CN102375229A - 滤光器、滤光器的制造方法以及光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种滤光器、滤光器制造方法以及光设备。该滤光器包括：具有支撑部的第一基板、通过支撑部支撑的第二基板、设置在第一基板上的第一光学膜以及设置在第二基板上的与第一光学膜相对的第二光学膜。通过接合设置在支撑部的支撑第二基板的支撑面的整个区域上的第一接合膜和设置在第二基板的被支撑面中的至少与支撑面的整个区域相对的区域(相对面)上的第二接合膜，从而固定第一基板和第二基板。
Description
技术领域
本发明涉及滤光器、滤光器的制造方法以及光设备等。
背景技术
在专利文献1中披露了由具有隔着规定间隙地相对的一对光学膜的法布里-珀罗标准具滤波器(以下有时称为标准具滤波器或仅称为标准具)构成的滤光器。
专利文献1所述的标准具滤波器具有保持相互平行的第一基板和第二基板、形成在第一基板上的第一光学膜(第一反射膜)以及以规定间隙与第一光学膜相对的形成在第一基板上的第二光学膜(第二反射膜)。第一光学膜和第二光学膜各自形成反射镜，通过使光在反射镜之间多重干涉，从而可以根据间隙的长度(间隙量)仅使规定的波长范围的光透过。并且，通过可变地控制间隙量，可以变换透过的光的波长范围。
并且，在专利文献1记载的标准具滤波器中，第一基板和第二基板的接合使用了含有硅氧烷(Si-O)键的接合膜。标准具滤波器的波长分离精度与间隙量的精度有很大关系。因此，为了提高标准具滤波器的性能，需要高精度地控制第一光学膜和第二光学膜之间的间隙长度。
为了在促进标准具滤波器的小型化的同时实现波长分解能力的提高，例如需要通过纳米级高精度地控制第一光学膜和第二光学膜之间间隙的技术。因此，在通过含有硅氧烷键的接合膜接合第一基板和第二基板时，不使各基板倾斜、确保各基板间的平行度是非常重要的。
但是，为了利用接合膜接合各基板，需要例如通过照射紫外线或氧等离子体处理等使形成在各基板上的接合膜活化，进行各基板的位置匹配(对准)，然后进行向各基板施加负荷的处理，在这些工序中，有时基板可能发生一些倾斜。
使基板倾斜的原因可能是例如在各基板上局部形成接合膜时的对准偏离(接合膜对准偏离)或在接合各基板的工序中的基板对准偏离。并且，接合膜的边缘部容易倾斜或形成圆度等，这也可能成为基板倾斜的原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-134028号公报
发明内容
根据本发明的至少一个方式，例如在通过基板的粘合形成的滤光器上，可以抑制基板的倾斜，确保设置在各基板上的光学膜之间的平行度。
(1)本发明的滤光器的一个方式是包括：具有支撑部的第一基板；被所述支撑部支撑的第二基板；设置在所述第一基板上的第一光学膜；设置在所述第二基板上、与所述第一光学膜相对的第二光学膜；设置在所述支撑部支撑所述第二基板的支撑面的整个区域上的第一接合膜；以及设置在所述第二基板的被支撑面之中至少与所述支撑面的整个区域相对的区域上的第二接合膜，所述第一基板和所述第二基板通过所述第一接合膜和所述第二接合膜在所述支撑部接合而固定。
在本方式中，第二基板被第一基板所具有的支撑部支撑。支撑部可以通过加工第一基板本身形成。
并且，在支撑部上的支撑面的整个区域(整个面)上设置了第一接合膜。即，用第一接合膜覆盖支撑部的支撑面的整个区域(整个面)，支撑部22的支撑面上的第一接合膜的表面(第二基板侧的面)形成为没有层差的平坦的面即平坦面。并且，在第二基板的被支撑面中的至少与支撑面的整个区域相对的区域(相对面)上设置了第二接合膜。
在此，第二基板的被支撑面例如在设计上是预定被支撑部支撑的面，实际上可以说成是包括被支撑部支撑的面在内的平坦的面。被支撑面例如除了实际上被支撑部支撑的区域以外，还可以包括设置在其附近的位置偏移余量区域。
在被支撑面中的至少与支撑面的整个区域相对的区域上设置了第二接合膜。即，在第二基板的被支撑面中的从第二基板的厚度方向看的俯视图中与支撑部的支撑面的整个区域(整个面)重合的区域被第二接合膜覆盖，第二接合膜的表面(第一基板侧的面)形成为无层差的平坦的面即平坦面。
即，在本方式中，在设置在整个支撑面上的第一接合膜的平坦的面与与该第一接合膜的平坦的面相对的第二接合膜的平坦的面相接触的状态下，使第一接合膜与第二接合膜接合，从而实现第一基板和第二基板的固定、即第一基板和第二基板的粘合。在本方式中，由于利用整个支撑面支撑第二基板的同时，通过各接合膜的平坦的面之间的接触在支撑面上稳定地支撑第二基板，所以抑制了第二基板相对第一基板倾斜。
设置在第一基板上的第一光学膜与设置在第二基板上的第二光学膜之间的间隙需要用纳米级高精度地设定。为了实现这样高精度的间隙控制，重要的是高精度地确保各光学膜彼此相对的面(相对面)之间的平行度。根据本方式，保持水平的各基板能够依然保持其平行度地粘合，从而可以高精度地实现第一光学膜和第二光学膜之间的微小间隙。
(2)在本发明的滤光器的其他方式中，设置在上述第一基板上的上述支撑部通过从所述凹部的底面在所述第一基板的厚度方向比所述第一基板的形成有所述凹部的面突出规定距离的突起部构成，在从所述第一基板的厚度方向看的俯视图中，所述突起部设置在所述第一光学膜的周围，所述支撑部的所述突起部在所述第一光学膜侧的第一边缘部及第一侧面以及在与所述第一光学膜相反侧的第二边缘部及第二侧面被所述第一接合膜覆盖。
设置在支撑部的支撑面的整个区域(整个面)上的第一接合膜如上所述地具有平坦的面，微观地看，在支撑部的边缘(角)附近，容易在第一接合膜上形成倾斜或圆度。假设在该状态下将第二基板放置在支撑部上并向第一接合膜施加负荷的情况。此时，由于在支撑部的边缘(角)附近第一接合膜发生倾斜等，因此第二基板被牵引向支撑部的外侧(与第一光学膜相反的一侧)或内侧(第一光学膜侧)，第二基板有可能发生微小的倾斜。
因此，在本方式中，不仅是支撑面的整个区域(整个面)，在支撑部的边缘部(角部)以及侧面也采用用第一接合膜覆盖的结构。即，支撑部由从所述凹部的底面在所述第一基板的厚度方向比所述第一基板的形成有所述凹部的面突出规定距离的突起部(凸部)构成。突起部在第一光学膜侧具有第一边缘部和第一侧面，并且在与第一光学膜相反的一侧具有第二边缘部和第二侧面。并且，突起部的第一边缘部和第一侧面以及第二边缘部和第二侧面都被第一接合膜覆盖。
根据该结构，第一接合膜向支撑部的外侧(与第一光学膜相反的一侧)或内侧(第一光学膜侧)突出相当于其膜厚的量。即使在边缘部第一接合膜产生倾斜或圆度，该倾斜或圆度也产生在该突出部分上，因此不影响支撑面上的第一接合膜的表面平坦性。因此可保持支撑面的整个区域(整个面)上的第一接合膜的表面平坦性。即，在支撑部的边缘部附近也实现了各接合膜的平坦的面之间的接触形成的接合。因此可以进一步降低第二基板倾斜的可能性。
(3)在本发明的滤光器的其他方式中，上述第二接合膜设置在上述第二基板的上述第一基板侧的表面的整个区域上。
在本方式中，在第二基板的第一基板侧的表面的整个区域(整个面)上设置了第二接合膜。由于第二接合膜形成在第二基板的整个面上，从而形成抗位置偏移的结构。在接合第一基板和第二基板时，即使任一个基板的位置相对任另一个基板偏移，在第一接合膜上也肯定存在第二接合膜，该位置偏移不会成为问题。并且，在第二基板的制造工序中，无需对第二接合膜图案化，因此还具有可以减少制造时的负荷的优点。
(4)在本发明的滤光器的其他方式中，上述第一接合膜设置在上述第一基板的上述第二基板侧的表面的整个区域上。
在本方式中，第一接合膜形成在第一基板的第二基板侧的表面的整个面上。因此，可以在构成支撑体的突起部的支撑面(上面)上以及突起部的第一边缘部上、第二边缘部上、第一侧面上、第二侧面上形成第一接合膜。并且，由于无需第一接合膜的图案化，因此可以减轻第一基板的制造工序中的负荷。
(5)在本发明的滤光器的其他方式中，上述第一接合膜设置在从上述第一基板的厚度方向看的俯视图中与上述第一光学膜不重合的区域上，上述第二接合膜设置在从上述第二基板的厚度方向看的俯视图中与上述第二光学膜不重合的区域。
如果在第一光学膜的下面具有第一接合膜，则可以料想到由于受到第一接合膜的膜厚不均匀等的影响，第一光学膜会稍微倾斜。并且，第一光学膜下的第一接合膜有可能影响反射镜的反射特性。在第二光学膜的下面具有第二接合膜的情况下也一样。因此，在本方式中，在第一光学膜的下面不设置第一接合膜，并且在第二光学膜的下面不设置第二接合膜。即，在从各第一基板的厚度方向看的俯视图中，各接合膜设置在与各光学膜不具有重合的区域上。因此，各接合膜不会对各光学膜的平坦度和反射镜的反射特性造成影响。
