專(zhuān)利名稱：光偏轉(zhuǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了 MEMS (Micro Electro Mechanical System，微電子機(jī)械系統(tǒng)) 技術(shù)的光偏轉(zhuǎn)器及制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，使用了 MEMS技術(shù)的微驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)正積極地開(kāi)展。例如，具有被一對(duì)彈 性支承部(扭桿)可扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的鏡的光偏轉(zhuǎn)器作為利用簡(jiǎn)便的構(gòu)成就可以形成圖像 顯示裝置的設(shè)備正在被開(kāi)發(fā)。伴隨著近來(lái)的鏡面積的增大，鏡的慣性矩日益增大，存在由此導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩上 升的問(wèn)題。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了在鏡的背面設(shè)有減輕重量部的光掃描裝置的結(jié)構(gòu)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2004-37886號(hào)公報(bào)然而，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的那樣，在鏡的背面設(shè)有減輕重量部的情況下，確實(shí)可 以降低慣性矩，但是存在無(wú)法在鏡的背面配置磁石、線圈、傳感器等元件的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行研發(fā)的，其目的之一是提供一種光偏轉(zhuǎn)器及其制造 方法，該光偏轉(zhuǎn)器在確保具有反射面的可動(dòng)板的有效面積的同時(shí)，使可動(dòng)板的慣性矩降低。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)器包括可動(dòng)板，包括設(shè)置有反射面的表面以及 與上述表面相對(duì)的背面，其中，上述反射面用于反射光；以及一對(duì)支承部，支承上述可動(dòng)板， 使上述可動(dòng)板可圍繞規(guī)定的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，上述支承部包括截面為平行四邊形的兩根桿部 件，上述兩根桿部件被配置成，上述兩根桿部件的間距沿著從上述可動(dòng)板的背面?zhèn)瘸蛏?述可動(dòng)板的表面?zhèn)鹊姆较蛟龃蟆８鶕?jù)上述構(gòu)成，由于可動(dòng)板的側(cè)面向軸凹陷，所以可以降低慣性矩。此處，由于可 動(dòng)板的側(cè)面相當(dāng)于可動(dòng)板的外緣，所以從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到可動(dòng)板的側(cè)面的距離比轉(zhuǎn)動(dòng)軸到可動(dòng)板 的內(nèi)側(cè)的距離遠(yuǎn)。由于慣性矩是指物體的微小部分的質(zhì)量與該部分到軸的距離的平方的乘 積的總和，所以相同質(zhì)量條件下與在可動(dòng)板的表面或背面設(shè)置凹陷的可動(dòng)板比較，通過(guò)在 遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的可動(dòng)板的側(cè)面設(shè)置凹陷，可以使慣性矩格外的小。而且，由于不在可動(dòng)板的表 面或背面設(shè)置凹陷，可以最大限度地將可動(dòng)板的表面或背面用作反射面或其他元件的安裝 面。優(yōu)選在可動(dòng)板的側(cè)面出現(xiàn)規(guī)定的結(jié)晶面?；诖?，可以高精度地控制可動(dòng)板的側(cè) 面形狀，由于明確了可動(dòng)板的慣性矩的減少量，所以可以精度良好地控制可動(dòng)板的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。優(yōu)選可動(dòng)板的側(cè)面具有與支承部連接的連接部，連接部附近的角部具有形成在向軸凹陷的部分上的凸部。這樣，對(duì)于可動(dòng)板的位于可動(dòng)板與支承部的連接部處的側(cè)面，通過(guò) 不使其凹陷，可以防止由應(yīng)力向連接部集中而引起的支承部的破損。而且，該連接部距轉(zhuǎn)動(dòng) 軸的距離很近，所以即使不在該部位形成凹陷，也不會(huì)那么影響轉(zhuǎn)動(dòng)矩的降低效果。而且，可動(dòng)板的側(cè)面具有與支承部連接的連接部，連接部附近的角部可以具有形 成在向垂直于軸的方向凹陷的部分上的凸部。這樣，對(duì)于可動(dòng)板的位于可動(dòng)板與支承部的 連接部處的側(cè)面，通過(guò)不使其凹陷，可以防止由應(yīng)力向連接部集中而引起的支承部的破損。 而且，該連接部距轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離很近，所以即使不在該部位形成凹陷，也不會(huì)那么影響轉(zhuǎn)動(dòng) 矩的降低效果。當(dāng)可動(dòng)板的厚度是a、可動(dòng)板的反射面的外形尺寸是b時(shí)，a/b是大于等于0. 