JP2004358603A - マイクロデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は機能部品として光デバイスやＭＥＭＳ部品が搭載されたマイクロデバイスの製造方法に関し、製造工程中に機能素子に汚染が発生することを確実に防止することを課題とする。
【解決手段】光デバイス部２７を形成する時に用いられる犠牲層３４を除去する犠牲層除去工程と、光デバイス部２７が形成された基板２２Ａにスペーサ２３Ａを介してガラス板２４を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法において、犠牲層３４が除去される前の光デバイス部２７が形成された基板２２Ａに対し接着剤３２を用いてスペーサ２３Ａを配設し、その後に犠牲層３４を除去する。
【選択図】 図１
【解決手段】光デバイス部２７を形成する時に用いられる犠牲層３４を除去する犠牲層除去工程と、光デバイス部２７が形成された基板２２Ａにスペーサ２３Ａを介してガラス板２４を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法において、犠牲層３４が除去される前の光デバイス部２７が形成された基板２２Ａに対し接着剤３２を用いてスペーサ２３Ａを配設し、その後に犠牲層３４を除去する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロデバイスの製造方法に係り、特に機能部品として光デバイスやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）部品が搭載されたマイクロデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光デバイスやＭＥＭＳのように、半導体製造技術を利用して基板（例えば、シリコン基板）上に、電子回路ばかりでなくアクチュエータ等の機械的駆動要素（以下、機能素子という）を製造する技術が注目され、かつ開発が進められている。
【０００３】
このような半導体製造技術を利用して基板上に電子回路ばかりでなく機能素子を形成した装置（以下、マイクロデバイスという）は、機能素子内に塵芥が侵入すると適正な駆動ができなくなってしまう。このため、マイクロデバイスは、塵芥のデバイス内の侵入を確実に防止する必要がある。そこで、従来からマイクロデバイスでは、例えば特許文献１に示されるように、機能素子が形成される部分をリッド（蓋）により覆う構成が採られている。
【０００４】
図１０は、従来の一例であるマイクロデバイスを示している。同図では、マイクロデバイスとして光学系モジュール１を例に挙げている。また、図１１は、従来における光学系モジュール１の製造方法の一例を示している。
【０００５】
光学系モジュール１は、大略すると基板２，スペーサ３，ガラス板４（リッド），光デバイス部７等により構成されている。この光学系モジュール１は、実装基板５上に実装用接着剤６を用いて実装されている。
【０００６】
基板２はシリコン基板であり、その上部には光デバイス部７，配線８，及びスペーサ３が配設されている。光デバイス部７は例えば光スイッチであり、基板２上にＭＥＭＳ技術を用いて形成されている。
【０００７】
また配線８は、スペーサ３の内側と外側とを電気的に接続するものである。即ち、配線８のスペーサ３の内側に位置する端部はワイヤ９により光デバイス部７に接続されており、配線８のスペーサ３の外側に位置する他端部はワイヤ１０により実装基板５に形成された電極１１に接続されている。
【０００８】
スペーサ３は、第１の接着剤１２により基板２に固定されている。また、このスペーサ３の上部には、ガラス板４が第２の接着剤１３を用いて固定されている。このスペーサ３及びガラス板４により、光デバイス部７は封止された構造となる。よって、ガラス板４を配設した後は、スペーサ３とガラス板４とにより封止された光デバイス部７が配設された空間内に塵芥が侵入することはなくなり、光デバイス部７の保護を図ることができる。
【０００９】
続いて、図１１を参照し、従来における光学系モジュール１の製造方法について説明する。光学系モジュール１を製造するには、予め別工程で光デバイス部７及び配線８が形成された基板２を用意する。
【００１０】
この状態では、図１１（Ａ）に示すように、まだ犠牲層１４は除去されておらず、光デバイス部７と一体的に形成された状態となっている。従来の製造工程では、この犠牲層１４を除去する処理が最初に実施される。この犠牲層１４の除去処理が実施されることにより、基板２には光デバイス部７のみが形成された状態となり、よって光デバイス部７は駆動可能な状態となる。
【００１１】
続いて、図１１（Ｂ）に示すように、スペーサ３の配設位置に対応する部位に第１の接着剤１２（熱硬化性樹脂よりなる）を塗布し、続いて光デバイス部７と配線８とをワイヤ９により接続する。その後に、スペーサ３を第１の接着剤１２上に載置すると共に所定の温度で加熱し、第１の接着剤１２を固化させることによりスペーサ３を基板２に固定する。図１１（Ｃ）は、スペーサ３が基板２に固定された状態を示している。
【００１２】
続いて、図１１（Ｄ）に示されるように、スペーサ３の上面に第２の接着剤１３（熱硬化性樹脂よりなる）を塗布する。スペーサ３に第２の接着剤１３が塗布されると、続いて図１１（Ｅ）に示されるように、ガラス板４が第２の接着剤１３を介してスペーサ３上に載置される。この状態で所定の温度に加熱処理を行なうことにより、第２の接着剤１３は硬化してガラス板４はスペーサ３に固定される。これにより、光デバイス部７は、スペーサ３及びガラス板４により封止された構成となる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２４６４８９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の光学系モジュール１（マイクロデバイス）の製造方法においても、光デバイス部７（機能素子）はスペーサ３及びガラス板４により封止されるため、ガラス板４の配設後においては塵芥が光デバイス部７に付着し、光デバイス部７を汚染することを防止ができる。
【００１５】
しかしながら、従来の光学系モジュール１（マイクロデバイス）の製造方法では、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、犠牲層１４を除去することにより光デバイス部７が外部に露出した状態とした後に、基板２に第１の接着剤１２，スペーサ３，第２の接着剤１３，及びガラス板４を配設する方法が採られていた。
【００１６】
このため、第１の接着剤１２によりスペーサ３を基板２に固定する際、また第２の接着剤１３によりガラス板４をスペーサ３に固定する際に加熱処理を行なうと、各接着剤１２，１３からガス（揮発成分）が発生し、このガスにより光デバイス部７が汚染されてしまうという問題点があった。このように、光デバイス部７が汚染された場合、光デバイス部７が適正に駆動しなくなり、光学系モジュール１の信頼性が大きく低下してしまう。
【００１７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、製造工程中に機能素子に汚染が発生することを確実に防止しうるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１記載の発明は、
機能素子を形成する時に用いられる犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記機能素子が形成された基板に、スペーサを介してガラス板を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法であって、
前記犠牲層が除去される前の前記機能素子が形成された基板に対し、接着剤を用いて前記スペーサを配設するスペーサ配設工程と、
該スペーサ配設工程が終了した後、前記犠牲層除去工程を実施することを特徴とするものである。
【００２０】
上記発明によれば、基板に接着剤を用いてスペーサを配設する際、機能素子には犠牲層が設けられたままの状態となる。即ち、機能素子が犠牲層により保護された状態で、接着剤によりスペーサが基板に接着される。このため、接着時に接着剤からガス（揮発成分）が発生しても、機能素子は犠牲層により保護されているため、機能素子がこのガスにより汚染されるようなことはない。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、
機能素子が形成された基板に、スペーサを介してガラス板を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法であって、
前記ガラス板を前記スペーサに陽極接合を用いて配設したことを特徴とするものである。
【００２２】
