基板の分断方法、ミラーデバイス体の製造方法、ＭＥＭＳ素子
【課題】ＭＥＭＳミラーに損傷を与えずにＭＥＭＳミラーを基板から分離する方法を提供する。
【解決手段】ミラーデバイス体が支持部４ｂに支持された基板２０の支持部４ｂにレーザー光７４を集光して照射し、支持部４ｂに改質部７５を形成する改質部形成工程と、支持部４ｂに力を加えて支持部４ｂを切断しミラーデバイス体２と基板２０とを分離する分離工程と、を有し、支持部４ｂの断面形状は台形に形成され、改質部形成工程では台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側からレーザー光７４を照射する。
【解決手段】ミラーデバイス体が支持部４ｂに支持された基板２０の支持部４ｂにレーザー光７４を集光して照射し、支持部４ｂに改質部７５を形成する改質部形成工程と、支持部４ｂに力を加えて支持部４ｂを切断しミラーデバイス体２と基板２０とを分離する分離工程と、を有し、支持部４ｂの断面形状は台形に形成され、改質部形成工程では台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側からレーザー光７４を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の分断方法、ミラーデバイス体の製造方法、ＭＥＭＳ素子にかかわり、特にＭＥＭＳ素子を支持する支持部を切断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子は圧力センサー、加速度センサー、ジャイロセンサー、ＭＥＭＳミラー等の各種素子に応用されている。ＭＥＭＳミラーはポリゴンミラーやガルバノミラーより高い周波数にて光走査が可能であり、レーザー光を用いたディスプレイやプリンター等に応用されている。
【０００３】
ＭＥＭＳミラーの製造方法が特許文献１に開示されている。それによると、シリコン基板に酸化膜を形成し、レジスト塗布、露光、エッチング等の処理を施して酸化膜をパターニングする。これにより酸化膜のマスクを形成する。そして、シリコン基板をエッチング液に浸漬してエッチングする。この工程を数回行うことにより反射ミラーを形成する。次に磁石を接着して光スキャナーを製造していた。
【０００４】
シリコン基板にＭＥＭＳ素子を複数形成した後、各素子を基板から分離する方法が広く用いられている。素子をシリコン基板から分離する方法が特許文献２に開示されている。それによると、予め、切断予定線に沿ってミシン目状の孔を形成しておく。切断するときには切断予定線に沿ってレーザー光を照射し改質領域を形成した後に力を加えて切断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０７０６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＥＭＳミラーは反射ミラーを支持部にて支持する構造である。そして、支持部を捻って反射ミラーの向きを変えるので、支持部の断面積を小さくして捻り易くしている。従って、反射ミラーに外力が加わるときには損傷を受けやすくなっている。ＭＥＭＳミラーを製造するときには基板にＭＥＭＳミラーを形成した後で分離する。このとき、ＭＥＭＳミラーのように損傷を受けやすいＭＥＭＳ素子に損傷を与えずにＭＥＭＳ素子を基板から分離する方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる基板の分断方法であって、デバイス体が支持部に支持された基板の前記支持部にレーザー光を集光して照射し、前記支持部に改質部を形成する改質部形成工程と、前記支持部に力を加えて前記支持部を切断し前記デバイス体と前記基板とを分離する分離工程と、を有し、前記支持部の断面形状は台形に形成され、前記改質部形成工程では前記台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側から前記レーザー光を照射することを特徴とする。
【０００９】
この基板の分断方法よれば、基板にはデバイス体が形成されている。そして、基板とデバイス体とは支持部により連結されている。改質部形成工程では支持部にレーザー光を照射することにより支持部に改質部を形成する。改質部が形成されることにより支持部は割れやすくなる。分離工程では支持部に力を加えて支持部を切断する。これにより、デバイス体と基板とが分離される。
【００１０】
支持部にレーザー光を照射するときレーザー光は集光される。これによりレーザー光は円錐状となる。支持部の断面形状が四角のときには四角の側面の近くにレーザー光を集光させると円錐状のレーザー光の一部が側面を照射する。このとき側面を照射するレーザー光は反射または屈折するので集光させたい場所に到達しなくなる。これにより、集光させたい場所のレーザー光のエネルギーが小さくなるので、改質部が品質良く形成されないことがある。
【００１１】
一方、本適用例の支持部の断面形状は台形に形成されている。台形を構成する４辺のうち平行な２辺でない辺を斜辺とする。この斜辺は支持部の側面に相当する。台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側からレーザー光を照射する。これにより、円錐状のレーザー光の外周の面と斜辺とがなす角度を小さくすることができる。従って、支持部の斜辺の近くに改質部を形成したいときにも台形の斜辺に接しないようにレーザー光を集光させて改質部を形成することができる。その結果、改質部を品質良く形成することができる為、基板とデバイス体とを品質良く分離することができる。
【００１２】
［適用例２］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記基板はシリコン単結晶基板であり、前記支持部の側面が結晶面となっていることを特徴とする。
【００１３】
この基板の分断方法によれば、支持部の側面が結晶面となっている。従って、シリコン単結晶板をエッチング溶液に浸漬することにより支持部の側面が形成される。その結果、容易に断面形状が台形となる支持部を形成することができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記デバイス体が前記支持部と接する面の面積を積算した支持部積算面積は、前記デバイス体が前記支持部と接していない面の面積を積算した非支持部積算面積より狭いことを特徴とする。
【００１５】
この基板の分断方法によれば、支持部積算面積は非支持部積算面積より狭く形成されている。このとき、支持部積算面積が非支持部積算面積より広いときより支持部に改質部を形成する面積が少なくなる。その結果、生産性良く改質部を形成してデバイス体と基板とを分離することができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記分離工程では前記デバイス体を保持しながら前記改質部に沿って剪断力を加えて前記支持部を切断し、前記基板と前記デバイス体とを相対移動させることを特徴とする。
【００１７】
この基板の分断方法によれば、支持部に改質部が形成されているので、改質部に沿って剪断力を加えることにより支持部を切断することができる。そして、デバイス体を保持しながら支持部を切断する為、切断後はデバイス体を保持した状態となっている。従って、基板とデバイス体とを相対移動させる作業に続けて移行することができる。
【００１８】
［適用例５］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記改質部形成工程では前記支持部の内部にのみ前記改質部を形成することを特徴とする。
【００１９】
この基板の分断方法によれば、改質部は支持部の内部にのみ形成される。改質部が支持部の表面に形成されるとき、改質部の形成にともなって粉や破片が発生し飛翔する場合がある。改質部が支持部の内部に形成されるときには粉や破片が飛翔しない為、粉や破片がデバイス体に付着しない。その結果、品質良くデバイス体を形成することができる。
【００２０】
［適用例６］
本適用例にかかるミラーデバイス体の製造方法であって、前記デバイス体は枠部と鏡部と鏡支持部とを備え、前記枠部と前記鏡部とに前記鏡支持部が架橋されたミラーデバイス体であり、上記のいずれか一項に記載の基板の分断方法を用いて、前記基板と前記ミラーデバイス体とを分離することを特徴とする。
【００２１】
このミラーデバイス体の製造方法によれば、ミラーデバイス体では枠部と鏡部とに鏡支持部が架橋されている。本適用例の製造方法では、ミラーデバイス体に破損し易い鏡支持部が設置されているときにも鏡支持部に力を加えずに基板とミラーデバイス体とを分離することができる。従って、品質良くミラーデバイス体を製造することができる。
【００２２】
［適用例７］
上記適用例にかかるミラーデバイス体の製造方法において、前記鏡支持部と前記支持部とを同時に形成することを特徴とする。
【００２３】
このミラーデバイス体の製造方法によれば、鏡支持部と支持部とが同時に形成されている。従って、鏡支持部を形成する工程と支持部を形成する工程とを別々に行う場合に比べて、生産性良く鏡支持部と支持部とを製造することができる。
【００２４】
［適用例８］
上記適用例にかかるミラーデバイス体の製造方法において、前記鏡部に磁石を固着した後に前記分離工程を行うことを特徴とする。
【００２５】
このミラーデバイス体の製造方法によれば、鏡部に磁石を固着するとき支持部は切断されていない状態となっている。これにより、ミラーデバイス体が基板に支持されている状態で鏡部に磁石を設置できる。従って、基板を把持して鏡部に磁石を固着できるので、基板から分離された状態で鏡部に磁石を固着するときに比べて作業性良く鏡部に磁石を固着できる。
【００２６】
［適用例９］
本適用例にかかるＭＥＭＳ素子であって、断面形状が台形の支持部を周囲に備えたことを特徴とする。
【００２７】
このＭＥＭＳ素子によれば、ＭＥＭＳ素子の周囲に支持部が設置されている。従って、ＭＥＭＳ素子が破損し易い構造のときにも、支持部とＭＥＭＳ素子とを形成した後で支持部を切断することにより品質良くＭＥＭＳ素子を製造することができる。そして、支持部の断面形状を台形にすることにより、支持部に品質良く改質部を形成し、その後、支持部を切断することにより品質良く支持部を切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、光スキャナーの構成を示す概略斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は、光スキャナーの模式断面図。
【図２】レーザー照射装置の構成を示す概略図。
【図３】（ａ）は、ロボットの構成を示す模式断面図、（ｂ）及び（ｃ）は、ロボットの把持装置の構成を示す要部模式断面図。
【図４】（ａ）は、光スキャナーの製造方法のフローチャート、（ｂ）は、ミラー素子基板を示す模式図。
【図５】（ａ）はミラー素子を示す要部拡大図、（ｂ）及び（ｃ）はミラー素子を示す要部模式断面図。
【図６】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図７】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図８】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図９】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図１０】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図１１】第２の実施形態にかかわる加速度センサー素子の構成を示す概略斜視図。
【図１２】第３の実施形態にかかわる圧力センサー素子の構成を示す概略斜視図。
【図１３】第４の実施形態にかかわる角速度センサー素子の構成を示す模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３０】
（第１の実施形態）
本実施形態では、ＭＥＭＳミラーを備えた光スキャナーとレーザースクライブ装置と、このレーザースクライブ装置を用いたＭＥＭＳミラーの製造方法との特徴的な例について、図１〜図１０に従って説明する。
【００３１】
（光スキャナー）
図１（ａ）は光スキャナーの構成を示す概略斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の光スキャナーのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）の光スキャナーのＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図である。最初に光スキャナー１について図１に従って説明する。光スキャナー１は主にデバイス体及びＭＥＭＳ素子としてのミラーデバイス体２と筐体３とから構成され、ミラーデバイス体２と筐体３とが接合面３ａにて重ねて配置されている。ミラーデバイス体２は四角の枠状で一方向に長く形成された枠部４を備えている。枠部４の長手方向をＸ方向とし、長手方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、枠部４の厚み方向をＺ方向とする。
【００３２】
枠部４の外周側の側面である外周側側面４ａには凸状の支持部４ｂが形成されている。支持部４ｂはミラーデバイス体２を製造する工程において枠部４を支持する部材である。支持部４ｂの個数及び大きさは特に限定されない。１個でも良く、複数設置しても良い。製造工程中にミラーデバイス体２を支持可能な強度を備えていれば良く、本実施形態では、Ｙ方向を向く面と−Ｙ方向を向く面に各３個形成されている。Ｘ方向を向く面と−Ｘ方向を向く面には各１個の支持部４ｂが形成されている。支持部４ｂの断面形状は台形に形成されている。枠部４の内側にはＺ方向に貫通した孔からなる窓部５が形成されている。枠部４の窓部５側の側面である窓側側面４ｃと外周側側面４ａとは共に内側に凹状に形成されている。
【００３３】
窓部５の中央には鏡部６が配置され、鏡部６と枠部４との間には鏡支持部７が架橋されている。鏡支持部７は鏡部６のＸ方向及び−Ｘ方向に延在して配置され、鏡部６を支持している。鏡支持部７は一対の板状の部材がＹＺ平面において所定の角度を成し、Ｘ方向において平行に配置されている。枠部４、鏡部６、鏡支持部７は共に単結晶シリコンからなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。鏡部６の側面である鏡部側面６ｂにおいても枠部４と同様に凹状に形成されている。
【００３４】
鏡支持部７はＸ方向の長さに対して薄く形成されている。これにより、鏡支持部７は捻れ易くなっており、鏡部６がＸ方向を中心として回転可能になっている。鏡支持部７は捻りに対して弾性を有しており、鏡部６の重量と鏡支持部７の弾力性を調整することにより所定の固有振動数となっている。
【００３５】
鏡部６においてＺ方向を向く鏡面部６ａは平面度が精度良く形成され、表面粗さが小さく形成されている。これにより、鏡面部６ａは光の反射率が高い面となっている。鏡部６において、鏡面部６ａと反対側の面には磁石８が設置されている。そして、磁石８はＹ方向にＮ極とＳ極とが並んで配置されている。
【００３６】
枠部４の−Ｚ方向側には筐体３が設置され、筐体３の内部の底面３ｂには電磁石９が設置されている。電磁石９は磁石８と対向する場所に配置され、電磁石９のＮ極とＳ極とがＺ方向で切り替わるようになっている。そして、電磁石９の鏡部６側をＮ極にするとき磁石８のＮ極側が反発して電磁石９と離れ、磁石８のＳ極側に引力が作用して電磁石９と接近する。これにより、鏡支持部７が捻れて鏡部６が傾斜する。電磁石９の鏡部６側をＳ極にするときには、鏡支持部７が逆方向に捻れて鏡部６が傾斜する。
【００３７】
電磁石９のＮ極とＳ極とを交互に切替えることにより、鏡部６は所定の角度内を反復して回転する。鏡部６にレーザー光のスポットを照射するとき、鏡部６で反射するレーザー光は所定の間を走査して照射する。
【００３８】
（レーザー照射装置）
次にレーザー照射装置について説明する。レーザー照射装置は支持部４ｂに改質部を形成する装置である。図２は、レーザー照射装置の構成を示す概略図である。図２に示すように、レーザー照射装置１２は、レーザー光を射出するレーザー光源１３と、射出されたレーザー光をワークに照射する光学経路部１４と、光学経路部１４に対してワークを相対的に移動させるテーブル部１５と、動作を制御する制御装置１６を主として構成されている。
【００３９】
レーザー光源１３は、射出するレーザー光を加工対象物の内部に集光して多光子吸収による改質部を形成できる光源であれば良い。例えば、本実施形態において、レーザー光源１３はＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧ（Ｎｄ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）のレーザー媒質を備え、基本波（波長：１０００〜１１００ｎｍ）のＱスイッチパルス発振のレーザー光を射出する発光条件を採用している。パルス幅はおよそ１４ｎｓ（ナノ秒）、パルス周期は１０ｋＨｚ、出力はおよそ６０μＪ／パルスのレーザー光を射出する発光条件を採用している。集光レンズは、この場合、倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８、ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が３ｍｍの対物レンズを採用している。
【００４０】
