JP5381884B2 - 波長可変干渉フィルターの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、入射光から所望の目的波長の光を選択して射出する波長可変干渉フィルターの製造方法に関する。

一対の基板の互いに対向する面に、それぞれ高反射ミラーを対向配置する波長可変干渉フィルターが知られている。このような波長可変干渉フィルターでは、一対のミラー間で光を反射させ、特定波長の光のみを透過させて、その他の波長の光を干渉により打ち消し合わせることで、入射光から特定波長の光のみを透過させる。この時、ミラー間の距離（ギャップ）を変更することで、所望の波長の光のみを透過させるため、波長可変干渉フィルターには高いギャップ精度が要求されている。ギャップ精度を向上させるためには、対向する基板面内において均一な接合強度を確保することが重要となる。

そこで、接合面全域に接着剤を塗布する方法、スペーサーを介在させる接合方法、シロキサン結合を用いた接合方法等の様々な接合方法が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開２００１−２８１４４３号公報 特開２００３−１９５０３１号公報 特開２００６−３５０１２４号公報 特開２００９−１３４０２７号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載の接合方法を用いた場合、対向する基板を貼り合わせる際に対向基板間のギャップに空気が溜まることで内圧が上がるため、ミラー間のギャップを精度よく制御できないという問題がある。また、ギャップが形成される空間は密閉されているため、気圧の変化により内圧が上昇する場合があり、この場合もギャップを精度よく制御できなくなってしまう。

本発明は、ギャップが形成される空間の内圧の上昇を抑制し、ギャップの精度を向上させることができる波長可変干渉フィルターの製造方法を提供することである。

本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法は、透光性を有する第一基板のチップ領域に、静電ギャップを形成するための静電ギャップ形成溝と、前記静電ギャップ形成溝からチップ領域の外周縁に延びる配線形成溝と、を形成し、前記第一基板の前記チップ領域外に、前記配線形成溝および前記第一基板の外周縁を連通する空気連通溝を形成する第一基板溝形成工程と、前記静電ギャップ形成溝に第一反射膜および第一電極を形成し、前記第一電極に接続されるとともに前記配線形成溝に沿った第一配線を形成する第一基板配線形成工程と、前記第一反射膜に対向する第二反射膜、前記第一電極に対向する第二電極、および前記配線形成溝に対向し、前記第二電極に接続される第二配線と、を備えた透光性を有する第二基板を形成する第二基板形成工程と、前記第一基板および前記第二基板を貼り合わせる貼合工程と、を含むことを特徴とする。

この発明では、第一基板に静電ギャップ形成溝、配線形成溝、空気連通溝を形成してこれらの溝に電極および配線を形成した後、第一基板と第二基板とを貼り合わせる。静電ギャップ形成溝、配線形成溝、空気連通溝は互いに連通して第一基板の外部に連通しているため、第一基板と第二基板とを貼り合わせる際には、ギャップが形成される空間（以後、ギャップ形成空間ということもある。）内の空気を第一基板の外部に逃がすことができる。したがって、ギャップ形成空間に空気溜まりが発生するのを防止することができるため、ギャップの制御を精度よく行うことが可能な波長可変干渉フィルターを製造することができる。このような波長可変干渉フィルターは、優れた光学特性を発揮する。

また、製造時には、ギャップ形成空間内の空気を外部に逃がすことで内圧の上昇を防止することができるため、内圧により第一基板および第二基板に発生する歪みを防止することができる。
さらに、このようにして製造された波長可変フィルターを使用する際は、ギャップ形成空間に内圧がかからないため、ギャップの可変を容易に制御することができ、低電力で駆動することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記第一基板には、複数の前記チップ領域が互いに隣接して配置され、前記第一基板溝形成工程では、互いに隣接する前記チップ領域の外周縁で互いに接続される配線形成溝を形成することが好ましい。

この発明では、複数のチップ領域には、上述の静電ギャップ形成溝、配線形成溝がそれぞれ形成される。配線形成溝は各チップ領域の外周縁に延び、それぞれの配線形成溝が隣接するチップ領域の配線形成溝と互いに接続するように形成する。すなわち、隣接する全てのチップ領域の静電ギャップ形成溝、配線形成溝が連通することになる。
このため、各チップ領域に形成されるギャップ形成空間内の空気を効率よく均一に第一基板の外部に逃がすことができ、複数のチップ領域が２次元アレイ状に配列される場合でも、品質にばらつきのない波長可変干渉フィルターを製造することができる。

