CN103582830A - 光学部件的制造方法以及光学部件 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的光学部件的制造方法是一种制造光透性光学部件（12）的方法，所包含的工序为：第1蚀刻工序，蚀刻板状构件的硅区域（11）并形成凹部；热氧化工序，使凹部的内侧面热氧化并形成氧化硅膜（14）；氮化膜形成工序，形成覆盖氧化硅膜（14）的氮化硅膜（16）。由此，就能够实现在相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的半透过反射面上可以均匀地形成氧化硅膜的光学部件的制作方法、以及由该方法进行制作的光学部件。

Description

光学部件的制造方法以及光学部件
技术领域
本发明是涉及光学部件的制造方法以及光学部件。
背景技术
在专利文献1以及2中公开有运用MEMS技术从而在SOI（SiliconOn Insulator）基板上构成干涉光学系统的光模块。这些干涉光学系统具备光束分离器（beam splitter）、被安装于静电致动器（electrostaticactuator）的可动镜、固定镜，这些是通过将SOI基板的硅层以及绝缘层蚀刻成任意的形状来形成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-102132号公报
专利文献2：日本特开2010-170029号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在构成干涉光学系统等的光学部件中，通过对硅基板或硅层实施蚀刻从而形成光透过面或半透过反射面（半反光镜）。然而，例如在波长1μm附近的硅的折射率因为大约是3.5，所以由半透过反射面上的菲涅尔反射而产生的反射率成为约30%，远远达不到干涉光学系统中的理想值50%。另外，光透过面的透过率成为大约70%，即使是在光透过面上也会发生光的损失。特别是在干涉光学系统中，因为起因于硅的波长分散并对应于光波长的光程长的补正成为必要，并且设置用于该补正的光学部件，所以在该光学部件的光透过面上的损失变得更加增加。
为了解决上述技术问题而优选在光透过面上设置反射防止膜，另外，优选在半透过反射面上设置半透过反射膜。反射防止膜例如适宜由氮化硅膜来进行实现，并且能够用其膜厚来将透过率调整到恰当的值。另外，半透过反射膜例如适宜通过层叠氧化硅膜和氮化硅膜来进行实现，并且能够用其膜厚来将反射率调整到恰当的值。然而，在半透过反射面相对于基板面成大倾斜的情况下或在接近垂直的情况下，相对于半透过反射面由CVD等来均匀地形成氧化硅膜是困难的，因而寄希望于有一种能够均匀地将氧化硅膜形成于像这样的半透过反射面的方法。
本发明就是借鉴了以上述那样的技术问题而悉心研究之结果，其目的在于提供一种能够将氧化硅膜均匀地形成于相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的半透过反射面上的光学部件的制造方法以及由该制造方法进行制造的光学部件。
解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明所涉及的光学部件的制造方法其特征为包含：第1蚀刻工序，对包含有硅区域的板状构件的硅区域实施蚀刻并形成凹部；热氧化工序，使凹部的内侧面热氧化并形成氧化硅膜；氮化膜形成工序，形成覆盖氧化硅膜的氮化硅膜。
在该制造方法中，在将具有成为半透过反射面的内侧面的凹部形成于硅区域之后，使该内侧面热氧化并形成氧化硅膜。根据像这样的方法，即使是在内侧面（半透过反射面）相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的情况下，也与使用CVD的情况不同能够以均匀的厚度将氧化硅膜形成于该内侧面上。然后，通过以覆盖该氧化硅膜的形式形成氮化硅膜，从而就能够完好地将半透过反射膜形成于内侧面上。
另外，本发明所涉及的光学部件的特征为：具备包含于板状构件、并由蚀刻形成侧面的硅区域、覆盖一个侧面的氧化硅膜、覆盖氧化硅膜的氮化硅膜，氧化硅膜通过热氧化形成于硅区域的凹部的内侧面而形成。根据该光学部件，能够提供一种在相对于板状构件的板面成大倾斜（或者接近于垂直）的作为半透过反射面的一个侧面上均匀地形成有氧化硅膜的光学部件。
发明效果
根据本发明所涉及的光学部件的制造方法以及光学部件，能够在相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的半透过反射面上均匀地形成氧化硅膜。
附图说明
图1是表示第1板状构件的外观的立体图。
图2是表示沿着图1所表示的II-II线的截面的示意图。
图3是表示第2板状构件的外观的立体图。
图4是表示沿着图3所表示的IV-IV线的截面的示意图。
图5是表示相互接合第1板状构件和第2板状构件的状态的截面图。
图6是表示驱动可动反射镜的静电致动器外观的立体图。
图7是为了说明由光透过性光学部件以及光反射性光学部件构成的迈克尔逊干涉仪的光学系统的平面图。
图8是表示第1板状构件的制造方法中的掩模形成工序的示意图。
图9是表示第1板状构件的制造方法中的掩模形成工序的示意图。
图10是表示第1板状构件的制造方法中的第1蚀刻工序的示意图。
图11是表示第1板状构件的制造方法中的热氧化工序的示意图。
图12是表示第1板状构件的制造方法中的热氧化工序中的除去氮化膜的示意图。
图13是表示第1板状构件的制造方法中的第2蚀刻工序的示意图。
图14是表示第1板状构件的制造方法中的第3蚀刻工序的示意图。
图15是表示第1板状构件的制造方法中的氮化膜形成工序的示意图。
图16是示意性地表示相互贴合第1板状构件和第2板状构件的样子的立体图。
图17是表示以对准标记一致的形式对第1以及第2板状构件实施定位的情况的示意图。
图18是示意性地表示作为光透过性光学部件的一个例子并且被用于干涉光学系统的光束分离器（beam splitter）的平面图。
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平面图。
图20是在被形成于光透过面的氮化硅膜的厚度为0.179μm的情况下的表示光透过面的光透过特性的图表。
图21是在形成于半透过反射面的氧化硅膜的厚度为0.24μm并且被形成于其上的氮化硅膜的厚度为0.179μm的情况下的表示半透过反射面的光反射特性的图表。
图22是表示作为一个变形例具备2个光透过性光学部件的干涉光学系统的平面图。
图23是在氮化硅膜的厚度与实施方式相同的情况下的表示光透过面的光透过特性的图表。
图24是在氧化硅膜以及氮化硅膜的厚度与实施方式相同的情况下的表示半透过反射面的光反射特性的图表。
图25是作为第2变形例表示干涉光学系统的构成的平面图。
图26是表示第3变形例所涉及的光透过性光学部件的构成的示意图。
图27是表示使氧化硅膜的厚度变化的时候的半透过反射膜的反射率变化的图表。
图28是表示将第3变形例所涉及的光透过性光学部件应用于距离测量用探头的例子的示意图。
图29是为了说明有关第4变形例所涉及的制造方法的示意图。
具体实施方式
以下是参照附图并就本发明所涉及光学部件的制造方法以及光学部件的实施方式进行详细的说明。还有，在附图的说明过程中将相同的符号标注于相同的要素并省略重复的说明。
首先，就具有由本发明的一个实施方式所涉及的制造方法进行制作的光学部件的第1板状构件作如下说明。之后，就与该第1板状构件分开进行制作的第2板状构件作如下说明。还有，第1以及第2板状构件通过彼此粘合在一起从而构成一个内置了迈克尔逊干涉仪的光学系统的光模块。
图1以及图2是表示第1板状构件10的示意图。图1是表示第1板状构件10外观的立体图，图2是表示沿着图1所表示的II-II线的截面的示意图。第1板状构件10是通过蚀刻硅基板来进行制作的构件，主要是由硅构成。第1板状构件10具有部件形成面10a、与部件形成面10a相反侧的背面10b。
