JP2015007718A - High reflective mirror and fabry-perot filter having the high reflective mirror - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce noise by incident light passing through an etching hole in a high reflective mirror in which an optical multilayer film mirror is formed.SOLUTION: The high reflective mirror includes an optical multilayer film mirror formed in at least a part of the mirror. The optical multilayer film mirror includes: a first high refractive index film and a second high refractive index film having a first refractive index; and a first low refractive index layer having a second refractive index smaller than the first refractive index. The first high refractive index film and the second high refractive index film are disposed opposing to each other via the first low refractive index layer; and the first high refractive index film has a first through-hole that penetrates the first high refractive index film and communicates an outside space with the first low refractive index layer. A first light-shielding zone is formed on one surface side of the second high refractive index film opposite to the first high refractive index film; and the first light-shielding zone is selectively formed in such a manner that, in a part where the optical multilayer film mirror is formed, neither incident light in a direction along the stacked direction of the first and second high refractive index films and the first low refractive index layer, nor diffracted light of the incident light pass through the first through-hole.

Description

本発明は、高屈折率膜と低屈折率層とを積層してなる光学多層膜構造のミラー部を備える高反射ミラーと、その高反射ミラーを備えるファブリペローフィルタに関する。   The present invention relates to a high reflection mirror including a mirror portion having an optical multilayer film structure in which a high refractive index film and a low refractive index layer are laminated, and a Fabry-Perot filter including the high reflection mirror.

従来、特許文献1において、一部に光学多層膜構造のミラー部が構成された高反射ミラーにて構成されたファブリペロー干渉計が提案されている。ファブリペロー干渉計は、ミラー部を備えた一対の高反射ミラー(下側ミラーと上側ミラー)を有し、これら下側ミラーと上側ミラーが例えばエアギャップを介して対向配置された構造とされる。ミラー部は、2つの高屈折率膜が低屈折率層を介して対向配置された構造とされる。従来から、低屈折率層としてSiOが採用され、高屈折率膜としてSiが採用される構成が知られている。一方、特許文献1のファブリペロー干渉計では、ミラー部となる領域の高屈折率膜に孔(エッチングホール)が形成されている。このエッチングホールにより、低屈折率層は、上側ミラーよりも上部の外部空間およびエアギャップと連通する。特許文献1における低屈折率層は空気層である。低屈折率層を空気とすることで、高屈折率膜との間の屈折率比を大きくすることができ、高反射帯域の広いミラーを実現することができる。 Conventionally, Patent Document 1 proposes a Fabry-Perot interferometer composed of a high-reflection mirror in which a mirror portion having an optical multilayer film structure is partially constructed. The Fabry-Perot interferometer has a pair of high reflection mirrors (a lower mirror and an upper mirror) provided with a mirror portion, and the lower mirror and the upper mirror are arranged to face each other via an air gap, for example. . The mirror part has a structure in which two high refractive index films are arranged to face each other via a low refractive index layer. Conventionally, a configuration in which SiO 2 is employed as the low refractive index layer and Si is employed as the high refractive index film is known. On the other hand, in the Fabry-Perot interferometer of Patent Document 1, holes (etching holes) are formed in the high refractive index film in the region to be the mirror part. By this etching hole, the low refractive index layer communicates with the external space and the air gap above the upper mirror. The low refractive index layer in Patent Document 1 is an air layer. By using the low refractive index layer as air, the refractive index ratio with the high refractive index film can be increased, and a mirror with a wide high reflection band can be realized.

特許第4784495号公報Japanese Patent No. 4784495

しかしながら、特許文献1の上側ミラーおよび下側ミラーは、それぞれ単体の高反射ミラーとしてみた場合、ミラー部となる領域においてエッチングホールを有するがゆえに、入射光の一部が、高屈折率膜を介することなく高反射ミラーを通過してしまう。このため、本来反射すべき波長の光の一部を反射することができず、反射率の低下に繋がる。換言すれば、高反射ミラーを透過する光に、本来反射されるべき波長の光がノイズとして重畳してしまう。   However, when the upper mirror and the lower mirror in Patent Document 1 are each considered as a single high-reflection mirror, since there are etching holes in a region to be a mirror portion, a part of incident light passes through a high refractive index film. Without passing through the high reflection mirror. For this reason, a part of light having a wavelength that should be reflected cannot be reflected, leading to a decrease in reflectance. In other words, light having a wavelength that should be reflected is superimposed as noise on the light that passes through the high reflection mirror.

また、上側ミラーおよび下側ミラーにより構成されるファブリペローフィルタおよびファブリペロー干渉計においては、エッチングホールを通過した光が上下ミラーの干渉効果を受けないことになる。このため、エッチングホールを通過した光は、上下ミラーの干渉効果を通常通りに受けた光とは波長が異なってしまう。すなわち、エッチングホールを通過した光は、ノイズの要因となり、ファブリペローフィルタとしての分光特性を低下させてしまう。   Further, in the Fabry-Perot filter and Fabry-Perot interferometer constituted by the upper mirror and the lower mirror, the light that has passed through the etching hole does not receive the interference effect of the upper and lower mirrors. For this reason, the wavelength of the light that has passed through the etching hole is different from that of the light that normally receives the interference effect of the upper and lower mirrors. That is, the light that has passed through the etching hole causes noise, and degrades the spectral characteristics of the Fabry-Perot filter.

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、エッチングホールを通過する入射光によるノイズを低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to reduce noise caused by incident light passing through an etching hole.

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。   The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも一部に光学多層膜構造の第1ミラー部(M1)を有し、第1ミラー部は、第1屈折率を有する第1高屈折率膜(21)および第2高屈折率膜(22)と、第1折率よりも小さい第2屈折率を有する第1低屈折率層(23)と、を有し、第1高屈折率膜と第2高屈折率膜が、第1低屈折率層を介して互いに対向して配置され、第1高屈折率膜が、第1高屈折率膜を貫通して外部空間と第1低屈折率層とを連通する第1貫通孔(24)を有する高反射ミラーであって、第2高屈折率膜における第1高屈折率膜と反対の一面側に第1遮光帯(40a)を有し、第1遮光帯は、第1高屈折率膜、第2高屈折率膜および第1低屈折率層の積層方向からの入射光およびその回折光を遮光するように、第1ミラー部に対応する部分において選択的に形成されることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention has a first mirror part (M1) having an optical multilayer film structure at least partially, and the first mirror part has a first refractive index film having a first refractive index. (21) and a second high refractive index film (22), and a first low refractive index layer (23) having a second refractive index smaller than the first folding index, The second high-refractive index film is disposed opposite to each other via the first low-refractive index layer, and the first high-refractive index film penetrates the first high-refractive index film and external space and the first low-refractive index. A high-reflecting mirror having a first through hole (24) communicating with a layer and having a first light-shielding band (40a) on one surface side of the second high-refractive index film opposite to the first high-refractive index film The first light-shielding band is configured to shield the incident light and its diffracted light from the stacking direction of the first high-refractive index film, the second high-refractive index film, and the first low-refractive index layer. I am characterized by being selectively formed in a portion corresponding to the error portion.

これによれば、第1高屈折率膜側から光が入射する場合には、第1貫通孔(特許文献1に記載のエッチングホールに相当)を通過するであろう直接光、および、第1貫通孔で回折した光を第1遮光帯によって遮光することができる。また、第2高屈折率膜側から光が入射する場合には、直接光、および、第1遮光帯で回折した光が、第1貫通孔に到達しないようにすることができる。したがって、回折光も含めた入射光に起因するノイズを低減することができる。   According to this, when light is incident from the first high refractive index film side, direct light that will pass through the first through hole (corresponding to the etching hole described in Patent Document 1), and the first The light diffracted by the through hole can be shielded by the first light shielding band. Further, when light enters from the second high refractive index film side, direct light and light diffracted by the first light shielding band can be prevented from reaching the first through hole. Therefore, noise caused by incident light including diffracted light can be reduced.

第1実施形態に係るファブリペローフィルタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot filter which concerns on 1st Embodiment. 光学シミュレーションの幾何学的条件を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the geometric conditions of optical simulation. 光学シミュレーションの結果を示す、エッチングホール直径に対する遮光帯直径を示すグラフである。It is a graph which shows the result of an optical simulation, and shows the shading zone diameter with respect to an etching hole diameter. ファブリペローフィルタの製造方法において、基板を準備する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of preparing a board | substrate in the manufacturing method of a Fabry-Perot filter. 遮光帯を形成する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming a light-shielding zone. 下側ミラーを形成する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming a lower side mirror. 犠牲層を形成する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming a sacrificial layer. 上側ミラーを形成する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming an upper side mirror. 第2実施形態に係るファブリペローフィルタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot filter which concerns on 2nd Embodiment. 光学シミュレーションの幾何学的条件を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the geometric conditions of optical simulation. 光学シミュレーションの結果を示す、入射光の波長に対する回折量を示すグラフである。It is a graph which shows the amount of diffraction with respect to the wavelength of incident light which shows the result of an optical simulation. エッチングホールに対する遮光帯の大きさを示す平面図である。It is a top view which shows the magnitude | size of the light-shielding zone with respect to an etching hole. 第3実施形態に係るファブリペローフィルタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot filter which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るファブリペローフィルタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot filter which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る高反射ミラーの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the highly reflective mirror which concerns on 5th Embodiment. その他実施形態に係るファブリペローフィルタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the Fabry-Perot filter which concerns on other embodiment. 下側ミラーを形成する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming a lower side mirror. 犠牲層および上側ミラーを形成する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming a sacrificial layer and an upper side mirror. 遮光帯を形成する工程および基板を除去する工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the process of forming a light-shielding zone, and the process of removing a board | substrate.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。また、方向を示すものとして、x軸と、x軸に直交するy軸と、x軸とy軸により規定されるxy平面に直交するz軸と、を定義する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts. Further, the x axis, the y axis orthogonal to the x axis, and the z axis orthogonal to the xy plane defined by the x axis and the y axis are defined as directions.