光学経路部１４はダイクロイックミラー１７を備えている。ダイクロイックミラー１７は、レーザー光源１３から照射されるレーザー光の光軸１８ａ上に配置されている。ダイクロイックミラー１７はレーザー光源１３から照射されるレーザー光を反射して、光軸１８ａの進行方向を−Ｚ方向に変更する。ダイクロイックミラー１７に反射したレーザー光が通過する光軸１８ｂ上に集光レンズ１９が配置されている。テーブル部１５には基板２０が配置され、集光レンズ１９を通過したレーザー光が基板２０に照射されるようになっている。
【００４１】
集光レンズ１９はレンズ支持部２１により、レンズ移動機構２２に支持されている。レンズ移動機構２２は図示しない直動機構を有し、集光レンズ１９を光軸１８ｂ方向に移動させる。これにより、集光レンズ１９を通過したレーザー光が集光する位置をレンズ移動機構２２が移動させる。直動機構は、例えば、ネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットとを供えたネジ式直動機構とパルスモーターとを組み合わせた構成にしても良い。
【００４２】
集光レンズ１９とダイクロイックミラー１７とを通過する光軸１８ｂの延長線上にあって、ダイクロイックミラー１７に対して集光レンズ１９と反対側には、撮像装置２３を備えている。撮像装置２３は、例えば、図示しない同軸落射型光源とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から射出した可視光は、集光レンズ１９を透過して基板２０を照射する。撮像装置２３は、集光レンズ１９とダイクロイックミラー１７とを通して基板２０を撮像することが可能となっている。
【００４３】
テーブル部１５は、基台２６を備えている。基台２６の上側にはＸＹステージ２７が設置され、ＸＹステージ２７の上には載置台２８が設置されている。ＸＹステージ２７はＸ方向に載置台２８を移動させる直動機構とＹ方向に載置台２８を移動させる直動機構とを備えている。直動機構は、レンズ移動機構２２が備える直動機構と同様な機構であり、所定のステップ数に相当する駆動信号に対応して載置台２８をＸ方向及びＹ方向に沿って移動させる。
【００４４】
載置台２８の上面には保持治具２９が搭載されている。載置台２８の上面には図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、保持治具２９上に基板２０を載置すると、チャック機構によって、基板２０が保持治具２９の上面の所定の位置に位置決めされ固定されるようになっている。
【００４５】
制御装置１６は、メインコンピューター３２を備えている。メインコンピューター３２は内部に図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリーを備えている。ＣＰＵはメモリー内に記憶されたプログラムソフトに従って、レーザー照射装置１２の動作を制御するものである。メインコンピューター３２は、図示しない入出力インターフェースを備え、入力装置３３、表示装置３４、レーザー制御装置３５、レンズ位置制御装置３６、画像処理装置３７、ステージ制御装置３８と接続されている。
【００４６】
入力装置３３は、レーザー加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する装置であり、表示装置３４はレーザー加工時の各種情報を表示する装置である。ＣＰＵは、入力される各種加工条件とプログラムソフトとに従って、レーザー加工を行い。加工状況を表示装置３４に表示する。操作者が表示装置３４に表示される各種情報を見て、レーザー加工状況を確認して操作するようになっている。
【００４７】
レーザー制御装置３５は、レーザー光源１３を駆動するパルス信号のパルス幅、パルス周期、出力の開始と停止、等を制御する装置であり、メインコンピューター３２の制御信号により制御される。レンズ位置制御装置３６は、レンズ移動機構２２の移動、停止を制御する装置である。レンズ移動機構２２には移動距離を検出可能な図示しない位置センサーが内蔵されており、この位置センサーの出力を検出することによりレンズ位置制御装置３６は集光レンズ１９の光軸１８ｂ方向の位置を認識する。レンズ位置制御装置３６は、レンズ移動機構２２にパルス信号を送信し、レンズ移動機構２２を所望の位置に移動することができるようになっている。これにより、レーザー照射装置１２はＺ方向において所望の場所にレーザー光を集光させることができる。
【００４８】
画像処理装置３７は、撮像装置２３から出力される画像データを演算する機能を備えている。撮像装置２３に基板２０を撮像させるとき、メインコンピューター３２はレンズ移動機構２２を駆動して集光レンズ１９と基板２０との距離を調整する。これにより撮像装置２３は鮮明な画像を撮影できる。
【００４９】
集光レンズ１９を光軸１８ｂの方向に移動して、撮像装置２３が撮像する画像が鮮明になる集光レンズ１９の位置を、内蔵する位置センサーで検出することにより、基板２０の厚みを測定することが可能となる。
【００５０】
撮像装置２３で基板２０の上面２０ａを撮像するときに焦点が合う合焦点位置と、レーザー光を照射したときに、集光レンズ１９により集光される集光位置との差の距離を計測することで、合焦点位置と集光位置の差の距離であるオフセット距離を知ることができる。例えば、透明な２枚の基板を重ねた物を基板２０として保持治具２９に設置し、２枚の基板の接触部に撮像装置２３の焦点が合うように集光レンズ１９を移動する。次に、レーザー光を照射して改質部を形成する。２枚の基板の接触部と改質部の距離を計測することでオフセット距離を検出することができる。
【００５１】
集光レンズ１９を光軸１８ｂ方向に移動して、基板２０の上面２０ａに撮像装置２３の焦点を合わせる。レーザー光を照射したい位置とオフセット距離とで集光レンズ１９の移動距離を演算し、演算した移動距離と同じ距離分、集光レンズ１９を移動させる。この方法により基板２０における所望の深さの場所にレーザー光を集光することが可能となる。
【００５２】
ステージ制御装置３８は、ＸＹステージ２７の位置情報の取得と移動制御を行なう。ステージ制御装置３８は、ＸＹステージ２７の位置情報を取得してメインコンピューター３２から指示される位置情報と比較する。次に、位置情報の差に相当する距離に対応してＸＹステージ２７を駆動して移動する。これにより、ステージ制御装置３８はＸＹステージ２７を駆動して、所望の位置に基板２０を移動することが可能となっている。
【００５３】
レーザー制御装置３５がレーザー光源１３を制御しレーザー光を発光させる。画像処理装置３７が基板２０の上面２０ａの光軸方向の位置を検出する。レンズ位置制御装置３６がレーザー光を集光する光軸１８ｂ方向の位置を制御する。ステージ制御装置３８が基板２０をＸＹ方向に移動して、基板２０にレーザー光が照射される場所を制御する。レーザー照射装置１２は一連の制御を行い所望の場所にレーザー光を集光して照射することが可能となっている。
【００５４】
ここで、多光子吸収による改質部の形成について説明する。集光レンズ１９によって集光されたレーザー光は、基板２０に入射する。そして、基板２０がレーザー光を透過する材料であっても、材料の吸収バンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいとき、基板２０は光子エネルギーを吸収する。これを多光子吸収と言い、レーザー光のパルス幅を極めて短くすることでエネルギーを高めて、多光子吸収を基板２０の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、永続的な構造変化が誘起された領域が形成される。本実施形態では、この構造変化領域を改質部と呼ぶ。改質部には、大きく構造変化した結果複数のクラックが形成された領域が含まれる。
【００５５】
このような改質部を形成するためのレーザー光の照射条件は、加工対象物ごとにレーザー光の出力やパルス幅、パルス周期、レーザースキャン速度等の設定が必要になる。特に、レーザー光源１３が照射するレーザー光の出力は、ダイクロイックミラー１７や集光レンズ１９のような光軸１８ｂ上に配置される透過性物質による吸収で減衰することを考慮する必要がある。従って、実際の加工対象物を用いた予備試験を実施して、最適な照射条件を導くことが望ましい。
【００５６】
（ロボット）
次にミラーデバイス体２を移動するロボットについて説明する。図３（ａ）は、ロボットの構成を示す模式断面図である。図３（ａ）に示すように、ロボット４１は平板状に形成された基台４２を備えている。基台４２の水平面上の１方向をＸ方向とする。そして、重力方向と逆の方向をＺ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。
【００５７】
基台４２上には支持台４３が配置されている。支持台４３の内部には空洞が形成され、この空洞には第１回転機構４４が設置されている。第１回転機構４４はモーター、角度検出器、減速機を備え、第１回転機構４４の出力軸４４ａは回転角度を精度良く制御可能となっている。出力軸４４ａは支持台４３のＺ方向に突出して配置され、Ｚ方向を軸にして回転する。
【００５８】
出力軸４４ａと接続して略直方体状の第１腕部４５が配置され、第１腕部４５は出力軸４４ａを中心に回転させられる。第１腕部４５上において第１回転機構４４と反対側の端には第２回転機構４６が設置されている。第２回転機構４６は第１回転機構４４と同様な機構であり、第２回転機構４６の出力軸４６ａは回転角度を精度良く制御可能となっている。出力軸４６ａは第１腕部４５の−Ｚ方向に突出して配置され、Ｚ方向を軸にして回転する。
【００５９】
出力軸４６ａと接続して略直方体状の第２腕部４７が配置され、第２腕部４７は出力軸４６ａを中心に回転させられる。第２腕部４７上において第２回転機構４６と反対側の端には第３回転機構４８が配置されている。第３回転機構４８は回転角度を制御可能であれば良く、例えば、回転角度を所定の角度にて回転できるステップモーターを用いることができる。第３回転機構４８の回転軸４８ａは第２腕部４７の−Ｚ方向に突出して配置され、Ｚ方向を軸にして回転する。
【００６０】
第２腕部４７の下側において第３回転機構４８と対向する側には第１昇降装置４９が配置され、第１昇降装置４９は回転軸４８ａと接続されている。従って、第３回転機構４８はＺ方向を軸にして第１昇降装置４９を回転させることができる。第１昇降装置４９は直動機構を備え、直動機構を駆動して伸縮することができる。
【００６１】
第１昇降装置４９の下側には把持装置５０が配置されている。第１昇降装置４９は把持装置５０を昇降させる。第１昇降装置４９の直動機構は特に限定されないが、例えば、直動機構にボールネジとステップモーターとを組合せた装置を採用している。
【００６２】
基台４２の図中右側には制御装置５１が配置されている。制御装置５１は、第１回転機構４４、第２回転機構４６、第３回転機構４８、第１昇降装置４９及び把持装置５０を制御する。これにより、制御装置５１はロボット４１の動作及び姿勢を制御可能になっている。
【００６３】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、ロボットの把持装置の構成を示す要部模式断面図である。図３（ｂ）に示すように、把持装置５０は支持部５２を備え、支持部５２は第１昇降装置４９に対してＺ方向に移動可能に接続されている。第１昇降装置４９と支持部５２との間にはコイルばね５３が配置され、コイルばね５３は支持部５２を−Ｚ方向に加勢する。
【００６４】
支持部５２の−Ｚ側には直方体の箱状の外装部５４が設置されている。外装部５４の内部は空洞となっており、支持部５２と対向する場所には第２昇降装置５５が設置されている。第２昇降装置５５は直動機構を備え、直動機構を駆動してＺ方向に伸縮することができる。第２昇降装置５５の下側には吸着部５６が配置され、第２昇降装置５５は吸着部５６を昇降させる。第２昇降装置５５の直動機構は特に限定されないが、例えば、本実施形態ではエアーシリンダーを採用している。
【００６５】
吸着部５６は内部に配管５６ａが形成され、配管５６ａは吸着部５６の−Ｚ方向の面に形成された吸引口５６ｂに接続されている。吸着部５６の−Ｚ方向の面の中央には凹部５６ｃが形成され、凹部５６ｃの周囲に吸引口５６ｂが形成されている。配管５６ａは吸着部５６のＺ方向の面に形成された吐出口５６ｄに接続され、吐出口５６ｄはチューブ５７と接続されている。チューブ５７は図示しない電磁弁及び真空ポンプと接続され、電磁弁は制御装置５１により開閉の制御が行われる。電磁弁を開くと配管５６ａ内は負圧になる。吸着部５６を基板２０に接した状態にて配管５６ａ内を負圧にすることにより、基板２０は吸着部５６に吸着させられる。つまり、吸着部５６は吸引式のチャック機構になっている。
【００６６】
レーザー照射装置１２によって改質部５８が形成された基板２０が保持治具２９上に載置され、ロボット４１が把持装置５０を基板２０に押圧する。改質部５８が外装部５４と吸着部５６との間に位置するように、把持装置５０の位置が制御される。このとき、コイルばね５３が収縮して、把持装置５０が基板２０に加勢される。次に、制御装置５１が電磁弁を開いて基板２０を吸着部５６に吸着させる。
【００６７】
続いて、図３（ｃ）に示すように、制御装置５１は第２昇降装置５５を駆動して、吸着部５６を上昇される。このとき、外装部５４が基板２０の一部を抑えた状態にて吸着部５６が基板２０の他方の一部を上昇する。これにより、改質部５８に剪断力が加わり基板２０が改質部５８にて分断される。分断した基板２０の一部は吸着部５６に保持された状態になっている。ロボット４１は把持装置５０を上昇させて第１腕部４５及び第２腕部４７を移動することにより、分離した基板２０の一部を所望の場所に移動できる。
【００６８】
（光スキャナーの製造方法）
次に上述した光スキャナー１の製造方法を通じて基板の分断方法、ミラーデバイス体２の製造方法について図４〜図１０にて説明する。図４（ａ）は、光スキャナーの製造方法のフローチャートであり、図４（ｂ）〜図１０は光スキャナーの製造方法を説明するための模式図である。
【００６９】
図４（ａ）のフローチャートにおいて、ステップＳ１は鏡形成工程に相当し、ミラーデバイス体をシリコン基板上に形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、磁石固着工程に相当し、ミラー素子に磁石を接着して固定する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、改質部形成工程に相当し、基板を分断する場所に改質部を形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、分離工程に相当し、改質部にて基板を分断して分離する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、組立工程に相当し、ミラーデバイス体と筐体とを組み立てる工程である。以上の工程にて光スキャナーの製造工程を終了する。
【００７０】
次に、図４（ｂ）〜図１０を用いて、図４（ａ）に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図４（ｂ）〜図７はステップＳ１の鏡形成工程に対応する図である。ステップＳ１はミラー素子基板６２を形成する工程である。まず、ミラー素子基板６２について説明する。図４（ｂ）はミラー素子基板を示す模式図である。ミラー素子基板６２はミラー素子６３がマトリクス状に複数形成された基板２０である。ミラー素子６３はミラーデバイス体２に磁石８が固着される前の部品となっている。尚、基板２０は主面が（１００）のシリコンウエハーが用いられている。基板２０においてミラー素子６３が配列して形成された場所の外側は外枠部２０ｃとなっている。外枠部２０ｃは基板２０を保持するときや固定したいときに用いられる場所である。
【００７１】
図５（ａ）はミラー素子６３を示す要部拡大図である。図５（ａ）に示すように、ミラー素子６３は枠部４を備え、枠部４の内部には鏡部６及び鏡支持部７が形成されている。隣り合うミラー素子６３は支持部４ｂにより接続されている。支持部４ｂは枠部４を囲んで配置され、支持部４ｂは直線に沿って配置されている。この直線上の支持部４ｂと支持部４ｂとの間には貫通孔が形成され、この貫通孔を非支持部６４とする。従って、ミラー素子６３の周囲は支持部４ｂと非支持部６４と囲まれて形成されている。
【００７２】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）はミラー素子６３を示す要部模式断面図であり、図５（ａ）に示すＣ〜Ｌに沿った線における断面図である。図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、各部分の側面は基板２０の上面２０ａに対して斜面となっている。この斜面はシリコン結晶の方位（１１１）面となっており、上面２０ａとの成す角度である斜面角度６５が約５４度となっている。このシリコン結晶の方位（１１１）面を以下結晶面としてのエッチングストッパー面と称す。
【００７３】
鏡部６は鏡部側面６ｂが凹んで形成され、鏡面部６ａと対向する側には台形の凹部６ｃが形成されている。枠部４はＨ−Ｊ、Ｋ−Ｌ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ｅの各断面とも同じ形状であり、鏡部６側が凹んで形成されている。そして、非支持部６４側が斜面となっている。支持部４ｂの断面形状は台形に形成され、上面２０ａ側の辺は下側の下面２０ｂより長く形成されている。鏡支持部７の断面は平行四辺形に形成され、断面の面積を小さくすることにより捻れ易くなるようになっている。
【００７４】