如图1所示，在第1板状构件10的部件形成面10a侧形成有光透过性光学部件12。光透过性光学部件12是一种通过蚀刻构成硅基板的硅区域11来进行形成的光学部件，能够透过规定波长的光。本实施方式的光透过性光学部件12具有所谓大致V字状的平面形状，并且具有起到光学性作用的4个侧面12a～12d。侧面12a为半透过反射面（半反光镜），相对于使用范围的光例如具有30%～50%的反射率。该半透过反射面在迈克尔逊干涉仪的光学系统中是作为光束分离器（beam splitter）行使其功能的。侧面12a～12d为光透过面，相对于使用波长范围的光例如具有90%～99%的透过率。
如图2所示，光透过性光学部件12的侧面12a被由在硅区域11的侧面上形成的氧化硅膜14和在该氧化硅膜14上形成的氮化硅膜16构成的半透过反射膜13覆盖。侧面12a上的波长-反射特性对应于氧化硅膜14以及氮化硅膜16各自的厚度而发生变化。另外，光透过性光学部件12的侧面12b～12d被由在硅区域11的侧面上形成的氮化硅膜16构成的反射防止膜（AR膜）覆盖。侧面12b～12d上的波长-反射特性对应于氮化硅膜16的厚度而发生变化。还有，氧化硅膜14从光透过性光学部件12的侧面12a遍布到光透过性光学部件12周边的硅区域11上而形成，并且如后述那样，使硅区域11热氧化来形成。另外，氮化硅膜16是遍布于包括氧化硅膜14上以及光透过性光学部件12侧面12b～12d上的硅区域11上的整个面来进行形成的。在光透过性光学部件12的上表面与氮化硅膜16之间存在有氧化硅膜18。氧化硅膜18是在蚀刻硅区域11并形成光透过性光学部件12的时候被使用的蚀刻掩模。
第1板状构件10的周缘部10c相对于部件形成面10a稍稍向厚度方向突出，并围绕着光透过性光学部件12。在周缘部10c上形成有为了与后文所述的第2板状构件相位置匹配的多个（在本实施方式中为2个）对准标记17。在一个实施例中，一个对准标记17被形成于第1板状构件10的一边上的周缘部10c，另一个对准标记17被形成于第1板状构件10的另一边（优选为与所述一边相对的边）上的周缘部10c。这两个对准标记17例如具有十字状等的任意平面形状，在本实施方式中由被形成于周缘部10c的沟槽构成。
图3以及图4是表示第2板状构件20的示意图。图3是表示第2板状构件20外观的立体图，图4是表示沿着图3所表示的IV-IV线的截面的示意图。还有，在图3中由点划线来表示在第1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的位置以及范围。
第2板状构件20是通过对在支撑基板28上层叠了绝缘层29以及硅层25的所谓绝缘体上硅薄膜（SOI：silicon on insulator）基板的硅层25实施蚀刻来进行制作的构件。第2板状构件20具有支撑基板28露出的主面20a、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以及出射镜24。这些镜子21～24是金属膜26被成膜于通过蚀刻SOI基板的硅层25来形成的面上的光学部件，对到达这些镜面上的光作全反射。还有，在本实施方式中，根据蒸镀金属膜26的时候的情况还在主面20a上形成金属膜26。入射镜21以及出射镜24的各个镜面相对于主面20a的法线方向倾斜例如45°等的角度。另外，固定反射镜22以及可动反射镜23的各个镜面沿着主面20a的法线方向相对于主面20a被大致垂直形成。入射镜21朝着光透过性光学部件12的半透过反射面即侧面12a反射从主面20a的法线方向透过第1板状构件10进行入射的光。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出射的光向该侧面12d反射。还有，可动反射镜23能够由后文所述的静电致动器而在沿着入射光的光轴的方向上进行平行移动。出射镜24在主面20a的法线方向上反射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）。该干涉光透过第1板状构件10向光模块的外部出射。
第2板状构件20的周缘部20c相对于主面20a在厚度方向上突出并围绕着光反射性光学部件即镜子21～24。在周缘部20c上，用于与所述第1板状构件10进行定位的多个（在本实施方式中为2个）对准标记27被形成于对应于第1板状构件10的对准标记17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上形成有一个对准标记27，在第2板状构件20的另一边（优选为与所述一边相对的边）的周缘部20c上形成有另一个对准标记27。这两个对准标记27具有与第1板状构件10的对准标记17相同的平面形状，例如是由被形成于周缘部20c的沟槽所构成。
图5是表示相互接合第1板状构件10和第2板状构件20的状态的截面图。如图5所示，这些板状构件10,20是以第1板状构件10的形成有光透过性光学部件12的部件形成面10a与第2板状构件20的主面20a进行相对的形式被相互接合的。此时，光透过性光学部件12是被配置于固定反射镜22与出射镜24之间，并且是被配置于图3所表示的入射镜21与可动反射镜23之间。另外，此时，在被形成于光透过性光学部件12的上表面的氮化硅膜19与被形成于第2板状构件20的主面20a上的金属膜26之间优选存在有间隙。
在此，图6是表示驱动可动反射镜23的静电致动器30外观的立体图。如图6所示，静电致动器30具有被固定于第2板状构件20的主面20a的第1电极31、被固定于可动反射镜23的第2电极32。静电致动器30是一种通过使第1电极31与第2电极32之间发生静电力从而相对于第1电极31使第2电极32作相对位移的静电致动器。
第1电极31具有通过绝缘层29（参照图4）被固定于支撑基板28的固定部31a、被形成于与第2电极相对的固定部31a侧面的梳齿部31b。还有，梳齿部31b通过除去该部分与支撑基板28之间的绝缘层29，从而相对于支撑基板成为浮起的状态。
第2电极32是被配置于可动反射镜23与第1电极31之间。第2电极32具备：支柱32a，在垂直于可动反射镜23镜面的方向上进行延伸设置并在其一端支撑可动反射镜23；梳齿部32b，支撑支柱32a的另一端；支撑部32c，具有连结板弹簧的构造并弹性地支撑梳齿部32b的两端。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，从而相对于支撑基板28成为浮起状态。另外，支撑部32c的一端支撑梳齿部32b的端部，支撑部32c的另一端被固定于第2板状构件20的周缘部20c（参照图3）。根据该结构，支柱32a以及梳齿部32b变得能够在垂直于可动反射镜23镜面的方向上进行位移。梳齿部32b与第1电极31的梳齿部31b相对，梳齿部32b的梳齿被配置于梳齿部31b的各个梳齿之间。
如果将规定电压施加于第2电极32，则静电力在梳齿部32b与梳齿部31b之间产生作用。该静电力因为是由被施加于第2电极32的电压值所决定，所以梳齿部32b与梳齿部31b之间的间隔受控于该电压值。即，垂直于由梳齿部32b以及支柱32a进行支撑的可动反射镜23镜面的方向上的位置受控于被施加于第2电极32的电压。
图7是用于说明由上述光透过性光学部件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以及出射镜24）进行构成的迈克尔逊干涉仪的光学系统的平面图。如果从光模块的外部透过第1板状构件10而入射被测定光L1，则入射镜21在沿着部件形成面10a以及主面20a的方向上反射被测定光L1。被测定光L1到达光透过性光学部件12的侧面12a（半透过反射面）。被测定光L1中的一部分的被测定光L2在侧面12a上进行反射并入射到光透过面即侧面12b，然后透过光透过性光学部件12的内部从光透过面即侧面12c出射。从侧面12c出射的被测定光L2在固定反射镜22上进行全反射，之后沿与以上所述相同的光路行进并返回到侧面12a。
