JP2018017799A - 光学フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中央間隙と外部とに連通する周縁間隙からの異物侵入を阻止し得る光学フィルタ等を提供する。
【解決手段】エタロンフィルタ１０は、第一外側面１１ａ及び第一内側面１１ｂを有する第一透光体１１と、第二外側面１２ａ及び第二内側面１２ｂを有する第二透光体１２と、第一内側面１１ｂの周縁側と第二内側面１２ｂの周縁側とに挟まれるとともに第一透光体１１と第二透光体１２とを接合する金属層１３１〜１３４と、第一内側面１１ｂの中央側と第二内側面１２ｂの中央側とに挟まれた中央間隙１４と、第一内側面１１ｂの周縁側と第二内側面１２ｂの周縁側とに挟まれるとともに中央間隙１４と外部とに連通する周縁間隙１５１〜１５４と、周縁間隙１５１〜１５４内に形成された第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、二つの対向する反射面の多重干渉を利用した光学フィルタ、及びその製造方法に関する。本明細書では、そのような光学フィルタの一例としてエタロンフィルタを採り上げる。

エタロンフィルタは、例えば、大容量光伝送システムに必要不可欠な波長可変レーザモジュールにおいて、光波長が安定して発振されているか否かをモニタする部品として用いられる。図８［Ａ］は関連技術１のエタロンフィルタ（例えば特許文献１参照）を示す一部を切り欠いた正面図、図８［Ｂ］は図８［Ａ］におけるVIIIｂ−VIIIｂ線断面図、図９は図８［Ｂ］の部分拡大図である。以下、これらの図面に基づき説明する。

関連技術１のエタロンフィルタ８０は、第一外側面８１ａ及び第一内側面８１ｂを有する第一透光体８１と、第二外側面８２ａ及び第二内側面８２ｂを有する第二透光体８２と、第一内側面８１ｂの周縁側と第二内側面８２ｂの周縁側とに挟まれるとともに第一透光体８１と第二透光体８２とを接合する金属層８３１〜８３４と、第一内側面８１ｂの中央側と第二内側面８２ｂの中央側とに挟まれた中央間隙８４と、第一内側面８１ｂの周縁側と第二内側面８２ｂの周縁側とに挟まれるとともに中央間隙８４と外部とに連通する周縁間隙８５１〜８５４と、を基本的に備えている。中央間隙８４及び周縁間隙８５１〜８５４は、空隙になっている。

また、第一外側面８１ａは第一反射膜９１ａで覆われ、第二外側面８２ａは第二反射膜９２ａで覆われ、第一内側面８１ｂは第一反射防止膜９１ｂで覆われ、第二内側面８２ｂは第二反射防止膜９２ｂで覆われている。レーザ光Ｌは、第一外側面８１ａから入射し中央間隙８４を通って第二外側面８２ａから出射する。このとき、レーザ光Ｌが第一外側面８１ａと第二外側面８２ａとの間で多重干渉を生じることにより、光周波数に対して透過率が周期的に変化するフィルタ特性が得られる。

特開２０１５−１３２７８１号公報

周縁間隙８５１〜８５４が存在する理由の一つとして、金属層８３１〜８３４の成膜時にメタルマスクを使用することが挙げられる。つまり、金属層８３１〜８３４の成膜時にメタルマスクで覆われた領域が、中央間隙８４及び周縁間隙８５１〜８５４となる。このとき、メタルマスクの一つの円形状の中央部が中央間隙８４に対応し、その中央部を支持する四つ矩形状の周縁部が周縁間隙８５１〜８５４に対応する。

しかしながら、周縁間隙８５１〜８５４は、外部に連通しているため、外部から異物９３１〜９３４が侵入することがあった。特に、金属層８３１〜８３４を介して接合された二枚の基板をダイシングによって切断し、多数のエタロンフィルタ８０を得る際に、切断で使用するオイルや洗浄液が異物９３１〜９３４として周縁間隙８５１〜８５４から中央間隙８４に入り込む。その結果、異物９３１〜９３４がレーザ光Ｌの進行を妨害するため、エタロンフィルタ８０の特性や信頼性に悪影響を及ぼすことになる。

そこで、本発明の目的は、中央間隙と外部とに連通する周縁間隙からの異物侵入を阻止し得る光学フィルタ及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係る光学フィルタは、
入射面となる第一外側面及びその背面の第一内側面を有する第一透光体と、
出射面となる第二外側面及びその背面の第二内側面を有する第二透光体と、
前記第一内側面の周縁側と前記第二内側面の周縁側とに挟まれ、前記第一透光体と前記第二透光体とを接合する金属層と、
前記第一内側面の中央側と前記第二内側面の中央側とに挟まれた中央間隙と、
前記第一内側面の周縁側と前記第二内側面の周縁側とに挟まれ、前記中央間隙と外部とに連通する周縁間隙と、
前記周縁間隙内に形成された異物阻止層と、
を備えたものである。