本発明の波長可変干渉フィルターの製造方法において、前記第一基板には、複数の前記チップ領域を配置したチップアレイを形成し、前記空気連通溝の一部を、前記チップアレイの外周に沿って設けることが好ましい。

この発明では、複数のチップ領域が隣接して配置されたチップアレイを形成し、このチップアレイの外周に沿って空気連通溝が設けられている。この空気連通溝は、各チップ領域の外周縁に延びる配線形成溝と接続しているため、各チップ領域に形成されるギャップ形成空間内の空気を効率よく第一基板の外部に逃がすことができる。
特に、第一基板に多数のチップ領域が形成された場合には、全てのチップ領域の配線形成溝から第一基板の外周縁に延びる空気連通溝を形成すると、第一基板の外周縁に延びる空気連通溝の数が多くなりすぎて第一基板の強度が低下し割れの要因となる。しかしながら、本発明では、多数のチップ領域の外周に沿って設けられた空気連通溝が各チップ領域の配線形成溝と接続する。そして、この多数のチップ領域の外周に沿って設けられた空気連通溝に第一基板の外周縁に延びる空気連通溝を接続させることで、全てのチップ領域のギャップ形成空間内の空気を第一基板の外部に逃がすことができる。すなわち、第一基板の外周縁に延びる空気連通溝を少ない数で形成することができるため、製造工程での基板割れを防止し不良の発生を低減させることができる。

本発明にかかる一実施形態の波長可変干渉フィルターを構成するエタロンのベース基板およびダイアフラム基板の概略構成を示す斜視図である。 前記一実施形態の第一基板の概略構成を示す平面図である。 前記一実施形態の第一基板の製造工程を示す断面図である。 前記一実施形態の第二基板およびエタロンの製造工程を示す断面図である。 前記一実施形態のエタロンを用いた測色モジュールの概略構成を示す図である。

以下、本発明に係る一実施形態の波長可変干渉フィルターを構成するエタロンの構成および製造方法について、図面を参照して説明する。
［１．エタロンの構成］
エタロン１は、図１に示すように、平面正方形状の板状の光学部材であり、一辺が例えば１０ｍｍに形成されている。このエタロン１は、ベース基板１１、およびダイアフラム基板１２を備えている。これらの２枚の基板１１，１２は、それぞれ例えば、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラスなどの各種ガラスや、水晶などにより形成されている。そして、これらの２つの基板１１，１２は、基板外周部分に形成される接合面１１５，１２４が接合されることで、一体的に構成されている。

また、ベース基板１１と、ダイアフラム基板１２との間には、本発明の一対のミラーを構成する固定ミラー１６および可動ミラー１７が設けられる。ここで、固定ミラー１６は、ベース基板１１のダイアフラム基板１２に対向する面に固定され、可動ミラー１７は、ダイアフラム基板１２のベース基板１１に対向する面に固定されている。また、これらの固定ミラー１６および可動ミラー１７は、ミラー間ギャップを介して対向配置されている。
さらに、ベース基板１１とダイアフラム基板１２との間には、固定ミラー１６および可動ミラー１７の間のミラー間ギャップの寸法を調整するための静電アクチュエーター１４が設けられている。

［１−１．ベース基板の構成］
ベース基板１１は、厚みが例えば５００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、図１に示すように、ベース基板１１には、エッチングにより静電ギャップ形成溝１１１、およびミラー固定部１１２が形成される。
静電ギャップ形成溝１１１は、エタロン１を厚み方向から見た平面視（以降、エタロン平面視と称す）において、平面中心点を中心とした円形に形成されている。ミラー固定部１１２は、前記平面視において、静電ギャップ形成溝１１１の中心部からダイアフラム基板１２側に突出して形成される。

静電ギャップ形成溝１１１は、ミラー固定部１１２の外周縁から、当該静電ギャップ形成溝１１１の内周壁面までの間に、リング状の電極固定面１１１Ａが形成され、この電極固定面１１１Ａに第一電極１４１が形成される。この第一電極１４１には、導電性を有し、後述するダイアフラム基板１２の第二電極１４２との間で電圧を印加することで、第一電極１４１および第二電極１４２間に静電引力を発生させることが可能なものであれば、特に限定されないが、本実施形態では、接合用の膜としても使用可能なＡｕ／Ｃｒ合金（金−クロム合金）を用いる。

