光扫描装置的制作方法

本发明涉及一种光扫描装置。

背景技术：

一直以来，公知一种光扫描装置，该光扫描装置利用扭杆从两侧支撑镜部，通过使镜部以扭杆为轴进行摆动，来由镜部使入射光偏转并进行扫描。这样的光扫描装置例如通过加工soi(silicononinsulator)晶片来形成。

光扫描装置整体呈芯片状，并以包围外周的方式设有固定框，在该固定框设有用于与外部装置电连接的端子等(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-217093号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

如上所述，在光扫描装置的固定框设有端子、用于与端子连接的布线，但其它部分仅简单地作为固定部发挥功能，并未充分地利用。

公开技术的目的在于，不提高制造成本地有效利用固定框。

用于解决课题的方案

公开技术的光扫描装置具有：镜部，其具有镜反射面；驱动部，其驱动上述镜部；以及固定框，其经由上述驱动部来支撑上述镜部，在上述固定框设有在上述镜部或者上述驱动部的制造时形成的检查用图案。

发明的效果

根据本发明，能够不提高制造成本地有效利用固定框。

附图说明

图1是第一实施方式的光扫描装置的上表面侧的立体图。

图2是示出形成于晶片的多个光扫描装置的例子的图。

图3是镜部、压电传感器、以及基板接触部的剖视图。

图4是示出固定框的第一识别用图案的形成区域和镜部的形成区域的截面构造的图。

图5是示出固定框的第二识别用图案的形成区域和基板接触部的形成区域的截面构造的图。

图6是示出固定框的第一识别用图案的形成区域和压电传感器的形成区域的截面构造的图。

图7是示出固定框的第一管理用图案的形成区域和接触孔的形成区域的截面构造的图。

图8是示出固定框的第二管理用图案的形成区域和基板接触部的形成区域的截面构造的图。

图9是示出定位用图案的例子的图。

图10是示出电特性评价用图案的例子的图。

图11是示出截面评价用图案的例子的图。

图12是示出在固定框形成有定位用图案的例子的图。

图13是示出晶片内的虚拟芯片的配置例的图。

符号的说明

1—光扫描装置，2—晶片，10—镜反射面，40—镜部，50—扭杆，51—压电传感器，70—水平驱动部，71—水平驱动梁，72—驱动源，80—可动框，90—垂直驱动梁，91—驱动源，92—压电传感器，110—垂直驱动部，120—固定框，130—端子，140—布线，140a—基板接触部，203—硅活性层，204—表面氧化膜，210—第一识别用图案，220—第二识别用图案，230—第一识别用图案，240—第二识别用图案，250—第一管理用图案，260—第二管理用图案，270—定位用图案，280—电特性评价用图案，290—截面评价用图案，300—soi基板，301—支撑基板，302—box层，303—硅活性层，304—表面氧化膜，305—层间绝缘膜，306—金属膜，307—增反射膜，311—下部电极，312—压电体，313—上部电极，320—导电性层，321—金属层，400—接触孔。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图对第一实施方式进行说明。图1是第一实施方式的光扫描装置的上表面侧的立体图。

图1中，第一实施方式的光扫描装置1是具有镜部40、扭杆50、连结部60、水平驱动部70、可动框80、垂直驱动部110、固定框120、端子130、以及布线140的mems(microelectromechanicalsystem：微机电系统)。

镜部40具有镜反射面10和应力缓和区域20。水平驱动部70具有水平驱动梁71和驱动源72。垂直驱动部110具有垂直驱动梁90、驱动源91、以及连结部100。

由沿垂直方向延伸的两根扭杆50从垂直方向的两外侧夹持镜部40。在镜部40的中心具有镜反射面10，并在镜反射面10与扭杆50之间具有应力缓和区域20。在各应力缓和区域20形成有两条狭缝30。并且，扭杆50的基端部50a经由连结部60与水平驱动梁71的内侧的角部连结。在水平驱动梁71的表面具备驱动源72，并且外侧的边部与可动框80连结。

