可动结构体及使用它的光扫描反射镜 技术领域 本发明涉及一种形成于半导体基板上、 具有由合叶轴式支承且可摆动地构成的可 动板的可动结构体。
背景技术 以往， 例如作为条形码阅读器或投影仪等光学机器， 已知有一种使用了如下的光 扫描反射镜的机器， 其使设有反射镜面的可动板摆动， 对向该反射镜面入射的光束等进行 扫描 ( 例如参照专利文献 1 至专利文献 3)。作为光扫描反射镜， 例如已知一种具有使用微 加工技术成形的半导体可动结构体的小型的光扫描反射镜。 这种可动结构体具有在作为光 扫描反射镜使用时形成反射镜面的可动板、 支承可动板的固定框架。可动板与固定框架相 互由合叶连结。 可动板例如由形成于可动板与固定框架之间的相互面对的一对梳齿电极驱 动。梳齿电极例如被按照将电极彼此以数 μm 左右的间隔咬合的方式形成， 通过向彼此的 电极间施加电压而产生静电力。 可动板利用梳齿电极产生的驱动力， 一边扭转合叶， 一边相
对于固定框架转动， 从而以合叶为轴摆动。
但是， 这种光扫描反射镜中， 为了以小的驱动电压来确保扫描光时所必需的摆角， 只要使合叶变窄， 减小合叶的扭转方向的弹簧常数即可。但是， 如果像这样使合叶变窄， 则 合叶对于物理性冲击的耐受就会变得脆弱， 在从外部施加冲击时合叶会发生破损， 从而会 有光扫描反射镜无法动作的情况。
专利文献 1 中， 公开有将外罩基板与半导体基板接合的光扫描反射镜的结构。但 是， 在该结构中， 即使设置外罩基板， 可动板的位移也无法被抑制， 如果从外部施加冲击， 则 在可动板位移而与外罩基板抵接前合叶就有可能受到损坏。另外， 专利文献 2 中， 公开有一 种形成了可以支承成为可动板的倾斜中心的中央部的枢轴的微反射镜装置。但是， 该微反 射镜装置由于需要将枢轴与可动板的中央部对应， 并且需要与可动板邻近地正确地形成于 规定位置， 因此存在难以容易地制造的问题。
但是， 这种光扫描反射镜中所用的梳齿电极， 为了产生大的静电力而由极细地形 成的很多梳齿构成。当从外部对光扫描反射镜施加振动或冲击等， 朝向可动板的侧方的位 移量变大时， 就会使设于可动板中的梳齿与固定框架等接触， 或使设于固定框架中的梳齿 与可动板等接触。 由于各梳齿又细又脆弱， 因此当像这样与固定框架或可动板等接触时， 就 有可能发生破损。
专利文献 1 ： 日本特开 2004-109651 号公报
专利文献 2 ： 日本特开 2003-57575 号公报
专利文献 3 ： 日本特开 2004-13099 号公报 发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的， 其目的在于， 提供一种可动结构体， 其可以很容 易地制造， 并且即使从外部施加冲击， 合叶及梳齿电极也难以破损， 具有高耐冲击性， 此外还提供使用它的光扫描反射镜。
为了达成上述目的， 技术方案 1 的发明是如下的可动结构体， 即， 具备 ： 可动板、 分 别将一端部与上述可动板连接而构成上述可动板的 1 个摆动轴的一对合叶、 被配置于上述 可动板的周围并连接上述一对合叶的各自的另一端部而支承上述合叶的框架部， 上述可动 板被构成为， 能在扭转上述一对合叶的同时相对于上述框架部摆动， 其特征在于， 还具备挡 块部， 上述挡块部在上述可动板发生位移时， 则与可动结构体的一部分接触， 限制上述可动 板的位移。
技术方案 2 的发明在技术方案 1 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 上述挡 块部被设置成限制上述可动板的面内方向的位移。
技术方案 3 的发明在技术方案 1 或 2 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 上 述挡块部在上述合叶的侧方沿着该合叶地形成。
技术方案 4 的发明在技术方案 1 或 2 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 还 具备梳齿电极， 上述梳齿电极在上述可动板的一部分及上述框架的一部分中被相互面对地 形成， 以使上述可动板相对上述框架部摆动， 上述挡块部被配置为 ： 在上述可动板沿上述面 内方向发生位移时， 与除去上述梳齿电极以外的可动结构体的其他的部位接触。
技术方案 5 的发明在技术方案 1 至 4 中任意一项所述的可动结构体中具有如下的 特征， 即， 上述挡块部被一体化地形成于上述可动板或上述框架部中。
技术方案 6 的发明在技术方案 3 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 在上述 可动板中设有凹部， 上述凹部是在由上述合叶轴式支承的部位的附近沿合叶的长度方向凹 入地形成的， 上述挡块部被一体化地形成于上述框架部中， 且被形成为位于上述合叶与形 成上述凹部的可动板的侧缘部之间。
技术方案 7 的发明在技术方案 1 至 6 中任意一项所述的可动结构体中具有如下的 特征， 即， 在上述挡块部的角部， 形成有 R 倒角形状的倒角部。
技术方案 8 的发明在技术方案 1 至 7 中任意一项所述的可动结构体中具有如下的 特征， 即， 上述挡块部在上述可动板向侧方发生位移时， 与接触该挡块部的可动结构体的其 他的部位处于相同电位。
技术方案 9 的发明在技术方案 1 至 8 中任意一项所述的可动结构体中具有如下的 特征， 即， 在上述挡块部的至少一部分中形成有防粘附膜或突起部， 以便不与接触该挡块部 的物体之间产生粘附。
技术方案 10 的发明在技术方案 1 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 上述 挡块部被设置为限制上述可动板的厚度方向的位移。
技术方案 11 的发明在技术方案 10 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 上述 可动板、 合叶和框架被设于半导体基板中， 在上述半导体基板的至少一面中， 接合有用于保 护上述可动板的保护基板， 上述挡块部被从上述保护基板朝向上述可动板的摆动的中心轴 突出设置。上述挡块部的特征在于， 被从上述半导体基板朝向上述可动板的摆动的中心轴 突出设置。
技术方案 12 的发明在技术方案 11 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 上述 挡块部被以在上述可动板位移时不与上述合叶抵接的程度， 形成于远离上述合叶的位置。
技术方案 13 的发明在技术方案 12 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 上述挡块部具有配置于上述可动板的上面侧的上挡块， 上述上挡块被朝向上述合叶的摆动的中 心轴突出设置， 在上述可动板发生位移时与该可动板抵接而限制该可动板的位移。
技术方案 14 的发明在技术方案 12 所述的可动结构体中具有如下的特征， 即， 在上 述可动板的下面， 与该可动板一体化地形成支承体， 上述挡块部具有配置于上述可动板的 下面侧的下挡块， 上述下挡块被沿着上述合叶的摆动的中心轴地朝向该中心轴突出设置， 上述下挡块在上述可动板发生位移时抵接与该可动板一体化地发生位移的支承体而限制 该可动板的位移。
技术方案 15 的发明是一种光扫描反射镜， 其特征在于， 具有技术方案 1 至 14 中任 意一项所述的可动结构体， 在上述可动板的上面， 设有将入射的光反射的反射镜面。
根据技术方案 1 的发明， 由于挡块部与可动结构体的一部分接触， 限制可动板的 位移， 因此即使从外部施加冲击， 合叶及梳齿电极也很难破损。这样， 就可以提高可动结构 体的耐冲击性。
根据技术方案 2 的发明， 即使对可动结构体施加来自外部的冲击而使可动板沿面 内方向位移， 也可以利用挡块部限制可动板在面内方向的位移量。 所以， 由于不会使可动板 很大地位移， 合叶的破损得到防止， 因此可以提高可动结构体的耐冲击性。 根据技术方案 3 的发明， 由于挡块部配置于合叶的附近， 因此即使在可动板相对 于框架部倾斜的情况下， 也可以有效地限制可动板在面内方向的位移。 另外， 与以往那样形 成枢轴状的突起等的情况相比， 挡块部的位置或形状等要求精度的程度低， 因此可以比较 容易地制造可动结构体。另外， 由于挡块部不接触合叶， 因此可以可靠地防止合叶的破损。
根据技术方案 4 的发明， 由于不会有梳齿电极的梳齿与可动板或框架部等接触的 情况， 因此可以防止梳齿电极的破损， 使可动结构体的耐冲击性提高。
根据技术方案 5 的发明， 在对构成可动板或框架部的构件进行加工而形成可动板 或框架部时可以很容易地形成挡块部， 从而可以更加容易地制造可动结构体。
根据技术方案 6 的发明， 在可动板发生位移时， 通过挡块部与凹部的侧缘部接触， 就可以限制可动板的位移量。所以， 可以更加容易地并且牢固地构成用于限制可动板的位 移量的结构。
根据技术方案 7 的发明， 由于在可动板发生位移时与可动结构体的其他部位接触 的挡块部的部位没有尖锐形状， 因此在挡块部和与挡块部接触的部位发生接触时， 很难在 这些部位集中应力。所以， 可以防止挡块部或可动结构体的与挡块部接触的部位的破损。
根据技术方案 8 的发明， 即使可动板向侧方位移而使挡块部与可动结构体的其他 部位接触， 也可以防止产生由静电引力造成的粘附， 可以防止可动板变得无法摆动。
根据技术方案 9 的发明， 即使可动板向侧方位移而使挡块部与可动结构体的其他 部位接触， 也可以利用防粘附膜或突起部防止粘附的产生， 可以防止可动板变得无法摆动。
根据技术方案 10 的发明， 由于利用挡块部限制可动板的厚度方向的位移， 因此即 使在从外部沿可动板的厚度方向施加冲击的情况下， 也可以防止合叶的破损， 可以使可动 结构体的耐冲击性提高。