次に、ミラー素子基板６２を製造する工程を順に説明する。まず、基板２０の上面２０ａをラッピング装置を用いて研削し平坦にした後、ポリッシング装置等にて研磨し表面粗さを小さくする。この工程により上面２０ａを鏡面状態にする。
【００７５】
続いて、図６（ａ）に示すように、基板２０の上面２０ａに上面マスク６６を形成し、下面２０ｂに下面マスク６７を形成する。上面マスク６６及び下面マスク６７は減圧ＣＶＤ装置で形成される窒化シリコンマスクや、酸素雰囲気中で加熱して形成される酸化シリコンマスクを採用することができる。本実施形態では、例えば、窒化シリコンマスクを採用している。
【００７６】
次に、上面マスク６６及び下面マスク６７と積層してレジスト膜を形成する。レジスト膜はレジスト膜の材料を塗布して乾燥させることにより形成される。レジスト膜材料の塗布にはスピンコーター等の装置を用いて均一な厚みの膜を形成する。レジスト膜はポジ型、ネガ型に限定されずにどちらを採用しても良い。続いて、露光装置を用いて下面２０ｂ側から鏡部６の凹部６ｃのパターンと対応する形状に紫外線を照射した後、現像して凹部６ｃのパターン形状にレジスト膜を除去する。
【００７７】
次に、基板２０の下面マスク６７をエッチングして、凹部６ｃのパターン形状に下面マスク６７を形成する。窒化シリコンマスクのエッチングはウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。ウェットエッチングを行うときにはエッチング液はフッ酸、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、燐酸等を用いることができる。ドライエッチングを行うときにはＣＦ4ガスの雰囲気中にてエッチングすることができる。本実施形態では、例えば、ドライエッチングを採用している。続いて、レジスト膜を除去する。レジスト膜の除去には硫酸洗浄またはアッシングを用いることができる。その結果、図６（ｂ）に示すように下面マスク６７に凹部６ｃのパターン形状が形成される。
【００７８】
次に、基板２０をエッチング液に浸漬して基板２０の一部をエッチングする。エッチング液には、窒化シリコンマスクを用いている場合には、ＫＯＨやＴＭＡＨを用いることができる。このとき、基板２０はエッチングストッパー面に沿ってエッチングが進行するので、斜面が形成される。エッチングは基板２０の厚みの半分の深さまで進行したときに終了とする。その結果、図６（ｃ）に示すように、基板２０に鏡部６の凹部６ｃに相当する形状が形成される。
【００７９】
次に、基板２０をＣＦ4ガス内にてエッチングすることにより上面マスク６６及び下面マスク６７を除去する。その結果、図６（ｄ）に示すような基板２０が形成される。続いて、図６（ｅ）に示すように、基板２０の上面２０ａに上面マスク６８を形成し、下面２０ｂに下面マスク６９を形成する。上面マスク６８及び下面マスク６９は窒化シリコンマスクや酸化シリコンマスクを採用することができる。本実施形態では、例えば、窒化シリコンマスクを採用している。
【００８０】
次に、上面マスク６８及び下面マスク６９と積層してレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成方法は上述の方法と同じ方法にて行う。続いて、上面２０ａ及び下面２０ｂからミラー素子基板６２のパターン形状に露光装置を用いて紫外線を照射した後、現像してミラー素子基板６２のパターンのレジスト膜を除去する。次に、基板２０をＣＦ4ガス内にてドライエッチングすることにより上面マスク６８及び下面マスク６９をミラー素子基板６２のパターン形状に形成する。尚、上面マスク６８及び下面マスク６９のエッチングにはウェットエッチングを採用しても良い。続いて、レジスト膜を除去する。レジスト膜の除去には硫酸洗浄またはアッシングが用いられる。その結果、図７（ａ）に示すように上面マスク６８及び下面マスク６９にミラー素子基板６２のパターンが形成される。
【００８１】
次に、基板２０をエッチング液に浸漬して基板２０の一部をエッチングする。このとき、基板２０はエッチングストッパー面に沿ってエッチングが進行するので、斜面が形成される。図７（ｂ）はエッチングが基板２０の厚みの半分の深さまで進行した状態を示している。図中の断面Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｌ近辺のように上面２０ａと下面２０ｂとの両方からエッチングされる場所では貫通孔が形成される。この段階では貫通孔の側面の形状は貫通孔側に凸状となっている。図中の断面Ｄ、Ｅ−Ｆ、Ｊ、Ｋ近辺のように上面２０ａまたは下面２０ｂの一方からエッチングされる場所では厚み方向の中間までエッチングが進行する。
【００８２】
図７（ｃ）に示すように、さらに、エッチングを進行させる。このとき、エッチング液の温度、濃度、エッチング時間を管理することにより、図中の断面Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｌ近辺では貫通孔の側面の形状は貫通孔側に対して凹状となる。図中の断面Ｄ、Ｊ、Ｋ近辺のように下面２０ｂの一方からエッチングされる場所では厚み方向のエッチングが進行して、エッチングにより腐食された深さが上面２０ａまで到達する。これにより、貫通孔が形成される。支持部４ｂの側面はエッチングストッパー面に沿ってエッチングされるので基板２０に対して斜面となる。そして、支持部４ｂの断面形状は台形となり、支持部４ｂが形成される。図中の断面Ｅ−Ｆでは上面２０ａからエッチングされた場所と下面２０ｂからエッチングされた場所とが連結する。これにより、鏡支持部７が形成される。従って、支持部４ｂと鏡支持部７とが同時に形成される。
【００８３】
次に、基板２０をＣＦ4ガス内にてエッチングすることにより上面マスク６８及び下面マスク６９を除去する。その結果、図７（ｄ）に示すような基板２０が形成される。次に、スパッタリング装置等を用いて鏡面部６ａにアルミニウム等の金属の薄膜を形成する。これにより、鏡面部６ａの反射率を高くすることができる。
【００８４】
図８（ａ）はステップＳ２の磁石固着工程に対応する図である。図８（ａ）に示すように、ステップＳ２において、基板２０をテーブル７２上に設置する。このとき、鏡面部６ａをテーブル７２と接するように設置する。次に、接着剤を塗布した磁石８を鏡部６の凹部６ｃに押圧する。続いて、加熱乾燥させて接着剤を固化する。接着剤に紫外線硬化型の接着剤を用いても良い。そして、磁石８を鏡部６の凹部６ｃに押圧した後、接着剤に紫外線を照射することにより、接着剤を固化させても良い。短時間で磁石８を鏡部６に固着できるので、生産性良く作業できる。
【００８５】
図８（ｂ）〜図９はステップＳ３の改質部形成工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステップＳ３において、操作者は、レーザー照射装置１２の載置台２８上に保持治具２９を介して基板２０を所定の位置に設置する。基板２０は下面２０ｂが保持治具２９と接するように設置される。これにより、例えば、断面Ｊ−Ｋに示すように支持部４ｂの台形状の断面の平行な２辺のうち短い方の辺が保持治具２９側に位置する。次に、操作者は、チャック機構を駆動して基板２０を載置台２８に固定させる。
【００８６】
図８（ｃ）に示すように、隣り合うミラー素子６３の枠部４の間に架橋された支持部４ｂと非支持部６４とに沿ってミラー素子６３を囲むように切断予定面７３が設定される。１つのミラー素子６３を囲む切断予定面７３を構成する面において、支持部４ｂと接する面の面積を積算した面積を支持部積算面積とし、非支持部６４と接する面の面積を積算した面積を非支持部積算面積とする。このとき、支持部積算面積は非支持部積算面積より狭くなるように支持部４ｂと非支持部６４とが形成されている。切断予定面７３を示す座標データはレーザー照射装置１２のメインコンピューター３２に記憶される。
【００８７】
メインコンピューター３２は画像処理装置３７を駆動させて基板２０の位置を検出する。そして、メインコンピューター３２はステージ制御装置３８にＸＹステージ２７を駆動させて、光軸１８ｂが切断予定面７３に沿って移動するように基板２０を移動させる。メインコンピューター３２は、ＸＹステージ２７の移動と並行してレンズ位置制御装置３６にレンズ移動機構２２を駆動させて、基板２０のＺ方向においてレーザー光が集光する場所を制御する。
【００８８】
次に、図９（ａ）に示すように、レーザー照射装置１２は支持部４ｂにレーザー光７４を照射する。１つのミラー素子６３には支持部４ｂが８箇所形成されている。レーザー照射装置１２はこれら８箇所の支持部４ｂにレーザー光７４を照射する。本実施形態では断面Ｊ−Ｋ間における支持部４ｂにレーザー光７４を照射する説明をするが、他の７箇所の支持部４ｂについても同様の方法にてレーザー光７４が照射される。
【００８９】
レーザー照射装置１２は切断予定面７３のうち下面２０ｂに近い場所にレーザー光７４が集光する集光点７４ａを位置させる。そして、レーザー照射装置１２は基板２０にレーザー光７４を照射する。これにより、集光点７４ａには改質部７５が形成される。支持部４ｂの切断予定面７３に沿った面は台形となっており、レーザー照射装置１２は上面２０ａ側からレーザー光７４を照射する。支持部４ｂの上面２０ａから下面２０ｂにかけて形成された斜面を側面としての支持部側面４ｅとする。集光レンズ１９により集光されたレーザー光７４はＺ方向に広がった円錐状となる。支持部４ｂの断面形状は台形であり支持部側面４ｅがＺ方向に広がっている。これにより、集光点７４ａが支持部側面４ｅの近くに位置するときにもレーザー光７４に支持部側面４ｅを照射させることなく集光させることができる。
【００９０】
レーザー光７４が支持部側面４ｅを照射してレーザー光７４の一部が支持部側面４ｅで反射または屈折するとき、レーザー光７４の一部が集光点７４ａを通過しなくなる。これにより、集光点７４ａにおけるレーザー光７４のエネルギーが減少するので、改質部７５が形成できなくなる場合がある。本実施形態では、集光レンズ１９を通過するレーザー光７４のエネルギーが総て集光点７４ａに集まるので、品質良く改質部７５が形成される。
【００９１】
レーザー照射装置１２はＸＹステージ２７を駆動して基板２０を移動しながら、所定の時間間隔にてレーザー光７４を照射する。これにより、支持部４ｂの下面２０ｂに近い場所には改質部７５が所定の間隔にて形成される。その結果、支持部４ｂの下面２０ｂに近い場所には−Ｘ側支持部側面４ｅに近い場所からＸ側支持部側面４ｅに近い場所にかけて改質部７５が配列して形成される。
【００９２】
次に、図９（ｂ）に示すように、レーザー照射装置１２は集光レンズ１９をＺ方向に移動させることにより、集光点７４ａの位置をＺ方向に移動させる。続いて、切断予定面７３に沿って集光点７４ａが移動するようにレーザー照射装置１２はＸＹステージ２７を駆動して基板２０を移動させる。そして、レーザー照射装置１２は所定の時間間隔にてレーザー光７４を照射することにより、すでに形成されている改質部７５のＺ方向に所定の間隔にて新たな改質部７５の配列が形成される。その結果、支持部４ｂの下面２０ｂに近い場所には−Ｘ側支持部側面４ｅに近い場所からＸ側支持部側面４ｅに近い場所にかけて２列の改質部７５が配列して形成される。
【００９３】
同様の方法にてレーザー照射装置１２は集光レンズ１９を移動することとＸＹステージ２７を駆動しながらレーザー光７４を照射することを繰り返して行う。これにより、図９（ｃ）に示すように、支持部４ｂには改質部７５が５列並んで配置される。尚、改質部７５の列数や各列における改質部７５の個数は特に限定されない。支持部４ｂの面積に合わせて設定しても良い。改質部７５は支持部４ｂの内部にのみ形成され、上面２０ａ及び下面２０ｂに接しないように形成される。これにより、改質部７５が形成されるときに粉や破片が発生して飛翔することが防止される。
【００９４】
改質部７５の切断予定面７３において隣り合う改質部７５は三角形の頂角の位置に配置される。これにより改質部７５の密度を高くすることが可能になっている。尚、改質部７５の配置は特に限定されない。例えば、マトリクス状に配置しても良い。マトリクス状にするときには、基板２０の厚み方向に改質部７５を並べて配置するので、ＸＹステージ２７の制御を簡便に行うことができる。
【００９５】
図１０はステップＳ４の分離工程に対応する図である。図１０（ａ）に示すように、ステップＳ４において、レーザー照射装置１２の載置台２８上には保持治具２９を介して基板２０が設置されている。基板２０の外枠部２０ｃが吸引式のチャック機構により載置台２８に固定されているので、基板２０は保持治具２９上に固定されている。
【００９６】
レーザー照射装置１２の隣の場所にはロボット４１が配置され、把持装置５０の動作範囲内に載置台２８が移動可能になっている。ロボット４１は把持装置５０をミラー素子６３と対向させる場所移動させた後、第１昇降装置４９を駆動して把持装置５０を基板２０に押圧する。
【００９７】
図１０（ｂ）において、吸着部５６が基板２０と接触する場所を第１領域７６とし、外装部５４が基板２０と接触する場所を第２領域７７とする。第１領域７６は切断予定面７３に囲まれた内側の枠部４を覆う領域である。そして、第２領域７７は切断予定面７３に囲まれた外側の枠部４を覆う領域である。この枠部４は第１領域７６に位置するミラーデバイス体２の隣りに位置するミラーデバイス体２に属する枠部４の一部になっている。これにより、切断予定面７３を挟んで外装部５４と吸着部５６とが位置する。
【００９８】
次に、ロボット４１は吸着部５６のチャック機構を作動させることにより、基板２０を吸着部５６に吸着させる。続いて、図１０（ｃ）に示すように、ロボット４１は第２昇降装置５５を収縮させることにより吸着部５６をＺ方向に上昇させる。これにより切断予定面７３に形成された改質部７５に剪断力が加わるので、支持部４ｂが切断される。切断予定面７３には高い密度で改質部７５が形成されているので、支持部４ｂは容易に分断される。基板２０からミラー素子６３が分離されることによりミラーデバイス体２が完成する。分離したミラーデバイス体２は吸着部５６に吸着されたまま保持されている。
【００９９】
ロボット４１は分離したミラーデバイス体２を保持したまま把持装置５０を移動させる。そして、分離したミラーデバイス体２と基板２０とを相対移動して所望の場所に移動することができる。例えば、図示しない容器に並べて配置することができる。
【０１００】
ステップＳ５の組立工程では、図１に示すように電磁石９が設置された筐体３の接合面３ａに接着剤を塗布する。そして、磁石８と電磁石９とが対向するように筐体３の接合面３ａと枠部４とを押圧して接着する。続いて、接着剤を加熱乾燥することにより、接着剤を固化する。これにより、筐体３とミラーデバイス体２とが組み立てられて光スキャナー１が完成する。以上で光スキャナーの製造工程を終了する。
【０１０１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、支持部４ｂの断面形状は台形に形成されている。台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側からレーザー光７４を照射する。これにより、円錐状のレーザー光７４の外周の面と支持部側面４ｅとがなす角度を小さくすることができる。従って、支持部側面４ｅの近くに改質部７５を形成したいときにも支持部側面４ｅに接しないようにレーザー光７４を集光させて改質部７５を形成することができる。その結果、改質部７５を品質良く形成することができる為、支持部４ｂを品質良く切断することができる。その結果、ミラーデバイス体２を基板２０から品質良く分離することができる。
【０１０２】
（２）本実施形態によれば、支持部側面４ｅが結晶面となっている。従って、シリコン単結晶板をエッチング溶液に浸漬することにより支持部側面４ｅが形成される。その結果、容易に断面形状が台形となる支持部４ｂを形成することができる。
【０１０３】
（３）本実施形態によれば、支持部積算面積は非支持部積算面積より狭くなるように設定されている。従って、支持部積算面積が非支持部積算面積より広いときより支持部４ｂに改質部７５を形成する面積が狭い。その結果、生産性良く改質部７５を形成してミラーデバイス体２と基板２０とを分離することができる。
【０１０４】
（４）本実施形態によれば、支持部４ｂに改質部７５が形成されているので、改質部７５に沿って剪断力を加えることにより支持部４ｂを切断することができる。そして、ミラーデバイス体２を保持しながら支持部４ｂを切断する為、切断後はミラーデバイス体２を保持した状態となっている。従って、基板２０とミラーデバイス体２とを相対移動させる作業に続けて移行することができる。
【０１０５】
（５）本実施形態によれば、改質部７５は支持部４ｂの内部にのみ形成される。改質部７５が支持部４ｂの表面に形成されるとき、改質部７５を形成されるときに粉や破片が発生し飛翔する場合がある。改質部７５は支持部４ｂの内部に形成されるときには粉や破片が飛翔しない為、ミラーデバイス体２に付着しない。その結果、品質良くミラーデバイス体２を形成することができる。
【０１０６】
（６）本実施形態によれば、ミラーデバイス体２では枠部４と鏡部６とに鏡支持部７が架橋されている。本実施形態では、ミラーデバイス体２に破損し易い鏡支持部７が設置されているときにも鏡支持部７に力を加えずに基板２０とミラーデバイス体２とを分離することができる。
【０１０７】
（７）本実施形態によれば、鏡支持部７と支持部４ｂとが同時に形成されている。従って、鏡支持部７を形成する工程と支持部４ｂを形成する工程とを別々に行う場合に比べて、生産性良く鏡支持部７と支持部４ｂとを製造することができる。
【０１０８】