上記発明によれば、機能素子が形成された基板にスペーサを介してガラス板を配設する際、陽極接合を用いてガラス板をスペーサに接合するため、従来必要とされた接着剤を不要とすることができ、よってガラス板とスペーサとの接合時に接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサの材料としてシリコンを用いたことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、スペーサの材料としてシリコンを用いたことにより、スペーサの加工精度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
一端部が前記機能素子と電気的に接続されると共に、他端部が前記基板の前記機能素子が配設された面と反対側の面に露出するスルーホール電極を前記基板に形成するスルーホール形成工程を更に設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明によれば、機能素子に接続される配線を基板上のスペーサが配設された外部まで引き出す必要がなくなるため、この配線の引き出しに要する領域分だけマイクロデバイスの小型化を図ることができる。
【００２７】
また、請求項５記載の発明は、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサを形成するスペーサ形成工程を更に有し、
該スペーサ形成工程において、前記スペーサを枠状に形成すると共に、前記スペーサの内周コーナー部を湾曲形状に形成したことを特徴とするものである。
【００２８】
上記発明によれば、スペーサを枠状に形成すると共に、このスペーサの内周コーナー部を湾曲形状に形成したことにより、コーナー部に応力が集中することがなくなり、枠状とすることにより幅が狭くなっても強度を維持することができる。
【００２９】
また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサ形成工程で、前記スペーサに前記基板に当接する凸部と、該当接部に対し窪んだ凹部とを形成し、
前記スペーサ配設工程では、前記凸部を前記基板に当接させると共に、前記凹部に前記接着剤を充填することにより、前記スペーサを前記基板に配設することを特徴とするものである。
【００３０】
上記発明によれば、スペーサ形成工程においてスペーサに凸部及び凹部が形成される。よって、スペーサ配設工程においてスペーサを基板に配設した際、凸部が基板に当接すると共に、凹部は基板から離間した状態となる。よって、スペーサの基板に対する高さは、凸が基板と当接することにより精度出しを行なうことができる。また、凹部と基板との間には間隙が形成されるため、スペーサと基板を接着する接着剤はこの凹部と基板との間に配設され、凸部と基板との間には配設されないため、基板に対するスペーサの高さを一定に保つことができる。
【００３１】
また、請求項７記載の発明に係るマイクロデバイスの製造方法は、
基材にキャビティを形成することにより収納基板を形成する収納基板形成工程と、
犠牲層が除去される前の機能素子が形成された基板を、前記収納基板のキャビティ内に接着剤を用いて配設する基板配設工程と、
該基板配設工程の終了の後に、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記キャビティを覆うように前記収納基板にガラス板を配設する工程とを有することを特徴とするものである。
【００３２】
上記発明によれば、スペーサを用いないため、スペーサの接着処理を不要とすることができ、よって接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００３３】
また、請求項８記載の発明は、
請求項７記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記ガラス板を前記収納基板に陽極接合を用いて配設したことを特徴とするものである。
【００３４】
上記発明によれば、陽極接合を用いてガラス板を収納基板に接合するため、接合時に機能素子を汚染させるガスの発生はなく、よって汚染のない信頼性の高いマイクロデバイスを製造できる。
【００３５】
また、請求項９記載の発明は、
請求項７または８記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記収納基板の材料としてシリコンを用いたことを特徴とするものである。
【００３６】
上記発明によれば、収納基板の材料としてシリコンを用いたことにより、シリコンは加工精度が高いため、キャビティを精度よく形成することができる。
【００３７】
また、請求項１０記載の発明は、
請求項７乃至９のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
一端部が前記機能素子と電気的に接続されると共に、他端部が前記収納基板の前記機能素子が配設された面と反対側の面に露出するスルーホール電極を前記収納基板に形成するスルーホール形成工程を更に設けたことを特徴とするものである。
【００３８】
上記発明によれば、機能素子に接続される配線をキャビティの内壁に沿って外部まで引き出す必要がなくなるため、マイクロデバイスの製造の簡単化を図ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００４０】
図１及び図２は、本発明の第１実施例であるマイクロデバイスの製造方法を製造手順に沿って示す図である。本実施例では、マイクロデバイスとして、光デバイス部２７を機能素子として有する光学系モジュール２０Ａ（図２（Ｂ），（Ｃ）参照）を製造する方法を例に挙げて説明するものとする。また説明の便宜上、図２（Ｃ）を用いて光学系モジュール２０Ａの構成説明を先に簡単に行い、その後に光学系モジュール２０Ａの製造方法の説明を行なうものとする。
【００４１】
図２（Ｃ）に示されるように、光学系モジュール２０Ａは、大略すると基板２２，スペーサ２３Ａ，ガラス板２４，光デバイス部２７等により構成されている。この光学系モジュール２０Ａは、実装基板２５上に実装用接着剤２６を用いて実装されている。
【００４２】
基板２２はシリコン基板であり、その上部には光デバイス部２７，配線２８，及びスペーサ２３Ａが配設されている。光デバイス部２７は例えば光スイッチであり、基板２２上にＭＥＭＳ技術を用いて形成されている。この際、光デバイス部２７は、基板２２上に形成された犠牲層３４に形成される。
【００４３】
ここで、犠牲層とは、機能素子（光デバイス部２７）の製造段階では機能素子と一体的に層形成され、機能素子を保持する機能を奏し、最終的には機能素子の稼働のために除去される層をいう。従って、犠牲層３４が存在する間は、光デバイス部２７はこの犠牲層３４により保護される。
【００４４】
また、配線２８は銅膜をパターニングしたものであり、光デバイス部２７の形成時と前後して形成される。この配線２８は、スペーサ２３Ａの内側と外側とを電気的に接続するものである。即ち、配線２８のスペーサ２３Ａの内側に位置する端部はワイヤ２９により光デバイス部２７に接続されており、配線２８のスペーサ２３Ａの外側に位置する他端部はワイヤ１０により実装基板５に形成された電極１１に接続されている。ワイヤ２９，３０としては、金ワイヤを用いる。
【００４５】
スペーサ２３Ａはシリコン加工したものであり、接着剤３２により基板２２に固定されている。このスペーサ２３Ａは開口部３８が形成されることにより、図３に拡大して示すように平面視した状態で枠状の形状を有している。
【００４６】
また、光学系モジュール２０Ａの小型化を図るため、スペーサ２３Ａの幅寸法（図中、矢印Ｗで示す）を狭くなるよう形成している。シリコンは加工性がよく、また微細加工も可能であるため、幅寸法Ｗの狭いスペーサ２３Ａを容易に形成することができる。
【００４７】
更に、スペーサ２３Ａの開口部３８の内周コーナー部には、湾曲部３５が形成されている。これにより、スペーサ２３Ａのコーナー部に応力が集中することがなくなり、上記のように枠部分の幅寸法Ｗが狭くなってもスペーサ２３Ａの強度を維持することができる。
【００４８】
このスペーサ２３Ａの上部には、ガラス板２４が固定される。このスペーサ２３Ａ及びガラス板２４により、光デバイス部２７は封止された構造となる。よって、ガラス板２４を配設した後は、スペーサ２３Ａとガラス板２４とにより封止された光デバイス部２７が配設された空間内に塵芥が侵入することはなくなる。これにより、光デバイス部２７が汚染されることを防止することができ、よって光デバイス部２７を確実に駆動させることができる。
【００４９】
続いて、図１及び図２を参照し、本発明の第１実施例である光学系モジュール２０Ａの製造方法について説明する。
光学系モジュール１を製造するには、図１（Ａ）に示される基板２２Ａを用意する。この基板２２Ａはシリコンウェハであり、その表面にはマイクロマシニング技術を用いて光デバイス部２７及び配線２８等が形成されている。この光デバイス部２７等は基板２２Ａ上に多数個形成されているが、図１及び図２では１個の光学系モジュール２０Ａに対応する部分を拡大して示している。
【００５０】
この状態では、図１（Ａ）に示すように、光デバイス部２７には犠牲層３４が形成されたままの状態とされている。前記したように、従来の製造方法では先ず犠牲層１４を除去する処理を実施したが、本実施例では犠牲層３４を除去することはせずに次の工程に移る。