また、ベース基板１１には、電極固定面１１１Ａから平面中心点に対して互いに対象となる頂点（図１における左右の頂点）に亘って、電極固定面１１１Ａと同一平面となる底面１１３Ａを有する第一配線形成溝１１３が形成されている。
そして、第一配線形成溝１１３の底面には、第一電極１４１の外周縁の一部から延出する第一配線部１４１Ａが形成され、この第一配線部１４１Ａの先端（頂点）には、第一電極１４１に所定の電圧を印加するための第一電極パッド１４１Ｂが形成されている。これらの第一電極１４１、第一配線部１４１Ａ、および第一電極パッド１４１Ｂは、Ａｕ／Ｃｒ合金により一体形成される電極である。

一方、ベース基板１１の電極固定面１１１Ａから第一電極パッド１４１Ｂが形成されない頂点（図１における上下の頂点）に亘って、電極固定面１１１Ａと同一平面となる底面を有する第二配線形成溝１１４が形成されている。

ここで、ベース基板１１において、溝が形成されていない部分がベース基板１１の接合面１１５となる。接合面１１５には、図示しない接合用の接合膜が膜状に形成され、ダイアフラム基板１２と接合する。

また、金属を介在させてベース基板１１とダイアフラム基板１２を接合する場合は、接合用の接合膜としてＡｕ／Ｃｒ合金を用いることが望ましい。ベース基板１１上の各電極や接合膜を同一素材により形成することで、これらの電極や接合膜の形成を容易に行うことが可能となる。すなわち、これらの電極および接合膜は、ベース基板１１の製造時において、エッチングにより、静電ギャップ形成溝１１１（電極固定面１１１Ａ）、ミラー固定部１１２、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４が形成された後、スパッタリングなどの手法により形成される。この時、各電極や接合膜の形成のために、製造工程を分割する必要がなく、１つの工程で、第一電極１４１、第一配線部１４１Ａ、第一電極パッド１４１Ｂ、および接合膜を形成することが可能となる。

ミラー固定部１１２は、上述したように、静電ギャップ形成溝１１１と同軸上で、静電ギャップ形成溝１１１よりも小さい径寸法となる円柱状に形成されている。なお、本実施形態では、ミラー固定部１１２のダイアフラム基板１２に対向するミラー固定面１１２Ａが、電極固定面１１１Ａよりもダイアフラム基板１２に近接して形成される例を示すが、これに限らない。電極固定面１１１Ａおよびミラー固定面１１２Ａの高さ位置は、ミラー固定面１１２Ａに固定される固定ミラー１６、およびダイアフラム基板１２に形成される可動ミラー１７の間のミラー間ギャップの寸法、第一電極１４１およびダイアフラム基板１２に形成される後述の第二電極１４２の間の寸法、固定ミラー１６や可動ミラー１７の厚み寸法により適宜設定されるものであり、上記のような構成に限られない。例えばミラー１６，１７として、誘電体多層膜ミラーを用い、その厚み寸法が増大する場合、電極固定面１１１Ａとミラー固定面１１２Ａとが同一面に形成される構成や、電極固定面１１１Ａの中心部に、円柱凹溝上のミラー固定溝が形成され、このミラー固定溝の底面にミラー固定面１１２Ａが形成される構成などとしてもよい。

また、ミラー固定部１１２のミラー固定面１１２Ａは、エタロン１を透過させる波長域をも考慮して、溝深さが設計されることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定ミラー１６および可動ミラー１７の間のミラー間ギャップの初期値（第一電極１４１および第二電極１４２間に電圧が印加されていない状態のミラー間ギャップの寸法）が４５０ｎｍに設定され、第一電極１４１および第二電極１４２間に電圧を印加することにより、ミラー間ギャップが例えば２５０ｎｍになるまで可動ミラー１７を変位させることが可能となっており、これにより、第一電極１４１および第二電極１４２間の電圧を可変することで、可視光全域の波長の光を選択的に分光させて透過させることが可能となる。この場合、固定ミラー１６および可動ミラー１７の膜厚およびミラー固定面１１２Ａや電極固定面１１１Ａの高さ寸法は、ミラー間ギャップを２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの間で変位可能な値に設定されていればよい。

そして、ミラー固定面１１２Ａには、直径が約３ｍｍの円形状に形成される固定ミラー１６が固定されている。この固定ミラー１６は、ＡｇＣ単層により形成されるミラーであり、スパッタリングなどの手法によりミラー固定面１１２Ａに形成される。
なお、本実施形態では、固定ミラー１６として、エタロン１で分光可能な波長域として可視光全域をカバーできるＡｇＣ単層のミラーを用いる例を示すが、これに限定されず、例えば、エタロン１で分光可能な波長域が狭いが、ＡｇＣ単層ミラーよりも、分光された光の透過率が大きく、透過率の半値幅も狭く分解能が良好な、例えばＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２系誘電体多層膜ミラーを用いる構成としてもよい。ただし、この場合、上述したように、ベース基板１１のミラー固定面１１２Ａや電極固定面１１１Ａの高さ位置を、固定ミラー１６や可動ミラー１７、分光させる光の波長選択域などにより、適宜設定する必要がある。