01小 于等于1. 4。a/b小于等于1. 4是為了防止向橫方向的貫穿并確保鏡面。a/b大于等于0. 01 是為了獲得由可動(dòng)板的側(cè)面凹陷引起的可動(dòng)板的慣性矩的降低效果。并且，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法，包括如下步驟在基板 的兩面形成具有規(guī)定圖案的掩膜；以及使用掩膜從兩面對(duì)基板進(jìn)行蝕刻以形成可動(dòng)板和從 兩側(cè)支承可動(dòng)板的支承部，其中，在形成可動(dòng)板及支承部的步驟中，使用濕式蝕刻過(guò)蝕刻基 板，從而至少使基板的形成可動(dòng)板的部位處的側(cè)面凹陷。根據(jù)上述構(gòu)成，通過(guò)利用濕式蝕刻過(guò)蝕刻基板從而至少使基板的形成可動(dòng)板的部 位處的側(cè)面凹陷，從而可以在不追加制造工序的情況下，制造使可動(dòng)板的慣性矩降低的可 動(dòng)板。優(yōu)選在基板的兩面形成具有規(guī)定圖案的掩膜的步驟中，形成包括第一掩膜圖案、 第二掩膜圖案、以及校正掩膜圖案的掩膜，其中，該第一掩膜圖案與可動(dòng)板對(duì)應(yīng)，該第二掩 膜圖案與支承部對(duì)應(yīng)，該校正掩膜圖案用于防止可動(dòng)板與支承部的連結(jié)部的截面積小于其 他部位?；诖耍梢源_保連結(jié)部處的支承部的截面積在一定值以上。優(yōu)選在基板的兩面形成具有規(guī)定圖案的掩膜的步驟中，形成包括第一掩膜圖案、 第二掩膜圖案、以及校正掩膜圖案的掩膜，其中，該第一掩膜圖案與可動(dòng)板對(duì)應(yīng)，該第二掩 膜圖案與支承部對(duì)應(yīng)，該校正掩膜圖案對(duì)應(yīng)于可動(dòng)板與支承部的連結(jié)部且寬度大于第二掩 膜圖案?；诖?，可以確保連結(jié)部處的支承部的截面積在一定值以上。而且，優(yōu)選包括在形成所述可動(dòng)板及所述支承部的步驟之后，通過(guò)對(duì)所述基板實(shí) 施各向同性蝕刻從而使所述基板的規(guī)定的結(jié)晶面的棱線部形成弧形的步驟?；诖?，由于可以使因形成所述可動(dòng)板及所述支承部的步驟中的各向異性蝕刻而 在基板上出現(xiàn)的結(jié)晶面的棱線部形成弧形，所以可以緩和應(yīng)力向棱線部的集中。特別是，可 以防止應(yīng)力向可動(dòng)板和支承部的連接部位集中造成的破損。


圖1是本實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器的平面圖；圖2是圖1中的線II-II的截面圖；圖3是示出可動(dòng)板的詳細(xì)構(gòu)成的截面圖；圖4是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖5是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖6是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖7是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖8是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖9是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖10是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖11是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖12是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖13是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖14是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖15是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖16是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖17是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖18是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖19是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖20是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖21是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖22是示出第一實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖23是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖M是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖25是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖沈是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖27是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖觀是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖四是示出第二實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的工序截面圖；圖30是第三實(shí)施方式所涉及的使用了光偏轉(zhuǎn)器的顯示裝置的概略構(gòu)成圖；圖31 (A)是示出根據(jù)第四實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器1的概略構(gòu)成的上表面圖，圖31 (B) 是圖31 (A)中的截面B-B的示意圖；圖32是第四實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖33是第四實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖34是第四實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖35是第四實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖；圖36是第四實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的制造方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出本實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器的構(gòu)成的平面圖。圖2是圖1中的線 II-II的截面圖。光偏轉(zhuǎn)器1包括可動(dòng)板11、支承框12、以及一對(duì)彈性支承部13，該一對(duì)彈性支承 部13以使可動(dòng)板11相對(duì)于支承框12可扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承可動(dòng)板11?？蓜?dòng)板11、支承框12及彈性支承部13例如可以通過(guò)蝕刻加工硅基板來(lái)一體地形成。在可動(dòng)板11的表面 形成有反射膜21?；诖?，構(gòu)成包括可動(dòng)板11和反射膜21的鏡2。而且，通過(guò)未圖示的粘結(jié)劑，磁石22接合在可動(dòng)板11的背面。俯視可動(dòng)板11時(shí)， 磁石22在與作為可動(dòng)板11的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸的軸線X正交的方向上被磁化。即，磁石22具有 隔著軸線X彼此相對(duì)且極性不同的一對(duì)磁極。支承框12與架50接合，并在架50上設(shè)置有 用于驅(qū)動(dòng)可動(dòng)板11的線圈51。在上述振動(dòng)鏡1中，周期性地發(fā)生變化的電流(交流)被供給至線圈51?；诖耍?線圈51交替地產(chǎn)生向上(可動(dòng)板11側(cè))的磁場(chǎng)和向下的磁場(chǎng)。基于此，磁石22的一對(duì)磁 極中的一個(gè)磁極靠近線圈51，另一個(gè)磁極遠(yuǎn)離線圈51，從而使彈性支承部13扭轉(zhuǎn)變形，同 時(shí)使可動(dòng)板11繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖2中，示出了利用磁石22和線圈51之間的電磁力的驅(qū)動(dòng)方式的振動(dòng)鏡。然 而，本發(fā)明也可以采用利用靜電引力的方式或利用壓電元件的方式。例如，在利用靜電引力 的方式的情況下，不需要磁石22，可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)與可動(dòng)板11對(duì)置的電極來(lái)代替磁石 22。而且，通過(guò)在可動(dòng)板11和電極之間施加周期性地發(fā)生變化的交流電壓，從而使可動(dòng)板 11和電極之間作用有靜電引力，一邊使彈性支承部13扭轉(zhuǎn)變形，一邊使可動(dòng)板11繞X軸轉(zhuǎn) 動(dòng)。圖3是示出可動(dòng)板11的詳細(xì)構(gòu)成的截面圖。如圖3所示，在本實(shí)施方式中，可動(dòng)板11的側(cè)面14向轉(zhuǎn)動(dòng)軸X側(cè)凹陷。具體地 講，在使用主面是(100)面的硅晶片(wafer)形成可動(dòng)板11時(shí)，可動(dòng)板11的側(cè)面14由硅 (111)面構(gòu)成。硅(111)面與主面所成角度θ是討.73°。根據(jù)上述構(gòu)成，可動(dòng)板11的側(cè)面14向軸凹陷，因此可以減少慣性矩。這里，從轉(zhuǎn) 動(dòng)軸X到構(gòu)成可動(dòng)板11的外緣的側(cè)面14的距離比轉(zhuǎn)動(dòng)軸X到可動(dòng)板11的內(nèi)側(cè)遠(yuǎn)。慣性 矩是指物體的微小部分的質(zhì)量與該部分到軸的距離的平方的乘積的總和，所以相同質(zhì)量條 件下與將凹陷設(shè)置在可動(dòng)板11的表面或背面的情況相比，凹陷被設(shè)置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸X的可 動(dòng)板11的側(cè)面14使得慣性矩格外小。