【００５１】
上記構成とされた基板２２Ａには、先ず図１（Ｂ）に示すように、接着剤３２の塗布が行なわれる。この接着剤３２は熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、基板２２Ａ上のスペーサ２３の配設位置に対応する部位に塗布される。この接着剤３２の上部には、図１（Ｃ）に示すようにスペーサ２３Ａが配設され、続いて加熱処理を実施することにより接着剤３２を硬化させスペーサ２３Ａを基板２２Ａに固定する（スペーサ配設工程）。
【００５２】
前記のように、本実施例ではスペーサ２３Ａの材料としてシリコンを用いているため、スペーサ２３Ａを高精度に加工することができる。このため、スペーサ２３Ａの幅寸法Ｗ（図３参照）を小さくすることができ、基板２２Ａ上におけるスペーサ２３Ａの配設面積（配設スペース）を小さくできる。これにより、製造される光学系モジュール２０Ａの小型化を図ることができ、１枚の基板２２Ａ（ウェハ）から製造される光学系モジュール２０Ａの個数を増大させることができる。
【００５３】
また、上記のようにスペーサ２３Ａの幅寸法Ｗを狭くしても、スペーサ２３Ａの内周コーナー部には湾曲部３５が形成されている。このため、上記のような温度変化があっても、コーナー部に応力が集中することがなくなり、スペーサ２３Ａの強度を維持することができる。
【００５４】
ところで、上記したようにスペーサ配設工程では、スペーサ２３Ａを基板２２Ａに固定する際、接着剤３２を硬化させるために加熱処理が実施される。この加熱処理において、接着剤３２に含まれる揮発成分はガス化して飛散する。しかしながら、本実施例では基板２２Ａに接着剤３２を用いてスペーサ２３Ａを配設する際、光デバイス部２７には犠牲層３４が設けられたままの状態となっている（図１（Ｃ）参照）。
【００５５】
即ち、光デバイス部２７が犠牲層３４により保護された状態で、接着剤３２によりスペーサ２３Ａが基板２２Ａに接着される。このため、接着時に接着剤３２からガス（揮発成分）が発生しても、光デバイス部２７は犠牲層３４により保護されているため、光デバイス部２７（機能素子）がこのガスにより汚染されるようなことはない。
【００５６】
上記のスペーサ配設工程が終了すると、次に光デバイス部２７を保護していた犠牲層３４を除去する処理が実施される（犠牲層除去工程）。この犠牲層３４の除去処理は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、アッシング、ケミカルエッチング等により実施される。
【００５７】
これにより、光デバイス部２７は外部に露出した状態となり、またこれに伴い光デバイス部２７は駆動が可能な状態となる。このように犠牲層３４が除去されると、光デバイス部２７と配線２８との電気的な接続処理が実施される。本実施例では、図１（Ｄ）に示すように、光デバイス部２７と配線２８をワイヤ２９によりワイヤボンディングする。
【００５８】
続いて、図１（Ｅ）に示すようにスペーサ２３Ａの上部にガラス板２４を位置決めし、スペーサ２３Ａ上にガラス板２４を配設する処理を行なう。本実施例では、シリコンよりなるスペーサ２３Ａとガラス板２４との接合に、陽極接合を用いている。この陽極接合とは、ガラスとシリコン（金属でも可能）を重ねて電圧印加しつつ加熱すると、ガラスとシリコンの界面で静電引力が発生し、これによりガラスとシリコンとが接合される接合方法である。
【００５９】
この陽極接合を用いてスペーサ２３Ａとガラス板２４を接合した場合、従来必要とされた接着剤を不要とすることができる。よって、ガラス板２４とスペーサ２３Ａとの接合時に、接着剤から発生するガスにより光デバイス部２７（機能素子）が汚染することを防止できる。
【００６０】
尚、陽極接合を用いてスペーサ２３Ａとガラス板２４を接合する場合、若干の酸素が発生することが知られているが、その発生量は微量であるため、光デバイス部２７に悪影響を及ぼすようなことはない。また、スペーサ２３Ａとガラス板２４とは熱膨張差が存在するため、この熱膨張差の影響を少なくする点から、ガラス板２４としては低膨張の硼珪酸ガラス、例えばパイレックス（登録商標）ガラスを用いることが望ましい。
【００６１】
図１（Ｆ）は、ガラス板２４がスペーサ２３Ａに陽極接合された状態を示している。このように、ガラス板２４がスペーサ２３Ａに配設されることにより、光デバイス部２７はガラス板２４及びスペーサ２３Ａにより封止された構成となり、よってこの封止後に塵芥が光デバイス部２７に付着することを防止することができる。
【００６２】
上記のようにガラス板２４の配設処理が終了すると、続いて図２（Ａ）に示すように、基板２２Ａをダイシングソー４４により切断し光学系モジュール２０Ａを個片化する。図２（Ｂ）は、個片化された光学系モジュール２０Ａを示している。このようにして製造された光学系モジュール２０Ａは、例えば図２（Ｃ）に示すように実装基板２５に実装されて使用される。光学系モジュール２０Ａの実装基板２５への実装方法としては、実装用接着剤２６を用いて光学系モジュール２０Ａの基板２２を実装基板２５に固定すると共に、配線２８と電極３１をワイヤ３０にて電気的に接続する。
【００６３】
続いて、上記構成とされた光学系モジュール２０Ａの変形例について説明する。前記した第１実施例に係る光学系モジュール２０Ａでは、スペーサ２３Ａは図３に示すように単に枠状の形状とされていた。
【００６４】
これに対して変形例では、図４及び図５に示すように、スペーサ２３Ｂを形成する際、スペーサ２３Ｂの基板２２（２２Ａ）と対向する位置に凸部３６を形成したことを特徴とするものである。このように、スペーサ２３Ｂに凸部３６を形成することにより、相対的にスペーサ２３Ｂには凸部３６に対して窪んだ凹部３７が形成される。
【００６５】
上記構成とされたスペーサ２３Ｂを基板２２（２２Ａ）に当接させ接着剤３２を用いて接着する際、凸部３６が基板２２と当接することにより、凹部３７の形成位置では基板２２と凹部３７との間に間隙が発生し、接着剤３２はこの間隙の内部に位置する構成となる。
【００６６】
これにより、凸部３６が基板２２（２２Ａ）と当接する部分には接着剤３２が介在しないため、スペーサ２３Ｂの基板２２（２２Ａ）に対する高さは、凸部３６が基板２２（２２Ａ）に直接当接することにより高さ出しを行なうことができる。また、前記のように接着剤３２は、凹部３７と基板２２（２２Ａ）との間に形成される間隙が形成される。よって、基板２２（２２Ａ）に対するスペーサ２３Ｂの高さを一定に保つことができる。これにより、ガラス板２４をスペーサ２３Ｂに陽極接合する際、確実に陽極接合することができ、光学系モジュール２０Ａの信頼性を高めることができる。
【００６７】
図７は、本発明の第２実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造された光学系モジュール２０Ｂを示している。尚、図７において、図１乃至図６に示した構成と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。また同一の製造処理についても同様に、その説明を省略する。
【００６８】
前記した第１実施例に係る光学系モジュール２０Ａ及びその製造方法では、基板２２Ａに配線２８を設け、この配線２８により光デバイス部２７をスペーサ２３Ａの外部に引き出し、この配線２８のスペーサ２３Ａの外部位置と電極３１（実装基板２５に設けられている）とを電気的接続する構成とした。
【００６９】
これに対して本実施例に係る光学系モジュール２０Ｂ及びその製造方法では、配線２８に代えてスルーホール４０を設けたことを特徴とするものである。このスルーホール４０は、基板２２のスペーサ２３Ａの形成位置よりも内側の位置に形成されている。
【００７０】
また、スルーホール４０の上端部は、光デバイス部２７（機能素子）と電気的に接続されると共に、下端部は基板２２の背面（光デバイス部２７が配設された面と反対側の面）に露出している。この露出位置には下部電極４１が形成されると共に、下部電極４１には外部接続端子となるはんだボール４２が配設されている。
【００７１】
この構成とすることにより、第１実施例のように光デバイス部２７に接続される配線２８をスペーサ２３Ａの外部まで引き出す必要がなくなるため、この配線の引き出しに要する領域分（図７に一点鎖線で示す領域分）だけ光学系モジュール２０Ｂの小型化を図ることができる。
【００７２】
図８及び図９は、本発明の第３実施例を示している。図８は第３実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造された光学系モジュール２０Ｃを示しており、また図９は本発明の第３実施例である光学系モジュール２０Ｃの製造方法を示している。尚、図８及び図９において、図１乃至図６に示した構成と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。また同一の製造処理についても同様に、その説明を省略する。
【００７３】