根据技术方案 11 的发明， 由于挡块被朝向在可动板摆动时可动板的位移少的摆 动轴地突出设置， 因此可以不妨碍可动板的以合叶为轴的摆动运动地使挡块接近可动板， 可以更为有效地限制可动板在与半导体基板垂直的方向的位移。
根据技术方案 12 的发明， 由于挡块不与合叶抵接， 因此可以防止合叶接触挡块而 破损的问题。
根据技术方案 13 的发明， 可以利用上挡块与可动板的抵接来限制可动板的上面 侧方向的位移。这样， 就可以利用简单的构成， 使可动结构体的耐冲击性提高。
根据技术方案 14 的发明， 可以利用下挡块与支承体的抵接来限制可动板的下面 侧方向的位移。这样， 就可以利用简单的构成， 使可动结构体的耐冲击性提高。
根据技术方案 15 的发明， 可以使光扫描反射镜的耐冲击性提高， 并且可以很容易 地制造光扫描反射镜。 附图说明
图 1(a) 是表示作为本发明的第一实施方式的可动结构体的光扫描反射镜的上面 侧的立体图， (b) 是表示相同的光扫描反射镜的下面侧的立体图。
图 2 是上述光扫描反射镜的俯视图。
图 3 是图 2 的 A-A 线剖面图。
图 4(a) 是表示上述光扫描反射镜的挡块部附近部位的俯视图， (b) 是表示可动板 从平常时起发生了位移时的相同部位的俯视图。 图 5 是表示本发明的第二实施方式的光扫描反射镜的立体图。
图 6(a) 是表示上述光扫描反射镜的挡块部附近部位的俯视图， (b) 是表示可动板 从平常时起发生了位移时的相同部位的俯视图。
图 7 是表示本发明的第三实施方式的光扫描反射镜的立体图。
图 8(a) 是表示上述光扫描反射镜的挡块部附近部位的俯视图， (b) 是表示可动板 从平常时起发生了位移时的相同部位的俯视图。
图 9 是表示本发明的第四实施方式的光扫描反射镜的挡块部附近部位的俯视图。
图 10 是表示作为本发明的第五实施方式的可动结构体的光扫描反射镜的立体 图。
图 11 是上述光扫描反射镜的俯视图。
图 12 是图 11 的 A-A 线剖面图。
图 13 是表示上述光扫描反射镜的挡块部附近部位的俯视图。
图 14 是表示上述光扫描反射镜的 1 个变形例的挡块部的俯视图。
图 15 是表示本发明的第六实施方式的光扫描反射镜的立体图。
图 16 是表示作为本发明的第七实施方式的可动结构体的光扫描反射镜的一例的 分解立体图。
图 17(a) 是表示上述光扫描反射镜的上面侧的立体图， (b) 是表示相同的光扫描 反射镜的下面侧的立体图。
图 18 是图 17(a) 的 A-A 线剖面图。
图 19 是上述光扫描反射镜的半导体部的制造工序的侧剖面图。
图 20 是上述光扫描反射镜的半导体部的制造工序的侧剖面图。
图 21 是上述光扫描反射镜的半导体部的制造工序的侧剖面图。
图 22 是上述光扫描反射镜的半导体部的制造工序的侧剖面图。
图 23 是上述光扫描反射镜的半导体部的制造工序的侧剖面图。
图 24 是上述光扫描反射镜的制造工序的侧剖面图。
附图标记说明 ： 1 ～光扫描反射镜 ( 可动结构体 )， 2 ～可动板， 2e ～凹部， 3 ～合 叶， 4 ～固定框架 ( 框架部 )， 5 ～梳齿电极， 6 ～挡块部， 6a- 倒角部， 9 ～支承体， 10 ～反射 镜面， 315 ～上挡块， 325 ～下挡块。 具体实施方式
( 第一实施方式 )
下面， 参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图 1(a)、 (b)、 图 2 及图 3 表 示本实施方式的光扫描反射镜 ( 可动结构体 ) 的一例。光扫描反射镜 1 例如是搭载于条形 码阅读器、 向外部的屏幕等投射图像的投影仪装置、 或光开关等光学机器中的小型的构件， 具有扫描从外部的光源等 ( 未图示 ) 入射的光束等的功能。
首先， 对光扫描反射镜 1 的构成说明如下。 光扫描反射镜 1 是通过将 SOI(Silicon on Insulator) 基板 200 使用所谓的微加工技术等加工而制作的 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 元件。SOI 基板 200 例如是将具有导电性的第一硅层 ( 活性层 )200a 与第二硅层 ( 基板层 )200b 夹隔着硅的氧化膜 (BOX(Buried Oxide) 层 )220 接合而成的 3 层构成的基板。 由于氧化膜 220 具有绝缘性， 因此第一硅层 200a 与第二硅层 200b 被相互绝 缘。第一硅层 200a 的厚度例如为 30μm 左右， 第二硅层 200b 的厚度例如为 400μm 左右。 如图 1(a) 所示， 光扫描反射镜 1 例如是俯视时一边为数 mm 左右的近似正方形或近似矩形 的长方体状的元件。 光扫描反射镜 1 具备 ： 可动板 2， 其俯视时为近似矩形形状， 在上面形成有反射镜 面 10 ； 一对合叶 3， 其分别将一端部与可动板 2 的两个侧部连接， 构成可动板 2 的 1 个摆动 轴； 固定框架 ( 框架部 )4， 其被配置为将可动板 2 的周围包围， 支承各合叶 3 的另一端部 ； 梳齿电极 5， 其具有可动板 2 的一部分的电极 2a 及固定框架 4 的一部分的电极 4a ； 挡块部 6， 其形成于固定框架 4 中。如图 1(b) 所示， 在可动板 2 的下方设有空隙， 可动板 2 被可以 一边扭转一对合叶 3， 一边以该合叶 3 作为摆动轴相对于固定框架 4 摆动地， 借助该合叶 3 支承。一对合叶 3 被按照使它们所成的轴在俯视时通过可动板 2 的重心位置的方式形成。 合叶 3 的宽度尺寸例如为数 μm 至数十 μm 左右。在固定框架 4 的上面， 形成有例如为金 属膜的电压施加部 10a、 10b。 而且， 可动板 2 或反射镜面 10 等的形状并不限于矩形， 也可以 是圆形等其他形状。光扫描反射镜 1 例如将玻璃基板 110 等接合在固定框架 4 的下面， 安 装于电路基板 B 等上。
如图 3 所示， 可动板 2 及合叶 3 形成于第一硅层 200a 中。反射镜面 10 例如为铝 制的薄膜， 可以将从外部射入可动板 2 的上面的光束反射地形成。可动板 2 被以相对于与 可动板 2 垂直且穿过合叶 3 的平面大致对称的形状形成， 绕着合叶 3 顺畅地摆动地构成。
固定框架 4 由第一硅层 200a、 氧化膜 220、 以及第二硅层 200b 构成。本实施方式 中， 在固定框架 4 中， 按照例如将第一硅层 200a 分割为相互绝缘的 3 个部位的形式形成沟 槽 101。沟槽 101 是在第一硅层 200a 中按照从第一硅层 200a 的上端连通到下端并到达氧 化膜 220 的方式以槽形状形成的空隙。由于沟槽 101 仅形成于第一硅层 200a 中， 因此固定 框架 4 整体被一体化地构成。沟槽 101 被按照将固定框架 4 中的与一对合叶 3 分别连接的
2 个支承部 4b 同其他部位绝缘的方式形成于 4 处。通过形成沟槽 101， 固定框架 4 就被分 割为 ： 与一对合叶 3 分别连接， 成为与可动板 2 相同的电位， 在上面形成有电压施加部 10a 的 2 个支承部 4b ； 和在上面分别形成有电压施加部 10b 的 2 个部位。由于沟槽 101 将第一 硅层 200a 分离， 因此这些部位被相互绝缘。即， 如图 2 中对各个部位附加花纹地表示所示， 可动板 2、 合叶 3 以及固定框架 4 由相互绝缘的 3 个部位构成。
梳齿电极 5 的电极 2a 形成于可动板 2 中的未连接合叶 3 的自由端侧的侧缘部， 电 极 4a 形成于固定框架 4 中的与该可动板 2 的侧缘部相面对的部分。构成梳齿电极 5 的电 极 2a 及电极 4a 被相互咬合地形成。电极 2a、 4a 间的间隙例如为 2μm 至 5μm 左右。
挡块部 6 是为了限制可动板 2 的朝向侧方， 也就是朝向与由合叶 3 构成的摆动轴 大致垂直且与 SOI 基板 200 的上面大致平行的方向的位移量而设置的。如图 2 所示， 挡块 部 6 在第一硅层 200a 中一体化地形成于固定框架 4 中， 在合叶 3 的两个侧方， 被沿着合叶 3 地从固定框架 4 向可动板 2 突出设置。本实施方式中， 在可动板 2 中的连接着合叶 3 的部 位， 设有按照沿着远离固定框架 4 的方向， 即沿着合叶 3 的长度方向凹入的方式形成的凹部 2e。换言之， 合叶 3 被与设于可动板 2 中的凹部 2e 的内侧缘部连接。挡块部 6 被制成， 接 近该可动板 2 的头端部位于合叶 3 与形成凹部 2e 的可动板 2 的侧缘部之间。挡块部 6 被 制成， 在未从外部对光扫描反射镜 1 施加冲击等的平常时， 在其与合叶 3 之间具有规定的间 隙， 以便不会妨碍可动板 2 的摆动。所以， 不会有合叶 3 与挡块部 6 抵接而破损的情况。挡 块部 6 被从固定框架 4 中的连接着合叶 3 的支承部 4b 中突出设置， 使得可动板 2、 合叶 3 以 及挡块部 6 成为彼此相同的电位。
如图 2 所示， 在挡块部 6 的头端部附近部位的角部， 设有以 R 倒角形状形成的倒角 部 6a。另外， 在处于凹部 2e 中的面向挡块部 6 的部位的角部， 也设有以 R 倒角形状形成的 倒角部 2f。挡块部 6 被制成， 同挡块部 6 与合叶 3 之间的间隙相比， 挡块部 6 与可动板 2 的 凹部 2e 之间的间隙一方更窄。 而且， 在挡块部 6 中的面向可动板 2 的部位， 形成有防粘附膜 ( 未图示 )。 防粘附膜例如是通过将 DLC(Diamond Like Carbon) 膜、 或 SAM(Self-assembled Monolayer) 形成于挡块部 6 的面向可动板 2 的部位而设置的。