(6)在本发明的滤光器的其他方式中，上述第一接合膜设置在上述第一光学膜上，且上述第二接合膜设置在上述第二光学膜上。
在本方式中，以覆盖第一光学膜的方式设置第一接合膜，并且，以覆盖第二光学膜的方式设置第二接合膜。各光学膜上的各接合膜具有作为保护各光学膜的保护膜(阻隔膜)的功能。例如，在各接合膜之间接合时，有时通过臭氧或紫外线照射等进行活化处理。此时，如果各接合膜存在于各光学膜上，则各接合膜保护各光学膜不受臭氧或紫外线的照射。因此，各光学膜的特性劣化得到抑制。
(7)在本发明的滤光器制造方法的一个方式中，所述滤光器包括：具有支撑部的第一基板；被所述支撑部支撑的第二基板；设置在所述第一基板上的第一光学膜；设置在所述第二基板上、与所述第一光学膜相对的第二光学膜；设置在所述支撑部支撑所述第二基板的支撑面的整个区域上的第一接合膜；以及设置在所述第二基板的被支撑面之中至少与所述支撑面的整个区域相对的区域上的第二接合膜，所述第一基板和所述第二基板通过所述第一接合膜和所述第二接合膜在所述支撑部接合而固定，所述滤光器的制造方法包括：形成第一基板的工序，在该工序中，在基板上形成凹部、由从所述凹部的底面在所述第一基板的厚度方向比所述第一基板的形成有所述凹部的面突出规定距离的突起部构成的所述支撑部以及所述第一光学膜，从而形成第一基板；形成所述第二基板的工序，在该工序中，使基板具有所述被支撑面并在基板上形成所述第二光学膜，从而形成所述第二基板；形成所述第二接合膜的工序，在该工序中，当将所述第一方向上的所述第二基板的最大对准偏移量设为α并将所述第一方向上的所述第一基板的最大对准偏移量也设为α时，以在所述第二基板的所述被支撑面的正的所述第一方向侧设定2α以上的第一位置偏移余量且在与所述正的第一方向的相反的负的第一方向侧也设定2α以上的第二位置偏移余量的方式，在所述被支撑面的与所述支撑面的整个区域相对的区域上以及通过所述第一位置偏移余量和所述第二位置偏移余量确定的位置偏移余量区域上形成所述第二接合膜，其中，所述第一方向上的所述第二基板的最大对准偏移量α包括所述第二接合膜在所述第一方向上的图案对准偏移量和所述第二基板相对于所述第一基板在所述第一方向上的基板对准偏移量；形成所述第一接合膜的工序，在该工序中，在设置于所述第一基板上的所述支撑体的所述支撑面的整个区域上形成所述第一接合膜；活化所述第一接合膜的工序；活化所述第二接合膜的工序；以及固定所述第一基板和所述第二基板的工序，在该工序中，在所述第一光学膜与所述第二光学膜相对且所述支撑面与所述被支撑面相对的状态下保持所述第一基板和所述第二基板，并通过向所述第一基板和所述第二基板的至少一个施加负荷来接合被活化的所述第一接合膜和被活化的所述第二接合膜，从而将所述第一基板和所述第二基板固定。
如上述(1)的方式中所说明的，优选在利用支撑部的整个支撑面支撑第二基板的同时，通过各接合膜的平坦的面之间的接触将第二基板稳定地支撑在支撑面上。但在实际制造滤光器时，有可能产生例如形成接合膜时的第一方向上的图案对准偏移或基板间的对准偏移。即使产生了这样的对准偏移，为了确保上述(1)的方式中所示的稳定的基板支撑结构，在制造滤光器时，在设定了位置偏移余量的基础上粘合各基板也是有效的。
因此，在本方式中，将与支撑面和被支撑面平行的方向作为第一方向时，在第二基板的被支撑面上，在正的第一方向设定2α以上的第一位置偏移余量，在负的第一方向设定了2α以上的第二位置偏移余量的基础上，在被支撑面的与支撑面的整个区域相对的区域上以及通过第一位置偏移余量和第二位置偏移余量确定的位置偏移余量区域上形成第二接合膜。
在此，α是第二基板的最大对准偏移量。例如，设在第二基板上部分成膜第二接合膜时所预测的第一方向上的最大图案对准偏移量为α1，在基板粘合工序中所预测的第二基板相对第一基板在第一方向的最大基板对准偏移量为α2时，可以设α1和α2的合计为α。即，当α1和α2都产生在同一方向(正的第一方向或负的第一方向)上时，第二基板在第一方向的对准偏移量为最大。因此，可以设该最大对准偏移量即α1和α2的合计为α。
位置偏移余量的设定也需要考虑第一基板的最大对准偏移量。在此，在第一基板的支撑部的支撑面的整个区域(整个面)上形成了第一接合膜，在以此为前提时，就第一基板无须考虑图案对准偏移，但为了便于设计，第一基板的最大对准偏移量也可以是与第二基板相同的α。
并且，在第一基板的最大对准偏移量与第二基板的最大对准偏移量彼此反方向地产生时，在各基板上形成的各接合膜间的位置偏移为最大，此时各接合膜间的最大位置偏移量为2α。该接合膜间的最大位置偏移有可能产生在正的第一方向和负的第一方向的任一个上。
考虑到这点，在本方式中，在第二基板的被支撑面上，在正的第一方向设置2α以上的第一位置偏移余量，且在负的第一方向也设置了2α以上的第二位置偏移余量。因此，即使在第一接合膜和第二接合膜之间产生了最大位置偏移，也可以保证在第一接合膜上肯定存在第二接合膜。
第一接合膜由于形成在第一基板上的支撑部的支撑面上，因此在各接合膜的接合结束后的状态下，在第一基板的支撑部的支撑面上存在第一接合膜，在该第一接合膜的上面肯定存在第二接合膜。即，实现前面(1)的方式中说明的“在第二基板的被支撑面中的至少与支撑面的整个区域相对的区域上设置了第二接合膜，通过第一接合膜和第二接合膜的各平坦的面之间的接触使各基板粘合”这一结构。这样，根据本方式，即使产生最大对准偏移的情况下，也可以将第二基板不倾斜地稳定地支撑在支撑部上。
(8)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，所述第二基板是具有可动部和可动部支撑部的可动基板，所述可动部具备薄壁部，所述可动部支撑部支撑所述可动部且比所述薄壁部厚，所述可动部支撑部在所述第一基板侧的表面是所述被支撑面，在固定所述第一基板和所述第二基板的工序中，将从所述第一基板的所述支撑部的在所述第一光学膜侧的端部的位置起到所述第二基板的所述可动部的开始位置为止的所述第一方向上的最短距离设定为2α以上，然后进行所述第一基板和第二基板的固定。
在本方式中，第二基板是可动基板，该可动基板具有可动部和可动部支撑部，可动部具备薄壁部(隔膜部)，可动部支撑部支撑该可动部并比薄壁部厚。并且，将从第一基板上的支撑部的第一光学膜侧的端部位置起到第二基板上的可动部的开始位置为止的第一方向上的最短距离设置为2α以上。
假设产生最大对准偏移，支撑部的第一光学膜侧的端部的位置处于第二基板的可动部的开始位置的内侧、即第一光学膜侧，则一部分薄壁部(隔膜部)就不能弯曲。其结果，在从第二基板的厚度方向看的俯视图中，可动部的有效面积将小于设计值，很难以所需要的精度控制各光学膜之间的间隙。
因此，在本方式中，将从第一基板上的支撑部的第一光学膜侧的端部位置起到第二基板的可动部的开始位置为止的第一方向上的最短距离设置为2α以上。这样，即使产生了最大对准偏移时，支撑部的第一光学膜侧的端部的位置也不会比可动部的开始位置更位于第一光学膜侧。即，即使当各基板间的位置偏移量是2α时，可动部的有效面积也不变化，因此不影响各光学膜间的间隙控制性。
(9)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，在形成所述第一接合膜的工序中形成的所述第一接合膜包含具有硅氧烷键的Si骨架和与所述Si骨架结合的离去基团；在形成所述第二接合膜的工序中形成的所述第二接合膜包含具有硅氧烷键的Si骨架和与所述Si骨架结合的离去基团；活化所述第一接合膜的工序包括通过臭氧或照射紫外线的第一照射工序使所述离去基团从所述第一接合膜的所述Si骨架离去从而形成悬挂键的工序；活化所述第二接合膜的工序包括通过臭氧或照射紫外线的第二照射工序使所述离去基团从所述第二接合膜的所述Si骨架离去从而形成悬挂键的工序；固定所述第一基板和所述第二基板的工序包括通过使所述第一接合膜的所述悬挂键和所述第二接合膜的所述悬挂键键合从而接合所述第一接合膜和所述第二接合膜的工序。
在本方式中，使用具有硅氧烷键的接合膜。例如，第一接合膜和第二接合膜可以使用如聚有机硅氧烷那样的含有硅氧烷键的聚合物等。聚有机硅氧烷等形成的接合膜其本身具有很好的机械特性。并且，该接合膜对很多材料显示出极好的粘接性。因此，由聚有机硅氧烷等形成的第一接合膜和第二接合膜显示出极强的粘附力，因此可以牢固地接合第一基板和第二基板。
并且，聚有机硅氧烷等的接合膜还具有以下优点，即，通常显示出防水性(非粘接性)，但通过付与活化能量，可容易使有机基团离去，变为亲水性，显现粘接性，可容易且确实进行该非粘接性和粘接性的控制。