光学系モジュール２０Ｃは、キャビティ４６が形成されたキャビティ収納基板４５内に、光デバイス部２７が形成された基板２２を配設したことを特徴とするものである。キャビティ収納基板４５はシリコンにより形成されており、キャビティ４６はバルク状のシリコンをエッチングすることにより形成されている。また、ガラス板２４は、キャビティ収納基板４５の上面に、陽極接合を用いて接合されている。
【００７４】
更に、キャビティ収納基板４５の底面部にはスルーホール４０が形成されており、光デバイス部２７はこのスルーホール４０を用いてキャビティ収納基板４５の底面に配設されたはんだボール４２と電気的に接続されている。このように、スルーホール４０を用いることより、光デバイス部２７に接続される配線をキャビティ４６の内壁に沿って外部まで引き出す構成に比べ、光学系モジュール２０Ｃの製造の簡単化を図ることができる。
【００７５】
以下、図９を参照して，光学系モジュール２０Ｃの具体的な製造方法について説明する。
【００７６】
光学系モジュール２０Ｃを製造するには、先ず図９（Ａ）に示すシリコン基板４７を用意する。このシリコン基板４７は、高さＨが所定の高さとなるように高精度に形成されたものである。このシリコン基板４７には、エッチング処理を行なうことによりキャビティ４６が形成される（収納基板形成工程）。このエッチング処理は、キャビティ４６の内壁を垂直とする点からは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いることが望ましい。
【００７７】
続いて、このキャビティ４６が形成されたキャビティ収納基板４５には、スルーホール４０の形成処理が実施される。このスルーホール４０の形成処理は、周知の方法であり、特に困難を伴うものではない。このスルーホール４０の上端部には上部電極３９が形成され、また下端部には下部電極４１が形成される。
【００７８】
続いて、スルーホール４０が形成されたキャビティ収納基板４５には、光デバイス部２７が形成された基板２２が搭載される。この基板２２は、実装用接着剤２６を用いてキャビティ収納基板４５のキャビティ４６内に接着される。
【００７９】
この際、本実施例では犠牲層３４を除去しない、即ち光デバイス部２７に犠牲層３４が設けられた状態の基板２２をキャビティ収納基板４５に搭載する。このため、基板２２の接着時に実装用接着剤２６から発生する揮発成分（ガス）により、光デバイス部２７が汚染してしまうようなことはない。
【００８０】
基板２２がキャビティ４６内に配設されると、続いて犠牲層３４が除去されると共に、光デバイス部２７と上部電極３９とがワイヤ２９により接続される。続いて、キャビティ収納基板４５の上面にガラス板２４が搭載され、このキャビティ収納基板４５とガラス板２４とを陽極接合する。この際、前記のようにキャビティ収納基板４５は高さＨのシリコン基板４７から製造されるため、キャビティ収納基板４５も高さＨを維持している。このため、ガラス板２４を確実にキャビティ収納基板４５の上面に陽極接合することができる。
【００８１】
上記のようにガラス板２４がキャビティ収納基板４５に配設されると、続いて下部電極４１にはんだボール４２が形成され、これにより図８に示す光学系モジュール２０Ｃが完成する。
【００８２】
尚、上記した各実施例では、ガラス板２４とスペーサ２３Ａ，２３Ｂ、及びガラス板２４とキャビティ収納基板４５とを接合する方法として陽極接合を用いたが、ガスを発生させない接合方法であれば、他の接合方法を用いてもよい。具体的には、ガラス板とスペーとの接合面、及びガラス板とキャビティ収納基板との接合面にそれぞれ金メッキを施しておき、これを着き合わせて超音波接合する方法等が考えられる。
【００８３】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００８４】
請求項１記載の発明によれば、接着時に接着剤からガス（揮発成分）が発生しても、機能素子は犠牲層により保護されているため、機能素子がこのガスにより汚染されることを防止することができる。
【００８５】
また、請求項２記載の発明によれば、従来必要とされた接着剤を不要とすることができ、よってガラス板とスペーサとの接合時に接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００８６】
また、請求項３記載の発明によれば、スペーサの加工精度を高めることができる。
【００８７】
また、請求項４記載の発明によれば、機能素子に接続される配線を基板上のスペーサが配設された外部まで引き出す必要がなくなるため、この配線の引き出しに要する領域分だけマイクロデバイスの小型化を図ることができる。
【００８８】
また、請求項５記載の発明によれば、コーナー部に応力が集中することがなくなり、枠状とすることにより幅が狭くなっても強度を維持することができる。
【００８９】
また、請求項６記載の発明によれば、スペーサの基板に対する高さは凸が基板と当接することにより精度出しを行なうことができ、またスペーサと基板を接着する接着剤はこの凹部内に配設され凸部と基板との間には配設されないため、基板に対するスペーサの高さを一定に保つことができる。
【００９０】
また、請求項７記載の発明によれば、スペーサを用いないため、スペーサの接着処理を不要とすることができ、よって接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００９１】
また、請求項８記載の発明によれば、陽極接合を用いてガラス板を収納基板に接合するため、接合時に機能素子を汚染させるガスの発生はなく、よって汚染のない信頼性の高いマイクロデバイスを製造できる。
【００９２】
また、請求項９記載の発明によれば、収納基板の材料としてシリコンを用いたことにより、シリコンは加工精度が高いため、キャビティを精度よく形成することができる。
【００９３】
また、請求項１０記載の発明によれば、機能素子に接続される配線をキャビティの内壁に沿って外部まで引き出す必要がなくなるため、マイクロデバイスの製造の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である（その１）。
【図２】本発明の第１実施例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である（その２）。
【図３】スペーサを示す図である。
【図４】スペーサの変形例を示す図である。
【図５】変形例であるスペーサに設けられる凸部を拡大して示す図である。
【図６】変形例であるスペーサが基板に接着された状態を拡大して示す図である。
【図７】本発明の第２実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造されたマイクロデバイス（光学系モジュール）を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造されたマイクロデバイス（光学系モジュール）を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図１０】従来の一例であるマイクロデバイスの製造方法により製造されたマイクロデバイス（光学系モジュール）を示す図である。
【図１１】従来の一例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
２０Ａ〜２０Ｃ 光学系モジュール
２２ 基板
２３Ａ，２３Ｂ スペーサ
２４ ガラス板
２５ 実装基板
２６ 実装用接着剤
２７ 光デバイス部
３２ 接着剤
３４ 犠牲層
３５ 湾曲部
３６ 凸部
３７ 凹部
３８ 開口部
４０ スルーホール
４２ はんだボール
４５ キャビティ収納基板
４６ キャビティ
４７ シリコン基板
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロデバイスの製造方法に係り、特に機能部品として光デバイスやＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）部品が搭載されたマイクロデバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光デバイスやＭＥＭＳのように、半導体製造技術を利用して基板（例えば、シリコン基板）上に、電子回路ばかりでなくアクチュエータ等の機械的駆動要素（以下、機能素子という）を製造する技術が注目され、かつ開発が進められている。
【０００３】
このような半導体製造技術を利用して基板上に電子回路ばかりでなく機能素子を形成した装置（以下、マイクロデバイスという）は、機能素子内に塵芥が侵入すると適正な駆動ができなくなってしまう。このため、マイクロデバイスは、塵芥のデバイス内の侵入を確実に防止する必要がある。そこで、従来からマイクロデバイスでは、例えば特許文献１に示されるように、機能素子が形成される部分をリッド（蓋）により覆う構成が採られている。
【０００４】
図１０は、従来の一例であるマイクロデバイスを示している。同図では、マイクロデバイスとして光学系モジュール１を例に挙げている。また、図１１は、従来における光学系モジュール１の製造方法の一例を示している。