下面， 对如上所述地构成的光扫描反射镜 1 的动作进行说明。 光扫描反射镜 1 的可 动板 2， 是通过梳齿电极 5 以规定的驱动频率产生驱动力而被驱动的。 梳齿电极 5 例如是在 将配置于支承部 4b 的电压施加部 10a 与接地电位连接， 可动板 2 的电极 2a 为基准电位的 状态下， 通过使与电极 4a 处于相同电位的电压施加部 10b 的电位周期性变化， 来向电极 2a、 4a 之间施加规定的驱动频率的电压而被驱动的。通过将梳齿电极 5 中的 2 个电极 4a 的电 位同时变化到规定的驱动电位 ( 例如数十伏特 )， 设于可动板 2 的两个端部的 2 个电极 2a 就会由与之分别相面对的电极 4a 利用静电力同时地拉近。在该光扫描反射镜 1 中， 对梳齿 电极 5 施加例如矩形波形状的脉冲电压， 周期性地产生由梳齿电极 5 带来的驱动力。
本实施方式中， 光扫描反射镜 1 被构成为， 例如以静电力作为驱动力使可动板 2 摆 动。当向电极 2a、 4a 之间周期性地施加电压时， 就会在两个电极 2a、 4a 之间产生沿相互拉 到一起的方向作用的静电引力， 该静电引力在可动板 2 的自由端部， 沿与可动板 2 的上面大 致垂直的方向作用。即， 当变更电压施加部 10a、 10b 的电位而从外部对梳齿电极 5 施加驱 动电压时， 就会因静电力而在可动板 2 中产生绕着合叶 3 的扭距。
这种光扫描反射镜 1 中， 一般来说在大多数情况下， 因在其成形时产生内部应力等， 即使在静止状态下可动板 2 也并非水平姿势， 而是极为微小地倾斜的。由此， 即使是从 静止状态起， 当梳齿电极 5 被驱动时， 也会对可动板 2 施加与之大致垂直的方向的驱动力， 可动板 2 以合叶 3 作为旋转轴转动。此后， 在可动板 2 的姿势达到与固定框架 4 平行时， 即， 在电极 2a 与电极 4a 在侧视时达到完全重叠的状态时， 一旦解除梳齿电极 5 的驱动力， 可动板 2 就会利用其惯性力， 一边扭转合叶 3 一边继续转动。此后， 当可动板 2 的朝向转动 方向的惯性力与合叶 3 的复原力相等时， 可动板 2 的朝向该方向的转动就会停止。此时， 梳 齿电极 5 被再次驱动， 可动板 2 利用合叶 3 的复原力和梳齿电极 5 的驱动力， 开始朝向与此 前相反的方向的转动。可动板 2 反复进行这种借助梳齿电极 5 的驱动力和合叶 3 的复原力 的转动而发生摆动。梳齿电极 5 被施加由可动板 2 和合叶 3 构成的振动系统的共振频率的 大约 2 倍的频率的电压而驱动， 可动板 2 伴随着共振现象地被驱动， 其摆动角变大。而且， 梳齿电极 5 的电压的施加方式或驱动频率并不限于上述情况， 例如也可以按照以正弦波形 来施加驱动电压的方式构成， 另外还可以按照使电极 2a、 4a 的电位以相反的相位变化的方 式构成。
这里， 光扫描反射镜 1 通过设置挡块部 6， 与未设置挡块部 6 的情况相比具有高耐 冲击性。图 4(a)、 (b) 表示光扫描反射镜 1 中的挡块部 6 的附近部位。在未从外部施加冲 击等的平常时， 如图 4(a) 所示， 合叶 3 基本上不挠曲， 是在挡块部 6 与凹部 2e 的侧缘部之 间也有空隙的状态。此时， 例如当对光扫描反射镜 1 施加来自外部的振动或冲击等时， 即如 图 4(b) 所示， 会有可动板 2 一边使合叶 3 变形一边比平常时更朝向侧方 ( 图中以黑箭头表 示 ) 位移的情况。当位移量进一步变大时， 由于挡块部 6 与凹部 2de 的侧缘部接触， 因此可 动板 2 在该方向上的位移受到妨碍， 合叶 3 的变形量不会进一步增加。而且， 在可动板 2 从 平常时起位移而使挡块部 6 接触到凹部 2e 的侧缘部的期间， 合叶 3 不与挡块部 6 接触。 而且， 光扫描反射镜 1 例如是如下所示地制造的。即， 首先在第一硅层 200a 上形 成氧化膜 220， 贴合第二硅层 200b 而制成 SOI 基板 200。然后， 在该 SOI 基板 200 中的第一 硅层 200a 侧， 通过实施光刻或蚀刻等借助所谓的体材微加工技术的加工， 从而形成成为可 动板 2、 合叶 3、 固定框架 4、 梳齿电极 5、 挡块部 6 的形状 ( 第一工序 )。这样， 通过使用体材 微加工技术， 就可以包含微细的形状地很容易地形成光扫描反射镜 1 的各部。其后， 例如通 过使用溅射等方法， 在 SOI 基板 200 的第一硅层 200a 的上面形成金属膜。通过对该金属膜 进行图案处理， 而在可动板 2 的上面形成反射镜面 10， 在固定框架 4 的上面形成电压施加部 10a、 10b。
然后， 对第二硅层 200b， 同样地借助体材微加工技术施加加工， 形成成为固定框架 4 的形状 ( 第二工序 )。在对第一硅层 200a、 第二硅层 200b 进行加工后， 进行氧化膜 220 的 蚀刻。例如， 通过从光扫描反射镜 1 的下面侧进行蚀刻， 从而将固定框架 4 以外的部位的氧 化膜 220 除去 ( 第三工序 )。这样， 可动板 2 就被借助合叶 3 由固定框架 4 轴式支承， 成为 可以相对于固定框架 4 进行摆动的状态。当经过上述第一工序至第三工序时， 即在 SOI 基 板 200 上形成多个光扫描反射镜 1。第三工序后， 将形成于 SOI 基板 200 上的多个光扫描反 射镜 1 一个个地切分。通过这一连串的工序， 可以同时地制造多个光扫描反射镜 1， 使得光 扫描反射镜 1 的制造成本降低。而且， 光扫描反射镜 1 的制造工序并不限定于此， 例如也可 以利用激光加工或超声波加工等来成形， 或逐个地成形。另外， 也可以在第一硅层 200a 的 加工之前先进行第二硅层 200b 的加工。
如上说明所示， 在本实施方式中， 通过设置挡块部 6， 而不会使可动板 2 大幅度位 移， 从而可以防止合叶 3 的破损， 因此可以提高光扫描反射镜 1 的耐冲击性。由于挡块部 6 配置于合叶 3 的附近， 因此即使在可动板 2 相对于固定框架 4 倾斜的情况下， 也可以有效地 限制可动板 2 朝向侧方的位移， 可以更为可靠地防止合叶 3 的破损。此时， 由于挡块部 6 不 与合叶 3 接触， 因此可以可靠地防止合叶 3 的破损。 而且， 由于可动板 2 由合叶 3 轴式支承， 因此很难在由合叶 3 构成的摆动轴的长度方向上位移。所以， 对于在与 SOI 基板 200 的上 面平行的面内的方向的可动板 2 的位移量， 可以通过像这样设置挡块部 6 而基本上限制， 从 而可以有效地防止合叶 3 的破损。另外， 由于在可动板 2 位移时， 以凹部 2e 来支承挡块部 6， 因此可以很容易地构成用于支承挡块部 6 的牢固的结构。此外， 在挡块部 6 中设有倒角 部 6a， 与凹部 2e 的侧缘部接触的部位并非尖锐的形状， 同样地， 在凹部 2e 的侧缘部设有倒 角部 2f， 与挡块部 6 接触的部位并非尖锐的形状。所以， 就很难在挡块部 6 与凹部 2e 的侧 缘部的接触部位集中应力， 从而可以防止挡块部 6 或可动板 2 的破损。
另外， 挡块部 6 与凹部 2e 的侧缘部彼此是相同电位， 此外， 在挡块部 6 中的与凹部 2e 的侧缘部接触的部位设有防粘附膜。所以， 在挡块部 6 与凹部 2e 接触时， 难以产生由静 电引力造成的粘附， 可以更为可靠地防止可动板 2 变得无法摆动。此外， 挡块部 6 只要按照 不会妨碍可动板 2 的摆动的方式， 并且按照在可动板 2 向侧方位移时与可动板 2 的凹部 2e 抵接的方式设于合叶 3 的侧方即可， 不需要高精度地进行挡块部 6 的定位， 因此可以比较容 易地制造光扫描反射镜 1。特别是， 在本实施方式中， 由于可以在加工第一硅层 200a 而形 成固定框架 4 的工序中同时地形成挡块部 6， 因此可以很容易地确保挡块部 6 与固定框架 4 的合适的间隔， 从而可以很容易地制造。 ( 第二实施方式 )
下面， 对本发明的第二实施方式进行说明。图 5 表示第二实施方式的光扫描反射 镜 21。 下面， 对与上述第一实施方式相同的构成要素使用相同的符号， 仅对与上述第一实施 方式不同的部分进行说明。光扫描反射镜 21 具有与光扫描反射镜 1 的可动板 2 不同的形 状的可动板 22。即， 如图所示， 可动板 22 不具有凹部 2e， 在合叶 3 的两个侧部的比挡块部 6 更远离合叶 3 的位置， 具有分别朝向固定框架 4 突出地形成的抵接突起 22e。可动板 22 的 其他的构成以及光扫描反射镜 21 的可动板 22 以外的构成， 与第一实施方式的光扫描反射 镜 1 相同。该光扫描反射镜 21 也是通过对第一硅层 200a 实施借助体材微加工技术的加工 而形成包括抵接突起 22e 的形状， 可以很容易地制造。
图 6(a)、 (b) 表示光扫描反射镜 21 中的挡块部 6 的附近部位。2 个抵接突起 22e 分别被配置为， 与比该抵接突起 22e 更接近合叶 3 的位置的挡块部 6 的侧部邻近。 如图 6(a) 所示， 在平常时， 挡块部 6 与抵接突起 22e 之间的间隙比挡块部 6 与合叶 3 之间的间隙略窄。 另外， 在抵接突起 22e 中的挡块部 6 侧的角部， 形成有 R 倒角形状的倒角部 22f。如图 6(b) 所示， 当可动板 22 向侧方位移时， 一方的挡块部 6 与抵接突起 22e 接触， 使得可动板 22 不 会进一步位移。所以， 在本实施方式中， 也与上述第一实施方式相同， 可以防止合叶 3 的破 损， 使得光扫描反射镜 21 的耐冲击性提高。由于挡块部 6 不与合叶 3 接触， 因此可以可靠 地防止合叶 3 的破损。由于挡块部 6 与抵接突起 22e 彼此是相同的电位， 因此在挡块部 6 与抵接突起 22e 接触时， 难以产生粘附， 可以将光扫描反射镜 21 更为可靠地维持为可以动 作的状态。
( 第三实施方式 )
