光模块及其制造方法

光模块及其制造方法
【专利摘要】光模块具备具有通过蚀刻硅区域（11）而形成的光透过性光学部件（12）的第1板状构件（10）、以及具有用于反射透过了光透过性光学部件（12）的光的光反射性光学部件（镜（21～24））的第2板状构件（20），第1和第2板状构件（10,20）相互接合，透过光透过性光学部件（12）的光的光路沿着第1板状构件（10）的部件形成面和第2板状构件（20）的主面。由此，实现了能够将光反射性光学部件与光透过性光学部件接近地配置且即使在与基板的特性相关的要求根据光学部件而相反的情况下也可以满足这些要求的光模块及其制造方法。
【专利说明】光模块及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种光模块及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在专利文献I和2中，公开了使用MEMS技术在SOI (Silicon On Insulator，绝缘体上硅)基板上构成了干涉光学系统的光模块。这些干涉光学系统具备分束器(beamsplitter)、安装在静电驱动器(actuator)的可动镜、以及固定镜,它们通过将SOI基板的硅层和绝缘层蚀刻成任意的形状而形成。
[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
[0006]专利文献2:日本特开2010-170029号公报

【发明内容】

[0007]发明所要解决的问题
[0008]通过蚀刻基板所制作的光学系统，例如像专利文献I或专利文献2所记载的干涉光学系统那样，由静电驱动器、镜面、或分束器这样的各种光学部件构成。为了形成这些光学部件中例如镜面这样的反射性光学部件，可以在蚀刻基板而形成的面上经由掩膜板(shadow mask)而蒸镀用于光反射的金属膜。另外,在形成例如分束器这样的光透过性光学部件时，优选在蚀刻基板而形成的面上形成半透过反射膜或反射防止膜。
[0009]然而，在蒸镀金属膜时，存在金属向光反射性光学部件的周围扩展并附着的倾向。特别地，在相对于基板的板面垂直的面蒸镀金属膜的情况下，有必要从相对于基板的板面的法线方向倾斜的方向供给金属颗粒，从而这样的倾向变得显著。因此，由于将光透过性光学部件直至不附着金属的区域分离地配置，因此光反射性光学部件与光透过性光学部件之间的光路变长，光束直径过度扩展而使其一部分从这些光学部件偏离，有光利用效率下降的担忧。
[0010]另外，在制作例如静电驱动器这样的导电性部件时，为了获得该部件的导电性，优选使用包含规定浓度的掺杂物的基板。另一方面，在分束器等的光学透过性光学部件中，为了抑制光的吸收，基板所包含的杂质越少越优选。如此，根据光学部件的种类，会有与基板的特性相关的要求相反的情况。然而，若像专利文献I或专利文献2所记载的那样使用一块基板来形成各种光学部件，则难以同时满足这样的相反的要求。
[0011]本发明是有鉴于这样的问题而做出的发明，其目的在于，提供一种能够将镜面这样的光反射性光学部件与分束器这样的光透过性光学部件接近地配置且即使在与基板的特性相关的要求根据光学部件而相反的情况下也可以满足这些要求的光模块及其制造方法。
[0012]解决问题的技术手段[0013]为了解决上述技术问题，本发明的光模块，其特征在于，具备具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的第I板状构件、以及在主面上具有用于反射透过了光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的第2板状构件，第I和第2板状构件以第I板状构件的形成有光透过性光学部件的部件形成面与第2板状构件的主面相对的方式相互接合，透过光透过性光学部件的光的光路沿着第I板状构件的部件形成面和第2板状构件的主面。
[0014]在该光模块中，光透过性光学部件与光反射性光学部件分别形成在另外的板状构件(第I和第2板状构件)。因此，在将这些光学部件形成在各个板状构件时，能够让例如杂质浓度这样的基板的特性匹配各光学部件中最适合的特性。作为一个例子，在形成有光透过性光学部件的第I板状构件不添加杂质而抑制光的吸收，另外，在形成有反射性光学部件的第2板状构件添加适量的杂质而确保良好的导电性，能够使驱动光反射性光学部件的静电驱动器这样的导电性部件的形成变得可能。另外，由于在各板状构件能够个别地形成光透过性光学部件和光反射性光学部件，因此金属膜的蒸镀这样的对一个光学部件的处理不会影响到另一个光学部件。因此，能够将光反射性光学部件与光透过性光学部件相互接近地配置，能够提高光利用效率。
[0015]本发明的第I光模块的制造方法，其特征在于，在具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的第I板状构件的周缘部、以及在主面上具有用于反射透过了光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的第2板状构件的周缘部的各个，形成用于第I和第2板状构件的位置匹配的多个对准标记，使用该多个对准标记，以第I板状构件的形成有光透过性光学部件的部件形成面与第2板状构件的主面相对的方式将第I和第2板状构件的周缘部相互接合。
[0016]另外，本发明的第2光模块的制造方法，其特征在于，在包含分别具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的多个区域的第I晶片的周缘部、以及包含在主面上具有用于反射透过了光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的多个区域的第2晶片的周缘部的各个，形成用于第I和第2板状构件的位置匹配的多个对准标记，使用该多个对准标记，以第I晶片的形成有光透过性光学部件的部件形成面与第2晶片的主面相对的方式将第I和第2晶片相互接合。
[0017]根据上述的第I和第2光模块的制造方法，由于在板状构件或晶片的周缘部形成多个对准标记，使用这些对准标记而将第I和第2晶片相互接合，因此能够减少第I板状构件与第2板状构件的相对角度的偏差并抑制光利用效率的下降。特别地，根据第2光模块的制造方法，由于在相当于光模块的包含多个区域的晶片的周缘部形成多个对准标记，因此，能够极大地延长对准标记间的距离，能够显著地降低相对角度的偏差。
[0018]发明的效果
[0019]根据本发明的光模块及其制造方法，能够将镜面这样的光反射性光学部件与分束器这样的光透过性光学部件接近地配置，且即使在与基板的特性相关的要求根据光学部件而相反的情况下也能够满足这些要求。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1是表示第I板状构件的外观的立体图。
[0021]图2是表示沿着图1所示的I1-1I线的截面的图。[0022]图3是表示第2板状构件的外观的立体图。
[0023]图4是表示沿着图3所示的IV-1V线的截面的图。
[0024]图5是将第I板状构件与第2板状构件相互接合的状态的截面图。
[0025]图6是表示驱动可动反射镜的静电驱动器的外观的立体图。
[0026]图7是用于说明由光透过性光学部件和光反射性光学部件构成的迈克尔逊干涉光学系统的平面图。
[0027]图8是表示第I板状构件的制造方法中的掩膜形成工序的图。
[0028]图9是表示第I板状构件的制造方法中的掩膜形成工序的图。
[0029]图10是表示第I板状构件的制造方法中的第I蚀刻工序的图。