さらに、ベース基板１１は、ダイアフラム基板１２に対向する上面とは反対側の下面において、固定ミラー１６に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成され、ベース基板１１の表面での可視光の反射率を低下させ、透過率を増大させる。

［１−２．ダイアフラム基板の構成］
ダイアフラム基板１２は、厚みが例えば２００μｍに形成されるガラス基材をエッチングにより加工することで形成される。具体的には、ダイアフラム基板１２には、基板中心点を中心とした円形の変位部１２１が形成される。この変位部１２１は、円柱状の可動部１２２と、可動部１２２と同軸であり可動部１２２を保持する連結保持部１２３と、を備えている。
可動部１２２は、連結保持部１２３よりも厚み寸法が大きく形成され、例えば、本実施形態では、ダイアフラム基板１２の厚み寸法と同一寸法である２００μｍに形成されている。また、可動部１２２は、ミラー固定部１１２に平行な可動面１２２Ａを備え、この可動面１２２Ａに可動ミラー１７が固定されている。ここで、この可動ミラー１７と、上記した固定ミラー１６とにより、本発明の一対のミラーが構成される。
ここで、この可動ミラー１７は、上述した固定ミラー１６と同一の構成のミラーが用いられ、本実施形態では、ＡｇＣ単層ミラーが用いられる。また、ＡｇＣ単層ミラーの膜厚寸法は、例えば０．０３μｍに形成されている。

可動部１２２は、可動面１２２Ａとは反対側の上面において、可動ミラー１７に対応する位置に図示略の反射防止膜（ＡＲ）が形成されている。この反射防止膜は、ベース基板１１に形成される反射防止膜と同様の構成を有し、低屈折率膜および高屈折率膜を交互に積層することで形成される。

連結保持部１２３は、可動部１２２の周囲を囲うダイアフラムであり、例えば厚み寸法が５０μｍに形成されている。この連結保持部１２３のベース基板１１に対向する面には、第一電極１４１と、約１μｍの電磁ギャップを介して対向する、リング状の第二電極１４２が形成されている。ここで、この第二電極１４２および前述した第一電極１４１により、本発明の可変手段である静電アクチュエーター１４が構成される。この第二電極１４２は、ベース基板１１に形成される各電極と同様に、Ａｕ／Ｃｒ合金により形成される。また、金属を介在させてベース基板１１とダイアフラム基板１２を接合する場合は、ベース基板１１の接合膜と同様にＡｕ／Ｃｒ合金を接合膜として用いることが望ましい。

また、ダイアフラム基板１２では、ベース基板１１に対向する面において、変位部１２１以外の領域が、ダイアフラム基板１２における接合面１２４となる。この接合面１２４は、ベース基板１１の接合面１１５に対向し、接合面１２４には、Ａｕ／Ｃｒ合金を膜状に形成した図示しない接合膜が設けられている。

そして、前記した第二電極１４２の外周縁の一部からは、一対の第二配線部１４２Ａが外周方向に向かって、具体的には、図１における上下の頂点方向に延出して形成されている。第二配線部１４２Ａの先端（ダイアフラム基板１２の頂点）には、第二電極１４２に所定の電圧を印加するための第二電極パッド１４２Ｂが形成されている。これらの第二電極１４２、第二配線部１４２Ａ、および第二電極パッド１４２Ｂは、Ａｕ／Ｃｒ合金により一体形成される電極であり、ダイアフラム基板１２上にスパッタリングなどの手法により膜状に形成される。
このように、ダイアフラム基板１２上の各電極や接合膜を同一素材により形成することで、上述したベース基板１１と同様に、これらの電極や接合膜の形成を容易に行うことが可能となる。すなわち、これらの電極および接合膜は、ダイアフラム基板１２の製造時において、スパッタリングなどの手法により形成される。この時、各電極や接合膜の形成のために、製造工程を分割する必要がなく、１つの工程で、第二電極１４２、第二配線部１４２Ａ、第二電極パッド１４２Ｂ、および接合膜を形成することが可能となる。