另外，被测定光L1中除去被测定光L2的剩余的被测定光L3从侧面12a入射到光透过性光学部件12。该被测定光L3透过光透过性光学部件12的内部从光透过面即侧面12d出射并到达可动反射镜23。于是，该被测定光L3在可动反射镜23上进行全反射，然后沿与以上所述相同的光路行进并返回到侧面12a。
从固定反射镜22返回到侧面12a的被测定光L2和从可动反射镜23返回到侧面12a的被测定光L3在侧面12a上进行互相合波并成为干涉光图像L4。干涉光图像L4透过光透过性光学部件12的内部从侧面12d出射并到达出射镜24。干涉光图像L4在出射镜24上进行反射并透过第1板状构件10向光模块的外部出射。
在一个实施例中，相对于侧面12a的被测定光L1的入射角以及相对于侧面12b的被测定光L2的入射角都被设定为45°。另外，光透过性光学部件12的侧面12a和侧面12d被设定为相互平行，并且侧面12b和侧面12c被设定为相互平行。在此情况下，在所有侧面12a～12d上入射角以及出射角都成为45°，反射防止膜如果是相同厚度，则能够获得相同的透过特性。
还有，通过以被测定光L2以及L3各自的在光透过性光学部件12内的光程成为彼此相等的形式设计光透过性光学部件12的形状，从而就能够有效地消除由于在硅内部的波长分散而产生的影响。另外，为了做到让在干涉光学系统整体中的被测定光L2以及L3各自的光程相等，而优选在侧面12a与侧面12b之间的被测定光L2的光程以及在侧面12c与固定反射镜22之间的被测定光L2的光程之和，与在侧面12d与可动反射镜23之间的被测定光L3的光程相互相等。
接着，就本实施方式所涉及的光模块的制造方法作如下说明。图8～图15是表示第1板状构件10的制造方法中的各个工序的示意图，（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）所表示B-B线的截面的示意图。
〈掩模形成工序〉
首先，如图8所示准备包含硅区域11的板状构件。作为像这样的板状构件优选为硅基板、和绝缘层以及硅层被层叠于支撑基板上的SOI基板等。然后，在硅区域11形成氧化硅膜18。该氧化硅膜18为本实施方式中的第1掩模，具有对应于具有侧面12a～12d的光透过性光学部件12平面形状的图形即沿着侧面12a～12d的图形。像这样的氧化硅膜18考虑到在后文所述的热氧化工序中被暴露于高温环境下，所以例如在由热氧化或热CVD将氧化硅膜形成于硅区域11上的整个面之后优选使用通常的光刻技术来进行形成。
接着，如图9所示以覆盖硅区域11上的整个面的形式形成氮化硅膜41（第2掩模）。氮化硅膜41考虑到在后文所述的热氧化工序中被暴露于高温环境下，所以优选例如由高温处理的低压化学气相沉积法（LP-CVD：Low Pressure-Chemical Vapor Deposition）来进行形成。此时，氧化硅膜18也被氮化硅膜41覆盖。然后，如图10所示将具有开口42a的抗蚀掩膜42（第3掩模）形成于氮化硅膜41的上面。开口42a具有与在后面的工序中被形成的硅区域11的凹部的平面形状对应的形状，并且是以从硅区域11的厚度方向来看不与氧化硅膜18相重叠的形式邻接于氧化硅膜18进行形成的。开口42a的平面形状例如是四边形状，其一边重叠于氧化硅膜18的一边（对应于光透过性光学部件12侧面12a的边）18a。然后，将该抗蚀掩模42作为蚀刻掩模并加以使用，通过进行氮化硅膜41的蚀刻，从而将开口形成于氮化硅膜41。
〈第1蚀刻工序〉
接着，将抗蚀掩模42作为蚀刻掩模并加以使用，相对于硅区域11进行干式蚀刻。由此，在硅区域11形成凹部11a，同时作为凹部11a的内侧面的一部分而形成光透过性光学部件12的侧面12a。还有，在作为包含硅区域11的板状构件而使用SOI基板的情况下，因为绝缘层是作为蚀刻停止层来行使其功能，所以能够更加高精度地控制蚀刻深度。另外，在该工序中，作为干式蚀刻的方法例如可以使用运用了波希法（Bosch process）的深挖RIE（反应性离子蚀刻）法等。在该工序之后，除去抗蚀掩模42。
在该第1蚀刻工序中，相对于硅区域11例如可以进行使用了碱性蚀刻剂的湿式蚀刻。即使是在像这样的情况下，根据使由蚀刻形成的凹部11a的侧面与硅区域11的结晶面相一致等方法，也能够适宜形成沿着硅区域11的厚度方向的（相对于板面垂直的）凹部11a的侧面。作为像这样的结晶面优选例如（100）面或（111）面。还有，就这样可以在由湿式蚀刻形成凹部11a的情况下，在蚀刻之前除去抗蚀掩膜42，将氮化硅膜41作为蚀刻掩膜来加以使用。
〈热氧化工序〉
接着，如图11所示通过使凹部11a的内面（内侧面以及底面）热氧化从而形成氧化硅膜14。此时，除了凹部11a的内面之外的硅区域11的表面因为被氮化硅膜41覆盖，所以只有凹部11a的内面被热氧化。另外，在本工序中，可以将由热氧化形成的氧化硅膜14的膜厚控制在完成后的光模块中的氧化硅膜14的膜厚的2倍左右（例如0.48μm）。在该工序之后，例如使用被加热到150℃～170℃的热磷酸液来除去氮化硅膜41（参照图12）。通过使用热磷酸液从而能够让氧化硅膜14以及18留下而只适宜除去氮化硅膜41。
〈第2蚀刻工序〉
接着，如图13所示将氧化硅膜18作为蚀刻掩模来进行使用，通过对硅区域11实施再蚀刻从而将与侧面12a不同的侧面12b～12d形成于硅区域11。由此，形成了光透过性光学部件12。还有，作为在本工序中的蚀刻方法，干式蚀刻以及碱性湿式蚀刻的任一个都可以。
〈不要部分除去工序〉
接着，为了除去氧化硅膜14中的不要的部分14a（参照图13）而进行例如使用了稀氟酸的蚀刻。此时，氧化硅膜14当中不沿着硅区域11的部分14a因为从内外面双方被稀氟酸蚀刻，所以以与沿着硅区域11的其它部分相比较大约2倍的速度被蚀刻。因此，在该部分14a被完全除去的时刻，其它部分（特别是侧面12a上的部分）只有膜厚的一半程度被蚀刻。由像这样的工序如图14所示氧化硅膜14的不要部分14a被除去，因而变成了氧化硅膜14的其它部分被留了下来。在刚刚由热氧化形成之后的氧化硅膜14的厚度为0.48μm的情况下，本工序后的氧化硅膜14的厚度为0.24μm。因为半透过反射膜13的反射率根据该厚度而发生变化，所以最好是考虑了本工序中的氧化硅膜14的减厚部分的前提下实施上述热氧化工序。
还有，在以上所述工序中由蚀刻除去氧化硅膜14的不要部分14a，但是也可以根据该部分14a厚度通过由湿式处理的时候的液压折断该部分14a来进行除去。
〈氮化膜形成工序〉
接着，如图15所示将氮化硅膜16形成于硅区域11上的整个面。在该工序中是以至少覆盖侧面12a上的氧化硅膜14以及其它侧面12b～12d的形式形成氮化硅膜16。由此，作为反射防止膜的氮化硅膜16被形成于侧面12b～12d，同时构成半透过反射膜13的一部分的氮化硅膜16被形成于氧化硅膜14上。还有，在该工序中为了均匀地将氮化硅膜16形成于氧化硅膜14上以及侧面12b～12d上而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。
根据以上所说明的方法能够很好地制作出第1板状构件10。另外，第2板状构件20中除了静电致动器30之外的部分例如是以以下所述的形式进行制作的。首先，准备SOI基板。在该SOI基板的硅层表面上形成氧化硅膜。接着，通过蚀刻该氧化硅膜从而形成对应于入射镜21的倾斜的镜面的开口、及对应于出射镜24的倾斜的镜面的开口。然后，遍布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从而形成分别对应于入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23以及出射镜24的开口。
