CN103857994B - 分光传感器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
分光传感器（1）的制造方法具备：第1工序，通过对被设置于处理基板上的表面层实施蚀刻从而形成空腔层（21）；第2工序，在第1工序之后将第1镜层（22）形成于空腔层（21）上；第3工序，在第2工序之后将光透过基板（3）接合于第1镜层（22）上；第4工序，在第3工序之后从空腔层（21）除去处理基板；第5工序，在第4工序之后将第2镜层（23）形成于已除去了处理基板的空腔层（21）上；第6工序，在第5工序之后将光检测基板（4）接合于第2镜层上。
Description
技术领域
本发明涉及分光传感器的制造方法。
背景技术
作为现有的分光传感器，已知有具备对应于光的入射位置而使规定的波长的光透过的干涉滤光（filter）部、使入射到干涉滤光部的光透过的光透过基板、检测透过了干涉滤光部的光的光检测基板的分光传感器。在此，干涉滤光部有时通过经由空腔层（cavitylayer）而使一对镜层相对而被构成为法布里-珀罗型。
作为这样的分光传感器的制造方法，在专利文献1中记载有以下所述的方法。首先，将一个镜层形成于光检测基板上，之后，由纳米压印法将空腔层形成于该镜层上。接着，将另一个镜层形成于空腔层上，最后，将光透过基板接合于该镜层上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2008/017490号
发明内容
发明所要解决的问题
然而，对于专利文献1所记载的分光传感器的制造方法来说，存在被制造的分光传感器的可靠性降低的担忧。其理由如以下所述。即，在光检测基板的表面上，存在起因于受光部或配线层等的形成的凹凸，所以在形成于这样的表面的镜层上，即使由纳米压印法来形成空腔层，不能够获得高精度（例如厚度在nm等级）的空腔层的担忧较高。另外，因为以在光检测基板上堆积镜层或空腔层的方式进行形成，所以在各个工艺中对光检测基板造成损坏的担忧较高。
因此，本发明的目的在于提供一种能够获得高可靠性的分光传感器的分光传感器的制造方法。
解决问题的技术手段
本发明的一个观点的分光传感器的制造方法是具备具有空腔层以及经由空腔层而相对的第1以及第2镜层并且对应于入射位置选择性地使规定的波长范围的光透过的干涉滤光部、使入射到干涉滤光部的光透过的光透过基板、检测透过了干涉滤光部的光的光检测基板的分光传感器的制造方法，具备：第1工序，通过对被设置于处理基板上的表面层实施蚀刻从而形成空腔层；第2工序，在第1工序之后将第1镜层形成于空腔层上；第3工序，在第2工序之后将光透过基板接合于第1镜层上；第4工序，在第3工序之后从空腔层除去处理基板；第5工序，在第4工序之后将第2镜层形成于已除去了处理基板的空腔层上；第6工序，在第5工序之后将光检测基板接合于第2镜层上。
在该分光传感器的制造方法中，通过对被设置于处理基板上的表面层实施蚀刻从而形成空腔层。这样，通过使用处理基板并由蚀刻来形成空腔层，从而能够稳定地取得高精度的空腔层。再有，在将空腔层和第1以及第2镜层形成于光透过基板侧之后接合光检测基板。由此，在用于形成空腔层或镜层的各个工艺中能够防止对光检测基板造成损坏。因此，根据该分光传感器的制造方法，可以获得高可靠性的分光传感器。
在此，在第1工序之前将硅氧化膜形成于由硅构成的处理基板的一个主面上，并且可以将该硅氧化膜作为表面层。据此，能够以低成本稳定地取得高质量的空腔层。
另外，在第1工序之前也可以通过对硅基板的一个主面以及另一个主面施以热氧化处理从而将硅氧化膜形成于由硅构成的处理基板的一个主面以及另一个主面上，并且将被形成于处理基板的一个主面或者另一个主面的硅氧化膜作为表面层。据此，因为抑制了处理基板的翘曲，所以能够稳定地取得精度更加高的空腔层。
另外，也可以在第3工序之前预先将使规定的波长范围的光透过的光学滤光层形成于光透过基板上，在第3工序中，以第1镜层与光学滤光层相对的方式将光透过基板接合于第1镜层上。据此，能够有效地使规定的波长范围的光入射到干涉滤光部。
发明的效果
根据本发明，能够获得高可靠性的分光传感器。
附图说明
图1是由本发明的一个实施方式的分光传感器的制造方法进行制造的分光传感器的纵截面图。
图2是图1的分光传感器的空腔层的平面图。