[0030]图11是表示第I板状构件的制造方法中的热氧化工序的图。
[0031]图12是表示第I板状构件的制造方法中的热氧化工序中的氮化膜除去的图。
[0032]图13是表示第I板状构件的制造方法中的第2蚀刻工序的图。
[0033]图14是表示第I板状构件的制造方法中的第3蚀刻工序的图。
[0034]图15是表示第I板状构件的制造方法中的氮化膜形成工序的图。
[0035]图16是示意性地表示使第I板状构件与第2板状构件相互贴合的样子的立体图。
[0036]图17是表示以对准标记一致的方式使第I和第2的板状构件位置匹配的样子的图。
[0037]图18是示意性地表示干涉光学系统等所使用的分束器作为光透过性光学部件的一个例子的平面图。
[0038]图19是表示具有用于补偿波长分散的光学构件的干涉光学系统的构成例的样子的平面图。
[0039]图20是表示在某个干涉光学系统中使用掩膜板制作金属膜的样子的截面图。
[0040]图21是用于说明第I板状构件与第2板状构件的位置偏移所引起的问题的图。[0041 ] 图22是用于说明第I变形例的图。
[0042]图23是用于说明第2变形例的图。
[0043]图24是表示在突起被插入到凹部的状态下从板状构件的厚度方向看的突起和凹部的位置关系的截面图。
[0044]图25是表示第3变形例所涉及的第2板状构件的结构的平面图。
【具体实施方式】
[0045]以下，一边参照附图一边详细地说明本发明的光模块及其制造方法的实施方式。再有，附图的说明中对相同的要素赋予相同的符号，省略重复的说明。
[0046]本实施方式所涉及的光模块通过2块板状构件(第I和第2板状构件)相互贴合而构成，内置迈克尔逊干涉光学系统。图1和图2是表示第I板状构件10的图。图1是表示第I板状构件10的外观的立体图，图2是表示沿着图1所示的I1-1I线的截面的图。第I板状构件10是通过蚀刻硅基板而制作的构件，主要由硅构成。第I板状构件10具有部件形成面10a、以及与部件形成面IOa相反侧的背面10b。
[0047]如图1所示，在第I板状构件10的部件形成面IOa侧，形成有光透过性光学部件
12。光透过性光学部件12是通过蚀刻构成硅基板的硅区域11而形成的光学部件，使规定波长的光透过。本实施方式的光透过性光学部件12具有大致V字状这样的平面形状，具有起到光学功能的4个侧面12a?12d。侧面12a是半透过反射面(半透半反镜)，相对于使用波长范围的光具有例如30%?50%的反射率。该半透过反射面在迈克尔逊干涉光学系统中起到作为分束器(beam splitter)的功能。侧面12b?12d是光透过面,相对于使用波长范围的光具有例如90%?99%的透过率。
[0048]如图2所示，光透过性光学部件12的侧面12a被由形成在硅区域11的侧面上的氧化硅膜14以及形成在该氧化硅膜14上的氮化硅膜16构成的半透过反射膜13所覆盖。侧面12a上的波长-反射特性对应于氧化硅膜14和氮化硅膜16各自的厚度而变化。另外，光透过性光学部件12的侧面12b?12d被由形成在硅区域11的侧面上的氮化硅膜16构成的反射防止膜(AR膜)所覆盖。侧面12b?12d上的波长-反射特性对应于氮化硅膜16的厚度而变化。再有，氧化硅膜14从光透过性光学部件12的侧面12a遍及光透过性光学部件12的周边的硅区域11上而形成，如后面所述那样，使硅区域11热氧化而形成。另外，氮化硅膜16遍及包含氧化硅膜14上和光透过性光学部件12的侧面12b?12d上的硅区域11上的整个面而形成。氧化硅膜18介于光透过性光学部件12的上面与氮化硅膜16之间。氧化硅膜18是蚀刻硅区域11而形成光透过性光学部件12时所使用的蚀刻掩膜。
[0049]第I板状构件10的周缘部IOc相对于部件形成面IOa向厚度方向稍微突出，包围光透过性光学部件12。在周缘部10c，形成有用于与后述的第2板状构件位置匹配的多个(本实施方式中为2个)对准标记17。在一个实施例中，在第I板状构件10的一边的周缘部IOc形成有一个对准标记17，在第I板状构件10的另一边(优选，与上述一边相对的边)的周缘部IOc形成有另一个对准标记17。这些对准标记17具有例如十字状这样的任意的平面形状，在本实施方式中由形成在周缘部IOc的槽构成。
[0050]图3和图4是表示第2板状构件20的图。图3是表示第2板状构件20的外观的立体图，图4是表示沿着图3所示的IV-1V线的截面的图。再有，在图3中，第I板状构件10与第2板状构件20被接合的状态下的光透过性光学部件12的位置和范围用点划线表
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[0051]第2板状构件20是通过蚀刻在支撑基板28上层叠了绝缘层29和硅层25的、所谓的绝缘体上硅(SOI)基板的硅层25而制作的构件。第2板状构件20具有支撑基板28露出的主面20a、以及与主面20a相反侧的背面20b。如图3所示，在第2板状构件20的主面20a侧，形成有入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23和出射镜24。这些镜21?24是本实施方式中的光反射性光学部件。这些镜21?24是在通过蚀刻SOI基板的硅层25而形成的面上成膜有金属膜26的光学部件，对到达它们的光进行全反射。再有，在本实施方式中，根据蒸镀金属膜26时的情形，在主面20a上也形成有金属膜26。入射镜21和出射镜24的各镜面相对于主面20a的法线方向以例如45°这样的角度倾斜。另一方面，固定反射镜22和可动反射镜23的各镜面沿着主面20a的法线方向，相对于主面20a大致垂直地形成。入射镜21将从主面20a的法线方向透过第I板状构件10而入射的光朝向光透过性光学部件12的半透过反射面即侧面12a反射。固定反射镜22将从光透过性光学部件12的光透过面即侧面12c出射的光朝向该侧面12c反射。可动反射镜23将从光透过性光学部件12的光透过面即侧面12d出射的光朝向该侧面12d反射。再有，可动反射镜23能够通过后述的静电驱动器(actuator)而在沿着入射的光的光轴的方向上平行移动。出射镜24将从光透过性光学部件12的光透过面即侧面12d出射的光(干涉光)沿主面20a的法线方向反射。该干涉光透过第I板材构件10而向光模块的外部出射。
[0052]第2板状构件20的周缘部20c相对于主面20a向厚度方向突出，包围光反射性光学部件即镜21?24。在周缘部20c，用于与上述的第I板状构件10的位置匹配的多个(本实施方式中为两个)对准标记27形成在与第I板状构件10的对准标记17相对应的位置。在一个实施例中，在第2板状构件20的一边的周缘部20c形成有一个对准标记27，在第2板状构件20的另一边(优选，与上述一边相对的边)的周缘部20c形成有另一个对准标记27。这些对准标记27具有与第I板状构件10的对准标记17同样的平面形状，例如由形成在周缘部20c的槽构成。
[0053]图5是表示将第I板状构件10与第2板状构件20相互接合的状态的截面图。如图5所示，这些板状构件10，20以第I板状构件10的形成有光透过性光学部件12的部件形成面IOa与第2板状构件20的主面20a相对的方式相互接合。此时，光透过性光学部件12配置在固定反射镜22与出射镜24之间，且配置在图3所示的入射镜21与可动反射镜23之间。另外，此时，优选在形成在光透过性光学部件12的上面的氮化硅膜19与形成在第2板状构件20的主面20a上的金属膜26之间存在间隙。