(10)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，在形成所述第一接合膜的工序中，以覆盖构成所述支撑部的所述突起部的在所述第一光学膜侧的第一边缘部和第一侧面以及与所述第一光学膜相反的一侧的第二边缘部和第二侧面的方式形成所述第一接合膜。
在本方式中，不仅是在支撑面的整个区域(整个面)，而且在支撑部(突起部)的边缘部(角部)上和侧面上也形成第一接合膜。第一接合膜向支撑部的外侧(与第一光学膜相反的一侧)或内侧(第一光学膜侧)突出相当于其膜厚的量。因此，在边缘部即使第一接合膜倾斜或产生圆度，该倾斜或圆度也发生在该突出部分，因此不会影响支撑面上的第一接合膜表面的平坦性。即，在支撑部的边缘部附近，通过各接合膜的平坦的面彼此接触进行接合，因此可以进一步降低第二基板倾斜的可能性。
(11)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，在形成上述第二接合膜的工序中，在上述第二基板的上述第一基板侧的表面的整个区域上形成上述第二接合膜。
在本方式中，在上述第二基板的上述第一基板侧的表面的整个区域(整个面)上形成上述第二接合膜。由于第二接合膜形成在第二基板的整个面上，因此形成抗位置偏移的结构。根据该结构，例如在接合第一基板和第二基板时，即使任一个基板的位置相对任另一个基板偏移，在第一接合膜上也肯定存在第二接合膜，该位置偏移不成为问题。并且在第二基板的制造工序中，无需对第二接合膜图案化，因此可以抑制工序数量，减少制造时的负荷。
(12)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，在形成上述第一接合膜的工序中，在上述第一基板的上述第二基板侧的表面的整个区域上形成上述第一接合膜。
在本方式中，将第一接合膜形成在第一基板的第二基板侧的整个表面上。因此，可以在构成支撑体的突起部的支撑面(上面)上以及突起部的第一边缘部上、第二边缘部上、第一侧面上、第二侧面上形成第一接合膜。并且由于第一接合膜无需图案化，因此可以减少制造第一基板的工序中的负荷。
(13)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，在形成所述第一接合膜的工序中，在从所述第一基板的厚度方向看的俯视图中与所述第一光学膜不具有重合的区域上形成所述第一接合膜；在形成所述第二接合膜的工序中，在从所述第二基板的厚度方向看的俯视图中与所述第二光学膜不具有重合的区域上形成所述第二接合膜。
在本方式中，在第一光学膜的下面不设置第一接合膜，并且在第二光学膜的下面不形成第二接合膜。即，在从上述第一基板的厚度方向看的俯视图中，各接合膜形成在与各光学膜不具有重合的区域。根据本方式，接合膜不影响第一光学膜和第二光学膜的平坦性，也不影响反射镜的反射特性。
(14)在本发明的滤光器制造方法的其他方式中，在形成上述第一接合膜的工序中，以覆盖上述第一光学膜的方式形成上述第一接合膜，且在形成上述第二接合膜的工序中，以覆盖上述第二光学膜的方式形成上述第二接合膜。
在本方式中，以覆盖第一光学膜的方式形成第一接合膜，并且，以覆盖第二光学膜的方式形成第二接合膜。通过这样可以使各光学膜上的各接合膜发挥保护各光学膜的保护膜(阻隔膜)的作用。例如，在接合第一接合膜和第二接合膜时，如果通过臭氧或照射紫外线等进行活化处理，则各接合膜保护各光学膜不受到臭氧或紫外线的照射。因此，可以抑制各光学膜的特性劣化。
(15)本发明的光设备包括通过上述任一个滤光器制造方法制造的滤光器。
如上所述，本发明的各方式的滤光器即使在光学膜间的间隙极微小的情况下也可以抑制基板的倾斜，可以高精度地控制设置在各基板上的光学膜间的平行度和间隙，因此，可以得到小型且高性能的滤光器。装载该滤光器的光设备也可以具有同样的效果。
附图说明
图1(A)至图1(G)是用于对具有粘合了第一基板和第二基板的结构的标准具滤波器中的第二基板的稳定支撑进行说明的图。
图2是用于对可变间隙标准具滤波器上的第二基板的可动部位置的优选设定例进行说明的图。
图3是示出从第二基板的厚度方向看的俯视图中的支撑结构的图。
图4(A)至图(C)是考虑到边缘部上的倾斜或圆度而在支撑部的边缘部或侧面也设置第一接合膜的示例图。
图5(A)至图(C)是示出关于第一接合膜和第二接合膜的成膜的变化图。
图6(A)和图6(B)是完成后的可变间隙标准具滤波器的立体图和横截面图。
图7(A)至图7(H)是接合前的第二基板的制造工序的一个示例图。
图8(A)至图8(F)是接合前的第一基板的制造工序的一个示例图。
图9(A)至图9(C)是第一基板和第二基板的接合工序的一个示例图。
图10是关于硅氧烷键的说明图。
图11(A)至图11(C)是可变间隙标准具滤波器的具体结构的一个示例及其操作的说明图。
图12(A)和图12(B)是使用了可变间隙标准具滤波器的滤光器的结构的一个示例图。
图13是示出光设备的一例即波分复用通信系统的发射机的简要构成的框图。
图14是示出专利文献1的图2所示的现有的标准具滤波器的结构图。
具体实施方式
以下就本发明的适当的实施方式进行详细说明。以下说明的本实施方式并非不合理地限制权利要求书中所述的本发明的内容，本实施方式中说明的全部构成并非都是作为本发明的技术手段必须的。
(第一实施方式)
在本实施方式中，就具有粘合了第一基板和第二基板的结构的标准具滤波器中的第二基板的稳定支撑进行说明。并且，在以下的说明中，适当地参考图14所示的现有例的结构与本实施方式的示例进行对比。并且，图14所示的现有例是专利文献1的图2所述的现有例。
图1(A)至图1(G)是用于对具有粘合了第一基板和第二基板的结构的标准具滤波器中的第二基板的稳定支撑进行说明的图。在以下的说明中，有时将标准具滤波器只称为标准具。图1(A)是示出了本实施方式的能够可变地控制光学膜间的间隙的可变间隙标准具滤波器的截面结构。该示例只是一个例子，也可以是固定了间隙的标准具滤波器。并且，在以下的说明中，有时将可变间隙标准具滤波器只称为可变间隙标准具。
如图1(A)所示，标准具滤波器300具有彼此保持平行的第一基板20和第二基板30、设置在第一基板20上的第一光学膜40以及设置在第二基板30上的第二光学膜50。第一基板20和第二基板30例如是对所需的波段的光具有透过性的玻璃基板。
并且，第一光学膜40和第二光学膜50被形成为相对且具有规定的间隙G1。第一光学膜40和第二光学膜50对所需波段的光同时具有反射特性和透过特性，分别形成标准具滤波器300上的反射镜。
图1(A)所示的可变间隙标准具滤波器具有粘合了具有支撑部22的第一基板20和被支撑部22支撑的第二基板30的结构。第一基板20和第二基板30的固定使用第一接合膜105和第二接合膜107。第一接合膜105和第二接合膜107可以使用例如含有具有硅氧烷键的Si骨架和与Si骨架结合的离去基团的膜。通过利用硅氧烷键，可以牢固地粘合第一基板20和第二基板30。
在图1(A)的例子中，第一接合膜105设置在第一基板20的第二基板30侧的表面(即一个主面)的整个区域(整个面)上。并且，第二接合膜107部分地成膜在第二基板30的第一基板20侧的表面(即一个主面)上。
第一基板20具有支撑部22、设置在第一基板20的一个主面的中央的第一光学膜(第一反射膜)40、设置在第一光学膜40的周围的第一电极60以及设置在第一电极60上的保护膜61。支撑部22也可以通过加工第一基板20本身形成。并且，第一基板20具有凹部23。
并且，第二基板30具有设置在第二基板30的一个主面的中央的第二光学膜(第二反射膜)50和设置在第二光学膜50的周围的第二电极70。第一电极60和第二电极70形成致动器，用于使作为可动基板的第二基板30产生弯曲，从而可变地控制第一光学膜40和第二光学膜50之间的间隙。
在本实施方式中，第二基板30具有具备薄壁部(隔膜部)34的可动部35、支撑可动部35的比薄壁部34厚的可动部支撑部36。第二基板30上的可动部支撑部36被支撑部22支撑。支撑部22的上表面成为支撑面。
在图1(A)所示的例子中，支撑部22通过以设置在第一基板20上的凹部23的底面为基准在第一基板20的厚度方向上突出距离L2的突起部而形成。并且，在第一基板20的中央设置有以凹部23的底面为基准突出了距离L1的凸部21，在该凸部21上形成了第一光学膜40。将距离L1设置成小于距离L2。
在图1(A)所示的例子中，第一基板20的支撑部(突起部)22的上表面、边缘部以及侧面都被第一接合膜105覆盖。将支撑部22的上表面作为支撑面时，在支撑部22的支撑面的整个区域(整个面)上设置了第一接合膜105。支撑部22的支撑面上的第一接合膜105的表面(第二基板30侧的面)形成为无层差的平坦的面即平坦面。