接着，经由氮化硅膜以及氧化硅膜相对于硅层实施干式蚀刻。此时，直至SOI基板的绝缘层露出为止蚀刻硅层。由此，在硅层上形成入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23以及出射镜24。于是，在由氧化硅膜保护了硅层的露出的侧面之后除去氮化硅膜。此时，例如使用热磷酸等一边使氧化硅膜留下一边选择性地蚀刻氮化硅膜。由此，对应于入射镜21以及出射镜24的倾斜的镜面的氧化硅膜的开口被再一次显现，并成为该部分的硅层露出的状态。之后，相对于露出的硅层实施湿式蚀刻。此时，例如由碱性蚀刻来对硅层的露出部分实施各向异性蚀刻。由此，入射镜21以及出射镜24的倾斜的镜面被形成于硅层。
接着，除去氧化硅膜并将金属膜26形成于入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23以及出射镜24的各个镜面上。首先，以覆盖SOI基板的部件形成面的形式配置罩盖掩膜（shadow mask）。在该罩盖掩膜上形成有一个大开口，其包含入射镜21、固定反射镜22、可动反射镜23以及出射镜24的各个中的成为镜面的部分。于是，经由这个罩盖掩膜来物理蒸镀金属材料，从而将金属膜26形成于上述各个镜面上。此时，作为金属膜26的形成方法除了高能量的溅射方式之外优选电阻加热蒸镀或EB蒸镀。就这样第2板状构件很好地被制作出。
图16是示意性地表示相互贴合第1板状构件10和第2板状构件20的样子的立体图。在该工序中，以部件形成面10a与主面20a进行相对的形式并且以第1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以及出射镜24成为如图7所表示的位置关系的形式相互贴合第1以及第2板状构件10,20。此时，可以分别在第1板状构件10的周缘部10c以及第2板状构件20的周缘部20c形成对准标记17,27，并在以如图17所示这两对对准标记成吻合一致的形式对第1以及第2板状构件10,20实施定位之后，相互接合周缘部10c,20c。另外，作为第1以及第2板状构件10,20的接合方法优选为直接接合的方法、通过焊锡进行接合的方法或者通过树脂进行接合的方法等。
关于以上所说明的由本实施方式所涉及的光学部件的制造方法所取得的效果将与使用了MEMS技术的一般的光学部件所存有的技术问题一起作如下说明。
根据MEMS技术，能够使用半导体光刻技术的细微而且高精度的加工，并且能够很好地制作出将光作为波那样的构成光干涉仪和衍射光栅等的光学部件。特别是在使用了硅基板或SOI基板的MEMS加工中，因为硅具有适度的弹性，所以能够制作出机械特性好且可靠性高的传感器或致动器（actuator），另外，利用了硅结晶的各向异性的斜面的形成或使用了波希法（Bosch process）等的深沟（deep trench）的形成是可能的。为此，MEMS技术是为了制造加速度传感器、压力传感器、投影仪的像素镜（数字微镜装置Digital Mirror Device）、为了FTIR（FourierTransform Infrared Spectrometer）分光器的光干涉仪等而被利用的。特别是对于光干涉仪来说能够在广阔领域被应用，不仅仅是FTIR而且能够应用于OCT（Optical Coherent Tomography）、膜厚测定、表面粗糙度测定等，并且能够小型地构成这些测量仪。然而，在对硅基板等进行MEMS加工来制作各种各样的光学部件的情况下存在着以下所说明的那样的技术问题。
图18是示意性地表示作为光学部件的一个例子被用于干涉光学系统等的光束分离器（beam splitter）100的平面图。该光束分离器100具有半透过反射面101、光反射面103以及光透过面104。在此，例如在波长1μm频带的硅的折射率因为大约为3.5，所以在硅表面上的菲涅尔反射的反射率成为大约30%。即，到达半透过反射面101的光La1的30%在半透过反射面101上反射。还有，这个反射了的光La2被没有图示的可动反射镜反射并返回到半透过反射面101，在这当中的70%通过半透过反射面101到达光透过面104。另外，光La1当中留下的70%（La3）从半透过反射面101入射到光束分离器100，在由光反射面103进行反射之后返回到半透过反射面101。返回到半透过反射面101的光La3的30%在半透过反射面101上作再一次反射并到达光透过面104。于是到达光透过面104的光La2以及La3的各70%从光透过面104向光束分离器100的外部出射。
然而，图18所表示的光束分离器100的半透过反射面101上的反射率（30%）作为光干涉仪不是一个理想的值。关于光干涉仪，最终被取出的干涉光的振幅A如果将半透过反射面101上的反射率设定为r，则由以下所述的数学式（1）进行表示。
[数1]
A=2r（1-r）   （1）
根据该数学式（1）在r为0.5（即反射率50%）的时候振幅A成为最大值（0.5）。相对于此，在r为0.3（即反射率30%）的时候A成为0.41，并且光利用效率减小20%左右。再有，因为在光La2以及La3从光束分离器100出射的时候也会发生30%的损失，所以最终的光利用效率变小到41%×70%=28.7%。还有，在该计算中是将光反射面103上的反射率作为100%，但是在不能够对光反射面103实施金属膜制膜的情况下光利用效率变得更低。
像这样的光利用效率的降低，由于相对于硅的波长分散的补偿而变得更加显著。透过由硅构成的光透过性光学部件内部的光的光程，根据其光的波长而有所不同。例如，在透过光透过性光学部件的光的波长为1μm～1.7μm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发生变化。在此，以图18所表示的光束分离器100为例子来进行说明。如果假定光La1～La3的波束宽为150μm，则为了光La2以及La3不被光反射面103遮挡并且向光透过面104行进，而成为有必要半透过反射面101与光反射面103之间的光程至少为360μm左右。于是，光La2因为往复于该光路，所以其间的光La2的传播距离成为720μm左右。最后，在上述波长范围720μm×±0.04=±29μm即对于光La2的每个波长的等效光程产生最大58μm的偏差，因而会使干涉光图像劣化。还有，如果使用复数傅立叶变换（complexFourier transform），则能够计算出相位的偏差（与光程的偏差相等价），但是因为切趾校正（Apodizing correction）等的必要性增加并且关系到分辨率劣化，所以不被优选。
根据这样的理由设置为了补偿波长分散的光学构件。图19是表示具有为了补偿波长分散的光学构件的干涉光学系统的构成例的平面图。如图19所示，该干涉光学系统120、光束分离器（beam splitter）121、固定反射镜122、被设置于固定反射镜122之前的硅制的波长分散补偿构件123、可动反射镜124。光束分离器121的一个侧面121a是作为光分支面被利用，其他的侧面121b是作为光透过面被利用。如果光Lb1入射到该光束分离器121的侧面121a，则该光Lb1的一部分（30%）即Lb2在侧面121a上反射，并通过波长分散补偿构件123的侧面123a到达固定反射镜122。该光Lb2在固定反射镜122上反射并且再一次通过波长分散补偿构件123的侧面123a返回到侧面121a。另外，光Lb1的另一部分（70%）即Lb3透过侧面121a并从侧面121b出射从而到达可动反射镜124。该光Lb3在可动反射镜124上反射并再一次通过侧面121b返回到侧面121a。返回到侧面121a的光Lb2以及Lb3从侧面121b向外部出射。
根据图19所示的干涉光学系统120，则通过使光Lb2的光程与光Lb3的光程相等从而能够补偿上述波长分散。然而，如果就这样设置为了波长分散补偿的光学构件（波长分散补偿构件123），则因为光所通过的光透过面的数量将有所增加，并且每次通过各个光透过面将发生损失，所以光利用效率会更低。例如，在图19所表示的干涉光学系统120中光利用效率成为以下所述数学式（2）。