（８）本実施形態によれば、鏡部６に磁石８を固着するとき支持部４ｂは切断されていない状態となっている。これにより、ミラーデバイス体２が基板２０に支持されている状態で鏡部６に磁石８を設置できる。従って、基板２０を把持して鏡部６に磁石８を固着できるので、基板２０から分離された状態で鏡部６に磁石８を固着するときに比べて作業をし易くできる。
【０１０９】
（９）本実施形態によれば、ミラー素子６３の周囲に支持部４ｂが設置されている。従って、ミラー素子６３が破損し易い構造のときにも、ミラー素子６３を形成した後で支持部４ｂを切断することにより品質良くミラー素子６３を製造することができる。そして、支持部４ｂの断面形状を台形にすることにより、支持部４ｂに品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部４ｂを切断することにより品質良く支持部４ｂを切断することができる。
【０１１０】
（１０）本実施形態によれば、把持装置５０が支持部４ｂを切断した後、把持装置５０は分離したミラー素子６３を把持したまま移動している。シリコンウエハーの基板にチップを形成した後で基板に粘着剤を塗布したシートを貼り付けてチップを切断して分離する方法がある。このときには、チップをシートから剥がした後にチップに付着した粘着剤を洗浄する必要がある。ミラーデバイス体２のように破損し易い素子の場合にはチップにした後で洗浄するとミラーデバイス体２が破損する可能性がある。本実施形態の方法では基板２０からミラーデバイス体２を分離した後に洗浄する必要がないので、品質良くミラーデバイス体２を製造することができる。
【０１１１】
（１１）本実施形態によれば、改質部７５の切断予定面７３において隣り合う改質部７５は三角形の頂角の位置に配置されている。このとき、隣り合う改質部７５が四角形の角の位置に配置されるときに比べて改質部７５の密度を高くすることができる。従って、支持部４ｂを切断し易くすることができる。
【０１１２】
（第２の実施形態）
次に、ＭＥＭＳ素子の１つである加速度センサー素子の一実施形態について図１１の加速度センサー素子の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、素子の形状が加速度を検出するのに適した形状となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１３】
すなわち、本実施形態では、図１１に示したように、デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての加速度センサー素子８０は四角の枠状で一方向に長く形成された枠部８１を備えている。枠部８１の長手方向をＸ方向とし、長手方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、枠部８１の厚み方向をＺ方向とする。
【０１１４】
枠部８１の外周側の側面である外周側側面８１ａには凸状の支持部８１ｂが形成されている。支持部８１ｂは加速度センサー素子８０を製造する工程において枠部８１を支持する部材である。支持部８１ｂの個数及び大きさは特に限定されない。製造工程中に加速度センサー素子８０を支持可能な強度を備えていれば良く、本実施形態では、Ｙ方向を向く面と−Ｙ方向を向く面に各３個形成されている。Ｘ方向を向く面と−Ｘ方向を向く面に各１個形成されている。支持部８１ｂの断面形状は台形に形成されている。
【０１１５】
枠部８１の内側には貫通した孔からなる窓部８２が形成されている。窓部８２の中央には錘部８３が配置され、錘部８３と枠部８１との間には錘支持部８４が架橋されている。錘支持部８４は錘部８３の−Ｘ方向に延在して配置され、錘部８３を支持する。錘支持部８４はＹＺ平面における断面形状が台形に形成されている。枠部８１、支持部８１ｂ、錘部８３、錘支持部８４は共に単結晶シリコンからなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。
【０１１６】
錘支持部８４はＸ方向に長尺に形成されている。これにより、錘部８３はＹ方向及びＺ方向に揺れ易くなっている。加速度センサー素子８０に加速度が加わるとき、錘部８３に加速度が作用する。そして、加速度により錘支持部８４が撓むので、錘支持部８４の撓みを検出することにより加速度を検出できるようになっている。
【０１１７】
第１の実施形態と同様に、加速度センサー素子８０はシリコンウエハーの基板に配列して形成される。そして、レーザー照射装置１２がレーザー光７４を照射することにより支持部８１ｂに改質部７５を配列して形成する。次に、ロボット４１は改質部７５に剪断力を加えて支持部８１ｂを切断し、基板と分離された加速度センサー素子８０を移動する。
【０１１８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、加速度センサー素子８０の周囲に支持部８１ｂが設置されている。従って、加速度センサー素子８０が破損し易い構造のときにも、加速度センサー素子８０と支持部８１ｂとを形成した後で支持部８１ｂを切断することにより品質良く加速度センサー素子８０を製造することができる。そして、支持部８１ｂの断面形状を台形にすることにより、支持部８１ｂに品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部８１ｂを切断することにより品質良く支持部８１ｂを切断することができる。
【０１１９】
（第３の実施形態）
次に、ＭＥＭＳ素子の１つである圧力センサー素子の一実施形態について図１２の圧力センサー素子の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、素子の形状が圧力を検出するのに適した形状となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２０】
すなわち、本実施形態では、図１２に示したように、デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての圧力センサー素子８５は四角の枠状で一方向に長く形成された枠部８６を備えている。枠部８６の長手方向をＸ方向とし、長手方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、枠部８６の厚み方向をＺ方向とする。
【０１２１】
枠部８６の外周側の側面である外周側側面８６ａには凸状の支持部８６ｂが形成されている。支持部８６ｂは圧力センサー素子８５を製造する工程において枠部８６を支持する部材である。支持部８６ｂの個数及び大きさは特に限定されない。製造工程中に圧力センサー素子８５を支持可能な強度を備えていれば良く、本実施形態では、例えば、Ｙ方向を向く面と−Ｙ方向を向く面に各３個形成されている。Ｘ方向を向く面と−Ｘ方向を向く面に各１個形成されている。支持部８６ｂの断面形状は台形に形成されている。
【０１２２】
枠部８６の内側には枠部８６より薄い感圧板８７が形成されている。感圧板８７は弾性を有し、感圧板８７に圧力が加わるときに変形する。そして、感圧板８７の変位を検出することにより感圧板８７に加えられた圧力を推定することが可能になっている。枠部８６、感圧板８７、支持部８６ｂは共に単結晶シリコンからなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。
【０１２３】
第１の実施形態と同様に、圧力センサー素子８５はシリコンウエハーの基板に配列して形成される。そして、レーザー照射装置１２がレーザー光７４を照射することにより支持部８６ｂに改質部７５を配列して形成する。次に、ロボット４１は改質部７５に剪断力を加えて支持部８６ｂを切断し、基板と分離された圧力センサー素子８５を移動する。
【０１２４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、圧力センサー素子８５の周囲に支持部８６ｂが設置されている。従って、圧力センサー素子８５が破損し易い構造のときにも、圧力センサー素子８５と支持部８６ｂとを形成した後で支持部８６ｂを切断することにより品質良く圧力センサー素子８５を製造することができる。そして、支持部８６ｂの断面形状を台形にすることにより、支持部８６ｂに品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部８６ｂを切断することにより品質良く支持部８６ｂを切断することができる。
【０１２５】
（第４の実施形態）
次に、ＭＥＭＳ素子の１つである角速度センサー素子の一実施形態について図１３の角速度センサー素子の構成を示す模式平面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、素子の形状が角速度を検出するのに適した形状となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２６】
すなわち、本実施形態では、図１３に示したように、デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての角速度センサー素子８８は主に水晶からなり四角形の板状に形成された固定部８９を備えている。固定部８９の一方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、固定部８９の厚み方向をＺ方向とする。
【０１２７】
固定部８９のＹ方向には第１駆動アーム９０が形成され、固定部８９の−Ｙ方向には第２駆動アーム９１が形成されている。第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１が固定部８９と接続する部分は幅が狭く形成されている。これにより第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１が振動し易くなっている。固定部８９のＸ方向及び−Ｘ方向には一対の検出アーム９２が同一直線上に配置されている。第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１には図示しない電極が設置されている。この電極に所定の電圧波形を印加するとき、第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１は所定の振動数にてＹ方向に湾曲するように振動する。
【０１２８】
角速度センサー素子８８が回転するとき、第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１にコリオリの力が作用する。これにより、第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１はＸ方向に振動し、この振動が検出アーム９２に伝播する。そして、検出アーム９２が振動する。検出アーム９２には図示しない出力電極が設置され、検出アーム９２の振動に伴い出力電極に電圧信号が形成される。この電圧信号は角速度センサー素子８８の回転速度に対応する信号であり、この信号より角速度センサー素子８８の回転速度を推定することが可能になっている。
【０１２９】
第１駆動アーム９０のＹ方向及び第２駆動アーム９１の−Ｙ方向には支持部９３が形成されている。支持部９３の断面形状は台形に形成されている。固定部８９、第１駆動アーム９０、第２駆動アーム９１、検出アーム９２、支持部９３は共に水晶からなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。水晶基板もシリコン基板と同様に結晶方向を選定することにより、結晶面が側面となるようにエッチングすることができる。これにより、支持部９３の断面を台形に形成することができる。
【０１３０】
第１の実施形態と同様に、角速度センサー素子８８は水晶の基板に配列して形成される。そして、レーザー照射装置１２がレーザー光７４を照射することにより支持部９３に改質部７５を配列して形成する。次に、ロボット４１は改質部７５に剪断力を加えて支持部９３を切断し、基板と分離した角速度センサー素子８８を移動する。
【０１３１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、角速度センサー素子８８のＹ方向両端に支持部９３が設置されている。従って、角速度センサー素子８８が破損し易い構造のときにも、角速度センサー素子８８を形成した後で支持部９３を切断することにより品質良く角速度センサー素子８８を製造することができる。そして、支持部９３の断面形状を台形にすることにより、支持部９３に品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部９３を切断することにより品質良く支持部９３を切断することができる。
【０１３２】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、ステップＳ４の分離工程において把持装置５０が改質部７５に剪断力を加えて支持部４ｂを分離した。支持部４ｂの分離方法はこれに限らず他の方法を用いても良い。例えば、基板２０を弾力性のある板の上に設置し、基板２０の改質部７５が形成された切断予定面７３に沿って押圧しても良い。他にも、基板２０の改質部７５が形成された切断予定面７３に沿って衝撃を加えても良い。簡便な治具にて支持部４ｂを分離することができる。
【０１３３】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、磁石８と電磁石９とを用いて鏡部６を駆動したが、鏡部６を駆動する方法はこれに限らない。鏡部６と筐体３とに電極を配置し、各電極を接近させて電極間の静電力を用いて鏡部６を駆動しても良い。簡便な構造にできるので、生産性良く光スキャナー１を製造することができる。他にも、鏡支持部７に圧電素子を設置して、この圧電素子を駆動することにより鏡部６を駆動しても良い。圧電素子は応答性が良いので、鏡部６を応答性良く制御できる。
【０１３４】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、鏡面部６ａにて光を反射させたが、鏡面部６ａより広い面積の鏡を鏡部６に設置しても良い。太い径の光を反射させることができる。
【０１３５】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、レーザー光源１３のレーザー媒質にＹＡＧを用いたが、他のレーザー媒質を用いても良い。例えば、チタンサファイアを固体光源とするレーザー光をフェムト秒のパルス幅で射出するいわゆるフェムト秒レーザーを採用しても良い。改質部７５を形成する基板の材質に対応してレーザー媒質を切替えることにより品質良く改質部７５を形成することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
２…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としてのミラーデバイス体、４ｂ，８１ｂ，８６ｂ，９３…支持部、４ｅ…側面としての支持部側面、４…枠部、６…鏡部、７…鏡支持部、８…磁石、２０…基板、７４…レーザー光、７５…改質部、８０…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての加速度センサー素子、８５…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての圧力センサー素子、８８…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての角速度センサー素子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の分断方法、ミラーデバイス体の製造方法、ＭＥＭＳ素子にかかわり、特にＭＥＭＳ素子を支持する支持部を切断する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子は圧力センサー、加速度センサー、ジャイロセンサー、ＭＥＭＳミラー等の各種素子に応用されている。ＭＥＭＳミラーはポリゴンミラーやガルバノミラーより高い周波数にて光走査が可能であり、レーザー光を用いたディスプレイやプリンター等に応用されている。
【０００３】
ＭＥＭＳミラーの製造方法が特許文献１に開示されている。それによると、シリコン基板に酸化膜を形成し、レジスト塗布、露光、エッチング等の処理を施して酸化膜をパターニングする。これにより酸化膜のマスクを形成する。そして、シリコン基板をエッチング液に浸漬してエッチングする。この工程を数回行うことにより反射ミラーを形成する。次に磁石を接着して光スキャナーを製造していた。
【０００４】
シリコン基板にＭＥＭＳ素子を複数形成した後、各素子を基板から分離する方法が広く用いられている。素子をシリコン基板から分離する方法が特許文献２に開示されている。それによると、予め、切断予定線に沿ってミシン目状の孔を形成しておく。切断するときには切断予定線に沿ってレーザー光を照射し改質領域を形成した後に力を加えて切断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０７０６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＥＭＳミラーは反射ミラーを支持部にて支持する構造である。そして、支持部を捻って反射ミラーの向きを変えるので、支持部の断面積を小さくして捻り易くしている。従って、反射ミラーに外力が加わるときには損傷を受けやすくなっている。ＭＥＭＳミラーを製造するときには基板にＭＥＭＳミラーを形成した後で分離する。このとき、ＭＥＭＳミラーのように損傷を受けやすいＭＥＭＳ素子に損傷を与えずにＭＥＭＳ素子を基板から分離する方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例にかかる基板の分断方法であって、デバイス体が支持部に支持された基板の前記支持部にレーザー光を集光して照射し、前記支持部に改質部を形成する改質部形成工程と、前記支持部に力を加えて前記支持部を切断し前記デバイス体と前記基板とを分離する分離工程と、を有し、前記支持部の断面形状は台形に形成され、前記改質部形成工程では前記台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側から前記レーザー光を照射することを特徴とする。