【０００５】
光学系モジュール１は、大略すると基板２，スペーサ３，ガラス板４（リッド），光デバイス部７等により構成されている。この光学系モジュール１は、実装基板５上に実装用接着剤６を用いて実装されている。
【０００６】
基板２はシリコン基板であり、その上部には光デバイス部７，配線８，及びスペーサ３が配設されている。光デバイス部７は例えば光スイッチであり、基板２上にＭＥＭＳ技術を用いて形成されている。
【０００７】
また配線８は、スペーサ３の内側と外側とを電気的に接続するものである。即ち、配線８のスペーサ３の内側に位置する端部はワイヤ９により光デバイス部７に接続されており、配線８のスペーサ３の外側に位置する他端部はワイヤ１０により実装基板５に形成された電極１１に接続されている。
【０００８】
スペーサ３は、第１の接着剤１２により基板２に固定されている。また、このスペーサ３の上部には、ガラス板４が第２の接着剤１３を用いて固定されている。このスペーサ３及びガラス板４により、光デバイス部７は封止された構造となる。よって、ガラス板４を配設した後は、スペーサ３とガラス板４とにより封止された光デバイス部７が配設された空間内に塵芥が侵入することはなくなり、光デバイス部７の保護を図ることができる。
【０００９】
続いて、図１１を参照し、従来における光学系モジュール１の製造方法について説明する。光学系モジュール１を製造するには、予め別工程で光デバイス部７及び配線８が形成された基板２を用意する。
【００１０】
この状態では、図１１（Ａ）に示すように、まだ犠牲層１４は除去されておらず、光デバイス部７と一体的に形成された状態となっている。従来の製造工程では、この犠牲層１４を除去する処理が最初に実施される。この犠牲層１４の除去処理が実施されることにより、基板２には光デバイス部７のみが形成された状態となり、よって光デバイス部７は駆動可能な状態となる。
【００１１】
続いて、図１１（Ｂ）に示すように、スペーサ３の配設位置に対応する部位に第１の接着剤１２（熱硬化性樹脂よりなる）を塗布し、続いて光デバイス部７と配線８とをワイヤ９により接続する。その後に、スペーサ３を第１の接着剤１２上に載置すると共に所定の温度で加熱し、第１の接着剤１２を固化させることによりスペーサ３を基板２に固定する。図１１（Ｃ）は、スペーサ３が基板２に固定された状態を示している。
【００１２】
続いて、図１１（Ｄ）に示されるように、スペーサ３の上面に第２の接着剤１３（熱硬化性樹脂よりなる）を塗布する。スペーサ３に第２の接着剤１３が塗布されると、続いて図１１（Ｅ）に示されるように、ガラス板４が第２の接着剤１３を介してスペーサ３上に載置される。この状態で所定の温度に加熱処理を行なうことにより、第２の接着剤１３は硬化してガラス板４はスペーサ３に固定される。これにより、光デバイス部７は、スペーサ３及びガラス板４により封止された構成となる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２４６４８９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の光学系モジュール１（マイクロデバイス）の製造方法においても、光デバイス部７（機能素子）はスペーサ３及びガラス板４により封止されるため、ガラス板４の配設後においては塵芥が光デバイス部７に付着し、光デバイス部７を汚染することを防止ができる。
【００１５】
しかしながら、従来の光学系モジュール１（マイクロデバイス）の製造方法では、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、犠牲層１４を除去することにより光デバイス部７が外部に露出した状態とした後に、基板２に第１の接着剤１２，スペーサ３，第２の接着剤１３，及びガラス板４を配設する方法が採られていた。
【００１６】
このため、第１の接着剤１２によりスペーサ３を基板２に固定する際、また第２の接着剤１３によりガラス板４をスペーサ３に固定する際に加熱処理を行なうと、各接着剤１２，１３からガス（揮発成分）が発生し、このガスにより光デバイス部７が汚染されてしまうという問題点があった。このように、光デバイス部７が汚染された場合、光デバイス部７が適正に駆動しなくなり、光学系モジュール１の信頼性が大きく低下してしまう。
【００１７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、製造工程中に機能素子に汚染が発生することを確実に防止しうるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１記載の発明は、
機能素子を形成する時に用いられる犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記機能素子が形成された基板に、スペーサを介してガラス板を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法であって、
前記犠牲層が除去される前の前記機能素子が形成された基板に対し、接着剤を用いて前記スペーサを配設するスペーサ配設工程と、
該スペーサ配設工程が終了した後、前記犠牲層除去工程を実施することを特徴とするものである。
【００２０】
上記発明によれば、基板に接着剤を用いてスペーサを配設する際、機能素子には犠牲層が設けられたままの状態となる。即ち、機能素子が犠牲層により保護された状態で、接着剤によりスペーサが基板に接着される。このため、接着時に接着剤からガス（揮発成分）が発生しても、機能素子は犠牲層により保護されているため、機能素子がこのガスにより汚染されるようなことはない。
【００２１】
また、請求項２記載の発明は、
機能素子が形成された基板に、スペーサを介してガラス板を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法であって、
前記ガラス板を前記スペーサに陽極接合を用いて配設したことを特徴とするものである。
【００２２】
上記発明によれば、機能素子が形成された基板にスペーサを介してガラス板を配設する際、陽極接合を用いてガラス板をスペーサに接合するため、従来必要とされた接着剤を不要とすることができ、よってガラス板とスペーサとの接合時に接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサの材料としてシリコンを用いたことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、スペーサの材料としてシリコンを用いたことにより、スペーサの加工精度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
一端部が前記機能素子と電気的に接続されると共に、他端部が前記基板の前記機能素子が配設された面と反対側の面に露出するスルーホール電極を前記基板に形成するスルーホール形成工程を更に設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
上記発明によれば、機能素子に接続される配線を基板上のスペーサが配設された外部まで引き出す必要がなくなるため、この配線の引き出しに要する領域分だけマイクロデバイスの小型化を図ることができる。
【００２７】
また、請求項５記載の発明は、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサを形成するスペーサ形成工程を更に有し、
該スペーサ形成工程において、前記スペーサを枠状に形成すると共に、前記スペーサの内周コーナー部を湾曲形状に形成したことを特徴とするものである。
【００２８】
上記発明によれば、スペーサを枠状に形成すると共に、このスペーサの内周コーナー部を湾曲形状に形成したことにより、コーナー部に応力が集中することがなくなり、枠状とすることにより幅が狭くなっても強度を維持することができる。
【００２９】
また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサ形成工程で、前記スペーサに前記基板に当接する凸部と、該当接部に対し窪んだ凹部とを形成し、
前記スペーサ配設工程では、前記凸部を前記基板に当接させると共に、前記凹部に前記接着剤を充填することにより、前記スペーサを前記基板に配設することを特徴とするものである。
【００３０】
上記発明によれば、スペーサ形成工程においてスペーサに凸部及び凹部が形成される。よって、スペーサ配設工程においてスペーサを基板に配設した際、凸部が基板に当接すると共に、凹部は基板から離間した状態となる。よって、スペーサの基板に対する高さは、凸が基板と当接することにより精度出しを行なうことができる。また、凹部と基板との間には間隙が形成されるため、スペーサと基板を接着する接着剤はこの凹部と基板との間に配設され、凸部と基板との間には配設されないため、基板に対するスペーサの高さを一定に保つことができる。
【００３１】
また、請求項７記載の発明に係るマイクロデバイスの製造方法は、
基材にキャビティを形成することにより収納基板を形成する収納基板形成工程と、