(第1実施形態)
最初に、図1を参照して、本実施形態に係るファブリペローフィルタの概略構成について説明する。
(First embodiment)
Initially, with reference to FIG. 1, schematic structure of the Fabry-Perot filter which concerns on this embodiment is demonstrated.

ファブリペローフィルタは、例えば、赤外線吸収式の成分センサの分光器として用いられる。例として、自動車等の燃料の有機物濃度や、呼気中のエタノール濃度の測定に用いられる。   The Fabry-Perot filter is used, for example, as a spectroscope of an infrared absorption type component sensor. As an example, it is used to measure the concentration of organic matter in fuel such as automobiles and the concentration of ethanol in exhaled breath.

図1に示すように、本実施形態のファブリペローフィルタ10は、基板100、下側ミラー20、上側ミラー30、および、遮光帯40を有する。   As shown in FIG. 1, the Fabry-Perot filter 10 of this embodiment includes a substrate 100, a lower mirror 20, an upper mirror 30, and a light shielding band 40.

基板100は、シリコンからなる一般的な半導体ウェハを所定厚さに加工したものである。以下、基板100の厚さ方向をz方向とする。すなわち、基板100は、xy平面に沿った板状となっている。なお、本実施形態における基板100の厚さは略400μmである。   The substrate 100 is obtained by processing a general semiconductor wafer made of silicon to a predetermined thickness. Hereinafter, the thickness direction of the substrate 100 is defined as the z direction. That is, the substrate 100 has a plate shape along the xy plane. Note that the thickness of the substrate 100 in the present embodiment is approximately 400 μm.

下側ミラー20は、第1屈折率を有する第1高屈折率膜21と、同じく第1屈折率を有する第2高屈折率膜22と、第2屈折率を有する第1低屈折率層23と、を備える光学多層膜構造の第1ミラー部M1が一部に形成された高反射ミラーである。第1ミラー部M1が形成された部分では、z方向において、第1高屈折率膜21と第2高屈折率膜22との間に第1低屈折率層23が介在され、全体として高い反射率が実現されている。   The lower mirror 20 includes a first high refractive index film 21 having a first refractive index, a second high refractive index film 22 having a first refractive index, and a first low refractive index layer 23 having a second refractive index. And a first mirror portion M1 having an optical multilayer film structure including a part thereof. In the portion where the first mirror portion M1 is formed, the first low refractive index layer 23 is interposed between the first high refractive index film 21 and the second high refractive index film 22 in the z direction, and as a whole, high reflection is achieved. The rate is realized.

第2屈折率は第1屈折率よりも小さい。より具体的には、第1高屈折率膜21および第2高屈折率膜22はPoly−Siから成り、その屈折率は略3.45である。そして、第1低屈折率層23は空気層であり、その屈折率は略1.00である。空気は、その他の物質に較べて屈折率が小さいため、高反射率を有する光学多層膜における低屈折率層として有用である。空気以外でも、第1低屈折率層23を真空としてもよい。   The second refractive index is smaller than the first refractive index. More specifically, the first high refractive index film 21 and the second high refractive index film 22 are made of Poly-Si, and the refractive index thereof is approximately 3.45. The first low refractive index layer 23 is an air layer, and its refractive index is approximately 1.00. Since air has a lower refractive index than other materials, it is useful as a low refractive index layer in an optical multilayer film having a high reflectance. The first low refractive index layer 23 may be a vacuum other than air.

下側ミラー20は、SiOからなる絶縁膜110を介して、基板100上に形成される。絶縁膜110は基板100の一面100a全面に形成される。この絶縁膜110を介して、基板100の一面100a側の全面に第2高屈折率膜22が形成される。第2高屈折率膜22のうち、第1ミラー部M1となる領域には、第1低屈折率層23が形成される。そして、この第1低屈折率層23を覆うように第2高屈折率膜22上に第1高屈折率膜21が積層される。すなわち、第1ミラー部M1において、第1低屈折率層23は、第1高屈折率膜21と第2高屈折率膜22の間に挟まれた構造とされる。 Lower mirror 20 through the insulating film 110 made of SiO 2, is formed on the substrate 100. The insulating film 110 is formed on the entire surface 100 a of the substrate 100. A second high refractive index film 22 is formed on the entire surface on the one surface 100 a side of the substrate 100 via the insulating film 110. A first low refractive index layer 23 is formed in a region of the second high refractive index film 22 that becomes the first mirror portion M1. Then, the first high refractive index film 21 is laminated on the second high refractive index film 22 so as to cover the first low refractive index layer 23. That is, in the first mirror part M1, the first low refractive index layer 23 is sandwiched between the first high refractive index film 21 and the second high refractive index film 22.

第1ミラー部M1となる領域において、第1高屈折率膜21には、第1高屈折率膜21をz方向に貫通する第1貫通孔24が形成される。第1貫通孔24は、外部空間としての空隙AGと第1低屈折率層23とを連通するように形成される。この第1貫通孔24はエッチングホールであり、第1低屈折率層23をエッチングにより形成する際に、エッチング液あるいはガスが第1低屈折率層23となるべき領域まで進入できるように設けられる。また、第1低屈折率層23を空気層あるいは真空層とするための通気孔としての効果も奏する。なお、本実施形態における第1貫通孔24は、その開口が円形である。   In the region to be the first mirror portion M1, the first high refractive index film 21 is formed with a first through hole 24 that penetrates the first high refractive index film 21 in the z direction. The first through hole 24 is formed so as to communicate the gap AG as an external space and the first low refractive index layer 23. The first through hole 24 is an etching hole, and is provided so that an etching solution or a gas can enter a region to be the first low refractive index layer 23 when the first low refractive index layer 23 is formed by etching. . In addition, the first low refractive index layer 23 has an effect as a vent for making the air layer or the vacuum layer. In addition, the opening of the first through hole 24 in the present embodiment is circular.

上側ミラー30は、z方向において、空隙AGを挟んで下側ミラー20に対向配置される。上側ミラー30は特許請求の範囲における対向ミラーに相当する。上側ミラー30の基本的な構成は下側ミラー20と同様である。上側ミラー30は、第1屈折率を有する第3高屈折率膜31と、同じく第1屈折率を有する第4高屈折率膜32と、第2屈折率を有する第2低屈折率層33と、を備える光学多層膜構造の第2ミラー部M2が一部に形成された高反射ミラーである。z方向において、第3高屈折率膜31と第4高屈折率膜32とが第2低屈折率層33を介して対向配置される。   The upper mirror 30 is disposed to face the lower mirror 20 with the gap AG interposed therebetween in the z direction. The upper mirror 30 corresponds to a counter mirror in the claims. The basic configuration of the upper mirror 30 is the same as that of the lower mirror 20. The upper mirror 30 includes a third high refractive index film 31 having a first refractive index, a fourth high refractive index film 32 having the same first refractive index, and a second low refractive index layer 33 having a second refractive index. Are high reflection mirrors in which the second mirror part M2 having an optical multilayer film structure is partially formed. In the z direction, the third high-refractive index film 31 and the fourth high-refractive index film 32 are disposed to face each other with the second low-refractive index layer 33 interposed therebetween.

本実施形態において、第3高屈折率膜31および第4高屈折率膜32は、第1高屈折率膜21および第2高屈折率膜22と同様Poly−Siから成り、その屈折率は略3.45である。そして、第2低屈折率層33は第1低屈折率層23と同様空気層であり、その屈折率は略1.00である。また、第2低屈折率層33を真空としてもよい。   In the present embodiment, the third high-refractive index film 31 and the fourth high-refractive index film 32 are made of Poly-Si similarly to the first high-refractive index film 21 and the second high-refractive index film 22, and the refractive index thereof is substantially the same. 3.45. The second low refractive index layer 33 is an air layer like the first low refractive index layer 23, and its refractive index is approximately 1.00. Further, the second low refractive index layer 33 may be vacuumed.

上側ミラー30における第4高屈折率膜32は、空隙AGを介して第1高屈折率膜21に対向して形成される。第4高屈折率膜32のうち、第2ミラー部M2となる領域には、第2低屈折率層33が形成される。そして、この第2低屈折率層33を覆うように第4高屈折率膜32の表面には第3高屈折率膜31が積層される。すなわち、第2ミラー部M2において、第2低屈折率層33は、第3高屈折率膜31と第4高屈折率膜32の間に挟まれた構造とされる。   The fourth high refractive index film 32 in the upper mirror 30 is formed to face the first high refractive index film 21 with the gap AG interposed therebetween. In the fourth high refractive index film 32, a second low refractive index layer 33 is formed in a region to be the second mirror portion M2. A third high refractive index film 31 is laminated on the surface of the fourth high refractive index film 32 so as to cover the second low refractive index layer 33. That is, in the second mirror part M2, the second low refractive index layer 33 has a structure sandwiched between the third high refractive index film 31 and the fourth high refractive index film 32.