本発明に係る光学フィルタの製造方法は、
被載置面に対して接触して覆う接触遮蔽部と前記被載置面に対して接触しないで覆う非接触遮蔽部とを有するメタルマスクを用い、本発明に係る光学フィルタを製造する方法であって、
複数の前記第一透光体となる第一基板の一方の面及び複数の前記第二透光体となる第二基板の一方の面を前記メタルマスクで覆い、前記接触遮蔽部及び前記非接触遮蔽部によって覆われていない領域に前記金属層となる金属膜及び前記非接触遮蔽部によって覆われた領域に前記第一及び第二異物阻止層を形成する工程と、
前記第一基板に形成された前記金属膜と前記第二基板に形成された前記金属膜とを突き合わせて接合することにより、前記金属層、前記中央間隙及び前記周縁間隙を形成する工程と、
接合された前記第一基板及び前記第二基板を複数に切断することにより、複数の前記光学フィルタを得る工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明に係る光学フィルタによれば、周縁間隙内に異物阻止層を形成したことにより、中央間隙と外部とに連通する空隙が狭くなる又は無くなるので、外部から周縁間隙を通って中央間隙へ侵入する異物を阻止でき、これにより歩留り及び信頼性を向上できる。

本発明に係る光学フィルタの製造方法によれば、接合された第一基板及び第二基板を複数に切断する際に、周縁間隙内に第一及び第二異物阻止層を形成したことにより、外部から周縁間隙を通って中央間隙へ侵入する異物を阻止できるので、歩留り及び信頼性を向上できる。

実施形態１のエタロンフィルタを示し、図１［Ａ］は一部を切り欠いた正面図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるＩｂ−Ｉｂ線断面図である。 図１［Ｂ］の部分拡大図である。 実施形態１のエタロンフィルタを示す斜視図である。 図４［Ａ］は図１［Ａ］におけるIVａ−IVａ線断面図である。図４［Ｂ］は変形例１における図４［Ａ］に相当する部分の断面図である。図４［Ｃ］は変形例２における図４［Ａ］に相当する部分の断面図である。図４［Ｄ］は変形例３における図４［Ａ］に相当する部分の断面図である。 実施形態２の製造方法を示す平面図であり、図５［Ａ］、図５［Ｂ］の順に工程が進行する。 図５［Ａ］におけるVIａ−VIａ線断面図であり、図６［Ａ］、図６［Ｂ１］、図６［Ｃ１］、又は、図６［Ａ］、図６［Ｂ２］、図６［Ｃ２］の順に工程が進行する。 実施形態２におけるメタルマスクの製造方法を示す断面図であり、図７［Ａ］、図７［Ｂ］、図７［Ｃ］の順に工程が進行する。 関連技術１のエタロンフィルタを示し、図８［Ａ］は一部を切り欠いた正面図、図８［Ｂ］は図８［Ａ］におけるVIIIｂ−VIIIｂ線断面図である。 図８［Ｂ］の部分拡大図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。また、図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。

図１［Ａ］は実施形態１のエタロンフィルタを示す一部を切り欠いた正面図、図１［Ｂ］は図１［Ａ］におけるＩｂ−Ｉｂ線断面図、図２は図１［Ｂ］の部分拡大図、図３は実施形態１のエタロンフィルタを示す斜視図である。図４［Ａ］は図１［Ａ］におけるIVａ−IVａ線断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。

本実施形態１のエタロンフィルタ１０は、入射面となる第一外側面１１ａ及びその背面の第一内側面１１ｂを有する第一透光体１１と、出射面となる第二外側面１２ａ及びその背面の第二内側面１２ｂを有する第二透光体１２と、第一内側面１１ｂの周縁側と第二内側面１２ｂの周縁側とに挟まれるとともに第一透光体１１と第二透光体１２とを接合する金属層１３１〜１３４と、第一内側面１１ｂの中央側と第二内側面１２ｂの中央側とに挟まれた中央間隙１４と、第一内側面１１ｂの周縁側と第二内側面１２ｂの周縁側とに挟まれるとともに中央間隙１４と外部とに連通する周縁間隙１５１〜１５４と、周縁間隙１５１〜１５４内にそれぞれ形成された異物阻止層（例えば第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４）と、を基本的に備えている。