图3是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图4是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图5是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图6是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图7是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图8是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图9是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图10是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图11是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
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图13是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图14是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图15是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图16是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图17是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图18是用于说明图1的分光传感器的制造方法的纵截面图。
图19是表示抗蚀层与空腔层的关系的轮廓图。
图20是形成有抗蚀层的处理基板的平面图。
图21是图1的分光传感器的变形例的纵截面图。
图22是图20的分光传感器的空腔层的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。还有，在各图中将相同符号标注于相同或者相当部分并省略重复的说明。
如图1所示，分光传感器1具备对应于入射位置选择性地使规定的波长范围的光透过的干涉滤光部20、使入射到干涉滤光部20的光透过的光透过基板3、检测透过了干涉滤光部20的光的光检测基板4。分光传感器1构成为一边的长度为数百μm～数十mm左右的长方体状的CSP（ChipSizePackage，芯片尺寸封装）。
光透过基板3由玻璃等所构成，被形成为厚度0.2mm～2mm左右的矩形板状。在光透过基板3的背面3b上，以与干涉滤光部20相对的方式形成有光学滤光层5。光学滤光层5是电介质多层膜或有机彩色滤光片（彩色光阻剂），被形成为厚度0.1μm～10μm左右的矩形膜状。光学滤光层5作为使应该入射到相对的干涉滤光部20的规定的波长范围的光透过的带通滤光片（band-passfilter）来发挥功能。
光检测基板4是光电二极管阵列，被形成为厚度10μm～150μm左右的矩形板状。在光检测基板4的表面4a上，形成有对透过了干涉滤光部20的光进行受光的受光部6。受光部6通过沿着大致垂直于光检测基板4的长边方向的方向进行延伸的长条状的光电二极管沿着光检测基板4的长边方向一维排列而构成。再有，在光检测基板4上，形成有用于将由受光部6进行光电转换的电信号取出至外部的配线7（表面配线、背面配线、贯通配线等）。在光检测基板4的背面4b，设置有与配线7相电连接的表面安装用的凸点8。还有，光检测基板4并不限定于光电二极管阵列，也可以是其他的半导体光检测元件（C-MOS图像传感器、CCD图像传感器等）。
干涉滤光部20具有空腔层21以及DBR（DistributedBraggReflector，分布布喇格反射器）层22,23。在干涉滤光部20，DBR层（第1镜层）22与DBR层（第2镜层）23经由空腔层21而相对。即，空腔层21保持相对的DBR层22,23之间的距离。各个DBR层22,23是由SiO2、TlO2、Ta2O5、Nb2O5、Al2O3、MgF2等构成的电介质多层膜，被形成为厚度0.1μm～10μm左右的矩形膜状。