上側ミラー30のうち第2ミラー部M2となる領域において、第3高屈折率膜31には、第3高屈折率膜31をz方向に貫通する第2貫通孔34が形成される。第2貫通孔34は、外部と第2低屈折率層33とを連通するように形成される。また、第4高屈折率膜32には、第4高屈折率膜32をz方向に貫通する第3貫通孔35が形成される。第3貫通孔35は、空隙AGと第2低屈折率層33とを連通するように形成される。この第2貫通孔34および第3貫通孔35も、第1貫通孔24と同様にエッチングホールであり、本実施形態では円形である。そして、第2貫通孔34および第3貫通孔35は、xy平面において、第1貫通孔24と完全に重なる大きさ、および、位置に形成されている。以下、第1、第2および第3貫通孔24,34,35をエッチングホールと総称する。   In the region of the upper mirror 30 that becomes the second mirror portion M2, the third high refractive index film 31 is formed with a second through hole 34 that penetrates the third high refractive index film 31 in the z direction. The second through hole 34 is formed to communicate the outside with the second low refractive index layer 33. The fourth high refractive index film 32 is formed with a third through hole 35 that penetrates the fourth high refractive index film 32 in the z direction. The third through hole 35 is formed so as to communicate the air gap AG and the second low refractive index layer 33. The second through hole 34 and the third through hole 35 are also etching holes like the first through hole 24, and are circular in this embodiment. And the 2nd through-hole 34 and the 3rd through-hole 35 are formed in the magnitude | size and position which overlap with the 1st through-hole 24 completely in xy plane. Hereinafter, the first, second, and third through holes 24, 34, and 35 are collectively referred to as etching holes.

なお、上側ミラー30は、SiOからなるスペーサ層50に支持されることにより、空隙AGを介して下側ミラー20上に形成される。換言すれば、スペーサ層50は、下側ミラー20における基板100と反対側の面の一部に形成され、スペーサ層50を架橋するように上側ミラー30が配置される。 The upper mirror 30 is formed on the lower mirror 20 via the gap AG by being supported by the spacer layer 50 made of SiO 2 . In other words, the spacer layer 50 is formed on a part of the surface of the lower mirror 20 opposite to the substrate 100, and the upper mirror 30 is disposed so as to bridge the spacer layer 50.

遮光帯40は、例えば、タングステン製の薄膜であり、スパッタ蒸着やCVDにより形成することができる。本実施形態における遮光帯40は、基板100における絶縁膜110との界面である一面100aの表層に形成され、エッチングホール24,34,35の開口形状に合わせて、xy平面に沿う形状が円形とされる。遮光帯40は、エッチングホール24,34,35を通過するであろう入射光およびその回折光を遮光するように形成される。上記したように、第2貫通孔34および第3貫通孔35は、xy平面において、第1貫通孔24と完全に重なる大きさ、および、位置に形成されている。このため、この遮光帯40は、第1、第2および第3貫通孔24,34,35にそれぞれ対応する第1遮光帯、第2遮光帯、第3遮光帯をすべて兼用するように形成される。なお、第1遮光帯40a、第2遮光帯40b、第3遮光帯40cについては第3実施形態に後述する。   The shading band 40 is a thin film made of tungsten, for example, and can be formed by sputter deposition or CVD. The light shielding band 40 in the present embodiment is formed on the surface layer of one surface 100a that is an interface with the insulating film 110 in the substrate 100, and the shape along the xy plane is circular according to the opening shape of the etching holes 24, 34, and 35. Is done. The light shielding band 40 is formed so as to shield incident light and its diffracted light that will pass through the etching holes 24, 34, and 35. As described above, the second through hole 34 and the third through hole 35 are formed in a size and a position that completely overlap with the first through hole 24 in the xy plane. For this reason, the light shielding band 40 is formed so as to share all of the first light shielding band, the second light shielding band, and the third light shielding band corresponding to the first, second, and third through holes 24, 34, and 35, respectively. The The first light shielding band 40a, the second light shielding band 40b, and the third light shielding band 40c will be described later in the third embodiment.

入射光の回折角は入射光の波長と次数に依存するが、一般に、回折光は回折が生じるピンホールの直径よりも拡がって進む。このため、遮光帯40の直径は、エッチングホール24,34,35の直径よりも大きい。遮光帯40は、大きければ大きいほど、その遮光能力を発揮することができるが、本来透過してほしい光も遮光してしまうことは望ましくない。また、エッチングホール24,34,35の直径についても、大きければ大きいほど回折光の回折角を小さくできるが、直接光が透過しやすくなる。   Although the diffraction angle of incident light depends on the wavelength and order of incident light, in general, diffracted light travels wider than the diameter of a pinhole where diffraction occurs. For this reason, the diameter of the light shielding band 40 is larger than the diameter of the etching holes 24, 34, and 35. The larger the light shielding band 40 is, the more it can exert its light shielding ability. However, it is not desirable to shield light originally desired to be transmitted. Further, as the diameters of the etching holes 24, 34, and 35 are increased, the diffraction angle of the diffracted light can be reduced, but the direct light is easily transmitted.

次に、図2および図3を参照して、遮光帯40のサイズとエッチングホール24,34,35のサイズの関係について詳しく説明するとともに、作用効果を説明する。なお、発明者らは、回折光の回折角について、波動性を考慮にいれた光学シミュレーションを用いて算出しており、ここでいう回折角とは、一次回折光を指すものとする。   Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the relationship between the size of the light-shielding band 40 and the sizes of the etching holes 24, 34, and 35 will be described in detail, and the function and effect will be described. In addition, the inventors calculated the diffraction angle of the diffracted light using an optical simulation taking into consideration the wave nature, and the diffraction angle here refers to the first-order diffracted light.

発明者らは、エッチングホール24,34,35のサイズを変数として、回折光の遮光に必要な遮光帯40のサイズをシミュレーションにより求めた。   The inventors obtained the size of the light shielding band 40 necessary for shielding the diffracted light by simulation using the sizes of the etching holes 24, 34, and 35 as variables.

このシミュレーションでは、図1および図2に示すように、基板100に対して上下ミラー20,30側から基板100の一面100aに垂直な方向(積層方向)に光が入射するとした。すなわち、入射光がエッチングホール24,34,35によって回折し、その回折光が遮光帯40に向かう状況を想定した。また、幾何学的条件として、図2に示すように、上側ミラー30における第2貫通孔34が形成された受光面30aと基板100における絶縁膜110との界面である一面100aとの間の長さを10μmとし、基板100の厚さを400μmとした。なお、第1貫通孔24および第3貫通孔35は、第2貫通孔34に較べて一面100aからの距離が短いため、第1および第3貫通孔24,35に起因する回折光は、第2貫通孔34に起因する回折光に較べて一面100aへの投射面積が小さい。よって、このシミュレーションでは、図2に示すように、上側ミラー30における第3高屈折率膜31に形成された第2貫通孔34のみを考慮に入れた。   In this simulation, as shown in FIGS. 1 and 2, light is incident on the substrate 100 from the upper and lower mirrors 20, 30 side in a direction (stacking direction) perpendicular to the one surface 100 a of the substrate 100. That is, it is assumed that incident light is diffracted by the etching holes 24, 34, and 35 and the diffracted light travels toward the light shielding band 40. Further, as a geometric condition, as shown in FIG. 2, the length between the light receiving surface 30 a in which the second through hole 34 in the upper mirror 30 is formed and the one surface 100 a that is an interface between the insulating film 110 in the substrate 100. The thickness was 10 μm, and the thickness of the substrate 100 was 400 μm. Since the first through hole 24 and the third through hole 35 have a shorter distance from the one surface 100a than the second through hole 34, the diffracted light caused by the first and third through holes 24 and 35 is Compared with the diffracted light caused by the two through holes 34, the projection area onto the one surface 100a is small. Therefore, in this simulation, as shown in FIG. 2, only the second through hole 34 formed in the third high refractive index film 31 in the upper mirror 30 is taken into consideration.

また、このシミュレーションでは、入射光として、波長が3μmおよび10μmの赤外光を想定した。この波長は、自動車等の燃料や呼気中に含まれる水、二酸化炭素、あるいはエタノールの吸収係数のピークが、波長として3μm〜10μmの範囲に存在することから設定されたものである。   In this simulation, infrared light having wavelengths of 3 μm and 10 μm was assumed as incident light. This wavelength is set because the peak of the absorption coefficient of water, carbon dioxide, or ethanol contained in the fuel or exhaled air of an automobile or the like exists in the range of 3 μm to 10 μm as the wavelength.

図3は、エッチングホール(このシミュレーションにおいては第2貫通孔34に相当)の直径に対して、入射光の一次回折光が基板100を突き抜けないための遮光帯直径をシミュレーションした結果である。   FIG. 3 shows the result of simulating the diameter of the light shielding band for preventing the first-order diffracted light of the incident light from penetrating the substrate 100 with respect to the diameter of the etching hole (corresponding to the second through hole 34 in this simulation).

白抜き三角のマーカのプロット(図3中、Aと示す)は、波長が3μmの赤外線に対して、遮光帯40を基板100の一面100aと反対の裏面100bの表層に配置した場合のものである。白抜き円のマーカのプロット(図3中、Cと示す)は、波長が3μmの赤外線に対して、遮光帯40を基板100の一面100aの表層に配置した場合のものである。白抜き四角のマーカのプロット(図3中、Bと示す)は、波長が10μmの赤外線に対して、遮光帯40を基板100の一面100aの表層に配置した場合のものである。   The white triangle marker plot (shown as A in FIG. 3) is for the case where the shading band 40 is arranged on the surface layer of the back surface 100b opposite to the one surface 100a of the substrate 100 for infrared light having a wavelength of 3 μm. is there. The white circle marker plot (shown as C in FIG. 3) is obtained when the light shielding band 40 is arranged on the surface layer 100a of the substrate 100 with respect to an infrared ray having a wavelength of 3 μm. The white square marker plot (shown as B in FIG. 3) is obtained when the light shielding band 40 is disposed on the surface layer 100a of the substrate 100 with respect to an infrared ray having a wavelength of 10 μm.

上記3つのいずれのプロットにおいても、遮光に要する遮光帯40の直径に極小値をもつ下に凸のグラフとなっている。極小値を与えるエッチングホールの直径に対して、エッチングホール直径が小さい側では回折による入射光の広がりが優位である。一方、エッチングホール直径が大きい側では、エッチングホールを直接通過する直接光が優位である。すなわち、エッチングホール直径が大きい側では、エッチングホールの直径と、直接光を遮光するための遮光帯40のサイズはほぼ比例関係にある。   In any of the above three plots, the graph is a downwardly convex graph having a minimum value in the diameter of the light shielding band 40 required for light shielding. The spread of incident light due to diffraction is more dominant on the side where the diameter of the etching hole is smaller than the diameter of the etching hole that gives the minimum value. On the other hand, on the side where the etching hole diameter is large, direct light passing directly through the etching hole is superior. That is, on the side where the diameter of the etching hole is large, the diameter of the etching hole and the size of the light shielding band 40 for directly shielding light are in a substantially proportional relationship.