犠牲層が除去される前の機能素子が形成された基板を、前記収納基板のキャビティ内に接着剤を用いて配設する基板配設工程と、
該基板配設工程の終了の後に、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記キャビティを覆うように前記収納基板にガラス板を配設する工程とを有することを特徴とするものである。
【００３２】
上記発明によれば、スペーサを用いないため、スペーサの接着処理を不要とすることができ、よって接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００３３】
また、請求項８記載の発明は、
請求項７記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記ガラス板を前記収納基板に陽極接合を用いて配設したことを特徴とするものである。
【００３４】
上記発明によれば、陽極接合を用いてガラス板を収納基板に接合するため、接合時に機能素子を汚染させるガスの発生はなく、よって汚染のない信頼性の高いマイクロデバイスを製造できる。
【００３５】
また、請求項９記載の発明は、
請求項７または８記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記収納基板の材料としてシリコンを用いたことを特徴とするものである。
【００３６】
上記発明によれば、収納基板の材料としてシリコンを用いたことにより、シリコンは加工精度が高いため、キャビティを精度よく形成することができる。
【００３７】
また、請求項１０記載の発明は、
請求項７乃至９のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
一端部が前記機能素子と電気的に接続されると共に、他端部が前記収納基板の前記機能素子が配設された面と反対側の面に露出するスルーホール電極を前記収納基板に形成するスルーホール形成工程を更に設けたことを特徴とするものである。
【００３８】
上記発明によれば、機能素子に接続される配線をキャビティの内壁に沿って外部まで引き出す必要がなくなるため、マイクロデバイスの製造の簡単化を図ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００４０】
図１及び図２は、本発明の第１実施例であるマイクロデバイスの製造方法を製造手順に沿って示す図である。本実施例では、マイクロデバイスとして、光デバイス部２７を機能素子として有する光学系モジュール２０Ａ（図２（Ｂ），（Ｃ）参照）を製造する方法を例に挙げて説明するものとする。また説明の便宜上、図２（Ｃ）を用いて光学系モジュール２０Ａの構成説明を先に簡単に行い、その後に光学系モジュール２０Ａの製造方法の説明を行なうものとする。
【００４１】
図２（Ｃ）に示されるように、光学系モジュール２０Ａは、大略すると基板２２，スペーサ２３Ａ，ガラス板２４，光デバイス部２７等により構成されている。この光学系モジュール２０Ａは、実装基板２５上に実装用接着剤２６を用いて実装されている。
【００４２】
基板２２はシリコン基板であり、その上部には光デバイス部２７，配線２８，及びスペーサ２３Ａが配設されている。光デバイス部２７は例えば光スイッチであり、基板２２上にＭＥＭＳ技術を用いて形成されている。この際、光デバイス部２７は、基板２２上に形成された犠牲層３４に形成される。
【００４３】
ここで、犠牲層とは、機能素子（光デバイス部２７）の製造段階では機能素子と一体的に層形成され、機能素子を保持する機能を奏し、最終的には機能素子の稼働のために除去される層をいう。従って、犠牲層３４が存在する間は、光デバイス部２７はこの犠牲層３４により保護される。
【００４４】
また、配線２８は銅膜をパターニングしたものであり、光デバイス部２７の形成時と前後して形成される。この配線２８は、スペーサ２３Ａの内側と外側とを電気的に接続するものである。即ち、配線２８のスペーサ２３Ａの内側に位置する端部はワイヤ２９により光デバイス部２７に接続されており、配線２８のスペーサ２３Ａの外側に位置する他端部はワイヤ１０により実装基板５に形成された電極１１に接続されている。ワイヤ２９，３０としては、金ワイヤを用いる。
【００４５】
スペーサ２３Ａはシリコン加工したものであり、接着剤３２により基板２２に固定されている。このスペーサ２３Ａは開口部３８が形成されることにより、図３に拡大して示すように平面視した状態で枠状の形状を有している。
【００４６】
また、光学系モジュール２０Ａの小型化を図るため、スペーサ２３Ａの幅寸法（図中、矢印Ｗで示す）を狭くなるよう形成している。シリコンは加工性がよく、また微細加工も可能であるため、幅寸法Ｗの狭いスペーサ２３Ａを容易に形成することができる。
【００４７】
更に、スペーサ２３Ａの開口部３８の内周コーナー部には、湾曲部３５が形成されている。これにより、スペーサ２３Ａのコーナー部に応力が集中することがなくなり、上記のように枠部分の幅寸法Ｗが狭くなってもスペーサ２３Ａの強度を維持することができる。
【００４８】
このスペーサ２３Ａの上部には、ガラス板２４が固定される。このスペーサ２３Ａ及びガラス板２４により、光デバイス部２７は封止された構造となる。よって、ガラス板２４を配設した後は、スペーサ２３Ａとガラス板２４とにより封止された光デバイス部２７が配設された空間内に塵芥が侵入することはなくなる。これにより、光デバイス部２７が汚染されることを防止することができ、よって光デバイス部２７を確実に駆動させることができる。
【００４９】
続いて、図１及び図２を参照し、本発明の第１実施例である光学系モジュール２０Ａの製造方法について説明する。
光学系モジュール１を製造するには、図１（Ａ）に示される基板２２Ａを用意する。この基板２２Ａはシリコンウェハであり、その表面にはマイクロマシニング技術を用いて光デバイス部２７及び配線２８等が形成されている。この光デバイス部２７等は基板２２Ａ上に多数個形成されているが、図１及び図２では１個の光学系モジュール２０Ａに対応する部分を拡大して示している。
【００５０】
この状態では、図１（Ａ）に示すように、光デバイス部２７には犠牲層３４が形成されたままの状態とされている。前記したように、従来の製造方法では先ず犠牲層１４を除去する処理を実施したが、本実施例では犠牲層３４を除去することはせずに次の工程に移る。
【００５１】
上記構成とされた基板２２Ａには、先ず図１（Ｂ）に示すように、接着剤３２の塗布が行なわれる。この接着剤３２は熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、基板２２Ａ上のスペーサ２３の配設位置に対応する部位に塗布される。この接着剤３２の上部には、図１（Ｃ）に示すようにスペーサ２３Ａが配設され、続いて加熱処理を実施することにより接着剤３２を硬化させスペーサ２３Ａを基板２２Ａに固定する（スペーサ配設工程）。
【００５２】
前記のように、本実施例ではスペーサ２３Ａの材料としてシリコンを用いているため、スペーサ２３Ａを高精度に加工することができる。このため、スペーサ２３Ａの幅寸法Ｗ（図３参照）を小さくすることができ、基板２２Ａ上におけるスペーサ２３Ａの配設面積（配設スペース）を小さくできる。これにより、製造される光学系モジュール２０Ａの小型化を図ることができ、１枚の基板２２Ａ（ウェハ）から製造される光学系モジュール２０Ａの個数を増大させることができる。
【００５３】
また、上記のようにスペーサ２３Ａの幅寸法Ｗを狭くしても、スペーサ２３Ａの内周コーナー部には湾曲部３５が形成されている。このため、上記のような温度変化があっても、コーナー部に応力が集中することがなくなり、スペーサ２３Ａの強度を維持することができる。
【００５４】
ところで、上記したようにスペーサ配設工程では、スペーサ２３Ａを基板２２Ａに固定する際、接着剤３２を硬化させるために加熱処理が実施される。この加熱処理において、接着剤３２に含まれる揮発成分はガス化して飛散する。しかしながら、本実施例では基板２２Ａに接着剤３２を用いてスペーサ２３Ａを配設する際、光デバイス部２７には犠牲層３４が設けられたままの状態となっている（図１（Ｃ）参照）。
【００５５】
即ち、光デバイス部２７が犠牲層３４により保護された状態で、接着剤３２によりスペーサ２３Ａが基板２２Ａに接着される。このため、接着時に接着剤３２からガス（揮発成分）が発生しても、光デバイス部２７は犠牲層３４により保護されているため、光デバイス部２７（機能素子）がこのガスにより汚染されるようなことはない。
【００５６】
上記のスペーサ配設工程が終了すると、次に光デバイス部２７を保護していた犠牲層３４を除去する処理が実施される（犠牲層除去工程）。この犠牲層３４の除去処理は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、アッシング、ケミカルエッチング等により実施される。
【００５７】
