine and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001339734A JP2003136499A (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Micromachine and manufacturing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003136499A true JP2003136499A (en) | 2003-05-14 |
Family
ID=19154042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001339734A Withdrawn JP2003136499A (en) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | Micromachine and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003136499A (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005060091A1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-06-30 | Ube Industries, Ltd. | Method for manufacturing piezoelectric thin-film device and piezoelectric thin-film device |
| JP2006091852A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Idc Llc | Method of selective etching using etch stop layer |
| JP2008514438A (en) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | アイディーシー、エルエルシー | Control of electromechanical behavior of structures in microelectromechanical system devices |
| JP2008536697A (en) * | 2005-02-03 | 2008-09-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Micromachining type component and corresponding manufacturing method |
| JP2009503566A (en) * | 2005-07-22 | 2009-01-29 | クアルコム，インコーポレイテッド | MEMS device having support structure and manufacturing method thereof |
| CN102050417A (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-11 | Nxp股份有限公司 | Device with microstructure and method of forming such a device |
| JP2012086315A (en) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacturing method for minute movable structure, and minute movable structure |
| US8308962B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-11-13 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Etching processes used in MEMS production |
| CN101268012B (en) * | 2005-10-07 | 2012-12-26 | 株式会社尼康 | Microstructures and methods of making the same |
| US8368124B2 (en) | 2002-09-20 | 2013-02-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electromechanical devices having etch barrier layers |
| US8536059B2 (en) | 2007-02-20 | 2013-09-17 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Equipment and methods for etching of MEMS |
| CN104627955A (en) * | 2015-02-06 | 2015-05-20 | 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 | Method for preparing MEMS closed chamber |
| CN114314501A (en) * | 2021-01-29 | 2022-04-12 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | Method for forming MEMS cavity structure |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001339734A patent/JP2003136499A/en not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8368124B2 (en) | 2002-09-20 | 2013-02-05 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electromechanical devices having etch barrier layers |
| US7212082B2 (en) | 2003-12-19 | 2007-05-01 | Ube Industries, Ltd. | Method of manufacturing piezoelectric thin film device and piezoelectric thin film device |
| WO2005060091A1 (en) * | 2003-12-19 | 2005-06-30 | Ube Industries, Ltd. | Method for manufacturing piezoelectric thin-film device and piezoelectric thin-film device |
| JP2006091852A (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Idc Llc | Method of selective etching using etch stop layer |
| JP2008514438A (en) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | アイディーシー、エルエルシー | Control of electromechanical behavior of structures in microelectromechanical system devices |
| JP2008536697A (en) * | 2005-02-03 | 2008-09-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Micromachining type component and corresponding manufacturing method |
| JP2009503566A (en) * | 2005-07-22 | 2009-01-29 | クアルコム，インコーポレイテッド | MEMS device having support structure and manufacturing method thereof |
| CN101268012B (en) * | 2005-10-07 | 2012-12-26 | 株式会社尼康 | Microstructures and methods of making the same |
| US8536059B2 (en) | 2007-02-20 | 2013-09-17 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Equipment and methods for etching of MEMS |
| US8308962B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-11-13 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Etching processes used in MEMS production |
| US8323516B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-12-04 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Etching processes used in MEMS production |
| CN102050417A (en) * | 2009-11-03 | 2011-05-11 | Nxp股份有限公司 | Device with microstructure and method of forming such a device |
| CN102050417B (en) * | 2009-11-03 | 2012-07-25 | Nxp股份有限公司 | Device with microstructure and method of forming such a device |
| US8426928B2 (en) | 2009-11-03 | 2013-04-23 | Nxp B.V. | Device with microstructure and method of forming such a device |
| JP2012086315A (en) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacturing method for minute movable structure, and minute movable structure |
| CN104627955A (en) * | 2015-02-06 | 2015-05-20 | 苏州工业园区纳米产业技术研究院有限公司 | Method for preparing MEMS closed chamber |
| CN114314501A (en) * | 2021-01-29 | 2022-04-12 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | Method for forming MEMS cavity structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6108121A (en) | Micromachined high reflectance deformable mirror | |
| JP5129136B2 (en) | Method for forming a layer in a MEMS device to achieve a tapered edge | |
| US6872319B2 (en) | Process for high yield fabrication of MEMS devices | |
| TWI276847B (en) | Wavelength-variable filter and method of manufacturing the same | |
| CN101907769B (en) | Silicon on insulator (SOI) wafer double-mask etching-based vertical comb teeth driven torsional micro-mirror and manufacturing method thereof | |
| JP2003136499A (en) | Micromachine and manufacturing method thereof | |
| US6686639B1 (en) | High performance MEMS device fabricatable with high yield | |
| KR20060109803A (en) | Optical Interference Color Display Manufacturing Method | |
| CN101123827B (en) | Anti-adhesion silicon micro-capacitor microphone chip and preparation method thereof | |
| JP2004053852A (en) | Light modulation element and method of manufacturing the same | |
| US6525352B1 (en) | Method to reduce release time of micromachined devices | |
| JP2010247295A (en) | Piezoelectric MEMS element and manufacturing method thereof | |
| JPH06267926A (en) | Etching process and electrostatic micro switch using the same | |
| JP2012040619A (en) | Capacity type mems sensor and method of manufacturing the same | |
| US20040095659A1 (en) | Micromirror actuator and method of manufacturing the same | |
| CN104167433B (en) | Device comprising a spring and an element suspended thereon, and method for manufacturing same | |
| JP2004233653A (en) | Mirror drive | |
| JPH10206758A (en) | Manufacture of thin film actuated mirror array | |
| JP2004306208A (en) | MEMS device and method of manufacturing the same | |
| JPH1082960A (en) | Thin-film actuated mirror array and its production | |
| JP5354006B2 (en) | Translation mechanism and method of manufacturing translation mechanism | |
| CN119758585B (en) | Piezoelectric driving MEMS two-dimensional scanning mirror and processing method thereof | |
| KR100672249B1 (en) | How to make silicon micro mirror | |
| KR100851074B1 (en) | Spatial optical modulator with a protective layer and manufacturing method thereof | |
| JP2002357777A (en) | Light modulation device and method of manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041006 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070402 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070709 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080805 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090210 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090408 |