并且，第二基板30的可动部支撑部36的第一基板20侧的表面(即里面)成为被支撑面。被支撑面例如在实际被支撑部22支撑的区域以外，还可以包括设置在其附近的位置偏移余量区域(后述)。被支撑面具有与支撑部22的支撑面相同的平坦的面。第二基板30的被支撑面例如可以说成是“设计上是预定被支撑部22支撑的面、实际上是包括被支撑部22支撑的面的平坦的面”。
在图1(A)所示的例子中，第二基板30的被支撑面中的至少与支撑面的整个区域(整个面)相对的区域(相对面)上设置了第二接合膜107。因此，可以将第二基板30稳定地支撑在第一基板20上，可以抑制第二基板30的倾斜。参考图1(B)至图1(D)就这点进行说明。
如图1(B)所示，将支撑部22的上表面的整个区域(整个面)作为支撑面Q1。并且，将第二基板30的可动部支撑部36的里面作为被支撑面Q2。如图1(C)所示，将被支撑面Q2中的与支撑面Q1的整个区域(整个面)相对的区域作为Q2a。即，将与支撑面Q1的整个区域(整个面)相对的相对区域(相对面)作为Q2a。并且，如图1(D)所示，在支撑面Q1的整个区域(整个面)上设置了第一接合膜105，并且，在被支撑面Q2中的至少相对区域(相对面)Q2a上设置了第二接合膜107。
在图1(D)所示的例子中，在设置在支撑面Q1的整个面上的第一接合膜105的平坦的面和与该第一接合膜105的平坦的面相对的第二接合膜107的平坦的面接触的状态下，第一接合膜105与第二接合膜107接合。从而实现第一基板20和第二基板30的固定、即第一基板20和第二基板30的粘合。在图1(D)所示的支撑结构中，利用整个支撑面Q1支撑第二基板30(具体是可动部支撑部36)的同时，通过各接合膜105、107的平坦的面之间的接触，将第二基板30在支撑面上稳定地支撑，从而抑制第二基板30相对第一基板20倾斜。
例如将设置在第一基板20的主面上的第一光学膜40和设置在第二基板30的主面上的第二光学膜50之间的间隙G1设定为100nm左右，因此，需要进行极高精度的间隙控制。为了实现如此高精度的间隙控制，高精度地确保各光学膜40、50的彼此相对的面(相对面)之间的平行度是非常重要的。根据图1(A)和图1(D)所示的例子，可以将保持水平的各基板20、30依然保持平行度地粘合，因此，可以高精度地实现第一光学膜40和第二光学膜50之间的微小间隙G1。
这里作为比较例参考图14的例子。图14是示出专利文献1的图2所示的现有的标准具滤波器的结构的图。图14上侧所示的图原封不动地示出了专利文献1的图2所示的现有的标准具滤波器的结构，图14的左下以及右下所示的图是为了与图1的本实施方式的支撑结构进行比较而新添加的图。
在图14所示的现有例子中，上侧的基板2和下侧的基板3通过接合膜43a、43b接合。并且，在上侧的基板2上设置了引出电极281。
如图14的左下所示，在图14的现有例子中，不存在与支撑面Q1的整个区域(整个面)相对的被支撑面Q2。第一接合膜43b1和第二接合膜43b2分别在各基板3、2上部分地成膜。与支撑上侧基板2的支撑结构相比，可以确认图1(A)和图1(D)所示的本实施方式的支撑结构可以更稳定地支撑上侧的基板。并且，在图14的现有例子中，如果接合膜43b1、43b2的总膜厚d1与引出电极281的膜厚d2有差异，该差异则成为上侧基板2倾斜的原因。在图14的左下所示的例子中，d2＜d1。在图1(A)和图1(D)所示的本实施方式的支撑结构中，利用支撑面Q1的整个面支撑第二基板30(可动部支撑部36)的同时，通过各接合膜105、107的平坦的面之间的接触，将第二基板30稳定地支撑在支撑面上，因此第二基板30不容易发生倾斜。
回到图1继续就本实施方式进行说明。如利用图1(D)的例子所说明的，优选利用支撑部22的整个支撑面Q1支撑第二基板30的同时，通过各接合膜105、17的平坦的面之间的接触，将第二基板30稳定地支撑在支撑面Q1上。
但是，在实际制造滤光器300时，有可能产生例如形成接合膜105、107时的第一方向上的图案对准偏移或基板20、30之间的对准偏移。即使产生了这样的对准偏移，为了确保图1(D)所示的稳定的基板支撑结构，在制造滤光器300时，在设置了位置偏移余量的基础上粘合各基板20、30也是有效的。
并且，如图1(A)的左下所示，将滤光器300的设备横截面的长度方向作为X轴方向。当假设支撑面Q1内有X轴时，将该支撑面Q1内的与支撑面Q1正交的轴作为Y轴，将与X轴和Y轴两者垂直的轴即与支撑面Q1垂直的轴作为Z轴。上述的“第一方向”在这里是X轴方向。该第一方向可以说是与支撑面Q1和被支撑面Q2平行的方向。上述的位置偏移余量(位置偏移的富裕量)可以设定在第一方向即X轴方向。也可以将位置偏移余量设定在第二方向即Y轴方向。
以下参考图1(E)至图1(G)就制造滤光器300时的位置偏移余量的设定进行说明。图1(E)示出了图1(A)所示的滤光器300的支撑部22附近的结构。在图1(E)所示的例子中，在第二基板30(具体是可动部支撑部36)的正的第一方向(+X轴方向)上设定2α以上的第一位置偏移余量M1，并且，在负的第一方向(-X轴方向)上设定2α以上的第二位置偏移余量M2。然后在第二基板30的被支撑面Q2的与支撑面Q1的整个区域相对的区域Q2a上以及通过第一位置偏移余量M1和第二位置偏移余量M2确定的位置偏移余量区域上形成第二接合膜107。
这里α是第二基板30的最大对准偏移量。例如在第二基板30上部分形成第二接合膜107时，设可以预测的第一方向上的最大图案对准偏移量为α1，在基板粘合工序中可以预测的第二基板30相对于第一基板20在第一方向(X轴方向)上的最大基板对准偏移量为α2时，可以设α1与α2的合计为α。即，α1和α2都产生在相同的方向(正的第一方向或负的第一方向)上时，第二基板30在第一方向的对准偏移量为最大。因此，可以使该最大对准偏移量即α1与α2的合计为α。
关于位置偏移余量的设定也需要考虑第一基板的最大对准偏移量。这里例如以在第一基板20的支撑部22的支撑面Q1的整个区域(整个面)上形成了第一接合膜105为前提，此时虽然无需考虑第一基板20的图案对准偏移，但为了便于设计，也使第一基板20的最大对准偏移量与第二基板30同样为α。
并且，当第一基板20的最大对准偏移和第二基板30的最大对准偏移彼此反方向地产生时，形成在各基板上的各接合膜105、107之间的位置偏移为最大，该接合膜105、107之间的最大位置偏移量为2α。该接合膜105、107之间的最大位置偏移2α有可能产生在正的第一方向和负的第一方向的任一个方向上。
考虑到这点，在图1(A)和图1(E)所示的例子中，在第二基板30的被支撑面Q2上，在正的第一方向设定2α以上的第一位置偏移余量M1，且在负的第一方向也设定2α以上的第二位置偏移余量M2。通过这样，即使在第一接合膜105和第二接合膜107之间产生最大位置偏移，也可以保证在第一接合膜上肯定存在第二接合膜。第一接合膜105由于形成在第一基板20的支撑部22的支撑面上，因此在各接合膜105、107接合后的状态下，在第一基板20的支撑部22的支撑面Q1上存在第一接合膜105，在该第一接合膜105上肯定存在第二接合膜107。
图1(F)示出了在各接合膜105、107之间在正的第一方向(+X轴方向)产生了最大位置偏移2α时的支撑部附近的截面图。可以明确即使在产生位置偏移后，也实现了图1(D)所示的优选支撑结构。即，实现了图1(D)所示的“在第二基板30的被支撑面Q2中的至少与支撑面Q1的整个区域相对的区域Q2a上设置了第二接合膜107，通过第一接合膜105和第二接合膜107的各平坦的面之间的接触粘合各基板20、30”这一结构。
在此，参考图14右下所示的图。在图14的现有结构中，一旦产生对准偏移，则如图14的右下所示，被支撑面Q2将不是与支撑面Q1的整个面相对的状态。在图1(E)的结构中不发生这样的现象。在此返回图1继续说明。
因此，采用将图1(E)所示的位置偏移余量考虑在内的滤光器300的设计方法，通过这样，即使产生了最大对准偏移，如图1(F)所示，也可以使第二基板30不倾斜地稳定地支撑在支撑部22上。
图1(G)示出了支撑部22’设置在第二基板30侧时的支撑部22’附近的支撑结构。图1(G)的例子具有与将图1(E)的例子的结构上下颠倒后等价的结构。在图1(G)的例子中，为了与图1(E)的例子进行区别，方便起见在各构件的参考符号上添加了撇号。可以明确在图1(G)的例子中也可以得到与图1(E)的例子相同的效果。
图2是可变间隙标准具滤波器的第二基板的可动部位置的优选设定例的说明图。