[数2]
2 × 30 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 30 % × 70 % = 14.4 % · · · ( 2 )
以上所述那样的技术问题可以通过将反射防止膜（AR coat）设置于光透过面并且将半透过反射膜设置于光分支面来得到减轻。例如，在将反射率为5%的反射防止膜形成于图19所表示的干涉光学系统120的侧面121b以及123a并且将反射率为50%的半透过反射膜形成于侧面121a的情况下，光利用效率就如以下所述数学式（3）所表示的那样被大幅度改善。
[数3]
2 × 95 % × 50 % × 95 % × 95 % × 50 % × 95 % × 95 % × 50 % × 95 % × 95 % × 50 % × 95 % = 41 % · · · ( 3 )
反射防止膜例如是通过使用CVD等将氮化硅膜形成于光透过面来进行制作。另外，半透过反射膜例如是通过使用CVD等将氧化硅膜和氮化硅膜层叠于光分支面上来进行制作。然而，在由MEMS技术来制作像这样的干涉光学系统的情况下，成为将反射防止膜或半透过反射膜形成于蚀刻硅基板或SOI基板形成的侧面上的情况。在侧面相对于基板面成大倾斜的情况下或在接近于垂直的情况下，相对于该侧面由CVD等均匀地形成氧化硅膜是困难的。
相对于以上所述的技术问题，在本实施方式所涉及的光学部件的制造方法中，在将具有成为半透过反射面12a的内侧面的凹部11a形成于硅区域11之后，使该内侧面热氧化从而形成氧化硅膜14。根据像这样的方法，即使是内侧面（半透过反射面12a）相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的情况下，也与使用CVD的情况不同能够以均匀的厚度将氧化硅膜14形成于该内侧面上。然后，以覆盖该氧化硅膜14的形式形成氮化硅膜16，从而就能够很好地将半透过反射膜13形成于内侧面上。另外，在本实施方式所涉及的光学部件的制造方法中，能够很好地将作为反射防止膜的氮化硅膜16形成于光透过性光学部件12的侧面12b～12d的各个。
在此，就通过设置半透过反射膜13以及反射防止膜（氮化硅膜16）而起到的效果作如下更为详细的说明。图20是在被形成于侧面12b～12d的氮化硅膜16（折射率为1.9）的厚度为0.179μm的情况下的表示各个侧面12b～12d的光透过特性的图表。还有，在图20中横轴是表示波长（单位μm），纵轴是表示透过率（%）。另外，在图中曲线G11是表示相对于P偏振光的光透过特性，曲线G12是表示相对于S偏振光的光透过特性，曲线G13是表示相对于均等地包含有P偏振光和S偏振光的光的光透过特性。
另外，图21是在被形成于侧面12a的氧化硅膜14（折射率1.5）的厚度为0.24μm并且被形成于其上的氮化硅膜16（折射率1.9）的厚度为0.179μm的情况下的表示侧面12a的光反射特性的图表。还有，在图21中横轴是表示波长（单位μm），纵轴是表示反射率（%）。另外，在图中曲线G21是表示相对于P偏振光的光反射特性，曲线G22是表示相对于S偏振光的光反射特性，曲线G23是表示相对于均等地包含有P偏振光和S偏振光的光的光反射特性。
还有，在本实施方式中因为相对于各个侧面12b～12d的入射角为较大的45°，所以如图20以及图21所示光透过面（侧面12b～12d）上的透过率或半透过反射面（侧面12a）上的反射率依存于被测定光的偏振光的朝向。还有，在分光器等上被测定光不相干的情况下，因为考虑到P偏振光和S偏振光混合在一起，所以认为图20的曲线G13所表示的光透过特性以及图21的曲线G23所表示的光反射特性最接近于本来的特性。
现在为了作比较而考虑在光透过性光学部件12的侧面12a～12d上不形成半透过反射膜13或反射防止膜（氮化硅膜16）的情况。在此情况下，侧面12a的反射率成为30%，侧面12b～12d的透过率成为70%。因此，从光学干涉系统输出的干涉光L4的振幅成为如以下所述数学式（4），即成为极其低的值。
[数4]
2 × 30 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 70 % × 30 % × 70 % = 10 % · · · ( 4 )
相对于此，在本实施方式中在侧面12a～12d上形成半透过反射膜13或者反射防止膜（氮化硅膜16）。因此，即使是被测定光的波长为1μm或者1.7μm（即在图20以及图21中透过率以及反射率分别为最低波长）的情况，从光学干涉系统输出的干涉光L4的振幅也成为
[数5]
2 × 34 % × 92 % × 92 % × 92 % × 92 % × 66 % × 92 % × 66 % × 92 % × 92 % × 34 % × 92 % = 32 % · · · ( 5 )
与以上所述的比较例相比较光利用效率被大幅度改善。另外，在被测定光的波长为1.2～1.3μm（即在图20以及图21中透过率以及反射率高的波长范围）的情况下，干涉光L4的振幅成为
[数6]
2 × 47 % × 98 % × 98 % × 98 % × 98 % × 53 % × 98 % × 53 % × 98 % × 98 % × 47 % × 98 % = 46 % · · · ( 6 )
光利用效率进一步被改善。因此，在能够对应于用途缩窄被测定光的波长范围的情况下，能够进一步提高光利用效率。
还有，在本实施方式中为了补偿波长分散而光透过性光学部件12具有用于让被测定光L2透过的部分，但是也可省去像这样的为了补偿波长分散的结构。例如，在使用激光等的单色光的用途中，因为不需要波长分散的补偿，所以能够省略光透过性光学部件12的侧面12b以及12c。因此，在像这样的情况下能够更加减少起因于侧面12b以及12c上的反射的损失。
另外，在本实施方式中与光透过性光学部件12相区别开形成固定反射镜22，但是也可以取代固定反射镜22而将成为反射镜的金属膜形成于光透过性光学部件12的侧面12c上。由此，就能够消除由于被测定光L2透过侧面12c而引起的损失，并且能够进一步提高光利用效率。还有，像这样的金属膜例如使用硬掩膜来只适宜形成于侧面12c上。另外，在此情况下，可以设定侧面12c的朝向，使其相对于侧面12b不平行而相对于被测定光L2的光轴成为垂直。
另外，在本实施方式中，光透过性光学部件12和静电致动器30分别被形成于不同的板状构件10,20。因此，在将这两个构件形成于各个板状构件10,20的时候，例如能够以最适合的特性将杂质浓度等的基板的特性配合于各个光学部件。例如，在形成有光透过性光学部件12的第1板状构件10的硅区域11不添加杂质来抑制光的吸收，另外在形成有静电致动器30的第2板状构件20的硅层25添加适量的杂质并确保良好的导电性，并且能够良好地确保驱动可动反射镜23的静电致动器30等的导电性部件的电气特性。
另外，优选如本实施方式那样在热氧化工序与氮化膜形成工序之间进一步进行除去氧化硅膜14的不要部分14a的不要部分除去工序。在如本实施方式那样只将凹部11a的内侧面的一部分作为半透过反射面12a来进行使用的情况下，通过进一步进行像这样的不要部分除去工序从而除去氧化硅膜14的不要部分14a，并且能够制作出所希望的形状的光透过性光学部件12。
另外，优选如本实施方式那样在氮化膜形成工序中使用LP-CVD来形成氮化硅膜16。由此，在相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的半透过反射面12a上能够均匀地形成氮化硅膜16。