空腔层21是由硅的热氧化处理形成的硅氧化膜（SiO2膜），被形成为厚度100nm～数μm左右。如图1以及第2所示，空腔层21具有被一体形成的滤光区域24、包围区域25以及连接区域26。
滤光区域24，被形成为一边的长度为数mm左右的矩形膜状，并被DBR层22,23夹持。更为具体而言，在滤光区域24的表面24a上，形成有DBR层22，在滤光区域24的背面24b上，形成有DBR层23。相对于滤光区域24的背面24b大致平行于垂直于光的入射方向（光透过基板3与光检测基板4相对的方向）的面，滤光区域24的表面24a相对于该面倾斜。由此，滤光区域24的厚度朝着分光传感器1的长边方向上的一方侧在100nm～数μm左右的范围内逐渐增加。
包围区域25被形成为外侧的一边的长度为数mm左右的矩形环状，在从光的入射方向看的情况下，从滤光区域24取得规定的距离d（例如数μm～1mm左右）来包围滤光区域24。连接区域26以被配置于滤光区域24与包围区域25之间的方式被形成为矩形环状，并连接滤光区域24的光检测基板4侧的端部24e和包围区域25的光检测基板4侧的端部25e。在空腔层21上，由滤光区域24、包围区域25以及连接区域26，以包围滤光区域24的方式形成有以矩形环状进行延伸的宽度d的沟槽G。
如图1所示，包围区域25的表面（光透过基板侧的端面）25a与滤光区域24的表面（第1镜层的形成面）24a中最接近于光透过基板3的部分24h为大致相同高度，或者比该部分24h更位于光透过基板3侧。另外，连接区域26的表面（光透过基板侧的端面）26a与滤光区域24的表面24a中最接近于光检测基板4的部分24l为大致相同高度，或者比该部分24l更位于光检测基板4侧。另一方面，滤光区域24的背面24b、包围区域25的背面25b以及连接区域26的背面26b成为大致同一面。还有，包围区域25的侧面25c与光透过基板3的侧面3c以及光检测基板4的侧面4c成为大致同一面。但是，在光透过基板3的侧面3c与光检测基板4的侧面4c之间有时会在例如0～100μm左右的范围内产生阶差。
光透过基板3相对于空腔层21被配置于DBR层22侧，并经由耦合层（第1耦合层）11而被接合于空腔层21以及DBR层22。光检测基板4相对于空腔层21而被配置于DBR层23侧，并经由耦合层（第2耦合层）12而被接合于空腔层21以及DBR层23。被配置于干涉滤光部20与光透过基板3之间的耦合层11以及被配置于干涉滤光部20与光检测基板4之间的耦合层12是由使用了作为原料气体的TEOS（TetraethylOrthosilicate（原硅酸四乙酯）,Tetraethoxysilane（四乙氧基硅烷））的成膜处理形成的硅氧化膜，被形成为厚度数百nm～10μm左右。
在如以上所述构成的分光传感器1中，从光透过基板3的表面3a入射到光透过基板3的光，如果透过光透过基板3并到达光透过基板3的背面3b的话，则只有应该入射到干涉滤光部20的规定的波长范围的光由光学滤光层5而被透过。再有，透过了光学滤光层5的光如果入射到干涉滤光部20的话，则在干涉滤光部20上，规定的波长范围的光对应于入射位置而被选择性地透过。即，根据在入射位置上的DBR层22,23的种类和厚度以及空腔层21的厚度，唯一地决定入射到光检测基板4的受光部6的各个通道的光的波长。由此，在光检测基板4上，检测在受光部6的每个通道不同的波长的光。
如以上所说明的那样，在分光传感器1中，因为空腔层21是硅氧化膜，所以与空腔层21由树脂材料构成的情况相比较，能够使空腔层21的形状、光透过率、光折射率等稳定化。另外，因为耦合层11,12是硅氧化膜，所以与耦合层11,12由树脂材料所构成的情况相比较，能够使从光透过基板3行进到干涉滤光部20的光的透过特性以及从干涉滤光部20行进到光检测基板4的光的透过特性稳定化。再有，因为空腔层21以及耦合层11,12是硅氧化膜，所以能够防止起因于使用环境的温度变化或湿度的高低等的质量的劣化。具体来说，能够防止在空腔层21以及耦合层11,12由树脂材料构成的情况下可能发生的水分的吸收，另外，与这些层由树脂材料构成的情况相比较，能够抑制热膨胀以及热收缩而使其热稳定化。因此，分光传感器1成为可靠性极高的分光传感器。
另外，空腔层21成为由硅的热氧化处理形成的硅氧化膜。由此，能够以低成本来稳定地取得高质量的空腔层21。
