JPWO2017203949A1 - ファブリペロー干渉フィルタ、及びファブリペロー干渉フィルタの製造方法 - Google Patents

ファブリペロー干渉フィルタ、及びファブリペロー干渉フィルタの製造方法 Download PDF

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Abstract

ファブリペロー干渉フィルタ１は、第１表面１１ａを有する基板１１と、第１表面１１ａに配置された第１ミラー部３１を有する第１積層体２２と、空隙Ｓを介して第１ミラー部３１と対向する第２ミラー部３２を有する第２積層体２４と、第１積層体２２と第２積層体２４との間において空隙Ｓを画定する中間層２３と、を備える。基板１１は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に中間層２３の外縁よりも外側に位置する外縁部１１ｃを有する。第２積層体２４は、中間層２３を被覆する被覆部３３と、外縁部１１ｃにおける第１表面１１ａ上に位置する周縁部３４と、を更に有する。第２ミラー部３２、被覆部３３及び周縁部３４は、互いに連続するように一体的に形成されている。周縁部３４は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されている。

Description

本開示は、ファブリペロー干渉フィルタ、及びファブリペロー干渉フィルタの製造方法に関する。
従来のファブリペロー干渉フィルタとして、基板と、基板上に配置された第１ミラー部を有する第１層と、空隙を介して第１ミラー部と対向する第２ミラー部を有する第２層と、第１層と第２層との間において空隙を画定する中間層と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３−２５７５６１号公報
上述したようなファブリペロー干渉フィルタでは、第１層、中間層及び第２層のそれぞれの厚さが、例えば数十ｎｍ〜数十μｍ程度というように極めて薄いため、使用時等に各層に剥がれが生じるおそれがある。
本開示の一形態は、基板上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができるファブリペロー干渉フィルタ、及びファブリペロー干渉フィルタの製造方法を提供することを目的とする。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタは、第１表面を有する基板と、第１表面に配置された第１ミラー部を有する第１層と、第１ミラー部に対して基板とは反対側において空隙を介して第１ミラー部と対向する第２ミラー部を有する第２層と、第１層と第２層との間において空隙を画定する中間層と、を備え、基板は、第１表面に垂直な方向から見た場合に中間層の外縁よりも外側に位置する外縁部を有し、第２層は、中間層を被覆する被覆部と、外縁部における第１表面上に位置する周縁部と、を更に有し、第２ミラー部、被覆部及び周縁部は、互いに連続するように一体的に形成されており、周縁部は、外縁部の外縁に沿って薄化されている。
このファブリペロー干渉フィルタでは、第２層が、第１ミラー部に加えて、中間層を被覆する被覆部と、外縁部における第１表面上に位置する周縁部と、を更に有しており、これら第１ミラー部、被覆部及び周縁部が、互いに連続するように一体的に形成されている。これにより、第２層によって中間層が覆われているので、中間層の剥がれが抑制されている。また、第２層によって中間層が覆われているので、例えばエッチングによって中間層に空隙を形成した場合でも、中間層の劣化が抑制され、その結果、中間層の安定性が向上している。更に、このファブリペロー干渉フィルタでは、周縁部は、外縁部の外縁に沿って薄化されている。これにより、例えば、基板に対応する部分を含むウェハを外縁部の外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタを得た場合でも、基板上の各層の劣化が抑制され、その結果、基板上の各層の安定性が向上している。以上により、このファブリペロー干渉フィルタによれば、基板上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。なお、「周縁部が外縁部の外縁に沿って薄化されている」とは、「周縁部のうち外縁部の外縁に沿う部分の厚さが、周縁部のうち外縁部の外縁に沿う部分を除く他の部分の厚さよりも小さい（０を含む）」ことを意味する。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタでは、被覆部は、第１層の外縁を被覆していてもよい。これによれば、第１層の剥がれをより確実に抑制することができる。更に、例えば、基板に対応する部分を含むウェハを外縁部の外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタを得た場合でも、第１層の劣化をより好適に抑制することができる。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタでは、第１層は、窒化シリコン層を含む積層体であってもよい。これによれば、第１層の窒化シリコン層が外部に露出していないため、例えば、フッ酸ガスを用いたエッチングによって中間層に空隙を形成した場合でも、フッ酸ガスと窒化シリコン層とが反応して残渣が発生することを抑制することができる。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタでは、第２層は、複数の層を含む積層体であり、周縁部は、複数の層の一部が除去されていることによって、外縁部の外縁に沿って薄化されていてもよい。これによれば、複数の層のうち除去されずに残存している部分によって、基板の第１表面を保護することができる。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタは、基板において第１表面と対向する第２表面に配置された第３層を更に備え、第３層は、外縁部の外縁に沿って薄化されていてもよい。