[0054]这里，图6是表示驱动可动反射镜23的静电驱动器30的外观的立体图。如图6所示，静电驱动器30具有固定在第2板状构件20的主面20a的第I电极31、以及固定在可动反射镜23的第2电极32。静电驱动器30是通过在第I电极31与第2电极32之间产生静电力而使第2电极32相对于第I电极31相对地位移的静电驱动器。
[0055]第I电极31具有经由绝缘层29 (参照图4)而固定于支撑基板28的固定部31a、以及与第2电极32相对的形成在固定部31a的侧面的梳齿部31b。再有，梳齿部31b通过除去该部分与支撑基板28之间的绝缘层29而成为相对于支撑基板28浮动的状态。
[0056]第2电极32配置在可动反射镜23与第I电极31之间。第2电极32具有在与可动反射镜23的镜面垂直的方向上延伸设置且在其一端支撑可动反射镜23的支柱32a、支撑支柱32a的另一端的梳齿部32b、以及具有连结板簧的构造且弹性地支撑梳齿部32b的两端的支撑部32c。支柱32a、梳齿部32b、以及支撑部32c通过除去与支撑基板28之间的绝缘层29而成为相对于支撑基板28浮动的状态。另外，支撑部32c的一端支撑梳齿部32b的端部，支撑部32c的另一端固定在第2板状构件20的周缘部20c (参照图3)。通过这样的结构，支柱32a和梳齿部32b可以在与可动反射镜23的镜面垂直的方向上位移。梳齿部32b与第I电极31的梳齿部31b相对，梳齿部32b的梳齿配置在梳齿部31b的各梳齿间。
[0057]当对第2电极32施加规定的电压时，在梳齿部32b与梳齿部31b之间静电力起作用。由于该静电力由施加于第2电极32的电压值决定，因此梳齿部32b与梳齿部31b的间隔受该电压值控制。即，在与被梳齿部32b和支柱32a支撑的可动反射镜23的镜面垂直的方向上的位置受施加于第2电极32的电压控制。
[0058]图7是用于说明由上述的光透过性光学部件12、以及光反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23和出射镜24)构成的迈克尔逊干涉光学系统的平面图。当被测量光L1从光模块的外部透过第I板状部件10而入射时，入射镜21使被测量光L1在沿着部件形成面IOa和主面20a的方向上反射。该被测量光L1的一部分L2在光透过性光学部件12的侧面12a (半透过反射面)反射，入射到光透过面即侧面12b。该被测量光L2透过光透过性光学部件12的内部而从作为光透过面的侧面12c出射，到达固定反射镜22。然后，该被测量光L2在固定反射经22全反射后，在与上述相同的光路行进而返回到侧面12a。
[0059]另一方面，除了在光透过性光学部件12的侧面12a反射的一部分被测量光L2以外的剩余的被测量光L3入射到侧面12a。该被测量光L3透过光透过性光学部件12的内部而从作为光透过面的侧面12d出射，到达可动反射镜23。然后，该被测量光L3在可动反射镜23全反射后，在与上述相同的光路行进而返回到侧面12a。
[0060]从固定反射镜22返回到侧面12a的被测量光L2与从可动反射经23返回到侧面12a的被测量光L3在侧面12a相互合波，成为干涉光像L4。干涉光像L4透过光透过性光学部件12的内部而从侧面12d出射，到达出射镜24。干涉光像L4在出射镜24反射，透过第I板状构件10而向光模块的外部出射。
[0061]接着，就本实施方式所涉及的光模块的制造方法进行说明。图8?图15是表示第I板状构件10的制造方法中的各工序的图，(a)是相当于光透过性光学部件12的区域的平面图，(b)是表示沿着(a)所示的B-B线的截面的图。
[0062]<掩膜形成工序>
[0063]首先，如图8所示，准备包含硅区域11的板状构件。作为这样的板状构件，优选为硅基板、或在支撑基板上层叠有绝缘层和硅层的SOI基板等。然后，在硅区域11上，形成氧化娃膜18。该氧化娃膜18是本实施方式中的第I掩膜，具有与具有侧面12a?12d的光透过性光学部件12的平面形状相对应的图案。这样的氧化硅膜18考虑到在后述的热氧化工序中被暴露在高温，在通过例如热氧化或热CVD在硅区域11上的整个面形成氧化硅膜之后，使用通常的光刻技术来适当地形成。
[0064]接着，如图9所示，以覆盖硅区域11上的整个面的方式形成氮化硅膜41 (第2掩膜)。氮化硅膜41考虑到在后述的热氧化工序中被暴露在高温，通过例如高温处理的低压化学气相沉积法(LP-CVD:Low Pressure-Chemical Vapor Deposition)来适当地形成。此时，氧化硅膜18被氮化硅膜41覆盖。然后，如图10所示，在氮化硅膜41上形成具有开口42a的抗蚀掩膜42 (第3掩膜)。开口 42a具有与在后面的工序中所形成的硅区域11的凹部的平面形状相对应的形状，以从硅区域11的厚度方法看与氧化硅膜18不重叠的方式与氧化硅膜18相邻接地形成。开口 42a的平面形状例如是四边形状，其一边与氧化硅膜18的一边(与光透过性光学部件12的侧面12a相对应的边)18a相重叠。然后，使用该抗蚀掩膜42作为蚀刻掩膜，进行氮化硅膜41的蚀刻，由此在氮化硅膜41形成开口。
[0065]<第I蚀刻工序>
[0066]接着，使用抗蚀掩膜42作为蚀刻掩膜，对硅区域11进行干法蚀刻。由此，在硅区域11形成有凹部lla，同时形成有光透过性光学部件12的侧面12a作为凹部Ila的侧面。再有，在使用SOI基板作为包含硅区域11的板状构件的情况下，绝缘层起到作为蚀刻停止层的功能，因而能够更高精度地控制蚀刻深度。另外，在该工序中，作为干法蚀刻的方法，可以使用例如使用了博世工序(BOSCH process)的深沟RIE (反应离子蚀刻)法等。在该工序之后，除去抗蚀掩膜42。
[0067]在该第I蚀刻工序中，也可以对硅区域11进行使用了例如碱性蚀刻剂的湿法蚀亥|J。即使在这样的情况下，也能够通过使由蚀刻形成的凹部Ila的侧面与硅区域11的结晶面相一致等的方法，适当地形成沿着硅区域11的厚度方向(相对于板面垂直的)凹部Ila的侧面。作为这样的结晶面，优选为例如(100)面或(111)面。再有，在像这样由湿法蚀刻形成凹部Ila的情况下，也可以在蚀刻前除去抗蚀掩膜42而使用氮化硅膜41作为蚀刻掩膜。
[0068]<热氧化工序>
[0069]接着，如图11所示，通过使凹部Ila的内面(侧面和底面)热氧化，形成氧化硅膜
14。此时，除了凹部Ila的内面以外的硅区域11的表面被氮化硅膜41覆盖，因而仅凹部Ila的内面被热氧化。另外，在本工序中，也可以将由热氧化形成的氧化硅膜14的膜厚制成完成后的光模块中的氧化硅膜14的膜厚的2倍左右(例如0.48 μ m)。在该工序之后，使用例如加热到150°C?170°C的热磷酸液来除去氮化硅膜41 (图12)。通过使用热磷酸液，能够在将氧化硅膜14和18残留的状态下仅适当地除去氮化硅膜41。
[0070]<第2蚀刻工序>
[0071 ] 接着，如图13所示，使用氧化硅膜18作为蚀刻掩膜，再次蚀刻硅区域11，由此在硅区域11形成与侧面12a不同的侧面12b?12d。由此，形成光透过性光学部件12。再有，作为本工序中的蚀刻方法，干法蚀刻和碱性湿法蚀刻的任何一种均可以。
[0072]<第3蚀刻工序>
[0073]接着，为了除去氧化硅膜14中不需要的部分14a (参照图13)，进行使用了例如稀氟酸的蚀刻。此时，氧化硅膜14中不沿着硅区域11的部分14a从内外面的双方被稀氟酸蚀刻，因而与沿着硅区域11的其他部分相比较以约2倍的速度被蚀刻。因此，在该部分14a完全被除去的时刻，其他部分(特别是侧面12a上的部分)只有膜厚的一半左右被蚀刻。通过这样的工序，如图14所示，氧化硅膜14的不需要的部分14a被除去，氧化硅膜14的其他部分残存。在刚由热氧化形成后的氧化硅膜14的厚度为0.48 μ m的情况下，本工序后的氧化硅膜14的厚度为0.24 μ m。由于半透过反射膜13的反射率根据该厚度变化，因此，优选，考虑本工序的氧化硅膜14的减厚程度而进行上述的热氧化工序。