图 7 表示本发明的第三实施方式的光扫描反射镜 41。光扫描反射镜 41 取代光扫 描反射镜 1 的可动板 2， 具备具有沿着合叶 3 形成的挡块部 46 的可动板 42。另外， 在固定 框架 4 的支承部 4b 中， 设有抵接突起 44e。抵接突起 44e 被制成， 在合叶 3 的两个侧部且比 挡块部 46 更远离合叶 3 的位置， 分别朝向可动板 42 突出。光扫描反射镜 41 的可动板 42 及抵接突起 44e 以外的构成， 与第一实施方式的光扫描反射镜 1 相同。该光扫描反射镜 41 也是通过对第一硅层 200a 实施借助体材微加工技术的加工， 而形成包括可动板 42 及抵接 突起 44e 的形状， 可以很容易地制造。
图 8(a)、 (b) 表示光扫描反射镜 41 中的挡块部 46 的附近部位。2 个抵接突起 44e 分别被配置为， 邻近比该抵接突起 44e 更接近合叶 3 的位置的挡块部 46 的侧部。如图 8(a) 所示， 在平常时， 挡块部 46 与抵接突起 44e 之间的间隙比挡块部 46 与合叶 3 之间的间隙略 窄。在抵接突起 44e 及挡块部 46 中， 分别与针对光扫描反射镜 1 的凹部 2e 的倒角部 2f、 针 对挡块部 6 的倒角部 6a 相同， 形成倒角部 44f、 倒角部 46a。如图 8(b) 所示， 当可动板 42 向侧方位移时， 一方的挡块部 46 与抵接突起 44e 接触， 使得可动板 42 不会进一步位移。所 以， 在本实施方式中， 也可以提高光扫描反射镜 41 的耐冲击性。另外， 由于挡块部 46 不与 合叶 3 接触， 因此可以可靠地防止合叶 3 的破损。此外， 由于在抵接突起 44e 中形成有倒角 部 44f， 在挡块部 46 中形成有倒角部 46a， 因此可以防止挡块部 46 或抵接突起 44e 的破损。 ( 第四实施方式 )
图 9 表示本发明的第四实施方式的光扫描反射镜的挡块部 56 的附近部位。第四 实施方式中， 由于光扫描反射镜的整体的构成与第一实施方式的光扫描反射镜 1 相同， 因 此省略说明。第四实施方式中， 取代设有防粘附膜的挡块部 6， 而设置形成有突起部 56c 的 挡块部 56。如图所示， 突起部 56c 例如设为在俯视时形成锯齿形状， 设于挡块部 56 中的在 可动板 2 位移时与凹部 2e 的侧缘部接触的部位。
第四实施方式中， 由于在挡块部 56 中设有突起部 56c， 因此在挡块部 56 与凹部 2e 的侧缘部接触时， 相互的接触面积变少。这样， 由于在挡块部 56 与凹部 2e 之间静电引力的 影响变小， 因此可以防止粘附的产生。而且， 突起部 56c 的形状并不限于锯齿形状。突起部 56c 最好以在挡块部 56 与凹部 2e 接触时不会在其接触部位过度集中应力的形状来形成。 此外， 第四实施方式中， 也可以还在挡块部 56 与凹部 2e 的侧缘部应当接触的部分形成防粘 附膜， 这样， 就可以更为可靠地防止粘附的产生。
而且， 在第一实施方式至第四实施方式中， 本发明并不限定于上述实施方式的构 成， 可以在不改变发明的主旨的范围中适当地进行各种变形。 例如， 光扫描反射镜也可以不 是像上述实施方式那样的可以单轴摆动的， 例如可以是如下的双轴万向接头型的结构， 即， 具有被相对于固定框架可摆动地轴式支承的可动框架 ( 框架部 )， 可以相对于可动框架摆 动地轴式支承着设有反射镜面的反射镜部。在该情况下， 通过将挡块部按照沿着轴式支承 可动框架的合叶的方式来形成， 就可以限制包括可动框架及反射镜部的可动板的位移量。 同样地， 通过将挡块部按照沿着轴式支承反射镜部的合叶的方式来形成， 就可以限制作为 可动板的反射镜部相对于可动框架的位移量。另外， 光扫描反射镜也可以不是由 SOI 基板 构成， 而是由单一的硅基板或金属板构成， 另外， 将可动板摆动的驱动力也可以不是作用于 梳齿电极间的静电力， 而是作用于平板电极间的静电力、 电磁力、 电致伸缩力、 热致伸缩力。
此外， 挡块部可以并非一体化地形成于可动板或框架部中， 也可以与可动板或框架部分离， 可以限制可动板的位移量地配置。无论何种情况下， 通过将挡块部按照在轴式支承可动板 的合叶的侧方沿着合叶的方式来形成， 就可以限制可动板向侧方的位移， 从而可以防止合 叶的破损， 使光扫描反射镜的耐冲击性提高。
此外， 本发明并不限于具有反射镜面且扫描光的光扫描反射镜， 而可以广泛地适 用于在半导体基板上形成可以利用一对合叶相对于固定框架摆动地构成的可动板的可动 结构体中。 即， 通过在合叶的侧方沿着合叶地设置挡块部， 就可以提高可动结构体的耐冲击 性。
( 第五实施方式 )
下面， 参照附图对本发明的第五实施方式进行说明。 图 10、 图 11 以及图 12 表示本 实施方式的光扫描反射镜 ( 可动结构体 ) 的一例。
光扫描反射镜 1 具备 ： 可动板 2， 其俯视时为近似矩形形状， 在上面形成有反射镜 面 10 ； 一对合叶 3， 其将一端部分别与可动板 2 的两个侧部连接， 构成可动板 2 的 1 个摆动 轴； 固定框架 ( 框架部 )4， 其被配置为将可动板 2 的周围包围， 支承各合叶 3 的另一端部 ； 梳齿电极 5， 其具有可动板 2 的一部分的电极 2a 及固定框架 4 的一部分的电极 4a ； 挡块部 6， 其形成于可动板 2 中。如图 12 所示， 在可动板 2 的下方设有空隙， 可动板 2 被可以一边 扭转一对合叶 3， 一边以该合叶 3 作为摆动轴相对于固定框架 4 摆动地， 借助该合叶 3 支承。 一对合叶 3 被支承， 它们所成的轴在俯视时通过可动板 2 的重心位置。合叶 3 的宽度尺寸 例如为数 μm 至数十 μm 左右。在固定框架 4 的上面， 形成有例如为金属膜的电压施加部 10a、 10b。而且， 可动板 2 或反射镜面 10 等的形状并不限于矩形， 也可以是圆形等其他的形 状。光扫描反射镜 1 例如将玻璃基板 110 等接合在固定框架 4 的下面， 安装于电路基板 B 等上。
如图 12 所示， 可动板 2 及合叶 3 形成于第一硅层 200a 中。反射镜面 10 例如为铝 制的薄膜， 可以反射从外部向可动板 2 的上面入射的光束地形成。可动板 2 被以相对于与 可动板 2 垂直且穿过合叶 3 的平面大致对称的形状形成， 绕着合叶 3 顺畅地摆动地构成。
固定框架 4 由第一硅层 200a、 氧化膜 220、 以及第二硅层 200b 构成。本实施方式 中， 在固定框架 4 中， 例如将第一硅层 200a 分割为相互绝缘的 3 个部位地形成沟槽 101。沟 槽 101 是在第一硅层 200a 中按照从第一硅层 200a 的上端连通到下端并到达氧化膜 220 的 方式以槽形状形成的空隙。由于沟槽 101 仅形成于第一硅层 200a 中， 因此固定框架 4 整体 被一体化地构成。按照将固定框架 4 中的与一对合叶 3 分别连接的 2 个支承部 4b 同其他 部位绝缘的方式， 沟槽 101 被形成于 2 个梳齿电极 5 各自的侧部， 共计 4 处。2 个支承部 4b 被制成， 位于与可动板 2 中的除去如后所述地形成电极 2a 的部位以外的周缘部相面对的部 位。
通过像这样形成沟槽 101， 固定框架 4 就被分割为 ： 与一对合叶 3 分别连接而成为 与可动板 2 相同的电位， 在上面形成有电压施加部 10a 的 2 个支承部 4b ； 和在上面分别形 成有电压施加部 10b 而具有电极 4a 的 2 个部位。由于沟槽 101 将第一硅层 200a 分离， 因 此这些部位被相互绝缘。即， 如图 11 中对各个部位附加花纹地表示所示， 可动板 2、 合叶 3 以及固定框架 4 由相互绝缘的 3 个部位构成。
梳齿电极 5 的电极 2a 形成于可动板 2 中的未连接合叶 3 的自由端侧的侧缘部， 电极 4a 形成于固定框架 4 中的与该可动板 2 的侧缘部相面对的部分。电极 2a 及电极 4a 分 别具有多个梳齿。电极 2a 及电极 4a 的各梳齿被较薄地制成， 以便可以在用于设置梳齿电 极 5 的有限的空间中尽可能多地配置。电极 2a 及电极 4a 被按照将梳齿相互咬合的方式制 成。电极 2a、 4a 之间的间隙例如为 2μm 至 5μm 左右。
挡块部 6 是为了限制可动板 2 朝向侧方的位移量， 即， 为了限制朝向与由合叶 3 构 成的摆动轴大致垂直且与 SOI 基板 200 的上面大致平行的方向的位移量而设置的。 如图 11 所示， 挡块部 6 被与可动板 2 一体化地形成于第一硅层 200a 中。本实施方式中， 挡块部 6 被朝向与可动板 2 的该部位相面对的固定框架 4 突出设置。挡块部 6 被制成， 其接近固定 框架 4 的头端部与固定框架 4 的支承部 4b 邻近。挡块部 6 被制成， 在未从外部对光扫描反 射镜 1 施加冲击等的平常时， 不会妨碍可动板 2 的摆动。挡块部 6 被朝向固定框架 4 的支 承部 4b 中的与合叶 3 平行地配置的部分突出设置， 使得可动板 2、 合叶 3 以及挡块部 6 彼此 处于相同的电位。
如图 11 所示， 在挡块部 6 的头端部附近部位的角部， 设有以 R 倒角形状形成的倒 角部 6a。挡块部 6 被制成， 同电极 2a 与固定框架 4 之间的间隙、 或电极 4a 与可动板 2 之间 的间隙相比， 挡块部 6 与支承部 4b 之间的间隙一方略窄。 而且， 在挡块部 6 中的面向可动板 2 的部位， 形成有防粘附膜 ( 未图示 )。 防粘附膜例如是通过将 DLC(Diamond Like Carbon) 膜、 或 SAM(Self-assembled Monolayer) 形成于挡块部 6 的面向可动板 2 的部位而设置的。
对于本第五实施方式的光扫描反射镜 1 的动作， 由于与第一实施方式的光扫描反 射镜 1 相同， 因此省略其说明。另外， 对于本第五实施方式的光扫描反射镜 1 的制造工序， 也是由于与第一实施方式的光扫描反射镜 1 相同， 因此省略其说明。