これによれば、基板の第２表面に第３層が配置されているので、基板の第１表面側と第２表面側との間の層構成の不一致に起因する基板の反りを抑制することができる。更に、例えば、基板に対応する部分を含むウェハを外縁部の外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタを得た場合でも、第３層の劣化が抑制され、その結果、第３層の各層の安定性が向上している。なお、「第３層が外縁部の外縁に沿って薄化されている」とは、「第３層のうち外縁部の外縁に沿う部分の厚さが、第３層のうち外縁部の外縁に沿う部分を除く他の部分の厚さよりも小さい（０を含む）」ことを意味する。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタの製造方法は、上記ファブリペロー干渉フィルタの製造方法であって、基板に対応する部分を複数含むウェハを用意し、第１ミラー部を有する第１層を、基板に対応する部分ごとに形成する第１ステップと、第１ステップの後に、空隙に対応する除去予定部を有する中間層を、基板に対応する部分ごとに形成する第２ステップと、第２ステップの後に、複数の貫通孔が形成された第２ミラー部と、中間層を被覆する被覆部と、外縁部の外縁に沿って薄化された周縁部と、を有する第２層を、基板に対応する部分ごとに形成する第３ステップと、第３ステップの後に、貫通孔を介したエッチングによって除去予定部を除去することにより、第１ミラー部と第２ミラー部との間に位置する空隙を、基板に対応する部分ごとに形成する第４ステップと、第４ステップの後に、外縁部の外縁に沿ってウェハを切断し、ファブリペロー干渉フィルタを得る第５ステップと、を備える。
このファブリペロー干渉フィルタの製造方法では、中間層を被覆する被覆部を有する第２層を形成した後に、エッチングによって中間層の除去予定部を除去する。これにより、エッチングによって除去予定部を除去する際の中間層の劣化を抑制することができる。更に、このファブリペロー干渉フィルタの製造方法では、外縁部の外縁に沿って薄化された周縁部を有する第２層を形成した後に、ウェハを外縁部の外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタを得る。これにより、ウェハを切断する際の基板上の各層の劣化を抑制することができる。また、このファブリペロー干渉フィルタの製造方法により製造されたファブリペロー干渉フィルタでは、第２層によって中間層が被覆されているので、中間層の剥がれが抑制されている。以上により、このファブリペロー干渉フィルタの製造方法によれば、基板上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。
本開示の一形態に係るファブリペロー干渉フィルタの製造方法では、第５ステップにおいては、レーザ光の照射によって、外縁部の外縁に沿ってウェハの内部に改質領域を形成し、改質領域からウェハの厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、外縁部の外縁に沿ってウェハを切断してもよい。これによれば、周縁部が外縁部の外縁に沿って薄化されているので、レーザ光をウェハの内部に好適に集光させることができ、ウェハを精度良く切断することができる。
本開示の一形態によれば、基板上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができるファブリペロー干渉フィルタ、及びファブリペロー干渉フィルタの製造方法を提供することが可能となる。
図１は、本開示の一実施形態に係るファブリペロー干渉フィルタの平面図である。 図２は、図１のファブリペロー干渉フィルタの底面図である。 図３は、図１のIII-III線に沿ってのファブリペロー干渉フィルタの断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図１のファブリペロー干渉フィルタの製造方法を説明するための図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、図１のファブリペロー干渉フィルタの製造方法を説明するための図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１のファブリペロー干渉フィルタの製造方法を説明するための図である。 図７は、図１のファブリペロー干渉フィルタの製造方法を説明するための図である。 図８（ａ）は、第１変形例のファブリペロー干渉フィルタの断面図であり、図８（ｂ）は、第２変形例のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。 図９（ａ）は、第３変形例のファブリペロー干渉フィルタの断面図であり、図９（ｂ）は、第４変形例のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。 図１０は、第５変形例のファブリペロー干渉フィルタの断面図である。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
図１、図２及び図３に示されるように、ファブリペロー干渉フィルタ１は、基板１１を備えている。基板１１は、第１表面１１ａと、第１表面１１ａと対向する第２表面１１ｂと、を有している。第１表面１１ａには、反射防止層２１、第１積層体（第１層）２２、中間層２３及び第２積層体（第２層）２４が、この順序で積層されている。第１積層体２２と第２積層体２４との間には、枠状の中間層２３によって空隙（エアギャップ）Ｓが画定されている。
第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合（平面視）における各部の形状及び位置関係は、次の通りである。基板１１の外縁は、例えば矩形状である。基板１１の外縁と第２積層体２４の外縁とは、互いに一致している。反射防止層２１の外縁と第１積層体２２の外縁と中間層２３の外縁とは、互いに一致している。基板１１は、中間層２３の外縁よりも外側に位置する外縁部１１ｃを有している。外縁部１１ｃは、例えば、枠状であり、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に中間層２３を包囲している。