另外，耦合层11,12成为由使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理形成的硅氧化膜。由此，因为以低温、高速、低成本来形成耦合层11,12是可能的，所以能够防止对空腔层21以及DBR层22,23造成损坏，从而能够获得高质量的空腔层21以及DBR层22,23。
另外，以与DBR层22相对的方式在光透过基板3上形成光学滤光层5。由此，能够有效地使规定的波长范围的光入射到干涉滤光部20。
此外，在分光传感器1中，在空腔层21上，滤光区域24取得规定的距离d而被包围区域25包围，滤光区域24的端部24e和包围区域25的端部25e被连接区域26连接。由此，在垂直于光透过基板3与光检测基板4相对的方向的方向上即使作用一些外力，该外力也由包围区域25以及连接区域26而被缓冲，因而能够防止对滤光区域24造成损坏。
另外，包围区域25的表面25a与滤光区域24的表面24a中最接近于光透过基板3的部分24h为大致相同高度，或者比该部分24h更位于光透过基板3侧。由此，在平行于光透过基板3与光检测基板4相对的方向的方向上即使作用一些外力（例如后面所述的在耦合层11a,11b之间或耦合层12a,12b之间进行直接结合（directbonding）的时候被施加的外力），该外力也由包围区域25而被挡住，能够防止对滤光区域24造成损坏。
另外，连接区域26的表面26a与滤光区域24的表面24a中最接近于光检测基板4的部分24l为大致相同高度，或者比该部分24l更位于光检测基板4侧。由此，在垂直于光透过基板3与光检测基板4相对的方向的方向上即使作用一些外力，也能够防止该外力直接作用于DBR层22的形成面即滤光区域24的表面24a。
接着，对上述的分光传感器1的制造方法进行说明。首先，如图3所示，通过对硅基板50的一个主面50a以及另一个主面50b实施热氧化处理，从而在由硅构成的处理基板51的一个主面51a以及另一个主面51b上形成硅氧化膜52，将被形成于处理基板51的一个主面51a或者另一个主面51b的硅氧化膜52作为表面层53。在此，将被形成于处理基板51的一个主面51a的硅氧化膜52作为表面层53。表面层53的厚度为1000nm左右。
接着，如图4以及图5所示，将用于由蚀刻来形成被排列成矩阵状的多个空腔层21的抗蚀层54形成于表面层53上。然后，通过将抗蚀层54作为掩膜并对被设置于处理基板51上的表面层53实施蚀刻（etchback，内蚀刻），从而形成被排列成矩阵状的多个空腔层21（第1工序）。
接着，如图6所示，在每个对应于1个分光传感器1的部分，将DBR层22形成于空腔层21上（第2工序）。在形成DBR层22的时候，进行由离子电镀法、蒸镀法、溅射法等进行的成膜、由光刻以及剥离、或者蚀刻进行的图案化。还有，在此，因为1个分光传感器1具备1个空腔层21，所以可以在形成DBR层22的时候在每个对应于1个分光传感器1的部分不进行图案化而以覆盖所有的空腔层21的方式进行全面成膜。接着，如图7所示，通过实施使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理，从而以覆盖DBR层22的方式将硅氧化膜形成于空腔层21上，由CMP（ChemicalMechanicalPolishing，化学机械抛光）来对其表面实施平坦化并形成耦合层11a。
还有，使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理由等离子CVD法、LP-CVD法、AP-CVD法等，能够在低温（例如成膜温度200℃以下）、高速、低应力的条件下进行成膜。在等离子CVD法的情况下，通过由He气得到的冒泡法或者由加热器进行的加热等来提供TEOS，在腔室内发生由等离子辅助得到的分解反应并与O2气体进行反应，从而形成硅氧化膜。