驱动源72例如使用根据电压的施加而伸缩的压电元件等。压电元件例如使用piezo元件。

并且，在扭杆50的基端部50a设有压电传感器51。压电传感器51是用于检测镜反射面10的在镜部40沿水平方向摆动的状态下的水平方向的摆角的摆角传感器。压电传感器51使用压电元件等，例如使用piezo元件。

可动框80经由水平驱动梁71而支撑连结部60、扭杆50、以及镜部40，并且包围上述部件的周围。可动框80与垂直驱动梁90的可动框80连结。

垂直驱动梁90以夹着可动框80的方式配置于可动框80的水平方向的两侧。多个垂直驱动梁90与扭杆50平行地设置。两个垂直驱动梁90在水平方向上邻接地配置于可动框80的各单侧。邻接的两个垂直驱动梁90通过连结部100连结。

内侧的垂直驱动梁90的一端与可动框80连结，另一端与外侧的垂直驱动梁90连结。并且，外侧的垂直驱动梁90的一端与固定框120连结，另一端与内侧的垂直驱动梁90连结。并且，在垂直驱动梁90设有驱动源91。与驱动源72相同，驱动源91使用压电元件等，例如使用piezo元件。

并且，在外侧的垂直驱动梁90的一端设有压电传感器92。压电传感器92是用于检测镜反射面10的在镜部40沿垂直方向摆动的状态下的垂直方向的摆角的摆角传感器。与压电传感器51相同，压电传感器92使用压电元件等，例如使用piezo元件。

固定框120经由外侧的垂直驱动梁90而支撑垂直驱动部110。即，固定框120经由驱动部(垂直驱动部110及水平驱动部70)而支撑镜部40。包围垂直驱动部110及可动框80，外形呈矩形。在本实施方式中，固定框120的外形大致呈正方形。

在固定框120的表面设有多个端子130。在各端子130连接有布线140。布线140与驱动源72、91以及压电传感器51、92连接。并且，在布线140形成有基板接触部140a，该基板接触部140a用于使布线140与作为被赋予接地电位的基板的硅活性层303接触。

以下，对各部分进行更详细的说明。

在镜部40的中心具备大致呈圆形的镜反射面10。镜反射面10由银、铜、铝等反射率较高的金属膜形成。

应力缓和区域20是为了使扭杆50的扭转应力缓和来使施加于镜反射面10的应力减少而设于扭杆50与镜反射面10之间的隔离部。应力缓和区域20能够使扭杆50的扭转运动所产生的应力分散，来缓和施加于镜反射面10的应力。

狭缝30是用于使施加于应力缓和区域20的应力分散的孔，设于应力缓和区域20内。

扭杆50是从两侧支撑镜部40并使镜部40沿水平方向摆动的机构。此处，水平方向是由镜反射面10反射后的光高速地进行扫描并移动的方向，是指投影面的横向。也就是镜反射面10沿横向摆动的方向，且是扭杆50为轴的方向。扭杆50左右交替地扭转，由此使镜部40沿水平方向摆动。

连结部60是用于将水平驱动梁71所产生的水平方向的驱动力传递至扭杆50的传递机构。

水平驱动梁71是用于使镜部40沿水平方向摆动使由镜反射面10反射后的光在投影面的水平方向上扫描的驱动机构。通过对两个驱动源72交替地施加不同相位的电压，能够使两个水平驱动梁71交替地向相反方向翘曲。由此，能够对扭杆50赋予扭转力，并使镜部40绕与扭杆50平行的水平旋转轴摆动。

并且，水平驱动梁71的驱动例如使用共振驱动。在将本实施方式的光扫描装置1应用于投影仪等的情况下，例如利用30khz的共振驱动来驱动镜部40。

并且，通过对邻接的垂直驱动梁90施加不同相位的电压，能够使可动框80沿垂直方向摆动。此外，由于镜部40由可动框80支撑，所以镜部40伴随可动框80的摆动地沿垂直方向摆动。