[0074]再有，上述的工序中通过蚀刻除去氧化硅膜14的不需要的部分14a，但也可以根据该部分14a的厚度，通过湿法处理时的水压折断该部分14a而除去。
[0075]<氮化膜形成工序>
[0076]接着，如图15所示，在硅区域11上的整个面，形成氮化硅膜16。在该工序中，以至少覆盖侧面12a上的氧化硅膜14、以及其他侧面12b?12d的方式形成氮化硅膜16。由此，作为反射防止膜的氮化硅膜16形成在侧面12b?12d，同时，构成半透过反射膜13的一部分的氮化硅膜16形成在氧化硅膜14上。再有，在该工序中，为了在氧化硅膜14和侧面12b?12d上均匀地形成氮化硅膜16，优选使用高温处理的低压化学气相沉积法(LP-CVD)来形成氮化硅膜16。
[0077]通过以上所说明的方法，适当地制作了第I板状构件10。另一方面，第2板状构件20中除了静电驱动器30以外的部分例如按照如下方式制作。首先，准备SOI基板。在该SOI基板的硅层的表面上，形成氧化硅膜。接着，通过蚀刻该氧化硅膜，形成与入射镜21的倾斜的镜面相对应的开口、以及与出射镜24的倾斜的镜面相对应的开口。然后，遍及SOI基板的硅层上的整个区域，形成氮化硅膜。通过蚀刻该氮化硅膜，形成分别与入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24相对应的开口。
[0078]接着，经由氮化硅膜和氧化硅膜，对硅层施行干法蚀刻。此时，蚀刻硅层直至SOI基板的绝缘层露出。由此，在硅层，形成有入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24。然后，由氧化硅膜保护硅层的露出的侧面后，除去氮化硅膜。此时，使用例如热磷酸等使氧化硅膜残留并且选择性地蚀刻氮化硅膜。由此，与入射镜21和出射镜24的倾斜的镜面相对应的氧化娃膜的开口再次出现，该部分的娃层会露出。其后，对露出的娃层施行湿法蚀刻。此时，通过例如碱性湿法蚀刻各向异性蚀刻硅层的露出部分。由此，入射镜21和出射镜24的倾斜的镜面被形成在硅层。
[0079]接着，除去氧化硅膜，在入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24的各镜面上形成金属膜26。首先，以覆盖SOI基板的部件形成面的方式配置掩膜板。在该掩膜板，形成有包含全部入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24的各个中成为镜面的部分那样的一个大的开口。然后，通过经由该掩膜板而物理蒸镀金属材料，在上述各镜面上形成金属膜26。此时，作为金属膜26的形成方法，除了能量高的溅射方式以夕卜，电阻蒸发或EB蒸发也是适合的。这样做，适当地制作第2板状构件10。
[0080]图16是示意性地表示使第I板状构件10与第2板状构件20相互贴合的样子的立体图。在该工序中，以部件形成面IOa与主面20a相对的方式、且以第I板状构件10的光透过性光学部件12与第2板状构件20的入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23和出射镜24成为图7所示的位置关系的方式，使第I板状构件10与第2板状构件20相互贴合。此时，在第I板状构件10的周缘部IOc和第2板状构件20的周缘部20c的各个形成对准标记17，27，如图17所示，以这些对准标记17，27 一致的方式使第I和第2板状构件10，20位置匹配后，可以将周缘部10c，20c相互接合。另外，作为第I和第2板状构件10，20的接合方法，优选为直接接合的方法、经由焊料接合的方法、或者经由树脂而接合的方法等。
[0081]就以上所说明的本实施方式所涉及的光模块及其制造方法所得到的效果，与使用了 MEMS技术的一般的光模块所存在的技术问题一起进行说明。
[0082]根据MEMS技术，使用了半导体光刻技术的微细且高精度的加工是可能的，能够适当地制作将光作为波来处理那样的具有光干涉仪或衍射栅格的光模块。特别地，在使用了硅基板或SOI基板的MEMS加工中，由于硅具有适度的弹性，因此，能够制作机械特性良好且可靠性高的传感器或驱动器，另外，利用了硅晶体的各向异性的斜面的形成、或使用了博世工序等的深沟的形成是可能的。因此，MEMS技术为了制造用于加速度传感器、压力传感器、投影仪像素反光镜(数字反光镜器件等)FTIR (Fourier Transform InfraredSpectrometer )分光器的光干涉仪等而被利用。特别地,关于光干涉仪，可以广泛应用，不仅可以应用在FTIR,而且还可以应用在OCT (Optical Coherent Tomography)、膜厚测量、表面粗度测量等，且能够小型地构成这些计测器。
[0083]然而，在对硅基板等进行MEMS加工而制作各种光模块的情况下，存在以下所示那样的技术问题。
[0084](I)分束器这样的光透过性光学部件中的光利用效率低。
[0085](2)在为了形成反射镜而进行利用掩膜板的金属膜的形成的情况下，有必要为了避免金属附着在其他光学部件而将其他光学部件与反射镜相分离地配置，因而它们的距离(即光路长)变长。
[0086](3)在分束器这样的光透过性的光学部件与静电驱动器这样的导电性部件在光模块内混合存在的情况下，若为了提高导电性部件的电传导性而增大硅的杂质浓度，则光透过性的光学部件的光吸收变大，光利用效率下降。相反，若为了抑制光透过性的光学部件的光吸收而减小硅的杂质浓度，则导电性部件的电传导性变小而不能够确保良好的动作。如此，不能够满足光透过性的光学部件与导电性部件的相反的要求。
[0087]以下，就这些技术问题(I)?(3)，详细地进行说明。
[0088](I)光透过性光学部件中的光利用效率低
[0089]图18是示意性地表示干涉光学系统所使用的分束器100作为光透过性光学部件的一个例子的平面图。该分束器100具有半透过反射面101、光反射面103、以及光透过面104。这里，例如波长Iym频带中的硅的折射率为约3.5，因而硅表面的菲涅耳反射的反射率为约30%。即，到达半透过反射面101的光La1的30%在半透过反射面101反射。再有，该反射的光La2被未图示的可动反射镜反射而返回到半透过反射面101，其中70%透过半透过反射面101而到达光透过面104。另外，光La1中剩余的70% (La3)从半透过反射面101入射到分束器100，在光反射面103反射后，返回到半透过反射面101。返回到半透过反射面101的光La3在半透过反射面101再次反射，到达光透过面104。然后，到达光透过面104的光La2和La3的各70%从光透过面104向分束器100的外部出射。
[0090]然而，图18所示的分束器100的半透过反射面101中的反射率(30%)作为光干涉仪而言并不是理想的值。在光干涉仪中，最终被取出的干涉光的振幅A在将半透过反射面101的反射率设为r时由下列公式(I)表示。
[0091][式I]
[0092]A=2r(l-r)......(I)
[0093]根据该公式(1)，当r为0.5(即反射率50%)时振幅A为最大值(0.5)。相对于此，当r为0.3 (即反射率30%)时，A为0.41，光利用效率减小20%左右。此外，光La2和La3从分束器100出射时也会产生30%的损失，因而最终的光利用效率减小到41%X70%=28.7%。再有，虽然在该计算中将光反射面103的反射率设为100%，但不能在光反射面103制造金属膜的情况下，光利用效率进一步变低。