另一方面，如图8所示，准备包含被排列成矩阵状的多个光透过基板3的光透过晶片30，在每个对应于光透过基板3的部分将光学滤光层5形成于光透过晶片30上（即光透过基板3上）。在由电介质多层膜来形成光学滤光层5的情况下，进行由离子电镀法、蒸镀法以及溅射法等进行的成膜、由光刻以及剥离、或者蚀刻进行的图案化。另外，在由有机彩色滤光片来形成光学滤光层5的情况下，如光刻抗蚀那样用曝光·显影等来实施图案化。还有，在此，因为1个分光传感器1具备1个光学滤光层5，所以可以在形成光学滤光层5的时候在每个对应于1个分光传感器1的部分不进行图案化而以覆盖光透过晶片30的整个面的方式进行全面成膜。接着，如图9所示，通过实施使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理，从而以覆盖光学滤光层5的方式将硅氧化膜形成于光透过晶片30上，由CMP来对其表面实施平坦化并形成耦合层11b。
接着，如图10以及图11所示，在每个对应于1个分光传感器1的部分使DBR层22与光学滤光层5相对并直接结合（表面活性化接合等）耦合层11a的表面和耦合层11b的表面，接合处理基板51和光透过晶片30（第3工序）。即，以DBR层22与光学滤光层5经由耦合层11而相对的方式将光透过基板3接合于DBR层22上。还有，在不将光学滤光层5形成于光透过晶片30的情况下，不需要作为平坦化层的耦合层11b。
接着，如图12所示，磨削被形成于处理基板51的另一个主面51b的硅氧化膜52以及处理基板51的另一个主面51b侧的部分从而对处理基板51实施薄型化。然后，如图13所示，通过对于处理基板51实施湿式蚀刻或者干式蚀刻从而从空腔层21除去处理基板51（第4工序）。还有，也可以不用磨削而由湿式蚀刻或者干式蚀刻来除去被形成于处理基板51的另一个主面51b的硅氧化膜52以及处理基板51。
接着，如图14所示，在通过除去处理基板51而露出的空腔层21上，以与DBR层22相同的方法形成DBR层23（第5工序）。由此，在每个对应于1个分光传感器1的部分，DBR层22与DBR层23经由空腔层21相对并形成干涉滤光部20。于是，对应于1个分光传感器1的部分成为分光滤光基板9，从而制造包含被排列成矩阵状的多个分光滤光基板9的分光滤光晶片90。还有，在此，因为1个分光传感器1具备1个空腔层21，所以可以在形成DBR层23的时候在每个对应于1个分光传感器1的部分不进行图案化而以覆盖整个空腔层21的方式进行全面成膜。
接着，如图15所示，通过实施使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理，从而以覆盖DBR层23的方式将硅氧化膜形成于空腔层21上，由CMP来对其表面实施平坦化从而形成耦合层12a。另一方面，如图16所示，准备包含被排列成矩阵状的多个光检测基板4的光检测晶片40。然后，通过实施使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理，从而以覆盖受光部6的方式将硅氧化膜形成于光检测晶片40上，对其表面实施平坦化并由CMP来形成耦合层12b。
接着，如图16以及图17所示，在每个对应于1个分光传感器1的部分使DBR层23与受光部6相对，直接结合（directbonding）耦合层12a的表面和耦合层12b的表面并接合分光滤光晶片90和光检测晶片40（第6工序）。即，以DBR层23与受光部6经由耦合层12相对的方式将光检测基板4接合于DBR层23上。
接着，如图18所示，通过对于光检测晶片40的背面实施磨削、研磨、蚀刻等从而将光检测晶片40薄型化到厚度10μm～150μm左右。于是，在对应于表面配线的部分上用蚀刻来形成贯通孔，通过形成贯通配线、背面配线等从而在每个对应于1个分光传感器1的部分形成配线7。再有，在光检测晶片40的背面上，在每个对应于1个分光传感器1的部分形成凸点8。最后，将被互相接合的分光滤光晶片90以及光检测晶片40切割成每个对应于1个分光传感器1的部分，并获得多个分光传感器1。还有，构成配线7的表面配线或背面配线等的焊盘部不仅存在被埋设于光检测晶片40（即，光检测基板4）的表面或背面的情况，也存在例如以仅突出其厚度那部分的方式被设置于光检测晶片40（即，光检测基板4）的表面上或背面上的情况。
如以上所说明的那样，在分光传感器1的制造方法中，通过对被设置于处理基板51上的表面层53实施蚀刻从而形成空腔层21。这样，通过使用处理基板51并由蚀刻来形成空腔层21，从而能够稳定地取得高精度的空腔层21。再有，在将空腔层21以及DBR层22,23形成于光透过基板3侧之后接合光检测基板4。由此，在用于形成空腔层21或DBR层22,23的各个工艺中能够防止对光检测基板4造成损伤。因此，根据分光传感器1的制造方法，可以获得高可靠性的分光传感器1。