これにより、光デバイス部２７は外部に露出した状態となり、またこれに伴い光デバイス部２７は駆動が可能な状態となる。このように犠牲層３４が除去されると、光デバイス部２７と配線２８との電気的な接続処理が実施される。本実施例では、図１（Ｄ）に示すように、光デバイス部２７と配線２８をワイヤ２９によりワイヤボンディングする。
【００５８】
続いて、図１（Ｅ）に示すようにスペーサ２３Ａの上部にガラス板２４を位置決めし、スペーサ２３Ａ上にガラス板２４を配設する処理を行なう。本実施例では、シリコンよりなるスペーサ２３Ａとガラス板２４との接合に、陽極接合を用いている。この陽極接合とは、ガラスとシリコン（金属でも可能）を重ねて電圧印加しつつ加熱すると、ガラスとシリコンの界面で静電引力が発生し、これによりガラスとシリコンとが接合される接合方法である。
【００５９】
この陽極接合を用いてスペーサ２３Ａとガラス板２４を接合した場合、従来必要とされた接着剤を不要とすることができる。よって、ガラス板２４とスペーサ２３Ａとの接合時に、接着剤から発生するガスにより光デバイス部２７（機能素子）が汚染することを防止できる。
【００６０】
尚、陽極接合を用いてスペーサ２３Ａとガラス板２４を接合する場合、若干の酸素が発生することが知られているが、その発生量は微量であるため、光デバイス部２７に悪影響を及ぼすようなことはない。また、スペーサ２３Ａとガラス板２４とは熱膨張差が存在するため、この熱膨張差の影響を少なくする点から、ガラス板２４としては低膨張の硼珪酸ガラス、例えばパイレックス（登録商標）ガラスを用いることが望ましい。
【００６１】
図１（Ｆ）は、ガラス板２４がスペーサ２３Ａに陽極接合された状態を示している。このように、ガラス板２４がスペーサ２３Ａに配設されることにより、光デバイス部２７はガラス板２４及びスペーサ２３Ａにより封止された構成となり、よってこの封止後に塵芥が光デバイス部２７に付着することを防止することができる。
【００６２】
上記のようにガラス板２４の配設処理が終了すると、続いて図２（Ａ）に示すように、基板２２Ａをダイシングソー４４により切断し光学系モジュール２０Ａを個片化する。図２（Ｂ）は、個片化された光学系モジュール２０Ａを示している。このようにして製造された光学系モジュール２０Ａは、例えば図２（Ｃ）に示すように実装基板２５に実装されて使用される。光学系モジュール２０Ａの実装基板２５への実装方法としては、実装用接着剤２６を用いて光学系モジュール２０Ａの基板２２を実装基板２５に固定すると共に、配線２８と電極３１をワイヤ３０にて電気的に接続する。
【００６３】
続いて、上記構成とされた光学系モジュール２０Ａの変形例について説明する。前記した第１実施例に係る光学系モジュール２０Ａでは、スペーサ２３Ａは図３に示すように単に枠状の形状とされていた。
【００６４】
これに対して変形例では、図４及び図５に示すように、スペーサ２３Ｂを形成する際、スペーサ２３Ｂの基板２２（２２Ａ）と対向する位置に凸部３６を形成したことを特徴とするものである。このように、スペーサ２３Ｂに凸部３６を形成することにより、相対的にスペーサ２３Ｂには凸部３６に対して窪んだ凹部３７が形成される。
【００６５】
上記構成とされたスペーサ２３Ｂを基板２２（２２Ａ）に当接させ接着剤３２を用いて接着する際、凸部３６が基板２２と当接することにより、凹部３７の形成位置では基板２２と凹部３７との間に間隙が発生し、接着剤３２はこの間隙の内部に位置する構成となる。
【００６６】
これにより、凸部３６が基板２２（２２Ａ）と当接する部分には接着剤３２が介在しないため、スペーサ２３Ｂの基板２２（２２Ａ）に対する高さは、凸部３６が基板２２（２２Ａ）に直接当接することにより高さ出しを行なうことができる。また、前記のように接着剤３２は、凹部３７と基板２２（２２Ａ）との間に形成される間隙が形成される。よって、基板２２（２２Ａ）に対するスペーサ２３Ｂの高さを一定に保つことができる。これにより、ガラス板２４をスペーサ２３Ｂに陽極接合する際、確実に陽極接合することができ、光学系モジュール２０Ａの信頼性を高めることができる。
【００６７】
図７は、本発明の第２実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造された光学系モジュール２０Ｂを示している。尚、図７において、図１乃至図６に示した構成と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。また同一の製造処理についても同様に、その説明を省略する。
【００６８】
前記した第１実施例に係る光学系モジュール２０Ａ及びその製造方法では、基板２２Ａに配線２８を設け、この配線２８により光デバイス部２７をスペーサ２３Ａの外部に引き出し、この配線２８のスペーサ２３Ａの外部位置と電極３１（実装基板２５に設けられている）とを電気的接続する構成とした。
【００６９】
これに対して本実施例に係る光学系モジュール２０Ｂ及びその製造方法では、配線２８に代えてスルーホール４０を設けたことを特徴とするものである。このスルーホール４０は、基板２２のスペーサ２３Ａの形成位置よりも内側の位置に形成されている。
【００７０】
また、スルーホール４０の上端部は、光デバイス部２７（機能素子）と電気的に接続されると共に、下端部は基板２２の背面（光デバイス部２７が配設された面と反対側の面）に露出している。この露出位置には下部電極４１が形成されると共に、下部電極４１には外部接続端子となるはんだボール４２が配設されている。
【００７１】
この構成とすることにより、第１実施例のように光デバイス部２７に接続される配線２８をスペーサ２３Ａの外部まで引き出す必要がなくなるため、この配線の引き出しに要する領域分（図７に一点鎖線で示す領域分）だけ光学系モジュール２０Ｂの小型化を図ることができる。
【００７２】
図８及び図９は、本発明の第３実施例を示している。図８は第３実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造された光学系モジュール２０Ｃを示しており、また図９は本発明の第３実施例である光学系モジュール２０Ｃの製造方法を示している。尚、図８及び図９において、図１乃至図６に示した構成と同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。また同一の製造処理についても同様に、その説明を省略する。
【００７３】
光学系モジュール２０Ｃは、キャビティ４６が形成されたキャビティ収納基板４５内に、光デバイス部２７が形成された基板２２を配設したことを特徴とするものである。キャビティ収納基板４５はシリコンにより形成されており、キャビティ４６はバルク状のシリコンをエッチングすることにより形成されている。また、ガラス板２４は、キャビティ収納基板４５の上面に、陽極接合を用いて接合されている。
【００７４】
更に、キャビティ収納基板４５の底面部にはスルーホール４０が形成されており、光デバイス部２７はこのスルーホール４０を用いてキャビティ収納基板４５の底面に配設されたはんだボール４２と電気的に接続されている。このように、スルーホール４０を用いることより、光デバイス部２７に接続される配線をキャビティ４６の内壁に沿って外部まで引き出す構成に比べ、光学系モジュール２０Ｃの製造の簡単化を図ることができる。
【００７５】
以下、図９を参照して，光学系モジュール２０Ｃの具体的な製造方法について説明する。
【００７６】
光学系モジュール２０Ｃを製造するには、先ず図９（Ａ）に示すシリコン基板４７を用意する。このシリコン基板４７は、高さＨが所定の高さとなるように高精度に形成されたものである。このシリコン基板４７には、エッチング処理を行なうことによりキャビティ４６が形成される（収納基板形成工程）。このエッチング処理は、キャビティ４６の内壁を垂直とする点からは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いることが望ましい。
【００７７】
続いて、このキャビティ４６が形成されたキャビティ収納基板４５には、スルーホール４０の形成処理が実施される。このスルーホール４０の形成処理は、周知の方法であり、特に困難を伴うものではない。このスルーホール４０の上端部には上部電極３９が形成され、また下端部には下部電極４１が形成される。
【００７８】
続いて、スルーホール４０が形成されたキャビティ収納基板４５には、光デバイス部２７が形成された基板２２が搭載される。この基板２２は、実装用接着剤２６を用いてキャビティ収納基板４５のキャビティ４６内に接着される。
【００７９】
この際、本実施例では犠牲層３４を除去しない、即ち光デバイス部２７に犠牲層３４が設けられた状態の基板２２をキャビティ収納基板４５に搭載する。このため、基板２２の接着時に実装用接着剤２６から発生する揮発成分（ガス）により、光デバイス部２７が汚染してしまうようなことはない。
【００８０】
基板２２がキャビティ４６内に配設されると、続いて犠牲層３４が除去されると共に、光デバイス部２７と上部電極３９とがワイヤ２９により接続される。続いて、キャビティ収納基板４５の上面にガラス板２４が搭載され、このキャビティ収納基板４５とガラス板２４とを陽極接合する。この際、前記のようにキャビティ収納基板４５は高さＨのシリコン基板４７から製造されるため、キャビティ収納基板４５も高さＨを維持している。このため、ガラス板２４を確実にキャビティ収納基板４５の上面に陽極接合することができる。