まず、波長が3μmの赤外線に対して、遮光帯40を基板100の一面100aと反対の裏面100bの表層に配置した場合(プロットA)について考察する。この場合の遮光帯直径の極小値は略110μmである。すなわち、この波長の光を、回折光も含めて遮光するには110μm以上の直径を有する遮光帯40が必要である。本来、できるだけ多くの光を透過する必要があるため、遮光帯40の直径は小さいほうが好ましい。本実施形態では、遮光帯40が、裏面100bよりも下側ミラー20寄りの一面100aの表層に形成されるため、遮光帯40の直径を110μm以下にすることができる。   First, consider the case (plot A) in which the light shielding band 40 is disposed on the surface layer of the back surface 100b opposite to the one surface 100a of the substrate 100 with respect to an infrared ray having a wavelength of 3 μm. In this case, the minimum value of the shading band diameter is approximately 110 μm. That is, in order to shield light of this wavelength including diffracted light, the light shielding band 40 having a diameter of 110 μm or more is necessary. Originally, since it is necessary to transmit as much light as possible, it is preferable that the diameter of the light shielding band 40 is small. In the present embodiment, since the light shielding band 40 is formed on the surface layer of the one surface 100a closer to the lower mirror 20 than the back surface 100b, the diameter of the light shielding band 40 can be 110 μm or less.

ここで、波長が3μmの赤外線に対して、遮光帯40を基板100の一面100aの表層に配置した場合(プロットB)と、波長が10μmの赤外線に対して、遮光帯40を基板100の一面100aの表層に配置した場合(プロットC)について考察する。回折角は入射光の波長が長いほど大きくなるため、プロットBが、プロットCよりも常に遮光帯直径の大きい側にある。図示しないが、波長λが3μm<λ<10μmを満たすものは、図3の縦軸において、プロットBとプロットCとの間に描画される。したがって、図3の破線に示すように、エッチングホールの直径を2μm以上、かつ、80μm以下とすることにより、3μm≦λ≦10μmの入射光波長域において、遮光帯40の直径を110μm以下にすることができる。   Here, when the light shielding band 40 is disposed on the surface layer 100a of the surface 100a of the substrate 100 with respect to the infrared light having a wavelength of 3 μm (plot B), the light shielding band 40 is disposed on the surface of the substrate 100 with respect to the infrared light having a wavelength of 10 μm. Consider the case (plot C) where the layers are arranged on the surface layer of 100a. Since the diffraction angle becomes larger as the wavelength of the incident light is longer, the plot B is always on the larger side of the shading zone diameter than the plot C. Although not shown in the figure, a wavelength λ satisfying 3 μm <λ <10 μm is drawn between plot B and plot C on the vertical axis in FIG. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 3, by setting the diameter of the etching hole to 2 μm or more and 80 μm or less, the diameter of the light shielding band 40 is made 110 μm or less in the incident light wavelength region of 3 μm ≦ λ ≦ 10 μm. be able to.

これにより、遮光帯40の直径を110μm以下にしつつ、エッチングホール24,34,35を通過する直接光および回折光を遮光することができる。   Thereby, the direct light and the diffracted light passing through the etching holes 24, 34, and 35 can be shielded while the diameter of the light shielding band 40 is 110 μm or less.

さらに、遮光帯40の直径が極小値となるようにエッチングホールの直径を選べば、遮光帯40による遮光性を十分確保しつつ、必要な光を十分透過させることができる。なお、入射光の波長が大きくなるほど回折角が大きくなるため、図3のプロットBおよびプロットCに示すように、極小値はエッチングホール直径の大きい側に遷移する。すなわち、波長が大きいほど、遮光帯40の直径の極小値を与えるエッチングホール直径は大きくなる。3μm≦λ≦10μmの入射光波長域において、遮光帯40の直径の極小値を与えるエッチングホール直径の範囲は、図3の一点鎖線に示すように、4μm以上、かつ、20μm以下である。エッチングホールの直径をこの範囲とすることにより、遮光帯40の直径を14μm〜46μm程度にすることができる。   Further, if the diameter of the etching hole is selected so that the diameter of the light shielding band 40 becomes a minimum value, the necessary light can be sufficiently transmitted while sufficiently securing the light shielding property by the light shielding band 40. Since the diffraction angle increases as the wavelength of incident light increases, the minimum value shifts to the larger etching hole diameter side as shown in plots B and C in FIG. That is, the larger the wavelength, the larger the etching hole diameter that gives the minimum value of the diameter of the light shielding band 40. In the incident light wavelength range of 3 μm ≦ λ ≦ 10 μm, the range of the etching hole diameter that gives the minimum value of the diameter of the light-shielding band 40 is 4 μm or more and 20 μm or less as shown by the one-dot chain line in FIG. By setting the diameter of the etching hole within this range, the diameter of the light shielding band 40 can be set to about 14 μm to 46 μm.

これにより、遮光帯40の直径をさらに小さくすることができ、所望の波長の透過性を確保しつつ、ノイズとなる波長成分を遮光することができる。   Thereby, the diameter of the light-shielding zone 40 can be further reduced, and the wavelength component that causes noise can be shielded while ensuring the transparency of a desired wavelength.

次に、図4〜図8を参照して、本実施形態に係るファブリペローフィルタの製造方法について簡単に説明する。なお、遮光帯40を形成する工程を除く工程は、特許文献1に記載の方法と同一であるため、記載を省略する。   Next, with reference to FIGS. 4-8, the manufacturing method of the Fabry-Perot filter which concerns on this embodiment is demonstrated easily. In addition, since the process except the process of forming the light-shielding zone 40 is the same as the method described in Patent Document 1, description thereof is omitted.

まず、図4に示すように、Si(シリコン)からなる基板100を準備する。本実施形態における基板100は厚さが略400μmである。   First, as shown in FIG. 4, a substrate 100 made of Si (silicon) is prepared. The substrate 100 in this embodiment has a thickness of approximately 400 μm.

次いで、図5に示すように、遮光帯40を形成する工程を実施する。基板100の厚さ方向(z方向)に垂直な一面100aの表層において、後の工程で形成される円形の第1貫通孔24と中心を同じくする円形を成すように遮光帯40を形成する。遮光帯40は、例えば、タングステンをCVD等により堆積させて形成することができる。なお、スパッタ蒸着によっても形成可能である。遮光帯40の直径は、例えば46μmとする。   Next, as shown in FIG. 5, a step of forming a light shielding band 40 is performed. On the surface layer of one surface 100a perpendicular to the thickness direction (z direction) of the substrate 100, the light shielding band 40 is formed so as to form a circle having the same center as the circular first through hole 24 formed in a later step. The light shielding zone 40 can be formed by depositing tungsten by CVD or the like, for example. It can also be formed by sputter deposition. The diameter of the light shielding band 40 is, for example, 46 μm.

次いで、図6に示すように、下側ミラー20を形成する工程を実施する。基板100および遮光帯40を覆うように、一面100aの全面にSiOの絶縁膜110を堆積する。その後、絶縁膜110上に下側ミラー20を形成する。下側ミラー20は、絶縁膜110上に第2高屈折率膜22をCVD等により堆積し、後に第1低屈折率層23となる領域にSiOからなる酸化物層23aを形成する。そして、酸化物層23aを覆うように第2高屈折率膜22上に第1高屈折率膜21をCVD等により堆積する。その後、一般的に知られたエッチングにより第1貫通孔24を形成する。 Next, as shown in FIG. 6, a step of forming the lower mirror 20 is performed. An insulating film 110 of SiO 2 is deposited on the entire surface 100a so as to cover the substrate 100 and the light shielding band 40. Thereafter, the lower mirror 20 is formed on the insulating film 110. In the lower mirror 20, a second high refractive index film 22 is deposited on the insulating film 110 by CVD or the like, and an oxide layer 23 a made of SiO 2 is formed in a region that later becomes the first low refractive index layer 23. Then, a first high refractive index film 21 is deposited on the second high refractive index film 22 by CVD or the like so as to cover the oxide layer 23a. Thereafter, the first through hole 24 is formed by generally known etching.

次いで、図7に示すように、犠牲層60を形成する工程を実施する。下側ミラー20の第1高屈折率膜21上に、第1貫通孔24を埋める形でSiOからなる犠牲層60を形成する。犠牲層60は後の工程で一部がエッチングされ、その部分が空隙AGとなるため、犠牲層60の層厚は、空隙AGの厚さ(下側ミラー20と上側ミラー30の対向間距離)に等しくする。 Next, as shown in FIG. 7, a step of forming the sacrificial layer 60 is performed. A sacrificial layer 60 made of SiO 2 is formed on the first high refractive index film 21 of the lower mirror 20 so as to fill the first through holes 24. Since the sacrificial layer 60 is partly etched in a later step and that part becomes the gap AG, the layer thickness of the sacrificial layer 60 is the thickness of the gap AG (distance between the lower mirror 20 and the upper mirror 30 facing each other). Equal to

次いで、図8に示すように、上側ミラー30を形成する工程を実施する。まず、犠牲層60上に第4高屈折率膜32をCVD等により堆積する。そして、第4高屈折率膜32のxy平面に沿う面において、第1貫通孔24と中心および直径を同じくする第3貫通孔35をエッチングにより形成する。その後、後に第2低屈折率層33となる領域にSiOからなる酸化物層33aを形成する。そして、酸化物層33aを覆うように第4高屈折率膜32上に第3高屈折率膜31をCVD等により堆積する。その後、一般的に知られたエッチングにより第2貫通孔34を形成する。 Next, as shown in FIG. 8, a step of forming the upper mirror 30 is performed. First, the fourth high refractive index film 32 is deposited on the sacrificial layer 60 by CVD or the like. Then, on the surface along the xy plane of the fourth high refractive index film 32, a third through hole 35 having the same center and diameter as the first through hole 24 is formed by etching. Thereafter, an oxide layer 33 a made of SiO 2 is formed in a region that will later become the second low refractive index layer 33. Then, a third high refractive index film 31 is deposited on the fourth high refractive index film 32 by CVD or the like so as to cover the oxide layer 33a. Thereafter, the second through hole 34 is formed by generally known etching.