另外，因为在检查了分光滤光晶片90的各个分光滤光基板9的性能之后接合分光滤光晶片90和光检测晶片40，所以能够防止起因于分光滤光晶片90侧的不良状况而使光检测晶片40变成无用。
另外，因为将被形成于由硅构成的处理基板51的一个主面51a的硅氧化膜52作为表面层53，所以能够以低成本稳定地取得高质量的空腔层21。而且，因为通过对硅基板50的一个主面50a以及另一个主面50b实施热氧化处理从而将硅氧化膜52形成于由硅构成的处理基板51的一个主面51a以及另一个主面51b，所以抑制了处理基板51的翘曲。因此，能够稳定地取得高精度的空腔层21。
另外，将光学滤光层5预先形成于光透过基板3上，以DBR层22与光学滤光层5相对的方式将光透过基板3接合于DBR层22上。由此，能够有效地使规定的波长范围的光入射到干涉滤光部20。
此外，在将抗蚀层54作为掩膜并对被设置于处理基板51上的表面层53实施蚀刻的时候，先行除去在抗蚀层54上对应于沟槽G的部分，表面层53上对应于沟槽G的部分最初露出。如果在表面层53上对应于沟槽G的部分露出的话，则氧从由SiO2构成的表面层53脱离并起到作为抗蚀层54的蚀刻剂的作用。在此，在表面层53上对应于沟槽G的部分包围在表面层53上对应于滤光区域24的部分。因此，在处理基板51上，氧被稳定地提供给在表面层53上对应于滤光区域24的所有部分，其结果，在表面层53上对应于滤光区域24的所有部分被稳定地蚀刻。
如果没有这样的氧的供给的话，则起因于负载效应等而在蚀刻剂的密度分布上产生偏差（例如在处理基板51的周缘部变成供给过多，而在处理基板51的中央部变成供给不足），由蚀刻形成的滤光区域24的形状根据处理基板51的地方而发生变化。特别是在抗蚀层54由有机材料构成的情况下，因为蚀刻速率由于作为蚀刻剂的氧的供给状态而发生较大的变化，所以如上所述氧的供给极为重要。
另外，在将被互相接合的分光滤光晶片90以及光检测晶片40切割成每个对应于1个分光传感器1的部分的时候，因为分光滤光晶片90以及光检测晶片40的整体由耦合层11a,11b之间或耦合层12a,12b之间的直接结合（directbonding）而被坚硬地一体化，所以能够防止产生碎屑等。
接着，对抗蚀层54与空腔层21的关系进行说明。如图19所示，在蚀刻前的空腔层21（即，表面层53）的平坦的表面（参照图19的实线）上形成抗蚀层54。抗蚀层54具有对应于应该形成的空腔层21（即，蚀刻后的空腔层21）的形状的三维形状。这样的抗蚀层54的形成由对应于场所来调整透过率的光致掩膜的使用、对应于场所来调整剂量的光学制版（opticallithography）或电子束光刻（EBlithography）的使用、纳米压印（nanoimprinting）的使用等而能够实现。
然后，在进行基于抗蚀层54的形状的内蚀刻（全面蚀刻）的时候，能够根据蚀刻条件来调整抗蚀层54以及空腔层21的蚀刻速率。由此，从一种形状的抗蚀层54来形成各种各样形状的空腔层21成为可能。在图19所表示的情况下，因为抗蚀层54的蚀刻速率比空腔层21的蚀刻速率快2倍左右，所以蚀刻后的空腔层21的表面（参照图19的点划线）的倾斜比抗蚀层54的表面（参照图19的虚线）的倾斜缓和。
接着，对被设置于处理基板51的监控图案（monitorpattern）进行说明。如图4所示，在处理基板51上，以大致一定的厚度形成表面层53，但是，在该表面层53上，如图20所示，除了用于由蚀刻来形成多个空腔层21的抗蚀层54之外还形成有作为监控图案的抗蚀层55。这些抗蚀层54,55由上述那样的光致掩膜的使用、光学制版或电子束光刻的使用、纳米压印的使用等而被一体地形成。
作为监控图案的抗蚀层55被多个（在此为9个图案）集中在一块并被配置于处理基板51上的多个地方（在此为周缘部4个地方以及中央部1个地方）。被集中在一块的抗蚀层55的各个以分别对应于1个抗蚀层54的多个部分的大致一定的厚度被形成。例如，被集中在一块的抗蚀层55分别具有对应于滤光区域24的规定的部分的抗蚀层54的规定的部分的厚度、对应于包围区域25的规定的部分的抗蚀层54的规定的部分的厚度、以及对应于连接区域26的规定的部分（即，沟槽G的底面）的抗蚀层54的规定的部分的厚度。