ファブリペロー干渉フィルタ１は、その中央部に画定された光透過領域１ａにおいて、所定の波長を有する光を透過させる。光透過領域１ａは、例えば円柱状の領域である。基板１１は、例えば、シリコン、石英又はガラス等からなる。基板１１がシリコンからなる場合には、反射防止層２１及び中間層２３は、例えば、酸化シリコンからなる。中間層２３の厚さは、例えば、数十ｎｍ〜数十μｍである。
第１積層体２２のうち光透過領域１ａに対応する部分は、第１ミラー部３１として機能する。第１ミラー部３１は、反射防止層２１を介して第１表面１１ａに配置されている。第１積層体２２は、複数のポリシリコン層２５と複数の窒化シリコン層２６とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。本実施形態では、ポリシリコン層２５ａ、窒化シリコン層２６ａ、ポリシリコン層２５ｂ、窒化シリコン層２６ｂ及びポリシリコン層２５ｃが、この順で反射防止層２１上に積層されている。第１ミラー部３１を構成するポリシリコン層２５及び窒化シリコン層２６のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。なお、第１ミラー部３１は、反射防止層２１を介することなく第１表面１１ａ上に直接に配置されてもよい。
第２積層体２４のうち光透過領域１ａに対応する部分は、第２ミラー部３２として機能する。第２ミラー部３２は、第１ミラー部３１に対して基板１１とは反対側において空隙Ｓを介して第１ミラー部３１と対向している。第２ミラー部３２は、反射防止層２１、第１積層体２２及び中間層２３を介して第１表面１１ａに配置されている。第２積層体２４は、複数のポリシリコン層２７と複数の窒化シリコン層２８とが一層ずつ交互に積層されることで構成されている。本実施形態では、ポリシリコン層２７ａ、窒化シリコン層２８ａ、ポリシリコン層２７ｂ、窒化シリコン層２８ｂ及びポリシリコン層２７ｃが、この順で中間層２３上に積層されている。第２ミラー部３２を構成するポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８のそれぞれの光学厚さは、中心透過波長の１／４の整数倍であることが好ましい。
なお、第１積層体２２及び第２積層体２４では、窒化シリコン層の代わりに酸化シリコン層が用いられてもよい。また、第１積層体２２及び第２積層体２４を構成する各層の材料としては、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、フッ化マグネシウム、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、シリコン、ゲルマニウム、硫化亜鉛等が用いられてもよい。
第２積層体２４において空隙Ｓに対応する部分には、第２積層体２４の中間層２３とは反対側の表面２４ａから空隙Ｓに至る複数の貫通孔２４ｂが形成されている。複数の貫通孔２４ｂは、第２ミラー部３２の機能に実質的に影響を与えない程度に形成されている。複数の貫通孔２４ｂは、エッチングによって中間層２３の一部を除去して空隙Ｓを形成するために用いられる。
第２積層体２４は、第２ミラー部３２に加えて、被覆部３３と、周縁部３４と、を更に有している。第２ミラー部３２、被覆部３３及び周縁部３４は、互いに同じ積層構造を有し且つ互いに連続するように、一体的に形成されている。被覆部３３は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に第２ミラー部３２を包囲している。被覆部３３は、中間層２３の基板１１とは反対側の表面２３ａ、並びに、中間層２３の側面２３ｂ、第１積層体２２の側面２２ａ及び反射防止層２１の側面２１ａを被覆しており、第１表面１１ａに至っている。すなわち、被覆部３３は、中間層２３の外縁、第１積層体２２の外縁及び反射防止層２１の外縁を被覆している。
周縁部３４は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に被覆部３３を包囲している。周縁部３４は、外縁部１１ｃにおける第１表面１１ａ上に位置している。周縁部３４の外縁は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に基板１１の外縁と一致している。
周縁部３４は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されている。すなわち、周縁部３４のうち外縁部１１ｃの外縁に沿う部分は、周縁部３４のうち外縁に沿う部分を除く他の部分と比べて薄くなっている。本実施形態では、周縁部３４は、第２積層体２４を構成するポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８の一部が除去されていることによって薄化されている。周縁部３４は、被覆部３３に連続する非薄化部３４ａと、非薄化部３４ａを包囲する薄化部３４ｂと、を有している。薄化部３４ｂにおいては、第１表面１１ａ上に直接に設けられたポリシリコン層２７ａ以外のポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８が除去されている。
非薄化部３４ａの基板１１とは反対側の表面３４ｃの第１表面１１ａからの高さは、中間層２３の表面２３ａの第１表面１１ａからの高さよりも低い。非薄化部３４ａの表面３４ｃの第１表面１１ａからの高さは、例えば７００ｎｍ〜１４００ｎｍである。中間層２３の表面２３ａの第１表面１１ａからの高さは、例えば２０００ｎｍ〜４０００ｎｍである。薄化部３４ｂの幅（非薄化部３４ａの外縁と外縁部１１ｃの外縁との間の距離）は、基板１１の厚さの０．０１倍以上である。薄化部３４ｂの幅は、例えば５μｍ〜４００μｍである。基板１１の厚さは、例えば５００μｍ〜８００μｍである。