最後に、下側ミラー20における酸化物層23a、上側ミラー30における酸化物層33aおよび犠牲層60の一部をエッチングにより除去することによって、図1に示すようなファブリペローフィルタ10を形成することができる。   Finally, the oxide layer 23a in the lower mirror 20, the oxide layer 33a in the upper mirror 30, and a part of the sacrificial layer 60 are removed by etching to form the Fabry-Perot filter 10 as shown in FIG. Can do.

(第2実施形態)
本実施形態では、光が第1実施形態に対して、反対側から入射される場合の構成について述べる。すなわち、図9に示すように、上下ミラー20,30に対して、基板100側から光が入射する場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, a configuration when light is incident from the opposite side to the first embodiment will be described. That is, as shown in FIG. 9, the case where light enters the upper and lower mirrors 20 and 30 from the substrate 100 side will be described.

なお、エッチングホール(第1実施形態同様、第1貫通孔24、第2貫通孔34、第3貫通孔35をエッチングホールと総称する)のサイズ、および、遮光帯40の形状あるいはサイズを除くファブリペローフィルタ10の構成は第1実施形態と同様であるから、説明を割愛する。   Note that the size of the etching hole (similar to the first embodiment, the first through hole 24, the second through hole 34, and the third through hole 35 are collectively referred to as an etching hole) and the Fabry excluding the shape or size of the light shielding band 40 are excluded. Since the configuration of the Perot filter 10 is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

図10〜図12を参照して、遮光帯40のサイズとエッチングホール24,34,35のサイズの関係について詳しく説明するとともに、作用効果を説明する。なお、発明者らは、回折光の回折角について、波動性を考慮にいれた光学シミュレーションを用いて算出しており、ここでいう回折角とは、一次回折光を指すものとする。   With reference to FIGS. 10 to 12, the relationship between the size of the light-shielding band 40 and the sizes of the etching holes 24, 34, and 35 will be described in detail, and the function and effect will be described. In addition, the inventors calculated the diffraction angle of the diffracted light using an optical simulation taking into consideration the wave nature, and the diffraction angle here refers to the first-order diffracted light.

発明者らは、エッチングホール24,34,35のサイズを変数として、回折光の遮光に必要な遮光帯40のサイズをシミュレーションにより求めた。   The inventors obtained the size of the light shielding band 40 necessary for shielding the diffracted light by simulation using the sizes of the etching holes 24, 34, and 35 as variables.

シミュレーションで想定するファブリペローフィルタ10の幾何学的条件は第1実施形態と同様である。入射光は、上述のとおり、上下ミラー20,30に対して、基板100側から光が入射させた。すなわち、図10に示すように、入射光が遮光帯40の端部によって回折し、その回折光がエッチングホール(このシミュレーションにおいては第2貫通孔34に相当)に向かう状況を想定した。また、このシミュレーションに用いた入射光の波長は、3μm、5μm、8μm、10μmである。   The geometric condition of the Fabry-Perot filter 10 assumed in the simulation is the same as that in the first embodiment. As described above, the incident light is incident on the upper and lower mirrors 20 and 30 from the substrate 100 side. That is, as shown in FIG. 10, it is assumed that the incident light is diffracted by the end of the light shielding band 40 and the diffracted light travels to the etching hole (corresponding to the second through hole 34 in this simulation). The wavelengths of incident light used in this simulation are 3 μm, 5 μm, 8 μm, and 10 μm.

図11は、入射する光の波長に対する入射光の回折量をシミュレーションした結果である。ここでの回折量とは、図10に示すように、入射光が遮光帯40の端部で回折し、その回折光が遮光帯40の端部に対応する位置から遮光帯40の中心寄りに回り込む量である。とくに、このシミュレーションでは、回り込んだ回折光が基板100の一面100aに対向する第3高屈折率膜31の面30bに投影される。回折量は、遮光帯40の端部に対応する部分から一次回折光が投影される距離を示す。   FIG. 11 shows the result of simulating the amount of diffraction of incident light with respect to the wavelength of incident light. As shown in FIG. 10, the amount of diffraction here is that incident light is diffracted at the end of the light shielding band 40, and the diffracted light is closer to the center of the light shielding band 40 from a position corresponding to the end of the light shielding band 40. It is the amount that wraps around. Particularly in this simulation, the diffracted diffracted light is projected onto the surface 30 b of the third high refractive index film 31 facing the one surface 100 a of the substrate 100. The amount of diffraction indicates the distance at which the first-order diffracted light is projected from the portion corresponding to the end of the light shielding band 40.

図11に示すシミュレーションの結果によれば、想定される入射光波長域において、回折量の最大値を与える波長は10μmであり、回折量の最大値は16μmである。したがって、エッチングホールの直径をR(μm)とすれば、遮光帯40の直径をR+32(μm)以上にすることによって、回折光がエッチングホールに到達することを防止できる。換言すれば、図12に示すように、遮光帯40が、基板100の一面100aにおいて、エッチングホールと中心を同じくし、直径がR+32(μm)である仮想円70と全面に亘ってオーバーラップしていれば、回折光がエッチングホールに到達することを防止できる。なお、図12においては、遮光帯40の形状が一例として正方形である例を示したが、遮光帯40の形状は任意である。遮光帯40の面積を最小にするためには、仮想円70と完全に重なるように円形の遮光帯40とすればよい。 According to the simulation results shown in FIG. 11, in the assumed incident light wavelength region, the wavelength that gives the maximum value of the diffraction amount is 10 μm, and the maximum value of the diffraction amount is 16 μm. Therefore, if the diameter of the etching hole is R (μm), it is possible to prevent the diffracted light from reaching the etching hole by setting the diameter of the light shielding band 40 to R + 32 (μm) or more. In other words, as shown in FIG. 12, the light shielding band 40 is over the entire surface of the virtual circle 70 having the same center as the etching hole and having a diameter of R 1 +32 (μm) on one surface 100a of the substrate 100. If it is wrapped, the diffracted light can be prevented from reaching the etching hole. In FIG. 12, an example in which the shape of the light shielding band 40 is a square is shown as an example, but the shape of the light shielding band 40 is arbitrary. In order to minimize the area of the light shielding band 40, the circular light shielding band 40 may be formed so as to completely overlap the virtual circle 70.

(第3実施形態)
上記した各実施形態では、第1貫通孔24、第2貫通孔34、第3貫通孔35が、xy平面において同一の位置にあって、互いに合同な円形を成す例を示した。これに対して、本実施形態では、各貫通孔24,34,35のxy平面における位置が異なる例について説明する。なお、各貫通孔24,34,35および対応する遮光帯40を除く構成要素は上記した各実施形態と同様であるため説明を省略する。また、光は、第1実施形態と同様に、遮光帯40に対して下側ミラー20側からの入射を想定する。
(Third embodiment)
In each of the above-described embodiments, the example in which the first through hole 24, the second through hole 34, and the third through hole 35 are located at the same position in the xy plane and form a congruent circle is shown. In contrast, in the present embodiment, an example in which the positions of the through holes 24, 34, and 35 in the xy plane are different will be described. In addition, since the components other than each through-hole 24, 34, 35 and the corresponding light-shielding band 40 are the same as those in the above-described embodiments, the description thereof is omitted. In addition, light is assumed to be incident on the light shielding band 40 from the lower mirror 20 side as in the first embodiment.

図13に示すように、本実施形態における各貫通孔24,34,35は、互いに合同でありつつ、z方向に直交する方向(xy平面に沿う方向)において、異なる位置に形成される。このような形態の場合、各貫通孔24,34,35を通過する入射光とその回折光を遮光するために、貫通孔24,34,35それぞれに対応した遮光帯40が形成される。すなわち、このファブリペローフィルタ10は、図13に示すように、第1貫通孔24に対応した第1遮光帯40a(図13中、破線)と、第2貫通孔34に対応した第2遮光帯40b(図13中、一点鎖線)と、第3貫通孔35に対応した第3遮光帯40c(図13中、実線)と、を有する。本実施形態の各遮光帯40a,40b,40cは、それぞれオーバーラップしつつ形成され、一体の遮光帯40として形成される。   As shown in FIG. 13, the through holes 24, 34, and 35 in the present embodiment are congruent with each other and are formed at different positions in a direction orthogonal to the z direction (direction along the xy plane). In the case of such a configuration, a light shielding band 40 corresponding to each of the through holes 24, 34, and 35 is formed in order to shield the incident light passing through each of the through holes 24, 34, and 35 and the diffracted light thereof. That is, as shown in FIG. 13, the Fabry-Perot filter 10 includes a first light shielding band 40a (broken line in FIG. 13) corresponding to the first through hole 24 and a second light shielding band corresponding to the second through hole 34. 40b (one-dot chain line in FIG. 13) and a third light-shielding band 40c (solid line in FIG. 13) corresponding to the third through hole 35. The light shielding bands 40a, 40b, and 40c of the present embodiment are formed so as to overlap each other, and are formed as an integral light shielding band 40.