由此，通过在表面层53的蚀刻的中途或结束后这样的规定的时机，用光学式膜厚计来测定作为监控图案的抗蚀层55被除去的部分的表面层53的厚度，从而能够得知所对应的空腔层21的规定的部分的厚度。还有，测定的时机是表面层53的蚀刻的中途，在抗蚀层54残存于空腔层21的规定的部分的情况下，由同样的方法，能够得知残存于该部分的抗蚀层54的厚度。
因为各个空腔层21小而且滤光区域24的表面24a发生倾斜从而用光学式膜厚计来直接测定空腔层21的厚度是困难的，所以作为这样的监控图案的抗蚀层55的使用是极为有效的。再有，作为监控图案的抗蚀层55因为被配置于处理基板51上的多个地方，所以能够评价处理基板51上的表面层53整体上的蚀刻的行进程度（行进分布）。
另外，如以下所述，还能够得知对应于滤光区域24的规定的部分的空腔层21的厚度。即，在表面层53的蚀刻的中途或结束后这样的规定的时机，用AFM（AtomicForceMicroscope，原子力显微镜）和触针式的阶差计等来测定对应于滤光区域24的规定的部分的空腔层21的表面与沟槽G的底面的阶差。另一方面，在作为对应于沟槽G的底面的监控图案的抗蚀层55被除去了的部分，用光学式膜厚计来测定表面层53的厚度。然后，通过将测定的“空腔层21的表面与沟槽G的底面的阶差”和“表面层53的厚度”加起来从而计算出对应于滤光区域24的规定的部分的空腔层21的厚度。还有，测定的时机是表面层53的蚀刻的中途，在抗蚀层54残存于对应于滤光区域24的规定的部分的部分的情况下，由同样的方法，能够得知残存于该部分的抗蚀层54的厚度。
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式。例如，对于分光传感器的各个构成构件的材料以及形状来说，并不限于上述材料以及形状，可以应用各种各样的材料以及形状。
另外，分光传感器也可以具备多个对应于入射位置选择性地使规定的波长范围的光透过的干涉滤光部。在此，对具备多个干涉滤光部的分光传感器进行说明。如图21所示，分光传感器1具备多个干涉滤光部20A,20B。干涉滤光部20A,20B在光透过基板3与光检测基板4之间沿着分光传感器1的长边方向排列。
如图21以及图22所示，在空腔层21，并设有被形成于每个干涉滤光部20A,20B的滤光区域24，各个滤光区域24被DBR层22,23夹持。包围区域25在从光的入射方向看的情况下，从并设的滤光区域24,24取得规定的距离d而包围并设的滤光区域24,24。连接区域26连接并设的滤光区域24,24的光检测基板4侧的端部和包围区域25的光检测基板4侧的端部。
还有，干涉滤光部20A的DBR层22和干涉滤光部20B的DBR层22成为互相不同的种类，其边界会有一部分互相重叠的情况、间隔为0而进行接触的情况、间隔为例如5μm左右而分离的情况。另外，干涉滤光部20A的DBR层23和干涉滤光部20B的DBR层23成为互相不同的种类，其边界会有一部分互相重叠的情况、间隔为0而接触的情况、间隔为例如5μm左右而分离的情况。在此，在2个DBR层成为互相不同的种类的情况下，会有膜的构成材料不同的情况、即使是由相同材料构成的膜（单层或者多层）膜厚也不同的情况等。另外，干涉滤光部20A的光学滤光层5和干涉滤光部20B的光学滤光层5成为互相不同的种类，其边界会有一部分互相重叠的情况、间隔为0而进行接触的情况、间隔为例如5μm左右而进行分离的情况。
在如以上所述构成的分光传感器1中，从光透过基板3的表面3a入射到光透过基板3的光，如果透过光透过基板3并到达光透过基板3的背面3b的话，则只有应该入射到各个干涉滤光部20A,20B的规定的波长范围的光由光学滤光层5而被透过。于是，透过了光学滤光层5的光如果入射到各个干涉滤光部20A,20B的话，则在各个干涉滤光部20A,20B上，规定的波长范围的光对应于入射位置被选择性地透过。即，由在入射位置上的DBR层22,23的种类和厚度以及空腔层21的厚度，唯一决定了入射到光检测基板4的受光部6的各个通道的光的波长。由此，在光检测基板4上，检测出在受光部6的每个通道不同的波长的光。
另外，作为光透过基板3的材料，也可以使用使规定的波长范围的光透过的有色玻璃或滤光玻璃。另外，也可以与光学滤光层5一起或者取代光学滤光层5来将其他的光学滤光层形成于光透过基板3的表面3a。另外，光检测基板4并不限定于一维传感器，例如也可以是二维传感器。另外，空腔层21的厚度可以二维变化，或者也可以以阶梯状进行变化。另外，替代DBR层22,23而可以适用作为镜层的Al、Au、Ag等的单层的金属反射膜。另外，分光传感器并不限定于作为CSP构成的传感器，例如也可以是作为SMD（SurfaceMountDevice）进行构成的传感器。