前記異物阻止層は、周縁間隙１５１〜１５４において第一内側面１１ｂ側に、金属層１３１〜１３４と同じ金属から形成された第一異物阻止層２１１〜２１４と、周縁間隙１５１〜１５４において第二内側面１２ｂ側に、金属層１３１〜１３４と同じ金属から形成された第二異物阻止層２２１〜２２４と、からなる。ここで、中央間隙１４と外部とを結ぶ直線に垂直な断面（図４［Ａ］）を見たとき、第一及び第二異物阻止層２１１，２２１は、その両端２４ａ，２４ｂと金属層１３４，１３１とがそれぞれ連続して形成されている。すなわち、両端の一方２４ａと金属層１３４とが連続して形成され、両端の他方２４ｂと金属層１３１とが連続して形成されている。そして、第一及び第二異物阻止層２１１，２２１の膜厚は、両端２４ａ，２４ｂで金属層１３１，１３４の膜厚２ｔ０の半分に等しく（ｔ１＝ｔ０）、両端２４ａ，２４ｂの中間２４ｃへ進むにつれて薄くなり、中間２４ｃで最も薄くなる（ｔ２）。第一及び第二異物阻止層２１２〜２１４，２２２〜２２４についても、第一及び第二異物阻止層２１１，２２１と同様である。第一異物阻止層２１１〜２１４と第二異物阻止層２２１〜２２４とは、それぞれ金属層１３１〜１３４の膜厚２ｔ０の半分以下の膜厚からなり、それぞれ空隙２３１〜２３４を挟んで対向する。

また、第一外側面１１ａは第一反射膜３１ａで覆われ、第二外側面１２ａは第二反射膜３２ａで覆われ、第一内側面１１ｂは第一反射防止膜３１ｂで覆われ、第二内側面１２ｂは第二反射防止膜３２ｂで覆われている。中央間隙１４は空隙になっている。レーザ光Ｌは、第一外側面１１ａから入射し中央間隙１４を通って第二外側面１２ａから出射する。このとき、レーザ光Ｌが第一外側面１１ａと第二外側面１２ａとの間で多重干渉を生じることにより、光周波数に対して透過率が周期的に変化するフィルタ特性が得られる。なお、図３では、エタロンフィルタ１０内の構造のうち、金属層１３１〜１３４、中央間隙１４、及び、周縁間隙１５１〜１５４内のみを破線で示している。

次に、エタロンフィルタ１０の構成について、更に詳しく説明する。

エタロンフィルタ１０は、全体として直方体状である。ここで言う直方体には、立方体はもちろんのこと、実質的に直方体として扱える平行六面体なども含まれる。正面から見て、第一外側面１１ａ及び第二外側面１２ａは正方形、レーザ光Ｌが透過する中央間隙１４は円形、中央間隙１４の周囲の周縁間隙１５１〜１５４は概略矩形である。また、中央間隙１４の周囲には接合用の四つの金属層１３１〜１３４がある。金属層１３１〜１３４の各境界は、周縁間隙１５１〜１５４になっている。周縁間隙１５１〜１５４は、金属層１３１〜１３４の成膜時に用いたメタルマスクの保持跡である。

第一透光体１１は、温度上昇変化に対する光路長の変化が正（特性指数が正）の材料からなる。第二透光体１２は、温度上昇変化に対する光路長の変化が負（特性指数が負）の材料からなる。なお、図１では、特性指数が正の材料を入射側に配置し、特性指数が負の材料を出射側に配置しているが、これとは逆に、特性指数が負の材料を入射側に配置し、特性指数が正の材料を出射側に配置してもよい。特性指数が正の材料としては、例えば、水晶（ＳｉＯ_２）を挙げることができる。また、特性指数が負の材料としては、例えば、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）を挙げることができる。このように、第一透光体１１と第二透光体１２とを貼り合せてエタロンフィルタ１０としたことにより、エタロンフィルタ１０の光路長が温度変化に対して一定になる。

金属層１３１〜１３４は、第一透光体１１の第一内側面１１ｂ（第一反射防止膜３１ｂ）にスパッタ等により付した金属膜と、第二透光体１２の第二内側面１２ｂ（第二反射防止膜３２ｂ）にスパッタ等により付した金属膜とを、突き合わせて接合したものである。この接合に際しては、薄い金属膜でも充分な接合強度が得られる原子拡散接合法が用いられている。これにより、薄膜であるにもかかわらず充分な接合強度を備えた金属層１３１〜１３４が形成される。