本第五实施方式的光扫描反射镜 1 通过设置挡块部 6， 与未设置挡块部 6 的情况相 比， 具有高耐冲击性。图 13 表示挡块部 6 的附近部位。在未从外部对光扫描反射镜 1 施加 冲击等的平常时， 保持为在各挡块部 6 和与它们分别相面对的支承部 4b 之间存在空隙的状 态。此时， 例如当对光扫描反射镜 1 施加来自外部的振动或冲击等时， 即如图所示， 会有可 动板 2 一边使合叶 3 变形， 一边与平常时相比向侧方， 也就是向与摆动轴大致垂直且与 SOI 基板 200 的上面大致平行的方向 ( 图中的箭头方向 ) 位移的情况。当可动板 2 向侧方的位 移量变大时， 由于挡块部 6 与支承部 4b 的侧缘部接触， 因此可动板 2 的朝向该方向的位移 受到阻碍， 从而不会有位移量进一步变大的情况。由于在挡块部 6 接触到支承部 4b 的侧缘 部的状态下， 不会使电极 2a 的梳齿与固定框架 4 接触， 电极 4a 的梳齿不与可动板 2 接触， 因此梳齿电极 5 得到保护。
而且， 光扫描反射镜 1 例如是如下所示地制造的。即， 首先在第一硅层 200a 上形 成氧化膜 220， 贴合第二硅层 200b 而制成 SOI 基板 200。然后， 在该 SOI 基板 200 中的第一 硅层 200a 侧， 通过实施光刻或蚀刻等借助所谓的体材微加工技术的加工， 而形成成为可动 板 2、 合叶 3、 固定框架 4、 梳齿电极 5、 挡块部 6 的形状 ( 第一工序 )。这样， 通过使用体材微 加工技术， 就可以包含微细的形状地很容易地形成光扫描反射镜 1 的各部。其后， 例如通过 使用溅射等方法， 在 SOI 基板 200 的第一硅层 200a 的上面形成金属膜。通过对该金属膜进 行图案处理， 而在可动板 2 的上面形成反射镜面 10， 在固定框架 4 的上面形成电压施加部 10a、 10b。
然后， 对第二硅层 200b， 同样地施加借助体材微加工技术的加工， 形成成为固定框架 4 的形状 ( 第二工序 )。在对第一硅层 200a、 第二硅层 200b 进行加工后， 进行氧化膜 220 的蚀刻。例如， 通过从光扫描反射镜 1 的下面侧进行蚀刻， 而将固定框架 4 以外的部位的氧 化膜 220 除去 ( 第三工序 )。这样， 可动板 2 就被借助合叶 3 由固定框架 4 轴式支承， 成为 可以相对于固定框架 4 进行摆动的状态。当经过上述第一工序至第三工序时， 在 SOI 基板 200 上形成多个光扫描反射镜 1。第三工序后， 将形成于 SOI 基板 200 上的多个光扫描反射 镜 1 一个个地切分。利用这一连串的工序， 可以同时地制造多个光扫描反射镜 1， 使得光扫 描反射镜 1 的制造成本降低。而且， 光扫描反射镜 1 的制造工序并不限定于此， 例如也可以 利用激光加工或超声波加工等来成形， 或逐个地成形。另外， 也可以在第一硅层 200a 的加 工之前先进行第二硅层 200b 的加工。
如上说明所示， 本实施方式中， 通过设置挡块部 6， 使得可动板 2 的位移量就受到 限制， 可以防止梳齿电极 5 的破损， 因此可以提高光扫描反射镜 1 的耐冲击性。而且， 由于 可动板 2 由合叶 3 轴式支承， 因此难以在由合叶 3 构成的摆动轴的长度方向上位移。所以， 在与 SOI 基板 200 的上面平行的面内的方向上的可动板 2 的位移量， 通过设置这种挡块部 6 而基本上可以得以限制， 可以有效地防止梳齿电极 5 的破损。另外， 由于在挡块部 6 中设 有倒角部 6a， 应当与固定框架 4 接触的部位并非尖锐的形状， 因此就很难在挡块部 6 与固定 框架 4 的接触部位集中应力， 从而可以防止挡块部 6 或固定框架 4 的破损。 另外， 挡块部 6 与固定框架 4 的支承部 4b 彼此是相同电位， 此外， 在挡块部 6 中的 与支承部 4b 接触的部位设有防粘附膜。所以， 在挡块部 6 与支承部 4b 接触时， 难以产生由 静电引力造成的粘附， 可以更为可靠地防止可动板 2 变得无法摆动。此外， 由于挡块部 6 能 与可动板 2 一体化地形成， 因此可以比较容易地制造光扫描反射镜 1。特别是， 在本实施方 式中， 由于在加工第一硅层 200a 而形成可动板 2 的工序中同时地形成挡块部 6， 因此可以很 容易地确保挡块部 6 与固定框架 4 的合适的间隔， 从而可以很容易地制造。
而且， 第五实施方式中， 也可以通过在挡块部中形成突起部来防止粘附的产生。 图 14 表示具有突起部的挡块部的一例。 在挡块部 16 中的、 在可动板 2 向侧方位移时与固定框 架 4 接触的部位， 形成有锯齿状的突起部 16a。这样在挡块部 16 中设有突起部 16a， 因此在 挡块部 16 与固定框架 4 接触时， 相互的接触面积变小。这样， 由于在挡块部 16 与固定框架 4 之间静电引力的影响变小， 因此可以防止粘附的产生。而且， 突起部 16a 的形状并不限于 锯齿形状。突起部 16a 最好以在挡块部 16 与固定框架 4 接触时不会在其接触部位过度集 中应力的形状来形成。另外， 像这样在挡块部 16 中设置突起部 16a 的情况下， 也可以还在 挡块部 16 与固定框架 4 应当接触的部分形成防粘附膜， 这样， 就可以更为可靠地防止粘附 的产生。
( 第六实施方式 )
下面， 对本发明的第六实施方式进行说明。图 15 表示第六实施方式的光扫描反射 镜 23。 以下， 对于与上述的第五实施方式相同的构成要素使用相同的符号， 仅对与上述的第 一实施方式不同的部分进行说明。光扫描反射镜 23 具有圆形的可动板 24、 包围可动板 24 形成的固定框架 25， 另外， 具有分别形成于可动板 24 的自由端部的大致中央部的 2 个挡块 部 26。固定框架 25 因形成沟槽 101 而被分离为 3 个相互绝缘的部位， 然而与第一实施方式 不同， 与挡块部 26 相面对的固定框架 4 未被设为与挡块部 26 相同的电位。固定框架 25 的 支承部 24b 仅配置于支承合叶 3 的部位， 而不位于与可动板 24 相面对的部位。而且， 也可
以变更沟槽 101 或电压施加部 10b 等的配置， 使得与挡块部 26 相面对的部位的固定框架 4 成为与挡块部 26 相同的电位。光扫描反射镜 23 的其他的构成与第一实施方式的光扫描反 射镜 1 相同。该光扫描反射镜 23 也是通过对第一硅层 200a 实施借助体材微加工技术的加 工而形成在可动板 24 中设有挡块部 26 的形状， 可以很容易地制造。
如图所示， 梳齿电极 5 在形成于可动板 24 的自由端大致中央部的挡块部 26 的两 个侧部， 被沿着可动板 24 的端缘部地配置。换言之， 挡块部 26 配置于梳齿电极 5 的侧方附 近。与第一实施方式相同， 挡块部 26 被制成， 在平常时， 与固定框架 25 之间的间隙比梳齿 电极 5 的电极 2a 与固定框架 25 之间的间隙、 或电极 4a 与可动板 24 之间的间隙略窄。另 外， 在挡块部 26 中的应当与固定框架 25 抵接的部位， 形成有防粘附膜， 在其角部， 形成有 R 倒角形状的倒角部 26a。
在第六实施方式中， 也是当从外部施加冲击或振荡等， 使可动板 24 向侧方位移 时， 一方的挡块部 26 与固定框架 25 接触， 使得可动板 24 不会进一步位移。所以， 在本实施 方式中， 也与上述的第一实施方式相同， 可以防止梳齿电极 5 的破损， 使光扫描反射镜 23 的 耐冲击性提高。由于在挡块部 26 中设有防粘附膜， 因此在挡块部 26 与固定框架 25 接触时 难以产生粘附。另外， 由于在挡块部 26 中形成有倒角部 26a， 因此可以防止挡块部 26 或固 定框架 25 的破损。 而且， 第五实施方式及第六实施方式中， 本发明并不限定于上述实施方式的构成， 可以在不改变发明的主旨的范围中适当地进行各种变形。例如， 挡块部并不限于与可动板 一体化地设置的构成， 例如也可以是在梳齿电极的附近部位按照从固定框架向可动板突出 的方式形成的、 与固定框架一体化的构成。即使在该情况下， 在可动板向侧方位移时， 该挡 块部也会与可动板抵接而限制可动板的位移量， 可以保护梳齿电极。
另外， 例如， 光扫描反射镜也可以不是像上述实施方式那样的可以单轴摆动的结 构， 例如可以是如下的双轴万向接头型的结构， 即， 具有被相对于固定框架可摆动地轴式支 承的可动框架 ( 框架部 )， 可以相对于可动框架摆动地轴式支承着设有反射镜面的反射镜 部。 该情况下， 通过将挡块部配置于可动框架与固定框架之间的梳齿电极的附近， 就可以限 制包括可动框架及反射镜部的可动板的位移量， 可以保护该梳齿电极。 同样地， 通过将挡块 部形成于反射镜部与可动框架之间的梳齿电极的附近， 就可以限制作为可动板的反射镜部 的相对于可动框架的位移量， 可以保护该梳齿电极。另外， 光扫描反射镜也可以不是由 SOI 基板构成， 而是由单一的硅基板或金属板构成。 另外， 挡块部也可以不是一体化地形成于可 动板或框架部中， 还可以与可动板或框架部分离， 可以限制可动板的位移量地配置。 在该情 况下， 也可以通过将挡块部形成于可动板与其周围的框架部之间的梳齿电极的附近部位， 来限制可动板朝向侧方的位移， 从而可以防止梳齿电极的破损， 提高光扫描反射镜的耐冲 击性。
此外， 本发明并不限于具有反射镜面且扫描光的光扫描反射镜， 而可以广泛地适 用于在半导体基板上形成可以利用一对合叶相对于固定框架摆动地构成的可动板的可动 结构体中。 即， 通过将挡块部形成于可动板与框架部之间的梳齿电极的附近部位， 就可以提 高可动结构体的耐冲击性。
( 第七实施方式 )
下面， 参照附图对本发明的第七实施方式进行说明。图 16、 图 17(a)、 (b) 及图 18
表示第七实施方式的光扫描反射镜 ( 半导体机械结构体 ) 的一例。