而且，由于不在可動(dòng)板11的表面或背面設(shè)置凹陷， 可以最大限度地將可動(dòng)板11的表面或背面用作反射面或其他元件的安裝面。如圖2所示， 例如磁石22被固定在該可動(dòng)板11的背面。這里，將可動(dòng)板的厚度設(shè)為a、可動(dòng)板的反射面的外形尺寸設(shè)為b時(shí)，優(yōu)選a/b是 大于等于0. 01小于等于1. 4。使a/b小于等于1. 4是因?yàn)闉榱朔乐瓜驒M方向的貫穿以確 保鏡面，a/b必須小于等于1. 4。例如，當(dāng)鏡的外形尺寸為b、厚度為a時(shí)，向橫方向的蝕刻 量是c，θ是Μ. 73°。此時(shí)，為了防止橫方向的貫穿，需要滿足下式(1)的條件，而且如圖 3所示，c用下式( 表示。下式(1)成立。根據(jù)下式(1)以及下式0)，如下式C3)所示， a/b小于等于1. 4。b ≥ 2c(1)(a/2) /c = tan54. 73 (2)a/b ≤1.4 (3)使a/b大于等于0. 01是因?yàn)橥ㄟ^(guò)使這樣尺寸的可動(dòng)板的側(cè)面凹陷，可以增大降 低可動(dòng)板的慣性矩的效果。例如，對(duì)于厚度a = 150 μ m、外形尺寸b = 2000 μ m的鏡，將側(cè)面 不凹陷的可動(dòng)板作為比較例，將側(cè)面是出現(xiàn)(111)面并凹陷的可動(dòng)板作為實(shí)施例。在上述條件下模擬慣性矩的結(jié)果是，比較例的慣性矩是2. 97X10_13kgm2，與此相對(duì)，本實(shí)施例的慣 性矩是2. 40X10_13kgm2。其結(jié)果是，(實(shí)施例的慣性矩/比較例的慣性矩)X 100%= 81%， 證實(shí)了慣性矩減少約20%。接下來(lái)，參照?qǐng)D4至圖18，對(duì)上述實(shí)施方式所涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法進(jìn)行說(shuō) 明。如圖4所示，例如，準(zhǔn)備含有硅的基板10。然后，如圖5所示，通過(guò)熱氧化，在基板 10的兩面形成包含氧化硅的掩膜31、32。接下來(lái)，如圖6所示，在基板10的表面?zhèn)鹊难谀?1上形成保護(hù)層41，保護(hù)層41可 以是正(positive)的也可以是負(fù)(negative)的。然后，接著，如圖7所示，在基板10的背 面?zhèn)鹊难谀?2上形成保護(hù)層42。接下來(lái)，如圖8所示，曝光及顯影基板10的背面?zhèn)鹊谋Ｗo(hù)層42，在保護(hù)層42上形 成規(guī)定的開(kāi)口圖案P2。開(kāi)口圖案P2例如可以是使可動(dòng)板11、支承框12、彈性支承部13以 外的區(qū)域開(kāi)口的圖案。接下來(lái)，如圖9所示，將保護(hù)層42作為掩膜并蝕刻背面?zhèn)鹊难谀?2?；诖?，保護(hù) 層42的開(kāi)口圖案P2被轉(zhuǎn)印到掩膜32。在掩膜32的蝕刻中，例如使用了氫氟酸(BHF)。接下來(lái)，如圖10所示，除去基板兩面的保護(hù)層41、42。在保護(hù)層41、42的除去中使 用了硫酸洗凈或灰化拋光(ashing)。接下來(lái)，如圖11所示，在基板10的背面?zhèn)仍俅涡纬杀Ｗo(hù)層43。并且，如圖12所 示，在基板10的表面?zhèn)仍俅涡纬杀Ｗo(hù)層44。接下來(lái)，如圖13所示，曝光及顯影基板10的表面?zhèn)鹊谋Ｗo(hù)層44，在保護(hù)層44上形 成規(guī)定的開(kāi)口圖案P1。開(kāi)口圖案Pl例如是與開(kāi)口圖案P2相同的圖案。接下來(lái)，如圖14所示，將保護(hù)層44作為掩膜并蝕刻表面?zhèn)鹊难谀?1?；诖耍?護(hù)層44的開(kāi)口圖案Pl被轉(zhuǎn)印至掩膜31。在掩膜31的蝕刻中，例如使用氫氟酸(BHF)。接下來(lái)，如圖15所示，除去基板兩面的保護(hù)層43、44。在保護(hù)層43、44的除去中， 使用硫酸洗凈或灰化拋光。接下來(lái)，如圖16所示，利用掩膜31、32蝕刻基板10?；诖耍诨?0上形成貫 穿孔(通孔)，形成可動(dòng)板11、支承框12、彈性支承部13的圖案。在基板10的蝕刻中，使用 例如使用了 KOH的濕式蝕刻。接下來(lái)，如圖17所示，除去掩膜31、32后，通過(guò)在基板10的表面上形成金屬膜并 進(jìn)行圖案形成，從而在可動(dòng)板11上形成反射膜21。作為金屬膜的成膜方法，可以例舉真空 蒸鍍、濺射、電鍍、非電解鍍、金屬箔的接合等。另外，也可以不除去掩膜31及掩膜32，而將 其殘留。接下來(lái)，如圖18所示，隔著未圖示的粘結(jié)劑將磁石22固定在可動(dòng)板11的背面。作為之后的步驟，將包括用上述方法并使用一個(gè)基板制成的可動(dòng)板11、支承框12 以及彈性支承部13的結(jié)構(gòu)體安裝于架50上，從而制成光偏轉(zhuǎn)器1。以上是本實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法的全部制造步驟，下面將參照?qǐng)D 19至圖22對(duì)使可動(dòng)板11的側(cè)面Ila凹陷的方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在圖19至圖22中，(A) 是基板10的截面圖，(B)是基板10的表面圖。圖19是在基板10的表面及背面形成所需要的圖案的掩膜31及32后的截面圖及表面圖。圖19(A)的截面圖與圖15對(duì)應(yīng)。在以下的說(shuō)明中，例如是采用由主面為(100)面 的硅晶片構(gòu)成的基板10的情況。