此外，垂直驱动部110例如利用非共振驱动来使可动框80摆动。与水平驱动相比，垂直驱动不要求高速驱动，驱动频率例如为60hz左右。

例如使用soi晶片来制造以上结构的光扫描装置1。

图2是示出形成于晶片2的多个光扫描装置1的例子的图。光扫描装置1使用晶片工艺技术而呈矩阵状地形成在晶片2上。光扫描装置1形成在晶片2上，并在进行了晶片状态的检查，之后通过切割而呈芯片状被单片化。而且，光扫描装置1也在芯片状态下进行各种检查，并安装于电路基板等。

返回图1，除端子130及布线140以外，在固定框120的表面还形成有检查用图案。检查用图案包含第一识别用图案210、第二识别用图案220、第一识别用图案230、第二识别用图案240、第一管理用图案250、以及第二管理用图案260。

上述检查用图案利用形成镜部40、水平驱动部70、垂直驱动部110等时的制造工序来形成。

第一识别用图案210是在晶片状态或芯片状态下的外观检查中用于外观检查装置识别各光扫描装置1的检查区域的标记。第一识别用图案210配置于固定框120的四角。

外观检查装置基于第一识别用图案210从照相机所拍摄到的拍摄图像确定检查区域，并从已确定的检查区域检测外观缺陷。外观缺陷有可能在晶片状态下的制造工序、切割工序中发生。

第二识别用图案220是用于芯片分选器识别通过切割而单片化后的芯片状态的光扫描装置1的位置的标记。芯片分选器根据照相机所拍摄到的拍摄图像并基于第二识别用图案220，从切割后的晶片2确定各光扫描装置1的位置，吸附所确定到的光扫描装置1并移送至芯片托盘等。

第一识别用图案230是识别光扫描装置1的产品种类的信息。在本实施方式中，第一识别用图案230是表示产品的型号的文字信息。根据第一识别用图案230，在解析因产生不良而从顾客等退还的光扫描装置1进行时，能够容易地把握产品种类。

第二识别用图案240是表示晶片2内的各光扫描装置1的位置(地址)的信息。在本实施方式中，是表示晶片2内的地址的文字信息。利用第二识别用图案240，能够检测包含上述外观检查、不良解析的各种检查结果和与晶片2内的位置的相关关系的有无。由此，能够容易地确定不良等的原因是否是晶片工艺，在原因是晶片工艺的情况下，能够容易地确定存在原因的制造工序。

第一管理用图案250是用于管理在光扫描装置1的制造时使用的蚀刻装置所进行的蚀刻精度的图案。通过在该光扫描装置1的制造后观察第一管理用图案250，能够管理为了形成接触孔、开口而进行的蚀刻的深度等的蚀刻精度。

第二管理用图案260是用于管理在光扫描装置1的制造时使用的切割装置所进行的切割精度的图案。第二管理用图案260沿光扫描装置1的外周形成。在切割后的芯片状态下的光扫描装置1中，观察第二管理用图案260，计测从光扫描装置1的外周至第二管理用图案260的距离，由此能够管理切割精度。

以下，对各检查用图案的更详细的结构进行说明。

首先，对光扫描装置1的截面构造进行说明。图3是镜部40、压电传感器51、以及基板接触部140a的剖视图。如图3所示，使用soi基板300来形成光扫描装置1。soi基板300依次层叠有由硅(si)构成的支撑基板301、box(buriedoxide)层302、以及硅活性层303(参照图4)。box层302是由二氧化硅(sio2)形成的氧化绝缘膜。硅活性层303由单晶硅构成。

在镜部40、固定框120以及可动框80以外的区域内，为了赋予弹性，利用蚀刻除去支撑基板301。在固定框120及可动框80中残存有支撑基板301。

在镜部40的形成区域内，在硅活性层303上形成有表面氧化膜304。表面氧化膜304是通过对硅活性层203进行热氧化处理而形成于硅活性层303的表面的硅热氧化膜(sio2)。

在表面氧化膜204上形成有层间绝缘膜305。层间绝缘膜305由氧化铝(al2o3)等构成。在层间绝缘膜305上形成有用于形成上述的镜反射面10的金属膜306。金属膜306例如由银(ag)合金构成。层间绝缘膜305与金属膜306的紧贴性较高。金属膜306利用溅射法等而形成在层间绝缘膜305上。

