JP2012108170A - 光フィルターおよび光フィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメントのズレが発生しても、接合膜による基板の傾きの発生を抑制し、更に接合膜の一部を光学膜としたことによって、対向する光学膜のギャップが均一となる光フィルターを提供する。
【解決手段】第１基板と、前記第１基板を支持する支持部を有する第２基板と、前記第１基板に備える第１光学膜と、前記第２基板に備え、前記第１光学膜と対向して配置される第２光学膜と、を備え、少なくとも前記第１光学膜を覆う第１保護膜と、少なくとも前記第２光学膜を覆う第２保護膜と、を備え、前記第１保護膜の表面に平面視において一部が重なり、且つ前記第１光学膜には重ならない第１接合膜と、前記第２保護膜の表面に平面視において一部が重なり、且つ前記第２光学膜には重ならない第２接合膜と、を備える光フィルター。
【選択図】図１

Description

本発明は、光フィルターおよび光フィルターの製造方法に関する。

特許文献１には、所定ギャップを介して対向する一対の光学膜を有するファブリペローエタロンフィルター（以下、エタロンフィルター、あるいは単にエタロンという場合がある）により構成される光フィルターが開示されている。

特許文献１に記載されるエタロンフィルターでは、互いに平行に保持された第１基板および第２基板と、第１基板上に形成された第１光学膜（第１反射膜）と、所定ギャップを有して第１光学膜と対向する、第１基板上に形成された第２光学膜（第２反射膜）と、を有する。第１光学膜および第２光学膜の各々はミラーを構成し、ミラー間で光を多重干渉させることによって、ギャップの長さ（ギャップ量）に応じた、所定の波長域の光のみを透過させることができる。また、ギャップ量を可変に制御することによって、透過させる光の波長域を切り換えることができる。

また、特許文献１に記載されるエタロンフィルターでは、第１基板と第２基板の接合には、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む接合膜が使用されている。エタロンフィルターにおける波長分離の精度は、ギャップ量の精度と深く関係がある。したがって、エタロンフィルターの性能向上のためには、第１光学膜と第２光学膜との間のギャップの長さを、高精度に制御する必要があり、その１要因として第１基板と第２基板とを、シロキサン結合を含む接合膜を介して接合する際に、各基板を傾斜させずに、各基板間の平行度を確保することが重要である。

特開２００９−１３４０２８号公報

しかし、上述の特許文献１において、接合膜を用いて各基板を接合するために、例えば、各基板上に形成されている接合膜を、紫外線照射や酸素プラズマ処理等によって活性化し、各基板の位置合わせ（アライメント）を行い、そして、各基板に荷重をかけるといった処理を必要とし、これらの工程中において、基板に若干の傾きが生じる場合があり得る。

基板に傾きを生じさせる原因としては、接合膜のエッジ部には傾斜や丸み等が形成され易く、各基板に部分的に接合膜を形成する際のアライメントずれ（接合膜アライメントずれ）や、各基板同士を接合する工程にける基板アライメントずれによって、接合膜のエッジ部の傾斜や丸み部が接合時の荷重によって不均一な接合膜の変形を誘発し、基板の傾きの原因の一つと考えられている。

そこで、アライメントのズレが発生しても、接合膜による基板の傾きの発生を抑制し、対向する光学膜間のギャップが均一となる光フィルターを提供する。

本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。

〔適用例１〕本適用例による光フィルターは、第１基板と、前記第１基板を支持する支持部を有する第２基板と、前記第１基板に備える第１光学膜と、前記第２基板に備え、前記第１光学膜と対向して配置される第２光学膜と、を備え、少なくとも前記第１光学膜を覆う第１保護膜と、少なくとも前記第２光学膜を覆う第２保護膜と、を備え、前記第１保護膜の表面に平面視において一部が重なり、且つ前記第１光学膜には重ならない第１接合膜と、前記第２保護膜の表面に平面視において一部が重なり、且つ前記第２光学膜には重ならない第２接合膜と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、保護膜によって光学膜が覆われることにより、光学膜表面を大気中成分との反応から保護し、光学膜の特性の劣化を防止することができる。また、接合膜を基板面に広く成膜してから光学膜形成領域を覆う接合膜部分を除去する工程において、光学膜表面に保護膜が形成されていることで除去工程における光学膜表面へのダメージの発生防止を容易に行うことができる。更に、接合膜の形成領域を、接合部領域を超えた広範囲に形成することで、基板接合時における基板の傾きから生じる光学膜間の間隙（ギャップ）を高い精度で均一に保持することが可能となり、分光特性に優れた光フィルターを得ることができる。

〔適用例２〕上述の適用例において、前記第１接合膜および前記第２接合膜が、シロキサン結合を有するＳｉ骨格と、前記Ｓｉ骨格に結合される脱離基と、を含むプラズマ重合膜であることを特徴とする。