これらの各金属膜は、例えば、第一反射防止膜３１ｂ側又は第二反射防止膜３２ｂ側から、クロム（Ｃｒ）と金（Ａｕ）とが積層されたものである。そして、一対の金属膜は、Ａｕ同士が原子拡散により接合されることにより、互いに接合されている。このように、第一反射防止膜３１ｂ及び第二反射防止膜３２ｂ（又は第一透光体１１及び第二透光体１２）との接合を強固にするＣｒと、金属同士の接合を強固にするＡｕとの積層構造にすることにより、第一透光体１１と第二透光体１２との固定が良好になされる。Ｃｒの膜厚は例えば１〜２０ｎｍであり、Ａｕの膜厚は例えば１０〜１５０ｎｍであり、金属膜の膜厚ｔ０は１１〜１７０ｎｍである。また、クロム（Ｃｒ）の代わりにチタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）を用いてもよいし、金（Ａｕ）の代わりに白金（Ｐｔ）を用いてもよい。

第一反射防止膜３１ｂは第一透光体１１と中央間隙１４との界面における反射を抑制し、第二反射防止膜３２ｂは第二透光体１２と中央間隙１４との界面における反射を抑制する。また、第一反射防止膜３１ｂの屈折率はその両側に位置する第一透光体１１の屈折率及び空気の屈折率の幾何平均に、第二反射防止膜３２ｂの屈折率はその両側に位置する第二透光体１２及び空気の屈折率の幾何平均に、それぞれ一致又は近似することが好ましい。

第一反射防止膜３１ｂ及び第二反射防止膜３２ｂは、例えば、屈折率が互いに異なる複数の薄膜の積層体である。複数の薄膜は、０％に近い反射率が得られるように、その材料、積層数及び厚みが設計されている。各薄膜の材料は例えば誘電体であり、その誘電体は例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）又は五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）である。複数の薄膜の積層数は、例えば１０以下である。複数の薄膜は互いに密着して固定され、第一反射防止膜３１ｂは第一透光体１１に密着して固定され、第二反射防止膜３２ｂは第二透光体１２に密着して固定されている。

第一反射膜３１ａ及び第二反射膜３２ａは、例えば、屈折率が互いに異なる複数の薄膜の積層体である。複数の薄膜は、所望の光学特性（例えば反射率）が得られるように、その材料、積層数及び厚みが設計されている。各薄膜の材料は例えば誘電体であり、その誘電体は例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）又は五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）である。複数の薄膜の積層数は、例えば１０以下である。複数の薄膜は互いに密着して固定され、第一反射膜３１ａは第一透光体１１に密着して固定され、第二反射膜３２ａは第二透光体１２に密着して固定されている。

次に、エタロンフィルタ１０の作用及び効果について説明する。

（１）エタロンフィルタ１０によれば、周縁間隙１５１〜１５４内に異物阻止層（例えば第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４）を形成したことにより、中央間隙１４と外部とに連通する空隙２３１〜２３４が狭くなる又は無くなるので、外部から周縁間隙１５１〜１５４を通って中央間隙１４へ侵入する異物を阻止でき、これにより歩留り及び信頼性を向上できる。

（２）図４［Ａ］に示すように、第一及び第二異物阻止層２１１，２２１を金属層１３１，１３４と同じ金属とし、第一及び第二異物阻止層２１１，２２１の膜厚を、両端２４ａ，２４ｂで金属層１３１，１３４の膜厚２ｔ０の半分に等しくし（ｔ１＝ｔ０）、両端２４ａ，２４ｂの中間２４ｃへ進むにつれて薄くし、中間２４ｃで最も薄く（ｔ２）した場合は、上記（１）の効果に加えて次の効果を奏する。

＜ａ＞．第一及び第二異物阻止層２１１，２２１を金属層１３１，１３４と同じ金属とし、両端２４ａ，２４ｂでの第一及び第二異物阻止層２１１，２２１の膜厚ｔ１を、金属層１３１，１３４の膜厚の半分ｔ０に等しくすることにより、両端２４ａ，２４ｂ近傍の第一及び第二異物阻止層２１１，２２１を接合に用いることができるので、第一透光体１１と第二透光体１２との接合強度を向上できる。

＜ｂ＞．第一及び第二異物阻止層２１１，２２１の膜厚を、両端２４ａ，２４ｂで金属層１３１，１３４の膜厚の半分に等しくし、両端２４ａ，２４ｂの中間２４ｃへ進むにつれて薄くし、中間２４ｃで最も薄くすることにより、第一異物阻止層２１１と第二異物阻止層２２１との間に従来と同様に空隙２３１を確保できる。そのため、空隙２３１によって中央間隙１４に対する空気の出入りが可能になるので、外部の気圧変動の影響を回避できる。