【０００９】
この基板の分断方法よれば、基板にはデバイス体が形成されている。そして、基板とデバイス体とは支持部により連結されている。改質部形成工程では支持部にレーザー光を照射することにより支持部に改質部を形成する。改質部が形成されることにより支持部は割れやすくなる。分離工程では支持部に力を加えて支持部を切断する。これにより、デバイス体と基板とが分離される。
【００１０】
支持部にレーザー光を照射するときレーザー光は集光される。これによりレーザー光は円錐状となる。支持部の断面形状が四角のときには四角の側面の近くにレーザー光を集光させると円錐状のレーザー光の一部が側面を照射する。このとき側面を照射するレーザー光は反射または屈折するので集光させたい場所に到達しなくなる。これにより、集光させたい場所のレーザー光のエネルギーが小さくなるので、改質部が品質良く形成されないことがある。
【００１１】
一方、本適用例の支持部の断面形状は台形に形成されている。台形を構成する４辺のうち平行な２辺でない辺を斜辺とする。この斜辺は支持部の側面に相当する。台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側からレーザー光を照射する。これにより、円錐状のレーザー光の外周の面と斜辺とがなす角度を小さくすることができる。従って、支持部の斜辺の近くに改質部を形成したいときにも台形の斜辺に接しないようにレーザー光を集光させて改質部を形成することができる。その結果、改質部を品質良く形成することができる為、基板とデバイス体とを品質良く分離することができる。
【００１２】
［適用例２］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記基板はシリコン単結晶基板であり、前記支持部の側面が結晶面となっていることを特徴とする。
【００１３】
この基板の分断方法によれば、支持部の側面が結晶面となっている。従って、シリコン単結晶板をエッチング溶液に浸漬することにより支持部の側面が形成される。その結果、容易に断面形状が台形となる支持部を形成することができる。
【００１４】
［適用例３］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記デバイス体が前記支持部と接する面の面積を積算した支持部積算面積は、前記デバイス体が前記支持部と接していない面の面積を積算した非支持部積算面積より狭いことを特徴とする。
【００１５】
この基板の分断方法によれば、支持部積算面積は非支持部積算面積より狭く形成されている。このとき、支持部積算面積が非支持部積算面積より広いときより支持部に改質部を形成する面積が少なくなる。その結果、生産性良く改質部を形成してデバイス体と基板とを分離することができる。
【００１６】
［適用例４］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記分離工程では前記デバイス体を保持しながら前記改質部に沿って剪断力を加えて前記支持部を切断し、前記基板と前記デバイス体とを相対移動させることを特徴とする。
【００１７】
この基板の分断方法によれば、支持部に改質部が形成されているので、改質部に沿って剪断力を加えることにより支持部を切断することができる。そして、デバイス体を保持しながら支持部を切断する為、切断後はデバイス体を保持した状態となっている。従って、基板とデバイス体とを相対移動させる作業に続けて移行することができる。
【００１８】
［適用例５］
上記適用例にかかる基板の分断方法において、前記改質部形成工程では前記支持部の内部にのみ前記改質部を形成することを特徴とする。
【００１９】
この基板の分断方法によれば、改質部は支持部の内部にのみ形成される。改質部が支持部の表面に形成されるとき、改質部の形成にともなって粉や破片が発生し飛翔する場合がある。改質部が支持部の内部に形成されるときには粉や破片が飛翔しない為、粉や破片がデバイス体に付着しない。その結果、品質良くデバイス体を形成することができる。
【００２０】
［適用例６］
本適用例にかかるミラーデバイス体の製造方法であって、前記デバイス体は枠部と鏡部と鏡支持部とを備え、前記枠部と前記鏡部とに前記鏡支持部が架橋されたミラーデバイス体であり、上記のいずれか一項に記載の基板の分断方法を用いて、前記基板と前記ミラーデバイス体とを分離することを特徴とする。
【００２１】
このミラーデバイス体の製造方法によれば、ミラーデバイス体では枠部と鏡部とに鏡支持部が架橋されている。本適用例の製造方法では、ミラーデバイス体に破損し易い鏡支持部が設置されているときにも鏡支持部に力を加えずに基板とミラーデバイス体とを分離することができる。従って、品質良くミラーデバイス体を製造することができる。
【００２２】
［適用例７］
上記適用例にかかるミラーデバイス体の製造方法において、前記鏡支持部と前記支持部とを同時に形成することを特徴とする。
【００２３】
このミラーデバイス体の製造方法によれば、鏡支持部と支持部とが同時に形成されている。従って、鏡支持部を形成する工程と支持部を形成する工程とを別々に行う場合に比べて、生産性良く鏡支持部と支持部とを製造することができる。
【００２４】
［適用例８］
上記適用例にかかるミラーデバイス体の製造方法において、前記鏡部に磁石を固着した後に前記分離工程を行うことを特徴とする。
【００２５】
このミラーデバイス体の製造方法によれば、鏡部に磁石を固着するとき支持部は切断されていない状態となっている。これにより、ミラーデバイス体が基板に支持されている状態で鏡部に磁石を設置できる。従って、基板を把持して鏡部に磁石を固着できるので、基板から分離された状態で鏡部に磁石を固着するときに比べて作業性良く鏡部に磁石を固着できる。
【００２６】
［適用例９］
本適用例にかかるＭＥＭＳ素子であって、断面形状が台形の支持部を周囲に備えたことを特徴とする。
【００２７】
このＭＥＭＳ素子によれば、ＭＥＭＳ素子の周囲に支持部が設置されている。従って、ＭＥＭＳ素子が破損し易い構造のときにも、支持部とＭＥＭＳ素子とを形成した後で支持部を切断することにより品質良くＭＥＭＳ素子を製造することができる。そして、支持部の断面形状を台形にすることにより、支持部に品質良く改質部を形成し、その後、支持部を切断することにより品質良く支持部を切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、光スキャナーの構成を示す概略斜視図、（ｂ）及び（ｃ）は、光スキャナーの模式断面図。
【図２】レーザー照射装置の構成を示す概略図。
【図３】（ａ）は、ロボットの構成を示す模式断面図、（ｂ）及び（ｃ）は、ロボットの把持装置の構成を示す要部模式断面図。
【図４】（ａ）は、光スキャナーの製造方法のフローチャート、（ｂ）は、ミラー素子基板を示す模式図。
【図５】（ａ）はミラー素子を示す要部拡大図、（ｂ）及び（ｃ）はミラー素子を示す要部模式断面図。
【図６】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図７】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図８】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図９】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図１０】光スキャナーの製造方法を説明するための模式図。
【図１１】第２の実施形態にかかわる加速度センサー素子の構成を示す概略斜視図。
【図１２】第３の実施形態にかかわる圧力センサー素子の構成を示す概略斜視図。
【図１３】第４の実施形態にかかわる角速度センサー素子の構成を示す模式平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００３０】
（第１の実施形態）
本実施形態では、ＭＥＭＳミラーを備えた光スキャナーとレーザースクライブ装置と、このレーザースクライブ装置を用いたＭＥＭＳミラーの製造方法との特徴的な例について、図１〜図１０に従って説明する。
【００３１】
（光スキャナー）
図１（ａ）は光スキャナーの構成を示す概略斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の光スキャナーのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。図１（ｃ）は図１（ａ）の光スキャナーのＢ−Ｂ’線に沿う模式断面図である。最初に光スキャナー１について図１に従って説明する。光スキャナー１は主にデバイス体及びＭＥＭＳ素子としてのミラーデバイス体２と筐体３とから構成され、ミラーデバイス体２と筐体３とが接合面３ａにて重ねて配置されている。ミラーデバイス体２は四角の枠状で一方向に長く形成された枠部４を備えている。枠部４の長手方向をＸ方向とし、長手方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、枠部４の厚み方向をＺ方向とする。
【００３２】
枠部４の外周側の側面である外周側側面４ａには凸状の支持部４ｂが形成されている。支持部４ｂはミラーデバイス体２を製造する工程において枠部４を支持する部材である。支持部４ｂの個数及び大きさは特に限定されない。１個でも良く、複数設置しても良い。製造工程中にミラーデバイス体２を支持可能な強度を備えていれば良く、本実施形態では、Ｙ方向を向く面と−Ｙ方向を向く面に各３個形成されている。Ｘ方向を向く面と−Ｘ方向を向く面には各１個の支持部４ｂが形成されている。支持部４ｂの断面形状は台形に形成されている。枠部４の内側にはＺ方向に貫通した孔からなる窓部５が形成されている。枠部４の窓部５側の側面である窓側側面４ｃと外周側側面４ａとは共に内側に凹状に形成されている。
【００３３】
窓部５の中央には鏡部６が配置され、鏡部６と枠部４との間には鏡支持部７が架橋されている。鏡支持部７は鏡部６のＸ方向及び−Ｘ方向に延在して配置され、鏡部６を支持している。鏡支持部７は一対の板状の部材がＹＺ平面において所定の角度を成し、Ｘ方向において平行に配置されている。枠部４、鏡部６、鏡支持部７は共に単結晶シリコンからなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。鏡部６の側面である鏡部側面６ｂにおいても枠部４と同様に凹状に形成されている。
【００３４】
鏡支持部７はＸ方向の長さに対して薄く形成されている。これにより、鏡支持部７は捻れ易くなっており、鏡部６がＸ方向を中心として回転可能になっている。鏡支持部７は捻りに対して弾性を有しており、鏡部６の重量と鏡支持部７の弾力性を調整することにより所定の固有振動数となっている。
【００３５】
鏡部６においてＺ方向を向く鏡面部６ａは平面度が精度良く形成され、表面粗さが小さく形成されている。これにより、鏡面部６ａは光の反射率が高い面となっている。鏡部６において、鏡面部６ａと反対側の面には磁石８が設置されている。そして、磁石８はＹ方向にＮ極とＳ極とが並んで配置されている。
【００３６】
枠部４の−Ｚ方向側には筐体３が設置され、筐体３の内部の底面３ｂには電磁石９が設置されている。電磁石９は磁石８と対向する場所に配置され、電磁石９のＮ極とＳ極とがＺ方向で切り替わるようになっている。そして、電磁石９の鏡部６側をＮ極にするとき磁石８のＮ極側が反発して電磁石９と離れ、磁石８のＳ極側に引力が作用して電磁石９と接近する。これにより、鏡支持部７が捻れて鏡部６が傾斜する。電磁石９の鏡部６側をＳ極にするときには、鏡支持部７が逆方向に捻れて鏡部６が傾斜する。
【００３７】
電磁石９のＮ極とＳ極とを交互に切替えることにより、鏡部６は所定の角度内を反復して回転する。鏡部６にレーザー光のスポットを照射するとき、鏡部６で反射するレーザー光は所定の間を走査して照射する。
【００３８】
（レーザー照射装置）
次にレーザー照射装置について説明する。レーザー照射装置は支持部４ｂに改質部を形成する装置である。図２は、レーザー照射装置の構成を示す概略図である。図２に示すように、レーザー照射装置１２は、レーザー光を射出するレーザー光源１３と、射出されたレーザー光をワークに照射する光学経路部１４と、光学経路部１４に対してワークを相対的に移動させるテーブル部１５と、動作を制御する制御装置１６を主として構成されている。
【００３９】
レーザー光源１３は、射出するレーザー光を加工対象物の内部に集光して多光子吸収による改質部を形成できる光源であれば良い。例えば、本実施形態において、レーザー光源１３はＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧ（Ｎｄ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）のレーザー媒質を備え、基本波（波長：１０００〜１１００ｎｍ）のＱスイッチパルス発振のレーザー光を射出する発光条件を採用している。パルス幅はおよそ１４ｎｓ（ナノ秒）、パルス周期は１０ｋＨｚ、出力はおよそ６０μＪ／パルスのレーザー光を射出する発光条件を採用している。集光レンズは、この場合、倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８、ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が３ｍｍの対物レンズを採用している。
【００４０】
光学経路部１４はダイクロイックミラー１７を備えている。ダイクロイックミラー１７は、レーザー光源１３から照射されるレーザー光の光軸１８ａ上に配置されている。ダイクロイックミラー１７はレーザー光源１３から照射されるレーザー光を反射して、光軸１８ａの進行方向を−Ｚ方向に変更する。ダイクロイックミラー１７に反射したレーザー光が通過する光軸１８ｂ上に集光レンズ１９が配置されている。テーブル部１５には基板２０が配置され、集光レンズ１９を通過したレーザー光が基板２０に照射されるようになっている。
【００４１】
集光レンズ１９はレンズ支持部２１により、レンズ移動機構２２に支持されている。レンズ移動機構２２は図示しない直動機構を有し、集光レンズ１９を光軸１８ｂ方向に移動させる。これにより、集光レンズ１９を通過したレーザー光が集光する位置をレンズ移動機構２２が移動させる。直動機構は、例えば、ネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットとを供えたネジ式直動機構とパルスモーターとを組み合わせた構成にしても良い。
【００４２】
集光レンズ１９とダイクロイックミラー１７とを通過する光軸１８ｂの延長線上にあって、ダイクロイックミラー１７に対して集光レンズ１９と反対側には、撮像装置２３を備えている。撮像装置２３は、例えば、図示しない同軸落射型光源とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から射出した可視光は、集光レンズ１９を透過して基板２０を照射する。撮像装置２３は、集光レンズ１９とダイクロイックミラー１７とを通して基板２０を撮像することが可能となっている。
【００４３】
テーブル部１５は、基台２６を備えている。基台２６の上側にはＸＹステージ２７が設置され、ＸＹステージ２７の上には載置台２８が設置されている。ＸＹステージ２７はＸ方向に載置台２８を移動させる直動機構とＹ方向に載置台２８を移動させる直動機構とを備えている。直動機構は、レンズ移動機構２２が備える直動機構と同様な機構であり、所定のステップ数に相当する駆動信号に対応して載置台２８をＸ方向及びＹ方向に沿って移動させる。
【００４４】
載置台２８の上面には保持治具２９が搭載されている。載置台２８の上面には図示しない吸引式のチャック機構が設けられている。そして、保持治具２９上に基板２０を載置すると、チャック機構によって、基板２０が保持治具２９の上面の所定の位置に位置決めされ固定されるようになっている。
【００４５】
制御装置１６は、メインコンピューター３２を備えている。メインコンピューター３２は内部に図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリーを備えている。ＣＰＵはメモリー内に記憶されたプログラムソフトに従って、レーザー照射装置１２の動作を制御するものである。メインコンピューター３２は、図示しない入出力インターフェースを備え、入力装置３３、表示装置３４、レーザー制御装置３５、レンズ位置制御装置３６、画像処理装置３７、ステージ制御装置３８と接続されている。
【００４６】
入力装置３３は、レーザー加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力する装置であり、表示装置３４はレーザー加工時の各種情報を表示する装置である。ＣＰＵは、入力される各種加工条件とプログラムソフトとに従って、レーザー加工を行い。加工状況を表示装置３４に表示する。操作者が表示装置３４に表示される各種情報を見て、レーザー加工状況を確認して操作するようになっている。
【００４７】