第１ミラー部３１には、光透過領域１ａを囲むように第１電極１２が形成されている。第１電極１２は、ポリシリコン層２５ｃに不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。第１ミラー部３１には、光透過領域１ａを含むように第２電極１３が形成されている。第２電極１３は、ポリシリコン層２５ｃに不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。第２電極１３の大きさは、光透過領域１ａの全体を含む大きさであることが好ましいが、光透過領域１ａの大きさと略同一であってもよい。
第２ミラー部３２には、第３電極１４が形成されている。第３電極１４は、空隙Ｓを介して第１電極１２及び第２電極１３と対向している。第３電極１４は、ポリシリコン層２７ａに不純物をドープして低抵抗化することで形成されている。
端子１５は、光透過領域１ａを挟んで対向するように一対設けられている。各端子１５は、第２積層体２４の表面２４ａから第１積層体２２に至る貫通孔内に配置されている。各端子１５は、配線１２ａを介して第１電極１２と電気的に接続されている。
端子１６は、光透過領域１ａを挟んで対向するように一対設けられている。各端子１６は、第２積層体２４の表面２４ａから中間層２３の内部に至る貫通孔内に配置されている。各端子１６は、配線１３ａを介して第２電極１３と電気的に接続されていると共に、配線１４ａを介して第３電極１４と電気的に接続されている。一対の端子１５が対向する方向と、一対の端子１６が対向する方向とは、直交している（図１参照）。
第１積層体２２の表面２２ｂには、トレンチ１７，１８が設けられている。トレンチ１７は、配線１３ａにおける端子１６との接続部分を囲むように環状に延在している。トレンチ１７は、第１電極１２と配線１３ａとを電気的に絶縁している。トレンチ１８は、第１電極１２の内縁に沿って環状に延在している。トレンチ１８は、第１電極１２と第１電極１２の内側の領域（第２電極１３）とを電気的に絶縁している。各トレンチ１７，１８内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
第２積層体２４の表面２４ａには、トレンチ１９が設けられている。トレンチ１９は、端子１５を囲むように環状に延在している。トレンチ１９は、端子１５と第３電極１４とを電気的に絶縁している。トレンチ１９内の領域は、絶縁材料であっても、空隙であってもよい。
基板１１の第２表面１１ｂには、反射防止層４１、第３積層体（第３層）４２、中間層（第３層）４３及び第４積層体（第３層）４４が、この順序で積層されている。反射防止層４１及び中間層４３は、それぞれ、反射防止層２１及び中間層２３と同様の構成を有している。第３積層体４２及び第４積層体４４は、それぞれ、基板１１を基準として第１積層体２２及び第２積層体２４と対称の積層構造を有している。反射防止層４１、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４は、基板１１の反りを抑制する機能を有している。
第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されている。すなわち、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４のうち外縁部１１ｃの外縁に沿う部分は、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４のうち外縁に沿う部分を除く他の部分と比べて薄くなっている。本実施形態では、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に薄化部３４ｂと重なる部分において第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４の全部が除去されていることによって薄化されている。
第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４には、光透過領域１ａを含むように開口４０ａが設けられている。開口４０ａは、光透過領域１ａの大きさと略同一の径を有している。開口４０ａは、光出射側に開口しており、開口４０ａの底面は、反射防止層４１に至っている。
第４積層体４４の光出射側の表面には、遮光層４５が形成されている。遮光層４５は、例えばアルミニウム等からなる。遮光層４５の表面及び開口４０ａの内面には、保護層４６が形成されている。保護層４６は、第３積層体４２、中間層４３、第４積層体４４及び遮光層４５の外縁を被覆すると共に、外縁部１１ｃ上の反射防止層４１を被覆している。保護層４６は、例えば酸化アルミニウムからなる。なお、保護層４６の厚さを１〜１００ｎｍ（好ましくは、３０ｎｍ程度）にすることで、保護層４６による光学的な影響を無視することができる。
以上のように構成されたファブリペロー干渉フィルタ１においては、端子１５，１６を介して第１電極１２と第３電極１４との間に電圧が印加されると、当該電圧に応じた静電気力が第１電極１２と第３電極１４との間に発生する。当該静電気力によって、第２ミラー部３２が、基板１１に固定された第１ミラー部３１側に引き付けられ、第１ミラー部３１と第２ミラー部３２との距離が調整される。このように、ファブリペロー干渉フィルタ１では、第１ミラー部３１と第２ミラー部３２との距離が可変とされている。
ファブリペロー干渉フィルタ１を透過する光の波長は、光透過領域１ａにおける第１ミラー部３１と第２ミラー部３２との距離に依存する。したがって、第１電極１２と第３電極１４との間に印加する電圧を調整することで、透過する光の波長を適宜選択することができる。このとき、第２電極１３は、第３電極１４と同電位である。したがって、第２電極１３は、光透過領域１ａにおいて第１ミラー部３１及び第２ミラー部３２を平坦に保つための補償電極として機能する。
ファブリペロー干渉フィルタ１では、例えば、ファブリペロー干渉フィルタ１に印加する電圧を変化させながら（すなわち、ファブリペロー干渉フィルタ１において第１ミラー部３１と第２ミラー部３２との距離を変化させながら）、ファブリペロー干渉フィルタ１の光透過領域１ａを透過した光を光検出器によって検出することで、分光スペクトルを得ることができる。