另外，作为空腔层21的材料（即，成为蚀刻的对象的表面层53的材料），可以使用环氧、硅酮、丙烯等的光学树脂、TiO2、Ta2O5、Nb2O5、Al2O3、MgF2等的电介质、Si或Ge等的半导体等。
另外，耦合层11,12可以是由使用了硅烷气体的等离子CVD法、涂布式的SOG（SpinOnGlass）法、蒸镀法、溅射法等来进行形成的硅氧化膜。另外，取代由耦合层11,12进行的接合（即，直接结合directbonding）而可以适用由光学树脂层进行的接合或在分光传感器1的外缘部上的接合。在由光学树脂层进行的接合中，作为光学树脂层的材料，可以使用环氧类、丙烯类、硅酮类的有机材料、或者由有机-无机构成的复合材料（hybridmaterial）等的光学树脂。另外，在分光传感器1的外缘部上的接合中，能够一边由间隔物来保持间隙一边由低熔点玻璃或焊料等来进行接合。在此情况下，被接合部包围的区域可以作为空气间隙或者也可以将光学树脂填充于该区域。
另外，使用了作为原料气体的TEOS的成膜处理可以由使用了硅烷气体的等离子CVD法、涂布式的SOG法、蒸镀法、溅射法、LP-CVD法等来将硅氧化膜形成于由硅构成的处理基板的一个主面并将该硅氧化膜作为表面层。另外，也可以取代热氧化处理而由LP-CVD法来将硅氧化膜形成于由硅构成的处理基板的一个主面以及另一个主面并将被形成于处理基板的一个主面或者另一个主面的硅氧化膜作为表面层。即，硅氧化膜的空腔层并不限定于由硅的热氧化处理形成的层。但是，如果由热氧化处理来形成硅氧化膜的话，则与上述的其他的方法相比较，对于空腔层，具有成为比较致密的膜、膜厚的均匀性提高、杂质变少、光透过性或光折射率等的光学特性比较稳定这样的优点。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够获得高可靠性的分光传感器。
符号的说明
1…分光传感器、3…光透过基板、4…光检测基板、5…光学滤光层、20、20A、20B…干涉滤光部、21…空腔层、22…DBR层（第1镜层）、23…DBR层（第2镜层）、50…硅基板、50a…一个主面、50b…另一个主面、51…处理基板、51a…一个主面、51b…另一个主面、52…硅氧化膜、53…表面层。
Claims (4)
1.一种分光传感器的制造方法，其特征在于：
是具备干涉滤光部、光透过基板以及光检测基板的分光传感器的制造方法，所述干涉滤光部具有空腔层以及经由所述空腔层而相对的第1以及第2镜层并且对应于入射位置选择性地使规定的波长范围的光透过，所述光透过基板使入射到所述干涉滤光部的光透过，所述光检测基板检测透过了所述干涉滤光部的光，
所述制造方法具备：
第1工序，通过对被设置于处理基板上的表面层实施蚀刻从而形成所述空腔层；
第2工序，在所述第1工序之后将所述第1镜层形成于所述空腔层上；
第3工序，在所述第2工序之后将所述光透过基板接合于所述第1镜层上；
第4工序，在所述第3工序之后从所述空腔层除去所述处理基板；
第5工序，在所述第4工序之后将所述第2镜层形成于除去了所述处理基板的所述空腔层上；以及
第6工序，在所述第5工序之后将所述光检测基板接合于所述第2镜层上。
2.如权利要求1所述的分光传感器的制造方法，其特征在于：
在所述第1工序之前将硅氧化膜形成于由硅构成的所述处理基板的一个主面上，并且将该硅氧化膜作为所述表面层。
3.如权利要求1所述的分光传感器的制造方法，其特征在于：
在所述第1工序之前通过对硅基板的一个主面以及另一个主面施以热氧化处理从而将硅氧化膜形成于由硅构成的所述处理基板的一个主面以及另一个主面上，并且将被形成于所述处理基板的一个主面或者另一个主面的所述硅氧化膜作为所述表面层。
4.如权利要求1～3中的任意一项所述的分光传感器的制造方法，其特征在于：
在所述第3工序之前预先将使所述规定的波长范围的光透过的光学滤光层形成于所述光透过基板上，
在所述第3工序中，以所述第1镜层与所述光学滤光层相对的方式将所述光透过基板接合于所述第1镜层上。
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