如圖20所示，如果對(duì)基板10進(jìn)行使用KOH的濕式蝕刻，從基板10的兩面開(kāi)始進(jìn) 行蝕刻。在使用濕式蝕刻的情況下，例如基板10中露出于開(kāi)口圖案P1、P2的部位被蝕刻成 錐形。如圖21所示，從基板10的表面開(kāi)始蝕刻而形成的孔與從基板10的背面開(kāi)始蝕刻 而形成的孔的底之間彼此接觸，從而形成一個(gè)貫穿基板10的孔。此時(shí)，在KOH等濕式蝕刻 中，硅的結(jié)晶面方位(111)面作為蝕刻阻止面(stopper)而發(fā)揮作用，所以由與表面所成的 角度θ = 54. 73°的面構(gòu)成的側(cè)面形狀被自動(dòng)地形成。如圖21所示，通常利用濕式蝕刻加 工基板10時(shí)，基板10的側(cè)面1 朝向軸的相反側(cè)形成為凸?fàn)?。在本?shí)施方式中，如圖22所示，過(guò)蝕刻(over etching)基板10，并在保持鏡的反 射面的有效面積的狀態(tài)下蝕刻基板10的側(cè)面直至內(nèi)側(cè)的(111)面。基于此，如圖22所示， 得到向軸凹陷的側(cè)面14。通過(guò)管理濕式蝕刻液的溫度、濃度、蝕刻時(shí)間從而自動(dòng)地形成該側(cè) 面14。在上述本實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1中，相同質(zhì)量條件下與在可動(dòng)板11的表面或 背面設(shè)有凹陷的情況比較，可動(dòng)板11的側(cè)面14凹陷得到了很大的降低慣性矩的效果。而 且，由于不在可動(dòng)板11的表面或背面設(shè)置凹陷，可以最大限度地將可動(dòng)板11的表面或背面 用作反射面或其他元件的安裝面。這樣，由于可以在不改變鏡2的有效面積的情況下減少鏡2的慣性矩，所以可以減 小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)施加給彈簧(彈性支承部13)的應(yīng)力，并且可以防止彈性支承部13的破損。而且，通過(guò)慣性矩的減少可以縮短實(shí)現(xiàn)相同共振頻率的彈性支承部13的長(zhǎng)度以 實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)，可以抑制在驅(qū)動(dòng)頻率附近出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)以外的模式。而且，可以實(shí)現(xiàn)大偏轉(zhuǎn)另外，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法，使用濕式蝕刻來(lái)過(guò)蝕刻基 板10，并至少使基板10的形成可動(dòng)板11的部位處的側(cè)面凹陷，從而可以在不追加制造工序 的情況下，制造出可以降低慣性矩的可動(dòng)板11。另外，在如上所述地對(duì)基板10實(shí)施濕式蝕刻后，也可以對(duì)基板10進(jìn)行各向同性蝕 刻使基板10的結(jié)晶面的棱線部形成弧形。對(duì)基板10實(shí)施濕式蝕刻(各向異性蝕刻)而出 現(xiàn)的(111)面形成為與相鄰的面之間形成的角度是109. 47°。在可動(dòng)板11與支承框12的 連接部位，由于應(yīng)力集中在該角部(棱線部)，因此連接部位有可能破損。通過(guò)對(duì)基板10實(shí) 施各向同性蝕刻，可以使該角部形成弧形，所以可以緩和應(yīng)力向角部的集中?；诖?，可以 防止應(yīng)力集中導(dǎo)致的可動(dòng)板11和支承框12的連接部位的破損。另外，對(duì)基板10實(shí)施各向同性蝕刻時(shí)，為了調(diào)整各向異性蝕刻造成的基板10整體 的縮小，優(yōu)選預(yù)先在濕式蝕刻時(shí)，調(diào)整掩膜31、32，以使可動(dòng)板11、支承框12、彈性支承部13 的各圖案形成地稍大些。(第二實(shí)施方式)在基板10的濕式蝕刻中，與可動(dòng)板11對(duì)應(yīng)的部分和與彈性支承部13對(duì)應(yīng)的部分 的連接部成為角部，有時(shí)該角部的蝕刻與其他區(qū)域的蝕刻相比更快地進(jìn)行。第二實(shí)施方式 用于防止該角部的過(guò)度的蝕刻。
參照?qǐng)D23至圖觀對(duì)第二實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖 23至圖觀是基板10的蝕刻步驟中的表面圖。如圖23所示，在本實(shí)施方式中，在基板10的表面形成掩膜31，該掩膜31包括與 可動(dòng)板11對(duì)應(yīng)的第一掩膜圖案31a、與彈性支承部13對(duì)應(yīng)的第二掩膜圖案31b、用于防止 可動(dòng)板11與彈性支承部13的連接部的垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面積小于其他部位的校正掩膜圖 案31c。另外，在基板10的背面?zhèn)纫残纬删哂信c表面?zhèn)鹊难谀?1相同圖案的掩膜32。如 圖所示，校正掩膜圖案31c形成為與轉(zhuǎn)動(dòng)軸正交的方向上的寬度大于第二掩膜圖案31b小 于第一掩膜圖案31a。圖M是可動(dòng)板和彈性支承部的連接部處的掩膜的放大圖，圖25是掩膜31下方的 基板的放大表面圖。圖沈至圖觀是進(jìn)行蝕刻時(shí)的基板10的連接部的放大圖，圖沈示出蝕 刻開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)，圖27示出利用濕式蝕刻貫穿基板時(shí)的狀態(tài)，圖觀示出過(guò)蝕刻后的狀態(tài)。