制造光干涉仪的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明的一个方面涉及一种制造使用了MEMS技术的光干涉仪的方法。
【背景技术】
[0002]在专利文献1中记载了一种实施了微机械加工的干涉仪。该干涉仪具有分束器(beam splitter)、静电致动器、利用静电致动器而能够移动的可动镜、以及固定镜等的光学部件。此外，在专利文献1中记载了这样的干涉仪的制造方法。在该制造方法中，通过对SOI晶片的硅层进行蚀刻，从而在绝缘层上形成作为各光学部件的部分。此外，在该制造方法中，通过使用了荫罩掩模(shadow mask)的溅射，对作为可动镜或固定镜的部分选择性地实施金属覆盖。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2008-102132号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解決的问题
[0007]如上所述，在通过使用了荫罩掩模的溅射对例如作为可动镜的部分选择性地实施金属覆盖时，为了防止对例如作为分束器的部分实施金属覆盖，需要增大作为可动镜的部分与作为分束器的部分的距离。其结果，分束器与可动镜的距离增大，与此对应地干涉仪中的光路长度被扩张。如果光路长度扩大，则干涉仪中的光束直径的扩大变得显著，光利用效率降低。
[0008]因此，本发明的一个方面的目的在于，提供一种制造能够抑制因光路长度的扩张而导致的光利用效率的降低的光干涉仪的方法。
[0009]解决问题的技术手段
[0010]本发明的一个方面所涉及的制造光干涉仪的方法，其包括:在由硅构成的支承基板的主面和形成在主面上的第一绝缘层上形成用于分束器的第一半导体部和用于可动镜的第二半导体部的第一工序;在第一半导体部中的第二半导体部侧的第一侧面与第二半导体部中的第一半导体部侧的第二侧面之间配置沿着主面延伸的第一壁部的第二工序;使用荫罩掩模在第二侧面形成第一金属膜，由此在第二半导体部形成镜面的第三工序;和在第三工序之后除去第一壁部的第四工序，荫罩掩模具有掩模部和设置于掩模部的第一开口部，在第三工序中，在利用掩模部和第一壁部掩蔽第一侧面并且使第二侧面从第一开口部露出的状态下形成第一金属膜。
[0011]在该方法中，在用于分束器的第一半导体部与用于可动镜的第二半导体部之间配置第一壁部。然后，使用荫罩掩模在第二半导体部的第二侧面形成金属膜。在该金属膜的成膜时，第二侧面从荫罩掩模的第一开口部露出，另一方面，第一侧面使用第一壁部而被掩蔽。因此，即使在第一半导体部和第二半导体部接近的情况下，也能够抑制在第一侧面金属膜被成膜并且能够在第二侧面形成金属膜而形成镜面。因此，能够将分束器和可动镜接近地形成，所以能够抑制光干涉仅中的光路长度的扩张。由此，能够制造一种能够抑制因光路长度的扩张引起的光利用效率的下降的光干涉仪。
[0012]在本发明的一个方面所涉及的制造光干涉仪的方法中，也可以在第一工序中，利用形成于主面和第一绝缘层上的半导体层的蚀刻，形成第一和第二半导体部，并且将第一壁部形成在主面和第一绝缘层上来实施第二工序。在该情况下，能够一并形成第一和第二半导体部以及第一壁部。此外，为了形成可动镜等的中空构造，如果对第一绝缘层进行蚀亥IJ，则也能够进行第一壁部的除去。
[0013]在本发明的一个方面所涉及的制造光干涉仪的方法中，也可以在第三工序中，将掩模部的背面与第一壁部的顶部接合，由此利用掩模部和第一壁部掩蔽第一侧面。在该情况下，能够可靠地掩蔽第一侧面。
[0014]在本发明的一个方面所涉及的制造光干涉仪的方法中，也可以在掩模部的背面形成有沿着背面延伸的第二壁部，在第三工序中，将第二壁部的底部与第一壁部的顶部接合。在该情况下，能够将形成于支承基板的主面上的第一壁部和形成于荫罩掩模的第二壁部一并用于第一侧面的掩模。因此，与在支承基板的主面和荫罩掩模中的任一方形成该壁部的情况相比，能够抑制用于第一侧面的掩模的壁部的高度。因此，该壁部的形成变得容易。
[0015]在本发明的一个方面所涉及的制造光干涉仪的方法中，也可以在掩模部的背面形成有第二绝缘层，在第三工序中，经由第二绝缘层将掩模部的背面与第一壁部的顶部接合。在该情况下，能够利用第二绝缘层的蚀刻，容易地除去荫罩掩模。特别是在第一绝缘层和第二绝缘层能够用相同的蚀刻剂进行蚀刻的情况下，通过第一和第二绝缘层的一次的蚀刻，能够同时地进行可动镜等的中空构造的形成、第一壁部的除去、以及荫罩掩模的除去。