另外，在本实施方式中，第1板状构件10的周缘部10c相对于部件形成面10a在厚度方向上稍稍突出，另外，第2板状构件20的周缘部20c相对于主面20a在厚度方向上突出。周缘部10c以及20c的形态并不限于这种，例如也可以是通过周缘部10c以及20c当中的一方不突出而另一方较大地进行突出来使它们相接的形态。特别是优选在如本实施方式那样第2板状构件20是从SOI基板进行制作的情况下，通过蚀刻绝缘层29并将其除去，从而在周缘部20c上使支撑基板28露出并使所露出的支撑基板28和第1板状构件10的周缘部10c相互接合。另外，在该情况下，优选通过稍微蚀刻第1板状构件10的光透过性光学部件12的上表面并使其低于周缘部10c的上表面，从而回避光透过性光学部件12与第2板状部件20的接触。
（第1变形例）
在上述实施方式中是将光透过性光学部件12的侧面12a～12d形成为一个构件，但是光透过性光学部件的半透过反射面以及光透过面也可以被形成为分别的构件。图22是表示作为上述实施方式的一个变形例具备替代光透过性光学部件12的2个光透过性光学部件51以及52的干涉光学系统的平面图。在该干涉光学系统中一方的光透过性光学部件51具有作为半透过反射面的侧面51a、作为光透过面的侧面51b。另外，另一方光透过性光学部件52具有作为光透过面的侧面52a以及52b。
从该干涉光学系统的外部入射的被测定光L1到达光透过性光学部件51的侧面51a（半透过反射面）。被测定光L1中的一部分被测定光L2在侧面51a上反射，并入射到光透过面即侧面52a，接着透过光透过性光学部件52的内部从光透过面即侧面52b出射。从侧面52b出射的被测定光L2在固定反射镜22上进行全反射，之后沿与以上所述相同的光路行进并返回到侧面51a。
另外，被测定光L1中除去被测定光L2的剩余的被测定光L3从侧面51a入射到光透过性光学部件51。该被测定光L3透过光透过性光学部件51的内部从光透过面即侧面51b出射并到达可动反射镜23。于是，该被测定光L3在可动反射镜23上进行全反射，然后沿与以上所述相同的光路行进并返回到侧面51a。
从固定反射镜22返回到侧面51a的被测定光L2和从可动反射镜23返回到侧面51a的被测定光L3在侧面51a上进行互相合波并成为干涉光图像L4。干涉光图像L4透过光透过性光学部件51的内部从侧面51b向干涉光学系统的外部出射。
这两个光透过性光学部件51以及52适宜根据与上述实施方式的图8～图15所表示的方法相同的方法进行制作。因此，光透过性光学部件51以及52经由板状构件而成为一体，并且因为是使用一个蚀刻掩膜来同时形成，所以能够高精度而且容易地实现这些所希望的相对的位置关系。还有，与上述实施方式相同在没有必要补偿被测定光的波长分散的情况下，可以省略光透过性光学部件52的设置。
另外，在上述实施方式中光透过性光学部件12的各个侧面12a～12d上的入射角或者出射角为45°，但是光透过性光学部件的各个侧面上的入射角或出射角如果是小于全反射临界角的范围，则可以被设定成任意的角度。例如，在本变形例中相对于侧面51a的被测定光L1的入射角与相对于侧面52a的被测定光L2的入射角均被设定为30°。另外，光透过性光学部件51的侧面51a和侧面51b被设定为互相平行，光透过性光学部件52的侧面52a和侧面52b被设定为互相平行。在此情况下，在所有侧面51a,51b,52a,52b上入射角以及出射角都成为30°，与被设定成45°的上述实施方式相比较相对能够减小偏振光依存性。还有，图23是在氮化硅膜的厚度与上述实施方式相同的情况下的表示各个侧面51b,52a以及52b的光透过特性的图表。在图23中曲线G31～G33分别是表示相对于P偏振光、S偏振光、以及均等地包含P偏振光和S偏振光的光的光透过特性。另外，图24是在氧化硅膜以及氮化硅膜的厚度与上述实施方式相同的情况下的表示侧面51a的光反射特性的图表。在图24中曲线G41～G43分别是表示相对于P偏振光、S偏振光、以及均等地包含P偏振光和S偏振光的光的光反射特性。如图23以及图24所示在相对于光透过性光学部件的入射角或出射角小于上述实施方式的情况下，最终的光利用效率与上述实施方式相比较没有那么大的差别，但是知道偏振光依存性变小了。
还有，即使在本变形例中也可以取代固定反射镜22来将成为反射镜的金属膜形成于光透过性光学部件52的侧面52b上。由此，就能够消除由于被测定光L2透过侧面52b而引起的损失，并且能够进一步提高光利用效率。在此情况下，可以设定侧面52b的朝向，使其相对于侧面52a不平行而相对于被测定光L2的光轴成为垂直。
（第2变形例）
图25是作为上述实施方式的第2变形例的表示干涉光学系统的结构的平面图。本变形例所涉及的干涉光学系统与第1变形例相同具备2个光透过性光学部件53以及54。从该干涉光学系统的外部进行入射的被测定光L1到达光透过性光学部件53的侧面53a（半透过反射面）。被测定光L1中的一部分被测定光L2在侧面53a上反射并入射到侧面54a，接着透过光透过性光学部件54的内部从侧面54b出射。被测定光L2在固定反射镜22上进行全反射，之后返回到侧面53a。另外，被测定光L1中除去被测定光L2的剩余被测定光L3从侧面53a入射到光透过性光学部件53。该被测定光L3透过光透过性光学部件53的内部从侧面53b出射并在可动反射镜23上进行全反射，之后返回到侧面53a。从固定反射镜22返回到侧面53a的被测定光L2和从可动反射镜23返回到侧面53a的被测定光L3在侧面53a上进行互相合波并成为干涉光图像L4。干涉光图像L4透过光透过性光学部件53的内部从侧面53b向干涉光学系统的外部出射。
关于本变形例所涉及的干涉光学系统与第1变形例不同的点是光透过性光学部件的光透过面的形状。即，在本变形例中通过将光透性光学部件53的侧面53b以及光透过性光学部件54的侧面54b制作成凸状的曲面，并使这些侧面53b以及54b持有透镜效果，从而对被测定光L2，L3以及干涉光L4进行聚光。
基本上，优选在光干涉仪中将被测定光作为平行光来进行传播，但是将被测定光作为完全的平行光在原理上是困难的。因此，实际上通过在被测定光的光程范围内将被测定光的发散角缩小至可以允许的程度，从而将其看作为平行光。然而，平行光中的被测定光的发散角与光束直径是相关联的，为了缩小发散角而有必要增大光束直径，但是在由MEMS技术进行制作的本实施方式那样的干涉光学系统中因为由硅区域11的厚度而限制了光透过面的大小，所以光束直径的大小被限制了。
相对于像这样的技术问题，在本变形例中因为使侧面53b,54b持有透镜效果，所以能够减小从侧面53b,54b出射的被测定光L2,L3以及干涉光L4的发散角。因此，即使是不能够充分扩大侧面53b,54b的情况，也能够很好地构成干涉光学系统。
还有，并不一定有必要将光透过性光学部件的侧面（光透过面）形成为透镜状，也可以将固定反射镜22或可动反射镜23的光反射面形成为透镜状。但是，因为通过如本变形例那样将光透过性光学部件的侧面制作成透镜状，从而变成朝着固定反射镜或可动反射镜对被测定光进行聚光，所以能够进一步提高光利用效率。
（第3变形例）
在上述实施方式以及各个变形例中，光透过性光学部件的侧面（半透过反射面以及光透过面）是沿着板状构件的厚度方向（换言之相对于部件形成面成垂直）形成的，但是光透过性光学部件的半透过反射面等的侧面可以相对于板状构件的厚度方向沿着倾斜的方向形成。图26是表示具有那样的侧面的光透过性光学部件的一个例子的示意图。图26（a）是本变形例所涉及的光透过性光学部件60的平面图，图26（b）是沿着图26（a）的B-B线的侧截面图。
该光透过性光学部件60具有被形成于包含硅区域61的板状构件（例如硅基板）表面侧的2个凹部62以及63。在凹部62的一个侧面62a上形成有金属膜64，侧面62a作为光反射面而行使其功能。另外，在凹部62的另一个侧面62b上形成有氧化硅膜65，进一步在其之上形成有氮化硅膜66。氧化硅膜65以及氮化硅膜66构成半透过反射膜67，侧面62b作为半透过反射面而行使其功能。另外，在凹部63的一个侧面63a上形成有作为反射防止膜的氮化硅膜66。该侧面63a作为光透过面而行使其功能。还有，氧化硅膜65以及氮化硅膜66还在硅区域61的背面也被形成。