本実施形態にように、各貫通孔24,34,35は任意に位置に形成することができ、各遮光帯40a,40b,40cは、それぞれの貫通孔24,34,35に対応した位置に形成することによって、入射光を遮光することができる。しかしながら、各貫通孔24,34,35に対応した遮光帯40a,40b,40cが別々に形成されると、xy平面において、ファブリペローフィルタ10の受光面に対する遮光帯40の占める面積が大きくなってしまい、入射光を十分透過できない虞がある。このため、第1実施形態および第2実施形態に記載のように、各貫通孔24,34,35は、xy平面において、同一の中心をもつ合同な形状とすることが好ましい。これにより、第1遮光帯40a、第2遮光帯40b、第3遮光帯40cを、それぞれが完全にオーバーラップした遮光帯40とすることができ、受光面に対する遮光帯40の占める面積を最小にすることができる。   As in the present embodiment, the through holes 24, 34, and 35 can be formed at arbitrary positions, and the light shielding bands 40a, 40b, and 40c are at positions corresponding to the through holes 24, 34, and 35, respectively. By forming, incident light can be shielded. However, if the light shielding bands 40a, 40b, and 40c corresponding to the through holes 24, 34, and 35 are formed separately, the area occupied by the light shielding band 40 with respect to the light receiving surface of the Fabry-Perot filter 10 is increased in the xy plane. Therefore, there is a possibility that the incident light cannot be sufficiently transmitted. Therefore, as described in the first embodiment and the second embodiment, it is preferable that the through holes 24, 34, and 35 have a congruent shape having the same center in the xy plane. As a result, the first light shielding band 40a, the second light shielding band 40b, and the third light shielding band 40c can be made to completely overlap each other, and the area occupied by the light shielding band 40 with respect to the light receiving surface can be minimized. can do.

(第4実施形態)
上記した各実施形態では、第1貫通孔24、第2貫通孔34、第3貫通孔35が互いに合同である例を示した。しかしながら、各貫通孔24,34,35の形状さサイズは任意である。本実施形態では、図14に示すように、xy平面において、第1貫通孔24、第2貫通孔34、第3貫通孔35が互いに同一の中心を持ちつつも、直径が異なる例について説明する。以下、基板100に対して、上側ミラー30側から光が入射する場合を想定して説明する。
(Fourth embodiment)
In each of the above-described embodiments, an example in which the first through hole 24, the second through hole 34, and the third through hole 35 are congruent with each other has been described. However, the shape size of each through-hole 24, 34, 35 is arbitrary. In the present embodiment, as shown in FIG. 14, an example in which the first through hole 24, the second through hole 34, and the third through hole 35 have the same center but have different diameters in the xy plane will be described. . Hereinafter, the case where light enters the substrate 100 from the upper mirror 30 side will be described.

本実施形態のファブリペローフィルタ10は、図14に示すように、それぞれ異なる直径の貫通孔24,34,35を有する。貫通孔24,34,35は、上側ミラー30の第3高屈折率膜31における受光面30aに形成された第2貫通孔34が最も大きい直径を有する。そして、受光面30aから光の入射方向(z方向)に最も離れた第1貫通孔24が最も小さい直径を有する。すなわち、貫通孔24,34,35の直径は、第2貫通孔34、第3貫通孔35、第1貫通孔24の順に大きい。   As shown in FIG. 14, the Fabry-Perot filter 10 of this embodiment has through holes 24, 34, and 35 having different diameters. The through holes 24, 34, and 35 have the largest diameter of the second through hole 34 formed in the light receiving surface 30 a of the third high refractive index film 31 of the upper mirror 30. And the 1st through-hole 24 most distant from the light-receiving surface 30a in the incident direction (z direction) of light has the smallest diameter. That is, the diameters of the through holes 24, 34, and 35 are larger in the order of the second through hole 34, the third through hole 35, and the first through hole 24.

孔を通過する際における光の回折は、回折の原因となる孔の直径が小さいほど回折角が大きくなる。このため、第1貫通孔24、第2貫通孔34、第3貫通孔35の大きさをそれぞれ異なって形成しなければならない場合であっても、光が入射する側に近いほど開口の直径が大きくなるようにすることが好ましい。換言すると、遮光帯40から遠い位置に形成される貫通孔ほど、開口の直径が大きくなるようにすることが好ましい。これによれば、遮光帯40から遠い位置に形成される貫通孔による回折光の回折量をより小さく抑えることができる。これにより、より直径の小さい遮光帯40で入射光の回折光を遮光することができる。   The diffraction of light when passing through a hole has a larger diffraction angle as the diameter of the hole causing the diffraction is smaller. Therefore, even when the first through hole 24, the second through hole 34, and the third through hole 35 have to be formed with different sizes, the diameter of the opening becomes closer to the light incident side. It is preferable to make it large. In other words, it is preferable to make the diameter of the opening larger as the through hole is formed at a position farther from the light shielding band 40. According to this, the diffraction amount of the diffracted light by the through-hole formed in a position far from the light shielding band 40 can be further suppressed. Thereby, the diffracted light of the incident light can be shielded by the light shielding band 40 having a smaller diameter.

(第5実施形態)
上記した各実施形態では、下側ミラー20と上側ミラー30を有するファブリペローフィルタ10について、遮光帯40の効果を、貫通孔24,34,35と関連付けて説明した。遮光帯40の効果は、ファブリペローフィルタ10としてではなく、基板100上に下側ミラー20が形成された高反射ミラーとしても発揮される。すなわち、対向ミラーとしての上側ミラー30を有さない構成であっても、遮光帯40の効果を奏することができる。
(Fifth embodiment)
In each of the above-described embodiments, the effect of the light shielding band 40 is described in relation to the through holes 24, 34, and 35 for the Fabry-Perot filter 10 having the lower mirror 20 and the upper mirror 30. The effect of the light shielding band 40 is exhibited not only as the Fabry-Perot filter 10 but also as a high reflection mirror in which the lower mirror 20 is formed on the substrate 100. That is, even if the configuration does not include the upper mirror 30 as the counter mirror, the effect of the light shielding band 40 can be achieved.

本実施形態に例示する高反射ミラー200は、図15に示すように、第1実施形態に記載のファブリペローフィルタ10に対して、上側ミラー30およびスペーサ層50が形成されない構成である。第1実施形態と同様に、下側ミラー20の第1ミラー部M1となる部分は、第1低屈折率層23が第1高屈折率膜21と第2高屈折率膜22に挟まれるように形成され、高屈折率を実現する。   As shown in FIG. 15, the high reflection mirror 200 exemplified in this embodiment has a configuration in which the upper mirror 30 and the spacer layer 50 are not formed with respect to the Fabry-Perot filter 10 described in the first embodiment. As in the first embodiment, the first low-refractive index layer 23 is sandwiched between the first high-refractive index film 21 and the second high-refractive index film 22 in the portion that becomes the first mirror part M1 of the lower mirror 20. To achieve a high refractive index.

この高反射ミラー200は、上記した各実施形態と同様に、基板100の一面100a表層に遮光帯40を有する。遮光帯40は第1貫通孔24に対応して形成され、入射光のうち、第1貫通孔24を通過する直接光およびその回折光を遮光する。これにより、本来反射されるべき波長の光であって、第1貫通孔24が存在するために透過してしまう光を透過させないようにできる。したがって、高反射ミラーを透過する光に、本来反射されるべき波長の光がノイズとして重畳してしまうことを抑制することができる。   The high reflection mirror 200 has a light shielding band 40 on the surface layer 100a of the substrate 100 as in the above-described embodiments. The light shielding band 40 is formed corresponding to the first through hole 24 and shields direct light passing through the first through hole 24 and its diffracted light from incident light. Thereby, it is possible to prevent light having a wavelength that should be reflected originally from being transmitted because the first through hole 24 is present. Therefore, it is possible to prevent light having a wavelength that should be reflected from being superimposed on the light transmitted through the high reflection mirror as noise.

(第6実施形態)
上記した各実施形態では、基板100の一面100a上の全面に亘って下側ミラー20を形成する例を示したが、この例に限定されない。例えば、図16に示すように、第1実施形態に対して、下側ミラー20直下の一部において、基板100が存在しない構成とすることもできる。
(Sixth embodiment)
In each of the above-described embodiments, the example in which the lower mirror 20 is formed over the entire surface on the one surface 100a of the substrate 100 has been described. However, the present invention is not limited to this example. For example, as shown in FIG. 16, a configuration in which the substrate 100 does not exist in a part immediately below the lower mirror 20 can be adopted as compared with the first embodiment.

本実施形態では、特許請求の範囲に記載の高反射ミラーに相当するミラーは上側ミラー30であり、対向ミラーが下側ミラー20に相当する。すなわち、図16に示すように、上側ミラー30は、第1高屈折率膜21と第2高屈折率膜22と第1低屈折率層23とを有する。そして、第1高屈折率膜21に第1貫通孔24を有する。また、下側ミラー20は、第3高屈折率膜31と第4高屈折率膜32と第2低屈折率層33とを有する。そして、第3高屈折率膜31に第2貫通孔34を有し、第4高屈折率膜32に第3貫通孔35を有する。下側ミラー20と上側ミラー30との対向空間の一部にはスペーサ層50が形成され、スペーサ層50と上側ミラー30と下側ミラー20とに囲まれた領域が空隙AGとなる。また、本実施形態では、下側ミラー20における第3高屈折率膜31のうち、第2ミラー部M2の形成されない一部において、絶縁膜110を介して基板100に固定される。換言すれば、第3高屈折率膜31、ひいては、下側ミラー20は、基板100と接しない、第2ミラー部M2となる部分においてメンブレンとなる。そして、本実施形態における遮光帯40は、上側ミラー30において、第2高屈折率膜22における第1高屈折率膜21と反対の一面22a側に形成される。   In the present embodiment, the mirror corresponding to the high reflection mirror described in the claims is the upper mirror 30, and the counter mirror corresponds to the lower mirror 20. That is, as shown in FIG. 16, the upper mirror 30 includes a first high refractive index film 21, a second high refractive index film 22, and a first low refractive index layer 23. The first high refractive index film 21 has a first through hole 24. The lower mirror 20 includes a third high refractive index film 31, a fourth high refractive index film 32, and a second low refractive index layer 33. The third high refractive index film 31 has a second through hole 34, and the fourth high refractive index film 32 has a third through hole 35. A spacer layer 50 is formed in a part of the facing space between the lower mirror 20 and the upper mirror 30, and a region surrounded by the spacer layer 50, the upper mirror 30, and the lower mirror 20 becomes an air gap AG. Further, in the present embodiment, a part of the third high refractive index film 31 in the lower mirror 20 where the second mirror part M2 is not formed is fixed to the substrate 100 via the insulating film 110. In other words, the third high-refractive-index film 31, and thus the lower mirror 20, becomes a membrane in a portion that does not contact the substrate 100 and becomes the second mirror portion M2. In the upper mirror 30, the light shielding band 40 in the present embodiment is formed on the side of the second high refractive index film 22 opposite to the first high refractive index film 21.