[0094]这样的光利用效率的低下由于对硅的波长分散的补偿而变得更显著。透过由硅构成的光透过性光学部件的内部的光的光路长根据该光的波长而不同。例如，在透过光透过性光学部件的光的波长为Ιμπι?1.7μπι的范围内的情况下，由硅构成的光透过性光学部件的折射率在3.5±0.04左右的范围内对应于波长变化。这里，以图18所示的分束器100为例来进行说明。若将光La1?La3的光束宽度假定为150 μ m，则为了使光La2和La3不会被光反射面101遮蔽而向光透过面104行进，半透过反射面101与光反射面103之间的光路的长度至少需要360 μ m左右。再者，由于光La2在该光路往返，因此其间的光La2的传播距离为720 μ m左右。结果，在上述波长范围，720μπιΧ±0.04=±29μπι即光La2的每个波长的等价光路长最大产生58 μ m的偏差，从而使干涉光像劣化。即，如果使用复数傅里叶变换则能够算出相位的偏差(与光路长的偏差等价)，但由于切趾(Apodizing)修正等的必要性增加且分辨率劣化而不优选。
[0095]出于这样的理由，设置有用于补偿波长分散的光学部件。图19是表示具有用于补偿波长分散的光学构件的干涉光学系统的构成例的样子的平面图。如图19所示，该干涉光学系统120具备分束器121、固定反射镜122、设置在固定反射镜122之前的硅制的波长分散补偿构件123、以及可动反射镜124。分束器121的一个侧面121a作为光分支面而被利用，另外的侧面121b作为光的透过面而被利用。当光Lb1从该分束器121的侧面121a入射时，该光Lb1的一部分(30%)的Lb2在侧面121a反射，通过波长分散补偿构件123的侧面123a而到达固定反射镜122。该光Lb2在固定反射镜122反射，再次通过波长分散补偿构件123的侧面123a而返回到侧面121a。另一方面，光Lb1的其他部分(70%)的Lb3透过侧面121a，从侧面121b出射而到达可动反射镜124。该光Lb3在可动反射镜124反射，再次通过侧面121b而返回到侧面121a。返回到侧面121a的光Lb2和Lb3从侧面121b向外部出射。
[0096]根据图19所不的干涉光学系统120,通过使光Lb2的光路长与光Lb3的光路长相等，可以补偿上述的波长分散。然而，若像这样设置用于波长分散补偿的光学构件(波长分散补偿构件123)，则光通过的光透过面的数量增加，每通过这些光透过面会产生损失，因而光利用效率进一步下降。例如，在图19所示的干涉光学系统120中，光利用效率为:
[0097][式2]
[0098]
2X^30%X70%X70%x70%x70%x相％x70%x70%χ30%χ70% = 14.4%...(2)
[0099]以上所述的技术问题通过在光透过面设置反射防止膜(AR涂层)并在光分支面设置透过反射膜而得以减轻。例如，在图19所示的干涉光学系统120的侧面121b和123a形成反射率5%的反射防止膜并在侧面121a形成反射率50%的半透过反射膜的情况下，光利用效率如下那样得到大幅度地改善。
[0100][式3]
[0101]
2χλ/95%χ50%χ95%χ95%χ50%χ95%χV95%χ50%χ95%χ95%χ50%χ95% 二41 %...(3)
[0102]这样的反射防止膜通过使用CVD等在光透过面上制作例如氮化硅膜这样的电介质膜来适当地制作。另外，半透过反射膜通过使用CVD等在光分支面上层叠例如氧化硅膜和氮化硅膜来制作。然而，在通过MEMS技术来制作这样的干涉光学系统的情况下，在蚀刻硅基板或SOI基板而形成的光透过性光学部件制作反射防止膜或半透过反射防止膜。在MEMS技术中，其他蒸镀金属膜的工序等各种工序混合存在，因而若如现有那样由一炔基板制作干涉光学系统，则会产生各种各样的工序上的制约，而且工程变得复杂。
[0103](2)为了形成利用掩膜板的金属膜，光学部件间的距离变长
[0104]图20是表示在某个干涉光学系统中使用掩膜板制作金属膜的样子的截面图。在图20中，表示了制膜对象的光反射面即硅区域140的侧面140a、以及不是制膜对象的光透过面(或半透过反射面)即硅区域140的侧面140b。在侧面140a制作金属膜142时，在硅区域140上配置有掩膜板144。在该掩膜板144形成有开口 144a，从靶146发出的金属材料经由该开口 144a而限制性地向硅区域140上飞散。
[0105]通常，在这样的使用了掩膜板的金属制膜中，制膜对象面与靶以彼此相对的方式配置。然而，在使用了 MEMS技术的干涉光学系统中有必要在相对于基板面大致垂直的光反射面进行制膜，因而如图20所示，有必要通过与现有的距离D2相比较缩短靶146与掩膜板144的距离Dl来增大金属颗粒的飞散方向的横向成分。因此，为了避免金属附着在不是制膜对象的侧面140b而使光透过率下降，有必要延长侧面140a与侧面140b的距离。这意味着光反射面与光透过面(或半透过反射面)之间的光路长变长。
[0106]在大多光模块中，光学部件间的光路长变长并不优选。例如在光干涉仪中，在半透过反射面上分支的光必须在途中不丢失而到达光检测器。为此，光在干涉光学系统传播期间，优选该光接近于平行光。通常，在分光器等中使用不相干的光的情况下，使入射光束直径在数μπι?数十μ m的范围内不损失而变窄是非常难的。一般而言，入射光束直径的入射窗的大小为数百P m以上，通过了这样的大小的窗的光束具有各种各样的角度的发散成分，做出相同程度的光束直径的平行光是非常困难的。
[0107]再有，在像倍率为m的透镜系统中，光束直径扩大m倍的同时，光束直径的发散角(数值孔径NA)变换为Ι/m。光束成为平行光的情形与减小光束的发散角的情形是同义的，因此，只要增大像倍率m即可。然而，这意味着不可能将在某个光束直径具有一定的发散角的光束变换成更小光束直径的平行光。例如，若将从中心(core)直径为200μπι且NA为0.2的光纤出射的光束变换成NA为0.002左右(Imm下2 μ m左右的发散)的平行光，则光束直径为100倍的20mm。由MEMS技术形成的光透过面或半透过光反射面的尺寸为100 μπι?数百μ m左右，因而在如上所述大的光束直径中,在光学系统传播中其大部分会损失。由于以上所述，由MEMS技术制作的那样的小的光学系统中，为了减少损失而尽可能地缩短光路长是很重要的。
[0108](3)不能够满足透过性的光学部件与导电性部件的相反的要求
[0109]为了高效率地驱动静电驱动器那样的导电性部件，构成导电性部件的硅的电阻越小越优选。静电驱动器通过施加于各电极的电压所引起的静电力来进行动作，因而基本上直流电流不流动。然而，由于交流电流流动，因此在构成各电极的硅的电阻大的情况下，电力被变换成热而被损失。另外，若电阻值大，则静电驱动器的响应特性的时间常数变大，动作速度变缓慢。由于这些状况，构成静电驱动器的硅的电阻越小越好。换言之，构成静电驱动器的硅的杂质浓度越高越好。
[0110]另一方面，分束器那样的光透过性的光学部件中，硅的杂质浓度越小越好。不包含杂质浓度的纯净的硅单晶在I μ m以上的波长频带中至少直至100 μ m左右的厚度具有非常高的透明度。然而，若杂质浓度高，则产生杂质所引起的吸收或散射，在透过光发生损失。
[0111]如此，在光透过性的光学部件与导电性部件中，在硅的杂质浓度这点彼此有相反的要求。然而，专利文献I或专利文献2所记载的光模块中，由一块基板制作成这些部件，因而难以同时满足这些要求。