侧面62a,62b以及侧面63a相对于硅区域61的厚度方向仅倾斜例如45°等的规定角度。因此，从硅区域61的厚度方向入射到半透过反射面即侧面62b的光的一部分在与该方向相垂直的方向（板状构件的板面方向）上反射。另外，入射到侧面62b的光的残余部分透过侧面62b在硅区域61的背面进行反射，在进一步透过侧面63a之后在该方向上出射。
像这样的光透过性光学部件60适宜根据与上述第1实施方式的光透过性光学部件12相同的方法进行制作，但是凹部的形成方法有些不同。即，在制造本变形例的光透过性光学部件60的时候，在将具有对应于凹部62以及63的平面形状的开口的氮化硅制的蚀刻掩膜形成于硅区域61上之后，相对于硅区域61进行湿式蚀刻。该湿式蚀刻例如是使用了碱性蚀刻剂的结晶各向异性蚀刻。具体是在硅区域61的主面的法线方向沿着例如〈100〉方向的情况下，考虑结晶方位来形成蚀刻掩膜的开口，通过使用在KOH（氢氧化钾）中混合IPA（乙丙醇）的蚀刻液来蚀刻硅区域61，从而形成利用了硅结晶的（110）面的倾斜角为45°的侧面62a,62b以及侧面63a。另外，在硅区域61的主面的法线方向沿着例如〈110〉方向的情况下，通过使用KOH（氢氧化钾）或TMAH（氢氧化四甲铵）等蚀刻液来蚀刻硅区域61，从而形成利用了硅结晶的（100）面的倾斜角为45°的侧面62a,62b以及侧面63a。
关于光透过性光学部件60的制造方法的具体例子将作如下说明。首先，将具有沿着凹部62以及63的内侧面的图形（即对应于凹部62的平面形状的开口）的氧化硅制的第1掩膜形成于硅区域61上，进一步将具有对应于凹部62的平面形状的开口并覆盖凹部63的氮化硅制的第2掩膜形成于硅区域61上以及第1掩膜上（掩膜形成工序）。接着，通过相对于硅区域61进行以上所述那样的湿式蚀刻，从而形成凹部62的倾斜的侧面62a以及62b。
接着，通过相对于凹部62的内面（侧面以及底面）进行热氧化，从而将氧化硅膜65形成于包含凹部62的侧面62a以及62b的内面（热氧化工序）。之后，在使用热磷酸来除去第2掩膜之后通过用露出的第1掩膜来进行湿式蚀刻，从而形成凹部63的倾斜的侧面63a。还有，在该例中因为第1掩膜是由氧化硅所构成，所以作为蚀刻剂TMAH比KOH更加能够提高蚀刻选择比（相对于氧化硅膜的蚀刻速率慢）。因此，硅区域61的主面的法线方向优选以能够使用TMAH来形成倾斜面（侧面63a）的形式沿着〈110〉方向。
接着，将氮化硅膜66形成于硅区域61上的整个面（氮化膜形成工序）。然后，根据使用了喷光阻涂布（spray resist coater）的曝光方法形成侧面62a上的金属膜64以及凹部62的周围的配线图形68。就这样能够很好地制作出图26所表示的光透过性光学部件60。
在此，图27是表示在以在光透过面（侧面63a）上反射率成为最小的形式设定氮化硅膜66的厚度的情况下，使侧面62b上的氧化硅膜65的厚度变化的时候的半透过反射膜67的反射率变化的图表。如图27所示就可了解到在对氮化硅膜66的厚度实施为了光透过面的最优化的情况下，通过使氧化硅膜65的厚度变化从而就能够在从大约50%到接近于0%的范围内任意设定半透过反射膜67的反射率。
图28是表示将上述光透过性光学部件60应用于距离测量用探头的例子的示意图。图28（a）是本变形例所涉及的距离测量用探头70的平面图，图28（b）是沿着图28（a）的B-B线的侧截面图。
该距离测量用探头70除了上述光透过性光学部件60之外还具备所谓面发光激光元件（VCSEL）71的发光元件、所谓光电探测器（PD）72以及73的2个光检测元件。面发光激光元件71以覆盖光透过性光学部件60的侧面62b的形式被实装于凹部62上，使包含于1μm以上1.7μm以下的波长区域的激光Lc1向侧面62b出射。该激光Lc1的一部分Lc2在侧面62b上进行反射并朝向侧面62a。光Lc2在侧面62a上以硅区域61的厚度方向进行反射。光电探测器72以覆盖光透过性光学部件60的侧面62a的形式被安装于凹部62上并接受在侧面62a上进行反射的光Lc2，从而产生对应于该光Lc2强度的电信号（参考信号）。
另外，激光Lc1的残留部分Lc3透过侧面62b入射到硅区域61并在硅区域61的背面进行反射。此时，因为光Lc3是相对于硅区域61的背面以全反射临界角以上的角度进行入射的，所以金属膜等在硅区域61的背面没有特别的必要性。之后，光Lc3透过侧面63a在硅区域61的厚度方向上进行出射。该光Lc3向距离测量用探头70的外部出射并到达距离测量对象物，并在距离测量对象物上进行反射而返回到距离测量用探头70。光电探测器73被安装于除了光透过性光学部件60的凹部62,63的硅区域61上，接受返回到距离测量用探头70的光Lc3并生成对应于该光Lc3强度的电信号（距离信号）。
还有，在从激光Lc1被分支的2个光Lc2,Lc3中的光Lc3因为是从距离测量用探头70向距离测量对象物投射，所以优选在光Lc3分上配比光Lc2大的强度。因此，优选以侧面62b上的反射率成为5%～10%的形式设定氧化硅膜65的厚度（图27）。另外，在从侧面63a出射后的光Lc3的光路上优选配置附有透镜的盖74。由此，就能够使光Lc3到达更加远的距离测量对象物。另外，能够朝着光电探测器73对返回到距离测量用探头70的光Lc3实施聚光。
另外，在图28所表示的例子中作为光电探测器73而使用背面入射型的光电探测器。由此，因为能够不使用焊线（bonding wire）来安装光电探测器73，所以在晶元阶段的组装变得容易并且能够提供适合于批量生产的距离测量用探头70。但是，光电探测器73也可以是表面入射型，在此情况下配线图形和光电探测器73的电极可以由引线接合来进行连接。
另外，在制造距离测量用探头70的时候优选附有透镜的盖74在晶元阶段被固定于光透过性光学部件60。在此情况下，根据与后文所述的第4变形例相同的理由就能够提高附有透镜的帽子74与光透过性光学部件60的对准精度。
（第4变形例）
在上述实施方式中，通过具有光透过性光学部件12的第1板状构件10和具有固定反射镜22或可动反射镜23等的光反射性光学部件的第2板状构件相互贴合，从而构成干涉光学系统。然后，在接合第1板状构件10和第2板状构件20的时候使用第1板状构件10的对准标记17和第2板状构件20的对准标记27来进行定位。在本变形例中就对准精度能够被提高到高于上述实施方式的方法作如下说明。
图29是为了说明有关本变形例所涉及的制造方法的示意图。在上述实施方式中是将对准标记17,27形成于板状构件10,20的周缘部10c,20c，但是如图29（a）所示也可以将对准标记87,97分别形成于各个用于制作多个板状构件10,20而被使用的晶元80,90的周缘部。还有，图29（a）所表示的晶元80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，晶元90包含在主面90a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91。
在本变形例中，首先，如图29（a）所示分别在晶元80,90的周缘部上形成用于晶元80,90定位的多个对准标记87,97。然后，如图29（b）所示以多个对准标记87,97的位置成相互一致的形式使晶元80的形成有光透过性光学部件12的部件形成面80a与晶元90的主面90a相对。在该状态下相互接合晶元80,90[图29（c）]。之后，沿着规定的切断线81切断该接合后的晶元，通过切割对应于板状构件10,20的区域[图29（d）]从而制作出光模块99。
通常关于光学部件的对准，成为比光学部件彼此的平行位置偏差更大的问题是相对角度的偏差。在光束传播于多个光学部件之间的情况下，因为是以光束直径不扩展的形式利用平行光，所以较多的情况是光学部件彼此的平行位置偏差不成为大问题。相对于此，相对角度的偏差因为光学部件之间的距离变得越长则越是产生大的位置偏差，所以光束从光学部件的有效面偏离，有光利用效率降低的担忧。