在图2中，将第一基板20的支撑部22的第一光学膜40侧的端部(或者侧面)的位置作为位置A，将可动部35(或者薄壁部34)的开始位置作为位置B，将支撑部22的与第一光学膜40相反一侧的端部(或者侧面)的位置作为位置C，将部分成膜后的第一接合膜107的与第一光学膜40相反一侧的端部作为位置D。在此，位置B也是部分成膜后的第二接合膜107的第一光学膜40侧的端部位置。
在图2所示的例子中，从第一基板20的支撑部22的第一光学膜40侧的端部位置A起到第二基板30的可动部35的开始位置B为止，将其第一方向上的最短距离设定为2α以上。如上所述，α是各基板的第一方向的最大对准偏移量。
可动部35上的弯曲(例如参考图11(C))从薄壁部(隔膜部)34的开始位置、即可动部的开始位置B起产生。假设发生最大对准偏移，一旦支撑部22的第一光学膜40侧的端部位置A处于第二基板30的可动部35的开始位置B的内侧、即第一光学膜40侧，则一部分薄壁部(隔膜部)34就不能弯曲。结果在从第二基板30的厚度方向看的俯视图中，可动部35的有效面积小于设计值，很难按照所需精度控制各光学膜之间的间隙。
而在图2所示的例子中，从位置A到位置B在第一方向上的最短距离设定为2α以上。这样，即使发生了最大对准偏移，位置A也不会比位置B更靠近第一光学膜40侧。即，即使各基板之间的位置偏移量是2α，可动部35在俯视图中的有效面积也不会变化，因此不会影响对各光学膜40、50之间间隙的控制性。
图3是从第二基板的厚度方向看的俯视图中的支撑结构图。图3的上侧示出了可变间隙标准具的截面图，图3的下侧示出了与截面图对应的从第二基板的厚度方向看的俯视图中的支撑结构、即XY平面上的支撑结构。
在图3下侧的图中用粗虚线表示支撑部22。被粗虚线包围的区域(标有网状图案的区域)是支撑部22的上表面即支撑面Q1。在图3所示的例子中，在第一方向(X轴方向)设定第一位置偏移余量M1以及第二位置偏移余量M2，并且，在XY平面内，在与第一方向(X轴方向)正交的第二方向(Y轴方向)也设定第三位置偏移余量M3和第四位置偏移余量M4。
并且，在第二基板30的被支撑面的与支撑面Q1的整个区域(标有网状图案的区域)相对的区域上、通过第一位置偏移余量M1和第二位置偏移余量M2确定的位置偏移余量区域上、通过第三位置偏移余量M3和第四位置偏移余量M4确定的位置偏移余量区域上形成第二接合膜107。即，在图3下侧的图中，在粗斜线区域、即被点划线包围的区域形成第二接合膜107。
在图3所示的例子中采用的设计不仅考虑了第一方向(X轴方向)的位置偏移，而且考虑第二方向(Y轴方向)的位置偏移。因此，实现了耐对准位置偏移的支撑结构。
以下就第一接合膜105的优选图案例子进行说明。图4(A)至图(C)是示出考虑到边缘部上的倾斜和圆度在支撑部的边缘部和侧面也设置第一接合膜的图。图4(A)示出了标准具的截面图，图4(B)示出了第一接合膜的优选图案的例子。并且，图4(C)示出了如果未采用图4(B)图案、则在支撑部的边缘部(角部)产生第一接合膜的倾斜和圆度的状态。
首先参考图4(C)。设置在支撑部22的支撑面Q1的整个区域(整个面)上的第一接合膜105如上所述具有平坦的面，但如果仔细看在支撑部22的边缘(角)附近，有可能在第一接合膜105上产生倾斜和圆度。在图4(C)中用虚线表示产生了倾斜和圆度的第一接合膜105。
在该状态下，将第二基板30放置在支撑部22上，假设在第一接合膜105上施加了负荷。这种情况下，在支撑部22的边缘部附近，由于第一接合膜105发生倾斜或圆度，因此，第二基板30被牵引入支撑部22的外侧(与第一光学膜40相反的一侧)或者内侧(第一光学膜40侧)，不能说不会在第二基板30上产生微小的倾斜。即，图4(C)的比较例的情况下，尽管将平坦的面的宽度设计成W1，但实际宽度可看作被缩短为W2。
因此，在图4(A)和图4(B)所示的例子中采用了用第一接合膜105不仅覆盖支撑面Q1的整个区域(整个面)上，而且覆盖支撑部22的边缘部(角部)和侧面的结构。
即，支撑部22由以设置在第一基板20上的凹部23的底面为基准在第一基板20的厚度方向上突出规定距离L2的突起部(凸部)形成。该突起部(支撑部22)在第一光学膜40侧具有第一边缘部和第一侧面，并且，在与第一光学膜40相反的一侧具有第二边缘部和第二侧面。并且，突起部(支撑部22)的第一边缘部和第一侧面以及第二边缘部和第二侧面都被第一接合膜覆盖。
在图4(B)的例子中，第一接合膜105的位于支撑面Q1上的部分用参考符号105a标记。并且，第一接合膜105的覆盖支撑部22的第一侧面的部分用参考符号105b标记。并且，第一接合膜105的覆盖支撑部22的第二侧面的部分用参考符号105c标记。第一接合膜105的膜厚为W3。
根据该结构，第一接合膜105向支撑部22的外侧(与第一光学膜40相反的一侧)或内侧(第一光学膜40侧)伸出相当于其膜厚W3的量。因此，在支撑部22的边缘部附近，即使第一接合膜105发生倾斜或圆度，该倾斜或圆度也产生在其伸出部分(相当于膜厚W3的部分)上。即，在设置于第一接合膜105的侧面的部分105b、105c上发生倾斜或圆度，因此，在第一接合膜105的位于支撑面Q1上的部分105a上保持平坦的面。即，边缘部的倾斜或圆度对支撑面Q1上的第一接合膜105的表面的平坦性没有影响。
因此，支撑面Q1的整个区域(整个面)上的第一接合膜105的表面平坦性被保持。即，即使在支撑部的边缘附近也可以实现各接合膜的平坦的面之间的接触形成的接合。因此，根据图4(A)和图4(B)所示的例子，可以使第二基板30倾斜的可能性进一步降低。
以下就与第一接合膜105和第二接合膜107的成膜相关的变化进行说明。第一接合膜105和第二接合膜107可以都分别形成在各基板的整个面上。并且，也可以部分成膜第一接合膜105，而在整个面上成膜第二接合膜107。也可以相反地在整个面上成膜第一接合膜105，而部分成膜第二接合膜107。并且，第一接合膜105和第二接合膜107也可以在各基板20、30上分别部分成膜。
图5(A)至图5(C)是示出第一接合膜和第二接合膜的成膜变化图。
在图5(A)的示例中，第一接合膜105和第二接合膜107分别形成在各基板20、30的整个面上。
即，在图5(A)所示的例子中，第一接合膜105设置在第一基板20的第二基板30侧的表面的整个区域(整个面)上。通过这样，可以在构成支撑部22的突起部的支撑面(上表面)Q1上以及突起部的第一边缘部上、第二边缘部上、第一侧面上、第二侧面上形成第一接合膜105。并且，由于无需第一接合膜105的图案化，因此也可以减轻制造第一基板20工序时的负荷。
并且，在图5(A)所示的例子中，第二接合膜107设置在第二基板30的第一基板20侧的表面的整个区域(整个面)上。由于第二接合膜107设置在第二基板30的整个面上，因此在XY平面的任何方向上都设置了位置偏移余量，可实现防位置偏移的结构。例如，在接合第一基板和第二基板时，即使任一个基板位置相对任另一个基板偏移，在第一接合膜105上也肯定存在第二接合膜107，位置偏移不成为问题。并且，在第二基板30的制造工序中，由于无需第二接合膜107的图案化，因此也可以减轻制造第二基板30工序中的负荷。
在图5(B)的例子中，在第一光学膜40的下侧未设置第一接合膜105。并且，在第二光学膜50的下侧未设置第二接合膜107。即，第一接合膜105在从第一基板20的厚度方向看的俯视图中设置在与第一光学膜40不具有重合的区域，并且，第二接合膜107在从第二基板30的厚度方向看的俯视图中设置在与第二光学膜50不具有重合的区域。
如果在第一光学膜40的下面存在第一接合膜105，受到第一接合膜105的膜厚不均等的影响，也可以料想到第一光学膜40稍微倾斜的情况。并且，第一光学膜40的下面的第一接合膜105有可能对反射镜的反射特性有影响。在第二光学膜50的下面存在第二接合膜107的情况下也一样。因此，在图5(B)的例子中，在第一光学膜40的下侧未设置第一接合膜105，并且在第二光学膜50的下侧未设置第二接合膜107。即，在从各基板20、30的厚度方向看的俯视图中，各接合膜105、107设置在与各光学膜40、50不具有重合的区域。因此，各接合膜105、107不会对各光学膜40、50的平坦度或反射镜的反射特性有影响。
并且，在图5(C)所示的例子中，第一接合膜105设置在第一光学膜40上，并且，第二接合膜107设置在第二光学膜50上。即，在图5(C)所示的例子中，以覆盖第一光学膜40的方式设置第一接合膜105，并且，以覆盖第二光学膜50的方式设置第二接合膜107。