上述の適用例によれば、優れた接合の機械的特性を得ることができ、接合前の活性化処理としての活性化エネルギーが付与されることで、撥水性皮膜から親水性皮膜へ変化させることができ、接合前の取扱性の容易さと、接合後の高い接合力とを得ることができる。

〔適用例３〕上述の適用例において、前記第１保護膜および前記第２保護膜が酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）または窒化アルミ（ＡｌＮ）であることを特徴とする。

上述の適用例によれば、耐ガスバリア性の高い保護膜とすることで、光学膜表面を大気中成分との反応から確実に保護し、特性の劣化の無い光学膜を得ることができる。更に、光学膜形成領域における接合膜の除去においても、除去工程による光学膜へのダメージを確実に防止できる。

〔適用例４〕本適用例による光フィルターの製造方法は、第１基板と、前記第１基板を支持する支持部を有する第２基板と、前記第１基板に備える第１光学膜と、前記第２基板に備え、前記第１光学膜と対向して配置される第２光学膜と、前記支持部の前記第２基板を支持する支持面に設けられた第１接合膜と、前記第２基板の前記支持面と対向配置される前記第２基板の被支持領域面に設けられた第２接合膜と、を含み、前記支持部および前記被支持部において前記第１接合膜と前記第２接合膜との接合によって、前記第１基板と前記第２基板とが固着される光フィルターであって、少なくとも前記第１光学膜の表面を覆う第１保護膜形成工程と、少なくとも前記第２光学膜の表面を覆う第２保護膜形成工程と、前記第１基板の前記第１光学膜の形成側に、少なくとも前記支持面を含んで前記第１接合膜を形成する第１接合膜形成工程と、前記第２基板の前記第２光学膜の形成側に、少なくとも前記被支持領域面を含んで前記第２接合膜を形成する第２接合膜形成工程と、前記第１接合膜と前記第１光学膜との平面視における重なりを除去する第１接合膜除去工程と、前記第２接合膜と前記第２光学膜との平面視における重なりを除去する第２接合膜除去工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、保護膜によって光学膜を覆うことにより、光学膜表面を大気中成分との反応から保護し、光学膜の特性の劣化が防止できる光フィルターを得ることができる。また、接合膜を基板面に広く成膜してから光学膜形成領域を覆う接合膜部分を除去する工程において、光学膜表面に保護膜が形成されていることで接合膜除去工程における光学膜表面へのダメージの発生防止を容易に行うことができる。更に、接合膜の形成領域を、接合部領域を超えた広範囲に形成することで、基板接合時における基板の傾きから生じる光学膜間の間隙（ギャップ）を高い精度で均一に保持することが可能となり、分光特性に優れた光フィルターを得ることができる。

〔適用例５〕上述の適用例において、前記第１および第２保護膜は酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）もしくは窒化アルミ（ＡｌＮ）であることを特徴とする。

上述の適用例によれば、耐ガスバリア性の高い保護膜を形成することで、光学膜表面を大気中成分との反応から確実に保護し、特性の劣化の無い光学膜を備える光フィルターを得ることができる。更に、光学膜形成領域における接合膜除去工程における光学膜へのダメージを確実に防止できる。

〔適用例６〕上述の適用例において、前記第１接合膜および第２接合膜の除去が、ドライエッチング法により行われることを特徴とする。

上述の適用例によれば、光学膜形成領域に形成された接合膜を確実に除去することができ、分光特性の優れた光学膜を備える光フィルターを得ることができる。

第１実施形態に係る光フィルターを示す、（ａ）は外観平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ｂ）に示すＬ部の拡大断面図。 光フィルターにおける基板接合部を示す拡大概略断面図。 第１実施形態に係る光フィルターの製造方法を示す第２実施形態に係るフローチャート。 第２実施形態に係る製造方法を示す断面図。 第２実施形態に係る製造方法を示す断面図。 第２実施形態に係る製造方法を示す断面図。 第１実施形態に係る光フィルターを用いた光機器の一例を示すブロック図。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。

（第１実施形態）
図１は本実施形態に係る光フィルターの一例としての光学膜間のギャップを可変位制御可能な可変ギャップエタロンフィルターを示す、（ａ）は外観平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部の断面図、（ｃ）は（ｂ）に示すＬ部の拡大図である。可変ギャップエタロンフィルター１００（以下、エタロンフィルター１００という）は、図１（ｂ）に示すように、第１基板１と第２基板２とを、第２基板２の支持部２ａの支持面２ｂによって支持され、固着される構成となっている。

本実施形態に係る第１基板１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、厚さ２００μｍ程度の石英ガラスの基板から形成され、第１基板１のほぼ中央に、薄肉に形成されたダイヤフラム部１ｂと、ダイヤフラム部１ｂの内側に接続してダイヤフラム部１ｂより繋がる可動部１ａを備えている。更に、ダイヤフラム部１ｂの外側に接続し、ダイヤフラム部１ｂを介して可動部１ａを保持する保持部１ｃを備え、可動部１ａとダイヤフラム部１ｂと共に第１基板１が構成され、第１基板１の表面は鏡面に研磨されている。