レーザー制御装置３５は、レーザー光源１３を駆動するパルス信号のパルス幅、パルス周期、出力の開始と停止、等を制御する装置であり、メインコンピューター３２の制御信号により制御される。レンズ位置制御装置３６は、レンズ移動機構２２の移動、停止を制御する装置である。レンズ移動機構２２には移動距離を検出可能な図示しない位置センサーが内蔵されており、この位置センサーの出力を検出することによりレンズ位置制御装置３６は集光レンズ１９の光軸１８ｂ方向の位置を認識する。レンズ位置制御装置３６は、レンズ移動機構２２にパルス信号を送信し、レンズ移動機構２２を所望の位置に移動することができるようになっている。これにより、レーザー照射装置１２はＺ方向において所望の場所にレーザー光を集光させることができる。
【００４８】
画像処理装置３７は、撮像装置２３から出力される画像データを演算する機能を備えている。撮像装置２３に基板２０を撮像させるとき、メインコンピューター３２はレンズ移動機構２２を駆動して集光レンズ１９と基板２０との距離を調整する。これにより撮像装置２３は鮮明な画像を撮影できる。
【００４９】
集光レンズ１９を光軸１８ｂの方向に移動して、撮像装置２３が撮像する画像が鮮明になる集光レンズ１９の位置を、内蔵する位置センサーで検出することにより、基板２０の厚みを測定することが可能となる。
【００５０】
撮像装置２３で基板２０の上面２０ａを撮像するときに焦点が合う合焦点位置と、レーザー光を照射したときに、集光レンズ１９により集光される集光位置との差の距離を計測することで、合焦点位置と集光位置の差の距離であるオフセット距離を知ることができる。例えば、透明な２枚の基板を重ねた物を基板２０として保持治具２９に設置し、２枚の基板の接触部に撮像装置２３の焦点が合うように集光レンズ１９を移動する。次に、レーザー光を照射して改質部を形成する。２枚の基板の接触部と改質部の距離を計測することでオフセット距離を検出することができる。
【００５１】
集光レンズ１９を光軸１８ｂ方向に移動して、基板２０の上面２０ａに撮像装置２３の焦点を合わせる。レーザー光を照射したい位置とオフセット距離とで集光レンズ１９の移動距離を演算し、演算した移動距離と同じ距離分、集光レンズ１９を移動させる。この方法により基板２０における所望の深さの場所にレーザー光を集光することが可能となる。
【００５２】
ステージ制御装置３８は、ＸＹステージ２７の位置情報の取得と移動制御を行なう。ステージ制御装置３８は、ＸＹステージ２７の位置情報を取得してメインコンピューター３２から指示される位置情報と比較する。次に、位置情報の差に相当する距離に対応してＸＹステージ２７を駆動して移動する。これにより、ステージ制御装置３８はＸＹステージ２７を駆動して、所望の位置に基板２０を移動することが可能となっている。
【００５３】
レーザー制御装置３５がレーザー光源１３を制御しレーザー光を発光させる。画像処理装置３７が基板２０の上面２０ａの光軸方向の位置を検出する。レンズ位置制御装置３６がレーザー光を集光する光軸１８ｂ方向の位置を制御する。ステージ制御装置３８が基板２０をＸＹ方向に移動して、基板２０にレーザー光が照射される場所を制御する。レーザー照射装置１２は一連の制御を行い所望の場所にレーザー光を集光して照射することが可能となっている。
【００５４】
ここで、多光子吸収による改質部の形成について説明する。集光レンズ１９によって集光されたレーザー光は、基板２０に入射する。そして、基板２０がレーザー光を透過する材料であっても、材料の吸収バンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいとき、基板２０は光子エネルギーを吸収する。これを多光子吸収と言い、レーザー光のパルス幅を極めて短くすることでエネルギーを高めて、多光子吸収を基板２０の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、永続的な構造変化が誘起された領域が形成される。本実施形態では、この構造変化領域を改質部と呼ぶ。改質部には、大きく構造変化した結果複数のクラックが形成された領域が含まれる。
【００５５】
このような改質部を形成するためのレーザー光の照射条件は、加工対象物ごとにレーザー光の出力やパルス幅、パルス周期、レーザースキャン速度等の設定が必要になる。特に、レーザー光源１３が照射するレーザー光の出力は、ダイクロイックミラー１７や集光レンズ１９のような光軸１８ｂ上に配置される透過性物質による吸収で減衰することを考慮する必要がある。従って、実際の加工対象物を用いた予備試験を実施して、最適な照射条件を導くことが望ましい。
【００５６】
（ロボット）
次にミラーデバイス体２を移動するロボットについて説明する。図３（ａ）は、ロボットの構成を示す模式断面図である。図３（ａ）に示すように、ロボット４１は平板状に形成された基台４２を備えている。基台４２の水平面上の１方向をＸ方向とする。そして、重力方向と逆の方向をＺ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。
【００５７】
基台４２上には支持台４３が配置されている。支持台４３の内部には空洞が形成され、この空洞には第１回転機構４４が設置されている。第１回転機構４４はモーター、角度検出器、減速機を備え、第１回転機構４４の出力軸４４ａは回転角度を精度良く制御可能となっている。出力軸４４ａは支持台４３のＺ方向に突出して配置され、Ｚ方向を軸にして回転する。
【００５８】
出力軸４４ａと接続して略直方体状の第１腕部４５が配置され、第１腕部４５は出力軸４４ａを中心に回転させられる。第１腕部４５上において第１回転機構４４と反対側の端には第２回転機構４６が設置されている。第２回転機構４６は第１回転機構４４と同様な機構であり、第２回転機構４６の出力軸４６ａは回転角度を精度良く制御可能となっている。出力軸４６ａは第１腕部４５の−Ｚ方向に突出して配置され、Ｚ方向を軸にして回転する。
【００５９】
出力軸４６ａと接続して略直方体状の第２腕部４７が配置され、第２腕部４７は出力軸４６ａを中心に回転させられる。第２腕部４７上において第２回転機構４６と反対側の端には第３回転機構４８が配置されている。第３回転機構４８は回転角度を制御可能であれば良く、例えば、回転角度を所定の角度にて回転できるステップモーターを用いることができる。第３回転機構４８の回転軸４８ａは第２腕部４７の−Ｚ方向に突出して配置され、Ｚ方向を軸にして回転する。
【００６０】
第２腕部４７の下側において第３回転機構４８と対向する側には第１昇降装置４９が配置され、第１昇降装置４９は回転軸４８ａと接続されている。従って、第３回転機構４８はＺ方向を軸にして第１昇降装置４９を回転させることができる。第１昇降装置４９は直動機構を備え、直動機構を駆動して伸縮することができる。
【００６１】
第１昇降装置４９の下側には把持装置５０が配置されている。第１昇降装置４９は把持装置５０を昇降させる。第１昇降装置４９の直動機構は特に限定されないが、例えば、直動機構にボールネジとステップモーターとを組合せた装置を採用している。
【００６２】
基台４２の図中右側には制御装置５１が配置されている。制御装置５１は、第１回転機構４４、第２回転機構４６、第３回転機構４８、第１昇降装置４９及び把持装置５０を制御する。これにより、制御装置５１はロボット４１の動作及び姿勢を制御可能になっている。
【００６３】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、ロボットの把持装置の構成を示す要部模式断面図である。図３（ｂ）に示すように、把持装置５０は支持部５２を備え、支持部５２は第１昇降装置４９に対してＺ方向に移動可能に接続されている。第１昇降装置４９と支持部５２との間にはコイルばね５３が配置され、コイルばね５３は支持部５２を−Ｚ方向に加勢する。
【００６４】
支持部５２の−Ｚ側には直方体の箱状の外装部５４が設置されている。外装部５４の内部は空洞となっており、支持部５２と対向する場所には第２昇降装置５５が設置されている。第２昇降装置５５は直動機構を備え、直動機構を駆動してＺ方向に伸縮することができる。第２昇降装置５５の下側には吸着部５６が配置され、第２昇降装置５５は吸着部５６を昇降させる。第２昇降装置５５の直動機構は特に限定されないが、例えば、本実施形態ではエアーシリンダーを採用している。
【００６５】
吸着部５６は内部に配管５６ａが形成され、配管５６ａは吸着部５６の−Ｚ方向の面に形成された吸引口５６ｂに接続されている。吸着部５６の−Ｚ方向の面の中央には凹部５６ｃが形成され、凹部５６ｃの周囲に吸引口５６ｂが形成されている。配管５６ａは吸着部５６のＺ方向の面に形成された吐出口５６ｄに接続され、吐出口５６ｄはチューブ５７と接続されている。チューブ５７は図示しない電磁弁及び真空ポンプと接続され、電磁弁は制御装置５１により開閉の制御が行われる。電磁弁を開くと配管５６ａ内は負圧になる。吸着部５６を基板２０に接した状態にて配管５６ａ内を負圧にすることにより、基板２０は吸着部５６に吸着させられる。つまり、吸着部５６は吸引式のチャック機構になっている。
【００６６】
レーザー照射装置１２によって改質部５８が形成された基板２０が保持治具２９上に載置され、ロボット４１が把持装置５０を基板２０に押圧する。改質部５８が外装部５４と吸着部５６との間に位置するように、把持装置５０の位置が制御される。このとき、コイルばね５３が収縮して、把持装置５０が基板２０に加勢される。次に、制御装置５１が電磁弁を開いて基板２０を吸着部５６に吸着させる。
【００６７】
続いて、図３（ｃ）に示すように、制御装置５１は第２昇降装置５５を駆動して、吸着部５６を上昇される。このとき、外装部５４が基板２０の一部を抑えた状態にて吸着部５６が基板２０の他方の一部を上昇する。これにより、改質部５８に剪断力が加わり基板２０が改質部５８にて分断される。分断した基板２０の一部は吸着部５６に保持された状態になっている。ロボット４１は把持装置５０を上昇させて第１腕部４５及び第２腕部４７を移動することにより、分離した基板２０の一部を所望の場所に移動できる。
【００６８】
（光スキャナーの製造方法）
次に上述した光スキャナー１の製造方法を通じて基板の分断方法、ミラーデバイス体２の製造方法について図４〜図１０にて説明する。図４（ａ）は、光スキャナーの製造方法のフローチャートであり、図４（ｂ）〜図１０は光スキャナーの製造方法を説明するための模式図である。
【００６９】
図４（ａ）のフローチャートにおいて、ステップＳ１は鏡形成工程に相当し、ミラーデバイス体をシリコン基板上に形成する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は、磁石固着工程に相当し、ミラー素子に磁石を接着して固定する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は、改質部形成工程に相当し、基板を分断する場所に改質部を形成する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は、分離工程に相当し、改質部にて基板を分断して分離する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は、組立工程に相当し、ミラーデバイス体と筐体とを組み立てる工程である。以上の工程にて光スキャナーの製造工程を終了する。
【００７０】
次に、図４（ｂ）〜図１０を用いて、図４（ａ）に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図４（ｂ）〜図７はステップＳ１の鏡形成工程に対応する図である。ステップＳ１はミラー素子基板６２を形成する工程である。まず、ミラー素子基板６２について説明する。図４（ｂ）はミラー素子基板を示す模式図である。ミラー素子基板６２はミラー素子６３がマトリクス状に複数形成された基板２０である。ミラー素子６３はミラーデバイス体２に磁石８が固着される前の部品となっている。尚、基板２０は主面が（１００）のシリコンウエハーが用いられている。基板２０においてミラー素子６３が配列して形成された場所の外側は外枠部２０ｃとなっている。外枠部２０ｃは基板２０を保持するときや固定したいときに用いられる場所である。
【００７１】
図５（ａ）はミラー素子６３を示す要部拡大図である。図５（ａ）に示すように、ミラー素子６３は枠部４を備え、枠部４の内部には鏡部６及び鏡支持部７が形成されている。隣り合うミラー素子６３は支持部４ｂにより接続されている。支持部４ｂは枠部４を囲んで配置され、支持部４ｂは直線に沿って配置されている。この直線上の支持部４ｂと支持部４ｂとの間には貫通孔が形成され、この貫通孔を非支持部６４とする。従って、ミラー素子６３の周囲は支持部４ｂと非支持部６４と囲まれて形成されている。
【００７２】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）はミラー素子６３を示す要部模式断面図であり、図５（ａ）に示すＣ〜Ｌに沿った線における断面図である。図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、各部分の側面は基板２０の上面２０ａに対して斜面となっている。この斜面はシリコン結晶の方位（１１１）面となっており、上面２０ａとの成す角度である斜面角度６５が約５４度となっている。このシリコン結晶の方位（１１１）面を以下結晶面としてのエッチングストッパー面と称す。
【００７３】
鏡部６は鏡部側面６ｂが凹んで形成され、鏡面部６ａと対向する側には台形の凹部６ｃが形成されている。枠部４はＨ−Ｊ、Ｋ−Ｌ、Ｃ−Ｄ、Ｄ−Ｅの各断面とも同じ形状であり、鏡部６側が凹んで形成されている。そして、非支持部６４側が斜面となっている。支持部４ｂの断面形状は台形に形成され、上面２０ａ側の辺は下側の下面２０ｂより長く形成されている。鏡支持部７の断面は平行四辺形に形成され、断面の面積を小さくすることにより捻れ易くなるようになっている。
【００７４】
次に、ミラー素子基板６２を製造する工程を順に説明する。まず、基板２０の上面２０ａをラッピング装置を用いて研削し平坦にした後、ポリッシング装置等にて研磨し表面粗さを小さくする。この工程により上面２０ａを鏡面状態にする。
【００７５】
続いて、図６（ａ）に示すように、基板２０の上面２０ａに上面マスク６６を形成し、下面２０ｂに下面マスク６７を形成する。上面マスク６６及び下面マスク６７は減圧ＣＶＤ装置で形成される窒化シリコンマスクや、酸素雰囲気中で加熱して形成される酸化シリコンマスクを採用することができる。本実施形態では、例えば、窒化シリコンマスクを採用している。
【００７６】
次に、上面マスク６６及び下面マスク６７と積層してレジスト膜を形成する。レジスト膜はレジスト膜の材料を塗布して乾燥させることにより形成される。レジスト膜材料の塗布にはスピンコーター等の装置を用いて均一な厚みの膜を形成する。レジスト膜はポジ型、ネガ型に限定されずにどちらを採用しても良い。続いて、露光装置を用いて下面２０ｂ側から鏡部６の凹部６ｃのパターンと対応する形状に紫外線を照射した後、現像して凹部６ｃのパターン形状にレジスト膜を除去する。
【００７７】
次に、基板２０の下面マスク６７をエッチングして、凹部６ｃのパターン形状に下面マスク６７を形成する。窒化シリコンマスクのエッチングはウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。ウェットエッチングを行うときにはエッチング液はフッ酸、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、燐酸等を用いることができる。ドライエッチングを行うときにはＣＦ4ガスの雰囲気中にてエッチングすることができる。本実施形態では、例えば、ドライエッチングを採用している。続いて、レジスト膜を除去する。レジスト膜の除去には硫酸洗浄またはアッシングを用いることができる。その結果、図６（ｂ）に示すように下面マスク６７に凹部６ｃのパターン形状が形成される。
【００７８】
次に、基板２０をエッチング液に浸漬して基板２０の一部をエッチングする。エッチング液には、窒化シリコンマスクを用いている場合には、ＫＯＨやＴＭＡＨを用いることができる。このとき、基板２０はエッチングストッパー面に沿ってエッチングが進行するので、斜面が形成される。エッチングは基板２０の厚みの半分の深さまで進行したときに終了とする。その結果、図６（ｃ）に示すように、基板２０に鏡部６の凹部６ｃに相当する形状が形成される。
【００７９】
次に、基板２０をＣＦ4ガス内にてエッチングすることにより上面マスク６６及び下面マスク６７を除去する。その結果、図６（ｄ）に示すような基板２０が形成される。続いて、図６（ｅ）に示すように、基板２０の上面２０ａに上面マスク６８を形成し、下面２０ｂに下面マスク６９を形成する。上面マスク６８及び下面マスク６９は窒化シリコンマスクや酸化シリコンマスクを採用することができる。本実施形態では、例えば、窒化シリコンマスクを採用している。
【００８０】
次に、上面マスク６８及び下面マスク６９と積層してレジスト膜を形成する。レジスト膜の形成方法は上述の方法と同じ方法にて行う。続いて、上面２０ａ及び下面２０ｂからミラー素子基板６２のパターン形状に露光装置を用いて紫外線を照射した後、現像してミラー素子基板６２のパターンのレジスト膜を除去する。次に、基板２０をＣＦ4ガス内にてドライエッチングすることにより上面マスク６８及び下面マスク６９をミラー素子基板６２のパターン形状に形成する。尚、上面マスク６８及び下面マスク６９のエッチングにはウェットエッチングを採用しても良い。続いて、レジスト膜を除去する。レジスト膜の除去には硫酸洗浄またはアッシングが用いられる。その結果、図７（ａ）に示すように上面マスク６８及び下面マスク６９にミラー素子基板６２のパターンが形成される。