[0112]对于以上所述的技术问题(I)?(3)，本实施方式的光模块及其制造方法中，如图1?图5所示，光透过性光学部件12与光反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24)分别形成在不同的板状构件10，20。因此，在将这些光学部件形成在各个板状构件10，20时，能够将例如杂质浓度这样的基板的特性与各光学部件进行最合适的特性匹配。例如，在形成有光透过性光学部件12的第I板状构件10的硅区域11不添加杂质来抑制光的吸收，另外在形成有可动反射镜23的第2板状构件20的硅层25添加适量的杂质来确保良好的导电性，能够使驱动可动反射镜23的静电驱动器30这样的导电性部件的电特性变得良好。
[0113]另外，根据本实施方式的光模块及其制造方法，能够将光透过性光学部件12与反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24)个别地形成在各板状构件10，20，因而只要在第2板状构件20蒸镀金属膜26后将第I板状构件10与第2板状构件20接合即可，能够可靠地防止金属膜26蒸镀时金属颗粒附着在光透过性光学部件12。因此，能够将第2板状构件20的镜21?24与光透过性光学部件12相互接近地配置，能够提高光利用效率。
[0114]另外，根据本实施方式的光模块及其制造方法，能够将光透过性光学部件12与光反射性光学部件个别地形成在各板状构件10，20。因此，例如在第I板状构件10中，对光透过性光学部件12的各侧面12a?12d，形成由氧化硅膜14和氮化硅膜16构成的半透过反射膜13、或由氮化硅膜16构成的反射防止膜，另一方面，在第2板状构件20中，能够形成静电驱动器30这样的复杂形状的部件。如此，能够完全分离且并行地进行由MEMS技术形成的各种光学部件的形成工序，因而能够减少工序上的制约，而且使工序简易化。
[0115]再有，在本实施方式中，第2板状构件20的光反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24)通过蚀刻硅层25而形成。硅容易进行利用蚀刻的加工，因而由此容易形成光反射性光学部件。再有，这些光学部件不限于硅，也可以通过蚀刻由其他半导体材料构成的层而形成。
[0116]另外，如本实施方式那样，第2板状构件20也可以具有驱动可动反射镜23的静电驱动器30。如上述那样，本实施方式中能够使杂质浓度在各板状构件10，20的每个中最适化。因此，即使在像本实施方式那样第2板状构件20具有静电驱动器30的情况下，也能够在第2板状构件20添加适量的杂质来确保导电性，并且在第I板状构件10不添加杂质来抑制光透过性光学部件12中的光的吸收。
[0117]另外，如本实施方式那样，出射镜24也可以将透过了光透过性光学部件12的光向第I板状构件10反射，第I板状构件10使该光透过。由此，能够将透过了光透过性光学部件12的干涉光适当地向光模块的外部输出。
[0118]另外，如本实施方式那样，第I板状构件10的硅区域11的电阻率优选比第2板状构件20的硅层25的电阻率大。在这样的情况下，硅区域11的杂质浓度比硅层25的杂质浓度小，因而能够有效地抑制光透过性光学部件12中的光的吸收。
[0119]另外，在本实施方式中，光透过性光学部件12中，在通过蚀刻硅区域11而形成的多个侧面12a?12d中的一个侧面12a设置有半透过反射膜13，在其他侧面设置有反射防止膜(氮化硅膜16)。由此，能够适当地实现分束器作为光透过性光学部件12。
[0120]另外，如本实施方式那样，优选，在第I板状构件10的周缘部IOc与第2板状构件20的周缘部20c，分别形成用于第I和第2板状构件20的位置匹配的多个对准标记17，27。由此，能够减少第I板状构件10与第2板状构件20的相对角度的偏差，并能够抑制光利用效率的下降。
[0121]图21是用于说明第I板状构件与第2板状构件的位置偏移所引起的问题的图，表示了第I板状构件10的光透过性光学部件12与第2板状构件20的光反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24)的相对位置关系。图21 Ca)对于光透过性光学部件12相对于入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24无角度变化而平行地偏移的情况，用实线表示原来的位置，用点划线表示发生位置偏移的位置。另外，图21 (b)对于发生光透过性光学部件12相对于入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24的角度偏移的情况，用实线表示原来的位置，用点划线表示发生位置偏移的位置。
[0122]通常,倒装芯片接合(flip chip bonding)的接合精度为数μ m?10 μ m左右。因此，图21 (a)所不那样的位置偏移中，到达各镜21?24的光的光轴仅偏移数μπι?10 μ m左右，在各镜21~24具有ΙΟΟμπι~1000 μπι左右的横宽的情况下，不会有大的问题。再有，关于向各镜21~24的镜面的法线方向的位置偏移，例如只要可动反射镜23的动作距离为IOOym以上，便可以进行校正。
[0123]另一方面，图21(b)所示那样的角度偏移会成为大的问题。例如，将干涉光学系统整体的大小(例如从固定反射镜22到出射镜24的距离)假定为3mm。再者，将光透过性光学部件12的两端的距离设为1mm，将倒装芯片接合的接合精度设为10 μ m。此时，光透过性光学部件12的角度偏差为181^(0.02/1)=1.1°。向固定反射镜22行进的被测量光L2的光路由于这样的半透过反射面12a的角度偏差而从原来的光路逐渐偏离。该被测量光L2在固定反射镜22反射，行进了直至位于相反侧的出射镜24为止的距离，因而即使在假设半透过反射面12a位于干涉光学系统的中央(即与固定反射镜22和出射镜24相离1.5mm的位置)的情况下，被测量光L2也会在半透过反射面12a反射后传播4.5mm的距离。因此，光透过性光学部件12的角度偏差所引起的出射镜24上的位置偏移为4.5mmX tan (1.1° )=86 μ m。
[0124]此外，从可动反射镜23反射的被测量光L3在半透过反射面12a反射时也会发生角度偏移。该被测量光L3到达出射镜24时的位置偏移为约30 μ m。即，当将出射镜24的被测量光L2和L3的位置偏移匹配时为110 μ m左右，变成相对于出射镜24的横宽不能忽视的大小。
[0125]对于这样的技术问题，在本实施方式中，在板状构件10，20的周缘部10c，20c形成对准标记17，27，使用这些对准标记17，27来使周缘部10c，20c相互接合。在这种情况下，能够使多个对准标记17，27间的距离(例如3mm以上)比光透过性光学部件12两端的距离(例如1_)更长，因而即使在不改变倒装芯片接合的接合精度(例如10 μπι左右)的情况下，也能够减少第I板状构件10与第2板状构件20的相对角度的偏差。因此，能够减少各镜21~24 (特别是出射镜24)的干涉光的位置偏移，并能够抑制光利用效率的下降。
[0126]举一个例子，则在对准标记彼此的间隔例如为5mm的情况下，若使倒装芯片接合的接合精度为10 μ m,则半透过反射面12a的角度偏移、出射镜24的被测量光L2和L3的位置偏移、以及使被测量光L2与L3匹配的位置偏移分别为如以下所示。
[0127]半透过反射面12a的角度偏移AarT1O).02/5)=0.23°
[0128]出射镜24的被测量光L2的位置偏移:
[0129]4.5mm X tan (0.23。)=18 μπι
[0130]出射镜24的被测量光L3的位置偏移:
[0131]1.5mm X tan (0.23° )=6 μπι
[0132]使被测量光L2和L3匹配的位置偏移:24 μ m
[0133]由于能够像这样减少位置偏移，因此可以通过加宽出射镜24等的横宽来容易地应对。
[0134]再有，在本实施方式中，第I板状构件10的周缘部IOc相对于部件形成面IOa向厚度方向稍微突出，另外，第2板状构件20的周缘部20c相对于主面20a向厚度方向突出。周缘部IOc和20c的形态不限于此，也可以是例如通过周缘部IOc和20c中的一方不突出且另一方大幅地突出而使它们彼此相接那样的形态。特别地，如本实施方式那样在第2板状构件20由SOI基板制作的情况下，优选，通过蚀刻绝缘层29而将其除去，使支撑基板28在周缘部20c露出，所露出的支撑基板28与第I板状构件10的周缘部IOc相互接合。另外，在这种情况下，优选，稍稍蚀刻第I板状构件10的光透过性光学部件12的上面而比周缘部IOc的上面低，由此避免光透过性光学部件12与第2板状构件20的接触 。
[0135](第I变形例)
[0136]图22是用于说明上述实施方式的第I变形例的图。在上述实施方式中，在板状构件10，20的周缘部10c，20c形成对准标记17，27，但如图22 (a)所示，也可以在为了制作多个板状构件10，20而使用的晶片50，60的周缘部的各个，形成对准标记57，67。再有，图22Ca)所示的晶片50是本变形例中的第I晶片，包含分别具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件12的多个区域。另外，晶片60是本变形例中的第2晶片，包含在主面60a侧具有光反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23、以及出射镜24)的多个区域61。
[0137]在变形例中，首先，如图22(a)所示，在晶片50，60的周缘部的各个，形成用于晶片50, 60的位置匹配的多个对准标记57，67。然后，如图22 (b)所示，以多个对准标记57，67的位置相互一致的方式，使晶片50的形成有光透过性光学部件12的部件形成面50a与晶片60的主面60a相对。在该状态下，将晶片50，60相互接合(图22 (C))。其后，沿着规定的切断线81切断该接合后的晶片，切出与板状构件10，20相对应的区域(22 (d))，由此制作光模块80。
[0138]在本变形例中，由于在晶片50，60的周缘部形成对准标记57，67，因此能够极大地延长多个对准标记彼此的距离。因此，即使在不改变倒装芯片接合的接合精度(例如10 μ m左右)的情况下，也能够显著地降低第I板状构件10和第2板状构件20的相对角度的偏移。例如在分别以130mm间隔制作对准标记57，67的情况下，角度偏移为tan^1 (0.02/130)=0.009°，成为几乎能够忽视的大小。
[0139](第2变形例)
[0140]图23是用于说明上述实施方式的第2变形例的图。在上述实施方式中，使用对准标记17，27来使第I和第2板状构件10，20位置匹配，但第I和第2板状构件10，20的位置匹配的方法不限于此。例如，在本变形例中，在第I板状构件10的周缘部IOc形成突起IOd,在第2板状构件20的周缘部20c形成凹部20d，通过将突起IOd插入到凹部20d而进行第I和第2板状构件10，20的位置匹配。
[0141]第2板状构件20的凹部20d，在用于形成静电驱动器30或各镜21~24的蚀刻工序中，通过同时蚀刻周缘部20c的硅层25而适当地形成。另外，第I板状突起10的突起IOd,在用于形成光透过性光学部件12的蚀刻工序中，通过同时蚀刻周缘部IOc的硅区域11而适当地形成。如此，突起IOd和凹部20d可以使用半导体处理工艺来形成，能够精度高地形成。
[0142]再有，突起IOd也可以不是相对于凹部20d无间隙地嵌合。图24是表示在突起IOd被插入到凹部20d的状态下从板状构件10，20的厚度方向看的突起IOd和凹部20d的位置关系的截面图。如图24所示，在凹部20d的平面尺寸比突起IOd的平面尺寸大的情况下，只要容易插入突起10d，而且精度高地形成突起IOd与凹部20d的接触面，便可以充分地减小板状构件10，20相互的角度偏移。再有，在图24所示的方式中，在沿着突起IOd与凹部20d的接触面的方向上有发生位置偏移的担忧，但像表示图21 Ca)来说明的那样，这样的平行方向的偏移不会成为大的问题。不言而喻，也可以通过使突起IOd和凹部20d的该方向的尺寸吻合而精度更高地进行定位。再有，在本变形例中，将突起IOd插入到凹部20d之后，将周缘部IOc和20c相互用树脂止住并固定。或者，也可以将光模块收纳在大一周的包装袋，以第I板状构件10与第2板状构件20相互不偏离的方式固定。
[0143](第3变形例)
[0144]在上述实施方式中，例示了具备静电驱动器30的干涉光学系统，但在本变形例中，就不具备静电驱动器30这样的导电性构件的光模块进行说明。本变形例所涉及的光模块生成来自处于未知的距离的测量对象面的反射光的干涉光。该干涉光是为了算出到测量对象面为止的距离而被利用。
[0145]图25是表示本变形例所涉及的第2板状构件70的结构的平面图。在本变形例中，替代上述实施方式的可动反射镜23，用于向测量对象面投射光的出射镜71形成在第2板状构件70。出射镜71具有相对于第2板状构件70的主面具有45°这样的角度的倾斜面，在该倾斜面上蒸镀有金属膜26。该出射镜71将从半透过反射面12a到达的光L3向第2板状构件70的主面的法线方向反射。在测量对象面反射的光L3再次返回到出射镜71，在半透过反射面12a反射之后从出射镜24作为干涉光L4被取出。
[0146]如本变形例那样，不具备导电性构件的光模块中，也能够适当地得到与上述实施方式所描述的效果同样的效果。即，能够将光反射性光学部件(入射镜21、固定反射镜22、出射镜71、以及出射镜24)与光透过性光学部件12相互接近地配置，且即使在与基板的特性相关的要求根据光学部件而相反的情况下也能够满足它们的要求。
[0147]本发明的光模块及其制造方法，不限于上述的实施方式和各变形例，可以进行其他各种各样的变形。例如，在上述的实施方式和各变形例中，例示了迈克尔逊干涉光学系统作为适用本发明的光模块，但本发明不限于干涉光学系统，可以适用于具备光透过性光学部件和光反射性光学部件的各种各样的光学系统。
[0148]在上述实施方式的光模块中，使用如下结构:具备具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的第I板状构件、以及在主面上具有用于反射透过了光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的第2板状构件，第I和第2板状构件以第I板状构件的形成有光透过性光学部件的部件形成面与第2板状构件的主面相对的方式相互接合，透过光透过性光学部件的光的光路沿着第I板状构件的部件形成面和第2板状构件的主面。
[0149]另外，光模块也可以为如下结构:光反射性光学部件具有通过蚀刻半导体区域而形成的面以及设置在该面上的金属膜。在光模块具备这样的光反射性光学部件的情况下，在现有的光模块中，有必要与不附着金属的区域相分离地配置光透过性光学部件。相对于此，根据上述实施方式的光模块，只要在第2板状构件中蒸镀金属膜后将第I板状构件与第2板状构件接合即可，因而能够使金属不附着于光透过性光学部件而将光反射性光学部件与光透过性光学部件相互接近地配置。