＜ｃ＞．金属層１３１，１３４と周縁間隙１５１との境界にも金属膜が連続的に形成されることにより、後述する切断時にその境界の金属膜に加わる応力を緩和できるので、金属膜の剥がれを抑制できる。従来は、金属層と周縁間隙との境界で金属膜が途切れるので、切断時にその境界の金属膜に応力が加わることにより金属膜が剥がれることがあった。

また、図４［Ｂ］の変形例１に示すように、第一及び第二異物阻止層２１１，２２１のどちらか一方を省略してもよい。変形例１は、第二異物阻止層２２１を省略しており、大きめの空隙２３１ａが形成されるが、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。なお、後述する変形例２（図４［Ｃ］）における第一及び第二異物阻止層２１１ａ，２２１ａのどちらか一方を、省略するようにしてもよい。

（３）図４［Ａ］において、中間２４ｃの膜厚ｔ２は、金属層１３１，１３４の膜厚の半分ｔ０を１００％としたとき、２０％以上かつ１００％未満とすることが好ましく、５０％以上かつ１００％未満とすることがより好ましく、８０％以上かつ１００％未満とすることが最も好ましい。下限値が増えるほど、空隙２３１〜２３４が狭まるので、異物の侵入を阻止する効果が高まるからである。

（４）図４［Ｃ］の変形例２に示すように、第一及び第二異物阻止層２１１ａ，２２１ａの全部の膜厚ｔ１を、金属層１３１，１３４の膜厚の半分ｔ０に等しくしてもよい。この場合は、第一及び第二異物阻止層２１１ａ，２２１ａの全体を接合に用いることができるので、第一透光体１１と第二透光体１２との接合強度をより向上できる。また、変形例２によれば、第一異物阻止層２１１ａと第二異物阻止層２２１ａとの間に空隙が形成されないので、異物の侵入を完全に阻止できる。

（５）図４［Ｄ］の変形例３に示すように、第一又は第二異物阻止層のうちの一方の異物阻止層の形態を第一及び第二異物阻止層２１１，２２１と同じ形態とし、第一又は第二異物阻止層のうちの他方の異物阻止層の形態を第一及び第二異物阻止層２１１ａ，２２１ａと同じ形態としてもよい。この場合は、実施形態１よりも狭い空隙２３１ｂが形成できるので、異物の侵入を阻止する効果をより高めることができる。

次に、エタロンフィルタ１０を製造する方法の一例を、実施形態２の製造方法として説明する。図５は実施形態２の製造方法を示す平面図であり、図５［Ａ］、図５［Ｂ］の順に工程が進行する。図６は図５［Ａ］におけるVIａ−VIａ線断面図であり、図６［Ａ］、図６［Ｂ１］、図６［Ｃ１］、又は、図６［Ａ］、図６［Ｂ２］、図６［Ｃ２］の順に工程が進行する。以下、図１乃至図４に図５及び図６を加えて説明する。なお、図５に示すハッチングは断面ではなく平面を示す。

本実施形態２の製造方法は、被載置面に対して接触して覆う接触遮蔽部（中央部５４）と被載置面に対して接触しないで覆う非接触遮蔽部（周縁部５５１〜５５４）とを有するメタルマスク５０を用い、エタロンフィルタ１０を製造する方法であって、次の工程を含む。

複数の第一透光体１１となる第一基板４１の一方の面４１ｂ及び複数の第二透光体１２となる第二基板４２の一方の面４２ｂをメタルマスク５０で覆い、接触遮蔽部（中央部５４）及び非接触遮蔽部（周縁部５５１〜５５４）によって覆われていない領域に金属層１３１〜１３４となる金属膜６１，６２及び非接触遮蔽部（周縁部５５１〜５５４）によって覆われた領域に第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４を形成する第一工程（図５及び図６）。

第一基板４１に形成された金属膜６１と第二基板４２に形成された金属膜６２とを突き合わせて接合することにより、金属層１３１〜１３４、中央間隙１４及び周縁間隙１５１〜１５４を形成する第二工程（第一基板４１と第二基板４２とを、図５［Ｂ］の矢印に沿って接合する。）。

接合された第一基板４１及び第二基板４２を複数に切断することにより、複数の光学フィルタ１０を得る第三工程（接合された第一基板４１及び第二基板４２を、図５［Ｂ］の破線に沿って切断する。）。