第２基板２に対向する第１基板１のミラー形成面１ｄには、所望の波長帯域の光に対する反射特性と透過特性とを兼ね備えた第１光学膜３が形成されている。第１光学膜３は、図１（ｃ）に示す通り、第１基板１側より順に第１光学基板膜３ａ、第１光学中間膜３ｂ、第１光学表面膜３ｃとの積層された膜である。第１光学基板膜３ａは、第１基板１に成膜され、第１基板１を形成する石英ガラスより高屈折率である酸化チタン（ＴｉＯ₂）、あるいは酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）により３０ｎｍ程度の膜厚で成膜されている。第１光学基板膜３ａのミラー形成面１ｄとは反対の表面には、第１光学中間膜３ｂとして形成されている。

第１光学中間膜３ｂとしては、第１光学基板膜３ａに対して屈折率が低い低屈折率材料、例えばＳｉＯ₂膜が好適に用いられ、２０〜３０ｎｍの厚みで形成される。更に第１光学中間膜３ｂの第１光学基板膜３ａの反対側には第１光学表面膜３ｃが形成されている。第１光学表面膜３ｃは金属膜、例えばＡｇ、ＡｇＣ、ＡｇＣｕ、ＡｇＳｍＣｕなどの銀単体もしくは銀合金、あるいはＡｌ単体によって、３０〜４０ｎｍの厚さで形成されている。このように、第１光学基板膜３ａ、第１光学中間膜３ｂ、第１光学表面膜３ｃが積層され、所望の波長帯域の光に対する反射特性と透過特性とを兼ね備えた第１光学膜３が構成される。

また、第１基板１のミラー形成面１ｄにおけるダイヤフラム部１ｂ領域には第１アクチュエーター電極５が形成され、図示しない内部配線によって第１外部接続電極５ａに接続される。

更に、図１（ｂ）で示す、第１基板１と第２基板２との接続領域Ｍを含まない接続領域Ｍの内側領域の第１基板１のミラー形成面１ｄ側には、第１光学膜３と、第１外部接続電極５ａを除く第１アクチュエーター電極５の表面を覆うように第１保護膜６が形成されている。第１保護膜６は、第１光学膜３の表面、すなわち第１光学表面膜３ｃの表面を大気中成分との反応から保護し、第１光学膜３の特性を劣化させないために形成され、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮなどが好適に用いられる。また、第１アクチュエーター電極５を第１保護膜６により覆うことにより、絶縁と電極保護をすることができる。

この第１保護膜６の表面には、第１接合膜７が形成されている。第１接合膜７の形成領域は、少なくとも図１（ａ）（ｂ）に示した接合領域Ｍを含んでいる。この接合領域Ｍを含み、第１光学膜３の形成領域ｍと第１外部接続電極５ａを除く第１基板領域に第１接合膜７が形成される。第１接合膜７は、例えば、シロキサン結合を有するＳｉ骨格およびＳｉ骨格に結合される脱離基と、を含む膜を使用することができ、後述する第２基板２に形成される第２接合膜１０との結合を強固にすることができる。

次に第２基板２について説明する。第２基板２は、第１基板１同様に厚さ２００μｍ程度の石英ガラスの基材から形成され、第１基板１に対向配置される側に、第１光学膜３に対向する後述する第２光学膜４を形成するミラー形成面２ｅを有するミラー形成部２ｃ、第１基板１を支持する支持部２ａ、支持部２ａとミラー形成部２ｃとの間に凹部２ｄと、を備え、第２基板２の表面は鏡面に研磨されている。凹部２ｄの底部には、第１アクチュエーター電極５に対向配置される第２アクチュエーター電極８が配置される。

第２基板２のミラー形成部２ｃに形成される第２光学膜４は、図１（ｃ）に示す通り、上述の第１光学膜３と同様の構成となっている。すなわち、第２光学膜４は、所望の波長帯域の光に対する反射特性と透過特性とを兼ね備え、第２基板２側より順に第２光学基板膜４ａ、第２光学中間膜４ｂ、第２光学表面膜４ｃとの積層された膜である。第２光学基板膜４ａは、第２基板２に成膜され、第２基板２を形成する石英ガラスより高屈折率である酸化チタン（ＴｉＯ₂）、あるいは酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）により３０ｎｍ程度の膜厚で成膜されている。第２光学基板膜４ａのミラー形成面２ｅとは反対の表面には、第２光学中間膜４ｂとして形成されている。