【００８１】
次に、基板２０をエッチング液に浸漬して基板２０の一部をエッチングする。このとき、基板２０はエッチングストッパー面に沿ってエッチングが進行するので、斜面が形成される。図７（ｂ）はエッチングが基板２０の厚みの半分の深さまで進行した状態を示している。図中の断面Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｌ近辺のように上面２０ａと下面２０ｂとの両方からエッチングされる場所では貫通孔が形成される。この段階では貫通孔の側面の形状は貫通孔側に凸状となっている。図中の断面Ｄ、Ｅ−Ｆ、Ｊ、Ｋ近辺のように上面２０ａまたは下面２０ｂの一方からエッチングされる場所では厚み方向の中間までエッチングが進行する。
【００８２】
図７（ｃ）に示すように、さらに、エッチングを進行させる。このとき、エッチング液の温度、濃度、エッチング時間を管理することにより、図中の断面Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｌ近辺では貫通孔の側面の形状は貫通孔側に対して凹状となる。図中の断面Ｄ、Ｊ、Ｋ近辺のように下面２０ｂの一方からエッチングされる場所では厚み方向のエッチングが進行して、エッチングにより腐食された深さが上面２０ａまで到達する。これにより、貫通孔が形成される。支持部４ｂの側面はエッチングストッパー面に沿ってエッチングされるので基板２０に対して斜面となる。そして、支持部４ｂの断面形状は台形となり、支持部４ｂが形成される。図中の断面Ｅ−Ｆでは上面２０ａからエッチングされた場所と下面２０ｂからエッチングされた場所とが連結する。これにより、鏡支持部７が形成される。従って、支持部４ｂと鏡支持部７とが同時に形成される。
【００８３】
次に、基板２０をＣＦ4ガス内にてエッチングすることにより上面マスク６８及び下面マスク６９を除去する。その結果、図７（ｄ）に示すような基板２０が形成される。次に、スパッタリング装置等を用いて鏡面部６ａにアルミニウム等の金属の薄膜を形成する。これにより、鏡面部６ａの反射率を高くすることができる。
【００８４】
図８（ａ）はステップＳ２の磁石固着工程に対応する図である。図８（ａ）に示すように、ステップＳ２において、基板２０をテーブル７２上に設置する。このとき、鏡面部６ａをテーブル７２と接するように設置する。次に、接着剤を塗布した磁石８を鏡部６の凹部６ｃに押圧する。続いて、加熱乾燥させて接着剤を固化する。接着剤に紫外線硬化型の接着剤を用いても良い。そして、磁石８を鏡部６の凹部６ｃに押圧した後、接着剤に紫外線を照射することにより、接着剤を固化させても良い。短時間で磁石８を鏡部６に固着できるので、生産性良く作業できる。
【００８５】
図８（ｂ）〜図９はステップＳ３の改質部形成工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステップＳ３において、操作者は、レーザー照射装置１２の載置台２８上に保持治具２９を介して基板２０を所定の位置に設置する。基板２０は下面２０ｂが保持治具２９と接するように設置される。これにより、例えば、断面Ｊ−Ｋに示すように支持部４ｂの台形状の断面の平行な２辺のうち短い方の辺が保持治具２９側に位置する。次に、操作者は、チャック機構を駆動して基板２０を載置台２８に固定させる。
【００８６】
図８（ｃ）に示すように、隣り合うミラー素子６３の枠部４の間に架橋された支持部４ｂと非支持部６４とに沿ってミラー素子６３を囲むように切断予定面７３が設定される。１つのミラー素子６３を囲む切断予定面７３を構成する面において、支持部４ｂと接する面の面積を積算した面積を支持部積算面積とし、非支持部６４と接する面の面積を積算した面積を非支持部積算面積とする。このとき、支持部積算面積は非支持部積算面積より狭くなるように支持部４ｂと非支持部６４とが形成されている。切断予定面７３を示す座標データはレーザー照射装置１２のメインコンピューター３２に記憶される。
【００８７】
メインコンピューター３２は画像処理装置３７を駆動させて基板２０の位置を検出する。そして、メインコンピューター３２はステージ制御装置３８にＸＹステージ２７を駆動させて、光軸１８ｂが切断予定面７３に沿って移動するように基板２０を移動させる。メインコンピューター３２は、ＸＹステージ２７の移動と並行してレンズ位置制御装置３６にレンズ移動機構２２を駆動させて、基板２０のＺ方向においてレーザー光が集光する場所を制御する。
【００８８】
次に、図９（ａ）に示すように、レーザー照射装置１２は支持部４ｂにレーザー光７４を照射する。１つのミラー素子６３には支持部４ｂが８箇所形成されている。レーザー照射装置１２はこれら８箇所の支持部４ｂにレーザー光７４を照射する。本実施形態では断面Ｊ−Ｋ間における支持部４ｂにレーザー光７４を照射する説明をするが、他の７箇所の支持部４ｂについても同様の方法にてレーザー光７４が照射される。
【００８９】
レーザー照射装置１２は切断予定面７３のうち下面２０ｂに近い場所にレーザー光７４が集光する集光点７４ａを位置させる。そして、レーザー照射装置１２は基板２０にレーザー光７４を照射する。これにより、集光点７４ａには改質部７５が形成される。支持部４ｂの切断予定面７３に沿った面は台形となっており、レーザー照射装置１２は上面２０ａ側からレーザー光７４を照射する。支持部４ｂの上面２０ａから下面２０ｂにかけて形成された斜面を側面としての支持部側面４ｅとする。集光レンズ１９により集光されたレーザー光７４はＺ方向に広がった円錐状となる。支持部４ｂの断面形状は台形であり支持部側面４ｅがＺ方向に広がっている。これにより、集光点７４ａが支持部側面４ｅの近くに位置するときにもレーザー光７４に支持部側面４ｅを照射させることなく集光させることができる。
【００９０】
レーザー光７４が支持部側面４ｅを照射してレーザー光７４の一部が支持部側面４ｅで反射または屈折するとき、レーザー光７４の一部が集光点７４ａを通過しなくなる。これにより、集光点７４ａにおけるレーザー光７４のエネルギーが減少するので、改質部７５が形成できなくなる場合がある。本実施形態では、集光レンズ１９を通過するレーザー光７４のエネルギーが総て集光点７４ａに集まるので、品質良く改質部７５が形成される。
【００９１】
レーザー照射装置１２はＸＹステージ２７を駆動して基板２０を移動しながら、所定の時間間隔にてレーザー光７４を照射する。これにより、支持部４ｂの下面２０ｂに近い場所には改質部７５が所定の間隔にて形成される。その結果、支持部４ｂの下面２０ｂに近い場所には−Ｘ側支持部側面４ｅに近い場所からＸ側支持部側面４ｅに近い場所にかけて改質部７５が配列して形成される。
【００９２】
次に、図９（ｂ）に示すように、レーザー照射装置１２は集光レンズ１９をＺ方向に移動させることにより、集光点７４ａの位置をＺ方向に移動させる。続いて、切断予定面７３に沿って集光点７４ａが移動するようにレーザー照射装置１２はＸＹステージ２７を駆動して基板２０を移動させる。そして、レーザー照射装置１２は所定の時間間隔にてレーザー光７４を照射することにより、すでに形成されている改質部７５のＺ方向に所定の間隔にて新たな改質部７５の配列が形成される。その結果、支持部４ｂの下面２０ｂに近い場所には−Ｘ側支持部側面４ｅに近い場所からＸ側支持部側面４ｅに近い場所にかけて２列の改質部７５が配列して形成される。
【００９３】
同様の方法にてレーザー照射装置１２は集光レンズ１９を移動することとＸＹステージ２７を駆動しながらレーザー光７４を照射することを繰り返して行う。これにより、図９（ｃ）に示すように、支持部４ｂには改質部７５が５列並んで配置される。尚、改質部７５の列数や各列における改質部７５の個数は特に限定されない。支持部４ｂの面積に合わせて設定しても良い。改質部７５は支持部４ｂの内部にのみ形成され、上面２０ａ及び下面２０ｂに接しないように形成される。これにより、改質部７５が形成されるときに粉や破片が発生して飛翔することが防止される。
【００９４】
改質部７５の切断予定面７３において隣り合う改質部７５は三角形の頂角の位置に配置される。これにより改質部７５の密度を高くすることが可能になっている。尚、改質部７５の配置は特に限定されない。例えば、マトリクス状に配置しても良い。マトリクス状にするときには、基板２０の厚み方向に改質部７５を並べて配置するので、ＸＹステージ２７の制御を簡便に行うことができる。
【００９５】
図１０はステップＳ４の分離工程に対応する図である。図１０（ａ）に示すように、ステップＳ４において、レーザー照射装置１２の載置台２８上には保持治具２９を介して基板２０が設置されている。基板２０の外枠部２０ｃが吸引式のチャック機構により載置台２８に固定されているので、基板２０は保持治具２９上に固定されている。
【００９６】
レーザー照射装置１２の隣の場所にはロボット４１が配置され、把持装置５０の動作範囲内に載置台２８が移動可能になっている。ロボット４１は把持装置５０をミラー素子６３と対向させる場所移動させた後、第１昇降装置４９を駆動して把持装置５０を基板２０に押圧する。
【００９７】
図１０（ｂ）において、吸着部５６が基板２０と接触する場所を第１領域７６とし、外装部５４が基板２０と接触する場所を第２領域７７とする。第１領域７６は切断予定面７３に囲まれた内側の枠部４を覆う領域である。そして、第２領域７７は切断予定面７３に囲まれた外側の枠部４を覆う領域である。この枠部４は第１領域７６に位置するミラーデバイス体２の隣りに位置するミラーデバイス体２に属する枠部４の一部になっている。これにより、切断予定面７３を挟んで外装部５４と吸着部５６とが位置する。
【００９８】
次に、ロボット４１は吸着部５６のチャック機構を作動させることにより、基板２０を吸着部５６に吸着させる。続いて、図１０（ｃ）に示すように、ロボット４１は第２昇降装置５５を収縮させることにより吸着部５６をＺ方向に上昇させる。これにより切断予定面７３に形成された改質部７５に剪断力が加わるので、支持部４ｂが切断される。切断予定面７３には高い密度で改質部７５が形成されているので、支持部４ｂは容易に分断される。基板２０からミラー素子６３が分離されることによりミラーデバイス体２が完成する。分離したミラーデバイス体２は吸着部５６に吸着されたまま保持されている。
【００９９】
ロボット４１は分離したミラーデバイス体２を保持したまま把持装置５０を移動させる。そして、分離したミラーデバイス体２と基板２０とを相対移動して所望の場所に移動することができる。例えば、図示しない容器に並べて配置することができる。
【０１００】
ステップＳ５の組立工程では、図１に示すように電磁石９が設置された筐体３の接合面３ａに接着剤を塗布する。そして、磁石８と電磁石９とが対向するように筐体３の接合面３ａと枠部４とを押圧して接着する。続いて、接着剤を加熱乾燥することにより、接着剤を固化する。これにより、筐体３とミラーデバイス体２とが組み立てられて光スキャナー１が完成する。以上で光スキャナーの製造工程を終了する。
【０１０１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、支持部４ｂの断面形状は台形に形成されている。台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側からレーザー光７４を照射する。これにより、円錐状のレーザー光７４の外周の面と支持部側面４ｅとがなす角度を小さくすることができる。従って、支持部側面４ｅの近くに改質部７５を形成したいときにも支持部側面４ｅに接しないようにレーザー光７４を集光させて改質部７５を形成することができる。その結果、改質部７５を品質良く形成することができる為、支持部４ｂを品質良く切断することができる。その結果、ミラーデバイス体２を基板２０から品質良く分離することができる。
【０１０２】
（２）本実施形態によれば、支持部側面４ｅが結晶面となっている。従って、シリコン単結晶板をエッチング溶液に浸漬することにより支持部側面４ｅが形成される。その結果、容易に断面形状が台形となる支持部４ｂを形成することができる。
【０１０３】
（３）本実施形態によれば、支持部積算面積は非支持部積算面積より狭くなるように設定されている。従って、支持部積算面積が非支持部積算面積より広いときより支持部４ｂに改質部７５を形成する面積が狭い。その結果、生産性良く改質部７５を形成してミラーデバイス体２と基板２０とを分離することができる。
【０１０４】
（４）本実施形態によれば、支持部４ｂに改質部７５が形成されているので、改質部７５に沿って剪断力を加えることにより支持部４ｂを切断することができる。そして、ミラーデバイス体２を保持しながら支持部４ｂを切断する為、切断後はミラーデバイス体２を保持した状態となっている。従って、基板２０とミラーデバイス体２とを相対移動させる作業に続けて移行することができる。
【０１０５】
（５）本実施形態によれば、改質部７５は支持部４ｂの内部にのみ形成される。改質部７５が支持部４ｂの表面に形成されるとき、改質部７５を形成されるときに粉や破片が発生し飛翔する場合がある。改質部７５は支持部４ｂの内部に形成されるときには粉や破片が飛翔しない為、ミラーデバイス体２に付着しない。その結果、品質良くミラーデバイス体２を形成することができる。
【０１０６】
（６）本実施形態によれば、ミラーデバイス体２では枠部４と鏡部６とに鏡支持部７が架橋されている。本実施形態では、ミラーデバイス体２に破損し易い鏡支持部７が設置されているときにも鏡支持部７に力を加えずに基板２０とミラーデバイス体２とを分離することができる。
【０１０７】
（７）本実施形態によれば、鏡支持部７と支持部４ｂとが同時に形成されている。従って、鏡支持部７を形成する工程と支持部４ｂを形成する工程とを別々に行う場合に比べて、生産性良く鏡支持部７と支持部４ｂとを製造することができる。
【０１０８】
（８）本実施形態によれば、鏡部６に磁石８を固着するとき支持部４ｂは切断されていない状態となっている。これにより、ミラーデバイス体２が基板２０に支持されている状態で鏡部６に磁石８を設置できる。従って、基板２０を把持して鏡部６に磁石８を固着できるので、基板２０から分離された状態で鏡部６に磁石８を固着するときに比べて作業をし易くできる。
【０１０９】
（９）本実施形態によれば、ミラー素子６３の周囲に支持部４ｂが設置されている。従って、ミラー素子６３が破損し易い構造のときにも、ミラー素子６３を形成した後で支持部４ｂを切断することにより品質良くミラー素子６３を製造することができる。そして、支持部４ｂの断面形状を台形にすることにより、支持部４ｂに品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部４ｂを切断することにより品質良く支持部４ｂを切断することができる。
【０１１０】
（１０）本実施形態によれば、把持装置５０が支持部４ｂを切断した後、把持装置５０は分離したミラー素子６３を把持したまま移動している。シリコンウエハーの基板にチップを形成した後で基板に粘着剤を塗布したシートを貼り付けてチップを切断して分離する方法がある。このときには、チップをシートから剥がした後にチップに付着した粘着剤を洗浄する必要がある。ミラーデバイス体２のように破損し易い素子の場合にはチップにした後で洗浄するとミラーデバイス体２が破損する可能性がある。本実施形態の方法では基板２０からミラーデバイス体２を分離した後に洗浄する必要がないので、品質良くミラーデバイス体２を製造することができる。
【０１１１】
（１１）本実施形態によれば、改質部７５の切断予定面７３において隣り合う改質部７５は三角形の頂角の位置に配置されている。このとき、隣り合う改質部７５が四角形の角の位置に配置されるときに比べて改質部７５の密度を高くすることができる。従って、支持部４ｂを切断し易くすることができる。
【０１１２】
（第２の実施形態）
次に、ＭＥＭＳ素子の１つである加速度センサー素子の一実施形態について図１１の加速度センサー素子の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、素子の形状が加速度を検出するのに適した形状となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１１３】
すなわち、本実施形態では、図１１に示したように、デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての加速度センサー素子８０は四角の枠状で一方向に長く形成された枠部８１を備えている。枠部８１の長手方向をＸ方向とし、長手方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、枠部８１の厚み方向をＺ方向とする。
【０１１４】
枠部８１の外周側の側面である外周側側面８１ａには凸状の支持部８１ｂが形成されている。支持部８１ｂは加速度センサー素子８０を製造する工程において枠部８１を支持する部材である。支持部８１ｂの個数及び大きさは特に限定されない。製造工程中に加速度センサー素子８０を支持可能な強度を備えていれば良く、本実施形態では、Ｙ方向を向く面と−Ｙ方向を向く面に各３個形成されている。Ｘ方向を向く面と−Ｘ方向を向く面に各１個形成されている。支持部８１ｂの断面形状は台形に形成されている。
【０１１５】
枠部８１の内側には貫通した孔からなる窓部８２が形成されている。窓部８２の中央には錘部８３が配置され、錘部８３と枠部８１との間には錘支持部８４が架橋されている。錘支持部８４は錘部８３の−Ｘ方向に延在して配置され、錘部８３を支持する。錘支持部８４はＹＺ平面における断面形状が台形に形成されている。枠部８１、支持部８１ｂ、錘部８３、錘支持部８４は共に単結晶シリコンからなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。