次に、第一乃至第三工程について更に詳しく説明する。図５では、複数（図示する例では縦三個×横三個の合計九個。）のエタロンフィルタ１０を同時に製造する工程を示している。図６［Ａ］［Ｂ１］［Ｃ１］は実施形態１（図４［Ａ］）に対応する製造方法であり、図６［Ａ］［Ｂ２］［Ｃ２］は変形例２（図４［Ｃ］）に対応する製造方法である。まず、図６［Ａ］［Ｂ１］［Ｃ１］に示す製造方法について説明する。

＜第一工程＞図５［Ａ］に示すように、第一基板４１の一方の面４１ｂ及び第二基板４２の一方の面４２ｂを、それぞれメタルマスク５０で覆う。このとき使用するメタルマスク５０は、図５［Ａ］及び図６［Ａ］に示すように、中央部５４が接触遮蔽部として機能し、周縁部５５１〜５５４が非接触遮蔽部として機能する。

そして、図５［Ｂ］及び図６［Ｂ１］［Ｃ１］に示すように、第一基板４１の一方の面４１ｂをメタルマスク５０で覆い、中央部５４及び周縁部５５１〜５５４によって覆われていない領域に金属膜６１を形成し、周縁部５５１〜５５４によって覆われた領域に第一異物阻止層２１１〜２１４を形成する。これと同時に、第二基板４２の一方の面４２ｂをメタルマスク５０で覆い、中央部５４及び周縁部５５１〜５５４によって覆われていない領域に金属膜６２を形成し、周縁部５５１〜５５４によって覆われた領域に第二異物阻止層２２１〜２２４を形成する。その形成には、スパッタや蒸着などの真空成膜法が好適である。

このとき、第一基板４１及び第二基板４２は、複数のエタロンフィルタ１０を形成可能な面積を有し、厚み研磨や反射防止膜（図示せず）や反射膜（図示せず）などのコーティングが既に施されているものを使用する。メタルマスク５０は、例えば薄いステンレス板からなり、円形状の中央部５４と、中央部５４を支持する矩形状の周縁部５５１〜５５４と、メタルマスク５０の外周を保持する四角枠状の枠部５６とを有する。エタロンフィルタ一個あたり、中央部５４は一個、周縁部５５１〜５５４は四個である。このように、メタルマスク５０を使うことにより、フォトリソグラフィ及びエッチングなどの複雑な技術を使わなくても、容易に金属膜６１，６２及び第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４のパターンを形成できる。

＜第二工程＞第一工程に続いて、金属膜６１と金属膜６２とを、図５［Ｂ］の矢印で示すように突き合わせて接合する。その後、接合面同士が完全に密着するように、第一基板４１及び第二基板４２を介して金属膜６１，６２を加圧する。これと同時に、金属同士の原子拡散を促進するために、第一基板４１及び第二基板４２を介して金属膜６１，６２を加熱してもよい。その加熱温度は、常温〜２５０〔℃〕程度が好ましい。

＜第三工程＞第二工程に続いて、接合された第一基板４１及び第二基板４２を、図５［Ｂ］の破線に沿って、ダイシングによって複数に切断することにより、複数のエタロンフィルタ１０を得る。

次に、図６［Ａ］［Ｂ１］［Ｃ１］に基づき、周縁部５５１下に第一異物阻止層２１１が形成される理由について説明する。以下、スパッタを使用する例について説明するが、蒸着を使用する場合はターゲットの代わりに蒸着源となる。周縁部５５１は、被載置面に対して接触しないで覆う非接触遮蔽部である。そのため、第一基板４１の一方の面４１ｂにメタルマスク５０を載置すると、一方の面４１ｂから周縁部５５１までに距離Ｄの空間が生ずる。これにより、ターゲットから飛来する金属粒子６０は周縁部５５１の影となる部分にも回り込み、周縁部５５１下に中央の窪んだ第一異物阻止層２１１が形成される。回り込み量は、スパッタの方が蒸着よりも多くなる。その理由は、スパッタはチャンバ内ガス圧が高くターゲットも大型化できるので、いろいろな角度から金属粒子６０が飛来するからである。また、回り込み量の多いメタルマスク５０にするには、周縁部５５１の幅Ｗを狭く、周縁部５５１の厚みｔ１１を薄く、又は、距離Ｄを大きくすればよい。そして、距離Ｄを大きくするには、メタルマスク５０の厚みｔ１０を大きくすればよい。