第２光学中間膜４ｂとしては、第２光学基板膜４ａに対して屈折率が低い低屈折率材料、例えばＳｉＯ₂膜が好適に用いられ、２０〜３０ｎｍの厚みで形成される。更に第２光学中間膜４ｂの第２光学基板膜４ａの反対側には第２光学表面膜４ｃが形成されている。第２光学表面膜４ｃは金属膜、例えばＡｇ、ＡｇＣ、ＡｇＣｕ、ＡｇＳｍＣｕなどの銀単体もしくは銀合金、あるいはＡｌ単体によって、３０〜４０ｎｍの厚さで形成されている。このように、第２光学基板膜４ａ、第２光学中間膜４ｂ、第２光学表面膜４ｃが積層され、所望の波長帯域の光に対する反射特性と透過特性とを兼ね備えた第２光学膜４が構成される。

第２基板２の凹部２ｄの底面２ｆに形成された第２アクチュエーター電極８は、図示しない内部配線によって第２外部接続電極８ａに接続されている。また、第２アクチュエーター電極８の表面には電極保護膜８ｂが形成されている。電極保護膜８ｂは、例えば、ＴＥＯＳ膜を０．１μｍ程度の厚みで第２外部接続電極８ａを除く第２アクチュエーター電極８の表面に成膜し、形成される。そして、第１アクチュエーター電極５と第２アクチュエーター電極８は、第１外部接続電極５ａと第２外部接続電極８ａと、を介して、図示しないアクチュエーター駆動回路に接続される。

更に、図１（ｂ）で示す、接続領域Ｍを含まない接続領域Ｍの内側領域の第２基板２上には、第２光学膜４と、第２外部接続電極８ａを除く第２アクチュエーター電極８の表面を覆うように第２保護膜９が形成されている。第２保護膜９は、第１基板１上の第１保護膜６同様に、第２光学膜４の表面、すなわち第２光学表面膜４ｃの表面を大気中成分との反応から保護し、第２光学膜４の特性を劣化させないために形成され、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＮなどが好適に用いられる。また、第２アクチュエーター電極８を第２保護膜９により覆うことにより、電極保護膜８ｂと合わせて絶縁と電極保護をすることができる。

この第２保護膜９の表面には、第２接合膜１０が形成されている。第２接合膜１０の形成領域は、少なくとも図１（ａ）（ｂ）に示した接合領域Ｍを含んでいる。この接合領域Ｍを含み、第２光学膜４の形成領域ｍ´と第２外部接続電極８ａを除く第２基板領域に第２接合膜１０が形成される。第２接合膜１０は第１接合膜７と同様に、例えば、シロキサン結合を有するＳｉ骨格およびＳｉ骨格に結合される脱離基と、を含む膜を使用することができ、上述の第１基板１に形成される第１接合膜７との結合を強固にすることができる。

上述のように第１基板１と第２基板２とに形成された、第１接合膜７と第２接合膜１０とは紫外線照射や酸素プラズマ処理などによって活性化される。次に、第１接合膜７と第２接合膜１０を対向するように第１基板１と第２基板２を配置し、第２基板２の支持部２ａの支持面２ｂ上に第１基板１を、平面視における位置合わせ（アライメント）を行い載置し、第１光学膜３と第２光学膜４との間隙Ｇを、所定のギャップを維持しながら、各基板に荷重をかけて接合させ、エタロンフィルター１００が形成される。

本実施形態に係るエタロンフィルター１００において、第１光学膜３および第２光学膜４の光学特性を維持するために、第１接合膜７と第２接合膜１０は、少なくとも第１光学膜３の形成領域ｍ、第２光学膜４の形成領域ｍ´内に残してはならない。そこで、後述する製造方法において詳述するが、第１接合膜７および第２接合膜１０は、第１基板１および第２基板２の接合膜の成膜側全面に成膜され、領域ｍおよびｍ´を含む剥離領域が開口部となるようにレジスト材がパターニングされ、所定の剥離方法によって領域ｍおよびｍ´を含む剥離領域の接合膜が剥離される。

第１接合膜７および第２接合膜１０は、接合部である接合領域Ｍにおいて、領域Ｍを超える範囲で成膜されることが望ましい。ここで図２に、接合領域Ｍにのみ接合膜を形成した場合の接合領域Ｍ部の拡大図を示す。図２（ａ）に示すように、第１基板１と第２基板２の支持部２ａとを対向配置させた場合、第１基板１の接合領域Ｍには第１接合膜７が形成され、第２基板２の接合領域Ｍに相当する支持部２ａの支持面２ｂ上に第２接合膜１０が形成された状態が、接合領域Ｍにのみ接合膜が形成された状態である。

この状態の接合膜においては端部に丸み部ｑが発生してしまう。この丸み部ｑは、図２に示す接合領域Ｍ部のみに接合膜を形成する、いわゆる部分成膜において、メタルマスクまたはシリコンマスクを用いて開口部のみ成膜した場合、開口部近傍は膜厚が薄くなり、その結果、膜厚の傾きとして丸み部ｑが発生する。