以上説明したように、ファブリペロー干渉フィルタ１では、第２積層体２４が、第１ミラー部３１に加えて、中間層２３を被覆する被覆部３３と、外縁部１１ｃにおける第１表面１１ａ上に位置する周縁部３４と、を更に有しており、これら第１ミラー部３１、被覆部３３及び周縁部３４が、互いに連続するように一体的に形成されている。これにより、第２積層体２４によって中間層２３が覆われているので、中間層２３の剥がれが抑制されている。また、第２積層体２４によって中間層２３が覆われているので、例えばエッチングによって中間層２３に空隙Ｓを形成した場合でも、中間層２３の劣化が抑制され、その結果、中間層２３の安定性が向上している。更に、ファブリペロー干渉フィルタ１では、周縁部３４は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されている。これにより、例えば、基板１１に対応する部分を含むウェハを外縁部１１ｃの外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタ１を得た場合でも、基板１１上の各層の劣化が抑制され、その結果、基板上の各層の安定性が向上している。以上により、ファブリペロー干渉フィルタ１によれば、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。更に、ファブリペロー干渉フィルタ１では、第２積層体２４によって中間層２３の側面２３ｂが覆われているので、中間層２３の側面２３ｂからの光の進入を抑制することができ、迷光の発生を抑制することができる。
また、ファブリペロー干渉フィルタ１では、被覆部３３が第１積層体２２の外縁を被覆している。これにより、第１積層体２２の剥がれをより確実に抑制することができる。更に、例えば、基板１１に対応する部分を含むウェハを外縁部１１ｃの外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタ１を得た場合でも、第１積層体２２の劣化をより好適に抑制することができる。
また、ファブリペロー干渉フィルタ１では、第１積層体２２が含む窒化シリコン層２６の外縁が被覆部３３によって被覆されている。これにより、第１積層体２２の窒化シリコン層２６が外部に露出していないため、例えば、フッ酸ガスを用いたエッチングよって中間層２３に空隙Ｓを形成した場合でも、フッ酸ガスと窒化シリコン層２６とが反応して残渣が発生することを抑制することができる。
また、ファブリペロー干渉フィルタ１では、第２積層体２４を構成するポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８の一部が除去されていることによって、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されていている。これにより、第２積層体２４を構成するポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８のうち除去されずに残存している部分によって、基板１１の第１表面１１ａを保護することができる。更に、ファブリペロー干渉フィルタ１では、薄化部３４ｂにはポリシリコン層２７ａのみが残存している。これにより、薄化部３４ｂの表面が滑らかになるので、例えば、基板１１に対応する部分を含むウェハを外縁部１１ｃの外縁に沿って切断するために、レーザ光を外縁部１１ｃの外縁に沿ってウェハの内部に集光させた場合でも、レーザ光をウェハの内部に好適に集光させてウェハを精度良く切断することができ、基板１１上の各層の劣化をより好適に抑制することができる。
また、ファブリペロー干渉フィルタ１では、基板１１の第２表面１１ｂに第３積層体４２及び第４積層体４４が配置されており、第３積層体４２及び第４積層体４４が外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されている。これにより、基板１１の第１表面１１ａ側と第２表面１１ｂ側との間の層構成の不一致に起因する基板１１の反りを抑制することができる。更に、例えば、基板１１に対応する部分を含むウェハを外縁部１１ｃの外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタ１を得た場合でも、第３積層体４２及び第４積層体４４の劣化が抑制され、その結果、基板１１上の各層の安定性が向上している。
次に、図４〜図７を参照しつつ、ファブリペロー干渉フィルタ１の製造方法の一例を説明する。まず、図４（ａ）に示されるように、基板１１に対応する部分Ｒを複数含むウェハ１０を用意し、第１ミラー部３１を有する第１積層体２２を、ウェハ１０の基板１１に対応する部分Ｒごとに形成する（第１ステップ）。ウェハ１０は、例えばシリコンウエハである。ウェハ１０において、部分Ｒは、例えば、互いに隣接するように格子状に配置されている。部分Ｒ同士の境界上には、ダイシングラインＬが設定されている。
第１ステップでは、まず、部分Ｒの第１表面１１ａ上に反射防止層２１を形成し、これと同時に、部分Ｒの第２表面１１ｂ上に反射防止層４１を形成する。続いて、反射防止層２１上に、第１積層体２２を構成するポリシリコン層２５ａ、窒化シリコン層２６ａ、ポリシリコン層２５ｂ、窒化シリコン層２６ｂ及びポリシリコン層２５ｃをこの順序で積層する。この第１積層体２２の積層と同時に、反射防止層４１上に、第３積層体４２を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層を積層する。第１積層体２２の積層の際には、ポリシリコン層２５及び窒化シリコン層２６を第１表面１１ａ上にわたって積層した後に、ポリシリコン層２５及び窒化シリコン層２６のうち第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に外縁部１１ｃ上に位置する部分をエッチングによって除去する。また、第１積層体２２の積層と並行して、ポリシリコン層２５ｂ，２５ｃを不純物ドープによって部分的に低抵抗化し、第１電極１２及び第２電極１３を形成する。続いて、エッチングによってトレンチ１７，１８を形成する。