次に、図６［Ａ］［Ｂ２］［Ｃ２］に基づき、周縁部５５１下に第一異物阻止層２１１ａが形成される理由について説明する。図６［Ｂ１］では金属粒子６０がメタルマスク５０に対して垂直に当たっているのに対し、図６［Ｂ２］では金属粒子６０ａがメタルマスク５０に対して斜めに当たっている。その結果、ターゲットから飛来する金属粒子６０ａは周縁部５５１の影となる部分にも大量に回り込むので、周縁部５５１下に窪みのない第一異物阻止層２１１ａが形成される。つまり、変形例２で述べたような、全部の膜厚が金属膜６１の膜厚ｔ０に等しい第一異物阻止層２１１ａが得られる。金属粒子６０ａがメタルマスク５０に対して斜めに当たるようにするには、金属粒子６０ａの飛来方向に対してメタルマスク５０が斜めになるように、ターゲット及び第一基板４１の少なくとも一方を傾けたり回転させたりすればよい。

ここで、図６における各寸法の一例を述べる。メタルマスク５０の厚みｔ１０は１５０μｍ、周縁部５５１の厚みｔ１１は５０μｍ、周縁部５５１の幅Ｗは５０μｍ、距離Ｄは１００μｍ、金属膜６１の膜厚ｔ０は０．０７μｍである。このように、メタルマスク５０の厚みｔ１０に比べて金属膜６１の実際の膜厚ｔ０は極めて小さいので、メタルマスク５０上に形成される金属膜６１は図示を略している。

次に、メタルマスク５０を製造する方法の一例について説明する。図７はメタルマスク５０の製造方法を示す断面図であり、図７［Ａ］、図７［Ｂ］、図７［Ｃ］の順に工程が進行する。以下、この図面に基づき説明する。

図７では、図６に対応する部分のみを示している。メタルマスク５０の製造方法は次のとおりである。まず、図７［Ａ］に示すように、例えばステンレス鋼などの金属板５１を用意し、金属板５１の両面にフォトレジスト５２を塗布し、露光及び現像によってフォトレジスト５２からなる所定のパターンを形成する。ここで、中央部５４となる部分は両面のフォトレジスト５２を残し、周縁部５５１となる部分はハーフエッチングとなるよう片面のみフォトレジスト５２を開口し、その他の部分はフルエッチングとなるように両面のフォトレジスト５２を開口する。続いて、図７［Ｂ］に示すように、フォトレジスト５２のパターンが形成された金属板５１をエッチング液５３中に投入し、ウェットエッチング加工を進める。金属のウェットエッチングは、等方性エッチングになる。これにより、図７［Ｃ］に示すように、中央部５４及び周縁部５５１が同時に金属板５１に形成され、フォトレジスト５２を除去することによりメタルマスク５０が完成する。

次に、本実施形態２の製造方法の作用及び効果について説明する。

（１）本実施形態２の製造方法によれば、貼り合された第一基板４１及び第二基板４２を複数に切断する際に、周縁間隙１５１〜１５４に第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４が形成されていることにより、切断で使用するオイルや洗浄液などの異物が外部から周縁間隙１５１〜１５４を通って中央間隙１４へ侵入することを阻止できるので、歩留り及び信頼性を向上できる。

（２）被載置面に対して接触して覆う接触遮蔽部（中央部５４）と被載置面に対して接触しないで覆う非接触遮蔽部（周縁部５５１〜５５４）とを有するメタルマスク５０を用いて成膜することにより、金属層１３１〜１３４となる金属膜６１，６２と第一及び第二異物阻止層２１１〜２１４，２２１〜２２４とを同時にかつ容易に形成できる。

本実施形態２のその他の構成、作用及び効果は、実施形態１のそれらと同様である。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態ではメタルマスクの使用によって周縁間隙が生じる場合を例示したが、これに限らず故意に周縁間隙を形成する場合にも本発明を適用できる。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

本発明は、ソリッド型やエアギャップ型のエタロンフィルタや、水晶以外の透明部材からなるエタロンフィルタなど、二つの対向する反射面の多重干渉を利用した光学フィルタであればどのようなものにも利用可能である。