この状態のそれぞれの基板を対向配置させた場合、本来の接合位置である支持部２ａ´、第２接合膜１０´に対して、位置ずれ、すなわちアライメントずれαが出てしまい、図２（ａ）に指示する支持部２ａ、第２接合膜１０位置になる。この状態から、図２（ｂ）に示すように第１基板１および第２基板２に荷重Ｒが負荷されて第１接合膜７と第２接合膜１０との接合が実施されると、接合膜端部の丸み部ｑにおいて接合膜、本図においては第２接合膜１０、につぶれが生じ、第１基板１に傾きθが発生する。この傾きθが図１に示す第１光学膜３と第２光学膜４との間隙Ｇの均一性が損なわれてしまう。従って、接合時の基板の傾きを抑制し、間隙Ｇの均一性を維持するために、接合膜は接合領域Ｍの外側まで形成されていることが望ましく、更には本実施形態に係るエタロンフィルター１００の図１に示す第１接合膜７、第２接合膜１０ように、基板面をほぼ覆うように形成することが、後述の製造方法においても、なお好ましい。

この所定領域の接合膜の剥離において用いられる、例えば湿式であればエッチング液、乾式であればエッチングガスなどによって、第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃにダメージが与えられないよう、第１保護膜６および第２保護膜９によって第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃの表面を保護することができる。従って、エッチング液あるいはエッチングガスに対する耐性を備えるＡｌ₂Ｏ₃あるいはＡｌＮが保護膜として好適に用いられる。

上述の本実施形態に係るエタロンフィルター１００では、第１保護膜６、第２保護膜９によって、第１光学膜３、第２光学膜４の表面保護、すなわち第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃの表面を大気中成分との反応から保護し、第１光学膜３および第２光学膜４の特性を劣化させない。また、光学膜の形成領域ｍおよびｍ´部の接合膜を除去する際のエッチングガス、エッチング液などから第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃの表面を保護することができ、第１光学膜３および第２光学膜４の所定の光学特性を維持することができる。

なお、上述の実施形態に係る第１保護膜６および第２保護膜９は、接合領域Ｍには形成しない構成としたが、接合膜と基板との間に形成されていても良い。なお、第１外部接続電極５ａおよび第２外部接続電極８ａの表面には導通性を維持するため形成しない。

上述の本実施形態に係るエタロンフィルター１００は、例えば、第１基板１の外部側から入射された光を、第１光学膜３と第２光学膜４との間隙Ｇの間で反射と干渉をさせて所望の特定波長の光だけを光の入射側の反対側より出射させることができる。更に、第１基板１に備える可動部１ａがダイヤフラム部１ｂを静電駆動させることで、間隙Ｇを変化せせることができる。従って、可変間隙Ｇの設定によって出射光の波長を設定することができる、いわゆる波長可変干渉フィルターの構成が、本実施形態にかかるエタロンフィルター１００である。しかし、本願発明は、波長可変とする可動部１ａ、ダイヤフラム部１ｂ、および第１アクチュエーター電極５、第２アクチュエーター電極８を備えない、波長が固定された干渉フィルターにも適用することができる。

（第２実施形態）
次に、第１実施形態に係るエタロンフィルター１００の製造方法の概略を説明する。図３は、第１実施形態に係るエタロンフィルター１００の製造工程を示すフローチャートである。また、図４、５、６は、各製造工程における第１基板１および第２基板２の製造方法を示す概略断面図である。

先ず、基板準備工程（Ｓ１００）として、図４（ａ）に示すように、予め可動部１ａ、ダイヤフラム部１ｂ、保持部１ｃが加工された第１基板１、および予め支持部２ａ、ミラー形成部２ｃ、凹部２ｄが加工された第２基板２を準備する。上述した通り、第１基板１および第２基板２は、例えば石英ガラスのような透明基材の２００μｍ程度の基板に対して、公知のレジスト材のパターニングとエッチング法により、所定の部位の形成を行って得ることができる。更に、Ｓ１００では、後工程の準備として洗浄、乾燥などを行い、第１基板１および第２基板２を清浄にする。

準備された第１基板１および第２基板２に第１アクチュエーター電極５および第２アクチュエーター電極８を形成する、アクチュエーター電極形成工程（Ｓ２００）に移行する。アクチュエーター電極形成工程（Ｓ２００）は、図４（ｂ）に示すように、第１基板１ではダイヤフラム部１ｂに対応するミラー形成面１ｄ側にドーナッツ状に第１アクチュエーター電極５と、第１外部接続電極５ａと、図示しない第１アクチュエーター電極５と第１外部接続電極５ａとを接続する配線と、が形成される。