続いて、図４（ｂ）に示されるように、空隙Ｓに対応する除去予定部５０を有する中間層２３を、部分Ｒごとに形成する（第２ステップ）。第２ステップでは、まず、中間層２３によって第１積層体２２が覆われるように、部分Ｒの第１表面１１ａ上にわたって中間層２３を形成する。この中間層２３の形成と同時に、第３積層体４２上に中間層４３を形成する。続いて、中間層２３のうち第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に外縁部１１ｃ上に位置する部分をエッチングによって除去する。このエッチングの際に、反射防止層２１のうち第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に外縁部１１ｃ上に位置する部分が除去される。また、このエッチングの際に、図３の配線１３ａ及び端子１５，１６に対応する部分に空隙を形成する。
続いて、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６（ａ）に示されるように、複数の貫通孔２４ｂが形成された第２ミラー部３２と、中間層２３を被覆する被覆部３３と、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化された周縁部３４と、を有する第２積層体２４を、部分Ｒごとに形成する（第３ステップ）。
第３ステップでは、まず、中間層２３上に、第２積層体２４を構成するポリシリコン層２７ａ、窒化シリコン層２８ａ、ポリシリコン層２７ｂ、窒化シリコン層２８ｂ及びポリシリコン層２７ｃをこの順序で積層する。より具体的には、図５（ａ）に示されるように、第２積層体２４によって中間層２３の表面２３ａ及び側面２３ｂ、第１積層体２２の側面２２ａ並びに反射防止層２１の側面２１ａが覆われるように、部分Ｒの第１表面１１ａ上にわたって第２積層体２４を積層する。一方、第２積層体２４の積層と同時に、中間層４３上に、第４積層体４４を構成するポリシリコン層及び窒化シリコン層を積層する。続いて、図５（ｂ）に示されるように、ポリシリコン層２７ａ以外のポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８のうち薄化部３４ｂに対応する部分をエッチングによって除去することにより、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化された周縁部３４を形成する。また、第２積層体２４の積層と並行して、ポリシリコン層２７ａを不純物ドープによって部分的に低抵抗化し、第３電極１４を形成する。続いて、端子１５，１６を形成する。
続いて、図６（ａ）に示されるように、第２積層体２４を部分的にエッチングすることにより、第２ミラー部３２の表面２４ａから除去予定部５０に至る貫通孔２４ｂを形成する。続いて、第４積層体４４上に遮光層４５を形成する。続いて、第３積層体４２、中間層４３、第４積層体４４及び遮光層４５のうち垂直な方向から見た場合に薄化部３４ｂと重なる部分をエッチングによって除去することにより、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４を外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化する。また、このエッチングの際に、第３積層体４２、中間層４３、第４積層体４４及び遮光層４５に開口４０ａを形成する。続いて、遮光層４５の表面及び開口４０ａの内面に、保護層４６を形成する。
続いて、図６（ｂ）に示されるように、貫通孔２４ｂを介したエッチングによって除去予定部５０を除去することにより、第１ミラー部３１と第２ミラー部３２との間に位置する空隙Ｓを、部分Ｒごとに形成する（第４ステップ）。第４ステップでは、貫通孔２４ｂを介した気相エッチングによって除去予定部５０を除去する。この気相エッチングには、例えばフッ酸ガスが用いられる。
続いて、図６（ｂ）に示されるように、ダイシングラインＬにおいて外縁部１１ｃの外縁に沿ってウェハ１０を切断し、ファブリペロー干渉フィルタ１を得る（第５ステップ）。第５ステップにおいては、例えば、第１表面１１ａ側からのレーザ光の照射によって、外縁部１１ｃの外縁に沿ってウェハ１０の内部に改質領域を形成し、改質領域からウェハ１０の厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、外縁部１１ｃの外縁に沿ってウェハ１０を切断する。
以上説明したように、ファブリペロー干渉フィルタ１の製造方法では、中間層２３を被覆する被覆部３３を有する第２積層体２４を形成した後に、エッチングによって中間層２３の除去予定部５０を除去する。これにより、エッチングによって除去予定部５０を除去する際の中間層２３の劣化を抑制することができる。更に、このファブリペロー干渉フィルタ１の製造方法では、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化された周縁部３４を有する第２積層体２４を形成した後に、ウェハ１０を外縁部１１ｃの外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタ１を得る。これにより、ウェハ１０の切断の際の基板１１上の各層の劣化を抑制することができる。また、このファブリペロー干渉フィルタ１の製造方法により製造されたファブリペロー干渉フィルタ１では、第２積層体２４によって中間層２３が被覆されているので、中間層２３の剥がれが抑制されている。以上より、このファブリペロー干渉フィルタ１の製造方法によれば、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。
また、このファブリペロー干渉フィルタ１の製造方法では、レーザ光の照射によってウェハ１０の内部に改質領域を形成し、当該改質領域からウェハ１０の厚さ方向に亀裂を伸展させることによってウェハ１０を切断する。薄化部３４ｂを形成することにより、レーザ光をウェハ１０の内部に好適に集光させることができ、ウェハ１０を精度良く切断することができる。