在本变形例中，因为在晶元80,90的周缘部上形成对准标记87,97，所以能够极大地加长多个对准标记彼此的距离。因此，即使是在倒装芯片安装（flip-chip bonding）中的接合精度（例如10μm程度）不变的情况下，也能够显著地减少第1板状构件10与第2板状构件20的相对角度的偏差。例如在使用6英寸晶圆分别以130mm间隔制作对准标记87,97的情况下，角度偏差成为tan-1（0.02/130）=0.009°，成为基本上可以无视的大小。
本发明所涉及的光学部件的制造方法以及光学部件并不限定于上述实施方式以及各个变形例，其他各种各样的变形都是可能的。例如，在上述实施方式以及各个变形例中作为由本发明进行制造的光学部件而例示了迈克尔逊干涉仪的光学系统的一部分，但是本发明并不限定于干涉光学系统，能够适用于具有半透过反射面的各种各样光学部件。
在上述实施方式所涉及的光学部件的制造方法中使用包含以下所述工序的构成，所述工序有：蚀刻包含硅区域的板状构件的硅区域来形成凹部的第1蚀刻工序、使凹部的内侧面热氧化并形成氧化硅膜的热氧化工序、形成覆盖氧化硅膜的氮化硅膜的氮化膜形成工序。
另外，光学部件的制造方法其构成也可以在热氧化工序与氮化膜形成工序之间进一步包含除去氧化硅膜的不要部分的不要部分除去工序。在上述制造方法中，在只将凹部内侧面的一部分作为半透过反射面来使用的情况下，上述制造方法通过进一步包含不要部分除去工序从而就能够除去氧化硅膜的不要部分并制作出所希望的光学部件。
另外，光学部件的制造方法其构成也可以为以下所述的形式，即，在第1蚀刻工序之前进一步包含将具有沿着内侧面一部分的图形的第1掩膜形成于硅区域上并进一步按顺序将具有对应于凹部的平面形状的开口的第2以及第3掩膜形成于硅区域上以及第1掩膜上的掩膜形成工序，在第1蚀刻工序中在用第3掩膜来相对于硅区域进行干式蚀刻之后除去第3掩膜，在热氧化工序中在用第2掩膜来使凹部内侧面热氧化之后除去第2掩膜，在热氧化工序之后且在不要部分除去工序之前用第1掩膜来蚀刻硅区域。或者，光学部件的制造方法其构成也可以为以下所述的形式，即，在第1蚀刻工序之前仅以包含将具有沿着内侧面一部分的图形的第1掩膜形成于硅区域上并进一步按顺序将具有对应于凹部的平面形状的开口的第2掩膜形成于硅区域上以及第1掩膜上的掩膜形成工序，在第1蚀刻工序中在用第2掩膜来相对于硅区域进行湿式蚀刻，在热氧化工序中在用第2掩膜来使凹部内侧面热氧化之后除去第2掩膜，在热氧化工序之后且在不要部分除去工序之前用第1掩膜来蚀刻硅区域。根据这当中任意一个制造方法就能够很好地实施所述第1蚀刻工序以及热氧化工序，并且能够将具有半透过反射面的光学部件形成为所希望的形状。
另外，光学部件的制造方法的构成也可以是在氮化膜形成工序中使用低压化学气相沉积法来形成氮化硅膜。由此，就能够在相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的内侧面上均匀地形成氮化硅膜。
另外，光学部件的制造方法的构成也可以是在第1蚀刻工序中沿着板状构件的厚度方向形成凹部的内侧面。根据上述制造方法，就这样对于相对于板状构件的板面接近于垂直的内侧面也能够均匀地形成氧化硅膜。还有，在上述制造方法中也可以在第1蚀刻工序中通过相对于硅区域进行湿式蚀刻，从而沿着相对于板状构件的厚度方向成倾斜的方向形成凹部的内侧面。
另外，在上述实施方式所涉及的光学部件中具备被包含于板状构件中并由蚀刻形成一个侧面的硅区域、覆盖一个侧面的氧化硅膜、覆盖氧化硅膜的氮化硅膜，氧化硅膜是使用了通过对被形成于硅区域的凹部内侧面进行热氧化而形成的构成方式。根据该光学部件，则能够提供一种在作为相对于板状构件板面成大倾斜（或者接近于垂直）的半透过反射面的一个侧面上均匀地形成有氧化硅膜的光学部件。
产业上的利用可能性
本发明作为在相对于基板面成大倾斜（或者接近于垂直）的半透过反射面上可以均匀地形成氧化硅膜的光学部件的制作方法、以及由该方法进行制作的光学部件在相应领域中被利用是可能的。
符号说明
10.第1板状构件
10a.部件形成面
10c.周缘部
11.硅区域
12.光透过性光学部件
12a～12d.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.氮化硅膜
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.硅层
26.金属膜
28.支撑基板
29.绝缘层
30.静电致动器（electrostatic actuator）
51～54.光透过性光学部件
60.光透过性光学部件
61.硅区域
62,63.凹部
64.金属膜
65.氧化硅膜
66.氮化硅膜
67.半透过反射膜
68.配线图形
70.距离测量用探头
71.面发光激光元件
72,73.光电探测器
74.附有透镜的盖
80,90.晶元
87,97.对准标记
99.光模块
L1～L3.被测定光
L4.干涉光图像

Claims (8)

1.一种光学部件的制造方法，其特征在于：
包含：
第1蚀刻工序，对包含硅区域的板状构件的所述硅区域实施蚀刻并形成凹部；
热氧化工序，使所述凹部的内侧面热氧化并形成氧化硅膜；
氮化膜形成工序，形成覆盖所述氧化硅膜的氮化硅膜。
2.如权利要求1所述的光学部件的制造方法，其特征在于：
在所述热氧化工序与所述氮化膜形成工序之间，进一步包含除去所述氧化硅膜的不要部分的不要部分除去工序。
3.如权利要求2所述的光学部件的制造方法，其特征在于：
在所述第1蚀刻工序之前，进一步包含掩膜形成工序，其将具有沿着所述内侧面的一部分的图形的第1掩膜形成于所述硅区域上，并进一步依次将具有对应于所述凹部的平面形状的开口的第2以及第3掩膜形成于所述硅区域上以及所述第1掩膜上，
在所述第1蚀刻工序中，在用所述第3掩膜来相对于所述硅区域进行干式蚀刻之后，除去所述第3掩膜，
在所述热氧化工序中，在用所述第2掩膜来使所述凹部的所述内侧面热氧化之后，除去所述第2掩膜，
在所述热氧化工序之后且在所述不要部分除去工序之前，用所述第1掩膜来蚀刻所述硅区域。
4.如权利要求2所述的光学部件的制造方法，其特征在于：
在所述第1蚀刻工序之前，进一步包含掩膜形成工序，其将具有沿着所述内侧面一部分的图形的第1掩膜形成于所述硅区域上，并进一步依次将具有对应于所述凹部的平面形状的开口的第2掩膜形成于所述硅区域上以及所述第1掩膜上，
在所述第1蚀刻工序中，用所述第2掩膜来相对于所述硅区域进行湿式蚀刻，
在所述热氧化工序中，在用所述第2掩膜来使所述凹部的所述内侧面热氧化之后，除去所述第2掩膜，
在所述热氧化工序之后且在所述不要部分除去工序之前，用所述第1掩膜来蚀刻所述硅区域。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的光学部件的制造方法，其特征在于：
在所述氮化膜形成工序中，使用低压化学气相沉积法来形成所述氮化硅膜。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的光学部件的制造方法，其特征在于：
在所述第1蚀刻工序中，沿着所述板状构件的厚度方向形成所述凹部的所述内侧面。
7.如权利要求1～5中任意一项所述的光学部件的制造方法，其特征在于：
在所述第1蚀刻工序中，通过相对于所述硅区域进行湿式蚀刻，从而沿着相对于所述板状构件的厚度方向倾斜的方向形成所述凹部的所述内侧面。
8.一种光学部件，其特征在于：
具备：
包含于板状构件、并由蚀刻形成一个侧面的硅区域；
覆盖所述一个侧面的氧化硅膜；
覆盖所述氧化硅膜的氮化硅膜；
所述氧化硅膜通过对形成于所述硅区域的凹部的内侧面热氧化而形成。
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