［１−３．ベース基板およびダイアフラム基板の接合構成］
エタロン１では、上述したようなベース基板１１およびダイアフラム基板１２を接合することにより一体的に形成される。この時、ベース基板１１の第一電極１４１とダイアフラム基板１２の第二電極１４２とが重なり合い、かつ、ベース基板１１の第二配線形成溝１１４にダイアフラム基板１２の第二配線部１４２Ａが重なり合うようにベース基板１１およびダイアフラム基板１２を配置して接合する。これにより、ベース基板１１の接合面１１５と、ダイアフラム基板１２の接合面１２４とが密着接合される。
ここで、ベース基板１１の静電ギャップ形成溝１１１およびダイアフラム基板１２により形成される空間には一対のミラー１６、１７および一対の電極１４１および１４２が存在し、この空間をギャップ形成空間とする。

そして、第一電極パッド１４１Ｂおよび第二電極パッド１４２Ｂに、それぞれ後述の電圧制御手段２２２に接続される導線を接続することで、静電アクチュエーター１４を制御することが可能となる。
なお、本実施形態では、２つの第一電極パッド１４１Ｂおよび２つの第二電極パッド１４２Ｂが設けられるが、静電アクチュエーター１４の駆動時には、２つの第一電極パッド１４１Ｂのうちいずれか一方、および２つの第二電極パッド１４２Ｂのうちのいずれか一方にのみに電圧が印加される。そして、他方の第一電極パッド１４１Ｂおよび第二電極パッド１４２Ｂは、第一電極１４１および第二電極１４２の電荷保持量を検出するための検出端子として用いられる。

［２．エタロンの製造方法］
上記エタロン１の製造は、図２に示すように、平面視円状のガラス基板である第一基板１００に９つのベース基板１１を隣接させて形成し、同様に平面視円状のガラス基板である第二基板（図示しない）に９つのダイアフラム基板１２を隣接させて形成し、これらの２枚の基板を重ね合わせた後、チップごとに切断することで行われる。すなわち、エタロン１の製造は、第一基板溝形成工程、第一基板配線形成工程、第二基板形成工程、貼合工程、および切断工程により行われる。

［２−１．第一基板の構成］
第一基板１００には、図２に示すように、９つのベース基板１１が隣接して形成される。１つのベース基板１１が形成される領域をチップ領域１０１とし、９つのチップ領域１０１からなる領域をチップアレイ１１０とする。
各チップ領域１０１には、上述の静電ギャップ形成溝１１１と第一配線形成溝１１３と第二配線形成溝１１４とが形成される。複数のチップ領域１０１は互いに隣接しているため、チップ領域１０１の外周縁に延びる第一配線形成溝１１３と、隣接するチップ領域１０１の外周縁に延びる第二配線形成溝１１４と、は接続している。したがって、複数のチップ領域１０１間で、全ての静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４は連通している。
各チップ領域１０１の静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４には、第一電極１４１、第一配線部１４１Ａ、第一電極パッド１４１Ｂがそれぞれ形成されている。

また、第一基板１００には、チップアレイ１１０の外周に沿って第一空気連通溝１２０が形成されている。第一空気連通溝１２０は、チップ領域１０１に形成された第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４の底面と同じ高さの底面１２０Ａを有するとともに、これらの第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４の端部に接続している。
また、第一空気連通溝１２０には、第一基板１００の外周に向かって延びる複数の第二空気連通溝１３０が接続されている。第二空気連通溝１３０の数は特に限定されないが、チップアレイ１１０の外側の部分の接合状態に応じて適宜調整すればよい。例えば、チップアレイ１１０の外側の部分の接合強度が要求される場合は第二空気連通溝１３０の数は少ないほうが好ましいが、空気を外部に逃がしやすくするためには、第二空気連通溝１３０の数が多いほうが好ましい。

第二空気連通溝１３０は、第一空気連通溝１２０の底面１２０Ａと同じ高さの底面１３０Ａを有し、第一空気連通溝１２０と連通している。すなわち、複数のチップ領域１０１に形成された全ての静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４と、第一空気連通溝１２０および第二空気連通溝１３０と、は連通している。

第二基板（図示しない）は、９つのダイアフラム基板１２が隣接して形成される。１つのダイアフラム基板１２が形成される領域は、第一基板と同様にチップ領域とし、９つのチップ領域で形成される。各チップ領域には、第二電極１４２、第二配線部１４２Ａ、および第二電極パッド１４２Ｂが形成される。

第一基板１００および第二基板は、９つのチップ領域をそれぞれ重ね合わせて貼り合わせられる。このとき、チップ領域ごとに形成されるギャップ形成空間内の空気を、静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４、第一空気連通溝１２０、および第二空気連通溝１３０により、第一基板１００および第二基板の外部に逃がすことができる。なお、第一基板１００と第二基板とを貼り合わせたときの１つのチップ領域が１つのエタロン１となる。