覆盖各光学膜40、50的各接合膜105、107具有作为保护各光学膜40、50的保护膜(阻隔膜)的功能。例如，在各接合膜105、107彼此接合时，有时通过臭氧或紫外线照射等进行活化处理。此时，只要各接合膜105、107存在于各光学膜40、50上，各接合膜105、107就保护各光学膜40、50不受臭氧或紫外线照射。因此，各光学膜40、50的特性劣化得到抑制。
并且，在本实施方式中，就相对的第一光学膜40与第二光学膜50之间的尺寸小于相对的第一电极60与第二电极70的尺寸的结构的滤光器300进行了说明，但第一光学膜与第二光学膜之间的尺寸大于第一电极与第二电极的尺寸的结构的滤光器也可以起到与本实施方式相同的效果。
(第二实施方式)
在本实施方式中就作为滤光器300的可变间隙标准具滤波器的制造方法进行说明。图6(A)和图6(B)是已制成的可变间隙标准具滤波器的立体图和横截面图。图6(A)和图6(B)所示的可变间隙标准具滤波器的结构与图5(A)所示的可变间隙标准具滤波器的结构相同。
即，在图6(A)和图6(B)所示的可变间隙标准具滤波器上，第二接合膜107设置在第二基板30的第一基板20侧的表面的整个区域(整个面)上。并且，第一接合膜105设置在第一基板20的第二基板30侧的表面的整个区域(整个面)上。在图6(A)和图6(B)中与上述的附图通用的部分使用相同的参考符号。以下利用图7至图11就图6(A)和图6(B)所示的可变间隙标准具滤波器的制造方法的一例进行说明。
图7(A)至图7(H)是示出接合前的第二基板的制造工序的一个例子的图。首先在图7(A)所示的工序中，例如将合成石英玻璃基板的两面进行抛光，制成例如厚度为200μm的玻璃基板31。在图7(B)的工序中，在玻璃基板31的两面形成厚度为50μm的铬(Cr)膜，在铬(Cr)膜上形成厚度为500nm的金(Au)膜。在图7(C)所示的工序中，在玻璃基板31的两面涂敷抗蚀剂(未图示)，将抗蚀剂图案化，形成抗蚀剂掩模。然后利用抗蚀剂掩模将Au/Cr膜图案化。即，利用碘和碘化钾的混合液蚀刻Au膜，然后利用硝酸铈铵水溶液对Cr膜进行蚀刻。
在图7(D)所示的工序中，将玻璃基板31浸渍在氢氟酸水溶液中，在薄壁部(隔膜部)34和电极引出槽(未图示)的形成区域将玻璃基板31进行大约150μm的蚀刻。从而在薄壁部(隔膜部)34和电极引出槽(未图示)的形成区域上蚀刻后的玻璃基板31的厚度大约为50μm。在图7(E)所示的工序中，分别清除附着玻璃基板31两面上的抗蚀剂(未图示)和Au/Cr膜。
在图7(F)所示的工序中，在玻璃基板31的与第一基板20接合的一侧的表面的整个区域(整个面)上通过等离子体化学气相沉积法形成作为第二接合膜107的等离子体聚合膜(例如以聚有机硅氧烷为主要成分的膜)。第二接合膜107的厚度例如为100nm。如果采用图1(A)或图5(C)所示的设备结构，则之后将接合膜107图案化，只在接合区域留下第二接合膜107即可。
在图7(G)的工序中，在接合膜107上利用溅射法形成厚度为0.1μm的第二电极70用的材料膜即ITO(铟锡氧化物)膜。在其上面涂敷抗蚀剂(未图示)，将抗蚀剂图案化后，利用硝酸和盐酸的混合液将ITO膜图案化。最终形成第二电极70。然后清除抗蚀剂(未图示)。并且，电极用的材料膜也可以使用ITO膜以外的膜。例如，也可以使用金等金属膜。由于ITO膜是透明的，因此具有容易确认是否放电的优点。
在图7(H)的工序中，在接合膜107上涂敷抗蚀剂(未图示)，通过光刻法只清除该抗蚀剂的与反射镜部(反射镜形成区域)对应的区域。然后利用溅射法或蒸镀法将反射镜材料膜(电介质多层膜或金属膜等)成膜。例如从基板侧起利用溅射法依次层压形成SiO2膜(厚度为50nm)、TiO2膜(厚度为50nm)、Ag(厚度为50nm)。然后，通过清除抗蚀剂(未图示)使反射镜材料剥离。从而反射镜材料只留在反射镜部。通过这样形成第二光学膜(第二反射膜)50。
并且，第二光学膜50的厚度例如为0.1μm。并且，形成在第一基板20上的第一光学膜40由与第二光学膜50相同的材料形成，并且设定成相同的膜厚。并且，反射镜材料(光学膜的材料)可以使用Ag、Al、SiO2、TiO2、Ta2O5等材料。并且，也可以设置以下工序，即在形成了第二光学膜50之后，用机械或化学的方法清除残留在电极取出口(未图示)的玻璃薄膜。
以下就接合前的第一基板20的制造工序的一个例子进行说明。图8(A)至图8(F)是示出接合前的第一基板制造工序的一个例子的图。
首先，在图8(A)所示的工序中，将合成石英玻璃基板的两面进行抛光，制成例如厚度为500μm的玻璃基板17。然后在玻璃基板17的两面涂敷抗蚀剂(未图示)，将抗蚀剂图案化，将图案化后的抗蚀剂作为掩模，用氢氟酸水溶液对玻璃基板17有选择地进行蚀刻。从而形成凹部19。凹部的深度约为0.5μm。然后清除抗蚀剂掩膜。
在图8(B)的工序中，在玻璃基板17的两面涂敷抗蚀剂(未图示)，将形成在上面的抗蚀剂图案化。将该图案化后的抗蚀剂作为掩膜，用氢氟酸水溶液对玻璃基板17进行例如1μm的蚀刻。从而形成反射镜形成用的凹部23和电极取出部用的凹部23’。然后清除抗蚀剂掩膜。
在图8(C)的工序中，利用等离子体化学气相沉积法在玻璃基板17的与第二基板30接合的一侧的表面的整个区域(整个面)上形成作为第一接合膜105的等离子体聚合膜(例如以聚有机硅氧烷为主要成分的膜)。第一接合膜105的厚度例如为100nm。
在图8(D)的工序中，利用溅射法形成厚度为0.1μm的ITO膜后，利用硝酸和盐酸的混合液进行蚀刻，将ITO膜加工成规定形状。从而形成第一电极60，并且形成引出电极62b。在图8(E)的工序中，形成保护第一电极60的保护膜61。保护膜61例如通过用等离子体化学气相沉积法将成膜0.1μm厚度的TEOS膜，然后将该TEOS膜图案化而形成，例如可以通过使用了抗蚀剂的剥离法进行TEOS膜的图案化。
在图8(F)的工序中，在图案化的抗蚀剂(未图示)上利用溅射法或蒸镀法形成反射镜材料膜(电介质多层膜或金属膜等)。例如从基板侧起利用溅射法依次层压形成SiO2膜(厚度为50nm)、TiO2膜(厚度为50nm)、Ag(厚度为50nm)。然后，通过清除抗蚀剂(未图示)使反射镜材料剥离。从而反射镜材料只留在反射镜部。通过这样形成第一光学膜(第一反射膜)40。第一光学膜40的厚度例如为0.1μm。反射镜材料(光学膜的材料)可以使用Ag、Al、SiO2、TiO2、Ta2O5等材料。可以设置在此之后利用喷砂法或切割法形成取出电极用的通孔(未图示)的工序。通过这样形成接合前的第一基板20。
以下就第一基板20和第二基板30的接合工序进行说明。图9(A)至图9(C)是示出第一基板和第二基板的接合工序的一个例子。在图9(A)的工序中，为了向形成在第二基板30上的作为第二接合膜107的等离子体聚合膜(例如以聚有机硅氧烷为主要成分的膜)供给活化能而进行氧等离子体处理或紫外线处理。氧等离子体处理的情况下，在氧流量为30cc/分，压力为27Pa、射频功率为200W的条件下进行30秒的处理。并且，紫外线处理的情况下，紫外线光源使用准分子紫外线(波长为172nm)，例如进行3分钟的处理。
在图9(B)的工序中，为了向形成在第一基板20上的作为第一接合膜105的等离子体聚合膜(例如以聚有机硅氧烷为主要成分的膜)供给活化能而进行氧等离子体处理或紫外线处理。处理条件与上述条件相同。
在图9(C)的工序中，使供给了活化能的第一基板20和第二基板30相对地设置，进行各基板的对准(位置匹配)，使各基板20、30重合后施加负荷。在图9(C)中，用黑色箭头表示负荷。此时，供给了活化能之后的第一接合膜105和第二接合膜107的活性键(悬挂键)彼此键合，从而第一接合膜105和第二接合膜107被牢固地接合。通过这样完成第一基板20和第二基板30的接合(粘合或固定)。在此之后可以设置分割各芯片的工序。
如上所述，在本实施方式中，在设置于支撑面Q1的整个区域(整个面)上的第一接合膜105的平坦的面与第二接合膜107的平坦的面接触的状态下，第一接合膜105与第二接合膜107接合。即，利用支撑部22的支撑面Q1的整个面支撑第二基板30的同时，通过各接合膜105、107的平坦的面之间的接触，在支撑面Q1上稳定地支撑第二基板30，在该状态下接合各接合膜105、107。因此，可抑制第二基板30相对第一基板20的倾斜。根据本实施方式，可以将例如保持水平的各基板20、30保持平行度地粘合。因此，可以高精度地实现第一光学膜40和第二光学膜50之间微小的间隙例如纳米级间隙。