【００８１】
上記のようにガラス板２４がキャビティ収納基板４５に配設されると、続いて下部電極４１にはんだボール４２が形成され、これにより図８に示す光学系モジュール２０Ｃが完成する。
【００８２】
尚、上記した各実施例では、ガラス板２４とスペーサ２３Ａ，２３Ｂ、及びガラス板２４とキャビティ収納基板４５とを接合する方法として陽極接合を用いたが、ガスを発生させない接合方法であれば、他の接合方法を用いてもよい。具体的には、ガラス板とスペーとの接合面、及びガラス板とキャビティ収納基板との接合面にそれぞれ金メッキを施しておき、これを着き合わせて超音波接合する方法等が考えられる。
【００８３】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。
【００８４】
請求項１記載の発明によれば、接着時に接着剤からガス（揮発成分）が発生しても、機能素子は犠牲層により保護されているため、機能素子がこのガスにより汚染されることを防止することができる。
【００８５】
また、請求項２記載の発明によれば、従来必要とされた接着剤を不要とすることができ、よってガラス板とスペーサとの接合時に接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００８６】
また、請求項３記載の発明によれば、スペーサの加工精度を高めることができる。
【００８７】
また、請求項４記載の発明によれば、機能素子に接続される配線を基板上のスペーサが配設された外部まで引き出す必要がなくなるため、この配線の引き出しに要する領域分だけマイクロデバイスの小型化を図ることができる。
【００８８】
また、請求項５記載の発明によれば、コーナー部に応力が集中することがなくなり、枠状とすることにより幅が狭くなっても強度を維持することができる。
【００８９】
また、請求項６記載の発明によれば、スペーサの基板に対する高さは凸が基板と当接することにより精度出しを行なうことができ、またスペーサと基板を接着する接着剤はこの凹部内に配設され凸部と基板との間には配設されないため、基板に対するスペーサの高さを一定に保つことができる。
【００９０】
また、請求項７記載の発明によれば、スペーサを用いないため、スペーサの接着処理を不要とすることができ、よって接着剤から発生するガスにより機能素子が汚染することを防止できる。
【００９１】
また、請求項８記載の発明によれば、陽極接合を用いてガラス板を収納基板に接合するため、接合時に機能素子を汚染させるガスの発生はなく、よって汚染のない信頼性の高いマイクロデバイスを製造できる。
【００９２】
また、請求項９記載の発明によれば、収納基板の材料としてシリコンを用いたことにより、シリコンは加工精度が高いため、キャビティを精度よく形成することができる。
【００９３】
また、請求項１０記載の発明によれば、機能素子に接続される配線をキャビティの内壁に沿って外部まで引き出す必要がなくなるため、マイクロデバイスの製造の簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である（その１）。
【図２】本発明の第１実施例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である（その２）。
【図３】スペーサを示す図である。
【図４】スペーサの変形例を示す図である。
【図５】変形例であるスペーサに設けられる凸部を拡大して示す図である。
【図６】変形例であるスペーサが基板に接着された状態を拡大して示す図である。
【図７】本発明の第２実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造されたマイクロデバイス（光学系モジュール）を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例であるマイクロデバイスの製造方法により製造されたマイクロデバイス（光学系モジュール）を示す図である。
【図９】本発明の第３実施例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である。
【図１０】従来の一例であるマイクロデバイスの製造方法により製造されたマイクロデバイス（光学系モジュール）を示す図である。
【図１１】従来の一例であるマイクロデバイスの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
２０Ａ〜２０Ｃ 光学系モジュール
２２ 基板
２３Ａ，２３Ｂ スペーサ
２４ ガラス板
２５ 実装基板
２６ 実装用接着剤
２７ 光デバイス部
３２ 接着剤
３４ 犠牲層
３５ 湾曲部
３６ 凸部
３７ 凹部
３８ 開口部
４０ スルーホール
４２ はんだボール
４５ キャビティ収納基板
４６ キャビティ
４７ シリコン基板
Claims (10)
- 機能素子を形成する時に用いられる犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記機能素子が形成された基板に、スペーサを介してガラス板を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法であって、
前記犠牲層が除去される前の前記機能素子が形成された基板に対し、接着剤を用いて前記スペーサを配設するスペーサ配設工程と、
該スペーサ配設工程が終了した後、前記犠牲層除去工程を実施することを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 機能素子が形成された基板に、スペーサを介してガラス板を配設する工程とを有するマイクロデバイスの製造方法であって、
前記ガラス板を前記スペーサに陽極接合を用いて配設したことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項１または２記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサの材料としてシリコンを用いたことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
一端部が前記機能素子と電気的に接続されると共に、他端部が前記基板の前記機能素子が配設された面と反対側の面に露出するスルーホール電極を前記基板に形成するスルーホール形成工程を更に設けたことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサを形成するスペーサ形成工程を更に有し、
該スペーサ形成工程において、前記スペーサを枠状に形成すると共に、前記スペーサの内周コーナー部を湾曲形状に形成したことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記スペーサ形成工程で、前記スペーサに前記基板に当接する凸部と、該当接部に対し窪んだ凹部とを形成し、
前記スペーサ配設工程では、前記凸部を前記基板に当接させると共に、前記凹部に前記接着剤を充填することにより、前記スペーサを前記基板に配設することを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 基材にキャビティを形成することにより収納基板を形成する収納基板形成工程と、
犠牲層が除去される前の機能素子が形成された基板を、前記収納基板のキャビティ内に接着剤を用いて配設する基板配設工程と、
該基板配設工程の終了の後に、前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
前記キャビティを覆うように前記収納基板にガラス板を配設する工程とを有することを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項７記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記ガラス板を前記収納基板に陽極接合を用いて配設したことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項７または８記載のマイクロデバイスの製造方法において、
前記収納基板の材料としてシリコンを用いたことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。 - 請求項７乃至９のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法において、
一端部が前記機能素子と電気的に接続されると共に、他端部が前記収納基板の前記機能素子が配設された面と反対側の面に露出するスルーホール電極を前記収納基板に形成するスルーホール形成工程を更に設けたことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
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