在作为镜反射面10发挥功能的金属膜306上形成有增反射膜307。增反射膜307是层叠有折射率不同的介电膜的层叠介电膜。层叠介电膜作为提高可见光区域中的低波长区域(波长比波长550nm低的一侧的区域)的反射率的增反射膜发挥功能。增反射膜307例如是在由氧化铝等构成的低折射率膜上层叠有由氧化钛等构成的高折射率膜的层叠介电膜。低折射率膜与高折射率膜优选折射率差较大。

在压电传感器51的形成区域内，在硅活性层303上形成有表面氧化膜304。在该表面氧化膜304上，依次层叠有下部电极311、压电体312、以及上部电极313。驱动源72由下部电极311、压电体312、以及上部电极313构成。

下部电极311和上部电极313例如由白金(pt)形成。压电体312是pzt(锆钛酸铅)薄膜。在上部电极313上形成有层间绝缘膜305。在层间绝缘膜305上形成有增反射膜307。此外，压电传感器92及驱动源72、91是与压电传感器51相同的结构。

在基板接触部140a的形成区域内，在硅活性层303上形成有表面氧化膜304，在表面氧化膜304上形成有层间绝缘膜305。在层间绝缘膜305及表面氧化膜304形成有达到作为基板的硅活性层303的接触孔，并以填埋该接触孔的方式形成有导电性层320。由埋入在接触孔内的导电性层320形成基板接触部140a。并且，通过对导电性层320进行蚀刻并进行图案化，来形成布线140。导电性层320例如由金(au)形成。

图4是示出固定框120的第一识别用图案210的形成区域和镜部40的形成区域的截面构造的图。

如图4所示，固定框120将支撑基板301作为基体来形成。在硅活性层303上层叠有表面氧化膜304和层间绝缘膜305。第一识别用图案210是通过在形成镜反射面10的同时将为了形成镜反射面10而形成在层间绝缘膜305上的金属膜306进行图案化来形成的。在第一识别用图案210上形成有增反射膜307。

由于光扫描装置1使用氧化铝、氧化钛膜等特殊的膜来形成，所以芯片整体的着色复杂，但通过由光反射率较高的金属膜306形成第一识别用图案210，来提高识别精度。

图5是示出固定框120的第二识别用图案220的形成区域和基板接触部140a的形成区域的截面构造的图。

如图5所示，第二识别用图案220由层间绝缘膜305上的导电性层320形成。通过在形成布线140的同时将为了形成布线140而形成在层间绝缘膜305上的导电性层320进行图案化来形成第二识别用图案220。在第二识别用图案220上形成有增反射膜307。

这样，通过由光反射率较高的导电性层320形成第二识别用图案220，来提高识别精度。

图6是示出固定框120的第一识别用图案230的形成区域和压电传感器51的形成区域的截面构造的图。

如图6所示，第一识别用图案230由表面氧化膜304上的金属层321形成。通过在形成下部电极311的同时将为了形成压电传感器51的下部电极311而形成在表面氧化膜304上的金属层321进行图案化，来形成第一识别用图案230。

此外，压电传感器92及驱动源72、91的下部电极也与第一识别用图案230同时将金属层321进行图案化来形成。并且，第二识别用图案240也由金属层321形成。第二识别用图案240也通过与第一识别用图案230同时将金属层321进行图案化来形成。

这样，通过由光反射率的金属层321形成第一识别用图案230及第二识别用图案240，来提高识别精度。

图7是示出固定框120的第一管理用图案250的形成区域和接触孔400的形成区域的截面构造的图。

接触孔400例如是为了将布线140与下部电极311连接而形成于层间绝缘膜305的蚀刻孔。

第一管理用图案250是形成于在硅活性层303上层叠的表面氧化膜304及层间绝缘膜305的蚀刻孔。在用于形成接触孔400的蚀刻工序中，在接触孔400的形成时同时形成第一管理用图案250。