以下、エタロン１の製造工程を図面に基づいて説明する。なお、図３は、図２のＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ断面における第一基板１００の各製造工程の断面図を示し、図４（Ａ）（Ｂ）は図２の第一基板１００に第二基板２００を貼り合わせた場合のＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ断面における第二基板２００の各製造工程の断面図を示し、図４（Ｃ）は図２の第一基板１００に第二基板２００を貼り合わせた場合のＩＩＩＤ−ＩＩＩＤ断面における第一基板１００および第二基板２００の断面図を示している。

［２−２．第一基板溝形成工程］
まず、ベース基板１１の製造素材である石英ガラスからなる第一基板１００（表面粗さＲａ＝１ｎｍ以下、厚み５００μｍ）に対して、レジスト層をマスクとして所望の電極パターンを形成する。ここで、所望の電極パターンは、図２に示すように、９つのチップ領域１０１ごとに上述の各種溝を形成するものである。そして、レジストが形成されない部分を異方性エッチングし、図３（Ａ）に示すように、深さ１μｍの静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第一空気連通溝１２０、および第二空気連通溝１３０を形成する。同時に、図３（Ａ）に図示しない第二配線形成溝１１４も形成する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、レジスト層をマスクとしてミラー固定部１１２のパターンを深さ２００ｎｍとなるように異方性エッチングを行う。これにより、ミラー固定部１１２が形成される。

［２−３．第一基板配線形成工程］
この後、第一基板１００の全面に、電極を形成するためのＣｒ／Ａｕ膜をスパッタリングにより成膜する（図示しない）。このときの各膜の厚みは、Ｃｒ膜１０ｎｍ、Ａｕ膜２００ｎｍである。そして、上述の工程で形成された静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３に合わせた電極パターンをレジスト層をマスクとしてエッチングを行い、図３（Ｃ）に示す第一電極１４１、第一配線部１４１Ａおよび第一電極パッド１４１Ｂを形成する。
次に、第一基板１００の全面に反射膜（Ａｇ系合金など）をスパッタリングにより成膜する（図示しない）。膜の厚みは、所望の光学特性に応じて適宜調整すればよい。そして、形成された反射膜上の、固定ミラー１６（約φ３ｍｍ）の形成部分にそれぞれレジストを形成する。そして、レジストが設けられていない部分の反射膜を除去することで、図３（Ｄ）に示すように、固定ミラー１６が形成される。
以上により、ベース基板１１が形成される。

［２−４．第二基板形成工程］
ダイアフラム基板１２の製造素材である石英ガラスからなる第二基板２００（表面粗さＲａ＝１ｎｍ以下、厚み２００μｍ）の両面に、Ｃｒ／Ａｕ膜２１０（Ｃｒ膜１０ｎｍ／Ａｕ膜２００ｎｍ）をスパッタリングにより成膜する。そして、ダイアフラムを形成する側の面２０１では、Ｃｒ／Ａｕ膜２１０をエッチングマスクとして使用し、ダイアフラムに対応する部分のＣｒ／Ａｕ膜を除去し、エッチングを施して深さ１５０μｍのダイアフラムを形成する。一方、電極を形成する側の面２０２では、Ｃｒ／Ａｕ膜に対して所望の電極パターンに沿ってフォトリソグラフィおよびエッチングを実施して、第二電極１４２、第二配線部１４２Ａ、および第二電極パッド１４２Ｂを形成する（図４（Ａ）参照、ただし第二配線部１４２Ａおよび第二電極パッド１４２Ｂは図示していない。）。

次に、ダイアフラムを形成する側の面２０１のＣｒ／Ａｕ膜２１０を除去した後、電極を形成する側の面２０２の全面に反射膜（Ａｇ系合金など）をスパッタリングにより成膜する。膜の厚みは、所望の光学特性に応じて適宜調整すればよい。また、形成された反射膜上の、可動ミラー１７（約φ３ｍｍ）の形成部分にそれぞれレジストを形成する。そして、レジストが設けられていない部分の反射膜を除去することで、図４（Ｂ）に示すように、可動ミラー１７が形成される。
以上により、第二基板２００が形成される。