[0150]另外，光模块也可以为如下结构:光反射性光学部件具有通过蚀刻半导体区域而形成的面，该半导体区域由硅构成。由此，能够容易地形成光反射光学部件。
[0151]另外，光模块也可以为如下结构:光反射性光学部件从主面分离且在沿着该主面的方向上能够移动，第2板状构件还具有通过静电力驱动光反射性光学部件的驱动器构造。如上述那样，上述实施方式的光模块中能够使杂质浓度在各板状构件的每个最适化。因此，即使在第2板状构件具有驱动器构造的情况下，也能够在第2板状构件添加适量的杂质来确保导电性，并且能够在第I板状构件不添加杂质来抑制光透过性光学部件的光的吸收。
[0152]另外，光模块也可以为如下结构:光反射性光学部件将透过了光透过性光学部件的光向第I板状构件反射，第I板状构件使该光透过。由此，能够适当地将透过了光透过性光学部件的光(例如干涉光等)向光模块的外部输出。
[0153]另外，光模块也可以为如下结构:第I板状构件的电阻率比第2板状构件的电阻率大。在这样的情况下，第I板状构件的杂质浓度比第2板状构件的杂质浓度小，因而能够适当地抑制光透过性光学部件的光的吸收。 [0154]另外，光模块也可以为如下结构:第I板状构件的周缘部与第2板状构件的周缘部相互接合，在第I和第2板状构件的各周缘部，形成有用于第I和第2板状构件的位置匹配的多个对准标记。如此，通过在各板状构件的周缘部形成有多个对准标记，能够减少第I板状构件与第2板状构件的相对角度的偏差，并能够抑制光利用效率的下降。
[0155]另外，光模块也可以为如下结构:光透过性光学部件具有蚀刻硅区域而形成的多个面，在多个面中的至少一个面设置有反射防止膜，在多个面中的其他至少一个面设置有半透过反射膜。由此，能够适当地实现作为光透过性光学部件的分束器。
[0156]在上述实施方式的第I光模块的制造方法中，使用如下结构:在具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的第I板状构件的周缘部、以及在主面上具有用于反射透过了光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的第2板状构件的周缘部的各个，形成用于第I和第2板状构件的位置匹配的多个对准标记，使用该多个对准标记，以第I板状构件的形成有光透过性光学部件的部件形成面与第2板状构件的主面相对的方式，将第I和第2板状构件的周缘部相互接合。
[0157]另外，在上述实施方式的第2光模块的制造方法中，使用如下结构:在包含分别具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的多个区域的第I晶片的周缘部、以及包含在主面上具有用于反射透过了光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的多个区域的第2晶片的周缘部的各个，形成用于第I和第2晶片的位置匹配的多个对准标记，使用该多个对准标记，以第I晶片的形成有光透过性光学部件的部件形成面与第2晶片的主面相对的方式，将第I和第2晶片相互接合。
[0158]产业上的可利用性
[0159]本发明可以作为能够将镜面这样的光反射性光学部件与分束器这样的光透过性光学部件接近地配置且即使在与基板的特性相关的要求根据光学部件而相反的情况下也可以满足这些要求的光模块及其制造方法来利用。
[0160]符号的说明
[0161]10…第I板状构件，IOa…部件形成面，IOc…周缘部，11…硅区域，12…光透过性光学部件，12a~12cl...侧面，13…半透过反射膜，14，18…氧化硅膜，16…氮化硅膜，17，27…对准标记、19...氮化娃膜、20...第2板状构件，20a…主面,20c…周缘部,21...入射镜,22…固定反射镜,23…可动反射镜,24…出射镜,25…娃层,26...金属膜,28…支撑基板，29...绝缘层,30...静电驱动器,50, 60...晶片，57，67...对准标记，L1~L3...被测量光，L4…干涉光像。
【权利要求】
1.一种光模块，其特征在于， 具备: 第I板状构件，具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件；以及第2板状构件，在主面上具有用于反射透过了所述光透过性光学部件的光的光反射性光学部件， 所述第I和第2板状构件以所述第I板状构件的形成有所述光透过性光学部件的部件形成面与所述第2板状构件的所述主面相对的方式相互接合， 透过所述光透过性光学部件的光的光路沿着所述第I板状构件的所述部件形成面和所述第2板状构件的所述主面。
2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于， 所述光反射性光学部件具有通过蚀刻半导体区域而形成的面、以及设置在该面上的金属膜。
3.如权利要求1所述的光模块，其特征在于， 所述光反射性光学部件具有通过蚀刻半导体区域而形成的面，该半导体区域由硅构成。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的光模块,其特征在于， 所述光反射性光学部件从所述主面分离并在沿着该主面的方向上能够移动， 所述第2板状构件还具有通过静电力驱动所述光反射性光学部件的驱动器构造。
5.如权利要求1~3中的任一项所述的光模块,其特征在于， 所述光反射性光学部件将透过了所述光透过性光学部件的光向所述第I板状构件反射，所述第I板状构件使该光透过。
6.如权利要求1~5中的任一项所述的光模块,其特征在于， 所述第I板状构件的电阻率比所述第2板状构件的电阻率大。
7.如权利要求1~6中的任一项所述的光模块,其特征在于， 所述第I板状构件的周缘部与所述第2板状构件的周缘部相互接合， 在所述第I和第2板状构件的各周缘部，形成有用于所述第I和第2板状构件的位置匹配的多个对准标记。
8.如权利要求1~7中的任一项所述的光模块,其特征在于， 所述光透过性光学部件具有通过蚀刻硅区域而形成的多个面， 在所述多个面中的至少一个面，设置有反射防止膜， 在所述多个面中的其他至少一个面，设置有半透过反射膜。
9.一种光模块的制造方法，其特征在于， 在具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的第I板状构件的周缘部、以及在主面上具有用于反射透过了所述光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的第2板状构件的周缘部的各个，形成用于所述第I和第2板状构件的位置匹配的多个对准标记，使用该多个对准标记，以所述第I板状构件的形成有所述光透过性光学部件的部件形成面与所述第2板状构件的所述主面相对的方式，将所述第I和第2板状构件的周缘部相互接合。
10.一种光模块的制造方法，其特征在于， 在包含分别具有通过蚀刻硅区域而形成的光透过性光学部件的多个区域的第I晶片的周缘部、以及包含在主面上具有用于反射透过了所述光透过性光学部件的光的光反射性光学部件的多个区域的第2晶片的周缘部的各个，形成用于所述第I和第2晶片的位置匹配的多个对准标记，使用该多个对准标记，以所述第I晶片的形成有所述光透过性光学部件的部件形成面与所述第2晶 片的所述主面相对的方式，将所述第I和第2晶片相互接合。
【文档编号】G02B5/08GK103547528SQ201280023910
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月4日 优先权日:2011年5月16日
【发明者】藁科祯久, 铃木智史, 笠森浩平 申请人:浜松光子学株式会社