JP5577983B2 - ファブリペロー干渉計の製造方法 - Google Patents
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Description
光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
犠牲層を、固定ミラー構造体の基板と反対の面上に形成する工程と、
光学多層膜構造の可動ミラーを分光領域に有する可動ミラー構造体を、犠牲層上に形成する工程と、
エッチングにより、分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する犠牲層の部分に、固定ミラー構造体と可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備える。
シリコンを含む半導体薄膜からなる第1高屈折率層を、犠牲層上に形成する第1高屈折率層形成工程と、
第1高屈折率層よりも屈折率の低い第1低屈折率層を、第1高屈折率層上における、分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第1低屈折率層形成工程と、
シリコンを含む半導体薄膜からなり、第1低屈折率層よりも屈折率が高い第2高屈折率層を、第1低屈折率層を含んで第1高屈折率層を覆うように形成し、分光領域に第1高屈折率層、第1低屈折率層、及び第2高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第2高屈折率層形成工程と、
第2高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する周辺領域の部分を熱酸化して、第2高屈折率層の露出面から所定深さのシリコン部分を二酸化シリコンとする熱酸化工程と、
エッチングにより、周辺領域の二酸化シリコンの部分を除去する二酸化シリコン除去工程と、を含み、
第2高屈折率層形成工程後であって熱酸化工程の前に、第2高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する周辺領域の部分に不純物を注入する注入工程を備え、
注入工程では、熱酸化により二酸化シリコンとする周辺領域の部分のうち、分光領域側の端部から所定の範囲には不純物を注入せず、所定の範囲を除く領域に不純物を注入して、これにより、熱酸化工程で形成される二酸化シリコンの厚みが、所定の範囲を除く領域で、所定の範囲の領域よりも厚くなるようにし、
二酸化シリコン除去工程では、二酸化シリコンの除去により、周辺領域において、所定の範囲を除く領域の膜厚を、所定の範囲の領域の膜厚よりも薄くすることを特徴とする。
犠牲層は、二酸化シリコンからなり、
第2高屈折率層形成工程後であって二酸化シリコン除去工程の前に、犠牲層エッチング用の貫通孔を接触部分に形成し、
二酸化シリコン除去工程において、周辺領域の二酸化シリコンを除去するとともに、犠牲層に空隙を設けて該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとすることが好ましい。
第1高屈折率層を、犠牲層上に形成する第1高屈折率層形成工程と、
第1高屈折率層よりも屈折率の低い第1低屈折率層を、第1高屈折率層上における、分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第1低屈折率層形成工程と、
第1低屈折率層よりも屈折率が高い第2高屈折率層を、第1低屈折率層を含んで第1高屈折率層を覆うように形成し、分光領域に第1高屈折率層、第1低屈折率層、及び第2高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第2高屈折率層形成工程と、
第2高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する周辺領域の部分に不純物を注入して、第2高屈折率層の露出面から所定深さの部分をアモルファスとするアモルファス化工程と、
エッチングにより、周辺領域のアモルファスの部分を除去するアモルファス除去工程と、を含むことを特徴とする。
(第1実施形態)
本実施形態では、光学多層膜構造のミラーM1,M2を有するファブリペロー干渉計100の一例として、エアミラーを有するファブリペロー干渉計を示す。このようなエアミラー構造のファブリペロー干渉計100については、本出願人による特開2008−134388号公報に示されているため、ミラーM1,M2などの詳細構造については説明を割愛し、異なる部分を重点的に説明する。
第1実施形態では、メンブレンMEMにおいて、周辺領域X1に低屈折率層79bを形成することで、低屈折率層79b上の高屈折率上層72と該低屈折率層79bを選択的に除去できるようにし、もって周辺領域X1を精度良く薄膜化する例を示した。
30・・・固定ミラー構造体
50・・・犠牲層
70・・・可動ミラー構造体
71・・・高屈折率下層(第1高屈折率層)
72・・・高屈折率上層(第2高屈折率層)
79b・・・低屈折率層(第1低屈折率層)
82・・・二酸化シリコン部分
87・・・アモルファス部分
100・・・ファブリペロー干渉計
AG・・・空隙
M1,M2・・・ミラー(固定ミラー,可動ミラー)
MEM・・・メンブレン
S1・・・分光領域
X1・・・周辺領域