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示の一形態は、上記一実施形態に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。
周縁部３４は、薄化部３４ｂにおいてポリシリコン層２７及び窒化シリコン層２８の全部が除去されていることによって薄化されていてもよい。この場合、周縁部３４の外縁は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に外縁部１１ｃの外縁よりも内側に位置する。薄化部３４ｂにおいて、ポリシリコン層２７ａ上にポリシリコン層２７又は窒化シリコン層２８が更に配置されていてもよい。つまり、周縁部３４のうち外縁部１１ｃの外縁に沿う部分の厚さが、周縁部３４のうち外縁部１１ｃの外縁に沿う部分を除く他の部分の厚さよりも小さければよい（０を含む）。第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に薄化部３４ｂと重なる領域において各層の一部が除去されていることによって薄化されていてもよい。つまり、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４のうち外縁部１１ｃの外縁に沿う部分の厚さが、第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４のうち外縁部１１ｃの外縁に沿う部分を除く他の部分の厚さよりも小さければよい（０を含む）。
周縁部３４と外縁部１１ｃにおける第１表面１１ａとの間に第１積層体２２が介在していてもよい。この場合、第１積層体２２の外縁は、第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に、中間層２３の外縁と外縁部１１ｃの外縁との間に位置していてもよいし、外縁部１１ｃの外縁と一致していてもよい。これらの場合、第１積層体２２において外縁部１１ｃにおける第１表面１１ａ上に位置する部分（周縁部）は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されていてもよい。この構成によれば、基板１１に対応する部分Ｒを含むウェハ１０を外縁部１１ｃの外縁に沿って切断し、ファブリペロー干渉フィルタ１を得た場合でも、基板１１上の各層の劣化をより好適に抑制することができる。更に、第１積層体２２の周縁部が外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されているので、レーザ光の照射によってウェハ１０の内部に改質領域を形成し、当該改質領域からウェハ１０の厚さ方向に亀裂を伸展させることによってウェハ１０を切断した場合でも、レーザ光をウェハ１０の内部に好適に照射することができる。なお、第１積層体２２の外縁が外縁部１１ｃの外縁と一致する場合、周縁部３４は、第１積層体２２の外縁を被覆しない。
ファブリペロー干渉フィルタ１は、基板１１の第２表面１１ｂに設けられた積層構造（反射防止層４１、第３積層体４２、中間層４３、第４積層体４４、遮光層４５及び保護層４６）を備えていなくてもよい。第３積層体４２、中間層４３及び第４積層体４４は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されていなくてもよい。上記第５ステップでは、ブレードダイシング等の他のダイシング方法によってウェハ１０を切断してもよい。上記実施形態では、薄化部３４ｂが非薄化部３４ａを連続的に包囲していたが、薄化部３４ｂは、非薄化部３４ａを断続的に包囲していてもよい。すなわち、周縁部３４は、外縁部１１ｃの外縁の少なくとも一部に沿って薄化されていればよい。
上記実施形態において、周縁部３４は、外縁部１１ｃの外縁に沿って薄化されていなくてもよい。この場合でも、第２積層体２４によって中間層２３が覆われているので、中間層２３の剥がれが抑制されている。更に、被覆部３３が第１積層体２２の外縁を被覆しており、第２積層体２４によって第１積層体２２が覆われているので、第１積層体２２の剥がれが抑制されている。
図８（ａ）に示される第１変形例のファブリペロー干渉フィルタ１Ａのように、上記実施形態のファブリペロー干渉フィルタ１において、ポリシリコン層２５ｃの外縁が第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に第１積層体２２の外縁の内側に位置し、ポリシリコン層２５ｃの外縁とポリシリコン層２７ａとの間に中間層２３が介在していてもよい。第１変形例によっても、上記実施形態と同様に、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。更に、第１変形例では、第１電極１２が形成されたポリシリコン層２５ｃと、第３電極１４が形成されたポリシリコン層２７ａとの間の電気的な絶縁性が高められている。これにより、ポリシリコン層２５ｃ，２７ａを介して第１電極１２と第３電極１４との間に電流のリークが生じるのを抑制することができる。その結果、第１電極１２と第３電極１４との間に印加する電圧の増加を抑制することができる。
図８（ｂ）に示される第２変形例のファブリペロー干渉フィルタ１Ｂのように、第１変形例のファブリペロー干渉フィルタ１Ａにおいて、端子１５，１６を囲むように環状に延在するトレンチ５２がポリシリコン層２７ａに設けられていてもよい。第２変形例によっても、上記実施形態と同様に、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。更に、第２変形例では、第１電極１２が形成されたポリシリコン層２５ｃと、第３電極１４が形成されたポリシリコン層２７ａとの間の電気的な絶縁性が一層高められている。これにより、ポリシリコン層２５ｃ，２７ａを介して第１電極１２と第３電極１４との間に電流のリークが生じるのを一層抑制することができる。