＜実施形態１＞
１０ エタロンフィルタ（光学フィルタ）
１１ 第一透光体
１１ａ 第一外側面
１１ｂ 第一内側面
１２ 第二透光体
１２ａ 第二外側面
１２ｂ 第二内側面
１３１，１３２，１３３，１３４ 金属層
１４ 中央間隙
１５１，１５２，１５３，１５４ 周縁間隙
２１１，２１２，２１３，２１４，２１１ａ 第一異物阻止層（異物阻止層）
２２１，２２２，２２３，２２４，２２１ａ 第二異物阻止層（異物阻止層）
２３１，２３２，２３３，２３４，２３１ａ，２３１ｂ 空隙
２４ａ，２４ｂ 両端
２４ｃ 中間
３１ａ 第一反射膜
３２ａ 第二反射膜
３１ｂ 第一反射防止膜
３２ｂ 第二反射防止膜
Ｌ レーザ光（光軸）
＜実施形態２＞
４１ 第一基板
４１ｂ 一方の面
４２ 第二基板
４２ｂ 一方の面
５０ メタルマスク
５１ 金属板
５２ フォトレジスト
５３ エッチング液
５４ 中央部（接触遮蔽部）
５５１，５５２，５５３，５５４ 周縁部（非接触遮蔽部）
５６ 枠部
６０，６０ａ 金属粒子
６１，６２ 金属膜
＜関連技術１＞
８０ エタロンフィルタ
８１ 第一透光体
８１ａ 第一外側面
８１ｂ 第一内側面
８２ 第二透光体
８２ａ 第二外側面
８２ｂ 第二内側面
８３１，８３２，８３３，８３４ 金属層
８４ 中央間隙
８５１，８５２，８５３，８５４ 周縁間隙
９１ａ 第一反射膜
９２ａ 第二反射膜
９１ｂ 第一反射防止膜
９２ｂ 第二反射防止膜
９３１，９３２，９３３，９３４ 異物

Claims (5)

1. 入射面となる第一外側面及びその背面の第一内側面を有する第一透光体と、
   出射面となる第二外側面及びその背面の第二内側面を有する第二透光体と、
   前記第一内側面の周縁側と前記第二内側面の周縁側とに挟まれ、前記第一透光体と前記第二透光体とを接合する金属層と、
   前記第一内側面の中央側と前記第二内側面の中央側とに挟まれた中央間隙と、
   前記第一内側面の周縁側と前記第二内側面の周縁側とに挟まれ、前記中央間隙と外部とに連通する周縁間隙と、
   前記周縁間隙内に形成された異物阻止層と、
   を備えた光学フィルタ。
2. 前記異物阻止層は、前記周縁間隙において前記第一内側面側に、前記金属層と同じ金属から形成された第一異物阻止層と、前記周縁間隙において前記第二内側面側に、前記金属層と同じ金属から形成された第二異物阻止層とからなり、
   前記中央間隙と前記外部とを結ぶ直線に垂直な断面を見たとき、
   前記第一及び第二異物阻止層は、その両端と記金属層とが連続的に形成され、
   前記第一及び第二異物阻止層の膜厚は、前記両端で前記金属層の膜厚の半分に等しく、前記両端の中間へ進むにつれて薄くなり、前記中間で最も薄くなる、
   請求項１記載の光学フィルタ。
3. 前記中間の膜厚は、前記金属層の膜厚の半分を１００％としたとき、２０％以上かつ１００％未満である、
   請求項２記載の光学フィルタ。
4. 前記異物阻止層は、前記周縁間隙において前記第一内側面側に形成された第一異物阻止層と、前記周縁間隙において前記第二内側面側に形成された第二異物阻止層とからなり、
   前記中央間隙と前記外部とを結ぶ直線に垂直な断面を見たとき、
   前記第一及び第二異物阻止層は、前記金属層と同じ金属からなり、その両端が前記金属層に接し、
   前記第一及び第二異物阻止層の膜厚は、全部が前記金属層の膜厚の半分に等しい、
   請求項１記載の光学フィルタ。
5. 被載置面に対して接触して覆う接触遮蔽部と前記被載置面に対して接触しないで覆う非接触遮蔽部とを有するメタルマスクを用い、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の光学フィルタを製造する方法であって、
   複数の前記第一透光体となる第一基板の一方の面及び複数の前記第二透光体となる第二基板の一方の面を前記メタルマスクで覆い、前記接触遮蔽部及び前記非接触遮蔽部によって覆われていない領域に前記金属層となる金属膜及び前記非接触遮蔽部によって覆われた領域に前記第一及び第二異物阻止層を形成する工程と、
   前記第一基板に形成された前記金属膜と前記第二基板に形成された前記金属膜とを突き合わせて接合することにより、前記金属層、前記中央間隙及び前記周縁間隙を形成する工程と、
   接合された前記第一基板及び前記第二基板を複数に切断することにより、複数の前記光学フィルタを得る工程と、
   を含むことを特徴とする光学フィルタの製造方法。

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