圖四(八)示出了圖觀中的A-A截面。圖四出)示出了圖四(八)中的截面B-B。艮口， 圖29 (B)示出了平行于圖觀所示的平面的截面。另外，圖29(C)示出了圖觀中的C-C截 面。如圖22所示，通過(guò)對(duì)基板10進(jìn)行過(guò)蝕刻，形成了向軸凹陷的側(cè)面14，而通過(guò)設(shè)置校正 掩膜圖案31c來(lái)進(jìn)行蝕刻，如圖四(A)、四(B)、四(C)所示，側(cè)面14向軸凹陷，同時(shí)在可動(dòng)板 11與彈性支承部13的連接部19附近的角部15處，在該凹陷中形成了凸部16。這樣，通過(guò)預(yù)先設(shè)置校正掩膜圖案31c，可以防止可動(dòng)板11與彈性支承部13的連 接部19的截面積小于其他部位。因此，可以降低慣性矩，同時(shí)能維持彈性支承部13的剛性。 另外，在凸部16上除了會(huì)出現(xiàn)硅(111)面之外，根據(jù)蝕刻條件或校正掩膜圖案31c的形狀， 有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)(110)面、(100)面、(212)面、(331)面、(311)面、(131)面、(411)面、(141) 面等。此外，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)與這些面等效的面。如上所述，通過(guò)在可動(dòng)板11與彈性支承部13的連接部19附近的角部15上形成 包括校正掩膜圖案31c的掩膜31，從而即使角部15的蝕刻比其他部位更快地進(jìn)行，也可以 確?？蓜?dòng)板11與彈性支承部13的連接部19的截面積。而且，通過(guò)設(shè)置校正掩膜圖案31c， 基板10的側(cè)面14向軸凹陷，同時(shí)在連接部19處，在該凹陷中形成了凸部16，因此可以抑 制應(yīng)力向連接部19集中，并且可以防止由此造成的彈性支承部13的破損。而且，由于此連 接部19距離轉(zhuǎn)動(dòng)軸很近，所以即使連接部19不向軸凹陷，也不會(huì)那么影響轉(zhuǎn)動(dòng)矩的降低效^ ο(第三實(shí)施方式)作為本實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1的應(yīng)用例，對(duì)投影型顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖30 是示出投影型顯示裝置的概略構(gòu)成的圖。圖30所示的光掃描裝置使用圖1所示的光偏轉(zhuǎn) 器1作為水平掃描鏡。圖30所示的光掃描裝置除了光偏轉(zhuǎn)器1之外還包括激光光源101、分色鏡102、 光電二極管103、垂直鏡104。激光光源101具有射出紅色激光的紅色激光光源101R、射出藍(lán)色激光的藍(lán)色激 光光源101B、射出綠色激光的綠色激光光源101G。但是，也可以使用兩種顏色以下或四種 顏色以上的激光光源。分色鏡102包括反射來(lái)自紅色激光光源IOlR的紅色激光的分色鏡102R、反射藍(lán) 色激光并使紅色激光透過(guò)的分色鏡102B、反射綠色激光并使藍(lán)色激光及紅色激光透過(guò)的分色鏡102G。通過(guò)這三種分色鏡102，可以使紅色激光、藍(lán)色激光及綠色激光的合成光入射到 振動(dòng)鏡1。光電二極管103檢測(cè)未被各分色鏡102R、102G、102B反射而透過(guò)的紅色激光、綠色
激光、藍(lán)色激光的光量。光偏轉(zhuǎn)器1在水平方向(X軸的垂直方向)掃描從分色鏡102送出的激光。如上 所述，光偏轉(zhuǎn)器1是利用MEMS形成的共振型鏡。垂直鏡104在垂直方向掃描被光偏轉(zhuǎn)器1反射的激光。垂直鏡104例如由電流鏡 (galvano-mirror)構(gòu)成。電流鏡是指在鏡中安裝軸并根據(jù)電振動(dòng)改變鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)角的偏轉(zhuǎn) 器。通過(guò)由光偏轉(zhuǎn)器1進(jìn)行的激光的水平掃描以及由垂直鏡104進(jìn)行的激光的垂直掃描來(lái) 顯示圖像。作為上述激光光源101、振動(dòng)鏡1、垂直鏡104的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，本實(shí)施方式涉及的 光掃描裝置還包括驅(qū)動(dòng)激光光源101的激光驅(qū)動(dòng)單元110、驅(qū)動(dòng)光偏轉(zhuǎn)器1的水平鏡驅(qū)動(dòng) 單元111、驅(qū)動(dòng)垂直鏡104的垂直鏡驅(qū)動(dòng)單元112、控制整體動(dòng)作的控制單元113以及存儲(chǔ) 單元114?？刂茊卧?13根據(jù)個(gè)人電腦或便攜式電話等各種圖像源115輸送的圖像信息，控 制激光驅(qū)動(dòng)單元110、水平鏡驅(qū)動(dòng)單元111以及垂直鏡驅(qū)動(dòng)單元112的動(dòng)作，以顯示這些圖像。存儲(chǔ)單元114例如由收容各種程序的ROM、收容變量等的RAM以及非易失性存儲(chǔ)器 構(gòu)成。通過(guò)將本實(shí)施方式涉及的光偏轉(zhuǎn)器1應(yīng)用于顯示裝置，可以實(shí)現(xiàn)顯示性能良好的 顯示裝置。