首先， 对光扫描反射镜 301 的构成说明如下。如图 16 所示， 光扫描反射镜 301 具 有由 3 层的 SOI(Silicon on Insulator) 基板 ( 半导体基板 )200 构成的半导体部 300， 该 SOI 基板 200 是将具有导电性的第一硅层 ( 活性层 )200a 与第二硅层 ( 基板层 )200b 夹隔 着硅的氧化膜 (BOX(Buried Oxide) 层 )220 接合而成的。 由于氧化膜 220 具有绝缘性， 因此 第一硅层 200a 与第二硅层 200b 被相互绝缘。第一硅层 200a 的厚度， 例如为 30μm 左右， 第二硅层 200b 的厚度例如为 400μm 左右。另外， 在 SOI 基板 200 的上面的一部分中， 形成 有氧化膜 220b( 图 18 中所示 )。如图 17(a) 所示， 光扫描反射镜 301 例如是俯视时一边为 数 mm 左右的近似正方形或近似矩形的长方体状的元件， 由半导体部 300、 接合在第一硅层 200a 的上面的上部保护基板 ( 保护基板 )310、 接合在第二硅层 200b 的下面的下部保护基 板 320( 保护基板 ) 等构成。
如图 16 所示， 半导体部 300 具有 ： 可动板 21， 其在俯视时为近似矩形形状， 在上面 形成有反射镜面 20 ； 可动框架 35， 其被按照将可动板 21 的周围包围的方式以近似矩形的环 状形成 ； 固定框架 36， 其被按照将可动框架 35 的周围包围的方式形成， 成为光扫描反射镜 301 的侧周部。可动框架 35 与固定框架 36， 由按照彼此排列成 1 个轴的方式从固定框架 36 的相面对的 2 个侧面中与各面正交地形成的梁状的一对第一合叶 31 连结。另一方面， 可动 板 21 与可动框架 35， 由在与第一合叶 31 的长度方向正交的方向上彼此排列成 1 个轴地形 成的梁状的一对第二合叶 32 连结。第一合叶 31 及第二合叶 32 被制成， 它们各自所形成的 轴在俯视时通过可动板 21 的重心位置。第一合叶 31 及第二合叶的宽度尺寸， 例如分别为 5μm 左右、 30μm 左右。可动板 21 被可以以第二合叶 32 作为摆动轴， 相对于可动框架 35 摆动地由可动框架 35 支承。另一方面， 可动框架 35 被可以以第一合叶 31 作为摆动轴， 相 对于固定框架 36 摆动地由固定框架 36 支承。即， 在该光扫描反射镜 301 中， 可动板 21 与 可动框架 35 构成能够绕着由第一合叶 31 构成的轴相对于固定框架 36 摆动的可动板 50。 可动板 21 被可以绕着由第一合叶 31 和第二合叶 32 分别构成的 2 个摆动轴二维摆动地构 成。如图 17(b) 所示， 在可动框架 35 的下面， 设有接合在可动框架 35 上而能够与可动框架 35 一体化摆动的支承体 9。另外， 在固定框架 36 中， 设有 3 个贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f。 以下将第二合叶 32 的长度方向称作 X 方向， 将第一合叶 31 的长度方向称作 Y 方向， 将与 X 方向和 Y 方向正交的垂直的方向称作 Z 方向。而且， 可动板 21、 反射镜面 20 或可动框架 35 等的形状并不限于矩形， 也可以是圆形等其他的形状。
该光扫描反射镜 301 例如以静电力作为驱动力而使可动板 21 摆动。在半导体部 300 中， 在可动框架 35 与固定框架 36 之间的未形成第一合叶 31 的部位形成有第一梳齿电 极 7， 在可动板 21 与可动框架 35 之间的未形成第二合叶 32 的部位形成有第二梳齿电极 8。 第一梳齿电极 7 是将电极 3b 与电极 4a 成对地相互咬合地配置而构成的， 上述电极 3b 分别 以梳齿形状形成于可动框架 35 中的与 X 方向大致正交的 2 个侧面中， 上述电极 4a 分别形 成于固定框架 36 中的与电极 3b 相面对的部位。第二梳齿电极 8 是将电极 2a 与电极 3a 成 对地相互咬合地配置而构成的， 上述电极 2a 分别以梳齿形状形成于可动板 21 中的与 Y 方 向大致正交的 2 个侧面中， 上述电极 3a 分别以梳齿形状形成于可动框架 35 中的与电极 2a 相面对的部位。在第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极 8 中， 电极 3b 与 4a 之间的间隙、 或电极 2a 与 3a 之间的间隙例如达到 2μm 至 5μm 左右的大小。第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极8 通过对各自的电极 3b 与 4a 之间、 或电极 2a 与 3a 之间施加电压， 而在电极 3b 与 4a 之间、 或电极 2a 与 3a 之间产生沿相互拉到一起的方向作用的静电力。
可动板 21、 可动框架 35、 固定框架 36 等分别是通过如后所述地将 SOI 基板 200 使 用微加工技术加工而形成的。以下， 对于半导体部 300 的各部位， 也包括 SOI 基板 200 的各 层的结构在内地进行说明。
可动板 21 及可动框架 35 形成于第一硅层 200a 中。反射镜面 20 例如为铝制的薄 膜， 可以将从外部向可动板 21 的上面入射的光束反射地形成。 可动板 21 被以相对于穿过第 二合叶 32 的垂直平面 ( 平行于 zx 平面的平面 ) 大致对称的形状形成， 绕着第二合叶 32 顺 畅地摆动。如图 18 所示， 在可动框架 35 中， 在第一硅层 200a 中形成构成从第一硅层 200a 的上端连通到下端而到达氧化膜 220 的槽形状的空隙的沟槽 101a。通过形成沟槽 101a， 可 动框架 35 就被分割为 5 个部位， 即， 与第一合叶 31 的一方连接而与电极 3a 及电极 3b 一体 化的部位、 借助导通部 3d 与支承 2 个第二合叶 32 的轴式支承部 3c 及轴式支承部 3c 连接而 以由第一合叶 31 的另一方轴式支承的轴式支承部 3e 构成的部位、 在导通部 3d 中以相对于 可动板 21 的中央部而言在俯视时成为近似点对称的形状形成的 3 个平衡部 3f。由于沟槽 101a 将第一硅层 200a 分离， 因此这 5 个部位被相互绝缘。而且， 也可以不形成平衡部 3f。
支承体 9 由可动框架 35 的下方 (z 方向 ) 的氧化膜 220 及第二硅层 200b 构成。 由沟槽 101a 分割出的可动框架 35 的 5 个部位都被与支承体 9 接合。换言之， 支承体 9 在 被与第一硅层 200a 接合的状态下形成于可动框架 35 中的形成有沟槽 101a 的部位的下方。 通过像这样将 5 个部位都与支承体 9 接合， 而将可动框架 35 与支承体 9 能够以第一合叶 31 作为摆动轴一体化摆动地构成。如图 17(b) 所示， 本实施方式中， 支承体 9 被按照将可动框 架 35 的下面中的除去电极 3a、 3b 以外的部位大致上覆盖的方式， 以俯视时相对于第一合叶 31 大致对称的形状的环状形成。另外， 支承体 9 的由第二硅层 200b 构成的部位的厚度， 被 制成与固定框架 36 的由第二硅层 200b 构成的部位的厚度大致相同的程度。即， 支承体 9 被以相对于穿过第一合叶 31 的垂直平面 ( 平行于 y-z 平面的平面 ) 大致对称的形状形成。 另外， 可动框架 35 的沟槽 101a 为了形成平衡部 3f， 而被以相对于穿过第一合叶 31 的垂直 平面大致对称的位置及形状设置。这样， 包含支承体 9 的可动板 50 的重心的位置就与由第 一合叶 31 构成的摆动轴在俯视时大致一致， 包含支承体 9 的可动板 50 绕着第一合叶 31 顺 畅地摆动， 可以更为恰当地进行借助光扫描反射镜 301 的扫描。而且， 支承体 9 的由第二硅 层 200a 构成的部位的厚度， 也可以被制成比固定框架 36 的由第二硅层 200b 构成的部位的 厚度薄或厚。
固定框架 36 由第一硅层 200a、 氧化膜 220、 以及第二硅层 200b 构成。在固定框 架 36 的上面， 相互并排地形成 3 个贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f。在固定框架 36 中， 与沟槽 101a 同样地将第一硅层 200a 分割为多个部位地形成沟槽 101b( 槽部 )。在第一硅层 200a 的下方接合有氧化膜 220 及第二硅层 200b， 由于沟槽 101b 仅形成于第一硅层 200a 中， 因此 固定框架 36 整体被一体化地构成。
沟槽 101b 将固定框架 36 的第一硅层 200a 分割为与贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 分别处于大致相同电位的相互绝缘了的 3 个部位。其中， 与贯穿孔接合部 10d 处于相同电 位的部位具有轴式支承部 4d， 其支承与可动框架 35 中的轴式支承部 3e 连接的、 远离贯穿孔 接合部 10d 的一方的部位。贯穿孔接合部 10d 与轴式支承部 4d， 由通过形成沟槽 101b 而以细小的宽度形成的导通部 4e 连接。另外， 与贯穿孔接合部 10e 处于大致相同电位的部位具 有支承第一合叶 31 的另一方的轴式支承部 4f。与贯穿孔接合部 10f 处于大致相同电位的 部位是固定框架 36 中的除去与贯穿孔接合部 10d、 10e 处于相同电位的上述 2 个部位以外 的部位， 在该部位形成有电极 4a。