図９（ａ）に示される第３変形例のファブリペロー干渉フィルタ１Ｃのように、上記実施形態のファブリペロー干渉フィルタ１において、端子１５，１６を囲むように環状に延在するトレンチ５２がポリシリコン層２７ａに設けられると共に、端子１５，１６を囲むように環状に延在するトレンチ５３がポリシリコン層２５ｃに設けられていてもよい。第３変形例によっても、上記実施形態と同様に、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。更に、第３変形例では、第１電極１２が形成されたポリシリコン層２５ｃと、第３電極１４が形成されたポリシリコン層２７ａとの間の電気的な絶縁性が高められている。これにより、ポリシリコン層２５ｃ，２７ａを介して第１電極１２と第３電極１４との間に電流のリークが生じるのを抑制することができる。
図９（ｂ）に示される第４変形例のファブリペロー干渉フィルタ１Ｄのように、上記実施形態のファブリペロー干渉フィルタ１において、第１積層体２２の外縁が第１表面１１ａに垂直な方向から見た場合に中間層２３の外縁の内側に位置し、第１積層体２２の外縁と第２積層体２４との間に中間層２３が介在していてもよい。第４変形例によっても、上記実施形態と同様に、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。更に、第４変形例では、第１電極１２が形成されたポリシリコン層２５ｃと、第３電極１４が形成されたポリシリコン層２７ａとの間の電気的な絶縁性が高められている。これにより、ポリシリコン層２５ｃ，２７ａを介して第１電極１２と第３電極１４との間に電流のリークが生じるのを効果的に抑制することができる。
図１０に示される第５変形例のファブリペロー干渉フィルタ１Ｅのように、上記実施形態のファブリペロー干渉フィルタ１において、ポリシリコン層２７ａにおける第１積層体２２及び中間層２３の外縁を被覆する部分が除去されていてもよい。第５変形例によっても、上記実施形態と同様に、基板１１上の各層に剥がれが生じるのを抑制することができる。更に、第５変形例では、ポリシリコン層２５ｃが窒化シリコン層２８ａによって被覆されているので、第１電極１２が形成されたポリシリコン層２５ｃと、第３電極１４が形成されたポリシリコン層２７ａとの間の電気的な絶縁性が高められている。これにより、ポリシリコン層２５ｃ，２７ａを介して第１電極１２と第３電極１４との間に電流のリークが生じるのを抑制することができる。
１…ファブリペロー干渉フィルタ、１０…ウェハ、１１…基板、１１ａ…第１表面、１１ｂ…第２表面、１１ｃ…外縁部、２２…第１積層体（第１層）、２３…中間層、２４…第２積層体（第２層）、２４ｂ…貫通孔、３１…第１ミラー部、３２…第２ミラー部、３３…被覆部、３４…周縁部、４２…第３積層体（第３層）、４３…中間層（第３層）、４４…第４積層体（第３層）、５０…除去予定部、Ｓ…空隙。

Claims (7)

  1. 第１表面を有する基板と、
    前記第１表面に配置された第１ミラー部を有する第１層と、
    前記第１ミラー部に対して前記基板とは反対側において空隙を介して前記第１ミラー部と対向する第２ミラー部を有する第２層と、
    前記第１層と前記第２層との間において前記空隙を画定する中間層と、を備え、
    前記基板は、前記第１表面に垂直な方向から見た場合に前記中間層の外縁よりも外側に位置する外縁部を有し、
    前記第２層は、
    前記中間層を被覆する被覆部と、
    前記外縁部における前記第１表面上に位置する周縁部と、を更に有し、
    前記第２ミラー部、前記被覆部及び前記周縁部は、互いに連続するように一体的に形成されており、
    前記周縁部は、前記外縁部の外縁に沿って薄化されている、ファブリペロー干渉フィルタ。
  2. 前記被覆部は、前記第１層の外縁を被覆している、請求項１に記載のファブリペロー干渉フィルタ。
  3. 前記第１層は、窒化シリコン層を含む積層体である、請求項２に記載のファブリペロー干渉フィルタ。
  4. 前記第２層は、複数の層を含む積層体であり、
    前記周縁部は、複数の層の一部が除去されていることによって、前記外縁部の前記外縁に沿って薄化されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のファブリペロー干渉フィルタ。
  5. 前記基板において前記第１表面と対向する第２表面に配置された第３層を更に備え、
    前記第３層は、前記外縁部の前記外縁に沿って薄化されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のファブリペロー干渉フィルタ。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項記載のファブリペロー干渉フィルタの製造方法であって、
    前記基板に対応する部分を複数含むウェハを用意し、前記第１ミラー部を有する前記第１層を、前記基板に対応する前記部分ごとに形成する第１ステップと、
    前記第１ステップの後に、前記空隙に対応する除去予定部を有する前記中間層を、前記基板に対応する前記部分ごとに形成する第２ステップと、
    前記第２ステップの後に、複数の貫通孔が形成された前記第２ミラー部と、前記中間層を被覆する前記被覆部と、前記外縁部の前記外縁に沿って薄化された前記周縁部と、を有する前記第２層を、前記基板に対応する前記部分ごとに形成する第３ステップと、
    前記第３ステップの後に、前記貫通孔を介したエッチングによって前記除去予定部を除去することにより、前記第１ミラー部と前記第２ミラー部との間に位置する前記空隙を、前記基板に対応する前記部分ごとに形成する第４ステップと、
    前記第４ステップの後に、前記外縁部の前記外縁に沿って前記ウェハを切断し、前記ファブリペロー干渉フィルタを得る第５ステップと、を備える、ファブリペロー干渉フィルタの製造方法。
  7. 前記第５ステップにおいては、レーザ光の照射によって、前記外縁部の前記外縁に沿って前記ウェハの内部に改質領域を形成し、前記改質領域から前記ウェハの厚さ方向に亀裂を伸展させることにより、前記外縁部の前記外縁に沿って前記ウェハを切断する、請求項６に記載のファブリペロー干渉フィルタの製造方法。
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