在蚀刻形成接触孔400时，下部电极311作为蚀刻限位件发挥功能，但对于第一管理用图案250，不存在作为蚀刻限位件发挥功能的膜。因此，第一管理用图案250的深度d与接触孔400的深度不同。

在接触孔400的深度不充分的情况下，在布线140与下部电极311之间产生接触不良。通过测定第一管理用图案250的深度d，并求解与层间绝缘膜305的膜厚之间的差值，能够确认蚀刻达到超过层间绝缘膜305的膜厚的充足的深度的情况。

图8是示出固定框120的第二管理用图案260的形成区域和基板接触部140a的形成区域的截面构造的图。

第二管理用图案260是形成于在硅活性层303上层叠的表面氧化膜304及层间绝缘膜305的蚀刻孔。第二管理用图案260是在用于形成基板接触部140a的蚀刻工序中在基板接触部140a的形成时同时形成的蚀刻槽。

如上所述，本实施方式的光扫描装置1中，在固定框120形成有各种检查用图案。由于上述检查用图案在光扫描装置1的各种元件的形成时同时形成，所以制造成本不会增大。

此外，也考虑将上述检查用图案中的管理用图案设于芯片形成区域间的划线。但是，若将管理用图案设于划线，则划线宽度变大，从一片晶片2制造的光扫描装置1的个数减少。因此，不推荐将管理用图案等设于划线。

这样，根据本实施方式，能够不提高制造成本地有效活用固定框。

(变形例)

接下来，对第一实施方式的变形例进行说明。第一实施方式中，作为检查用图案，将第一识别用图案210、第二识别用图案220、第一识别用图案230、第二识别用图案240、第一管理用图案250、以及第二管理用图案260设于固定框120，但也可以将其它图案设于固定框120。

例如，作为上述以外的图案，可以举出光掩模的定位用图案(对准标记)、电特性评价用图案(teg：testelementgroup)、截面评价用图案。

图9是示出定位用图案的例子的图。图9所示的定位用图案270通过将在晶片工艺时形成的各种层进行图案化而形成。定位用图案270在对准光掩模时使用。

图10是示出电特性评价用图案的例子的图。图10所示的电特性评价用图案280通过将在晶片工艺时形成的各种层进行图案化而形成。电特性评价用图案280在用于检测工艺、设计的问题的各种电特性的评价中使用。

图11是示出截面评价用图案的例子的图。图11所示的截面评价用图案290通过将在晶片工艺时形成的各种层进行图案化而形成。截面评价用图案290在截面形状的完成情况的评价中使用。例如，在形成有截面评价用图案290的区域使通过切割而单片化的光扫描装置1劈开，观察因该劈开而产生的截面，由此评价各层的形状等。

图12是示出在固定框120形成有定位用图案270的例子的图。此外，形成定位用图案270等的位置不限定于该例子，可以设于任意位置。

并且，定位用图案270、电特性评价用图案280、以及截面评价用图案290也可以设置在晶片2内的未形成光扫描装置1的虚拟芯片内。

图13是示出晶片2内的虚拟芯片的配置例的图。例如，定位用图案270设于虚拟芯片d1，该虚拟芯片d1配置于相对于晶片2的中心左右对称的位置。并且，电特性评价用图案280设于晶片2的中心和虚拟芯片d2，该虚拟芯片d2配置于相对于晶片2的中心上下左右对称的位置。而且，截面评价用图案290设于虚拟芯片d3，该虚拟芯片d3配置于角部。

上述实施方式的光扫描装置1例如能够应用于护目镜、投影仪等二维扫描式光扫描装置。

并且，在上述各实施方式中，作为光扫描装置，举出使用了扭杆的光扫描装置的例子进行了说明，但本发明也能够应用于不使用扭杆的光扫描装置。并且，在上述各实施方式中，举出二维扫描式光扫描装置的例子进行了说明，但不限定于二维扫描式，也可以是使镜部向一个方向摆动的一维扫描式光扫描装置。

以上，对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下能够对上述的实施方式施加各种变形及置换。