Claims (3)
- 光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
犠牲層を、前記固定ミラー構造体の前記基板と反対の面上に形成する工程と、
光学多層膜構造の可動ミラーを前記分光領域に有する可動ミラー構造体を、前記犠牲層上に形成する工程と、
エッチングにより、前記分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する前記犠牲層の部分に、前記固定ミラー構造体と前記可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備えたファブリペロー干渉計の製造方法であって、
前記可動ミラー構造体を形成する工程として、
シリコンを含む半導体薄膜からなる第1高屈折率層を、前記犠牲層上に形成する第1高屈折率層形成工程と、
前記第1高屈折率層よりも屈折率の低い第1低屈折率層を、前記第1高屈折率層上における、前記分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第1低屈折率層形成工程と、
シリコンを含む半導体薄膜からなり、前記第1低屈折率層よりも屈折率が高い第2高屈折率層を、前記第1低屈折率層を含んで前記第1高屈折率層を覆うように形成し、前記分光領域に前記第1高屈折率層、前記第1低屈折率層、及び前記第2高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第2高屈折率層形成工程と、
前記第2高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する前記周辺領域の部分を熱酸化して、前記第2高屈折率層の露出面から所定深さのシリコン部分を二酸化シリコンとする熱酸化工程と、
エッチングにより、前記周辺領域の二酸化シリコンの部分を除去する二酸化シリコン除去工程と、を含み、
前記第2高屈折率層形成工程後であって前記熱酸化工程の前に、前記第2高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する前記周辺領域の部分に不純物を注入する注入工程を備え、
前記注入工程では、前記熱酸化により二酸化シリコンとする周辺領域の部分のうち、前記分光領域側の端部から所定の範囲には前記不純物を注入せず、前記所定の範囲を除く領域に前記不純物を注入して、これにより、前記熱酸化工程で形成される二酸化シリコンの厚みが、前記所定の範囲を除く領域で、前記所定の範囲の領域よりも厚くなるようにし、
前記二酸化シリコン除去工程では、二酸化シリコンの除去により、前記周辺領域において、前記所定の範囲を除く領域の膜厚を、前記所定の範囲の領域の膜厚よりも薄くすることを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。 - 前記可動ミラー構造体は、前記分光領域及び前記周辺領域の少なくとも一方に、前記第1高屈折率層及び前記第2高屈折率層が互い接してなる接触部分と、該接触部分を貫通する犠牲層エッチング用の貫通孔を有し、
前記犠牲層は、二酸化シリコンからなり、
前記第2高屈折率層形成工程後であって前記二酸化シリコン除去工程の前に、前記犠牲層エッチング用の貫通孔を前記接触部分に形成し、
前記二酸化シリコン除去工程において、前記周辺領域の二酸化シリコンを除去するとともに、前記犠牲層に空隙を設けて該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとすることを特徴とする請求項1に記載のファブリペロー干渉計の製造方法。 - 光学多層膜構造の固定ミラーを分光領域に有する固定ミラー構造体を、基板の一面上に形成する工程と、
犠牲層を、前記固定ミラー構造体の前記基板と反対の面上に形成する工程と、
光学多層膜構造の可動ミラーを前記分光領域に有する可動ミラー構造体を、前記犠牲層上に形成する工程と、
エッチングにより、前記分光領域及び該分光領域の周辺領域に対応する前記犠牲層の部分に、前記固定ミラー構造体と前記可動ミラー構造体とを対向させる空隙を設け、該空隙を架橋する可動ミラー構造体の部分を可動可能なメンブレンとする工程と、備えたファブリペロー干渉計の製造方法であって、
前記可動ミラー構造体を形成する工程として、
第1高屈折率層を、前記犠牲層上に形成する第1高屈折率層形成工程と、
前記第1高屈折率層よりも屈折率の低い第1低屈折率層を、前記第1高屈折率層上における、前記分光領域の可動ミラー形成位置に形成する第1低屈折率層形成工程と、
前記第1低屈折率層よりも屈折率が高い第2高屈折率層を、前記第1低屈折率層を含んで前記第1高屈折率層を覆うように形成し、前記分光領域に前記第1高屈折率層、前記第1低屈折率層、及び前記第2高屈折率層からなる可動ミラーを形成する第2高屈折率層形成工程と、
前記第2高屈折率層上にマスクを形成し、該マスクの開口部から露出する前記周辺領域の部分に不純物を注入して、前記第2高屈折率層の露出面から所定深さの部分をアモルファスとするアモルファス化工程と、
エッチングにより、前記周辺領域のアモルファスの部分を除去するアモルファス除去工程と、を含むことを特徴とするファブリペロー干渉計の製造方法。
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