[0016]在本发明的一个方面所涉及的制造光干涉仪的方法中，也可以在第一工序中，在主面和第一绝缘层上形成用于偏转镜的第三半导体部，在第二工序中，在第三半导体部中的第一半导体部侧的第三侧面与第一半导体部之间配置沿着主面延伸的第三壁部，在第三工序中，使用荫罩掩模在第三侧面形成第二金属膜，由此在第三半导体部形成镜面，荫罩掩模具有形成于掩模部的第二开口部，在第三工序中，在由掩模部和第三壁部掩蔽第一半导体部的第三半导体部侧的侧面，并且使第三侧面从第二开口部露出的状态下形成第二金属膜。在该情况下，由于与上述的理由同样的理由，能够使分束器和偏转镜接近地形成，所以能够进一步抑制光路长度的扩张。
[0017]发明的效果
[0018]根据本发明，能够提供一种制造能够抑制因光路长度的扩张而导致的光利用效率的降低的光干涉仪的方法。
【附图说明】
[0019]图1是利用本实施方式所涉及的方法制造的光干涉仪的示意平面图。
[0020]图2是沿着图1的I1-1I线的示意端面图。
[0021]图3是表示本实施方式所涉及的制造光干涉仪的方法的主要的工序的示意端面图。
[0022]图4是表示本实施方式所涉及的制造光干涉仪的方法的主要的工序的示意端面图。
[0023]图5是本实施方式所涉及的制造光干涉仪的方法的主要的工序的示意端面图。
[0024]图6是用于说明制造使用了MEMS技术的光干涉仪时产生的课题的图。
[0025]图7是用于说明制造使用了MEMS技术的光干涉仪时产生的课题的图。
[0026]图8是用于说明制造使用了MEMS技术的光干涉仪时产生的课题的图。
[0027]图9是表示图3所示的荫罩掩模的变形例的示意端面图。
[0028]图10是表示图3所示的荫罩掩模的变形例的示意端面图。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照附图，对制造光干涉仪的方法的一个实施方式进行详细的说明。另外，在附图的说明中，对相同的要素彼此或者相当的要素彼此标注相同的符号，省略重复的说明。
[0030]图1是利用本实施方式所涉及的方法制造的光干涉仪的示意平面图。图2是沿着图1的I1-1I线的示意端面图。图1、2所示的光干涉仪1是使用了MEMS技术的光干涉仪，例如作为迈克尔逊干涉仪而被构成。光干涉仪1包括支承基板10、分束器12、致动器13、可动镜14、固定镜15和偏转镜16、17。
[0031]支承基板10具有主面10s。支承基板10例如由硅构成。支承基板10是例如SOI基板中的硅基板。在主面10s的一部分的区域形成有绝缘层(第一绝缘层)21。绝缘层21例如通过对SOI基板的绝缘层(牺牲层)进行蚀刻而形成。绝缘层21例如由氧化硅(例如Si02)或氮化硅(例如SiN)构成。
[0032]分束器12、致动器13、可动镜14、固定镜15和偏转镜16、17例如通过SOI基板的硅层的蚀刻等，形成在支承基板10的主面10 s上。此外，例如，分束器12、固定镜15和偏转镜16、17形成在主面10s和绝缘层21上(S卩，绝缘层21介于与主面10s之间)。另一方面，致动器13的一部分和可动镜14被设为从主面10s浮起的状态(S卩，在与主面10s之间不介有绝缘层21)，成为中空构造。
[0033]分束器12是使规定的波长的光透过的光透过性部件。分束器12具有侧面12a和与侧面12a相对的侧面(第一侧面)12b。侧面12a、12b沿着沿主面10s的方向以及与主面10s正交的方向延伸。侧面12a是偏转镜16 (特别是下述的侧面16a)侧的面，侧面12b是可动镜14(特别是下述的侧面14a)侧的面。
[0034]侧面12a是将到达的光的一部分反射并且使剩余部分透过的半透半反镜面(半透过反射面)。在侧面12a，例如能够形成氧化硅膜和氮化硅膜等。侧面12b是光透过面。在侧面12b，例如能够形成由氮化硅膜构成的防反射膜(AR膜)。
[0035]致动器13包括形成为梳齿状的梳齿部、将梳齿部支承在主面10s上的支承部、以及以配置在梳齿部的梳齿间的方式形成为梳齿状的其他梳齿部(对于各部省略图示)。梳齿部，在与主面10s之间未介有绝缘层，在从主面10s浮起的状态下被支承部支承。致动器13构成为通过使梳齿部与其他梳齿部之间产生静电力从而能够变更(控制)沿着主面10s的方向上的梳齿间的间隔。因此，在致动器13，形成有用于施加电压的电极(未图示)。
[0036]可动镜14具有侧面(第二侧面)14a。侧面14a是分束器12的侧面12b侧的面。侧面14a沿着沿主面10s的方向以及与主面10s正交的方向延伸。在侧面14a形成有金属膜(第一金属膜)31。由此，侧面14a作为将到达的光全反射的镜面(反射面)而被构成。
[0037]可动镜14与致动器13的一端部连结。此外，可动镜14，在与主面10s之间未介有绝缘层21，成为从主面10s浮起的状态。因此，利用致动器13，使可动镜14在沿着主面10s的方向上可动。
[0038]固定镜15具有相互相对的一对侧面15a、15b。侧面15a、15b沿着沿主面10s的方向以及与主面10s大致