遮光帯40と各貫通孔24,34,35のサイズについては、第1実施形態および第2実施形態に説明した通りである。すなわち、光が、遮光帯40に対して、下側ミラー20側から入射される場合には、第1実施形態に記載したように、各貫通孔24,34,35の直径を2μm以上、かつ、80μm以下とすることにより、3μm≦λ≦10μmの入射光波長域において、遮光帯40の直径を110μm以下にすることができる。さらに言えば、各貫通孔24,34,35の直径を4μm以上、かつ、20μm以下とすることにより、遮光帯40の直径を14μm〜46μm程度にすることができる。   The sizes of the light shielding band 40 and the through holes 24, 34, and 35 are the same as described in the first embodiment and the second embodiment. That is, when light is incident on the light shielding band 40 from the lower mirror 20 side, the diameter of each through hole 24, 34, 35 is 2 μm or more as described in the first embodiment, and By setting the thickness to 80 μm or less, the diameter of the light shielding band 40 can be set to 110 μm or less in the incident light wavelength region of 3 μm ≦ λ ≦ 10 μm. More specifically, by setting the diameter of each through hole 24, 34, 35 to 4 μm or more and 20 μm or less, the diameter of the light shielding band 40 can be set to about 14 μm to 46 μm.

また、光が、下側ミラー20に対して遮光帯40側から入射される場合には、第2実施形態に記載したように、各貫通孔24,34,35の直径をR(μm)とすれば、遮光帯40の直径をR+32(μm)以上にすることによって、回折光が各貫通孔24,34,35に到達することを防止できる。   Further, when light is incident on the lower mirror 20 from the light shielding band 40 side, the diameters of the through holes 24, 34, and 35 are set to R (μm) as described in the second embodiment. In this case, it is possible to prevent the diffracted light from reaching the through holes 24, 34, and 35 by setting the diameter of the light shielding band 40 to R + 32 (μm) or more.

本実施形態に係るファブリペローフィルタ10の製造方法を簡単に説明する。なお、この製造方法は、遮光帯40を形成する工程、および、後述の基板100を除去する工程を除き、第1実施形態とほぼ同一であるため、第1実施形態に記載の方法に準じる。   A method for manufacturing the Fabry-Perot filter 10 according to the present embodiment will be briefly described. This manufacturing method is substantially the same as that of the first embodiment except for the step of forming the light shielding band 40 and the step of removing the substrate 100 described later, and therefore follows the method described in the first embodiment.

まず、第1実施形態と同様、基板100を準備する(図4)。   First, the substrate 100 is prepared as in the first embodiment (FIG. 4).

次いで、図17に示すように、下側ミラー20を形成する工程を実施する。本実施形態では、第1実施形態における第1高屈折率膜21に相当する第3高屈折率膜31を形成した後、エッチングにより、第1貫通孔24を形成する。   Next, as shown in FIG. 17, a step of forming the lower mirror 20 is performed. In the present embodiment, after forming the third high refractive index film 31 corresponding to the first high refractive index film 21 in the first embodiment, the first through hole 24 is formed by etching.

次いで、図18に示すように、犠牲層60を形成する工程および上側ミラー30を形成する工程を実施する。第1実施形態とは異なり、第1実施形態における第4高屈折率膜32に相当する第2高屈折率膜22には貫通孔を形成しない。   Next, as shown in FIG. 18, a step of forming the sacrificial layer 60 and a step of forming the upper mirror 30 are performed. Unlike the first embodiment, no through hole is formed in the second high refractive index film 22 corresponding to the fourth high refractive index film 32 in the first embodiment.

次いで、図19に示すように、遮光帯40を、上側ミラー30において、第2高屈折率膜22における一面22a上に形成する。遮光帯40は、上側ミラー30の第1ミラー部M1となる部分において、エッチングホール、すなわち、第1貫通孔24、第2貫通孔34、第3貫通孔35、に対応する部分に形成する。なお、遮光帯40は第1実施形態と同様に、タングステンを堆積して形成する。また、基板100を下側ミラー20の形成された一面100aと反対側から、絶縁膜110に到達するまでエッチングして除去する。基板100のエッチングは、下側ミラー20の第2ミラー部M2および上側ミラー30の第1ミラー部M1となる部分に対応する部分を含むように部分的に実施する。なお、遮光帯40を形成する工程と基板100を除去する工程は、その順を問わない。   Next, as shown in FIG. 19, the light shielding band 40 is formed on the one surface 22 a of the second high refractive index film 22 in the upper mirror 30. The light shielding band 40 is formed in a portion corresponding to the etching hole, that is, the first through hole 24, the second through hole 34, and the third through hole 35, in the portion that becomes the first mirror portion M 1 of the upper mirror 30. The light shielding band 40 is formed by depositing tungsten as in the first embodiment. Further, the substrate 100 is removed by etching from the side opposite to the one surface 100a on which the lower mirror 20 is formed until it reaches the insulating film 110. Etching of the substrate 100 is partially performed so as to include a portion corresponding to a portion that becomes the second mirror portion M2 of the lower mirror 20 and the first mirror portion M1 of the upper mirror 30. In addition, the process of forming the light-shielding band 40 and the process of removing the substrate 100 do not matter in that order.

最後に、下側ミラー20における第2低屈折率層33、上側ミラー30における第1低屈折率層23および空隙AGに相当する部分のSiOをエッチングにより除去することによって、図16に示すようなファブリペローフィルタ10を形成することができる。 Finally, the second low-refractive index layer 33 in the lower mirror 20, the first low-refractive index layer 23 in the upper mirror 30, and the portion of SiO 2 corresponding to the gap AG are removed by etching, as shown in FIG. A simple Fabry-Perot filter 10 can be formed.

(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記した各実施形態では、遮光帯40をタングステンの堆積により形成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、基板100に遮光帯40を形成する場合にあっては、リンやホウ素をイオンインプラすることにより形成してもよい。同様に、上記その他の実施形態のように、高屈折率膜(具体的には、第2高屈折率膜22)に遮光帯40を形成する場合にあっても、リンやホウ素をイオンインプラすることにより形成することができる。   In each of the embodiments described above, an example in which the light shielding band 40 is formed by depositing tungsten has been described, but the present invention is not limited to this. For example, when the light shielding band 40 is formed on the substrate 100, it may be formed by ion implantation of phosphorus or boron. Similarly, even when the light shielding band 40 is formed on the high refractive index film (specifically, the second high refractive index film 22) as in the other embodiments described above, ion implantation of phosphorus or boron is performed. Can be formed.

また、上記した各実施形態では、上側ミラー30および下側ミラー20の対向距離が固定された例を示した。しかしながら、この対向距離を可変にするように構成することができる。例えば、上側ミラー30に電圧を印加するための電極を上側ミラー30に形成し、下側ミラー20に電圧を印加するための電極を下側ミラー20に形成する。そして、両電極間に電位差を与えることにより、上側ミラー30と下側ミラー20との間でクーロン力が作用する。これにより、上側ミラー30と下側ミラー20との対向距離を、上下ミラー20,30の電位差に応じた距離とすることができる。   Moreover, in each above-mentioned embodiment, the example to which the facing distance of the upper side mirror 30 and the lower side mirror 20 was fixed was shown. However, the facing distance can be made variable. For example, an electrode for applying a voltage to the upper mirror 30 is formed on the upper mirror 30, and an electrode for applying a voltage to the lower mirror 20 is formed on the lower mirror 20. A Coulomb force acts between the upper mirror 30 and the lower mirror 20 by applying a potential difference between both electrodes. Thereby, the facing distance between the upper mirror 30 and the lower mirror 20 can be set to a distance corresponding to the potential difference between the upper and lower mirrors 20 and 30.

なお、上側ミラー30と下側ミラー20との対向距離を可変にする方法としては、スペーサ層50を一般的に知られたピエゾ素子とすることにより、圧電効果を利用する方法もある。   As a method of making the facing distance between the upper mirror 30 and the lower mirror 20 variable, there is a method of using the piezoelectric effect by making the spacer layer 50 a generally known piezo element.