【０１１６】
錘支持部８４はＸ方向に長尺に形成されている。これにより、錘部８３はＹ方向及びＺ方向に揺れ易くなっている。加速度センサー素子８０に加速度が加わるとき、錘部８３に加速度が作用する。そして、加速度により錘支持部８４が撓むので、錘支持部８４の撓みを検出することにより加速度を検出できるようになっている。
【０１１７】
第１の実施形態と同様に、加速度センサー素子８０はシリコンウエハーの基板に配列して形成される。そして、レーザー照射装置１２がレーザー光７４を照射することにより支持部８１ｂに改質部７５を配列して形成する。次に、ロボット４１は改質部７５に剪断力を加えて支持部８１ｂを切断し、基板と分離された加速度センサー素子８０を移動する。
【０１１８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、加速度センサー素子８０の周囲に支持部８１ｂが設置されている。従って、加速度センサー素子８０が破損し易い構造のときにも、加速度センサー素子８０と支持部８１ｂとを形成した後で支持部８１ｂを切断することにより品質良く加速度センサー素子８０を製造することができる。そして、支持部８１ｂの断面形状を台形にすることにより、支持部８１ｂに品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部８１ｂを切断することにより品質良く支持部８１ｂを切断することができる。
【０１１９】
（第３の実施形態）
次に、ＭＥＭＳ素子の１つである圧力センサー素子の一実施形態について図１２の圧力センサー素子の構成を示す概略斜視図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、素子の形状が圧力を検出するのに適した形状となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２０】
すなわち、本実施形態では、図１２に示したように、デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての圧力センサー素子８５は四角の枠状で一方向に長く形成された枠部８６を備えている。枠部８６の長手方向をＸ方向とし、長手方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、枠部８６の厚み方向をＺ方向とする。
【０１２１】
枠部８６の外周側の側面である外周側側面８６ａには凸状の支持部８６ｂが形成されている。支持部８６ｂは圧力センサー素子８５を製造する工程において枠部８６を支持する部材である。支持部８６ｂの個数及び大きさは特に限定されない。製造工程中に圧力センサー素子８５を支持可能な強度を備えていれば良く、本実施形態では、例えば、Ｙ方向を向く面と−Ｙ方向を向く面に各３個形成されている。Ｘ方向を向く面と−Ｘ方向を向く面に各１個形成されている。支持部８６ｂの断面形状は台形に形成されている。
【０１２２】
枠部８６の内側には枠部８６より薄い感圧板８７が形成されている。感圧板８７は弾性を有し、感圧板８７に圧力が加わるときに変形する。そして、感圧板８７の変位を検出することにより感圧板８７に加えられた圧力を推定することが可能になっている。枠部８６、感圧板８７、支持部８６ｂは共に単結晶シリコンからなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。
【０１２３】
第１の実施形態と同様に、圧力センサー素子８５はシリコンウエハーの基板に配列して形成される。そして、レーザー照射装置１２がレーザー光７４を照射することにより支持部８６ｂに改質部７５を配列して形成する。次に、ロボット４１は改質部７５に剪断力を加えて支持部８６ｂを切断し、基板と分離された圧力センサー素子８５を移動する。
【０１２４】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、圧力センサー素子８５の周囲に支持部８６ｂが設置されている。従って、圧力センサー素子８５が破損し易い構造のときにも、圧力センサー素子８５と支持部８６ｂとを形成した後で支持部８６ｂを切断することにより品質良く圧力センサー素子８５を製造することができる。そして、支持部８６ｂの断面形状を台形にすることにより、支持部８６ｂに品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部８６ｂを切断することにより品質良く支持部８６ｂを切断することができる。
【０１２５】
（第４の実施形態）
次に、ＭＥＭＳ素子の１つである角速度センサー素子の一実施形態について図１３の角速度センサー素子の構成を示す模式平面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、素子の形状が角速度を検出するのに適した形状となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２６】
すなわち、本実施形態では、図１３に示したように、デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての角速度センサー素子８８は主に水晶からなり四角形の板状に形成された固定部８９を備えている。固定部８９の一方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とする。そして、固定部８９の厚み方向をＺ方向とする。
【０１２７】
固定部８９のＹ方向には第１駆動アーム９０が形成され、固定部８９の−Ｙ方向には第２駆動アーム９１が形成されている。第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１が固定部８９と接続する部分は幅が狭く形成されている。これにより第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１が振動し易くなっている。固定部８９のＸ方向及び−Ｘ方向には一対の検出アーム９２が同一直線上に配置されている。第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１には図示しない電極が設置されている。この電極に所定の電圧波形を印加するとき、第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１は所定の振動数にてＹ方向に湾曲するように振動する。
【０１２８】
角速度センサー素子８８が回転するとき、第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１にコリオリの力が作用する。これにより、第１駆動アーム９０及び第２駆動アーム９１はＸ方向に振動し、この振動が検出アーム９２に伝播する。そして、検出アーム９２が振動する。検出アーム９２には図示しない出力電極が設置され、検出アーム９２の振動に伴い出力電極に電圧信号が形成される。この電圧信号は角速度センサー素子８８の回転速度に対応する信号であり、この信号より角速度センサー素子８８の回転速度を推定することが可能になっている。
【０１２９】
第１駆動アーム９０のＹ方向及び第２駆動アーム９１の−Ｙ方向には支持部９３が形成されている。支持部９３の断面形状は台形に形成されている。固定部８９、第１駆動アーム９０、第２駆動アーム９１、検出アーム９２、支持部９３は共に水晶からなる板により形成され、同一工程にて形成されているので生産性良く形成されている。水晶基板もシリコン基板と同様に結晶方向を選定することにより、結晶面が側面となるようにエッチングすることができる。これにより、支持部９３の断面を台形に形成することができる。
【０１３０】
第１の実施形態と同様に、角速度センサー素子８８は水晶の基板に配列して形成される。そして、レーザー照射装置１２がレーザー光７４を照射することにより支持部９３に改質部７５を配列して形成する。次に、ロボット４１は改質部７５に剪断力を加えて支持部９３を切断し、基板と分離した角速度センサー素子８８を移動する。
【０１３１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、角速度センサー素子８８のＹ方向両端に支持部９３が設置されている。従って、角速度センサー素子８８が破損し易い構造のときにも、角速度センサー素子８８を形成した後で支持部９３を切断することにより品質良く角速度センサー素子８８を製造することができる。そして、支持部９３の断面形状を台形にすることにより、支持部９３に品質良く改質部７５を形成し、その後、支持部９３を切断することにより品質良く支持部９３を切断することができる。
【０１３２】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、ステップＳ４の分離工程において把持装置５０が改質部７５に剪断力を加えて支持部４ｂを分離した。支持部４ｂの分離方法はこれに限らず他の方法を用いても良い。例えば、基板２０を弾力性のある板の上に設置し、基板２０の改質部７５が形成された切断予定面７３に沿って押圧しても良い。他にも、基板２０の改質部７５が形成された切断予定面７３に沿って衝撃を加えても良い。簡便な治具にて支持部４ｂを分離することができる。
【０１３３】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、磁石８と電磁石９とを用いて鏡部６を駆動したが、鏡部６を駆動する方法はこれに限らない。鏡部６と筐体３とに電極を配置し、各電極を接近させて電極間の静電力を用いて鏡部６を駆動しても良い。簡便な構造にできるので、生産性良く光スキャナー１を製造することができる。他にも、鏡支持部７に圧電素子を設置して、この圧電素子を駆動することにより鏡部６を駆動しても良い。圧電素子は応答性が良いので、鏡部６を応答性良く制御できる。
【０１３４】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、鏡面部６ａにて光を反射させたが、鏡面部６ａより広い面積の鏡を鏡部６に設置しても良い。太い径の光を反射させることができる。
【０１３５】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、レーザー光源１３のレーザー媒質にＹＡＧを用いたが、他のレーザー媒質を用いても良い。例えば、チタンサファイアを固体光源とするレーザー光をフェムト秒のパルス幅で射出するいわゆるフェムト秒レーザーを採用しても良い。改質部７５を形成する基板の材質に対応してレーザー媒質を切替えることにより品質良く改質部７５を形成することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
２…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としてのミラーデバイス体、４ｂ，８１ｂ，８６ｂ，９３…支持部、４ｅ…側面としての支持部側面、４…枠部、６…鏡部、７…鏡支持部、８…磁石、２０…基板、７４…レーザー光、７５…改質部、８０…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての加速度センサー素子、８５…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての圧力センサー素子、８８…デバイス体及びＭＥＭＳ素子としての角速度センサー素子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイス体が支持部に支持された基板の前記支持部にレーザー光を集光して照射し、前記支持部に改質部を形成する改質部形成工程と、
前記支持部に力を加えて前記支持部を切断し前記デバイス体と前記基板とを分離する分離工程と、を有し、
前記支持部の断面形状は台形に形成され、前記改質部形成工程では前記台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側から前記レーザー光を照射することを特徴とする基板の分断方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の分断方法であって、
前記基板はシリコン単結晶基板であり、前記支持部の側面が結晶面となっていることを特徴とする基板の分断方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板の分断方法であって、
前記デバイス体が前記支持部と接する面の面積を積算した支持部積算面積は、前記デバイス体が前記支持部と接していない面の面積を積算した非支持部積算面積より狭いことを特徴とする基板の分断方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基板の分断方法であって、
前記分離工程では前記デバイス体を保持しながら前記改質部に沿って剪断力を加えて前記支持部を切断し、前記基板と前記デバイス体とを相対移動させることを特徴とする基板の分断方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基板の分断方法であって、
前記改質部形成工程では前記支持部の内部にのみ前記改質部を形成することを特徴とする基板の分断方法。
【請求項６】
前記デバイス体は枠部と鏡部と鏡支持部とを備え、前記枠部と前記鏡部とに前記鏡支持部が架橋されたミラーデバイス体であり、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板の分断方法を用いて、前記基板と前記ミラーデバイス体とを分離することを特徴とするミラーデバイス体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のミラーデバイス体の製造方法であって、
前記鏡支持部と前記支持部とを同時に形成することを特徴とするミラーデバイス体の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のミラーデバイス体の製造方法であって、
前記鏡部に磁石を固着した後に前記分離工程を行うことを特徴とするミラーデバイス体の製造方法。
【請求項９】
断面形状が台形の支持部を周囲に備えたことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【請求項１】
デバイス体が支持部に支持された基板の前記支持部にレーザー光を集光して照射し、前記支持部に改質部を形成する改質部形成工程と、
前記支持部に力を加えて前記支持部を切断し前記デバイス体と前記基板とを分離する分離工程と、を有し、
前記支持部の断面形状は台形に形成され、前記改質部形成工程では前記台形の平行な２辺のうち長い方の辺の側から前記レーザー光を照射することを特徴とする基板の分断方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の分断方法であって、
前記基板はシリコン単結晶基板であり、前記支持部の側面が結晶面となっていることを特徴とする基板の分断方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板の分断方法であって、
前記デバイス体が前記支持部と接する面の面積を積算した支持部積算面積は、前記デバイス体が前記支持部と接していない面の面積を積算した非支持部積算面積より狭いことを特徴とする基板の分断方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基板の分断方法であって、
前記分離工程では前記デバイス体を保持しながら前記改質部に沿って剪断力を加えて前記支持部を切断し、前記基板と前記デバイス体とを相対移動させることを特徴とする基板の分断方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基板の分断方法であって、
前記改質部形成工程では前記支持部の内部にのみ前記改質部を形成することを特徴とする基板の分断方法。
【請求項６】
前記デバイス体は枠部と鏡部と鏡支持部とを備え、前記枠部と前記鏡部とに前記鏡支持部が架橋されたミラーデバイス体であり、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板の分断方法を用いて、前記基板と前記ミラーデバイス体とを分離することを特徴とするミラーデバイス体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のミラーデバイス体の製造方法であって、
前記鏡支持部と前記支持部とを同時に形成することを特徴とするミラーデバイス体の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のミラーデバイス体の製造方法であって、
前記鏡部に磁石を固着した後に前記分離工程を行うことを特徴とするミラーデバイス体の製造方法。
【請求項９】
断面形状が台形の支持部を周囲に備えたことを特徴とするＭＥＭＳ素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１１５２９（Ｐ２０１２−１１５２９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５２７１６（Ｐ２０１０−１５２７１６）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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