第１アクチュエーター電極５と、第１外部接続電極５ａと、図示しない第１アクチュエーター電極５と第１外部接続電極５ａとを接続する配線とは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ＜インジウム錫酸化物＞）膜を０．１μｍの厚みでスパッタリング法により電極形成側の基板面に成膜する。次に、第１アクチュエーター電極５と、第１外部接続電極５ａと、図示しない第１アクチュエーター電極５と第１外部接続電極５ａとを接続する配線と、の形成領域を覆ってレジスト材をパターニングし、エッチングにより第１アクチュエーター電極５、第１外部接続電極５ａ、図示しない第１アクチュエーター電極５と第１外部接続電極５ａとを接続する配線、以外を除去し、形成する。

第２基板２においても第１基板１と同様に、ＩＴＯ膜により凹部２ｄの底面部に第２アクチュエーター電極８と、第２外部接続電極８ａと、図示しない第２アクチュエーター電極８と第２外部接続電極８ａとを接続する配線とを形成する。次に、第２アクチュエーター電極８と、図示しない第２アクチュエーター電極８と第２外部接続電極８ａとを接続する配線と、の上面が開口したマスクをレジスト材のパターニングにより形成し、第２アクチュエーター電極８と、図示しない第２アクチュエーター電極８と第２外部接続電極８ａとを接続する配線と、の上面にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）膜をＣＶＤ法により成膜し絶縁膜としての電極保護膜８ｂを形成する。なお、上述の第１基板１の第１アクチュエーター電極５と、図示しない第１アクチュエーター電極５と第１外部接続電極５ａと、を接続する配線との上面にも、第２基板２同様にＴＥＯＳ膜を形成しても良い。

次に、光学膜形成工程（Ｓ３００）に移行する。光学膜形成工程（３００）では、図４（ｃ）に示すように、第１基板１のミラー形成面１ｄ上に第１光学膜３、第２基板２のミラー形成面２ｅ上に第２光学膜４を形成する。上述した通り、第１光学膜３は、第１光学基板膜３ａ、第１光学中間膜３ｂ、第１光学表面膜３ｃを積層して形成し、第２光学膜４は、第２光学基板膜４ａ、第２光学中間膜４ｂ、第２光学表面膜４ｃを積層して形成する。

第１基板１および第２基板２が石英ガラスを基材として形成されているため、第１光学基板膜３ａおよび第２光学基板膜４ａは、第１基板１および第２基板２より屈折率の高い酸化チタン（ＴｉＯ₂）、あるいは酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）により３０ｎｍ程度の膜厚で成膜される。第１光学中間膜３ｂおよび第２光学中間膜４ｂは、第１光学膜３および第２光学膜４の反射効率を高めるため、第１光学基板膜３ａおよび第２光学基板膜４ａより屈折率の低い酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）により２０から３０ｎｍの膜厚で成膜される。更に、その表層に第１光学表面膜３ｃ、第２光学表面膜４ｃとして、ミラー材料である金属、例えばＡｇ、Ａｇ合金としてＡｇＣ、ＡｇＣｕ、ＡｇＳｍＣｕ、Ａｌ、あるいはＡｌ合金が好適に用いられ、これら金属もしくは金属合金を蒸着法もしくはスパッタリング法により５０ｎｍの厚さで成膜する。このように多層に形成された皮膜の表面に第１光学膜３の形成領域ｍ、第２光学膜４の形成領域ｍ´を覆うマスクをレジスト材のパターニングにより形成し、エッチング法により第１光学膜３、第２光学膜４以外の皮膜を除去し、第１光学膜３および第２光学膜４が形成される。

上述の光学膜形成工程（Ｓ３００）では、多層に積層した後にパターニングにより第１光学膜３、第２光学膜４以外の皮膜を除去し、第１光学膜３および第２光学膜４を形成するようにしたが、第１光学基板膜３ａおよび第２光学基板膜４ａを成膜しパターニングし、形成領域ｍおよびｍ´に皮膜を残した後、第１光学中間膜３ｂ、第２光学中間膜４ｂを成膜しパターニングし、形成領域ｍおよびｍ´に皮膜を残し、最後に第１光学表面膜３ｃ、第２光学表面膜４ｃを成膜しパターニングし、形成領域ｍおよびｍ´に皮膜を残すことで、第１光学膜３および第２光学膜４を形成することもできる。