［２−５．貼合工程］
次に、上述の工程で複数のベース基板１１が形成された第一基板１００と、複数のダイアフラム基板１２が形成された第二基板２００とを重ね合わせ、シロキサン結合を用いた接合方法により接合面１１５、１２４を貼り合わせる。具体的には、ベース基板１１の接合面１１５およびダイアフラム基板１２の接合面１２４にプラズマ重合法を用いて接合膜を形成する。このとき、接合面１１５、１２４のみが開口しているマスクを用いることが好ましい。そして、接合膜に対して紫外線を照射するなどしてエネルギーを付与して接合膜の接合面を活性化させ、接合膜同士を重ね合わせ、ベース基板１１およびダイアフラム基板１２の厚み方向に対して均等の荷重（例えば、１００ｋｇｆ）をかけて接合する。
なお、接合方法はこれに限られず、接着剤を塗布する方法、金属部材を介在させる方法など、公知の方法を用いることができる。また、金属部材を介在させる方法を用いる場合、ベース基板１１、ダイアフラム基板１２の各電極と同材料の膜を接合膜として用いることで製造工程が簡略化できるため、Ａｕ／Ｃｒ膜などを用いることが望ましい。

［２−６．切断工程］
次に、第一基板１００と第二基板２００とを貼り合わせた状態でチップ領域ごとに切断し、９つのエタロン１を得る。

［３．測色モジュールの構成］
次に、上述のエタロン１を備えた測色モジュールについて、図面を参照して説明する。
測色モジュール２０は、図５に示すように、被検査対象Ａに光を射出する光源装置２１と、測色センサー２２と、測色モジュール２０の全体動作を制御する制御装置２３とを備えている。そして、この測色モジュール２０は、光源装置２１から射出される光を被検査対象Ａにて反射させ、反射された検査対象光を測色センサーにて受光し、測色センサー２２から出力される検出信号に基づいて、検査対象光の色度、すなわち被検査対象Ａの色を分析して測定するモジュールである。

光源装置２１は、光源２１１、複数のレンズ２１２（図５には１つのみ記載）を備え、被検査対象Ａに対して白色光を射出する。また、複数のレンズ２１２には、コリメーターレンズが含まれており、光源装置２１は、光源２１１から射出された白色光をコリメーターレンズにより平行光とし、図示しない投射レンズから被検査対象Ａに向かって射出する。

測色センサー２２は、上述のエタロン１と、エタロン１を透過する光を受光する受光手段としての受光素子２２１と、エタロン１で透過させる光の波長を可変する電圧制御手段２２２と、を備えている。また、測色センサー２２は、エタロン１に対向する位置に、被検査対象Ａで反射された反射光（検査対象光）を、内部に導光する図示しない入射光学レンズを備えている。そして、この測色センサー２２は、エタロン１により、入射光学レンズから入射した検査対象光のうち、所定波長の光のみを分光し、分光した光を受光素子２２１にて受光する。

受光素子２２１は、複数の光電交換素子により構成されており、受光量に応じた電気信号を生成する。そして、受光素子２２１は、制御装置２３に接続されており、生成した電気信号を受光信号として制御装置２３に出力する。
電圧制御手段２２２は、上記エタロン１とともに、波長可変干渉フィルターを構成する。この電圧制御手段２２２は、制御装置２３から入力される制御信号に基づいて、静電アクチュエーター１４の第一電極１４１および第二電極１４２に印加する電圧を制御する。

制御装置２３は、測色モジュール２０の全体動作を制御する。この制御装置２３としては、例えば汎用パーソナルコンピューターや、携帯情報端末、その他、測色専用コンピューターなどを用いることができる。
そして、制御装置２３は、光源制御部２３１、測色センサー制御部２３２、および測色処理部２３３などを備えて構成されている。
光源制御部２３１は、光源装置２１に接続されている。そして、光源制御部２３１は、例えば利用者の設定入力に基づいて、光源装置２１に所定の制御信号を出力し、光源装置２１から所定の明るさの白色光を射出させる。
測色センサー制御部２３２は、測色センサー２２に接続されている。そして、測色センサー制御部２３２は、例えば利用者の設定入力に基づいて、測色センサー２２にて受光させる光の波長を設定し、この波長の光の受光量を検出する旨の制御信号を測色センサー２２に出力する。これにより、測色センサー２２の電圧制御手段２２２は、制御信号に基づいて、利用者が所望する光の波長のみを透過させるよう、静電アクチュエーター１４への印加電圧を設定する。