(第四實(shí)施方式)圖31 (A)是示出根據(jù)第四實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器1的概略構(gòu)成的上表面圖，圖31⑶ 是圖31㈧中的B-B截面的示意圖。但是，圖31 (B)僅示出了光偏轉(zhuǎn)器1的支承框12和 彈性支承部17。如圖所示，在本實(shí)施方式中，每個(gè)彈性支承部17均由兩根桿17a形成。桿 17a的截面為平行四邊形，并被配置成沿著朝向上表面?zhèn)鹊姆较?，兩根桿17a的間距增大。 而且，這里，圖中的θ = 54.73°。利用圖32和圖33對(duì)根據(jù)第四實(shí)施方式的光偏轉(zhuǎn)器1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖32 和圖33示出了和圖31 (B)相同的截面。首先，在基板10的表面和背面形成與可動(dòng)板11、支 承框12以及彈性支承部17對(duì)應(yīng)的圖案的蝕刻用掩膜。圖32示出了對(duì)應(yīng)于支承框12的掩 膜圖案31g和對(duì)應(yīng)于彈性支承部17的掩膜圖案31b。接著，對(duì)基板10進(jìn)行采用KOH的濕式蝕刻。從基板10的表面和背面進(jìn)行的蝕刻所 形成的各個(gè)孔相互連接，從而形成貫穿基板10的一個(gè)孔。在KOH等的濕式蝕刻中，由于硅的 結(jié)晶面方位(111)面用作蝕刻止動(dòng)面，因此自動(dòng)地形成由與表面所成角度θ = 54. 73°的 面構(gòu)成的側(cè)面形狀。如圖33所示，支承框12的側(cè)面14b朝向軸的相反側(cè)形成為凸?fàn)?。?且，彈性支承部17的桿17a外側(cè)的側(cè)面Hc在基板10的表面?zhèn)葰埩粲型共?。彈性支承?17的桿17a內(nèi)側(cè)的側(cè)面14d在基板10的背面?zhèn)葰埩粲型共浚瑑筛鶙U17a之間處于尚未貫通 的狀態(tài)。如此，根據(jù)形成在基板10的表面和背面上的掩膜圖案，通過(guò)蝕刻來(lái)形成孔。接著，對(duì)基板10進(jìn)行過(guò)蝕刻，并蝕刻基板10的側(cè)面直至內(nèi)側(cè)的(111)面時(shí)，如圖31(B)所示，支承框12的側(cè)面14b形成向軸凹陷的狀態(tài)。而且，桿17a外側(cè)的側(cè)面Hc和內(nèi) 側(cè)的側(cè)面14d上的凸部也被蝕刻，兩根桿17a之間貫通。此外，可以和第二實(shí)施方式一樣，通過(guò)形成包括校正掩膜圖案的蝕刻用掩膜來(lái)進(jìn) 行蝕刻，該校正掩膜圖案用于防止可動(dòng)板11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部 的截面積小于其他部位。圖34(A)是包括基板10表面的校正掩膜圖案的掩膜圖案的示意 圖，圖34(B)是包括基板10背面的校正掩膜圖案的掩膜圖案的示意圖。另外，圖34(A)、 34(B)僅僅放大示出了可動(dòng)板11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部19的周邊。 設(shè)在基板10的表面上的校正掩膜圖案31d被設(shè)置在與連接部19附近的內(nèi)側(cè)的角部1 相 對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。設(shè)在基板10的表面上的校正掩膜圖案31e被設(shè)置在與連接部19附近的外 側(cè)的角部1 相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。設(shè)在基板10的背面的校正掩膜圖案31f被設(shè)置在與連接 部19附近的外側(cè)的角部1 相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中。校正掩膜圖案31d、31e、31f均為矩形形狀， 但它們的長(zhǎng)寬比不同。圖35示出了設(shè)置有圖34(A)、34(B)所示的校正掩膜圖案31d、31e、31f并對(duì)基板 10進(jìn)行過(guò)蝕刻后的狀態(tài)。圖35示出了和圖31(B)相同的截面。如圖35所示，在彈性支承 部17的兩根桿17a外側(cè)的側(cè)面14c的背面?zhèn)群蛷椥灾С胁?7的兩根桿17a內(nèi)側(cè)的側(cè)面 14d的表面?zhèn)壬闲纬闪送共?8。此外，圖36示出了圖31 (A)中的C-C截面。如圖36所示， 可動(dòng)板11的側(cè)面14向垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸(圖31中的X軸)的軸(Y軸)凹陷，同時(shí)在可動(dòng)板 11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部19附近的角部15處，在該凹陷中形成了凸 部16。這樣，通過(guò)預(yù)先設(shè)置校正掩膜圖案31d、31e、31f，可以防止可動(dòng)板11與彈性支承 部17的兩根桿17a之間的連接部19的截面積小于其他部位。因此，可以降低慣性矩，同時(shí) 能維持彈性支承部17的剛性。另外，在凸部18上除了會(huì)出現(xiàn)硅(111)面之外，根據(jù)蝕刻條 件或校正掩膜圖案31c的形狀，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)(110)面、(100)面、(212)面、(331)面、(311) 面、(131)面、011)面、(141)面等。