次に、保護膜形成工程（Ｓ４００）に移行する。保護膜形成工程（Ｓ４００）は、図５（ｄ）に示すように第１アクチュエーター電極５、第２アクチュエーター電極８と、第１光学膜３および第２光学膜４と、を覆うように第１基板１には第１保護膜６および第２基板２には第２保護膜９が形成される。第１保護膜６および第２保護膜９には酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミ（ＡｌＮ）が好適に用いられる。このような第１保護膜６および第２保護膜９を形成することにより、第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃの表面を大気中成分との反応から保護し、第１光学膜３および第２光学膜４の特性を劣化させず、また、接合膜を光学膜の形成領域ｍおよびｍ´部を除去する際のエッチング液などから第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃの表面を保護することができ、第１光学膜３および第２光学膜４の所定の光学特性を維持することができる。なお、この第１保護膜６および第２保護膜９は、第１外部接続電極５ａおよび第２外部接続電極８ａの表面には形成せず、接合領域Ｍの範囲には形成しても、しなくても良い。しかし、後述する接合領域Ｍに形成される接合膜の固定力、密着性を高めるために、第１保護膜６および第２保護膜９は接合領域Ｍの範囲内には形成しないことが好ましい。

保護膜形成工程（Ｓ４００）の後、接合膜形成工程（Ｓ５００）へ移行する。接合膜形成工程（Ｓ５００）は、図５（ｅ）に示すように第１基板１および第２基板２の第１光学膜３および第２光学膜４の形成側の全面に、第１接合膜７Ａおよび第２接合膜１０Ａを成膜する。接合膜としては、プラズマ重合膜をプラズマＣＶＤ法により５０ｎｍの厚さで成膜する。プラズマ重合膜としては、シロキサン結合を有するＳｉ骨格と、このＳｉ骨格に結合される脱離基とを含むものが好適に用いられる。

次に、接合膜除去工程（Ｓ６００）に移行する。接合膜除去工程（Ｓ６００）は、第１接合膜７および第２接合膜１０を形成する工程であり、先ず図５（ｆ）に示すように、第１接合膜７および第２接合膜１０にするために除去される部位を開口とするメタルマスクもしくはシリコンマスクにより形成された第１マスク１１および第２マスク１２を、第１接合膜７Ａおよび第２接合膜１０Ａ上に位置合わせ（アライメント）して貼り合わせる。第１接合膜７Ａおよび第２接合膜１０Ａから除去される部分は、第１光学膜３および第２光学膜４の形成領域ｍおよびｍ´と、第１外部接続電極５ａおよび第２外部接続電極８ａとは、少なくとも除去されなければならない。

第１マスク１１および第２マスク１２を張り合わせた第１基板１および第２基板２を、ＣＦ₄ガスを用いたドライエッチングによりマスク開口部から露出している第１接合膜７Ａおよび第２接合膜１０Ａの部位が除去され、第１マスク１１および第２マスク１２を除くことで図６（ｇ）に示す、接合前の第１基板１および第２基板２を得ることができる。接合膜除去工程（Ｓ６００）においてエッチングガスとしてＣＦ₄ガスを用いるが、第１光学膜３および第２光学膜４の形成領域ｍおよびｍ´の第１接合膜７Ａおよび第２接合膜１０Ａが除去されても、下層のＡｌ₂Ｏ₃またはＡｌＮによる第１保護膜６および第２保護膜９により、第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃまでＣＦ₄ガスが到達することを阻止し、第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃのダメージを防止し所定の光学品質を得ることができる。

次に、接合工程（Ｓ７００）に移行する。接合工程（Ｓ７００）では、第１接合膜７および第２接合膜１０を活性化させるため、先ずＯ₂プラズマ処理、もしくはＵＶ照射処理を行う。Ｏ₂プラズマ処理の場合には、流量３０ｃｃ／ｍｉｎ、処理圧力２７Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗ、の条件で３０ｓｅｃ間処理するのが好ましい。また、ＵＶ照射処理の場合には、エキシマＵＶ（波長１７２ｎｍ）を用い、３ｍｉｎ間処理するのが好ましい。なお、活性化処理において第１光学膜３および第２光学膜４の最表面である第１光学表面膜３ｃおよび第２光学表面膜４ｃに、上述の活性化処理のエネルギーが加わると、皮膜にダメージ（欠点）が発生するため、図示しない金属マスクなどにより、第１光学表面膜３ｃ、第２光学表面膜４ｃの表面を保護することが好ましい。

このように活性化された第１接合膜７と第２接合膜１０とを対向させ、図６（ｈ）に示すように荷重Ｒを負荷し、第２基板２の支持部２ａの対応領域で接合させ、エタロンフィルター１００を得る。このとき、図１に示す第１光学膜３と第２光学膜４との間隙Ｇが均一となるよう、接合前の第１基板１と第２基板２とのアライメント調整は正確に行わなければならない。本実施形態に係るエタロンフィルター１００において、接合膜が支持部２ａにおける支持面２ｂの領域を超えて第２接合膜１０が形成され、第１基板１でも、支持面２ｂに対応する領域を超えて第１接合膜７が形成されていることにより、アライメントズレによる間隙Ｇの均一性、言い換えると第１光学膜３と第２光学膜４との平行度が維持し易くなり、優れたフィルター特性を備えることができる。