图10是用于对硅氧烷键进行说明的图。如图10的下侧的图所示，第一接合膜105和第二接合膜107可以具有包含硅氧烷(Si-O-SiO)键302的Si骨架305和与该Si骨架305键合的离去基团(CH3基团)307。并且，通过照射臭氧或紫外线的活化处理，可以使离去基307从Si骨架305离去，形成悬挂键304。然后，通过使第一接合膜105的悬挂键304和第二接合膜107的悬挂键304键合，从而可以接合第一接合膜105和第二接合膜107。
由聚有机硅氧烷等形成的接合膜105、107其本身具有很好的机械特性(刚性等)。并且，该接合膜105、107对很多材料具有极佳的粘接性。因此，由聚有机硅氧烷等形成的第一接合膜105和第二接合膜107具有很强的附着力，因此可以牢固地接合第一基板20和第二基板30。
由聚有机硅氧烷等的接合膜105、107也具有以下优点，即，通常具有防水性(非粘接性)，但通过付与活化能，容易使有机基团离去，变成亲水性，显现粘接性，可以容易且确实控制该非粘接性和粘接性。
以下就滤光器300的具体的结构例进行说明。图11(A)至图11(C)是可变间隙标准具滤波器的具体结构的一个例子及其操作说明图。图11(A)是示出未附加驱动电压状态下的可变间隙标准具滤波器的截面结构的图。如图11(A)所示，第一光学膜40和第二光学膜50之间的初始间隙设定为G1。如上所述，初始间隙G1例如设定为100nm左右。并且，图11(B)是示出形成在第一基板20上的第一光学膜40和第一电极60的布局例子的图。图11(C)是示出附加了驱动电压状态下的可变间隙标准具滤波器的截面结构的图。如图11(C)所示，第一光学膜40和第二光学膜50之间的初始间隙改变为G3。
在图11(A)中形成与第一基板20例如一体地可动支撑第二基板30的支撑部22。支撑部22可以设置在第二基板30上，也可以与第一基板20和第二基板30分开单独形成。
第一基板20和第二基板30的每一个可以通过例如纯碱玻璃、水晶玻璃、石英玻璃、铅玻璃、钾玻璃、硼硅玻璃、无碱玻璃等各种玻璃或水晶等形成。并且，这两个基板20、30例如通过使用了等离子体聚合膜的表面活化接合等进行接合，从而形成一体。第一基板20和第二基板30分别形成一条边例如为10mm的正方形。并且，如图11(B)所示，圆形的第一电极60的直径例如是5mm左右。
并且，第一基板20例如通过对厚度为500μm的玻璃基材进行蚀刻加工而形成。并且，作为可动基板的第二基板30具有薄壁部(隔膜部)34和厚壁部32以及可动部支撑部36。通过设置薄壁部(隔膜部)34，可以通过更小的驱动电压使第二基板30产生所需要的弯曲(变形)。从而实现节电。
在第一基板20的与第二基板30相对的相对面中的中央的第一相对面上形成例如圆形的第一光学膜40。第二基板30同样通过对厚度例如为200μm的玻璃基材进行蚀刻加工形成。在第二基板30的与第一基板20相对的相对面的中央位置形成与第一光学膜40相对的例如圆形的第二光学膜50。
并且，第一光学膜40和第二光学膜50例如形成直径约为3mm的圆形。作为该第一光学膜40和第二光学膜50例如可以使用透射率的半值宽度窄、分辨率好的AgC等的金属膜，并且，也可以使用电介质多层膜。第一光学膜40和第二光学膜50例如可以通过溅射等方法形成。各光学膜的膜厚尺寸例如形成0.03μm。在本实施方式中，作为第一光学膜40和第二光学膜50可以使用具有能够将整个可见光范围进行分光的特性的光学膜。
第一光学膜40和第二光学膜50在图11(A)所示的未施加电压的状态下，隔着第一间隙G1相对配置。在此将第一光学膜40作为固定镜，将第二光学膜50作为可动镜，也可以相反配置，也可以将双方都作为可动镜。
在从第一基板20的厚度方向看的俯视图中，在第一光学膜40的周围形成第一电极60。并且，在以下的说明中，俯视图是指从各基板的基板厚度方向看基板平面的情况。在第二基板30上同样与第一电极60相对地设置第二电极70。第一电极60和第二电极70隔着第二间隙G2相对配置。第一电极60和第二电极70的表面可以用绝缘膜覆盖。
如图11(B)所示，第一电极60在俯视图中不与第一光学膜40重合。因此容易设计第一光学膜40的光学特性。第二电极70和第二光学膜50也是一样。
并且，例如将第二电极70作为公共电位(例如接地电位)，向第一电极60施加电压，通过这样，如图11(C)所示，可以使各电极之间产生箭头所示的静电力(这里为静电引力)F1。即，第一电极60和第二电极70构成静电致动器80。通过静电引力F1可变地控制第一光学膜40与第二光学膜50之间的间隙，形成小于初始间隙G1的间隙G3。根据各光学膜之间的间隙大小决定透过光的波长。因此通过使间隙变化，从而可以选择透过波长。并且如图11(A)中的粗线所示，在第一电极60上连接第一配线61，并且，在第二电极70上连接第二配线71。
(第三实施方式)
图12(A)和图12(B)是示出使用了可变间隙标准具滤波器的滤光器结构的一个例子的图。如图12(A)所示，作为滤光器300的可变间隙标准具滤波器具有彼此相对配置的第一基板(例如固定基板)20、第二基板(例如可动基板)30、设置在第一基板20主面(表面)上的第一光学膜40、设置在第二基板30主面(表面)上的第二光学膜50以及被夹在各基板之间的用于调整各基板之间的间隙(距离)的致动器(例如静电致动器或压电元件等)80a、80b。
并且，第一基板20和第二基板30的至少一个是可动基板即可，也可以使两者都是可动基板。驱动部(驱动电路)301a和驱动部(驱动电路)301b分别驱动致动器80a和致动器80b。并且，通过控制部(控制电路)303控制各驱动部(驱动电路)301a、301b的操作。
按照规定的角度θ从外部入射的光Lin几乎不被散射地通过第一光学膜40。光在设置在第一基板20上的第一光学膜40和设置在第二基板30上的第二光学膜50之间反复进行反射，从而产生光干涉，只有满足特定条件的波长的光被加强，该被加强的波长的光的一部分通过第二基板30上的第二光学膜50，到达光接收部(光接收元件)400。哪种波长的光通过干涉相互加强取决于第一基板20和第二基板30之间的间隙G1。因此通过可变地控制间隙G1，可以使所通过的光的波段进行变化。
如果使用该可变间隙标准具滤波器，可以形成图12(B)所示的光谱测量仪。作为光谱测量仪的例子，可以举出色度计、光谱分析仪、分光光谱分析仪等。在图12(B)所示的光谱测量仪上，例如，进行试样200的颜色检测时使用光源100，并且进行试样200的光谱分析时使用光源100’。
光谱测量仪具有光源100(或光源100’)、具备多个可变波长带通滤波器(可调BPF(1)至可调BPF(4))的滤光器(光谱部)300、包括光电二极管等光接收元件PD(1)至PD(4)的光接收部400、根据从光接收部400获得的光接收信号(光量数据)进行给定的信号处理求出分光光度分布等的信号处理部600、驱动可调BPF(1)至可调BPF(4)的每一个的驱动部301以及可变地控制可调BPF(1)至可调BPF(4)的每一个的光谱带的控制部303。信号处理部600具有信号处理电路501，也可以根据需要设置校正运算部500。通过测量光谱光度分布可以进行例如试样200的颜色测量或试样200的成分分析等。并且，光源100(100’)例如可以用使用了白炽灯、荧光灯、放电管、发光二极管等固体发光元件的光源(固体发光元件光源)等。
通过滤光器300和光接收部400形成滤光器模块350。滤光器模块350除了适用于光谱测量仪以外，也可以作为例如光通讯装置的接收部(包括光接收光学系统和光接收元件)。后面将利用图5就该例子进行说明。本实施方式中的滤光器模块350具有可抑制光学膜的特性劣化、可靠性高、能够扩大透过光的波长范围、小型轻量且容易使用的优点。
(第四实施方式)
图13是示出光仪器的一个例子即波分复用通讯系统的发射器的简要构成的框图。在波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)通讯中，如果利用不同波长的信号彼此不干涉的特性，在一根光纤内多路使用波长不同的多个光信号，则可以不增设光纤线路就可以提高数据的传输量。
在图13中，波分复用发射器800具有来自光源100的光所入射的滤光器300，从滤光器300(具备采用了上述任一种反射镜结构的标准具滤波器)透过多个波长λ0、λ1、λ2、…的光。按波长设置传输器311、312、313。来自传输器311、312、313的多通道的光脉冲信号在波分复用装置321合并成一个后向一根光纤输送路331输送。
本发明同样可以用于光码分复用(OCDM：Optical Code DivisionMultiplexing)发射器。OCDM是通过编码后的光脉冲信号的模式匹配识别通道，这是由于构成光脉冲信号的光脉冲包含不同波长的光成分。因此，通过将本发明用于光设备，可以实现抑制光学膜的特性劣化的可靠性高的光仪器(例如各种传感器或光通信应用设备)。