此外，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)與這些面等效的面。如上所述，通過(guò)在可動(dòng)板11與彈性支承部17的兩根桿17a之間的連接部19附近 的角部15上形成具有校正掩膜圖案31d、31e、31f的掩膜來(lái)對(duì)基板10進(jìn)行蝕刻，從而即使 連接部19附近的角部15的蝕刻比其他部位更快地進(jìn)行，也可以確保可動(dòng)板11與桿17a的 連接部19的截面積。而且，通過(guò)設(shè)置校正掩膜圖案31(1、316、316基板10的側(cè)面14向軸凹 陷，同時(shí)在連接部19處形成凸部18，因此可以抑制應(yīng)力向連接部19集中，并且可以防止由 此造成的彈性支承部17的破損。而且，由于此連接部19距離轉(zhuǎn)動(dòng)軸很近，所以即使連接部 19不向軸凹陷，也不會(huì)那么影響轉(zhuǎn)動(dòng)矩的降低效果本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式的說(shuō)明。例如，可動(dòng)板11也可以是圓形以外的多角形。而且，雖然在本實(shí)施方式中示例了 一維一自由度驅(qū)動(dòng)型的可動(dòng)板11，但也可以是二維驅(qū)動(dòng)型的可動(dòng)板11，而且也可以是一維 二自由度驅(qū)動(dòng)型的可動(dòng)板11。在使用二維驅(qū)動(dòng)型的振動(dòng)鏡時(shí)，不需要垂直鏡104。而且，光偏轉(zhuǎn)鏡1除了可以用于顯示裝置之外還可以應(yīng)用于激光打印機(jī)等。此外，在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。符號(hào)說(shuō)明1光偏轉(zhuǎn)器2鏡0131]10基板11可動(dòng)板
0132]12支承框13、17彈性支承部
0133]14側(cè)面15、15a、15b 角部
0134]16,18凸部17a桿
0135]19連接部50架
0136]21反射膜22磁石
0137]41、42、43、44 保護(hù)層 31、32 掩膜
0138]51線圈
0139]100顯示裝置101激光光源
0140]IOlR紅色激光光源IOlG綠色激光光源
0141]IOlB藍(lán)色激光光源
0142]102、102R、102G、102B 分色鏡
0143]103、103R、103G、103B 光電二極管
0144]104垂直鏡110激光驅(qū)動(dòng)單元
0145]111水平鏡驅(qū)動(dòng)單元112垂直鏡驅(qū)動(dòng)單7
0146]113控制單元114存儲(chǔ)單元
0147]115圖像源P1、P2開(kāi)口圖案
權(quán)利要求
1.一種光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，包括可動(dòng)板，包括設(shè)置有反射面的表面以及與所述表面相對(duì)的背面，其中，所述反射面用于 反射光；以及一對(duì)支承部，支承所述可動(dòng)板，使所述可動(dòng)板可圍繞規(guī)定的軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 其中，所述支承部包括截面為平行四邊形的兩根桿部件，所述兩根桿部件被配置成，所 述兩根桿部件的間距沿著從所述可動(dòng)板的背面?zhèn)瘸蛩隹蓜?dòng)板的表面?zhèn)鹊姆较蛟龃蟆?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，所述兩根桿部件包括支承部側(cè)面，所述支承部側(cè)面用于連接所述可動(dòng)板的背面?zhèn)鹊拿?和所述可動(dòng)板的表面?zhèn)鹊拿?，在所述支承部?cè)面出現(xiàn)規(guī)定的結(jié)晶面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，所述規(guī)定的結(jié)晶面為(111)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光偏轉(zhuǎn)器，其特征在于，將所述可動(dòng)板的厚度設(shè)為a、將所述 可動(dòng)板的反射面的外形尺寸設(shè)為b時(shí)，a/b大于等于0. 01小于等于1. 4。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在確保包括反射面的可動(dòng)板的有效面積的同時(shí)降低可動(dòng)板的慣性矩的光偏轉(zhuǎn)器及其制造方法。上述光偏轉(zhuǎn)器包括可動(dòng)板，包括設(shè)置有反射面的表面以及與上述表面相對(duì)的背面，其中，上述反射面用于反射光；以及一對(duì)支承部，支承上述可動(dòng)板，使上述可動(dòng)板可圍繞規(guī)定的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，上述支承部包括截面為平行四邊形的兩根桿部件，上述兩根桿部件被配置成，上述兩根桿部件的間距沿著從上述可動(dòng)板的背面?zhèn)瘸蛏鲜隹蓜?dòng)板的表面?zhèn)鹊姆较蛟龃蟆?br> 文檔編號(hào)G02B26/08GK102073138SQ201110027528
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者中村真希子, 溝口安志 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社