通过像这样形成沟槽 101a、 101b， 在第一硅层 200a 中， 就设有形成贯穿孔接合部 10d 而与电极 2a 处于大致相同电位的部位、 形成贯穿孔接合部 10e 而与可动框架 35 侧的电 极 3a、 3b 处于大致相同电位的部位、 形成贯穿孔接合部 10f 而与固定框架 36 侧的电极 4a 处于大致相同电位的部位这 3 个部位。各贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 如后所述可以从外部 变更电位， 通过变更这些贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 的电位， 就可以驱动第一梳齿电极 7 和 第二梳齿电极 8， 从而驱动光扫描反射镜 301。即， 本实施方式中， 第一硅层 200a 中的分别 包括贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 而被相互绝缘的 3 个部分构成用于向第一梳齿电极 7 和第 二梳齿电极 8 施加电压的电压施加部。 另外， 这些电压施加部的 3 个部分由包含沟槽 101a、 101b ； 可动板 21 与可动框架 35 之间的空隙 ； 以及可动框架 35 与固定框架 36 之间的空隙的 绝缘部相互绝缘。
上述保护基板 310 及下部保护基板 320， 被与固定框架 36 的第一硅层 200a 的上面 及第二硅层 200b 的下面分别接合。上部保护基板 310 具有 ： 与固定框架 36 接合的接合部 311、 位于可动板 50 的上部的透光部 312、 形成于与贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 分别对应的 位置的 3 个贯穿孔 313。如图 18 所示， 透光部 312 具有空腔 (Cavity) 结构， 按照不妨碍可 动板 50 的摆动的方式， 设有从下面也就是半导体部 300 侧挖入的凹部 312a。在凹部 312a 中， 形成有 2 个挡块 315( 上挡块 )。贯穿孔 313 被制成， 在将上部保护基板 310 与半导体部 300 接合的状态下， 将贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 向上面露出。即， 贯穿孔 313 作为用于向 贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 施加电压的贯穿电极发挥作用， 可以在利用上部保护基板 310 将半导体部 300 的上面覆盖的同时， 对贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 施加电压。 贯穿孔 313 分 别位于贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 的大致中央处， 其直径优选设为小于贯穿孔接合部 10d、 10e、 10f 的尺寸， 例如 0.5mm 左右。
本实施方式中， 挡块 315 是为了限制可动板 50 的扭转方向以外的 z 方向的位移而 设置的。挡块 315 例如被从凹部 312a 中的、 可动框架 35 的分别连接 2 个第一合叶 31 的部 位的上部的部位向可动框架 35 突出地设置。换言之， 2 个挡块 315 分别在凹部 312a 中被 朝向可动板 50 的摆动的中心轴突出设置。该挡块 315 被制成， 在可动板 50 位移时， 不与第 一合叶 31 抵接， 不与第一合叶 31 邻近。即， 如图 18 所示， 挡块 315 被相对于第一合叶 31 向可动板 50 的一侧 ( 内侧 ) 后退， 以便在俯视时不与第一合叶 31 重合。由此， 就不会有挡 块 315 与第一合叶 31 抵接的情况。这样， 就可以预先防止在可动板 50 位移时第一合叶 31 与挡块 315 接触而破损的麻烦。另外， 挡块 315 被按照不会妨碍可动板 21 的摆动的方式配 置于可动板 21 的外侧 ( 俯视时不会与可动板 21 重合 )。挡块 315 的下端部成为在可动板 50 的 z 方向位移时能够与可动板 50 抵接的抵接部。由于可动板 21 及可动板 50 例如被以 10 度左右的摆动角驱动， 因此挡块 315 被以考虑了在可动板 21 及可动板 50 摆动时位移的 范围的形状形成。例如， x 方向尺寸被制成达到 100μm 至 400μm， y 方向尺寸被制成达到 100μm 至 300μm。这些尺寸的下限例如被设定为， 在可动板 50 与挡块 315 抵接时， 可以利 用挡块 315 来支承可动板 50。另外， 挡块 315 被制成， 在可动板 50 处于平衡位置的情况下，在其与可动板 50 的上面之间， 在 z 方向上具有 10μm 至 30μm 左右的间隙。像这样， 通过 在上部保护基板 310 中与可动板 50 邻近地设置挡块 315， 就可以限制可动板 50 的 z 方向的 位移， 也就是限制朝向与半导体基板垂直的方向的位移。另外， 通过考虑可动板 21 及可动 板 50 在摆动时位移的范围地形成挡块 315， 就不会有可动板 21 及可动板 50 的通常驱动时 的摆动受到妨碍的情况。
下部保护基板 320 与上部保护基板 310 相同， 具有空腔结构， 被按照不会妨碍可动 板 50 的摆动的方式， 从上面也就是半导体部 300 侧刻入与可动板 50 及支承体 9 的下方对 应的部位， 形成凹部 321。
在本实施方式中， 在下部保护基板 320 中， 也与上部保护基板 310 相同， 设有用于 限制可动板 50 的扭转方向以外的 z 方向的位移的挡块 325( 下挡块 )。挡块 325 被设置 1 个， 以形成下部保护基板 320 的底面的凹部 321 为基准， 沿着第一合叶 321 的摆动轴以棱状 突出设置。换言之， 挡块 325 被朝向可动板 50 的摆动的中心轴以棱状突出设置。挡块 325 的上端部成为在可动板 50 的位移时能够抵接与可动板 50 一体化地位移的支承体 9 的抵接 部。 如图 18 所示， 因设于可动框架 35 的下面的支承体 9 的存在， 第一合叶 31 与挡块 325 的 距离被维持为不会邻近的程度， 从而不会有两者抵接的情况。挡块 325 的形状也是考虑可 动板 50 在摆动时位移的范围， 另外， 按照在可动板 50 抵接时能够可靠地支承可动板 50 的 方式设定的。例如， x 方向尺寸被设定为 100μm 至 400μm 左右。另外， 挡块 325 被制成， 在可动板 50 处于平衡位置时， 在 z 方向上在其与可动板 50 之间具有 10μm 至 30μm 左右 的间隙。通过与可动板 50 邻近地设置挡块 325， 就可以限制可动板 50 的 z 方向的位移， 也 就是限制朝向与半导体基板垂直的方向的位移。另外， 通过考虑可动板 50 摆动时位移的范 围地形成挡块 325， 就不会有可动板 50 的通常驱动时的摆动受到妨碍的情况。而且， 挡块 325 的突出尺寸可以按照能够有效地限制可动板 50 的位移量的方式， 根据支承体 9 的有无 或支承体 9 的厚度适当地变更。在未设置支承体 9 或支承体 9 的厚度很薄的情况下， 挡块 325 与挡块 315 相同， 优选按照不会妨碍可动板 21 及可动板 50 的摆动， 在可动板 50 沿 z 方 向位移时不会与第一合叶 31 抵接的方式来形成。
而且， 由于上部保护基板 310 及下部保护基板 320 是保护内部的半导体部 300 的 结构， 因此其厚度只要设为 0.5mm 至 1.5mm 左右就很充分， 然而如果考虑接合后的尺寸， 例 如优选为 0.6mm 左右。另外， 凹部 312a、 321 的深度是不会妨碍可动板 50 的摆动的程度， 例 如优选设为 0.3mm。
另外， 对于上部保护基板 310， 从透光性以及与第一硅层 200a 的接合的容易性考 虑， 优选设为玻璃基板。例如， 如果是 Corning 公司制 Pyrex( 注册商标 ) 玻璃， 则由于透光 性好， 另外在玻璃中含有钠， 因此可以利用阳极接合很容易地与硅接合。 对于上部保护基板 310， 也包括凹部 312a 或贯穿孔 313 和挡块 315， 只要使用玻璃基板， 利用模塑法或贴合法、 蚀刻法、 等离子体法等一体化地形成即可。 另外， 作为下部保护基板 320， 也可以与上部保护 基板 310 同样地使用玻璃基板。而且， 上部保护基板 310、 下部保护基板 320 的材质并不限 定于此。另外， 例如挡块 315 或挡块 325 也可以分别由与上部保护基板 310 或下部保护基 板 320 的主体分立的材料形成， 与上部保护基板 310 或下部保护基板 320 接合。对于上部 保护基板 310， 只要至少透光部 312 是使用能够透过使用光扫描反射镜 301 扫描的光线的 材料构成即可。另一方面， 由于下部保护基板 320 与上部保护基板 310 不同， 未被要求透光性， 因此例如可以使用容易加工的硅来构成。
下面， 对光扫描反射镜 301 的动作进行说明。第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极 8 分别作为所谓的垂直静电梳动作， 可动板 21 通过第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极 8 以规定 的驱动频率产生驱动力而被驱动。第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极 8 例如通过在电极 3a、 3b 被连接到基准电位的状态下， 使电极 2a 及电极 4a 的电位分别周期性变化而被驱动， 产生 静电力。在该光扫描反射镜 301 中， 第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极 8 分别被施加例如矩 形波形状的电压而周期性地产生驱动力。