（他の実施形態）
上述のエタロンフィルター１００を用いた光機器の一例を説明する。図７は、光機器の一例である波長多重通信システムの送信機の概略構成を示すブロック図である。波長多重（ＷＤＭ： Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ＤＩＶＩＳＩＯＮ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信では、波長の異なる信号は干渉し合わないという特性を利用して、波長が異なる複数の光信号を一本の光ファイバー内で多重的に使用すれば、光ファイバー回線を増設せずにデータの伝送量を向上させることができるようになる。

図７において、波長多重送信機１０００は、光源２００からの光が入射されるエタロンフィルター１００を有し、エタロンフィルター１００（上記いずれかのミラー構造が採用されたエタロンフィルターを具備する）からは、複数の波長λ０，λ１，λ２，…の光が透過される。波長毎に送信器３１１，３１２，３１３が設けられる。送信器３１１，３１２，３１３からの複数チャンネル分の光パルス信号は、波長多重装置３２１にて１つに合わせられて一本の光ファイバー伝送路３３１に送出される。

本発明は光符号分割多重（ＯＣＤＭ： Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）送信機にも同様に適用できる。ＯＣＤＭは、符号化された光パルス信号のパターンマッチングによってチャンネルを識別するが、光パルス信号を構成する光パルスは、異なる波長の光成分を含んでいるからである。このように、本発明を光機器に適用することによって、光学膜の特性劣化が抑制された、信頼性の高い光機器（例えば、各種センサーや光通信応用機器）が実現される。

以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、例えば、基板の貼り合わせによって構成される光フィルターにおいて、基板の傾きを抑制して、各基板に設けられる光学膜間の平行度を確保することができる。本発明は、例えば、エタロンフィルターのような干渉型の光フィルターに適用して好適である。但し、この例に限定されるものではなく、本発明は、ミラー構造として、光の反射特性ならびに光の透過特性を併せ持つ光学膜を用いる構造体（素子や機器）全般に適用可能である。

１…第１基板、２…第２基板、３…第１光学膜、４…第２光学膜、５…第１アクチュエーター電極、６…第１保護膜、７…第１接合膜、８…第２アクチュエーター電極、９…第２保護膜、１０…可変ギャップエタロンフィルター（エタロンフィルター）。

Claims (6)

1. 第１基板と、
   前記第１基板を支持する支持部を有する第２基板と、
   前記第１基板に備える第１光学膜と、
   前記第２基板に備え、前記第１光学膜と対向して配置される第２光学膜と、を備え、
   少なくとも前記第１光学膜を覆う第１保護膜と、少なくとも前記第２光学膜を覆う第２保護膜と、を備え、
   前記第１保護膜の表面に平面視において一部が重なり、且つ前記第１光学膜には重ならない第１接合膜と、
   前記第２保護膜の表面に平面視において一部が重なり、且つ前記第２光学膜には重ならない第２接合膜と、を備える、
   ことを特徴とする光フィルター。
2. 前記第１接合膜および前記第２接合膜が、シロキサン結合を有するＳｉ骨格と、前記Ｓｉ骨格に結合される脱離基と、を含むプラズマ重合膜である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光フィルター。
3. 前記第１保護膜および前記第２保護膜が酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）または窒化アルミ（ＡｌＮ）である、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光フィルター。
4. 第１基板と、
   前記第１基板を支持する支持部を有する第２基板と、
   前記第１基板に備える第１光学膜と、
   前記第２基板に備え、前記第１光学膜と対向して配置される第２光学膜と、
   前記支持部の前記第２基板を支持する支持面に設けられた第１接合膜と、
   前記第２基板の前記支持面と対向配置される前記第２基板の被支持領域面に設けられた第２接合膜と、を含み、
   前記支持部および前記被支持部において前記第１接合膜と前記第２接合膜との接合によって、前記第１基板と前記第２基板とが固着される光フィルターであって、
   少なくとも前記第１光学膜の表面を覆う第１保護膜形成工程と、少なくとも前記第２光学膜の表面を覆う第２保護膜形成工程と、
   前記第１基板の前記第１光学膜の形成側に、少なくとも前記支持面を含んで前記第１接合膜を形成する第１接合膜形成工程と、前記第２基板の前記第２光学膜の形成側に、少なくとも前記被支持領域面を含んで前記第２接合膜を形成する第２接合膜形成工程と、
   前記第１接合膜と前記第１光学膜との平面視における重なりを除去する第１接合膜除去工程と、前記第２接合膜と前記第２光学膜との平面視における重なりを除去する第２接合膜除去工程と、を含む、
   ことを特徴とする光フィルターの製造方法。
5. 前記第１および第２保護膜は酸化アルミ（Ａｌ₂Ｏ₃）もしくは窒化アルミ（ＡｌＮ）である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の光フィルターの製造方法。
6. 前記第１接合膜および第２接合膜の除去が、ドライエッチング法により行われる、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の光フィルターの製造方法。

Images