如以上说明的，根据本发明的至少一个实施方式，在例如通过对基板进行粘合形成的滤光器上，可以抑制基板的倾斜、确保设置在各基板上的光学膜之间的平行度。本发明适合用于诸如标准具滤波器的干涉型滤光器。但不受该例子的限制，本发明作为反射镜结构也可以适用于所有的使用同时具有光的反射特性和光的透过特性的光学膜的结构体(元件或设备)。
以上就几个实施方式说明了本发明，但实际上在不超出本发明的新事项和效果的范围内可以进行各种变形，本领域技术人员对此可以理解。因此，这样的变形例都包括在本发明的范围内。例如，在说明书或附图中，至少一次与更广义或同义的不同术语一起记载的术语在说明书或附图的任何地方都可置换成该不同的术语。
符号说明
20第一基板(例如固定基板) 22支撑部
30第二基板(例如可动基板) 32可动部的厚壁部
34薄壁部(隔膜部) 35可动部
36可动部支撑部(厚壁部) 40第一光学膜(第一反射膜)
50第二光学膜(第二反射膜) 60第一电极
61保护膜 62a、62b引出电极
70第二电极 80致动器
105第一接合膜 107第二接合膜
Q1支撑面 Q2被支撑面
Q2a被支撑面
Q2上的与支撑面的整个区域(整个面)相对的区域(相对面)
Claims (15)
1.一种滤光器，其特征在于，包括：
具有支撑部的第一基板；
被所述支撑部支撑的第二基板；
设置在所述第一基板上的第一光学膜；
设置在所述第二基板上、与所述第一光学膜相对的第二光学膜；
设置在所述支撑部支撑所述第二基板的支撑面的整个区域上的第一接合膜；以及
设置在所述第二基板的被支撑面之中至少与所述支撑面的整个区域相对的区域上的第二接合膜，
所述第一基板和所述第二基板通过所述第一接合膜和所述第二接合膜在所述支撑部接合而固定。
2.根据权利要求1所述的滤光器，其特征在于，
在所述第一基板上设置有凹部，所述支撑部具有从所述凹部的底面在所述第一基板的厚度方向比所述第一基板的形成有所述凹部的面突出规定距离的突起部，
在从所述第一基板的厚度方向看的俯视图中，所述突起部设置在所述第一光学膜的周围，
所述支撑部的所述突起部在所述第一光学膜侧的第一边缘部及第一侧面以及在与所述第一光学膜相反侧的第二边缘部及第二侧面被所述第一接合膜覆盖。
3.根据权利要求2所述的滤光器，其特征在于，
所述第二接合膜设置在所述第二基板的在所述第一基板侧的表面的整个区域上。
4.根据权利要求3所述的滤光器，其特征在于，
所述第一接合膜设置在所述第一基板的在所述第二基板侧的表面的整个区域上。
5.根据权利要求2所述的滤光器，其特征在于，
在从所述第一基板的厚度方向看的俯视图中，所述第一接合膜设置在与所述第一光学膜不具有重合的区域上，
在从所述第二基板的厚度方向看的俯视图中，所述第二接合膜设置在与所述第二光学膜不具有重合的区域上。
6.根据权利要求2或3所述的滤光器，其特征在于，
所述第一接合膜设置在所述第一光学膜上，且所述第二接合膜设置在所述第二光学膜上。
7.一种滤光器的制造方法，其特征在于，所述滤光器包括：具有支撑部的第一基板；被所述支撑部支撑的第二基板；设置在所述第一基板上的第一光学膜；设置在所述第二基板上、与所述第一光学膜相对的第二光学膜；设置在所述支撑部支撑所述第二基板的支撑面的整个区域上的第一接合膜；以及设置在所述第二基板的被支撑面之中至少与所述支撑面的整个区域相对的区域上的第二接合膜，所述第一基板和所述第二基板通过所述第一接合膜和所述第二接合膜在所述支撑部接合而固定，所述滤光器的制造方法包括：
形成所述第一基板的工序，在该工序中，在基板上形成凹部、由从所述凹部的底面在所述第一基板的厚度方向比所述第一基板的形成有所述凹部的面突出规定距离的突起部构成的所述支撑部以及所述第一光学膜，从而形成第一基板；
形成所述第二基板的工序，在该工序中，使基板具有所述被支撑面并在基板上形成所述第二光学膜，从而形成所述第二基板；
形成所述第二接合膜的工序，在该工序中，当将所述第一方向上的所述第二基板的最大对准偏移量设为α并将所述第一方向上的所述第一基板的最大对准偏移量也设为所述α时，在所述第二基板的所述被支撑面的正的所述第一方向侧设定2α以上的第一位置偏移余量且在与所述正的第一方向相反的负的第一方向侧也设定2α以上的第二位置偏移余量，在所述被支撑面的与所述支撑面的整个区域相对的区域上以及通过所述第一位置偏移余量和所述第二位置偏移余量确定的位置偏移余量区域上形成所述第二接合膜，其中，所述第一方向上的所述第二基板的最大对准偏移量α包括所述第二接合膜在所述第一方向上的图案对准偏移量和所述第二基板相对于所述第一基板在所述第一方向上的基板对准偏移量；
形成所述第一接合膜的工序，在该工序中，在设置于所述第一基板上的所述支撑体的所述支撑面的整个区域上形成所述第一接合膜；
活化所述第一接合膜的工序；
活化所述第二接合膜的工序；以及
固定所述第一基板和所述第二基板的工序，在该工序中，在所述第一光学膜与所述第二光学膜相对且所述支撑面与所述被支撑面相对的状态下保持所述第一基板和所述第二基板，并通过向所述第一基板和所述第二基板中的至少一个施加负荷来接合被活化的所述第一接合膜和被活化的所述第二接合膜，从而将所述第一基板和所述第二基板固定。
8.根据权利要求7所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
所述第二基板是具有可动部和可动部支撑部的可动基板，所述可动部具备薄壁部，所述可动部支撑部支撑所述可动部且比所述薄壁部厚，
所述可动部支撑部在所述第一基板侧的表面是所述被支撑面，在固定所述第一基板和所述第二基板的工序中，将从所述第一基板的所述支撑部的在所述第一光学膜侧的端部的位置起到所述第二基板的所述可动部的开始位置为止的所述第一方向上的最短距离设定为2α以上，然后进行所述第一基板和第二基板的固定。
9.根据权利要求7或8所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一接合膜的工序中形成的所述第一接合膜包含具有硅氧烷键的Si骨架和与所述Si骨架结合的离去基团，
在形成所述第二接合膜的工序中形成的所述第二接合膜包含具有硅氧烷键的Si骨架和与所述Si骨架结合的离去基团，
活化所述第一接合膜的工序包括通过臭氧或照射紫外线的第一照射工序使所述离去基团从所述第一接合膜的所述Si骨架离去从而形成悬挂键的工序，
活化所述第二接合膜的工序包括通过臭氧或照射紫外线的第二照射工序使所述离去基团从所述第二接合膜的所述Si骨架离去从而形成悬挂键的工序，
固定所述第一基板和所述第二基板的工序包括通过使所述第一接合膜的所述悬挂键和所述第二接合膜的所述悬挂键键合从而接合所述第一接合膜和所述第二接合膜的工序。
10.根据权利要求9所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一接合膜的工序中，以所述第一接合膜覆盖构成所述支撑部的所述突起部的在所述第一光学膜侧的第一边缘部和第一侧面以及与所述第一光学膜相反侧的第二边缘部和第二侧面的方式形成所述第一接合膜。
11.根据权利要求10所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
在形成所述第二接合膜的工序中，在所述第二基板的所述第一基板侧的表面的整个区域上形成所述第二接合膜。
12.根据权利要求11所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一接合膜的工序中，在所述第一基板的所述第二基板侧的表面的整个区域上形成所述第一接合膜。
13.根据权利要求10所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一接合膜的工序中，在从所述第一基板的厚度方向看的俯视图中与所述第一光学膜不具有重合的区域上形成所述第一接合膜，
在形成所述第二接合膜的工序中，在从所述第二基板的厚度方向看的俯视图中与所述第二光学膜不具有重合的区域上形成所述第二接合膜。
14.根据权利要求10所述的滤光器的制造方法，其特征在于，
在形成所述第一接合膜的工序中，以所述第一接合膜覆盖所述第一光学膜的方式形成所述第一接合膜，且在形成所述第二接合膜的工序中，以所述第二接合膜覆盖所述第二光学膜的方式形成所述第二接合膜。
15.一种光设备，包括通过权利要求7至14中任一项所述的滤光器的制造方法制造的滤光器。
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