10・・・ファブリペローフィルタ
20・・・下側ミラー,21・・・第1高屈折率膜,22・・・第2高屈折率膜,23・・・第1低屈折率層,24・・・第1貫通孔
30・・・上側ミラー,31・・・第3高屈折率膜,32・・・第4高屈折率膜,33・・・第2低屈折率層,34・・・第2貫通孔,35・・・第3貫通孔
40・・・遮光帯
50・・・スペーサ層
100・・・基板
AG・・・空隙
M1・・・第1ミラー部,M2・・・第2ミラー部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Fabry-Perot filter 20 ... Lower mirror, 21 ... First high refractive index film, 22 ... Second high refractive index film, 23 ... First low refractive index layer, 24 ... First through hole 30... Upper mirror, 31... Third high refractive index film, 32... Fourth high refractive index film, 33. 2nd through-hole, 35 ... 3rd through-hole 40 ... light shielding zone 50 ... spacer layer 100 ... substrate AG ... air gap M1 ... 1st mirror part, M2 ... 2nd Mirror part

Claims (12)

少なくとも一部に光学多層膜構造の第1ミラー部(M1)を有し、
前記第1ミラー部は、
第1屈折率を有する第1高屈折率膜(21)および第2高屈折率膜(22)と、第1折率よりも小さい第2屈折率を有する第1低屈折率層(23)と、を有し、
前記第1高屈折率膜と前記第2高屈折率膜が、前記第1低屈折率層を介して互いに対向して配置され、
前記第1高屈折率膜が、該第1高屈折率膜を貫通して外部空間と前記第1低屈折率層とを連通する第1貫通孔(24)を有する高反射ミラーであって、
前記第2高屈折率膜における前記第1高屈折率膜と反対の一面側に第1遮光帯(40a)を有し、
前記第1遮光帯は、前記第1高屈折率膜、前記第2高屈折率膜および前記第1低屈折率層の積層方向からの入射光およびその回折光を遮光するように、前記第1ミラー部に対応する部分において選択的に形成されることを特徴とする高反射ミラー。
Having at least a part of the first mirror part (M1) having an optical multilayer structure,
The first mirror part is
A first high refractive index film (21) and a second high refractive index film (22) having a first refractive index, and a first low refractive index layer (23) having a second refractive index smaller than the first folding index; Have
The first high-refractive index film and the second high-refractive index film are disposed to face each other via the first low-refractive index layer;
The first high refractive index film is a high reflection mirror having a first through hole (24) that penetrates the first high refractive index film and communicates an external space with the first low refractive index layer,
A first light-shielding band (40a) on one surface side of the second high-refractive index film opposite to the first high-refractive index film;
The first light-shielding band shields incident light from the stacking direction of the first high-refractive index film, the second high-refractive index film, and the first low-refractive index layer and diffracted light thereof. A high-reflection mirror, which is selectively formed in a portion corresponding to the mirror portion.
前記入射光が前記第1遮光帯よりも前記第1貫通孔の形成された側から入射する場合において、
前記第1貫通孔の開口は円形であり、その直径が2μm以上、80μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の高反射ミラー。
In the case where the incident light is incident from the side where the first through hole is formed rather than the first light shielding band,
2. The high reflection mirror according to claim 1, wherein the opening of the first through hole is circular and has a diameter of 2 μm or more and 80 μm or less.
前記第1貫通孔の直径が4μm以上、20μm以下であることを特徴とする請求項2に記載の高反射ミラー。   The high reflection mirror according to claim 2, wherein the diameter of the first through hole is 4 μm or more and 20 μm or less. 前記入射光が前記第1貫通孔よりも前記第1遮光帯の形成された側から入射する場合において、
前記第1貫通孔の開口は直径R(μm)の円形であり、
前記第1遮光帯は、前記積層方向に垂直な面内において、前記第1貫通孔と中心を同じくし、直径がR+32(μm)である仮想円の全面に亘ってオーバーラップすることを特徴とする請求項1に記載の高反射ミラー。
In the case where the incident light is incident from the side where the first light shielding band is formed rather than the first through hole,
The opening of the first through hole is a circle having a diameter R 1 (μm),
The first light-shielding band has the same center as the first through-hole in a plane perpendicular to the stacking direction, and overlaps the entire virtual circle having a diameter of R 1 +32 (μm). The high reflection mirror according to claim 1, wherein
前記第1低屈折率層が空気層あるいは真空であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の高反射ミラー。   The high reflection mirror according to claim 1, wherein the first low refractive index layer is an air layer or a vacuum. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の高反射ミラー(20)と、
前記高反射ミラーを構成する前記第1高屈折率膜(21)および第2高屈折率膜(22)の積層方向において、空隙を介して前記第1高屈折率膜と対向する対向ミラー(30)と、を備え、
前記対向ミラーは、
少なくとも一部に光学多層膜構造の第2ミラー部(M2)を有し、
前記第2ミラー部は、
前記第1屈折率を有する第3高屈折率膜(31)および第4高屈折率膜(32)と、前記第2屈折率を有する第2低屈折率層(33)と、を有し、
前記第3高屈折率膜と前記第4高屈折率膜が、前記第2低屈折率層を介して互いに対向して配置され、
前記第3高屈折率膜が、該第3高屈折率膜を貫通して外部空間と前記第2低屈折率層とを連通する第2貫通孔(34)を有するとともに、前記第4高屈折率膜が、該第4高屈折率膜を貫通して外部空間と前記第2低屈折率層とを連通する第3貫通孔(35)を有し、
前記第2高屈折率膜における前記第1高屈折率膜と反対の一面側に第2遮光帯(40b)および第3遮光帯(40c)を有し、
前記第2遮光帯は、前記積層方向からの入射光およびその回折光を遮光するように、前記第2ミラー部に対応する部分において選択的に形成され、前記第3遮光帯は、前記積層方向からの入射光およびその回折光を遮光するように、前記第2ミラー部に対応する部分において選択的に形成されることを特徴とするファブリペローフィルタ。
The high reflection mirror (20) according to any one of claims 1 to 5,
In the stacking direction of the first high refractive index film (21) and the second high refractive index film (22) constituting the high reflection mirror, a counter mirror (30) facing the first high refractive index film through a gap. ) And
The counter mirror is
Having a second mirror part (M2) having an optical multilayer film structure at least in part,
The second mirror part is
A third high refractive index film (31) and a fourth high refractive index film (32) having the first refractive index, and a second low refractive index layer (33) having the second refractive index,
The third high refractive index film and the fourth high refractive index film are disposed to face each other with the second low refractive index layer interposed therebetween;
The third high refractive index film has a second through hole (34) that penetrates the third high refractive index film and communicates the external space with the second low refractive index layer, and the fourth high refractive index film. The refractive index film has a third through hole (35) that passes through the fourth high refractive index film and communicates the external space and the second low refractive index layer,
The second high refractive index film has a second light shielding band (40b) and a third light shielding band (40c) on one surface side opposite to the first high refractive index film,
The second light shielding band is selectively formed in a portion corresponding to the second mirror portion so as to shield incident light and its diffracted light from the stacking direction, and the third light shielding band is formed in the stacking direction. The Fabry-Perot filter is selectively formed in a portion corresponding to the second mirror portion so as to shield incident light from the light and diffracted light thereof.
前記入射光が前記第1遮光帯よりも前記第1貫通孔の形成された側から入射する場合において、
前記第2貫通孔および前記第3貫通孔の開口は円形であり、その直径が2μm以上、80μm以下であることを特徴とする請求項6に記載のファブリペローフィルタ。
In the case where the incident light is incident from the side where the first through hole is formed rather than the first light shielding band,
The Fabry-Perot filter according to claim 6, wherein the openings of the second through hole and the third through hole are circular and have a diameter of 2 µm or more and 80 µm or less.
前記第2貫通孔および前記第3貫通孔の直径が4μm以上、20μm以下であることを特徴とする請求項7に記載のファブリペローフィルタ。   The Fabry-Perot filter according to claim 7, wherein the diameters of the second through hole and the third through hole are 4 µm or more and 20 µm or less. 前記入射光が前記第1貫通孔よりも前記第1遮光帯の形成された側から入射する場合において、
前記第2貫通孔の開口は直径R(μm)の円形であり、
前記第2遮光帯は、前記積層方向に垂直な面内において、前記第2貫通孔と中心を同じくし、直径がR+32(μm)である仮想円の全面に亘ってオーバーラップするとともに、
前記第3貫通孔の開口は直径R(μm)の円形であり、
前記第3遮光帯は、前記積層方向に垂直な面内において、前記第3貫通孔と中心を同じくし、直径がR+32(μm)である仮想円の全面に亘ってオーバーラップすることを特徴とする請求項6に記載のファブリペローフィルタ。
In the case where the incident light is incident from the side where the first light shielding band is formed rather than the first through hole,
The opening of the second through hole is circular with a diameter R 2 (μm),
The second light-shielding band has the same center as the second through hole in a plane perpendicular to the stacking direction, and overlaps the entire virtual circle having a diameter of R 2 +32 (μm).
The opening of the third through hole is a circle having a diameter R 3 (μm),
The third light-shielding band has the same center as the third through-hole in a plane perpendicular to the stacking direction, and overlaps the entire virtual circle having a diameter of R 3 +32 (μm). The Fabry-Perot filter according to claim 6,
前記第1貫通孔、前記第2貫通孔および前記第3貫通孔は、光が入射する側に近いほど開口の直径が大きくなることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のファブリペローフィルタ。   9. The diameter of the opening of each of the first through hole, the second through hole, and the third through hole increases as the light enters closer to the light incident side. Fabry-Perot filter. 前記第1貫通孔、前記第2貫通孔および前記第3貫通孔は、軸を同じくするとともに、前記第1遮光帯、前記第2遮光帯および前記第3遮光帯が共通の遮光帯(40)として形成されることを特徴とする請求項6〜10のいずれか1項に記載のファブリペローフィルタ。   The first through hole, the second through hole, and the third through hole have the same axis, and the first light shielding band, the second light shielding band, and the third light shielding band have a common light shielding band (40). The Fabry-Perot filter according to claim 6, wherein the Fabry-Perot filter is formed as follows. 前記第1低屈折率層および前記第2低屈折率層が空気層あるいは真空であることを特徴とする請求項6〜11のいずれか1項に記載のファブリペローフィルタ。   The Fabry-Perot filter according to any one of claims 6 to 11, wherein the first low refractive index layer and the second low refractive index layer are an air layer or a vacuum.
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