［４．本実施形態の作用効果］
上述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
エタロン１のベース基板１１が形成される第一基板１００には、静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４、第一空気連通溝１２０、および第二空気連通溝１３０が形成される。各ベース基板１１の中心に位置する静電ギャップ形成溝１１１と各ベース基板１１の外周縁に延びる第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４とが連通し、互いに隣接するベース基板１１の第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４とが連通している。また、これらの第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４は、複数のベース基板１１からなるチップアレイ１１０の外周に沿って形成された第一空気連通溝１２０と連通し、この第一空気連通溝１２０は、第一基板１００の外周縁に延びる第二空気連通溝１３０と連通している。すなわち、静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４、第一空気連通溝１２０、および第二空気連通溝１３０は全て連通した構成となっている。
このため、複数のベース基板１１が形成された第一基板１００と複数のダイアフラム基板１２が形成された第二基板２００とを貼り合わせる際に、ギャップ形成空間の空気を静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４、第一空気連通溝１２０、および第二空気連通溝１３０により第一基板１００の外部に逃がすことができる。したがって、ギャップ形成空間に空気が溜まることを防止することができるため、ミラー１６，１７間のギャップを精度よく制御することができる。

また、それぞれのベース基板１１の第一配線形成溝１１３と隣接するベース基板１１の第二配線形成溝１１４とが互いに接続しているため、全てのベース基板１１の静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４が連通していることになる。このため、それぞれのベース基板１１のギャップ形成空間内の空気を効率よくかつ均一に第一基板１００の外部に逃がすことができる。したがって、品質にばらつきのない複数のエタロン１を製造することができる。

さらに、静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４、第一空気連通溝１２０、および第二空気連通溝１３０は、所定の電極パターンを形成してエッチングを行うだけで同時に形成することができるため、製造効率に優れている。

また、このように製造されたエタロン１は、静電ギャップ形成溝１１１と第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４とが連通しているため、気圧の変化によりギャップ形成空間の内圧が上昇したとしても、これらの第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４によりギャップ形成空間の空気を外部に逃がすことができる。したがって、ミラー間のギャップを精度よく制御することができ、良好な光学特性を得ることができる。

［５．変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、上記実施形態では、複数のベース基板１１からなるチップアレイ１１０の外周に沿った第一空気連通溝１２０を形成したが、第一空気連通溝１２０を設けなくてもよい。この場合、各ベース基板１１の外周縁に延びる第一配線形成溝１１３および第二配線形成溝１１４に第二空気連通溝１３０を直接接続させる。
これによれば、静電ギャップ形成溝１１１、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４、および第二空気連通溝１３０が連通するので、ギャップ形成空間の空気を第一基板１００の外部に逃がすことができる。特に、第一配線形成溝１１３、第二配線形成溝１１４からの空気を第二空気連通溝１３０により直接外部に排出することにより、空気連通溝内での内圧上昇などが発生せず、第一基板１００および第二基板２００との間の剥離を防止することができる。

１…エタロン、１１…ベース基板、１１１…静電ギャップ形成溝、１１２…ミラー固定部、１１３…第一配線形成溝、１１４…第二配線形成溝、１２…ダイアフラム基板、１４…静電アクチュエーター、１４１…第一電極、１４１Ａ…第一配線部、１４１Ｂ…第一電極パッド、１４２…第二電極、１４２Ａ…第二配線部、１４２Ｂ…第二電極パッド、１００…第一基板、１１０…チップアレイ、１２０…第一空気連通溝、１３０…第二空気連通溝、２００…第二基板。

Claims (3)

1. 透光性を有する第一基板のチップ領域に、静電ギャップを形成するための静電ギャップ形成溝と、前記静電ギャップ形成溝からチップ領域の外周縁に延びる配線形成溝と、を形成し、前記第一基板の前記チップ領域外に、前記配線形成溝および前記第一基板の外周縁を連通する空気連通溝を形成する第一基板溝形成工程と、
   前記静電ギャップ形成溝に第一反射膜および第一電極を形成し、前記第一電極に接続されるとともに前記配線形成溝に沿った第一配線を形成する第一基板配線形成工程と、
   前記第一反射膜に対向する第二反射膜、前記第一電極に対向する第二電極、および前記配線形成溝に対向し、前記第二電極に接続される第二配線と、を備えた透光性を有する第二基板を形成する第二基板形成工程と、
   前記第一基板および前記第二基板を貼り合わせる貼合工程と、を含む
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
2. 請求項１に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
   前記第一基板には、複数の前記チップ領域が互いに隣接して配置され、
   前記第一基板溝形成工程では、互いに隣接する前記チップ領域の外周縁で互いに接続される配線形成溝を形成する
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の波長可変干渉フィルターの製造方法において、
   前記第一基板には、複数の前記チップ領域を配置したチップアレイを形成し、
   前記空気連通溝の一部を、前記チップアレイの外周に沿って設ける
   ことを特徴とする波長可変干渉フィルターの製造方法。

Images