如上所述地形成的可动板 21 或可动框架 35， 一般来说在多数情况下， 因在其成形 时产生内部应力等， 即使在静止状态下也并非水平姿势， 而是极为微小地倾斜。由此， 例如 当第一梳齿电极 7 被驱动时， 即使是从静止状态起也会对可动板 21 施加大致垂直的方向的 驱动力， 可动板 21 以第二合叶 32 作为摆动轴一边扭转第二合叶 32 一边转动。此后， 在可 动板 21 的姿势达到与可动框架 35 平行时， 即， 在电极 2a 与电极 3a 在侧视时达到完全重叠 的状态时， 一旦解除第二梳齿电极 8 的驱动力， 可动板 21 就会利用其惯性力， 一边扭转第二 合叶 32 一边继续转动。此后， 当可动板 21 的朝向转动方向的惯性力与第二合叶 32 的复原 力相等时， 可动板 21 的朝向该方向的转动就会停止。此时， 第二梳齿电极 8 被再次驱动， 可 动板 21 利用第二合叶 32 的复原力和第二梳齿电极 8 的驱动力， 开始朝向与此前相反的方 向的转动。可动板 21 反复进行这种借助第二梳齿电极 8 的驱动力和第二合叶 32 的复原力 的转动而绕着第二合叶 32 摆动。可动框架 35 也与可动板 21 的摆动时大致相同， 反复进行 借助第一梳齿电极 7 的驱动力和第一合叶 31 的复原力的转动， 绕着第一合叶 31 与支承体 9 一体化地摆动。此时， 包括支承体 9 的可动板 50 作为一个整体摆动， 可动板 21 的姿势发 生变化。这样， 可动板 21 就会反复进行二维的摆动。
第二梳齿电极 8 被施加由可动板 21 和第二合叶 32 构成的振动系统的共振频率的 大约 2 倍的频率的电压而驱动。另外， 第一梳齿电极 7 被施加由可动板 21、 可动框架 35 及 支承体 9 与第一合叶 31 构成的振动系统的共振频率的大约 2 倍的频率的电压而驱动。这 样， 可动板 21 就伴随着共振现象地被驱动， 其摆动角变大。而且， 第一梳齿电极 7 或第二梳 齿电极 8 的电压的施加方式或驱动频率并不限于上述情况， 例如也可以按照以正弦波形来 施加驱动电压的方式构成， 另外还可以按照使电极 3a、 3b 的电位与电极 2a 及电极 4a 的电 位一起变化的方式构成。
以下， 参照图 19 至图 24， 对光扫描反射镜 301 的制造工序进行说明。而且， 图 19 至图 24 是针对与图 18 所示的部位大致相同的部位的剖面图。首先， 在氧及水蒸气气氛的 扩散炉中， 在 SOI 基板 200 的上下两个表面形成氧化膜 ( 图 19)。此后， 对形成于活性层， 也就是形成于第一硅层 200a 的上面的氧化膜 220b 的表面中的可动板 50 或第一合叶 31 及 第二合叶 32 等的形状， 利用光刻来图案处理光刻胶 ( 未图示 )。其后， 利用 RIE(Reactive Ion Etching) 将氧化膜 220b 中的未由光刻胶掩模的部位除去， 使第一硅层 200a 中的未形 成可动板 50 等的部位露出， 在氧等离子体中除去光刻胶 ( 图 20)。在第一硅层 200a 上面， 例如通过溅射铝而形成铝膜。铝膜例如被制成厚度达到 5000 □左右。此后， 利用光刻对光 刻胶 ( 未图示 ) 进行图案处理后进行 RIE， 将铝膜中的反射镜面 20 以外的部位除去， 将光刻 胶也除去 ( 图 21)。这样就形成反射镜面 20。
在形成反射镜面 20 后， 在第一硅层 200a 上图案处理而形成光刻胶 230， 进行D-RIE(Deep Reactive Ion Etching)， 蚀刻第一硅层 200a 中的露出上面的部位。由于 SOI 基板 200 的氧化膜 220 的蚀刻速度小于第一硅层 200a 的蚀刻速度的百分之一， 因此第一硅 层 200a 的表面的氧化膜 220b 及氧化膜 220 基本上不被蚀刻。这样， 在第一硅层 200a 中， 就形成成为可动板 50、 第一合叶 31 及第二合叶 32、 第一梳齿电极 7 及第二梳齿电极 8 等的 形状。与此同时， 在成为可动板 50 的部位形成沟槽 101a， 在成为固定框架 36 的部位， 形成 沟槽 101b( 图 22)。在氧等离子体中将光刻胶 230 除去。
然后， 进行 SOI 基板 200 中的作为支承基板的第二硅层 200b( 背面侧 ) 的加工。 对 于背面侧的加工， 例如为了保护作为表面侧的第一硅层 200a 的上面， 是以光刻胶 230 覆盖 而进行的。首先， 在形成于第二硅层 200b 的表面的氧化膜 220b 上， 利用光刻对光刻胶 232 进行图案处理。 光刻胶 232 被以与支承体 9 及固定框架 36 对应的形状形成。 此后， 利用 RIE 蚀刻未形成光刻胶 232 的部位的氧化膜 220b， 利用 D-RIE 挖入露出了的第二硅层 200b( 图 23)。此时， 与上述相同， 由于蚀刻速度的差别， 第二硅层 200b 被挖入至氧化膜 220， 氧化膜 220 基本上未被蚀刻。其后， 在氧等离子体中将光刻胶 232 除去。而且， 光刻胶 232 也可以 在第二硅层 200b 的蚀刻中被除去， 该情况下， 可以将制造工序简化。另外， 也可以通过预先 调整好光刻胶 232 的与支承体 9 对应的部位的厚度， 而在蚀刻结束后略微蚀刻掉支承体 9， 减小支承体 9 的厚度。 其后， 将向半导体部 300 的下方露出的氧化膜 220 利用 RIE 除去。这样， 可动板 50 或可动板 21 就可以借助第一合叶 31 及第二合叶 32 摆动 ( 参照图 16 等 )。另外， 这样， 在 沟槽 101a 的下方， 由氧化膜 220 和第二硅层 200b 构成的支承体 9 就在由沟槽 101a 绝缘分 离了的可动框架 35 的多个部位都被接合的状态下形成。而且， 与此同时， 第二硅层 200b 的 表面的氧化膜 220b 也被除去。其后， 通过将半导体部 300 的上下的光刻胶 230、 232 除去， 即完成半导体部 300。
在半导体部 300 完成后， 将上部保护基板 310 及下部保护基板 320 与半导体部 300 接合。本实施方式中， 对在上部保护基板 310 及下部保护基板 320 中都使用玻璃基板的情 况进行说明。玻璃基板与 SOI 基板 200 例如可以利用阳极接合很容易并且可靠地接合。
对于上部保护基板 310 及下部保护基板 320 的接合工序， 例如从保护反射镜面 20 的观点考虑， 将上部保护基板 310 先接合在半导体部 300 的上面侧， 其后将下部保护基板 320 接合在半导体部 300 的下面侧而进行。上部保护基板 310 的接合工序中， 首先， 将形成 有凹部 312a 或贯穿孔 313 的玻璃基板与半导体部 300 的 SOI 基板 200 重叠， 在 10Pa 以下的 真空环境下， 加热到数百℃左右。此时， 优选通过设为 1Pa 以下的环境而可以进一步提高接 合后的真空度。另外， 对于温度， 优选保持为 300℃到 400℃左右。其后， 在玻璃基板与 SOI 基板 200 达到所需的温度后， 对玻璃基板施加相对于 SOI 基板 200 的接合侧的硅层， 即第一 硅层 200a 为 400V 至 800V 左右的电压。通过像这样在施加了电压的状态下保持 20 分钟至 60 分钟左右， 就可以使上部保护基板 310 与半导体部 300 良好地接合。在将上部保护基板 310 接合后， 下部保护基板 320 也被与上述相同地与半导体部 300 的第二硅层 200b 阳极接 合 ( 图 24)， 如图 18 所示完成光扫描反射镜 301。而且， 接合方法并不限于阳极接合， 可以 使用各种方法。
如上说明所示， 本实施方式中， 由于利用挡块 315、 325 来限制可动板 50 的 z 方向 的位移， 因此在从外部对光扫描反射镜 301 施加冲击时可以防止第一合叶 31 的破损， 从而
可以提高光扫描反射镜 301 的耐冲击性。由于挡块 315、 325 被分别朝向在可动板 50 的摆 动时可动板 50 的位移少的摆动轴突出设置， 因此可以将挡块 315、 325 邻近可动板 50 地构 成， 从而可以更为有效地限制可动板 50 的 z 方向位移。本实施方式中， 由于在可动板 50 的 上下分别配置有挡块 315、 325， 因此可以更为有效地获得耐冲击性的提高效果。
而且， 第七实施方式中， 本发明并不限定于上述实施方式的构成， 可以在不改变发 明的主旨的范围中适当地进行各种变形。例如， 对于挡块 315 或挡块 325 的结构或位置、 个 数， 可以考虑光扫描反射镜的摆动运动适当地选择最佳的， 并不限于上述实施方式。 更具体 来说， 可以将挡块 315 及挡块 325 配置为， 不会限制配置于可动框架 35 的内侧的可动板 21 的厚度方向的位移。即， 也可以按照朝向第二合叶 32 的摆动的中心轴地在俯视时与可动板 21 重叠的方式突出设置挡块 315， 按照沿着第二合叶 32 的摆动的中心轴的方式突出设置挡 块 325。另外， 光扫描反射镜也可以不是像上述实施方式那样的双轴万向接头型的， 而是具 有例如将形成有反射镜面的可动板用一对合叶支承在固定框架上的结构的可以单轴摆动 的类型。 该情况下， 通过将挡块朝向可动板的摆动轴突出地形成于保护基板上， 就可以同样 地提高光扫描反射镜的耐冲击性。此外， 保护基板只要与半导体部 300 的至少一面接合即 可， 另外， 挡块只要不会限制可动板的位移地配置于半导体部 300 的至少一面侧即可。在将 挡块仅设于一侧的情况下， 也可以利用该挡块来限制可动板的 z 方向位移， 从而可以防止 合叶的破损， 提高耐冲击性。此外， 半导体部 300 也可以不是 SOI 基板， 而是单一的硅基板 或金属板， 另外， 将可动板 21 及可动板 50 摆动的驱动力也可以不是作用于梳齿电极间的静 电力， 而是作用于平板电极间的静电力或电磁力、 电致伸缩力、 热致伸缩力。无论在何种情 况下， 都可以通过将挡块朝向可动板的摆动轴突出地形成于保护基板上， 来限制可动板的 z 方向的位移， 防止合叶的破损， 提高半导体部的耐冲击性。
此外， 本发明并不限于具有反射镜面且扫描光的光扫描反射镜， 而可以广泛地适 用于在半导体基板上形成可以利用一对合叶相对于固定框架摆动地构成的可动板的半导 体可动结构体中。即， 通过在设于半导体基板的至少一面的保护基板中按照限制可动板在 与半导体基板垂直的方向的位移的方式来设置挡块， 就可以提高半导体可动结构体的耐冲 击性。